铸钢桥壳钻孔专用夹具设计与加工

李忠海

（方盛车桥（柳州）有限公司，广西 柳州 545006）

在桥壳新产品投入初期，为了尽快抢占市场，节约宝贵时间。如用专用机床加工桥壳，一是专用机床制造周期长；二是如遇产品转型，专机改造难度大，造成投入浪费。使用加工中心加工的话，成本较高，生产效率低。而通过摇臂钻及专用工装的加工方式，加工桥壳上的孔，就能很好的解决以上问题。实现对铸钢桥壳孔的加工。

1 加工零件分析

如图1所示，铸钢桥桥壳长2100mm，下托板面中心2×Φ20mm的孔，孔公差要求范围为0.5mm。中心孔距1030 mm，公差要求范围为2mm。且加工下托板面中心孔，要以上托板面中心孔为基准加工，加工难度较高。下托板面8×Φ24 mm通孔，孔距(124±0.5)mm，(188±0.5)mm。

图1 铸钢桥壳加工孔示意图

2 加工难度分析

（1）工件较长较重，装夹困难。铸钢桥壳长度为2100mm，总质量达到280 kg。

（2）工件加工定位困难。下托板面2×Φ20mm孔加工要以桥壳上托板面2×Φ20mm孔为基准。在加工的过程中，基准的定位困难。

3 解决问题方法

根据桥壳的加工孔的特点，设计专用夹具，成功地在摇臂钻上加工桥壳孔。专用夹具如图2所示。

该夹具固定在摇臂钻上，由底座、液压预定位、一面两销定位、钻模模块等几部分组成。将桥壳放置到夹具滑动小车上，推到活动导轨位置，液压缸活塞带动桥壳下降，将桥壳的上托板中心孔及面对准夹具体一面及两定位销，液压夹紧。可对桥壳进行下托板面孔的加工。

4 专用夹具关键技术说明

（1）采用一面两销的定位夹紧方式，用已精加工过的上托板平面以及已钻好的两孔作为定位基准，液压机构夹紧后，满足加工工艺的定位夹紧要求，保证加工精度；

（2）采用液压夹紧机构，降低劳动强度和夹紧时间，提高生产效率，生产节拍控制在12min以内；

（3）引入人机工程，将工件吊装及加工高度抬高，设计小车支撑位距离摇臂钻床工作平面高度为480mm，钻模板距离摇臂钻床工作平面高度为700mm，足够的高度避免操作工在工作时频繁的弯腰。避免工人工作弯腰引起对人员腰椎的损伤；

（4）采用活动小推车的进料方式，并设置预定位装置，降低了装夹难度；小推车送料夹紧定位是借鉴专用机床的定位夹紧方式，在工装上设有预定位装置，当小车推至预定位处时，启动油缸控制开关，油缸工作，活动导轨下移至支承箱，实现准确定位；启动夹紧装置油缸控制开关，实现液压夹紧。

5 实际操作

图3 专用夹具加工图

（1）将工件放置于滑动小车上，向里推动小车滑动至工装的限位装置后启动按钮，油缸工作将活塞回收带动活动导轨下移，工件随之下降，随后工件下托板上预先钻好的中心定位销孔将自动与工件支撑箱上的两颗定位销孔配合；

（2）启动液压夹紧按钮，夹紧装置将自动下压，将工件夹紧；

（3）开启摇臂钻床，按要求对工件进行加工。

6 结束语

由专用夹具加工铸钢桥壳下托板孔的过程，说明通用设备（如摇臂钻）及专用夹具的组合代替专用机床加工桥壳孔的方法，可提高生产效率，使摇臂钻发挥更大的效益。同时，通过通用设备及专用工装代替专用机床，在产品转型及更新换代后，可以通过切换专用工装来适应产品；可以减少企业投入专用设备，节省专用设备制造时间及使用效益，在相关的制造行业，具有广泛的推广价值。

本成果获得2007年度广西重工业先进工艺工装设备制造三等奖。

[1]王光斗，王春福.机床夹具设计手册[K].上海：上海科学技术出版社，2000.

[2]吴宗泽.机械设计师手册[K].北京：机械工业出版社，2002.

[3]陈立德.工装设计[M].上海：上海交通大学出版社，1999.