轴承套加工工艺及钻侧边φ6孔夹具设计大学论文.doc

XX大学
课程设计
设计论文

轴承套加工工艺及钻侧边Φ6孔夹具设计

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摘 要
轴承套零件加工工艺及钻床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
全套设计请加 197216396或401339828

目 录
摘 要 II
目 录 III
第1章 序 言 5
第2章 零件的分析 6
2.1零件的形状 6
2.2零件的工艺分析 6
第3章 工艺规程设计 7
3.1 确定毛坯的制造形式 7
3.2 基面的选择 7
3.3 制定工艺路线 8
3.4 选择加工设备和工艺装备 8
3.4.1 机床选用 8
3.4.2 选择刀具 8
3.4.3 选择量具 9
3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 9
3.6确定切削用量及基本工时 10
第4章 钻侧边Φ6孔夹具设计 21
4.1 夹具的夹紧装置和定位装置 21
4.2 夹具的导向 22
4.3 定位方案分析 23
6．3切削力及夹紧力的计算 23
4.4钻孔与工件之间的切屑间隙 24
4.5 钻模板 25
4.6定位误差的分析 25
4.7 钻套、衬套、钻模板设计与选用 26
4.8确定夹具体结构和总体结构 28
4.9 夹具设计及操作的简要说明 29
总 结 30
致 谢 31
参 考 文 献 32

攀枝花学院毕业设计 6 钻孔夹具设计
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。
轴承套零件加工工艺及钻床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
题目给的零件是轴承套零件，主要作用是起连接作用。
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。图2-1 轴承套零件图

图2-1 轴承套零件图

2.2零件的工艺分析
由零件图可知，其材料为HT200，该材料为球墨铸铁，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。
轴承套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.钻孔，表面粗糙度值3.2。4.半精车侧面，及表面粗糙度值3.2。
轴承套共有两组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下：
(1)．左端的加工表面：
    这一组加工表面包括：左端面，Φ60外圆，Φ44外圆，Φ30内孔，倒角钻孔并攻丝。这一部份只有端面有6.3的粗糙度要求，。其要求并不高，粗车后半精车就可以达到精度要求。而钻工没有精度要求，因此一道工序就可以达到要求，并不需要扩孔、铰孔等工序。
(2).右端面的加工表面：
这一组加工表面包括：右端面；Φ44的外圆，粗糙度为1.6；Φ30的内孔，并带有倒角；钻中心孔。其要求也不高，粗车后半精车就可以达到精度要求。

第3章 工艺规程设计
3.1 确定毛坯的制造形式
本轴承套，小批生产。
零件材料为HT200，铸件的特点是液态成形，其主要优点是适应性强，即适用于不同重量、不同壁厚的铸件，也适用于不同的金属，还特别适应制造形状复杂的铸件。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，最后选用铸件，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，可以采用砂型铸造，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 基面的选择
基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。
粗基准的选择，对像轴承套这样的零件来说，选好粗基准是至关重要的。对本零件来说，如果外圆的端面做基准，则可能造成这一组内外圆的面与零件的外形不对称，按照有关粗基准的选择原则(即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面做粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对应位置精度较高的不加工表面做为粗基准)。
对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不在重复。
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。
10 铸造毛坯，并进行时效处理
20 粗车Φ44端面
30 粗车、半精车Φ44外圆，并进行倒角
40 车退刀槽3X2
50 粗车Φ60外圆及端面
60 钻中心孔Φ15
70 扩孔、粗铰、精铰至Φ30H7，并进行倒角
80 钻侧边Φ6孔
90 检验
100入库
3.4 选择加工设备和工艺装备
3.4.1 机床选用
①.工序是粗车、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Ⅸ是钻孔，选用Z525摇臂钻床。
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(GB5343.1-60,GB5343.2-60)。
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
“轴承套” 零件材料为HT200，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，球墨铸铁的硬度HB为143～269，表2.2-23 球墨铸铁的物理性能，HT200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
5~100
10~200
100~500
中批生产
100~300
200~500
500~5000
大批生产
300~1000
500~5000
5000~50000
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
8
63
100
160
100
160
250
1.6
1.8
2.0
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（JB2604-100）如下
铸件基本尺寸
加工余量等级 6
浇注时位置
>120~250
6.0
4.0
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。
3.6确定切削用量及基本工时
切削用量一般包括切削深度、进给量及切削速度三项。确定方法是先是确定切削深度、进给量，再确定切削速度。现根据《切削用量简明手册》（第三版，艾兴、肖诗纲编，1993年机械工业出版社出版）确定本零件各工序的切削用量所选用的表格均加以*号，与《机械制造设计工工艺简明手册》的表区别。
3.6.1 工序20
确定粗车Φ44端面的切削用量
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，可在一次走刀内完成，故
= （3-1）
②.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：
=3.75，=，==，=
⑥.倒角
为了缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与钻孔相同

