鉆模結(jié)構(gòu)分析畢業(yè)設(shè)計

1、四川科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 第20頁 】摘 要在現(xiàn)代工業(yè)化進程中，鉆模在機械制造中起著至關(guān)重要的作用，對于保證產(chǎn)品精度，提高工作效率，降低工人操作要求扮演著關(guān)鍵角色。鉆床類夾具包括用在各種鉆床、鏜床和組合機床上的孔加工夾具，簡稱鉆模。鉆模是輔助鉆孔的一種工裝夾具，它的主要作用是保證被加工孔的位置精度。 鉆模是一種用來確保工件在正確的位置上被鉆孔，攻螺紋或絞孔的裝置。它基本上是由一個夾緊組件構(gòu)成的。該裝置將工件保持在一個硬化套筒的下部，在鉆 空加工過程中鉆頭便是在套筒里面并沿著套筒運動的。如果工件的構(gòu)造比較簡單，模具就可以直接夾在工件上。然而，在大多數(shù)情況下，模具是被固定在一個位置而 工件

2、是被模具夾住的。這樣工件在加工前后可以快速的導(dǎo)入導(dǎo)出模具。鉆模使鉆孔，絞孔及攻螺紋的速度和精度比傳統(tǒng)的手工方法高了很多。它的 另一個優(yōu)點是使用鉆模并不對加工者有太高的技巧要求。孔的定位精度不靠操作者而是靠鉆模保證。限位鉆模一般用在用來鉆孔、絞空、攻螺紋的裝置上。它一般不 會被完全固定在使用它的機器上，可以在放置鉆孔機的平臺上移動，使套筒直接處于鉆頭的下方。限位鉆模實際上限制并控制了刀具的運動路徑。關(guān)鍵詞：鉆模結(jié)構(gòu)；鉆模分類；鉆模設(shè)計應(yīng)用目 錄第一章：什么是鉆模2 1.1鉆模的定義：2 1.2 鉆模的優(yōu)點：4 1.3 鉆模的構(gòu)成和特點：41.3.1鉆模的結(jié)構(gòu)和作用：41.3.2 鉆套的類型：51

3、.3.3鉆模的特點：8第二章： 鉆模夾具9 2.1.鉆模夾具的種類：9 2.2.鉆模的結(jié)構(gòu)分析：10第三章：鉆模（機床夾具）的設(shè)計思路和方案15 3.1.機床夾具設(shè)計要求：15 3.2 確定夾具設(shè)計和結(jié)構(gòu)方案：163.2.1:研究原始資料163.2.2：擬訂夾具的結(jié)構(gòu)方案163.2.3 主要工作程序：17 3.3 確定并標(biāo)注有關(guān)尺寸、配合及技術(shù)要求：183.3.1 夾具總裝配圖上應(yīng)標(biāo)注的尺寸：183.3.2 確定夾具18結(jié) 論19致 謝20第一章：什么是鉆模1.1鉆模的定義： 鉆床類夾具包括用在各種鉆床、鏜床和組合機床上的孔加工夾具，簡稱鉆模。鉆模是輔助鉆孔的一種工裝夾具，它的主要作用是保證被

4、加工孔的位置精度。 鉆模是一種用來確保工件在正確的位置上被鉆孔，攻螺紋或絞孔的裝置。它基本上是由一個夾緊組件構(gòu)成的。該裝置將工件保持在一個硬化套筒的下部，在鉆 空加工過程中鉆頭便是在套筒里面并沿著套筒運動的。如果工件的構(gòu)造比較簡單，模具就可以直接夾在工件上。然而，在大多數(shù)情況下，模具是被固定在一個位置而 工件是被模具夾住的。這樣工件在加工前后可以快速的導(dǎo)入導(dǎo)出模具。鉆模使鉆孔，絞孔及攻螺紋的速度和精度比傳統(tǒng)的手工方法高了很多。它的 另一個優(yōu)點是使用鉆模并不對加工者有太高的技巧要求。孔的定位精度不靠操作者而是靠鉆模保證。限位鉆模一般用在用來鉆孔、絞空、攻螺紋的裝置上。它一般不 會被完全固定在使用

