K356-錐齒輪座加工工藝及鉆3-M6螺紋孔夾具設計【版本2】
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目 錄
前 言 1
1 工藝規(guī)程制定 2
1.1機械加工工藝規(guī)程制訂 2
1.2機械加工工藝規(guī)程的組成 2
1.3制訂機械加工工藝規(guī)程的原始資料 2
2 零件的分析 3
2.1零件的作用 3
2.2零件的工藝分析 3
3 工藝規(guī)程設計 4
3.1基準面的選擇 4
3.1.1 粗基準的選擇原則 4
3.1.2 精基準的選擇原則 4
3.2 制定工藝路線 5
3.3 確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差 6
3.4 基本工時的確立 8
4 鉆夾具設計 19
4.1定位基準的選擇 19
4.2定位元件的設計 19
4.3切削力及夾緊力計算 19
4.5夾緊力的確定 20
4.5鉆套設計 21
4.6夾具設計及操作簡要說明 23
結 論 24
前 言
機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。
錐齒輪座的加工工藝規(guī)程及其鉆、攻4-M8螺紋孔的夾具是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等進行畢業(yè)設計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證零件的加工質量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產實踐的需要，只有將各種理論與生產實踐相結合，才能很好的完成本次設計。
本設計選用錐齒輪座來進行工藝編制與夾具設計，以說明書、繪圖為主，設計手冊與國家標準為附來進行詳細說明。
1 工藝規(guī)程制定
1.1機械加工工藝規(guī)程制訂
1、工藝規(guī)程 規(guī)定產品或零部件制造工藝過程和操作方法等的工藝文件。
2、制訂工藝規(guī)程的原則 保證圖樣上規(guī)定的各項技術要求，有較高的生產效率，技術先進，經濟效益高，勞動條件良好。
3、制訂工藝規(guī)程的原始資料
4、制訂工藝規(guī)程的程序 計算生產綱領，確定生產類型；分析產品裝配圖，對零件圖樣進行工藝審查；確定毛坯的種類、形狀、尺寸及精度；擬訂工藝路線（劃分工藝過程的組成、選擇定位基準、選擇零件表面的加工方法、安排加工順序、選擇機床設備等）；進行工序設計（確定各工序加工余量、工序尺寸及公差，選擇工藝裝備，計算時間定額等；確定工序的技術要求及檢驗方法，填寫工藝文件。
1.2機械加工工藝規(guī)程的組成
工藝過程由若干個按著一定順序排列的工序組成。工序是工藝過程的基本單元，也是生產組織和計劃的基本單元。工序又可細分為若干個安裝、工位及工步等。
1、 工序 一個或一組人，在一個工作地對同一個或同時對幾個工件所連續(xù)完成的一部分工藝過程。
2、 安裝 工件經一次裝夾后所完成的那一部分工序
3、 工位 為了完成一定的工序部分，一次裝夾工件后，工件與夾具或設備的可動部分相對刀具或設備的固定部分占據(jù)每一位置所完成的那部分工序。
4、 工步 在加工表面和加工工具不變的情況下所連續(xù)完成的那一部分工序
5、 走刀 在一個工步內當被加工表面的切削余量較大，需分幾次切削時，則每進行一次切削稱為一次走刀。
1.3制訂機械加工工藝規(guī)程的原始資料
產品裝配圖及零件圖；產品質量的驗收標準；產品的生產綱領及生產類型；原材料及毛坯的生產水平；現(xiàn)場生產條件（機床設備與工藝裝備、工人技術水平等）；國內外有關工藝、技術發(fā)展狀況。
2 零件的分析
2.1零件的作用
錐齒輪座是一個典型的交叉孔零件，主要應用在混凝土拖泵中導向輪部件上，其上要安裝兩個配對錐齒輪座，因此主要的工作表面為Φ90mm和Φ52mm的兩個孔。
2.2零件的工藝分析
對該零件的平面、孔和螺紋進行加工，具體要求如下：
Φ155下端面 粗糙度Ra6.3
Φ73孔 粗糙度Ra6.3
Φ90孔 粗糙度Ra1.6
Φ155上端面 粗糙度Ra3.2
Φ100端面 粗糙度Ra6.3
Φ100外圓 粗糙度Ra1.6
Φ80沉孔 粗糙度Ra6.3
Φ82端面 粗糙度Ra6.3
Φ52孔 粗糙度Ra1.6
4-M8螺紋 粗糙度Ra12.5
M3螺紋 粗糙度Ra12.5
3-M6螺紋 粗糙度Ra12.5
4-M5螺紋 粗糙度Ra12.5
2-Φ8錐孔 粗糙度Ra6.3
3 工藝規(guī)程設計
3.1基準面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇的正確、合理，可以保證質量，提高生產效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴重的還會造成零件大批報廢，使生產無法進行。
