毕业设计（论文）-杠杆零件机械加工工艺过程及铰削ΦH孔用钻床夹具设计（含全套CAD图纸）

1、优秀毕业设计，全套设计（图纸）加QQ 36296518重庆大学网络教育学院 毕业设计（论文）题目 杠杆零件机械加工工艺过程及 铰削10H7孔用钻床夹具设计 学生所在校外学习中心 批次 层次 专业 机械设计制造及其自动化学 号 学 生 指 导 教 师 起 止 日 期 摘 要本设计是杠杆零件的加工工艺规程及铰削孔的专用夹具设计。杠杆零件的主要加工表面是平面及孔。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔的加工精度容易。因此，本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔的加工精度。基准的选择以杠杆外圆面作为粗基准，以孔及其下表面作为精基准。先将底面加工出来，然后作为定

2、位基准，在以底面作为精基准加工孔。整个加工过程选用专用机床。在夹具方面选用专用夹具。考虑到零件的结构尺寸简单，夹紧方式多采用手动夹紧，夹紧简单，机构设计简单，且能满足设计要求。关键词： 杠杆零件 加工工艺 夹具 定位 夹紧目 录第1章 绪论11.1设计背景及发展趋势11.2夹具的基本结构及夹具设计的内容1第2章 零件的工艺分析22.1零件的作用22.2技术要求分析22.3审查杠杆的工艺性32.4加工表面的分析32.4.1主要加工面32.4.2主要基准面3第3章 杠杆机械加工工艺规程设计43.1计算生产纲领及确定生产类型43.2毛坯选择与毛坯图说明43.2.1选择毛坯43.2.2绘制毛坯图53.

3、3工艺路线的确定53.3.1选择定位基准53.3.2零件表面加工方法的确定63.3.3加工阶段的划分63.3.4工序集中与分散73.3.5确定工艺路线73.4工序尺寸的确定及计算93.5确定切削用量（切削速度、进给量、切削深度）及时间定额93.5.1确定切削用量93.5.2确定基本工时19第4章 铰削10H7孔用钻床夹具设计244.1 夹具类型的确定244.1.1通用夹具244.1.2专用夹具244.1.3可调夹具244.1.4组合夹具244.1.5拼装夹具254.2确定工件的定位方案254.3确定工件的夹紧形式264.4确定刀具的导向方式或对刀装置274.5.1定位基准分析294.5.2钻削

4、力计算294.5.3夹紧力计算304.6.1铸造夹具体304.6.2锻造夹具体314.6.3焊接夹具体314.6.4装配夹具体314.7夹具精度校核314.7.1验算中心距48314.7.2验算两孔平行度精度32第5章 绘制夹具装配图34第6章 总结35参考文献3638第1章 绪论机床夹具已成为机械加工中的重要装备。机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。随着我国机械工业生产的不断发展,机床夹具的改进和创造已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务。1.1设计背景及发展趋势材料、结构、工艺是产品设计的物质技术基础，一方面，技术制约着设计，另一方面，技术也推动着设计。从

5、设计美学的观点看，技术部仅仅是物质基础还具有其本身的“功能”作用，只要善于应用材料的特性，予以相应的结构和适当的加工工艺，就能够创造出适用，美观，经济的产品，即在产品中发挥技术的潜在的“功能”。技术是产品形态发展的先导，新材料，新工艺的出现，必然给产品带来新的结构，新的形态和新的造型风格。材料，加工工艺，结构，产品形象有机地联系在一起的，某个环节的变革，便会引起整个机体的变化。工业的迅速发展，对产品的品种和生产效率提出了越来越高的要求，使多品种，对中小批生产为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对机床夹具提出更高的要求。1.2夹具的基本结构及夹具设计的内容按在夹具中的作用,地位

6、结构特点,组成夹具的元件可以划分为以下几类:(1)定位元件及定位装置；(2)夹紧元件及定位装置(或者称夹紧机构)； (3)夹具体；(4)对刀,引导元件及装置(包括刀具导向元件,对刀装置及靠模装置等)；(5)动力装置；(6)分度,对定装置；(7)其它的元件及装置(包括夹具各部分相互连接用的以及夹具与机床相连接用的紧固螺钉,销钉,键和各种手柄等)；每个夹具不一定所有的各类元件都具备,如手动夹具就没有动力装置,一般的车床夹具不一定有刀具导向元件及分度装置。反之,按照加工等方面的要求,有些夹具上还需要设有其它装置及机构,例如在有的自动化夹具中必须有上下料装置。专用夹具的设计主要是对以下几项内容进行设计

