JZ16-LF-03轴承工艺与夹具设计设计说明书

PAGE30PAGEI毕业设计（论文）JZ16-LF-03轴承工艺与夹具设计院系院系专业班级学号姓名指导老师摘要JZ16-LF-03轴承零件加工工艺及夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词：工艺，工序，切削用量，夹紧，定位，误差目录摘要 II目录 III第1章序言 1第2章零件的分析 22.1零件的形状 22.2零件的工艺分析 2第3章工艺规程设计 33.1确定毛坯的制造形式 33.2定位基准的选择零件表面加工方法的选择 33.3制定工艺路线 43.4选择加工设备和工艺装备 63.4.1机床选用 63.4.2选择刀具 63.4.3选择量具 63.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 6第4章确定切削用量及基本时间 94.1工序Ⅰ切削用量的及基本时间的确定 94.2工序40掉头,粗车外圆Ø30h7mm及端面 114.3工序50掉头,半精车、精车外圆Ø30h7mm及端面 114.4工序Ⅵ切削用量及基本时间的确定 15第5章钻3-Ø5孔夹具设计 195.1研究原始质料 195.2定位、夹紧方案的选择 205.3切削力及夹紧力的计算 205.4误差分析与计算 225.5定位销选用 235.6钻套、衬套、钻模板设计与选用 245.7确定夹具体结构和总体结构 255.8夹具设计及操作的简要说明 27总结 28致谢 29参考文献 30第1章序言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。JZ16-LF-03轴承零件加工工艺及夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等的基础下，进行的一个全面的考核。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证尺寸证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。第2章零件的分析2.1零件的形状题目给的零件是JZ16-LF-03轴承零件，主要作用是起连接作用。它主要用于轴与轴之间的连接，以传递动力和转矩。零件的实际形状如上图所示，从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单。具体尺寸，公差如下图所示。2.2零件的工艺分析由零件图可知，其材料为HT21-40，具有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。JZ16-LF-03轴承零件主要加工表面为：1.车外圆及端面，表面粗糙度值为3.2。2.车外圆及端面，表面粗糙度值3.2。3.Ø15H7孔，表面粗糙度值1.6。4.半精车侧面，及表面粗糙度值3.2。5.两侧面粗糙度值6.3，法兰面粗糙度值6.3。JZ16-LF-03轴承共有两组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下：

(1)．右端的加工表面：这一组加工表面包括：右端面，Ø47.5mm外圆，倒角钻孔。这一部份只有端面有6.3的粗糙度要求(2).左端面的加工表面：这一组加工表面包括：左端面；Ø30h7mm及端面，粗糙度为1.6；第3章工艺规程设计本JZ16-LF-03轴承假设年产量为10万台，每台车床需要该零件1个，备品率为19%，废品率为0.25%，每日工作班次为2班。该零件材料为HT21-40，考虑到零件在工作时要有高的耐磨性，所以选择铸造。依据设计要求Q=100000件/年，n=1件/台；结合生产实际，备品率α和废品率β分别取19%和0.25%代入公式得该工件的生产纲领N=2XQn(1+α)（1+β)=238595件/年3.1确定毛坯的制造形式零件材料为HT21-40，考虑到零件在使用过程中起连接作用，分析其在工作过程中所受载荷，最后选用铸造，以便使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。年产量已达成批生产水平，而且零件轮廓尺寸不大，可以采用铸造，这从提高生产效率，保证加工精度，减少生产成本上考虑，也是应该的。3.2定位基准的选择零件表面加工方法的选择待加工的两零件是盘状零件，孔是设计基准（也是装配基准和测量基准），为避免由于基准不重合而产生的误差，应选孔为定位基准，即遵循“基准重合”的原则。具体而言，即选Ø15mm的孔及其一端面作为精基准。由于待加工的两零件全部表面都需加工，而孔作为精基准应先进行加工，对主动端而言，应选面积较大的外圆及其端面为粗基准；对从动端而言，应选面积较大Ø90mm的外圆及其端面为粗基准。待加工的两零件的加工面有外圆、内孔、端面、键槽、锥孔，材料为30CrMnSi钢。以公差等级和表面粗糙度要求，参考相关资料，其加工方法选择如下。