軸套鉆孔夾具的設計

張月平， 朱海松， 朱睿智

（淮安信息職業技術學院，江蘇 淮安 223003）

軸套鉆孔夾具的設計

張月平， 朱海松， 朱睿智

（淮安信息職業技術學院，江蘇 淮安 223003）

文中通過軸套類工件加工工序內容分析、確定定位方案、選擇定位元件、確定導向裝置、選擇夾緊機構、設計夾具體、進行定位誤差分析及夾緊力分析，介紹了軸套類零件的鉆孔夾具的結構及設計方法。

軸套；夾具；設計

0 引言

夾具是在金屬機械加工中，用以準確地確定工件在機床中的位置，并將其夾緊，以便進行正確的機械加工［1］。為了保證軸套上鉆孔的加工精度，選擇內孔面作為主定位面，一個端面作為次定位面，并從另一端夾緊。這樣不僅定位可靠，還提高了加工精度。

1 夾具設計過程

1）工件加工工序內容分析。工序內容：鉆孔φ8（如圖1）。尺寸精度要求：φ8孔的尺寸精度要求為未注公差。位置精度：φ8孔的軸向位置尺寸及公差為56±0.1 mm，徑向位置要求是對基準A的對稱度0.12 mm。工件材料：45鋼，調質硬度20～25HRC。加工設備：立式鉆床Z525。加工刀具：錐柄麻花鉆φ8，刀具材料為高速鋼。

2）開始繪圖，首先用雙點劃線畫出工件圖如圖2所示。

3）確定定位方案如圖3所示，選擇定位元件。φ48H7圓孔4點定位用間隙配合的圓柱長心軸，端面1點定位采用小端面定位方式。如圖3所示，孔軸的配合為φ48H7/f7。

圖1 工件工序圖

圖2 工件圖

圖3 定位方案

4）確定導向裝置，如圖4所示。由于僅有鉆孔工序，所以選用固定鉆套即可。鉆套內孔配合φ8F7，外圓與鉆模板的配合為φ16H7/n6。如圖4所示，鉆套規格A8×20 （JB/T8045.1-1999標準）。

5）確定夾緊機構，如圖5所示。此類心軸常采用螺旋夾緊機構，在定位心軸上接一段螺紋，加開口墊圈用螺母夾緊。要注意帶肩螺母的最大直徑要小于工件孔的直徑，以便于工件的拆卸。選擇螺母為M16 JB/T8004.1-1999；選擇墊片為 A16X60 JB/T8008.5-1999。

圖4 導向裝置設計

6）確定夾具體。定位心軸裝在夾具體的孔中，用螺母緊固，為防止夾緊工件時心軸轉動，加一個平鍵止轉，如圖6所示。固定鉆套裝在鉆模板上，鉆模板用3個內六角螺釘固定在夾具體上，用兩個圓柱銷定位，如圖7所示。夾具體采用鑄鐵件，也可以采用鋼板焊接結構。最后畫出夾具裝配圖樣，如圖8所示。

圖5 夾緊裝置設計

圖6 夾具體設計

圖7 鉆模板設計

7）裝配圖標注，如圖9所示。標注夾具輪廓尺寸；標注夾具長、寬、高3個方向的最大尺寸。標注夾具內的各配合尺寸：定位元件與工件的配合尺寸：心軸定位外圓與工件內孔配合尺寸為φ48H7/f7；鉆套與麻花鉆的配合尺寸為φ8F7；鉆套與鉆模板的配合尺寸為φ16H7/n6；標注定位心軸與鉆套之間的相對尺寸為56±0.02（取工件公差的1/3～1/5），鉆套中心與定位心軸的中心A基準的對稱度為±0.02。標注定位心軸與夾具體的配合尺寸為φ48H7/n6。

2 夾具的定位誤差分析

1）軸向定位誤差分析（φ8孔中心與端面尺寸56±0.1）：

a.基準不重合誤差ΔB。夾具的定位基準與工序基準重合，所以 ΔB＝0。

b.基準位移誤差ΔY。因是平面定位，基準位移誤差是可以忽略不計的，所以ΔY＝0。

c.即軸向定位誤差ΔD＝ΔB+ΔY＝0。

2）徑向定位誤差分析（φ8孔中心與基準A的對稱度允差0.12）。工序基準A是 φ48H7軸線，定位心軸的定位基準也是此軸線，兩個基準重合，無基準不重合誤差。只存在基準位移誤差：

a.基準不重合誤差ΔB。夾具的定位基準與工序基準重合，皆為φ48H7孔，所以ΔB＝0；

b.基準位移誤差ΔY。定位心軸水平放置時，銷與孔表面單邊接觸，基準位移誤差按以下公式計算，ΔY＝（TD+Td）/2＝（0.025+0.025）/2=0.025。

c.即軸向定位誤差 ΔD＝ΔB+ΔY＝0.025。

結論：ΔD＝0.025小于對稱度公差0.12的1/3，說明定位方案可行。

圖9 夾具裝配圖

3 夾緊力的分析

鉆φ8孔的切削力比較小，M16螺紋的許用夾緊力可達5000N以上，超過切削力的需要，如果僅從夾緊力的角度考慮可以選用較小的螺紋。但由于工件的定位孔較大，心軸較粗，從結構上綜合考慮，選用M16螺紋是比較合適的。

4 結語

在實際生產中，經常會遇到軸套類零件鉆孔加工，通常會用心軸定位加工。本例中也是利用心軸進行主要定位，然后利用零件一段面作為次定位面。實踐證明，這種加工方法簡單易行，保證了加工精度，這種夾具設計思路可作為類似套筒類零件的鉆孔加工［2］。

［1］何理瑞.快速加工中心孔的專用夾具設計［J］.機床與液壓，2014（42）：57.

［2］張業俊.薄壁件精鏜內孔的數控車夾具設計［J］.金屬加工，2009（1）：42.

（編輯 明 濤）

TG 75

B

1002-2333（2015）12-0280-02

張月平（1975—），女，碩士，副教授，主要研究方向為機械設計與制造。

2015-08-07