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说明书任务书目录第一章、零件的工艺分析及生产类型的确定错误！未定义书签。零件的分析错误！未定义书签。(一) 零件的作用错误！未定义书签。(二) 零件的工艺分析错误！未定义书签。(三) 零件的生产类型4第二章、毛坯的选择与设计51、确定毛坯种类52、确定铸件加工余量：53、定毛坯尺寸64、毛坯图6第三章、工艺规程的设计7(一)、选择定位基准：7(二)、零件表面加工方法的选择7（三）制定工艺路线8（四）工序设计12（五）确定切削用量及工时定额的计算151、 确定切削用量152、工时定额的确定18第四章 夹具设计-144.1问题的提出-144.2夹具的设计-144.2.1 定位基准的选择-144.2.2定位误差分析-144.2.3夹紧装置的设计-154.2.4切削力及夹紧力的计算-164.2.4.1切削力的计算-164.2.4.2夹紧力的确定-164.2.4.3液压缸的选择-174.2.5校验夹紧元件的强度-184.2.6液压控制回路的确定-194.2.6.1分析液压缸在夹具各工作过程的动作-194.2.6.2液压回路的综合和整理-204.2.7 夹具的使用及维护-20第五章 结论-参考文献-致谢-一零件的分析（一） 零件的作用 参照p70（二）零件的工艺分析 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，不适合磨削，为此以下是零件需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：1、外圆的上端面以及与此孔相通的11的通孔，粗糙度均为12.52、36mm的下表面，粗糙度为6.3。3、外圆的前后端面，粗糙度为3.2；前后端面倒的角，粗糙度为12.5； 以及的通孔，粗糙度为1.6，孔的轴线与36mm的地面的平行度为0.05，且轴线的圆跳动公差伪0.1；4、的前后端面，粗糙度为2.5；前后端面倒的角，粗糙度为12.5； 以及的通孔，粗糙度为1.6，孔的轴线与36mm的地面的平行度为0.05；由上面分析可知，可以精加工和的外圆端面，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证，简单安排如下：将零件定位后再夹紧，加工出和的外圆端面，并钻出的孔，两孔的轴线互为基准，再以此加工出，然后钻出的通孔，最后翻转零件，深孔加工出的斜油孔。例2（二） 零件的工艺分析由附图1得知，其材料为HT200。该材料具有较高的强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力，要求耐磨的零件。该零件上主要加工面为上端面，下端面，左右端面，2-13mm孔和20（+0.1+0.06）mm以及3mm轴向槽的加工。20（+0.1+0.06）mm孔的尺寸精度以及下端面0.05mm的平面度与左右两端面孔的尺寸精度，直接影响到进气孔与排气门的传动精度及密封，213mm孔的尺寸精度，以上下两端面的平行度0.055mm。因此，需要先以下端面为粗基准加工上端面，再以上端面为粗基准加工下端面，再把下端面作为精基准，最后加工20（+0.1+0.06）mm孔时以下端面为定位基准，以保证孔轴相对下端面的位置精度。由参考文献（1）中有关孔的加工的经济精度机床能达到的位置精度可知上述要求可以达到的零件的结构的工艺性也是可行的。例3见图(三) 零件的生产类型依据设计要求Q=5000台/年，n=1件/台；结合生产实际，备品率和 废品率分别取10%和1%代入公式得该工件的生产纲领 N=50005000件/年 零件质量为，查表知其属于轻型，生产类型为中批。第二章、毛坯的选择与设计1、确定毛坯种类本零件选取的材料是HT200，而且此零件外形较为简单，又属于中批生产，若选砂型手工造型生产，则效率低，铸件质量差，也不宜采用费用高，生产周期长的铸造复杂形状毛坯的熔模铸造，最后确定采用砂型机器造型，它有较高的生产效率，也能满足毛坯质量要求。确定毛坯，画毛坯零件合图（附图2）根据零件材料确定毛坯为铸件，已知零件的生产纲领为6000件/年，通过计算，该零件质量约为3Kg，由参考文献（5）表14、表13可知，其生产类型为大批生产，毛坯的铸造方法选用砂型机器造型。此外，为消除残余应力，铸造后安排人工时效处理。参考文献（1）表2.312；该种铸造公差等级为CT1011，MA-H级。参考文献（1）表2.3-12，用查表方法确定各表面的加工余量如下表所示：2、确定铸件加工余量：（1）求最大轮廓尺寸 根据零件图计算轮廓的尺寸，长83mm，宽37mm，高62mm。（2）选择铸件公差等级查手册铸造方法按机器造型，铸件材料按灰铸铁，得铸件公差等级为812级取为10级。（3）求铸件尺寸公差公差带相对于基本尺寸对称分布。（4）求机械加工余量等级查手册铸造方法按机器造型、铸件材料为HT200得机械加工余量等级E-G级选择F级，查表得机械加工余量等级取8级。