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轴向切削分力公式 ： Ff?451apf0.4KP 式中参数： Kk?p?1.11 K?op?1.0 K?sp?1.0 Krp?1.0 即：Ff?624.59(N)
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： WK?K?F
安全系数K可按下式计算有： K?K0K1K2K3K4K5K6
式中：K0~K6为各种因素的安全系数，通常情况下，取K=1.5～2.5。当夹紧力与切削
力方向相反时，取K=2.5～3。
可得:KC?1.2?1.2?1.0?1.2?1.3?1.0?1.0?2.25
KP?1.2?1.2?1.2?1.2?1.3?1.0?1.0?2.7 Kf?1.2?1.2?1.25?1.2?1.3?1.0?1.0?2.81 所以，有：WK?KC?FC?1743.54(N) 有：WK?KP?FP?937.31(N) 有：WK?Kf?Ff?1753.85(N) 螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有：
W0?QL??tg?1??ztg(???2)式中参数由参考文献[10]中可查得：
???9.33 rz?5.675 ?1?90? ?2?9?50? ??1?36? 其中：L?140(mm) Q?80(N) 螺旋夹紧力：W0?5830(N)
l1由表得：原动力计算公式 W0?WK??
L?0?WL?即：WK?00?5830?229?0.98?11279.04(N)
l116?由上述计算易得： WK??WK
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。
总体结构设计、钻套、钻模板：为了进行钻、扩加工，采用快换钻套、钻套与钻模板间装衬套。钻套的高度H=36mm，钻套与工件间一般应留排屑间隙。在本钻套设计中，取h=8mm，钻套内孔与刀具采用间隙配合，即快换钻套选取?12.7F8，快换铰套为?13G7，衬套与钻模间配合尺寸为?22H7/g6，衬套与钻模板间的配合为?34H7/g6。
由于两加工孔的中心距相距较远（160?0.04）且鉴于零件结构特点，因而采用两个钻模板。又由于扩孔后还需锪?26孔，该孔不需钻模板。所以钻模板选取可卸式。再则钻模板是悬空状态，为了提高夹具体的刚性，在夹具体上设置了加强筋。为了保证两孔中心距160?0.04,
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在设计夹具时，让两钻套的中心距为160?0.04，钻套中心距对称中心为80?0.04，钻套的中心距支承钉定位表面为46?0.025，这样，就能确保加工中心的尺寸要求。在设计和装配夹具时，这应注意：定位板与夹具体底面应平行，钻套中心与底面应垂直。
由于是中批量生产，宜用简单的手动夹紧装置。采用带开口垫圈的螺旋夹紧机构，使工件装卸迅速、方便。 3．3．3夹具的装配总图
总图的设计：夹具总图及其五类尺寸见工装设计总图。 3．3．4夹具的验证
该夹具以两个平面定位，要求保证孔轴线与左侧面间的尺寸公差以及孔轴线与底平面的平行度公差。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工序公差。
工件精度分析：孔?160轴线与左侧面为线性尺寸一般公差。根据国家标准的规定，由参考文献[5]中表可知：
取m（中等级）即 ：尺寸偏差为37??0.3
1) 定位误差（两个垂直平面定位）：当??90?时；侧面定位支承钉离底平面距为：
离
为
h?H 2h，侧面高度为H；且满足则：
?D?W?2(H?h)tg??g?0.079mm
2）对刀误差?T
因刀具相对于对刀或导向元件的位置不精确而造成的加工误差，称为对刀误差。钻头与钻套间的间隙，会引起钻头的位移或倾斜，造成加工误差。由于钢套壁厚较薄，可只计算钻头位移引起的误差：?T?(ymax?ymin)cos?
其中接触变形位移值：
NZ?m?[(kRaZRaZ?KHB?HB)?c1]?0.014mm
9.81Sm?j?j??ycos??0.0128mm
?3）夹具的安装误差：A
n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。由于此夹具的安装基面为平面，因而没有安装误差，即?A=0。
4） 磨损造成的加工误差?j?M，由于该误差影响因素多，又不便于计算，所以常常根据经验
?j?M通常不超过0.005mm 5） 夹具误差?J
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
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加工误差，称位夹具误差。夹具误差?J主要包含定位元件相对于安装基准的尺寸或位置误差
?J1；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?J2；导向
元件相对于按扎基准的尺寸或位置误差?J3 以上几项共同组成夹具误差?J取0.01mm
误差总和：?j??w?0.0586mm?0.35mm
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。
精度验证：按七次均方根误差公式?B2??Y2??J2??A2??G2??F2??T2??k来校核尺寸80?0.04，其中?k?0.30。 1）基准不符误差?B
由于定位基准与工序基准重合，故?B=0 2）基准位移误差?y