（1）Ø47.5mm的外圆面为未注公差尺寸，根据GB1800—79规定其公差等级按IT14,表面粗糙度为Ra6.3um，粗车即可（表5-14（2）Ø30mm的外圆面为未注公差尺寸，根据GB1800—79规定其公差等级按IT14,表面粗糙度为Ra1.6um（3）3-Ø5孔，沉孔∅10深3.5为未注尺寸公差，根据GB1800—79规定其公差等级按IT14,表面粗糙度为Ra6.3um，需进行钻孔（表5-15）。（4）Ø15mm的内孔，公差等级为IT8,表面粗糙度为Ra1.6um，需进行钻扩铰（表5-15（6）端面本零件的端面为回转体端面，尺寸精度的都要求不高，表面粗糙度为Ra6.3um,粗车即可。3.3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。在生产纲领已经确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。3.3.1工艺路线方案一10 铸造 铸造出毛坯20 热处理 毛坯热处理，时效处理30 车 粗车外圆Ø47.5mm及端面40 车 掉头,粗车外圆Ø30h7mm及端面50 车 掉头,半精车、精车外圆Ø30h7mm及端面60 钻 钻扩铰Ø15H7孔70 钻 钻3-Ø5孔，沉孔∅10深3.580 铣 铣平面90 钻 钻铰Ø6H8孔100 去毛刺 去毛刺110 终检 终检入库3.3.2工艺路线方案10 铸造 铸造出毛坯20 热处理 毛坯热处理，时效处理30 车 粗车外圆Ø47.5mm及端面40 车 掉头,粗车外圆Ø30h7mm及端面50 车 掉头,半精车、精车外圆Ø30h7mm及端面60 钻 钻扩铰Ø15H7孔70 铣 铣平面80 钻 钻铰Ø6H8孔90 钻 钻3-Ø5孔，沉孔∅10深3.5100 去毛刺 去毛刺110 终检 终检入库最终工艺路线方案：10 铸造 铸造出毛坯20 热处理 毛坯热处理，时效处理30 车 粗车外圆Ø47.5mm及端面40 车 掉头,粗车外圆Ø30h7mm及端面50 车 掉头,半精车、精车外圆Ø30h7mm及端面60 钻 钻扩铰Ø15H7孔70 钻 钻3-Ø5孔，沉孔∅10深3.580 铣 铣平面90 钻 钻铰Ø6H8孔100 去毛刺 去毛刺110 终检 终检入库3.4选择加工设备和工艺装备3.4.1机床选用①.工序粗车、粗镗和半精车、半精镗。各工序的工步数不多，成批量生产，故选用卧式车床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大，精度要求属于中等要求，选用最常用的CA6140卧式车床。参考根据《机械制造设计工工艺简明手册》表4.2-7。②.工序是钻孔，选用Z525摇臂钻床。eq\o\ac(○,2)工序都为CA6140卧式车床。由于加工的零件外廓尺寸不大，又是回转体，故宜在车床上镗孔。由于要求的精度较高，表面粗糙度较小，需选用较精密的机床才能满足要求，因此选用CA6140卧式车床（表5-55）。3.4.2选择刀具①.在车床上加工的工序,一般选用硬质合金车刀和镗刀。加工刀具选用YG6类硬质合金车刀，它的主要应用范围为普通铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精加工和半精加工。为提高生产率及经济性,可选用可转位车刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。②.钻孔时选用高速钢麻花钻，参考《机械加工工艺手册》（主编孟少农），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有参数。3.4.3选择量具本零件属于成批量生产，一般均采用通常量具。选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器的测量方法极限误差选择。采用其中的一种方法即可。3.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“JZ16-LF-03轴承”零件材料为HT21-40，查《机械加工工艺手册》（以后简称《工艺手册》），表2.2-17各种铸铁的性能比较，硬度HB为143～269，表2.2-23球墨铸铁的物理性能，密度ρ=7.2～7.3（），计算零件毛坯的重量约为2。表3-1机械加工车间的生产性质生产类别同类零件的年产量[件]重型（零件重>2000kg）中型（零件重100~2000kg）轻型（零件重<100kg）单件生产5以下10以下100以下小批生产5~10010~200100~500中批生产100~300200~500500~5000大批生产300~1000500~50005000~50000大量生产1000以上5000以上50000以上根据所发的任务书上的数据，该零件的月工序数不低于30～50，毛坯重量2<100为轻型，确定为大批生产。