目 录
一、 零件的分析·······················································2
1.1零件的作用····················································2 1.2零件的工艺分析················································3 1.3零件的材料····················································3 1.4零件的生产类型················································3 二、 工艺规程设计·····················································3
2.1基面的选择····················································3 2.2制定工艺路线··················································3 2.3机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定························5 2.4确定切削用量及工时············································6 三、 夹具的设计·······················································15
3.1夹具类型的确定················································15 3.2定位装置的设计················································15 3.3夹紧装置的设计················································20 3.4导向装置的设计及其他装置的结构、夹具体的确定··················22 四、 绘制夹具结构图···················································23 五、 确定夹具技术要求的有关尺寸、公差配合·····························24
5.1技术要求······················································24 5.2公差配合······················································24 5.3夹具精度分析计算··············································25 六、 结束语···························································26 七、 致谢·····························································26 八、 参考文献·························································27
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杠杆零件夹具设计
摘要：本课题设计的是钻床加工工序的夹具，就杠杆零件的工艺进行了具体的
分析、并制定了工艺卡片。对钻床加工工序进行了夹具的设计，制定了定位方案和定位基准，设计出了钻床加工工序的夹具体。对标准化零部件的受力分析。
关键词：夹具；工艺路线；定位误差；定位元件。
Lever parts fixture design
Student majoring in Electrical and Mechanical Technology Education: Zhou liu long
Tutor: Wei bao li
Abstract ：The issue is the design of the drilling processes fixture on the lever components, a method for the analysis of specific, and developed a process card. Driller processes of the fixture design, development programs and the positioning positioning benchmarks design of drilling processes in specific folders. Drilling also important parts of NC programming for the
Analysis of standardized parts. U se of Pro / E on
specific folder structure of the interference analysis, CAXA software used on some parts of NC programming.
Key words : Fixture; NC; Process routes; Positioning error; Positioning components
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前言
不论是传统制造系统还是现代制造系统，夹具都是非常重要的。在机械制造过程中，用来固定加工对象，使之占有正确位置，以便接受施工或者检测的装置都可以称为夹具。例如:焊接过程中用的焊接夹具，检验过程中用的检验夹具，机械加工过程中用的机床夹具等。夹具对于加工质量、生产率和产品成本都有直接的影响。花费在夹具设计和制造的时间不论是在改进现有产品或者开发新产品中，在生产周期中都占有较大的比重。所以，在制造业中非常重视对夹具的研究。夹具是由一套预先制造好的各种不同形状、不同尺寸、不同功能的系列化、标准化元件组装而成的。因此夹具具有通用性和专用性双重性质，即组成夹具的元件是通用性的元件，而一旦组装成成套夹具即为专用夹具。组合夹具机构灵活多变，元件长期重复使用，因此，其元件比其它类型的夹具元件要求具有高精度，高强度，高硬度，耐磨性高等优点，单个元件功能多样，并有完全互换性。
