畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）倒擋撥叉工藝及夾具設(shè)計(jì)（單獨(dú)論文不含圖）

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1、湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）湖 南 科 技 大 學(xué)瀟湘學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目倒擋撥叉工藝及夾具設(shè)計(jì)作者學(xué)院瀟湘學(xué)院專(zhuān)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師二一六年 五月 二十五日摘 要本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及倒擋撥叉的機(jī)械制造工藝及工裝夾具設(shè)計(jì)的內(nèi)容。根據(jù)倒擋撥叉的零件圖分析其精度、表面粗糙度、技術(shù)要求、加工部位尺寸、形狀結(jié)構(gòu)及零件的批量生成的，確定被加工零件工藝方法和工藝過(guò)程，并選擇好倒擋撥叉的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出倒擋撥叉的工藝路線；接著對(duì)倒擋撥叉各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量和基本工時(shí)；然后進(jìn)行專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)，在選擇設(shè)計(jì)出夾具中，本次針對(duì)倒擋撥叉的工

2、藝確定設(shè)計(jì)兩套夾具。此兩套夾具分別是銑叉口兩側(cè)面的夾具和鉆鉸孔19.1夾具。在設(shè)計(jì)夾具過(guò)程中，需要考慮的是如定位元件、夾緊元件、夾具體、對(duì)刀件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。關(guān)鍵詞：倒擋撥叉；工裝夾具；工藝規(guī)程單獨(dú)論文不含圖，加153893706ivAbstractThis design content relates to the mechanical manufacturing technology and the technology of the shifting fork fixture design conten

3、t.Based on the analysis of its accuracy, surface roughness, technical requirements, the batch processing spot size, shape structure and parts of the generation of the fork of the parts diagram, identify processing technology method of parts and process, and the choice of processing benchmark good fo

4、rk, the fork of the design process is obtained; then the fork each step process calculation of dimensions, the key is to determine the craft equipment and the cutting parameters and the basic working hours each working procedure; then design the special fixture, in the choice of design fixture, the

5、process of shifting fork to determine the design of two sets of fixture. The two sets of clamps are slot milling jig and fixture for drilling slant hole diameter of 19.1. Fixture in the design process, need to consider is if the positioning element, clamping element, clamp, tool parts and other comp

6、onents; calculate fixture positioning errors when positioning, analysis the rationality and deficiency of fixture structure, pay attention to improving and will design in.Key word: Gear chamber cover, fixture, process specification 目 錄第一章 緒 論11.1 設(shè)計(jì)目的11.2 研究的內(nèi)容和意義11.3 目前國(guó)內(nèi)外存在的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題1第二章 零件的分析32.1

7、零件的作用32.2 零件的工藝分析3第三章 確定毛坯形式53.1選擇毛坯53.2確定機(jī)械加工余量，毛坯尺寸和公差53.3設(shè)計(jì)毛坯圖5第四章 選擇加工方法制定加工工藝路線74.1定位基準(zhǔn)的選擇74.1.2粗基準(zhǔn)的選擇74.1.3精基準(zhǔn)的選擇74.2零件表面加工方法的選擇84.3制定工藝路線84.4確定夾具、量具114.5 確定工序尺寸12第五章 確定切削用量及基本時(shí)間135.1切削用量的選擇135.2各工序的切削用量及時(shí)間定額13第六章 部分工序?qū)Ｓ脢A具設(shè)計(jì)216.1機(jī)床夾具簡(jiǎn)介216.1.1機(jī)床夾具的概述216.1.2 專(zhuān)用夾具的組成216.1.3機(jī)床夾具設(shè)計(jì)要求216.1.4專(zhuān)用機(jī)床夾具的設(shè)

8、計(jì)步驟226.2立式鉆床上鉆、擴(kuò)、鉸19.1mm孔專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)226.2.1定位基準(zhǔn)的選擇236.2.2定位元件的設(shè)計(jì)與選擇236.2.3定位誤差的分析236.2.4切削力的計(jì)算256.2.5 導(dǎo)向件的設(shè)計(jì)2616.2.6夾緊裝置設(shè)計(jì)及夾緊力的計(jì)算276.2.7夾具操作說(shuō)明296.3臥式銑床上精銑叉口側(cè)面夾具316.3.1定位基準(zhǔn)的選擇316.3.2定位元件的設(shè)計(jì)316.3.3切削力及夾緊力的計(jì)算326.3.4定位誤差分析336.3.5定向鍵裝置設(shè)計(jì)346.3.6對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)356.3.7夾緊裝置的設(shè)計(jì)36結(jié) 論38參 考 文 獻(xiàn)39致 謝401第一章 緒 論1.1 設(shè)計(jì)目的 畢業(yè)設(shè)計(jì)是在畢業(yè)

9、之前的最重要的一個(gè)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，也是對(duì)大學(xué)所學(xué)各課程的一次綜合應(yīng)用與實(shí)踐，是深化所學(xué)只是重要過(guò)程，是對(duì)學(xué)生素質(zhì)與能力的一次全面檢驗(yàn)，而且還是對(duì)學(xué)生畢業(yè)資格及學(xué)位認(rèn)證的重要依據(jù)。所以，認(rèn)真做好畢業(yè)設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的。（1）設(shè)計(jì)出符合現(xiàn)代機(jī)械制造要求的工藝與夾具。（2）通過(guò)本次設(shè)計(jì)，加深、鞏固大學(xué)所學(xué)的理論知識(shí)。（3）理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)自己運(yùn)用理論解決實(shí)際問(wèn)題的能力（如優(yōu)選設(shè)計(jì)方案、編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、列出計(jì)算過(guò)程和結(jié)果，并進(jìn)行討論和分析等等。（4）進(jìn)一步提高利用技術(shù)資料、運(yùn)算和繪圖的能力；增強(qiáng)自己運(yùn)用計(jì)算機(jī)的能力及外語(yǔ)的能力。（5）培養(yǎng)實(shí)事求是、認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和刻苦鉆研不斷創(chuàng)新的精神。對(duì)于我們即將畢

10、業(yè)的工科學(xué)生來(lái)說(shuō)，我希望能夠通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)從事的的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，也是學(xué)校對(duì)我們最后一次培養(yǎng)訓(xùn)練。希望在本次設(shè)計(jì)中充分的鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，也在本次設(shè)計(jì)中及時(shí)的發(fā)現(xiàn)自己的問(wèn)題并且及時(shí)糾正解決。為將來(lái)能夠很好的適應(yīng)工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。1.2 研究的內(nèi)容和意義本次研究的內(nèi)容是倒檔撥叉的加工工藝及其部分工序夾具的設(shè)計(jì)。主要需要完成的包括加工工藝的安排以及專(zhuān)用機(jī)床夾具設(shè)計(jì)。為了保證加工零件的精度同時(shí)節(jié)約成本和縮短加工周期以及提高加工效率，那么一個(gè)良好的工藝安排以及專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)就是必不可少的了。在工藝的安排上不但要考慮合理的加工要求還要考慮到操作者以及加工機(jī)械的

