换挡杆壳钻侧面孔夹具设计 毕业论文.doc

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1、 2014届毕业设计论文 课题名称 换挡杆壳钻侧面孔夹具设计院 （系）机械与动力工程学院专 业 机械工程及自动化姓 名 学 号 1202100225起讫日期 2013-12-10至2014-6-11指导教师 2014 年 6 月 11日 换挡杆壳钻侧面孔夹具设计 摘 要 在制造厂里，组合机床夹具是普遍使用的的一种工艺设备。组合机床夹具有四部分组成：夹具体，定位元件，导向元件及夹紧元件。本课题设计的任务是：换挡杆壳钻侧面孔夹具设计。首先根据工件的行为尺寸及加工要求，拟定工件的定位方案以及支承方案；然后根据机床的性能、加工方案、刀具的性能考虑导向装置，选择合适的钻模板；考虑到工件的自身特点，以及适

2、宜身体学原理等各个方面的因素，设计夹具的夹紧机构；在以上基础上，设计完成夹具的夹具体设计；最后，完成夹具装配图以及主要零件的绘制，对夹具进行定位误差的分析和夹紧精度的分析。钻侧面孔夹具设计过程主要阐述了组合钻床的工作原理。夹具的设计要保证加工精度、提高生产效率、减轻劳动强度。关键词：夹具 组合机床 夹具设计 夹紧 I南京工业大学学士学位论文 the shift lever drilling the side face hole fixture design AbstractFixture is machinery manufacturing plant usually use a techno

3、logy and equipment into machine tools,fixture,and test jigs a fixed means for cutting machine tools.Clip has four parts: clip specific, positioning components, to components and clamping components.This design task is: the shift lever drilling the side face hole fixture design. According to the mean

4、s of a size and processing requirements,the proposed scheme and the clamping.Comprehensive consideration of the characteristics of the machines performance,processing,the tool of performance and pleasant to select the proper drilling template.Considering the characteristics of the workpiece, the app

5、ropriate physical principles and other factors of various aspects , design the fixture.On the basis of the above, complete clamp design of fixture design.Finally, draw fixture assembly drawing and the main parts of the spare parts.Finish analysis of the positioning error of the fixture and clamping

6、precision analysis.The side face of drilling fixture design process mainly describes the working principle of combination drilling machine.Jig design must ensure the machining accuracy, improve production efficiency and reduce labor intensity.Key Words: Fixtures,；combination machine tool；fixture des

7、ign,grippingI南京工业大学本科生毕业设计（论文）目 录摘 要IAbstractII第一章 前 言11.1 该课题研究的目的和意义31.2 机床夹具发展史31.3 现代机床夹具的发展方向31.4 机床夹具的组成4第二章 换挡杆壳的技术要求分析52.1 换挡杆壳的功用52.2 钻侧面孔夹具的设计任务与技术要求82.3 结构方案分析和方案的选择82.4 换挡杆壳零件分析102.5 零件的加工工艺比较与选择10第三章 钻侧面孔夹具设计143.1 零件定位分析与支承方案制定143.1.1 选择定位基准的原则及应注意的问题143.1.2 定位支承系统143.1.3 定位支承方案的设计143.2

8、 导向装置的选择163.2.1 钻套的作用与分类163.2.2 钻套、衬套的选用193.3 夹紧机构203.3.1夹紧装置的组成及设计原则203.3.2 夹紧力的确定213.3.3夹紧动力源装置25III第四章 钻侧面孔夹具的重要结构设计274.1 支撑板的设计274.2 钻模板在夹具体上的定位及固定284.3 自动调节支承304.4 确定工作台304.5 确定夹具体314.6确定联接体31第五章 钻侧面孔夹具装配图的绘制与夹具校验325.1 夹具体的三视图325.2 钻侧面孔夹具装配图的绘制335.3 定位误差计算355.3.1 定位误差355.3.2 产生定位误差的原因355.3.3 定位