加工表面 基本尺寸 加工余量等级 加工余量数值 说明上端面 48mm H 4mm 单侧加工下端面 50mm H 3mm 单侧加工左端面 35mm H 3mm 单侧加工右端面 35mm H 3mm 单侧加工3、定毛坯尺寸上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度Ra1.6。Ra1.6的表面，余量要适当加大。分析本零件，加工表面Ra1.6，因此这些表面的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查的余量即可。（由于有的表面只需粗加工，这时可取所查数据的小值）用查表法确定铸造各表面的的加工总余量，如下表：简图加工表面基本尺寸铸件尺寸公差机械加工余量(单侧)铸件尺寸22上端面392.64471.336下端面392.6428上端面372.64451.328下端面372.6426上端面162.24241.126下端面162.244、 毛坯图（1） 确定拔模斜度 根据机械制造工艺设计手册查出拔模斜度为。（2） 确定分型面 由于毛坯形状前后对称，且最大截面在中截面，为了起模及便于发现上下模在铸造过程中的错移所以选前后对称的中截面为分型面。（3） 毛坯的热处理方式 为了去除内应力，改善切削性能，在铸件取出后要做时效处理。第三章、工艺规程的设计(一)、选择定位基准：1、粗基准的选择：本设计选尺寸为的上端面为主要定位粗基准及尺寸为36mm的下表面为辅助定位粗基准。2、精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，且本零件是杂类零件，根据零件形状结构和要求可知，的孔为设计基准，为了避免由于基准不重合而产生的误差，应选择的孔为定位基准，即遵循“基准重合”原则，以的前端面为辅助定位精基准。（一） 定位基准的选择：精基准的选择：气门摇杆轴支座的下端面既是装配基准又是设计基准，用它作为精基准，能使加工遵循基准重合的原则，实现V形块十大平面的定位方式（V形块采用联动夹紧机构夹紧）。20（+0.1+0.06）mm孔及左右两端面都采用底面做基准，这使得工艺路线又遵循“基准统一”的原则，下端面的面积比较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单，可靠，操作方便。粗基准的选择：考虑到以下几点要求，选择零件的重要面和重要孔做基准。第一， 在保证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，此外，还要保证定位夹紧的可靠性，装夹的方便性，减少辅助时间，所以粗基准为上端面。镗削20（+0.1+0.06）mm孔的定位夹紧方案：方案一：用一菱形销加一圆柱销定位两个13mm的孔，再加上底面定位实现，两孔一面完全定位，这种方案适合于大批生产类型中。方案二：用V形块十大平面定位V形块采用联动夹紧机构实现对R10的外圆柱表面进行定位，再加底面实现完全定位，由于13mm孔的秒个精度不需要很高，故用做定位销孔很难保证精度，所以选择方案二。 方案3见图(二)、零件表面加工方法的选择本零件的加工表面有端面、内孔等，材料为铸铁。以公差等级和表面粗糙度要求，参考有关资料，其加工方法选择如下： （1）内孔，公差等级为IT8，表面粗糙度为Ra1.6，毛坯孔未铸出。需进行钻、扩、半精铰、精铰，并倒角。（2）内孔，公差等级为IT8，表面粗糙度为Ra1.6，毛坯孔未铸出。需进行钻、扩、半精铰、精铰，并倒角。（3）前端面公差等级为IT11，表面粗糙度为Ra3.2，须粗铣，半精铣。（4）后端面公差等级为IT11，表面粗糙度为Ra3.2，须粗铣，半精铣。（5）前端面公差等级为IT14，表面粗糙度为Ra12.5，粗铣即可。（6）后端面公差等级为IT14，表面粗糙度为Ra12.5，粗铣即可。（7）上端面公差等级为IT14，表面粗糙度为Ra12.5，粗铣即可。（8）上端面公差等级为IT12，表面粗糙度为Ra6.3，须粗铣，半精铣。（9）的孔公差等级为IT14，表面粗糙度为Ra12.5可直接用钻头钻出。（10）的孔公差等级为IT14，表面粗糙度为Ra12.5可直接用钻头钻出。（三）制定工艺路线定位与装夹见图根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用在镗床上配以夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。查机械制造工艺设计简明手册，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：工艺路线一：工序1：铸造工序2：清砂工序3：时效处理工序4：立铣上端面，粗铣，保证尺寸，Ra12.5工序5：立铣36mm下表面，粗铣、半精铣，保证尺寸Ra6.3工序6：钻的，保证尺寸，Ra12.5工序7：粗铣、半精铣外圆前端面，保证尺寸 ，Ra3.2 粗铣、半精铣外圆后端面，保证尺寸 ，Ra3.2 粗铣、半精铣外圆前端面，保证尺寸 ，Ra12.5 粗铣、半精铣外圆后端面，保证尺寸 ，Ra12.5工序8：钻、扩、铰的孔，Ra1.6 钻孔，保证尺寸 扩孔，保证尺寸 半精铣，保证尺寸 精铣，保证尺寸 倒角，工序9：钻、扩、较的孔，Ra1.6 钻孔，保证尺寸 扩孔，保证尺寸 半精铣，保证尺寸 