項目十 典型鉆床夾具設計

1、工業(yè)自動化與夾具設計工業(yè)自動化與夾具設計項目十項目十典型鉆床夾具設計典型鉆床夾具設計項目導入項目導入 搖臂零件在本工序中需鉆搖臂零件在本工序中需鉆 14mm14mm孔。工件孔。工件材料為材料為4545鋼，毛坯為鍛件，中批量生產。鋼，毛坯為鍛件，中批量生產。(1) (1) 14mm14mm孔軸線到端面孔軸線到端面A A的距離的距離(16(160.10)mm0.10)mm。(2) (2) 14mm14mm孔軸線到孔孔軸線到孔 31H7mm31H7mm孔軸線為孔軸線為20.25mm20.25mm。(3) (3) 14mm14mm孔對孔對 31H731H7孔孔的對稱度為的對稱度為0.15mm0.15m

2、m。 本任務設計搖臂零件本任務設計搖臂零件鉆鉆 1414孔鉆床夾具孔鉆床夾具如圖如圖圖圖4.1 4.1 揺揺臂零件工序圖臂零件工序圖1 1 鉆床夾具的主要類型鉆床夾具的主要類型 在鉆床上進行孔的在鉆床上進行孔的鉆、擴、鉸、锪及攻螺紋鉆、擴、鉸、锪及攻螺紋時用的夾具，稱為鉆床夾具，俗稱鉆模。鉆模上時用的夾具，稱為鉆床夾具，俗稱鉆模。鉆模上均設置鉆套和鉆模板，用以引導刀具。鉆模主要均設置鉆套和鉆模板，用以引導刀具。鉆模主要用于加工中等精度、尺寸較小的孔或孔系。使用用于加工中等精度、尺寸較小的孔或孔系。使用鉆模可提高孔及孔系間的位置精度，其結構簡單、鉆?？商岣呖准翱紫甸g的位置精度，其結構簡單、制造方

3、便，因此鉆模在各類機床夾具中占的比重制造方便，因此鉆模在各類機床夾具中占的比重最大。最大。 鉆模的類型很多，有鉆模的類型很多，有固定式、回轉式、移動固定式、回轉式、移動式、翻轉式、蓋板式式、翻轉式、蓋板式和和滑柱式滑柱式等。等。 擴孔擴孔鉆孔的基礎上用擴孔鉆頭（要求鉆孔的基礎上用擴孔鉆頭（要求不高時，可用普通鉆頭）把孔徑加大。不高時，可用普通鉆頭）把孔徑加大。 擴擴孔的孔徑尺寸精度比鉆孔的精度要高。較孔的孔徑尺寸精度比鉆孔的精度要高。較少影響位置精度。少影響位置精度。 絞孔絞孔絞孔是精加工絞孔是精加工,其切削用量較小其切削用量較小,而而且鉆孔則是粗加工且鉆孔則是粗加工,切削用量比較大切削用量比

4、較大.都是在都是在鉆床上進行鉆床上進行,刀具的外形也有不同刀具的外形也有不同.鉆頭用得鉆頭用得較多的是麻花鉆較多的是麻花鉆,其刀刃數(shù)量為其刀刃數(shù)量為2.鉸刀則由鉸刀則由于切削用量較小于切削用量較小,其刀刃數(shù)量較多其刀刃數(shù)量較多. 锪孔锪孔是指在已加工的孔上加工圓柱形是指在已加工的孔上加工圓柱形沉頭孔、錐形沉頭孔和凸臺斷面等。锪孔沉頭孔、錐形沉頭孔和凸臺斷面等。锪孔時使用的刀具稱為锪鉆，一般用高速鋼制時使用的刀具稱為锪鉆，一般用高速鋼制造造 鉆床臺鉆臺鉆立式鉆床立式鉆床搖臂鉆床搖臂鉆床1 1 鉆床夾具的主要類型鉆床夾具的主要類型 在使用的過程中，固定式鉆模在機床上的位置是固在使用的過程中，固定式

5、鉆模在機床上的位置是固定不動的。其主要用于立式鉆床上加工直徑大于定不動的。其主要用于立式鉆床上加工直徑大于10mm10mm的單孔，或在搖臂鉆床上加工較大的平行孔系。的單孔，或在搖臂鉆床上加工較大的平行孔系。 1. 1. 固定式鉆模固定式鉆模圖圖4.2 4.2 固定式鉆模固定式鉆模 1 1螺釘；螺釘；2 2轉動開口墊圈轉動開口墊圈3 3拉桿；拉桿；4 4定位法蘭；定位法蘭；5 5快換鉆套；快換鉆套；6 6鉆模板；鉆模板；7 7夾具體；夾具體；8 8手柄；手柄；9 9圓偏心凸輪；圓偏心凸輪；1010彈簧彈簧 加工同一圓周上的平行加工同一圓周上的平行孔系孔系、同一截面內徑向、同一截面內徑向孔系孔系或