3.1.1 粗基準的選擇原則
1）如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面 之間的位置要求，應以不加工表面作為粗基準。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準。
2）如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應選擇該表面作精基準。
3）如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應選加工余量較小的表面作粗基準。
4）選作粗基準的表面應平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。
5）粗基準一般只能使用一次，特別是主要定位基準，以免產生較大的位置誤差。
3.1.2 精基準的選擇原則
選擇精基準時要考慮的主要問題是如何保證設計技術要求的實現(xiàn)以及裝夾準確、可靠、方便。
精基準選擇應當滿足以下要求：
1）用設計基準作為定位基準，實現(xiàn)“基準重合”，以免產生基準不重合誤差。
2）當工件以某一組精基準定位可以較方便地加工很多表面時，應盡可能采用此組精基準定位，實現(xiàn)“基準統(tǒng)一”，以免生產基準轉換誤差。
3）當精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時，應選擇加工表面本身作為精基準，即遵循“自為基準”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。
4）為獲得均勻的加工余量或較高 的位置精度，可遵循“互為基準”、反復加工的原則。
5）有多種方案可供選擇時應選擇定位準確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結構簡單的表面作為精基準。
3.2 制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領以確定為大批生產的條件下，可采用通用機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產效率。除此以外，還應考慮經濟效果，以便降低生產成本。
最終工藝方案如下：
工序01：金屬型澆注
工序02：時效處理以消除內應力
工序03：以Φ155外圓作為定位基準，粗車Φ155下端面、Φ73孔、Φ90孔、半精車Φ90孔
工序04：以Φ90孔作為定位基準，粗車Φ155上端面、Φ100端面、Φ100外圓、Φ80沉孔 、半精車Φ155上端面、Φ100外圓、精車Φ100外圓、潔角
工序05：以Φ155外圓作為定位基準，精車Φ90孔、車槽
工序06：以Φ90孔作為定位基準，粗車Φ82端面、Φ52孔、半精車、精車Φ52孔
工序07：以Φ90孔作為定位基準，鉆4-M8螺紋底孔Φ6.8深21、攻4-M8深18螺紋
工序08：以Φ90孔作為定位基準，鉆M3螺紋底孔Φ2.55深8、攻M3深6螺紋
工序09：以Φ90孔作為定位基準，鉆3-M6螺紋底孔Φ5.1深15、攻M6深12螺紋
工序10：以Φ73孔作為定位基準，鉆4-M5螺紋底孔Φ4.25深15、攻M5深12螺紋
工序11：以Φ90孔作為定位基準，配作2-Φ8錐孔
工序12：鉗工去毛刺
工序13：檢驗至圖紙要求
工序14：包裝、入庫
3.3 確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差
1. Φ155下端面的加工余量
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=2.5mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為6.3。根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步車削（即粗車、半精車）方可滿足其精度要求。
2. Φ73孔的加工余量
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=1.5mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為6.3。根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步車削（即粗車、半精車）方可滿足其精度要求。
3. Φ90孔 的加工余量
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=8.5mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為1.6。根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，三步車削（即粗車、半精車、精車）方可滿足其精度要求。