11、安全。同時(shí)夾具的設(shè)計(jì)上也要考慮到使用的安全性和經(jīng)濟(jì)性以及安裝和拆卸上的方便性。設(shè)計(jì)一個(gè)良好的工藝工裝安排路線那么必須要經(jīng)過(guò)對(duì)加工件的詳細(xì)分析以及周密的考慮后才能得出。所以分析問(wèn)題是解決問(wèn)題的關(guān)鍵，同時(shí)還要反復(fù)的調(diào)整，來(lái)尋求最好的一個(gè)路線。這樣才能讓工藝路線更加的完美，才能保證工件的加工精度和加工效率以及節(jié)約材料。1.3 目前國(guó)內(nèi)外存在的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題隨著機(jī)床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工加工精度，對(duì)夾具的制造精度精度要求相應(yīng)提高。夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟(jì)性，只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu)性及其可擴(kuò)展性功能強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，夾具利用率高，元件的功能強(qiáng)，元件少而精，配套費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)使

12、用才有推廣的價(jià)值。國(guó)內(nèi)外，目前中、小批多品種生產(chǎn)已占工件種類(lèi)總數(shù)的85%左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)的需求與競(jìng)爭(zhēng)。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專(zhuān)用夾具，一般中等生產(chǎn)能力的工廠，里面擁有數(shù)千甚至上萬(wàn)套專(zhuān)用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔34年就要更新50%80%左右專(zhuān)用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為10%20%左右，給企業(yè)造成了巨大的浪費(fèi)。這就需要我們進(jìn)一步改善，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)盡量擴(kuò)大夾具的適用范圍和可以使用的年限，減少財(cái)力物力的浪費(fèi)。根據(jù)目前的現(xiàn)狀提出了如下新要求：（1） 能迅速方便的裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)

13、成本；（2） 能裝夾具有相似性特征的工件；（3） 能適應(yīng)于精密加工的高精度機(jī)床夾具；（4） 能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具；（5） 采用以液壓等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；（6）提高機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)化程度。第二章 零件的分析2.1 零件的作用倒檔撥叉位于拖拉機(jī)變速箱上的倒擋撥叉桿上，主要作用一是通過(guò)倒檔撥叉桿將扭矩傳遞給倒檔撥叉，撥動(dòng)倒檔同步器，改變齒輪的嚙合方向，實(shí)現(xiàn)拖拉機(jī)的倒行；二是在倒檔撥叉上有一個(gè)配合槽，與其他零件配合裝配，在撥叉轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)其運(yùn)動(dòng)。零件上19.1mm的孔，裝配在倒檔撥叉桿上，用螺釘固定保證撥叉和撥叉桿的相對(duì)位置。寬 19.3mm 深

14、17mm的槽與其他零件相配合，半圓形叉口撥動(dòng)同步器。 倒擋撥叉的主要作用是支承各傳動(dòng)軸，保證各軸之間的中心距及平行度，并保證部件與發(fā)動(dòng)機(jī)正確安裝。因此倒擋撥叉零件的加工質(zhì)量，不但直接影響的裝配精度和運(yùn)動(dòng)精度，而且還會(huì)影響工作精度、使用性能和壽命。倒檔撥叉的工作原理雖然簡(jiǎn)單，但是要想完成這一過(guò)程就得撥叉零件各方面配合。更重要的是，在設(shè)計(jì)及制造倒檔撥叉的過(guò)程中要充分考慮材料的性能以及加工精度，以保證倒檔撥叉的使用性能。若是制造材質(zhì)質(zhì)量不佳，強(qiáng)度不夠，機(jī)械磨損快，那么會(huì)讓倒檔撥叉大打折扣。嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致齒輪接不到而掉檔，或者撥叉在變速過(guò)程中斷掉，造成嚴(yán)重后果。2.2 零件的工藝分析所加工零件圖如下圖

15、所示： 圖2.1 倒擋撥叉零件圖從零件圖上可以看出，倒擋撥叉結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，其主要加工表面可以分為四個(gè)部分，根據(jù)加工面之間的位置要求，可將這四個(gè)部分的加工面分為兩組，其分述如下： 1. 以19.1mm孔為中心的加工面 這一組加工面包括：一個(gè)的19.1mm孔以及對(duì)其倒角，寬19.3mm深17mm的槽口，用來(lái)與其他零件配合。在19.1mm孔所在的輪轂上鉆兩個(gè)孔并攻絲，規(guī)格為M12，用來(lái)做為固定倒檔撥叉和撥叉桿之用。 2. 叉口處的加工面 這一組加工面包括：銑叉口的側(cè)面，銑叉口內(nèi)圓面，內(nèi)圓面所在的圓弧半徑為R48mm，叉口的作用是撥動(dòng)齒輪進(jìn)行換擋。 這兩組加工面之間有一定的位置要求： （1）R48

16、mm叉口對(duì) 19.1mm孔的軸心線及19.3mm槽口中心線位置公差0.5mm。 （2）叉口側(cè)面和螺紋孔中心線的位置要求是46.40.25。 由以上分析可知，根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及一般機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，該零件沒(méi)有很難加工的表面，上述各表面的技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證，對(duì)于這兩組加工表面而言，我們可以首先加工出其中的一組加工面，然后借助專(zhuān)用夾具對(duì)零件以加工好的表面作為基準(zhǔn)加工另外一組表面表面，以保證它們之間的位置精度要求。第三章 確定毛坯形式3.1選擇毛坯該零件材料為QT500-5，硬度選用260HBS，毛坯重約 1Kg，2 級(jí)精度組?？紤]到零件的結(jié)構(gòu)以及材料，以及運(yùn)行時(shí)經(jīng)常需要

17、掛倒檔以倒行或輔助轉(zhuǎn)向，因此零件在工作過(guò)程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料零件的強(qiáng)度也能保證，因此選擇毛坯為鑄件，由于零件年產(chǎn)量較大屬于大批量生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，故采用金屬型鑄造。這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度以及節(jié)省材料上考慮，是合理的。3.2確定機(jī)械加工余量，毛坯尺寸和公差參見(jiàn)機(jī)械加工工藝手冊(cè)，灰鑄鐵的公差及機(jī)械加工余量按手冊(cè)表-和表-確定。要確定毛坯的尺寸公差及機(jī)械加工余量，應(yīng)先確定如下各項(xiàng)因素。鑄件機(jī)械加工余量等級(jí)，該值由鑄件的成型方法和材料確定，成型方法為金屬型鑄造，材料為灰口鑄鐵，確定加工余量等級(jí)為。鑄件尺寸公差，根據(jù)手冊(cè)表5-3毛坯鑄件的基本尺寸處于100160之間，而