6、同一直線上的等距或同一直線上的等距孔系孔系時，鉆模上應設置分度裝置。時，鉆模上應設置分度裝置。帶有回轉式分度裝置的鉆模稱為回轉式鉆模。帶有回轉式分度裝置的鉆模稱為回轉式鉆模。2. 2. 回轉式鉆模回轉式鉆模圖圖4.3 4.3 臥軸回轉式分度鉆模的結構臥軸回轉式分度鉆模的結構1 1夾具體；夾具體；2 2對定銷；對定銷；3 3橫銷；橫銷；4 4螺套；螺套；5 5手柄；手柄；6 6轉盤；轉盤；7 7鉆套；鉆套；8 8定位件；定位件；9 9滾花螺母；滾花螺母；1010開口墊圈；開口墊圈；11 11轉軸轉軸 這類鉆模用于鉆削中、小型工件同一表面上的多個這類鉆模用于鉆削中、小型工件同一表面上的多個孔。移動

7、式鉆模平面圖如圖孔。移動式鉆模平面圖如圖4.44.4所示。所示。3. 3. 移動式鉆模移動式鉆模圖圖4.4 4.4 移動式鉆模平面圖移動式鉆模平面圖1 1夾具體；夾具體；2 2固定固定V V形塊；形塊；3 3鉆模板；鉆模板；4 4、5 5鉆套；鉆套；6 6支座；支座；7 7活動活動V V形塊；形塊；8 8手輪；手輪；9 9半月鍵；半月鍵；1010鋼球；鋼球；11 11螺釘；螺釘；1212、1313定位套定位套三維圖如圖三維圖如圖4.54.5所示，用于加工連桿大、小頭上的孔。所示，用于加工連桿大、小頭上的孔。 圖圖4.5 4.5 移動式鉆模三維圖移動式鉆模三維圖 翻轉式鉆翻轉式鉆模主要用于加工模

8、主要用于加工中、小型工件分中、小型工件分布在布在不同表面不同表面上上的孔。的孔。 4. 4. 翻轉式鉆模翻轉式鉆模 圖圖4.6 4.6 翻轉式鉆模翻轉式鉆模 l l夾具體；夾具體；2 2定位件；定位件；3 3削扁開口墊圈；削扁開口墊圈；4 4螺桿；螺桿；5 5手輪；手輪；6 6銷；銷；7 7沉頭螺釘沉頭螺釘定位元件、夾緊裝置及鉆套都設在鉆模板上，鉆模板在工件上裝夾。定位元件、夾緊裝置及鉆套都設在鉆模板上，鉆模板在工件上裝夾。圖圖4.74.7所示是為加工車床溜板箱上的孔系而設計的蓋板式鉆模。所示是為加工車床溜板箱上的孔系而設計的蓋板式鉆模。 5. 5. 蓋板式鉆模蓋板式鉆模 圖圖4.7 4.7

9、蓋板式鉆模蓋板式鉆模l l蓋板；蓋板；2 2圓柱銷；圓柱銷；3 3削邊銷；削邊銷；4 4支承釘；支承釘；5 5把手模把手模 滑柱式滑柱式鉆模是帶有鉆模是帶有升降鉆模板升降鉆模板的通用可調的通用可調夾具。夾具。 6. 6. 滑柱式鉆?；姐@模 l l一滑柱；一滑柱；2 2一齒條滑柱；一齒條滑柱；3 3一夾具體；一夾具體；4 4一鉆模板；一鉆模板；5 5一齒輪軸；一齒輪軸；6 6一手柄；一手柄；7 7一套環(huán)一套環(huán)圖圖4.8 4.8 滑柱式鉆模的通用結構滑柱式鉆模的通用結構滑柱鉆模的應用實例：滑柱鉆模的應用實例： 加工杠桿類零件上加工杠桿類零件上的孔。的孔。 1 1支承；支承；2 2防轉定位支架；

10、防轉定位支架；3 3定心夾緊套；定心夾緊套；4 4鉆套鉆套 圖圖4.9 4.9 加工杠桿類零件的滑柱鉆模加工杠桿類零件的滑柱鉆模 2 2 鉆床夾具的設計要點鉆床夾具的設計要點1. 1. 鉆模類型的選擇鉆模類型的選擇 (1) (1) 在立式鉆床上加工直徑小于在立式鉆床上加工直徑小于10mm10mm的小孔或孔系、鉆的小孔或孔系、鉆模重量小于模重量小于15kg15kg時，一般采用時，一般采用移動式普通鉆模移動式普通鉆模。 (2) (2) 在立式鉆床上加工直徑大于在立式鉆床上加工直徑大于10mm10mm的單孔，或在搖臂的單孔，或在搖臂鉆床上加工較大的平行孔系，或鉆模重量超過鉆床上加工較大的平行孔系，或

