周玉潔　張書宇

1.簡(jiǎn)介

環(huán)模民品項(xiàng)目生物燃料成型機(jī)中的關(guān)鍵零件，由于零件在圓周上有三排徑向孔共444個(gè)，受此結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的限制，加工時(shí)需要專用工裝，環(huán)模的加工制造質(zhì)量將直接影響生物燃料成型機(jī)壓出成品質(zhì)量。依據(jù)用戶需要成品直徑多少，環(huán)?？讘?yīng)是多少，只要更換環(huán)模就能滿足用戶需求，所以環(huán)模的加工質(zhì)量將影響生物燃料成型機(jī)加工產(chǎn)品的質(zhì)量。

為此設(shè)計(jì)專用鉆模，鉆模采用回轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)，用于加工分布在圓周上的徑向孔。此夾具保證零件加工的位置精度、尺寸精度，提高加工效率，滿足零件的設(shè)計(jì)和使用要求。

2.應(yīng)用領(lǐng)域

屬于機(jī)械加工領(lǐng)域，環(huán)模零件適用于各種類型生物燃料成型機(jī)及其他民品項(xiàng)目上。

3.與國(guó)內(nèi)外行業(yè)對(duì)比

環(huán)模零件在圓周上有三排徑向孔的加工，無(wú)論在什么設(shè)備上，都需設(shè)計(jì)專用夾具。比較先進(jìn)的加工方法是：在數(shù)控機(jī)床上加工，用夾具定位后，利用旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，并有專用刀具。選用普通鉆床，通常的方法是設(shè)計(jì)專用夾具，此夾具具有回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)圓周上徑向孔的加工。

4.技術(shù)原理

4.1零件的工藝分析

4.1.1零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：如圖所示：

該零件外圓直徑ф670mm，內(nèi)孔直徑ф520mm，長(zhǎng)度100mm。在圓柱面上有三排ф10mm孔共計(jì)444個(gè)，孔的表面粗糙度要求Ra6.3， 內(nèi)圓柱面ф520mm的相應(yīng)位置有三個(gè)梯形槽，槽的粗糙度Ra6.3.零件的材料為40Cr，為鍛件，熱處理硬度為269～321HB。

4.1.2零件的工作原理

將準(zhǔn)備壓制的秸稈切成長(zhǎng)50mm，經(jīng)上料機(jī)將物料送入進(jìn)料口，通過主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)壓輥轉(zhuǎn)動(dòng)，并經(jīng)過壓輥的自傳，物料被強(qiáng)制從環(huán)?？字袛D出，并從料口落下。環(huán)模尺寸公差影響兩壓輥與環(huán)模之間的調(diào)整間隙。零件的加工尤為重要。

4.1.3工序設(shè)計(jì)

根據(jù)工藝過程擬定原則，擬定環(huán)模的工藝過程，并考慮到現(xiàn)有的生產(chǎn)條件下及考慮小批量生產(chǎn)的需要，合理安排切削加工工藝路線為：

工序1鍛件毛坯——工序2粗車按圖紙尺寸留量8～10MM——工序3熱處理-工序4精車用車床車CW6180外圓ф670+0.20及端面——工序5車ф520+0.20內(nèi)孔及端面100尺寸達(dá)到圖紙要求——工序6用鉆床Z3080在鉆在圓周上的平行三排ф10孔444個(gè)孔鉆?！ば?立車車ф520內(nèi)孔上有三個(gè)槽——工序8劃線——41-M10和8-M8位置度0.4MM螺紋孔位置線----工序9在鏜銑床上打點(diǎn)——工序10在用鉆床Z3080鉆孔、攻絲達(dá)到圖紙要求——工序11檢驗(yàn)合格。

零件結(jié)構(gòu)圖

4.2鉆床夾具設(shè)計(jì)