7、：（1）定位装置的设计；（2）夹紧装置的设计；（3）对刀-引导装置的设计；（4）夹具体的设计；（5）其他元件及装置的设计。第2章 零件的工艺分析2.1零件的作用图 2-1 杠杆零件示意图题目给出的杠杆件（图2-1）。它的主要的作用是用来支承、固定的。要求零件的配合要符合要求。2.2技术要求分析该杠杆形状复杂、结构简单，属于典型的杠杆类零件。为实现支承、固定的功能，其杠杆各孔与机器有配合要求，因此加工精度要求较高。杠杆左端两臂内表面在工作中需承受较大的冲击载荷，为增强其耐磨性，该表面要求高频淬火处理；为保证装配时有准确的位置，2个8H7、25H9、10H7三个端面孔有平行度要求，中间孔与两端的孔

8、的平行度为0.1mm。综上所述，该杠杆的各项技术要求制定的较合理，符合该零件支承、固定的功用。2.3审查杠杆的工艺性分析零件图可知，杠杆零件中的8H7、25H9、10H7孔的外端面均要求铣削加工,并在轴向方向上均高于相邻表面，这样既减少了加工面积，又提高了其接触刚度；8H7、25H9、10H7孔的端面均为平面，可以防止加工过程中钻头偏离，以保证加工精度；另外，该零件除主要工作表面外，其余表面加工精度较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床的粗加工就可以达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量的加工出来。由此可见，该零件的工艺性较好

9、。2.4加工表面的分析零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，为此以下是杠杆需要加工表面以及加工表面的位置要求。现分析如下：2.4.1主要加工面（1）铣25H9、10H7孔的上下端面，铣左方8H7孔的下端面，铣右方8H7孔的上端面。（2）加工25H9孔；（3）加工8H7孔；（4）加工10H7孔；2.4.2主要基准面（1）以40外圆面为基准的加工表面这一组加工表面包括：25H9孔及倒角、杠杆上下表面（2）以25H9的孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：左方8H7孔及下端面、右方8H7孔及上端面、10H7孔，其中主要加工面10H7孔。第3章 杠杆机械加工工艺

10、规程设计3.1计算生产纲领及确定生产类型由设计任务可知：（1）杠杆件年产量N=9000件（2）杠杆件备品率=2.5%（3）杠杆件废品率 =1%产品实际年产量根据生产纲领确定为大批量生产。3.2毛坯选择与毛坯图说明3.2.1选择毛坯（1）确定毛坯制造方法零件材料是HT200。零件年产量为大批量，而且零件加工的轮廓尺寸不大，在考虑提高生产率保证加工精度后可采用铸造成型中的金属模铸造。零件形状复杂，因此毛坯形状可以与零件的形状尽量接近，8H7、10H7三个小孔不铸出，中间25H9大孔铸出。毛坯尺寸通过确定加工余量后再决定。（2）确定毛坯尺寸公差和加工余量确定毛坯尺寸所有加工表面Ra1.6，因此这些表

11、面的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查得的余量即可（见表3-1）。表3-1毛坯尺寸及加工余量加工表面基本尺寸加工余量等级单边加工余量(mm)8H7两孔外端面15mmCT81.2525H9孔外端面54mmCT8325H9孔内表面25mmCT91.510H7孔上端面25mmCT92确定毛坯尺寸和公差等级确定毛坯尺寸公差等级由课程设计指导书中表2-1大批量生产的毛坯铸件的公差等级表确定毛坯的尺寸的公差等级。由于铸件材料为灰铸铁加工方法为金属型铸造，确定毛坯尺寸公差等级为CT8-10。确定毛坯尺寸公差查铸造工艺手册中表1-9确定本零件的毛坯尺寸公差如下。表3-2毛坯尺寸公差零件毛坯尺寸公差8H7两孔外端

12、面16.25mm0.14mm25H9孔外端面60mm0.24mm25H9孔内表面22mm0.14mm10H7孔上端面29mm0.16mm3.2.2绘制毛坯图根据选择的毛坯绘制零件毛坯合图。（见零件毛坯合图）图3-1 毛坯零件合图3.3工艺路线的确定3.3.1选择定位基准基准面的选择是工艺规程设计的重要过程之一。基面的选择正确与否，可以是加工质量得到保证，生产效率提高，否则，不但加工工艺过程漏洞百出，更有甚者，零件的大批量的报废，使用无法进行，难以在工期内完成加工任务。（1）粗基准的选择重点考虑到既要保证在各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量尽量均匀，又要保证定位夹紧的可靠性，装

