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機械加工工藝過程卡片
產(chǎn)品型號
零件圖號
產(chǎn)品名稱
零件名稱
倒檔變速叉
共
1
頁
第
1
頁
材 料 牌 號
HT200
毛 坯 種 類
鑄件
毛坯外形尺寸
85.5×45×86
每毛坯件數(shù)
每 臺 件 數(shù)
備 注
工
序
號
工 名
序 稱
工 序 內(nèi) 容
車
間
工
段
設(shè) 備
工 藝 裝 備
工 時
準終
單件
10
粗銑
粗銑φ24右端面，使兩端面距離為42
×6022
20
鉆孔
鉆φ15mm的通孔
Z535
30
擴孔
擴φ15.5mm的通孔
Z535
40
粗絞
粗絞φ15.8mm的通孔
Z535
50
精絞
精絞φ16mm的通孔
Z535
60
鉆孔
鉆φ8mm的孔，垂直與φ16mm的孔
Z535
70
攻絲
攻M10×1的螺紋
Z535
80
粗銑
粗銑寬15mm的槽
×6022
90
半精銑
半精銑寬15mm的槽
×6022
100
粗銑
粗銑R34兩端面
×6022
110
精銑
精銑R34兩端面
×6022
120
去毛刺
130
檢驗
設(shè) 計（日 期）
校 對（日期）
審 核（日期）
標準化（日期）
會 簽（日期）
標記
處數(shù)
更改文件號
簽 字
日 期
標記
處數(shù)
更改文件號
簽 字
日 期
目錄
序 言 1
一、零件的分析 2
二、工藝規(guī)程的設(shè)計 3
三、鉆套的設(shè)計 8
四．夾緊方案的設(shè)計 10
五．夾具體的設(shè)計 11
六．其他裝置的設(shè)計 12
七．技術(shù)條件的制定 14
八．夾具精度的分析 15
九．夾具的工作原理簡介 16
十．心得體會 16
十一.參考文獻 17
序 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(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)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(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)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(chǔ)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(jīng)濟綜合實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標。
倒檔變速叉工工藝規(guī)程及鉆孔夾具設(shè)計是在學(xué)完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械工程材料等進行課程設(shè)計之后的下一個教學(xué)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(shè)計出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。
本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。
一、零件的分析
〈一〉零件的作用
題目所給的是變速箱中的變速叉，它的主要作用是推動倒檔齒輪向輸入軸傳動齒輪移動并與之嚙合，使汽車實現(xiàn)倒行。再換倒檔時，撥叉將受到較大的沖擊。
〈二〉零件的工藝分析
該撥叉為精密鑄件，鑄造表面光潔，平整，無裂痕，毛刺，分層，縮孔，縮松等鑄造缺陷。
從零件圖上看，該零件是典型的叉架類零件，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，形位精度要求不算高。為大批量生產(chǎn)的鑄件。其主要加工的有16的孔表面粗糙度為Ra1.6um，斜腳面尺寸要求公差尺寸為自由公差，表面粗糙度為Ra3.2mm并保證與16軸線的垂直度為0.10；R34面粗糙度為Ra3.2um，表面要求淬火處理，硬度要求為45~53HRC。通過分析該零件，其布局合理，雖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但加工要求比較容易保證，我們通過專用夾具可保證其加工要求，整個圖面清晰，尺寸完整合理，能夠完整表達物體的形狀和大小，符合要求。
5個加工表面分別是：
（1）Φ16孔的上端面; （2）加工φ16的孔內(nèi)表面；（3）撥叉兩端面，保證尺寸9±0.15；（4）鉆，擴，鉸螺紋孔；（5）加工R50圓弧槽；
二、工藝規(guī)程的設(shè)計
<一> 確定毛坯的制造形式
零件材料為HT200，考慮到變速叉運行時經(jīng)常需要掛檔倒車或輔助轉(zhuǎn)向，因此零件在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料的零件強度也能得到保證。由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機械翻砂造型，鑄造精度為2級，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。
有上述工藝要求與資料，對毛坯初步設(shè)計如下:
1. Φ16mm的孔
由于16mm難以鑄造，在毛坯設(shè)計時，不宜設(shè)計底孔，因此毛坯采用實心鑄造，以確保毛坯成功率。
2.叉口側(cè)面
叉口兩側(cè)面粗糙度均為3.2，進行一次粗銑即可滿足光潔度要求。根據(jù)資料可知，毛坯的叉口厚度定為1.5mm。
3. 叉口內(nèi)圓面
粗糙度沒有要求，直接鑄出
<二> 基準的選擇
基準的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，他對零件的生產(chǎn)是非常重要的。基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高，否則，不但使加工工藝問題百出，更有甚者，造成生產(chǎn)無法進行。
1． 粗基準的選擇
對于零件而言，粗基準的選擇對于后面的精加工至關(guān)重要，從零件圖上看出，變速叉較不規(guī)則，所以粗基準不太容易選擇，為了保證Φ16孔的精度要求，選φ16孔下端面為粗基準。
2． 精基準的選擇
以φ16孔下端面為粗基準，加工φ16孔的上端面，然后以加工過的上端面為精基準加工φ16內(nèi)孔，從而保證加工精度。
<三> 制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度的技術(shù)要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能機床以及專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便生產(chǎn)成本盡量降低。
10
鑄造
鑄造
20
銑
粗銑Φ24右端面
30
鉆
鉆，擴，鉸Φ16孔
40
熱
淬火E表面和R34端面
50
銑
精銑R34端面
60
車
車R23內(nèi)圓
70
銑
銑寬15mm的槽
80
鉆
鉆M10螺紋底孔，攻絲M10
85
去毛刺
90
檢驗
檢驗入庫