精铣，保证尺寸 倒角，工序10：钻的孔,保证尺寸,Ra12.5工序11：钳工去毛刺工序12：终检工艺方案二：工序一：镗 定位夹紧方式如下图 1、 粗铣圆柱前端面至42 Ra12.52、 半精铣圆柱前端面至41 Ra3.23、 粗铣圆柱前端面至20 Ra12.54、钻 Ra12.55、钻孔Ra12.56、扩孔至 Ra6.37、扩孔至 Ra6.38、半精铰孔至 Ra3.29、半精铰孔至 Ra3.210、精铰至 Ra1.611、精铰至 Ra1.6 12、粗铣圆柱后端面至38 Ra12.513、半精铣圆柱后端面至37 Ra3.214、粗铣圆柱后端面至16 Ra12.515、锪的两端，保证倒角，Ra12.516、锪的两端，保证倒角，Ra12.5工序二：镗定位及夹紧方式如下图： 1、粗铣圆柱下端面至44 Ra12.52、半精铣圆柱下端面至43 Ra6.33、粗铣圆柱上端面至39 Ra12.5 4、钻孔工序三：1、钻孔2、钳工去毛刺工序四：抽检方案1和方案比较分析，这两个方案可从保证质量、生产效率、经济成本三个方面来比较。保证质量方面：方案1中是先以36mm下平面和上端面定位钻的孔，再以孔定位，钻出的孔，因为的孔要求精度不高，而和两孔要求精度相对来说比较高，故加工出的和两孔的精度不高，而方案2是先加工出和两孔，再以此定位、钻出的孔，符合先主后次的原则，所以用方案2加工出的零件质量相对方案1老说，质量高一些，更可靠。生产效率方面：方案1中和36mm下平面相对方案2躲了一次安装，生产效率高，方案2中是高速铣，相对方案1用加工时间短，其它基本相同，从生产效率上看，方案2优于方案1.经济成本方面：方案1需要7把专用夹具，方案2只用一把专用夹具和一个通用夹具，其它消耗，两方案差不多，综合起来，方案1消耗多余方案2.。故通过以上三个方面的分析，应选方案2。一 （二） 制定加工工艺路线根据各表面加工要求，和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面及孔的加工方法如下：上端面：精铣。 下端面：粗铣左端面：粗铣精铣 右端面：粗铣精铣213mm孔：钻孔。 3mm 轴向槽精铣20（+0.1+0.006）mm：钻孔粗镗精镗因左右两端面均对20（+0.1+0.006）mm孔有较高的位置要求，故它们的加工宜采用工序集中原则，减少装次数，提高加工精度。（四）工序设计1、选择加工设备与工艺装备（1）选择机床 ：根据不同的工序选择机床。工序一 中有工步有铣、钻、扩、铰、锪并且要求，的两孔的尺寸精度，位置精度，粗糙度都比较高，为了方便加工和保证加工精度，所以选择卧式镗床。卧式镗床的类型和技术参数如下：型号：TA617 主轴直径：70最大镗孔直径：200 主轴中心线至工作台距离：0-700工作台荷重：1600Kg 主轴转速：11.2-1400r/min 工作台行程：纵900；横900 电动机功率：主电机4KW；总容量为5.5电动机台数为：2，外形尺寸为406024002470。 TA617主轴转速为：11.25、15、21、29、41、56、77、107、147、203、281、387、543、737、1017、1400（r/min）工序二 中工步为铣，根据加工面的定位夹紧方式选择卧式镗床，型号为X62。主轴转速为：30、37.5、47.5、60、75、95、118、150、190、235、300、375、475、600、750、950、1180、1500（r/min）工序三 中为钻孔钻孔，可采用专用的分度夹具在立式钻床上加工选择立式钻床Z550主轴转速为：32、47、63、89、125、185、250、351、500、735、996、1400（r/min）（2）选择夹具 本零件除粗铣和半精铣，钻斜油孔为专用夹具外，其他各工序使用通用夹具即可。（3）选择刀具 根据不同的工序选择刀具。 选用硬质合金铣刀，硬质合金钻头，硬质合金扩孔钻、硬质合金铰刀、硬质合金锪钻。加工铸铁零件采用YG类硬质合金，粗加工用YG8，半精加工为YG6。粗铣圆柱前后端面的铣刀，粗铣圆柱前后端面铣刀选择镶齿套式面铣刀，JB/T 7954-1999。D=80mm，D1=70mm d=27mm L=36mm L1=30mm，齿数为10，材料为YG8。半精铣圆柱前后端面的铣刀选择镶齿套式面铣刀，JB/T 7954-1999。D=80mm，D1=70mm d=27mm L=36mm L1=30mm，齿数为10，材料为YG6。钻 、孔分别选择、15的莫式锥柄麻花钻。扩孔至 、扩孔至 的扩孔钻分别为选择硬质合金锥柄扩孔钻，d分别为18mm和16mm。半精铰孔至 ，半精铰孔至， 精铰至 精铰至 选用硬质合金锥柄铰刀。GB/T4252-1984粗铣圆柱下端面至44粗铣圆柱上端面至39选择镶齿套式面铣刀，JB/T 7954-1999。D=80mm，D1=70mm d=27mm L=36mm L1=30mm，齿数为10，材料为YG8。半精铣圆柱下端面至43选择镶齿套式面铣刀，JB/T 7954-1999。D=80mm，D1=70mm d=27mm L=36mm L1=30mm，齿数为10，材料为YG6。钻的孔用莫式锥柄麻花钻。钻孔选择的直柄麻花钻。