13、夹的方便性，减少辅助时间，所以选杠杆零件25H9孔及8H7孔外端面为粗基准。（2）精基准的选择根据该杠杆零件的技术要求和装配要求,对于精基准而言，主要考虑到基准重合的问题，当设计基准与工艺基准不重合时，应该进行尺寸换算，本题目以25H9的孔为精基准，基本满足要求。3.3.2零件表面加工方法的确定（1）杠杆零件中零件25H9、10H7、8H7孔的外端面，它是毛坯铸造出来之后第一个加工的端面，此面将作为粗基准，表面粗糙度为6.3。根据表面粗糙度要求我们采取粗铣、半精铣的加工方式，即节省时间又能达到技术要求。（2）杠杆零件中25H9孔的下端面，表面粗糙度为3.2。根据表面粗糙度要求采取粗铣、半精铣的

14、加工方式。（3）25H9孔加工，它将作为精基准以完成以后的加工，为达到题目要求我们采取粗扩精扩铰的工序过程，最终完成25H9孔加工。（4）10H7、8H7孔加工，加工时对25H9孔有平行度要求，表面粗糙度为1.6，根据表面粗糙镀要求采取钻铰的加工方式。3.3.3加工阶段的划分该杠杆加工质量要求一般，可将加工阶段划分成粗加工和精加工两个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准（25H9孔）准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗铣三个圆孔的外端面、粗铣10H7孔上端面；在精加工阶段，进行三个圆孔的外端面的半精铣、10H7、8H7孔的精铰。3.3.4工序集中与分散在生产

15、纲领确定成批生产的情况下，考虑到经济效益，工艺简单，尽量降低成本等因素我们采用工序集中。该杠杆的生产类型为大批生产，可以采用万用型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则可以使工件装夹次数减少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。3.3.5确定工艺路线根据先面后孔、先主后次、先粗后精、基面先行的原则，机械加工工序安排如下：表3-3方案一工序1粗精铣25H9、工件左方8H7的下平面工序2钻、扩、铰孔使尺寸到达25H9mm工序3粗精铣25H9、工件右方8H7的上平面及30mm宽的平台工序4加工孔8H7工序5加工孔10H

16、7工序6检验表3-4方案二工序1粗铣25H9、工件左方8H7的下平面工序2精铣25H9、工件左方8H7的下平面工序3粗铣25H9、工件右方8H7的上平面及30mm宽的平台工序4精铣25H9、工件右方8H7的上平面及30mm宽的平台工序5钻、扩、铰孔使尺寸到达25H9mm工序6钻、铰孔使尺寸达8H7工序7钻、铰孔10H7工序8检验工艺路线的比较与分析：根据零件生产批量，方案二工序相对合理，便于管理。方案一则采用工序分散原则，各工序工作相对独立。考虑到该零件生产批量较大，工序集中可简化调整工作，易于保证加工质量，可提高加工效率，故采用方案二较好。最终的工艺方案如表4-5。表3-5 最终工艺方案工序

17、号工序名称机床设备夹具刀具量具1粗铣25H9、工件左方8H7的下平面立式铣X52k组合夹具端面铣刀游标卡尺2精铣25H9、工件左方8H7的下平面立式铣X52k组合夹具端面铣刀游标卡尺3粗铣25H9、工件右方8H7的上平面及30mm宽的平台立式铣X52k组合夹具麻花钻、扩孔钻、铰刀游标卡尺、塞规4精铣25H9、工件右方8H7的上平面及30mm宽的平台立式铣X52k组合夹具麻花钻、铰刀游标卡尺、塞规5加工25H9Z535立式钻床组合夹具麻花钻、铰刀游标卡尺、塞规6加工孔8H7Z535立式钻床组合夹具麻花钻、铰刀塞规、百分尺、卡尺7加工孔10H7Z535立式钻床专用夹具麻花钻、铰刀塞规、百分尺、卡尺

18、8检验塞规、百分尺、卡尺等3.4工序尺寸的确定及计算1）粗精铣25H9、工件左方8H7的下平面根据参考文献8表4-35和表4-37考虑3mm，粗加工2mm到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求，精加工1mm。2）粗精铣25H9、工件右方8H7的上平面及30mm宽的平台粗加工2mm到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求，精加工1mm。3）对25的内表面加工。由于内表面有粗糙度要求1.6。可用一次粗加工1.9mm，一次精加工0.1mm就可达到要求。4）加工孔8H7由于粗糙度要求1.6，因此考虑加工余量2mm。可一次粗加工1.85mm，一次精加工0.15mm就可达到要求。5）加工孔10H7由于粗糙度要求