?0.040由定位元件菱形销与定位基准孔?136mm间配合关系?136H7/g6可知孔?136H7（0），
0.014轴?136g6（?，二者最大间隙Xmax?0.079， ?0.039）
所以 ?Y?Xmax?0.079 3）工件夹紧变形误差?J
一般地：?J?0.005~0.02,故可取?J?0.01。 4）夹具在机床上的安装误差?A
一般地：?A?0~0.02,故可取?A?0.005。 5）加工方法误差?G
该工序钻两孔，两孔的尺寸由钻、扩套强制对刀保证，钻套造成的误差见下述?T。所以该工序取?G?0。 6）分度误差?F
由于无分度要求，所以取?F?0。 7）导向误差?T
根据公式?T??l2?e12?x12?(2x3)2,其中：
a.由于钻模板中心孔距菱形销中心线的尺寸为80?0.04，所以?l?0。 b.查得，快换钻套内外圆的同轴度为e1?0.008。 c.查得，衬套内外圆的同轴度为e2?0.012。 d.快换钻套和衬套的最大配合间隙x1
7由于二者的配合为?22H g6?0.0210.007孔 ?22H7(0), 轴 ?22g6(??0.020)，
所以 x1?0.021?0.021?0.041。
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e.刀具在钻套中的偏斜x3
0.0242H，其中x2 扩孔刀与钻套的最大配合间隙，?13G7?x3?x?0.006，所以 H(B?S?2)x2?0.024?0.006?0.018。
H：钻模板深度，取H=36mm， B:加工孔的深度，为62.6mm， S:钻模板与工作间隙8mm,
36所以，x3?0.018。 36(62?6?8?2)?0.0443所以，
8）按七次均方根误差公式，综上所述，该夹具能保证工序尺寸，精度分配也合理。所以夹具设计合理。
3．3．5夹具的制造的注意事项 1．夹具的制造
夹具通常是单件生产，且制造周期很短。为了保证工件的加工要求，很多夹具要有较高的制造精度。企业的工具车间有很多加工设备，例如加工孔系的坐标镗床，加工复杂形面的万能铣床、精密车床等，都具有较好的加工性和加工精度。夹具制造中，除了生产方式与一般产品不同外，在应用互换性原则方面也有一定的限制，以保证夹具的制造精度。 2．保证夹具制造精度的方法
对于与工件加工尺寸直接有关的且精度较高的部位，在夹具制造时常用调整法和修配法来保证夹具精度。
（1） 修配法：对于需要采用修配法的零件，可在其图样上注明“装配时精加工”或“装配时与某某件配作”字样等
（2） 调整法：调整法与修配法相似，在夹具上通常可以设置调整垫圈、调整垫板、调整套等元件来控制装配尺寸。这种方法比较简易，调整件选择得当即可补偿其他元件的误差，以提高夹具的制造精度。 3．结构的工艺性
夹具的结构工艺性主要表现为夹具零件制造、装配、调试、测量、使用等方面的综合性能。夹具零件的一般标准和铸件的结构要素等，均可查阅有关手册进行设计。
（1） 注意加工和维修的工艺性
夹具主要元件的连接定位采用螺钉和销钉。有的饿销钉孔制成通孔，以便维修时将销钉拔出；有的销钉则可以利用销钉孔底部的横向孔拆卸。
（2） 注意装配测量的工艺性
夹具的装配测量是夹具制造的重要环节。无论是用修配法或调整法装配，还是用检具检
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测夹具精度时，都应处理好基准问题。为了使夹具的装配、测量具有良好的工艺性，应遵守基准统一原则，以夹具体的基面为统一的基准，以便装配、测量，保证夹具的制造精度。 3．3．6夹具的经济分析
夹具的经济分析是研究夹具的复杂程度与工件工序成本的关系，以便分析比较和选定经济效益较好的夹具方案。
设锡林结合体批量N=500件，钻床每小时生产费用f=20元/h。分析三种加工方案的经济效益。
方案1.不用专用夹具，通过划线找正钻孔。夹具年成本CJ1=0，单件工时t（1）生产效率η=1/td=1/0.4=2.5件/h （2）家具年成本Cj=0元
（3）工序生产成本Cs=Nf/η=500×0.4×20=4000元 （4）单件工序生产成本Csd=Cs/N=4000/500=8元/件 （5）工序总成本C=（Cj+Cs）=4000元
（6）单件工序总成本C=C/N=8元/件
d方案2.用简单夹具，单件工时=0.15h，设夹具毛坯重量m=2kg，材料平均价格p=16元/kg，夹具制造工时t=4h，制造夹具每小时平均生产费fe=20元/h，可估计出专用夹具的制造价格为
C22=pm+tfe=(16×2+4×20)元=112元 计算夹具的成本Cj2。设K1=0.5，K2=0.2，T=1a，则
=0.4h。
d1Cj2=[（1+K1）/T+K2]×C1=190.4元
则，
（1）生产效率η=1/td=1/0.15=6.7件/h （2）家具年成本Cj=190.4元
（3）工序生产成本Cs=Nf/η=500×0.15×20=1500元 （4）单件工序生产成本Csd=Cs/N=1500/500=3元/件 （5）工序总成本C=（Cj+Cs）=1690.4元
（6）单件工序总成本C=C/N=3.38元/件
d方案3.用自动化夹具（见文献[10]图7-19所示），单件工时tD12=0.05h，设夹具毛坯重量m=30kg，材料平均价格p=16元/kg，夹具制造工时t=56h，制造夹具每小时平均生产费fe=20元/h，可估计出专用夹具的制造价格为
C23= pm+tfe=(16×30+56×20)元=1600元 计算夹具的成本Cj2。设K1=0.5，K2=0.2，T=2a，则
Cj2=[（1+K1）/T+K2]×C1=1520元
则，
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