设计镗床专用夹具的优化方案

镗床夹具也采用镗套作为引导元件，因此，镗床夹具又称为镗模。镗模的加工精度较高，主要用于箱体类工件的精密孔系加工。采用镗模后，可以不受镗床精度的影响而加工出具有较高精度要求的工件。镗模不仅广泛应用于镗床和组合机床中，还可以用在通用机床（如车床、铣床和钻床等）上加工具有较高精度要求的孔及孔系。

1）镗模的类型

按镗套布置形式的不同，可将镗模分为单支承引导镗模和双支承引导镗模两类。

（1）单支承引导镗模。单支承引导镗模中只有一个镗套作引导元件，镗杆与机床主轴刚性连接。使用这种镗模加工时，主轴的回转精度会影响镗孔精度。单支承引导镗模的引导方式主要有单支承前引导和单支承后引导两种。

①单支承前引导：如图5-73（a）所示，镗套在镗杆前端，加工面在中间。这种支承形式适用于加工D＞60 mm，且l＜D的通孔。一般镗杆的引导部分直径d＜D，因此，引导部分直径不受加工孔径大小的影响。

②单支承后引导：如图5-73（b）所示，加工面在镗杆的前端，镗套在中间。这种支承形式适用于加工D＜60 mm的通孔或盲孔。

图5-73　单支承引导镗模

（a）单支承前引导；（b）单支承后引导

当孔的长度l＜D时，可使刀具引导部分直径d＞D。这样，镗杆的刚度好，加工精度高；且在换刀具时，可以不用更换镗套。

当孔的长度l＞D时，应使刀具引导部分直径d＜D，以便镗杆引导部分可伸入加工孔，从而缩短镗套与工件之间的距离及镗杆的悬伸长度。

为便于排屑、更换刀具、装卸和测量工件等，单支承引导镗模的镗套与工件之间的距离h一般在20～80 mm，常取h=（0.5～1）D。

（2）双支承引导镗模。双支承引导镗模上有两个镗套作引导元件，镗杆与机床主轴采用浮动连接，镗孔的位置精度取决于镗套的精度，与机床主轴的回转精度无关。

双支承引导镗模的引导方式主要有前后双支承引导和双支承后引导两种，如图5-74所示。

①前后双支承引导：如图5-74（a）所示，镗模的两个支承分别在刀具的前方和后方。这种支承形式适用于加工孔径较大、孔的长径比l/D＞1.5的通孔或孔系，加工精度较高，但更换刀具不方便。当镗套间距L＞10d时，应增加中间支承，以提高镗杆刚度。

②双支承后引导：如图5-74（b）所示，镗模的两个支承设在刀具的后方。这种支承形式便于装卸工件和刀具，也便于观察和测量，其适用性与单支承后引导相似。为保证导向精度，一般应使L1＜5d，L2＞（1.25～1.5）l。

图5-74　双支承引导镗模

（a）前后双支承引导；（b）双支承后引导

2）镗模的设计要点

（1）镗套。按结构的不同，可将镗套分为固定式镗套和回转式镗套。

①固定式镗套。固定式镗套在加工过程中不随镗杆一起转动，其结构与快换钻套相似，如图5-75所示。它有两种形式：图5-75（a）所示为不带油杯和油槽形式，图5-75（b）为带油杯和油槽形式。(www.xing528.com)

图5-75　固定式镗套

（a）不带油杯和油槽；（b）带油杯和油槽

固定式镗套结构紧凑、精度高，但易磨损，故只适用于低速镗孔，一般镗杆线速度v＜0.3 m/s。固定式镗套的引导长度常取H=（1.5～2）d。

②回转式镗套。回转式镗套在镗孔过程中随镗杆一起转动，镗杆与镗套之间的磨损大大减少，故其适用于高速镗孔。

回转式镗套有滑动式和滚动式之分，图5-76（a）和图5-76（b）为滑动式，图5-76（c）为滚动式。

图5-76　回转式镗套

滑动回转镗套的引导长度H=（1.5～3）d，滚动回转镗套双支承时引导长度H=0.75d，单支承时与固定式镗套相同。

（2）镗杆。镗杆的引导部分是镗杆和镗套的配合处，按与之配合的镗套不同，可将其分为固定式镗套的镗杆引导部分和回转式镗套的镗杆引导部分两种。

①固定式镗套的镗杆引导部分。固定式镗套的镗杆引导部分有整体式和镶条式两种结构。当镗杆引导部分的直径小于50 mm时，镗杆常采用整体式结构，如图5-77（a）～图5-77（c）所示。其中，图5-77（a）为开油槽的镗杆，图5-77（b）和图5-77（c）分别为开深直槽和螺旋槽的镗杆。

当镗杆引导部分直径大于50 mm时，镗杆常采用镶条式结构，如图5-77（d）所示。

图5-77　固定式镗套的镗杆引导部分

（a）开油槽的镗杆；（b）开深直槽的镗杆；（c）开螺旋槽的镗杆；（d）镶条式镗杆

②回转式镗套的镗杆引导部分。回转式镗套的镗杆引导部分有在镗杆上装平键和在镗杆上开键槽两种形式。其中，图5-78（a）为在镗杆上装平键，键下装有压缩弹簧，键的前部有斜面，适用于有键槽的镗套；图5-78（b）为在镗杆上开键槽，镗杆头部做成的螺旋引导结构，可与装有键的镗套配合使用。

图5-78　回转式镗套的镗杆引导部分

（a）装平键；（b）开键槽

（3）支架和底座。镗模支架和底座为铸铁件，常分开制造，这样便于加工、装配和时效处理。它们应有足够的刚度和强度，以保证加工过程的稳定性；应尽量避免采用焊接结构，宜采用螺钉和销钉刚性连接。

支架在使用中不允许承受夹紧力。支架设计时，除了要有适当的壁厚外，还应合理设置加强筋。

在底座面对操作者一侧应加工有一窄长平面，用于找正基面，以便将镗模安装于工作台上。底座上应设置适当数目的耳座，以保证镗模在机床工作台上安装牢固可靠。底座上还应有起吊环，以便于搬运。