19、1.6，因此考虑加工余量2mm。可一次粗加工1.85mm，一次精加工0.15mm就可达到要求。3.5确定切削用量（切削速度、进给量、切削深度）及时间定额3.5.1确定切削用量工序1：铣下表面（1）粗铣25H9、工件左方8H7的下平面加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床：X52K立式铣床。查参考文献7表3034刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。因其余量：Z=2.8mm所以铣削深度：每齿进给量：根据参考文献3表2.4-75，取铣削速度：参照参考文献7表3034，取。机床主轴转速： 式（4-1）式中 V铣削速度； d刀具直径。由式2.1机床主轴转速： 式

20、（4-2）按照参考文献3表3.1-74 实际铣削速度： 式（4-3）进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献7表2.4-81,（2）精铣25H9、工件左方8H7的下平面加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床： X52K立式铣床。参考文献7表3031刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：， ，齿数12，此为细齿铣刀。精铣该平面的余量：Z=0.2mm铣削深度：每齿进给量：根据参考文献7表3031，取铣削速度：参照参考文献7表3031，取机床主轴转速，由式（2.1）有：按照参考文献7表3.1-31 实际铣削速度：进给量，由式（1.3）有：工作台每分进给量： 工序2：铣上表面（1）粗铣25H

21、9、工件右方8H7的上平面及30mm宽的平台加工条件：工件材料： HT200，铸造。机床：X52K立式铣床。查参考文献7表3034刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。因其余量：Z=2.8mm所以铣削深度：每齿进给量：根据参考文献3表2.4-75，取铣削速度：参照参考文献7表3034，取。机床主轴转速： 式（4-4）式中 V铣削速度； d刀具直径。由式2.1机床主轴转速：按照参考文献3表3.1-74 实际铣削速度：进给量： 工作台每分进给量： ：根据参考文献7表2.4-81,（2）精铣25H9、工件右方8H7的上平面及30mm宽的平台加工条件：工件材料： HT

22、200，铸造。机床： X52K立式铣床。参考文献7表3031刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：， ，齿数12，此为细齿铣刀。精铣该平面的余量：Z=0.2mm铣削深度：每齿进给量：根据参考文献7表3031，取铣削速度：参照参考文献7表3031，取机床主轴转速，由式（2.1）有：按照参考文献7表3.1-31 实际铣削速度：进给量，由式（1.3）有：工作台每分进给量： 工序3：加工孔25到要求尺寸工件材料为HT200铁，硬度200HBS。孔的直径为25mm，公差为H9，表面粗糙度。加工机床为四面组合钻床，加工工序为钻、扩、铰，加工刀具分别为：钻孔23mm标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔

23、24.7mm标准高速钢扩孔钻；铰孔25mm标准高速铰刀。选择各工序切削用量。（1）确定钻削用量1）确定进给量 根据参考文献7表28-10可查出，由于孔深度比，故。查Z535立式钻床说明书，取。根据参考文献7表28-8，钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机构允许的轴向力（由机床说明书查出），根据表28-9，允许的进给量。由于所选进给量远小于及，故所选可用。2）确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率 根据表28-15，由插入法得：，由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。由参考文献7表28-3，故查Z535机床说明书，取。实际切削速度为：由表28-5，故3）校验机床功

24、率 切削功率为机床有效功率故选择的钻削用量可用。即，相应地，（2）确定扩孔切削用量1）确定进给量 根据参考文献7表28-31，。根据Z535机床说明书，取=0.57mm/r。2）确定切削速度及 根据参考文献7表28-33，取。修正系数：，故 查机床说明书，取。实际切削速度为 （3）确定铰孔切削用量1）确定进给量 根据参考文献7表28-36，按该表注4，进给量取小植。查Z535说明书，取。2）确定切削速度及 由参考文献7表28-39，取。由参考文献7表28-3，得修正系数，故 查Z535说明书，取，实际铰孔速度 （4）各工序实际切削用量 根据以上计算，各工序切削用量如下：钻孔：，扩孔：，铰孔：，

