【正文】 套 鉆套安裝在鉆模板或夾具體上，用來確定工件上加工孔的位置，引導(dǎo)刀具進行加工，提高加工過程 中工藝系統(tǒng)的剛性并防振。鉆套可分為標(biāo)準(zhǔn)鉆套和特殊鉆套兩大類。 （ 1）固定鉆套 （ 2）可換鉆套 （ 3）快換鉆套 （ 4）特殊鉆套 2．鉆模板 鉆模板用于安裝鉆套，確保鉆套在鉆模上的正確位置，鉆模板多裝在夾具體或支架上， 常見的鉆模板有： （ 1）固定式鉆模板 （ 2）鉸鏈?zhǔn)姐@模板 （ 3）可卸（分離）式鉆模板 （ 4）懸掛式鉆模板 3． 1． 3鏜床夾具 鏜床夾具又稱為鏜模，主要用于加工箱體或支座類零件上的精密孔和孔系。主要由鏜模底座、支架、鏜套、鏜桿及必要的定位和夾緊裝置組成。鏜床夾具的種類按導(dǎo)向支架的布置形式分為雙支承 鏜模、單支承鏜模和無支承鏜模。 1．鏜床夾具的典型結(jié)構(gòu)形式 （ 1）前后雙支承鏜模 （ 2）無支承鏜床夾具 2．鏜床夾具 （ 1）導(dǎo)引方式及導(dǎo)向支架 鏜桿的引導(dǎo)方式分為單、雙支承引導(dǎo)。 單支承時，鏜桿與機床主軸采用剛性連接，主軸回轉(zhuǎn)精度影響鏜孔精度，故適于小孔和無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 27 短孔的加工。 雙支承時，鏜桿和機床主軸采用浮動聯(lián)接。所鏜孔的位置精度取決于鏜模兩導(dǎo)向孔的位置精度，而與機床主軸精度無關(guān)。 鏜模導(dǎo)向支架主要用來安裝鏜套和承受切削力。因要求其有足夠的剛性及穩(wěn)定性，故在結(jié)構(gòu)上一般應(yīng)有較大的安裝基面和必要的加強筋；而且支架上不允 許安裝夾緊機構(gòu)來承受夾緊反力，以免支架變形而破壞精度。 3．鏜 套 鏜套的結(jié)構(gòu)形式和精度直接影響被加工孔的精度。常用的鏜套有： （ 1）固定式鏜套固定式鏜套外形尺寸小，結(jié)構(gòu)簡單，導(dǎo)向精度高，但鏜桿在鏜套內(nèi)一邊回轉(zhuǎn)，一邊作軸向移動，鏜套易磨損，故只適用于低速鏜孔。 （ 2）回轉(zhuǎn)式鏜套隨鏜桿一起轉(zhuǎn)動，與鏜桿之間只有相對移動而無相對轉(zhuǎn)動的鏜套。這種鏜套大大減少了磨損，也不會因摩擦發(fā)熱而“卡死”。因此，它適合于高速鏜孔。 4．鏜桿和浮動接頭 鏜桿是鏜模中一個重要部分。鏜桿直徑 d 及長度主要是根據(jù)所鏜孔的直徑 D 及刀具截面尺 寸 B B 來確定（參考表 之值選取）。鏜桿直徑 d應(yīng)盡可能大，其雙導(dǎo)引部分的 L/d≤10 為宜；而懸伸部分的 L/d≤ 4～ 5，以使其有足夠的剛度來保證加工精度。 用于固定鏜套的鏜桿引進結(jié)構(gòu)有整體式和鑲條式兩種。 當(dāng)雙支承鏜模鏜孔時，鏜桿與機床主軸通過浮動接頭而浮動連接。 所以夾具引用鉆夾具，用快換鉆套，鉸鏈?zhǔn)姐@模板。 鉆削時，被加工孔的尺寸和精度主要由刀具本身的尺寸和精度來保證，而孔的位置精度則由鉆套在夾具上相對于定位元件的位置精度來確定。 由于工序 6 加工的兩個孔與軸承座的兩個螺紋孔配合，選用螺栓將軸承蓋和軸承座 聯(lián)成軸承結(jié)合件。這兩個通孔 ?13的精度要求不高，但它們的中心距及對 ?140 孔 心的位置度要求卻很重要。因為這兩個孔的位置恰到與否，關(guān)系到軸承蓋與軸承座是否能聯(lián)接起，并且 ?13孔心到對稱中心線間距離為 80? 這個尺寸關(guān)系到錫林與道夫之間的“間距”，若這一尺寸不能達(dá)到要求，那么“間距”過大、過小都要影響到錫林與道夫的配合，影響整個梳棉機的正常工作。所以用鉆夾具來定位。 