<四>機械加工余量、工序尺寸及公差的確定:
1、圓柱表面工序尺寸：
前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個加工工序的加工余量如下：
加工
表面
加工
內(nèi)容
加工余量
精度等級
工序
尺寸
表面粗
糙度
Φ16
鉆
0.8
IT11
15
12.5
擴
0.5
IT10
15.5
6.3
粗鉸
0.3
IT10
15.8
6.3
精鉸
0.2
IT8
16
3.2
確定切削用量及時間定額：
1． 鉆Φ15孔，以Φ15孔的下端面為定位基準，采用Z525立式鉆床加專用夾具
加工要求：鉆Φ15孔，加工余量0.8;
機床：Z525立式鉆床；
刀具：根據(jù)《切削手冊》表2.1.2.2，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=15mm，鉆頭采用雙錐后磨橫刀，后角αo＝12°，二重刃長度bε=3.5mm,橫刀長b=2mm,寬l=4mm,棱帶長度，°，°
選擇切削用量
（1）確定進給量
按加工要求確定進給量：查《切削手冊》，，，由《切削手冊》表2.7,系數(shù)為0.5,則：
按鉆頭強度選擇:查《切削手冊》表2.8,鉆頭允許進給量為：；
按機床進給機構(gòu)強度選擇：查《切削手冊》表2.9，機床進給機構(gòu)允許軸向力為8330N時，進給量為。
以上三個進給量比較得出，受限制的進給量是工藝要求，其值為：0.215~0.265mm/r。根據(jù)《簡明手冊》表4.2-16,最終選擇進給量。
由于是通孔加工，為避免即將鉆穿時鉆頭折斷，故應(yīng)在即將鉆穿時停止自動進給而改為手動進給。
根據(jù)《切削手冊》表2.19查出,鉆孔時軸向力Ff=2500N，軸向力修正系數(shù)為1.0，故Ff=2500N。根據(jù)Z525立式鉆床使用說明書，機床進給機構(gòu)允許的最大軸向力為8830N﹥Ff，故所選進給量可用。
（2）確定鉆頭磨鈍標準及壽命
后刀面最大磨損限度（查《簡明手冊》）為0.6mm，壽命．
?。?）切削速度
查《切削手冊》表2.30，切削速度計算公式為：
（m/min）
其中，，，，，，，，，查得修正系數(shù)：，，，故實際的切削速度：
（4）檢驗機床扭矩及功率
查《切削手冊》表2.20，當f≤0.26, do≤19mm時，Mt=31.78N?m，修正系數(shù)均為1.0，故MC=31.78 N?m。
查機床使用說明書：Mm =144.2 N?m。
查《切削手冊》表2.23,鉆頭消耗功率：Pc=1.3kw。
查機床使用說明書，。
由于，，故切削用量可用，即：
，，
3、計算工時
2.擴Φ15.5孔，以Φ15上、下端面為定位基準，采用Z525立式鉆床加專用夾具；
查《切削手冊》表2.10，擴孔進給量為：，并由機床使用說明書最終選定進給量為：。
根據(jù)資料，切削速度 ，其中為用鉆頭鉆同樣尺寸實心孔時的切削速度，故：，，根據(jù)機床使用說明書選取： 。
基本工時：
3． 粗鉸Φ15.8孔，以Φ15上、下端面為定位基準，采用Z525立式鉆床加專用夾具；
刀具：專用鉸刀
機床：Z525立式鉆床
根據(jù)有關(guān)手冊的規(guī)定，鉸刀的進給量為0.8～1.2mm/z,進給量取0.81mm/r，機床主軸轉(zhuǎn)速取為=140r/min，則其切削速度為：
。
機動時切削工時，mm，
4．精鉸Φ16孔，以Φ15上、下端面為定位基準，采用Z518立式鉆床加專用夾具；
刀具：
機床：Z525立式鉆床
根據(jù)有關(guān)手冊的規(guī)定，鉸刀的進給量取0.48mm/r，機床主軸轉(zhuǎn)速取為：=140r/min，則其切削速度為：
機動時切削工時，mm
三、鉆套設(shè)計
因本次設(shè)計的夾具為——鉆擴鉸?16的孔。該夾具適用于Z3025搖臂鉆；
（一）、基準選擇分析
從對工件的結(jié)構(gòu)形狀分析，由于鉆的是通孔所以Z方向的移動可以不必限制，又該零件是在圓柱上鉆孔所以Y方向的轉(zhuǎn)動不必限制。因此該零件只需限制住四個自由度。
（二）、鉆套的選擇
由于該夾具屬于鉆模，所以該夾具的導(dǎo)引裝置是鉆套。鉆套又分為：
1、固定鉆套，它的特點是直接壓入鉆模板或夾具體上的，其外圓與鉆模板的配合，因此鉆套磨損后不易更換。
2、可換鉆套，它的特點是在磨損后，可以隨時更換，因為它在鉆模板與鉆套之間加了襯套。
3、快換鉆套，它的特點是當加工同一孔時需要更換幾把刀具依次進行鉆、擴、鉸孔加工時，則要求鉆套孔徑適應(yīng)不同刀具的需要。為了縮短鉆套更換時間，應(yīng)采用快換鉆套。在更換鉆套時，只需要將它反時針方向轉(zhuǎn)動，使鉆套上削邊部分對正螺釘頭部，即可快速取出。
4、特殊鉆套它的特點是工件的形狀或尺寸的限制，不能采用上述標準鉆套時采用的。由于該孔的表面質(zhì)量要求較高，不能一次加工出來，它需要經(jīng)過鉆——擴——鉸才能達到加工要求。按照上面所述應(yīng)該選擇快換鉆套。（附圖）
（三）、鉆套內(nèi)徑與公差帶的確定
鉆套的結(jié)構(gòu)尺寸在標準中已有規(guī)定，設(shè)計時，可以參照國標或有關(guān)手冊。
但鉆套的內(nèi)徑及公差帶的確定要自行設(shè)計。
因為鉆套與刀具的配合間隙的大小，直接影響被加工孔的位置精度，因此應(yīng)
根據(jù)鉆套所引導(dǎo)的刀具種類和被加工孔的精度要求按照下述方法確定鉆套的內(nèi)徑與公差帶。
1、鉆套內(nèi)徑的基本尺寸，應(yīng)等于所引導(dǎo)刀具的最大尺寸。
2、因為由鉆套引導(dǎo)的刀具，都是標準的鉆頭、擴孔鉆、鉸刀這一類定尺寸的刀具，所以鉆套內(nèi)徑與刀具的配合，應(yīng)按基軸制來選定。
3、鉆套內(nèi)徑與刀具之間，應(yīng)保證有一定的配合間隙，以防止倆者發(fā)生咬死現(xiàn)象。一般根據(jù)所引導(dǎo)的刀具的種類和工件精度要求來選取鉆套的公差帶，擴孔和鉆孔時選取F7，粗鉸時選取G7，精鉸時選用G6。
4、由于標準鉆頭的最大尺寸都是所加工孔的基本尺寸，故鉆頭的鉆套內(nèi)徑就只須按孔的基本尺寸取公差帶為F7即可。
5、如果鉆套引導(dǎo)的不是刀具的切削部分，而是刀具的導(dǎo)柱部分時，也可按基孔制的相應(yīng)配合選取鉆套內(nèi)徑，即：H7/f6 H7/f6 H6/g5。
因為該工件先用?15的麻花鉆鉆孔，該麻花鉆的最大極限尺寸就是15mm取其規(guī)定的公差帶為F7。故鉆套內(nèi)徑尺寸與公差帶為￠15F7。
根據(jù)GB1141-1973，?15.8mm一號擴孔鉆的尺寸為?15.8-0.25-0.21。擴孔鉆的最大極限尺寸為?15.79mm。故擴孔時鉆套內(nèi)徑的尺寸與公差帶應(yīng)為?15F7。
鉸孔時使用的是標準鉸刀?16N7。鉸孔時鉆套內(nèi)徑的基本尺寸為?16.008（即鉸刀的最大極限尺寸），其公差帶按G6選取，則鉆套內(nèi)徑的尺寸與公差帶為?16.008G6。
（四）、導(dǎo)向長度H的確定
鉆套的導(dǎo)向長度H對刀具的導(dǎo)向作用影響很大，H較大時，刀具在鉆套內(nèi)不易產(chǎn)生偏向斜，但會加快刀具與鉆套的磨損；H過小時，則鉆孔時導(dǎo)向性不好。通常取導(dǎo)向長度H與孔徑之比為H/d=1—2.5。當精度要求較高或加工孔徑較小時，由于所用的鉆頭剛性較差，則H/D值可取大些。因該孔的直徑為16，取2倍直徑，則H=32mm。（附圖3-2）