25、工序4：加工孔8H7工件材料为HT200铁，硬度200HBS。孔的直径为8mm，公差为H7，表面粗糙度。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为钻、铰，加工刀具分别为：钻孔7.7mm标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；铰孔8mm标准高速铰刀。选择各工序切削用量。（1）确定钻削用量1）确定进给量 根据参考文献7表28-10可查出，由于孔深度比，故。查Z535立式钻床说明书，取。根据参考文献7表28-8，钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机构允许的轴向力（由机床说明书查出），根据表28-9，允许的进给量。由于所选进给量远小于及，故所选可用。2）确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率 根据表28

26、-15，由插入法得：，由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。由参考文献7表28-3，故查Z535机床说明书，取。实际切削速度为：由表28-5，故3）校验机床功率 切削功率为机床有效功率故选择的钻削用量可用。即，相应地，（2）确定铰孔切削用量1）确定进给量 根据参考文献7表28-36，按该表注4，进给量取小植。查Z535说明书，取。2）确定切削速度及 由参考文献7表28-39，取。由参考文献7表28-3，得修正系数，故 查Z535说明书，取，实际铰孔速度 （4）各工序实际切削用量 根据以上计算，各工序切削用量如下：钻孔：，铰孔：，工序5：加工孔10H7工件材料为HT2

27、00铁，硬度200HBS。孔的直径为10mm，公差为H7，表面粗糙度。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为钻、铰，加工刀具分别为：钻孔9.7mm标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；铰孔10mm标准高速铰刀。选择各工序切削用量。（1）确定钻削用量1）确定进给量 根据参考文献7表28-10可查出，由于孔深度比，故。查Z535立式钻床说明书，取。根据参考文献7表28-8，钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机构允许的轴向力（由机床说明书查出），根据表28-9，允许的进给量。由于所选进给量远小于及，故所选可用。2）确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率 根据表28-15，由插入法得：，由于实际加

28、工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。由参考文献7表28-3，故查Z535机床说明书，取。实际切削速度为：由表28-5，故3）校验机床功率 切削功率为机床有效功率故选择的钻削用量可用。即，相应地，（2）确定铰孔切削用量1）确定进给量 根据参考文献7表28-36，按该表注4，进给量取小植。查Z535说明书，取。2）确定切削速度及 由参考文献7表28-39，取。由参考文献7表28-3，得修正系数，故 查Z535说明书，取，实际铰孔速度 （4）各工序实际切削用量 根据以上计算，各工序切削用量如下：钻孔：，铰孔：，3.5.2确定基本工时（1）铣下表面粗铣25H9、工件左方8H7的下平

29、面加工条件：工件材料：HT200铸铁，200MPa机床：X525K机床刀具：高速钢镶齿套式面铣刀粗铣的切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度： 刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：根据参考文献5表2.5-45可查得铣削的辅助时间精铣25H9、工件左方8H7的下平面被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：根据参考文献5表2.5-45可查得铣削的辅助时间铣下表面的总工时为：t=+=0.23+1.2+0.41+0.41=2.25min（2）铣上表面粗铣25H9、工件右方8H7的上平面及30mm宽的平台加工条件：工件材料：HT200铸铁，2

30、00MPa机床：X525K机床刀具：高速钢镶齿套式面铣刀粗铣的切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度： 刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：根据参考文献5表2.5-45可查得铣削的辅助时间精25H9、工件右方8H7的上平面及30mm宽的平台被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：根据参考文献5表2.5-45可查得铣削的辅助时间铣下表面的总工时为：t=+=0.41+1.6+0.41+0.41=2.83min（3）孔加工25H9加工条件：工件材料：HT200铸铁，200MPa机床：Z535立式钻床 刀具：钻孔标准高速钢麻花钻，磨出双锥和

31、修磨横刃；扩孔标准高速钢扩孔钻；铰孔标准高速铰刀钻孔工时：切入3mm、切出1mm，进给量，机床主轴转速， 钻孔：，=（54+3+1）/0.43195=0.69min根据参考文献5表2.5-41可查得钻削的辅助时间扩孔工时：切入3mm、切出1mm，进给量，机床主轴转速=（54+3+1）/0.57275=0.37min根据参考文献5表2.5-41可查得钻削的辅助时间铰孔工时：切入3mm、切出1mm，进给量，机床主轴转速=（54+3+1）/1.6100=0.63min根据参考文献5表2.5-41可查得钻削的辅助时间总工时：t=+=0.69+0.37+0.63+1.77+1.77+1.77=7min（

