课程设计（论文）_ca6140车床拨叉夹具设计说明书

目录序言一、零件分析（一）零件的作用2（二）零件的工艺分析2二、工艺规程设计（一）计算生产纲领，确定生产类型4（二）选择毛坯4（三）制定工艺过程4三、确立切削用量及基本工时9四、夹具的设计（一）问题的提出26（二）夹具设计26五、总结29参考文献30序言夹具设计作为高等工科院校教学的基本训练科目，在毕业设计中占着极其重要的位置。夹具结构设计在加深课程基本理论的理解工程实际问题能力的培养发面发挥着极其重要的作用。因此，选择拨叉的夹具设计能很好的综合的考查我们大学三年来所学的知识。本次所选拨叉的工艺分析及夹具设计内容主要包括拨叉工艺路线的确定，夹具方案的优选，装配图、零件图的绘制以及设计说明书的编写等。夹具是工艺装备的主要组合部分，在机械制造中占有重要地位，夹具对保证产品质量，提高生产效率，减轻劳动强度，缩短产品生产周期等都具有其重要意义。随着先进制造技术的发展和市场竞争的加剧，传统的夹具设计方式已成为企业中产品快速上市的瓶颈，各企业迫切需要提高夹具设计的效率。本次设计的CA6140车床的拨叉位于车床变速机构中，主要起换挡，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的孔与操纵机构相连，20M而下方的半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通50M过上方的力拨动下方的齿轮变速。两零件铸为一体，加工时分开。一、零件分析（一）零件的作用拨叉零件主要用在操纵机构中，比如改变车床滑移齿轮的位置，实现变速；或者应用于控制离合器的啮合、断开的机构中，从而控制横向或纵向进给。CA6140车床的拨叉，位于机床变速机构中，主要起换挡，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需要的速度和扭矩的作用。零件上方的孔与操纵机构相连，而下方20的半圆孔则是用于与所控制的齿轮所在的轴接触，通过上50方的力拨动下方的齿轮变速。通过对该零件的重新绘制，知道图样的视图正确，完整尺寸，公差及技术要求齐全。的孔要求精度较。要进行精铰20能达到粗糙度要求。该零件结构，对基准的选择要求高，零件材料选用灰口铸铁HT190。由于零件毛坯的几何特征，故将两个零件的毛坯铸为一体，加工后切断，直接获得两个零件。（二）零件的工艺分析CA6140车床拨叉结果比较简单，其主要加工的位置就是20的孔及该孔的上、下端面，50孔以及该孔的上、021502下端面，以及下端一个47的斜凸台。以20为中心的加工表面这一组加工表面包括20的孔及该孔的上、下端面，上端面与孔有位置要求，孔壁021上有一个装配时钻铰的锥孔，一个M8的螺纹孔。下端面有一个47的斜凸台。这三个都没有过高的位置要求。以50为中心的加工表面这一组加工表面包括50的502孔及该孔的上、下端面。以20为中心的加工表面和以50为中心的加工表面有一定的位置度要求，即50的孔上下两个端面与20的孔502021有垂直度要求。由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。二、工艺规程设计（一）计算生产纲领，确定生产类型零件CA6140拨叉831008，该产品年产量为5000件，其设备品率为2，机械加工的废品率为3N1A500011235250（件）NQ零件生产年产量为5250件，该产品属于轻型机械，生产类型为中批量生产。（二）选择毛坯零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故选择木摸手工砂型铸件毛坯。查机械制造工艺设计简明手册第41页表225,选用铸件尺寸公差等级为CT12。（三）制定工艺过程1基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。（1）粗基准的选择以零件的小头上端面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。（2）精基准的选择考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔外圆柱表面为辅助的定位精基准。2零件表面加工方法的选择本零件的加工面有端面、内孔、槽及小孔等，材料为HT200。参考有关资料，其加工方法选择如下（1）20孔上、下端面为未注公差尺寸，根据GB180079规定其公差等级按IT14，表面粗糙度为RA32,需进行粗M铣和精铣。（2）50孔上端面公差等级为IT6，表面粗糙度为RA32，粗车即可达到。M（3）50孔公差等级为IT7，表面粗糙度为RA32，毛坯孔已铸出，需粗车和精车。