9、误差的计算35结 语38谢 辞39参考文献40I南京工业大学本科生毕业设计（论文）39第一章 前 言 随着社会的进步，我国的经济高速发展，与国外先进的设计水平相比，我国机床夹具的设计水平也在逐渐提高。机床夹具的产量正在迅猛增长，质量在不断的提高，新产品也在不断的出现，组合机床及其夹具和自动化生产线在机械制造业中正获得越来越广泛的应用。 许多预制的通用部件及少量的专用部件组成了组合机床夹具，它可以从多方面、多工位、多轴对一个或几个工件同时进行夹装，相比于一般的机床夹具，具有设计制造周期短、自动化程度高、加工效率高、加工质量稳定、减轻工人劳动强度、成本低等优点。这使机床夹具成为在制造业中提高质量、

10、发展生产的有效途径之一。 目前，组合机床在国内外许多行业中仍然大量使用。伴随着组合机床的广泛使用，组合机床夹具同样在发挥着巨大的作用。正是它的许多与普通机床夹具相比较明显优越的特点，以及与数控机床夹具相比，更适用于大批量、流水线生产的特点，才得到各种行业的广泛适用。也正是如此，各行业都在加大对组合机床夹具的研究、改进、创新设计，以提高生产水平，提高生产率，提高企业的竞争力。 为了达到上述目的，必须研究和控制机械产品的制造过程，研究解决上述工艺技术问题的方法和措施。虽然夹具设计种类繁多，但是它们有着相同的内在规律。只要我们找到这些共同的规律，加以研究和分析，进行抽象概括，使其上升为理论，就能揭示

11、客观事物的本质和他们的内在联系。学习和掌握了这些理论，再用他们来指导生产实践，就有可能使夹具的设计与制造过程取得综合的最佳的效果。 组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定形状和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的半自动或自动专用机床。 组合机床一般采用多轴、多刀、多任务序、多面或多任务位同时加工的方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可用以组成自动生产线。组合机床夹具的作用可归纳为以下四个方面：1. 保证加工精度 组合机床夹具可准确确定工件、

12、刀具和机床之间的相对位置，可以保证加工精度。2. 提高生产效率 组合机床夹具可快速地将工件定位和夹紧，减少辅助时间。3. 减少劳动强度 采用机械、气动、液动等夹紧机构，可以减轻工人的劳动强度。4. 扩大机床的工艺范围 利用组合机床夹具，可使组合机床的加工范围扩大，例如在卧式车床刀架处安装镗孔夹具，可对箱体孔进行镗孔加工。1.1 该课题研究的目的和意义传统的机床仅仅能对单一工件进行单刀、单工位、单轴、单面加工，生产效率比较低并且加工的精度也不太稳定，而组合机床可以对一种（或几种）零件进行多刀、多轴、多面、多工位加工。设计组合机床夹具，是简化机床结构、保证工件加工表面的位置精度、提高劳动生产效率和

13、减轻工人劳动强度的一项重要内容。在组合机床上能够完成扩孔、钻孔、铣削磨削等工序，生产效率高，加工精度稳定，有利于提高加工精度稳定性，提高大批量的生产效率，节约社会资源。1.2 机床夹具发展史夹具最早出现在1787年，到现在一共经历了三个发展阶段。夹具与人的结合是第一阶段的表现。在工业发展初期，机械制造的精度相对比较低，机械产品的制造质量主要依赖劳动者个人的手艺和经验，而夹具仅仅作为加工工艺过程中的一种辅助工具；第二阶段是随着机床、汽车、飞机等制造业的发展，夹具的门类才逐步发展齐全。夹具的定位、夹紧、导向（或对刀）元件的结构也日趋完善，逐渐发展成为系统的主要工艺装备之一；第三阶段，即近代由于世界

14、科学技术的进步及社会。1.3 现代机床夹具的发展方向现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化和柔性化等四个方面：(1) 标准化：机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。(2) 精密化：随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达0.1；用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘，其定心精度为5m 。(3) 高效化：高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时

15、间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高5倍左右；在车床上使用高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在试验转速为9000r/min的条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。(4) 柔性化：具有高度柔性的夹具，能实现多种工艺要求的、具有一定相似性的不同零件的定位夹紧，缩短零件加工的准备时间和辅助时间，稳定性好，可靠性强。1.4 机床夹具的组成 虽然机床夹具的种类繁多，但他们的工作原理基本上是相同的。将各类夹具中作用相同的结构或元件加以概括，可得出夹具一般所共有的以下几个

