3.1.4钻套、衬套、钻模板及夹具体设计
工艺孔的加工需钻、扩、铰三次切削才能满足加工要求。故选用快换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求：工艺孔Φ25mm分钻、扩、铰三个工步完成加工。钻、扩、铰，加工刀具分别为：钻孔——Φ22mm标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔——Φ24.7mm标准高速钢扩孔钻；
?0.023铰孔——Φ250mm标准高速铰刀。
根据参考文献[11]表2-1-47可查得钻套孔径结构尺寸如图3.2及表3.1所示。
图3.2 快换钻套
表3.1 铰工艺孔钻套结构参数如下表：
d H D 公称尺寸 30 公差 +0.021 +0.008 D1 D2 h h1 m m1 r ? 22 25 46 42 12 5.5 18 18 29.5 55° 衬套选用固定衬套其结构如图3.3所示。
图3.3 固定衬套
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衬套选用固定衬套其结构参数如表3.2所示。
表3.2 固定衬套的结构尺寸
d H 公称尺寸 30
允差 +0.041 +0.020 25 公称尺寸 42 允差 +0.033 +0.017 1 3 D C C1 根据参考文献[11]表2-1-27固定V型块的结构及主要尺寸如图3.4及表3.3所示。
图3.4 V型块
表3.3 V型块的主要尺寸
N 42 D 45 B 52 H 20 L 68 l 20 l 14 A 26 A1 22 d 10 d1 11 d2 18 h 10 b 12 注：T=L+0.707D-0.5N
钻模板选用固定式钻模板，工件以底面及Φ45外圆面分别靠在夹具支架的定位快及V型块上定位，用带光面压块的压紧螺钉将工件夹紧。
夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。整个夹具的结构见夹具装配图ZJZ-01所示。
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3.1.5夹具精度分析
利用夹具在机床上加工时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统。它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系。因此在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计的夹具进行精度分析和误差计算。
由工序简图可知，本道工序由于工序基准与加工基准重合，又采用顶面为主要定位基面，故定位误差?dw很小可以忽略不计。本道工序加工中主要保证工艺
?0.023孔尺寸Φ250mm及表面粗糙度Ra1.6?m。本道工序最后采用铰加工，选用标准?0.0230.039高速铰刀，直径为Φ250mm，并采用钻套，铰刀导套孔径为d??25?mm，?0.0210.0230.034外径为D?30?固定衬套采用孔径为?30?mm同轴度公差为?0.005mm。mm，?0.012?0.016同轴度公差为?0.005mm。
该工艺孔的位置度应用的是最大实体要求。即要求：（1）各孔的实际轮廓受最大实体实效边界的控制即受直径为?25??0.1??24.9mm的理想圆柱面的控制。
（2）各孔的体外作用尺寸不能小于最大实体实效尺寸?25mm。（3）当各孔的实际轮廓偏离其最大实体状态，即其直径偏离最大实体尺寸?25mm时可将偏离量补偿给位置度公差。（4）如各孔的实际轮廓处于最小实体状态即其实际直径为
?25.023mm时，相对于最大实体尺寸?25mm的偏离量为?0.023mm，此时轴线的
?0.123mm位置度误差可达到其最大值?0.1??0.023?为?0.1mm。
。即孔的位置度公差最小值
0.015mm满足。 工艺孔的尺寸?25?0.023mm，由选用的铰刀尺寸?25??0.008工艺孔的表面粗糙度Ra1.6?m，由本工序所选用的加工工步钻、扩、铰满足。 影响两工艺孔位置度的因素有（如下图所示）：
（1）钻模板上两个装衬套孔的尺寸公差：?1?0.005mm （2）两衬套的同轴度公差：?2?0.005mm
（3）衬套与钻套配合的最大间隙：?3?25.034?25.012?0.022mm （4）钻套的同轴度公差：?4?0.005mm
（5）钻套与铰刀配合的最大间隙：?5?25.039?25.008?0.031mm
22222??????d??2 2?12??2345w0?.0?390?.m0m7?8m m0.1所以能满足加工要求。
3.1.6夹具设计及操作的简要说明
钻铰Φ25孔的夹具如夹具装配图ZJZ-01所示。装卸工件时，先将工件放在定位块上；再把工件向固定V行块靠拢，用带光面压块的压紧螺钉将工件夹紧；然后加工工件。当工件加工完后，将带光面压块的压紧螺钉松开，取出工件。
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3.2粗精铣宽度为30mm的下平台夹具设计
本夹具主要用来粗精铣杠杆宽度为30mm的下平台。由加工本道工序的工序简图可知。粗精铣杠杆宽度为30mm的下平台时，杠杆宽度为30mm的下平台有粗糙度要求Ra?6.3?m，杠杆宽度为30mm的下平台与工艺孔轴线分别有尺寸要
?0.23求250mm。本道工序是对杠杆宽度为30mm的下平台进行粗精加工。因此在本
道工序加工时，主要应考虑提高劳动生产率，降低劳动强度。同时应保证加工尺寸精度和表面质量。
3.2.1定位基准的选择
由零件图可知Φ25孔的轴线所在平面和右端面有垂直度的要求是10゜，从定位和夹紧的角度来看，右端面是已加工好的，本工序中，定位基准是右端面，设计基准是孔Φ25的轴线，定位基准与设计基准不重合，需要重新计算上下端面的平行度，来保证垂直度的要求。在本工序只需要确定右端面放平。
为了提高加工效率，现决定用两把铣刀对杠杆宽度为30mm的下平台同时进行粗精铣加工。同时为了采用手动夹紧。
3.2.2定位元件的设计
本工序选用的定位基准为一面两销定位，所以相应的夹具上的定位元件应是一面两销。因此进行定位元件的设计主要是对固定挡销和带大端面的短圆柱销进行设计。
根据参考文献[11]带大端面的短圆柱销的结构尺寸参数如图3.5所示。
图3.5 带大端面的短圆柱销
根据参考文献[11]固定挡销的结构如图3.6所示。
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图3.6 固定挡销
主要结构尺寸参数如下表3.4所示。
表3.4 固定挡销的结构尺寸
D D1 H L C d h 12 18 14 26 4 12 4 3.2.3定位误差分析
本夹具选用的定位元件为一面两销定位。其定位误差主要为：
销与孔的配合0.05mm，铣/钻模与销的误差0.02mm，铣/钻套与衬套0.029mm 由公式e=(H/2+h+b)×△max/H
△max=(0.052+0.022+0.0292)1/2 =0.06mm
e=0.06×30/32=0.05625 可见这种定位方案是可行的。
3.2.4铣削力与夹紧力计算
本夹具是在铣\\钻床上使用的，用于定位螺钉的不但起到定位用，还用于夹紧，为了保证工件在加工工程中不产生振动，必须对“17”六角螺母和”11”螺母螺钉施加一定的夹紧力。由计算公式
Fj=FsL/(d0tg(α+ψ1’)/2+r’tgψ2) 式（3.2）
Fj－沿螺旋轴线作用的夹紧力 Fs－作用在六角螺母
L－作用力的力臂(mm)
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