机械制造技术课程设计芯轴加工工艺及钻MH孔夹具设计全套图纸

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1、哈尔滨理工大学课程设计说明书目 录机械自造工艺及夹具课程设计任务书 序 言 .第一章 零件的分析 11.1 零件的作用 .11.2 零件的工艺分析.1第二章 工艺规程设计 22.1 确定毛坯的制造形式 .2 2.1.1 选用材料 .2 2.1.2 生产类型 .22.2 基准面的选择.2 2.2.1 粗基准的选择2 2.2.2 精基准的选择22.3 工艺路线的制定.2 2.3.1 工艺方案（一） .3 2.3.2 工艺方案（二） .3 2.3.3 工艺方案的比较与分析3 2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.52.5 确定切削用量及基本工时.5第三章钻5XM8-7H孔夹具设计.133.

2、1 夹具的夹紧装置和定位装置.14 3.2 夹具的导向.153.3. 切削力及夹紧力的计算.163.4 钻孔与工件之间的切屑间隙 .183.5 钻模板.193.6. 定位误差的分析.203.7. 钻套、衬套、钻模板设计与选用.233.8. 确定夹具体结构和总体结构.243.9 夹具设计及操作的简要说明.25课程设计心得体会 .26参考文献.27序 言机械制造工艺与机床夹具课程设计是机械制造工艺与机床夹具课程教学的一个不可或缺的辅助环节。它是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的，因此它是我们大学生全面综合运用本课程及其有类选修课程的理论和实践知识进行加工工艺及夹具结

3、构设计的一次重要实践。该课程设计对于培养我们编制机械加工工艺规程和机床夹具设计的能力，为以后搞好毕业设计和到工厂从事工艺与夹具设计具有十分重要的意义。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，对自己未来从事的工作进行一次适应性训练后，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力等，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。由于能力所限，该课程设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。- 25 - 全套图纸加153893706第一章 零件的分析1.1 零件的作用 题目所给的零件是芯轴。芯轴是回转类零件，主要用于和别的零件进行装配。所以芯轴要有一定的配合精度以及表面接触强度，还有要有足够的刚度和耐磨性

4、，以满足使用要求。1.2 零件的工艺分析 该零件是轴类零件，形状不太复杂，尺寸精度要求比较高。零件的主要技术要求分析如下：(1)35的外圆和53的凹槽,都有很高的尺寸精度要求，主要是为了和其装配件很好的装配。(2)在77的外圆切了一个槽,槽的两面和77的端面有一定的角度要求。 (3)在77的端面上打了5个M8的螺纹孔,要注意他们的相互位置。(4)在槽的一个面上钻一个8的凹坑，注意凹坑的位置。第二章 工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式 2.1.1 选用材料零件的材料为45钢.考虑到芯轴在工作过程中会受到一定的载荷,因此选择锻件,以使金属纤维不被切断,保证零件工作可靠。 2.1.2 生产类型由于

5、零件是中批生产的水平.而且零件的轮廓尺寸不大,故可采用模锻成型,这对于提高生产率,保证加工质量也是有利的。2.2基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确、合理，可以保证加工质量，提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。2.2.1粗基准的选择对于一般的轴类零件而言，以外圆作为基准是完全合理的。按照有关粗基准的选择原则（即当零件又不加工表面时，应以这些不加工的表面作为粗基准；若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准），现在应为都要加工就要结合加工工艺来确定粗基准，现取77的外圆作

6、为粗基准，利用三爪卡盘装夹。利用不完全定位来加工工件。2.2.2精基准的选择精基准的选择主要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。 2.3.3工艺路线的制定制定工艺路线的相互发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度要求等技术能得到合理的保证.在生产纲领已确定为大批生产的条件下,可以采用万能机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率.而且还应考虑经济效益,以便降低生产成本。2.3.1工艺路线方案(一):工序1: 车端面,打中心孔, 车77的外圆表面，倒角。工序2: 调头车另一端面,打中心孔, 车35+0.0160和40的外圆，倒角。工序3: 修研两端中心