（4）20孔公差等级为IT7，表面粗糙度为RA16，M需钻、扩、铰、精铰。（5）8锥孔公差等级为IT7，表面粗糙度为RA16，需钻、扩、铰、精铰。M（6）47斜肩为未注公差尺寸，根据GB180079规定其公差等级按IT14，表面粗糙度为RA125,需进行粗铣。（7）M6螺纹孔需钻孔后攻螺纹。3制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以为，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。1工艺路线方案一工序一粗铣、精铣20孔上端面。工序二钻、扩、铰、精铰20、50孔。工序三粗铣、精铣50孔上端面工序四粗铣、精铣50、20孔下端面。工序五切断。工序六钻8孔（装配时钻铰锥孔）。工序七钻一个4孔，攻M6螺纹。工序八铣47凸台。工序九检查。上面工序加工效率较高，但同时钻三个孔，对设备有一定要求。2工艺路线方案二工序一粗铣、精铣20孔上端面。工序二粗铣、精铣20孔下端面。工序三钻、扩、铰、精铰20孔。工序四钻、扩、铰、精铰50孔。工序五粗铣、精铣50孔上端面工序六粗铣、精铣50孔下端面。工序七切断。工序八钻8孔（装配时钻铰锥孔）。工序九钻一个4孔，攻M6螺纹。工序十铣47凸台。工序十一检查。上面工序可以适合大多数生产，但效率较低。3工艺路线方案工序一粗铣、精铣50、20孔下端面。工序二粗铣、精铣50孔上端面。工序三钻、扩、铰、精铰50孔。工序四粗铣、精铣20孔上端面。工序五钻、扩、铰、精铰20孔。工序六钻8孔（装配时钻铰锥孔）。工序七钻4孔并攻M6螺纹。工序八铣47凸台。工序九切断。工序十检查。工艺路线方案三相对于工艺路线方案一和方案二少了几步，最后切断，这样两个工件同时加工，节省了时间也提高了生产率。因此选定方案三为最优方案。4确定铸件加工余量及形状查机械制造工艺设计简明手册第41页表225，选用加工余量为MAH级，并查表224确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选用及加工余量，如下表所示1圆柱表面工序尺寸前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下表一圆柱表面工序尺寸工序余量加工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度最小最大铸件100CT120254粗铣80IT12086338841350IT7半精铣20IT10523210125钻18IT11108178918扩18IT10496308450942粗铰014IT8033200280086520IT7精铰006IT7211600140042平面工序尺寸表二平面工序尺寸工序余量工序号工序内容加工余量基本尺寸经济精度工序尺寸偏差最小最大铸件70CT123502粗铣50孔上端面10135IT120203粗铣20孔下端面25345IT120251577503精铣20孔下端面10335IT803075128304粗铣20孔上端面2531IT120251577504精铣20孔上端面10300IT8030751283三、确立切削用量及基本工时工序一以32外圆为粗基准，粗铣、半精铣20孔及50孔下端面。1粗铣底平面以32外圆为粗基准，粗铣孔及孔下端面205加工条件工件材料HT200,B018GPA,HB240,铸件；工件尺寸L176MM，。MAX7E机床X5120立式铣床。刀具YG6硬质合金钢端铣刀。铣削宽度,深度,齿60EA6P数Z12,齿数Z12,故据机械加工工艺手册表9225，取刀具直径DO125MM。根据9227，选择刀具前角5后角08，副后角10，刃倾角15,主偏角60,00SRK过渡刃30,副刃5。/2RKRK切削用量A确定铣削深度PA因为切削量较小，故可以选择25MM，一次走刀即可完成。PAB由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用对称端铣，以提高加工效率。根据简明机械加工工艺手册使用YG6硬质合金端铣刀加工，机床的功率为15KW（立铣5120）故每齿进给量0102MM/Z，由于是对FA称铣，选择02MM/Z。FAC确定刀具的寿命及磨钝标准根据金属切削手册表2776，铣刀刀齿后刀面最大磨损为15MM。由于铣刀直径125MM，查得刀具使用寿命0DT180MIN。