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附錄1 外文翻譯
基于事例推理的夾具設計研究與應用
摘要:根據基于事例的設計方法,提出采用工序件的特征信息和夾具的結構特征信息來描述夾具的相似性,并建立了包括這2方面主要特征信息為基礎的事例索引碼,設計了事例庫的結構形式,創(chuàng)建了層次化的事例組織方式;同時,提出了基于知識引導的夾具事例檢索算法,以及事例的修改和采用同族事例碼進行相似事例的存貯,形成了基于事例推理的夾具設計.所開發(fā)的原型系統(tǒng)在型號工程夾具設計等項目的設計過程中得到了應用,并取得了令人滿意的使用效果.
關鍵詞: 基于事例的推理 夾具設計 CAD
夾具是以確定工件安全定位準確為目的的裝置，并在加工過程中保持工件與刀具或機床的位置一致不變。因為夾具的結構依賴于產品的特點和在企業(yè)規(guī)劃中加工工序的地位,所以它的設計是制造過程中的瓶頸,制約著效率的提高. 夾具設計是一個復雜的過程,需要有從大量的設計論文中了解質量知識的經驗，這些設計論文包括工件的結構設計、涉及加工工藝，和加工環(huán)境。當用這些擅長繪制詳細設計圖的傳統(tǒng)的CAD工具（如Unigraphics、CATIA、Pro/E)時,這仍然是一項非常耗時的工作，但是利用以往的設計經驗和資源也不能提供一些益處,而這正是提高效率的關鍵因素. 基于事例推理 (CBR) 的方法適應以往個案解決的辦法,建立一個新問題的方法,主要有以下四步驟:檢索、利用、修改,并保留.這是一個比用專業(yè)系統(tǒng)模仿人類思維有用的使用方法，因為提出一個類似的情況,和采用一些修改,似乎不言自明,而且比人類更直觀.所以支持不同事例的設計工具已經在諸多領域中發(fā)展起來，如在注射成型及設計、建筑設計、模具設計投死, 規(guī)劃過程中,還有夾具設計. 孫用六個數(shù)字組成代碼參數(shù),包括工件的形狀、機械部分、軸襯,第一定位裝置,第二定位裝置和夾緊裝置. 但這個系統(tǒng)不能用于除鉆床夾具外的其他夾具類型,不能解決儲存需要保留的同一參數(shù)代碼的問題,這在CBR中是非常重要的.
1事例參數(shù)和事例圖書館的建立
1.1事例參數(shù)
事例參數(shù)應該由工件的所有的特征組成，來區(qū)別不同的夾具. 使用他們能夠使操作方便. 因為零件的形狀是多種多樣的, 在生產企業(yè)中制造的技術要求也不斷發(fā)展,許多特征作被用做事例參數(shù)將會使搜索速度降低,其主要特征是不重要的,因為分配給每個特征的比重必須減少. 另一方面,事例參數(shù)包含所有的特征是困難的。
因此,考慮到實際和快速設計的需求,事例參數(shù)要包含工件的主要特征和夾具的結構。事例參數(shù)代碼由16位數(shù)組成：13位數(shù)是事例特征 3位數(shù)是事例識別數(shù)字。
前13位數(shù)代表13個特征。 每個數(shù)字與特征的一個屬性相一致,這可能是"*"、"？"、"1"、"2"，…，"A"、"B",…，"Z"，…，等其中的一個。其中，"*"是指任何一個,"?"代表不確定,"0"代表沒有。
系統(tǒng)規(guī)定:夾具的類型，工件的形狀，位置模式不能是"*"和"?"。在設計系統(tǒng)時,三個項目的屬性信息沒有這些選擇,這就意味著必須選擇確定的屬性。
最后三位數(shù)是事例識別號碼,如果事例特征的13位數(shù)是一樣的,這三個數(shù)字就用來區(qū)別他們。
該系統(tǒng)還規(guī)定:"000"是用于修正的一個典型事例,其他事例"001"、"002"、…,這些是用于設計師查找參考事例的. 如果其中一個偶爾需要改變成典型事例,首先它必須要求改成"000",前面的自動變成參考事例.
事例索引碼的結構如圖1所示。
1—夾具類型； 6—工件重量； 11—夾緊模型；
2—工件形狀； 7—工件剛度； 12—夾具體；
3—工件材料； 8—加工內容； 13—其他；
4—批 量； 9—過程所有物； 14到16—事例識別碼；
5—工件比例； 10—定位模型；
圖1 事例索引碼的結構
1.2事例庫
事例庫由許多預定義的事例組成。事例的描述是基于事例推理的最重要的問題之一。所以由索引碼復合。
1.3 事例的層次化
夾具的結構相似被認為是整個夾具，成分和內容相似。所以，整個夾具事例庫，成分事例庫，夾具的成分事例庫形成相同。整個夾具的設計資料通常是由工件資料和工件加工資料組成,這就意味著夾具的設計應滿足特別功能的需求.全部夾具事例是由功能成分組成，它是用功能成分的名字和數(shù)字來進行描述的。成分事例代表成員（成分功能和其他結構成分，主要驅動參數(shù)，數(shù)字，和它們的約束關系）。成分事例（夾具的最低層）是功能成分和和其他成分的結構。在現(xiàn)代夾具設計中有很多參數(shù)化準件和普通非標準件。所以成分事例圖書館應記錄特殊參數(shù)和保持它們的方法。
2事例修改的策略
在基于事例的夾具設計中，最重要的是相似點的修改，這樣能有助于獲得最相似的事例，以及縮短適應時間。根據夾具設計的需求，事例修改的策略使最接近的事例方法和知識指導結合起來。首先在深度上查找，然后在寬度上；知識指導策略意味著在來自客觀事物根源的知識規(guī)則上查找，這就要首先查找固定類型，然后查找工件的形狀，第三查找定位方法。例如，如果事例索引碼包括夾具類型的磨削夾具，就只查找所有的磨削夾具，然后查找工件形狀的盒子，第三查找一個平面兩個銷的定位方法。如果沒有合適的，就查找深度標點，然后回到最上層，然后再找所有與寬度相關的事例。
修改方法：
1） 根據夾具事例庫的事例索引信息，查找有關事例庫。
2） 將事例索引碼與事例庫的每個事例碼匹配，然后計算相似尺寸的價值。
3） 整理相似尺寸的次序，最大的架子是最類似的事例。
兩個事例之間的相似點是基于兩個事例特征之間的相似點。相似點尺寸的計算依靠特征的類型。相似點的價值可以通過數(shù)字化的價值來計算，例如比較重量分別是50kg 和 20kg的工件。非數(shù)字化的價值也能計算，例如，現(xiàn)在前13位索引碼都是非數(shù)字化的價值。一個夾具的相似尺寸的計算公式如下：
其中S表示通用夾具的相似尺寸，n表示索引特性數(shù)，表示每個特性的重量，表示事例庫中特性和相關夾具的特性的相似尺寸。同時， ，數(shù)值計算如下：
其中表示第i個特征的索引特性值，表示事例庫中第j個事例的第i個特征的特性值。
所以有兩種方法選擇相似夾具。一個方法是建立數(shù)值。如果通用事例的相似尺寸值比給定的數(shù)值小，這些事例就不能選來作相似事例。事例庫最初建立的時候，只有一些事例，數(shù)值可以建小一點。如果有大量的相似事例，數(shù)值就應該建的大一些。另外一個方法是只建立相似事例的數(shù)字（例如10），這是類型單里相似尺寸的最大值。
3 事例的修改和存儲
3.1事例的修改
夾具設計中相似事例的修改包括以下三個階段：
1） 成分的替代
2） 保持形式不變，調整成分的特性
3） 模型重新設計
如果夾具的成分是普通的物品，它們能通過使用工具被修改，代替以及刪除，這些已經被設計好了。
3.2事例的存儲
在將一個新的事例保存到事例庫之前，設計者必須考慮保存是否有價值。如果這個事例不能增加系統(tǒng)的知識，就沒有必要把它保存到事例庫里。如果它有價值的話，設計者在保存之前必須分析一下，看看這個事例是否作為標準事例或參考事例被存儲了。一個標準事例是一個描述同族事例主要特征的標準。一個同族事例是有事例庫中索引碼前13位相同而最后三位不同的那些事例組成的。一個標準事例的最后三位通常是“000”。一個參考事例屬于同族標準事例，最后三位用不同數(shù)字區(qū)分。
從被解釋的概念中，可采用以下方法：
1）如果一個新的事例和任何一個存在的事例族一致，和一個存在的標準事例的前13位數(shù)相同，那么這個事例就不能存儲因為已經這種標準事例了?；蛘咧荒茏鳛橐粋€參考事例保存（最后三位不是“000”，而且和其它的不一樣）在事例庫中。
2）如果一個新的事例和任何一個存在的事例族一致，并且被認為代替這個事例族要比以前的標準事例好，那么這個標準事例就被這個新的事例代替，以前的標準事例作為一個參考事例保存。
3）如果一個新的事例和任何一個存在的事例族不一致，一個新的事例族將會自動產生，并作為標準事例保存到事例庫中。
4夾具設計中基于事例推理的過程
根據夾具設計的特性，夾具設計的基本信息，例如夾具的名字，零件，生產和設計者等等，必須先輸入。然后，輸入或設計工件的模型。輸入有關工件的細節(jié)信息，建立事例索引碼，然后CBR開始依靠相似尺寸查找相似事例，選出最相似的事例。如果需要的話，事例要滿足通用性設計，再存儲到事例庫中。程序流程圖如圖2所示
圖2 基于事例推理的夾具設計流程圖
5基于事例推理的夾具設計說明
這是一個工件如圖3所示。材料是45鋼，底座，形狀為塊狀，生產批量為中批等。需要設計成一個用來旋轉孔的旋轉夾具。
圖3 需要設計夾具的一個工件
（最大尺寸80mmx49mmx22mm）
工件的特征值，屬性值，事例索引碼和重量在表1中列出。
表1 工件的事例索引碼和重量
特征名稱 特性值 索引碼 重量
夾具類型 車床夾具 1 100
工件形狀 塊狀 9 90
工件材料 中碳鋼 3 70
批量 中批 2 60
工件比例 小 5 60
工件重量 輕 5 60
工件剛度 硬度強 1 60
加工內容 孔 3 80
程序要求 完成加工 3 70
定位方法 三個平面 1 100
夾緊方法 不確定 ？ 90
夾具體 復合 4 80
