項(xiàng)目十三 典型鏜床夾具設(shè)計(jì)

1、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)第第7章章 典型鏜床夾具設(shè)計(jì)典型鏜床夾具設(shè)計(jì)項(xiàng)目導(dǎo)入項(xiàng)目導(dǎo)入 如圖如圖7.17.1所示，對于支架殼體零件，本工序去所示，對于支架殼體零件，本工序去 加工加工2-2-20H7mm20H7mm、35H7mm35H7mm和和40H7mm40H7mm共四個(gè)孔。其中共四個(gè)孔。其中35H7mm35H7mm和和40H7mm40H7mm采用粗精鏜，采用粗精鏜，2-2-20H720H7孔采用孔采用鉆擴(kuò)鉸方法加工；工件材料為鉆擴(kuò)鉸方法加工；工件材料為HT200-250HT200-250，毛坯為鑄件；，毛坯為鑄件；中批量生產(chǎn)。中批量生產(chǎn)。圖圖7.1 7.1 支架殼體零件工序圖支架殼體零件工序

2、圖7.1 7.1 工作場景導(dǎo)入工作場景導(dǎo)入加工要求：加工要求：(1)(1)20H720H7孔到孔到a a面的距離為面的距離為12120.1 mm0.1 mm，20H720H7孔軸線與孔軸線與35H735H7孔軸線、孔軸線、40H740H7孔軸線中心距孔軸線中心距為為mmmm。(2) (2) 35H735H7孔和孔和40H740H7孔及孔及2-2-20H720H7孔同軸度公孔同軸度公差各為差各為0.01mm0.01mm。(3) 2-(3) 2-20H720H7孔軸線對孔軸線對35H735H7孔和孔和40H740H7孔公共孔公共軸線的平行度公差為軸線的平行度公差為0.02mm0.02mm。本任務(wù)設(shè)

3、計(jì)支架殼體零件鏜孔鏜床夾具。本任務(wù)設(shè)計(jì)支架殼體零件鏜孔鏜床夾具。 基基 礎(chǔ)礎(chǔ) 知知 識(shí)識(shí) 鏜床夾具又稱鏜床夾具又稱鏜模鏜模，主要用于加工箱體、支架，主要用于加工箱體、支架類零件上的類零件上的孔或孔系孔或孔系，它不僅在各類鏜床上使用，它不僅在各類鏜床上使用，也可在組合機(jī)床、車床及搖臂鉆床上使用。鏜模也可在組合機(jī)床、車床及搖臂鉆床上使用。鏜模的結(jié)構(gòu)與鉆模相似，一般用的結(jié)構(gòu)與鉆模相似，一般用鏜套鏜套作為導(dǎo)向元件引作為導(dǎo)向元件引導(dǎo)鏜孔刀具或鏜桿進(jìn)行鏜孔。鏜套按照被加工孔導(dǎo)鏜孔刀具或鏜桿進(jìn)行鏜孔。鏜套按照被加工孔或孔系的坐標(biāo)位置布置在或孔系的坐標(biāo)位置布置在鏜模支架鏜模支架上。按鏜模支上。按鏜模支架在鏜模

4、上布置形式的不同，可分為架在鏜模上布置形式的不同，可分為雙支承鏜模雙支承鏜模、單支承鏜模單支承鏜模等。等。一一 鏜床夾具的主要類型鏜床夾具的主要類型 普通臥式鏜床普通臥式鏜床1、 鏜模的組成定位元件；夾緊裝置；鏜套；鏜模支架；夾具體 n1）. 雙支承鏜模雙支承鏜模n 雙支承鏜模上有兩個(gè)引導(dǎo)鏜刀桿的支雙支承鏜模上有兩個(gè)引導(dǎo)鏜刀桿的支承，鏜桿與機(jī)床主軸采用承，鏜桿與機(jī)床主軸采用浮動(dòng)浮動(dòng)連接，鏜孔連接，鏜孔的位置精度由鏜模保證，消除了機(jī)床主軸的位置精度由鏜模保證，消除了機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差對鏜孔精度的影響?；剞D(zhuǎn)誤差對鏜孔精度的影響。2.鏜床的類型鏜床的類型 （ 1) 1) 前后雙前后雙支承鏜模支承鏜模