D计算切削速度和每分钟的进给量按简明机械加工工艺手册，表277，125MM，Z12，0D75，各修正系数10，08，02，PAVKAVVQRC203，25，015，02，035，72，XFYWAVU02,0,T180MINV，OVCVPMPZECDQVKTAXFYUZ算得793MM/S，N120R/MIN28/FFNSE校验机床功率查金属切削手册11KW,而机床所能提CP供功率为，故校验合格。CMP计算基本工时17616/288066MIN。/MFTLV（2）精铣底平面以32外圆为粗基准，精铣底平面机床X5120立式铣床。刀具YG6硬质合金钢端铣刀。铣削宽度,深度,齿60EA6P数Z12,故据机械加工工艺手册表9225，取刀具直径DO125MM。根据9227，选择刀具前角5后角8，00副后角10，刃倾角15,主偏角60,过渡刃0SRK30,副刃5。/2RKRK切削用量A确定铣削深度PA因为切削量较小，故可以选择10MM，一次走刀即可完成。PA2）由于本工序为精加工，尺寸精度和表面质量要考虑，根据简明机械加工工艺手册使用YG6硬质合金端铣刀加工，机床的功率为15KW（立铣5120）故每齿进给量0102MM/Z，选择01MM/Z。FAFAB确定刀具的寿命及磨钝标准根据金属切削手册表2776，铣刀刀齿后刀面最大磨损为15MM。由于铣刀直径125MM，查得刀具使用寿命0DT180MIN。C计算切削速度和每分钟的进给量按简明机械加工工艺手册，表277，125MM，Z12，0D75，各修正系数10，08，02，PAVKAVVQRC203，25，015，01，035，72，XFYWAVU02,0,T180MINV，OVCVPMPZECDQVKTAXFYUZ算得89MM/S，N120R/MIN14/FFNSD校验机床功率查金属切削手册11KW,而机床所能提CP供功率为，故校验合格。CMP计算基本工时176142/144133MIN012/MFFTLVLV工序二以工件下端面为基准，粗、精铣50上端面。（1）加工条件查切削用量手册表32工件材料HT200，B018GPAHB240，铸造。机床XA5032卧式铣床。刀具W18CR4V硬质合金钢端铣刀，牌号YG6。铣削宽度,A72M所以取。A90M铣削深度,刀具直径，取，P60125D01D齿数Z12。（2）切削用量铣削深度因为切削量较小，故可以选择，两次走刀即可完成PA15M所需长度。每齿进给量机床功率为75KW。查切削用量手册表35，取。0153M/ZF03M/ZF查后刀面最大磨损及寿命查切削用量手册表37后刀面最大磨损为1020MM，所以耐用度T180MIN。计算切削速度查切削用量手册表313查得，。CV10M/SN281R/IFV378M/S据XA5032铣床参数，。C0/IN选择FC5/则实际切削速度,实际进给C345942/I量为。ZCFV/N01/Z校验机床功率查切削用量手册表317、321、320机床所能提供功率为。CMCP563KWP27K校验合格。计算基本工时，公式中L31751MM，所以MFTL/VLLY。19IN工序三以底面和32外圆为基准，钻、扩、铰、精铰50孔，保证孔的精度达到IT7。1选择钻头查高速钢钻头切削部分的几何形状表21、22。选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时，孔深L12MM通OD48M孔，钻头采用精度为IT7，钻头采用双横刃磨法，后角，01二重刃长度，横刃长，弧面长度，B1MB5ML9M棱带长度。L3高速钢钻头的几何参数切削铸铁，20302选择切削用量决定进给量查切削用量简明手册第三版表27、28、29按加工要求选择，RMF/210按钻头强度选择按机床强度选择53/F最终决定选择Z550机床已有的进给量。RMF/40经校验校验成功。MAX24016FFF钻头磨钝标准及寿命查切削用量简明手册第三版表212后刀面最大磨损限度为0812MM，寿命T140MIN。扩孔后刀面最大磨损限度为0914MM，寿命T60MIN铰和精铰孔后刀面最大磨损限度为0609MM，寿命T120MIN切削速度查切削用量简明手册第三版表213、21420/MINCV修正系数,1TVK0MV1TVK0X1VKAPV所以。2/INC0136MSNRD机床实际转速为MIN/125RNC故实际的切削速度RDVS/80检验机床扭矩及功率查切削用量简明手册第三版表220、223所以NMMC362N2814MCM故满足条件，校验成立。KWPKE954（3）计算工时IN03127NFLTM所有工步同时进行。用同样的方法校验得扩钻孔时，IN/125RRMF/40MIN/519VCD7490铰孔孔时，IN/125RRF/40IN/619VCD9340精铰孔时，MIN/125RRF/40MIN/619VC750ITD工序四以32外圆为粗基准，20孔下端面为精基准，粗铣、半精铣20上端面。