16、组成部分： 定位支承元件。定位支承元件的作用是确定工件在夹具中的正确位置并支承工件，是夹具的主要功能元件之一。定位支承元件的定位精度直接影响工件加工的精度。 夹紧元件。夹紧元件的作用是将工件压紧夹牢，并保证在加工过程中工件的正确位置不变。 连接定向元件。这种元件用于将夹具与机床连接并确定夹具对机床主轴、工作台或导轨的相对位置。 对刀元件或导向元件。这些元件的作用是保证工件加工表面与刀具之间的正确位置。用于确定刀具在加工前正确位置的元件称为对刀元件。用于确定刀具位置并引导刀具进行加工的元件称为导向元件。 其他装置或元件。根据加工需要，有些夹具上还设有分度装置、靠模装置、上下料装置、工件顶出机构、

17、电动扳手和平衡块等。 夹具体。夹具体是夹具的基本骨架，用来配置、安装各夹具元件，使之组成一整体。常用的夹具体为铸件结构、锻造结构、焊接结构和装配结构，形状有回转体型和底座形等。 第二章 换挡杆壳的技术要求分析2.1 换挡杆壳的功用壳体是组成机器或部件的主要零件之一，起支撑和包容其他零件的作用，内部需安装各种零件，一般是由一定厚度的四壁及类似外形的内腔构成的箱形体。壳壁部分常设计有安装轴、密封盖、轴承盖、油杯、油塞等零件的凸台、凹坑、沟槽、螺孔等结构。因此结构较复杂。壳体的加工质量不仅影响其装配精度及运动精度，而且影响到机器的工作精度、使用性能和寿命。本文通过对换挡杆壳的加工工艺规程和组合机床钻

18、侧面孔夹具的设计，大大提高了加工效率，减轻了劳动强度，也保证了零件加工精度。三维模型如图2-1、2-2所示 图2-1 换挡杆壳三维图（1） 图2-2 换挡杆壳三维图（2）二维零件如图2-3所示： 图2-3 换挡杆壳零件图（主视） 图2-4 换挡杆壳零件图（左视）图2-5 换挡杆壳零件图（俯视）图2-6 钻侧面孔工序图2.2 钻侧面孔夹具的设计任务与技术要求 为提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需设计专用夹具。根据设计任务书的要求设计换挡杆壳钻6-M8孔的专用夹具。生产规模年产量为40000件，材料HT150.Q =40000台/年, m = 1件/台；结合生产实际，备品率a%和废品率

19、b%分别取3%和0.5%。代入公式得：N = 40000台/年（1+3%）（1+0.5%）= 41406件/年 （2-1）根据换档杆壳的重量知该零件为轻型零件,生产类型为大批量生产。 钻M8底孔6.7，并锪孔120，保证与基准线D、E的位置度误差不超过0.3mm。攻螺纹M8。工件未注明斜度为2，铸件壁厚为5，铸件内表面彻底清理干净，时效、硬度HB170-220，铸件内外表面漆以TQ7甲J。首先，组合机床总体设计，通常是根据与用户签订的合同和技术协议书，针对具体加工零件，拟订工艺和结构方案，并进行方案图样和有关技术文件的设计。主要内容包括：1） 拟订工艺方案2） 确定组合机床总体布局编制“三图一

20、卡”。其工作内容包括：绘制被加工零件工序图，加工示意图，机床联系尺寸图，编制生产率计算卡。而组合机床夹具设计是在此基础上进行的设计。2.3 结构方案分析和方案的选择本课题是针对换挡杆壳侧面6个M8螺纹孔钻削这一特定工序而设计的一台专用组合机床夹具。正确选择加工用定位基准是确保加工精度的重要条件，同时也有利于实现最大限度的集中工序，从而实现减少机床台数的效果。由于采用专用夹具，对其精度要求完全可以达到。变速器换档杆壳的外形结构复杂，壁薄厚度不均匀，内部呈腔型。在壳体上既有精度较高的孔系和平面需要加工，也有许多精度较低的用于紧固零部件的孔需加工。因此，该零件的加工部位较多，且加工的难度也较大。由零