7、孔。工序4: 半精车35+0.0160的外圆表面并切槽。工序5: 铣53+0.0740的凹槽。 工序6：钻M8螺纹的底孔,倒角，攻螺纹工序7: 铣90度的槽。工序8：钻8的90的凹坑。工序9: 磨35+0.0160的外圆表面。工序10：终检。工序11：入库。2.3.2工艺路线方案(二)：工序1：铣端面，打中心孔。工序2：掉头铣另一端面，打中心孔。工序3：车35+0.0160和40的外圆，掉头车77的外圆。工序4: 半精车35+0.0160的外圆表面并切槽。工序5：钻M8螺纹的底孔，倒角，攻丝。工序6: 铣53+0.0740的凹槽。工序7：铣90度的槽。工序8：钻8的90的凹坑。工序9: 磨35

8、+0.0160的外圆表面。工序10：终检。工序11：入库.2.3.3工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是在车床上用三爪卡盘装夹，车一端面在打中细孔，然后用顶尖顶住来车外圆再掉头加工另一端，以此为基准来完成后面的工序。方案二则与之不同，是先铣削好两个端面，打中心孔，以此为基准来加工余下的工序。经比较可见，先加工好一端面和它所在端的外圆，以此为基准来加工后面的工序，这时的位置和尺寸精度较易保证，并且定位也较方便。在加工螺纹和铣凹槽的时候，方案一中的工序6、7、8，虽然只是在加工的先后顺序不同，这样的话可能会造成钻孔时的让刀。故决定将方案二中的工序5、6、7移入方案一。具体工艺过

9、程如下：工序1: 车端面,打中心孔,车77的外圆表面，倒角。工序2: 调头车另一端面,打中心孔,车35+0.0160和40的外圆，倒角。工序3: 修研两端中心孔。工序4: 半精车35+0.0160的外圆表面并切槽。工序5：钻M8螺纹的底孔，倒角，攻丝。工序6：铣53+0.0740的凹槽。工序7：铣90度的槽。工序8：钻8的90的凹坑。工序9: 磨35+0.0160的外圆表面。工序10：终检。工序11：入库以上方案大致看来还是合理的。但通过仔细考虑零件的技术要求以及可能的加工手段之后，发现仍有问题，主要表现在螺纹加工以后加工90的槽的时候零件定位困难，且夹具设计麻烦价格高。如果先加工90的槽的话

10、不但夹具设计简单而且加工成本较低。还有在铣53的凹槽是铣刀直径太大，买的话价格较高。故先铣一个较小的槽后在用车刀车到相应的尺寸。因此，最后的加工路线确定如下：工序1: 车端面, 打中心孔,车77的外圆表面，倒角。工序2: 调头车另一端面, 打中心孔,车35+0.0160和40的外圆，倒角。工序3: 修研两端中心孔。工序4: 半精车35+0.0160的外圆表面并切槽。工序5：铣90度的槽。工序6：钻M8螺纹的底孔，倒角，攻M8的螺纹。工序7：铣30的槽。工序8: 车53+0.0740的凹槽。工序9：钻8的90的凹坑。工序10: 磨35+0.0160的外圆表面。工序11：终检。工序12：入库。 以

11、上工艺过程详见附表机械加工工艺过程卡片和附表机械加工工序卡片。2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“芯轴”零件材料为45钢，生产类型为大批生产，可采用在锻锤上合模模锻毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定个加工表面的机械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1.外圆表面（35、40和77） 查机械制造工艺设计简明手册（以下简称工艺手册）表2.2-14，其中锻件重量为4kg，锻件复杂形状系数为S1，锻件材质系数取M1，锻件轮廓尺寸（直径方向）180315mm，其余量值规定为1.72.2mm，现取2.0mm。 2.外圆表面沿轴线长度方向的加工余量及公差 查工艺手册表2.2-25，其中锻件重

12、量为4kg，锻件复杂形状系数为S1，锻件材质系数取M1，锻件轮廓尺寸（直径方向）120180mm，故长度方向偏差为（+1.2；-0.6）mm.长度方向的余量查工艺手册表2.2-25，其余量值规定为1.72.2mm,现取2.0mm。 3.M8螺纹孔 参照工艺手册表2.3-20确定M8螺纹的底孔直径为7。2.5确定切削用量及基本工时 工序1：车端面, 打中心孔,车77的外圆表面，倒角。本工序采用计算法确定切削用量。 1.加工条件 工件材料：45钢，正火，模锻。 加工要求：粗车77端面及77的外圆，77的端面和外圆表面的粗糙度值为R12.5。 机床：CA6140卧式车床。 刀具：刀片材料为YT15，