其他 沒有 0 60
通過查找和計算相似點，最相似的事例的事例索引碼是19325513321402000，細節(jié)信息在表2中列出。
表2 最相似事例的事例索引碼
特征名稱 特性值 索引碼
夾具類型 車床夾具 1
工件形狀 塊狀 9
工件材料 中碳鋼 3
批量 中批 2
工件比例 小 5
工件重量 輕 5
工件剛度 硬度強 1
加工內容 孔 3
程序要求 完成加工 3
定位方法 三個平面 1
夾緊方法 不確定 ？
夾具體 復合 4
其他 沒有 0
相似點的計算如下：
所以夾具的相似尺寸值是0.806，這是在事例庫中用于設計的最相似的事例，最相似的事例的結構如圖4所示
圖4 最相似的夾具
當成分替代，修改定位模型和夾緊模型，以及調節(jié)相關尺寸之后，新的夾具被設計出來，圖形如圖6所示
圖5 需要設計的新夾具
因為在事例庫中沒有相似夾具，新夾具被儲存到事例庫中。事例索引碼是19325523311402000。
6 結論
基于事例推理，作為一個問題解決的方法，是一個比模仿人類思想的專業(yè)系統(tǒng)更有效的方法，已經在很多難獲取知識的領域里得到發(fā)展。基于事例推理的優(yōu)點如下：它和人類的思想很相似；一個事例庫通過保存新事例獲得自學能力，它比有慣例庫更快更容易，它可以更好的傳遞和解釋新的知識，這和慣例庫有很大的不同?；谑吕评碇刑岢龅囊粋€夾具設計的框架已經被實行了，使用的是支持基礎數(shù)據的VC++，UG電腦繪圖軟件。這個框架也已經和普通成分庫和典型夾具庫結合起來。這個發(fā)展的標準系統(tǒng)，用于航空項目，幫助夾具設計者提高設計效率和重新使用先前的設計資源。
9
撥叉鏜Φ40孔夾具設計
1 課題研究的目的和意義
撥叉主要零件加工工藝及夾具設計是本人在基本完成大學的學習任務后完成的一次由理論轉化為實際生產的一個過程，將我在大學期間學習到的東西全部整合到一起運用到實踐當中去，使本人對自己所學的專業(yè)知識，專業(yè)技能，和專業(yè)所從事的方向有了更深層次的學習與了解，為我以后的工作打下基礎。機械加工工藝主要是實現(xiàn)產品的設計，保證產品質量，節(jié)約能源，降低成本的重要手段，是企業(yè)進行生產準備，計劃調度，加工操作，生產安全，技術檢測和健全勞動組織的重要依據。然而夾具在制造系統(tǒng)中也是一個非常重要的組成部分，好的夾具可以提高勞動生產率，保證和提高加工精度，降低生產成本，還可以擴大機床的使用范圍，而這個撥叉主要零件的精度，材料的好壞，加工的工藝將直接影響到發(fā)動機的使用效率和壽命，所以本次設計要實現(xiàn)產品的設計，保證產品質量還要在保證產品加工精度的同時提高生產率，節(jié)約成本。
2 國內外研究現(xiàn)狀
2.1國外研究現(xiàn)狀
工業(yè)設計是人類社會發(fā)展和科學技術進步的產物，從英國莫里斯的“工藝美術運動”，到德國的包豪斯設計革命以及美國的廣泛傳播與推廣，工業(yè)設計經過了醞釀，探索，形成，發(fā)展百余年的歷史滄桑。時至今日，工業(yè)設計已成為一門獨立的專業(yè)學科，并且有一套完整的研究體系。
1980 年國際工業(yè)設計協(xié)會理事會（ICSID）給工業(yè)作了明確定義：“就批量生產的工業(yè)產品而言，憑借訓練，技術知識，經驗及視覺感受，而預示材料、結構、構 造、形態(tài)、色彩、表面加工，裝飾以新的品質和規(guī)格，叫做工業(yè)設計。根據當時的具體情況，工業(yè)設計師應在上述工業(yè)產品全部側面或其中幾個方面進行工作，而且 需要工業(yè)設計師對包裝、宣傳、展示，市場開發(fā)等問題的解決付出自己的技術知識和經驗以及視覺評價能力時，這也屬于工業(yè)設計的范疇”。
材料、結構、 工藝是產品設計的物質技術基礎，一方面，技術制約著設計；另一方面，技術也推動著設計。從設計美學的觀點看，技術不僅僅是物質基礎還具有其本身的“功能” 作用，只要善于應用材料的特性，予以相應的結構形式和適當?shù)募庸すに?，就能夠?chuàng)造出實用，美觀，經濟的產品，即在產品中發(fā)揮技術潛在的“功能”。
任 何設計都是時代的產物，它的不同的面貌，不同的特征反映著不同歷史時期的科學技術水平。技術是產品形態(tài)發(fā)展的先導，新材料，新工藝的出現(xiàn)，必然給產品帶來 新的結構，新的形態(tài)和新的造型風格。材料，加工工藝，結構，產品形象有機地聯(lián)系在一起的，某個環(huán)節(jié)的變革，便會引起整個機體的變化。
2.2 國內研究現(xiàn)狀
改革開放以來，隨著中國與世界的接軌，中國不斷的引進了西方先進的加工技術，而且隨著世界科技的飛速發(fā)展，數(shù)控機床，加工中心，柔性制造單元，柔性制造系統(tǒng)等一系列高端設備得以廣泛的運用，使得我國的加工精度和加工方法也發(fā)生了革命性的改變。產品更新?lián)Q代的加快，產品需求的多樣化，是制造業(yè)面臨巨大挑戰(zhàn)，特別像撥叉主要零件這種不規(guī)則零件就出現(xiàn)了重大問題，現(xiàn)階段撥叉主要零件零件加工還打不到自動化加工，它的工藝好需要人工畫線的方法來保證，而零件的裝夾也是通過人工來完成的，所以現(xiàn)階段我國對撥叉主要零件這種不規(guī)則零件的加工的效率還是比較低的階段。夾具方面人們也從過去傳統(tǒng)的夾具的裝夾，定位，刀具的引導定位為夾具的裝夾和定位，隨著數(shù)字化加工設備的擴大化，已經將夾具的引導刀具功能完全替代，給今后的夾具的快速裝夾與定位提出了更高的要求。
近年來，機械制造工藝有著飛速的發(fā)展。比如，應用人工智能選擇零件的工藝規(guī)程。因為特種加工的微觀物理過程非常復雜，往往涉及電磁場、熱力學、流體力學、電化學等諸多領域，其加工機理的理論研究極其困難,通常很難用簡單的解析式來表達。近年來，雖然各國學者采用各種理論對不同的特種加工技術進行了深入的研究，并取得了卓越的理論成就，但離定量的實際應用尚有一定的距離。然而采用每一種特種加工方法所獲得的加工精度和表面 質量與加工條件參數(shù)間都有其規(guī)律。因此，目前常采用研究傳統(tǒng)切削加工機理的實驗統(tǒng)計方 法來了解特種加工的工藝規(guī)律，以便實際應用，但還缺乏系統(tǒng)性。受其限制，目前特種加工 的工藝參數(shù)只能憑經驗選取，還難以實現(xiàn)最優(yōu)化和自動化，例如，電火花成形電極的沉入式 加工工藝，它在占電火花成形機床總數(shù)95%以上的非數(shù)控電火花成形加工機床和較大尺寸的模具型腔加工中得到廣泛應用。雖然已有學者對其CAD、CAPP和CAM原理開展了一些研究，并取得了一些成果，但由于工藝數(shù)據的缺乏，仍未有成熟的商品化的CAD/CAM系統(tǒng)問世。通常 只能采用手工的方法或部分借助于CAD造型、部分生成復雜電極的三維型面數(shù)據。隨著模糊 數(shù)學、神經元網絡及專家系統(tǒng)等多種人工智能技術的成熟發(fā)展，人們開始嘗試利用這一技術 來建立加工效果和加工條件之間的定量化的精度、效率、經濟性等實驗模型，并得到了初步 的成果。因此，通過實驗建模，將典型加工實例和加工經驗作為知識存儲起來，建立描述特 種加工工藝規(guī)律的可擴展性開放系統(tǒng)的條件已經成熟。并為進一步開展特種加工加工工藝過程的計算機模擬，應用人工智能選擇零件的工藝規(guī)程和虛擬加工奠定基礎。
同時，在機械加工過程中，夾具占有非常重要的地位，它可靠地保證了工件的加工精度，提高了加工效率，減輕了勞動的強度，夾具的設計過程中，應深入生產實際，（對工件的圖紙，工藝文件，生產綱領等分析），精心調查研究，吸取國內外的先進技術，制訂出合理的設計方案。
我們都知道減少停工檢修期是提高生產力、使生產能力利用系數(shù)最大化的一項重要因素。然而零件加工過程中的精確定位和裝夾的重復精度也是改進效率和質量的關鍵。譬如柔性加工中心的產生就是為了減少產品循環(huán)周期。
目前中國制造業(yè)發(fā)展迅猛，以前的我國制造業(yè)普遍使用剛性專機加工各種各樣的零部件，導致改型和生產個零部件周期較長。隨著我國制造業(yè)發(fā)展和各種各種零件的需求與日俱增，加工設備和工藝也向著柔性化的方向轉變。加工裝備的柔性概念和需求主要體現(xiàn)在對設備快速性和適應性的需求上，因此制造商不得不尋求柔性和產量之間的最佳組合。當然，在滿足了柔性的條件下、也有著不同的解決方案，如：模塊化、可變換化、可重新配置化、在線兼容性等。不論采用哪種方案，使用高性能的液壓夾具都顯得尤為重要，現(xiàn)在，柔性專機、可重新配置的機床及專用加工中心的組合應用，使得發(fā)動機零件的加工變得越來越柔性化，具體情況取決于每個加工項目的產量配額
使用液壓夾具的主要優(yōu)勢是能節(jié)省夾緊和松卸工件時所花的大量的時間。有關統(tǒng)計資料表明液壓夾緊相比機械夾緊節(jié)省90%~95%的時間，縮小了生產循環(huán)周期，從而增加了產量也就意味著降低了成本。
當加工一長型鋁合金零件時，刀具通過時旋轉油缸可快速讓開，刀具通過后可快速復位。液壓夾具系統(tǒng)的第二項重要特點是可實現(xiàn)非常高的定位精度。關鍵在于夾緊力在定位和夾緊過程中保持恒定不變。從而確保了同一道工序下的加工質量一致性。由于變形造成的廢品率將會微乎其微。
夾具是機械加工不可缺少的部件，在機床技術向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經濟的方向發(fā)展
