设计杠杆零件的机械加工工艺规程及钻Φ12孔的专用夹具

刘玉中

（建德市输送机械设备有限公司，浙江 建德311602）

该零件为一杠杆，两端为孔，一端带键槽的光轴连接。当光轴旋转时，通过键连接，带动杠杆绕φ16H7mm孔轴线旋转，而光轴是固定的，杠杆饶φ16H7mm孔轴线摆动，杠杆另一端为φ12H7mm孔，与丝杠连接，杠杆的摆动是φ12H7mm孔带动丝杠摆动，在丝杠上另外有一零件与其相配合，丝杠的摆动使该零件摆动或直线移动。从而实现所需的动作。

零件图如下：

零件的工艺分析：

根据零件图可知材料为45号钢。该材料具有良好的综合性能，即强度高，塑性和韧性好。广泛用于制造各种重要的机器零件。

该零件的主要加式对象为两个通孔分别为φ15mm和φ20mm和一个5的键槽另外还需要铣削两边凸台端面。

键槽的对称度为0.012mm，直接影响零件在装配过程中的接触精度。

两孔分别为φ15mm和φ20mm的尺寸精度直接影响该零件在装配过程中与轴类零件的接触精度。由零件图可知，该两孔间的轴间距为45mm，无偏差要求即按经济加工精度加工即可。而两孔的加工因需要制造成基孔制的配合孔，所以加工精度较高，须达到IT7级精度，因此在加工过程中，φ15mm孔用打底孔 ——粗镗——精镗的工艺路线，而φ20mm孔利用专用夹具在钻床上采用钻——扩——铰的工艺路线。其中键槽采用拉削一次成形。

零件外形的两个凸台平面，精度要求不是很高，尺寸精度要求中轴向精度较高。可以看出，它们对该零件在使用过程中的影响不是很大，采用经济精度加工即可满足该零件的设计要求。

该零件中唯一有形位公差的是5mm的键槽,它的对称度要求较高，在拉床的工作过程中需用专用夹具保证。

根据零件材料确定毛坯为铸件。又由题目以知零件的生产纲领为10000件/年。通过计算该零件质量约为0.4Kg。毛坯的铸造方法选用砂型机器造型。由于孔φ16mm和φ12mm内径过小，所以不须铸出。此外，铸造后应安排人工时效，以消除残余应力。

精基准的选择：

杠杆的小孔（φ15mm）轴线既是装配基准，又是设计基准。选它做为精基准，能使加工遵循“基准重合”的原则。实现杠杆零件“一面一孔”的定位方式。这样使工艺路线遵循了“基准统一”的原则。

粗基准的选择：考虑到以下两点要求：

1、在保证各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔的加工余量尽量均匀；

2、保证定位准确，夹紧可靠。所以选择A面（两凸台共在的大水平面）作为粗基准。制定工艺路线：

根据各表面的加工要求和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面的加工方法如下：

A面 ：粗车——精铣；

B面：粗铣；

7级精度的未铸出孔φ16mm孔：钻——粗镗——精镗；7级精度的未铸出孔φ12mm孔：钻——扩——铰；键槽5JS9：拉削。

因键槽两侧面有较高的对称度要求，所以它的加工宜在一次装夹下将键槽一次加工出来，以保证其在与键配合过程中的位置精度。根据先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原则，将A面、B面、φ16mm孔的粗加工防在前面，精加工放在后面。φ12mm孔的加工放在其后，键槽的加工放在最后。

确定设计方案：

方案1 在零件两端以短V形块定位,一端固定,另一端活动,固定短V形块,可限制两个自由度X、Y，而调整V形块由于在X方向上可移动，故对X不限制，只限制三个自由度，如此，可以实现完全定位。此方案从原理上可行，但是夹具上是很简单。由于V形块定位表面和定位组件很可能会接触不好，定位不太稳定，故此方案不宜使用。

方案2 由于在此之前φ16H7孔已经镗好，不可以用此孔为基准定位零件，在孔内插入一个定位圆柱销，可以限制两个自由度X、Y，第三个自由度Z是由调整V形块限制，且方案结构简单，操作方便，适用于零件要求中批生产，此方案可以使用。

钻孔采用快换钻套与固定钻模板：

1）在中批生产中，一次加工孔用的钻模应用外径与衬套或钻模板具有H7/g5配合的快换钻套，以便于钻套孔磨损后很快地进行更换。

2）在工件一次装夹后，一个被加工孔需要钻孔、扩孔、铰孔或钻双级孔、攻丝等多次加工时采用，以便于迅速更换不同内径的钻套。

3）当钻套直接在整体钻模上致使夹具体内部加工方便时，应采用单独制造的安装在夹具体上方固定钻模板。为防止在使用过程中移动，除用螺钉联结外还要用定位销以保持钻套对定位元件准确定位。

[1]杨叔子.机械加工工艺师手册.北京：机械工业出版社.2001.8.

[2]陈宏钧.实用机械加工工艺手册.北京：机械工业出版社.1996.12.

[3]徐鸿本.机床夹具设计手册.沈阳：辽宁科学技术出版社.2004.1.

[4]冯辛安.机械制造装备设计.北京：机械工业出版社.1999.