阀体零件的机加工工艺及钻孔夹具的设计

重庆理工大学毕业论文PAGE37-1.零件的分析1.1零件的作用该阀体是一个管道控制阀，通过两处管螺纹与其他物体连接。顶部内螺纹是用来安装控制阀芯的，利用阀门来控制液体的开关流向以及流量的大小。零件的五个面都需要进行加工，Φ10的阀芯孔加工精度较高，此外还需要加工一系列的螺纹孔及螺纹的加工。1.2零件的工艺分析此零件是阀体，主要加工面是内孔、端面、内螺纹等，而且加工的内表面精度要求比外表面高，加工起来有一定的困难：（1）孔加工是在零件的内部进行，切削情况不易直接用眼睛来观察；（2）切屑不易排出，冷却液难以注入切削区域；（3）当加工时，壁厚比较薄，加工时容易产生变形；（4）内孔的测量要比外圆难，尤其是小孔。1.2.1零件的毛坯根据零件材料确定毛坯为铸件，由任务书知生产批量为中批，所以毛坯的铸件方法采用砂型机器造型。又由内螺纹孔M36X2-7H的底孔Φ33.8均需要铸出Φ20的孔，故还应安放型芯。此外，为了消除残余应力，铸件应安排人工时效。1.2.2（1）根据基面先行的原则，第一道工序应以右端面外圆定位加工下端面及内孔，加工出精基准。（2）因阀体零件的壁厚较薄，在各道工序夹持工件时应注意防止变形。1.2.3（1）该工件内孔Φ33.8和Φ10有同轴度要求，所以在加工时Φ33.8、Φ10应在一次装夹内完成加工。（2）该工件螺纹孔2-M16对阀芯孔的轴线有位置度要求，所以在加工2-M16螺纹孔时，应设计专用钻模，才能保证位置度的要求。2.零件的机械加工工艺规程设计2.1确定零件毛坯选择毛坯的原则：（1）零件的材料和其力学性能：当零件材料为铸铁和青铜时采用铸件；零件材料为钢材时、形状不复杂而力学性能要求较高时采用锻件；力学性能要求不高时采用帮料。（2）零件的结构形状和尺寸：大型零件一般用自由锻或砂型铸造件，中型零件可用模锻件或特种铸件；阶梯轴零件各个台阶直径相差不大时用帮料，相差较大时用锻件。（3）生产类型：在大批量生产时应采用较多专用的设备和工具制造毛坯，如金属模机器造型的铸件、模锻或精密锻造的毛坯；在单件小批生产中一般采用通用设备和工具制造毛坯，如自由锻件、木模砂型铸件，也可以使用焊接的方法制作大件毛坯。机械加工常用的毛坯有锻件、铸件、型材件、焊接件等。选用时应考虑很多因素。根据零件材料确定毛坯为铸件，铸件材料为HT200。由任务书知生产批量为中批，1000件每年。所以毛坯的铸件方法采用砂型机器造型。又由内螺纹孔M36X2-7H的底孔Φ33.8均需要铸出Φ20的孔，故还应安放型芯。此外，为了消除残余应力，铸件应安排人工时效。根据零件图，绘制出毛坯图。2.2拟定机械加工工艺路线2.2.1定位基准的选择定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。定位基准选择得正确、合理，可以保证零件的加工质量，提高生产率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。2.2.1.1粗基准的选择按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干个不加工表面时，则应以与不加工表面要求相对位置精度不高得不加工表面作为粗基准），现选取E面C面两外圆柱面以及B端面作为粗基准，利用两个V形块限制x、y、z轴的移动自由度，再利用夹具体表面限制工件x、z轴的旋转自由度，达到完全定位的目的。2.2.1.2精基准的选择精基准的选择主要应考虑基准重合和基准统一的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。