粗車 單邊余量Z=8.0mm
半精車 單邊余量Z=0.4mm
精車 單邊余量Z=0.1mm
4. Φ155上端面的加工余量
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=2.5mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為3.2。根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，兩步車削（即粗車、半精車）方可滿足其精度要求。
粗車 單邊余量Z=2.0mm
半精車 單邊余量Z=0.5mm
5. Φ100端面 的加工余量
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為6.3。根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步車削（即粗車）方可滿足其精度要求。
6. Φ100外圓的加工余量
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=1.5mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為1.6。根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，三步車削（即粗車、半精車、精車）方可滿足其精度要求。
粗車 單邊余量Z=1.0mm
半精車 單邊余量Z=0.4mm
精車 單邊余量Z=0.1mm
7.Φ80沉孔 的加工余量
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=3.5mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為6.3。根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步車削（即粗車）方可滿足其精度要求。
8.Φ82端面加工余量
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為6.3。根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步車削（即粗車）方可滿足其精度要求。
9.Φ52孔加工余量
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=1.5mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為1.6。根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，三步車削（即粗車、半精車、精車）方可滿足其精度要求。
粗車 單邊余量Z=1.0mm
半精車 單邊余量Z=0.4mm
精車 單邊余量Z=0.1mm
10. 4-M8螺紋的加工余量
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，因其加工螺紋的尺寸不大故采用實心鑄造，鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為12.5。根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，鉆.攻即可方可滿足其精度要求。
鉆 單邊余量Z=3.4mm
攻 單邊余量Z=0.6mm
11. M3螺紋的加工余量
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，因其加工螺紋的尺寸不大故采用實心鑄造，鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為12.5。根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，鉆.攻即可方可滿足其精度要求。
鉆 單邊余量Z=1.275mm
攻 單邊余量Z=0.225mm
12. 3-M6螺紋的加工余量
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，因其加工螺紋的尺寸不大故采用實心鑄造，鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為12.5。根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，鉆.攻即可方可滿足其精度要求。
鉆 單邊余量Z=2.55mm
攻 單邊余量Z=0.45mm
13. 4-M5螺紋的加工余量