5、圖圖7.27.2所示為所示為鏜削泵體上兩鏜削泵體上兩個(gè)相互垂直的個(gè)相互垂直的孔及端面用的孔及端面用的夾具。夾具經(jīng)夾具。夾具經(jīng)找正后緊固在找正后緊固在臥式鏜床的工臥式鏜床的工作臺(tái)上，可隨作臺(tái)上，可隨工作臺(tái)一起移工作臺(tái)一起移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。 圖圖7.2 7.2 前后雙支承鏜床夾具前后雙支承鏜床夾具1 1，2 2，33支承板；支承板；4 4一擋塊；一擋塊；55鉤形壓板；鉤形壓板；6 6一鏜套；一鏜套；7 7一鏜模支架；一鏜模支架；8 8一螺釘；一螺釘；9 9一起吊螺栓一起吊螺栓 （ 2) 2) 后雙支承鏜模后雙支承鏜模 圖圖7.37.3所示為后雙支承鏜孔示意圖，兩個(gè)支承設(shè)置在刀具所示為后雙支承鏜

6、孔示意圖，兩個(gè)支承設(shè)置在刀具的后方，鏜桿與主軸浮動(dòng)連接。為保證鏜桿的剛性，鏜桿的的后方，鏜桿與主軸浮動(dòng)連接。為保證鏜桿的剛性，鏜桿的懸伸量懸伸量L L151(1.25(1.251.5)1.5)L L1 1。后雙支承鏜模可在箱體的一個(gè)壁上鏜孔。后雙支承鏜?？稍谙潴w的一個(gè)壁上鏜孔。此類鏜模便于裝卸工件和刀具，也便于觀察和測量。此類鏜模便于裝卸工件和刀具，也便于觀察和測量。圖圖7.3 7.3 后雙支承鏜模后雙支承鏜模 2 2）. . 單支承鏜模單支承鏜模 單支承這類鏜模只有一個(gè)導(dǎo)向支承，鏜桿與主軸采用固單支承這類鏜模只有一個(gè)導(dǎo)向支承，鏜桿與主軸采用固定連接。安裝鏜模時(shí)，應(yīng)使鏜套軸線與機(jī)床主軸軸線重合

7、。定連接。安裝鏜模時(shí)，應(yīng)使鏜套軸線與機(jī)床主軸軸線重合。主軸的回轉(zhuǎn)精度將影響鏜孔精度。根據(jù)支承相對刀具的位置，主軸的回轉(zhuǎn)精度將影響鏜孔精度。根據(jù)支承相對刀具的位置，單支承鏜模又可分為兩種。單支承鏜模又可分為兩種。 （1) 1) 前單支承鏜模前單支承鏜模（2) 2) 后單支承鏜模后單支承鏜模 鏜套設(shè)置在刀具的后方。鏜套設(shè)置在刀具的后方。 圖圖7.5 7.5 后單支承鏜模鏜孔后單支承鏜模鏜孔3 3）. . 無支承鏜床夾具無支承鏜床夾具 工件在剛性好、精度高的金剛鏜床、坐標(biāo)鏜床或數(shù)控機(jī)工件在剛性好、精度高的金剛鏜床、坐標(biāo)鏜床或數(shù)控機(jī)床、加工中心上鏜孔時(shí)，夾具上不設(shè)置鏜模支承，加工孔的床、加工中心上鏜孔

8、時(shí)，夾具上不設(shè)置鏜模支承，加工孔的尺寸和位置精度均由鏜床保證。這類夾具只需設(shè)計(jì)定位裝置、尺寸和位置精度均由鏜床保證。這類夾具只需設(shè)計(jì)定位裝置、夾緊裝置和夾具體即可。夾緊裝置和夾具體即可。 圖圖7.6 7.6 鏜削曲軸軸承孔金剛鏜床夾具鏜削曲軸軸承孔金剛鏜床夾具1 1，3V3V形塊；形塊；22浮動(dòng)壓塊；浮動(dòng)壓塊；4 4一彈簧；一彈簧；5 5一活塞；一活塞；6 6一活塞桿；一活塞桿；7 7一轉(zhuǎn)動(dòng)叉形塊；一轉(zhuǎn)動(dòng)叉形塊；8 8，9 9一浮動(dòng)壓板一浮動(dòng)壓板二二 鏜床夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn)鏜床夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn) 1. 1. 鏜套鏜套的選擇和設(shè)計(jì)的選擇和設(shè)計(jì) 1) 1) 鏜套的結(jié)構(gòu)形式鏜套的結(jié)構(gòu)形式鏜套的結(jié)構(gòu)型式和精度直接