换车刀手动进给。
⑦. 计算基本工时
（3-7）
式中=++，=
由《切削用量简明使用手册》表1.26，车削时的入切量及超切量+=，则=+=
== （3-8）

3.6.2 工序20
粗车、半精车Φ44外圆，并进行倒角
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C602—1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，可在一次走刀内完成，故
==
②.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 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 （3-12）

===120 （3-13）
根据CA6140车床说明书选择
=125
这时实际切削速度为：
== （3-14）
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
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：
=1.25，=，==，=
⑥.计算基本工时
（3-15）
式中=++，=
由《切削用量简明使用手册》表1.26，车削时的入切量及超切量+=，则=126+=
==
3.6.4 工序50
粗车Φ60外圆及端面
本工序仍粗车。已知条件与工序相同，车端面，可采用工序20相同的可转位车刀。
3.6.5 工序60
钻中心孔Φ15
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
GB1436-60
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
GB1437-60
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
GB1438-60
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
GB1439-60
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4500，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GB6137-60） mm
直径范围
直柄麻花钻
l
l1
>11.100～13.20
151
101
表3-7 通用型麻花钻的主要几何参数的推存值（根据GB6137-60） （º）
d (mm)
β
2ф
αf
ψ
8.6～18.00
30
118
12
40～60
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T min
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 = 60 min
①.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=0.60。
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 = = =11.8
③.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=5 l=2～3
则： t= =9.13
3.6.5.2 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GB1436-60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） =

工序70：扩孔、粗铰、精铰至Φ30H7，并进行倒角。
机床：立式钻床Z525
刀具：根据参照参考文献[3]表4.3～9选高速钢锥柄麻花钻头。
⑴ 钻孔Φ30H7
切削深度：
进给量：根据参考文献[3]表2.4～38，取。
切削速度：参照参考文献[3]表2.4～41，取。
机床主轴转速：
，
按照参考文献[3]表3.1～31，取
所以实际切削速度：
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：
⑵ 扩孔Φ30H7
刀具：根据参照参考文献[3]表4.3～31选择硬质合金锥柄麻花扩孔钻头。
片型号：E403
切削深度：
进给量：根据参考文献[3]表2.4～52，取。
切削速度：参照参考文献[3]表2.4～53，取。
机床主轴转速：

按照参考文献[3]表3.1～31，取
所以实际切削速度：
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：
⑶ 铰孔Φ30H7
刀具：根据参照参考文献[3]表4.3～54，选择硬质合金锥柄机用铰刀。
切削深度：，且。
进给量：根据参考文献[3]表2.4～58，取。
切削速度：参照参考文献[3]表2.4～60，取。
机床主轴转速：

按照参考文献[3]表3.1～31取
实际切削速度：
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：
该工序的加工机动时间的总和是：
工序80：钻侧边Φ6孔
机床：台钻床z525
刀具：根据参照参考文献[3]表4.3～9，选硬质合金锥柄麻花钻头
切削深度：
根据参考文献[3]表查得：进给量,切削速度。
机床主轴转速：
，
按照参考文献[3]表3.1～31，取。
实际切削速度：
切削工时
被切削层长度：
刀具切入长度：
刀具切出长度： 取。
加工基本时间：