所設(shè)計的專用夾具是為加工零件錫林軸承結(jié)合件而設(shè)計的，錫林軸承結(jié)合件是 A186D 型梳棉機上的錫林支承件，其中工序 6“鉆孔 及擴孔”，需設(shè)計一個加工孔 ?13 的夾具，工藝規(guī)程的設(shè)備為該工序圖及工序尺寸見工藝規(guī)程。 ?13 孔是連接軸承蓋與軸承座的，它們位置對稱性關(guān)系到軸承蓋與軸承座是否錯位，梳棉機的正常工作是否。若采用劃線加工，精度只能達(dá)到 ?，無法保證本工序 160?，無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 28 80?,46? 的要求，也不合中批量生產(chǎn)的要求，若采用組合夾具，又還需設(shè)計制造專用件，在加工中，難以保證尺寸的穩(wěn)定，且每批都要重新組合，因此設(shè)計專用夾具才是最理想的方案，既能保證尺寸精度，又能提高勞動生產(chǎn)率，降低工人的勞動強度 。 該工 序加工的兩個孔的尺寸為 ?13，精度等級為 IT9，表面粗糙度 ，兩個孔心距為160?，其中 ?13 孔到中心軸線的距離為 80?，孔到端面 E 的距離為 46?。 圖 軸承蓋工序 6 工序要保證的尺寸如上，加工孔 ?13采用的方案是：鉆、擴 ,由尺寸 ?13 由鉆頭和擴孔刀保證，尺寸 160?,80?,46?，由合格的夾具保證。 刀具鉆頭用 ? 錐柄麻花鉆，擴孔鉆采用 D13 錐柄擴。 ①從技術(shù)方面分析，根據(jù)以上原始資料和工藝分析結(jié)合零件的結(jié)構(gòu)特點和 有關(guān)尺寸要求，技術(shù)要求，決定了的加工必須設(shè)計專用夾具，否則費工費時，增大成本。 ②從經(jīng)濟角度方面分析，由于批量為中批量生產(chǎn)，夾具設(shè)計和制造成本較低，故設(shè)計專用夾具是合理的。 確定夾具方案的原則是：確保加工質(zhì)量，結(jié)構(gòu)簡單合理，操作省力高效，制造成本低廉，根據(jù)以上原則進行方案比較，確定合理的最佳方案。 工件的兩個加工孔為通孔，在 Z 方向的位移自由度可以不限制，但實際的平面定位卻必須限制該方向的自由度，以達(dá)到簡化夾具的目的，因此應(yīng)按完全定位設(shè)計夾具。 3． 3． 1定位方案的確定 工序基準(zhǔn)面為 A 面及 ?80?，按照基準(zhǔn)重合原則，選 A 面及 ?80? 為定位基準(zhǔn)。由于工件的兩個加工孔為通孔，在 Z方向的位移自由度可以不限制，故只限制 X、 Y上的自由度，如下計算： 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 29 在 Y方向上 0D B Y? ? ? ? ? ? 在 X方向上 m a xD B Y Y X? ? ? ? ? ? ? ? 由菱形銷與孔 ?136 的配合關(guān)系為 76136Hg?得 孔： 7( )H ?? 軸： 6( )g ??? 所以 m a x 40 ( 39) 79X ? ? ? ? ?， 所以 m ax ? ? ? 。 在組合機床上加工時 ,必須使用權(quán)被加工零件對刀具及其導(dǎo)向體質(zhì)正確的相對位置 ,這是靠夾具的定位支承系統(tǒng)來實現(xiàn)的 ,定位支承系統(tǒng)除用以確定被加工零件的位置外 ,還要承受被加工零件的生量和夾壓力 ,有時還要取受切削力。 定位支承系統(tǒng)主要由定位支承、輔助支了和一些限位元件組成。定位支承是指在加工過程中維持被子加工零件有一定位置的元件。輔助支承是公用作增加被加工零件在加工過程中的剛度及 穩(wěn)定性的一種活動式支承元件。 由于定位支承元件直接與被加工零件接觸，因此其尺寸、結(jié)構(gòu)、精度和布置都直接影響被子加工零件的精度。