18、鑄件的尺寸公差等級(jí)取為級(jí)，取鑄件的尺寸公差為1.8mm。 根據(jù)上述資料，分別確定各加工表面的加工余量，對(duì)毛坯進(jìn)行初步設(shè)計(jì)： 1. 19.1mm 的孔為為實(shí)心體，通過(guò)鉆、擴(kuò)、絞進(jìn)行加工，所以不留鑄造底孔。 2. 叉口的兩側(cè)面分別進(jìn)行一次粗、精銑，選取加工余量等級(jí)為F，選取尺寸公差等級(jí)為8級(jí)。所以毛坯的叉口厚度定為10mm，符合要求。 3. 叉口內(nèi)圓面的圓弧半徑為 R48mm，叉口精度要求不是很高，可以進(jìn)行一次精加工。所以其加工余量不宜取得過(guò)大，但為了能保證其加工精度，而進(jìn)行一次精銑，所以在毛坯鑄造時(shí)給出3mm的加工余量。 4.銑槽，槽寬為19.3mm,深為17mm,鑄造時(shí)留出3mm的加工余量，均

19、滿足加工要求。 5.鉆孔、攻絲在19.1mm 的孔處鉆孔，攻絲，锪孔。在此處因?yàn)榧庸さ穆菁y孔不是很大，所以可以不必留鑄造底孔。 因其它表面均為不加工表面，而金屬型鑄造鑄造出的毛坯表面就能滿足它們的精度要求，所以不需要在其它表面上留有加工余量。 3.3設(shè)計(jì)毛坯圖根據(jù)上述的資料及加工工藝，確定的各加工表面的加工余量、工序尺寸，所定下來(lái)的毛坯的尺寸就如下圖所示：圖3.1 倒擋撥叉毛坯圖第四章 選擇加工方法制定加工工藝路線4.1定位基準(zhǔn)的選擇4.1.1基準(zhǔn)的作用 工件加工時(shí)，用作定位的基準(zhǔn)。正確的選擇定位基準(zhǔn)，對(duì)保證零件技術(shù)要求、確定加工順序有著至關(guān)重要的影響。定位基準(zhǔn)可分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)，用毛坯上未

20、經(jīng)加工的表面作定位基準(zhǔn)，稱(chēng)為粗基準(zhǔn)。為使所選的定位基準(zhǔn)能保證整個(gè)機(jī)械加工工藝過(guò)程順利進(jìn)行，在選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，一般先根據(jù)零件的加工要求選擇精基，然后再考慮用哪一組表面作粗基準(zhǔn)才能將精基準(zhǔn)的表面加工出來(lái)，從而確定粗基準(zhǔn)。4.1.2粗基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)本次的倒擋撥叉零件，選擇粗基準(zhǔn)主要是選擇第一道機(jī)械加工工序的定位基準(zhǔn)，以便后續(xù)工序提供精基準(zhǔn)。選擇粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：A、 保證各重要孔的加工余量合理分配；B、 便于工件的裝夾，使定位精準(zhǔn)，夾緊可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便；C、 保證兩側(cè)面與其他零件裝配有一定的間歇；D、 粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向上一般只能使用一次。為了滿足上述要求，應(yīng)選擇倒擋撥叉的

21、端面為主要基準(zhǔn)。即以倒擋撥叉的端面作為粗基準(zhǔn)。因此應(yīng)當(dāng)選擇倒擋撥叉的側(cè)面，即中間的大半圓孔面基準(zhǔn)面為倒擋撥叉的粗基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準(zhǔn)以限制工件的四個(gè)自由度，再以另一個(gè)主要支承孔定位限制第五個(gè)自由度。由于是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因此，以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要支承孔時(shí)，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對(duì)位置。4.1.3精基準(zhǔn)的選擇選擇精基準(zhǔn)一般遵循下列原則： 基準(zhǔn)重合原則，應(yīng)盡可能選擇被加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)，這樣可避免由于基準(zhǔn)不重合而引起的誤差。 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，采用基準(zhǔn)統(tǒng)一原

22、則可以避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的誤差；可以減少夾具數(shù)量和簡(jiǎn)化夾具設(shè)計(jì)；可以減少裝夾次數(shù)，便于工序集中，簡(jiǎn)化工藝過(guò)程，提高生產(chǎn)率。 互為基準(zhǔn)原則，對(duì)于某些位置精度要求很高的表面，常采用互為基準(zhǔn)反復(fù)加工的方法來(lái)保證其位置精度，這就是互為基準(zhǔn)原則。 自為基準(zhǔn)原則，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，在加工時(shí)就應(yīng)盡量選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，這就是自為基準(zhǔn)原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。從保證倒擋撥叉兩端面、小孔與大孔之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證倒擋撥叉在整個(gè)加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從倒擋撥叉零件圖分析可知，倒擋撥叉的小頭孔和大頭孔為后續(xù)加工寬槽和斜孔的

23、主要基準(zhǔn)，并且在加工完倒擋撥叉的兩端面后，開(kāi)始對(duì)小頭孔和大頭孔進(jìn)行加工。因此小頭孔和大頭孔選擇為倒擋撥叉加工的精基準(zhǔn)。4.2零件表面加工方法的選擇工件的表面加工往往需要通過(guò)粗加工、半精加工、精加工等才能逐步達(dá)到質(zhì)量要求。加工方法的選擇一般應(yīng)根據(jù)每個(gè)表面的精度要求，先選擇能夠保證該要求的最終加工方法，然后再選擇前面一系列預(yù)備工序的加工方法和順序。設(shè)計(jì)時(shí)，可提出幾個(gè)方案進(jìn)行比較，再結(jié)合其他條件選擇其中一個(gè)比較合理的方案。制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能型機(jī)床配以專(zhuān)用夾具，并盡量使工序集中

24、在提高生產(chǎn)率。除此之外，應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來(lái)。本零件的加工面有叉口面，大孔和小孔，寬槽，其中叉口面是側(cè)面，內(nèi)孔有19.1mm和R48mm的半圓孔，寬槽19.3mm，M12螺孔。材料為球墨鑄鐵。以公差等級(jí)和表面粗糙度要求，參考本指南有關(guān)資料，其加工方法選擇如下。（1） 叉口兩側(cè)面 據(jù)表面粗糙度6.3，考慮加工余量的安排，選用先粗銑后半精銑的方法加工。（2） 19.1mm的孔 根據(jù)表面粗糙度，選公差等級(jí)為IT7，選用先鉆后擴(kuò)再擴(kuò)孔再鉸孔的加工方法。（3） R48的圓弧孔 據(jù)表面粗糙度3.2，采用粗鏜和精鏜的加工方法，加工采用加工量比較少的鏜刀。（4） M12x1的孔選擇鉆頭鉆