圖3-2 圖3-3
（五）、排屑間隙h的確定
排屑間隙h值的大小（附圖3-3）對于排屑、導(dǎo)向有很大的影響。h值過小，切屑不能自由排出，特別是加工塑性材料時，切屑易阻塞在工件與鉆套之間，有可能鉆套頂出，還會損壞加工表面和將鉆頭折斷。h值過大，則將使刀具的引偏增大，不能發(fā)揮鉆套引導(dǎo)刀具的作用而影響加工精度。
確定h值時，可按下面的經(jīng)驗公式進行。
加工鑄鐵時
h=(0.3—0.6)d
加工鋼件等塑性材料時
h=(0.5—1.0)d
式中 d--------鉆頭直徑（mm）。
式中系數(shù)的選取方法是；材料越硬，系數(shù)應(yīng)取小值；鉆小孔時，系數(shù)應(yīng)取大值。但也有幾種特殊情況需另行考慮。
1、 孔的位置精度要求高，需要鉆套引導(dǎo)作用良好時，可允許取小的h值（h=0）。
2、 在斜面上鉆孔或鉆斜孔時，為了減少刀具引偏或折斷刀具，h值盡可能取小些（h=0.3d）。
3、 鉆深孔（L/d>5）時，要求排屑暢快，這時，h=1.5d。
因為該工件的材料是HT200，屬于第一個經(jīng)驗公式的范圍。取系數(shù)為0.4則排屑間隙h的值為6.4取7。
四、夾緊方案的設(shè)計
（一）、夾緊裝置的作用
工件的定位是使工件在夾具上占有一個正確的位置。但要使工件在加工過程中此加工位置不變，即不會由于切削力、工件重力、慣性力和離心力等的作用發(fā)生位置的變化或產(chǎn)生振動，夾具上還應(yīng)設(shè)有夾緊裝置把工件壓緊夾牢在定位元件上，以保證加工工件精度和安全。
（二）、夾緊裝置的組成
加緊裝置一般分為倆大組成部分：
1、產(chǎn)生力源（原始作用力）部分 對于力源來自機械或電力的，一般稱為傳動裝置。常用的有氣壓、液壓、電力等傳動裝置。力源來自人力的，則稱為手動夾緊。
2、夾緊部分 接受和傳遞原始作用力使之變?yōu)閵A緊力并夾緊工件的部分。
在夾緊裝置的設(shè)計中，要求其結(jié)構(gòu)合理、簡單，操作方便，使用安全，夾緊可靠。要滿足這些要求，必須正確的解決夾緊力的大小、方向、作用點問題。
（三）、夾緊力的確定
1、夾緊力的方向
（1）、夾緊力應(yīng)指向主要定位面
（2）、夾緊力應(yīng)盡可能和切削力、工件重力同向
（3）夾緊力的方向應(yīng)有助于定位穩(wěn)定
2、夾緊力的作用點
（1）、夾緊力的作用點應(yīng)盡可能的落在定位元件的支承范圍內(nèi)
（2）、夾緊力應(yīng)落在工件剛性較好的部位
（3）、夾緊力的作用點應(yīng)靠近加工表面
3、夾緊力大小的確定
夾緊力的大小，對工件安裝的可靠性，工件和夾具的變形、夾緊機構(gòu)的復(fù)雜程度都有很大的關(guān)系。如夾緊力太小則工件夾不牢，而夾緊力過大則會引起工件與夾具的變形，甚至破壞定位。在加工過程中，工件受切削力、離心力、慣性力和工件自身重力等的作用，而且在有些切削過程中還會有沖力。因此要準確的計算出夾緊力的大小是十分困難的。因此在設(shè)計夾緊裝置時，常采用下述倆種方法來確定所須夾緊力的大??；一是根據(jù)同類夾具的使用情況，用類比法進行估算，這種方法在生產(chǎn)中應(yīng)用的比較廣泛；一是根據(jù)加工情況，確定出工件在加工過程中對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，再將此時工件所受的各種外力看做靜力，并用靜力平衡原理，計算出所需的夾緊力?？捎萌缦碌墓接嬎悖?
Fk=KF
式中Fk-------實際所需的夾緊力（N）；
F --------在一定條件下，用靜力平衡原理計算出的夾緊力（N）；
K---------安全系數(shù)。粗加工時，取K=2.5—3；精加工時，取K=1.5---2。
綜上所述 由于該工件自身的特點，可采用螺旋壓緊機構(gòu)。螺旋壓緊機構(gòu)的特點是結(jié)構(gòu)簡單、容易制造、自鎖性能好。方案一 左端用螺母旋入并靠在夾具體上，右端也旋入螺母靠在擋塊上。（如圖4-1）方案二左端旋入螺母靠在夾具體上，右端插入套筒和擋塊再旋入螺母。（如圖4—2）。
圖4-1： 4-2：
五、夾具體的設(shè)計
設(shè)計夾具體的注意事項及其作用
考慮到鉆削加工的特點，設(shè)計夾具體時，應(yīng)注意以下幾個方面的問題。
（1）、夾具體要有足夠的剛度和強度。合理的設(shè)置加強筋，以使夾具體在夾緊力作用處的剛性較好。
（2）、夾具體的結(jié)構(gòu)與定位元件、夾緊元件等組成部分的結(jié)構(gòu)和布置有關(guān)，在滿足加工要求的基礎(chǔ)上應(yīng)盡量時各組成部分布置得緊湊些，以使夾具體簡化。
（3）、工件上待加工面應(yīng)盡可能的靠近工作臺，并使夾具的重心降低，以提高夾具在機床上安裝的穩(wěn)固性。夾具體的高度比以H/B〈1.25為宜>。
為了用螺釘將夾具緊固在機床的工作臺T形槽中，夾具體上要合理的設(shè)置耳座。如果夾具體的寬度尺寸較大時，可在同一側(cè)設(shè)置倆個耳座。此時倆耳座的距離要和鉆床工作臺相鄰的倆T形槽之間的距離相一致。
在鉆床上進行孔的鉆、擴、鉸、锪及攻螺紋時用的夾具，稱為鉆床夾具，俗稱鉆模。鉆模上設(shè)置鉆套和鉆模板，用以引導(dǎo)刀具。鉆模主要用于加工中等精度、尺寸較小的孔或孔系間的位置精度，其結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，因此鉆模在各類機床夾具中占的比重最大。
鉆模的種類繁多，按鉆模在機床上的安裝方式可分為固定式和非固定式倆類，按鉆模的結(jié)構(gòu)特點可分為普通式、分度式、蓋板式、翻轉(zhuǎn)式、以及斜孔式等。
綜上所述：根據(jù)該工件自身的加工要求，該鉆模選擇固定式的，它的特點是在加工過程中，鉆模在機床上的位置始終保持不變的，它主要用于在立式鉆床上加工一個孔或在搖臂鉆床上加工平行孔系。如圖5---1所示這個鉆模的夾具體采用焊接結(jié)構(gòu)。夾具體底板1的四周都留出可供固定的部位即耳座。它的尺寸為200X150X30（長X寬X高 單位mm）。夾具體支撐板2的尺寸為200X35X150（長X寬X高 單位mm）。
圖5--1
六、 其它裝置的設(shè)計
（一）、鉆模板的設(shè)計
鉆模板是用來安裝鉆套，并和夾具體想連接。它決定著鉆套在夾具上的正確位置，因而要求具有一定的精度和強度、剛度。
根據(jù)它與夾具體的連接方式不同，可分為以下幾種類型。
（1）固定式鉆模板
這種鉆模板直接固定在夾具體上，即可與夾具體鑄造成或焊接成一整體，或用銷釘、螺釘裝配成一整體。由于鉆模板上的鉆套相對于夾具體和定位元件的位置是固定不變的，所以加工孔后的位置精度較高。但裝卸工件有時不方便。
（2）鉸鏈式鉆模板
鉸鏈式鉆模板是通過銷軸與夾具體或固定支架連接在一起的。鉆模板可繞鉸鏈軸翻轉(zhuǎn)。鉸鏈軸和鉆模板上相應(yīng)的孔的配合為基軸制間隙配合（G7/h6），鉸鏈軸和支座孔的配合為基軸制過盈配合（N7/h6）。鉆模板支座倆側(cè)面之間的配合則按基孔制間隙配合（H7/g6）。當鉆孔的位置精度要求較高時，應(yīng)與以配制，并將鉆模板和支座倆側(cè)面的配合間隙控制在0.01—0.02mm。
這類鉆模板，裝卸工件比較方便，對于鉆孔后要锪窩、攻絲等時尤為適宜。只要將鉸鏈式鉆模板翻開，就可方便的進行锪窩、攻絲。