现在利用第一步选择的粗基准加工出底面及底孔作为后续加工的精基准。2.3制定工艺路线工艺路线的拟定是制定工艺规程的总体布局，包括：选择定位基准、确定加工方法、划分加工阶段、决定工序的集中与分散、加工顺序的安排，以及热处理、检验、其它辅助工序（去毛刺、倒角等）。根据各表面的加工要求和各种加工原则和：“先面后孔，基准统一”以及各种加工方法所能能达到的经济精度确定各表面加工的方法和顺序。要加工的表面除作为精基准的底面外其余均采用铣平面的方法，用于精基准的底面大孔车削，其余各孔选用钻孔，扩孔等加工。初步拟定工艺路线一10铸造铸造20时效时效30划线划线40铣端面粗铣上下两端面，保证尺寸105；50铣端面粗铣左右两端面，保证尺寸118；60镗孔粗镗孔Φ20至Φ22，孔深80；粗镗孔Φ22至Φ33.5，孔深55.3；镗盲孔端面；70镗孔半精镗孔Φ22至Φ23；80扩孔扩孔Φ33.5至34.4，孔深53.3；90钻孔钻左侧Φ14孔，钻右侧Φ14孔；孔深50100扩孔扩左右侧Φ14至Φ14110钻孔钻上侧Φ10孔，孔深25120钻孔钻Φ22孔，孔深16130钻孔钻吊耳Φ9孔140铣孔铣Φ9孔至Φ10150攻螺纹车M16X17H螺纹，左侧深22，右侧深16160攻螺纹车M24X27H螺纹，深度11170车螺纹车M36X27H螺纹，深度16180车倒角车1.5X45°倒角，车2X45°倒角190去毛刺200检验清洗，检验，入库工艺路线二10铸造铸造20时效时效30划线划线40车削粗车A端面，保证尺寸35，保证尺寸70；粗车孔Φ20至Φ22，孔深80；粗车盲孔端面；粗车孔Φ22至Φ32，孔深55.3；50半精车孔Φ32至Φ33.8，孔深55.3；半精车孔Φ22至Φ23；车2X45°倒角60铣端面以A面为基准粗铣端面B，保证尺寸10570钻孔钻Φ9.5孔，孔深25；扩Φ10至Φ22，孔深16；铰Φ10孔，达到Φ100+0.0280铣端面以A面及A面中心孔为基准定位，粗铣C端面，保证尺寸60，90铣端面以C端面为基准定位，粗铣D面，保证尺寸118100钻孔以A面定位，钻C面Φ15孔,以A面定位，钻D面Φ15孔,110扩孔以A面及孔为基准,粗扩C面Φ15孔,粗扩D粗铰Φ15孔120攻螺纹攻C端M16X17H螺纹，深16，130攻螺纹攻D端M16X17H螺纹，深20，140车螺纹车M24X27H螺纹，深度11；车1.5X45°倒角，150车螺纹车M36X27H螺纹，深度16160粗铣吊耳端面以A面及中心孔为基准定位，粗铣吊耳端面170精铣吊耳端面以A面及中心孔为基准定位，精铣吊耳端面180钻吊耳孔以A面及中心孔为基准定位，钻2XΦ9.5孔；铰孔至100+0.04190去毛刺检验去毛刺，清洗，检验，入库比较上述两种加工工艺路线，都是遵循先加工表面再加工孔最后加工螺纹的加工顺序，但是在第一种加工方案中加工基准多次变换，在第一步加工之后没有确定后续加工的精基准，导致最终加工误差较大。而第二种加工方案中与第一种采用相同的粗基准，但此时，是利用该粗基准加工出精基准为后续加工做准备，且方案二的工序安排较方案一比较合理，主次分明。能够在一定范围内控制加工误差，较容易达到加工要求。因此，选用方案二。2.4工艺内容的确定机床的技术规格要与被加工的工件尺寸相适应；机床的精度要与被加工的工件要求精度相匹配。机床的精度过低，不能加工出设计的质量；机床的精度过高，又不经济。对于由于机床的局限，理论上达不到应有加工精度的，可通过工艺改进的办法达到目的。