鉆床夾具特點(diǎn)和設(shè)計(jì)方法。

鉆削與其他加工方法比較，切削條件較差，因鉆孔刀具的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、懸伸比和軸向抗力大，切削過程中工藝系統(tǒng)剛性差，且較難可靠地供送切削液和順利排屑，使鉆孔質(zhì)量難以穩(wěn)定。鉆床夾具是保證刀具旋轉(zhuǎn)軸線對(duì)工件定位表面有正確的相互位置，根據(jù)工件的幾何形狀和尺寸結(jié)構(gòu)及工藝特性，設(shè)計(jì)鉆床夾具應(yīng)滿足下述要求：

（1）正確地將工件對(duì)刀具定位。

（2）加工時(shí)可靠地夾緊和牢固支撐工件。

（3）給予刀具導(dǎo)向。

（4）夾具在機(jī)床上找正并固定。

（5）刀具折斷最少，壽命長(zhǎng)。

（6）認(rèn)為誤差的可能性最少。

（7）減少作業(yè)時(shí)間。

鉆床夾具的結(jié)構(gòu)按其采用的機(jī)床形式、在機(jī)床工作臺(tái)上的安裝狀態(tài)、鉆模板的結(jié)構(gòu)、工件的結(jié)構(gòu)形狀及其在機(jī)床和夾具上的裝夾方式因素確定。

如上圖所示，該鉆模主要由鉆模板1、鉆套2、定位插銷3、分度盤4、心軸5、隔套6、壓板7、壓緊螺栓8、、軸承9、壓緊螺母10、底座11、

環(huán)模工件是在一圓周上加工一排孔ф10是148個(gè)，三排共444個(gè)。為了能在一次裝夾完成等分表面的加工，就要求夾具在工件加工過程中需要進(jìn)行分度。使夾具其他部件連同工件轉(zhuǎn)動(dòng)完成鉆孔的加工。為完成三排孔加工必須換一次鉆模板才能完成零件的加工。

夾具的使用方法：以環(huán)模工件內(nèi)孔和端面在心軸5和端面A上定位。用壓緊螺栓8和壓板7將工件壓緊。4為分度盤，3為定位銷（分度盤有污物時(shí)，不直接影響分度盤的接觸）。當(dāng)一排孔加工完，拔出定位銷3，利用6-ф14孔轉(zhuǎn)動(dòng)分度盤至另一位置，再插入分度銷4，繼續(xù)加工另一排孔的加工。加工完第一和第三排孔，換鉆模板完成第二排孔的加工。

使用效果：

實(shí)踐證明：用這套鉆模裝夾工件進(jìn)行加工，保證尺寸要求，使零件精度穩(wěn)定，解決了在圓周上無(wú)法加工的問題，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低了生產(chǎn)成本。

5.創(chuàng)新點(diǎn)

（1）回轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)。加工環(huán)模的專用鉆模采用回轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)，可加工多種環(huán)模圓柱面上的徑向孔，解決了在圓周面上孔無(wú)法加工的問題。

（2）由于加工圓周上等分孔，分度盤的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵。分度盤轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力大，通過查閱資料把最初設(shè)計(jì)的鑄鐵套改為滾動(dòng)軸承，因滾動(dòng)軸承是在機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)過程中起固定和減小載荷摩擦系數(shù)的作用。這樣解決了關(guān)鍵性問題，從而達(dá)到夾具的設(shè)計(jì)目的。

（3）鉆孔位置的更換。當(dāng)一排孔加工完，拔出定位銷，利用6-ф14孔轉(zhuǎn)動(dòng)分度盤至另一位置，再插入分度銷，繼續(xù)進(jìn)行另一排孔的加工。加工完第一和第三排孔，換鉆模板完成第二排孔的加工。

6.應(yīng)用和推廣情況

在小批量生產(chǎn)過程中，用這套鉆模裝夾工件進(jìn)行加工，保證尺寸要求，使零件精度穩(wěn)定，解決了在圓周上無(wú)法加工的問題，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低了生產(chǎn)成本。

7.經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益

利用回轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)的鉆模，不但解決了在圓周面鉆孔的問題，現(xiàn)以用到系列生物燃料成型機(jī)中的加工，達(dá)到提高環(huán)模的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的創(chuàng)收。