《调速拨叉零件的加工工艺分析及夹具设计》12000字（论文）

绪论在制造行业中，机床被称作工业之母，而在机床的使用中，必然要涉及到夹具这一辅助机构；夹具分为通用夹具和专用夹具，在本文中，涉及到的夹具均为专用夹具。本次我要做的是，对课题所给调速拨叉进行加工工艺和夹具设计，在毕业设计中，主要目的是把我们四年所学的知识进行一个检验和综合运用，相当于一次半实战，是校园到工作的一次过渡；是用来培养学生根据实际需求，合理运用所学知识进行设计的能力。本次毕业设计的设计内容里包括零件的分析，对工艺路线的制定，加工工艺规程的设计，对于某一到加工工序的专用夹具的设计以及对于拨叉零件的机械加工的工序卡片，还有对于绘制夹具的机械工程图。在这次毕业设计中，我选用的拨叉零件是调速拨叉，而我们在设计拨叉零件过程中，要做的就是针对调速拨叉来分析它的作用和了解相应的夹具设计现状，如夹紧方式和夹具的制造形式，然后分析零件的工艺流程，根据设计图纸，为其制定适合加工条件的机械加工工艺路线，在工艺路线的制定中需要遵守一系列的原则，比如在不影响性能的前提下，满足“先面后孔”；先基准在其他，在精度允许是情况下，尽量采用经济性更好的加工方式，本零件是大批量生产，所以在工序制定中，要尽量满足工序分散和工序集中的原则，使工艺路线尽可能的合理。在工艺规程中，仍涉及到毛坯尺寸和工序余量的确定，对于毛坯，毛坯余量可大不可小，在经过查表得到确定的值后，可以放大1~2mm，在进行加工时，第一道的切削量应该大于铸件表面层的厚度，防止损坏刀具。然后根据所设定的工艺路线，为每道工序计算切削用量和加工时间，在计算过程中要将具体的机床和刀具型号都确定好，并查手册确定每一个数据，从而算出正确的切削用量和工时。接着的工作内容是对已经设计规划好的一套加工工艺里，选择其中某一道工序，进行专用夹具设计。夹具的设计思想就是在满足加工要求的条件下，应尽可能的使结构简单，在定位基准的选择中，应尽量方便加工，并尽量满足基准重合原则，使定位误差尽可能的小。而在夹具这一板块中，已经算是发展的很成熟了，手动、气动和液压等夹紧方式的夹具多不胜数，各种机构的形式也是非常经典的，而在目前，夹具虽已发展很成熟，但仍需更进一步。对同一零件不同工序的夹具设计中，应该使定位方式尽可能一样，在一样的情况下，会更利于零件的加工。本次选择的夹具设计是钻床夹具设计，在设计过程中，充分遵守边计算边制图的原则，对重要结构进行了校核，查验是否满足夹紧要求等，对于定位方式都选择为一面两销的形式，同时也满足了基准重合的原则。对于夹紧机构也同样采取很经典的平行式下压式浮动夹紧机构，根据使用的情况安装在竖直平面，根据不同的切削力和所需的夹紧力，对于不同的夹具选择的夹紧用标准件的型号不同。在夹具设计中，都是很适合大批量生产的，有效的减少了加工时长。总而言之，本次课题就是通过一次完整的实际操作，让自己能更加熟练的运用所学知识和自学很多新的知识，让自己各方面的能力有个很大的提升。2机械加工工艺规程2.1零件作用及工艺分析2.1.1零件的作用此款调速拨叉为合铸铣开拨叉，即制造过程为对称件，最后将工件从中间铣开成两个零件，本零件是用于卧式车床，在车床的传动系统中用于实现调速和换向等功能。根据课题所给的尺寸，绘制出二维图，其二维图纸如下图2-1所示。（a）二维图2-1拨叉二维图2.1.2零件的工艺分析此零件经铸造得到毛坯后需要进行一系列的加工，根据课题所提供的零件图，仔细分析后，确定其需要加工的表面和相互之间的位置要求列举如下：1.Φ40的上端面。2.Φ55孔。3.Φ22孔、M8螺纹孔和Φ8销孔。4.