项目十三典型镗床夹具设计

1、机床夹具设计机床夹具设计第第7章章 典型镗床夹具设计典型镗床夹具设计项目导入项目导入 如图如图7.17.1所示，对于支架壳体零件，本工序去所示，对于支架壳体零件，本工序去 加工加工2-2-20H7mm20H7mm、35H7mm35H7mm和和40H7mm40H7mm共四个孔。其中共四个孔。其中35H7mm35H7mm和和40H7mm40H7mm采用粗精镗，采用粗精镗，2-2-20H720H7孔采用孔采用钻扩铰方法加工；工件材料为钻扩铰方法加工；工件材料为HT200-250HT200-250，毛坯为铸件；，毛坯为铸件；中批量生产。中批量生产。图图7.1 7.1 支架壳体零件工序图支架壳体零件工序

2、图7.1 7.1 工作场景导入工作场景导入加工要求：加工要求：(1)(1)20H720H7孔到孔到a a面的距离为面的距离为12120.1 mm0.1 mm，20H720H7孔轴线与孔轴线与35H735H7孔轴线、孔轴线、40H740H7孔轴线中心距孔轴线中心距为为mmmm。(2) (2) 35H735H7孔和孔和40H740H7孔及孔及2-2-20H720H7孔同轴度公孔同轴度公差各为差各为0.01mm0.01mm。(3) 2-(3) 2-20H720H7孔轴线对孔轴线对35H735H7孔和孔和40H740H7孔公共孔公共轴线的平行度公差为轴线的平行度公差为0.02mm0.02mm。本任务设

3、计支架壳体零件镗孔镗床夹具。本任务设计支架壳体零件镗孔镗床夹具。 基基 础础 知知 识识 镗床夹具又称镗床夹具又称镗模镗模，主要用于加工箱体、支架，主要用于加工箱体、支架类零件上的类零件上的孔或孔系孔或孔系，它不仅在各类镗床上使用，它不仅在各类镗床上使用，也可在组合机床、车床及摇臂钻床上使用。镗模也可在组合机床、车床及摇臂钻床上使用。镗模的结构与钻模相似，一般用的结构与钻模相似，一般用镗套镗套作为导向元件引作为导向元件引导镗孔刀具或镗杆进行镗孔。镗套按照被加工孔导镗孔刀具或镗杆进行镗孔。镗套按照被加工孔或孔系的坐标位置布置在或孔系的坐标位置布置在镗模支架镗模支架上。按镗模支上。按镗模支架在镗模

4、上布置形式的不同，可分为架在镗模上布置形式的不同，可分为双支承镗模双支承镗模、单支承镗模单支承镗模等。等。一一 镗床夹具的主要类型镗床夹具的主要类型 普通卧式镗床普通卧式镗床1、 镗模的组成定位元件；夹紧装置；镗套；镗模支架；夹具体 n1）. 双支承镗模双支承镗模n 双支承镗模上有两个引导镗刀杆的支双支承镗模上有两个引导镗刀杆的支承，镗杆与机床主轴采用承，镗杆与机床主轴采用浮动浮动连接，镗孔连接，镗孔的位置精度由镗模保证，消除了机床主轴的位置精度由镗模保证，消除了机床主轴回转误差对镗孔精度的影响。回转误差对镗孔精度的影响。2.镗床的类型镗床的类型 （ 1) 1) 前后双前后双支承镗模支承镗模

5、图图7.27.2所示为所示为镗削泵体上两镗削泵体上两个相互垂直的个相互垂直的孔及端面用的孔及端面用的夹具。夹具经夹具。夹具经找正后紧固在找正后紧固在卧式镗床的工卧式镗床的工作台上，可随作台上，可随工作台一起移工作台一起移动和转动。动和转动。 图图7.2 7.2 前后双支承镗床夹具前后双支承镗床夹具1 1，2 2，3 3支承板；支承板；4 4一挡块；一挡块；5 5钩形压板；钩形压板；6 6一镗套；一镗套；7 7一镗模支架；一镗模支架；8 8一螺钉；一螺钉；9 9一起吊螺栓一起吊螺栓 （ 2) 2) 后双支承镗模后双支承镗模 图图7.37.3所示为后双支承镗孔示意图，两个支承设置在刀具所示为后双支