5、它的機器上，可以在放置鉆孔機的平臺上移動，使套筒直接處于鉆頭的下方。限位鉆模實際上限制并控制了刀具的運動路徑。如果加工過程中包括一些機加工過程，例如銑、刨、成型、車削等等，限位夾具便要用到了。夾具在機加工時夾持工件，但與鉆模不同，沒有專門引導(dǎo)刀具的裝置。鉆模實物如下圖1： 圖1另一種樣式的鉆模圖2： 圖2 1.2 鉆模的優(yōu)點：(1）省去了劃線和其它測量與裝夾的方法。(2）技術(shù)不熟練的工人在了解到工件可以準確定位，而且刀具可以準確地引導(dǎo)或安裝的前提下，也可以快速而又自信地進行操作。(3）使零件的裝配變得容易。因為所有零件在小的極限范圍內(nèi)都視為相同，而且零件試裝和銼削操作都可省去。(4）使零件具有

6、互換性。如果產(chǎn)品大范圍生產(chǎn)的話，同類型零件的生產(chǎn)問題就可以得到簡化。1.3 鉆模的構(gòu)成和特點：1.3.1鉆模的結(jié)構(gòu)和作用： 鉆模主要由鉆套、鉆模板、定位元件及夾緊裝置夾具體組成。1 鉆套作用：1、引導(dǎo)鉆頭對中。2、保證產(chǎn)品的精度。3、提高生產(chǎn)率，4、降低工人要求。2 鉆模板作用：于安裝鉆套。鉆模板如圖3 夾具體：鉆模的夾具體一般不設(shè)定位或?qū)蜓b置，夾具通過夾具底面安放在鉆床工作臺上，可直接用鉆套找正并用壓板壓緊（或在夾具體上設(shè)置耳座用螺栓壓緊）。4 鉆模結(jié)構(gòu)如圖1.3.2 鉆套的類型： 根據(jù)鉆套的結(jié)構(gòu)和使用特點，主要有四種類型。 （1）固定鉆套： 圖7-56所示為固定鉆套的兩種形式（圖a為無肩

7、，圖b為帶肩），該類鉆套外圓以H7/n6或H7/r6配合，直接壓入鉆模板上的鉆套底孔內(nèi)。在使用過程中若不需要更換鉆套（據(jù)經(jīng)驗統(tǒng)計，鉆套一般可使用100012000次），則用固定鉆套較為經(jīng)濟，鉆孔的位置精度也較高。 （a） （b）（2）可換鉆套：當(dāng)生產(chǎn)批量較大，需要更換磨損的鉆套時，則用可換鉆套較為方便，如圖（c）所示?？蓳Q鉆套裝在襯套中，襯套是以H7/n6或H7/r6的配合直接壓入鉆模板的底孔內(nèi)，鉆套外圓與襯套內(nèi)孔之間常采用F7/m6或F7/k6配合。當(dāng)鉆套磨損后，可卸下螺釘，更換新的鉆套。螺釘還能防止加工時鉆套轉(zhuǎn)動或退刀時鉆套隨刀具拔出。 （c）（3） 快換鉆套：當(dāng)被加工孔需依次進行鉆、擴、

8、鉸時，由于刀具直徑逐漸增大，應(yīng)使用外徑相同而內(nèi)徑不同的鉆套來引導(dǎo)刀具，這時使用快換鉆套可減少更換鉆套的時間，如圖（d）所示?？鞊Q鉆套的有關(guān)配合與可換鉆套的相同。更換鉆套時，將鉆套的削邊處轉(zhuǎn)至螺釘處，即可取出鉆套。鉆套的削邊方向應(yīng)考慮刀具的旋向，以免鉆套隨刀具自行拔出。 （d）（4）特殊鉆套由于工件形狀或被加工孔位置的特殊性，有時需要設(shè)計特殊結(jié)構(gòu)的鉆套，如圖所示在斜面上鉆孔時，應(yīng)采用圖（e-1）所示的鉆套，鉆套應(yīng)盡量接近加工表面，并使之與加工表面的形狀相吻合。如果鉆套較長，可將鉆套孔上部的直徑加大（一般取0.1mm），以減少導(dǎo)向長度。在凹坑內(nèi)鉆孔時，常用圖（e-2）所示的加長鉆套（H為鉆套導(dǎo)向長