Φ73孔和Φ73孔与Φ55相邻的两端面，并且此两端面与Φ22孔的中心线有位置要求，垂直度误差需在0.07毫米以内。其中Φ55孔轴向尺寸公差为，Φ22孔内表面和Φ8销孔内表面的粗糙度要求为1.6，Φ4O的上端面、Φ73端面和Φ55孔面的粗糙度为3.2，Φ73孔面粗糙度则为6.3。其余面则为不加工表面，尺寸和粗糙度均由铸造毛坯件时确定。2.2工艺规程的设计2.2.1生产类型和毛坯材料、制造形式的确定由已知条件可知，此零件年产量为2万件，根据《机械制造技术基础课程设计》可知，它属于大批生产。根据零件使用场合和其需要具有的性能，选择毛坯材料为HT250，这种材料比HT200有更好的强度，经过三维软件计算，确定零件的重量在2kg以内，在未加工前，它的最大质量也不会超过4kg，且结构简单，所以选取金属模铸造，虽然相比砂型铸造，此种铸造方式成本稍高，但其具有比砂型铸造更好的力学性能，重点是零件的加工肯定会用到粗基准，且根据零件图加工表面所确定，零件不存在粗精基准反复加工的情况，所以为了得到的尺寸和精度较精确，选择了这种铸造方式，其带来的尺寸偏差一般在0.3~0.6mm；查《实用机械制造工艺手册》表，确定毛坯等级为CT-9，MA-F。2.2.2基准的选择为了保证加工的精度和质量，需要对定位基准进行合理的选择，包括尺寸和位置等精度要求，所以一个好的定位基准，在零件的加工中至关重要。基准的选择必须考虑到各种原则，如基准重合，基准不变等，根据零件图，尽可能选择和设计基准一致的定位加工基准，基准主要分为粗基准和精基准，以下是本文对粗精基准的初步确定。粗基准的选择：因为粗基准因尽量选择较大的平面，所以确定底面和Φ40的外轮廓表面为粗基准。精基准：为了保证设计基准和加工基准重合，满足基准重合要求，从而选择Φ40的上端面和两端的Φ22孔的中心线为精基准。2.2.3制定工艺路线零件的加工离不开工艺路线，一个好的工艺路线不仅能保证零件的完整加工，还能合理的利用现有条件，尽可能的降低成本和加工所用的时间；为了满足这些要求我需要制定出适合现有加工设备、环境的工艺路线，目前，对于合铸铣开拨叉，构思了两种工艺方案，方案如下：方案一：工序01：时效处理。工序02：粗铣、半精铣Φ73上端面和Φ40的上端面。工序03：粗镗、半精镗Φ55孔。工序04：粗铣、半精铣Φ73下端面。工序05：钻、半精镗、精镗Φ22孔。工序06：钻Φ8销孔，精铰Φ8销孔。工序07：钻M8螺纹底孔。工序08：攻M8螺纹。工序09：铣成两件。工序10：去毛刺。工序11：检验。方案二：工序01：时效处理。工序02：粗铣、半精铣Φ40的上端面。工序03：粗镗、半精镗Φ55孔和Φ73孔和下端面。工序04：粗镗、半精镗Φ73上端面。工序05：钻Φ22孔；扩Φ22孔；粗铰Φ22孔；精铰Φ22孔。工序06：钻Φ8销孔，精铰Φ8销孔。工序07：钻M8螺纹底孔。工序08：攻M8螺纹。工序09：铣成两件。工序10：去毛刺。工序11：检验。两个方案相比较，考虑到方案一中，在加工上端面后，就加工中心孔，未遵守先面后孔原则，并且在工序05中，方案一采取的方法为钻孔后，进行粗镗和精镗，而方案二采取的则是钻孔后，进行扩孔，再粗精铰，根据《机械制造技术基础课程设计》内容可知，对于D<50mm的孔加工，并且在位置精度不高的情况下，方案二更适合此次加工，加工时长也较短，同时两种方案中，前者对Φ73孔的加工采用的是铣，后者则是镗，相比较而言，后者的加工更合理，更容易保证的尺寸精度和相关加工面的粗糙度要求；两个方案相比，方案二用到镗床更少一些，所以成本也就更低。