3 設計思路
通過網絡、期刊、教材、廠家資料及國內外相關文獻查閱。根據要求完成對撥叉主要零件加工工藝和夾具設計系統(tǒng)設計。完成設計圖紙的繪制并進行相關校核工作，完成設計說明書的編寫。
、撥叉主要零件加工工藝
1、 制訂撥叉主要零件加工工藝規(guī)程，關鍵是工序的劃分和定位基準的選擇。在設計開始的過程中，我們必須要認真分析零件圖，了解其撥叉主要零件零件的結構特點和相關的技術要求，對撥叉主要零件零件的每一個細節(jié)，都應仔細的分析，如撥叉主要零件加工表面的平行度、粗糙度、垂直度，特別是要注意撥叉主要零件零件各孔系自身精度（同撥叉主要零件度、圓度、粗糙度等）和它們的相互位置精度（撥叉主要零件線之間的平行度、垂直度以及撥叉主要零件線與平面之間的平行度、垂直度等要求），撥叉主要零件零件的尺寸是整個零件加工的關鍵，必須弄清撥叉主要零件零件的每一個尺寸。繪制零件圖是一個重點，同時因為撥叉主要零件零件比較復雜,所以也是一個難點。我們采用autoCAD軟件繪制零件圖，一方面增加我們對零件的了解認識，另一方面增加我們對autoCAD軟件的熟悉。
工序的劃分
確定加工順序和工序內容，安排工序的集中和分散程度，劃分工序階段，這項工作與生產綱領有密切關系，具體可以根據生產類型、零件的結構特點、技術要求和機床設備等。生產條件確定工藝過程的工序次數(shù)；如批量小時可采用在通用機床上工序集中原則，批量大時即可按工序分散原則，組織流水線生產，也可利用高生產率的通用設備，按工序集中原則組織生產。
2、夾具設計可能遇到的問題：
工件定位是否正確，定位精度是否滿足要求，工件夾緊牢固是否可靠等等。
工件在夾具中的定位精度，主要與定位基準是否與工序基準重合、定位基準與定位元件的配合狀況等因素有關，可提高夾具的制造精度，減少配合間隙，就能提高夾具在機床上的定位精度，夾具中出現(xiàn)過定位時，可通過撤消多余定位元件，使多余定位元件失去限制重復自由度的能力，增加過定位元件與定位基準的配合間隙等辦法來解決。
夾緊必須可靠，但夾緊力不可過大，以免工件或夾具產生過大變形?？刹捎枚帱c夾緊或在工件鋼性薄弱部位安放適當?shù)妮o助支撐。夾具的設計必須要保證夾具的定位準確和機構合理,考慮夾具的定位誤差和安裝誤差。我們將通過對工件與夾具的認真分析,結合一些夾具的具體設計事例,查閱相關的夾具設計資料,聯(lián)系在工廠看到的一些撥叉主要零件零件加工的夾具來解決這些問題.
上述即為遇到困難的解決措施
3、 本課題擬采用的研究手段（途徑）和可行性分析
根據不同的研究對象擬采用不同的研究手段（途徑），本課題包括兩方面內容：
撥叉鏜Φ40孔夾具設計
制定工藝規(guī)程的研究途徑和可行性分析
毛坯的選擇：
根據生產綱領和零件結構選擇毛坯，毛坯的類型一般在零件圖上已有規(guī)定。對于鑄件和鍛件應了解其分模面、澆口、冒口位置和拔模率，以便在選擇定位基準和計算加工余量時有所考慮。如果毛坯是棒料或型材，則按其標準確定尺寸規(guī)格，并決定每批加工件數(shù)。
毛坯的種類和其質量對機械加工的質量有密切的關系。同時對提高勞動生產率、節(jié)約材料、降低成本有很大的影響。擬訂工藝路線：
表示零件的加工順序及加工方法，分出工序，安裝或工位及工步等。并選擇各工序所使用的機床型號、刀具、夾具及量具等。擬訂工藝路線從實際出發(fā)，理論聯(lián)系實際和工人結合起來。常常需要提出幾個方案，進行分析比較后再確定。
計算切削用量、加工余量及工時定額：
查閱《切削用量手冊》等資料并進行計算確定。目前，對單件小批量生產不規(guī)定切削用量，而是由操作工人根據經驗自行選定，但對于自動線和流水線，為保證生產的節(jié)拍，必須規(guī)定切削用量，并不能隨意改變。計算加工余量、工序尺寸及公差是要控制各工序的加工質量以保證最終加工質量。工時定額一般按各工廠的實際經驗積累起來的統(tǒng)計資料來估算。隨著生產的發(fā)展，工藝的改進，新工藝，新技術的不斷出現(xiàn)，工時定額應進行相應的修改。
對機械加工工藝規(guī)程基本要求可歸結為質量、生產率和經濟性。雖然有時互相矛盾，但只要把它們處理好，就會成為一個統(tǒng)一體。在三個要求中，質量是首要的。質量表現(xiàn)在機械產品的各項技術性能指標，質量不能保證，根本談不上數(shù)量；質量和生產率之間是密切聯(lián)系的，在保證質量的前提下，應該不斷地最大限度地提高生產率，滿足生產量的要求。如果兩者矛盾，則生產率要服從于質量，應在保證質量的前提下解決生產率問題。在保證質量的前提下，應盡可能的節(jié)約耗費，減少投資，降低制造成本，這就是經濟性。
因此，撥叉主要零件的工藝規(guī)程研究途徑應該體現(xiàn)質量、生產率和經濟性的統(tǒng)一，達到經濟合理及可行的最優(yōu)方案。
夾具設計的研究途徑和可行性分析
撥叉主要零件、銑、鉆等工序使用的專用夾具，此類夾具的特點是針對性強、結構緊湊、操作簡便、生產率高。
夾具設計最關鍵是要求對工件定位正確，且滿足定位精度要求。為了解決此問題，首先得了解影響定位精度的因素。然后采取措施解決具體的問題。如定位基準與定位元件的配合狀況和影響定位精度，那么可以提高夾具的制造精度，減小配合間隙就能提高夾具在機床上的定位精度。
除此之外，選擇夾具的類型與結構型式必須與零件生產批量大小相適應，夾具結構與零部件應具有足夠的剛度和強度，從而保證夾具操作方便、夾緊可靠、使用安全、并有合理的裝卸空間。
課題研究的主要方法：
（1） 搜集資料，了解并掌握撥叉主要零件加工工藝結構和工作原理。
（2） 確定設計大體思路，撰寫開題報告，要求完成具體的設計內容及計算。
（3） 根據設計任務書的要求，熟悉相關軟件AutoCAD，確定設計方法及設計要點。按要求完成完整的設計計劃及預期達到的結果，進行相關設計及計算。
（4） 對所設計夾具設計相關校核，準備相關資料。
（5） 對設計說明書初稿進行相關格式修改，對設計圖紙并進行修改。
研究過程中的主要問題和解決的方法：
4 工作進度與安排
2.15—3.15 理解和消化課題內容，完成課題的調研、開題報告、翻譯、文獻綜的撰寫等；
3.16—4.01 完成撥叉主要零件的工藝工裝設計與優(yōu)化方案；
4.02—4.15 完成撥叉主要零件的工藝工裝設計與優(yōu)化參數(shù)計算；
4.16—4.20 完成撥叉主要零件的工藝工裝設計與優(yōu)化各元件設計；
4.21—5.15 撥叉主要零件的工藝工裝裝配圖和主要零件圖設計；
5.16—5.31 完成論文的撰寫和答辯準備工作。
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6
2011屆湖北汽車工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）
寧湖北汽車工業(yè)學院
畢業(yè)設計(論文)
撥叉鏜Φ40孔夾具設計
所在學院
專 業(yè)
班 級
姓 名
學 號
指導老師
年 月 日
7
2011屆湖北汽車工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）
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摘 要
撥叉零件首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。
進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。
為了防止零件在夾緊過程中變形，保證加工過程中定位的穩(wěn)定性，則采用鉤形壓板為夾緊元件對零件底座進行夾緊。為了保證有足夠的夾緊力，動力源裝置采用鉤形壓板。
本夾具設計的優(yōu)點有：結構簡單實用、安裝方便、易更換、造價低廉。
關鍵詞：夾具，鏜孔，鉤形壓板
Abstract
The fork part first carries on the analysis to the components, understand the parts of the process and then design a blank structure, and choose the good components the processing datum, designs the process routes of the parts; then the parts of each labor step process is the key to decide the size calculation, process equipment and cutting processes; then design special fixture, the fixture selection for the various components of the design, such as connecting parts positioning elements and clamping elements, guide element, fixture and machine tool and other components; calculate fixture positioning errors when positioning, analysis the rationality and shortcoming of fixture structure, improve and design in later.