13、刀杆尺寸为16mmX25mm,kr=90,o=15,o=8 r=0.5mm 2.切削用量计算(1)车77端面。1）确定端面最大加工余量：已知毛坯长度方向的加工余量为2+1.2考虑7的模锻拔模斜度，则毛坯长度方向的最大加工余量Zmax=7mm,故实际端面余量可按Zmax=7mm考虑，分三次加工，ap=3mm计。 2）确定进给量f:根据机械制造工艺与机床夹具课程设计指导表2-19，当刀杆尺寸为16mmX25mm,ap3mm，以及工件直径为81mm时 F=0.50.7mm/r按CA6140车床说明书取f=0.51mm/r（参见表3-9） 3)计算切削速度：按切削用量简明手册（第三版）（以下简称切削手

14、册）表1.27，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）。 vc=(Cv*kv)/(Tm*apxv*fyv)式中，Cv=242,xv=0.15,yv=0.35,m=0.2。kv见切削手册表.，即 kMv=1.44,ksv=0.8,kkv=1.04,kkrv=0.81,kBv=0.97所以vc=(242X1.44X0.8X1.04X0.81X0.97)/(600.2X30.15X0.510.35)m/min =108.8m/min 4）确定机床主轴转速： ns=1000vc/dw=1000X108.6/X81=427r/min按机床说明书，与427r/min相近的机床转速为400r/min及

15、450r/min。现选取450r/min。所以实际切削速度v=114.45r/min。 5）计算切削工时：按工艺手册表6.2-1，取 l=40.5mm,l1=2mm,l2=0,l3=0 tm=(l+l1+l2+l3)*i/n f=3X(40.5+2)/450X0.51=0.556min (2)车77外圆，同时应校验机床功率及进给机构强度。 1）被吃刀量：单边余量Z=2mm，可一次切除。 2）进给量：根据切削手册表1.4，选用f=0.5mm/r。 3）计算切削速度：见切削手册表1.27 Vc =(Cv*kv)/(Tm*apxv*fyv) =(242X1.44X0.8X0.81X0.97)/(60

16、0.2X20.15X 0.510.35) =110.17m/min 4)确定主轴转速： Ns =1000 vc/dw =1000X110.17/X81 =433.16r/min按机床选取n=450r/min。所以实际切削速度为 V=dn/1000=X81X450/1000m/min=114.45m/min 5)检验机床功率：主切削力Fc按切削手册表1.29所示工时计算 Fc=C ap f v k式中，C =2795，x =1.0, y =0.75, n=-0.15 k =(b/650) =(600/650)0.75=0.94, k =0.89所以 Fc=2795X2X0.50.75X114.4

17、5-0.15X0.94X0.89N= 1318.9N切削是消耗功率Pc为 Pc= Fc*vc/6X104 =1318.9X114.45/6X104kW =3.175kW由CA6140机床说明书可知，CA6140主电动机功率为7.8 kW,当主轴转速为450r/min时，主轴传递的最大功率为4.5kW，所以机床功率足够，可以正常加工。 6）校验机床进给系统强度：已知主切削力Fc=1318.9N，径向切削力Fp按切削手册表1.29所示公式计算 Fp=C ap f v k式中，C =1940，x =0.9, y =0.6， n=-0.3 k=(b/650) =(600/650)1.35=0.897,

18、 k =0.5所以， Fp=1940X20.9X0.50.6X114.45-0.3X0.897X0.5N=258.4N而轴向切削力 Ff =C ap f v k式中，C =2880，x =1.0, y =0.5, n =-0.4 k =(b/650)= (600/650)1=0.923,k =1.17于是轴向切削力 Ff=2880X2X0.50.5X114.45-0.4X0.923X1.17N=601.7N取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数=0.1，则切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为 F= Ff+(Fc+ Fp) =601.7+0.1X(1318.9+258.4)N =759.43N而机床