锪倒角用高速钢外锥面锪钻，用于孔口倒角或去毛刺（4）选择量具 本零件为中批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件表面的精度要求、尺寸和形状特点，参考有关手册，选择量具如下表：工序工步加工面尺寸尺寸公差量具一1420.62050范围游标卡尺塞规050范围游标卡尺塞规2380.163200.5240.2750.2760.0770.0780.05290.052100.027110.02712390.6213370.016140.052二1440.62050范围游标卡尺塞规2430.253390.6240.25三20.43塞规2、确定工序尺寸前面已经确定了各加工表面的总加工余量，应将毛坯余量分为各工序加工余量，然后由后往前计算工序尺寸。中间工序尺寸的公差按加工方法的经济精度确定。本零件工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度见下表：工序工步加工面尺寸尺寸公差加工余量表面粗糙度一1420.62312.52380.1613.23200.52412.540.271712.550.271512.560.070.856.370.070.856.380.0520.093.290.0520.093.2100.0270.061.6110.0270.061.612390.62312.513370.01613.2140.052412.5二1440.62312.52430.2516.33390.62412.540.251112.5三10.43312.5（五）确定切削用量及工时定额的计算 1、 确定切削用量 工序一：铣前后断面，钻、扩、铰的孔1、加工条件：（1）.工件材料：HT200,b =170240MPa，铸造;（2）.加工要求：单侧加工余量4mm;（3）.机床：TA617卧式镗床；（4）.刀具：YG6硬质合金面铣刀，选择镶齿套式面铣刀，D=80mm，D1=70mm d=27mm L=36mm L1=30mm，齿数为10 2. 切削用量 工步1：（1）确定切削深度ap因为余量较小，故选择ap=4mm，一次走刀即可完成。（2）确定每齿进给量fz查表得：fz=0.2-0.29mm/z取0.2mm/z。 f=zfz=100.2=2mm 查表Vc=64m/min主轴转速n=r/min，查表得n=281r/min，计算Vc= m/min 工步3、13、14同工步1工步2（1）确定切削深度ap因为余量较小，故选择p=1mm，一次走刀即可完成。（2）确定每齿进给量fzfz=0.1mm/z， f=zfz=100.1=1mm/r 查表得Vc=124m/min，主轴转速n=r/min查表得n=534r/min，计算Vc= m/min 工步6同工步5 工步4确定切削深度ap，选择p=8.5mmf= 0.1mm/r 查表Vc=60m/min主轴转速n=r/min，查表得n=1017r/min计算Vc= m/min 。工步5确定切削深度ap，p=7.5mm f= 0.1mm/r Vc=50m/min主轴转速n=r/min查表得n=1017r/min计算Vc= m/min 。工步6确定切削深度ap，p=0.425mm f= 0.1mm/r 查表Vc=60m/min主轴转速n=r/min查表得n=1017r/min计算Vc= m/min 。工步7确定切削深度ap，p=0.425mm f= 0.1mm/r 查表Vc=50m/min主轴转速n=r/min查表得n=1017r/min计算Vc= m/min 。工步8确定切削深度ap，p=0.045mm f= 0.4mm/r 查表Vc=10m/min主轴转速n=r/min查表得n=147r/min计算Vc= m/min 。工步9确定切削深度ap，p=0.045mmf= 0.4mm/r Vc=10m/min主轴转速n=r/min查表得n=203r/min计算Vc= m/min 。工步10p=0.03mm， f= 0.4mm/r手动进给。工步11p=0.03mm， f= 0.4mm/r手动进给。工步15锪的倒角p=0.75，f=0.22mm/r, Vc=12 m/min主轴转速：n=r/min查表得：n=232r/min计算Vc=13.2 m/min 。工步16 锪的倒角p=0.75，f=0.22mm/r, Vc=12 m/min主轴转速：n=r/min查表得：n=232r/min计算Vc=54.6 m/min 。2、 工序二切削用量工步1（1） 确定切削深度app=3mm（2） 确定每齿进给fz：查表得 fz=0.2-0.29mm/z取0.2mm/z， f=zfz=100.2=2mm 查表Vc=64m/min主轴转速n=r/min查表得n=235r/min，计算Vc= m/min工步2（1）确定切削深度app=3mm（2）确定每齿进给fz：查表得fz=0.1mm/z， f=zfz=100.1=1mm/r Vc=124m/min主轴转速n=r/min，查表得n=600r/min，计算Vc=m/min工步3同工步1工步4 p=5.5mm， f= 0.1mm/r Vc=50m/min主轴转速n=r/min，查表得n=1400r/min，计算Vc= m/min3、 工序三切削用量工步1p=1.5mm， f= 0.1mm/r Vc=10m/min主轴转速n=r/min，查表得n=1017r/min，计算Vc= m/min 。