Design of special fixture, the fixture selection for the various components of the design, such as connecting parts positioning elements and clamping elements, guide element, fixture and machine tool and other components; calculate fixture positioning errors when positioning, analysis the rationality and shortcoming of fixture structure, improve and design in later.
In order to prevent the deformation of the parts in the clamping process, ensure the stability of positioning in the processing process, using the hook clamp for clamping elements for clamping of the base parts. In order to ensure a sufficient clamping force, the power source device adopts the hook clamp.
The advantages of fixture design are: simple structure, convenient installation, low cost, easy replacement.
Keywords: fixture, boring, hook plate
目 錄
第1章 緒 論 1
1.1 本課題的研究內容和意義 1
1.2 國內外的發(fā)展概況 2
1.3 本課題應達到的要求 3
1.4 機械加工工藝及夾具設計的發(fā)展 4
1.4.1 發(fā)展歷史 4
1.4.2 發(fā)展現(xiàn)狀 4
1.4.3 發(fā)展趨勢 5
第2章 零件的分析 8
2.1 零件的形狀 8
2.2 零件的工藝分析 9
第3章 工藝規(guī)程設計 10
3.1 確定毛坯的制造形式 10
3.2 定位基準的選擇零件表面加工方法的選擇 10
3.3 制定工藝路線(方案分析與比較) 10
3.4 選擇加工設備和工藝裝備 12
3.4.1 機床選用 12
3.4.2 選擇刀具 12
3.4.3 選擇量具 13
3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 13
3.6 確定切削用量及基本工時（機動時間） 14
第4章 鏜孔夾具設計的要求 20
4.1 鏜孔夾具方案設計 20
4.2 夾具總體設計的要求 20
4.3 機床夾具的組成 21
4.4 夾具設計的基本要求 22
4.5 本次夾具設計的基本過程 22
4.5.1 擬定夾具的結構方案，繪制結構草圖 22
4.5.2 繪制夾具總裝配圖及零件圖 23
4.6 確定夾具的類型 24
4.7 鏜模的主要類型 24
4.8 明確設計任務，了解零件加工工藝過程 25
4.8.1 熟悉工件零件圖、本工序加工要求 25
4.8.2 熟悉零件加工工藝過程 25
第5章 定位裝置設計 26
5.1 零件定位的基本原理 26
5.1.1 六點定位原理 26
5.1.2 工件定位中的約束分析 26
5.2 常用定位元件及選用 27
5.2.1 對定位元件的基本要求 27
5.2.2 常用定位元件的選用 27
5.3 定位方案的確定 28
第6章 夾緊裝置設計 30
6.1 夾緊裝置的組成與基本要求 30
6.2 夾緊力的確定 30
6.2.1 確定夾緊力的基本原則 30
6.2.2 切削力的計算 31
6.2.3 夾緊力的計算 32
6.2.4 液壓缸的選型計算 35
第7章 對刀及引導裝置設計 39
7.1 鏜套的類別 39
7.2 鏜套的設計 39
第8章 夾具體的設計 41
8.1 夾具體設計的基本要求 41
8.2 夾具體毛坯的類型 41
8.3 夾具體的設計 42
8.4 鏜模板的設計 43
第9章 經濟性分析 44
總 結 46
致 謝 47
參考文獻 48
第1章 緒 論
1.1 本課題的研究內容和意義
工裝工藝及夾具畢業(yè)設計是對所學專業(yè)課知識的一次鞏固，是在進行社會實踐之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習，也是理論聯(lián)系實際的訓練。機床夾具已成為機械加工中的重要裝備。機床夾具的設計和使用是促進生產發(fā)展的重要工藝措施之一。
機械加工工藝規(guī)程是生產準備工作的主要依據。根據它來組織原材料和毛坯的供應，進行機床調整，專用工藝裝備的設計與制造，編制生產作業(yè)計劃，調配勞動力，以及進行生產成本核算等。
機械加工工藝規(guī)程也是組織生產、進行計劃調度的依據。有了它就可以制定生產產品的進度計劃和相應的調度計劃，并能做到各工序科學地銜接，使生產均衡、順利，實現(xiàn)優(yōu)質、高產和低消耗。
機械加工工藝過程卡片和機械加工工序卡片，是兩個主要的工藝文件。機械加工工藝過程卡片，是說明零件加工工藝過程的工藝文件。在單件、小批量生產中，以機械加工工藝過程卡片指導生產，過程卡的各個項目編制較為詳細。機械加工工序卡片是為每個工序詳細制定的，用于直接指導工人進行生產，多用于大批量生產的零件和成批生產中的重要零件。
在機械行業(yè)中，如何去保證工件的高精度、加工的成本等實質性問題，一直是從事于機械行業(yè)人員研究的問題，其中在設計夾具的時候就要考慮以上問題，高效的夾具是工件高精度的保證，如何讓夾具更高效、更經濟，這是行業(yè)人急需要解決的。
隨著社會的發(fā)展，科技的不斷提高，各種高科技技術逐漸滲透到各個行業(yè)，如何利用這些高科技為人類服務，如何充分利用這些高科技在機械行業(yè)中，這還需要機械行業(yè)人員不斷的努力，開拓創(chuàng)新。
隨著科學技術的發(fā)展，和社會市場需要，夾具的設計在逐步的超向柔性制造系統(tǒng)方向發(fā)展。迄今為止,夾具仍是機電產品制造中必不可缺的四大工具之一,刀具本身已高度標準化,用戶只需要按品種、規(guī)格選用采購。而模具和夾具則和產品息息相關,產品一有變化就需重新制作,通常是屬于專用性質的工具,模具已發(fā)展成為獨立的行業(yè);夾具在國內外也正在逐漸形成一個依附于機床業(yè)或獨立的小行業(yè)。 組合夾具不僅具有標準化、模塊化、組合化等當代先進設計思想,又符合節(jié)約資源的原則,更適合綠色制造的環(huán)境保護原理。所以是今后夾具技術的一個重要發(fā)展方向單位 。
機床夾具通常是指裝夾工件用的裝置:至于裝夾各種刀具用的裝置,則一般稱為“輔助工具”。輔助工具有時也廣義地包括在機床夾具的范圍內。按照機床夾具的應用范圍,一般可分為通用夾具,專用夾具和可調整式夾具等。
通過這次畢業(yè)設計，對自己所學的理論知識進行一次綜合運用，也是對四年的學習深度的一個檢驗。在這次設計過程中，充分挖掘自己分析問題，解決問題的潛力。并希望通過畢業(yè)設計能養(yǎng)成一種嚴謹，認真的態(tài)度，為以后參加工作打下一個良好的基礎。
1.2 國內外的發(fā)展概況
工裝的全稱是工藝裝備，工裝是指加工機床外而需保證零件加工質量的工藝裝備，是制造過程中所用的各種工具的總稱。它是各企業(yè)內除生產設備和工具外的為配合生產設備和人完成工藝制作要求的部分，大多工裝都是針對各自產品特點的。機械加工過程中用來固定和定位要加工的零件或毛坯件的裝置，即工裝的主要作用有：固定，定位，防止變形。
夾具屬于工裝，工裝包含夾具，屬于從屬關系。不僅僅是焊裝用，在機加工方面也有用，許多時候，需要裝配幾個部件并保證其定位準確的時候就需要。設計工裝夾具要緊扣產品，因為工裝夾具是專門為某些產品特定的，要保證生產時無干涉現(xiàn)象、定位準確、操作工操作便捷等。簡單的說，就是用于工件裝夾的工具。
夾具從產生到現(xiàn)在，大約可以分為三個階段：第一個階段主要表現(xiàn)在夾具與人的結合上，這是夾具主要是作為人的單純的輔助工具，是加工過程加速和趨于完善；第二階段，夾具成為人與機床之間的橋梁，夾具的機能發(fā)生變化，它主要用于工件的定位和夾緊。人們越來越認識到，夾具與操作人員改進工作及機床性能的提高有著密切的關系，所以對夾具引起了重視；第三階段表現(xiàn)為夾具與機床的結合，夾具作為機床的一部分，成為機械加工中不可缺少的工藝裝備。
