汽车销轴钻削夹具的设计

□ 颜 斌 □ 辛莹莹

泰安航天特种车有限公司 山东泰安 271000

1 设计背景

在机械加工中,钻孔是经常用到的加工方式。当零件数量少,孔精度要求不高时,可通过划线直接进行钻孔。当零件数量多,孔精度要求比较高时,需要制作钻孔工装来辅助定位钻孔,这样可以提高效率,降低成本,实现零件的大批量生产。

笔者公司汽车悬架系统所使用的上下横臂销轴需要进行孔加工,精度要求高,如果使用普通V形块、压板夹紧零件进行钻孔,那么无法满足加工精度的要求。在充分考虑夹紧力、夹紧方向、夹紧位置、夹紧方法、变形、排屑等的情况下,设计了一套汽车销轴钻孔钻削夹具。

2 难点分析

上下横臂销轴如图1所示。销轴一端连接车架上的摆臂支架,一端连接摆臂,摆臂围绕销轴进行转动。销轴前端φ7 mm孔安装销子,进行固定。

▲图1 上下横臂销轴

分析上下横臂销轴的钻孔结构,进行钻孔加工具有以下难点:

(1) 上下横臂销轴上φ7 mm孔比较小,需要在螺纹轴上进行钻孔,钻孔时钻头容易跑偏,不易保证加工精度;

(2) 上下横臂销轴除φ7 mm孔外,其余表面已加工,φ7 mm孔中心至右端面边的距离为10±0.05 mm,精度要求较高;

(3) 上下横臂销轴的材料为20CrMnTi不锈钢,属于难切削材料,会导致刀具磨损严重。

3 夹具结构

汽车销轴钻削夹具用于上下横臂销轴φ7 mm孔的钻削加工,根据精度要求,加之钻孔属于单工步工序,采用固定钻套,夹具在设计制造时应注意安装位置的平稳性及切屑的排出问题。钻孔工序之前已加工完上下横臂销轴各端面及外圆,为钻孔提供了定位基准。基于此,根据加工要求确定定位方案为完全定位。由于是小批量生产,因此夹具结构力求简单,夹具应易于制造,方便操作。

对于定位方案,上下横臂销轴所有端面及外圆部分均已加工达到要求,为定位基准的选择提供了有利的条件,可以使用M36×3外端面及φ50f8 mm外圆进行定位。

钻套高度要适中,过低则导引性能差,过高会增加磨损。钻套安装在夹具上后,钻套底部与销轴加工表面应有适当的排屑间隙,以利于排屑。钻套的结构可从JB/T 8045.3—1999《机床夹具零件及部件 快换钻套》中选取。

夹具的钻模板采用固定式钻模板,使用时可用平口钳将其夹紧。

钻套与钻模孔采用H7/p6公差配合方式。

上下横臂销轴旋出部分采用V形块进行支撑。

所设计的汽车销轴钻削夹具由钻模焊盒、压板、φ7 mm钻套、M16螺母、M16双头螺柱、M6×30 mm六角螺栓、顶板组成,如图2所示。

▲图2 汽车销轴钻削夹具结构

4 夹具安装使用

汽车销轴钻削夹具装配时,使用M6×30 mm六角螺栓将顶板安装到钻模焊盒上,V形块焊接在底板上,将φ7 mm钻套压入钻模总成。

夹具使用时,将上下横臂销轴φ50f8 mm外圆部分插入工装,使上下横臂销轴前端面顶至前端的顶板上,控制轴向运动,用压板螺母进行固定,对上下横臂销轴进行钻孔加工。若在多次装夹后发现钻套发生变形或磨损量较大,则可及时更换钻套。

由于是钻削加工,因此在钻模焊盒上钻有φ20 mm排屑槽孔,从而避免钻头卡死及排屑不方便的情况。

夹具存放时,接触表面涂防锈油,其余非接触面可做涂漆处理。

5 结束语

笔者通过对汽车上下横臂销轴钻孔加工的调研,结合常用零件加工装夹方法,设计了汽车销轴钻削夹具,特点是结构简单、操作方便、通用性强。使用汽车销轴钻削夹具,在批量化生产中,将上下横臂销轴插入夹具定位,使用压板压紧,可以大大缩短辅助时间。在钻套磨损时,可快速更换钻套。经使用验证,使用汽车销轴钻削夹具进行钻孔加工的上下横臂销轴,精度大大提高,为企业带来很好的经济效益,在生产中具有实用价值。