由以上分析可知，该定位方案与定位装置是可行的。 3．3夹紧装置的设计 3．3．1夹紧机构
根据生产类型，此夹具的夹紧机构不宜复杂，采用螺旋夹紧方式.螺栓直径暂用M12mm，为缩短装卸工件的时间，采用开口垫圈。 3．3．2夹紧力的计算
（1）加工?10H9mm时受力分析如图9所示，加工时，钻削轴向力F与夹紧力F1同向，作用在定位支承上，而钻削扭矩T1则有使工件紧靠于可调支承之势，所用钻头直径小，切削力矩不大。因此，对加工此孔来说，夹紧是可靠的，不必进行夹紧力校核。
（2）加工?11mm孔时受力分析如图10所示，加工时，钻削轴向力F有使工件绕O点旋转的趋势，而钻削扭矩T2又有使工件翻转的趋势，为防止上述两种趋势的发生，夹具的夹紧机构应具有足够的夹紧力和磨擦力矩，为此需进行夹紧力校核。
1）钻削轴向力F：
2FF?9.81CFd0fYFkF；
设f=0.25mm,已知d0=11mm其余参数查文献[5]得：
F?9.81?61.2?112?0.250.7?0.866?2167.15(N)
2）钻削力矩T2：
ZMT?9.81CMd0fYMkM?9.81?0.0311?112?0.250.8?0.866?9.866(N?M)。
3）使工件转动的转矩T3和使工件翻转的力矩M0： 由图7知：
T3?FL； M0?F0L1。
式中：F0为翻转力，F0=T2/L1；
L1为翻转力臂，L1?L?d0/2?D0/2； 得：
T3?FL?2167.15?0.015?32.519(N?M)；
M0?F0L1?9.8660.110.040(0.015??)?44.8(N?M)。 0.01122- 20 -
图9 加工?11H9mm孔时工件受力图
（，）
图10 加工?11mm孔时工件受力图
- 21 -
??4）防转夹紧力F3的防翻转夹紧力F3
根据力学平衡原理，由图7知：
?F3fr??2Fnfr??KT3； F3?D?FM0。 2得：
1.5?32.51?KT3F3???9030.56(N)；
2r?f2?0.018?0.15?2KM02?1.5?44.8F3???4800(N)。
D0.0285）夹紧机构产生的夹紧力为F3
根据初步选用螺栓直径为M12mm，由参考文献[9]查得，采用M12mm的螺栓时，许
?用夹紧力F3?4500N。F3?F3，显然M12螺栓无法满足要求。现改用M16mm螺栓，许?用夹紧力F3?5800N?F3。M16mm螺栓可满足夹紧要求，同时，M16mm螺母的最大直径
也小于定位孔?28H7mm的尺寸，不妨碍工件的装卸。因此，选用M16mm是合理的，符合此夹具体的装夹和刚度要求。
３．４导向装置的设计及其他装置结构、夹具体的确定 3．4．1加工?10H7mm孔导向装置的确定
为适应钻、扩、铰的要求，现选用可换钻套及与这相适应的衬套，它们的主要尺寸和结构由可换钻套（GB/T2264-1991）和钻套用衬套（GB/T2263-1991）选取。
具体尺寸如表2所示。
钻套端面到加工面间的距离一般取（0.3-1）d（d为钻头直径），取8mm。 可换钻套的技术要求：（1）材料：d?26mm 选取T10A钢为材料，按GB1298-86《碳素工具钢技术要求》。
（2）热处理；T10A HRC58～64；渗碳深度为0.8～1.2mm，HRC58～64。
表2 可换钻套及衬套尺寸
名 称 内 径d（mm） 外 径D（mm） 快 换 钻 套 0.0280.012?10??15??0.013(E7) ?0.001(k6) （见图12） 衬 套 0.0340.028?15??22??0.016(F7) ?0.016(n6) （见图11） 衬套的技术要求：（1）材料：d?25mm 选取T8钢为材料，按GB1298-86《碳素钢工具钢技术要求》；（2）热处理：T8HRC55～60；渗碳深度为0.8～1.2mm，HRC55～60。
此处按方案二需要加一辅助支承，采用六角头调节支承（GB2227-80），由于?10H7mm
- 22 -
外圆不需要加工，表面并不光整，尺寸具有很大的误差，而此六角调节支承钉有调节功能，能方便地消除?10H7mm表面尺寸引起的加工误差。如图13所示。
技术要求：（1）材料：45钢，按GB699-88《优质碳素结构钢钢号和一般技术条件》加工。（2）热处理：由于L?50mm全部HRC40～50。 3．4．2加工?11mm孔的导向装置的确定