由于現(xiàn)代加工的高速發(fā)展，對傳統(tǒng)的夾具提出了較高要求，如快速、高效、安全等。要想達到這樣的生產要求，就必須計算加工工序零件在加工過程中由于切削力、重力、慣性力等所產生的切削力及切削力矩，按照夾具設計中所確定的夾緊方式進行夾緊力的計算，為了減小夾具的具體尺寸，就需要增大夾具的定位區(qū)間，增大由夾緊力而產生的摩擦力矩、正壓力及由此而產生的摩擦力，以達到夾具小巧而精用的目的。同時為了減少工人的勞動強度，提高工件裝夾效率，還需要對夾具的夾緊機構的行程進行設計，以期以最短的夾緊行程，達到最佳的夾緊效果。
1.3 本課題應達到的要求
通過實際調研和采集相應的設計數(shù)據、閱讀相關資料相結合，對撥叉的基本結構及作用有個大致的了解，在此基礎上，經過對金屬切削加工、金屬切削機床、機械設計與理論等相關知識充分掌握后，分析撥叉的加工工藝，確定撥叉各加工表面的加工方法，進而形成撥叉的機械加工工藝路線。并能根據撥叉的加工工序要求，分析撥叉的定位方式、金屬切削加工過程中的機床工作臺驅動、工件夾緊等方面的相關數(shù)據，結合機械機構設計的相關理論知識，完成工件的有效定位及夾緊，從而使整個撥叉的加工工藝路線經濟，工件定位方案合理，來達到產品的最優(yōu)化設計。
針對實際使用過程中存在的金屬加工工藝文件編制、工件夾緊及工藝參數(shù)確定及計算問題，綜合所學的機械理論設計與方法、機械加工工藝文件編制及實施等方面的知識，設計出一套適合于實際的撥叉加工工藝路線，從而實現(xiàn)適合于現(xiàn)代加工制造業(yè)、夾緊裝置的優(yōu)化設計。為提高鏜床夾具在機床上安裝的穩(wěn)固性，減輕其斷續(xù)切削可能引起的振動，夾具體不僅要有足夠的剛度和強度，其高度和寬度比也應恰當，一般有H/B≤1～1.25，以降低夾具重心，使工件加工表面盡量靠近工作臺面。
機械加工工藝及夾具設計是全面綜合運用有關專業(yè)課程的理論和實踐知識進行加工工藝及夾具設計的一次重要實踐。機床夾具是在機床上裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機床和刀具有一個正確的位置，并且在加工過程中保持這個位置不變。夾具不僅能保證工件的加工精度、提高加工效率，還能減輕工人的勞動強度、降低產品的制造成本、擴大機床的使用范圍。制造技術已經是生產、國際經濟競爭、產品革新的一種重要手段，所有國家都在尋求、獲得、開發(fā)和利用它。它正被看作是現(xiàn)代國家經濟上獲得成功的關鍵因素。
機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產品或零部件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件，是一切有關工生產人員都應嚴格執(zhí)行、認真貫徹的紀律性文件。生產規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機械加工工藝規(guī)程來體現(xiàn)。而機床夾具是在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機床或刀具有個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。它們的研究對機械工業(yè)有著很重要的意義。
1.4 機械加工工藝及夾具設計的發(fā)展
1.4.1 發(fā)展歷史
從1949年以來，我國機械工業(yè)有了很大的發(fā)展，已經成為工業(yè)中產品門類比較齊全、具有相當規(guī)模和一定技術基礎的產業(yè)部門之一，其機械加工和夾具也有很大的發(fā)展，但是與工業(yè)發(fā)達國家相比，我們這方面的水平還存在著階段性的差距，主要表現(xiàn)在機械產品質量和水平不夠高，加工工藝過程不合理，夾具應用也比較少，使其加工工人勞動強度大，加工出來的產品也不理想。
1.4.2 發(fā)展現(xiàn)狀
現(xiàn)在，各工業(yè)化國家都把制造技術視為當代科技發(fā)展為活躍的領域和國際間科技競爭的主戰(zhàn)場，制定了一系列振興計劃、建立世界級制造技術中心，紛紛把先進制造技術列為國家關鍵技術和優(yōu)先發(fā)展領域。
機械加工工藝及夾具隨著制造技術的發(fā)展也突飛猛進。機械加工工藝以各個工廠的具體情況不同，其加工的規(guī)程也有很大的不同。突破已往的死模式。使其隨著情況的不同具有更加合理的工藝過程。也使產品的質量大大提高。制定加工工藝雖可按情況合理制定，但也要滿足其基本要求：在保證產品質量的前提下，盡可能提高勞動生產率和降低加工成本。并在充分利用本工廠現(xiàn)有生產條件的基礎上，盡可能采用國內、外先進工藝技術和經驗。還應保證操作者良好的勞動條件。但我國現(xiàn)階段還是主要依賴工藝人員的經驗來編制工藝，多半不規(guī)定工步和切削用量，工時定額也憑經驗來確定，十分粗略，缺乏科學依據，難以進行合理的經濟核算。
機床夾具最早出現(xiàn)在18世紀后期。隨著科學技術的不斷進步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。
國際生產研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產的工件品種已占工件種類總數(shù)的85％左右?，F(xiàn)代生產要求企業(yè)所制造的產品品種經常更新?lián)Q代，以適應市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產的企業(yè)中，每隔3～4年就要更新50～80％左右專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為10～20％左右。特別是近年來，數(shù)控機床、加工中心、成組技術、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術的應用，對機床夾具提出了如下新的要求：
1）能迅速而方便地裝備新產品的投產，以縮短生產準備周期，降低生產成本；
2）能裝夾一組具有相似性特征的工件；
3）能適用于精密加工的高精度機床夾具；
4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術的新型機床夾具；
5）采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置，以進一步減輕勞動強度和提高勞動生產率；
6）提高機床夾具的標準化程度。
1.4.3 發(fā)展趨勢
長期以來，加工工藝編制是由工藝人員憑經驗進行的。如果由幾位工藝員各自編制同一個零件的工藝規(guī)程，其方案一般各不相同，而且很可能都不是最佳方案。這是因為工藝設計涉及的因素多，因果關系錯綜復雜。CAPP將是機械加工工藝的發(fā)展趨勢，它不僅提高了工藝設計的質量，而且使工藝人員從繁瑣重復的工作中擺脫出來，集中精力去考慮提高工藝水平和產品質量問題。
1夾具的發(fā)展趨勢
現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)為標準化、高效化、精密化和柔性化等四個方面。
（1）標準化 機床夾具的目的就在于提高生產效率，這樣也就必使其具有標準化和通用化，而機床夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面。目前我國已有夾具零件及部件的國家標準：GB/T2148～T2259－91以及各類通用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產，有利于縮短生產準備周期，降低生產總成本。
（2）高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有自動化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在試驗轉速為9000r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生產流水線、自動線配置相應的高效、自動化夾具外，在數(shù)控機床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動裝夾工件的夾具以及自動更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機床的效率。
（3）精密化 機床夾具的精度會直接影響到零件的加工精度，而隨著機械產品精度的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結構類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達±0.1"；用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為5μm。這些精密化的夾具為以后零件加工的精度提供了保證。
