摘 要 本文通过对加紧机构零件的加工工艺进行分析，找出了加紧机构的加工工艺技术难点，并制定了加紧机构加工工艺及装夹、定位措施，从零件加工尺寸的稳定性和经济性以及零件在装配过程中的互换性进行了详细的论述。
关键词 加紧机构；加工工艺
中图分类号TH13 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）69-0155-02
1 概述
钻床夹具主要用于零件孔的钻、扩、铰等加工，钻模借助其上的钻套以引导刀具准确地确定刀具与工件间的相对位置。零件上通常都有待加工的各种不同用途和不同精度的孔。由于钻孔时切削条件差，常影响孔的加工精度和生产效率，尤其是孔和孔系的位置精度，用划线找正的方法难以达到较高精度和较高的生产效率。因此在零件的批量生产中，采用钻模进行孔加工，这样既可提高零件加工尺寸的稳定性和经济性，又能增强了零件在装配过程中的互换性。
2 零件工艺性分析
2.1 零件的加工要求
现有一批名叫加紧机构的零件，其结构及主要尺寸如图1所示。它是某产品上的一个关键零件，该零件孔位加工精度的好坏直接关系到产品的使用性能。该零件材料为ZG35CrMnSi，两端面尺寸已加工。
根据图纸设计要求，初步拟定采用两种方案加工：
1）采用传统的钳工划外形轮廓加工线及φ12、φ16和φ20孔的中心线。后钻铰孔。但该零件形状不规则，划线之中有角度换算，同时加工精度较高，单靠钳工划线钻铰孔既不经济也不能很好保证零件在装配过程中的互换性；
2）采用钻床夹具及钻模板划线和钻铰孔，由于钻模板的设计就已充分考虑好了零件的外形和三个孔的位置关系和加工精度，只要钻模的设计尺寸保证要求，无论加工数量多大，其加工出来的零件尺寸稳定性好，零件在装配过程中互换性也比较好，即在工艺上考虑了零件加工的合理性和经济性。
通过上述两个方案的分析比较，结合零件中图纸要求，采用方案二比较好，具体钻模的设计需要先研究解决如下问题。
2.2 零件的工艺性分析
该零件的工艺流程如下：精铸成型→喷砂→热处理→钳→铣→钳、钻→粗铣→精铣→表。
在钳工工序中，主要是划零件的外形轮廓线和加工φ12、φ16和φ20孔。在划线和加工过程中，主要保证尺寸17、110、224±0.2、249±0.5、R221、27°。这些尺寸精度要求并不是很高，但是由于零件的形状不规则，且在后续的加工R206±0.15尺寸时是以已加工好的圆孔来定位，因此在加工圆孔时还要兼顾到后续尺寸，以避免在铣R206±0.15尺寸时没有留加工余量以致引起零件报废。
为保证零件R206±0.15尺寸的加工余量以及孔位的精度要求和光洁度要求，在划线时以钻模板的精确外形划线，同时以钻模板上的孔和快换钻套对零件待加工孔分别按钻、扩、粗铰、精铰四个工步进行加工，依靠所设计的钻模保证相关尺寸关系。
3 钻模的设计
3.1 定位
零件上的三个待加工孔为通孔，根据基准重合原则，以加工过的平面定位，使该零件在XY平面上被限制了X、Y、Z三个自由度；同时将可升降式钻模板靠近零件，调整零件使零件外圆与钻模板的外圆一致。
3.2 确定夹紧方式和设计夹紧机构
零件定位后，需要对零件进行压紧夹牢。根据零件的结构特点，在本钻夹具中，装夹是通过升降式钻模板将零件固定在本体上，其钻模板既有定位作用又能夹紧。由于夹具体积较小，可固定在钻床工作台上，因而使用方便。
当零件定位并被升降式钻模板压紧后，使零件沿Z轴反方向被压紧在定位块上。为便于操作和提高机械效率，夹紧方式采取两块压板压在钻模板的两侧。夹紧机构采用支承点在中央的螺旋压板机构，力的作用点落在靠近钻模板外边沿侧面，在钻削孔时，由于孔径较小，钻削扭矩和轴向力较小，且已有定位底板承受轴向切削力，故此夹紧机构是可靠的。
3.3 钻模板设计
钻模板设计时要兼顾到加紧机构零件实际尺寸，使钻模板既具有按外形划线功能，又具有钻模功能。由于要求钻模板具有夹紧功能，所以设计钻模板时应使钻模板具有一定的强度和刚度，以防止由于变形而影响钻套的位置精度和导向精度。同时，为便于按钻模板外形给加紧机构零件划线，钻模板的周边外边沿应向内侧倒一定角度。另外钻模板的导向孔和本体上的导向柱应为H7/g6的间隙配合，以便于钻模板的升降。
3.4 钻套的设计
为进行钻、扩、铰加工，采用快换式钻套。为了使钻头能自动定心，钻套内孔与钻头的间隙不能过大，钻套内孔尺寸应与加紧机构零件所需加工的孔径尺寸相同，。钻套外径与钻模本体的安放钻套的孔的配合为间隙配合，这主要是换钻套时方便。为了提高钻套的使用寿命，钻套表面应渗碳、淬火处理。
4 钻模的主要结构及工作原理
4.1 钻模的主要结构及作用
钻模主要由本体、定位元件、钻模板、夹紧装置等组成。本体是钻模的主体，主要作用是用来配置安装各元件，如定位元件、夹紧装置、导向柱等使之组成一个整体。定位元件主要由定位底板组成，主要作用是确定工件在夹具中的正确位置；钻模板的主要作用是给零件定位时提供一个参考位置，同时对零件孔的加工精度起着精确保证作用；夹紧装置主要由压板、弹簧、滑杆和螺柱等零件组成，主要作用是将工件压紧夹牢，并保证工件在加工过程中正确位置不变。其结构简图如图2所示。
4.2 钻模的工作原理
钻模的工作原理如下：先将零件用游标卡尺测量R236与R212之间的实际尺寸，兼顾R212与R206之间是否能保证壁厚6±0.65，将零件加紧机构放在钻模地定位底板上，后将钻模板靠近零件，调整零件位置使零件不加工面外形与钻模板的外形位置能保证壁厚6±0.65，之后用夹紧装置将钻模板和加紧机构零件压紧，最后划零件的加工轮廓线，同时通过钻套内径进行钻铰孔。在钻铰孔时应注意：钻孔的钻套与铰孔的钻套孔径不一样，需换钻套。
5 钻模的主要特点及所达到的效益指标
5.1该夹具有以下几个特点
1）定位合理准确、夹紧可靠方便，在加工过程中夹具有足够的刚性，确保加工精度；
2）夹具结构紧凑，各元件结构尺寸选择合理；
3）装卸工件方便、操作简单，易于维护；
4）夹具在机床上安装可靠、方便找正。
5.2 达到的效益
该夹具的使用极大地提高了零件加工精度和生产效率，减少了后续加工时没有加工余量而报废的零件数量，增强了零件在装配过程中的互换性，在生产中取得了明显的经济效果。
6 结论
经对产品加工后的检测，零件尺寸完全满足要求。经几批零件的加工后表明,该钻模完全能保证零件的加工精度，达到了预期的使用要求，对于加工类似的零件，本文所述的加工方法有一定的借鉴意义。
参考文献
[1]荆长生.机械制造工艺学.西北工业大学出版社，1992.
[2]机械加工技术手册.北京出版社.