9、度）。圖（e-3）、（e-4）為鉆兩個距離很近的孔時所設(shè)計的非標(biāo)準鉆套。 （e-1） （e-2) (e-3) (e-4) 1.3.3鉆模的特點： 鉆模的作用：鉆模是用來在鉆床上鉆孔、擴孔、鉸孔的機床夾具，通過鉆套引導(dǎo)刀具進行加工是鉆模的主要特點。鉆削時，被加工孔的尺寸和精度主要由刀具本身的尺寸和精度來保證，而孔的位置精度則由鉆套在夾具上相對于定位元件的位置精度來確定，從而保證鉆模的位置度,提高鉆孔效率，降低工人對技術(shù)的要求。 鉆模的使用范圍：1、法蘭，2、電機板，3、機座，4、液壓閥塊，5、蓋板，6、螺母，7、墊 圈。8、軸等。 鉆模的加工方式 舊：精加工好鉆模板，然后將鉆套壓入。 新：將鉆套

10、先定位好在一定環(huán)境內(nèi)，然后澆注填料。 第二章： 鉆模夾具 2.1.鉆模夾具的種類： 鉆夾具的結(jié)構(gòu)形式主要決定于工件被加工孔的分布位置情況，如有的孔系是分布在同一平面上、或分布在幾個不同表面上、或分布在同一圓周上，還有的是單孔等等。因此鉆模的結(jié)構(gòu)形式很多，常用的有以下幾種：(1) 固定式鉆模：在使用中這類鉆模在機床上的位置固定不動，而且加工精度較高，主要用于立式鉆床上加工直徑較大的單孔或搖臂鉆床加工平行孔系。(2) 回轉(zhuǎn)式鉆模：回轉(zhuǎn)式鉆模主要用來加工圍繞一定的回轉(zhuǎn)軸線（立軸、臥軸或傾斜軸）分布的軸向或徑向孔系以及分布在工件幾個不同表面上的孔。工件在一次裝夾中，靠鉆?；剞D(zhuǎn)可依次加工各孔，因此這類鉆

11、模必須有分度裝置。回轉(zhuǎn)式鉆模按所采用的對定機構(gòu)的類型，分為軸向分度式回轉(zhuǎn)鉆模和徑向分度式回轉(zhuǎn)鉆模。這類鉆模上有分度裝置，因此可以在工件上加工出若干個繞軸線分布的軸向或徑向孔系。 （3）翻轉(zhuǎn)式鉆模：主要用于加工小型工件不同表面上的孔，孔徑小于f8f10mm。它可以減少安裝次數(shù)，提高被加工孔的位置精度。其結(jié)構(gòu)較簡單，加工鉆模一般手工進行翻轉(zhuǎn)，所以夾具及工件應(yīng)小于10 kg為宜。 （4）蓋板式鉆模：這種鉆模無夾具體，其定位元件和夾緊裝置直接裝在鉆模板上。鉆模板在工件上裝夾，適合于體積大而笨重的工件上的小孔加工。夾具、結(jié)構(gòu)簡單輕便，易清除切屑；但是每次夾具需從工件上裝卸，較費時，故此鉆模的質(zhì)量一般不宜

12、超過10 kg。 （5）滑柱式鉆模：滑柱式鉆模是帶有升降鉆模板的通用可調(diào)夾具。這種鉆模有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、動作迅速、制造周期短的優(yōu)點，生產(chǎn)中應(yīng)用較廣。圖1-1為固定式鉆模的典型結(jié)構(gòu)。工件以一平面、一外圓柱面和一小孔作定位基準，在夾具的定位元件上定位，用螺旋夾緊件通過開口墊圈2夾緊工件，鉆模板固定在夾具體上，而夾具體則固定在鉆床工作臺上。 2.2.鉆模的結(jié)構(gòu)分析： （1）固定式鉆模結(jié)構(gòu)分析： 圖3所示的固定式鉆模，工件以其端面和鍵槽與鉆模上的定位法蘭3及鍵4相接觸而定位。轉(zhuǎn)動螺母9使螺桿2向右移動時，通過鉤形開口墊圈1將工件夾緊。松開螺母9，螺桿2在彈簧的作用下向左移，鉤形開口墊圈1松開并繞螺

