模具制造技术 小型轴套类零件径向钻孔工艺的改进 李宁，刘峙 许昌技术经济学校( 河南长葛4 6 1 5 0 0 ) 【摘要】轴套类零件径向钻孔工艺常见，借助钻模套辅助加工提高生产效率保障加工质量 成为常规工艺。钻模套的设计结果决定着企业的生产效率、成本以及工人的劳动保障和 资金收益，至关重要。本文中笔者通过对轴套类零件径向钻孔传统工艺的改进，大大提高 了企业生产效率和产品质量，降低了工人的劳动强度和安全风险，很值得推广。 关键词：轴套类零件；径向钻孔；改进 中图分类号：T G 6 5 9文献标识码：B I m p r o v e m e n to fR a d i a lD r i l l i n gP r o c e s sf o rt h eS m a l lS l e e v eP a r t s 【A b s t r a c t 】T h ec o m m o np a r t so fr a d i a ld r i l l i n gt e c h n o l o g y ，t h ed r i l l i n gd i ea u x i l i a r yp r o c e s s i n g t oi m p r o v ep r o d u c t i o ne f f i c i e n c yh a sb e c o m et h ec o n v e n t i o n a lp r o c e s s T h ed e s i g nr e s u l t so ft h e d r i l l i n gm o d e ld e t e r m i n et h ep r o d u c t i o ne f f i c i e n c y ，c o s ta n dl a b o rs e c u r i t ya n db e n e f i to ft h e e n t e r p r i s e I nt h i sp a p e rt h ei m p r o v e m e n to ft r a d i t i o n a ls l e e v ep a r t sr a d i a ld r i l l i n gt e c h n o l o g y ， g r e a t l yi m p r o v e st h ep r o d u c t i o ne f f i c i e n c ya n dp r o d u c tq u a l i t yo ft h ee n t e r p r i s e ，r e d u c e st h e l a b o ri n t e n s i t yo fw o r k e r sa n ds e c u r i t yr i s k s ，i sw o r t h yo fp o p u l a r i z a t i o n K e yw o r d s ：s l e e v ep a r t s ；r a d i a ld r i l l i n g ；i m p r o v e m e n t 1引言 轴套类零件属于最常见的机械零件之一，包括各 种轴、套筒和衬套等，形体特征都是回转体，大多数轴 的长度大于它的直径，轴套类零件的壁厚小于它的内 孑L 直径。轴套类零件的主要作用是支承和保护转动 零件，或用来保护与它的外壁相配合的表面，有时也 会用作液压组件中的阀杆部分。所以这类零件的表 面上常有油槽、倒角、退刀槽、螺纹、油孔、销孔、径向 圆孔等加工要素。像油槽、倒角、退刀槽、螺纹等大多 数的工艺要求一般都是在车床上完成，对于销孑L 、径 向圆孑L 、油孔等特征工艺要素，则需要借助钻床来完 成。由于轴套类零件外部轮廓为圆柱形且表面光滑， 在径向钻孔时，比较难以操作，特别是相关的形位公 差更是难以保证，弄不好还会出现折断钻头、损毁零 件以及恶性伤人等情况。