根据生产纲领，选择铸造类型的主要特点要生产率高，适用于大批生产，查《工艺手册》表3.1-19特种铸造的类别、特点和应用范围，再根据表3.1-20各种铸造方法的经济合理性，采用机器砂模造型铸件。表3-2成批和大量生产铸件的尺寸公差等级铸造方法公差等级CT球墨铸铁砂型手工造型11~13砂型机器造型及壳型8~10金属型7~9低压铸造7~9熔模铸造5~7根据上表选择金属型公差等级为7级。3-3铸件尺寸公差数值铸件基本尺寸公差等级CT大于至8631001601001602501.61.82.0根据上表查得铸件基本尺寸大于100至160，公差等级为8级的公差数值为1.8。表3-4铸铁件机械加工余量（JB2854-80）如下铸件基本尺寸加工余量等级6浇注时位置>120~2506.04.0顶、侧面底面铸孔的机械加工余量一般按浇注时位置处于顶面的机械加工余量选择。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。第4章确定切削用量及基本时间切削用量包括背吃刀量a、进给量f和切削速度v。确定顺序是先确定a、f、再确定v。4.1工序Ⅰ切削用量的及基本时间的确定4.1.1切削用量粗车外圆Ø47.5mm及端面所选刀具为YG6硬质合金可转位车刀。根据《切削用量简明手册》表1.1，由于CA6140机床的中心高为200（表1.30），故选刀杆尺寸=，刀片厚度为。选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角=，后角=，主偏角=，副偏角=，刃倾角=，刀尖圆弧半径=。①.确定切削深度由于单边余量为3mm，可在一次走刀内完成，故=3mm②.确定进给量根据《切削加工简明实用手册》可知：表1.4刀杆尺寸为，，工件直径～400之间时，进给量=0.5～1.0按CA6140机床进给量（表4.2—9）在《机械制造工艺设计手册》可知：=0.7确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表1—30，CA6140机床进给机构允许进给力=3530。根据表1.21，当强度在174～207时，，，=时，径向进给力：=950。切削时的修正系数为=1.0，=1.0，=1.17（表1.29—2），故实际进给力为：=950=1111.5（3-2）由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选=可用。③.选择刀具磨钝标准及耐用度根据《切削用量简明使用手册》表1.9，车刀后刀面最大磨损量取为，车刀寿命=。④.确定切削速度切削速度可根据公式计算，也可直接有表中查出。根据《切削用量简明使用手册》表1.11，当硬质合金刀加工硬度200～219的铸件，，，切削速度=。切削速度的修正系数为=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（见表1.28），故：==63（3-3）===120（3-4）根据CA6140车床说明书选择=125这时实际切削速度为：==（3-5）⑤.校验机床功率切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。由《切削用量简明使用手册》表1.25，=～，，，切削速度时，=切削功率的修正系数=0.73，=0.9，故实际切削时间的功率为：=1.7=1.2（3-6）根据表1.30，当=时，机床主轴允许功率为=，，故所选切削用量可在CA6140机床上进行，最后决定的切削用量为：=3，=，==，=4.1.2基本时间eq\o\ac(○,1)确定粗车的基本时间。参考文献[1]表2-24，车外圆基本时间为T式中，=40mm,～3),90°，=2mm，=4mm,=0,f=0.65mm/r,n=0.77r/s,s4.2工序40掉头,粗车外圆Ø30h7mm及端面切削用量的及基本时间的确定采用与工序30确定切削用量的方法，得本工序的切削用量及基本时间如下：车端面、外圆可采用与工序Ⅰ相同的可转位车刀。见表5-1表5-1主动端工序Ⅱ的切削用量及基本时间工步/mmf/mm·rv/m·sn/r·s/s粗车端面20.520.381.5113粗车外圆2.30.520.381.568倒角手动0.381.54.3工序50掉头,半精车、精车外圆Ø30h7mm及端面切削用量及基本时间的确定4.3.1切削用量已知条件与粗加工工序相同。切削用量。所选刀具为YT15硬质合金可转位车刀。车刀形状所选刀具为YT15硬质合金可转位车刀。车刀形状、刀杆尺寸及刀片厚度均与粗车相同，查参考文献[6]表1-3，车刀几何形状为，´=ⅰ.确定背吃刀量==0.75mmⅱ.确定进给量根据参考文献[7]表1.6及参考文献[2]表4.2-9中C620-1机床进给量，选择。由于是半精加工，切削力较小，故不须校核机床进给机构强度。ⅲ.选择车刀磨钝标准及耐用度查参考文献[7]表1.9，选择车刀后刀面最大磨损量为0.4mm，耐用度T=30min。