通过以上分析，本加工过程中要求不是太高，多选用通用机床，由于零件形状的特殊，因此需要使用专用夹具，刀具多选用硬质合金刀具。工序40车削：选择CA6140卧式车床,选择90°外圆车刀，选择YG15硬质合金刀片。粗车A端面，保证尺寸35，保证尺寸70；1.由于刀具与车床已确定,故选择切削用量:（查参考资料1表1.1-46）a．确定ap（查参考资料1表1.1-46）ap=1-由于加工余量为3mm,故可一次走刀完成，得ap=h=b．确定每转进给量f查得fr=0.15～0.3mm/r，取fr=0.3mm/rc．粗车时常用的切削速度V为5—20m/min.选12m/min。d．根据公式n=算出计算转速r/min，查车床转速，取n=200r/min，反过来计算实际的切削速度，根据公式V=得实际的切削速度m/min。2.工时的计算根据公式，，所选用的刀具主偏角k=90°,因此基本时间2s。粗车孔Φ20至Φ22，孔深80；粗车盲孔端面；1.由于刀具与车床已确定,故选择切削用量:（查参考资料1表1.1-46）a．确定ap（查参考资料1表1.1-46）ap=2mm由于加工余量为单边1mm,故可一次走刀完成，得ap=h=1mmb．确定每转进给量f查得fr=0.15～0.3mm/r，取fr=0.3mm/rc．粗车时常用的切削速度V为5—20m/min.选12m/min。d．根据公式n=算出计算转速r/min，查车床转速，取n=200r/min，反过来计算实际的切削速度，根据公式V=得实际的切削速度m/min。2.工时的计算根据公式，，所选用的刀具主偏角k=90°,因此基本时间t=80/200X0.3=1.3min。粗车孔Φ22至Φ32，孔深55.3；1.由于刀具与车床已确定,故选择切削用量:（查参考资料1表1.1-46）a．确定ap（查参考资料1表1.1-46）ap=5mm由于加工余量为单边5mm,故可两次次走刀完成，得ap=h=2.5mmb．确定每转进给量f查得fr=0.15～0.3mm/r，取fr=0.3mm/rc．粗车时常用的切削速度V为5—20m/min.选12m/min。d．根据公式n=算出计算转速r/min，查车床转速，取n=200r/min，反过来计算实际的切削速度，根据公式V=得实际的切削速度m/min。2.工时的计算根据公式，，所选用的刀具主偏角k=90°,因此基本时间t=55.3/200X0.3=0.9min。工序50半精车孔Φ32至Φ33.8，孔深55.3；1.由于刀具与车床已确定,故选择切削用量:（查参考资料1表1.1-46）a．确定ap（查参考资料1表1.1-46）ap=0.5-5mm由于加工余量为单边0.9mm,故可一次走刀完成，得ap=h=0.9mmb．确定每转进给量f查得fr=0.15～0.3mm/r，取fr=0.2mm/rc．粗车时常用的切削速度V为5—20m/min.选16m/min。d．根据公式n=算出计算转速r/min，查车床转速，取n=300r/min，反过来计算实际的切削速度，根据公式V=得实际的切削速度m/min。2.工时的计算根据公式，，所选用的刀具主偏角k=90°,因此基本时间t=55.3/300X0.2=0.35min。半精车孔Φ22至Φ23；1.由于刀具与车床已确定,故选择切削用量:（查参考资料1表1.1-46）a．确定ap（查参考资料1表1.1-46）ap=0.5-5mm由于加工余量为单边0.5mm,故可一次走刀完成，得ap=h=0.5mmb．确定每转进给量f查得fr=0.15～0.3mm/r，取fr=0.2mm/rc．粗车时常用的切削速度V为5—20m/min.