离合器外圈钻孔专用机床的设计与研究

针对目前离合器外圈钻孔领域存在的钻孔效率低、自动化水平不高等问题，结合实际生产工艺设计，研制了一种多工位离合器外圈自动钻孔装备。该自动钻孔机由自动上料装置、多工位转盘装置、自动下料装置，PLC以及人机交互控制系统等组成，能够实现产品的上料、钻孔、倒角以及下料等功能。经生产实践证明，该装备操作简单、安全可靠，生产效率及自动化水平高，使用维护方便，能够满足企业的实际生产需求。

机床工业是关系国民经济发展的支柱产业，是装备制造业的加工母机，几乎所有金属切削、成形过程均需借助机床实现[1]，专用机床是一种适用于某一工件和工件某一加工工序类型的机床，并且常常是自动化生产线和生产制造系统中必不可少的组成部分[2]。由于专用机床是根据特定需求“量身定制”的产品，具有针对性强和自动化程度高的优点，是特定工件大批量生产的理想装备[3]。Heeyoung Maeng 等[4]针对平面多孔零件加工，设计了具有多主轴头的主传动系统及立柱导向进给机构，提高了专用机床的适应性和加工精度。Wenqin Xu 等[5]提出一种针对压缩机活塞加工的专用机床设计方法，有效提高了加工质量和加工效率。Yun Zhang 等[6]研究设计了四种机床的控制系统，实现了专用机床相同传动机构控制的自由切换。

离合器是传动系统里重要的元部件，在工作机的启停、换向及变速等方面起着重要的作用[7]。它广泛应用于航空航天、汽车、机床、包装、印刷、纺织、轻工及家用设备等领域[8] [9] [10]。离合器外圈是离合器的重要零部件，它通过螺栓固定在离合器中。随着“中国制造2025”的提出，离合器外圈的需求量也在不断上升，因此，迫切的需要提高离合器外圈的钻孔效率[11]。通过调研发现，国内大多数企业对于离合器外圈的钻孔都采用人工操作机械设备进行实现，这种生产方式比较依赖操作工人的生产经验， 生产效率低下，而且质量也难以得到有效的保证，难以满足各领域日益增长的需求[12]。

为了提高离合器外圈的钻孔效率和生产品质，本文利用Solidworks 设计了一款多工位的离合器外圈自动钻孔装备。该装备以九工位的转盘组件为核心机械结构，利用减速电机带动凸轮分割器进行间歇运动，并通过传感器控制间歇时间，从而实现多工位的同时工作，通过PLC 控制气动系统及电机系统完成离合器外圈的上料、钻孔及倒角等工序。各工位可以通过替换不同规格的零部件并调整相关参数，能够实现不同规格产品的切换。

经实验验证， 该装备生产效率高， 使用维护方便， 能够满足企业的实际生产需求。

2. 多工位离合器外圈钻孔装备的总体方案设计 2.1. 离合器外圈钻孔工艺分析 在对离合器外圈进行钻孔时， 共计需要进行六个孔的加工。

需要加工的三个φ6 孔均匀分布在与产品同心的φ67.88 的圆上，另外三个φ3.2 孔均匀分布在与产品同心的φ51 的圆上，相邻的两孔之间的角度为60 度，如图1 所示。