内蒙古工业大学课程设计
图3-1 零件的定位
3.3 夹紧
对夹紧装置的基本要求：
1）夹紧过程中，不改变工件定位后占据的正确位置。
2）夹紧力的大小适当，一批工件的夹紧力要稳定不变。既要保证工件在整个加工过程中的位置稳定不变，振动小，又要是工件不产生过大的夹紧变形。夹紧力稳定可减小夹紧误差。
3）夹紧装置的复杂程度应与工件的生产纲领相适应。工件生产批量越大，允许设计越复杂、效率越高的夹紧装置。
工艺性好，使用性好。其结构力求简单，便于制造和维修。夹紧装置的操作应当方便、安全、省力。
在夹紧工件的过程中，夹紧作用的效果会直接影响工件的加工精度、表面粗糙度以及生产效率。因此，设计夹紧装置应遵循以下原则：
（1）工件不移动原则
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夹紧过程中，应不改变工件定位后所占据的正确位置。
（2）工件不变形原则
夹紧力的大小要适当，既要保证夹紧可靠，又应使工件在夹紧力的作用下不致产生加工精度所不允许的变形。
（3）工件不振动原则
对刚性较差的工件，或者进行断续切削，以及不宜采用气缸直接压紧的情况，应提高支承元件和夹紧元件的刚性，并使夹紧部位靠近加工表面，以避免工件和夹紧系统的振动。
（4）安全可靠原则
夹紧传力机构应有足够的夹紧行程，手动夹紧要有自锁性能，以保证夹紧可靠。
（5）经济实用原则
夹紧装置的自动化和复杂程度应与生产纲领相适应，在保证生产效率的前提下，其结构应力求简单，便于制造、维修，工艺性能好；操作方便、省力，使用性能好。
夹紧机构---传递夹紧力，它是直接与工件接触完成夹紧作用的最终执行元件。要使动力装置所产生的力或人力正确地作用到工件上，需有适当的传递机构。在工件夹紧过程中起力的传递作用的机构，称为夹紧机构。
夹紧机构在传递力的过程中，能根据需要改变力的大小、方向和作用点。手动夹具的夹紧机构还应具有良好的自锁性能，以保证人力的作用停止后，仍能可靠地夹紧工件。
3.4 夹紧方案的选择
本设计是一个钻床夹具，加工一个孔，由于钻孔精度要求较高，必须保证在钻孔过程零件保持不动，所以必须设计夹紧装置。
首先计算钻孔的切削力，然后计算实际夹紧力。
3.4.1 钻削切削力
需要钻孔零件的材料为灰铸铁HT190，铸铁的平均含碳量为0.42%。HT190力学性能：抗拉强度 ?b?410MPa；屈服强度 ?s?245MPa；伸长率 δ≥25%；断面收缩
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率 ψ ≥5%；硬度：未热处理≤156HB。
钻削切削力的计算公式如表3-3：
表3-3 钻削切削力的计算公式
工件 材料 结构钢和铸钢 加工 方法 钻 扩钻 钻 刀具 材料 高速钢 耐热钢 （HB141） 灰铸铁 （HB190） 扩钻 可锻铸铁（HB120） 钻 高速钢 硬质合金 切削扭矩 计算公式 切削力 计算公式 M?0.34D2f0.8Kp .90.8M?0.88Da0Kp pfFf?667DF0.7KP .30.7Ff?371a1Kp Pf?b=736MPa M?0.40D2f0.7Kp Ff?1402Df0.7KP M?0.21D2f0.8Kp Ff?419Df0.8KP M?0.12D2f0.8Kp 0.8M?0.83D2a0.75fKP pFf?412D1.2f0.75KP .20.4Ff?231a1KP pfM?0.21D2f0.8KP M?0.098D2.2f0.8KP Ff?425Df0.8KP Ff?319D1.2f0.75KP 硬质合金 高速钢 铜合金 M?0.12D2f0.8Kp Ff?309Df0.8KP
钻削时的进给量
f：0.15~0.32mm/转，取f=0.2mm/转
由表3-3可知，切削扭矩的计算公式
M?0.12D2f0.8Kp （3-1）
KP为修正参数，它的计算公式
因为HT190铸铁的抗拉强度 ?b?410MPa，取?b?736MPa
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???KP??b??736?0.75
?736????106??736??104.50.75 （3-2）
?12孔，带入式3-1得：
M?0.12?12?10?3??2?0.20.8?104.5
?1.84?10?1.5N?m （3-3）
由表3-3可知，切削力的计算计算公式如下，其中f=0.2mm/转
Ff?412DF0.75KP （3-4）
计算?12孔的切削力，带入式3-4得：
Ff?412?12?10?3?0.2?10?3
??0.75?104.5 （3-5）
?262.9N
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第4章 钻床夹具体及夹具零件的设计
4.1 夹具体的要求
1）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、安装对刀或导向元件的表面以及夹具体的安装基面（与机床相连接的表面）等，应有适当的尺寸和形状精度，它们之间应有适当的位置精度。
为使夹具体尺寸稳定，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）有足够的强度和刚度
加工过程中，夹具体要承受较大的切削力和夹紧力。为保证夹具体不产生变形和振动，夹具体应有足够的强度和刚度。因此夹具体需要有一定的壁厚，铸造和焊接夹具体常设置加强筋，或在不影响工件装卸的情况下采用框架式夹具体。
3）结构工艺性好
夹具体应便于制造、装配和检验。铸造夹具体上安装各种元件的表面应铸出凸台，以减少加工面积。夹具体毛面与工件之间应留有足够的间隙，一般为4~15mm。夹具体结构型式应便于工件的装卸，分为开式结构、半开式结构、框架式结构等。
4）排屑方便
切屑多时，夹具体上应考虑排屑结构。可以在夹具体开排屑槽、在夹具体下部设置排屑斜面。
5）在机床上安装稳定可靠
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，重心越高则支承面应越大；夹具底面四边应凸出，使夹具体的安装基面与机床的工作台面接触良好。接触边或支脚的宽度应大于机床工作台梯形槽的宽度，应一次加工出来，并保证一定的平面精度；当夹具在机床主轴上安装时，夹具安装基面与主轴相应表面应有较高的配合精度，并保证夹具体安装稳定可靠。
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