为维修方便，不采用固定钻套，而选用可换钻套，它们的主要尺寸和结构由可换钻套（GB/T2264-1991）的钻套用衬套（GB/T2263-19991）选取。其主要尺寸如表3所示。
钻套端面到加工表面的距离，选取原则与?10H9mm孔相同，因加工精度低，为排屑方便，取12mm。
可换钻套的技术要求：（1）材料：d?26mm 选取T10A钢为材料，按GB1298-86《碳素工具钢技术要求》。（2）热处理；T10A HRC58～64；渗碳深度为0.8～1.2mm，HRC58～64。衬套的技术要求同上。
表3 可换钻套及衬套尺寸
名 称 可 换 钻 套 （见图14所示） 衬 套 （见图15所示） 内 径d(mm) 0.034?11??0.016(F7) 0.034?18??0.016(F7) 外 径D(mm) 0.012?18??0.001(k6) 0.028?26??0.016(n6) 各导向件到定位元件（?28H7mm孔中心）间的位置尺寸公差按工件相应公差的1/2--1/5选取。因此，它们分别为（15±0.05）mm，（80±0.05）mm，?10H9 mm孔钻套轴心线对基准面垂直度许用误差为?0.05mm，?11mm孔钻套轴心线对基准面平行度许用误差为 ?0.05mm。 3．4．3其他装置的确定
为了便于排屑，辅助支承采用螺旋套筒式；为了便于夹具的制造和维修，钻模板与夹具体的联接采用装配方式。夹具体采用开式结构，使加工、观察，清理切削方便。
四、绘制夹具结构图
夹具总体设计中最后完成的主要元件是夹具体。夹具体是夹具的骨架和基础。组成夹具的各种元件、机构、装置都要安装在夹具体上。在加工过程中，它还要承受切削力、夹紧力、惯性力及由此产生的振动和冲击。所以，夹具体是夹具中一个设计、制造劳动量大，耗费材料多，加工要求高的零部件。在夹具体成本中所占比重较大，制造周期也长，设计时要给予足够的重视。
这个夹具体采用装配结构。装配夹具体是选用夹具专用标准毛坯件或标准零件，根据使用要求组装而成。标准件可组织专业化生产，这样不但可以大大缩短夹具体的制造周期，还可以降低成本。
在设计夹具体时就满足以下一些基本要求：
(1) 应有足够的刚度与强度。加工工件时，为了防止在切削力、夹紧力的作用下，夹具产生不允许的变形和振动，夹具体应具有足够的壁厚，刚性不足处可适当增设加强筋。
(2) 力求结构简单、重量轻。夹具体的外形一般尺寸较大，结构比较复杂，而且各表面的相互位置精度要求高，应特别注意其结构工艺性。同时，在满足刚度及强度的前提下，尽可能减轻重量、缩小体积，特别是对手动翻转式夹具（含工件），重量一般不
- 23 -
超过10kg，以便于操作。
(3) 应便于排屑。加工过程中为了防止切屑的排除问题。若加工中产生的切屑不多。可适当加大定位元件表面与夹具体之间的距离，以增加容屑空间；对加工中产生的切屑量较大时，一般应在夹具体上设置排屑沟，以利于将切屑自动排至夹具体外。
(4) 在机床上安装应稳定可靠。对于固定在机床上的夹具应使其重心尽量低；对于不固定在机床上的夹具，则其重心和切削力作用点，应落在夹具体的支承范围内，重心越高夹具支承面积越大。为了使夹具安装稳定可靠，夹具体底面中部通常挖空。对于翻转或移动式夹具体，应在夹具体上设置手柄或手扶部位，以便于操作。对于大型夹具，在夹具体上应设置吊环螺栓或起重孔，以便于吊运。
(5) 应具有良好的结构工艺性和经济性。夹具体上的三个重要的表面，直接影响到夹具的装配精度，即夹具体底面、安装定位元件和引导装置表面以及夹具安装时的校正基面。在加工这些表面时，通常是以夹具体底面作为定位基准，因此在考虑夹具体结构时，应便于达到这些表面的加工要求。在夹具体上供安装各种元件的表面，一般应铸出3—5mm的凸台，以便于减少加工面积。
五、确定夹具技术要求的有关尺寸、公差配合
５．１技术要求
（1）定位元件与夹具底面的垂直度误差允许值在全长上为0.03mm。 （2）导向元件与夹具底面的垂直度误差允许值在全长上为0.05mm。
（3）导向元件（件11）与夹具底面（F）的平行度误差允许值为0.005mm。 ５．２公差配合
5．2．1 ?10H9mm孔衬套、钻模板、钻模板上内孔之间的配合代号及精度分别为：
H7?22 mm（衬套——钻模板）
n6?18
5．2．2 ?11mm孔钻套、衬套、钻模板上内孔之间的配合代号及精度分别为：
?26?18
H7 mm（钻套——衬套） g6H7 mm（衬套——钻模板） n6H7 mm（钻套——衬套） g6
5．2．3 其余部件的公差配合代号及精度如图17所示。
- 24 -