选16m/min。d．根据公式n=算出计算转速r/min，查车床转速，取n=300r/min，反过来计算实际的切削速度，根据公式V=得实际的切削速度m/min。2.工时的计算根据公式，，所选用的刀具主偏角k=90°,因此基本时间t=55.3/300X0.2=0.35min。工序60：铣端面以A面为基准粗铣端面B，保证尺寸105选择X6040B铣床,选择直径为Φ50mm（参考资料(2)表2.1.32）立铣刀.选择YG8硬质合金刀片。由于刀具与铣床已确定,选择切削用量a．确定ap由于加工余量为3mm,故可一次走刀完成，得ap=h=b．确定每齿进给量ap由文献(2)表2.1-73查得af=0.25～0.38mm/z，取af=0.28mm/zc．粗铣时常用的铣削速度V=52m/mind．根据公式算出计算转速r/min，查铣床转速，取n=375r/min，反过来计算实际的切削速度，根据公式得实际的切削速度m/min。2.工时的计算根据公式，，所选用的刀具主偏角k=90°,查资料(2)表2.1-10因此基本时间t=（60+15/300=0.25min。工序70钻Φ9。5孔，孔深25；扩Φ10至Φ22，孔深16；铰Φ10孔，达到Φ100+0.02考虑工件的定位夹紧方案,孔位置以及夹具结构设计问题,选用摇臂钻床Z3040B,选用Φ9.5硬质合金锥柄麻花钻,Φ21锥柄扩孔复合钻,选用Φ10标准高速钢铰刀，专用夹具.快换钻套,游标卡尺及塞规。钻孔:a．选用Φ9.5高速钢锥柄麻花钻,Φ22锥柄扩孔复合钻b．确定钻削用量确定进给量f，查资料（3）表3.4-2，查出f=0.20～0.35mm/r孔深径比25/9，所以f=0.20～0.35取f=0.25mm/r。经查证该值在允许的范围内。由于Φ9.5孔能一次加工完成,则钻削余量为:Z钻=9.5/2=4.75mm即ap=4.75确定钻削速度查(文献(3)表3.4-15)得V=17m/s则查文献（5）表3-6取n=530r/min则实际切削速度工时计算扩Φ9.5孔，达到Φ100+0.02a．选用Φ10高速钢扩孔钻,b．确定钻削用量确定进给量f，查资料（3）表3.4-2，查出f=0.65～1.3mm/r孔深径比25/9，所以f=0.20～0.35取f=0.8mm/r。由于Φ10孔能一次加工完成,则扩孔余量为:Z=10-9.5/2=0.25mm即ap=0.25确定钻削速度及转速查(文献(3)表3.4-40)得V=14.1m/s则查文献（5）表3-6取n=500r/min则实际切削速度工时计算工序80铣端面以A面及A面中心孔为基准定位，粗铣C端面，保证尺寸60，选择X52K立式铣床,选择直径为Φ50mm（参考资料(2)表2.1.32）立铣刀.选择YG8硬质合金刀片。由于刀具与铣床已确定,选择切削用量a．确定ap由于加工余量为3mm,故可一次走刀完成，得ap=h=3mmb．确定每齿进给量ap由文献(2)表2.1-73查得af=0.25～0.38mm/z，取af=0.28mm/zc．粗铣时常用的铣削速度V=52m/mind．根据公式算出计算转速r/min，查铣床转速，取n=375r/min，反过来计算实际的切削速度，根据公式得实际的切削速度m/min。2.工时的计算根据公式，，所选用的刀具主偏角k=90°,查资料(2)表2.1-10因此基本时间t=（60+15/300=0.25min。工序90铣端面以C端面为基准定位，粗铣D面，保证尺寸118选择X6040B铣床,选择直径为Φ50mm（参考资料(2)表2.1.32）立铣刀.选择YG8硬质合金刀片。