2、工时定额的确定1）工时定额的计算工时定额是指完成零件加工的就一个工序的时间定额其中：是指但见时间定额 是指基本时间（机动时间），通过计算求得 是指辅助时间，一般取（1520）%；与和称为作业时间 是指布置工作时间，一般按作业时间的（27）%估算 是指休息及生理需要时间，一般按作业时间（24）%估算 是准备与终结时间，大量生产时，准备与终结时间忽略不计 N是指一批零件的个数下表是各个工步基本时间的计算公式及其结果：工序工步计算公式计算结果（min）工序一1铣： =90 ：铣削宽度 d：铣刀直径0.1420.1430.0934钻： ：（14）扩、铰： 0.1150.1160.07670.05680.04990.09100.53110.4912铣： =90 ：铣削宽度 d：铣刀直径锪： ：（12）0.29130.11140.18150.076160.058工序二1铣： =90 ：铣削宽度 d：铣刀直径钻： ：（14）0.06320.2330.0740.09工序三1钻： ：（14）0.058第五章 夹具设计-144.1问题的提出-144.2夹具的设计-144.2.1 定位基准的选择-144.2.2定位误差分析-144.2.3夹紧装置的设计-154.2.4切削力及夹紧力的计算-164.2.4.1切削力的计算-164.2.4.2夹紧力的确定-164.2.4.3液压缸的选择-174.2.5校验夹紧元件的强度-184.2.6液压控制回路的确定-194.2.6.1分析液压缸在夹具各工作过程的动作-194.2.6.2液压回路的综合和整理-204.2.7 夹具的使用及维护-20参考：3 专用夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工杠杆零件时，需要设计专用夹具。根据任务要求中的设计内容，需要设计加工工艺孔25夹具、铣宽度为30mm的下平台夹具及钻M8底孔夹具各一套。其中加工工艺孔的夹具将用于组合钻床，刀具分别为麻花钻、扩孔钻、铰刀对工件上的工艺孔进行加工。铣宽度为30mm的下平台将用于组合铣床，刀具为硬质合金端铣刀YG8对杠杆的25孔下表面进行加工。钻M8底孔夹具采用立式钻床，先用麻花钻钻孔，再用丝锥攻螺纹。3.1加工工艺孔25夹具设计本夹具主要用来钻、扩、铰工艺孔25。这个工艺孔有尺寸精度要求为+0.023，表面粗糙度要求，表面粗糙度为，与顶面垂直。并用于以后各面各孔加工中的定位。其加工质量直接影响以后各工序的加工精度。本到工序为杠杆加工的第二道工序，加工到本道工序时只完成了杠杆下表面的粗、精铣。因此再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。3.1.1定位基准的选择由零件图可知，工艺孔位于零件中心偏左，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并应与顶面垂直。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。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下表面工序的定位基准，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45外圆面作为定位基准，用V型块定位限制4个自由度。再以25下表面加3个支撑钉定位作为主要定位基面以限制工件的三个自由度。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25进行钻削加工；然后采用标准高速钢扩孔钻对其进行扩孔加工；最后采用标准高速铰刀对工艺孔25进行铰孔加工。准备采用手动夹紧方式夹紧。3.1.2切削力的计算与夹紧力分析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 钻削力矩 式中： 本道工序加工工艺孔时，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（3.1）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（3.1）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：3.1.3夹紧元件及动力装置确定由于杠杆的生产量很大，采用手动夹紧的夹具结构简单，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3.1所示。图3.1 带光面压块的压紧螺钉3.1.4钻套、衬套、钻模板及夹具体设计工艺孔的加工需钻、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：工艺孔25mm分钻、扩、铰三个工步完成加工。