摘 要
本设计是基于手柄座零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。手柄座零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。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系加工精度。基准选择以手柄座的孔作为粗基准，以结合面与两个工艺孔作为精基准。主要加工工序安排是系定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用顶平面和工艺孔定位加工其他孔系与平面。夹具选用专用夹具，夹紧方式多选用液压夹紧，夹紧可靠，机构可以不必自锁。因此生产效率较高。适用于大批量、流水线上加工。能够满足设计要求。
关键词：手柄座类零件；工艺；夹具；
ABSTRACT
The design of special fixture processing procedures handle seat parts and process design based on. The main processing surface of the handle seat is the plane and a series of hole. In general, to ensure the processing accuracy of plane than to guarantee the machining accuracy of the series of hole. Therefore, the design follows the principle of the surface after the first hole. And the hole and the plane processing clearly divided into rough machining stage and finish machining stage in order to guarantee the working accuracy of the series of hole. The basis choice to handle seat hole as a rough benchmark, to combine with two holes as a precision technology base. The main processing arrangement is positioning processing out of holes. In the follow-up working procedure all working procedures except several special ones by using the top plane and hole positioning processing other series of hole and plane. Choose special fixture fixture, clamping means more choice of hydraulic clamping, clamping reliable, agencies can not self-locking. Therefore the production efficiency is higher. Suitable for large batch processing, assembly line. To meet the design requirements.
Keywords: handle seat parts; technology; fixture;
目 录
摘 要 II
ABSTRACT III
第1章 绪论 1
1.1 机械加工工艺概述 1
1.2机械加工工艺流程 1
1.3夹具概述 2
1.4机床夹具的功能 3
1.5机床夹具的发展趋势 3
1.5.1机床夹具的现状 3
1.5.2现代机床夹具的发展方向 4
第2章 加工工艺规程设计 5
2.1 零件的分析 5
2.1.1 零件的作用 5
2.1.2 零件的工艺分析 5
2.2 手柄座加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 6
2.2.1 孔和平面的加工顺序 6
2.2.2加工方案选择 7
2.3 手柄座加工定位基准的选择 7
2.3.1 粗基准的选择 7
2.3.2 精基准的选择 7
2.4 手柄座加工主要工序安排 8
2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 10
2.6确定切削用量及基本工时（机动时间） 11
2.7 时间定额计算及生产安排 19
第3章 铣14槽夹具设计 21
3.1设计要求 21
3.2夹具设计 21
3.2.1 定位基准的选择 21
3.2.2 切削力及夹紧力的计算 21
3.3定位误差的分析 23
3.4 确定夹具体结构和总体结构 24
3.5夹具设计及操作的简要说明 25
第4章 钻￠14孔夹具设计 27
4.1设计要求 27
4.2夹具设计 30
4.2.1 定位基准的选择 30
4.2.2 切削力及夹紧力的计算 30
4.3定位误差的分析 34
4.4 钻套、衬套、钻模板设计与选用 34
4.5 确定夹具体结构和总体结构 36
4.6夹具设计及操作的简要说明 37
总 结 38
致 谢 39
参 考 文 献 41
第1章 绪论
1.1 机械加工工艺概述
机械加工工艺是指用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸、相对位置和取得良好份的全过程的性质的加工坯料的方法，该方法是基于所述工作者的处理。