由于刀具与铣床已确定,选择切削用量a．确定ap由于加工余量为3mm,故可一次走刀完成，得ap=h=3mmb．确定每齿进给量ap由文献(2)表2.1-73查得af=0.25～0.38mm/z，取af=0.28mm/zc．粗铣时常用的铣削速度V=52m/mind．根据公式算出计算转速r/min，查铣床转速，取n=375r/min，反过来计算实际的切削速度，根据公式得实际的切削速度m/min。2.工时的计算根据公式，，所选用的刀具主偏角k=90°,查资料(2)表2.1-10因此基本时间t=（60+15/300=0.25min。工序100钻孔以A面定位，钻C面Φ13孔a．选用Φ13高速钢锥柄麻花钻b．确定钻削用量确定进给量f，查资料（3）表3.4-2，查出f=0.20～0.35mm/r孔深径比25/9，所以f=0.20～0.35取f=0.25mm/r。经查证该值在允许的范围内。由于Φ13孔能一次加工完成,则钻削余量为:Z钻=13/2=6.5mm即ap=6.5确定钻削速度查(文献(3)表3.4-15)得V=18m/s则查文献（5）表3-6取n=530r/min则实际切削速度工时计算以A面定位，钻D面Φ15孔,a．选用Φ13高速钢锥柄麻花钻b．确定钻削用量确定进给量f，查资料（3）表3.4-2，查出f=0.20～0.35mm/r孔深径比25/9，所以f=0.20～0.35取f=0.25mm/r。经查证该值在允许的范围内。由于Φ13孔能一次加工完成,则钻削余量为:Z钻=13/2=6.5mm即ap=6.5确定钻削速度查(文献(3)表3.4-15)得V=18m/s则查文献（5）表3-6取n=530r/min则实际切削速度工时计算工序110以A面为基准,粗扩C面Φ15孔a．选用Φ15高速钢锥柄扩孔钻b．确定扩孔用量确定进给量f，查资料（3）表3.4-5，查出f=0.7～0.9mm/r孔深径比25/9，所以f=0.7～0.9mm/r取f=0.8mm/r。经查证该值在允许的范围内。由于Φ15孔能一次加工完成,则钻削余量为:Z钻=15-13/2=1mm即ap=1确定钻削速度查(文献(3)表3.4-34)得V=22.4m/s则查文献（5）表3-6取n=530r/min则实际切削速度工时计算A面为基准,粗扩D面Φ15孔a．选用Φ15高速钢锥柄扩孔钻b．确定扩孔用量确定进给量f，查资料（3）表3.4-5，查出f=0.7～0.9mm/r孔深径比25/9，所以f=0.7～0.9mm/r取f=0.8mm/r。经查证该值在允许的范围内。由于Φ15孔能一次加工完成,则钻削余量为:Z钻=15-13/2=1mm即ap=1确定钻削速度查(文献(3)表3.4-34)得V=22.4m/s则查文献（5）表3-6取n=530r/min则实际切削速度工时计算工序120攻螺纹攻C端M16X17H螺纹，深16，选用钻床Z3040Ba．选用细柄机用丝锥M16x1（参考资料（5）表7.2-4）b．确定切削用量M16查文献〔4〕表7.2-13切削速度V=12m/s又则查文献〔5〕表3-6按机床实际取n=250r/min则实际切削速度工时计算：工序130攻螺纹攻D端M16X17H螺纹，深16，选用钻床Z3040Ba．选用细柄机用丝锥M16x2（参考资料（5）表7.2-4）b．确定切削用量M16查文献〔4〕表7.2-13切削速度V=12m/s又则查文献〔5〕表3-6按机床实际取n=250r/min则实际切削速度工时计算：工序140攻螺纹攻D端M24X27H螺纹，深16，选用钻床Z3040Ba．选用细柄机用丝锥M24x2（参考资料（5）表7.2-4）b．