鉆孔夾具設計

第21卷第5期機械研究與應用Vol21 No 52008年10月MECHANICAL RESEARCH & APPLICATION2008-10鉆孔夾具設計丁同梅,周正武(廣東省技師學(xué)院，廣東博羅516100)摘要:筆者設計的夾具用于鉆床 上加工斜孔及傾斜臺階面,是一種擺動(dòng)式鉆床專(zhuān)用夾具。通過(guò)分析夾具的結構特點(diǎn)、工作原理,計算定位誤差、夾緊力導向誤差,說(shuō)明該夾具設計新穎、結構合理、效率高,同時(shí),還解決了斜孔和斜面加工精度和位置難保證的難題。關(guān)鍵詞:斜孔加工;搖臂結構分析;攖動(dòng)式鉆床夾具中圖分類(lèi)號:TC751.2文獻標識碼:A文章編號:1007 -4414(2008)05 -0067 -03Design of fixture to machine holes by the driling machineDing Tong - mei, Zhou Zheng - wu(Guangdong cllge of high - grade technician, Boluo Guangdong 516100, China)Abstract: The fxture in this paper is a special swing drill jig, it is designed for machining tilted hboles and planes by the dil-ing machine. Through analyzing the structure, working principle, clamp fore, erors of the position and the guidance, we cancome to the conclusion that the design is more innovative, the structure is reasonable and efcient, t the same time it solvesthe problem to improve the accurncy of the tilted holes and sufaces in dilling.Key words: tiled holes machining; analysis of rocker structure; fxture for radial dilling machine1零件分析選擇定位元件,選用軸套16作為定位元件比較合適，在鉗工鉆孔加工中,常通過(guò)臺虎鉗裝夾來(lái)保證工并按六點(diǎn)定位原理滿(mǎn)足工件加工的定位要求。以件的加工精度,這只是通用夾具,可裝夾的工件形狀φ247外圓柱面為定位面,限制x2兩個(gè)自由度;軸相對單一,不能滿(mǎn)足特殊需要;而為了提高生產(chǎn)率,減套16端面為定位面限制1.X、Z三個(gè)自由度,菱形銷(xiāo)少廢品率,改善工人的勞動(dòng)強度,滿(mǎn)足形狀特殊的零防轉動(dòng)限制Y-一個(gè)自由度,屬于完全定位,能保證螺件加工要求,則需要設計適應本工件的專(zhuān)用夾具,就孔加工時(shí)的正確位置。是通過(guò)專(zhuān)用夾具達到定位準確、夾緊迅速、操作快捷等優(yōu)點(diǎn),易于保證加工精度,縮短輔助時(shí)間。如圖110_7所示,搖臂是重要的傳動(dòng)零件,該零件為大批量生產(chǎn),A-A并且孔的位置要求特殊,因此,為提高生產(chǎn)率、保證加時(shí)工精度,設計了加工斜螺紋孔M8 -7H的專(zhuān)用夾具。0這套夾具采用定位套及菱形銷(xiāo)定位,快卸壓板夾緊裝卸工件快速準確。雖然夾具結構略顯復雜,但能保R10證加工精度,產(chǎn)品合格率大為提高,生產(chǎn)效率高,減少45+0.25輔助時(shí)間,批量生產(chǎn)中顯示出經(jīng)濟性。C24f7C D零件為典型的叉架類(lèi)零件,零件外形尺寸不大,t IpHr7C 015101材料為QT400,年產(chǎn)3000件,屬大批量生產(chǎn),形狀比較復雜,其他各表面已經(jīng)加工過(guò),本工序待加工的孔歲照需鉆孔-攻螺紋。外圓φ247、端面可作為定位基準面。本工序主要的難點(diǎn)就是如何保證兩個(gè)斜孔在--L 222.步加工完成,尤其要注意其位置要求,特別是操作快2-C162-MB-7H捷方便,可在鉆床上用φ6.7鉆頭鉆孔、M8 -7H絲錐圖1搖臂零件圖加工該零件的螺孔"。