32、4）加工2个8H7加工条件：工件材料：HT200铸铁，200MPa机床：Z535立式钻床 刀具：钻孔标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔标准高速钢扩孔钻；铰孔标准高速铰刀钻孔工时：切入3mm、切出1mm，进给量，机床主轴转速， 钻孔：，=（15+3+1）/0.43450=0.1min根据参考文献5表2.5-41可查得钻削的辅助时间min铰孔工时：切入3mm、切出1mm，进给量，机床主轴转速=（15+3+1）/1.6300=0.05min根据参考文献5表2.5-41可查得钻削的辅助时间min2个孔的总工时：t=2（+）=2（0.1+0.05+1.77+1.77）=7.38min（5）加工孔

33、10H7加工条件：工件材料：HT200铸铁，200MPa机床：Z535立式钻床 刀具：钻孔标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔标准高速钢扩孔钻；铰孔标准高速铰刀钻孔工时：切入3mm、切出1mm，进给量，机床主轴转速， 钻孔：，=（25+3+1）/0.6360=0.12min根据参考文献5表2.5-41可查得钻削的辅助时间铰孔工时：切入3mm、切出1mm，进给量，机床主轴转速=（25+3+1）/1.6300=0.06min根据参考文献5表2.5-41可查得钻削的辅助时间min加工孔10H7总工时：t=（+）=（0.12 +0.06+1.77+1.77）=3.72min全部完成的总工时为：t

34、=2.25+7+7.38+3.72=20.3min根据该零件的生产纲量为每年产9000件。按一年360天，每天总工作时间为16小时。则每个零件所需的额定时间为：t=36016609000=38.4min。根据计算所得的机动时间加上每道工序间的辅助时间。所用是实际时间为：。所以该方案满足生产要求。第4章 铰削10H7孔用钻床夹具设计4.1 夹具类型的确定夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。在金属切削机床上使用的夹具统称为机床夹具。在现代生产中，机床夹具是一种不可缺少的工艺装备，它直接影响着工件加工的精度、劳动生产率和产品的制造

35、成本等。根据夹具在不同生产类型中的通用特性，机床夹具可分为通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和拼装夹具五大类。4.1.1通用夹具已经标准化的可加工一定范围内不同工件的夹具，称为通用夹具，其结构、尺寸已规格化，而且具有一定通用性，如三爪自定心卡盘、机床用平口虎钳、四爪单动卡盘、台虎钳、万能分度头、顶尖、中心架和磁力工作台等。这类夹具适应性强，可用于装夹一定形状和尺寸范围内的各种工件。这些夹具已作为机床附件由专门工厂制造供应，只需选购即可。其缺点是夹具的精度不高，生产率也较低，且较难装夹形状复杂的工件，故一般适用于单件小批量生产中4.1.2专用夹具专为某一工件的某道工序设计制造的夹具，称为专用

36、夹具。在产品相对稳定、批量较大的生产中，采用各种专用夹具，可获得较高的生产率和加工精度。专用夹具的设计周期较长、投资较大。专用夹具一般在批量生产中使用。除大批大量生产之外，中小批量生产中也需要采用一些专用夹具，但在结构设计时要进行具体的技术经济分析。4.1.3可调夹具 某些元件可调整或更换，以适应多种工件加工的夹具，称为可调夹具。可调夹具是针对通用夹具和专用夹具的缺陷而发展起来的一类新型夹具。对不同类型和尺寸的工件，只需调整或更换原来夹具上的个别定位元件和夹紧元件便可使用。它一般又可分为通用可调夹具和成组夹具两种。前者的通用范围比通用夹具更大；后者则是一种专用可调夹具，它按成组原理设计并能加工

37、一族相似的工件，故在多品种，中、小批量生产中使用有较好的经济效果。4.1.4组合夹具采用标准的组合元件、部件，专为某一工件的某道工序组装的夹具，称为组合夹具。组合夹具是一种模块化的夹具。标准的模块元件具有较高精度和耐磨性，可组装成各种夹具。夹具用毕可拆卸，清洗后留待组装新的夹具。由于使用组合夹具可缩短生产准备周期，元件能重复多次使用，并具有减少专用夹具数量等优点，因此组合夹具在单件，中、小批量多品种生产和数控加工中，是一种较经济的夹具。4.1.5拼装夹具用专门的标准化、系列化的拼装零部件拼装而成的夹具，称为拼装夹具。它具有组合夹具的优点，但比组合夹具精度高、效能高、结构紧凑。它的基础板和夹紧部