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，因其加工螺紋的尺寸不大故采用實心鑄造，鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為12.5。根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，鉆.攻即可方可滿足其精度要求。
鉆 單邊余量Z=2.125mm
攻 單邊余量Z=0.375mm
14. 2-Φ8錐孔的加工余量
查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，因其加工表面的尺寸不大故采用實心鑄造,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為6.3。根據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步鉆削方可滿足其精度要求。
3.4 基本工時的確立
工序01：金屬型澆注
工序02：時效處理以消除內應力
工序03：以Φ155外圓作為定位基準，粗車Φ155下端面、Φ73孔、Φ90孔、半精車Φ90孔
工步一：粗車Φ155下端面
1、 切削用量
機床為C620-1型臥式車床， 所選刀具為YT5硬質合金端面車刀。根據(jù)《切削用量簡明手冊》第一部分表1.1，由于C620-1型臥式車床的中心高度為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表1.3，選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃傾角，刀尖圓弧半徑。
1） 確定切削深度
由于單邊余量為2.5mm，可在1次走刀內切完。
2） 確定進給量
根據(jù)表1.4，在粗車QT500-7、刀桿尺寸為16mm×25mm、≤3mm、工件直徑為0～100mm時，=0.1～0.6mm/r
按C620-1型臥式車床的進給量（表4.2-9），選擇=0.27mm/r
確定的進給量尚需滿足機床進給機構強度的要求，故需進行校驗。
根據(jù)表1.30，C620-1機床進給機構允許的進給力=3530N。
根據(jù)表1.21，當≤2mm,≤0.35mm/r，，=450m/min(預計)時，進給力=760N。
的修正系數(shù)為=0.1，=1.17（表1.29-2），故實際進給力為
=760×1.17N=889.2N
由于切削時的進給力小于機床進給機構允許的進給力，故所選=0.27mm/r可用。
3） 選擇車刀磨鈍標準及耐用度
根據(jù)表1.9，車刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉位車刀耐用度T=30min。
4） 確定切削速度
切削速度可根據(jù)公式計算，也可直接由表中查出?，F(xiàn)采用查表法確定切削速度。
根據(jù)表1.10，當用YT15硬質合金車刀加工鑄件，≤3mm，≤0.25mm/r，切削速度=450m/min。
切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0
(均見表1.28），故=4500.80.650.811.15m/min≈218m/min
≈448r/min
按C620-1機床的轉速(表4.2-8），選擇=460r/min
則實際切削速度=218m/min
5） 校驗機床功率
由表1.24，≤3mm，≤0.27mm/r，≥46m/min時，=1.7KW。
切削功率的修正系數(shù)=1.17，，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故實際切削時的功率為=0.72KW
根據(jù)表1.30，當=460r/min時，機床主軸允許功率=5.9KW。<，故所選的切削用量可在C620-1機床上進行。
最后決定的切削用量為=2.5mm，=0.27mm/r，=460r/min，=218m/min
2、 確定粗車Φ155下端面的基本時間
，
式中 =17.5mm，=2.5mm，=4mm，=0mm，=0.27mm/r，=460r/min,=1
則
工步二：粗車Φ73孔的基本時間
，
式中 =94mm，=1.5mm，=4mm，=0mm，=0.27mm/r，=460r/min,=1
則
工步三：粗車Φ73孔至Φ89的基本時間
，
式中 =63mm，=4.0mm，=4mm，=0mm，=0.27mm/r，=460r/min,=1
則
工步四：半精車Φ89孔至Φ89.8的基本時間
1、 =0.4mm
2、 =0.15mm/r
3、 =6000.80.650.811.15m/min≈290.7m/min
=600r/min
4、確定基本工時
，
式中 =63m，=0.4mm，=0mm，=0mm，=0.15mm/r，=600r/min,=1
則
工序04：以Φ90孔作為定位基準，粗車Φ155上端面、Φ100端面、Φ100外圓、Φ80沉孔 、半精車Φ155上端面、Φ100外圓、精車Φ100外圓、潔角