6、承镗孔示意图，两个支承设置在刀具的后方，镗杆与主轴浮动连接。为保证镗杆的刚性，镗杆的的后方，镗杆与主轴浮动连接。为保证镗杆的刚性，镗杆的悬伸量悬伸量L L151(1.25(1.251.5)1.5)L L1 1。后双支承镗模可在箱体的一个壁上镗孔。后双支承镗模可在箱体的一个壁上镗孔。此类镗模便于装卸工件和刀具，也便于观察和测量。此类镗模便于装卸工件和刀具，也便于观察和测量。图图7.3 7.3 后双支承镗模后双支承镗模 2 2）. . 单支承镗模单支承镗模 单支承这类镗模只有一个导向支承，镗杆与主轴采用固单支承这类镗模只有一个导向支承，镗杆与主轴采用固定连接。安装镗模时，应使镗套轴线与机床主轴轴线

7、重合。定连接。安装镗模时，应使镗套轴线与机床主轴轴线重合。主轴的回转精度将影响镗孔精度。根据支承相对刀具的位置，主轴的回转精度将影响镗孔精度。根据支承相对刀具的位置，单支承镗模又可分为两种。单支承镗模又可分为两种。 （1) 1) 前单支承镗模前单支承镗模（2) 2) 后单支承镗模后单支承镗模 镗套设置在刀具的后方。镗套设置在刀具的后方。 图图7.5 7.5 后单支承镗模镗孔后单支承镗模镗孔3 3）. . 无支承镗床夹具无支承镗床夹具 工件在刚性好、精度高的金刚镗床、坐标镗床或数控机工件在刚性好、精度高的金刚镗床、坐标镗床或数控机床、加工中心上镗孔时，夹具上不设置镗模支承，加工孔的床、加工中心上

8、镗孔时，夹具上不设置镗模支承，加工孔的尺寸和位置精度均由镗床保证。这类夹具只需设计定位装置、尺寸和位置精度均由镗床保证。这类夹具只需设计定位装置、夹紧装置和夹具体即可。夹紧装置和夹具体即可。 图图7.6 7.6 镗削曲轴轴承孔金刚镗床夹具镗削曲轴轴承孔金刚镗床夹具1 1，3 3V V形块；形块；2 2浮动压块；浮动压块；4 4一弹簧；一弹簧；5 5一活塞；一活塞；6 6一活塞杆；一活塞杆；7 7一转动叉形块；一转动叉形块；8 8，9 9一浮动压板一浮动压板二二 镗床夹具设计要点镗床夹具设计要点 1. 1. 镗套镗套的选择和设计的选择和设计 1) 1) 镗套的结构形式镗套的结构形式镗套的结构型式

9、和精度直接影响被加工孔的加工精度和表面镗套的结构型式和精度直接影响被加工孔的加工精度和表面粗糙度，因此应根据工件的不同加工要求和加工条件合理设粗糙度，因此应根据工件的不同加工要求和加工条件合理设计或选用，常用的镗套有两类，既计或选用，常用的镗套有两类，既固定式镗套固定式镗套和和回转镗套回转镗套。图图7.7 7.7 固定式镗套固定式镗套(1) (1) 固定式镗套固定式镗套 与快换钻套结构与快换钻套结构相似，相似， 加工时镗套加工时镗套不随镗杆转动不随镗杆转动 (1) (1) 固定式镗套固定式镗套 图图7.7 7.7 固定式镗套固定式镗套 与快换钻套与快换钻套结构相似，结构相似， 加工加工时镗套不

10、随镗杆时镗套不随镗杆转动转动 。特点：外形尺寸特点：外形尺寸小、结构简单、小、结构简单、精度高，但镗杆精度高，但镗杆在镗套内一面回在镗套内一面回转一面做直线移转一面做直线移动，镗套易磨损，动，镗套易磨损，只适用于低速镗只适用于低速镗孔孔油杯油杯(2) (2) 回转式镗套回转式镗套 回转式镗套随镗杆一起转动，镗杆与镗套之间只有相对回转式镗套随镗杆一起转动，镗杆与镗套之间只有相对移动而无相对转动，从而减少了镗套的磨损，不会因摩擦发移动而无相对转动，从而减少了镗套的磨损，不会因摩擦发热而出现热而出现“卡死卡死”现象。因此，这类镗套适用于高速镗孔。现象。因此，这类镗套适用于高速镗孔。回转式镗套又分为回