但是，由于鉸鏈處存在間隙，所以它的加工精度不如固定式鉆模板高，在結(jié)構(gòu)上也較復(fù)雜。
（3）可卸式鉆模板
可卸式鉆模板以倆孔在夾具上的圓柱銷和削邊銷定位，并用鉸鏈螺栓和圓螺母把鉆模板和工件一起夾緊。裝卸工件時需要將鉆模板取下和裝上，使得裝卸工件費時費力。但鉆孔精度較高，一般用于質(zhì)量不大而且其他形式的鉆模板不便于裝卸工件時。
（4）懸掛式鉆模板
將鉆模板懸掛在鉆床主軸上，并隨主軸一起運動，鉆模板隨鉆床主軸一起下降，并依靠彈簧壓縮是產(chǎn)生的壓力，鉆模板可將工件壓緊在夾具體的定位元件上。這類鉆模板多用于組合機床與多軸傳動聯(lián)用。
不論采用那一類鉆模板，在設(shè)計時都應(yīng)使其具有足夠的剛度，以保證鉆套間的位置精度和加工的穩(wěn)定性，但不能過厚過重。鉆模板的厚度一般根據(jù)鉆套的高度確定。如果鉆套的高度太大，可把鉆模芭局部加厚，并使鉆模板四周邊加強或設(shè)置加強筋。
綜上所述：該工件取固定式鉆模板即可。
（二）、螺栓的設(shè)計
考慮到夾具的剛度及整體結(jié)構(gòu)的對稱性，夾具體與工作臺的連接選用M16的螺栓。用來連接鉆模板和夾具體的螺釘選用M8的即可。
（三）、銷的設(shè)計
用來定位的銷是菱邊銷，它的尺寸可由下面的表格查到因其基本尺寸。它的基本尺寸為12
D2
3---6
>6--8
>8---20
>20---25
>25---32
>32--40
b
2
3
4
5
6
6
B
D2-0.5
D2-1
D2-2
D2-3
D2-4
D2-5
七、 技術(shù)條件的制定
夾具總裝圖上技術(shù)要求的確定
為了保證夾句具的工作精度，除了確定有關(guān)尺寸的精度外，對各有關(guān)元件之間和各元件的有關(guān)表面之間的相互位置精度也需要提出一定的要求。這些相互位置要求，一般統(tǒng)稱技術(shù)要求。它們可用符號表示，也可以用文字形式加以說明?？偟目煞譃橄铝袔讉€方面；
（1）定位元件之間的相互位置要求。
（2）定位元件與夾具的安裝基面或定位鍵之間的相互位置要求。
（3）對刀元件與夾具安裝基面或定位鍵之間的相互位置要求。
（4）對刀元件定位元件之間的相互位置要求。
（5）對刀元件之間的相互位置要求。
上述技術(shù)要求應(yīng)根據(jù)不同的夾具類型而取舍之。其數(shù)值的確定，凡與工件加工技術(shù)要求直接有關(guān)者，同樣可按工件加工技術(shù)要求所規(guī)定數(shù)值的1/2—1/5選?。蝗襞c工件加工技術(shù)要求無直接關(guān)系時，則可參考下列數(shù)據(jù)選用：
（1）同一平面上的支承釘或支承板的等高允差一般不大于0.02mm；
（2）定位元件工作表面對定位鍵側(cè)面的平行度或垂直度，一般不大于100：0.02mm；
（3）定位元件工作表面對夾具體底面的平行度或垂直度，一般不大于100：0.02 mm；
（4）鉆套軸線對夾具體底面的垂直度不大于100：0.05 mm；
（5）鉆模上前后鏜套的同軸度不大于0.02 mm；
（6）對刀塊工作表面對定位元件工作表面的平行度或垂直度不大于100：0.03 mm；
綜上所述；（1）、該夾具的總裝圖上應(yīng)標注的尺寸主要有夾具外形的最大輪廓尺寸、鉆套與襯套、襯套與鉆模板的配合種類和精度等級、鉆套內(nèi)徑尺寸及公差、定位元件之間的聯(lián)系尺寸等，如圖所示。
針對零件公序加工的具體要求，應(yīng)在夾具上規(guī)定相應(yīng)的技術(shù)要求。而確定它們的公差值時，可根據(jù)經(jīng)驗按工件加工技術(shù)要求所規(guī)定的1/2---1/5選取。必要時，需用誤差計算不等式加以驗算?，F(xiàn)確定該鉆模的技術(shù)要求如下：
（1）、定位表面C對夾具安裝基面D的平行度不大于0.008 mm。
（2）、鉆套軸線對C面的垂直度不大于0.01 mm。
八、夾具精度分析
（一）、工件的定位誤差
定位精度是說明我們所選擇的定位方法及定位元件能否滿足加工要求的一個重要因素，則精度分析是設(shè)計夾具的一個必要的環(huán)節(jié)。而定位精度的高低，是依據(jù)定位時所產(chǎn)生的定位誤差大小體現(xiàn)的。
定位誤差（ΔD）是指一批工件、逐漸個地在夾具上定位時，各工件在夾具上所依據(jù)的位置不可能完全一致，以致于使加工后工件的工序尺寸存在誤差。定位誤差產(chǎn)生的原因，一是工件的定位基面的制造誤差引起；二是定位基準未選擇工序基準所引起。它包括倆個方面：一、基準不重合誤差；二、基準位移誤差
（二）、影響加工精度的因素
用夾具裝夾工件進行機械加工時，影響加工精度的因素很多，除了定位誤差外，還有以下幾種誤差。
（1）、加工方法誤差ΔG 因機床精度、刀具精度、刀具與機床的位置精度、工藝系統(tǒng)在加工過程中的受力變形和熱變形等因素所引起的加工誤差統(tǒng)稱加工方法誤差。因該項誤差影響因素多，不便于計算，所以常根據(jù)經(jīng)驗為它留出工件尺寸公差的1/3。
（2）、對刀誤差（ΔT）和夾具的安裝誤差（ΔA）因刀具相對于對刀或?qū)蛟奈恢貌粶蚀_而造成的加工誤差。如鉆削前，需將鉆頭神人鉆套進行對刀而鉆頭與鉆套間的間隙，會引起鉆頭的位移或傾斜，造成加工誤差。
因夾具在機床上的安裝位置不準確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差。
（三）、保證加工精度的條件
為了保證工件加工后能合格，必須使所有誤差對加工尺寸的綜合影響不超過加工尺寸公差，即 ;
考慮到各項誤差的方向性，以及各項誤差的最大值也很難出現(xiàn)，因此應(yīng)用概率法疊加，則保證工件加工精度的條件為
即工件的總加工誤差應(yīng)不大于工件的加工尺寸公差。
根據(jù)經(jīng)驗，在設(shè)計夾具時，通常是使各占1/3，其于誤差占1/3，在經(jīng)過分析后，可按具體情況加以調(diào)整。
九、夾具的工作原理簡介
此夾具屬于一種簡單的鉆床夾具，因此它的工作原理也非常簡單。在此就簡述一下；第一步；把夾具體放到鉆床的工作臺上，把耳座和工作臺的T形槽對齊，用螺栓把夾具體緊固。第二步；把襯套放入鉆模板的孔內(nèi)，在把鉆套放入壓緊。第三步；把鉆模板放在夾具體上，用銷和螺釘緊固。第四步；把工件在夾具體上放好，再把套筒套在工件上，注意要把工件上的孔和套筒上的孔對齊，把銷插入里面。用螺母旋入左端緊固。第五步；把擋塊套在工件上，再用螺母把擋塊壓緊即可。完成以上五步就可以加工了。
十、心得體會
就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對自己的四年的大學(xué)生活做出總結(jié),同時為將來工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后自己的研究生生活打下一個良好的基礎(chǔ)。但是這次課程設(shè)計的確顯得有點心有余而力不足:
首先是自己的心態(tài)問題,輕視這次課程設(shè)計,以為可以像以前一樣輕輕松松地通過,其次就是基本知識問題,以前對基礎(chǔ)知識沒有很好的掌握，以后需要多加鞏固。
總的說來,在這次設(shè)計中自己學(xué)到了很多的東西,取得一定的成績,但同時也存在一定的不足和缺陷,我想這都是這次設(shè)計的價值所在,以后的日子以后自己應(yīng)該更加努力認真,以冷靜沉著的心態(tài)去辦好每一件事情!
