锡林右轴承座组件工艺及夹具设计(6)

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以夹具及工件应小于10kg为宜。

（4）盖板式钻模这种钻模无夹具体，其定位元件和夹紧装置直接装在钻模板上。钻模板在工件上装夹，适合于体积大而笨重的工件上的小孔加工。夹具、结构简单轻便，易清除切屑；但是每次夹具需从工件上装卸，较费时，故此钻模的质量一般不宜超过10kg。

（5）滑柱式钻模滑柱式钻模是带有升降钻模板的通用可调夹具。这种钻模有结构简单、操作方便、动作迅速、制造周期短的优点，生产中应用较广。 3．1．2钻模 1．钻 套

钻套安装在钻模板或夹具体上，用来确定工件上加工孔的位置，引导刀具进行加工，提高加工过程中工艺系统的刚性并防振。钻套可分为标准钻套和特殊钻套两大类。

（1）固定钻套 （2）可换钻套 （3）快换钻套 （4）特殊钻套 2．钻模板

钻模板用于安装钻套，确保钻套在钻模上的正确位置，钻模板多装在夹具体或支架上， 常见的钻模板有： （1）固定式钻模板 （2）铰链式钻模板

（3）可卸（分离）式钻模板 （4）悬挂式钻模板 3．1．3镗床夹具

镗床夹具又称为镗模，主要用于加工箱体或支座类零件上的精密孔和孔系。主要由镗模底座、支架、镗套、镗杆及必要的定位和夹紧装置组成。镗床夹具的种类按导向支架的布置形式分为双支承镗模、单支承镗模和无支承镗模。 1．镗床夹具的典型结构形式

（1）前后双支承镗模 （2）无支承镗床夹具 2．镗床夹具

（1）导引方式及导向支架

镗杆的引导方式分为单、双支承引导。

单支承时，镗杆与机床主轴采用刚性连接，主轴回转精度影响镗孔精度，故适于小孔和

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短孔的加工。

双支承时，镗杆和机床主轴采用浮动联接。所镗孔的位置精度取决于镗模两导向孔的位置精度，而与机床主轴精度无关。

镗模导向支架主要用来安装镗套和承受切削力。因要求其有足够的刚性及稳定性，故在结构上一般应有较大的安装基面和必要的加强筋；而且支架上不允许安装夹紧机构来承受夹紧反力，以免支架变形而破坏精度。 3．镗 套

镗套的结构形式和精度直接影响被加工孔的精度。常用的镗套有：

（1）固定式镗套固定式镗套外形尺寸小，结构简单，导向精度高，但镗杆在镗套内一边回转，一边作轴向移动，镗套易磨损，故只适用于低速镗孔。

（2）回转式镗套随镗杆一起转动，与镗杆之间只有相对移动而无相对转动的镗套。这种镗套大大减少了磨损，也不会因摩擦发热而“卡死”。因此，它适合于高速镗孔。 4．镗杆和浮动接头

镗杆是镗模中一个重要部分。镗杆直径d及长度主要是根据所镗孔的直径D及刀具截面尺寸B×B来确定（参考表11.1之值选取）。镗杆直径d应尽可能大，其双导引部分的L/d≤10为宜；而悬伸部分的L/d≤4～5，以使其有足够的刚度来保证加工精度。

用于固定镗套的镗杆引进结构有整体式和镶条式两种。

当双支承镗模镗孔时，镗杆与机床主轴通过浮动接头而浮动连接。

所以夹具引用钻夹具，用快换钻套，铰链式钻模板。钻削时，被加工孔的尺寸和精度主要由刀具本身的尺寸和精度来保证，而孔的位置精度则由钻套在夹具上相对于定位元件的位置精度来确定。由于工序6加工的两个孔与轴承座的两个螺纹孔配合，选用螺栓将轴承盖和轴承座联成轴承结合件。这两个通孔?13的精度要求不高，但它们的中心距及对?140孔心的位置度要求却很重要。因为这两个孔的位置恰到与否，关系到轴承盖与轴承座是否能联接起，并且?13孔心到对称中心线间距离为80?0.04这个尺寸关系到锡林与道夫之间的“间距”，若这一尺寸不能达到要求，那么“间距”过大、过小都要影响到锡林与道夫的配合，影响整个梳棉机的正常工作。所以用钻夹具来定位。