（4）柔性化 機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調整、組合等方式，以適應工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調夾具、成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應現(xiàn)代機械工業(yè)多品種、中小批量生產的需要，擴大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結構為可拆結構，發(fā)展可調夾具結構，將是當前夾具發(fā)展的主要方向。
2機械加工制造技術的發(fā)展趨勢
（1）特種加工 它是指一些物理的、化學的加工方法，如電火花加工、電解加工、超聲波加工、激光加工、離子束加工等。特種加工方法的主要對象是難加工材料的加工，如金剛石、陶瓷等超硬材料的加工，其加工精度可達分子級加工單位或原子級加工單位，所以它又常常是精密加工和超精密加工的重要手段。特種加工與傳統(tǒng)加工相結合的復合加工有較大的發(fā)展前途。
（2）快速成形 利用離散、堆積成形概念，可將一個三維實體分解為若干二維實體制造出來，再經堆積而構成三維實體。
（3）精密工程 它包括精密加工的超精密加工技術、微細加工和超微細加工技術、微型機械和納米技術等方面。當前，以納米技術為代表的超精密加工技術和以微細加工為手段的微型機械技術有重要意義，它們代表了這一時期精密工程的方向。
（4）傳統(tǒng)加工工藝的改造和革新 這一方面的技術潛力很大，如高速切削、超高速切削、強力磨削、超硬材料磨具的出現(xiàn)都對加工理論的發(fā)展、加工質量和效率的提高有重要意義。另一方面，舊設備的改造和挖潛，如普通機床改造成數(shù)控機床等，對機械工業(yè)的發(fā)展和提高是不容忽視的。
3.簡單的評述
綜上，機械加工藝及夾具隨著科技的發(fā)展都使計算機技術、數(shù)控技術、控制論及系統(tǒng)工程與制造技術的結合為制造系統(tǒng)，形成現(xiàn)代制造工程學。而物料流、能量流、信息流是組成制造系統(tǒng)的三個基本要素?，F(xiàn)代加工都為集成化的系統(tǒng)加工，這雖減輕了工人的勞動強度，但同時對工人的知識水平要求較高。這需要我們全方位的認知現(xiàn)代科技知識。因此，在以后的學習中需要我們全方位的學習其各個相關領域的知識，不能只注重一點，為將來的人才戰(zhàn)略提出了新的要求。
2011屆湖北汽車工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）
第2章 零件的分析
2.1 零件的形狀
題目給的零件是撥叉零件，主要作用是起固定作用。它主要用于軸撥叉之間的連接，以固定安裝需要。
零件的實際形狀如上圖所示，從零件圖上看，該零件是典型的零件，結構比較簡單。具體尺寸，公差如下圖所示。
2.2 零件的工藝分析
由零件圖可知，其材料為HT200，具有較高強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應力和要求耐磨零件。
撥叉零件主要加工表面為：
1.上端面，表面粗糙度值為1.6。
2. 下端面，表面粗糙度值為1.6。
3.φ40孔、φ20孔、φ18孔，表面粗糙度值為1.6。
45
第3章 工藝規(guī)程設計
本撥叉假設年產量為10萬臺，每臺需要該零件1個，備品率為111%，廢品率為0.25%，每日工作班次為2班。
該零件材料為HT200，考慮到零件在工作時要有高的耐磨性，所以選擇鍛造。依據設計要求Q=100000件/年，n=1件/臺；結合生產實際，備品率α和 廢品率β分別取111%和0.25%代入公式得該工件的生產綱領
N=2XQn(1+α)（1+β)=23134115件/年
3.1 確定毛坯的制造形式
零件材料為HT200，考慮到零件在使用過程中起連接作用，分析其在工作過程中所受載荷，最后選用鍛造，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。年產量已達成批生產水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用鍛造，這從提高生產效率，保證加工精度，減少生產成本上考慮，也是應該的。
3.2 定位基準的選擇零件表面加工方法的選擇
待加工的零件是盤狀零件，孔是設計基準（也是裝配基準和測量基準），為避免由于基準不重合而產生的誤差，應選孔為定位基準，即遵循“基準重合”的原則。
3.3 制定工藝路線(方案分析與比較)
制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已經確定為成批生產的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。
方案一：
10 鑄造 鑄造毛坯
20 熱處理 退火
30 粗銑 粗銑上端面，留1mm精加工余量。
40 精銑 精銑下端面
50 粗銑 粗銑下端面，留1mm精加工余量。
60 精銑 精銑下端面
70 鉆擴鉸 鉆擴鉸φ20并倒角
80 粗鏜 粗鏜φ40孔
90 精鏜 精鏜φ40孔
100 鉆擴 鉆擴φ18并倒角
110 鉆孔攻絲 鉆孔2XM12底孔并進行攻絲
120 銑寬度為5mm的開口槽
130 插鍵槽
140 去毛刺 去毛刺
150 檢驗 檢驗入庫
方案二：
10 鑄造 鑄造毛坯
20 熱處理 退火
30 粗銑 粗銑上端面，留1mm精加工余量。
40 精銑 精銑下端面
50 粗銑 粗銑下端面，留1mm精加工余量。
60 精銑 精銑下端面
70 鉆擴鉸 鉆擴鉸φ20并倒角
80 鉆擴 鉆擴φ18并倒角
90 粗鏜 粗鏜φ40孔
100 精鏜 精鏜φ40孔
110 鉆孔攻絲 鉆孔2XM12底孔并進行攻絲
120 銑寬度為5mm的開口槽
130 插鍵槽
140 去毛刺 去毛刺
150 檢驗 檢驗入庫
方案分析：方案二把孔加工調整到加工面之前，這樣就會導致鏜孔的時候沒有以面為定位基準，會導致面與孔之間沒有一定的垂直關系，會導致孔的偏斜。
最終方案：
10 鑄造 鑄造毛坯
20 熱處理 退火
30 粗銑 粗銑上端面，留1mm精加工余量。
40 精銑 精銑下端面
50 粗銑 粗銑下端面，留1mm精加工余量。
60 精銑 精銑下端面
70 鉆擴鉸 鉆擴鉸φ20并倒角
80 粗鏜 粗鏜φ40孔
90 精鏜 精鏜φ40孔
100 鉆擴 鉆擴φ18并倒角
110 鉆孔攻絲 鉆孔2XM12底孔并進行攻絲
120 銑寬度為5mm的開口槽
130 插鍵槽
140 去毛刺 去毛刺
150 檢驗 檢驗入庫
3.4 選擇加工設備和工藝裝備
3.4.1 機床選用
①.工序30、40、50、60粗銑、精銑。各工序的工步數(shù)不多，成批量生產，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的X52K立式銑床。參考根據《機械制造設計工工藝簡明手冊》表4.2-7。
②.工序70、80是鏜孔，選用TPX6113鏜床。
3.4.2 選擇刀具
①.在銑床上加工的工序,一般選用硬質合金銑刀。加工刀具選用YG6類硬質合金銑刀，它的主要應用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產率及經濟性,可選用可轉位銑刀(GB5343.1-134,GB5343.2-134)。
②.鏜孔時選用高速鋼鏜刀，參考《機械加工工藝手冊》（主編 孟少農），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有參數(shù)。
3.4.3 選擇量具
本零件屬于成批量生產，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量器的測量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。
3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“撥叉” 零件材料為HT200，查《機械加工工藝手冊》（以后簡稱《工藝手冊》），表2.2-17 各種鑄鐵的性能比較，硬度HB為143～2611，表2.2-23 球墨鑄鐵的物理性能，密度ρ=7.2～7.3（），計算零件毛坯的重量約為2。
表3-1 機械加工車間的生產性質
生產類別
同類零件的年產量[件]
重型
（零件重>2000kg）
中型
（零件重100~2000kg）
輕型
（零件重<100kg）
單件生產
5以下
10以下
100以下
小批生產
5~100
10~200
100~500
中批生產
100~300
200~500
500~5000
大批生產
300~1000
500~5000
5000~50000
大量生產
1000以上
5000以上
50000以上
根據所發(fā)的任務書上的數(shù)據，該零件的月工序數(shù)不低于30～50，毛坯重量2<100為輕型，確定為大批生產。
根據生產綱領，選擇鑄造類型的主要特點要生產率高，適用于大批生產，查《工藝手冊》表3.1-111 特種鑄造的類別、特點和應用范圍，再根據表3.1-20 各種鑄造方法的經濟合理性，采用機器砂模造型鑄件。