最后，由于本次是大批量的生产，遵循工序集中原则，工序的适度分散，有利于提高生产效率，方案二就是将Φ73孔的加工单独分为一道工序，更利于加工，所以选择方案二为此次加工工艺路线。实际加工工艺路线：工序01：时效处理。工序02：粗铣、半精铣Φ40的上端面。工序03：粗镗、半精镗Φ55孔和Φ73孔和下端面。工序04：粗镗、半精镗Φ73孔和上端面。工序05：钻Φ22孔；扩Φ22孔；粗铰Φ22孔；精铰Φ22孔。工序06：钻Φ8销孔，精铰Φ8销孔。工序07：钻M8螺纹底孔。工序08：攻M8螺纹。工序09：铣成两件。工序10：去毛刺。工序11：检验。2.2.4各表面加工方法为了方便数据对照和后续计算，根据以上所确定的加工工艺路线，将各个加工表面的加工方式和加工表面的粗糙度要求整理列出进下表2-1，同时也查取文献，确定各个加工方式的经济精度整合进表2-1。表2-1加工方法加工表面加工方法经济精度IT表面粗糙度RaΦ55孔粗镗-半精镗103.2Φ40孔上端面粗铣-半精铣103.2Φ73孔粗铣-半精铣11端面3.2/弧面6.3Φ22孔钻-扩-铰91.6M8螺孔钻底孔-攻螺纹——Φ8销孔钻-铰91.6分割成两件铣13截断面6.32.3机械加工余量和毛坯尺寸的确定1、孔的工序尺寸表2-2孔的工序尺寸加工表面加工内容工序间双边余量精度等级工序尺寸表面粗糙度Φ55孔半精镗1.0IT12Φ3.2粗镗2.0IT13Φ6.3毛坯—CT-9Φ52±1—Φ22孔精铰0.1IT12Φ1.6粗铰0.2IT12Φ6.3扩孔1.2IT13Φ6.3钻孔—IT13Φ12.5Φ8销孔铰孔0.2IT8Φ81.6钻孔—IT13Φ7.812.5Φ73孔半精镗1.0IT12Φ3.2粗镗20IT13Φ6.32、平面的工序尺寸表2-3平面的工序尺寸加工表面加工内容工序间单边余量精度等级工序尺寸表面粗糙度Φ40上端面半精铣0.7IT10503.2粗铣1.5IT1050.76.3毛坯——52.2±2.5—由上表得出毛坯铸件的尺寸，毛坯图如图2-2。图2-2毛坯图2.4切削用量和工时的确定2.4.1工序02切削用量和基本工时的确定1、机床和刀具的选用此工序是粗铣、半精铣Φ40的上端面，其中Φ40的上端面是精基准面。首先需要确定铣床型号和所用的刀具，由《实用机械制造工艺设计手册》可知，选取立式升降台铣床X5032，机床主轴功率为7.5kw，工艺系统刚度为中等，根据《实用机械制造工艺设计手册》，选用莫氏锥柄立铣刀，材料为高速钢（W18Cr4V），直径d为50mm，Z=6。2、切削用量和工时的计算粗铣时，吃刀量取a=2.3mm，根据《实用机械制造工艺设计手册》选取每齿进给量fz=0.25mm/z，铣削速度为vc=47m/min，主轴理论转速n=1000vc/πd半精铣时，吃刀量取a=0.7mm，由于是半精铣，所以选取较小的进给量，较高的速度，查《实用机械制造工艺设计手册》可得，每齿进给量fz=0.18mm/z，铣削速度为vc=49m/min，主轴理论转速n=1000v基本时间的确定：Tb=(l1l2fMfMZ=其中：lCl取C0=0.04d，l在两次铣削中，Tb1=(160+17.2+4)/450=0.40min=24sTb2=取Ta=106.2s，由于大批量生产，其余时间在单件产品可忽略，所以此道工序工时为TB=2.4.2工序03、04切削用量和基本工时的确定1、机床和刀具的选用两道工序都选择T68卧式镗床，都使用专用夹具，此镗床的主电动机功率为5.5/7，刀具选择机夹单刃镗刀，刀具材料为硬质合金，杆部直径d=2mm，其最小镗孔直径D=40mm。