□竹濤

河南能源化工集團永煤公司機電制修廠河南永城476600

新型裝卡定位工裝在鋼管鉆孔工藝中的應用

□竹濤

河南能源化工集團永煤公司機電制修廠河南永城476600

以DSJ1000型帶式輸送機為研究對象，對鋼管鉆孔加工工藝中裝卡定位困難問題進行了分析，設計制作了一種新型裝卡定位工裝，可以實現(xiàn)預加工鋼管的快速裝卡和精準定位，進而達到高效鉆孔的目的。

在機械加工技術中，經常需要對鋼管進行鉆孔處理。由于鋼管為圓筒狀，在對其進行鉆孔時，定位難度較大，鉆孔位置定位準確度也不高，定位方式復雜，費工費時。沿鋼管徑向鉆孔時，需要使鉆桿穿過鋼管圓心，在軸向上與軸線垂直。如果一根鋼管上需要多次鉆孔，則所有鉆孔的中心線保持平行。由于軸線是條虛擬線，鉆桿在鉆多個孔時都滿足穿過鋼管圓心且與軸線垂直，加工難度很大。傳統(tǒng)的方法是在鋼管上將要鉆孔的中心位置做標記，然后使用鉆桿對標記點進行鉆孔[1]。這種加工方法手段落后，精度不高，主要靠工人經驗工作，加工出的零件中一大半因為所鉆孔位置偏差很大而報廢[2]。在直接使用立式鉆床進行鉆孔時，由于沒有專用夾具，致使鋼管鉆孔時定位、裝卡難度大，定位不準確，影響裝配質量。筆者通過設計制作裝卡定位工裝輔助加工，提高了生產效率，保障了加工質量[3]。

1 待加工鋼管工藝特性分析

如圖1所示為DSJ1000型帶式輸送機下運料H架上用于連接托輥的鋼管，鋼管外徑為60 mm，管壁厚度為3.5mm，長度為140mm，管體上有兩個直徑12 mm的通孔需要鉆削。設兩孔分別為D1、D2，兩孔的中心距為（54±0.2）mm，D1孔的中心距離鋼管右端面90 mm。

圖1 DSJ1000型帶式輸送機下運料H架鋼管

安裝一條帶式輸送機需要使用上百件該型鋼管，鉆孔工作量很大。如前所述，使用傳統(tǒng)方法加工困難。

2 新型裝卡定位工裝的結構設計

新型裝卡定位工裝主要由定位基體、壓緊裝置和定位銷三部分組成。

圖2所示為定位基體，定位基體上設計有輔助通孔，分別為F1、F2，兩孔孔徑和孔中心距均與圖1中待鉆鋼管D1、D2孔徑及兩孔中心距相同，輔助通孔F2的中心距立擋板端面距離與圖1中D1孔距鋼管右端面距離相同，即為90 mm。槽鋼座材料為14Q型槽鋼，限位板為一塊長方形鋼板，定位臺是兩件倒置的30 mm×30 mm等邊角鐵，立板為一塊豎起的長方形鋼板，板上預留一個安裝孔，立擋板亦為30 mm×30 mm等邊角鐵，所有零件拼焊為一體。

圖2 工裝定位基體

圖3所示為壓緊裝置，由握桿和壓緊板按尺寸位置焊接而成，握桿材料為圓鋼，壓緊板材料為30 mm×30 mm等邊角鐵。

圖3 工裝壓緊裝置

圖4所示為定位銷，由拉環(huán)和銷棒焊接而成，拉環(huán)為普通墊片，方便定位銷的拿取，銷棒材料為圓鋼，通過車削加工至所需直徑。

綜上所述，筆者制作的新型裝卡定位工裝設計簡單，結構新穎，所用材料均為邊角余料，大大節(jié)省制作成本[5]。

圖4 工裝定位銷

3 新型裝卡定位工裝的應用

應用新型裝卡定位工裝時，將定位基體安裝到立式鉆床的操作平臺上，同時保證鉆床鉆桿與輔助通孔F2同軸[6]。

加工圖1中D1孔時，將鋼管放到定位基體的槽鋼座上，基于V型塊定位原理[7]使鋼管與定位臺線性相切，一端貼緊立擋板。壓緊裝置中握桿的一端安裝在定位基體立板的孔上，作業(yè)人員一只手握住握桿的另一端向下壓，使壓緊板壓緊鋼管，實現(xiàn)鋼管的裝卡、定位，另一只手操作鉆床，完成D1孔的鉆削加工，如圖5所示。

