双旋转钻夹具设计

贵州凯星液力传动机械有限公司（遵义 563003) 叶义书

图1所示零件是联接变速器与发动机的联接盘之一，需根据用户的要求而变化。随着公司的发展，联接盘的种类由少变多，尺寸由小变大。φ7.8H12斜孔原在坐标镗床上钻孔，由于受加工空间的限制，刀杆细长，又在斜面上钻孔，钻孔效率较低，使公司的零件在坐标镗床上加工成为瓶颈，并且φ7.8H12孔有时与外壁或内壁接穿，又由于联接盘的尺寸变大，坐标镗床的加工范围不能满足要求。为此，笔者对零件图及存在问题进行了分析，按零件大小及斜孔的斜角大小进行分类，设计了双旋转钻夹具。

图1

1.分析设计图及工艺规程

收集同类联接盘的设计图及工艺规程，同类联接盘有17种，两端对接尺寸随发动机和变速器的变化而变化，质量为45.5～92.0kg，外径d1为477～695mm，公差等级IT14;外径d2为100～180mm，公差等级IT7;内径d3为395.0～571.4mm，公差等级IT14;外径d4为423.0～609.7mm，公差等级IT8;对接定位外圆φ79.3h8为定值，轴向尺寸Lzx1为75～172mm，公差等级IT8，轴向尺寸Lzx2、Lzx3公差等级IT14。斜孔的孔径为φ7.8H12，斜角α为42°～65°，孔数为2～4个，在斜面上钻孔，钻孔刀杆悬伸长170～230mm。有的零件无内径d3、外径d4组成的凸台环。斜孔φ7.8H12在精车削内外圆、端面后加工，表面粗糙度值Ra=12.5μm。从加工过程分析，为了保证轴向尺寸Lzx3，轴向尺寸Lzx2的公差等级工艺加严为IT7～IT8。φ7.8H12孔的加工可设计钻夹具在摇臂钻床钻孔即可达到要求，并可降低加工成本，提高效益，降低操作人员的操作难度。

2.夹具的设计及制造

根据对设计图及工艺规程的分析，选用联接盘的D面作轴向定位，外圆φ79.3h8作径向定位，钻第一个斜孔时圆周位置不需控制，钻其余斜孔用定位销定位，夹紧方式采用压板压紧。按零件大小及斜孔的斜角α大小分类，分阶段设计了两套同结构的双旋转钻夹具。

双旋转钻夹具组成和装配要求如图2、图3所示。底座1用于支承旋转台3和支承角架7，在底座的两支承板上钻有装定位销2的定位孔，此孔钻于过装旋转台心轴8的孔中心，并与垂直方向成45°的直线上;旋转台3用于安装定位盘4，在旋转台的台面上钻有装定位销5的一个定位孔，在旋转台的两筋板上钻有装定位销2的定位孔，其中一孔为基准孔，如图4所示状态装定位销2的孔，此孔钻于过装旋转台心轴8的孔中心，并与垂直方向成45°的直线上，圆周半径与底座上装定位销2的定位孔相同，以基准孔为基准，其余定位孔的位置及数量由斜孔φ7.8H12的斜角α确定，用以控制斜孔φ7.8H12的斜角α;定位盘4用于安装工件，装定位销5的定位孔的位置及数量由斜孔φ7.8H12的圆周角度及数量确定，圆周半径与旋转台3上装定位销5的定位孔相同，用以控制斜孔φ7.8H12的圆周角度;支承角架7用于装钻模板，钻孔时支承角架可在底座1的立槽中上下移动，从而调整钻模板的高度;钻模板6可在支承角架7的水平槽中移动，从而确定钻孔位置。

图2

图3

轴承10装入定位盘4的中心孔中，将定位盘4装于旋转台3上，中心孔装定位盘心轴9，装定位盘心轴9的锁紧螺母，并用锁紧螺母调整定位盘4与旋转台3之间的松紧程度，定位盘4能转动即可，用锁紧螺母的锁紧螺钉锁紧锁紧螺母，用旋转台3上的带埋头螺母的钩形压板压紧定位盘4。将旋转台3、定位盘4装于底座1上，用旋转台心轴8及其螺母固定，用定位销2装入定位孔中，用4颗螺母压紧旋转台3，装支承角架7、钻模板6，钻模板装在合适位置。将夹具上镗床，校准定位盘心轴9的定位孔，钻、镗装钻套的孔，此孔位置要保证壁厚5mm。测量Lzm的值，将Lzm的值电刻于钻模板上，测量Ldc的值，将Ldc的值电刻于支承角架上，测量Lxd的值，将Lxd的值电刻于旋转台的侧面。取下钻模板，装好钻套，再装好钻模板。

3.钻夹具的应用

在使用钻夹具之前，需按工件斜孔φ7.8H12的轴向尺寸、斜角α及钻夹具上实测的数据计算Ljs和Lcl的值，计算过程如下，尺寸如图4所示。

图4

BC=Lzx1-（Lzx2+Lzx3)，在 BC、Lzx1、Lzx2、Lzx3组成的尺寸链中，从加工过程分析得知Lzx3是封闭环，利用尺寸链计算BC的上下偏差值，BC的值取中间值，即得BCz;

式中，CO=Lxd。

式中，d2的值取中间值。

按工件斜孔的斜角α旋转旋转台3和定位盘4，用定位销2定位，拧紧旋转台3的4颗压紧螺母。松开压支承角架7的压板，旋转支承角架7及钻模板6。装工件，用压板压紧工件。用支承角架7调整钻模板的高度，钻模板距工件合适位置即可，拧螺母压紧支承角架7。调整Lcl的距离，用螺钉压紧钻模板。钻工件的第一个斜孔φ7.8H12，松开压定位盘4的钩形压板，拉出定位销5，转动定位盘和工件，按斜孔φ7.8H12的圆周角度找准定位孔，用定位销5定位，拧紧压定位盘4的钩形压板螺母，钻第二个斜孔，依次重复钻完。

4.结语

该双旋转钻夹具属通用类夹具，操作简单，定位可靠。调整钻模板所需的定值在夹具装配时测量出实际值，从而减轻了夹具的制造难度，并且提高了钻孔的位置精度。经实践证明，既能获得较高的生产效率，又能减少设备投资，降低加工成本，有效提高了经济效益。