在实际加工中，对于批量轴 套类零件的径向钻孑L 往往都是借助钻模套来辅助完 成的。钻模套设计的合理与否则会直接影响到企业 的安全生产和生产效率。在这里笔者通过对传统钻 模套进行改进，可以大幅提高企业钻孔工人的安全保 障和生产效率，值得借鉴和推广。 2 小型轴套类零件的加工工艺分析 如图1 所示，该轴套零件为一阀杆，材料为 3 C r l 3 ，毛坯外形尺寸为q b 2 6 x 7 6 m m 。根据零件图工艺 互石吨异吨石石t ； g e ；吧茄f h g s ；e ； # i e = 石； # e ；t 石屯片石h # 七= t N ； g ；e ；u # N 呀峪e 写点世二# ! s i e # 牙o = 也；飞j N # g i e ；吨茹世菇吨君吧石# h # e a 惯t ；f # i 、嘧龉龄坊 的作用。本模具设计对同类零件的模具设计有一定 参考价值与指导意义。 3 】 参考文献 却系统分析【J 新技术新工艺，2 0 0 9 ，( 1 1 ) ：3 5 3 8 陆从相，李明亮基于U G 7 0 衬套注射模设计 J 】大众科技， 2 0 1 4 。( 9 ) ：1 4 6 1 4 7 第一作者简介：李明亮，男，1 9 7 6 年生，江苏盐城 1 1 陈兵汽车塑件注射模设计 J 膜具制造，2 0 1 5 ，( 9 ) ：4 9 5 3 人，副教授，博士生。 2 1 王义，刘泓滨，邱晓宁，等基于M o l d f l o w 的底座注塑模冷( 收稿E l 期：2 0 1 6 - 0 5 - 0 1 ) 模具制造) ) 2 0 1 6 年第7 期 5 3 万方数据 模具制造技术 要求，安排加工工序如下：先调质处理，车床加工零件 左右端面、外圆轮廓、车床钻孑L 、车内孔轮廓、内外倒 角、车槽、车螺纹等，然后在钻床上沿零件径向，钻4 个 均布的西6 5 r a m 的圆孔，最后去除零件各加工表面毛 刺、清边、检验。 对于回转体类零件最常用的加工方式为车削，所 以该零件大部分工艺均在车床上完成，工序固定成 熟，加工时间紧凑和固定，提高这一部分的加工效率 相对比较困难。然而对于零件图中4 个均布4 , 6 5 r a m 的径向孑L ，通常加工方法为钻床钻削。对于批量生产 的钻孑L 类零件，为提高加工质量和加工效率，通常都 会借助钻模套来辅助加工。 拶劲。 历 ，77 1 l 口 爿一 = ： 、兰型l 一爿 t 斟 夕l 弓 I - 1 二5 三 k - - 。 2 么H H 1 阻 U 蝴 3 5 如 7 4 图l阎卡丁 3 传统设计的钻模套 对于此类零件的钻孑L 加工，通常借助钻模套辅助 加工来提高加工效率。常规钻模套设计要求：操作简 便、精确定位，安全高效。基于这个原则，大多数企业 的工艺设计人员都会按照图2 所示来进行设计生产。 图2 阀杆与钻模套的配合图 为了便于装夹、操作和定位，设计人员要先设计 一外方内圆形套，外部尺寸不宜过大，保障加工强度 即可( 装夹不能变形) ，内部结构可按照轴套类工件的 外部轮廓设计，确保有效定位，加工时将工件的螺纹 部分拧进钻模内，必须拧到底，否则会导致定位面( 图 2 中的M 面) 不能准确接触造成所钻孔出现位置偏 差。钻孑L 时可用手来回翻转钻模，直到把4 个孑L 全部 钻完后方可把工件从钻模套上拧下来。加工生产现 场如图3 所示。 这样设计的钻模套操作起来有以下特点： 优点：设计思路简单，钻模套加工制造简单，加工 生产成本低，工人易掌握操作要领。 缺点：钻孑L 时工人工作强度大操作难度高，工作 时先要在钻床工作台固定两个挡铁卡住钻模，还不能 卡得太紧( 便于钻孑L 时翻转钻模) ，然后用手用力拿住 工件进行钻孑L ，如果手拿的不稳容易造成钻头折断或 者伤人。