25、底孔后攻絲。（5） 19.3寬槽 根據(jù)表面粗糙度3.2，選用先粗銑后半精銑的加工方法。4.3制定工藝路線本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)倒擋撥叉的工藝規(guī)程和專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)，對(duì)其設(shè)計(jì)方案的確定最重要的就是對(duì)其機(jī)械加工工藝路線的確定，其次就是夾具的設(shè)計(jì)。制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。夾具方面可以考慮采用通用機(jī)床配以專(zhuān)用夾具，盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開(kāi)和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。對(duì)于拖拉

26、機(jī)倒擋撥叉，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系，但在實(shí)際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實(shí)際采用的工藝方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來(lái)加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動(dòng)公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進(jìn)行。加工工序完成以后，將工件清洗干凈。根據(jù)以上資料，制訂了以下兩條工藝路線。工藝路線方案一 工序 搖臂鉆床上鉆孔、攻絲，規(guī)格M12。 工序 立式鉆床上鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔19.1mm并倒角。 工序 臥室銑床上粗銑叉口側(cè)面。 工序 臥式銑床上銑叉口。 工序 手工去銳邊。 工序 臥

27、式銑床上銑槽。 工序 臥式銑床上精銑床銑叉口側(cè)面。 工序 去毛刺。 工序 清洗。 工序 終檢。 工藝路線方案二 工序 立式鉆床上鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔19.1mm并倒角。 工序 臥式銑床上粗銑叉口側(cè)面。 工序 臥式銑床上銑叉口。 工序 手工去銳邊。 工序 臥式銑床銑槽。 工序 搖臂鉆床上鉆孔、攻絲、規(guī)格M12。 工序 手工去毛刺。 工序 臥式銑床上精銑叉口側(cè)面。 工序 去毛刺。 工序 清洗。工序 終檢。上述兩種方案看起來(lái)大體合理，不過(guò)仔細(xì)一看都有不足之處。第1個(gè)方案先是“搖臂鉆床上鉆孔、攻絲，規(guī)格 M12”，先把這一步工序放在前面是因?yàn)楹竺孢€有“鉆 19.1mm 孔”這一步工序，如果先鉆孔攻絲那么就

28、可以省略一步“手工去毛刺”的工序。這樣想的目地是考慮到可以減少一步工序，能減少勞動(dòng)工時(shí)，提高生產(chǎn)率，但是把這一步工序放前，定位比較難，不易保證必要的位置精度，夾具設(shè)計(jì)困難，實(shí)際可行性比較低。再看第2個(gè)方案，這個(gè)方案把“鉆擴(kuò)絞19.1mm 孔”這一步工序放在了前面，這樣為以后的各個(gè)工序提供了加工基準(zhǔn)，工序安排比較科學(xué)合理。不過(guò)它和第 1 個(gè)方案一樣，都把“鉆、擴(kuò)、鉸孔 19.1mm”和“倒角”放在了一步工序中。在這一步中通過(guò)換鉆套可以倒一邊的角，不過(guò)要倒另一邊的角，就要把工件卸下翻面倒角，這樣增加了夾具的設(shè)計(jì)難度。不過(guò)主要的是立式鉆床體積比較大，操作起來(lái)不方便，并且倒角也沒(méi)有高的精度要求，從經(jīng)濟(jì)

29、效益上來(lái)考慮是不合算的。通過(guò)分析后，把這一步工序一分為二，把“倒角”獨(dú)立出來(lái)，單獨(dú)作為一步工序，因?yàn)榈菇堑木纫蟛桓?，我們可以把這一步工序放在臺(tái)鉆上來(lái)完成。臺(tái)鉆體積比較小，操作簡(jiǎn)單，夾具結(jié)構(gòu)也簡(jiǎn)單，這樣零件的加工工時(shí)降下來(lái)了，生產(chǎn)效率上來(lái)了，降低了零件的成本。根據(jù)以上分析選擇方案二作為加工方案，并做出將19.1mm的倒角獨(dú)立出來(lái)做一步工序，最終確定的工序如下： 工序 立式鉆床上鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔19.1mm。 工序 臺(tái)鉆上對(duì)19.1mm倒角。 工序 臥式銑床上粗銑叉口側(cè)面。 工序 臥式銑床上銑叉口。 工序 手工去銳邊。 工序 臥式銑床銑槽。 工序 搖臂鉆床上鉆孔、攻絲、規(guī)格M12。 工序 手工

30、去毛刺。 工序 臥式銑床上精銑叉口側(cè)面。 工序 去毛刺。 工序 叉口與叉口側(cè)面表面淬火。 工序 清洗。 工序 終檢。 估算每一步工序所用夾具的大體尺寸，根據(jù)金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）上給出的各種切削機(jī)床的規(guī)格尺寸，選擇每一道工序所用的合適的機(jī)床。因此，最后的加工路線確定如下： 工序 立式鉆床上鉆、擴(kuò)、鉸孔 19.1mm。 以撥叉叉口內(nèi)圓非加工面、槽口和 19.1mm 孔的端面為粗基準(zhǔn)定位。 選用 Z535 立式鉆床加工，采用專(zhuān)用夾具。 工序 臺(tái)鉆上對(duì) 19.1mm 倒角。 以 19.1mm 和端面為基準(zhǔn)定位。 選用 ZQ4015 臺(tái)式鉆床加工，采用專(zhuān)用夾具。 工序 臥式銑床上粗銑叉口側(cè)

31、面。 以 19.1mm 和端面為基準(zhǔn)定位。 選用 X62W 臥式銑床加工，采用專(zhuān)用夾具。 工序 臥式銑床上銑叉口。 以 19.1mm 和毛坯上的槽口為基準(zhǔn)定位。 選用 X62W 臥式銑床加工，采用專(zhuān)用夾具。 工序 手工去銳邊。 用扁平挫刀手工去銳邊，可設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易的支承臺(tái)。 工序 臥式銑床上銑槽。 以 19.1mm 孔、叉口內(nèi)圓側(cè)面為基準(zhǔn)定位。 選用 X62W 臥式銑床加工，采用專(zhuān)用夾具。 工序 搖臂鉆床上鉆孔、攻絲，規(guī)格 M12。 以 19.1mm 孔及其端面、叉口內(nèi)圓側(cè)面為基準(zhǔn)定位。 選用 Z3025 搖臂鉆床加工，采用專(zhuān)用夾具。 工序 手工去毛刺。 用圓形小挫刀手工去毛刺，可以設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易的支承

32、臺(tái)，注意不 不要?jiǎng)潅麅?nèi)圓面。 工序 臥式銑床上精銑叉口側(cè)面。 以 19.1mm 孔和螺釘對(duì)準(zhǔn)長(zhǎng)銷(xiāo)上的槽為基準(zhǔn)定位。 選用 X62W 臥式銑床加工，采用專(zhuān)用夾具。 工序 去毛刺。 用扁平挫刀手工去毛刺，可設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易的支承臺(tái)。 工序 清洗。 用專(zhuān)用清洗機(jī)清洗。 工序 終檢。4.4確定夾具、量具4.4.1夾具選擇 本零件結(jié)構(gòu)不規(guī)則，不易進(jìn)行裝夾、定位，因此除手工去銳邊、毛刺外基本上需要選擇專(zhuān)用夾具。4.4.2選擇量具 本零件屬成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件表面的精度要求、尺寸和形狀特點(diǎn)，參考有關(guān)資料，選擇如下。（1）選擇加工平面所用量具銑端面，選擇讀數(shù)值0.02，測(cè)量范圍0150游標(biāo)卡