表3-2 成批和大量生產鑄件的尺寸公差等級
鑄造方法
公差等級CT
球墨鑄鐵
砂型手工造型
11~11
砂型機器造型及殼型
8~10
金屬型
7~11
低壓鑄造
7~11
熔模鑄造
5~7
根據上表選擇金屬型公差等級為7級。
3-3 鑄件尺寸公差數(shù)值
鑄件基本尺寸
公差等級CT
大于
至
8
63
100
190
100
190
250
1.6
1.8
2.0
根據上表查得鑄件基本尺寸大于100至190，公差等級為8級的公差數(shù)值為1.8。
表3-4 鑄鐵件機械加工余量（JB4054-134）如下
鑄件基本尺寸
加工余量等級 6
澆注時位置
>120~250
6.0
4.0
頂、側面
底 面
鑄孔的機械加工余量一般按澆注時位置處于頂面的機械加工余量選擇。
根據上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。
3.6 確定切削用量及基本工時（機動時間）
工序30：粗銑上端面，留1mm精加工余量。
機床：銑床X52K
工件材料HT200 ，鑄造 ，高速鋼鑲齒銑刀、 齒數(shù) ，查表5.8
確定銑削速度
采用X52K立式銑床 ，查表3.6，取轉速 ， 故實際銑削速度
當工作臺每分鐘進給 為
由《工藝手冊》得
工序40：精銑上端面
精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm
銑削深度：
每齒進給量：根據參考文獻[3]表2.4～73，?。焊鶕⒖嘉墨I[3]表2.4～81，取銑削速度
每齒進給量：根據參考文獻[3]表2.4～73，取根據參考文獻[3]表2.4～81，取銑削速度
機床主軸轉速：
按照參考文獻[3]表3.1～74，取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：根據參考文獻[3]表2.4～81,取
切削工時
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
機動時間：
所以該工序總機動時間
工序50：粗銑下端面，留1mm精加工余量。
機床：銑床X52K
工件材料HT200 ，鑄造 ，高速鋼鑲齒銑刀、 齒數(shù) ，查表5.8
確定銑削速度
采用X52K立式銑床 ，查表3.6，取轉速 ， 故實際銑削速度
當工作臺每分鐘進給 為
由《工藝手冊》得
工序60：精銑下端面
精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm
銑削深度：
每齒進給量：根據參考文獻[3]表2.4～73，?。焊鶕⒖嘉墨I[3]表2.4～81，取銑削速度
每齒進給量：根據參考文獻[3]表2.4～73，取根據參考文獻[3]表2.4～81，取銑削速度
機床主軸轉速：
按照參考文獻[3]表3.1～74，取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：根據參考文獻[3]表2.4～81,取
切削工時
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
機動時間：
所以該工序總機動時間
工序70 ：粗鏜φ40孔
刀具：硬質合金鏜刀，鏜刀材料：
單邊余量Z=1.1mm
進給量：根據參考文獻[3]表2.4～66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量。
切削速度：參照參考文獻[3]表2.4～45，取。
機床主軸轉速：
，
按照參考文獻[3]表3.1～41，取
實際切削速度：
工作臺每分鐘進給量：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機動時間：
工序80 精鏜φ40孔
粗加工后單邊余量Z=0.4mm，一次鏜去全部余量， ，精鏜后孔徑
進給量：根據參考文獻[3]表2.4～66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進給量
切削速度：參照參考文獻[3]表2.4～45，取
機床主軸轉速：
，
按照參考文獻[3]表3.14—41，取
實際切削速度：
工作臺每分鐘進給量：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機動時間：
所以該工序總機動工時
第4章 鏜孔夾具設計的要求
4.1 鏜孔夾具方案設計
方案設計是夾具設計的重要階段，它在分析各種原始資料的基礎上，要完成下列設計工作：[1]
① 研究殼體零件原始資料，明確設計要求。
② 擬訂鏜孔夾具結構方案，繪制夾具結構草圖。
③ 繪制夾具總圖，標注有關尺寸及技術要求。
④ 繪制零件圖。
從另外一方面來說，機床夾具設計是工藝裝備設計中的一個重要組成部分，是保證產品質量和提高勞動生產率的一項重要技術措施。在設計過程中應深人實際，進行調查研究，吸取國內外的先進技術，制定出合理的設計方案，再進行具體的設計。而深入生產實際調查研究中，應當掌握下面的一些資料：[1]
(1)工件圖紙；詳細閱讀工件的圖紙，了解工件被加工表面是技術要求，該零件在機器中的位置和作用，以及裝置中的特殊要求。
(2)工藝文件：了解工件的工藝過程，本工序的加工要求，工件被加工表面及待加工面狀況，基準面選擇的情況，可用機床設備的主要規(guī)格，與夾具連接部分的尺寸及切削用量等。
(3)生產綱領：夾具的結構形式應與工件的批量大小相適應，做到經濟合理。
在本次畢業(yè)設計的夾具要求是中小批量生產的夾具設計。
(4)制造與使用夾具的情況，有無通用零部件可供選用。工廠有無壓縮空氣站；制造和使用夾具的工人的技術狀況等。
夾具的出現(xiàn)可靠地保證加工精度，提高整體工作效率，減輕勞動強度，充分發(fā)揮和擴大機床的工藝性能。
4.2 夾具總體設計的要求
1）夾具應滿足零件加工工序的精度要求。特別對于精加工工序，
應適當提高夾具的精度，以保證工件的尺寸公差和形狀位置公差等。
2）夾具應達到加工生產率的要求。特別對于大批量生產中使用的
夾具，應設法縮短加工的基本時間和輔助時間。
3）夾具的操作要方便、安全。按不同的加工方法，可設置必要的
防護裝置、擋屑板以及各種安全器具。
4）能保證夾具一定的使用壽命和較低的夾具制造成本。夾具元件
的材料選用將直接影響夾具的使用壽命。因此，定位元件以及主要元件宜采用力學性能較好的材料。夾具的低成本設計在世界各國都以相當重視。為此，夾具的復雜程度應與工件的生產批量相適應。在大批量生產中。宜采用氣壓、液壓等高效夾緊裝置；而小批量生產，則宜采用較簡單的夾具結構。
5）要適當提高夾具元件的通用化和標準程度。選用標準化元件，
特別應選用商品化的標準元件，以縮短夾具制造周期，從而降低夾具成本。
6）必須具有良好的結構工藝性，以便夾具的制造、使用和維修。
以上要求有時是互相矛盾的，故應在全面考慮的基礎上，處理好主要矛盾，使之達到較好的效果。例如鏜模設計中，通常側重于生產率的要求。
在機械加工中，在機床上用來確定工件位置并將其壓緊夾牢的工藝裝備稱為機床夾具。不僅單件小批量生產中需要它，成批大量生產更不可缺少。機床夾具是機床和工件之間的連接裝備，能使工件相對于機床和刀具獲得正確位置，以保證零件和產品的質量，并提高生產率。機床夾具的性能好壞將直接影響工件加工表面的位置精度，因此機床夾具設計是機械制造裝備設計中一項重要的工作，也是加工過程中最活躍的因素之一。
4.3 機床夾具的組成
雖然機床夾具的種類繁多，但它們的工作原理基本上是相同的。一般可以概況為一下幾個部分組成，這些組成部分既相互獨立又相互聯(lián)系。
1. 定位支承元件。定位支承元件的作用是確定工件在夾具中的正確位置并支承工件，是夾具的主要功能元件之一。
2. 夾緊裝置。夾緊元件的作用是將工件壓緊夾牢，并保證在加工過程中工件的正確位置不變。
3. 連接定向元件。這種元件的作用是將工件壓緊夾牢，并保證在加工過程中工件的正確位置不變。
4. 對刀元件或導向元件。這些元件的作用是保證工件加工表面與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工前正確位置的元件稱為對刀元件。用于確定刀具位置并引導刀具進行加工的元件稱為導向元件。
5. 其他裝置或元件。根據加工需要，有些夾具上還設有分度裝置?？磕Ｑb置、上下料裝置、工件頂出機構、電動扳手和平衡塊等，以及標準化了的其他連接元件。
6. 夾具體。夾具體是夾具的基本骨架，用來配置、安裝各夾具元件，使之組成一整體。
4.4 夾具設計的基本要求
一個優(yōu)良的機床夾具必須滿足下列基本要求。
(1) 保證工件的加工精度。保證加工精度的關鍵，首先在于正確地選定定位基準、定位方法和定位元件，必要時還需要進行定位誤差分析，還要注意夾具中其他零部件的結構對加工精度的影響，注意夾具應有足夠的剛度，多次重復使用的夾具還應該注意相關元件的強度和耐磨性，確保夾具能滿足工件精度要求。
(2) 提高生產效率。專用夾具的復雜程度應與生產綱領相適應，應盡量采用各種快速高效的裝夾機構，保證操作方便，縮短輔助時間，提高生產效率。