查参考文献[6]表1.10，当用YT15硬质合金车刀加工σb>1000MPs的合金钢，，，切削速度=97m/min。切削速度的修正系数查参考文献[7]表1.28得：，其余的修正系数均为1，故：V=97×0.81×1.15=90.4m/min=178r/min查参考文献[6]表4.2-8选择CA6140机床的转速为：n=185r/min=3.08r/s则实际切削速度v=1.56m/s半精加工，机床功率也可不校验。最后确定的切削用量为：=0.75mm,f=0.3mm/r,n=185r/min=3.08r/s,v=1.56m/s=93.6m/min。eq\o\ac(○,2)确定半精车主动端端面的切削用量。采用车外圆相同的刀具加工，切削用量为：,f=0.3mm/r,n=185r/min=3.08r/s,v=1.56m/s=93.6m/min。4.3.2切削用量eq\o\ac(○,1)确定基本时间：=52s工序60：钻扩铰Ø15H7孔工件材料为HT21-40，硬度200HBS。孔的直径为15mm，公差为H7，表面粗糙度。加工机床为Z525立式钻床，加工工序为钻、扩、铰，加工刀具分别为：钻孔——Φ12mm标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔——Φ14.7mm标准高速钢扩孔钻；铰孔——（1）确定钻削用量1）确定进给量根据杨叔子．《机械加工工艺师手册》表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查Z525立式钻床说明书，取。根据杨叔子．《机械加工工艺师手册》表28-8，钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机构允许的轴向力（由机床说明书查出），根据表28-9，允许的进给量。由于所选进给量远小于及，故所选可用。2）确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率根据表28-15，由插入法得：，，由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。由杨叔子．《机械加工工艺师手册》表28-3，，，故查Z525机床说明书，取。实际切削速度为：由表28-5，，故3）校验机床功率切削功率为机床有效功率故选择的钻削用量可用。即，，，相应地，，切削工时被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：（2）确定扩孔切削用量1）确定进给量根据杨叔子．《机械加工工艺师手册》表28-31，。根据Z525机床说明书，取=0.57mm/r。2）确定切削速度及根据杨叔子．《机械加工工艺师手册》表28-33，取。修正系数：，故查机床说明书，取。实际切削速度为切削工时被切削层长度：刀具切入长度有：刀具切出长度：，取走刀次数为1机动时间：（3）确定铰孔切削用量1）确定进给量根据杨叔子．《机械加工工艺师手册》表28-36，，按该表注4，进给量取小植。查Z525说明书，取。2）确定切削速度及由杨叔子．《机械加工工艺师手册》表28-39，取。由杨叔子．《机械加工工艺师手册》表28-3，得修正系数，故查Z525说明书，取，实际铰孔速度切削工时被切削层长度：刀具切入长度，刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：4.4工序Ⅵ切削用量及基本时间的确定工序钻3-Ø5孔，沉孔∅10深3.5本工序采用计算法。表3-5高速钢麻花钻的类型和用途标准号类型直径范围（mm）用途GB1436-85直柄麻花钻2.0～20.0在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔GB1437-85直柄长麻花钻1.0～31.5在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔GB1438-85锥柄麻花钻3.0～100.0在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔GB1439-85锥柄长麻花钻5.0～50.0在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔选用Z525摇臂钻床，查《机械加工工艺手册》孟少农主编，查《机》表2.4-37钻头的磨钝标准及耐用度可得，耐用度为HT21-4000，表10.2-5标准高速钢麻花钻的直径系列选择锥柄长，麻花钻，则螺旋角=30，锋交2=118，后角a=10,横刃斜角=50，L=197mm,l=116mm。