十一、參考文獻
1.《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書》，馮濤等主編。
2．《機械加工工藝手冊》，孟少農(nóng)主編，機械工業(yè)出版社
3．《機械加工工藝設(shè)計手冊》，張耀宸，航空工業(yè)出版社
4．《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》，曾志新主編，武漢理工大學(xué)出版社
5．《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》，吳宗澤主編，高等教育出版社
17
車輛與交通工程學(xué)院課程設(shè)計說明書
車輛與交通工程學(xué)院
課程設(shè)計說明書
設(shè)計類型 工藝課程設(shè)計
設(shè)計題目：編制倒檔變速叉零件的工藝規(guī)程與其中φ16孔加工工序的機床專用夾具設(shè)計
專業(yè)班級＿車輛124班＿＿＿＿＿＿
學(xué)生姓名＿＿＿陳良松＿＿＿＿＿＿
完成日期＿＿＿＿2015年11月1日
指導(dǎo)教師＿＿＿曹付義，曹艷玲＿＿
目錄
序 言 1
一、零件的分析 2
二、工藝規(guī)程的設(shè)計 3
三、鉆套的設(shè)計 8
四．夾緊方案的設(shè)計 10
五．夾具體的設(shè)計 11
六．其他裝置的設(shè)計 12
七．技術(shù)條件的制定 14
八．夾具精度的分析 15
九．夾具的工作原理簡介 16
十．心得體會 16
十一.參考文獻 17
序 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(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)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(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)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(chǔ)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(jīng)濟綜合實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標。
倒檔變速叉工工藝規(guī)程及鉆孔夾具設(shè)計是在學(xué)完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械工程材料等進行課程設(shè)計之后的下一個教學(xué)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(shè)計出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。
本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。
一、零件的分析
〈一〉零件的作用
題目所給的是變速箱中的變速叉，它的主要作用是推動倒檔齒輪向輸入軸傳動齒輪移動并與之嚙合，使汽車實現(xiàn)倒行。再換倒檔時，撥叉將受到較大的沖擊。
〈二〉零件的工藝分析
該撥叉為精密鑄件，鑄造表面光潔，平整，無裂痕，毛刺，分層，縮孔，縮松等鑄造缺陷。
從零件圖上看，該零件是典型的叉架類零件，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，形位精度要求不算高。為大批量生產(chǎn)的鑄件。其主要加工的有16的孔表面粗糙度為Ra1.6um，斜腳面尺寸要求公差尺寸為自由公差，表面粗糙度為Ra3.2mm并保證與16軸線的垂直度為0.10；R34面粗糙度為Ra3.2um，表面要求淬火處理，硬度要求為45~53HRC。通過分析該零件，其布局合理，雖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但加工要求比較容易保證，我們通過專用夾具可保證其加工要求，整個圖面清晰，尺寸完整合理，能夠完整表達物體的形狀和大小，符合要求。
5個加工表面分別是：
（1）Φ16孔的上端面; （2）加工φ16的孔內(nèi)表面；（3）撥叉兩端面，保證尺寸9±0.15；（4）鉆，擴，鉸螺紋孔；（5）加工R50圓弧槽；
二、工藝規(guī)程的設(shè)計
<一> 確定毛坯的制造形式
零件材料為HT200，考慮到變速叉運行時經(jīng)常需要掛檔倒車或輔助轉(zhuǎn)向，因此零件在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料的零件強度也能得到保證。由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用砂型鑄造，采用機械翻砂造型，鑄造精度為2級，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。
有上述工藝要求與資料，對毛坯初步設(shè)計如下:
1. Φ16mm的孔
由于16mm難以鑄造，在毛坯設(shè)計時，不宜設(shè)計底孔，因此毛坯采用實心鑄造，以確保毛坯成功率。
2.叉口側(cè)面
叉口兩側(cè)面粗糙度均為3.2，進行一次粗銑即可滿足光潔度要求。根據(jù)資料可知，毛坯的叉口厚度定為1.5mm。
3. 叉口內(nèi)圓面
粗糙度沒有要求，直接鑄出
<二> 基準的選擇
基準的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，他對零件的生產(chǎn)是非常重要的?；孢x擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高，否則，不但使加工工藝問題百出，更有甚者，造成生產(chǎn)無法進行。
1． 粗基準的選擇
對于零件而言，粗基準的選擇對于后面的精加工至關(guān)重要，從零件圖上看出，變速叉較不規(guī)則，所以粗基準不太容易選擇，為了保證Φ16孔的精度要求，選φ16孔下端面為粗基準。
2． 精基準的選擇
以φ16孔下端面為粗基準，加工φ16孔的上端面，然后以加工過的上端面為精基準加工φ16內(nèi)孔，從而保證加工精度。
<三> 制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度的技術(shù)要求能得到合理的保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能機床以及專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便生產(chǎn)成本盡量降低。
10
鑄造
鑄造
20
銑
粗銑Φ24右端面
30
鉆
鉆，擴，鉸Φ16孔
40
熱
淬火E表面和R34端面
50
銑
精銑R34端面
60
車
車R23內(nèi)圓
70
銑
銑寬15mm的槽
80
鉆
鉆M10螺紋底孔，攻絲M10
85
去毛刺
90
檢驗
檢驗入庫
<四>機械加工余量、工序尺寸及公差的確定:
1、圓柱表面工序尺寸：
前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個加工工序的加工余量如下：
加工
表面
加工
內(nèi)容
加工余量
精度等級
工序
尺寸
表面粗
糙度
Φ16
鉆
0.8
