钣金件钻孔夹具的改进

尤伟诚

( 常州市广播电视大学，江苏 常州 213001 )

钣金件钻孔夹具的改进

尤伟诚

( 常州市广播电视大学，江苏 常州 213001 )

机床夹具是机械加工中的工艺装备，种类繁多，应用十分广泛。钻模就是钻床加工中经常使用的一种夹具，它对工件精度及生产效率的提高有非常大的帮助，但在某些工作加工场合，它也有一些不足之处，通过对它不足之处进行改进，使它既可保持原有的精度，又可以使工效大大提高；如“样冲替代钻头”，可以说是一种既简单又经济的方法。

样冲替代钻头；保持精度；工效再提高

在机械加工生产中各工种使用不同的机床夹具，在实际应用中，不但种类多，而且已经很成熟了。机床夹具在生产中起的作用很大，它易于保证工件的加工精度，它还能扩大机床的工艺范围；有了机床夹具，对提高劳动生产率，缩短辅助时间，改善劳动强度有很大的帮助。对于钳工来讲，生产、维修与装配中常要制成各种工装夹具，来保证精度，方便维修与装配。钻床夹具是钳工经常要使用的。钻床夹具有多种样式结构，它可分为①固定式钻模②回转式钻模③翻转式钻模④盖板式钻模⑤滑柱式钻模等；但它们基本组成相同，主要有夹具体，钻模板，钻套，定位元件，夹紧元件组成，图1为钻床夹具组成图。

图1 钻床夹具组成图

1 改进前的工艺及夹具

笔者曾去一家以生产电子仪器为主的中型企业实习，而电子仪器所需的钣金零件很多，零件厚度在0.5mm～3mm之间，零件的表面积大小不等，有10cm2以下的小件，亦有1000 cm2以上的大件，由于工厂年产量一般多为数百台，最多不过数千台，所以，对钣金件的加工都是由简单机械，如手动扳边机，液压折弯机，台虎钳，台式钻床等以及手工加工而成的。而零件的钻孔，为保证孔的位置和孔距之间的精度符合图纸所标定的公差要求，保证零件加工的一致性，除批量小的零件采用划线定位法钻孔或其它机加工办法，多数批量较大，需要钻孔的数量较多，所以划线困难的零件均采用钻孔夹具来加工完成，也就是盖板式钻模。众所周知，划线加工法，加工出的零件，位置精度仅能控制在0.4～1.0 mm，相比之下，用钻模加工，位置精度可达到0.10～0.20mm，所以用钻模加工出的零件，其钻孔质量都可达到图纸要求、孔距一致性较高，而且零件的互换性也提高了，有利于下道工序装配。钻模钻孔定位原理见图2。

图2 钻模板钻孔定位原理图

钻模由上模板与下模板以及销钉、钻套、定位销、螺钉等组成。上模板排布定位孔，定位孔由钻套镶成，以减少磨损，孔径为φ1.2mm(生产需要)，上模板还设计有工件定位装置；下模板上设计有销钉，顶紧螺钉及与上模定位孔相对应的让档孔，工件固定后，即用φ1.2mm的钻头，经定位孔进行定位坑予钻，坑深0.5mm以上，然后脱出工件，以定位坑为基准，钻出图纸上所需的尺寸孔。但实际生产中，我体验到使用钻孔模具的许多不足之处，特别是加工本厂仪器中的零件：①零件大的钻孔模具，十分笨重，体积大的连钻床台面无法放置，而大中型钻床又无法装夹，钻孔十分废劲又废时；②定位钻头直径一般较小(φ1.2～φ2mm)容易折断，钻头和钻套之间的间隙小(像φ1.2mm的钻套间隙更小)，所以钻孔时，出屑困难，有时钻头还断在钻套内，难以取出；当钻大工件时，对孔移动模板困难，钻头折断现象就频频发生，造成浪费，工作效率也随着降低。