21、件图可知，为了保证该零件与其他部件装配时的精度要求，因而对壳体零件的加工提出了相应的一系列技术要求。零件的主要加工部位及技术要求分析：表2-1 换档杆壳零件技术要求表加工表面尺寸及偏差(mm)公差及精度等级表面粗糙度(um)形位公差(mm)纵孔 20 D920+0.117 +0.065IT91.6 0.04 21 _IT1112.5_24H11 24+0.13 0IT1112.5_横孔20 D9 20+0.117 +0.065IT91.6 0.04 0.08 A21 _IT1112.5_24H11 24+0.13 0IT1112.5_侧面孔6-M8锪孔120至螺纹深度 _ IT8_0.3 D

22、E底孔410.5锪平24并保证尺寸10 _IT912.5 _Z1/8-27 _IT11_ _9.5D119.5()IT96.3 _M14x1.5-2 _IT8_ _96122平面 _IT83.2 0.15 AB 0.1086160平面_IT83.2 0.10 2.4 换挡杆壳的零件分析本设计是要为换挡杆壳设计一个钻6-M8孔的夹具，最终实现将工件定位，更加精确和方便的完成钻孔工作，并保证能夹紧工件，夹紧力要适中，不要使工件变形，又能保证工件所要求的加工精度。零件图标出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等总体要求，它决定了工件在机床夹具中的放置方法，是设计机床夹具总体结构的依据。装配图给出了零

23、件本工序的定位、夹紧原理方案。工件的工序基准、已加工表面决定了机床夹具的方位方案，如选用平面定位、孔定位以及外圆面定位等；定位方案的选择依据六点定位原理和采用的机床加工方法，定位方案不一定要定六个自由度，但要完全定位。工件的待加工表面是选择机床、刀具的依据。确定夹紧机构要依据零件的外型尺寸，选择合适的定位点，确保夹紧力安全、可靠同时夹紧机构不能与刀具的运动轨迹相冲突。2.5 零件的加工工艺比较与选择 零件加工工艺将决定组合机床的加工质量、生产率、总体布局和夹具结构等。所以，在制定工艺方案时，必须计算分析被加工零件图，并深入现场了解零件的形状、大小、材料、硬度、刚度，加工部位的结构特点加工精度，

24、表面粗糙度，以及定位，夹紧方法，工艺过程，所采用的刀具及切削用量，生产率要求，现场所采用的环境和条件等等。并收集国内外有关技术资料，制定出合理的工艺方案。 在零件的加工工艺拟定中，初步确定两套工艺方案，对方案一与方案二进行比较，在加工工艺拟定过程中遵循以下几个原则：（1） 当使用和制造出现矛盾时，应先满足使用要求，其次才是尽可能便于制造。要尽量用先进的工艺和创新的结构；（2） 设计必须以生产实践和科学实验为依据，凡是未经实践考验的方案，必须经过实验证明可靠后才能用于设计；（3） 继承与创造相结合，尽量采用先进工艺，迅速提高生产力，为实现四个现代化服务。注意吸取前人和国外的先进经验，并在此基础上

25、有所创造和发展。表2-2 方案一 方案一 工序号 工序名称 10 铸造 20 时效 30 漆底漆 40 铣两面 50钻2-10.5孔，锪沉孔24，深10；钻铰2-10.5孔，锪沉孔24，深10；钻9.5孔，锪沉孔16，深2.5 60 铣三搭子面 70 钻铰纵长孔与横短孔 80 钻7孔，钻10.5孔，钻9.5孔 90 钻6-6.7孔 100 攻6-M8螺纹，M14x1.5螺孔 110 钳工去毛刺、清洗 120 检验 表2-3 方案二 方案二 工序号 工序名称 10 铸造 20 时效 30 漆底漆 40钻2-10.5孔，锪沉孔24，深10；钻铰2-10.5孔，锪沉孔24，深10；钻9.5孔，锪沉孔