IT11
15
12.5
擴
0.5
IT10
15.5
6.3
粗鉸
0.3
IT10
15.8
6.3
精鉸
0.2
IT8
16
3.2
確定切削用量及時間定額：
1． 鉆Φ15孔，以Φ15孔的下端面為定位基準，采用Z525立式鉆床加專用夾具
加工要求：鉆Φ15孔，加工余量0.8;
機床：Z525立式鉆床；
刀具：根據(jù)《切削手冊》表2.1.2.2，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=15mm，鉆頭采用雙錐后磨橫刀，后角αo＝12°，二重刃長度bε=3.5mm,橫刀長b=2mm,寬l=4mm,棱帶長度，°，°
選擇切削用量
（1）確定進給量
按加工要求確定進給量：查《切削手冊》，，，由《切削手冊》表2.7,系數(shù)為0.5,則：
按鉆頭強度選擇:查《切削手冊》表2.8,鉆頭允許進給量為：；
按機床進給機構(gòu)強度選擇：查《切削手冊》表2.9，機床進給機構(gòu)允許軸向力為8330N時，進給量為。
以上三個進給量比較得出，受限制的進給量是工藝要求，其值為：0.215~0.265mm/r。根據(jù)《簡明手冊》表4.2-16,最終選擇進給量。
由于是通孔加工，為避免即將鉆穿時鉆頭折斷，故應(yīng)在即將鉆穿時停止自動進給而改為手動進給。
根據(jù)《切削手冊》表2.19查出,鉆孔時軸向力Ff=2500N，軸向力修正系數(shù)為1.0，故Ff=2500N。根據(jù)Z525立式鉆床使用說明書，機床進給機構(gòu)允許的最大軸向力為8830N﹥Ff，故所選進給量可用。
（2）確定鉆頭磨鈍標準及壽命
后刀面最大磨損限度（查《簡明手冊》）為0.6mm，壽命．
（3）切削速度
查《切削手冊》表2.30，切削速度計算公式為：
（m/min）
其中，，，，，，，，，查得修正系數(shù)：，，，故實際的切削速度：
（4）檢驗機床扭矩及功率
查《切削手冊》表2.20，當f≤0.26, do≤19mm時，Mt=31.78N?m，修正系數(shù)均為1.0，故MC=31.78 N?m。
查機床使用說明書：Mm =144.2 N?m。
查《切削手冊》表2.23,鉆頭消耗功率：Pc=1.3kw。
查機床使用說明書，。
由于，，故切削用量可用，即：
，，
3、計算工時
2.擴Φ15.5孔，以Φ15上、下端面為定位基準，采用Z525立式鉆床加專用夾具；
查《切削手冊》表2.10，擴孔進給量為：，并由機床使用說明書最終選定進給量為：。
根據(jù)資料，切削速度 ，其中為用鉆頭鉆同樣尺寸實心孔時的切削速度，故：，，根據(jù)機床使用說明書選?。?。
基本工時：
3． 粗鉸Φ15.8孔，以Φ15上、下端面為定位基準，采用Z525立式鉆床加專用夾具；
刀具：專用鉸刀
機床：Z525立式鉆床
根據(jù)有關(guān)手冊的規(guī)定，鉸刀的進給量為0.8～1.2mm/z,進給量取0.81mm/r，機床主軸轉(zhuǎn)速取為=140r/min，則其切削速度為：
。
機動時切削工時，mm，
4．精鉸Φ16孔，以Φ15上、下端面為定位基準，采用Z518立式鉆床加專用夾具；
刀具：
機床：Z525立式鉆床
根據(jù)有關(guān)手冊的規(guī)定，鉸刀的進給量取0.48mm/r，機床主軸轉(zhuǎn)速取為：=140r/min，則其切削速度為：
機動時切削工時，mm
三、鉆套設(shè)計
因本次設(shè)計的夾具為——鉆擴鉸?16的孔。該夾具適用于Z3025搖臂鉆；
（一）、基準選擇分析
從對工件的結(jié)構(gòu)形狀分析，由于鉆的是通孔所以Z方向的移動可以不必限制，又該零件是在圓柱上鉆孔所以Y方向的轉(zhuǎn)動不必限制。因此該零件只需限制住四個自由度。
（二）、鉆套的選擇
由于該夾具屬于鉆模，所以該夾具的導(dǎo)引裝置是鉆套。鉆套又分為：
1、固定鉆套，它的特點是直接壓入鉆模板或夾具體上的，其外圓與鉆模板的配合，因此鉆套磨損后不易更換。
2、可換鉆套，它的特點是在磨損后，可以隨時更換，因為它在鉆模板與鉆套之間加了襯套。
3、快換鉆套，它的特點是當加工同一孔時需要更換幾把刀具依次進行鉆、擴、鉸孔加工時，則要求鉆套孔徑適應(yīng)不同刀具的需要。為了縮短鉆套更換時間，應(yīng)采用快換鉆套。在更換鉆套時，只需要將它反時針方向轉(zhuǎn)動，使鉆套上削邊部分對正螺釘頭部，即可快速取出。
4、特殊鉆套它的特點是工件的形狀或尺寸的限制，不能采用上述標準鉆套時采用的。由于該孔的表面質(zhì)量要求較高，不能一次加工出來，它需要經(jīng)過鉆——擴——鉸才能達到加工要求。按照上面所述應(yīng)該選擇快換鉆套。（附圖）
（三）、鉆套內(nèi)徑與公差帶的確定
鉆套的結(jié)構(gòu)尺寸在標準中已有規(guī)定，設(shè)計時，可以參照國標或有關(guān)手冊。
但鉆套的內(nèi)徑及公差帶的確定要自行設(shè)計。
因為鉆套與刀具的配合間隙的大小，直接影響被加工孔的位置精度，因此應(yīng)
根據(jù)鉆套所引導(dǎo)的刀具種類和被加工孔的精度要求按照下述方法確定鉆套的內(nèi)徑與公差帶。
1、鉆套內(nèi)徑的基本尺寸，應(yīng)等于所引導(dǎo)刀具的最大尺寸。
2、因為由鉆套引導(dǎo)的刀具，都是標準的鉆頭、擴孔鉆、鉸刀這一類定尺寸的刀具，所以鉆套內(nèi)徑與刀具的配合，應(yīng)按基軸制來選定。
3、鉆套內(nèi)徑與刀具之間，應(yīng)保證有一定的配合間隙，以防止倆者發(fā)生咬死現(xiàn)象。一般根據(jù)所引導(dǎo)的刀具的種類和工件精度要求來選取鉆套的公差帶，擴孔和鉆孔時選取F7，粗鉸時選取G7，精鉸時選用G6。
4、由于標準鉆頭的最大尺寸都是所加工孔的基本尺寸，故鉆頭的鉆套內(nèi)徑就只須按孔的基本尺寸取公差帶為F7即可。
5、如果鉆套引導(dǎo)的不是刀具的切削部分，而是刀具的導(dǎo)柱部分時，也可按基孔制的相應(yīng)配合選取鉆套內(nèi)徑，即：H7/f6 H7/f6 H6/g5。
因為該工件先用?15的麻花鉆鉆孔，該麻花鉆的最大極限尺寸就是15mm取其規(guī)定的公差帶為F7。故鉆套內(nèi)徑尺寸與公差帶為￠15F7。
根據(jù)GB1141-1973，?15.8mm一號擴孔鉆的尺寸為?15.8-0.25-0.21。擴孔鉆的最大極限尺寸為?15.79mm。故擴孔時鉆套內(nèi)徑的尺寸與公差帶應(yīng)為?15F7。
鉸孔時使用的是標準鉸刀?16N7。鉸孔時鉆套內(nèi)徑的基本尺寸為?16.008（即鉸刀的最大極限尺寸），其公差帶按G6選取，則鉆套內(nèi)徑的尺寸與公差帶為?16.008G6。
（四）、導(dǎo)向長度H的確定
鉆套的導(dǎo)向長度H對刀具的導(dǎo)向作用影響很大，H較大時，刀具在鉆套內(nèi)不易產(chǎn)生偏向斜，但會加快刀具與鉆套的磨損；H過小時，則鉆孔時導(dǎo)向性不好。通常取導(dǎo)向長度H與孔徑之比為H/d=1—2.5。當精度要求較高或加工孔徑較小時，由于所用的鉆頭剛性較差，則H/D值可取大些。因該孔的直徑為16，取2倍直徑，則H=32mm。（附圖3-2）
圖3-2 圖3-3
（五）、排屑間隙h的確定
排屑間隙h值的大?。ǜ綀D3-3）對于排屑、導(dǎo)向有很大的影響。h值過小，切屑不能自由排出，特別是加工塑性材料時，切屑易阻塞在工件與鉆套之間，有可能鉆套頂出，還會損壞加工表面和將鉆頭折斷。h值過大，則將使刀具的引偏增大，不能發(fā)揮鉆套引導(dǎo)刀具的作用而影響加工精度。
確定h值時，可按下面的經(jīng)驗公式進行。
