摘要：設計簡單工裝，將鉆頭或絲錐安裝在三爪自定心卡盤上，零件安裝在工裝上，刀具不停轉動，零件借助工裝進行進給運動，構成切削模式，完成鉆孔及攻螺紋加工，加工效率大為提高。
車床加工時，零件連續轉動，相對其他機床加工效率較高。但是對于零件較小、數量較多的情況，反復在卡盤上安裝與拆卸零件，輔助時間較長，相對效率下降。為縮短輔助時間、提高加工效率，研究設計將刀具安裝在卡盤上連續轉動，零件僅作進給運動，更換零件時，刀具可以繼續轉動，且更換零件簡單方便、時間短。
某公司加工一批六角螺母零件，規格M20，需要鉆孔、攻螺紋，采用將鉆頭或絲錐安裝在卡盤上進行切削運動，零件安裝在刀架上進行進給運動的方法，取得了較好的效果。
該螺母材料是45鋼，毛坯為冷鍛坯料，內孔留2mm加工余量，外六方輪廓尺寸基本均勻，無需加工。加工時需要先去除內孔2mm余量，然后用絲錐攻螺紋完成。用車床加工螺母絲扣是將單個螺母卡在三爪自定心卡盤上，然后用車刀加工內孔及絲扣，或將鉆頭、絲錐安裝在車床尾座上，用鉆頭鉆孔，用絲錐加工絲扣。采用上述兩種方法，都是將單個螺母毛坯安裝在卡盤上，螺母轉動，車刀或鉆頭（絲錐）作進給運動，反復操作，耗時耗力，加工效率低。為提高加工速度，研究決定設計簡單工裝，將鉆頭或絲錐安裝在三爪自定心卡盤上，作回轉運動，而待加工螺母安裝在工裝上，作進給運動，構成加工模式。
依據鉆頭或絲錐旋轉、螺母進行進給運動的思路，將鉆頭或絲錐安裝在三爪自定心卡盤上，設計簡易工裝，待加工螺母安裝在工裝里，將工裝安裝在刀架上，由刀架進行軸向移動，實現進給運動。鉆孔方式和工裝設計如圖1所示。
圖1 鉆孔方式及工裝設計簡圖
1.車床卡盤 2.鉆頭 3.支撐彎板 4.刀架 5.聯接板 6.聯接螺栓7.緊定螺栓 8.待加工螺母 9.底板 10.前端板 11.鉆套 12.上蓋板
安裝螺母的工裝由支撐彎板3、聯接板5、聯接螺栓6、定位螺栓7、鉆套11、上蓋板12、前端板10和底板9等組成。支撐彎板3安裝在車床刀架上，聯接板5兩側加工長孔，由聯接螺栓6與支撐彎板聯接。由于存在長孔，聯接板可以在支撐彎板上上下移動，確定加工位置，緊定螺栓7安裝在上蓋板12上，待加工螺母安裝到工裝里后，擰緊螺栓，將其鎖住。鉆套11安裝在前端板里，用于引導鉆頭或絲錐，保證加工準確。鉆套采用45鋼材料，淬火處理，以保證耐磨性。上蓋板12、前端板10、底板9和聯接板5等采用焊接方式組成整體。其寬度等于待加工螺母的六角最大尺寸。
加工前，先將鉆頭安裝在三爪自定心卡盤上鎖緊。然后將支撐板3安裝在車床刀架上，鎖緊。將工裝安裝到支撐板上，找平，將聯接螺栓擰上，稍稍擰緊一些。
首件加工，將待加工螺母從側面放到工裝里，以不超過工裝寬度為宜，擰緊緊定螺栓7，將螺母固定。找正。上下移動聯接板5，垂直車床軸線移動刀架中滑板，確定鉆套中心與車床回轉中心的位置，確認兩者重合后，擰緊聯接螺栓6，鎖緊滑板，找正結束。加工開始，主軸帶動鉆頭旋轉，向前軸向移動刀架小滑板，鉆頭通過鉆套引導開始鉆孔操作。鉆頭透過聯接板上的孔后，確定鉆孔結束。向后移動刀架小滑板，鉆頭離開工裝，松開緊定螺栓7，從側面放入第二個螺母，首件螺母被擠出。再次擰緊緊定螺栓7，鎖緊螺母。移動刀架小滑板，第二次加工開始。整個加工過程鉆頭始終保持旋轉，僅是刀架作軸向移動，由于首件加工找正已完成，后續加工無需找正過程，大大提高了加工效率。
在攻制內螺紋時，為防止由于機床絲杠與絲錐之間產生的傳動誤差，造成螺紋亂扣現象的發生，設計專用攻螺紋工裝卡頭，如圖2所示。
圖2 絲錐攻螺紋工裝設計簡圖
1.絲錐 2.鉆套 3.緊定螺栓4.卡箍 5.圓柱銷
卡箍4一端安裝在三爪自定心卡盤上，另一端里孔安裝鉆套，它既是鉆套的安裝套，又是鉆套的導向套，兩者配合為小間隙配合。在卡箍上軸向穿透加工長孔，用以與圓柱銷5配合使用。鉆套用于夾持絲錐，該零件采用45鋼材料，淬火處理。圓柱銷5與鉆套為過盈配合，起到帶動鉆套旋轉作用，并與卡箍上長孔相配合，能使鉆套存在4mm的軸向竄動，用以消除傳動誤差，防止亂扣。緊定螺栓3主要起緊固絲錐作用。
攻螺紋套扣加工時，首先卸下鉆頭，將攻螺紋工裝卡頭安裝在三爪自定心卡盤上，鎖緊。安裝在刀架上的工裝位置保持不變，將準備攻螺紋的螺母送入工裝中，擰緊圖1中的緊定螺栓7，即可攻螺紋。主軸帶動絲錐轉動，刀架向前移動，當絲錐的切削部分穿過螺母以后，主軸反轉退刀，刀架向后移動，第一個螺母攻螺紋完成。接著送入第二個螺母，同時擠出第一個螺母，重復上述操作，如此循環即可。
同樣的車床加工方式，利用簡單工裝，改變刀具和零件的安裝位置，實現了刀具作切削運動、零件作進給運動，加快了切削速度，簡化了操作程序，省力省時，加工效率大為提高。