11、鉆模重量超過15kg15kg時，加工時，加工精度要求高時，一般采用精度要求高時，一般采用固定式普通鉆模固定式普通鉆模。 (3) (3) 翻轉式鉆模適用于加工中、小型工件，包括工件在內翻轉式鉆模適用于加工中、小型工件，包括工件在內所產生的總重力不宜超過所產生的總重力不宜超過100N100N。 (4) (4) 對于孔的垂直度和孔距要求不高的中、小型工件，有對于孔的垂直度和孔距要求不高的中、小型工件，有條件時宜優(yōu)先采用滑柱鉆模。條件時宜優(yōu)先采用滑柱鉆模。 (5) (5) 對于鉆模板和夾具體為焊接式的鉆模，因焊接應力不對于鉆模板和夾具體為焊接式的鉆模，因焊接應力不能徹底消除，精度不能長期保持，故一般在

12、工件孔距公差要能徹底消除，精度不能長期保持，故一般在工件孔距公差要求不高求不高( (大于大于0.1mm)0.1mm)時才采用。時才采用。 (6) (6) 床身、箱體等大型工件上的小孔的加工一般采用蓋板床身、箱體等大型工件上的小孔的加工一般采用蓋板式鉆模。式鉆模。2. 2. 鉆套鉆套保證保證被加工孔的被加工孔的位置精度位置精度提高提高工藝系統(tǒng)的工藝系統(tǒng)的剛度剛度 1) 1) 鉆套類型鉆套類型 鉆套可分為鉆套可分為標準標準鉆套和鉆套和特殊特殊鉆套兩大類鉆套兩大類 。 其中標準鉆套又分為其中標準鉆套又分為固定固定鉆套、鉆套、可換可換鉆套和鉆套和快快換換鉆套三種，如圖鉆套三種，如圖4.104.10所示

13、所示 。 圖圖4-10 4-10 標準鉆套標準鉆套圖圖4.11 4.11 特殊鉆套特殊鉆套 因工件的形狀或被加工孔的位置需要而不能使用標準鉆因工件的形狀或被加工孔的位置需要而不能使用標準鉆套時，需自行設計鉆套，此種鉆套稱為特殊鉆套。常見套時，需自行設計鉆套，此種鉆套稱為特殊鉆套。常見的特殊鉆套，如圖的特殊鉆套，如圖4.11所示。所示。 2) 2) 鉆套的尺寸、公差及材料鉆套的尺寸、公差及材料 一般鉆套導向孔的基本尺寸取刀具的一般鉆套導向孔的基本尺寸取刀具的最大極限最大極限尺寸，鉆孔時其公差取尺寸，鉆孔時其公差取F7F7或或F8F8，粗鉸孔時公差取，粗鉸孔時公差取G7G7，精鉸孔時公差取精鉸孔時

14、公差取G6G6。 若被加工孔為基準孔若被加工孔為基準孔( (如如H7H7、H9)H9)時，鉆套導向時，鉆套導向孔的基本尺寸可取被加工孔的基本尺寸，鉆孔時其孔的基本尺寸可取被加工孔的基本尺寸，鉆孔時其公差取公差取F7F7或或F8F8時，鉸時，鉸H7H7孔時取孔時取F7F7，鉸，鉸H9H9孔時取孔時取E7E7。若刀具用圓柱部分導向若刀具用圓柱部分導向( (如接長擴孔鉆、鉸刀等如接長擴孔鉆、鉸刀等) )時，時，可采用可采用 配合。配合。 H7f7(g6) 鉆套的高度鉆套的高度H H增大時，則導向性能好，刀具剛度提高，加增大時，則導向性能好，刀具剛度提高，加工精度高，但鉆套與刀具的磨損加劇。工精度高，

15、但鉆套與刀具的磨損加劇。 一般取一般取H H=1=12.52.5d d。 排屑空間排屑空間h h是指鉆套底部與工件表面之間的空間。增大是指鉆套底部與工件表面之間的空間。增大h h值，排屑方便，但刀具的剛度和孔的加工精度都會降低。鉆值，排屑方便，但刀具的剛度和孔的加工精度都會降低。鉆削易排屑的鑄鐵時，常取削易排屑的鑄鐵時，常取h h=(0.3=(0.30.7)0.7)d d；鉆削較難排屑的；鉆削較難排屑的鋼件時，常取鋼件時，常取h h=(0.7=(0.71.5)1.5)d d；工件精度要求高時，可??；工件精度要求高時，可取h h=0=0，使切屑全部從鉆套中排出。，使切屑全部從鉆套中排出。 鉆套的