(3) 工藝性能好。專用夾具的結構應力求簡單、合理、便于制造、裝配、調整、檢驗、維修等。
(4) 使用性能好。專用夾具的操作應簡便、省力、安全可靠。在客觀條件允許且又經濟適用的前提下，應盡可能采用氣動、液壓等機械化加緊裝置，以減輕操作者的勞動強度。專用夾具還應排屑方便，必要時可設置排屑機構，防止切屑破壞工件的定位和損壞刀具，防止切屑的積聚帶來大量的熱量而引起工藝系統(tǒng)變形。
(5) 經濟性好。專用夾具應盡可能采用標準元件和標準結構，力求結構簡單、制造容易，以降低夾具的制造成本。因此，設計時應根據生產綱領對夾具方案進行必要的技術經濟分析，以提高夾具在生產中的經濟效益。
4.5 本次夾具設計的基本過程
4.5.1 擬定夾具的結構方案，繪制結構草圖
1. 確定工件的定位方案，根據工件定位原理選擇或者設計定位裝置，合理設置定位元件，進行定位誤差的分析計算，定位誤差應小于工序公差的三分之一。
2. 確定刀具的對刀或引導方式，設計對刀及引導裝置。
3. 確定工件的夾緊方案，合理的確定夾緊的方向和作用點，進行夾緊力的分析計算，最后確定夾緊元件及傳動裝置的主要尺寸。
4. 確定夾具其它元件(夾具體、鏜模板等)的架構模型。
5. 合理布置夾具元件，確定夾具體的形式及夾具的總體結構。
4.5.2 繪制夾具總裝配圖及零件圖
1. 夾具總裝配圖應盡量采用1：1的比例，越要時可采用1：2、1：5、2：1、5：1等比例。主視圖應選面對操作者的工作位置。
2. 總裝配圖繪制的順序是：用雙點劃線將工件的外形輪廓、定位 基面，夾緊表面及加工表面(加工余量用網線表示)繪制在各個視圖的合理位置上，視工件為透明體，依次繪出定位、對刀—導引、夾緊及其它元件或裝置，最后繪出夾具體，并對各零件進行編號，填寫零件明細表和標題欄。
3. 標注必要的尺寸、公差配合及技術要求。
4. 夾具中的非標準零件要繪制零件圖，并按總裝配圖的設計要求，確定各零件的尺寸、公差及技術要求。
4.6 確定夾具的類型
按使用范圍，夾具可分為通用夾具和專用夾具兩類。通用夾具適用于各種不同尺寸的零件加工，如導尺、分度盤等。這類夾具是作為附件與機床一起配套供應的。專用夾具是專門為某一工件在某一工序進行加工而設計的夾具，如在銑床上加工彎曲零件必須采用相應的夾具，在壓刨上加工斜面、曲面也要采用專用夾具。
4.7 鏜模的主要類型
鏜床專用夾具一般通稱為“鏜?！??？砂寸M模有無夾具體，以及夾具體是否可動，而分為下面幾類：[1]
1.固定式鏜模
這種鏜模在使用時，是被固定在鏜床工作臺。用于在立軸式鏜床上加工較大的單孔或在搖臂鏜床上加工平行孔系。如果要在立式鏜床上使用固定式鏜模加工平行空系，則需要在機床主軸上安裝鏜模時，一般先將裝在主軸上的定尺刀具伸入鏜套中，以確定鏜模的位置，然后將其緊固。這種加工方式的鏜孔精度比較高。
2.回轉式鏜模
回轉式鏜模主要用于加工同一圓周面上的平行孔系，或分布在圓周上的徑向孔。有立軸、臥軸和斜軸回轉等三種基本形式。由于回轉臺已標準化，并作為機床附件由專門廠生產供應，固回轉式鏜模的設計，大多數(shù)情況是設計專用的工作夾具和標準回轉臺聯(lián)合使用。
3.翻轉式鏜模
主要用于加工小型工件不同表面上的孔。使用翻轉式鏜?？蓽p少工件裝夾的次數(shù)，提高工件上各孔之間的位置精度。
4.蓋板式鏜模
這種鏜模無夾具體，其定位元件和夾緊裝置直接裝在鏜模板上。鏜模板在工件上裝夾，適合于體積大而笨重的工件上的小孔加工。夾具、結構簡單輕便，易清除切屑；但是每次夾具需從工件上裝卸，較費時，故此鏜模的質量一般不宜超過10 kg。
5.滑柱式鏜模
滑柱式鏜模的結構已經標準化了和規(guī)格化了，具有不同的系列。使用時，只要根據工件的形狀、尺寸和加工要求等具體情況，專門設計制造相應的定位、夾緊裝置和鏜套等，裝在夾具體的平臺或鏜模板上的適當位置，就可用于加工。
4.8 明確設計任務，了解零件加工工藝過程
4.8.1 熟悉工件零件圖、本工序加工要求
該零件為HT200；零件圖如上圖2.3，中批量生產；該工序在立式鏜床上用鏜刀加工。
4.8.2 熟悉零件加工工藝過程
10 鑄造 鑄造毛坯
20 熱處理 退火
30 粗銑 粗銑上端面，留1mm精加工余量。
40 精銑 精銑下端面
50 粗銑 粗銑下端面，留1mm精加工余量。
60 精銑 精銑下端面
70 鉆擴鉸 鉆擴鉸φ20并倒角
80 粗鏜 粗鏜φ40孔
90 精鏜 精鏜φ40孔
100 鉆擴 鉆擴φ18并倒角
110 鉆孔攻絲 鉆孔2XM12底孔并進行攻絲
120 銑寬度為5mm的開口槽
130 插鍵槽
140 去毛刺 去毛刺
150 檢驗 檢驗入庫
以上銑削工序均在X52K銑床上加工，工序3在立式鏜床上加工鏜￠40孔在T68。工序4在Z525立式鉆床上加工。
第5章 定位裝置設計
5.1 零件定位的基本原理
5.1.1 六點定位原理
工件定位的實質就是要使工件在夾具中占有某個確定的位置。任何一個剛體(工件)在空間直角坐標系內都有六個自由度，即沿X、Y、Z軸的移動和繞X、Y、Z軸的旋轉，如圖1-1所示。工件在空間的六個自由度，可用很合理布置的六個支承點來限制，使零件得到正確的位置，此即工件的六點定位原理。
圖 1-1 自由度示意圖
5.1.2 工件定位中的約束分析
運用六點定位原理可以分析和判斷夾具中定位結構是否正確、布局是否合理、約束條件是否滿足。
根據工件自由度被約束的情況，工件定位可分為以下幾種類型。
1. 完全定位。完全定位是指工件的六個自由度不重復地被全部約束的定位。當工件在X、Y、Z三個坐標方向均有尺寸要求或位置精度要求時，一般采用這種定位方式。
2. 不完全定位。根據工件的加工要求，有時并不需要約束工件的全部自由度，這樣的定位方式稱為不完全定位。工件在定位時應該約束的自由度數(shù)目應由工序的加工要求而定，不影響加工精度的自由度可以不加約束。
3. 欠約束。根據工件的加工要求，應該約束的自由度沒有完全被約束的定位稱為欠定位。欠定位無法保證加工要求，因此，在確定工件在夾具中的定位方案時，決不允許有欠定位的現(xiàn)象產生。
4. 過定位。夾具上的兩個或兩個以上的定位元件重復約束同一個自由度的現(xiàn)象，稱為過定位。消除或減少過定位引起的干涉，一般有兩種方法：一是改變定位元件的結構；二是控制或者提高工件定位基準之間以及定位元件工作表面之間的位置精度。
5.2 常用定位元件及選用
工件在夾具中要想獲得正確定位，首先應正確選擇定位基準，其次則是選擇合適的定位元件。工件定位時，工件定位基準和夾具的定位元件接觸形成定位副。
5.2.1 對定位元件的基本要求
1. 限位基面應有足夠的精度。定位元件具有足夠的精度，才能保證工件的定位精度。
2. 限位基面應有較好的耐磨性。由于定位元件的工作表面經常與工件接觸和摩擦，容易磨損，為此要求定位元件限位表面的耐磨性較好，以保證夾具的使用壽命和定位精度。
3. 支承元件應有足夠的強度和剛度。定位元件在加工過程中，受工作重力、加緊力和切削力的作用，因此要求定位元件應有足夠的剛度和強度，避免使用中的變形和損壞。
4. 定位元件應有較好的工藝性。
5. 定位元件應便于清除切屑。定位元件的結構和工作表面形狀應有利于清除切屑，以防切屑嵌入夾具內影響加工和定位精度。
5.2.2 常用定位元件的選用
1. 工件以平面定位
(1) 以面積較小的已經加工的基準平面定位時，選用平頭支承釘；以粗糙不平的基準面或毛皮面定位時，選用圓頭支承釘側面定位時，可選用網狀支承釘。
(2) 以面積較大、平面精度較高的基準平面定位時，選用支承板定位元件；用于側面定位時，可選用帶斜槽的支承板；通常盡可能選用帶斜槽的支承板，以利于清除切屑。
(3) 以毛坯面、階梯平面和環(huán)形平面作基準平面定位時，選用自位支承作定位元件。但需注意，自位支承雖有兩個或三個支承點，由于自位和浮動作用只能作為一個支承點。
(4) 以毛坯面作基準平面，可選用調節(jié)支承作為定位元件。
(5) 當工件定位基準面需要提高定位剛度、穩(wěn)定性和可靠性時，可選用更輔助支承作輔助定位元件。
2. 工件以外圓柱定位
(1) 當工件的對稱度要求較高時，可選用V形塊定位。
(2) 當工件定位圓柱面精度較高時(一般不低于IT8)，可選用定位套或半圓形定位座定位。
3. 工件以內孔定位
(1) 工件上定位內孔較小時，常選用定位銷作為定位元件。
(2) 在套類、盤類零件的車削、磨削和齒輪加工中，大都選用心軸定位，為了便于加緊和減小工件因間隙造成的傾斜，當工件定位內孔與基準端面垂直精度較高時，常以孔和端面聯(lián)合定位。
本次設計中，平面的定位采用帶斜槽的支承板，內孔的定位采用定位銷。
5.3 定位方案的確定
根據所加工的工件尺寸為形狀是矩形即撥叉類零件可以初步確定采用一面三支撐釘定位，又因為零件體積比較大不便于裝卸和搬運，因此在工件安裝后采取推入式將工件送到指定位置，綜合考慮工件在加工過程中的穩(wěn)定性等其它因素最終確定采取一面兩孔定位。一面則采用五個支承板(圖2-1)來代替以限制工件的三個自由度，兩孔則用兩個短銷，為防止出現(xiàn)過定位現(xiàn)象其中一個用削邊銷（本設計用的是菱形削邊銷），為更好的限制工件轉動，兩銷在空間的位置為斜對角布置，并且削邊的方向要與兩銷中心的連線互相垂直，如圖