為了避免產(chǎn)生廢品以及經(jīng)常修理定位支承元件的麻煩，設(shè)計時必須注意以下的問題： （ a）合理布置支承元件，力求使其組成較大的定位支承平面。最好使夾壓力的位置對準(zhǔn)定位支承元件。當(dāng)受工件結(jié)構(gòu)限制不能實現(xiàn)時，也應(yīng)使定位支承元件盡量接近夾壓力的作用線，并使夾壓力的合力中心處于定位支承平面內(nèi)。 （ b）提高剛性，減少定位支承系統(tǒng)的變形。應(yīng)力求使定位元件（如定位銷）不要受力。 （ c）提高定位支承系統(tǒng)的精 度及其元件的耐磨性，以便長期保持夾具的定位精度。 （ d）可靠地?zé)犭姀S除定位支承部位的切屑。使用權(quán)切屑不堵塞和粘創(chuàng)刊在定位支承系統(tǒng)上，對保證定位的準(zhǔn)確性和工作可靠性有很大的影響。因此設(shè)計時應(yīng)盡可能不使用權(quán)切屑落到定位支承系統(tǒng)上。當(dāng)切屑有可能落在其上時，必須采取有效的熱電廠屑和清理措施。 本次設(shè)計采用的定位元件為：平面 A為定位板，左端面為一個支承釘，孔 ?136 為菱形銷，以上述定位元件就能實現(xiàn)工件的定位，即是該夾具的定位支承系統(tǒng)。 對于左端面的支承釘，在專用夾具上采用支承釘定位時，工件通常用四個或多個支承釘定位， 這樣可增加定位系統(tǒng)的剛度，心防止當(dāng)夾緊力和切削力不是對定位板板引起工件的變形。為了減小定位板板的不共面度的誤差，可裝配后合磨。通常不共面度誤差為 ～ 。 對于采用毛坯面定位夾具，從理論上講是應(yīng)當(dāng)采用三點支承的，并采用帶圓頭的支承銷定位，但當(dāng)采用三個以上的壓板而不能確保同時動作時（實際上是達(dá)不到同時動作），常常會把工件夾歪，因此需要采用四點支承的方法。 在布置支承點時，應(yīng)按工件定位而后情況，使支承點之間的距離盡量遠(yuǎn)一些，以增加定無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 30 位的穩(wěn)定性。支承板應(yīng)該放在切屑不易落到的地方。當(dāng)工件在夾具上以側(cè)面 及其上面的定位孔定位時，定位塊就放在加工部位的上方或是切屑易落到的地方，且在布置上應(yīng)保證支承塊之間有較大的距離，不應(yīng)連續(xù)排列。 對于菱形銷，在夾具夾工件時時，多采用“一面兩銷”的定位方法，以消除工件在空間的六個自由度，實現(xiàn)工件在夾具中的準(zhǔn)確定位。為了能以最簡單的運動形式裝卸工件（如單機夾具上的推進和拉出，流水線和自動線上工件在夾具上的送進和推出），多采用伸縮式定位銷。除此以外，還可采用固定式定位銷。當(dāng)要求被加工孔與定位銷孔之間的位置精度高與 +或是 ?；蚴鞘芙Y(jié)構(gòu)的限制不能采用伸縮式定位銷， 以及加工裝卸比較容易的輕小零件時，為了簡化夾具的結(jié)構(gòu)均采用固定式定位銷。采用固定式定位銷時，為了使工件的定位基面能很好地與支承元件相接觸，除采用圓柱銷和削邊銷相結(jié)合的定位方法以補償孔間距的誤差外，定位銷還必須有適當(dāng)?shù)母叨?，以補償定位孔與定位基面的垂直度誤差。對于削邊銷，要采用可靠的防轉(zhuǎn)措施，對于定位銷，還應(yīng)考慮拆裝方便。定位銷與安裝孔的配合，定位銷的尺寸及公差等，詳見《機床夾具設(shè)計》。 3． 3． 2夾緊方案的確定 夾緊力應(yīng)指向主要定位基準(zhǔn)，是靠近加工表面。由于在 Z 方向、 Y 方向設(shè)置了定位板和支承釘，因此施加一個 向下的夾緊力和夾緊面并指向支承釘?shù)膴A緊力就可將工序工件充分夾緊。