2夾具結構分析中國煤化工牛安裝到各定位面零件為典型的叉架類(lèi)零件,經(jīng)過(guò)零件分析,合理YHC NMH G'收稿日期:2008 -04-14作者簡(jiǎn)介:丁同梅(1970- ) ,女,吉林白山人,高級講師,主要從事計算機輔助設計與制造、工藝裝備教學(xué)與研究方面的工作?！?7.Vol 21 No5機械研究與應用第21卷第5期2008-10MECHANICAL RESEARCH & APPLICATION2008年10月上,并用快卸壓板4夾緊,擺動(dòng)式鉆模板右邊的銷(xiāo)座-0.020+0.033φ2417(-0:02)與定位套424H8(-02)之間配頂到定位套2的端面上,用鉸鏈式鎖緊螺桿鎖緊,即可加工第一個(gè)孔;在加工完-一個(gè)孔后,用手柄5把右合的最大間隙即為基準位移誤差s,為: .邊的鉸鏈式鎖緊螺桿6松開(kāi),扳動(dòng)擺動(dòng)式鉆模板轉Qy=ES-ei= +0.033-( -0.041) =0.074mm動(dòng),至擺動(dòng)式鉆模板3的銷(xiāo)座接觸到定位套2的端所以Op =0.074,小于52這個(gè)聯(lián)系尺寸(按自由面,鎖緊左邊的鉸鏈式鎖緊螺桿即可加工第二個(gè)孔。公差I(lǐng)T12級計算)公差0.3mm的1/3 ,因此滿(mǎn)足定位鉆套采用快換鉆套,以保證鉆孔后攻螺紋。要求。(2)夾緊:夾緊是為了保證定位穩定、滿(mǎn)足切削了青時(shí)使切削過(guò)程順利完成,滿(mǎn)足夾緊力作用點(diǎn)靠近加工旦位置,夾緊力方向與切削力方向盡量-致,這樣使夾緊力最小、最合理。先計算滿(mǎn)足切削條件要求的最小夾緊力。中本工件QT400調質(zhì)鋼σ。= 400MPa、硬度為1301.夾具體2.定位套~180HBS,直徑為φ6.7mm,進(jìn)給量取0.3mm/r,切]RL73.鉆模板4. 快卸壓板削速度0= 20m/ minl"),僅計算鉆削的鉆削力就足夠5.手柄6.螺桿了,則切削力"為:圖2搖臂鉆孔夾具圖F = Cpd*frv*r其中:C,為鉆削力系數,查表取457. 1;xp為鉆孔直夾緊裝置采用一組快卸壓板9壓緊,靠用手旋轉徑的指數查表取0. 716;Yr為進(jìn)給量f的指數，查表滾花螺母8帶動(dòng)壓塊壓緊工件,拆卸工件時(shí)旋松滾花取1. 231 ;zp為切削速度的指數,查表取0.258;螺母,帶動(dòng)壓塊脫離工件后,把壓板扳轉開(kāi)90° ,即可則F=457.1 x6. 70.76 x0.3.2: x209.258 =878N卸下工件。在計算切削力時(shí)應考慮安全系數:夾具體1采用焊接結構,材料為HT200灰鑄鐵K=K●K●K2. Kz=1.5x1.2x1. x1=1.8制造,價(jià)格低減震,吸震性好,與定位夾緊元件用銷(xiāo)其中:K。為基本安全系數,粗加工取大值1.5;K;為軸和鎖緊螺釘聯(lián)接,銷(xiāo)軸和螺釘盡量采用標準件。夾加工性質(zhì)系數,粗加工取1. 2;Kz為刀具鈍化系數,取具體底板加工精度要求高,因為它要做為基準面與機1;K,為切削特點(diǎn)系數,連續切削取1.0。.床工作臺面結合。則實(shí)際所需最小夾緊力F' =KF=1580.4N。而3夾具可行性分析單個(gè)螺旋夾緊的許用夾緊力4200N足以滿(mǎn)足切削力該夾具快捷方便,正確地發(fā)揮其各部分功能尤為和工件自重所需的力。重要,因此從定位、夾緊導向3個(gè)方面分析。4使用鉆模加工孔時(shí)其對刀誤差[)](1)定位:定位精度高低直接關(guān)系到加工質(zhì)量的0,=√8+e+e2+x+(2xz)好壞,因此對定位誤差分析是必要的。一般零件的加式中:δ為鉆模板底孔定位元件的尺寸差;e;為快換工誤差由夾具制造精度、夾具安裝誤差和夾具的定位鉆套內外圈的同軸度;er為襯套內外圈的同軸度;出誤差三部分決定,它們對定位誤差的影響均等,因此為快換鉆套和襯套的最大配合間隙;xz為刀具(引導只要定位誤差不超過(guò)零件制造公差的1/3,就說(shuō)明夾部分)與鉆套的最大配合間隙;與為刀具在鉆套中的具的定位精度能滿(mǎn)足加工精度的要求。而定位誤差偏斜。.主要由兩個(gè)方面決定:①定位基準是否與設計基準重合,即基準不重合誤差,若重合,則基準不重合誤差勾=督(B+S+號)Ag為零;否則存在基準不重合誤差;②來(lái)自于工件定式中:B為工件鉆孔深度;S為鉆套與工件間留的間位面相對定位基準面的位移誤差,即基準位移誤差隙;H為襯套的尺寸長(cháng)度。則有:Ay[2。0, 015定位誤差0p=O。+O，中國煤化工=0.018mm其中:0p為定位誤差;4g為基準不重合誤差;Ar為T(mén)YHC N M H G' +0.03 +0.0187基準位移誤差。= 0.0507 mm定位基準為工件的端平面,和設計基準- -致,基準重合,因此基準不重合誤差0 =0。