1粗铣20孔上端面以50孔的底平面为基准，粗铣20孔上端面机床X5120立式铣床。刀具YG6硬质合金钢端铣刀。铣削宽度,深度,齿6EA6P数Z12,故据机械加工工艺手册表9225，取刀具直径80MM。根据9227，选择刀具前角5后角8，0D00副后角10，刃倾角15,主偏角60,过渡刃0SRK30,副刃5。/2RKRK切削用量A确定铣削深度PA因为切削量较小，故可以选择25MM，一次走刀即可完成。PA2）由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用对称端铣，以提高加工效率。根据简明机械加工工艺手册使用YG6硬质合金端铣刀加工，机床的功率为15KW（立铣5120）故每齿进给量0102MM/Z，由于是对FA称铣，选择02MM/Z。FAB确定刀具的寿命及磨钝标准根据金属切削手册表2776，铣刀刀齿后刀面最大磨损为15MM。由于铣刀直径DO80MM，查得刀具使用寿命T180MIN。C计算切削速度和每分钟的进给量按简明机械加工工艺手册，表277，125MM，Z12，0D75，各修正系数10，08，02，PAVKAVVQRC203，25，015，01，035，32，XFYWAVU02,0,T180MINV，OVCVPMPZECDQVKTAXFYUZ算得508MM/S，N120R/MIN28/FFNSD校验机床功率查金属切削手册11KW,而机床所能提CP供功率为，故校验合格。CMP计算基本工时1766/288063MIN。/MFTLV2以50孔的底平面为基准，精铣20孔的上端面机床X5120立式铣床。刀具YG6硬质合金钢端铣刀。铣削宽度,深度,齿60EA6P数Z12,故据机械加工工艺手册表9225，取刀具直径80MM。根据9227，选择刀具前角5后角8，0D00副后角10，刃倾角15,主偏角60,过渡刃SRK30,副刃5。/2RKRK切削用量A确定铣削深度PA因为切削量较小，故可以选择10MM，一次走刀即可完PA成。由于本工序为精加工，尺寸精度和表面质量要考虑，根据简明机械加工工艺手册使用YG6硬质合金端铣刀加工，机床的功率为15KW（立铣5120）故每齿进给量，选择02MM/Z。012/FAMZFAB确定刀具的寿命及磨钝标准根据金属切削手册表2776，铣刀刀齿后刀面最大磨损为15MM。由于铣刀直径DO80MM，查得刀具使用寿命T180MIN。C计算切削速度和每分钟的进给量按简明机械加工工艺手册，表277，125MM，Z12，0D75，各修正系数10，08，02，PAVKAVVQRC203，25，015，01，035，32，XFYWAVU02,0,T180MINV，OVCVPMPZECDQVKTAXFYUZ算得508MM/S，N120R/MIN28/FFNSD校验机床功率查金属切削手册11KW,而机床所能提CP供功率为，故校验合格。CMP计算基本工时1766/144126MIN012/MFFTLVLV工序五以20孔外圆为粗基准，钻、扩、铰、精铰20孔，保证垂直度误差不超过005MM,孔的精度达到IT7。1基本切削数据钻孔工步A被吃刀量的选择取。18PAMB进给量的确定由表5227，选取该工步的每转进给量RMF/20。C切削速度的计算由表5227，按工件材料为HT200的条件选取，切削速度V可取。18/IN由DVN/1可求得该工序钻头转速MIN/5318R。参照表497所列Z550型立式钻床的主轴转速，取转速I/35R。再将此转速代入公式DVN/10，可求出该工序的实际钻削速度。198VM扩孔工步A背吃刀量的确定取。8PAMB进给量的确定由表5237，选取该工步的每转进给量RF/60。C切削速度的计算由表5247，切削速度V可取为MIN9。由公式，可求得该工序铰刀转速10/VDI/62R。参照表497所列Z550型立式钻床的主轴转速，取转速IN/4N。再将此转速代入公式，可求出该工序的实际10/NVD切削速度。87/MIV粗铰工步A背吃刀量的确定取。4PAMB进给量的确定由表5317，选取该工步的每转进给量。10/FRC切削速度的计算由表5317，切削速度。4/MINV由公式DVN/10，可求该工序铰刀转速。639R参照表497所列Z550型立式钻床的主轴转速，取转速MI/63R。再将此转速代入公式DVN/10，可求出该工序的实际切削速度I/9V。精铰工步A背吃刀量的确定取。6PAMB进给量的确定由表5317，选取该工步的每转进给量RMF/01。C切削速度的计算由表5317，切削速度V可取为MIN/6。由公式DVN/，可求得该工序铰刀转速I/59RN。参照表497所列Z550型立式钻床的主轴转速，取转速I/89R。再将此转速代入公式DVN/10，可求出该工序的实际切削速度MI/65V。