确定切削用量M24查文献〔4〕表7.2-13切削速度V=14m/s又d=24则查文献〔5〕表3-6按机床实际取n=250r/min则实际切削速度工时计算：工序150车螺纹车A端M36X27H螺纹，深16，选用CA6140车床a．选用硬质合金圆刀杆机夹内螺纹车刀LN1020R-03（参考资料（5）表7.1-14）b．确定切削用量M24查文献〔4〕表7.2-13切削速度V=50m/s则查文献〔5〕表3-6按机床实际取n=500r/min则实际切削速度工时计算：工序160粗铣吊耳端面以A面及中心孔为基准定位，粗铣吊耳端面从14到17选择X6040铣床,直径100双面铣刀，选择YG8硬质合金刀片。由于刀具与铣床已确定,选择切削用量a．确定ap由于双边加工余量为3mm,故可一次走刀完成，得ap=h=1.5mmb．确定每齿进给量ap由文献(2)表2.1-73查得af=0.25～0.38mm/z，取af=0.28mm/zc．粗铣时常用的铣削速度V=52m/mind．根据公式算出计算转速r/min，查铣床转速，取n=375r/min，反过来计算实际的切削速度，根据公式得实际的切削速度m/min。2.工时的计算根据公式，，所选用的刀具主偏角k=90°,查资料(2)表2.1-10因此基本时间t=（45+15）/300=0.2min。工序170精铣吊耳端面以A面及中心孔为基准定位，粗铣吊耳端面从17到18选择X6040铣床,直径100双面铣刀，选择YG8硬质合金刀片。由于刀具与铣床已确定,选择切削用量a．确定ap由于双边加工余量为3mm,故可一次走刀完成，得ap=h=1.5mmb．确定每齿进给量ap由文献(2)表2.1-73查得af=0.25～0.38mm/z，取af=0.28mm/zc．精铣时常用的铣削速度V=60m/mind．根据公式算出计算转速r/min，查铣床转速，取n=475r/min，反过来计算实际的切削速度，根据公式得实际的切削速度m/min。2.工时的计算根据公式，，所选用的刀具主偏角k=90°,查资料(2)表2.1-10因此基本时间t=（45+15）/300=0.2min。工序180钻吊耳孔以A面及中心孔为基准定位，钻2XΦ9.5孔；铰孔至100+0.02考虑工件的定位夹紧方案,孔位置以及夹具结构设计问题,选用摇臂钻床Z3040B,选用Φ9.5硬质合金锥柄麻花钻,Φ21锥柄扩孔复合钻,选用Φ10标准高速钢铰刀，专用夹具.快换钻套,游标卡尺及塞规。钻孔:a．选用Φ9.5高速钢锥柄麻花钻,b．确定钻削用量确定进给量f，查资料（3）表3.4-2，查出f=0.20～0.35mm/r孔深径比25/9，所以f=0.20～0.35取f=0.25mm/r。经查证该值在允许的范围内。由于Φ9.5孔能一次加工完成,则钻削余量为:Z钻=9.5/2=4.75mm即ap=4.75确定钻削速度查(文献(3)表3.4-15)得V=17m/s则查文献（5）表3-6取n=530r/min则实际切削速度工时计算铰Φ9.5孔，达到Φ100+0.02a．选用Φ10高速钢铰刀,b．确定钻削用量确定进给量f，查资料（3）表3.4-2，查出f=0.15～0.25mm/r孔深径比25/9，所以f=0.20～0.35取f=0.2mm/r。由于Φ10孔能一次加工完成,则铰孔余量为:Z=10-9.5/2=0.25mm即ap=0.25确定钻削速度及转速查(文献(3)表3.4-40)得V=8m/s则查文献（5）表3-6取n=300r/min则实际切削速度工时计算3.