杠杆零件机械加工工艺过程及铰削Φ10H7孔用钻床夹具设计

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Φ10H7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本设计是杠杆零件的加工工艺规程及铰削107H φ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40φ外圆面作为粗基准，以25φ孔及其下表面作为精基准。

先将底面加工出来，然后作为定位基准，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 夹紧第1章绪论 (1)1.1设计背景及发展趋势 (1)1.2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 (2)2.1零件的作用 (2)2.2技术要求分析 (2)2.3审查杠杆的工艺性 (3)2.4加工表面的分析 (3)2.4.1主要加工面 (3)2.4.2主要基准面 (3)第3章杠杆机械加工工艺规程设计 (4)3.1计算生产纲领及确定生产类型 (4)3.2毛坯选择与毛坯图说明 (4)3.2.1选择毛坯 (4)3.2.2绘制毛坯图 (5)3.3工艺路线的确定 (5)3.3.1选择定位基准 (5)3.3.2零件表面加工方法的确定 (6)3.3.3加工阶段的划分 (6)3.3.4工序集中与分散 (7)3.3.5确定工艺路线 (7)3.4工序尺寸的确定及计算 (8)3.5确定切削用量（切削速度、进给量、切削深度）及时间定额 (9)3.5.1确定切削用量 (9)3.5.2确定基本工时 (19)第4章铰削Φ10H7孔用钻床夹具设计 (23)4.1 夹具类型的确定 (23)4.1.1通用夹具 (24)4.1.2专用夹具 (24)4.1.3可调夹具 (24)4.1.4组合夹具 (24)4.1.5拼装夹具 (24)4.2确定工件的定位方案 (25)4.3确定工件的夹紧形式 (26)4.4确定刀具的导向方式或对刀装置 (26)4.5.1定位基准分析 (29)4.5.2钻削力计算 (29)4.5.3夹紧力计算 (29)4.6.1铸造夹具体 (30)4.6.2锻造夹具体 (30)4.6.3焊接夹具体 (31)4.6.4装配夹具体 (31)4.7夹具精度校核 (31)4.7.1验算中心距48 (31)4.7.2验算两孔平行度精度 (32)第5章绘制夹具装配图 (33)第6章总结 (34)参考文献 (35)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：（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Φ8H7、Φ25H9、Φ10H7三个端面孔有平行度要求，中间孔与两端的孔的平行度为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Φ8H7、Φ25H9、Φ10H7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；Φ8H7、Φ25H9、Φ10H7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。

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Φ25H9、Φ10H7孔的上下端面，铣左方Φ8H7孔的下端面，铣右方Φ8H7孔的上端面。

（2）加工Φ25H9孔；（3）加工Φ8H7孔；（4）加工Φ10H7孔；2.4.2主要基准面（1）以Φ40外圆面为基准的加工表面这一组加工表面包括：Φ25H9孔及倒角、杠杆上下表面（2）以Φ25H9的孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：左方Φ8H7孔及下端面、右方Φ8H7孔及上端面、Φ10H7孔，其中主要加工面Φ10H7孔。

第3章 杠杆机械加工工艺规程设计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α=2.5%（3）杠杆件废品率β =1%产品实际年产量(1)(1)M N αβ=⋅+⋅+9000(1 2.5%)(11%)9000 1.025 1.019317=⨯+⨯+=⨯⨯=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，Φ8H7、Φ10H7三个小孔不铸出，中间Φ25H9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①确定毛坯尺寸所有加工表面Ra ≥1.6，因此这些表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②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3.2.2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，装夹的方便性，减少辅助时间，所以选杠杆零件Φ25H9孔及Φ8H7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Φ25H9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Φ25H9、Φ10H7、Φ8H7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Φ25H9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、半精铣的加工方式。

（3）Φ25H9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Φ25H9孔加工。

（4）Φ10H7、Φ8H7孔加工，加工时对Φ25H9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（Φ25H9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Φ10H7孔上端面；在精加工阶段，进行三个圆孔的外端面的半精铣、Φ10H7、Φ8H7孔的精铰。

3.3.4工序集中与分散在生产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方案一表3-4方案二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。