13、釘擺下即可卸下工件。 （圖3） (2) 回轉(zhuǎn)式鉆模結(jié)構(gòu)分析： 圖（4）為軸向分度式回轉(zhuǎn)鉆模。工件以其端面和內(nèi)孔與鉆模上的定位表面及圓柱銷7相接觸完成定位；擰緊螺母8，通過快換墊圈9將工件夾緊；通過鉆套引導(dǎo)刀具對工件上的孔進行加工。 對工件上若干個均勻分布的孔的加工，是借助分度機構(gòu)完成的。如圖（4）所示，在加工完一個孔后，轉(zhuǎn)動手柄3，可將分度盤（與定位銷7裝為一體）松 開，利用把手5將對定銷6從定位套中拔出，使分度盤帶動工件回轉(zhuǎn)至某一角度后，對定銷5又插入分度盤上的另一定位套中即完成一次分度，再轉(zhuǎn)動手柄3將分度 盤鎖緊，即可依次加工其余各孔。 （圖4） （3）翻轉(zhuǎn)式鉆模結(jié)構(gòu)分析： 圖（5）所示為

14、加工套筒上四個徑向孔的翻轉(zhuǎn)式鉆模。工件以內(nèi)孔及端面在臺肩銷1上定位，用快換墊圈2和螺母3夾緊。鉆完一組孔后，翻轉(zhuǎn)60°鉆另一組 孔。該夾具的結(jié)構(gòu)比較簡單，但每次鉆孔都需要找正鉆套相對鉆頭的位置，所以輔助時間較長，而且翻轉(zhuǎn)費力。因此該類夾具連同工件的總重量不能太重，一般不宜 超過80"100N。 （圖5）（4 蓋板式鉆模結(jié)構(gòu)分析: 蓋板式鉆模的結(jié)構(gòu)最為簡單，它沒有夾具體，只有一塊鉆模板。一般鉆模板上除裝有鉆套外，還裝有定位元件和夾緊裝置。加工時，只要將它蓋在工件上定位夾緊即可。圖（6）所示為加工車床溜板箱上多個小孔的蓋板式鉆模。在鉆模板1上不僅裝有鉆套，還裝有定位用的圓柱銷2

15、、削邊銷3和支承釘4。因鉆小孔，鉆削力矩小，故未設(shè)置夾緊裝置。蓋板式鉆模結(jié)構(gòu)簡單，一般多用于加工大型工件上的小孔。因夾具在使用時經(jīng)常搬動，故蓋板式鉆模的重量不宜超過100N。為了減輕重量，可在蓋板上設(shè)置加強筋，以減小其厚度，也可用鑄鋁件。 （圖6） （5）滑柱式鉆模結(jié)構(gòu)分析：滑柱式鉆模是一種帶有升降鉆模板的通用可調(diào)夾具。圖（7）所示為手動滑柱式鉆模的通用結(jié)構(gòu)，由夾具體1、三根滑柱2、鉆模板4和傳動、鎖緊機構(gòu)所組成。使用時只要根據(jù)工件的形狀、尺寸和加工要求等具體情況，專門設(shè)計制造相應(yīng)的定位、夾緊裝置和鉆套等，裝在夾具體的平臺和鉆模板上的適當(dāng)位置，就可用于加工。轉(zhuǎn)動手柄6，經(jīng)過齒輪齒條的傳動和左右

16、滑柱的導(dǎo)向，便能順利地帶動鉆模板升降，將工件夾緊或松開。鉆模板在夾緊工件或升降至一定高度后，必須自鎖。鎖緊機構(gòu)的種類很多，但用得最廣泛的則是圖（7）所示的圓錐鎖緊機構(gòu)。其工作原理為： 螺旋齒輪軸7的左端制成螺旋齒，與中間滑柱后側(cè)的螺旋齒條相嚙合，其螺旋角為45°。軸的右端制成雙向錐體，錐度為15，與夾具體1 及套環(huán)5的錐孔配合。鉆模板下降接觸到工件后繼續(xù)施力，則鉆模板通過夾緊元件將工件夾緊，并在齒輪軸上產(chǎn)生軸向分力使錐體楔緊在夾具體的錐孔中。由于錐角 小于兩倍磨擦角（錐體與錐角的磨擦系數(shù)f=0.1,=6°），故能自鎖。當(dāng)加工完畢，鉆模板升到一定高度時，可以使齒輪軸的另一段錐

17、體楔緊在套環(huán)5的錐 孔中，將鉆模板鎖緊。 （7） 第三章：鉆模（機床夾具）的設(shè)計思路和方案 3.1.機床夾具設(shè)計要求： 保證工件加工的各項技術(shù)要求 ： 一：主要技術(shù)指標(biāo)： （1）保證工件的加工精度： 專用夾具應(yīng)有合理的定位方案、合適的尺寸、公差和技術(shù)要求，并進行必要的精度分析，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。 （2）提高生產(chǎn)效率 專用夾具的復(fù)雜程度要與工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。應(yīng)根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小用不同復(fù)雜程度的快速高效夾緊裝置，以縮短輔助時間，提高生產(chǎn)效率。 （3）工藝性好 專用夾具的結(jié)構(gòu)簡單、合理、便于加工、裝配、檢驗和維修。專用夾具的生產(chǎn)屬于中批量生產(chǎn)。 （4）使用性好 專用夾具的操作

