設計杠桿零件的機械加工工藝規程及鉆Φ12孔的專用夾具

劉玉中

（建德市輸送機械設備有限公司，浙江 建德311602）

該零件為一杠桿，兩端為孔，一端帶鍵槽的光軸連接。當光軸旋轉時，通過鍵連接，帶動杠桿繞φ16H7mm孔軸線旋轉，而光軸是固定的，杠桿饒φ16H7mm孔軸線擺動，杠桿另一端為φ12H7mm孔，與絲杠連接，杠桿的擺動是φ12H7mm孔帶動絲杠擺動，在絲杠上另外有一零件與其相配合，絲杠的擺動使該零件擺動或直線移動。從而實現所需的動作。

零件圖如下：

零件的工藝分析：

根據零件圖可知材料為45號鋼。該材料具有良好的綜合性能，即強度高，塑性和韌性好。廣泛用于制造各種重要的機器零件。

該零件的主要加式對象為兩個通孔分別為φ15mm和φ20mm和一個5的鍵槽另外還需要銑削兩邊凸臺端面。

鍵槽的對稱度為0.012mm，直接影響零件在裝配過程中的接觸精度。

兩孔分別為φ15mm和φ20mm的尺寸精度直接影響該零件在裝配過程中與軸類零件的接觸精度。由零件圖可知，該兩孔間的軸間距為45mm，無偏差要求即按經濟加工精度加工即可。而兩孔的加工因需要制造成基孔制的配合孔，所以加工精度較高，須達到IT7級精度，因此在加工過程中，φ15mm孔用打底孔 ——粗鏜——精鏜的工藝路線，而φ20mm孔利用專用夾具在鉆床上采用鉆——擴——鉸的工藝路線。其中鍵槽采用拉削一次成形。

零件外形的兩個凸臺平面，精度要求不是很高，尺寸精度要求中軸向精度較高。可以看出，它們對該零件在使用過程中的影響不是很大，采用經濟精度加工即可滿足該零件的設計要求。

該零件中唯一有形位公差的是5mm的鍵槽,它的對稱度要求較高，在拉床的工作過程中需用專用夾具保證。

根據零件材料確定毛坯為鑄件。又由題目以知零件的生產綱領為10000件/年。通過計算該零件質量約為0.4Kg。毛坯的鑄造方法選用砂型機器造型。由于孔φ16mm和φ12mm內徑過小，所以不須鑄出。此外，鑄造后應安排人工時效，以消除殘余應力。

精基準的選擇：

杠桿的小孔（φ15mm）軸線既是裝配基準，又是設計基準。選它做為精基準，能使加工遵循“基準重合”的原則。實現杠桿零件“一面一孔”的定位方式。這樣使工藝路線遵循了“基準統一”的原則。

粗基準的選擇：考慮到以下兩點要求：

1、在保證各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔的加工余量盡量均勻；

2、保證定位準確，夾緊可靠。所以選擇A面（兩凸臺共在的大水平面）作為粗基準。制定工藝路線：

根據各表面的加工要求和各種加工方法能達到的經濟精度，確定各表面的加工方法如下：

A面 ：粗車——精銑；

B面：粗銑；

7級精度的未鑄出孔φ16mm孔：鉆——粗鏜——精鏜；7級精度的未鑄出孔φ12mm孔：鉆——擴——鉸；鍵槽5JS9：拉削。

因鍵槽兩側面有較高的對稱度要求，所以它的加工宜在一次裝夾下將鍵槽一次加工出來，以保證其在與鍵配合過程中的位置精度。根據先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原則，將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，鍵槽的加工放在最后。

確定設計方案：

方案1 在零件兩端以短V形塊定位,一端固定,另一端活動,固定短V形塊,可限制兩個自由度X、Y，而調整V形塊由于在X方向上可移動，故對X不限制，只限制三個自由度，如此，可以實現完全定位。此方案從原理上可行，但是夾具上是很簡單。由于V形塊定位表面和定位組件很可能會接觸不好，定位不太穩定，故此方案不宜使用。

方案2 由于在此之前φ16H7孔已經鏜好，不可以用此孔為基準定位零件，在孔內插入一個定位圓柱銷，可以限制兩個自由度X、Y，第三個自由度Z是由調整V形塊限制，且方案結構簡單，操作方便，適用于零件要求中批生產，此方案可以使用。

鉆孔采用快換鉆套與固定鉆模板：

1）在中批生產中，一次加工孔用的鉆模應用外徑與襯套或鉆模板具有H7/g5配合的快換鉆套，以便于鉆套孔磨損后很快地進行更換。

2）在工件一次裝夾后，一個被加工孔需要鉆孔、擴孔、鉸孔或鉆雙級孔、攻絲等多次加工時采用，以便于迅速更換不同內徑的鉆套。

3）當鉆套直接在整體鉆模上致使夾具體內部加工方便時，應采用單獨制造的安裝在夾具體上方固定鉆模板。為防止在使用過程中移動，除用螺釘聯結外還要用定位銷以保持鉆套對定位元件準確定位。

[1]楊叔子.機械加工工藝師手冊.北京：機械工業出版社.2001.8.

[2]陳宏鈞.實用機械加工工藝手冊.北京：機械工業出版社.1996.12.

[3]徐鴻本.機床夾具設計手冊.沈陽：遼寧科學技術出版社.2004.1.

[4]馮辛安.機械制造裝備設計.北京：機械工業出版社.1999.