圖5 加工D1孔時裝卡定位示意圖

加工圖1中D2孔時，定位基體不動，取下壓緊裝置，調整鋼管位置，將加工好的D1孔與輔助通孔F1對應同軸，將定位銷插入加工好的D1孔和輔助通孔F1內，定位銷端部由定位基體限位板孔定位，實現(xiàn)鋼管的第二次裝卡、定位，作業(yè)人員便可操作鉆床實現(xiàn)D2孔的鉆削加工，如圖6所示。

完成D2孔加工后，取下定位銷，拿下鋼管，此時鋼管的裝卡、定位及鉆孔工序全部完成。整個工藝操作過程簡單方便，高效快捷，同時可有效保證兩孔之間的尺寸[8]，按同樣操作即可完成下一件鋼管鉆孔作業(yè)。

圖6 加工D2時裝卡定位示意圖

4 結束語

裝卡定位工裝是鉆床加工中不可缺少的輔助裝置，通過工裝可控制和保證加工零件的精度[9]。與現(xiàn)有技術相比，筆者制作的裝卡、定位工裝與眾不同，定位準確可靠，具有組合性、可調性、柔性和經濟性等特點，使用壽命長，可滿足產品加工中周期短、成本低等要求[10]。新工裝裝卡、定位鋼管速度快，極大提高了鉆孔效率，節(jié)省了生產成本。同時，在進行不同直徑的鋼管加工時，可以調整定位臺等邊角鐵的大小、間距，進而實現(xiàn)裝卡、定位，也可以調整輔助通孔F1和F2的直徑和孔距，以適應不同直徑和孔距要求工件的鉆孔加工。

[1]夏洪亮.鉆孔方法初探[J].中小企業(yè)管理與科技，2010（36）:205-206.

[2]武友德，盧萬強，李先躍.工藝原則在劃線工序中的正確應用[J].機械設計與制造，2004（2）:98-99.

[3]李寧，劉峙.小型軸套類零件徑向鉆孔工藝的改進[J].模具制造,2016,16（7）:53-54.

[4]侯紅葉，劉建強.通用徑向鉆孔夾具設計[J].機械研究與應用，2012（3）:100-101.

[5]王先奎.機械制造工藝學[M].2版.北京：機械工業(yè)出版社，2007.

[6]朱耀祥，浦林祥.現(xiàn)代夾具設計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010.

[7]田培棠，石曉輝，米林.夾具結構設計手冊[M].北京：國防工業(yè)出版社，2011.

[8]馮豐.機械制造工藝與工裝[M].北京：機械工業(yè)出版社，2015.

[9]教傳艷，吳敬.軸套零件鉆孔加工夾具設計[J].金屬加工（冷加工）,2016（4）:44-45.

[10]趙秀芳.淺談組合夾具設計應用[J].中國信息化，2013（10）:173.

（編輯：丁罡）

The difficulties in drilling process for steel pipe involving chucking and positioning were analyzed with DSJ1000 belt conveyor as the object of study and a new type of tooling for chucking and positioning was designed and manufactured.This tooling can realize quick chucking and precise positioning for pre-processing of steel tubes and thus achieve the purpose ofhigh-efficient drilling.

帶式輸送機；鋼管；鉆孔；裝卡；定位

Band Conveyor；SteelTube；Drilling；Chucking；Positioning

TH122；TG751.2

B

1672-0555（2017）01-030-03

2016年9月

竹濤（1988—），男，本科，助理工程師，主要從事煤礦機械設備生產制造及技術管理工作