3.2夹具设计要求

所设计的专用夹具是为加工零件锡林轴承结合件而设计的，锡林轴承结合件是A186D型梳棉机上的锡林支承件，其中工序6“钻孔及扩孔”，需设计一个加工孔?13的夹具，工艺规程的设备为该工序图及工序尺寸见工艺规程。

?13孔是连接轴承盖与轴承座的，它们位置对称性关系到轴承盖与轴承座是否错位，梳棉机的正常工作是否。若采用划线加工，精度只能达到?0.25，无法保证本工序160?0.04，

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80?0.04,46?0.025的要求，也不合中批量生产的要求，若采用组合夹具，又还需设计制造专用件，在加工中，难以保证尺寸的稳定，且每批都要重新组合，因此设计专用夹具才是最理想的方案，既能保证尺寸精度，又能提高劳动生产率，降低工人的劳动强度。

该工序加工的两个孔的尺寸为?13，精度等级为IT9，表面粗糙度Ra3.2，两个孔心距为160?0.04，其中?13孔到中心轴线的距离为80?0.04，孔到端面E的距离为46?0.025。

图3.1轴承盖工序6

工序要保证的尺寸如上，加工孔?13采用的方案是：钻、扩,由尺寸?13由钻头和扩孔刀保证，尺寸160?0.04,80?0.04,46?0.025，由合格的夹具保证。

刀具钻头用?12.7锥柄麻花钻，扩孔钻采用D13锥柄扩。

①从技术方面分析，根据以上原始资料和工艺分析结合零件的结构特点和有关尺寸要求，技术要求，决定了的加工必须设计专用夹具，否则费工费时，增大成本。

②从经济角度方面分析，由于批量为中批量生产，夹具设计和制造成本较低，故设计专用夹具是合理的。

3.3确定设计方案

确定夹具方案的原则是：确保加工质量，结构简单合理，操作省力高效，制造成本低廉，根据以上原则进行方案比较，确定合理的最佳方案。

工件的两个加工孔为通孔，在Z方向的位移自由度可以不限制，但实际的平面定位却必须限制该方向的自由度，以达到简化夹具的目的，因此应按完全定位设计夹具。 3．3．1定位方案的确定

工序基准面为A面及?80?0.04，按照基准重合原则，选A面及?80?0.04为定位基准。由于工件的两个加工孔为通孔，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，如下计算：

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在Y方向上 ?D??B??Y?0 在X方向上 ?D??B??Y??Y?Xmax

7由菱形销与孔?136的配合关系为?136H得 g6?0.040.014孔：?136H7(0) 轴： ?136g6(??0.039)

所以 Xmax??0.040?(?0.039)?0.079， 所以 ?D?Xmax?0.079。

在组合机床上加工时,必须使用权被加工零件对刀具及其导向体质正确的相对位置,这是靠夹具的定位支承系统来实现的,定位支承系统除用以确定被加工零件的位置外,还要承受被加工零件的生量和夹压力,有时还要取受切削力。

定位支承系统主要由定位支承、辅助支了和一些限位元件组成。定位支承是指在加工过程中维持被子加工零件有一定位置的元件。辅助支承是公用作增加被加工零件在加工过程中的刚度及稳定性的一种活动式支承元件。

由于定位支承元件直接与被加工零件接触，因此其尺寸、结构、精度和布置都直接影响被子加工零件的精度。为了避免产生废品以及经常修理定位支承元件的麻烦，设计时必须注意以下的问题：

（a）合理布置支承元件，力求使其组成较大的定位支承平面。最好使夹压力的位置对准定位支承元件。当受工件结构限制不能实现时，也应使定位支承元件尽量接近夹压力的作用线，并使夹压力的合力中心处于定位支承平面内。