加工鑄鐵時
h=(0.3—0.6)d
加工鋼件等塑性材料時
h=(0.5—1.0)d
式中 d--------鉆頭直徑（mm）。
式中系數(shù)的選取方法是；材料越硬，系數(shù)應(yīng)取小值；鉆小孔時，系數(shù)應(yīng)取大值。但也有幾種特殊情況需另行考慮。
1、 孔的位置精度要求高，需要鉆套引導(dǎo)作用良好時，可允許取小的h值（h=0）。
2、 在斜面上鉆孔或鉆斜孔時，為了減少刀具引偏或折斷刀具，h值盡可能取小些（h=0.3d）。
3、 鉆深孔（L/d>5）時，要求排屑暢快，這時，h=1.5d。
因為該工件的材料是HT200，屬于第一個經(jīng)驗公式的范圍。取系數(shù)為0.4則排屑間隙h的值為6.4取7。
四、夾緊方案的設(shè)計
（一）、夾緊裝置的作用
工件的定位是使工件在夾具上占有一個正確的位置。但要使工件在加工過程中此加工位置不變，即不會由于切削力、工件重力、慣性力和離心力等的作用發(fā)生位置的變化或產(chǎn)生振動，夾具上還應(yīng)設(shè)有夾緊裝置把工件壓緊夾牢在定位元件上，以保證加工工件精度和安全。
（二）、夾緊裝置的組成
加緊裝置一般分為倆大組成部分：
1、產(chǎn)生力源（原始作用力）部分 對于力源來自機械或電力的，一般稱為傳動裝置。常用的有氣壓、液壓、電力等傳動裝置。力源來自人力的，則稱為手動夾緊。
2、夾緊部分 接受和傳遞原始作用力使之變?yōu)閵A緊力并夾緊工件的部分。
在夾緊裝置的設(shè)計中，要求其結(jié)構(gòu)合理、簡單，操作方便，使用安全，夾緊可靠。要滿足這些要求，必須正確的解決夾緊力的大小、方向、作用點問題。
（三）、夾緊力的確定
1、夾緊力的方向
（1）、夾緊力應(yīng)指向主要定位面
（2）、夾緊力應(yīng)盡可能和切削力、工件重力同向
（3）夾緊力的方向應(yīng)有助于定位穩(wěn)定
2、夾緊力的作用點
（1）、夾緊力的作用點應(yīng)盡可能的落在定位元件的支承范圍內(nèi)
（2）、夾緊力應(yīng)落在工件剛性較好的部位
（3）、夾緊力的作用點應(yīng)靠近加工表面
3、夾緊力大小的確定
夾緊力的大小，對工件安裝的可靠性，工件和夾具的變形、夾緊機構(gòu)的復(fù)雜程度都有很大的關(guān)系。如夾緊力太小則工件夾不牢，而夾緊力過大則會引起工件與夾具的變形，甚至破壞定位。在加工過程中，工件受切削力、離心力、慣性力和工件自身重力等的作用，而且在有些切削過程中還會有沖力。因此要準確的計算出夾緊力的大小是十分困難的。因此在設(shè)計夾緊裝置時，常采用下述倆種方法來確定所須夾緊力的大??；一是根據(jù)同類夾具的使用情況，用類比法進行估算，這種方法在生產(chǎn)中應(yīng)用的比較廣泛；一是根據(jù)加工情況，確定出工件在加工過程中對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，再將此時工件所受的各種外力看做靜力，并用靜力平衡原理，計算出所需的夾緊力。可用如下的公式計算，即
Fk=KF
式中Fk-------實際所需的夾緊力（N）；
F --------在一定條件下，用靜力平衡原理計算出的夾緊力（N）；
K---------安全系數(shù)。粗加工時，取K=2.5—3；精加工時，取K=1.5---2。
綜上所述 由于該工件自身的特點，可采用螺旋壓緊機構(gòu)。螺旋壓緊機構(gòu)的特點是結(jié)構(gòu)簡單、容易制造、自鎖性能好。方案一 左端用螺母旋入并靠在夾具體上，右端也旋入螺母靠在擋塊上。（如圖4-1）方案二左端旋入螺母靠在夾具體上，右端插入套筒和擋塊再旋入螺母。（如圖4—2）。
圖4-1： 4-2：
五、夾具體的設(shè)計
設(shè)計夾具體的注意事項及其作用
考慮到鉆削加工的特點，設(shè)計夾具體時，應(yīng)注意以下幾個方面的問題。
（1）、夾具體要有足夠的剛度和強度。合理的設(shè)置加強筋，以使夾具體在夾緊力作用處的剛性較好。
（2）、夾具體的結(jié)構(gòu)與定位元件、夾緊元件等組成部分的結(jié)構(gòu)和布置有關(guān)，在滿足加工要求的基礎(chǔ)上應(yīng)盡量時各組成部分布置得緊湊些，以使夾具體簡化。
（3）、工件上待加工面應(yīng)盡可能的靠近工作臺，并使夾具的重心降低，以提高夾具在機床上安裝的穩(wěn)固性。夾具體的高度比以H/B〈1.25為宜>。
為了用螺釘將夾具緊固在機床的工作臺T形槽中，夾具體上要合理的設(shè)置耳座。如果夾具體的寬度尺寸較大時，可在同一側(cè)設(shè)置倆個耳座。此時倆耳座的距離要和鉆床工作臺相鄰的倆T形槽之間的距離相一致。
在鉆床上進行孔的鉆、擴、鉸、锪及攻螺紋時用的夾具，稱為鉆床夾具，俗稱鉆模。鉆模上設(shè)置鉆套和鉆模板，用以引導(dǎo)刀具。鉆模主要用于加工中等精度、尺寸較小的孔或孔系間的位置精度，其結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，因此鉆模在各類機床夾具中占的比重最大。
鉆模的種類繁多，按鉆模在機床上的安裝方式可分為固定式和非固定式倆類，按鉆模的結(jié)構(gòu)特點可分為普通式、分度式、蓋板式、翻轉(zhuǎn)式、以及斜孔式等。
綜上所述：根據(jù)該工件自身的加工要求，該鉆模選擇固定式的，它的特點是在加工過程中，鉆模在機床上的位置始終保持不變的，它主要用于在立式鉆床上加工一個孔或在搖臂鉆床上加工平行孔系。如圖5---1所示這個鉆模的夾具體采用焊接結(jié)構(gòu)。夾具體底板1的四周都留出可供固定的部位即耳座。它的尺寸為200X150X30（長X寬X高 單位mm）。夾具體支撐板2的尺寸為200X35X150（長X寬X高 單位mm）。
圖5--1
六、 其它裝置的設(shè)計
（一）、鉆模板的設(shè)計
鉆模板是用來安裝鉆套，并和夾具體想連接。它決定著鉆套在夾具上的正確位置，因而要求具有一定的精度和強度、剛度。
根據(jù)它與夾具體的連接方式不同，可分為以下幾種類型。
（1）固定式鉆模板
這種鉆模板直接固定在夾具體上，即可與夾具體鑄造成或焊接成一整體，或用銷釘、螺釘裝配成一整體。由于鉆模板上的鉆套相對于夾具體和定位元件的位置是固定不變的，所以加工孔后的位置精度較高。但裝卸工件有時不方便。
（2）鉸鏈式鉆模板
鉸鏈式鉆模板是通過銷軸與夾具體或固定支架連接在一起的。鉆模板可繞鉸鏈軸翻轉(zhuǎn)。鉸鏈軸和鉆模板上相應(yīng)的孔的配合為基軸制間隙配合（G7/h6），鉸鏈軸和支座孔的配合為基軸制過盈配合（N7/h6）。鉆模板支座倆側(cè)面之間的配合則按基孔制間隙配合（H7/g6）。當鉆孔的位置精度要求較高時，應(yīng)與以配制，并將鉆模板和支座倆側(cè)面的配合間隙控制在0.01—0.02mm。
這類鉆模板，裝卸工件比較方便，對于鉆孔后要锪窩、攻絲等時尤為適宜。只要將鉸鏈式鉆模板翻開，就可方便的進行锪窩、攻絲。
但是，由于鉸鏈處存在間隙，所以它的加工精度不如固定式鉆模板高，在結(jié)構(gòu)上也較復(fù)雜。
（3）可卸式鉆模板
可卸式鉆模板以倆孔在夾具上的圓柱銷和削邊銷定位，并用鉸鏈螺栓和圓螺母把鉆模板和工件一起夾緊。裝卸工件時需要將鉆模板取下和裝上，使得裝卸工件費時費力。但鉆孔精度較高，一般用于質(zhì)量不大而且其他形式的鉆模板不便于裝卸工件時。
（4）懸掛式鉆模板
將鉆模板懸掛在鉆床主軸上，并隨主軸一起運動，鉆模板隨鉆床主軸一起下降，并依靠彈簧壓縮是產(chǎn)生的壓力，鉆模板可將工件壓緊在夾具體的定位元件上。這類鉆模板多用于組合機床與多軸傳動聯(lián)用。
