缸体加工工艺及钻底面4xφ9孔夹具设计大学论文.doc

江阴职业技术学院
毕业设计
课 题：
缸体加工工艺及夹具设计
专 题：

专 业：
机械制造及自动化
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班 级：

学 号：

指 导 教 师：

完 成 时 间：

摘 要

本设计是基于缸体零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。缸体零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。基准选择以缸体的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准，以底面与两个工艺孔作为精基准。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出顶平面，再以顶平面与支承孔系定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用顶平面和工艺孔定位加工其他孔系与平面。支承孔系的加工采用的是坐标法镗孔。整个加工过程均选用组合机床。夹具选用专用夹具，，机构可以不必自锁，因此生产效率较高，适用于大批量、流水线上加工，能够满足设计要求。

关键词：缸体类零件；工艺；夹具；

ABSTRACT
The design is based on the body parts of the processing order of the processes and some special fixture design. Body parts of the main plane of the surface and pore system. In general, the plane guarantee processing precision than that of holes machining precision easy. Therefore, this design follows the surface after the first hole principle. Plane with holes and the processing clearly divided into roughing and finishing stages of holes to ensure machining accuracy. Datum selection box input shaft and the output shaft of the supporting hole as a rough benchmark, with top with two holes as a precision technology reference. Main processes arrangements to support holes for positioning and processing the top plane, and then the top plane and the supporting hole location hole processing technology. In addition to the follow-up processes individual processes are made of the top plane and technological hole location hole and plane processing. Supported hole processing using the method of coordinate boring. The whole process of processing machine combinations were selected. Selection of special fixture fixture, clamping means more choice of pneumatic clamping, clamping reliable, institutions can not be locked, so the production efficiency is high, suitable for large batch, line processing, can meet the design requirements.
Key words: Angle gear seat parts; fixture; 全套设计加 197216396或401339828

III

目 录
1摘 要 II
ABSTRACT III
第一章 加工工艺规程设计 1
2.1 零件的分析 1
2.1.1 零件的作用 1
2.2 缸体加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 2
2.2.1 孔和平面的加工顺序 2
2.2.2 孔系加工方案选择 2
2.3 缸体加工定位基准的选择 3
2.3.1 粗基准的选择 3
2.3.2 精基准的选择 3
2.4 缸体加工主要工序安排 3
2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 6
2.6确定切削用量及基本工时（机动时间） 7
2.7 时间定额计算及生产安排 15
第3章 钻底面4XΦ9孔夹具设计 25
3.1 研究原始质料 25
3.2 定位、夹紧方案的选择 25
3.3切削力及夹紧力的计算 26
3.4 误差分析与计算 27
3.5 钻套、衬套、钻模板设计与选用 28
3.6 确定夹具体结构尺寸和总体结构 31
3.7 夹具设计及操作的简要说明 32
总 结 33
参考文献 34
致 谢 35

31

第二章 加工工艺规程设计

2.1 零件的分析
2.1.1 零件的作用
题目给出的零件是缸体。缸体零件的加工质量，不但直接影响的装配精度和运动精度，而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。缸体零件的底面用以安装，实现功能。