33、尺。（2）選擇加工孔所用量具19.1mm孔經(jīng)過(guò)鉆，擴(kuò)兩次加工，選擇讀數(shù)值0.01，測(cè)量范圍530的內(nèi)徑千分尺。M121螺紋經(jīng)過(guò)鉆,锪孔，攻螺紋加工，鉆,锪孔時(shí)選擇讀數(shù)值0.01，測(cè)量范圍530的內(nèi)徑千分尺，攻螺紋時(shí)選擇螺紋塞規(guī)進(jìn)行測(cè)量。4.5 確定工序尺寸本零件各工序加工余量，工序尺寸及公差，表面粗糙度見(jiàn)下表。 （mm）加工表面工序余量工序尺寸及公差表面粗糙度/m粗半精粗半精粗半精端面314mmRa6.319.1mm孔30.71519.5Ra6.3Ra1.6銑叉口R48mm742槽19.5mm414.5第五章 確定切削用量及基本時(shí)間5.1切削用量的選擇 切削用量的選擇，對(duì)生產(chǎn)效率，加工成本和加

34、工質(zhì)量均有重要的影響，所謂合理的切削用量是指在保證加工質(zhì)量的前提下，能取得較高的生產(chǎn)效率和較低的生產(chǎn)成本的切削用量。約束切削用量選擇的主要條件有：工件的加工要求，包括加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率要求：刀具材料的切削性能；機(jī)床性能，包括動(dòng)力特征（功率、轉(zhuǎn)矩）和運(yùn)動(dòng)特性;刀具的壽命要求。其主要包括：背吃刀量的選擇；進(jìn)給量的選擇；切削速度v的選擇。5.2各工序的切削用量及時(shí)間定額工序：鉆孔 16mm、擴(kuò)孔18.9mm、鉸孔 19.1mm（1）鉆孔16mm鉆削是利用材料在實(shí)體材料上加工出精度要求不高（IT11IT12）、表面粗糙度Ra值大于或等于12.5m的孔的惟一切削加工方法。對(duì)于精度較高的孔，則常以鉆孔作為

35、粗加工工序或工步。機(jī)床：立式鉆床Z525刀具：根據(jù)材料及精度要求，選高速鋼錐柄麻花鉆頭。切削深度：進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)7表15-9，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際切削速度： 被切削層長(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度：刀具切出長(zhǎng)度：走刀次數(shù)為2機(jī)動(dòng)時(shí)間：（2）擴(kuò)孔18.9mm擴(kuò)孔是利用擴(kuò)孔鉆對(duì)已鉆出、鑄出、鍛出或沖出的孔進(jìn)行加工的工藝方法，其精度可達(dá)IT10IT11,表面粗糙度達(dá)到Ra3.2左右，常用來(lái)作為鉸孔前的裝備工序。擴(kuò)孔也可以用其他擴(kuò)孔刀具在車(chē)床、銑床和鏜床上進(jìn)行。刀具：選擇硬質(zhì)合金錐柄麻花擴(kuò)孔鉆頭。表5.1 擴(kuò)鉆與擴(kuò)孔的切削用量加工方法切削深度p進(jìn)給量切削速度擴(kuò) 鉆（0.150.25)D(1.21.8)鉆（）

36、擴(kuò) 孔0.05D(2.22.4)（） D為加工孔徑； 為鉆孔進(jìn)給量； 為鉆孔切削速度。切削深度：進(jìn)給量：查表及根據(jù)機(jī)床型號(hào)選取擴(kuò)孔進(jìn)給量，取切削速度：取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，被切削層長(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度：刀具切出長(zhǎng)度：走刀次數(shù)為5機(jī)動(dòng)時(shí)間：（3）鉸孔19.1mm鉸削是用鉸刀對(duì)孔進(jìn)行半精加工和精加工的工藝方法。粗鉸切削用量能保證得到級(jí)精度的孔，粗糙度可達(dá)。半精鉸加工精度為,，精鉸加工精度為、,細(xì)鉸加工精度為、。刀具：選擇硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀。 機(jī)用鉸刀用于成批生產(chǎn)中在機(jī)床上鉸孔，或用于成批生產(chǎn)時(shí)在機(jī)床上鉸削帶斷續(xù)表面的孔、有色金屬件的孔。表5.2 硬質(zhì)合金鉸刀鉸孔的切削用量加工材料鉸刀直徑（mm）切削深

37、度p(mm)進(jìn)給量（mm）切削速度（m/s）冷硬鑄鐵HS 切削深度：進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)7表15-9，取切削速度：參照文獻(xiàn)7表2.4-41，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取被切削層長(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度：刀具切出長(zhǎng)度：走刀次數(shù)為3機(jī)動(dòng)時(shí)間：工序 粗銑叉口側(cè)面機(jī)床：萬(wàn)能銑床X62W刀具：硬質(zhì)合金端銑刀 叉口兩側(cè)面在鑄造毛坯時(shí)兩個(gè)面的加工余量是相同的，故可以算一個(gè)面 就行?，F(xiàn)在以其 中一面為粗基 準(zhǔn)，對(duì)另一面進(jìn)行 粗加工，切削 用量和切削工時(shí)如下：銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)7表2.4-73，取銑削速度：參照文獻(xiàn)7表2.4-81，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量：工作臺(tái)每分進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)7表2.4-81,

38、被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知刀具切入長(zhǎng)度：刀具切出長(zhǎng)度：取走刀次數(shù)為2機(jī)動(dòng)時(shí)間：工序 精銑叉口R480.5mm機(jī)床：銑床X62W刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）（1）粗銑切削深度：進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)7表2.4-66，刀桿伸出長(zhǎng)度取，切削深度為。因此確定進(jìn)給量切削速度：參照文獻(xiàn)7表2.4-66，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際切削速度： 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：被切削層長(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度：刀具切出長(zhǎng)度： 取行程次數(shù)：機(jī)動(dòng)時(shí)間：（2）精銑切削深度：進(jìn)給量：根據(jù)切削深度，再參照文獻(xiàn)7表2.4-66。因此確定進(jìn)給量切削速度：參照文獻(xiàn)7表2.4-66，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：被切削層長(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度：