26、16，深2.5 50 铣三搭子面 60 钻铰纵长孔 70 钻铰横短孔 80 攻6-M8螺纹，M14x1.5螺孔 90 钻6-7孔 100 钻7孔，钻10.5孔，钻9.5孔 110 钳工去毛刺、清洗 120 检验 比较上述两个方案，在方案一中，将钻铰纵长孔与横短孔两个工序合在一起是非常错误的，两个完全不同的工序，其定位、加工方法都不一样，无法做到将两个工序合成一道工序；在方案二中，缺少铣底面与侧面的工序，底面与侧面是两个定位基准面，铣长122面可以保证41.50.1，铣长160、宽86的面保证面到基准线260mm，如果不铣两个基准面，工件的精度将无法保证；方案二中的工序90钻6个孔是为了攻螺纹，

27、螺纹规格为M8，如果钻7的孔将无法实现M8的螺纹的攻丝，二方案一中的6.7可以实现。综上所述，方案二与方案一进行比较，方案一与方案二都有问题，因此将两方案融合之后再进行修改，得到的工艺过程将满足加工需求。现制成下表所示加工工艺过程卡：表2-4 加工工艺过程卡 南京工业大学机械加工工艺过程零件号零件名称工序号 工序名称 设备 夹具 刀具 量具 名称 名称名称规格名称规格10 铸造20 时效30 漆底漆40 铣两面组合机床专用夹具硬质合金端铣刀yT6游标卡尺0-300mm50钻2-10.5孔，锪沉孔24，深10；钻铰210.5孔，锪沉孔24，深10；钻9.5孔，锪沉孔16，深2.5组合机床专用夹具

28、钻锪复合刀具W18Cr4V游标卡尺0-125mm60 铣三搭子面组合机床专用夹具硬质合金端铣刀yT6游标卡尺0-250mm70 钻铰纵长孔组合机床专用夹具钻扩复合刀具扩铰W18Cr4V游标卡尺0-125mm80 钻铰横短孔组合机床专用夹具钻扩复合刀具扩铰W18Cr4V游标卡尺0-125mm90钻7孔，钻10.5孔，钻9.5孔组合机床专用夹具锥柄麻花钻W18Cr4V游标卡尺0-125mm10 钻6-6.7孔组合机床专用夹具锥柄麻花钻W18Cr4V游标卡尺0-125mm110攻6-M8螺纹，M14x1.5螺孔组合机床专用夹具高速钢丝锥刀W8Cr4V 120钳工去毛刺、清洗130检验 第三章 钻侧面

29、孔夹具设计3.1 零件定位分析与支承方案制定3.1.1 选择定位基准的原则及应注意的问题a 应尽量选择零件设计基准作为组合机床加工的定位基准。这样可以减少基准不符的误差，以保证加工精度，但在某些情况下，却必须选用其他作为定位基准。b 选择定位基准应确定工件定位稳定。尽量采用已加工较大平面作为定位基准，这对于加工尤为重要。c统一基准原则。即在各台机床上采取共同的定位基面来加工零件不同表面的孔或对同一表面上的孔完成不同的工序。在本零件中，选择换挡杆壳的底面与侧面作为基准面。3.1.2 定位支承系统定位支承系统主要由定位支承、辅助支承和一些限位元件组成。定位支承是指在加工过程中维持被加工零件有一定位

30、置的元件，辅助支承是仅用作增加被加工零件在加工过程中刚度及稳定性的一种活动式支承元件。由于定位支承元件直接与被加工零件接触，因此其尺寸、结构、精度和布置都直接影响被加工零件的精度。因此设计时应该注意以下几点：(1) 合理布置定位支承元件，力求使其组成较大的定位支承平面。最好使夹压力的位置对准定位支承元件。(2) 提高刚性，减少定位支承系统的变形。(3) 提高定位支承系统的精度及其元件的耐磨性，以便长期保持夹具的定位精度。(4) 可靠地排除定位支承部件的切屑。3.1.3 定位支承方案的设计 首先选择底面作为定位基准面。在夹具设计中，定位方案不合理，工件的加工精度就无法保证。工件定位方案的确定是夹

