安装块钻夹具的改进设计

安装块钻夹具的改进设计

刁思强，刘富亮,王惠

贵州梅岭电源有限公司  贵州遵义  563000

摘 要：热电池属于化学电源体系,通过电化学氧化还原反应将电极活性物质中的化学能直接转化为电能,具有很高的能量转换效率[1]。随着热电池结构多样化的市场要求，热电池结构设计的小型化也是一大变化，电池内部的零件越来越小，结构形式越来越特殊，加工难度也大大增加。本文通过对热电池安装块钻夹具的设计，确定合理的夹具结构，解决了加工问题，提高了加工效率，保证了加工质量。

关键词： 热电池、安装快、钻夹具、零件

1引言

安装块是小型热电池的常用零件，其结构形式见图一。图示是两种不同结构形式的安装块。都是在壳身上焊接两安装块，或是在安装块上直接加工螺纹孔，或在安装块内装轻微活动的安装螺母。通过安装块上的过孔及其内装的安装螺母或是通过安装块上的螺纹孔与外部结构件对接。这样对安装块上的孔要求就比较高。安装块为不锈钢材料，其结构形式较特殊，尺寸较小，安装块上的孔加工难度较大。无法直接加工，需要通过辅助夹具来满足加工要求。通过合理的夹具设计，解决了零件的加工问题，提高了效率。

图一 小型热电池结构示意图

2 产品零件分析

如图二示是一种热电池的安装块零件，这类零件尺寸较小，要求在外圆弧面上按角度钻孔。采用常规的加工方法显然是很难加工的，因零件有角度，要保证角度的加工要求，必须通过设计专用的夹具来保证零件的加工完成。

图二 安装块结构示意图

3 工装夹具的设计

3.1 钻夹具的结构初步设计

如图三所示：钻夹具由夹具体、定位销、定位块、螺母、螺杆组成。

夹具体一端是根据零件的外形尺寸确定的，结构方式是以零件的外形定位，用定位块压紧，并以定位销限位。以保证每个零件装夹在夹具体上的中心上，且位置一致。为保证把零件夹紧，避免转动，需要一定位块将零件夹紧在夹具体上，定位块设计为台阶的形式，定位块的小台阶外径比零件安装块内径小0.1mm～0.2mm，大台阶外径能将零件安装块端面压紧。上面用压紧螺母通过定位块将零件压紧在夹具上。

夹具体一端中间Φ12的孔是为了通过一个Φ12的轴穿在夹具体及回转盘中心上，将夹具体与回转盘连接在同一中心，使得夹具中心与数控铣回转盘中心重合，这样保证了需要加工的零件中心与夹具体及回转盘中心重合，以便保证零件的加工尺寸要求。夹具体上20mm宽的槽是留出的压板位置，以便将夹具体装夹在数控加工中心的回转盘上。

由于钻夹具是装在数控加工中心的回转盘上使用的，而数控加工中心回转盘的直径为 Φ320mm，夹具装在回转盘中心上，离回转盘外径端有122mm的距离，数控加工中心主轴端面离回转盘的距离为100mm左右，这样钻孔时主轴进退刀时就会碰到回转盘外径端，因此在设计钻夹具时，就要考虑将夹具加长，以避开主轴进退刀时碰到回转盘外径端的位置。另外夹具加长后是悬空装夹在回转盘上的，夹具的重量不能太重。所以选用铝材。

图三 钻夹具结构示意图

用上述夹具加工的安装块零件，能保证加工质量，满足设计要求，并且加工稳定。   

3.2新钻夹具的结构

上述结构的钻夹具只适用于数控铣床，但由于公司数控铣床数量较少，且数控钻床数量相对较多；另外数控钻床上可以装上分度头，通过分度头旋转角度来加工有角度的零件，但数控钻床行程相对数控铣床小，一般只用于加工尺寸相对较小的零件。而安装块零件尺寸较小，可考虑在数控钻床上加工正好。为此，针对数控钻床设计下图所示钻夹具。

图四 钻夹具改进示意图

图四所示是改进设计后的钻模。由夹具体、夹头、定位块、定位销、螺钉组成，使用时再加上钳工常备的通用压板。

钻孔与夹紧部分设计上综合了前两种钻夹具的特点，改用凸台从零件内测顶紧零件，销子限制零件转动，用通用压块直接压紧零件。这样就不用每次都取下零件内测的定位块，松开压块就可以轻松更换零件，使换装零件更便捷。因为安装块零件尺寸小，凸台很难直接在夹具体上加工出来，因此改为定位块以紧配的方式安装在夹具体上。加工的一致性更好。

因为是在数钻床上钻孔，根据设备的情况，在数钻上安装分度头，再在分度头上装上三爪卡盘。钻模的夹具体设计考虑设计为台阶式，三爪夹持工装夹头的外圆（夹头紧配与夹具体），将钻夹具安装在速钻上，打表找正夹具体的中心。用分度头控制角度，为了防止长期使用夹头松动，用螺钉或销子将夹具体与夹头紧固。就可以加工零件要求的角度孔。同时在数控钻床上加工孔不存在分度头及三爪与主轴进退刀碰到的情况，因此夹具只要满足了零件装夹的要求在加上一个小夹头就可以满足加工要求。在材料的使用上也大大减小。

4 结论

 综上所述，通过对安装块钻夹具的改进，解决了安装块的加工问题。使安装块的加工更方便快捷，减少了加工工序，节约了材料，提高了加工效率。

参考文献

[1]陆瑞生,刘效疆.热电池[M].北京:国防工业出版社,2 0 1 5

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