小直径圆柱销轴钻孔加工的夹具设计

梁晋宝 张超盟 张文舟 陈伟 李晓明

摘 要：本文介绍了一种在小直径圆柱销轴上加工孔的专用鉆床夹具。在圆柱销轴上一般设置有一个或二个固定孔，用于插接开口销，以实现销体的定位。销轴上固定孔是通过钻床钻出的，因在圆柱体上钻孔，钻头容易打滑，钻头断裂的情况，为了解决实际生产中出现的问题，采用V行型槽和T型滑槽相配合，将销轴固定装夹进行钻孔。实践证明所设计夹具定位准确，可广泛应用于各种小直径圆柱销的孔加工中。

关键词：圆柱销轴 ； 钻孔； 固定孔 ； 夹具

在对孔加工时，钳工钻床钻孔是一种常见的加工方法。钳工钻孔时需要夹具对零件进行装夹定位，夹具的设计质量直接影响加工的质量，经济性，可靠性，为保证加工的质量，需要对夹具的设计进行严格控制。本文针对在小直径圆柱销轴上钻孔夹具进行研究分析和设计。

1.夹具概述

在机械加工中夹具种类多，夹具的使用范围广，例如装夹夹具，检验夹具等。在机械加工时为了保证加工工件的加工精度以及工件在机床、刀具等上有准确的位置精度，并且能够提高加工效率，使工件加工质量和可靠性得到提升，这样的加工夹具统称为机械加工夹具。

工件在加工时使用夹具的主要作用是对工件进行定位、夹紧、加工。其中对工件进行定位能够保证加工有正确的加工位置，从而达到加工各项工序所规定的技术要求，在工件通过夹具定位后，通过夹紧装置对工件实施夹紧力将工件进行固定，保证工件在加工过程中不会发生位置的变化。在工件的定位，夹紧和加工过程中都涉及工件的安装，所以在安装过程中要保证工件处于正确的加工位置，夹具可以对加工工件进行固定，从而保证加工的可执行性和精度，提高生产效率，改善劳动条件减轻劳动强度。

夹具可分为通用型和专用型。通用型夹具可以在加工过程中根据需要进行调整和更换，专用型夹具时针对某种工件特定的加工工序而设计的夹具。

2.小直径销轴钻孔存在的问题

机械加工中夹具起重要作用，在钻床钻孔中处于重要的地位，对圆柱面上钻孔进行研究分析。在小直径圆柱销的销体上一般设置有一个或二个固定孔，用于插接开口销，以实现销体的定位，固定孔的直径通常在3～6mm。小直径销轴上钻孔时存在的主要问题有：（1）钻孔位置容易与要求位置发生偏移，达不到工艺要求；（2）钻孔时钻孔中心位置难以保证，当钻头不能够准确从销轴直径最高点钻入时，钻头容易偏斜，滑动而难以进入工件，甚至造成钻头崩刃、断裂；（3）钻孔后孔口处损伤，造成平整度被破坏。

在钻孔时通常是由钳工进行逐一进行划线，并且需要在钻孔位置打出中心孔，然后再进行钻床钻孔。如中心孔深度较浅时后续的钻孔工序更加困难从而导致生产效率低。

3.夹具的设计

3.1夹紧方案

夹具在使用过程中需要有合适的夹紧装置确保工件在被加工过程中处于特定位置。对于小直径圆柱销轴的夹紧可采用V形槽和可旋紧顶丝来实现。V形槽可以固定销轴的轴向偏移，采用螺柱型的顶丝方便拆卸，并可以调整夹紧力，防止圆柱销发生轴向转动，来保证加工精度。

3.2 定位方案

钻头的钻入位置可以通过导向孔来确保，导向孔的直径与钻头直径相吻合，减少钻头钻入时单侧受力引起的断裂。考虑到夹具的耐用性可采用高硬度耐磨套来提高夹具的使用受命。钻孔位置在销轴圆周方向可由导向孔轴线和V形槽的轴向相互垂直来保证；在销轴轴线方向的位置可通过设计T型滑槽来改变导向孔的位置来保证。在V型槽的一端设置挡块来确保销轴的装夹定位。

为实现对不同直径销轴的装夹和装夹时的快速夹紧可采用多个T型划槽，缩短螺柱型的顶丝。充分考虑夹具的定位和夹紧方案本文设计的夹具结构示意图如图1所示.

4.夹具的使用

在小型圆柱销上钻孔时将小型圆柱销3放置在L形加工台1 的V形槽2中，再将可旋转工件挡板15旋转到小型圆柱销3一端端面中心位置靠紧，再将滑动悬壁块6的尾端T形插接头7在立板4上T形滑槽5内滑动到加工位置，滑动悬壁块6上的固定螺钉10将滑动悬壁块6与L形加工台1的立板4固定连接在一起，再将顶丝9的下端穿过滑动悬壁块6的中部一端的顶丝螺纹通孔8，顶接在小型圆柱销3的销轴上来夹紧销轴，最后将钻床钻头14下端穿过滑动悬壁块6的导向孔11内高硬度耐磨导向套12，钻出导向孔11正下方的小型圆柱销轴3上的固定孔13。

5.结语

本实用新型通过悬壁块在L形加工台的立板上的水平滑动，实现了对小型圆柱销的销体上不同位置上的固定孔的加工，V形槽、旋转工件挡板与顶丝的配合实现了不同直径小型圆柱销装夹与加工，通用性强，节约了成本，便于生产管理，提高了加工效率。