2 改进后的工艺及夹具

针对以上不足，经过探索与实践，想到了一种改进的方法，还是利用原来的钻模板，略微改动下，就可获得一副比前副更省时，省力，提高工作效率的定位钻孔夹具，即去掉钻套，直接用样冲替代易断的小直径钻头；当然，如果有新的夹具，要制造，可直接设计成此，见图3所示。

图3 样冲代替钻头

具体改进如下：夹具外形尺寸保持和原来一致，将上模定位孔扩至φ4mm或φ5mm，可视实际需要而定，如果利用原来钻模板，只需将钻套去掉，然后车削一根比定位孔小0.02～0.03mm的冲头，头部要求做成锥度60°，锥尖必须于轴同心，保证0.02～0.03mm的同轴度。这样即使加上冲头与定位孔之间的间隙，也可保证钻出坑点的偏移误差最大为0.03+0.03=0.06mm。

该厂的零部件所用材料，多为Q235钢板以及少数有色金属材料板，因此只要求平常所用的样冲材料T8A，由于上模板厚度大都在8～10mm，所以冲头与上模板上孔的导向已足够了。例如，该厂清沙器YH-401型中，有一插座安装板，见图4。

图4 清纱器插座安装板

从图纸上可看到，其中一些孔的孔距精度要求高，从前产量少主要靠手工划线法加工，质量不能保证，产量加大改为钻模后，精度虽达到图纸要求，但由于此钻模较大，份量重，加工时钻头小，移模费劲，钻头时常打在钻套孔的周围，受力过大，容易弯曲折断，有时甚至手拿不稳，造成钻模常侧翻落下，砸在台面上，工件受力容易弯形，安全上也存在隐患。现在只要把钻模放在平板上，按照改进后的办法，把样冲垂直对准钻模定位孔，轻轻击打，便可打出定位坑孔，操作熟练后，速度比钻床上加工还要快。通过使用改进的钻模，现在加工该零件，精度既得到了保证，又省时，省力，提高了效率，据测算，原本加工该零件一人一天，只能加工完成10件，改进后，一人一天可加工50～80件，提高工效5倍还多。

3 结论

机械行业中的每个工种，看上去让人觉得差别

很大，其实不然，它们之间有很多相似之处，在工作中，只要我们仔细观察别的工种是怎样做的，用的什么方法，对自己是有很大益处的。文中提到的钻模改进方法，都是受到钳工打样冲的启发，经过多次实验，向师傅请教，才有了改进后的钻模。经过与改进前的钻模相比较，它有以下几点好处：①现在不用搬动钻模，不要移模对孔，工作不费劲了；②原来钻头常断，甚至塞住钻套，动不动就要换钻头，现如今，一根样冲可长期使用，节约了材料，节省了时间。③工作效率成倍增长。经过年余的实际使用，效果十分显著，方便而且实用，希望能在电子仪器，仪表等行业得到推广和应用。

[1]王先逵.机械制造工艺学[M].北京：机械工业出版社，2013.

[2]陈宏均.钳工实用技术[M].北京：机械工业出版社，2002.

[3]刘守勇.机械制造工艺与机床夹具[M].北京：机械工业出版社，2005.

(责任编辑：孙强)

Improvement of Drilling Fixture of Sheetmetal Parts

YOU Wei-cheng

( Changzhou Open University, Changzhou, Jiangsu 213001, China )

the fixture is a process equipment in machining processing for a wide range of applications. A jig is often used in drilling machine, it is a big help to improve work piece precision and production efficiency. But, in some cases of machining, it also has some disadvantages. This paper will improve its deficiencies in order to sustain precision and improve working efficiency greatly, such as the "punch replacement drill", can be said to be a simple and economic method.

punch replacement drill; sustain precision; improve working efficiency

2014-09-20

尤伟诚(1970-)，男，江苏常州人，副教授、高级工程师，研究方向为机械工艺与制造。

TG751.2

A

1671-4385(2014)06-0105-03