31、具设计中首先要解决的问题。设计夹具是原则上应选该工艺基准为定位基准。无论是工艺基准还是定为基准，均应符合六点定位原理。由于该零件的加工是钻6-6.7的孔，所以用底面和底面上的两孔定位，定位方案为一面两销定位。一面两销定位容易做到工艺过程中的基准统一，保证工件的相对位置精度。本次设计采用的定位机构为定位支承板和固定式定位销定位。在换挡杆壳底面有4个10.5的孔，因此用底面及其中两孔定位。工件是以支撑板平面作主要定位基准，约束工件三个自由度，沿Z轴移动、绕X转动、绕Y转动；采用两个短圆柱销与两定位孔配合时，将使沿连心线方向的自由度被重复约束，出现过定位。因此选择一个短圆柱销，限制两个自由度，限制沿

32、X、Y移动；选择一个棱形销，限制绕Z轴转动的自由度。这样，通过支撑板与两定位销实现六点定位，完全限制自由度。 图3-1 圆柱销与菱形销的选用定位销 A10.5 f724 GB/T22033.2 导向装置的选择3.2.1 钻套的作用与分类 钻套与钻模板是钻床夹具的特殊元件。钻套装配在钻模板或夹具体上，其作用是确定被加工孔的位置和引刀刀具加工。 钻套按其结构和使用特点可分为以下四种类型。a:固定钻套。固定钻套分为A、B型两种。钻套安装在钻模板或夹具体中，其配合为H7/nb或者H7/rb。固定钻套结构简单，钻孔精度高，适用于单一钻孔工序和小批生产。 图3-2 固定钻套 b:可换钻套。当工件为单一钻孔

33、工序的大批量生产时，为便于更换磨损的钻套，选用可换钻套。钻套与衬套之间采用F7/m6或F7/k6配合，衬套与钻模板之间采用H7/n6配合。当钻套磨损后，可卸下螺钉，更换新的钻套。螺钉能防止加工时钻套的转动，或退刀时随刀具自行拔出。 图3-3 可换钻套C:快换钻套。当工件需要钻、扩、铰多工序加工时，为能快速更换不同孔径的钻套，应选用快换钻套。快换钻套的有关配合同可换钻套。更换钻套时，将钻套削边转至螺钉处，即可取出钻套。削边的方向应考虑刀具的旋向，以免钻套随刀具自行拔出。 图3-4 快换钻套D:特殊钻套 由于工件形状或被加工孔位置的特殊性，需要设计特殊结构的钻套。 图3-5 特殊钻套3.2.2 钻

34、套、衬套的选用综上分析，本次设计采用可换导套加工工件，来提高其工作的经济性和其工作效率。选择导向装置：用于钻床零件加工的可换钻套装置。换钻套时，只需将钻套逆时针转动， 图3-6 钻套的选用当缺口转到螺钉位置时即可取出，换套方便迅速。钻孔夹具中的钻套,除要求它引导钻头，钻出正确的孔外，还要求它能在装卸时快而准确。一般在工厂中使用较多的是快换钻套，虽然这种钻套具有快换的优点，但在制造上较复杂；由于采用螺钉来压紧,所以占面大，而又增加制造步骤。因为钻孔为6.7，根据使用的机床主轴的锥孔和钻头的尾柄来选择钻套，d=6.7，极限上偏差为+0.084，极限下偏差为+0.016，基本尺寸为12。d=6.7m

35、m、公差带为F7、D=12mm、公差带为k6、H=20mm。 钻套 6.7F712k620 GB/T2264。配用螺钉为M612 GB/T2264。3.3 夹紧机构3.3.1夹紧装置的组成及设计原则1、夹紧力的方向的确定：(1) 夹紧力的方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位，一般要求主夹紧力应垂直于第一定位基准面。(2) 夹紧力的方向应与工件刚度高的方向一致，以利于减少工件的变形。(3) 夹紧力的方向尽可能与切削力、重力方向一致，有利于减小夹紧力。2 、夹紧力的作用点的选择：(1) 夹紧力的作用点应与支承点“点对点”对应，或在支承点确定的区域内，以避免破坏定位或造成较大的夹紧变形。(2)