2.1.2 零件的工艺分析
由缸体零件图可知。缸体是一个壳体零件，它的外表面上有五个平面需要进行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上还需加工一系列螺纹孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下：
主要加工表面是根据零件图上的粗糙度要求确定的，粗糙度要求比较高的表面均需要加工，所以有以下5个主要加工表面;
1.端面 通过先粗铣后精铣的工序使其达到1.6的精度要求
2.内圆 经过粗镗、半粗镗、精镗的工序使其达到6.3的精度要求
3.锥孔内表面 通过先粗铣后精铣的工序使其达到3.2的精度要求
4.底面 通过粗铣直接使底面精度达到12.5
5. Ø8凸台端面 在镗床上刀Ø8凸台端面使其达到12.5的精度要求
2.2 缸体加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施
由以上分析可知。该缸体零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于缸体来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。
由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。
2.2.1 孔和平面的加工顺序
缸体类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工缸体上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。缸体的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。
缸体零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。
2.2.2 孔系加工方案选择
缸体孔系加工方案，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格最底的机床。
根据缸体零件图所示的缸体的精度要求和生产率要求，当前应选用在组合机床上用镗模法镗孔较为适宜。
（1）用镗模法镗孔
在大批量生产中，缸体孔系加工一般都在组合镗床上采用镗模法进行加工。镗模夹具是按照工件孔系的加工要求设计制造的。当镗刀杆通过镗套的引导进行镗孔时，镗模的精度就直接保证了关键孔系的精度。
采用镗模可以大大地提高工艺系统的刚度和抗振性。因此，可以用几把刀同时加工。所以生产效率很高。但镗模结构复杂、制造难度大、成本较高，且由于镗模的制造和装配误差、镗模在机床上的安装误差、镗杆和镗套的磨损等原因。用镗模加工孔系所能获得的加工精度也受到一定限制。
（2）用坐标法镗孔
在现代生产中，不仅要求产品的生产率高，而且要求能够实现大批量、多品种以及产品更新换代所需要的时间短等要求。镗模法由于镗模生产成本高，生产周期长，不大能适应这种要求，而坐标法镗孔却能适应这种要求。此外，在采用镗模法镗孔时，镗模板的加工也需要采用坐标法镗孔。
用坐标法镗孔，需要将缸体孔系尺寸及公差换算成直角坐标系中的尺寸及公差，然后选用能够在直角坐标系中作精密运动的机床进行镗孔。
2.3 缸体加工定位基准的选择
2.3.1 粗基准的选择
粗基准的选择原则：
a.对于同时具有加工表面和不加工表面的工件，为了保证不加工表面与加工表面之间的位置要求，应选择不加工表面为粗基准。
b.对于具有较多加工表面的工件，在选择粗基准时，应考虑合理的分配各表面的加工余量。
c.粗基准应避免重复使用。在同一尺寸方向上，粗基准通常只允许使用一次，以免产生较大的定位误差。
对于上线的毛坯，其粗基准的选择尤为重要，如果粗基准选择不合理，会使加工余量分布不均匀，加工面偏移，造成废品。所以根据以上3个原则，在本次缸体的工艺设计中，采用F面为粗基准，因为该面不需要加工且不影响加工余量的确定
2.3.2 精基准的选择
精基准的选择原则：
a.基准重合原则 采用设计基准作为工定位基准称为基准重合。
b.基准统一原则 在工件要求中尽可能地采用统一的定位基准称为准统一原则。
c.自为基准原则 当精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，应选加工表面本身作为定位基准。
对于缸体来说，根据以上原则，选择 “一面两孔”为全线的统一基准。即底面和底面上的成对角线的两个孔作为定位基准。
2.4 缸体加工主要工序安排
对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。缸体加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到缸体加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因此，底面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。
后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺纹底孔在多轴组合钻床上钻出，因切削力较大，也应该在粗加工阶段完成。对于缸体，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此，实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。
加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在的含0.4%—1.1%苏打及0.25%—0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于。
根据以上分析过程，现将缸体加工工艺路线确定如下：
工艺路线一：
10、铸造
20、人工时效
30、粗铣底面
40、钻底面孔 4x Ø9 扩孔至Ø15深9 2x Ø4圆锥孔 配作
50、钻顶面通孔2x Ø6 扩孔至2x Ø9.6 孔口倒角1X45 °
60、锪顶面孔2x Ø24深2
70、攻螺纹孔2XM12
80、粗铣----半精铣中心孔Ø35端面
90、粗镗---半精镗---精镗 中心孔Ø35端面孔Ø35H7
100、铣Ø8凸台端面
110、钻中心孔Ø35端面孔6X Ø 4.8 深14 工螺纹孔6xM6深16
120、去毛刺
130、检验
140、入库