钻、扩、铰，加工刀具分别为：钻孔22mm标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔24.7mm标准高速钢扩孔钻；铰孔mm标准高速铰刀。根据参考文献11表2-1-47可查得钻套孔径结构尺寸如图3.2及表3.1所示。图3.2 快换钻套表3.1 铰工艺孔钻套结构参数如下表：dHD公称尺寸公差222530+0.021+0.0084642125.5181829.555衬套选用固定衬套其结构如图3.3所示。图3.3 固定衬套衬套选用固定衬套其结构参数如表3.2所示。表3.2 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3.4及表3.3所示。图3.4 V型块表3.3 V型块的主要尺寸NDBHLllAA1dd1d2hb4245522068201426221011181012注：T=L+0.707D-0.5N钻模板选用固定式钻模板，工件以底面及45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。3.1.5夹具精度分析利用夹具在机床上加工时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统。它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系。因此在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计的夹具进行精度分析和误差计算。由工序简图可知，本道工序由于工序基准与加工基准重合，又采用顶面为主要定位基面，故定位误差很小可以忽略不计。本道工序加工中主要保证工艺孔尺寸mm及表面粗糙度。本道工序最后采用铰加工，选用标准高速铰刀，直径为mm，并采用钻套，铰刀导套孔径为，外径为同轴度公差为。固定衬套采用孔径为，同轴度公差为。该工艺孔的位置度应用的是最大实体要求。即要求：（1）各孔的实际轮廓受最大实体实效边界的控制即受直径为的理想圆柱面的控制。（2）各孔的体外作用尺寸不能小于最大实体实效尺寸。（3）当各孔的实际轮廓偏离其最大实体状态，即其直径偏离最大实体尺寸时可将偏离量补偿给位置度公差。（4）如各孔的实际轮廓处于最小实体状态即其实际直径为时，相对于最大实体尺寸的偏离量为，此时轴线的位置度误差可达到其最大值。即孔的位置度公差最小值为。工艺孔的尺寸，由选用的铰刀尺寸满足。工艺孔的表面粗糙度，由本工序所选用的加工工步钻、扩、铰满足。影响两工艺孔位置度的因素有（如下图所示）：（1）钻模板上两个装衬套孔的尺寸公差：（2）两衬套的同轴度公差：（3）衬套与钻套配合的最大间隙：（4）钻套的同轴度公差：（5）钻套与铰刀配合的最大间隙： 所以能满足加工要求。3.1.6夹具设计及操作的简要说明钻铰25孔的夹具如夹具装配图ZJZ-01所示。装卸工件时，先将工件放在定位块上；再把工件向固定V行块靠拢，用带光面压块的压紧螺钉将工件夹紧；然后加工工件。当工件加工完后，将带光面压块的压紧螺钉松开，取出工件。设计小结通过本次设计过程，我对机械制造技术基础，机械制造装备设计和大部分专业课知识进行了复习，加深了对专业课知识的认识，同样了解到了自己在知识实际运用方面的不足。在设计中，我通过查寻各种资料，结合所学知识，在老师的指导下掌握了夹具设计的过程方法，更加深该了机械行业需要严谨态度的认识。本次设计对以后的专业课设计，毕业设计都起到了很大的作用，同样为以后工作打下了基础。3.1.3夹紧元件及动力装置确定由于杠杆的生产量很大，采用手动夹紧的夹具结构简单，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3.1所示。图3.1 带光面压块的压紧螺钉3.1.4钻套、衬套、钻模板及夹具体设计工艺孔的加工需钻、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：工艺孔25mm分钻、扩、铰三个工步完成加工。钻、扩、铰，加工刀具分别为：钻孔22mm标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔24.7mm标准高速钢扩孔钻；铰孔mm标准高速铰刀。根据参考文献11表2-1-47可查得钻套孔径结构尺寸如图3.2及表3.1所示。图3.2 快换钻套表3.1 铰工艺孔钻套结构参数如下表：dHD公称尺寸公差222530+0.021+0.0084642125.5181829.555衬套选用固定衬套其结构如图3.3所示。图3.3 固定衬套衬套选用固定衬套其结构参数如表3.2所示。表3.2 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3.4及表3.3所示。图3.4 V型块表3.3 V型块的主要尺寸NDBHLllAA1dd1d2hb4245522068201426221011181012注：T=L+0.707D-0.5N钻模板选用固定式钻模板，工件以底面及45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。