2、切削用量和工时的计算粗镗：对于Φ55孔，根据《实用机械制造工艺设计手册》，选取镗削速度vc=0.9m/s=54m/min，进给量f=0.6mm/r，由毛坯尺寸决定吃刀量ap=2mm，得到主轴理论转速为n=1000vc/πd半精镗：选取镗削速度为vc=1.3m/s，进给量f=0.5mm/r，对于Φ55孔，选取吃刀量ap=1mm，得到主轴理论转速n=1000vc/πd基本时间的确定：Tb=其中ll2=3~5，当加工到台阶时，其值为0，当主偏角为90°时，ll3为单件小批生产时的试切附加粗镗时，Φ55孔Tb1Φ73孔Tb2半精镗时，Φ55孔Tb12Φ73孔Tb1取Ta=2.87min，则工序03的工时T由于03工序所加工的Φ73孔和04工序的一样，所以04工序的基本工时Tb0.25+0.062=0.312min，取Ta=2.87min，则工序04的工时T2.4.3工序05切削用量和基本工时的确定1、机床和刀具的选择对此道工序，根据其需求，选择立式钻床来加工，型号为Z5125A，其主电动机功率为2.2kw。对于工步钻孔，选取刀具为直径d=20.5mm的莫氏锥柄麻花钻（GB/T1438.1-2008），刀具扩孔钻选择d=21.7mm的莫氏锥柄扩孔钻（GB/T4256-2004），对工步铰，选取莫氏锥柄机用铰刀，直径d=22mm，此工序所有刀具的材料都为高速钢。2、切削用量和工时的计算（1）钻孔的切削用量和工时由于是直接钻孔，所以吃刀量ap=20.5mm，查《实用机械制造工艺设计手册》，选取进给量f=0.50mm/r，取切削速度vc=0.35m/s，可以推算出主轴理论转速n=1000v基本时间：套用式（2-2），其中l1=(D/2)cotκr+(1~2)，D为孔径，κrTb（2）扩孔的切削用量和工时根据《实用机械制造工艺设计手册》，选取进给量f=0.7mm/r，吃刀量ap=1.2mm，切削速度vc=0.17m/s，此时主轴理论转速为n=1000v基本时间：套用式（2-2），其中l1=cotκr(D−d1)/2+(1~2)，D为扩铰后孔径（mm），dTb（3）铰孔的切削用量和工时根据《实用机械制造工艺设计手册》，粗铰：进给量为f=2.0mm/r，吃刀量a=0.2mm，切削速度vc=0.14m/s；主轴理论转速为n=1000vc精铰：进给量为f=1.3mm/r，吃刀量a=0.1mm，切削速度vc=0.14m/s。主轴理论转速为n=1000vc基本时间：利用上一步已知条件进行计算，前者l2=28mm，后者lTb1Tb整个工序设置辅助时间Ta双侧作业时间TB2.4.4工序06的切削用量和基本工时的确定1、机床和刀具的选择为了尽可能的减少使用的机床种类，所以选择与上道工序一样的Z5125A立式钻床，主电动机的功率为2.2kw，刀具选择d=7.8mm的莫氏锥柄麻花钻，铰刀选择d=8mm的莫氏锥柄机用铰刀，材料均为高速钢。2、切削用量和工时的计算钻孔时，吃刀量即钻头的直径，a=7.8mm，再根据《实用机械制造工艺设计手册》，取进给量f=0.25mm/r，切削速度为vc=0.35m/s，从而算出主轴理论转速n=1000vc铰孔时，吃刀量a=0.2mm，根据《实用机械制造工艺设计手册》，选取进给量f=0.8mm/r，切削速度vc=0.28m/s，从而算出主轴理论转速n=1000vc基本时间：调用公式（2-2），钻孔时，其中l1=(D/2)cotκr+(1~2)，D为孔径，κrTb铰孔时，利用式（2-2），其中l1=cotκr(D−d1)/2+(1~2)，D为扩铰后孔径（mm），d取l2=15mm，T设置辅助时间Ta=2.79min，双边作业时间T2.4.5工序07、08的切削用量和基本时间的确定1、机床和刀具的选取钻螺纹底孔时，选取Z5125A立式钻床，主电动机的功率为2.2kw，刀具选择d=6.8mm的直柄麻花钻，刀具材料为高速钢，攻螺纹时，根据《机械加工工艺手册螺纹加工》，选取攻丝机型号为S4012，主电动机功率为0.75kw，其攻螺纹的转速为270~860r/min，回程为340~1020r/min。