2时间定额的计算基本时间A钻孔工步根据表5417，钻孔的基本时间可由公式NNJFLFLT21，求得式中MLL1,202。MKDLR854COT8COT1。F/0，IN/31R。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间SRTJ234570IN/312083。B扩孔工步根据表5417，扩孔的基本时间可由公式NNJFLFLT21求得式中MLL1,302，KDLR945COT89COT21。IN/,/60RMF。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间SRTJ3IN05I/140/60/193C粗铰工步根据表5417，铰圆柱孔的基本时间可由公式NNJFLFL21求得，式中21,L由表5427，按1RK，MMDDAP07/894/的条件查得LL5,37021，而IN/63,/,3FL，将上述结果代入公式，则该工序的基本时间SRTJ24I70IN/6/01/D精铰工步根据表5417，可由公式NNJFLFLT1求的该工序的基本时间。21,L由表542，按15RK。MMDDAP032/9420/的条件查得LL3,901，而IN/8,/3RFM将上述结果代入公式，则该工序基本时间SRTJ429IN0I/89/01/辅助时间JFTT0215，取JFTT5，钻孔辅助时间SJFZ34。扩孔辅助时间STJFK4501，粗绞辅助时间JFC862，精绞辅助时间TTJFJ1950，布置工作地点时间BT是作业时间的27，取3，休息和生理需要时间X是作业时间的24，取3。各工序的其他辅助（BT）可按关系式（33）FJTT计算。单件时间单件钻孔417S513206TTTTFJFJFJXBDZTT单件扩孔时间37S45016TTT3TFJFJFJXBDKTT单件粗绞时间S725486310TTTTFJFJFJXBDCTT单件精绞时间S8531429106TTT3TFJFJFJXBDTT单件加工时间STTTDJCDKZD913。3校验扭矩功率NMMC60，N24，所以MCM，故满足条件，校验成立。172EPKWP工序六以20孔为精基准，钻8孔（装配时钻铰锥孔）。1选择刀具机床Z512台钻刀具选择高速钢麻花钻钻头，钻头直径，后角8ODM。045高速钢钻头的几何参数，。1245450302选择切削用量决定进给量查切削用量简明手册第三版表27、29、210按加工要求选择，0364/FMR按钻头强度选择，72按机床强度选择，81/F最终决定选择机床已有的进给量。04/FR经校验校验成功。钻头磨钝标准及寿命查切削用量简明手册第三版表212后刀面最大磨损限度为0508MM，寿命。35MINT切削速度查切削用量简明手册第三版表213，14/MINCV修正系数，0TVK01MVTVK10XV1VK。APV故。14/MINCV，05732/ISNRD机床实际转速为，460NC故实际的切削速度。1/MISDV检验机床扭矩及功率，故满足条件，校验成立。MCMECP3计算工时。4204IN136LTNF工序七以20孔为精基准，钻一个4孔，攻M6螺纹。1选择刀具选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时DO4MM，后角，O16二重刃长度，。B35M12045302选择切削用量决定进给量查切削用量简明手册第三版表27、29、210按加工要求选择，RMF/0218按钻头强度选择，5按机床强度选择，F/3最终决定选择机床已有的进给量。RF/20经校验校验成功。钻头磨钝标准及寿命查切削用量简明手册第三版表212后刀面最大磨损限度为0508MM，寿命。MIN20T切削速度查切削用量简明手册第三版表213。RMVC/18修正系数，01TVK01MVTVK01XV1VK。APV所以，。RMC/8MIN/4320RDNS机床实际转速为，I/136C故实际的切削速度。RVS/170检验机床扭矩及功率，故满足条件，校验成立。MCMECP3计算工时。MIN021364NFLT螺纹钻削由于没有手册可查，故以钻削切削用量及其他钻螺纹工序估算。祥见工艺卡片。工序八以20孔为精基准，铣47凸台。1选择刀具机床X62卧式铣床刀具高速钢直齿三面刃铣刀。根据表21392，铣削深度6MM，三面刃铣刀直径PA80MM，20MM。由于采用标准高速钢铣刀，故齿数0DWAZ18。由于HBS在150220之间，故选择。0001,2,6,15,0RR2选择切削用量铣削深度由于铣削量不大，故可在一次走刀内切完，则6MM。PA每齿进给量根据表21892查得008MM/Z。