工步一：粗車Φ155上端面的基本時間
，
式中 =26mm，=2.0mm，=4mm，=0mm，=0.27mm/r，=460r/min,=1
則
工步二：粗車Φ100端面的基本時間
，
式中 =15mm，=2.0mm，=4mm，=0mm，=0.27mm/r，=460r/min,=1
則
工步三：粗車Φ103外圓至Φ101外圓的基本時間
，
式中 =19.5mm，=1.0mm，=4mm，=0mm，=0.27mm/r，=460r/min,=1
則
工步四：粗車Φ80沉孔的基本時間
，
式中 =15mm，=3.5mm，=4mm，=0mm，=0.27mm/r，=460r/min,=1
則
工步五：半精車Φ155上端面的基本時間
，
式中 =27mm，=0.4mm，=4mm，=0mm，=0.15mm/r，=600r/min,=1
則
工步六：半精車Φ101外圓至Φ100.2外圓的基本時間
，
式中 =20mm，=0.4mm，=4mm，=0mm，=0.15mm/r，=600r/min,=1
則
工步七：精車Φ100.2外圓至Φ100外圓的基本時間
1、 =0.1mm
2、 =0.1mm/r
3、 =8000.80.650.811.15m/min≈387.6m/min
=760r/min
4、確定基本工時
，
式中 =20m，=0.1mm，=0mm，=0mm，=0.1mm/r，=760r/min,=1
則
工步八：潔角
工序05：以Φ155外圓作為定位基準，精車Φ90孔、車槽
工步一：精車Φ89.8孔至Φ90孔的基本時間
，
式中 =63mm，=0.1mm，=4mm，=0mm，=0.1mm/r，=760r/min,=1
則
工步二：車槽
工序06：以Φ90孔作為定位基準，粗車Φ82端面、Φ52孔、半精車、精車Φ52孔
工步一：粗車Φ82端面的基本時間
，
式中 =16.5mm，=2.0mm，=4mm，=0mm，=0.27mm/r，=460r/min,=1
則
工步二：粗車Φ49孔至Φ51外圓的基本時間
，
式中 =59mm，=1.0mm，=4mm，=0mm，=0.27mm/r，=460r/min,=1
則
工步三：半精車Φ51孔至Φ51.8外圓的基本時間
，
式中 =59mm，=0.4mm，=4mm，=0mm，=0.15mm/r，=600r/min,=1
則
工步四：精車Φ51.8孔至Φ512外圓的基本時間
，
式中 =59mm，=0.1mm，=4mm，=0mm，=0.1mm/r，=760r/min,=1
則
工序07：以Φ90孔作為定位基準，鉆4-M8螺紋底孔Φ6.8深21、攻4-M8深18螺紋
工步一：4-M8螺紋底孔Φ6.8深21
選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得
（《切削》表2.15）
562r/min
按機床選取n=500r/min
切削工時： ，，則機動工時為
工步二：攻4-M8深18螺紋
選擇M8mm高速鋼機用絲錐
等于工件螺紋的螺距，即f=0.6mm/r
299r/min
按機床選取n=315r/min
切削工時： ，，則機動工時為
工序08：以Φ90孔作為定位基準，鉆M3螺紋底孔Φ2.55深8、攻M3深6螺紋
工步一：鉆M3螺紋底孔Φ2.55深8
選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得
（《切削》表2.15）
500r/min
按機床選取n=545r/min
切削工時： ，，則機動工時為
工步二：攻M3深6螺紋
選擇M3mm高速鋼機用絲錐
等于工件螺紋的螺距，即f=0.225mm/r
318r/min
按機床選取n=272r/min
切削工時： ，，則機動工時為
工序09：以Φ90孔作為定位基準，鉆3-M6螺紋底孔Φ5.1深15、攻M6深12螺紋
工步一：鉆3-M6螺紋底孔Φ5.1深15
選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得
（《切削》表2.15）
500r/min
按機床選取n=500r/min
切削工時： ，，則機動工時為
工步二：攻M6深12螺紋
選擇M6mm高速鋼機用絲錐
等于工件螺紋的螺距，即f=0.45mm/r
398r/min
按機床選取n=400r/min
切削工時： ，，則機動工時為
工序10：以Φ73孔作為定位基準，鉆4-M5螺紋底孔Φ4.25深15、攻M5深12螺紋
工步一：鉆4-M5螺紋底孔Φ4.25深15
選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得
（《切削》表2.15）
525r/min
按機床選取n=500r/min
切削工時： ，，則機動工時為
工步二：攻M5深12螺紋
選擇M5mm高速鋼機用絲錐
等于工件螺紋的螺距，即f=0.375mm/r
382r/min
按機床選取n=400r/min
切削工時： ，，
則機動工時為
工序11：以Φ90孔作為定位基準，配作2-Φ8錐孔
