车床钻削加工连杆零件小端孔夹具设计及应用

李银玉，吴敬

(沈阳工学院机械与运载学院，辽宁沈阳110005)

某汽车零件连杆批量生产。连杆两端孔尺寸精度和两孔中心距尺寸精度是加工重点。一般先加工完成大端孔，以大端孔为基准加工小端孔，保证两孔中心距尺寸精度。考虑到加工效率和尺寸精度，作者决定采用车床加工零件小端孔，设计工装夹具，将零件小端孔位于车床主轴中心，钻削刀具固定在车床刀架上，零件转动，刀具轴向移动，实现钻孔切削。

1 零件加工分析

图1 为连杆零件主要尺寸示意图。材质45 钢，精锻毛坯。大端孔φ30 mm，小端孔φ15 mm，两孔中心距尺寸120 mm，孔的尺寸精度和中心距尺寸精度均要求较高。大端孔φ30 mm 先加工完成，然后以大端孔为基准，加工小端孔φ15 mm，小端孔加工采用钻→ 铰两工步，先用钻头钻小于φ15 mm 孔，留精加工余量，接着用铰刀铰完成，达到尺寸精度。设计制造夹具，用夹具定位零件，限制零件位置，由夹具精度保证零件精度。

图1 零件主要尺寸示意图

2 夹具设计

图2 为夹具简图。夹具组成: 夹具体1，短轴2，快换垫圈4，蝶形螺母5，V 形块6，锁紧螺母7，配重块8。

图2 车床夹具简图

零件安装在夹具体上，大端孔套在短轴上，过盈配合，零件一侧平面放在夹具体上平面，形成平面短轴定位，实现五点定位。零件小端孔为加工部位，位于车床主轴回转中心，小端外轮廓为定位面，由活动V 形块定位，实现一点定位，共六点定位。

蝶形螺母和快换垫圈为大端夹紧、V 形块定位后，由锁紧螺母锁紧，顶住零件小端，实现零件夹紧。

夹具体下面的卡轴为车床卡盘卡夹位置。

夹具体要求强度高，不变形，采用45 钢锻件，淬火处理。夹具体上部设计凸台，与零件大端和小端接触，可减少加工面，提高接触精度。

3 刀具设计

该零件小端孔加工采用钻 →铰方式，设计一个外方内圆(2 号莫氏锥套) 的刀库，刀库夹在车床刀架上，钻头或铰刀插入刀库里锁紧。利用刀架的自动进给实现钻头的进给切削。

4 安装使用

(1) 将夹具体安装在车床卡盘上，找正。

(2) 将零件安装在夹具体上，拧紧蝶形螺母和V 形块的锁紧螺母。

(3) 将钻头插入刀架上的刀库里锁紧。

(4) 横向移动刀架、找正。钻头中心与车床主轴中心重合，试加工确认无误后，刀架横向移动锁紧，保留轴向移动。

(5) 车床主轴转动，带动零件转动，刀架轴向自动移动，形成钻削加工。

(6) 钻孔结束，换上铰刀进行精铰加工，实现尺寸精度。

加工中，主轴转动为400 r/min，刀架进给量为0.3 mm/r。

5 结束语

应用夹具定位，保证了定位精度。采用车床加工，实现零件转动、刀具移动的加工方法。使用→钻铰加工，在一个工序里完成两个工步，既提高了加工效率，又保证了孔的尺寸精度和孔距尺寸精度。实践表明: 该设计及加工方法是可行的，降低了劳动强度，降低了加工成本。该夹具设计结构简单，定位可靠，安装方便，适合批量加工。