第4章 钻侧边Φ6孔夹具设计
4.1 夹具的夹紧装置和定位装置
夹具中的装夹是由定位和夹紧两个过程紧密联系在一起的。定位问题已在前面研究过，其目的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度。
仅仅定好位在大多数场合下，还无法进行加工。只有进而在夹具上设置相应的夹紧装置对工件进行夹紧，才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。
夹紧装置的基本任务是保持工件在定位中所获得的即定位置，以便在切削力、重力、惯性力等外力作用下，不发生移动和震动，确保加工质量和生产安全。有时工件的定位是在夹紧过程中实现的，正确的夹紧还能纠正工件定位的不正确。
一般夹紧装置由动源即产生原始作用力的部分。夹紧机构即接受和传递原始作用力，使之变为夹紧力，并执行夹紧任务的部分。他包括中间递力机构和夹紧元件。
考虑到机床的性能、生产批量以及加工时的具体切削量决定采用手动夹紧。
螺旋夹紧机构是斜契夹紧的另一种形式，利用螺旋杆直接夹紧元件，或者与其他元件或机构组成复合夹紧机构来夹紧工件。是应用最广泛的一种夹紧机构。
螺旋夹紧机构中所用的螺旋，实际上相当于把契绕在圆柱体上，因此他的作用原理与斜契是一样的。也利用其斜面移动时所产生的压力来夹紧工件的。不过这里上是通过转动螺旋，使绕在圆柱体是的斜契高度发生变化来夹紧的。
典型的螺旋夹紧机构的特点：
（1）结构简单；
（2）扩力比大；
（3）自琐性能好；
（4）行程不受限制；
（5）夹紧动作慢。
夹紧装置可以分为力源装置、中间传动装置和夹紧装置，在此轴承套夹具中，中间传动装置和夹紧元件合二为一。力源为机动夹紧，通过螺栓夹紧移动压板。达到夹紧和定心作用。
工件通过定位销的定位限制了绕Z轴旋转，通过螺栓夹紧移动压板，实现对工件的夹紧。并且移动压板的定心装置是与工件外圆弧面相吻合的移动压板，通过精确的圆弧定位，实现定心。此轴承套移动压板制作简单，便于手动调整。通过松紧螺栓实现压板的前后移动，以达到压紧的目的。压紧的同时，实现工件的定心，使其定位基准的对称中心在规定位置上。
4.2 夹具的导向
在钻床上加工孔时，大都采用导向元件或导向装置，用以引导刀具进入正确的加工位置，并在加工过程中防止或减少由于切削力等因素引起的偏移，提高刀具的刚性，从而保证零件上孔的精度，在钻床上加工的过程中，导向装置保证同轴各孔的同轴度、各孔孔距精度、各轴线间的平行度等，因此，导向装置如同定位元件一样，对于保证工件的加工精度有这十分重要的作用。
导向元件包括刀杆的导向部分和导向轴承套。
在这轴承套钻床夹具上用的导向轴承套是钻轴承套。
钻轴承套按其结构可分为固定钻轴承套，可换钻轴承套，快换钻轴承套及特殊钻轴承套。
因此轴承套钻夹具加工量不大，磨损较小，孔距离精度要求较高，则选用固定钻轴承套。如图4.2。直接压入钻模板或夹具体的孔中。

图4.2 钻轴承套
钻模板与固定钻轴承套外圆一般采用H7/h6的配合。且必须有很高的耐磨性，材料选择20Mn2。淬火HRC60。我选择的钻轴承套:12.5F7*22K6*35 GB2264-1980。
相同的，为了防止定位销与模板之间的磨损，在模板定位孔之间轴承套上两个固定衬轴承套。选取的标准件代号为12*18 GB2263-1980。材料仍选取T10A， 淬火HRC60。公差采用H7/p6的配合。
4.3 定位方案分析
由零件图可知：在对孔进行加工前，底平面进行了粗、精铣加工，孔进行了钻、扩、铰加工。因此，定位、夹紧方案有：
方案：选底平面、工艺孔定位，即一面、心轴定位，夹紧方式选用螺母在心轴上夹紧。该心轴需要在上面钻孔，以便刀具能加工工件上的小孔。
6．3切削力及夹紧力的计算
钻该孔时选用：台式钻床Z525，刀具用高速钢刀具。
由参考文献[5]查表可得：
切削力公式：
式中
查表得：
其中：
即：
实际所需夹紧力：由参考文献[5]表得：

有：
安全系数K可按下式计算有：

式中：为各种因素的安全系数，见参考文献[5]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，决定选用手动螺旋夹紧机构。
取，，
查参考文献[5]1～2～26可知移动形式压板螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算：