表3-6标准高速钢麻花钻的全长和沟槽长度（摘自GB6137-85）mm直径范围直柄麻花钻ll1>11.80～13.20151101表3-7通用型麻花钻的主要几何参数的推存值（根据GB6137-85）（º）d(mm)β2фαfψ8.6～18.00301181240～60表3-8钻头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准及耐用度（1）后刀面最大磨损限度mm刀具材料加工材料钻头直径d0（mm）≤20高速钢铸铁0.5～0.8（2）单刃加工刀具耐用度Tmin刀具类型加工材料刀具材料刀具直径d0（mm）11～20钻头（钻孔及扩孔）铸铁、铜合金及合金高速钢60钻头后刀面最大磨损限度为0.5～0.8mm刀具耐用度T=60min①.确定进给量查《机械加工工艺手册》孟少农主编，第二卷表10.4高速钢钻头钻孔的进给量为f=0.25～0.65,根据表4.13中可知，进给量取f=0.60。②.确定切削速度查《机械加工工艺手册》孟少农主编，表10.4-17高速钢钻头在球墨铸铁（190HBS）上钻孔的切削速度轴向力，扭矩及功率得，V=12，参考《机械加工工艺手册》孟少农主编，表10.4-10钻扩铰孔条件改变时切削速度修正系数K=1.0，R=0.85。V=12=10.32（3-17）则==131（3-18）查表4.2-12可知，取n=150则实际切削速度===11.8③.确定切削时间查《机械加工工艺手册》孟少农主编，表10.4-43，钻孔时加工机动时间计算公式：T=（3-19）其中l=l=5l=2～3则：t==9.13工序80：铣平面机床：铣床X52K刀具：端面铣刀，材料：，，齿数，此为粗齿铣刀。因其单边余量数值：Z=3mm所以铣削深度：每齿进给量：：铣削速度每齿进给量：，铣削速度机床主轴转速：实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：：切削工时被切削层长度：从毛坯，所见，刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间数值：机动时间数值：所以该工序总机动时间数值工序90钻铰Ø6H8孔确定钻孔的切削用量钻孔选用机床为Z525摇臂机床，刀具选用GB1436-85直柄短麻花钻，《机械加工工艺手册》第2卷。根据《机械加工工艺手册》第2卷表10.4-2查得钻头直径小于10的钻孔进给量为0.20～0.35。则取确定切削速度，根据《机械加工工艺手册》第2卷表10.4-9切削速度计算公式为（3-20）查得参数为，刀具耐用度T=35则==1.6所以==72选取所以实际切削速度为=2.64确定切削时间（一个孔）=第5章钻3-Ø5孔夹具设计5.1研究原始质料利用本夹具主要用来加工3-Ø5孔，加工时除了要满足粗糙度要求外，还应满足两孔轴线间公差要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。一、机床夹具定位元件工件定位方式不同，夹具定位元件的结构形式也不同，这里只介绍几种常用的基本定位元件。实际生产中使用的定位元件都是这些基本定位元件的组合。（一）工件以平面定位常用定位元件1．支承钉常用支承钉的结构形式如图6-1所示。平头支承钉（图a）用于支承精基准面；球头支承钉（图b）用于支承粗基准面；网纹顶面支承钉（图c）能产生较大的摩擦力，但网槽中的切屑不易清除，常用在工件以粗基准定位且要求产生较大摩擦力的侧面定位场合。一个支承钉相当于一个支承点，限制一个自由度；在一个平面内，两个支承钉限制二个自由度；不在同一直线上的三个支承钉限制三个自由度。图6-1常用支承钉的结构形式2．支承板常用的支承板结构形式如图6-2所示。平面型支承板（图a）结构简单，但沉头螺钉处清理切屑比较困难，适于作侧面和顶面定位；带斜槽型支承板（图b），在带有螺钉孔的斜槽中允许容纳少许切屑，适于作底面定位。当工件定位平面较大时，常用几块支承板组合成一个平面。一个支承板相当于两个支承点，限制两个自由度；两个（或多个）支承板组合，相当于一个平面，可以限制三个自由度。图6-2常用支承板的结构形式3．可调支承常用可调支承结构形式如图6-3所示。可调支承多用于支承工件的粗基准面，支承高度可以根据需要进行调整，调整到位后用螺母锁紧。一个可调支承限制一个自由度。图6-3常用可调支承的结构形式(二)工件以孔定位常用定位元件1．定位销图6-6是几种常用固定式定位销的结构形式。当工件的孔径尺寸较小时，可选用图a所示的结构；当孔径尺寸较大时，选用图b所示的结构；当工件同时以圆孔和端面组合定位时，则应选用图c所示的带有支承端面的结构。用定位销定位时，短圆柱销限制二个自由度；长圆柱销可以限制四个自由度；短圆锥销（图d）限制三个自由度。图6-6固定式定位销的结构形式5.2定位、夹紧方案的选择由零件图可知：在对加工前，平面进行了粗、精铣加工，底面进行了钻、扩加工。因此，定位、夹紧方案有：夹紧方式用操作简单，通用性较强的铰链移动压板来夹紧。为了使定位误差达到要求的范围之内，采用一面一销的定位方式，这种定位在结构上简单易操作。一面即底平面。5.3切削力及夹紧力的计算刀具：钻头Ø5。