選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）
由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得
（《切削》表2.15）
597r/min
按機床選取n=545r/min
切削工時： ，，則機動工時為
工序12：鉗工去毛刺
工序13：檢驗至圖紙要求
工序14：包裝、入庫
4 加工3-M6孔夾具設計
為了提高生產率，保證質量。本夾具將用在z525鉆床。刀具是高速鋼鉆頭。
1.1.1 4.1問題提出
本夾具主要用來加工3-M6孔（3-M6孔螺紋底孔是φ5，所以后文的計算全部采用的是φ5）。這兩個孔與上下端面有著垂直度的要求，設計夾具時，要求保證垂直度要求。
1.1.2 4.2夾具的設計
為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。
1.1.3 4.3切削力及夾緊力的計算
刀具：鉆頭φ5。
則軸向力：見《工藝師手冊》表28.4
F=Cdfk……………………………………3.1
式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35
k=(
F=420
轉矩
T=Cdfk
式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8
T=0.206
功率 P=
在計算切削力時,必須考慮安全系數(shù),安全系數(shù)
K=KKKK
式中 K—基本安全系數(shù)，1.5;
K—加工性質系數(shù)，1.1;
K—刀具鈍化系數(shù), 1.1;
K—斷續(xù)切削系數(shù), 1.1
則 F=KF=1.5
鉆削時 T=14.34 N
切向方向所受力:
F=
取
F=4416
F> F
所以,時工件不會轉動,故本夾具可安全工作。
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即：
安全系數(shù)K可按下式計算有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]表可得：
所以有：
該孔的設計基準為中心軸，故以回轉面做定位基準，實現(xiàn)“基準重合”原則； 參考文獻，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實際所需夾緊力F夾與切削力Ｆ之間的關系F夾＝KF
軸向力：F夾＝KF （N）
扭距：
Nm
在計算切削力時必須把安全系數(shù)考慮在內，安全系數(shù)
由資料《機床夾具設計手冊》查表可得：
切削力公式： 式（2.17）
式中
查表得：
即：
實際所需夾緊力：由參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》表得：
安全系數(shù)K可按下式計算，由式（2.5）有：：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》表 可得：
所以
由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用螺旋夾緊機構。
1.1.4 4.4 鉆孔與工件之間的切屑間隙
鉆套的類型和特點:
1、固定鉆套：鉆套直接壓入鉆模板或夾具體的孔中，鉆模板或夾具體的孔與鉆套外圓一般采用H7/n6配合，主要用于加工量不大，磨損教小的中小批生產或加工孔徑甚小，孔距離精度要求較高的小孔。
2、可換鉆套：主要用在大批量生產中，由于鉆套磨損大，因此在可換鉆套和鉆模板之間加一個襯套，襯套直接壓入鉆模板的孔內，鉆套以F7/m6或F7/k6配合裝入襯套中。
3、快換鉆套：當對孔進行鉆鉸等加工時，由于刀徑不斷增大，需要不同的導套引導刀具，為便于快速更換采用快換鉆套。
4、特殊鉆套：尺寸或形狀與標準鉆套不同的鉆套統(tǒng)稱特殊鉆套。
鉆套下端面與工件表面之間應留一定的空隙C，使開始鉆孔時，鉆頭切屑刃不位于鉆套的孔中，以免刮傷鉆套內孔，如圖4.3。
圖4.3
切屑間隙 C=(0.3～1.2)d。
在本次夾具鉆模設計中考慮了多方面的因素，確定了設計方案后，選擇了C=8。因為此鉆的材料是鑄件，所以C可以取較小的值。
1.1.5 4.5 鉆模板
在導向裝置中，導套通常是安裝在鉆模板上，因此鉆模板必須具有足夠的剛度和強度，以防變形而影響鉆孔精度。鉆模板按其與夾具體連接的方式，可分為固定式鉆模板、鉸鏈式鉆模板、可卸式鉆模板、滑柱式鉆模板和活動鉆模板等。
在此套鉆模夾具中選用的是可卸式鉆模板，在裝卸工件時需從夾具體上裝上或卸下，鉆螺栓緊固，鉆模精度較高。[4]
1.1.6 4.6定位誤差的分析
3) 夾具安裝誤差
因夾具在機床上的安裝不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差。
1.1.7 圖5-2中夾具的安裝基面為平面，因而沒有安裝誤差，=0.