19、纵向进给机构可承受的最大纵向力为3530N（见切削手册表1.30），故机床进给系统可正常工作。 7）切削工时： t =(l+l1+l2)/nf式中， l=42, l1=4, l2=0,所以 t =(l+l1+l2)/nf=（42+4+0)/450X0.5min=0.205min 不难看出,以后在CA6140车床上加工此芯轴.只要在主轴转速不变、进给量f0.5mm和被吃刀量ap3mm的情况下,机床进给系统都可正常工作、电机功率都足够. 工序2：车调头车另一端面, 打中心孔,车35+0.0160和40的外圆，倒角。1.加工条件加工要求：粗车35+0.0160及35+0.0160和40的外圆，40的

20、外端面和外圆表面的粗糙度值为R12.5而35+0.0160外圆面的粗糙度值为R3.2机床：CA6140卧式车床。刀具：刀片材料为YT15，刀杆尺寸为16mmX25mm,kr=90,o=15,o=8,r=0.5mm 2.切削用量计算(1)车35+0.0160端面。1）确定端面最大加工余量：已知毛坯长度方向的加工余量为2+1.2考虑7的模锻拔模斜度，则毛坯长度方向的最大加工余量Zmax=5.9mm,故实际端面余量可按Zmax=5.9mm考虑，分三次加工，ap=3mm计。 2）确定进给量f: 选用和工序1车端面相同的进给量即f=0.51mm/r 3) 计算切削速度: 选用和工序1相同的主轴转速即n=

21、450r/min,故实际速度为:V=dn/1000=X39X450/1000m/min=55.1m/min 4）计算切削工时：按工艺手册表6.2-1，取 l=19.5mm,l1=2mm,l2=0,l3=0 Tm =(l+l1+l2+l3)*i/n f =2X(19.5+2)/450X0.51=0.188min (2)车40外圆. 1) 确定加工余量:l=(81-40)/2=20.5 2）确定进给量f: 选用和工序1车外圆相同的进给量即f=0.5mm/r 3) 计算切削速度: 选用和工序1相同的主轴转速即n=450r/min,故实际速度为:V=dn/1000=X81X450/1000m/min=

22、114.45m/min4) 计算切削工时：按工艺手册表6.2-1，取 l=(81-40)/2=20.5mm,l1=2mm,l2=0,l3=0 tm=(l+l1+l2+l3)*i/n f=2X(20.5+2)/450X0.51=0.196min (3) 车35+0.0160的外圆面,同时应校验机床功率及进给机构强度。 1）被吃刀量：单边余量Z=1.8mm，可一次切除。 2）进给量：选用和工序1车外圆相同的进给量即f=0.5mm/r。 3）确定主轴转速：选用和工序1相同的主轴转速即n=450r/min 4） 计算切削速度： V=dn/1000 =X39X450/1000m/min=55.1m/mi

23、n 5）切削工时： t=(l+l1+l2)/nf式中， l=85, l1=4, l2=0,所以 t =(l+l1+l2)/nf =（85+4+0)/450X0.5min=0.396min 工序3: 修研两端中心孔。 工序4: 半精车35+0.0160的外圆表面并切槽,同时应校验机床功率及进给机构强度。（1）半精车35+0.0160的外圆表面 1）被吃刀量：单边余量Z=0.19mm，可一次切除。 2）进给量：选用和工序1车外圆相同的进给量即f=0.5mm/r。 3）确定主轴转速：选用和工序1相同的主轴转速即n=450r/min 4）计算切削速度：V=dn/1000=X35.4X450/1000m

24、/min=50m/min 5）切削工时： t =(l+l1+l2)/nf式中， l=85, l1=4, l2=0,所以 t =(l+l1+l2)/nf =（85+4+0)/450X0.5min=0.396min （2）切1.7X33的槽 1）被吃刀量：单边余量Z=1.01mm，可一次切除。 2）进给量：选用和工序1车外圆相同的进给量即f=0.5mm/r。 3）确定主轴转速：选用和工序1相同的主轴转速即n=450r/min 4）计算切削速度：V=dn/1000=X35.02X450/1000m/min=49.48m/min 5）切削工时： t =(l+l1+l2)/nf式中， l=1, l1=1