加工工件或所述过程的一部分是制造过程的一个步骤，加工的方法中，直接改变形状，大小和坯件表面质量等，使其成为一个过程已知加工过程的一部分。例如，该处理流程粗加工的共用部分 - 精加工 - 装配 - 检验 - 包装，是一般方法的过程。
加工过程是处理的基础上，改变形状，尺寸，相对于生产的物体的位置和性质，使得它成品或半成品，每一步，每一个过程的详细描述，如上面所述原油处理可以包括空白的制造，研磨等，可被分成轿厢精加工，钳工，铣床，等等，必要的每个步骤进行了详细的数据，如粗糙度，以实现得多，公差来实现。
视产品与技术人员，设备条件和工人的质量等的数量，以确定所使用的过程中，和写在过程的文件，这是所述处理的规划的内容。这是一个比较有针对性。每个工厂可能不一样，因为实际的情况是不同的。
总体来说，该过程是一个程序，过程是对于每个步骤详细参数，工艺规划是基于一个特定工厂编写过程的实际情况。
1.2机械加工工艺流程
机械加工工艺规程是加工过程是提供零件的加工过程和工艺文件操作方法之一，它是具体的生产条件下，更合理的工艺和操作方法，按照规定的处理的批准，以指导生产后所撰写的文件的形式。加工过程一般包括以下情况：在工件的加工工艺路线，每个过程的具体内容和使用的设备和工艺设备，试验项目和试验方法的工件，切削时间配额的数量等。
步骤开发流程规范
1）生产计划的计算，以确定生产的类型。
2）分析零件图和产品装配图，零件加工分析。
3）选择了空白。
4）制定工艺路线。
5）确定每个步骤中，计算处理的尺寸和公差的津贴。
6），以确定所使用的每一个过程的设备和工具，夹具，量具和艾滋病。
7）来确定切削的量和固定的工作小时。
8）确定的主要过程的技术要求和试验方法。
9) 填写工艺文件。
在制订工艺规程的过程中，往往要对前面已初步确定的内容进行调整，以提高经济效益。在执行工艺规程过程中，可能会出现前所未料的情况，如生产条件的变化，新技术、新工艺的引进，新材料、先进设备的应用等，都要求及时对工艺规程进行修订和完善。
1.3夹具概述
工件夹具是一个技术和设备，它被广泛应用于机械加工，热处理，装配，焊接和测试过程机械制造工艺。
灯具在使用统称为工装夹具金属切削机床。在现代化的生产，工装夹具是不可缺少的技术和设备，这直接影响到精密加工，帮助劳动生产率和产品，如机床夹具设计在产品的设计制造和生产企业在技术制造成本准备一个极其重要的地位。夹具设计是一个重要的技术工作。
随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段。
“工欲善其事，必先利其器。”
工具是人类文明进步的标志。自20世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。
1.4机床夹具的功能
上机当工件夹持夹具，其主要功能是使工件定位并夹紧。
1.机床夹具的主要功能
机器的主要功能是加载工件夹具，工件定位和夹具。
（1）确定在工件的定位占据夹紧过程中的正确位置。定位是通过与工件或夹具元件定位基准表面接触来实现的。可以保证工件的正确的大小和位置的定位精度的要求。
（2）之后，以夹紧工件的定位固定，以保持加工过程中的定位操作的相同的位置。因为在加工过程中的工件，通过各种力的作用下，如果工件是固定的，工件会松动。由此，夹紧工件，以提供安全，可靠的加工条件。
2．机床夹具的特殊功能
机床夹具的特殊功能主要是对刀和导向。
（1）对刀 调整刀具切削刃相对工件或夹具的正确位置。如铣床夹具中的对刀块，它能迅速地确定铣刀相对于夹具的正确位置。
（2）导向 如钻床夹具中的钻模板的钻套，能迅速地确定钻头的位置，并引导其进行钻削。导向元件制成模板形式，故钻床夹具常称为钻模。镗床夹具（镗模）也具有导向功能。
1.5机床夹具的发展趋势
随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提高，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。
1.5.1机床夹具的现状
用于生产统计研究国际协会显示，目前，多品种小批量的生产工作的品种约占85％的总种工件的。现代化的生产要求企业生产产品的品种定期升级，以适应市场竞争。然而，通常很多企业仍习惯于使用传统的专用夹具。另一方面，生产企业在多品种，四年左右应该更新专用夹具80％左右，但磨损夹具的实际量只有约15％。特别是近年来，新技术的应用，数控机床（NC），加工中心（MC），成组技术（GT），柔性制造系统（FMS）等夹具提出了如下新的要求：
1）可以快速，方便地装备新产品投入生产，以缩短生产准备周期，降低生产成本。
2）一组能够夹紧工件具有类似特征的。
3）适用于高精密机床夹具精密加工。
4）适用于所有现代灯具新机的制造技术。
5）高效利用液压或气动夹紧装置夹住，进一步提高劳动生产率。
6）提高机床夹具的标准化程度。
1.5.2现代机床夹具的发展方向
现代夹具主要用于精度，效率，灵活性，标准化四个方面的发展方向。
精确
随着越来越精密机械产品，必将在精密夹具相应增加。许多类型的精密夹具结构，例如一个多精度索引链轮，其分度精度可达±0.1;高精度的三爪卡盘的精密车削，定心精度为5μm;精密心轴同心度公差在1μm以内进行控制;如果用于电磁无心磨床夹具轴承套圈，圆度公差的工件可达0.2?0.5微米。
效率
高效的工件夹具，主要用于降低基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻劳动强度。常见的有效率夹子包括：自动化装置，高速与夹具夹紧动力装置的灯具。例如，在使用电动铣削工件夹持虎钳的，效率可提高约5倍;使用高速车床颚自定心卡盘爪保证（试验）的速度的条件下，2600r/ min的仍牢牢夹紧工件，使切割速度有很大的提高。
灵活性
柔性和挠性机夹具类似，它指的是机器通过调整夹具，组装，组合等，以适应可变因素的能力。变量是：所述步骤的特征，产量，所述工件的形状和大小。新品种具有柔性夹具的特点是：组合夹具，通用可调夹具，夹具组，装配夹具，数控机床和夹具。在很长的，灵活的灯具灯具将成为发展的主要方向。