36、 夹紧力的作用点应选择在工件刚度高的部位。(3) 夹紧力的作用点和支承点尽可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的刚度和抗振性。(4) 夹紧力的反作用力不应使夹具产生影响加工精度的变形。3、夹紧机构的基本要求(1) 在夹紧过程中，工件应能保持在既定位置，即在夹紧力的作用下，工件不应离开定位支承。(2) 夹紧力的大小要适当、可靠。既要使工件在加工过程中不产生移动和振动，又不使工件产生不允许的变形和损伤。(3) 夹紧装置应操作安全、方便、省力。夹紧装置的自动化程度和复杂程度应与工件的产量和批量相适应。4、选择夹紧机构：设计夹紧机构一般应遵循以下主要原则：(1) 夹紧必须保证定位准确可靠，而不能破坏定

37、位。(2) 工件和夹具的变形必须在允许的范围内。(3) 夹紧机构必须可靠。夹紧机构各元件要有足够的强度和刚度，手动夹紧机构(4) 必须保证自锁，机动夹紧应有联锁保护装置，夹紧行程必须足够。(5) 夹紧机构操作必须安全、省力、方便、迅速、符合工人操作习惯。(6) 夹紧机构的复杂程度、自动化程度必须与生产纲领和工厂的条件相适应3.3.2 夹紧力的确定夹紧力的大小对于保证定位稳定、夹紧可靠、确定夹紧装置的结构尺寸，都有着密切的关系。夹紧力的大小要适当。夹紧力过小则夹紧不牢靠，在加工过程中工件可能发生位移而破坏定位，其结果轻则影响加工质量，重则造成工件报废甚至发生安全事故。夹紧力过大会使工件变形，也会

38、对加工质量不利。理论上，夹紧力的大小应与作用在工件上的其他力（力矩）相平衡；而实际上，夹紧力的大小还与工艺系统的刚度、夹紧机构的传递效率等因素有关，计算很复杂。因此，实际设计中常采用估算法、类比法和试验法确定所需的夹紧力。当采用估算法确定夹紧力的大小时，为简化计算，通常将夹具和工件看成一个刚性系统。根据工件所受切削力、夹紧力的情况，找出加工过程中对夹紧最不利的状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力，最后再乘以安全系数作为实际所需夹紧力。 在确定切削用量后，需要确定切削力，为选择动力部件（滑台）及夹具设计作依据。 确定切削扭矩，以确定主轴及其它传动件的尺寸；确定切削功率，用以选择主传动电机功率。

39、具体计算如下：采用高速钻头钻铸铁孔时 （3-1） （3-2） （3-3） （3-4）式中 轴向切削力（）； 钻头直径（）； 每转进给量（）； 切削转矩（）；切削功率（）；主轴箱功率； 多轴箱传动效率，加工黑色金属时 ，有色金属 时； 主轴数多，传动复杂时取小值，反之取大值。 这里取0.8；切削速度（）；材料硬度，一般取最大值。表3-1 切削参数表（一）工位号孔径d/mm数量钻头直径/mm切削速度v(m/min) 轴向力F/N切削转矩T(Nmm)切削功率P切/KW主轴箱功率P主/KW1 6.7 6 6.710 767.38 1634.59 0.080.1 切削 参数位置切削速度v(m/min)进

40、给量f(mm/r)主轴转速n(r/min)进给速度 (mm/min)轴向力F(N)切削功率P切(KW)切削转矩T(Nmm)切削合力F(N)驱动功率P(KW)工位主轴箱100.12475.3357.04767.380.11634.593328.80.6表3-2 切削参数表（二）切削轴向力为767.38N总的安全系数由考虑各种因素所需的安全系数决定，可按下式确定： (3-5)式中：K0 基本安全系数。一般取1.5；K1加工状态系数（考虑到加工特点的系数）。粗加工K1=1.2，精加工 K1=1.0；K2刀具钝化系数（考虑到刀具磨损的系数）。一般K2=1.01.9；K3切削特点系数（考虑切削情况的系数）。连续：K3=1.0，断续：K3=1.2