9、影響被加工孔的加工精度和表面鏜套的結(jié)構(gòu)型式和精度直接影響被加工孔的加工精度和表面粗糙度，因此應(yīng)根據(jù)工件的不同加工要求和加工條件合理設(shè)粗糙度，因此應(yīng)根據(jù)工件的不同加工要求和加工條件合理設(shè)計(jì)或選用，常用的鏜套有兩類，既計(jì)或選用，常用的鏜套有兩類，既固定式鏜套固定式鏜套和和回轉(zhuǎn)鏜套回轉(zhuǎn)鏜套。圖圖7.7 7.7 固定式鏜套固定式鏜套(1) (1) 固定式鏜套固定式鏜套 與快換鉆套結(jié)構(gòu)與快換鉆套結(jié)構(gòu)相似，相似， 加工時(shí)鏜套加工時(shí)鏜套不隨鏜桿轉(zhuǎn)動(dòng)不隨鏜桿轉(zhuǎn)動(dòng) (1) (1) 固定式鏜套固定式鏜套 圖圖7.7 7.7 固定式鏜套固定式鏜套 與快換鉆套與快換鉆套結(jié)構(gòu)相似，結(jié)構(gòu)相似， 加工加工時(shí)鏜套不隨鏜桿時(shí)鏜

10、套不隨鏜桿轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng) 。特點(diǎn)：外形尺寸特點(diǎn)：外形尺寸小、結(jié)構(gòu)簡單、小、結(jié)構(gòu)簡單、精度高，但鏜桿精度高，但鏜桿在鏜套內(nèi)一面回在鏜套內(nèi)一面回轉(zhuǎn)一面做直線移轉(zhuǎn)一面做直線移動(dòng)，鏜套易磨損，動(dòng)，鏜套易磨損，只適用于低速鏜只適用于低速鏜孔孔油杯油杯(2) (2) 回轉(zhuǎn)式鏜套回轉(zhuǎn)式鏜套 回轉(zhuǎn)式鏜套隨鏜桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)，鏜桿與鏜套之間只有相對回轉(zhuǎn)式鏜套隨鏜桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)，鏜桿與鏜套之間只有相對移動(dòng)而無相對轉(zhuǎn)動(dòng)，從而減少了鏜套的磨損，不會(huì)因摩擦發(fā)移動(dòng)而無相對轉(zhuǎn)動(dòng)，從而減少了鏜套的磨損，不會(huì)因摩擦發(fā)熱而出現(xiàn)熱而出現(xiàn)“卡死卡死”現(xiàn)象。因此，這類鏜套適用于高速鏜孔?，F(xiàn)象。因此，這類鏜套適用于高速鏜孔?；剞D(zhuǎn)式鏜套又分為回轉(zhuǎn)式鏜套又

11、分為滑動(dòng)式滑動(dòng)式和和滾動(dòng)式滾動(dòng)式兩種兩種 圖圖7.8 7.8 回轉(zhuǎn)式鏜套回轉(zhuǎn)式鏜套1 1、6 6一鏜套；一鏜套；2 2一滑動(dòng)軸承；一滑動(dòng)軸承；3 3一鏜模支架；一鏜模支架；4 4一滾動(dòng)軸承；一滾動(dòng)軸承；5 5一軸承端蓋一軸承端蓋 滾動(dòng)式回轉(zhuǎn)鏜套一般用于鏜削孔距較大的孔系，當(dāng)被加工滾動(dòng)式回轉(zhuǎn)鏜套一般用于鏜削孔距較大的孔系，當(dāng)被加工孔徑大于鏜套孔徑時(shí)，需在鏜套上開引刀槽，使裝好刀的鏜孔徑大于鏜套孔徑時(shí)，需在鏜套上開引刀槽，使裝好刀的鏜桿能順利進(jìn)入。為確保鏜刀進(jìn)入引刀槽，鏜套上有時(shí)設(shè)置尖桿能順利進(jìn)入。為確保鏜刀進(jìn)入引刀槽，鏜套上有時(shí)設(shè)置尖頭鍵，如圖頭鍵，如圖7.107.10所示。所示。圖圖7.10

12、7.10 回轉(zhuǎn)鏜套的引刀槽及尖頭鍵回轉(zhuǎn)鏜套的引刀槽及尖頭鍵各種鏜套特點(diǎn)各種鏜套特點(diǎn)類類固定鏜套固定鏜套滑動(dòng)鏜套滑動(dòng)鏜套滾動(dòng)鏜套滾動(dòng)鏜套適應(yīng)轉(zhuǎn)速適應(yīng)轉(zhuǎn)速低低低低高高承載能力承載能力較大較大大大低低潤滑要求潤滑要求較高較高高高低低徑向尺寸徑向尺寸小小較小較小大大加工精度加工精度較高較高高高低低應(yīng)用應(yīng)用低速、一般鏜孔低速、一般鏜孔低速、孔距小低速、孔距小高速、孔距大高速、孔距大 2) 2) 鏜套的材料及主要技術(shù)要求鏜套的材料及主要技術(shù)要求 鏜套的材料常用鏜套的材料常用2020鋼或鋼或20Cr20Cr鋼鋼滲碳，滲碳深度滲碳，滲碳深度為為0.80.81.2mm1.2mm，淬火硬度為，淬火硬度為55556