标准化
标准化和通用夹具是两个相互关联的方面。在配制的典型的夹具结构的基础上，第一固定部件和零件是普遍的，建立的类型大小串联或变体，以减少使用类似的功能元件和夹具的类型的部件，驳回一些的功结构差。常用的方法包括夹具，零部件，元器件，糟糕的发型和万能材料。标准化阶段夹具是普遍深入，主要是建立在零件或装配夹具系列的大小，并为固定件审查地图有利条件。目前，中国有一个固定部分和国家标准的组成部分：GB/ T2148?T2259-91以及各类通用夹具，组合夹具标准。标准化夹具和有利于商业化生产装置，有助于缩短生产准备周期，降低生产总成本。
第2章 加工工艺规程设计
2.1 零件的分析
2.1.1 零件的作用
题目给出的零件是手柄座。它位于车床操作机构中，可同时操纵离合器和制动器，即同时控制主轴的开、停、换向和制动。操作过程如下：当手把控制手柄座向上扳动时，车床内部的拉杆往外移，则齿扇向顺时针方向转动，带动齿条轴往右移动，通过手柄座使滑套向右移，压下羊角形摆块的右角，从而使推拉杆向左移动，于是左离合器接合，主轴正转；同理，当手把控制手柄座向下扳动时，推拉杆右移，右离合器接合，主轴反转。当手把在中间位置时，推拉杆处于中间位置，左、右离合器均不接合，主轴的传动断开，此时齿条轴上的凸起部分正压在制动器杠杆的下端，制动带被拉紧，使主铀制动。
图1 手柄座
2.1.2 零件的工艺分析
由手柄座零件图可知。手柄座是的外表面上有很多个平面需要进行加工。此外各表面上还需加工一系列螺纹孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下：
1．以为中心的加工表面
这一组的加工表面有的孔，以及上下端面，，下端面为的圆柱端面；孔壁上有距下端面11mm、与孔中心轴所在前视面呈角的螺纹孔，尺寸为M10-7H，另外还有一个尺寸为6H9的槽，孔与槽的总宽度为27.3H11。
2．以为中心的加工表面
该组的加工表面有的螺纹孔(有位置要求)，加工时测量深度为25mm，钻孔深度为28mm。上孔壁有一个配铰的锥销通孔，该通孔有位置要求。
3．以为中心的加工表面
本组的加工表面有的孔(两个)，及其两个内端面(对称)，两端面均有位置要求，端面之间的距离为mm。，孔除了有位置要求以外还有平行度的形状公差要求(与孔壁之间的平行度公差为)
4．以为中心的加工表面
这组的加工表面有的孔，该孔通至上的槽，并有位置要求。
由上面的分析可知，加工时应先加工完一组表面，再以这组加工后的表面为基准加工另外一组。
2.2 手柄座加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施
由以上分析可知。该手柄座零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于手柄座来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。
由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。
2.2.1 孔和平面的加工顺序
手柄座类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工手柄座上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。手柄座的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。
手柄座零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，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系加工精度。
2.2.2加工方案选择
手柄座孔系加工方案，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格最底的机床。
根据手柄座零件图所示的手柄座的精度要求和生产率要求，当前应选用在组合机床上用镗模法镗孔较为适宜。
（1）用坐标法镗孔
在现代生产中，不仅要求产品的生产率高，而且要求能够实现大批量、多品种以及产品更新换代所需要的时间短等要求。镗模法由于镗模生产成本高，生产周期长，不大能适应这种要求，而坐标法镗孔却能适应这种要求。此外，在采用镗模法镗孔时，镗模板的加工也需要采用坐标法镗孔。
用坐标法镗孔，需要将手柄座孔系尺寸及公差换算成直角坐标系中的尺寸及公差，然后选用能够在直角坐标系中作精密运动的机床进行镗孔。
在大批量生产中，手柄座孔系加工一般都在组合镗床上采用镗模法进行加工。镗模夹具是按照工件孔系的加工要求设计制造的。当镗刀杆通过镗套的引导进行镗孔时，镗模的精度就直接保证了关键孔系的精度。
采用镗模可以大大地提高工艺系统的刚度和抗振性。因此，可以用几把刀同时加工。所以生产效率很高。但镗模结构复杂、制造难度大、成本较高，且由于镗模的制造和装配误差、镗模在机床上的安装误差、镗杆和镗套的磨损等原因。用镗模加工孔系所能获得的加工精度也受到一定限制。
2.3 手柄座加工定位基准的选择
2.3.1 粗基准的选择
粗基准选择应当满足以下要求：
（1）保证各重要支承孔的加工余量均匀；
（2）保证装入手柄座的零件与箱壁有一定的间隙。
为了满足上述要求，应选择的主要支承孔作为主要基准。即以手柄座的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度，再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此，以后再用精基准定位加工主要支承孔时，孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此，孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。