為了便于工作和提高機械效率，采用了聯(lián)運夾緊機構(gòu)，只須擰緊一個螺母能從幾個方面均勻夾緊該工件。其中，夾緊件有：鉸鏈壓板、三個動壓塊、一個與活用螺栓焊死的壓板。具體夾緊機構(gòu)及零件見夾具總圖。 首先夾緊力的計算，加工過程中，工件受到切削力、離心力、慣性力及重力的作用。理論上，夾緊力的作用應(yīng)與上述力的作用想平衡；而實際上，夾緊力的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機構(gòu)的傳遞效率等有關(guān)。而且，切削力的大小在加工過程中是變化的，因此，夾緊力的計算是個復(fù)雜的問題， 只能進行粗略的估算： 由 參考文獻(xiàn) [10]中查表 321 ?? 可得： 圓周切削分力公式： PpC KfaF ? 式中 mmap ? rmmf /? rpspoppkmpp KKKKKK ???? 查表得： nmp HBK )150(? 取 175?HB ?n 查表可得參數(shù)： ?pkK ? ?opK? ?spK? ?rpK 即： )( NFC ? 同理：徑向切削分力公式 ： PpP KfaF ? 式中參數(shù)： ?pkK ? ?opK? ?spK? ?rpK 即： )( NFP ? 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 31 軸向切削分力公式 ： Ppf KfaF ? 式中參數(shù)： ?pkK? ?opK? ?spK? ?rpK 即： )( NFf ? 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即： FKWK ?? 安全系數(shù) K 可按下 式計算有： 6543210 KKKKKKKK ? 式中： 60 ~KK 為各種因素的安全系數(shù)，通常情況下，取 K=～ 。當(dāng)夾緊力與切削力方向相反時，取 K=～ 3。 可得 : ????????CK ????????PK ????????fK 所以，有： )( 7 4 3 NFKW CCK ??? 有： )( 3 7 NFKW PPK ??? 有： )( 7 5 3 NFKW ffK ??? 螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有： )( 210 ????? ???? tgtgQLW z 式中參數(shù)由 參考文獻(xiàn) [10]中可查得： ??? ?zr ?901?? 0592 ?? ?? 631 ?? ?? 其中： )(140 mmL? )(80 NQ? 螺旋夾緊力： )(58300 NW ? 由表得：原動力計算公式 001???? LlWW K 即： )( NlLWWK ?????? ? 由上述計算易得： KK WW ??? 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計、鉆套 、鉆模板： 為了進行鉆、擴加工，采用快換鉆套、鉆套與鉆模板間裝襯套。鉆套的高度 H=36mm，鉆套與工件間一般應(yīng)留排屑間隙。在本鉆套設(shè)計中，取 h=8mm，鉆套內(nèi)孔與刀具采用間隙配合，即快換鉆套選取 ?，快換鉸套為 ?13G7，襯套與鉆模間配合尺寸為 ?22H7/g6，襯套與鉆模板間的配合為 ?34H7/g6。 由于兩加工孔的中心距相距較遠(yuǎn)（ 160?）且鑒于零件結(jié)構(gòu)特點，因而采用兩個鉆模板。又由于擴孔后還需锪 ?26 孔，該孔不需鉆模板。所以鉆模板選取可卸式。再則鉆模板是懸空狀態(tài)，為了提高夾具體的剛性，在 夾具