3.1.5夹具精度分析利用夹具在机床上加工时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统。它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系。因此在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计的夹具进行精度分析和误差计算。由工序简图可知，本道工序由于工序基准与加工基准重合，又采用顶面为主要定位基面，故定位误差很小可以忽略不计。本道工序加工中主要保证工艺孔尺寸mm及表面粗糙度。本道工序最后采用铰加工，选用标准高速铰刀，直径为mm，并采用钻套，铰刀导套孔径为，外径为同轴度公差为。固定衬套采用孔径为，同轴度公差为。该工艺孔的位置度应用的是最大实体要求。即要求：（1）各孔的实际轮廓受最大实体实效边界的控制即受直径为的理想圆柱面的控制。（2）各孔的体外作用尺寸不能小于最大实体实效尺寸。（3）当各孔的实际轮廓偏离其最大实体状态，即其直径偏离最大实体尺寸时可将偏离量补偿给位置度公差。（4）如各孔的实际轮廓处于最小实体状态即其实际直径为时，相对于最大实体尺寸的偏离量为，此时轴线的位置度误差可达到其最大值。即孔的位置度公差最小值为。工艺孔的尺寸，由选用的铰刀尺寸满足。工艺孔的表面粗糙度，由本工序所选用的加工工步钻、扩、铰满足。影响两工艺孔位置度的因素有（如下图所示）：（1）钻模板上两个装衬套孔的尺寸公差：（2）两衬套的同轴度公差：（3）衬套与钻套配合的最大间隙：（4）钻套的同轴度公差：（5）钻套与铰刀配合的最大间隙： 所以能满足加工要求。3.1.6夹具设计及操作的简要说明钻铰25孔的夹具如夹具装配图ZJZ-01所示。装卸工件时，先将工件放在定位块上；再把工件向固定V行块靠拢，用带光面压块的压紧螺钉将工件夹紧；然后加工工件。当工件加工完后，将带光面压块的压紧螺钉松开，取出工件。3.2粗精铣宽度为30mm的下平台夹具设计本夹具主要用来粗精铣杠杆宽度为30mm的下平台。由加工本道工序的工序简图可知。粗精铣杠杆宽度为30mm的下平台时，杠杆宽度为30mm的下平台有粗糙度要求，杠杆宽度为30mm的下平台与工艺孔轴线分别有尺寸要求。本道工序是对杠杆宽度为30mm的下平台进行粗精加工。因此在本道工序加工时，主要应考虑提高劳动生产率，降低劳动强度。同时应保证加工尺寸精度和表面质量。3.2.1定位基准的选择由零件图可知25孔的轴线所在平面和右端面有垂直度的要求是10，从定位和夹紧的角度来看，右端面是已加工好的，本工序中，定位基准是右端面，设计基准是孔25的轴线，定位基准与设计基准不重合，需要重新计算上下端面的平行度，来保证垂直度的要求。在本工序只需要确定右端面放平。为了提高加工效率，现决定用两把铣刀对杠杆宽度为30mm的下平台同时进行粗精铣加工。同时为了采用手动夹紧。3.2.2定位元件的设计本工序选用的定位基准为一面两销定位，所以相应的夹具上的定位元件应是一面两销。因此进行定位元件的设计主要是对固定挡销和带大端面的短圆柱销进行设计。根据参考文献11带大端面的短圆柱销的结构尺寸参数如图3.5所示。图3.5 带大端面的短圆柱销根据参考文献11固定挡销的结构如图3.6所示。图3.6 固定挡销主要结构尺寸参数如下表3.4所示。表3.4 固定挡销的结构尺寸1218142641243.2.3定位误差分析本夹具选用的定位元件为一面两销定位。其定位误差主要为：销与孔的配合0.05mm，铣/钻模与销的误差0.02mm，铣/钻套与衬套0.029mm由公式e=(H/2+h+b)max/Hmax=(0.052+0.022+0.0292)1/2 =0.06mm e=0.0630/32=0.05625可见这种定位方案是可行的。3.2.4铣削力与夹紧力计算本夹具是在铣钻床上使用的，用于定位螺钉的不但起到定位用，还用于夹紧，为了保证工件在加工工程中不产生振动，必须对“17”六角螺母和”11”螺母螺钉施加一定的夹紧力。由计算公式 Fj=FsL/(d0tg(+1)/2+rtg2) 式（3.2）Fj沿螺旋轴线作用的夹紧力 Fs作用在六角螺母L作用力的力臂(mm) d0螺纹中径(mm)螺纹升角()1螺纹副的当量摩擦()2螺杆(或螺母)端部与工件(或压块)的摩擦角()r螺杆(或螺母)端部与工件(或压块)的当量摩擦半径()根据参考文献6其回归方程为 FjktTs其中Fj螺栓夹紧力(N)； kt力矩系数(cm1) Ts作用在螺母上的力矩(N.cm)； Fj =52000=10000N3.2.5夹具体槽形与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台U形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩，可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷，加强夹具在加工中的稳固性。根据参考文献11定向键的结构如图3.7所示。图3.7 定向键根据参考文献11夹具U型槽的结构如图3.8所示。图3.8 U型槽主要结构尺寸参数如下表3.5所示。表3.5 U型槽的结构尺寸螺栓直径12143020对刀装置由对刀块来实现，用来确定刀具与夹具的相对位置。