专用夹具的设计首先分析零件的加工要求，在零件图中，有四处孔需要加工，而且孔之间有一定的位置与尺寸精度要求，该工件内孔Φ33.8和Φ10有同轴度要求，所以在加工时Φ33.8、Φ10应在一次装夹内完成加工。该工件螺纹孔2-Φ15对阀芯孔的轴线有位置度要求，所以在加工2-Φ15螺纹孔时，应设计专用钻模，才能保证位置度的要求。本设计主要是设计加工2-Φ15的孔时的专用钻床夹具。使用钻模加工时，是通过钻套引导刀具进行加工。钻模主要用于加工中等精度、尺寸较小的孔或孔系。使用钻模可以提高孔及孔系间的位置精度，又有利于提高孔的形状和尺寸精度。3.1工序加工要求的分析两孔的直径度以及与阀芯孔的垂直度有要求，通过钻，扩来达到技术要求。待加工的两孔与右端面的距离分别是700.3,350.3,两孔,与阀芯孔轴线所在水平面的垂直度公差为0.16.有上述分析可知，位置精度要求不是很高。3.2定位方案的设计3.2.1限制的自由度工件上加工的两个孔为通孔，所以Z方向的不定度可以不予以限制，其他方向的不定度需要加以限制，但实际上以工件的端面定位时，必定也限制了z向的不定度，所以按完全定位设计夹具，并力求遵守基准重合原则，以减少定位误差对加工精度的影响。根据加工要求，采用两面一销定位，即用已经加工好的下端面与右端面及M36X27H的螺纹孔的底孔来实现完全定位。3.2.2定位元件的确定为实现上述定位方案，确定定位元件，选择定位套及削边销实现工件的完全定位，3.2.3定位误差的分析钻孔的工序基准为右边定位套表面及孔，工序尺寸为700.3，350.3，因为零件两孔的设计基准与定位基准重合，所以基准不重合误差。所以只计算零件的位置位差。对于本套夹具方案采用两面一销定位。定位销的公差为0.021。对于孔与平面定位的定位误差计算公式已知定位销0.021，孔0.014=0.021+0.014=0.035定位面的平面度为0.03,孔与底面的垂直度为0.05,所以孔与底面的垂直度要求可以保证。而零件孔的位置公差允许值为+0.3。0.1031/5的工序尺寸公差及位置公差，所以定位方案合理。3.3夹紧方案的设计3.3.1确定夹紧方式计算夹紧力确定夹紧元件由前面的定位方案可以设计与主定位面垂直方向进行夹紧，为了较快速装卸工件，切钻削力及扭矩较大，因此采用气压装置进行夹紧。在保证安装的真确可靠,减少工件的变形,定位方便和在可以减少所需夹紧力的大小的前提下,此套夹具的夹紧方向和切削方向垂直,夹紧力的方向为垂直重力方向水平夹紧。钻孔的轴向力夹紧力计算:工件一内孔定位，端面夹紧。因为零件轴向力作用在底定位面上，不会引起零件的移动，计算防止零件转动的力=1.2X1.2X1X1X1X1X1X10.9/(0.8+0.8)X13X0.001=754N。又因为采用销定位，起到防转。故可选用最大压力为750N气缸压紧。3.4确定刀具的对准及引导元件在钻床上加工孔时,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，由于钻套有磨损，需要更换，所以选择可换钻套。钻套规格：13F7X26k6x30GB2264-80，同时钻套外应加衬套A25X20GB2263-80。夹具体用HT200铸造。钻套与夹具体用M8螺栓紧固3.5确定其他元件或装置的结构定位销，定位套，根据零件尺寸要求绘制零件图，加工其他非标准件。气缸采用管接法兰盘式气缸，用六角螺栓紧固。3.6协调各装置绘制装配图及零件图本夹具使翻转式翻转式钻模主要用于加工两个有相同要求的且有位置度要求的平行的孔，它可以减少安装次数，提高被加工孔的位置精度。其结构较简单，加工钻模手工进行翻转，上下两侧有20mm的距离,手可以深入直接翻转.