六方头类零件钻具的研究

李雁

【摘要】本新型万能通用夹具是适应多规格螺栓头部钻单孔所用，是利用通用化、万能化夹具而减少专用工装的派制，以节省工时、降低加工费用和提高加工效率为目标。本项目通过设计一套夹具，将钻套安装到可滑行钻模板上，V形块既是定位元件又是夹紧元件，同时配活动定位板，具有灵活可调突出显著特点，适应多尺寸定位的需求。同时可以加工六角头S7～S12mm的螺栓零件。

【关键词】万能夹具；灵活可调；钻孔；通用

1、引言

随着航空发动机型号的不断增多，加工零件也越来越多。有很多规格螺栓、螺钉类零件，需要在零件六方头部中间钻孔，由于属于标准件类，零件往往批量达百件以上，零件小，又不方便划线操作，如果没有夹具，定位加工难以进行。一般专用夹具是针对一道特定工序设计的，它只能用于固定尺寸的零件加工，往往同类型尺寸稍有差异，即使差0.05mm，而原专用夹具也不能使用，需重新选择夹具。为在螺栓类零件六角头部钻孔而在夹具问题上如此耗费工时，成为目前影响航空发动机生产效率的一个难题。

2、万能钻具的设计

2.1所加工零件特点分析

经过对现有产品统计总结；目前常见规格六角头螺栓、螺钉六角头在S7～S12mm的最为普遍，六角钉头帽厚在2.2～5.5mm之间范围，螺栓钉头单孔位置在距端面1.1～2.5mm之间，孔径为φ1.2mm和φ1.5mm兩种。其特点是，类似件多，仅两个型号就达78个件号，加工难点体现在该位置钻的孔径小且较深。（穿过整个实体的六方头中心）零件普遍较小，加工时不利于手控，批量大，通常数量百件以上，不适合单件划线找位置，需要用夹具来加工。

2.2万能夹具使用功能需求

所设计夹具必须具有径向自动定中心功能特性，来保证所钻孔位置过六方中心；且可以夹紧零件尺寸S7～S12mm的六角头零件；轴向方向定位尺寸可调整，适应1.1～2.5mm多种尺寸加工；可以加工Ф1.5mm和Ф1.2mm两种小孔；利于排屑；由于零件数量多，装夹要方便快捷。

3、夹具结构设计

3.1径向定位采用自动定心结构

针对所设计夹具必须有径向自动定中心功能特性，来保证所钻孔位置过六方中心，选用传统常规的丝杠式结构，这种结构特点是稳定可靠性强，设计原理是丝杠结构靠两端左、右螺纹螺距一致，拧紧过程左右前进距离一致，得以实现自动定心。上面带动两个120度V型块，能与S7～S12的六角型面配合，定位夹紧。

3.2可调式轴向定位结构

针对本夹具需适应1.1～2.5多种定位尺寸，采用定位块轴向可调整，带轴向定位面的顶板在支座滑道中滑动，在压紧螺钉的作用下固定位置。由于零件都偏小，轴向采用螺钉式压紧，方便又可靠，代替原传统的手压式和压板式。配合钻模板带钻套在轴向要求可移动，结构也是在底板滑道中可滑动，配合为底板上23H7与钻模板的23f6。为了方便调整加工尺寸，在相对于钻套中心位置安排了工艺检验孔，并在孔边加平行的刻线3处。

4、排屑分析

4.1浮动块

为了方便排屑，支承块设计成开槽浮动块结构，在浮动块上开了宽1.7mm的小槽，因为钻头是Φ1.2mm或Φ1.5mm，正好让开。深度3.5开始45度斜槽。

4.2结构安装分析

由于加工零件数量多，易磨损且需Ф1.2mm、Ф1.5mm两种孔径钻套，所以应用的是快换钻套，为了减少因为部分磨损而整体夹具不能用，而设计在钻模板上先安衬套，再装钻套。

5、本夹具与其它型式夹具的数据对比

该夹具可以用于在S7～S12mm 的六角头螺栓上钻孔，可以加工孔的尺寸有Ф1.2mm、Ф1.5mm，虽然由于此类零件种类、数量都比较多，有效地减少了此类夹具的派制数量。

为新零件找相应的专用夹具还是用此通用万能夹具，如找专用夹具，由于没有相应的数据库，工装号上不体现钻具任何特性。工艺员在查专用夹具是靠查阅无数张工装图，凭印象，是大海捞针般排查，查阅量巨大，工作量大且时间要占用很多。而用该夹具相对使用专用夹具增加了调整尺寸的时间，但是同时省去了查找专用夹具的过程。尺寸调整完成后，加工操作方便简单，加工效率很高。综合比较加工效率相当。

对于没有专用夹具的零件。组合夹具需要3天的时间，况且组合夹具只能以圆柱定位，不能实现以六方面定位，间接保证的零件尺寸不确定性高，可靠性差。临时派制简易夹具则需要一周至两周的时间。而应用此夹具，只需要增加调整的时间，极大的提高了加工效率。

6、结论

通过综合比较，该万能通用夹具优点主要有四点：

应用范围广。凡是常见的六角螺栓、螺钉，范围在S7～S12mm之间，端面到孔中心在1.1～2.5mm之间（经查阅设计图纸，螺栓六角头帽厚均在5.5以下）则帽端对孔中心的尺寸也一般不超过2.5mm，只要满足这些条件的条件，该夹具均可以使用。操作比较方便简捷。而夹具整体尺寸小巧，重量较轻，方便移动，由于受标准元件尺寸所限，这方面我公司组合夹具是无法实现的，拆装零件方便快捷简单直接定位，比使用组合夹具更定位准确，方便灵活。可调整性强。避免不同尺寸的零件与夹具元件之间的干涉，此时丝毫的干涉都会造成孔的位置会偏离轴线。零件的压紧效果更加可靠。该夹具虽然采用左右夹紧，前定位，后顶紧方式。孔的两端都有受力，大大的减小了零件的震动，避免钻小孔的易偏现象，提高加工质量。综上所述通过设计此万能钻孔夹具，使公司在六角头螺栓上加工单孔问题上，改善了加工质量并提高了效率。

参考文献

[1]《机械加工工艺手册》.机械工业出版社

[2]《机械精度设计基础》.科学出版社

[3]《机床夹具零件及部件》.技术标准出版社