长春理工大学本科毕业设计
如图6-2所示，零件前面三个φ33孔即为要加工的孔
图6-2 加工孔
所要加工孔的直径均为33mm切削力P：
P=2.6×D×S0.8×HB0.6
式中:D-钻孔直径；S-走刀量；HB-材料布氏硬度 S取0.10；HB=Hbmax-(Hbmax-Hbmin)/3=230 FJ1=FJ2FJ3=2.6×33.0×0.10.8×2300.6=355.3（N） 切削合力: FJ=ΣPi=3×P1= 1066(N) 安全系数K:
K= K0×K1×K2×K3×K4
取: K0=1.5、K1=1.0、K2=1.5、K3=1.2、K4=1.3 得: K=1.5×1.0×1.5×1.2×1.3=3.51 夹紧力的计算:
夹紧工件所需的夹紧力FJO FJO = KFJ=3.51×1066=3795(N) 6.3.4 夹具精度计算与分析
精度等级的选择如表6-1：首先根据所要加工的零件进行分析，看其在各方面的精度及表面粗糙度等的要求。然后，根据设计好的夹具（即零件在夹具上的配合和装配来确定）。
21
长春理工大学本科毕业设计 表6-1 标准公差数值表（节录）
基本尺寸 IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 13 19 30 >50~80 46 74 >80~120 15 22 35 54 87 18 25 40 >120~180 563 100 由国家标准推荐的各公差等级的应用范围可知： IT5～IT12级用于配合尺寸公差[12]。其中
IT10 120 140 160 IT11 190 220 250 IT12 300 350 400 （1）IT5（孔IT6）级用于高精度和重要的配合处； （2）IT5（孔IT6）级用于要求精密配合的情况； （3）IT7（孔IT8）级用于一般精度要求的配合。
选用公差等级时，除上述有关原则和因素外，还应考虑以下问题。
（1) 相关件配合的精度； （2）加工成本。
在本次设计的夹具中可得知零件与夹具体的配合要求较高精度配合，所以选择IT5（孔IT6），而用于定位零件中间的孔和轴，在钻孔只能够要求这个孔和轴要有较高的位置度，所以选择IT5（孔IT6），钻模板和零件上用来定位的插销，因为它是用来对零件钻孔装夹定位的，所以同样选IT7（孔IT8）。
6.4夹具结构分析与设计
6.4.1 夹具的夹紧装置和定位装置
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。
仅仅定好位在大多数场合下，还无法进行加工。只有进而在夹具上设置相应的夹紧装置对工件进行夹紧，才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。
夹紧装置的基本任务是保持工件在定位中所获得的即定位置，以便在切削力、重力、惯性力等外力作用下，不发生移动和震动，确保加工质量和生产安全。有时工件的定位是在夹紧过程中实现的，正确的夹紧还能纠正工件定位的不正确。
一般夹紧装置由动源即产生原始作用力的部分。夹紧机构即接受和传递原始作用力，使之变为夹紧力，并执行夹紧任务的部分。他包括中间递力机构和夹紧元件。综合考虑各种情况决定采用以液压缸为动力的夹具。
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。力源为液压缸带动推拉夹紧，通过连杆机构夹紧移动压板。达到夹紧和定心作用[13]。
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表面相吻合的移动压板，通过精确的定位，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
22
长春理工大学本科毕业设计
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。
图6-3 夹具装配图1
图6-4 夹具装配图2
如图6-3、6-4所示在这次夹具设计中，定位是采用二个定位插销来定位水平方向的。在垂直方向，用两个浮块来定位。当被加工零件放到夹具体上后，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
23
长春理工大学本科毕业设计
出定位插销。
6.4.2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[1]。
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6-5。直接压入钻模板或夹具体的孔中。
图6-5 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HRC60
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定衬套。材料仍选取T10A， 淬火HRC60。公差采用H7/p6的配合。
6.4.3 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6-6。
24
长春理工大学本科毕业设计
图6-6 钻套要求
切屑间隙C=(0.3～1.2)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。
6.4.4 钻模板
在导向装置中，导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，钻模板在夹具体上采用定位一面双孔定位，螺栓紧固，钻模精度较高[15]。
25