25、1, l2=0,所以 t = (l+l1+l2)/nf =（1+11+0)/450X0.5min=0.054min 工序5: 铣90度的槽。 f =0.08/齿(参考切削手册表3-3)切削速度：参考有关手册，确定V=0.45mm/s,即27m/min.采用高速钢镶齿三面刃铣刀，d =225mm,齿数z=20。则 n = 1000v/dw =1000X27/X225=38r/min现选用X63卧式铣床，根据机床使用说明书，取n =37.5r/min,故实际切削速度为 V =d n /1000 =X225X37.5/1000m/min=26.5m/min当n =37.5r/min时，工作台的每分钟

26、进给量f 应为 f =f zn =0.08X20X37.5mm/min=60mm/min查机床说明书，刚好有f =60mm/min，故直接选用该值。切削工时：由于所铣的槽表面光洁度不高，粗糙度值为R12.5，故只要粗铣就能达到要求。铣刀的行程为l+l1+l2=90。因此，机动工时为 tm=(l+l1+l2)/f =90/60min=1.5min 工序6：钻M8螺纹的底孔,倒角，攻M8的螺纹。切削用量计算如下： （1）钻孔7mm. f=0.41mm/r(见切削手册表4.2-2)V=12.25m/min(见切削手册表2.13及表2.14，按5类加工性考虑) n =1000X12.25/X25r/m

27、in=155r/min按机床选取n =136r/min(按切削手册表4.2-2)所以实际切削速度： V=d n /1000=X25X136/1000m/min=10.68m/min切削工时： t =(l+l1+l2)/n f=(22+3)/136X0.41=0.449min （2）铰孔 （3）倒角0.5X45 （4）攻M8的螺纹 工序7：铣30的凹槽。 f =0.08/齿(参考切削手册表3-3)切削速度：参考有关手册，确定V=0.45mm/s,即27m/min.采用高速钢镶齿三面刃铣刀，d =225mm,齿数z=20。则 n =1000v/dw=1000X27/X225=38r/min现选用X

28、63卧式铣床，根据机床使用说明书，取n =37.5r/min,故实际切削速度为 V=d n /1000=X225X37.5/1000m/min=26.5m/min当n =37.5r/min时，工作台的每分钟进给量f 应为 f =f zn =0.08X20X37.5mm/min=60mm/min查机床说明书，刚好有f =60mm/min，故直接选用该值。切削工时：由于所铣的30的凹槽为初加工，后面还要进行车削加工故只要粗铣就行了。铣刀的行程为l+l1+l2=30。因此，机动工时为 tm =(l+l1+l2)/f =30/60min=0.5min 工序8：车53+0.0740的槽 1）被吃刀量：单

29、边余量Z=11.5mm，可四次切除。 2）进给量：选用和工序1车外圆相同的进给量即f=0.5mm/r。 3）确定主轴转速：选用和工序1相同的主轴转速即n=450r/min4) 计算切削速度：V=dn/1000=X30X450/1000m/min=49.48m/min 5）切削工时： tm=(l+l1+l2)*i/nf式中， l=5, l1=25, l2=0,所以 tm=(l+l1+l2)*i/nf=4X(5+25)/450X0.5=0.534min工序10：磨35+0.0160的外圆表面1）被吃刀量：单边余量Z=0.012mm，可一次切除。 2）进给量：选用和工序1车外圆相同的进给量即f=0.

