■河北鋼鐵集團宣工公司 （張家口 075100） 齊 娜

箱體內(nèi)部多孔鉆裝置設(shè)計應(yīng)用

■河北鋼鐵集團宣工公司 （張家口 075100） 齊 娜

摘要：孔的加工及工裝一直是機械加工中的重點，尤其是腔體內(nèi)部孔的加工及工裝，更是其中的難點，一直受到業(yè)內(nèi)的關(guān)注。文章將通過對后橋箱體的內(nèi)部孔的加工工裝設(shè)計過程進行分析，以求得較好的工裝方案。

1. 零件加工工藝性分析

我公司生產(chǎn)的后橋箱（見圖1）是推土機的主要大型箱體類部件之一，每臺1件，年產(chǎn)200余臺。后橋箱是整個推土機動力的核心部件，它承擔(dān)著將變速箱出來的動力轉(zhuǎn)化成中央傳動裝置動力和終傳動裝置動力的重要作用。后橋箱的加工質(zhì)量，是決定推土機整機質(zhì)量的一個重要的關(guān)鍵點。

后橋箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工量大，對孔的加工質(zhì)量要求很高。箱體內(nèi)部有2個軸承座，其上有8個孔，受箱體兩側(cè)焊接的齒輪殼阻礙，無法直接進行鉆孔。因孔的位置精度要求較高，若單件加工后再進行焊接，則很難保證焊后孔的位置精度，且給焊接對活造成很大難度。為此技術(shù)人員特別設(shè)計工裝，此工裝可以準(zhǔn)確定位，一次性加工箱體內(nèi)部8個孔，滿足圖樣尺寸要求，加快生產(chǎn)節(jié)拍，解決生產(chǎn)瓶頸。

圖1　后橋箱示意圖

2. 工裝設(shè)計思路

軸承座位于箱體內(nèi)部，鉆頭無法直接進行加工，因箱體內(nèi)部有一定的空間，且側(cè)面板開口較大，因此設(shè)計了一套從側(cè)面放進工件內(nèi)部的工裝。此工裝將鉆床主軸的單一旋轉(zhuǎn)通過齒輪傳動機構(gòu)轉(zhuǎn)換為8個鉆頭的同步旋轉(zhuǎn)，這樣即可通過箱體外部孔同時加工內(nèi)部的8個孔。

因孔的位置精度要求較高，因此設(shè)計了定位夾緊裝置；因箱體內(nèi)部空間有限，故工裝各部件須結(jié)構(gòu)緊湊體積小巧；因所加工孔位置尺寸主要基準(zhǔn)為軸承座內(nèi)孔，故以軸承座內(nèi)孔、軸承座端面和工件外部側(cè)板作為定位基準(zhǔn)。綜上所述，采取以軸承座內(nèi)孔、端面和箱體外側(cè)板定位，一次性加工全部8個孔的加工方式，如圖2所示。

3. 工裝結(jié)構(gòu)及作用

該工裝（見圖2）主要包括插銷1、傳動接桿2、齒輪傳動機構(gòu)3、支撐架4以及定位夾緊裝置5。

傳動接桿頂部與鉆床主軸聯(lián)接，底部通過一個插銷1與齒輪傳動機構(gòu)中的主齒輪軸聯(lián)接，從而將鉆床主軸的旋轉(zhuǎn)傳遞給齒輪傳動機構(gòu)。

齒輪傳動機構(gòu)（見圖3）包括主齒輪1、從動齒輪2、小齒輪3、聯(lián)接套7等，主動齒輪通過4個從動齒輪帶動8個小齒輪旋轉(zhuǎn)，小齒輪軸中裝有聯(lián)接套，通過滾珠6和

壓緊套4帶動其旋轉(zhuǎn)，加工時所用的鉆頭即裝于聯(lián)接套內(nèi)，由其帶動旋轉(zhuǎn)以進行加工。使用時，齒輪傳動機構(gòu)從箱體側(cè)面大孔放進去并置于支撐架上，鉆頭與定位夾緊裝置上的8個鉆套逐一對齊。

圖2　工件的裝夾結(jié)構(gòu)示意圖

定位夾緊裝置（見圖4）主要包括定向支架1、定向桿3、鉆模板6、支撐塊7和定位塊8等。鉆模板以4個定位塊撐在軸承座內(nèi)孔壁上，從而使鉆模板上鉆套孔分布圓與軸承座套孔同心。以支撐塊頂在軸承座端面，使得鉆套孔垂直于軸承座端面。定向桿一端裝于鉆模板上，另一端用螺栓固定在定向支架上且與其垂直，定向支架撐在箱體頂板平面上，從而使得定向桿與箱體頂板平面垂直，這就限制了鉆模板的旋轉(zhuǎn)自由度并保證了鉆套孔分布圓與箱體頂板間的距離尺寸。3個自由度都被限制后，就完全確定了定位夾緊裝置的鉆套位置尺寸，通過鉆套所鉆孔的位置精度也就得到了保證。

優(yōu)化方面：①鉆床通過傳動接桿帶動主齒輪旋轉(zhuǎn)，主齒輪通過從動齒輪帶動小齒輪極其內(nèi)部聯(lián)接套和鉆頭旋轉(zhuǎn)以進行加工，實現(xiàn)了與鉆床主軸不共線的箱體內(nèi)部孔的加工。②主齒輪帶動4個從動齒輪從而帶動8個小齒輪及鉆頭，一次性實現(xiàn)了8個孔的加工，使得保證加工精度的同時效率大大提高，加工成本也得到降低。

圖3　齒輪箱傳動機構(gòu)內(nèi)部示意圖

圖4　定位夾緊裝置示意圖

4. 結(jié)語

采用此工裝加工后橋箱體內(nèi)部與鉆床主軸不共線的8孔，實現(xiàn)了批量鉆孔的目的，保證了加工后孔的位置精度，同時減少重復(fù)裝夾次數(shù)，大大降低了后橋箱加工時的焊接對活的難度。目前廠內(nèi)已生產(chǎn)400余件，加工后內(nèi)部孔完全符合圖樣尺寸及裝配要求，本設(shè)計為我們打開了思路，設(shè)計精巧的工裝的大量使用，能夠提高零件的加工精度，加快生產(chǎn)節(jié)拍，還可以大大降低生產(chǎn)成本。

參考文獻：

[1] 楊叔子. 機械加工工藝師手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2008

[2] 王先逵. 機械制造工藝學(xué)[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2006.

[3] 陸劍中. 金屬切削原理與刀具[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2005.

[4] 李昌年. 機床夾具設(shè)計與制造[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2006.

[5] 任嘉卉. 公差與配合[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000.

收稿日期：（20150210）