FA铣刀磨钝标准及刀具寿命根据表21752，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为15MM，由于铣刀直径125MM，故刀具寿命T120MIN。（表21762）0D决定切削速度和每分钟进给量CVFV切削速度可根据公式求出。C0VVQRXYUPMPFWCDVKTAZ由表21772查得，40,2,01,4,5,1,05VVVVVVCQXM解得257M/MIN。C各修正系数查表21792得。91,6,7,6MPPMMVMPSVAVAKKK故2570915107/INCVK。04/IN38NRD。6/IFFAZ根据说明书取475/MINRFNRV因此，实际切削速度和每齿进给量为CV031487512/MIN0RFFDNVAZZ校验机床功率根据表320（金属切削用量简明手册）近似为。08CPKW根据说明书，机床主轴允许的功率为。75563CM故，因此所选择的切削用量可以采用，即M6,75/MIN,475/IN,12/MIN,08/PFCFAVRVAZ3计算基本工时由表21992查得，100WWWLDDAA（）解得。284953IN7MT工序九以20孔为基准,铣断。1选择锯片铣刀D160MM，L4MM，中齿，Z40。采用X61卧式铣床。2选择切削用量查切削手册，选择进给量为ZMF/10，切削速度为MIN/27V，则IN/5416010RDNWS。根据简明手册表4239，取IN/10RW，故实际切削速度为MI/25108VW。此时工作台每分钟进给量F应为IN/40NZFWZM。查切削手册表4240，刚好有I/FM。3计算切削基本工时I254037FYLTM。工序十检查。四、夹具的设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用卡具。经过与指导老师和小组同学协商，决定设计第五道工序，钻20孔的钻床夹具。本夹具用于Z550立式钻床，对两个孔分别进行加工。（一）问题的提出本夹具主要用来钻20孔，此孔为通孔且有精度等级要求，保证其内表面粗糙度为16UM，并将垂直度控制在005MM之内。所以在本道工序加工时，既要考虑如何保证精度和垂直度，同时尽可能降低成本。为了提高劳动生产率，降低劳动强度，所以为了满足该要求，采用快速钻套提高钻孔的速度，能够提高加工效率。（二）夹具设计1定位基准的选择由零件图可知，此孔有精度要求并与其上下断面均有一定的垂直度要求，在本工艺中上下端面已铣并达到一定的精度，故采用20孔的上端面为主要定位基准，所以其尺寸可由V型块卡紧和大平面保证。2切削力和夹紧力的计算钻头每一次切削都产生切削力，包括切向力（主切削力）、背向力（径向力）和进给力（轴向力）。当左右切削刃对称时，背向力抵消，最终对钻头产生影响的是进给力与切削扭矩FF。钻削时轴向力计算公式为CM刀具高速钢麻花钻由机械制造工艺与机床夹具课程设计指导表37中钻削时轴向力108422653421FFZYFFFCDKN其中安全系数134FK1为基本安全系数15K2为加工性质系数10K3刀具钝化系数110K4为切削特点系数（断续切削）10可知,钻削时的主要切削力为钻头的切削方向,即垂直于定位基准面,在一侧只需要采用浮动V型块对中，而中间的孔用50压板配合M12的螺栓螺母压紧后本夹具即可安全工作。由于浮动V型块是通过螺杆和弹簧连接在工作台上的，因此浮动V型块只起到定位对中的作用，不受力的作用，也不提供夹紧力。而夹紧力由螺杆套在一起的弹簧提供。夹紧力的计算螺钉的夹紧力计234421568843NJFK弹簧的夹紧力计JFK为安全系数，一般取K153查机械制造技术基础课程设计指导教程F计327N计20327654NJ3定位误差分析一批工件在卡具中定位时，各个工件所占据的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成误差，即工件定位时造成的加工表面相对工序基准的误差。形成原因有两个，一是由于定位基准与设计基准不重合而造成。二是定位基准与限位基准不重合而造成。定位元件尺寸以及公差的确定。本夹具主要定位元件为定位销和小平面。其中定位销和小平面保证了孔的尺寸精度本工序采用20孔及50孔下端面定位，工序基准与定位基准重合，故其基准不重合为0，在本工序主要考虑定位销和浮动V形块得定位误差。定位销的定位误差分析2516817DWDDTS定位基孔与定位销间的最小间隙S浮动V形块定位误差因为该浮动V形块只起到自动定心的作用，因此其误差为自由误差。零件图规定大孔与小孔的中心距为72MM采用自动对中夹具后,定位误差取决于起对中作用的浮动V型块、螺杆以及滑块的制造误差同时,浮动V型块利用调整螺钉进行调整并加装钻套后,钻孔后的误差只有009MM在后续的铣断工序中,利用中间大孔定位,孔壁与定位