30、5mm/r。 3）确定主轴转速：选用主轴转速n=10000r/min4) 计算切削速度：V=dn/1000=X35.02X10000/1000m/min=1100m/min 5）切削工时： tm=(l+l1+l2)*i/nf式中， l=85, l1=5, l2=0,所以 tm=(l+l1+l2)/nf= (85+5)/10000X0.5=0.018min 第三章 钻5XM8-7H孔专用夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，通常需要设计专用夹具。老师要求设计第六道工序钻5-M8底孔的钻床夹具。本夹具将用于Z525摇臂钻床，选用高速钢锥柄标准花钻对工件五个M8的底孔进行加工。3

31、.1夹具的夹紧装置和定位装置 本夹具主要用于钻5XM8-7H孔夹具设计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。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。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

32、面相吻合的移动压板，通过精确的圆弧定位，实现定心。此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。在这次夹具设计中，定位是采用一根心轴和一个定位插销来定位水平方向的。在垂直方向，用两个同心半圆环来定位。当被加工零件放到夹具体同心圆环上后，用定位插销把夹具上的钻模板和零件通过先加工的孔进行定位，把压板压紧，之后取出定位插销。3.2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

33、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套。在这套钻床夹具上用的导向套是钻套。钻套按其结构可分为固定钻套，可换钻套，快换钻套及特殊钻套。因此套钻夹具加工量不大，磨损较小，孔距离精度要求较高，则选用固定钻套。如图4.2。直接压入钻模板或夹具体的孔中。图4.2 钻套钻模板与固定钻套外圆一般采用H7/h6的配合。且必须有很高的耐磨性，材料选择20Mn2。淬火HRC110。相同的，为了防止定位销与模板之间的磨损，在模板定位孔之间套上两个固

34、定衬套。选取的标准件代号为12*18 GB2263-19134。材料仍选取T10A， 淬火HRC110。公差采用H7/p6的配合。3.3切削力及夹紧力的计算 刀具：钻头6.8(M8螺纹底孔)。则轴向力：见工艺师手册表28.4F=Cdfk3.1 式中： C=420， Z=1.0, y=0.8, f=0.35 k=(F=420转矩T=Cdfk式中: C=0.206, Z=2.0, y=0.8T=0.206功率 P=在计算切削力时,必须考虑安全系数,安全系数 K=KKKK式中 K基本安全系数，1.5; K加工性质系数，1.1;K刀具钝化系数, 1.1;K断续切削系数, 1.1则 F=KF=1.5钻削

35、时 T=17.34 N切向方向所受力: F=取F=4416F F所以,时工件不会转动,故本夹具可安全工作。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： 该孔的设计基准为中心轴，故以回转面做定位基准，实现“基准重合”原则；参考文献，因夹具的夹紧力与切削力方向相反，实际所需夹紧力F夹与切削力之间的关系F夹KF轴向力：F夹KF （N）扭距：Nm在计算切削力时必须把安全系数考虑在内，安全系数

36、由资料机床夹具设计手册查表可得：切削力公式： 式（2.17）式中 查表得： 即：实际所需夹紧力：由参考文献16机床夹具设计手册表得： 安全系数K可按下式计算，由式（2.5）有：式中：为各种因素的安全系数，见参考文献16机床夹具设计手册表 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，决定选用螺旋夹紧机构。3.4钻孔与工件之间的切屑间隙 钻套的类型和特点:1、固定钻套：钻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、可换钻套：主要用在大批量

37、生产中，由于钻套磨损大，因此在可换钻套和钻模板之间加一个衬套，衬套直接压入钻模板的孔内，钻套以F7/m6或F7/k6配合装入衬套中。3、快换钻套：当对孔进行钻铰等加工时，由于刀径不断增大，需要不同的导套引导刀具，为便于快速更换采用快换钻套。4、特殊钻套：尺寸或形状与标准钻套不同的钻套统称特殊钻套。钻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套的孔中，以免刮伤钻套内孔，如图4.3。图4.3 切屑间隙 C=(0.31.2)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。3.5钻模板在导向装置中，导

38、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，钻螺栓紧固，钻模精度较高。3.6定位误差分析3) 夹具安装误差因夹具在机床上的安装不精确而造成的加工误差，称为夹具的安装误差。图5-2中夹具的安装基面为平面，因而没有安装误差，=0.4) 夹具误差因夹具上定位元件、对刀或导向元件、分度装置及安装基准之间的位置不精确而造成的加工误差，称为夹具误差。夹具误差主要包括定位元件相对于安装基准的