39、刀具切出長(zhǎng)度： 取行程次數(shù)：機(jī)動(dòng)時(shí)間：工序 銑槽機(jī)床：銑床X62W刀具：硬質(zhì)合金端銑刀YG8，硬質(zhì)合金立銑刀YT15銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.4.73，取銑削速度：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.4.81，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量：工作臺(tái)每分進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.4.81,被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知刀具切入長(zhǎng)度：刀具切出長(zhǎng)度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：工序 鉆孔、锪孔13.5mm、攻絲2-M121.75機(jī)床：組合鉆床刀具：麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀（1）鉆底孔11切削深度：進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)7表2.4-58，取切削速度：參照文獻(xiàn)7表2.4-60，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)

40、速：， 被切削層長(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度：刀具切出長(zhǎng)度：走刀次數(shù)為7機(jī)動(dòng)時(shí)間：锪孔13.5mm锪鉆的類(lèi)型按其結(jié)構(gòu)可分為：錐角為60，90及120的內(nèi)、外錐面锪鉆和平面（或端面）锪鉆。錐面锪鉆通常采用高速鋼制造，平面（或端面）锪鉆有高速鋼，焊接硬質(zhì)合金刀片和機(jī)床硬質(zhì)合金刀片3種類(lèi)型。锪鉆類(lèi)型的選擇與應(yīng)用取決于加工性質(zhì)、被加工孔位置、被加工表面尺寸和導(dǎo)向孔的尺寸、表面粗糙度及加工精度。在此道工序中锪鉆的錐角為90。 查文獻(xiàn)3表15-14可得 mm/r 選取切削速度 m/min 計(jì)算機(jī)床轉(zhuǎn)速 r/min 按照機(jī)床型號(hào)選取 所以，實(shí)際切削速度為 m/min基本時(shí)間： （2）攻絲2-M121.75攻絲是用一定

41、扭矩將絲錐旋入要鉆的孔底加工出內(nèi)螺紋。絲錐是加工各種中、小內(nèi)螺紋的刀具，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，既可手工操作，也可以在機(jī)床上工作，絲錐在生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。對(duì)于小尺寸的內(nèi)螺紋來(lái)說(shuō)，絲錐幾乎是唯一的加工工具。按其功用來(lái)分類(lèi)，有手用絲錐、機(jī)用絲錐、錐形螺紋絲錐、梯形螺紋絲錐等。根據(jù)工序要求選用粗柄機(jī)用絲錐。進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量切削速度：參照文獻(xiàn)7表2.4-105，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取被切削層長(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度：刀具切出長(zhǎng)度： 機(jī)動(dòng)時(shí)間：工序 精銑叉口側(cè)面機(jī)床：萬(wàn)能銑床X62W刀具：硬質(zhì)合金端銑刀在工序粗銑叉口側(cè)面時(shí)兩個(gè)面剩余的加工余量是相同的，所以計(jì)算一個(gè)面即可?，F(xiàn)在以其中一個(gè)面為精基準(zhǔn)，

42、對(duì)另一個(gè)面進(jìn)行精加工，切削用量和切削工時(shí)如下：銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)7表2.4-73，取銑削速度：參照文獻(xiàn)7表2.4-81，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量：工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)刀具切出長(zhǎng)度：取走刀次數(shù)為2機(jī)動(dòng)時(shí)間：第六章 部分工序?qū)Ｓ脢A具設(shè)計(jì)6.1機(jī)床夾具簡(jiǎn)介6.1.1機(jī)床夾具的概述 在機(jī)床加工工件時(shí)，為了保證工件的加工表面能達(dá)到規(guī)定的尺寸和位置公差要求，必須首先使工件占有一個(gè)正確的位置。通常把確定工件在機(jī)床或夾具中占有正確位置的過(guò)程稱(chēng)為定位。當(dāng)工件定位后，為了避免在加工中受到切削力、重力等的作用而破壞定位，還應(yīng)該用一定的機(jī)構(gòu)或

43、裝置將工件加以固定。工件定位后將其固定。使其在加工過(guò)程中保持定位位置不變的操作，稱(chēng)為夾緊。將工件定位、夾緊的過(guò)程稱(chēng)為裝夾。工件裝夾是否正確、迅速、方便、可靠，將直接影響工件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率、制造成本和操作安全。在成批、大量生產(chǎn)中，工件的裝夾是通過(guò)機(jī)床夾具來(lái)實(shí)現(xiàn)的。用以裝夾工件和引導(dǎo)刀具的裝置，稱(chēng)為機(jī)床夾具。機(jī)床夾具在生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。 機(jī)床夾具的作用有以下四個(gè)方面： 保證加工精度 機(jī)床夾具能準(zhǔn)確確定工件、刀具和機(jī)床之間的相對(duì)位置，可以保證加工精度，且穩(wěn)定性好。 提高生產(chǎn)效率 機(jī)床夾具可快速地將工件定位和夾緊，減少輔助時(shí)間。 安全、方便、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 采用手動(dòng)、氣動(dòng)和液壓等夾緊裝置，減少輔

44、助時(shí)間。 擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍 利用機(jī)床夾具，可使機(jī)床的加工范圍擴(kuò)大。例如，在車(chē)床或鉆床上使用鏜模可以代替鏜床鏜孔。使其具有鏜床的功能。6.1.2 專(zhuān)用夾具的組成 由于本零件結(jié)構(gòu)不規(guī)則，不易進(jìn)行裝夾、定位，所以采用的都是專(zhuān)用夾具。專(zhuān)用夾具的組成是：定位元件，用以確定工件正確位置的元件。用工件的定位基準(zhǔn)或定位基面與夾具定位元件接觸或配合來(lái)實(shí)現(xiàn)工件定位。夾緊裝置，是指在工件定位后將工件夾牢的裝置。對(duì)刀、導(dǎo)向元件，是指用于確定或引導(dǎo)刀具的元件。夾具連接元件，是指用于保證夾具在機(jī)床上定位和夾緊用的元件。 其他元件及裝置，根據(jù)工件加工要求，有些夾具除了上述組成部分外，還需設(shè)置其他元件和裝置。夾具體，是指用

45、于連接夾具各個(gè)組成部分，使之成為一個(gè)整體的基礎(chǔ)體。 通常定位元件、夾緊裝置和夾具體是夾具的基本組成部分，其他部分則根據(jù)夾具所屬的機(jī)床類(lèi)型、工件加工表面的特殊要求設(shè)置。6.1.3機(jī)床夾具設(shè)計(jì)要求 機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)與其用途和生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)化零部件機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的剛度保證使用方便和安全有良好的工藝性6.1.4專(zhuān)用機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)步驟 （1）收集和研究有關(guān)資料 分析零件圖和工序簡(jiǎn)圖 了解零件的功用、特點(diǎn)、材料、生產(chǎn)類(lèi)型及技術(shù)要求，詳細(xì)分析工件加工工藝過(guò)程和本工序的加工要求，如工序尺寸、工序基準(zhǔn)、加工余量、定位基準(zhǔn)和夾緊部位等，這些是夾具設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。 了解本工序使用的機(jī)床和刀具 了