13、0HRC60HRC。一般情。一般情況下，鏜套的硬度應(yīng)低于鏜桿的硬度。若用磷青銅況下，鏜套的硬度應(yīng)低于鏜桿的硬度。若用磷青銅做固定式鏜套，因?yàn)闇p摩性好而不易與鏜桿咬住，做固定式鏜套，因?yàn)闇p摩性好而不易與鏜桿咬住，可用于高速鏜孔，但成本較高。對于大直徑鏜套，可用于高速鏜孔，但成本較高。對于大直徑鏜套，或單件小批生產(chǎn)用的鏜套，也可采用鑄鐵或單件小批生產(chǎn)用的鏜套，也可采用鑄鐵(HT200)(HT200)材料。目前也有用粉末冶金制造的耐磨鏜套。材料。目前也有用粉末冶金制造的耐磨鏜套。 鏜套的襯套也用鏜套的襯套也用2020鋼制成，滲碳深度為鋼制成，滲碳深度為0.80.81.2mm1.2mm，淬火硬度為，淬

14、火硬度為585864HRC64HRC。鏜套的主要技術(shù)要求鏜套的主要技術(shù)要求 ： (1) (1) 鏜套內(nèi)徑公差帶為鏜套內(nèi)徑公差帶為H6H6或或H7H7；外徑公差帶，粗加工采；外徑公差帶，粗加工采用用g6g6，精加工采用，精加工采用g5g5。 (2) (2) 鏜套內(nèi)孔與外圓的同軸度：當(dāng)內(nèi)徑公差帶為鏜套內(nèi)孔與外圓的同軸度：當(dāng)內(nèi)徑公差帶為H7H7時(shí)，為時(shí)，為0.01mm0.01mm；當(dāng)內(nèi)徑公差帶為；當(dāng)內(nèi)徑公差帶為H6H6時(shí)，為時(shí)，為0.005mm(0.005mm(外徑小外徑小于于85mm85mm時(shí)時(shí)) )或或0.01mm(0.01mm(外徑大于或等于外徑大于或等于85mm85mm時(shí)時(shí)) )。內(nèi)孔。內(nèi)孔

15、的圓度、圓柱度允差一般為的圓度、圓柱度允差一般為0.010.010.002mm0.002mm。 (3) (3) 鏜套內(nèi)孔表面粗糙度值為鏜套內(nèi)孔表面粗糙度值為RaRa0.8um0.8um或或RaRa0.4m0.4m；外；外圓表面粗糙度值為圓表面粗糙度值為RaRa0.8m0.8m。 (4) (4) 鏜套用襯套的內(nèi)徑公差帶，粗加工采用鏜套用襯套的內(nèi)徑公差帶，粗加工采用H7H7，精加工采，精加工采用用H6H6；襯套的外徑公差帶為；襯套的外徑公差帶為n6n6。 (5) (5) 襯套內(nèi)孔與外圓的同軸度：當(dāng)內(nèi)徑公差帶為襯套內(nèi)孔與外圓的同軸度：當(dāng)內(nèi)徑公差帶為H7H7時(shí)，為時(shí)，為0.01mm0.01mm；當(dāng)內(nèi)徑

16、公差帶為；當(dāng)內(nèi)徑公差帶為H6H6時(shí)，為時(shí)，為0.005mm (0.005mm (外徑小外徑小于于52mm52mm時(shí)時(shí)) )或或0.01mm (0.01mm (外徑大于或等于外徑大于或等于52mm52mm時(shí)時(shí)) )。 鏜套尺寸鏜套尺寸鏜套尺寸及要求鏜套尺寸及要求粗鏜粗鏜精鏜精鏜鏜套與鏜桿的配合鏜套與鏜桿的配合H7/g6(H7/h6)H6/g5(H6/h5)鏜套與襯套的配合鏜套與襯套的配合H7/g6(H7/js6)H6/g5(H6/j5)襯套與支架的配合襯套與支架的配合H7/n6H7/n5鏜套內(nèi)外圓同軸度鏜套內(nèi)外圓同軸度0.01當(dāng)鏜套外徑當(dāng)鏜套外徑85：0.01當(dāng)鏜套外徑當(dāng)鏜套外徑85：0.005