39、尺寸或位置误差；定位元件相对于对刀或导向元件（包含导向元件之间）的尺寸或位置误差；导向元件相对于安装基准的尺寸或位置误差；若有分度装置时，还存在分度误差。以上几项共同组成夹具误差。5) 加工方法误差因机床精度、刀具精度、刀具与机床的位置精度、工艺系统的受力变形和受热变形等因素造成的加工误差，统称为加工方法误差。因该项误差影响因素多，又不便于计算，所以常根据经验为它留出工件公差的1/3.计算时可设。2. 保证加工精度的条件工件在夹具中加工时，总加工误差为上述各项误差之和。由于上述误差均为独立随机变量，应用概率法叠加。因此保证工件加工精度的条件是即工件的总加工误差应不大于工件的加工尺寸。为保证夹具

40、有一定的使用寿命，防止夹具因磨损而过早报废，在分析计算工件加工精度时，需留出一定的精度储备量。因此将上式改写为或 当时，夹具能满足工件的加工要求。值的大小还表示了夹具使用寿命的长短和夹具总图上各项公差值确定得是否合理。知此方案可行。3.7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。故选用可换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。为了减少辅助时间采用可换钻套，以来满足达到孔的加工的要求。表dDD1Ht基本极限偏差F7基本极限偏差D601+0.016+0.0063+0.010+0.004669-0.00811.84+0.016+0.00871.82.6582.6

41、3698121633.3+0.022+0.0103.347+0.019+0.010104581156101110162068+0.028+0.01112+0.023+0.0121581015181220251012+0.034+0.0161822121522+0.028+0.01526162836151826300.0121822+0.041+0.02030342036HT150222635+0.033+0.017392630424625HT150563035+0.050+0.0254852354255+0.039+0.02059305667424811066485070740.040钻模板选

42、用固定钻模板，用沉头螺钉锥销定位于夹具体上。3.8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

43、，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

44、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。3.9夹具设计及操作的简要说明由于是大批大量生产，主要考虑提高劳动生产率。因此设计时，需要更换零件加工时速度要求快。本夹具设计，用移动夹紧的大平面定位三个自由度，定位两个

45、自由度，用定位块定位最后一个转动自由度。此时虽然有过定位，但面是经加工过的面，定位是允许的。课程设计心得体会 “千里之行，始于足下”，通过这次课程设计，我也深深地体会到了这句名言的真正含义。今天认真进行课程设计，学会脚踏实地地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。 通过这次课程设计，我对机械加工技术以及所学过的相关的多门功课都进行了回顾和复习，并且对这些知识有了新的认识和更深入的了解，从而学到了更多新的知识。 在课程设计中发现，有很多知识对我们来说是很期待学习的，因为面对问题和困难时才猛然感觉到书到用时方恨少。因此，我决定以后多看看书，多学习一些知识，来充裕一下自己，只

46、有这样才能更好的把握好全局，才能有更多的解决问题的方法，才能在众多方法中找到一个更合适的针对该问题的方法。 由于这次的课程设计，我翻阅了大量的相关书籍，并发现图书馆里的书籍相当丰富。由于课程设计中的每一个步骤和每一个程序都需要经过严格的计算和设计，从多种方案中优中选优，争取以最少的消耗获得较高的质量，以节约资源，图书馆就是一个寻找知识的宝藏.因此，通过这次课程设计，我从中学到细心，耐心，认真等的态度和很多相关专业的知识。凡事欲速则不达，每个细节都要好好对待。在今后，我会更加努力地学习，阅读更多的书籍来充实自己。参考文献1.吴拓、方琼珊编.机械制造工艺与机床夹具课程设计指导.北京:机械工业出版社,2005.11(2007.9重印)周世学主编机械制造工艺与夹具北京理工大学出版社.1999.82.李益明主编. 机械制造工艺设计简明手册.北京:机械工艺出版社,19943.艾兴、肖诗刚主编. 切削用量简明手册.北京: 机械工艺出版社,19944.哈尔滨工业大学、上海工业大学主编.机床夹具设计.上海:上海科学技术出版社，19835.李洪主编.机械加工工艺手册.北京:北京出版社,19906.王绍俊主编.机械制造工艺设计手册.北京:机械工业出版社,19877.赵如福主编金属机械加工工艺设计手册上海科学技术出版社.2009