38、件中常带有小型液压缸。此类夹具更适合在数控机床上使用。综上分析，为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工孔10H7采用专用夹具较为合理。4.2确定工件的定位方案本夹具主要用来铰削孔10H7。这个工艺孔有尺寸精度要求为+0.015mm，表面粗糙度要求，表面粗糙度为，与孔25H9的平行度为0.1mm。本到工序为杠杆加工的最后一道工序，因此本道工序加工时主要应考虑如何保证其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高劳动生产率，降低劳动强度。对于该杠杆零件的夹具设计中的定位方案的设定，在课程设计前期设定方案一，在设计中后期设定了方案二，将其列于下面进行比较。方案一：分析该零件图的工艺性，

39、采用一面一孔定位一面夹紧的定位方式。并采用手动夹紧的方式。选择25H9孔为定位孔，25H9一侧的外端面为定位面，另一端面受夹紧力。夹具体采用结构均匀的“L”形夹具体形式。方案二：分析该零件图的工艺性，并考虑到机床的结构限制，所以采用一面两孔的定位方法。选择25H9孔及8H7孔为定位，8H7孔一侧外端面为定位面，另一侧受夹紧力作用夹紧。夹具体采用左右面宽，下端面窄的“G”形夹具体形式。分析加工10H7孔时的工序定位要求可知，该工序定位需要限制六个自由度。方案二的定位方法，只能保证限制五个自由度，无法限制在工件在销的轴向上的转动，属于欠定位，在加工该工序时容易由于工件的转动而导致孔的中心的变动，从

40、而导致孔径的变化。方案一，在方案一的基础上加了一个“削边销”来限制第六个自由度，将零件固定，其定位符合要求，能保证加工精度要求。分析夹具体的铸造问题，方案二的夹具体不符合铸造件的要求，铸造件要求壁厚均匀，并且“G”形工件无法铸造，相比方案一，保证了铸造件的壁厚均匀，并且“L”形工件，形状简单，铸造方便。分析夹紧力的动力源，方案二采用气压作为夹紧的动力源，存在一定的不稳定性。相比之下方案一，采用手动夹紧，但对于总体加工并无影响，能保证工作效率，满足生产纲领。 综上所述，选择方案一比较好。该方案可靠，操作方便、工作效率高。4.3确定工件的夹紧形式表4-1 常见夹紧机构序号夹紧机构名称夹紧机构特点应

41、用场合1定心夹紧机构以均匀弹性变形原理工作的定心夹紧机构。以等速移动原理工作的定心夹紧机构。2斜楔夹紧机构结构简单、增力比大、自锁性能好；夹紧行程小； 手动操作不方便。一般用于气动、液压夹紧中。3铰链夹紧机构动作迅速、增力比大、易于改变力的作用方向、自锁性能差。多用于机动夹紧机构中。4偏心夹紧机构结构简单，操作方便，动作迅速。缺点是：自锁性能较差，增力比较小，夹紧行程小，夹紧力不大。一般常用于切削平稳且切削力不大的场合。5螺旋夹紧机构结构简单、易于操作、增力比大、自锁性能好（螺纹升角远小于摩擦角）、动作较慢。应用广泛。分析表4-1，结合杠杆的产量，拟采用螺旋夹紧机构，手动夹紧的夹具结构，该结构

42、在生产中的应用也比较广泛。因此本道工序夹具的夹紧动力装置采用手动夹紧。采用手动夹紧，夹紧可靠，机构可以不必自锁。本道工序夹具的夹紧元件选用带光面压块的压紧螺钉。旋紧螺钉使其产生的力通过光面压块将工件压紧。带光面压块的压紧螺钉的结构如图4-1所示。图4-1 带光面压块的压紧螺钉4.4确定刀具的导向方式或对刀装置工艺孔的加工需钻、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：孔10H7mm分钻、铰两个工步完成加工。钻、铰，加工刀具分别为：钻孔9.7mm标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；铰孔mm标准高速铰刀。根据参考文献11表2-1-4

43、7可查得钻套孔径结构尺寸如图4-2及表4-2所示。图4-2 快换钻套表5-2 铰工艺孔钻套结构参数如下表：dHD公称尺寸公差102530+0.021+0.0084642125.5181829.555衬套选用固定衬套其结构如图4-2所示。图4-3 固定衬套衬套选用固定衬套其结构参数如表4-3所示。表4-3 固定衬套的结构尺寸dHDC 公称尺寸允差公称尺寸允差30+0.041+0.0202542+0.033+0.01713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4-4及表4-4所示。图4-4 V型块表4-4 V型块的主要尺寸NDBHLllAA1dd1d2hb4245522068