工艺路线二：
10、铸造
20、人工时效
30、粗铣底面
40、粗铣----半精铣中心孔Ø35端面
50、粗镗---半精镗---精镗 中心孔Ø35端面孔Ø35H7
60、铣Ø8凸台端面
70、钻底面孔 4x Ø9 扩孔至Ø15深9 2x Ø4圆锥孔 配作
80、钻顶面通孔2x Ø6 扩孔至2x Ø9.6 孔口倒角1X45 °
90、锪顶面孔2x Ø24深2
100、攻螺纹孔2XM12
110、钻中心孔Ø35端面孔6X Ø 4.8 深14 工螺纹孔6xM6深16
120、去毛刺
130、检验
140、入库

以上加工方案大致看来合理，但通过仔细考虑，零件的技术要求及可能采取的加工手段之后，就会发现仍有问题，
方案二把底面的钻孔工序调整到后面了，这样导致铣削加工定位基准不足，特别镗孔工序。

以上工艺过程详见机械加工工艺过程综合卡片。综合选择方案一：
10、铸造
20、人工时效
30、粗铣底面
40、钻底面孔 4x Ø9 扩孔至Ø15深9 2x Ø4圆锥孔 配作
50、钻顶面通孔2x Ø6 扩孔至2x Ø9.6 孔口倒角1X45 °
60、锪顶面孔2x Ø24深2
70、攻螺纹孔2XM12
80、粗铣----半精铣中心孔Ø35端面
90、粗镗---半精镗---精镗 中心孔Ø35端面孔Ø35H7
100、铣Ø8凸台端面
110、钻中心孔Ø35端面孔6X Ø 4.8 深14 工螺纹孔6xM6深16
120、去毛刺
130、检验
140、入库

2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
“缸体”零件材料采用灰铸铁制造。材料为HT200，硬度HB为170—241，生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。
（1）底面的加工余量。
根据工序要求，底面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下：
粗铣：参照《机械加工工艺手册第1卷》表3.2.23。其余量值规定为，现取。表3.2.27粗铣平面时厚度偏差取。
精铣：参照《机械加工工艺手册》表2.3.59，其余量值规定为。
（3）底面螺孔
毛坯为实心，不冲孔。参照《机械加工工艺手册》表2.3.71，现确定其工序尺寸及加工余量为：
钻孔：
攻丝：
（4）前后端面加工余量。
根据工艺要求，前后端面分为粗铣、、精铣加工。各工序余量如下：
粗铣：参照《机械加工工艺手册第1卷》表3.2.23，其加工余量规定为，现取。
铸件毛坯的基本尺寸为，根据《机械加工工艺手册》表2.3.11，铸件尺寸公差等级选用CT7。再查表2.3.9可得铸件尺寸公差为。

（8）螺孔加工余量
毛坯为实心，不冲孔。

2.6确定切削用量及基本工时（机动时间）
工序1 无切削加工，无需计算
工序2 无切削加工，无需计算
工序3：铣削底面
机床：铣床X52K
刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。
因其单边余量：Z=3 mm
所以铣削深度：
精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm
铣削深度：
每齿进给量：根据参考文献[3]表2.4～73，取：根据参考文献[3]表2.4～81，取铣削速度
每齿进给量：根据参考文献[3]表2.4～73，取根据参考文献[3]表2.4～81，取铣削速度
机床主轴转速：

按照参考文献[3]表3.1～74，取
实际铣削速度：

进给量：
工作台每分进给量：
：根据参考文献[3]表2.4～81,取
切削工时
被切削层长度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入长度：

刀具切出长度：取
走刀次数为1
机动时间：
机动时间：
所以该工序总机动时间

工序40、钻底面孔 4x Ø9 扩孔至Ø15深9 2x Ø4圆锥孔 配作
（1）钻孔
切削深度：
进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4.39，取
切削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.41，取
机床主轴转速：，取
实际切削速度：
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）锪平∅15孔
切削深度：
进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4.39，
切削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.41，取
机床主轴转速：，取
实际切削速度：
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：
工序50、钻顶面通孔2x Ø6 扩孔至2x Ø9.6 孔口倒角1X45 °
（1）钻孔
切削深度：
进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4.39，取
切削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.41，取
机床主轴转速：，取
实际切削速度：
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：
（1）钻孔
切削深度：
进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4.39，取
切削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.41，取
机床主轴转速：，取
实际切削速度：
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：
工序60 锪顶面孔2x Ø24深2
切削深度：
进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4.39，
切削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.41，取
机床主轴转速：，取
实际切削速度：
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：