18、應(yīng)簡便、省力、安全可靠，排屑應(yīng)方便，必要時可設(shè)置排屑結(jié)構(gòu)。 （5）經(jīng)濟性好 除考慮專用夾具本身結(jié)構(gòu)簡單、標(biāo)準化程度高、成本低廉外，還應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對夾具方案進行必要的經(jīng)濟分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟效益。 3.2 確定夾具設(shè)計和結(jié)構(gòu)方案： 3.2.1:研究原始資料 在明確夾具設(shè)計任務(wù)后，應(yīng)對以下幾方面的原始資料進行研究： 一：研究加工工件圖樣 了解該工件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、材料、熱處理要求，主要表面的加工精度、表面粗糙度及其它技術(shù)要求。 二：熟悉工藝文件，明確以下內(nèi)容 （1）毛坯的種類、形狀、加工余量及其精度。 （2）工件的加工工藝過程、工序圖、本工序所處的地位，本工序前已加工表面的精度及表面

19、粗糙度，基準面的狀況。 （3）本工序所使用的機床、刀具及其它輔具的規(guī)格。 （4）本工序所采用的切削量。 3.2.2：擬訂夾具的結(jié)構(gòu)方案 擬訂夾具的結(jié)構(gòu)方案包括以下幾個內(nèi)容： （1）確定夾具的類型，各類機床夾具均有多種不同的類型、鉆床夾具有固定式、翻轉(zhuǎn)式、蓋板式和滑板式等，應(yīng)根據(jù)工件的型狀、尺寸、加工要求及重量確定為回轉(zhuǎn)式。 （2）確定工件的定位方案，設(shè)計定位裝置 根據(jù)六點定位原則，通過分析工序圖確定工件以椎孔定位，定位元件為心軸。 （3）確定工件的夾緊方式，設(shè)計夾緊裝置 常用的夾緊機構(gòu)有斜楔夾緊、螺旋夾緊、偏心夾緊、鉸鏈夾緊等。根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)，加工方法其因素確定為螺旋夾緊。 （4）確定引導(dǎo)元件

20、（鉆套的類型及結(jié)構(gòu)尺寸） 鉆套的類型有固定式鉆套、可換式鉆套、快換式鉆套、特殊式鉆套，根據(jù)工件加工量確定為可換式鉆套。 （5）夾具精度分析與計算 （6）繪制夾具總圖3.2.3 主要工作程序：（1）零件本工序的加工要求分析（2）確定夾具類型（3)擬定定位方案和選擇定位元件（4)確定夾緊方案（5)確定引導(dǎo)元件(鉆套的類型及結(jié)構(gòu)尺寸)（6)夾具精度分析與計算（7)繪制夾具總圖（8)繪制夾具零件圖樣（9） 編寫設(shè)計說明書3.3 確定并標(biāo)注有關(guān)尺寸、配合及技術(shù)要求：3.3.1 夾具總裝配圖上應(yīng)標(biāo)注的尺寸：（1）工件與定位元件間的聯(lián)系尺寸，例如，工件基準孔與夾具定位銷的配合尺寸。（2）夾具與刀具的聯(lián)系尺寸，例如，對刀塊與定位元件之間的位置尺寸及公差，鉆套。錘套與定位元件之間的位置尺寸及公差。 （3）夾具與機床聯(lián)接部分的尺寸，對于銑床夾具是指定位鍵與銑床工作臺T型槽的配合尺寸及公差，對于車、磨床夾具指的是夾具聯(lián)接到機床主軸端的聯(lián)接尺寸及公差。（4）夾具內(nèi)部的聯(lián)系尺寸及關(guān)鍵件配合尺寸，例如，定位元件間的位置尺寸，定位元件與夾具體的配合尺寸等。（5）夾具外形輪廓尺寸。3.3.2 確定夾具 技術(shù)條件在裝配圖上需要標(biāo)出與工序尺寸精度直接有關(guān)的下列各有關(guān)夾具元件之間的相互位置精度要求：（1） 定位元件之間