4XM12底板螺纹孔与专用钻床夹具设计(2)

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工中保证的，查表1—20知，粗铣工序的精度等级可达到A面的最终加工要求—IT13，因此确定该工序尺寸公差为IT13，其公差值为0.33mm，故P1=（22.4±0.165）mm。

为验证确定的工序尺寸及公差是否合理，还需对加工余量进行校核。

余量Z的校核

Zmax=P1max－Pmin=（22.4+0.165－22）mm=0.565mm Zmin=P1min－P max =（22.4－0.165－22）mm=0.235mm 余量校核表明，所确定的工序尺寸公差是合理的。

?0.565所以工序尺寸及公差为P1=22.235mm。 04.2工序4—底板螺纹孔（4xM12）的加工余量、工序尺寸及公差的确定

由表2—28知，钻孔余量为1mm。由2—39知，加工M12的螺纹孔使用直径为11mm的麻花钻。加工完后，用丝锥攻螺纹，即得到M12的螺纹孔。

5切削用量的计算

工序4—钻、用丝锥攻螺纹（4M12螺纹孔）

5.1钻孔

（1）背吃刀量的确定 取ap=11mm。

（2）进给量的确定 由表5—22，选取该工步的每转进给量f=0.2mm/r。

（3）切削速度的计算 由表5—22，按工件材料为铸铁选硬度为160-200HBS的参数，切削速度v可取为24m/min。由公式（5—1）n=1000v/πd可求得该工序钻头转速n=694.8 r/min，参照表4—9所列的Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=680 r/min。再将此转速代入公式（5—1），可求出该工序的实际钻削速度v= nπd/1000=680 r/min×π×11mm/1000=23.5 m/min。

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5.2攻螺纹

（1）被吃刀量的确定 由表2—41查得，M12×1mm的螺纹在加工前孔直径应为11mm，一次攻螺纹的被吃刀量取ap=12－11=1mm。

（2）进给量地选择

由于攻螺纹的进给量就是被加工螺纹的螺距，因此f=1mm/r。 （3）切削速度的选择

由表5—37查得攻螺纹的切削速度v=5—10m/min，本方案取v=5m/min。由公式（5—1）求工位的主轴转速n=1000v/πd=5×1000/12/π=132.7 m/min,又由立式钻床主轴转速表4—9，取转速为140 r/min.在将此转速代入公式（5—1），可求处该工序的实际切削速度v= nπd/1000=140 r/min×π×12mm/1000=5.28 m/min.

6 夹具设计

6.1确定工件的定位方案

本设计为加工底板螺纹孔，综合考虑，采用扁头定位销可以限制1个自由度，即将工件与板用一个定位长销连接在一起，B面在底面上被支撑钉支撑，这样可以限制X转动，Y转动，Z转动、平动4个方向的自由度。再将底板夹紧即共限制了6个方向的自由度。遵循六点定位原则。

6.2计算定位误差

根据表8—13中查得本设计符合标准Δdw?1/2?(TD?Td?ΔS)。式中TD表示孔的上偏差，下偏差为0，Td表示销的下偏差，上偏差为0，

ΔS定为基准孔与定位销间的最小间隙。

TD=0.11mm，Td=0.027mm，ΔS=Dmin－dmax=0 所以Δdw=0.0685mm。

6.3 导向元件设计

钻床夹具的刀具导向元件为钻套，钻套的作用是确定刀具相对夹具定为元件的位置，并在加工中对钻头等孔加工刀具进行引导，防止

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刀具在加工中发生偏斜。

本设计采用可换式钻套。 钻套的高度和排泄间隙

钻套高度与所钻孔的孔距精度、工件材料、孔加工深度、刀具刚度、工件表面形状等因素有关。钻套高度越大，刀具的导向性越好，但刀具与钻套的摩擦越大，一般取1—2.5倍的孔径，孔径小精度要求高时，取较大值。

钻套底部与工件间的距离称为排泄间隙。钻套高度应适当选取，排泄间隙较小时切削难以自由排出，使加工表面被破坏；排泄间隙较大时，会降低钻套对钻头的导向作用，影响加工精度。

钻套高度和排泄间隙可按表9—13选取。

6.4夹紧装置的选择

6.4.1夹紧装置的组成

1动力装置

动力装置是产生夹紧力的装置。通常是指机动加紧时所用的气动、液压、气动装置。

2夹紧元件

夹紧元件是夹紧装置的最终执行元件。通过它和工件受压面的直接接触面完成夹紧动作。

3中间传动机构

中间传动机构是介于力源和夹紧元件之间的传力机构，它将原动力以一定的大小和方向传递给夹紧元件。 6.4.2夹紧基本要求

1夹紧时不破坏工件在夹具中占有的正确位置；

2夹紧力要适当，既保证工件在加工过程中定位的稳定性，又要防止因夹紧力过大损伤工件表面及产生夹紧变形；

3夹紧机构操作安全、省力、夹紧迅速；

4夹紧机构的复杂程度、工作效率与生产类型相适应。结构应尽量简单，便于制造与维修；

5具有良好的自锁性。

本设计选择螺旋夹紧机构，定位基准关于对称分布。

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6.5 夹具体的设计

6.5.1夹具体设计的基本要求

夹具体是夹具的基础件，夹具上的所有组成部分都必须最终通过这一基础件组成一个有机整体。

（1）足够的刚度和强度 设计夹具时，应保证在夹紧力和切削力等外力条件下，不产生过大的变形和振动。必要时，可在适当位置设置若干条加强筋。

（2）夹具安装稳定 机床夹具通过夹具体安装在机床工作台上，安装应稳定，为此，机床夹具重心和切削力等力的作用点应处在夹具安装基面内。机床夹具高度越大，要求夹具体底面面积也越大。为使夹具体平面与机床工作台接触良好，夹具体底平面中间部位应适当挖空。 （3） 夹具体结构工艺性良好 设计时应注意夹具体的毛坯制造工艺性、机械加工工艺性和装配的工艺性。

（4）便于清除切屑 为防止加工中切屑聚积在定为元件工作表面或其他装置中，影响工件的正确定位和夹具的正常工作，在设计家具时，要考虑切屑排除问题。 6.5.2夹具体材料及制造方法

夹具体铸造或焊接的方法制造。由于铸造夹具体有以下特点，所以得到了广泛的应用。

（1）铸造工艺性良好，几乎不受零件大小、形状、重量和结构复杂程度的限制；

（2）铸造夹具体吸振性良好，可减小或避免其受力而产生的振动； （3）铸造夹具体承受抗压能力大，可承受较大的切削力、夹紧力等力的作用。

铸造材料一般采用HT200或HT150两种。夹具体应进行时效处理，以消除内应力。

本设计采用HT200。

参考文献

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2007

徐鸿本.机床夹具设计手册[M].沈阳：辽宁科学技术出版社，2004 王启平.机床夹具设计[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1996 刘守勇.机械制造工艺与机床夹具[M].北京：机械工业出版社,1994 龚定安.机床夹具设计[M].西安：西安交通大学出版社,1992

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