攻螺纹孔2XM12

工序80：粗铣----半精铣中心孔Ø35端面
机床：铣床X52k
刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 齿数[10]
（1）粗铣
铣削深度：
每齿进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4.73，取
铣削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.81，取
机床主轴转速：，取
实际铣削速度：
进给量：
工作台每分进给量：
：根据《机械加工工艺手册》表2.4.81,
被切削层长度：由毛坯尺寸可知
刀具切入长度：
刀具切出长度：取
走刀次数为1
机动时间：
（2）精铣
铣削深度：
每齿进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4.73，取
铣削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.81，取
机床主轴转速：，取
实际铣削速度：
进给量：
工作台每分进给量：
被切削层长度：由毛坯尺寸可知
刀具切入长度：精铣时
刀具切出长度：取
走刀次数为1
机动时间：
本工序机动时间

工序90 ：粗镗---半精镗---精镗 中心孔Ø35端面孔Ø35H7
机床：卧式镗床T68
刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：
⑴ 粗镗Ø35孔
单边余量Z=1.1mm,一次镗去全部余量，毛坯孔径。
进给量：根据参考文献[3]表2.4～66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量。
切削速度：参照参考文献[3]表2.4～45，取。
机床主轴转速：
，
按照参考文献[3]表3.1～41，取
实际切削速度：
工作台每分钟进给量：
被切削层长度：
刀具切入长度：
刀具切出长度： 取
行程次数：
机动时间：
⑵ 精镗Ø35孔
粗加工后单边余量Z=0.4mm，一次镗去全部余量， ，精镗后孔径
进给量：根据参考文献[3]表2.4～66，刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量
切削速度：参照参考文献[3]表2.4～45，取
机床主轴转速：
，
按照参考文献[3]表3.14—41，取
实际切削速度：
工作台每分钟进给量：
被切削层长度：
刀具切入长度：
刀具切出长度： 取
行程次数：
机动时间：
所以该工序总机动工时

工序9：铣削铣Ø8凸台端面端面
机床：卧式镗床T68
刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料： 铣削深度：
每齿进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4.73，取
铣削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.81，取
机床主轴转速：，取
实际铣削速度：
进给量：
工作台每分进给量：
：根据《机械加工工艺手册》表2.4.81,
被切削层长度：由毛坯尺寸可知
刀具切入长度：
刀具切出长度：取
走刀次数为1
机动时间：

工序13：钻中心孔Ø35端面孔6X Ø 4.8 深14 工螺纹孔6xM6深16
机床：组合钻床X525
刀具：麻花钻、扩孔钻、铰刀
（1）钻底面切削深度：
进给量：根据《机械加工工艺手册》表2.4.39，取
切削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.41，取
机床主轴转速：，取
实际切削速度：
被切削层长度：
刀具切入长度：
刀具切出长度：
走刀次数为1
机动时间：
螺孔攻丝
机床：组合攻丝机
刀具：钒钢机动丝锥
进给量：由于其螺距,因此进给量
切削速度：参照《机械加工工艺手册》表2.4.105，取
机床主轴转速：，取
丝锥回转转速：取
实际切削速度：
由工序4可知：
走刀次数为1
机动时间：

2.7 时间定额计算及生产安排
假设该零件年产量为10万件。一年以240个工作日计算，每天的产量应不低于417件。设每天的产量为420件。再以每天8小时工作时间计算，则每个工件的生产时间应不大于1.14min。
参照《机械加工工艺手册》表2.5.2，机械加工单件（生产类型：中批以上）时间定额的计算公式为：
（大量生产时）
因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为：