而外圓定位面該數值接近于工件孔制造公差的1/3,即:一x●68●..第21卷第5期機械研究與應用Vol21 No 52008年10月MECHANICAL RESEARCH & APPLICATION2008-100.15 =0.05mm ,滿(mǎn)足導向精度要求。(2)鉆模板的設計由于工件從扳轉壓板后留5夾具總體方 案設計下的空間裝卸,所以鉆模板可相對固定,與下邊的心(1)鉆套的選擇和設計[4)由 于工件有鉆孔和軸是過(guò)渡配合φ16興,完成擺轉角度的功能，而心軸攻螺紋兩道工序,同時(shí)考慮到斜孔的加工精度和經(jīng)濟;7性,夾具中選用快換鉆套,其結構參照CB/12262- 91與夾具體中的襯套是間隙配合φ16 g。國家標準確定。鉆套的尺寸及公差與配合按以下原6實(shí)用效果則確定:①鉆套導向孔的基本尺寸取刀具的最大極限在操作中要注意選擇合適的切削用量,利用鉆床尺寸,采用基軸制間隙配合。鉆孔時(shí)其公差取F7或上的深度尺來(lái)控制鉆孔深度,并經(jīng)常退出鉆頭排屑,F8 ,粗鉸孔時(shí)公差取G7 ,精鉸時(shí)取H7。本夾具中鉆效果較理想,小孔的尺寸精度和位置精度均符合圖紙套公差取F7 ;②鉆套的導向高度H增大,則導向性能要求。該夾具制造兩套,一套用于鉆φ6.7螺紋底好,刀具剛度高,加工精度高,但鉆套與刀具的磨損加孔;-套用于攻M8螺紋,效率高。劇。一般取H=1 ~2. 5d(其中d為鉆套孔徑) ,對于實(shí)踐證明,本夾具使用鉆模板為擺動(dòng)裝置,定位、加工精度要求較高的孔,或被加工孔較小且其鉆頭剛夾緊、導向等裝置都與擺動(dòng)體相連接,結構尺寸較小，度較差時(shí),應取較大值,反之取較小值。本夾具中鉆結構新穎簡(jiǎn)單;裝卸工件迅速可靠,大大提高了生產(chǎn)套的導向高度取2.5d即16.5mm;③鉆削鑄鐵時(shí)排效率。屑空間取h= (0.3 ~0.7)d;鉆削鋼件時(shí)取h=(0.7~1.5d)。工件精度要求高時(shí),可取h =0,使切屑全參考文獻:部從鉆套中排出。本夾具中取0. 5d,即3. 5mn;④在[1]薛源順. 機床夾具設計[ M].北京:機械工業(yè)出版社1991.加工中,鉆套與刀具產(chǎn)生摩擦,故鉆套必須有很高的[2]張世昌. 機械制造工藝基礎[ M].天律:天津大學(xué)出版社,1996.耐磨性。當鉆套孔徑d≤26mm時(shí),用T10A鋼制造，[3] 陸釗中,孫家寧.金屬切削原理與刀具[ M].北京:機械工業(yè)出版熱處理硬度為58 ~ 64HRC;當d>26mm時(shí),用20鋼禮1999.制造,滲碳深度為0.8~1.2mm,熱處理硬度為58~4] 艾興,肖詩(shī)剛.切削用量手冊[ M].北京:機械工業(yè)出版社，1985.64HRC。本夾具中鉆套采用TI0A鋼制造,并經(jīng)淬火處理。歡迎訂閱歡 迎刊登廣告歡 迎投稿《機械制造與自動(dòng)化》2009年征訂《機械制造與自動(dòng)化>雜志為南京機械工程學(xué)會(huì )和南京機電產(chǎn)業(yè)(集團)有限公司聯(lián)合主辦的技術(shù)期刊,創(chuàng )刊于1972年,雙月刊，是江蘇、南京地區與其他省市信息交流的橋梁。期刊擁有9名院士和10多位著(zhù)名專(zhuān)家、學(xué)者組成的高層次編委會(huì ),在全國機電行業(yè)中有- -定 影響,被國內主要科技網(wǎng)站和期刊數據庫全文收錄,被定為江蘇省一級期刊。辦刊宗旨:面向全國機電行業(yè),報道和交流國內外機械制造及自動(dòng)化領(lǐng)域的新技術(shù)、新產(chǎn)品、新工藝新材料以及科學(xué)管理與生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)等信息,促進(jìn)行業(yè)科技進(jìn)步,為實(shí)現國民經(jīng)濟現代化服務(wù)。服務(wù)對象:以中高級科技人員和管理人員為主,兼顧初級科技和管理人員,是從事科研、設計制造、教學(xué)、經(jīng)營(yíng)和管理人員的首選讀物。主要欄目:綜述與展望;機械制造與研究;信息技術(shù);電氣技術(shù)與自動(dòng)化;節能技術(shù)等。郵發(fā)代號:28-291開(kāi)本:大16開(kāi) 頁(yè)碼:88 頁(yè)定價(jià):8.00 元(全年48元)國內統一連續 出版物號:CN 32 - 1643/TH國際標準連續出版物號:ISSN 1671 -5276編輯部地址:江蘇省南京市珠江路280號珠江大廈1903中國煤化工電話(huà):(025) 84207048 84217296傳 真:(025) 84207048MYHCNMHG●69.