不論采用那一類鉆模板，在設(shè)計時都應(yīng)使其具有足夠的剛度，以保證鉆套間的位置精度和加工的穩(wěn)定性，但不能過厚過重。鉆模板的厚度一般根據(jù)鉆套的高度確定。如果鉆套的高度太大，可把鉆模芭局部加厚，并使鉆模板四周邊加強或設(shè)置加強筋。
綜上所述：該工件取固定式鉆模板即可。
（二）、螺栓的設(shè)計
考慮到夾具的剛度及整體結(jié)構(gòu)的對稱性，夾具體與工作臺的連接選用M16的螺栓。用來連接鉆模板和夾具體的螺釘選用M8的即可。
（三）、銷的設(shè)計
用來定位的銷是菱邊銷，它的尺寸可由下面的表格查到因其基本尺寸。它的基本尺寸為12
D2
3---6
>6--8
>8---20
>20---25
>25---32
>32--40
b
2
3
4
5
6
6
B
D2-0.5
D2-1
D2-2
D2-3
D2-4
D2-5
七、 技術(shù)條件的制定
夾具總裝圖上技術(shù)要求的確定
為了保證夾句具的工作精度，除了確定有關(guān)尺寸的精度外，對各有關(guān)元件之間和各元件的有關(guān)表面之間的相互位置精度也需要提出一定的要求。這些相互位置要求，一般統(tǒng)稱技術(shù)要求。它們可用符號表示，也可以用文字形式加以說明?？偟目煞譃橄铝袔讉€方面；
（1）定位元件之間的相互位置要求。
（2）定位元件與夾具的安裝基面或定位鍵之間的相互位置要求。
（3）對刀元件與夾具安裝基面或定位鍵之間的相互位置要求。
（4）對刀元件定位元件之間的相互位置要求。
（5）對刀元件之間的相互位置要求。
上述技術(shù)要求應(yīng)根據(jù)不同的夾具類型而取舍之。其數(shù)值的確定，凡與工件加工技術(shù)要求直接有關(guān)者，同樣可按工件加工技術(shù)要求所規(guī)定數(shù)值的1/2—1/5選取；若與工件加工技術(shù)要求無直接關(guān)系時，則可參考下列數(shù)據(jù)選用：
（1）同一平面上的支承釘或支承板的等高允差一般不大于0.02mm；
（2）定位元件工作表面對定位鍵側(cè)面的平行度或垂直度，一般不大于100：0.02mm；
（3）定位元件工作表面對夾具體底面的平行度或垂直度，一般不大于100：0.02 mm；
（4）鉆套軸線對夾具體底面的垂直度不大于100：0.05 mm；
（5）鉆模上前后鏜套的同軸度不大于0.02 mm；
（6）對刀塊工作表面對定位元件工作表面的平行度或垂直度不大于100：0.03 mm；
綜上所述；（1）、該夾具的總裝圖上應(yīng)標注的尺寸主要有夾具外形的最大輪廓尺寸、鉆套與襯套、襯套與鉆模板的配合種類和精度等級、鉆套內(nèi)徑尺寸及公差、定位元件之間的聯(lián)系尺寸等，如圖所示。
針對零件公序加工的具體要求，應(yīng)在夾具上規(guī)定相應(yīng)的技術(shù)要求。而確定它們的公差值時，可根據(jù)經(jīng)驗按工件加工技術(shù)要求所規(guī)定的1/2---1/5選取。必要時，需用誤差計算不等式加以驗算?，F(xiàn)確定該鉆模的技術(shù)要求如下：
（1）、定位表面C對夾具安裝基面D的平行度不大于0.008 mm。
（2）、鉆套軸線對C面的垂直度不大于0.01 mm。
八、夾具精度分析
（一）、工件的定位誤差
定位精度是說明我們所選擇的定位方法及定位元件能否滿足加工要求的一個重要因素，則精度分析是設(shè)計夾具的一個必要的環(huán)節(jié)。而定位精度的高低，是依據(jù)定位時所產(chǎn)生的定位誤差大小體現(xiàn)的。
定位誤差（ΔD）是指一批工件、逐漸個地在夾具上定位時，各工件在夾具上所依據(jù)的位置不可能完全一致，以致于使加工后工件的工序尺寸存在誤差。定位誤差產(chǎn)生的原因，一是工件的定位基面的制造誤差引起；二是定位基準未選擇工序基準所引起。它包括倆個方面：一、基準不重合誤差；二、基準位移誤差
（二）、影響加工精度的因素
用夾具裝夾工件進行機械加工時，影響加工精度的因素很多，除了定位誤差外，還有以下幾種誤差。
（1）、加工方法誤差ΔG 因機床精度、刀具精度、刀具與機床的位置精度、工藝系統(tǒng)在加工過程中的受力變形和熱變形等因素所引起的加工誤差統(tǒng)稱加工方法誤差。因該項誤差影響因素多，不便于計算，所以常根據(jù)經(jīng)驗為它留出工件尺寸公差的1/3。
（2）、對刀誤差（ΔT）和夾具的安裝誤差（ΔA）因刀具相對于對刀或?qū)蛟奈恢貌粶蚀_而造成的加工誤差。如鉆削前，需將鉆頭神人鉆套進行對刀而鉆頭與鉆套間的間隙，會引起鉆頭的位移或傾斜，造成加工誤差。
因夾具在機床上的安裝位置不準確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差。
（三）、保證加工精度的條件
為了保證工件加工后能合格，必須使所有誤差對加工尺寸的綜合影響不超過加工尺寸公差，即 ;
考慮到各項誤差的方向性，以及各項誤差的最大值也很難出現(xiàn)，因此應(yīng)用概率法疊加，則保證工件加工精度的條件為
即工件的總加工誤差應(yīng)不大于工件的加工尺寸公差。
根據(jù)經(jīng)驗，在設(shè)計夾具時，通常是使各占1/3，其于誤差占1/3，在經(jīng)過分析后，可按具體情況加以調(diào)整。
九、夾具的工作原理簡介
此夾具屬于一種簡單的鉆床夾具，因此它的工作原理也非常簡單。在此就簡述一下；第一步；把夾具體放到鉆床的工作臺上，把耳座和工作臺的T形槽對齊，用螺栓把夾具體緊固。第二步；把襯套放入鉆模板的孔內(nèi)，在把鉆套放入壓緊。第三步；把鉆模板放在夾具體上，用銷和螺釘緊固。第四步；把工件在夾具體上放好，再把套筒套在工件上，注意要把工件上的孔和套筒上的孔對齊，把銷插入里面。用螺母旋入左端緊固。第五步；把擋塊套在工件上，再用螺母把擋塊壓緊即可。完成以上五步就可以加工了。
十、心得體會
就我個人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計對自己的四年的大學(xué)生活做出總結(jié),同時為將來工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后自己的研究生生活打下一個良好的基礎(chǔ)。但是這次課程設(shè)計的確顯得有點心有余而力不足:
首先是自己的心態(tài)問題,輕視這次課程設(shè)計,以為可以像以前一樣輕輕松松地通過,其次就是基本知識問題,以前對基礎(chǔ)知識沒有很好的掌握，以后需要多加鞏固。
總的說來,在這次設(shè)計中自己學(xué)到了很多的東西,取得一定的成績,但同時也存在一定的不足和缺陷,我想這都是這次設(shè)計的價值所在,以后的日子以后自己應(yīng)該更加努力認真,以冷靜沉著的心態(tài)去辦好每一件事情!
十一、參考文獻
1.《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書》，馮濤等主編。
2．《機械加工工藝手冊》，孟少農(nóng)主編，機械工業(yè)出版社
3．《機械加工工藝設(shè)計手冊》，張耀宸，航空工業(yè)出版社
4．《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》，曾志新主編，武漢理工大學(xué)出版社
5．《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》，吳宗澤主編，高等教育出版社
評 語
成績 指導(dǎo)教師（簽名） 日期