11、转式镗套又分为滑动式滑动式和和滚动式滚动式两种两种 图图7.8 7.8 回转式镗套回转式镗套1 1、6 6一镗套；一镗套；2 2一滑动轴承；一滑动轴承；3 3一镗模支架；一镗模支架；4 4一滚动轴承；一滚动轴承；5 5一轴承端盖一轴承端盖 滚动式回转镗套一般用于镗削孔距较大的孔系，当被加工滚动式回转镗套一般用于镗削孔距较大的孔系，当被加工孔径大于镗套孔径时，需在镗套上开引刀槽，使装好刀的镗孔径大于镗套孔径时，需在镗套上开引刀槽，使装好刀的镗杆能顺利进入。为确保镗刀进入引刀槽，镗套上有时设置尖杆能顺利进入。为确保镗刀进入引刀槽，镗套上有时设置尖头键，如图头键，如图7.107.10所示。所示。图图

12、7.10 7.10 回转镗套的引刀槽及尖头键回转镗套的引刀槽及尖头键各种镗套特点各种镗套特点类类固定镗套固定镗套滑动镗套滑动镗套滚动镗套滚动镗套适应转速适应转速低低低低高高承载能力承载能力较大较大大大低低润滑要求润滑要求较高较高高高低低径向尺寸径向尺寸小小较小较小大大加工精度加工精度较高较高高高低低应用应用低速、一般镗孔低速、一般镗孔低速、孔距小低速、孔距小高速、孔距大高速、孔距大 2) 2) 镗套的材料及主要技术要求镗套的材料及主要技术要求 镗套的材料常用镗套的材料常用2020钢或钢或20Cr20Cr钢钢渗碳，渗碳深度渗碳，渗碳深度为为0.80.81.2mm1.2mm，淬火硬度为，淬火硬度为

13、555560HRC60HRC。一般情。一般情况下，镗套的硬度应低于镗杆的硬度。若用磷青铜况下，镗套的硬度应低于镗杆的硬度。若用磷青铜做固定式镗套，因为减摩性好而不易与镗杆咬住，做固定式镗套，因为减摩性好而不易与镗杆咬住，可用于高速镗孔，但成本较高。对于大直径镗套，可用于高速镗孔，但成本较高。对于大直径镗套，或单件小批生产用的镗套，也可采用铸铁或单件小批生产用的镗套，也可采用铸铁(HT200)(HT200)材料。目前也有用粉末冶金制造的耐磨镗套。材料。目前也有用粉末冶金制造的耐磨镗套。 镗套的衬套也用镗套的衬套也用2020钢制成，渗碳深度为钢制成，渗碳深度为0.80.81.2mm1.2mm，淬火

14、硬度为，淬火硬度为585864HRC64HRC。镗套的主要技术要求镗套的主要技术要求 ： (1) (1) 镗套内径公差带为镗套内径公差带为H6H6或或H7H7；外径公差带，粗加工采；外径公差带，粗加工采用用g6g6，精加工采用，精加工采用g5g5。 (2) (2) 镗套内孔与外圆的同轴度：当内径公差带为镗套内孔与外圆的同轴度：当内径公差带为H7H7时，为时，为0.01mm0.01mm；当内径公差带为；当内径公差带为H6H6时，为时，为0.005mm(0.005mm(外径小外径小于于85mm85mm时时) )或或0.01mm(0.01mm(外径大于或等于外径大于或等于85mm85mm时时) )。

15、内孔。内孔的圆度、圆柱度允差一般为的圆度、圆柱度允差一般为0.010.010.002mm0.002mm。 (3) (3) 镗套内孔表面粗糙度值为镗套内孔表面粗糙度值为RaRa0.8um0.8um或或RaRa0.4m0.4m；外；外圆表面粗糙度值为圆表面粗糙度值为RaRa0.8m0.8m。 (4) (4) 镗套用衬套的内径公差带，粗加工采用镗套用衬套的内径公差带，粗加工采用H7H7，精加工采，精加工采用用H6H6；衬套的外径公差带为；衬套的外径公差带为n6n6。 (5) (5) 衬套内孔与外圆的同轴度：当内径公差带为衬套内孔与外圆的同轴度：当内径公差带为H7H7时，为时，为0.01mm0.01m