则轴向力：见《工艺师手册》表28.4F=Cdfk……3.1式中：C=420，Z=1.0,y=0.8,f=0.35k=(F=420转矩T=Cdfk式中:C=0.206,Z=2.0,y=0.8T=0.206功率P=在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数K=KKKK式中K—基本安全系数，1.5;K—加工性质系数，1.1;K—刀具钝化系数,1.1;K—断续切削系数,1.1则F=KF=1.5钻削时T=17.34N切向方向所受力:F=取F=4416F>F所以,时工件不会转动,故本夹具可安全工作。根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：安全系数K可按下式计算有：：式中：为各种因素的安全系数，查参考文献[5]表可得：所以有：该孔的设计基准为中心轴，故以回转面做定位基准，实现“基准重合”原则；参考文献，因夹具的夹紧力与切削力方向相反，实际所需夹紧力F夹与切削力Ｆ之间的关系F夹＝KF轴向力：F夹＝KF（N）扭距：Nm在计算切削力时必须把安全系数考虑在内，安全系数由资料《机床夹具设计手册》查表可得：切削力公式：式（2.17）式中查表得：即：实际所需夹紧力：由参考文献[16]《机床夹具设计手册》表得：安全系数K可按下式计算，由式（2.5）有：：式中：为各种因素的安全系数，见参考文献[16]《机床夹具设计手册》表可得：所以由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用螺旋夹紧机构。5.4误差分析与计算该夹具以一销定位，为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示：由参考文献[5]可得：=1\*GB2⑴销的定位误差：其中：，，，⑵夹紧误差：其中接触变形位移值：查[5]表1～2～15有。⑶磨损造成的加工误差：通常不超过⑷夹具相对刀具位置误差：取误差总和：从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。5.5定位销选用本夹具选用一可换定位销和棱形销来定位，其参数如下表：表3.1定位销dHD公称尺寸允差201620～0.01122514M1245.6钻套、衬套、钻模板设计与选用工艺孔的加工只需钻切削就能满足加工要求。故选用可换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。图6.1可换钻套表dDD1Ht基本极限偏差F7基本极限偏差D6＞0～1+0.016+0.0063+0.010+0.004669--0.008＞1～1.84+0.016+0.0087＞1.8～2.658＞2.6～36981216＞3～3.3+0.022+0.010＞3.3～47+0.019+0.01010＞4～5811＞5～61013101620＞6～8+0.028+0.01312+0.023+0.01215＞8～101518122025＞10～12+0.034+0.0161822＞12～1522+0.028+0.01526162836＞15～1826300.012＞18～22+0.041+0.02030342036HT21-40＞22～2635+0.033+0.01739＞26～30424625HT21-4056＞30～35+0.050

+0.0254852＞35～4255+0.039+0.02059305667＞42～486266＞48～5070740.040钻模板选用钻模板，用沉头螺钉锥销定位于夹具体上。5.7确定夹具体结构和总体结构对夹具体的设计的基本要求（1）应该保持精度和稳定性在夹具体表面重要的面，如安装接触位置，安装表面的刀块夹紧安装特定的，足够的精度，之间的位置精度稳定夹具体，夹具体应该采用铸造，时效处理，退火等处理方式。（2）应具有足够的强度和刚度保证在加工过程中不因夹紧力，切削力等外力变形和振动是不允许的，夹具应有足够的厚度，刚度可以适当加固。（3）结构的方法和使用应该不错夹较大的工件的外观，更复杂的结构，之间的相互位置精度与每个表面的要求高，所以应特别注意结构的过程中，应处理的工件，夹具，维修方便。再满足功能性要求（刚度和强度）前提下，应能减小体积减轻重量，结构应该简单。（4）应便于铁屑去除在加工过程中，该铁屑将继续在夹在积累，如果不及时清除，切削热的积累会破坏夹具定位精度，铁屑投掷可能绕组定位元件，也会破坏的定位精度，甚至发生事故。因此，在这个过程中的铁屑不多，可适当增加定位装置和夹紧表面之间的距离增加的铁屑空间：对切削过程中产生更多的，一般应在夹具体上面。（5）安装应牢固、可靠夹具安装在所有通过夹安装表面和相应的表面接触或实现的。当夹安装在重力的中心，夹具应尽可能低，支撑面积应足够大，以安装精度要高，以确保稳定和可靠的安装。夹具底部通常是中空的，识别特定的文件夹结构，然后绘制夹具布局。图中所示的夹具装配。加工过程中，夹具必承受大的夹紧力切削力，产生冲击和振动，