其中： —单件时间定额 —基本时间（机动时间）
—辅助时间。用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅助动作所消耗的时间，包括装卸工件时间和有关工步辅助时间
—布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值
工序1：粗、精铣底面
机动时间：
辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.43，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则
：根据《机械加工工艺手册》表2.5.48，
单间时间定额：

因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时，
即能满足生产要求
工序2：钻底面孔
机动时间：
辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.41，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则
：根据《机械加工工艺手册》表2.5.43，
单间时间定额：

因此布置一台机床即能满足生产要求。
工序3：粗铣凸台
机动时间：
辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.45，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则
：根据《机械加工工艺手册》表2.5.48，
单间时间定额：

因此布置一台机床即能满足生产要求。
工序4：钻侧面孔
机动时间：
辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.41，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则
：根据《机械加工工艺手册》表2.5.43，
单间时间定额：

因此布置一台机床即能满足生产要求。
工序5：粗铣端面
机动时间：
辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.45，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则
：根据《机械加工工艺手册》表2.5.48，
单间时间定额：

因此布置一台机床即能满足生产要求。
工序6：铣前后端面
机动时间：
辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.45，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则
：根据《机械加工工艺手册》表2.5.48，
单间时间定额：

因此布置一台机床即能满足生产要求。
工序9：粗镗支承孔
机动时间：
辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.37，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则
：根据《机械加工工艺手册》表2.5.39，
单间时间定额：

因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时，
即能满足生产要求
工序11：精镗支承孔
机动时间：
辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.37，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则
：根据《机械加工工艺手册》表2.5.39，
单间时间定额：

因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时，
即能满足生产要求
工序12：端面螺纹孔攻丝
机动时间：
辅助时间：参照钻孔辅助时间，取装卸工件辅助时间为，工步辅助时间为。则
：参照钻孔值，取
单间时间定额：

因此布置一台机床即能满足生产要求。
工序14：精铣端面
机动时间：
辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.45，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则
：根据《机械加工工艺手册》表2.5.48，
单间时间定额：

因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时，
即能满足生产要求
工序15：精铣侧面
机动时间：
辅助时间：参照《机械加工工艺手册》表2.5.45，取工步辅助时间为。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为。则
：根据《机械加工工艺手册》表2.5.48，
单间时间定额：

因此应布置两台机床同时完成本工序的加工。当布置两台机床时，
即能满足生产要求
工序17：底面螺纹孔攻丝
机动时间：
辅助时间：参照钻孔辅助时间，取装卸工件辅助时间为，工步辅助时间为。则
：参照钻孔值，取
单间时间定额：

因此布置一台机床即能满足生产要求。

第3章 钻底面4XΦ9孔夹具设计
3.1 研究原始质料
利用本夹具主要用来钻底面4XΦ9孔，加工时除了要满足粗糙度要求外，
由于对加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工时，主要考虑如何降低降低生产成本和降低劳动强度。
3.2 定位、夹紧方案的选择
对孔的的加工没有位置公差要求，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。
选一底面和活动V型块定位方式，支撑钉定位于顶面任选4个，夹紧方式用操作简单，通用性较强的移动压板来夹紧。
定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。
因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。选择已加工好的端面作为定位精基准，来设计本道工序的夹具，以已加工好的端面作为定位夹具。
3.3切削力及夹紧力的计算
钻该孔时选用：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，，
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：

螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有：

式中参数由参考文献[5]可查得：

其中：
螺旋夹紧力：
该夹具采用螺旋夹紧机构
原动力计算公式
即：
由上述计算易得：
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。
3.4 误差分析与计算
该夹具以2个平面和和1个活动V型块定位，螺旋机构， 要求保证孔轴线间的尺寸公差。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。
由[5]和[6]可得：
⑴ 定位误差：
当以任意边接触时

当以固定边接触时

式中为彼此最小间隙
通过分析可得：

因此：当以任意边接触时

⑵ 夹紧误差 ：
其中接触变形位移值：

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。
3.5 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。