16、材料鉆套的材料 ： 當鉆套孔徑當鉆套孔徑d d26mm26mm時，用時，用T10AT10A綱制造，熱處理硬度為綱制造，熱處理硬度為585864HRC64HRC； 當當鉆套孔徑鉆套孔徑d d26mm26mm時，用時，用2020鋼制造，滲碳深度為鋼制造，滲碳深度為0.80.81.2mm1.2mm，熱處理硬度為，熱處理硬度為585864HRC64HRC。 鉆套的材料可參看鉆套的材料可參看“夾具手冊夾具手冊”。 3. 3. 鉆模板鉆模板用來安用來安裝鉆套，并確保鉆套在裝鉆套，并確保鉆套在鉆模板上的正確位置。鉆模板上的正確位置。 1) 1) 固定式鉆模板固定式鉆模板鉆鉆模板固定在夾具體上模板固定在夾具體

17、上圖圖4.12 4.12 固定式鉆模板固定式鉆模板 2) 2) 鉸鏈式鉆模板鉸鏈式鉆模板當鉆模板妨礙工件裝卸當鉆模板妨礙工件裝卸或鉆孔后需攻螺紋時采或鉆孔后需攻螺紋時采用教練是鉆模板用教練是鉆模板 圖圖4.13 4.13 鉸鏈式鉆模板鉸鏈式鉆模板 1 1鉸鏈銷；鉸鏈銷； 2 2夾具體；夾具體；3 3鉸鏈座；鉸鏈座；4 4支承釘；支承釘； 5 5鉆模板；鉆模板； 6 6菱形銷菱形銷 3) 3) 可卸式鉆模板可卸式鉆模板 可卸式鉆模板是指鉆可卸式鉆模板是指鉆模板與夾具體分離，鉆模模板與夾具體分離，鉆模板在工件上定位，并與工板在工件上定位，并與工件一起裝卸。件一起裝卸。 圖圖4.14 4.14 可卸

18、性鉆模板可卸性鉆模板1 1鉆模板；鉆模板；2 2夾具體；夾具體；3 3圓柱銷；圓柱銷；4 4菱形銷菱形銷費力費力位置精度低位置精度低 4) 4) 懸掛式鉆模板懸掛式鉆模板 在立式鉆床或組合機在立式鉆床或組合機床上用多軸傳動頭加工平床上用多軸傳動頭加工平行孔系時，鉆模板連接在行孔系時，鉆模板連接在機床主軸的傳動箱上，隨機床主軸的傳動箱上，隨機床主軸上下移動，靠近機床主軸上下移動，靠近或離開工件，這種結構簡或離開工件，這種結構簡稱為懸掛式鉆模板。稱為懸掛式鉆模板。 圖圖4.15 4.15 懸掛式鉆模板懸掛式鉆模板 l l底座；底座；2 2鉆模板；鉆模板；3 3彈簧；彈簧；4 4導向滑柱；導向滑柱；

19、5 5橫梁橫梁設計鉆模板時應注意以下幾點：設計鉆模板時應注意以下幾點： (1) (1) 鉆模板上安裝鉆套的孔之間及孔與定位元鉆模板上安裝鉆套的孔之間及孔與定位元件的位置應有足夠的精度。件的位置應有足夠的精度。 (2) (2) 鉆模板應具有足夠的剛度，以保證鉆套位鉆模板應具有足夠的剛度，以保證鉆套位置的準確性，但又不能設計得太厚太重。注意布置的準確性，但又不能設計得太厚太重。注意布置加強肋以提高鉆模板的剛度。鉆模板一般不應置加強肋以提高鉆模板的剛度。鉆模板一般不應承受夾緊反力。承受夾緊反力。 (3) (3) 為保證加工的穩(wěn)定性，懸掛式鉆模板導桿為保證加工的穩(wěn)定性，懸掛式鉆模板導桿上的彈簧力必須足夠，以便鉆模板在夾具上能夠上的彈簧力必須足夠，以便鉆模板在夾具上能夠維持足夠的定位壓力。如果鉆模板本身產生的重維持足夠的定位壓力。如果鉆模板本身產生的重力超過力超過800N800N，則導桿上可不裝彈簧。，則導桿上可不裝彈簧。4. 4. 鉆模支腳設計鉆模支腳設計 支腳的作用：減少夾具底面與機床工作臺的接支腳的作用：減少夾具底面與機床工作臺的接觸，使夾具放置平穩(wěn)，在鉆頭送