16、m；当内径公差带为；当内径公差带为H6H6时，为时，为0.005mm (0.005mm (外径小外径小于于52mm52mm时时) )或或0.01mm (0.01mm (外径大于或等于外径大于或等于52mm52mm时时) )。 镗套尺寸镗套尺寸镗套尺寸及要求镗套尺寸及要求粗镗粗镗精镗精镗镗套与镗杆的配合镗套与镗杆的配合H7/g6(H7/h6)H6/g5(H6/h5)镗套与衬套的配合镗套与衬套的配合H7/g6(H7/js6)H6/g5(H6/j5)衬套与支架的配合衬套与支架的配合H7/n6H7/n5镗套内外圆同轴度镗套内外圆同轴度0.01当镗套外径当镗套外径85：0.01当镗套外径当镗套外径85：

17、0.0052. 2. 镗杆与浮动接头镗杆与浮动接头 1) 1) 镗杆导引部分镗杆导引部分图图7.11 7.11 用于固定镗套的镗杆导向部分的结构用于固定镗套的镗杆导向部分的结构 图图7.127.12所示为用于回转镗套的镗杆引进结构所示为用于回转镗套的镗杆引进结构 图图7.12 7.12 用于回转镗套的镗杆引进结构用于回转镗套的镗杆引进结构 2) 2) 镗杆直径和轴向尺寸镗杆直径和轴向尺寸 镗杆与加工孔之间应有足够的间隙，以容纳切屑。镗杆的镗杆与加工孔之间应有足够的间隙，以容纳切屑。镗杆的直径一般按经验公式直径一般按经验公式d d(0.7(0.70.8)0.8)D D选取，也可查表选取，也可查表

18、7.17.1。 表表7.17.1中所列镗秆直径的范围，在加工小孔时取大值；在中所列镗秆直径的范围，在加工小孔时取大值；在加工大孔时，一般取中间值，若导向良好，切削负荷小，加工大孔时，一般取中间值，若导向良好，切削负荷小，则可取小值，若导向不良，切削负荷大时可取大值。则可取小值，若导向不良，切削负荷大时可取大值。表7.1 镗孔直径D、镗杆直径d与镗刀截面B XB的尺寸关系D30404050507070一一9090100d20303040405050656590BB881010121216161616，2020图图7.13 7.13 镗孔系统图示镗孔系统图示例例 镗杆的轴镗杆的轴向尺寸，应向尺寸，

19、应按镗孔系统按镗孔系统图上的有关图上的有关尺寸确定尺寸确定 3) 3) 镗杆的材料及主要技术要求镗杆的材料及主要技术要求 (1)(1)镗杆的材料要求。镗杆的材料要求。要求镗杆表面硬度高而内部有较好的韧性，因此采用要求镗杆表面硬度高而内部有较好的韧性，因此采用2020钢、钢、20Cr20Cr钢，渗碳淬火硬度为钢，渗碳淬火硬度为616163HRC63HRC；也可用氮化钢；也可用氮化钢38CrMoAlA38CrMoAlA，但热处理工艺复杂；大直径的镗杆，还可采，但热处理工艺复杂；大直径的镗杆，还可采用用4545钢、钢、40Cr40Cr钢或钢或65Mn65Mn钢。钢。 (2) (2)镗杆的主要技术要求。镗杆的主要技术要求。(1) (1) 镗杆导向部分的直径公差带为：粗镗时取镗杆导向部分的直径公差带为：粗镗时取g6g6，精镗时取，精镗时取g5g5、n5n5。表面粗糙度值为。表面粗糙度值为RaRa0.8m0.8m或或RaRa0.4m0.4m。 (2) (2) 镗杆导向部分直径的圆度与锥度公差控制在直径公差的镗杆导向部分直径的圆度与锥度公差控制在直径公差的1/21/2以内。以内。 (3) (3) 镗杆在镗杆在500mm500mm长度内的直线度公差为长度内的直线度公差为0.0lmm0.0lmm。(4) (4) 装刀的刀孔对镗杆中心的对称度公差为装刀的刀孔对镗杆中心的对称度公差为0.010.01