46、解機(jī)床的規(guī)格、主要參數(shù)以及在機(jī)床上安裝夾具部位的結(jié)構(gòu)和配合尺寸。了解本工序使用的刀具類(lèi)型、主要結(jié)構(gòu)尺寸等情況。 熟悉夾具設(shè)計(jì)用的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 查閱夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)和夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)資料等。 了解夾具典型結(jié)構(gòu) 在著手設(shè)計(jì)之前，應(yīng)多參閱一些典型夾具結(jié)構(gòu)圖冊(cè)及夾具部件的典型結(jié)構(gòu)，以增加對(duì)夾具結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)并吸收先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。 （2）確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 確定夾具結(jié)構(gòu)方案時(shí)，主要考慮下列各項(xiàng)內(nèi)容：確定定位方案，選擇定位元件。確定刀具對(duì)刀或引導(dǎo)方式，選擇對(duì)刀元件或?qū)蛟?。確定夾緊方案，選擇夾緊裝置。確定夾具其他組成部分的結(jié)構(gòu)形式，例如分度裝置、夾具與機(jī)床的連接方式。確定夾具體的形式和夾具的總體結(jié)構(gòu)。在確

47、定夾具結(jié)構(gòu)方案的過(guò)程中，工件定位、夾緊、對(duì)刀和夾具在機(jī)床上定位等各部分的結(jié)構(gòu)以及總體布局都會(huì)有幾種不同的方案可供選擇。因而，都應(yīng)畫(huà)出結(jié)構(gòu)原理示意圖，通過(guò)必要的計(jì)算（如定位誤差計(jì)算等）和分析比較，最終選取最為合理的方案。 （3）繪制夾具的裝配草圖和裝配圖 夾具總圖繪制比例除特殊情況外，一般均按1:1繪制，以保證良好的直觀性?？倛D上的主視圖，應(yīng)盡量選取與操作者正對(duì)的位置。繪制夾具裝配圖可按如下順序進(jìn)行：把工件視為透明體，用雙點(diǎn)畫(huà)線畫(huà)出工件的輪廓、定位面、夾緊面和加工表面：畫(huà)出定位元件和導(dǎo)向元件：按夾緊狀態(tài)畫(huà)出夾緊裝置：畫(huà)出其他元件和機(jī)構(gòu)：畫(huà)出夾具體，把上述各組成部分連接成一體，形成完整的夾具：標(biāo)注

48、必要的尺寸、配合和技術(shù)條件：對(duì)零件編號(hào)，填寫(xiě)標(biāo)題欄和零件明細(xì)表。 （4）繪制夾具零件圖 夾具裝配圖中的非標(biāo)準(zhǔn)零件應(yīng)繪制零件圖。零件圖的視圖應(yīng)盡量與裝配圖上的位置一致，尺寸、形狀、位置、配合以及加工表面粗糙度等要標(biāo)注完整。6.2立式鉆床上鉆、擴(kuò)、鉸19.1mm孔專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)本夾具要用于鉆倒擋撥叉19.1的孔上，由于該孔加工精度要求較高，并且根據(jù)零件普通通用夾具很難裝夾，因此，在本道工序加工時(shí)，我們應(yīng)首先考慮保證各基準(zhǔn)面的各加工精度，如何提高生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 6.2.1定位基準(zhǔn)的選擇擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。機(jī)械零件是由若干要素（點(diǎn)、線、面）組成的，各要素之間都有一定的尺寸和位置

49、公差要求。用來(lái)確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何要素間幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、面，稱(chēng)為基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量。基準(zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。在加工中用作確定工件在機(jī)床上或夾具中占有正確位置的基準(zhǔn)，稱(chēng)為定位基準(zhǔn)。作為定位基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面在工件上有時(shí)不一定實(shí)際存在（如外圓和內(nèi)孔的軸心線，對(duì)稱(chēng)面等），而常由某些實(shí)際存在的表面來(lái)體現(xiàn)，這些體現(xiàn)定位基準(zhǔn)的表面稱(chēng)為定位基面。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。此零件圖沒(méi)有

50、較高的技術(shù)要求，也沒(méi)有較高的平行度和對(duì)稱(chēng)度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高加工精度。根據(jù)本次的倒擋撥叉的零件特征，此零件由于鉆孔的前面工序中只是加工了大的圓弧孔，此圓弧孔作為定位的話不是很好的選擇，需要選擇工件的外形進(jìn)行定位，本次選擇的是采用基本六點(diǎn)定位的原則方式進(jìn)行定位，即工件的底面采用三個(gè)支撐點(diǎn)選擇定位限制工件的三個(gè)自由度。在工件的叉口內(nèi)表面限制工件的兩個(gè)自由度，另外在工件的外圓柱24限制一個(gè)自由度，這樣整個(gè)工件就實(shí)現(xiàn)了完全定位。6.2.2定位元件的設(shè)計(jì)與選擇以工件的底面定位的三個(gè)支撐點(diǎn)的定位元件選擇支撐釘和支撐板，支撐釘為機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)元件，支撐板為自制件，工件叉

51、口的側(cè)面定位的元件選擇支撐釘，另外工件的外圓柱24上使用支撐釘定位。這些支撐釘可以采用機(jī)床的夾具的標(biāo)準(zhǔn)元件，也可以不采用機(jī)床的夾具標(biāo)準(zhǔn)元件，根據(jù)實(shí)際情況來(lái)定。6.2.3定位誤差的分析1、定位誤差根據(jù)本次的定位方式采用的是平面的定位方式，平面的定位方式選擇的是兩個(gè)垂直平面的定位，根據(jù)兩個(gè)垂直平面定位的形式如下圖所示：- 23 -圖6.1 垂直平面定位的示例通過(guò)兩個(gè)垂直平面定位的公差分析計(jì)算如下式:本次的選擇為15度，定位的側(cè)邊兩個(gè)尺寸和分別為64和35，代入此式后得出定位誤差占加工公差的 ，能保證加工要求。該定位方案能滿足加工的精度要求，定位方案是合理的。2、夾緊誤差常用符號(hào)表示。根據(jù)機(jī)床夾具設(shè)

52、計(jì)手冊(cè)1表17-9， =2（H-h）tan圖6.2本次的定位方式是兩個(gè)支撐板和一個(gè)支撐釘， 其中H=98mm，h=51mm，=0.1，則=2（98-51）tan0.1=0.16mm根據(jù)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)手冊(cè)1，加工精度等級(jí)IT=8，根據(jù)幾何量公差與檢測(cè)8附表3-2，公差為0.54mm，在允許的范圍內(nèi)。3、磨損造成的加工誤差加工過(guò)程中出現(xiàn)的誤差，它包括機(jī)床的幾何精度、運(yùn)動(dòng)精度，機(jī)床、刀具、工件和夾具組成的工藝系統(tǒng)加工時(shí)的受力變形、受熱變形，磨損，調(diào)整，測(cè)量中的誤差，以及加工成形原理上的誤差等。由于機(jī)床的磨損以及工件的磨損等等，這些條件的是按照實(shí)際情況來(lái)定，本次的夾具不好估計(jì)，只能按實(shí)際情況來(lái)確定。