由于本道工序是完成杠杆宽度为30mm下平台的粗精铣加工，所以选用直角对刀块。根据GB224380直角对到刀块的结构和尺寸如图3.9所示。图3.9 直角对刀块塞尺选用平塞尺，其结构如图3.10所示。图3.10 平塞尺塞尺尺寸如表3.6所示。表3.6 平塞尺结构尺寸公称尺寸H允差dC3-0.0060.253.2.6夹紧装置及夹具体设计夹紧装置采用移动的A型压板来夹紧工件，采用的移动压板的好处就是加工完成后，可以将压板松开，然后退后一定距离把工件取出。移动压板的结构如图3.11所示。图3.11 移动压板主要结构尺寸参数如表3.7所示。表3.7 移动压板结构尺寸973011364081641.512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。整个夹具的结构夹具装配图ZJX-02所示。3.2.7夹具设计及操作的简要说明本夹具用于在立式铣床上加工杠杆的小平面和加工12.7。工件以孔及端面和水平面底为定位基准，在短销、支承板和支承钉上实现完全定位。采用转动A型压板夹紧工件。当加工完一边，可松开螺钉、螺母、支承钉来加工另一边。一次加工小平面和加工12.7，如夹具装配图ZJX-02所示。3.3钻M8螺纹孔夹具设计3.3.1定位基准的选择在加工M8螺纹孔工序时，25孔和宽度为30mm的下平台已经加工到要求尺寸。因此选用和25孔及25孔下表面加上宽度为30mm的作为定位基准。选择25孔限制了工件的3个自由度，选择45外圆面定位时，限制了3个自由度。即一面两销定位。工件以一面两销定位时，夹具上的定位元件是：一面两销。其中一面为25孔下表面，两销为短圆柱销和固定挡销。3.3.2定位元件的设计本工序选用的定位基准为一面两销定位，所以相应的夹具上的定位元件应是一面两销。因此进行定位元件的设计主要是对短圆柱销和固定挡销进行设计根据参考文献11，可查得短圆柱销的结构和尺寸，如图3.12所示。图3.12 短圆柱销根据参考文献11表2-1-2固定定位销的结构及主要尺寸如图3.13所示。图3.13 固定定位销主要结构尺寸参数如表3.8所示。表3.8 固定定位销的结构尺寸1218142641243.3.3定位误差分析机械加工过程中，产生加工误差的因素有很多。在这些因素中，有一项因素于机床夹具有关。使用夹具时，加工表面的位置误差与夹具在机床上的对定及工件在夹具中的定位密切相关。为了满足工序的加工要求，必须使工序中各项加工误差之总和等于或小于该工序所规定的工序公差。本夹具选用的定位元件为一面两销定位。其定位误差主要为：销与孔的配合0.05mm，钻模与销的误差0.02mm，钻套与衬套0.029mm由公式e=(H/2+h+b)max/Hmax=(0.052+0.022+0.0292)1/2 =0.06mm e=0.0630/32=0.05625可见这种定位方案是可行的。3.3.4钻削力与夹紧力的计算由于本道工序主要完成工艺孔的钻、攻螺纹加工，而钻削力远远大于攻螺纹切削力。因此切削力应以钻削力为准。由参考文献9得：钻削力 钻削力矩 式中： 本套夹具采用移动压板夹紧，移动压板主要靠移动压板上的螺母来实现夹紧。根据参考文献11可知该机构属于单个螺旋夹紧。由式（3.1）根据参考文献11表1-2-20到表1-2-23可查得 3.3.5钻套、衬套、钻模板及夹具体设计M8螺纹孔的加工需钻、攻螺纹两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：M8螺纹孔分钻、攻螺纹两个工步完成加工。钻、攻，加工刀具分别为：钻孔7标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；攻螺纹8的丝锥。根据参考文献11表2-1-47可查得钻套孔径结构如图3.14所示。图3.14 快换钻套钻M8孔钻套结构参数如表3.9所示。表3.9dHD公称尺寸允差72012+0.018+0.0072218104771650根据参考文献11表2-1-58可得衬套选用固定衬套其结构如图3.15所示。图3.15 固定衬套其结构参数如表3.10所示。表3.10dHDC 公称尺寸允差公称尺寸允差12+0.034+0.0162018+0.023+0.0120.52根据参考文献11夹具U型槽的结构如图3.16所示。图3.16 U型槽主要结构尺寸参数如表3.11所示。 表3.11螺栓直径121430203.3.6夹紧装置的设计夹紧装置采用移动的A型压板来夹紧工件，采用的移动压板的好处就是加工完成后，可以将压板松开，然后退后一定距离把工件取出。根据参考文献11移动压板（GB2175-80），其结构如图3.17所示。图3.17 移动压板主要结构尺寸参数如表3.12所示表3.121203011365081641.5123.3.7夹具设计及操作的简要说明本套夹具用于加工M8螺纹孔。定位采用常见的一面两销定位方案。以25孔下表面（一面）及其内孔（带大端面的长圆柱销），加上宽度为30mm的下平台（固定定位销）来实现完全定位。主要考虑工件便于取出夹紧装置采用移动压板夹紧。工件加工完成后，移动压板向后退一定距离，工件就可以很方便的取出。工件装夹时，