4) 夾具誤差
因夾具上定位元件、對刀或導向元件、分度裝置及安裝基準之間的位置不精確而造成的加工誤差，稱為夾具誤差。夾具誤差主要包括定位元件相對于安裝基準的尺寸或位置誤差；定位元件相對于對刀或導向元件（包含導向元件之間）的尺寸或位置誤差；導向元件相對于安裝基準的尺寸或位置誤差；若有分度裝置時，還存在分度誤差。以上幾項共同組成夾具誤差。
5) 加工方法誤差
因機床精度、刀具精度、刀具與機床的位置精度、工藝系統(tǒng)的受力變形和受熱變形等因素造成的加工誤差，統(tǒng)稱為加工方法誤差。因該項誤差影響因素多，又不便于計算，所以常根據(jù)經驗為它留出工件公差的1/3.計算時可設
。
2. 保證加工精度的條件
工件在夾具中加工時，總加工誤差為上述各項誤差之和。由于上述誤差均為獨立隨機變量，應用概率法疊加。因此保證工件加工精度的條件是
即工件的總加工誤差應不大于工件的加工尺寸。
為保證夾具有一定和夾具總圖上各項公差值確定得是否合理。
知此方案可行。
在分析計算工件加工精度時，需留出一定的精度儲備量。因此將上式改寫為
或
當時，夾具能滿足工件的加工要求。值的大小還表示了夾具使用壽命的長短和夾具總圖上各項公差值確定得是否合理。
知此方案可行。
4.7 鉆套、襯套、鉆模板設計與選用
工藝孔的加工只需鉆切削就能滿足加工要求。故選用可換鉆套（其結構如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。
為了減少輔助時間采用可換鉆套，以來滿足達到孔的加工的要求。
表
d
D
D1
H
t
基本
極限
偏差F7
基本
極限
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
11
10
16
20
＞6～8
+0.028
+0.011
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
110
66
＞48～50
70
74
0.040
鉆模板選用固定鉆模板，用沉頭螺釘錐銷定位于夾具體上。
1.1.8 4.8 確定夾具體結構和總體結構
對夾具體的設計的基本要求
（1）應該保持精度和穩(wěn)定性
在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應該采用鑄造，時效處理，退火等處理方式。
（2）應具有足夠的強度和剛度
保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動是不允許的，夾具應有足夠的厚度，剛度可以適當加固。
（3）結構的方法和使用應該不錯
夾較大的工件的外觀，更復雜的結構，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應特別注意結構的過程中，應處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強度）前提下，應能減小體積減輕重量，結構應該簡單。
（4）應便于鐵屑去除
在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，可適當增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產生更多的，一般應在夾具體上面。
（5）安裝應牢固、可靠
夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應的表面接觸或實現(xiàn)的。當夾安裝在重力的中心，夾具應盡可能低，支撐面積應足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識別特定的文件夾結構，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。
加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產生沖擊和振動，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結構應便于鐵屑。此外，夾點技術，經濟的具體結構和操作、安裝方便等特點，在設計中還應考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設計，必須考慮結構應便排出鐵屑。
結 論
課程設計即將結束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的課程設計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結合進行實實在在的設計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們進行畢業(yè)設計打下了良好的基礎。
課程設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理論和實踐的結合。因此同學們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了好多，也非常珍惜學院給我們的這次設計的機會。
致 謝
這次課程設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復和重疊，由于經驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了課程設計。
這次課程設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下她的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，她都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，她不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，她的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。
參 考 文 獻
1， 鄒青 主編 機械制造技術基礎課程設計指導教程 北京： 機械工業(yè)出版社 2004，8
2， 趙志修 主編 機械制造工藝學 北京： 機械工業(yè)出版社 1984，2
3， 孫麗媛 主編 機械制造工藝及專用夾具設計指導 北京：冶金工業(yè)出版社 2002，12
4， 李洪 主編 機械加工工藝手冊 北京： 北京出版社 1990，12
5， 鄧文英 主編 金屬工藝學 北京： 高等教育出版社 2000
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7， 丘宣懷 主編 機械設計 北京： 高等教育出版社 1997
8， 儲凱 許斌 等主編 機械工程材料 重慶： 重慶大學出版社 1997，12
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10，樂兌謙 主編 金屬切削刀具 北京： 機械工業(yè)出版社 1992，12
11，李慶壽 主編 機床夾具設計 北京： 機械工業(yè)出版社 1983，4
12，陶濟賢 主編 機床夾具設計 北京： 機械工業(yè)出版社 1986，4
13， 機床夾具結構圖冊 貴州：貴州人民出版社 1983，7
14，龔定安 主編 機床夾具設計原理 陜西：陜西科技出版社，1981,7
15，李益民 主編 機械制造工藝學習題集 黑龍江： 哈兒濱工業(yè)大學出版社 1984, 7
16, 周永強等 主編 高等學校畢業(yè)設計指導 北京： 中國建材工業(yè)出版社 2002,12
17，李益民等 主編 機械制造工藝設計簡明手冊 北京： 機械工業(yè)出版社 1992，12
18，徐鴻本等 主編 切削手冊 北京： 機械工業(yè)出版社 2003，11
30
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