53、4、加工刀具相對(duì)誤差?yuàn)A具在機(jī)床上的對(duì)定誤差，指夾具相對(duì)于刀具或相對(duì)于機(jī)床成形運(yùn)動(dòng)的位置誤差。此誤差也是根據(jù)實(shí)際情況來(lái)確定，按實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行估算。6.2.4切削力的計(jì)算 刀具： 主要以18.9鉆頭為準(zhǔn) 機(jī)床： 搖臂鉆床Z3050 由機(jī)械加工工藝手冊(cè)中 所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系數(shù) z=24 代入上式，可得 F=289.4N 因在計(jì)算切削力時(shí)，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù) K=其中：為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 6.2.5 導(dǎo)向件的設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)鉆鉸孔夾具一般要選取導(dǎo)向件，鉆孔的導(dǎo)向件一般是可換鉆套、鉆套用襯套以

54、及鉆套用螺釘配合使用。鉆套的作用是確定刀具相對(duì)夾具定位原件的位置，并引導(dǎo)鉆頭等孔加工刀具，提高刀具剛度，防止在加工中發(fā)生偏移。 按鉆套的結(jié)構(gòu)和使用情況，可分為固定式、可換式、快換式和特殊鉆套，前三種均已標(biāo)準(zhǔn)化，可根據(jù)需要選用，必要時(shí)也可自行設(shè)計(jì)。這些的元件均屬于機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)件，本次選擇的快換鉆套以按照18.9的鉆頭為基準(zhǔn)，選擇內(nèi)孔19的可換鉆套，鉆頭用襯套選擇19的快換鉆套的外徑就是40的鉆套用襯套，鉆套螺釘選擇M6的鉆套螺釘。圖6.3 快換鉆套 圖6.4鉆套用襯套圖6.5鉆套螺釘6.2.6夾緊裝置設(shè)計(jì)及夾緊力的計(jì)算 （1）夾緊裝置設(shè)計(jì) 夾緊裝置的組成和基本要求 加工過(guò)程中，工件會(huì)受到切削力、慣

55、性力、離心力等外力的作用，為了保證在這些外力作用下，工件仍能在夾具中保持定位的正確位置，而不致發(fā)生位移或產(chǎn)生振動(dòng)，一般在夾具結(jié)構(gòu)中都必須設(shè)置一定的夾緊裝置，把工件夾緊夾牢在定位元件上。 夾緊裝置的組成 1）動(dòng)力裝置 動(dòng)力裝置是產(chǎn)生夾緊作用力的裝置。通常是指機(jī)動(dòng)夾緊時(shí)所用的氣動(dòng)、液壓、電動(dòng)等動(dòng)力裝置。 2）夾緊元件 夾緊元件是夾緊裝置的最終執(zhí)行元件。通過(guò)它和工件受壓面的直接接觸而完成夾緊動(dòng)作。 3）中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是介于力源和夾緊元件之間的傳力機(jī)構(gòu)，它將原動(dòng)力以一定的大小和方向傳遞給夾緊元件。 夾緊裝置的基本要求 1）夾緊時(shí)不得破壞工件在夾具中占有的正確位置。 2）夾緊力要適當(dāng)，既要保

56、證工件在加工過(guò)程中定位的穩(wěn)定性，又要防止因夾緊力過(guò)大損傷工件及產(chǎn)生過(guò)大夾緊變形。 3）夾緊機(jī)構(gòu)操作要安全、省力，夾緊迅速。 4)結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，便于制造與維修。夾緊機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度、工作效率應(yīng)與身類(lèi)型相適應(yīng)。5) 具有良好的自鎖性能夾緊裝置選擇根據(jù)零件的形狀及加工的夾緊力要求，選擇應(yīng)用最廣泛的螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是擴(kuò)力比大，自鎖性能好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，適應(yīng)性強(qiáng)。（2）夾緊力的計(jì)算 確定夾緊力的基本原則是：夾緊力作用點(diǎn) 夾緊力作用點(diǎn)是指夾緊時(shí)，夾緊元件與工件表面接觸位置。它對(duì)工件夾緊的穩(wěn)定性和變形有很大影響。 1）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在支承元件上或幾個(gè)支承元件所形成的支承平面內(nèi)，以保證定位確

57、定的正確位置不破壞。 2）夾緊力作用應(yīng)落在工件剛性較好的部位上，這對(duì)剛性差的工件尤為重要。 3)夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近加工面，可以增加夾緊力的可靠性，防止和減少工件的振動(dòng)。 夾緊力的作用方向 夾緊力作用方向與工件定位基準(zhǔn)所處的位置以及工件所受外力的作用方向等有關(guān)。 1）夾緊力的作用方向應(yīng)垂直于工件的主要定位基準(zhǔn)，以保證加工精度，以保證加工精度。 2）夾緊力的作用方向應(yīng)有利于減少所需的夾緊力的大小。 3)夾緊力的大小 夾緊的大小，對(duì)工件裝夾的可靠性，工件和夾具的變形和夾緊裝置的復(fù)雜程度等都有很大的影響。原始動(dòng)力為Fq，力臂L作用在螺桿上，由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件

58、自重 夾緊螺釘： 公稱(chēng)直徑d=24mm，材料45鋼 性能級(jí)數(shù)為6.8級(jí) 螺釘疲勞極限： 極限應(yīng)力幅：許用應(yīng)力幅：螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 s=3.54 取s=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠，6.2.7夾具操作說(shuō)明在安裝工件的時(shí)候，將工件放在兩個(gè)自位支撐釘6、支撐釘8和支撐板7上，并使得工件大叉口的內(nèi)表面緊貼在兩個(gè)支撐釘6的外圓柱面上，同時(shí)將小頭G孔上的外圓柱面緊靠支撐釘9上。順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)壓板11，擰緊螺母13以?shī)A緊工件右端。再將壓板4推入并擰緊螺母1，通過(guò)球面墊圈5對(duì)工件左端實(shí)現(xiàn)夾緊。加工時(shí)，通過(guò)更換鉆套10來(lái)完成鉆、擴(kuò)、絞的工藝內(nèi)容該夾具比較好的處理了定位干涉與夾緊變形的問(wèn)題，結(jié)構(gòu)典型，比較好用。該鉆擴(kuò)絞夾具的機(jī)構(gòu)圖如下所示： 圖6.6 孔鉆模夾具裝配圖6.3臥式銑床上精銑叉口側(cè)面夾具本夾具主要用來(lái)銑倒擋撥叉的叉口兩側(cè)面的由于叉口兩側(cè)的外形不好通過(guò)通用的機(jī)床裝夾，所以需要使用專(zhuān)用夾具。因此在本道工序加工時(shí)主要應(yīng)考慮如何保證其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何