式中参数由参考文献[5]可查得：

其中：
螺旋夹紧力：
由上述计算易得：
因此采用该夹紧机构工作是可靠的。

4.4钻孔与工件之间的切屑间隙
钻轴承套的类型和特点:
1、固定钻轴承套：钻轴承套直接压入钻模板或夹具体的孔中，钻模板或夹具体的孔与钻轴承套外圆一般采用H7/n6配合，主要用于加工量不大，磨损教小的中小批生产或加工孔径甚小，孔距离精度要求较高的小孔。
2、可换钻轴承套：主要用在大批量生产中，由于钻轴承套磨损大，因此在可换钻轴承套和钻模板之间加一个衬轴承套，衬轴承套直接压入钻模板的孔内，钻轴承套以F7/m6或F7/k6配合装入衬轴承套中。
3、快换钻轴承套：当对孔进行钻铰等加工时，由于刀径不断增大，需要不同的导轴承套引导刀具，为便于快速更换采用快换钻轴承套。
4、特殊钻轴承套：尺寸或形状与标准钻轴承套不同的钻轴承套统称特殊钻轴承套。
钻轴承套下端面与工件表面之间应留一定的空隙C，使开始钻孔时，钻头切屑刃不位于钻轴承套的孔中，以免刮伤钻轴承套内孔，如图4.3。

图4.3
切屑间隙 C=(0.3～1.2)d。
在本次夹具钻模设计中考虑了多方面的因素，确定了设计方案后，选择了C=8。因为此钻的材料是铸件，所以C可以取较小的值。
4.5 钻模板
在导向装置中，导轴承套通常是安装在钻模板上，因此钻模板必须具有足够的刚度和强度，以防变形而影响钻孔精度。钻模板按其与夹具体连接的方式，可分为固定式钻模板、铰链式钻模板、可卸式钻模板、滑柱式钻模板和活动钻模板等。
在此轴承套钻模夹具中选用的是可卸式钻模板，在装卸工件时需从夹具体上装上或卸下，钻模板在夹具体上采用定位销一面双孔定位，螺栓紧固，钻模精度较高。[4]
4.6定位误差的分析
⑴ 两定位销的定位误差 ：

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：
知此方案可行。
4.7 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。故选用可换钻轴承套（其结构如下图所示）以减少更换钻轴承套的辅助时间。
为了减少辅助时间采用可换钻轴承套，以来满足达到孔的加工的要求。

表
d
D
D1
H
t
基本
极限
偏差F7
基本
极限
偏差D6

＞0～1
+0.016
+0.006
3
+0.010
+0.004
6
6
9
--
0.008
＞1～1.8
4
+0.016
+0.008
7
＞1.8～2.6
5
8
＞2.6～3
6
9
8
12
16
＞3～3.3
+0.022
+0.010
＞3.3～4
7
+0.019
+0.010
10
＞4～5
8
11
＞5～6
10
13
10
16
20
＞6～8
+0.028
+0.013
12
+0.023
+0.012
15
＞8～10
15
18
12
20
25
＞10～12
+0.034
+0.016
18
22
＞12～15
22
+0.028
+0.015
26
16
28
36
＞15～18
26
30
0.012
＞18～22
+0.041
+0.020
30
34
20
36
HT200
＞22～26
35
+0.033
+0.017
39
＞26～30
42
46
25
HT200
56
＞30～35
+0.050
+0.025
48
52
＞35～42
55
+0.039
+0.020
59
30
56
67
＞42～48
62
66
＞48～50
70
74
0.040
钻模板选用固定钻模板，用沉头螺钉锥销定位于夹具体上。
4.8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，夹具的形状，取决于夹具布局和夹具和连接，在因此夹具必须有足够的强度和刚度。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具，积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠，所以夹具设计，必须考虑结构应便于铁屑。此外，夹点技术，经济的具体结构和操作、安装方便等特点，在设计中还应考虑。在加工过程中的切屑形成的有一部分会落在夹具，切割积累太多会影响工件的定位与夹紧可靠，所以夹具设计，必须考虑结构应便排出铁屑。
4.9 夹具设计及操作的简要说明
本夹具用于在钻床上加工孔。工件以底平面、孔为定位基准，在定位环上实现完全定位。采用手动螺旋压板机构夹紧工件。该夹紧机构操作简单、夹紧可靠。

总 结
课程设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步