44、201426221011181012注：T=L+0.707D-0.5N钻模板选用固定式钻模板，工件以底面及R15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。4.5夹具定位夹紧方案分析与论证4.5.1定位基准分析由零件图可知，孔位10H7位于零件中心偏前，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并与孔25H9有平行度要求。为了保证所钻、铰的孔与顶面垂直并保证工艺孔能在后续的孔系加工工序中使各重要支承孔的加工余量均匀。

45、根据基准重合、基准统一原则。在选择工艺孔的加工定位基准时，应尽量选择上一道工序即粗、精铣25内表面为工序的定位基准，以及设计基准作为其定位基准。因此加工工艺孔的定位基准应选择选用25内圆面作为定位基准，用V型块定位限制4个自由度。为了提高加工效率，根据工序要求先采用标准高速钢麻花钻刀具对工艺孔10H7进行钻削加工；然后采用标准高速铰刀对工艺孔10H7进行铰孔加工。采用手动夹紧方式夹紧。4.5.2钻削力计算由于本道工序主要完成工艺孔的钻、扩、铰加工，而钻削力远远大于扩和铰的切削力。因此切削力应以钻削力为准。由参考文献9得：钻削力 （式4-1）钻削力矩 （式4-2）4.5.3夹紧力计算式中： 本道

46、工序加工工艺孔时，工件的45外圆面与V形块靠紧。采用带光面压块的压紧螺钉夹紧机构夹紧，该机构主要靠压紧螺钉夹紧，属于单个普通螺旋夹紧。根据参考文献11可查得夹紧力计算公式： 式（4-3）式中： 单个螺旋夹紧产生的夹紧力（N）； 原始作用力（N）； 作用力臂（mm）； 螺杆端部与工件间的当量摩擦半径（mm）； 螺杆端部与工件间的摩擦角（）； 螺纹中径之半（mm）； 螺纹升角（）； 螺旋副的当量摩擦角（）。由式（4-1）根据参考文献11表1-2-23可查得点接触的单个普通螺旋夹紧力：4.6夹具体的结构类型的设计4.6.1铸造夹具体优点：工艺性好，可铸造出各种复杂的内、外轮廓形状，有较好的抗压强度，

47、刚度和抗振性。缺点：生产周期长，单件制造成本高，需时效处理。材料：灰铸铁HTl50或HT200。高精度夹具可用合金铸铁或磷铸铁，用铸钢件有利于减轻重量，轻型夹具可用铸铝（ZC104）件。铸件均需时效处理，精密夹具体在粗加工后需作第二次时效处理。4.6.2锻造夹具体优点：有较高的强度和刚度。缺点：只适用于尺寸较大且形状简单的夹具体。材料：优质碳素结构钢40钢，合金结构钢40Cr，38CrMoAl等锻造后酌情采用调质、正火或回火制成。4.6.3焊接夹具体优点：容易制造、生产周期短、成本低、使用也较灵活。当发现夹具体刚度不足时，可补焊肋和隔板。缺点：焊接变形较大，抗振性不好。材料：焊接件材料的可焊性

48、要好，适用材料有碳素结构钢Q195，Q215，Q235，优质碳素结构钢20钢、15 Mn等。焊接后需经退火处理，局部热处理后进行低温回火。4.6.4装配夹具体装配结构是近年来发展的一种新型结构，这种结构选用标准零部件装配成夹具体，可以缩短生产准备周期，降低生产成本。综上分析，结合零件图本设计采用铸造夹具体。4.7夹具精度校核根据工件和夹具装配图进行夹具精度验算。4.7.1验算中心距48影响此项精度的因素有:(1)定位误差，此项主要是定位孔与定位销的间隙产生，最大间隙为0.027mm；（2）钻模板衬套中心与定位销中心距误差，装配图标注尺寸为，误差为0.1mm；（3）钻套与衬套的配合间隙，由可知最大间隙为0.020mm；（4）钻套内孔与外圆同轴度误差，对于标准钻套，精度较高，此项可以忽略；（5）钻头与钻套间的间隙会引偏刀具，产生中心距误差，由式4-4求出 （4-4）式中，为刀具引偏量（mm）；为钻套导向高度（mm）；为排屑空间，钻套下端面与工件空间高度（mm）；为钻孔深度（mm）；为刀具与钻套的最大间隙。上述各量参见图4-5。图4-5 刀具引偏量计算刀具与钻套的配合为，可知=0.024mm；将=30mm；=12mm；=25