2.3.2 精基准的选择
从保证手柄座孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证手柄座在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从手柄座零件图分析可知，它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于前后端面，虽然它是手柄座的装配基准，但因为它与手柄座的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难，所以不予采用。
2.4 手柄座加工主要工序安排
对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。手柄座加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到手柄座加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因此，结合面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。
后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺纹底孔在多轴组合钻床上钻出，因切削力较大，也应该在粗加工阶段完成。对于手柄座，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此，实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。
根据以上分析过程，现将手柄座加工工艺路线确定如下：
工艺路线一：
工序一：备料
工序二：铸造毛坯
工序三：粗铣上、下表面，精铣下表面；
工序四：钻孔；
工序五：插键槽6H9；
工序六：铣槽1443 mm；
工序七：钻、拉孔；
工序八：钻，孔；
工序九：钻、铰孔；
工序十：钻、钳锥销通孔、M10-7H；
工序十一：终检。
工艺路线二：
工序一：备料
工序二：铸造毛坯
工序三：钻，铰；
工序四：铣上、下表面；
工序五：插键槽6H9 mm；
工序六：铣槽14 mm 43 mm；
工序七：钻孔；
工序八：钻、拉孔；
工序九：钻、扩；
工序十：钻、铰锥销通孔、M10-7H；
工序十一：终检。
以上加工方案大致看来合理，但通过仔细考虑，零件的技术要求及可能采取的加工手段之后，就会发现仍有问题，
采用互为基准的原则，先加工上、下两平面，然后以下、下平面为精基准再加工两平面上的各孔，这样便保证了，上、下两平面的平行度要求同时为加两平面上各孔保证了垂直度要求。
上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工上下表面为中心的一组工艺，然后加工的孔，再以的孔的孔为基准加工的孔。方案二则是先加孔后再加工上下表面，再加工孔，此时方案二采用车床加工工序一，这样有利提高效率，节省成本。经比较可知，先加工上下表面，再以上下表面为基准加工及插键槽，最后完成对的孔的定位。显然方案一比方案二的装夹次数减少了，同时也更好的保证了精度要求。
综上所述，零件的具体工艺过程如下：
工序一：备料
工序二：铸造毛坯
工序三：铣凸台端面，选用X51立式铣床；
工序四：钻，铰内孔，选用Z535立式钻床；
工序五：钻，铰孔，选用Z525立式钻床；
工序六：铣槽mm，选用X63卧式铣床；
工序七：钻、铰孔，选用Z525立式钻床；
工序八：钻底孔，攻螺纹孔M10-H7mm，选用Z525立式钻床；
工序九：钻，铰锥销通孔，选用Z525立式钻床；
工序十：插键槽6H9mm；
工序十一：钻槽底通孔钻，选用Z525立式钻床；
工序十二：终检。
2.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
(1)毛坯种类的选择
零件机械加工的工序数量、材料消耗和劳动量等在很大程度上与毛坯的选择有关，因此，正确选择毛坯具有重要的技术和经济意义。根据该零件的材料为HT200、生产类型为批量生产、结构形状很复杂、尺寸大小中等大小、技术要求不高等因素，在此毛坯选择铸造成型。
(2)确定毛坯的加工余量
根据毛坯制造方法采用的铸造造型，查取《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-5，“手柄座”零件材料采用灰铸铁制造。材料为HT200，硬度HB为170—241，生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。
（2）面的加工余量。
根据工序要求，结合面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下：
粗铣：参照《机械加工工艺手册第1卷》表3.2.23。其余量值规定为，现取。表3.2.27粗铣平面时厚度偏差取。
精铣：参照《机械加工工艺手册》表2.3.59，其余量值规定为。
差等级选用CT7。再查表2.3.9可得铸件尺寸公差为。
材料为铸件，硬度为HB170-241，成品重0.62kg，生产批量为大批生产，采用铸造成型，二级精度组（成批生产）
“手柄座”零件材料为铸铁，硬度为HBS65～87，毛坯的重量约为2Kg，生产类型为大批量生产，采用砂型铸模。相关数据参见零件图。据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1．外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差（端面）。
查《机械制造工艺设计简明手册》（以下称《工艺手册》）表2.2～2.5，取端面长度余量均为2.5（均为双边加工）
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