丝锥根据《机械加工工艺手册螺纹加工》选择M8的细柄机用丝锥。2、切削用量和工时的计算钻螺纹底孔时，吃刀量为a=6.8mm，根据《机械加工工艺手册螺纹加工》，选取进给量f=0.23mm/r，切削速度vc=0.35m/s，从而算出主轴理论转速n=1000vc攻螺纹时，其吃刀量即为a=1.2mm，而进给量和机床转速和螺距有关，所以进给量f=1.25mm/r，切削速度根据《机械加工工艺手册螺纹加工》，为vc=8m/min，算出主轴理论转速n=1000vc基本时间：对于钻螺纹底孔，仍然使用公式（2-2），其中l1=(D/2)cotκr+(1~2)，D为孔径，κrTb设置辅助时间Ta=2.72min，双边作业时间T攻螺纹时：Tb=i(l1l2=(2~3)Pn0i为使用丝锥的数量；n为丝锥或工件的转速（r/min）所以基本时间Tb设置辅助时间Ta=2.12min，双边作业时间T2.4.6工序09的切削用量和基本时间的确定1、机床和刀具的选择此道工序为最后一道工序，是将零件铣断成为两件产品，所以选择X6142卧式铣床，主电动机功率为11kw，刀具选L=4.0mm，d=200mm，齿数为40的粗齿锯片铣刀，材料为高速钢。2、切削用量和工时的计算由铣刀厚度根据《机械加工工艺手册螺纹加工》，选取进给量为fz=0.015mm/z，背吃刀量a=20mm，切削速度为vc=21m/min。由此算出主轴理论转速n=1000v基本时间：调用公式（2-1），其中l1=ae(d−Tb设置辅助时间Ta=2.29min，作业时间T

3夹具的设计3.1问题的提出调速拨叉为大批量的生产，意味着生产加工的效率非常重要，在工序分散的原则下，对每道工序都使用专用夹具进行加工，可以有效的提高生产效率，保证足够的产量，同时，专用夹具也可以提高加工的精度，保证产品的质量。本零件主要涉及的加工方式就是铣、钻和镗，为了本次设计的夹具更具代表性，所以我们选择工序07钻M8螺纹底孔的专用夹具设计。此套夹具主要涉及的问题有：对哪些基准的合理运用，定位方式的选择，夹紧装置的设计，夹紧力的计算，定位误差的计算，此道工序选择的机床对夹具轮廓尺寸的影响限制，夹具是否能抵抗加工时的切削力和夹具各部件间的连接方式和定位等等。在本章的后续内容中，将对钻床夹具的设计过程与切削力、夹紧力和定位误差的计算进行详细的展示。3.2定位基准和方式的选择首先是定位基准的选择，由于是钻螺纹底孔工序，肯定需要一个端面来作为一个定位基准，端面只涉及到零件的上端面和下端面，其中零件的下端面是不加工的表面，同时是零件加工的粗基准，根据粗基准的使用原则，粗基准在一个尺寸方向上只能使用一次，所以选取零件的上端面为定位面，此时，上端面也是设计基准面，充分满足了基准重合原则。接着有两种定位方式，第一是采用两端Φ40的外轮廓用两个V形块进行定位，但是这种方案由于外轮廓是不加表面的缘故，带来的误差会很大，不能满足零件需求，所以不能使用它；第二种方式就是采用之前工序已经加工出来的两个Φ22孔来进行定位，由于此时的Φ22孔加工的精度挺高，并且Φ73孔的端面也是和Φ22孔的轴线有垂直度要求，所以选择Φ22孔来当定位基准是非常合理的。