产品制造环节的柔性化的着眼点主要是在机床和工装两个方面，而夹具又是工装柔性化的重点。夹具能保证工件在规定的坐标位置上准确定位和牢固的夹紧，也就是说能保证工件相对于机床坐标原点具有准确和稳定可靠的坐标位置。这种夹具具有较高的刚度和精度，在粗加工时能承受较大的切削用量，加工表面，可以减少机床的停机时间:在夹具上还能一次装夹多个工件同时一次加工，可以减少夹具、刀具、工件系统的调整时间；还能减少刀具的更换次数和刀具的调整时间，夹具元件可以通过组装、使用。夹具的平均设计和组装时间是专用夹具所花时间的5%-20%。
此夹具设计的内容为：
(a)分析制定了杠杆零件的工艺； (b)设计了钻床工序的专用夹具；
一、 零件的分析
1．1零件的作用
题目所给的零件是杠杆零件，零件的结构比较复杂，尺寸较小，形状比较复杂。主要作用一是传递扭矩；二是起着固定的作用；三是起着连接作用。
图1 杠杆零件图
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1．2零件的工艺分析
此杠杆零件有两组加工面，它们之间有一定的位置要求。具体分析如下： 1．2．1以?28mm为中心孔的加工表面（尺寸见图1，外形见图2）
这一组加工表面包括：?28H7mm的孔，?28H7mm孔的端面，尺寸为200?0.5mm的端面与尺寸为?28H7mm的孔有垂直度要求，垂直度误差为0.03mm，还有?11mm的孔。其中主要加工表面为?28H7mm的孔。
1．2．2以?10H9mm的孔为中心的加工表面
这一组加工表面包括?10H9mm的孔，?10H9mm孔的端面，且?10H9mm的孔的中心轴线与?28H7mm孔的中心轴线有平行度要求，其误差为0.3mm。其中主要加工表面为?10H9mm的孔。
由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工第一组加工表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并且保证它们之间的位置精度要求。 1．3零件的材料
考虑到杠杆要受到扭矩的作用，而零件的尺寸有比较小，因此应选用材料为模锻件。因为不传递力与功率，主要起固定和定位作用，所以不需要特别的工艺处理。故可采用模锻成型。这从提高生产效率、保证加工精度上考虑也是应该的。
1．4零件的生产类型
零件的生产类型为中批量生产。因此需要设计专用夹具来提高生产效率。
二、 工艺规程设计
2．1基面的选择
基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面的选择得正确合理，可以使加工质量得到保证，生产得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。 2．1．1粗基准的选择。
由于此杠杆零件的结构比较复杂，需要加工三个孔（?28H7mm、?10H9mm和?11mm）、三个端面（即三个孔的端面）和插槽，且三个孔不在同一个平面上。对于一般的轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。但对于本零件来说，如果以?40mm外圆表面作基准（四点定位），其装夹深度不够，可能造成装夹不稳定。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，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为
0.5粗基准），现选取8?利用V形块支承?40mm孔的外轮廓作主要?0.5mm作为粗加工基准，
→ ⌒ ⌒ 定位面，以削除→X，Y，X，Y四个自由度，再用一对自动定心的窄口卡爪，夹持
0.5在8??0.5mm表面上，达到完全定位。
2．1．2精基准的选择
主要考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在后面的要专门计算，此处不再重复。 2．2制定工艺路线
制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何精度、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为中批生产的条件下，可以考虑采用万能机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以
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便使生产成本尽量下降。 2．2．1工艺路线方案一
工序Ⅰ 铣?28H7mm孔两端面； 工序Ⅱ 铣?10H9mm孔两端面；
工序Ⅲ 钻、扩、粗镗、精镗、精铰?28H7mm孔； 工序Ⅳ 铣?11mm孔两端面； 工序Ⅴ 钻?11mm孔；
工序Ⅵ 钻、扩、铰?10H9mm；
?0.5工序Ⅶ 插9.50 mm槽；
工序Ⅷ 清洗，去毛刺； 工序Ⅸ 终检。
2．2．2工艺路线方案二
工序Ⅰ 铣?28H7mm孔两端面； 工序Ⅱ 铣?10H9mm孔的两端面； 工序Ⅲ 铣?11mm孔两端面，保证；
工序Ⅳ 钻、粗镗、精镗、精铰?28H7mm孔； 工序Ⅵ 钻、扩、铰?10H9mm； 工序Ⅴ 钻?11mm孔；
?0.5工序Ⅶ 插9.50 mm槽；
工序Ⅷ 清洗，去毛刺； 工序Ⅸ 终检。
2．2．3工艺方案的比较分析
上述两个方案的特点在于：方案一是先加工?28H7mm的孔的一组加工表面，然后以此为基准加工?10H9mm孔为中心的一组加工表面。而方案二则是在铣床上加工完所有表面，再加工三个孔。两相比较可以看出，方案一加工序比较多，装夹次数也较多，能够保证零件的位置精度；方案二是在铣床上铣完所有需要加工表面再加工内孔，装夹次数比较少，但是在一道工序中要完成这么多工作，需选用专门设计的组合机床（但在成批生产时，在能保证加工精度的情况下，应尽量不选用专用机床）。因此，最后的工艺路线确定如下：
工序Ⅰ 铣?28H7mm孔两端面，保证尺寸200?0.5mm；
0.1工序Ⅱ 铣?10H9mm孔两端面，保证尺寸10??0.5mm；
工序Ⅲ 钻、粗镗、精镗、精铰?28H7mm孔； 工序Ⅳ 铣?11mm孔两端面，保证360?0.5mm； 工序Ⅴ 钻?11mm孔； 工序Ⅵ 钻、扩、铰?10H9mm；
?0.5工序Ⅶ 插9.50 mm槽；
工序Ⅷ 清洗，去毛刺； 工序Ⅸ 终检。
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