经估算整体质量在8.5千克左右,符合人工翻转。4.刀具的设计复合孔加工刀具是将两把或两把以上的同类或不同类的孔加工刀具组成一体，用来同时或顺序加工两个或两个以上工序或工步的刀具。设计复合孔加工刀具时，对各个单把刀具的直径及公差，齿数及齿形，几何参数以及有关结构等的设计均可参照各种孔加工刀具原有设计方法进行。本部分设计是在原有刀具的基础上，多考虑切屑排出等问题对原有刀具的部分结构加以改进，进而将刀具连接在一起，组成一把复合刀具。钻削部分设计:刀片厚度为4.5mm，锋角取116°查阅文献（13）相关表格计算内刃斜角约15°内刃前角取-15°横刃长度2.5mm前角γ取6°，后角α取18°副后角为8°副切削刃带宽为0.25～0.3mm。扩孔钻部分设计：1扩孔钻直径查文献6表2-2取202扩孔钻材料选用9SiCr3槽数查文献6表2-3取4槽4槽形12°35°=1.5f=3.5，h=45几何参数查文献6表2-560°=12°=0°=8°=20°6工作部分长度查表2-63mm7刀具长度80mm8直径公差0-0.029倒锥度100:0.210切削刃对公共轴线的斜向圆跳动0.0511工作部分对公共轴线的斜向圆跳动0.04刀具见图：刀具的设计是比较专业与困难的，作为一个本科生要想独立设计出一把合格的刀具，还是有一定的距离的，在此，由于本人的学习知识的能力及领会运用知识的能力还有待进一步提高，因此在本刀具的设计过程中大多是参考非标准刀具设计手册的相关计算并取得相关的参数。其结构与普通刀具相同。只将某些在复合刀具中的数据加以修改及修磨。5.量具设计在机械制造中，工件的尺寸一般使用通用计量器具来测量，但在成批或大量生产中，多用极限量规来检验。光滑极限量规是一种无刻度的专用检验工具，用它来检验时，只能确定工件是否在允许的极限尺寸范围内，不能测量出工件的实际尺寸。检验孔径的极限量规叫做塞规。一个塞规按照被测孔的最大实体尺寸（即孔的最小极限尺寸）制造，另一个塞规按照被测孔的最小实体尺寸（即孔的最大极限尺寸）制造。前者叫做塞规的“通规”（或“通端”），后者叫做塞规的“止规”（或“止端”）。塞规的通规用于检验孔的体外作用尺寸是否超出最大实体尺寸，塞规的止规用于检验孔的体外作用尺寸是否超出最小实体尺寸。使用时，塞规的通规通过被检验孔，表示被测孔径大于最小极限尺寸；塞规的止规，塞不进被检验孔，表示被测孔径小于最大极限尺寸，即说明孔的实际尺寸在规定的极限尺寸范围内，被检测孔是合格的。如果通规通不过被测工件或止规通过了被测工件，即可确定被测工件时不合格的。根据不同用途，可分为工作量规，验收量规和校对量规。工作量规的通端用代号T表示，止规用Z表示。此次设计工作量规Φ100+0.02的工作量规量规工作尺寸的计算步骤：由《极限与配合基础第三部分：标准公差和基本偏差数值表》（GB/T1800.3-1998）国家标准孔的上下偏差为:ES=0.02EI=0由表5-2查出工作量规的制造公差T和位置要素Z，并确定量规的形状公差和校对量规的制造公差：塞规制造公差T=0.0024mm塞规为之要素Z=0.0032mm塞规形状公差T/2=0.0012Φ100+0.02的塞规工作尺寸：通规（T）上偏差=EI+Z+T/2=0+0.0032+0.0012=0.0044下偏差=EI+Z-T/2=0+0.0032+0.0012=0.0020磨损极限=EI=0止规（Z）上偏差=ES=0.02下偏差=ES-T=0.02-0.0024=0.0176工作图：量规的技术要求：量规测量面的材料，可用淬硬钢（合金工具钢，碳素工具钢，渗碳