自由度的限制：Φ40上端面可以限制X的移动自由度和Y和Z的转动自由度。在Φ22孔中，肯定只能采用定位销的方式来进行自由度的限制，当都使用长圆柱销时，会过定位，所以只能采用短销的形式，又由于如果使用两个圆柱定位销，会在Y的移动方向过定位，从而只能采用一个圆柱短销，一个削角销的形式，采用这种形式定位，就成功的将X的转动自由度和Y、Z的移动自由度限制，实现工件完全定位。此种定位方式称为一面两销。3.3定位误差的计算在夹具的设计中，评判一套夹具设计的好坏，最重要的就是使用夹具会给加工带来的误差是否在允许范围之内，在经济一定的条件下，带来的定位误差越小，说明夹具设计的越成功。本文中，对钻床夹具选择的一面两销的定位方式，在后面进行了详细的定位误差计算，检验是否可以投入使用。由于是“一面两孔”的定位，所以查取教材《机械制造技术基础》，设置短圆柱销所在的孔为1孔，短削角销所在的孔为2孔，假设两个定位销所在的安装平面为x-y平面，两销连线为x轴，则定位误差如下所示：1孔中心线在x和y轴向的最大位移为：e2孔中心线在x和y轴向的最大位移为：ee两销中心连线和两孔中心连线的最大转角误差为：e首先，根据要求，孔和轴同一级的配合，考虑工件孔与定位销的配合为H12/h12，从而短圆柱销和短削角销圆弧部分直径均为ϕ22−0.210，且b=5mm，B=19mm；夹具的制造公差通常选取孔中心距离公差的1/5~1/3，此处选取1/5，所以两销中心距制造公差为TLd得到：eeee3.4切削力和夹紧力的计算3.4.1切削力的计算对专用夹具的设计，其中涉及到许多非常重要的计算和校核，通过使夹具满足这些条件来设计出合理安全的夹具。在钻螺纹底孔的工序中，首先需要对钻削力进行计算，从而在后续夹具设计中，能进行一个参照。工件材料为灰铸铁，07工序中使用的刀具为d=6.8mm的直柄麻花钻，刀具材料为高速钢，然后查《现代夹具设计手册》，得到切削转矩和切削力的计算公式：切削转矩计算公式：T=210D2切削力计算公式：PX=427D其中：T—切削转矩（N∙mm）；D—钻头直径（mm）；f—每转进给量（mm）；PXKp此时，D=6.8mm，f=0.23mm，查《现代夹具设计手册》得修正系数Kp=(从而得到：T=210×P3.4.2夹紧力的计算在夹具设计中，定位基准只是理论上的，实际中需要一种专门的夹紧装置为其施加一个夹紧力，使工件固定，同时在加工中，夹紧力也要抵抗切削力带来的震动和移位。以下是对本道工序加工需要的夹紧力的计算。查《现代夹具设计手册》，根据夹具的定位和受切削力的形式，选择夹紧力公式如下：Q3=其中，P为切削力；L为切削力作用点到基准面的距离；l为夹紧力到工件边界的距离；P、L、l单位均为m；f1K为安全系数：K=K0K0K1K2K3K4K5K6根据《现代夹具设计手册》，选取f1=0.25；确定根据实际情况，确定L=30mm，P=948.89N，H=50mm，l=20mm。计算得Q3图3-1示意图3.5夹紧装置的选择一套夹具中，夹紧装置是其不可缺少的部分，夹紧装置的选择应尽可能的使夹紧操作简单，并能提供足够的夹紧力，更重要的是，对工件施加的夹紧力的作用点要合适。在夹紧机构的前期选择中，由于前期工作计算的夹紧力需求不是很大，因此优先选用了螺旋夹紧机构，这个机构的特点在于夹具结构也简单明了，并且操作也简单，同时，由于此螺旋夹紧机构是标准件，所以夹具成本也就低。