（b）提高刚性，减少定位支承系统的变形。应力求使定位元件（如定位销）不要受力。 （c）提高定位支承系统的精度及其元件的耐磨性，以便长期保持夹具的定位精度。 （d）可靠地热电厂除定位支承部位的切屑。使用权切屑不堵塞和粘创刊在定位支承系统上，对保证定位的准确性和工作可靠性有很大的影响。因此设计时应尽可能不使用权切屑落到定位支承系统上。当切屑有可能落在其上时，必须采取有效的热电厂屑和清理措施。

本次设计采用的定位元件为：平面A为定位板，左端面为一个支承钉，孔?136为菱形销，以上述定位元件就能实现工件的定位，即是该夹具的定位支承系统。

对于左端面的支承钉，在专用夹具上采用支承钉定位时，工件通常用四个或多个支承钉定位，这样可增加定位系统的刚度，心防止当夹紧力和切削力不是对定位板板引起工件的变形。为了减小定位板板的不共面度的误差，可装配后合磨。通常不共面度误差为0.01～0.03mm。

对于采用毛坯面定位夹具，从理论上讲是应当采用三点支承的，并采用带圆头的支承销定位，但当采用三个以上的压板而不能确保同时动作时（实际上是达不到同时动作），常常会把工件夹歪，因此需要采用四点支承的方法。

在布置支承点时，应按工件定位而后情况，使支承点之间的距离尽量远一些，以增加定

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位的稳定性。支承板应该放在切屑不易落到的地方。当工件在夹具上以侧面及其上面的定位孔定位时，定位块就放在加工部位的上方或是切屑易落到的地方，且在布置上应保证支承块之间有较大的距离，不应连续排列。

对于菱形销，在夹具夹工件时时，多采用“一面两销”的定位方法，以消除工件在空间的六个自由度，实现工件在夹具中的准确定位。为了能以最简单的运动形式装卸工件（如单机夹具上的推进和拉出，流水线和自动线上工件在夹具上的送进和推出），多采用伸缩式定位销。除此以外，还可采用固定式定位销。当要求被加工孔与定位销孔之间的位置精度高与+0.05或是-0.05mm。或是受结构的限制不能采用伸缩式定位销，以及加工装卸比较容易的轻小零件时，为了简化夹具的结构均采用固定式定位销。采用固定式定位销时，为了使工件的定位基面能很好地与支承元件相接触，除采用圆柱销和削边销相结合的定位方法以补偿孔间距的误差外，定位销还必须有适当的高度，以补偿定位孔与定位基面的垂直度误差。对于削边销，要采用可靠的防转措施，对于定位销，还应考虑拆装方便。定位销与安装孔的配合，定位销的尺寸及公差等，详见《机床夹具设计》。 3．3．2夹紧方案的确定

夹紧力应指向主要定位基准，是靠近加工表面。由于在Z方向、Y方向设置了定位板和支承钉，因此施加一个向下的夹紧力和夹紧面并指向支承钉的夹紧力就可将工序工件充分夹紧。为了便于工作和提高机械效率，采用了联运夹紧机构，只须拧紧一个螺母能从几个方面均匀夹紧该工件。其中，夹紧件有：铰链压板、三个动压块、一个与活用螺栓焊死的压板。具体夹紧机构及零件见夹具总图。

首先夹紧力的计算，加工过程中，工件受到切削力、离心力、惯性力及重力的作用。理论上，夹紧力的作用应与上述力的作用想平衡；而实际上，夹紧力的大小还与工艺系统的刚性、夹紧机构的传递效率等有关。而且，切削力的大小在加工过程中是变化的，因此，夹紧力的计算是个复杂的问题，只能进行粗略的估算：

由参考文献[10]中查表1?2?3可得：

圆周切削分力公式：FC?902apf0.75KP

式中 ap?1.8mm f?0.4mm/r

Kp?KmpKk?pK?opK?spKrp

HBn) 取HB?175 n?0.4 查表得：Kmp?(150查表可得参数：Kk?p?0.94 K?op?1.0 K?sp?1.0 Krp?1.0 即：FC?766.15(N)

同理：径向切削分力公式 ： FP?530ap即：FP?347.71(N)

30 0.9f0.75KP

式中参数： Kk?p?0.77 K?op?1.0 K?sp?1.0 Krp?1.0

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