其二钻孔质量不好保证，工件与钻模套拧的 不紧会导致钻孔在轴向方向偏离位置，并且在径向由 于钻孔力量大，会导致4 个孔在圆周上不均布。第三 钻孔效率较低，来回装拆零件需要拧螺纹导致时间 长，并且钻过孔后螺纹会更紧，不易拆卸。 图3 传统钻模套加工生产现场图 4 改进后钻模套 基于轴套类零件径向钻孑L 钻模套的设计理念，结 合传统钻模套的优缺点，本着进一步提高加工质量、 加工效率和安全指数，进一步降低工人的劳动强度的 原则，对传统钻模套进行改进，保留其原来的简便、易 于操作等优点，摒弃以往装拆费时、加工质量不稳定 等缺点。依据这样的设计思路，改进后的钻模套可以 轻便实现快速定位、轻松装拆、安全操作，改进后的钻 模套结构如图4 所示。钻模和穿丝座都是用螺钉固定 在底板上。加工时将底板固定在台钻的工作台上，调 正位置。将钢丝绑在脚上或者绑在一个自制的踏板 上保证脚踩一下可以将定位销拔出。钻孑L 时先用脚 踩下钢丝将定位销拔出，然后把工件塞进钻模内， 5 4 模具制造) ) 2 0 1 6 年第7 期 万方数据 模具制造技术 图5 改进后的钻模套轮廓图 保证定位面贴紧即可，钻完第一个孔后将定位销拔 出，用手将工件旋转9 0 。，松开钢丝让定位销在弹簧弹 力的作用下自动插进钻好的孑L 内，然后再钻第二个 孔，重复操作就可以把4 个孔钻完。改进后的钻模套 外形轮廓如图5 所示。 改进后的钻模套具有如下特点：操作人员只需要 在钻第一个孑L 时把定位面贴紧，然后旋转工件即可， 钻孔过程中轻轻扶住工件就行了，操作省心省力，还 不会把孑L 钻偏。另外装拆零件时不用在拧螺纹了，大 大提高了生产效率。 5 改进前后钻孔生产对比 为了进一步验证改进后的钻模套使用起来优于 传统钻模套，安排了两组素质、体力、操作熟练程度基 本相当的工人，分别对1 , 0 0 0 个图1 所示的阀杆零件进 行径向钻孑L 加工对比，统计的结果如表1 所示。 通过对两组各1 , 0 0 0 个零件的加工 结果对比分析，不难看出，改进钻模套 后的加工效益明显要优于改进前，特别 是在加工时间和工人的劳动强度上，改 进后是改进前的5 倍多，钻孑L 的合格率 也要明显高于改进前。 当今社会科技飞速发展，生产变革 日新月异，企业讲究的是质量，是效益， 工人看中的生产环境、劳动强度和劳动 收益。生产工艺人员只要开动脑筋就有 可能改变原有的生产模式，就可以改善 工人的生产环境、生产效率和劳动强度， 甚至是可以改变一个企业的命运。本文 中笔者通过对小型轴套类零件径向钻孑L 工艺的改进，大大提高了企业的生产效率和生产质量， 节约了企业生产成本，改善了工人的劳动条件，降低了 工人的劳动强度，值得相关生产企业借鉴和推广。 表1 采用传统采用改进后的 对比项目 钻模套钻孔钻模套钻孑L 钻单孔时间( S ) Il 装拆零件时间( 8 )1 0 6 0l 1 , 0 0 0 件零件加工总时间( S ) 2 6 0 0 0 ( 7 2 h )5 0 0 0 ( 1 4 h ) 钻头断损更换数量( 个)83 孔的表面质量( I T )98 钻孔合格率9 0 9 9 8 工人的劳动强度大小 参考文献 1 】邢启恩，宋成芳从二维到三维：S o l i d W o r k s 2 0 0 8 三维设计 基础与典型范例 M 北京：电子工业出版社，2 0 0 8 2 张云杰，张云静C A X A 电子图板2 0 1 5 培训教程 M 】北京： 清华大学出版社，2 0 1 5 3 徐冬元钳工工艺与技能训练【M 北京：高等教育出版社， 2 0 0 9 4 王幼龙机械制团M 】北京：高等教育出版社，2 0 1 3 第一作者简介：李宁，女，1 9 7 6 年生，汉族，硕士， 高级讲师，数控车技师，河南省名师，主要研究方向数 控加工及机械设计。 ( 收稿日期：2 0 1 6 0 5 0 5 ) 模具制造1 2 0 1 6 年第7 期 5 5 万方数据