而在对螺旋夹紧机构的设计中，遇到了一系列的问题，首先，在螺旋夹紧机构前端的光滑压块的选取中，标准件并不能满足装夹的要求，因为调速拨叉的中间为一个直径为55的孔，端面的孔直径甚至达到了77，所以不能正确压紧工件，然后考虑自己做一个非标准压块，经过老师的指正，也不能满足要求，因为工件定位方式的特点，导致工件中部是悬空的，如果施加一个夹紧力上去，工件极有可能会变形，从而带来误差。再将夹紧机构侧移。去压紧能压住的端面，但是此时又出现新的问题，工件是对称的，为了施加力的平衡，弄两个螺旋夹紧机构，此时不仅装夹时两个手柄会撞在一起，装夹的时间也增加了一倍，成本也增加，所以本工件不能采用螺旋夹紧机构。多番思考，决定采用平行下压式浮动夹紧机构，这是一个经典机构，在竖直的侧板上，工件两端孔水平放置，两个压板在工件两端工作。它的工作方式：一端的铰链螺栓，在初件工件装夹调试后，用双螺母锁紧，不再使用双螺母，另一端则使用单螺母进行工件的夹紧操作，同时压板是采用了杠杆原理，由工件、铰链螺栓和导向支撑销共同组成，当对单螺母侧进行拧紧时，在侧板背后的杠杆作用下，使两端的夹紧力始终一样大小，所以此机构不仅能较快速的装夹工件，同时也能使工件始终处于一个平衡的状态，不会出现受力不均匀的情况，防止压坏工件和倾覆力矩的情况出现。接着计算此夹紧机构的所需的作用力P和转矩T，查手册确定两者公式如下：T=Pd2T=(QQ为夹紧力，由于夹具中是采用立式钻床加工，即每次虽然来两个底孔是一个工序加工，但是并不是同时加工，所以上面计算中的夹紧力是由两个螺栓提供，并且是均摊了夹紧力，从而公式（3-5）中对应的Q直接为Q=2254.56/2=1127.78N，再根据自身设计，确定l1=30mm，l=30mm，取η=0.9；弹簧是根据GB/T2089-2009选取的d=1.6mm，D=16mm，自由长度H0=85mm，其弹簧刚度F'作用力P=根据《现代夹具设计手册》，M12螺母的夹紧力为3480N，M12的螺栓许用夹紧力为5790N，所以所选的螺母螺栓满足使用要求。3.6总体夹具的设计对于夹具体，并未选择将其一体铸造而成，而是将其分为底座和竖板，由于工件长度和宽度之比较大，所以将底座的座耳设置为4个，防止夹具的安装力不够导致加工时震动；同时在底座下平面铣一个平面，使底座有两条支撑脚，防止底平面和工作台完全接触，同时两条支撑脚设置成和工作台的T形槽垂直，底座的尺寸也设计在所选立式钻床的工作台范围内，防止碰撞机床。竖板和底座的连接采用圆柱销定位、螺钉锁紧的方式，这种方式的好处在于将两者分开，有利于夹具部件的加工和更换，但对加工精度要求和安装精度要求较高。由于工件是装夹在竖板上的，工件下端离底座平面距离较远，所以就不在设计排泄机构。为了保证工件不和夹具体接触，同时减少夹具加工的量，所以采用在竖板上安装支承板，在安装好支承板后，再对支承板进行加工（铣或磨），来保证支承板的在夹具中的安装精度，由于夹紧方式的原因，需要在竖板安装一个杠杆支撑销，所以不能将支承板做成一块，从而在两边的定位基准面各设置一块支承板，同时也将定位销的台阶隐藏起来。对于钻模板的设计，为了实现一次装夹，加工两个螺纹底孔，所以设置两个钻套；由于钻套下端面到加工表面必须留有一定的距离，保证排屑的空间，经过计算，距离为4mm。在此种情况下，因工件形状的影响，不能将钻模板做为整体，只能分为左和右钻模板，采用固定式钻模板，这样也有利于对加工过程的观察，钻模板的安装也是用圆柱销定位，螺钉锁紧的方式。对于钻套，因为零件是大批量生产，钻套的磨损就大，所以选用可换钻套，同时根据钻套尺寸选用钻套用衬套。最后，因为在钻削过程中，工件会承受较大的力，切削力的作用点距到竖板也有一段距离，会在竖板和底座的连接处产生较大