尺寸表
d
D
D1
H
t
基本尺寸
极限偏差F7
基本尺寸
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
45
＞22～26
35
+0.033
+0.017
39
＞26～30
42
46
25
45
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。
3.6 确定夹具体结构尺寸和总体结构
夹具体的形状和尺寸取决于夹具上各种装置的布置以及夹具与机床的连接，而且在零件的加工过程中，夹具还要承受夹紧力、切削力以及由此产生的冲击和振动，因此夹具体必须具有必要的强度和刚度。切削加工过程中产生的切屑有一部分还会落在夹具体上，切屑积聚过多将影响工件的可靠的定位和夹紧，因此设计夹具体时，必须考虑结构应便于排屑。此外，夹具体结构的工艺性、经济性以及操作和装拆的便捷性等，在设计时也应加以考虑。
夹具体设计的基本要求
（1）应有适当的精度和尺寸稳定性
夹具体上的重要表面，如安装定位元件的表面、安装对刀块或导向元件的表面以及夹具体的安装基面，应有适当的尺寸精度和形状精度，它们之间应有适当的位置精度。
为使夹具体的尺寸保持稳定，铸造夹具体要进行时效处理，焊接和锻造夹具体要进行退火处理。
（2）应有足够的强度和刚度
为了保证在加工过程中不因夹紧力、切削力等外力的作用而产生不允许的变形和振动，夹具体应有足够的壁厚，刚性不足处可适当增设加强筋。
（3）应有良好的结构工艺性和使用性
夹具体一般外形尺寸较大，结构比较复杂，而且各表面间的相互位置精度要求高，因此应特别注意其结构工艺性，应做到装卸工件方便，夹具维修方便。在满足刚度和强度的前提下，应尽量能减轻重量，缩小体积，力求简单。
（4）应便于排除切屑
在机械加工过程中，切屑会不断地积聚在夹具体周围，如不及时排除，切削热量的积聚会破坏夹具的定位精度，切屑的抛甩可能缠绕定位元件，也会破坏定位精度，甚至发生安全事故。因此，对于加工过程中切屑产生不多的情况，可适当加大定位元件工作表面与夹具体之间的距离以增大容屑空间：对于加工过程中切削产生较多的情况，一般应在夹具体上设置排屑槽。
（5）在机床上的安装应稳定可靠
夹具在机床上的安装都是通过夹具体上的安装基面与机床上的相应表面的接触或配合实现的。当夹具在机床工作台上安装时，夹具的重心应尽量低，支承面积应足够大，安装基面应有较高的配合精度，保证安装稳定可靠。夹具底部一般应中空，大型夹具还应设置吊环或起重孔。
确定夹具体的结构尺寸，然后绘制夹具总图。详见绘制的夹具装配图。
4.7 夹具设计及操作的简要说明
本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。为了提高生产力，使用快速螺旋夹紧机构。
如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本工序为铣余量小，切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。

总 结
通过这次机毕业设计，更加系统的了解机械制造工艺的一般过程，并且学会了对工艺设计的整体把握，也有了较为严谨的科学设计方法。在本次课程设计中，能运用所学基本理论知识，正确解决工件在加工时的定位和夹紧问题，选择合理的设计方案，进行必要的计算，根据课题设计出符合要求、 优质、高效、低成本的夹具。并能运用所学基本理论知识，正确解决工件在加工时的定位和夹紧问题，选择合理的方案，进行必要的计算，根据题意设计出符合优质、高效、低成本的钻孔夹具。也明确工序要求，了解所用机床，刀具及工序前加工情况，所以，这次毕业设计对我来说收获很大。但也有很多地方还有在努力学习。
通过这次完整的毕业设计，我们系统地回顾和复习了大学所学的相关专业知识，同时也深刻体会到学习的重要性并领会到设计也是一种学习的方式。在设计的过程中，我们综合运用了系统的设计方法和相关设计软件（如AutoCAD），且应用熟悉相关设计资料（包括手册、标准和规范等）以及进行经验估算等方面有