17、2. 2. 鏜桿與浮動(dòng)接頭鏜桿與浮動(dòng)接頭 1) 1) 鏜桿導(dǎo)引部分鏜桿導(dǎo)引部分圖圖7.11 7.11 用于固定鏜套的鏜桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu)用于固定鏜套的鏜桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu) 圖圖7.127.12所示為用于回轉(zhuǎn)鏜套的鏜桿引進(jìn)結(jié)構(gòu)所示為用于回轉(zhuǎn)鏜套的鏜桿引進(jìn)結(jié)構(gòu) 圖圖7.12 7.12 用于回轉(zhuǎn)鏜套的鏜桿引進(jìn)結(jié)構(gòu)用于回轉(zhuǎn)鏜套的鏜桿引進(jìn)結(jié)構(gòu) 2) 2) 鏜桿直徑和軸向尺寸鏜桿直徑和軸向尺寸 鏜桿與加工孔之間應(yīng)有足夠的間隙，以容納切屑。鏜桿的鏜桿與加工孔之間應(yīng)有足夠的間隙，以容納切屑。鏜桿的直徑一般按經(jīng)驗(yàn)公式直徑一般按經(jīng)驗(yàn)公式d d(0.7(0.70.8)0.8)D D選取，也可查表選取，也可查表7.17.

18、1。 表表7.17.1中所列鏜稈直徑的范圍，在加工小孔時(shí)取大值；在中所列鏜稈直徑的范圍，在加工小孔時(shí)取大值；在加工大孔時(shí)，一般取中間值，若導(dǎo)向良好，切削負(fù)荷小，加工大孔時(shí)，一般取中間值，若導(dǎo)向良好，切削負(fù)荷小，則可取小值，若導(dǎo)向不良，切削負(fù)荷大時(shí)可取大值。則可取小值，若導(dǎo)向不良，切削負(fù)荷大時(shí)可取大值。表7.1 鏜孔直徑D、鏜桿直徑d與鏜刀截面B XB的尺寸關(guān)系D30404050507070一一9090100d20303040405050656590BB881010121216161616，2020圖圖7.13 7.13 鏜孔系統(tǒng)圖示鏜孔系統(tǒng)圖示例例 鏜桿的軸鏜桿的軸向尺寸，應(yīng)向尺寸，應(yīng)按鏜孔系

19、統(tǒng)按鏜孔系統(tǒng)圖上的有關(guān)圖上的有關(guān)尺寸確定尺寸確定 3) 3) 鏜桿的材料及主要技術(shù)要求鏜桿的材料及主要技術(shù)要求 (1)(1)鏜桿的材料要求。鏜桿的材料要求。要求鏜桿表面硬度高而內(nèi)部有較好的韌性，因此采用要求鏜桿表面硬度高而內(nèi)部有較好的韌性，因此采用2020鋼、鋼、20Cr20Cr鋼，滲碳淬火硬度為鋼，滲碳淬火硬度為616163HRC63HRC；也可用氮化鋼；也可用氮化鋼38CrMoAlA38CrMoAlA，但熱處理工藝復(fù)雜；大直徑的鏜桿，還可采，但熱處理工藝復(fù)雜；大直徑的鏜桿，還可采用用4545鋼、鋼、40Cr40Cr鋼或鋼或65Mn65Mn鋼。鋼。 (2) (2)鏜桿的主要技術(shù)要求。鏜桿的主要技術(shù)要求。(1) (1) 鏜桿導(dǎo)向部分的直徑公差帶為：粗鏜時(shí)取鏜桿導(dǎo)向部分的直徑公差帶為：粗鏜時(shí)取g6g6，精鏜時(shí)取，精鏜時(shí)取g5g5、n5n5。表面粗糙度值為。表面粗糙度值為RaRa0.8m0.8m或或RaRa0.4m0.4m。 (2) (2) 鏜桿導(dǎo)向部分直徑的圓度與錐度公差控制在直徑公差的鏜桿導(dǎo)向部分直徑的圓度與錐度公差控制在直徑公差的1/21/2以內(nèi)。以內(nèi)。 (3) (3) 鏜桿在鏜桿在500mm500mm長度內(nèi)的直線度公差為長度內(nèi)的直線度公差為0.0lmm0.0lmm。(4) (4) 裝刀的刀孔對鏜桿中心的對稱度公差為裝刀的刀孔對鏜桿中心的對稱度公差