孔加工常用工艺装备(4)
(二)钻夹具设计要点1.钻模类型的选择
钻模类型很多,在设计钻模时,首先要根据工件的形状、尺寸、重量和加工要求,并考虑生产批量、工厂工艺装备的技术状况等具体条件,选择钻模类型和结构。在选型时要注意以下几点:
(1)工件被加工孔径大于10mm时,钻模应固定在工作台上(特别是钢件)。因此其夹具体上应有专供夹压用的凸缘或凸台。
(2)当工件上加工的孔处在同一回转半径,且夹具的总重量超过100N时,应采用具有分度装置的回转钻模,如能与通用回转台配合使用则更好。
(3)当在一般的中型工件某一平面上加工若干个任意分布的平行孔系时,宜采用固定式钻模在摇臂钻床上加工。大型工件则可采用盖板式钻模在摇臂钻床上加工。如生产批量较大,则可在立式钻床或组合机床上采用多轴传动头加工。
(4)对于孔的垂直度允差大于0.1mm和孔距位置允差大于±0.15mm的中小型工件,宜优先采用滑柱式钻模,以缩短夹具的设计制造周期。
2.钻套类型的选择和设计
钻套和钻模板是钻夹具上的特殊元件。钻套装配在钻模板或夹具体上,其作用是确定被加工孔的位置和引导刀具加工。
(1)钻套的类型
根据钻套的结构和使用特点,主要有四种类型。
①固定钻套
图7-56所示为固定钻套的两种形式(图a为无肩,图b为带肩),该类钻套外圆以H7/n6或H7/r6配合,直接压入钻模板上的钻套底孔内。在使用过程中若不需要更换钻套(据经验统计,钻套一般可使用1000~12000次),则用固定钻套较为经济,钻孔的位置精度也较高。
②可换钻套
当生产批量较大,需要更换磨损的钻套时,则用可换钻套较为方便,如图7-57所示。可换钻套装在衬套中,衬套是以H7/n6或H7/r6的配合直接压入钻模板的底孔内,钻套外圆与衬套内孔之间常采用F7/m6或F7/k6配合。当钻套磨损后,可卸下螺钉,更换新的钻套。螺钉还能防止加工时钻套转动或退刀时钻套随刀具拔出。
③快换钻套
当被加工孔需依次进行钻、扩、铰时,由于刀具直径逐渐增大,应使用外径相同而内径不同的钻套来引导刀具,这时使用快换钻套可减少更换钻套的时间,如图7-58所示。快换钻套的有关配合与可换钻套的相同。更换钻套时,将钻套的削边处转至螺钉处,即可取出钻套。钻套的削边方向应考虑刀具的旋向,以免钻套随刀具自行拔出。
以上三类钻套已标准化,其结构参数、材料和热处理方法等,可查阅有关手册。
④特殊钻套
由于工件形状或被加工孔位置的特殊性,有时需要设计特殊结构的钻套,如图7-59所示。
在斜面上钻孔时,应采用图7-59a所示的钻套,钻套应尽量接近加工表面,并使之与加工表面的形状相吻合。如果钻套较长,可将钻套孔上部的直径加大(一般取0.1mm),以减少导向长度。
在凹坑内钻孔时,常用图7-59b所示的加长钻套(H为钻套导向长度)。图7-59c、d为钻两个距离很近的孔时所设计的非标准钻套。
(2)钻套内孔的基本尺寸及公差配合的选择
①钻套内孔
钻套内孔(又称导向孔)直径的基本尺寸应为所用刀具的最大极限尺寸,并采用基轴制间隙配合。钻孔或扩孔时其公差取F7或F8,粗铰时取G7,精铰时取G6。若钻套引导的是刀具的导柱部分,则可按基孔制的相应配合选取,如H7/f7、H7/g6或H6/g5等。
②导向长度H
如图7-60所示,钻套的导向长度H对刀具的导向作用影响很大,H较大时,刀具在钻套内不易产生偏斜,但会加快刀具与钻套的磨损;H过小时,则钻孔时导向性不好。通常取导向长度H与其孔径之比为:H/d=1~2.5。当加工精度要求较高或加工的孔径较小时,由于所用的钻头刚性较差,则H/d值可取大些,如钻孔直径d
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