鏜孔的加工工藝及夾具設計

周文浩 張永飛

摘要：機械加工工藝是工裝設計、確定零件加工方法與加工路線的主要依據，它對保證產品質量、保證生產效率、降低生產成本、縮短生產周期及改善工人的勞動條件都有直接影響因此，加工工藝在生產工作中起著至關重要的作用。然而，機床夾具的設計是能夠保證加工質量，工件位置精度且易于實現多工位加工的有效途徑。

關鍵詞：加工工藝;機床夾具

1.鏜孔加工工藝設計

1.1鏜孔的定位分析

在鏜床上加工孔時，需要對零件進行夾緊，因此需要對零件進行夾緊設計，鏜孔應采用專用夾具，根據六點定位原則來確定工件的定位方式。下面對圖一中的鏜孔進行定位分析：該道工序為鏜三個平行的孔，但是由于工件自身尺寸較大，孔徑也較大，其定位基準分布在同一平面上，所以根據六點定位原理選擇A面為定位基準。由一個角鐵作為安裝的底座，工件的定位和導向機構完全安裝在角鐵上，腳架和壓緊絲杠限制了X、Z方向的轉動及移動，定位銷限制了Y方向的轉動和移動，由此可見，實現了工件鏜孔時的完全定位。

圖1?鏜床夾具圖

1.2切削力與夾緊力的計算

（1）鏜Φ146孔

查表給定鏜刀B=30?H=20???L=200??I=100??d=20?;

選擇合金鋼鏜刀??公稱直徑Φ146;

在鏜孔時候只考慮圓周切削力;

查文獻得;?????????????????????（1.1）

取;

Kmp=（HB/150）n??取n=0.55所以Kmp=1.17;

所以;

;

由于夾緊機構產生的實際夾緊力應滿足下式：

P=KFz???????????????????????（1.2）

取安全系數K=K1K2K3K4K5

式中?K1——基本安全系數1.5;

K2——夾緊狀態系數1.2;

K3——刀具鈍化系數1.0;

K4——考慮夾緊動力穩定性系數1.0;

K5——盡在有力矩企圖使用回轉時開考慮支撐面接觸情況的系數1.0;

所以得到K=K1K2K3K4K5=1.9，得到P=KFz=1.9X365.18=693.88N

（2）鏜Φ48孔

選擇高速鋼鏜刀??公稱直徑Φ48;

查表給定鏜刀B=25?H=30???L=170??I=80??d=15?;

在鏜孔時候只考慮圓周切削力;

查文獻得;

取;

Kmp=（HB/150）n??取n=0.55所以Kmp=1.17;

所以;

;

由于夾緊機構產生的實際夾緊力應滿足下式：

P=KFz

取安全系數K=K1K2K3K4K5

式中?K1——基本安全系數1.5;

K2——夾緊狀態系數1.2;

K3——刀具鈍化系數1.0;

K4——考慮夾緊動力穩定性系數1.0;

K5——盡在有力矩企圖使用回轉時開考慮支撐面接觸情況的系數1.0;

所以得到K=K1K2K3K4K5=1.9，得到P=KFz=1.9X223.2=424.08N

1. 鏜Φ80孔

鏜Φ80孔的計算過程與上邊量孔的方法是一樣的，就是選擇高速鋼鏜刀??公稱直徑Φ80的鏜刀，最后計算結果為P=KFz=569.23N

根據上邊的計算夾緊力不是很大，且夾具選擇的種類為組合夾具，所以動力選擇手動夾緊。

2.鏜孔夾具設計

2.1?鏜孔夾具的組成

夾具的組成主要有：定位裝置、夾緊裝置、夾具體、其他元件及裝置。鏜模主要由鏜套、鏜桿、襯套、導套、隔離環、支架組成。鏜模支架是保證鏜孔位置精度和尺寸精度的關鍵，因為本工序中鏜孔的位置精度要求較高，所以夾具設計時采用腳架和夾緊絲杠來夾緊工件，從而保證鏜孔時的位置精度。鏜模底座就是鏜模的夾具體，它要求承受連同工件在內的全部重量和加工時產生的切削力，所以要求有很好的剛性，變形要小。

2.2鏜孔夾具精度分析

夾具在機床上加工時，機床、夾具、工件與刀具應該形成一個封閉的加工系統，它們之間相互關聯，形成工件與刀具間的正確位置關系。因此，在機床夾具設計時，在確定結構方案以后，需要對夾具進行誤差計算和精度分析。

在本鏜孔的加工過程中根據圖1鏜床夾具圖可以看出主要是要保證Φ146、Φ48、Φ80孔的位置精度，而選取的定位基面為底面的A面，而它們的尺寸公差分別為、，所以在加工過程中加工Φ80孔時候要保住孔中心到底面A的尺寸精度，為加工Φ48孔時候主要是保證的精確度，最后是保證的精確，這樣就可以保證整個鏜床對零件的加工精度。

對于鏜床夾具的精度，主要是保證工件底面A的接觸面的精度等級，同時夾具的定位與鏜床刀具的位置誤差要精確，夾具在安裝時候要就行矯正，以保證加工精度。

2.3鏜孔夾具操作的簡要說明

圖2?鏜孔的夾具圖

由圖2可以看出鏜孔的夾具是由手動夾具的，通過旋轉左端的裝置來夾具工件，對于工件的精度是要保證定位銷的定位誤差，保證夾具底面的平行度和粗糙度，這樣就保證了工件的右端面與底面的垂直度，在鏜孔時候精度的到保證，根據基準重合、統一原則，在加工下一道工序是盡量選擇上一道工作作為定位基準。這個鏜孔的夾具主要是通過一個定位銷和一個螺旋夾緊裝置，通過這兩個裝置就將工件的六個自由度全部限制住了。

在機械設計當中，加床的夾具設計是一個非常重要的環節，因為只有夾緊機構完全起到作用才能保證定位精度，只有好的夾緊才能有更好的定位，因而在鏜孔加工零件過程中，夾具是保證精神的必要裝置。

參考文獻：

[1]機床夾具設計手冊.李昌東.北京：機械工業出版社，2007;

[2]使用機械制造工藝設計手冊.王凡.北京：機械工業出版社，2008.