本次设计是对换挡拨叉零件的加工工艺规程及部分工序的专用夹具的设计。换挡拨叉零件的主要加工表面是平面及孔。由加工工艺原则可知，保证平面的加工精度要比保证孔的加工精度容易。所以本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证加工精度。基准选择以换挡拨叉大外圆端面作为粗基准，以换挡拨叉大外圆端面与两个工艺孔作为精基准。主要加工工序安排是先以换挡拨叉大外圆端面互为基准加工出端面，再以端面定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用端面和工艺孔定位加工其他孔与平面。并对部分工序实现了气动夹紧。　　

关键词拨叉；加工工艺；专用夹具；气动夹具

Abstract

　　　The design is to decide process planning of shift fork parts and special clamp of part of a dedicated fixture. The main processing surface of the shift fork part is flat and the hole. Known by the principle of processing technology, we can easier ensure precision of the plane precision than the hole’s. Therefore, this design followed the principles, which machining the plane first. And a clear hole and surface processing is divided into roughing and finishing stages to ensure accuracy. The select of the rough base is a large cylindrical end, to shift fork end with two large cylindrical holes as a fine reference process. The first main processing operation to shift fork arrangement is a large cylindrical base machined end face each other, and then processed to face positioning technology holes. In addition to the follow-up processes are used outside of individual processes and process end processing of other hole’s location and plane. And designed a pneumatic fixture for one procession of the work-piece.

Key words: Fork; processing; special fixtures; pneumatic clamp

摘要

ABSTRACT

1 绪论1

　　1.1本课题的研究内容和意义1

　　1.2国内外的发展概况1

　　1.3本课题应达到的要求 21

2 换挡拨叉加工工艺规程设计3

　　2.1零件的分析3

　　2.1.1零件的作用3

　　2.1.2零件的工艺分析3

　　2.1.3 确定毛坯的制造形式4

　　2.2工艺过程设计所应采取的相应措施4

　　2.3换挡拨叉加工定位基准的选择4

　　2.3.1粗基准的选择4

　　2.3.2精基准的选择5

　　2.4 工艺路线的制定5

　　2.4.1 工艺方案一5

　　2.4.2 工艺方案二5

　　2.4.3 工艺方案的比较与分析5

　　2.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定6

　　2.6确定切削用量及基本工时7

　　2.7 零件加工工艺小结………………………………………………...17

3基于气动夹紧的专用夹具设计………………………………………...18

　　3.1设计主旨……………………………………………………………18

　　3.2夹具设计…………………………18

　　　3.2.1定位基准的选择………………………………18

　　　3.2.2定位误差分析…………………………………18

　　　3.2.3 铣夹具设计的基本要求………………..18

　　3.3气缸的设计计算……………..19

　　　3.3.1 切削力及切削力矩的计算与分析………………19

　　　3.3.2 气缸的设计计算………………………21

4 加工2-φ8H8工艺孔夹具设计24

　　4.1加工工艺孔夹具设计24

　　4.2定位方案的分析和定位基准的选择24

　　4.3 配合种类的选择25

　　4.4定位误差分析25

　　4.5切削力的计算与夹紧力分析26

　　4.6钻套衬套钻模板设计26

　　4.7活动V形块的设计27

　　4.8支撑板的设计27

　　4.9夹具体设计 ………………………………….27

　　　4.9.1夹具精度分析28

　　　4.9.2 夹具操作的简要说明29

　　4.10 本章小结29

5结论与展望30

　　5.1结论30

　　5.2不足之处及未来展望30

毕业设计总结31

致谢32

参考文献33

1 绪论

1.1本课题的研究内容和意义

　　　机械的加工工艺及夹具设计是在完成了大学的全部课程之后，进行的一次理论联系实际的综合运用，使我对专业知识、技能有了进一步的提高，为以后从事专业技术的工作打下基础。机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，合理的机械加工企业上品种、上质量、上水平，加工艺过程是企业进行生产准备、计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是速产品更新，提高经济效益的技术保证。

　　　合理的机械加工工艺文件不仅能提高一个企业的技术革新能力，而且可以较大程度地提高企业的利润，因而合理地编制零件的加工工艺文件就显得时常重要。机械加工工艺文件的合理性也会受到企业各方面因素的制约，比如企业的生产设备、工人的技术水平及夹具的设计水平等，其中较为重要的是夹具的生产和设计。夹具是机械加工系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具的设计都是十分重要的。好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。所以对机械的加工工艺及夹具设计具有十分重要的意义。因而不仅要合理结合企业的生产实际来进行零件加工工艺文件的编制，而且还要根据零件的加工要求和先进的加工机床来设计先进高效的夹具。

　　　该课题主要是为了培养学生开发、设计和创新机械产品的能力，要求学生能够结合常规机床与零件加工工艺，针对实际使用过程中存在的金属加工中所需要的三维造型、机床的驱动及工件夹紧问题，综合所学的机械三维造型、机械理论设计与方法、机械加工工艺及装备、液压与气动传动等知识，对高效、快速夹紧装置进行改进设计，从而实现金属加工机床驱动与夹紧的半自动控制。

　　　在设计气动系统装置时，在满足产品工作要求的情况下，应尽可能多的采用标准件，提高其互换性要求，以减少产品的设计生产成本。

1.3本课题应达到的要求

　　　通过实际调研和采集相应的设计数据、阅读相关资料相结合，在对金属切削加工、金属切削机床、机械设计与理论及液压与气动传动等相关知识充分掌握后，分析金属切削加工过程中的机床工作台驱动、工件夹紧等方面的相关数据，结合液压与气动传动的相关理论知识，完成气压传动方案分析及气压原理图的拟定，设计气动专用夹具的驱动、夹紧装置，并进行主要气动元件的设计与选择及传动系统的验算校核等，来达到产品的最优化设计。

　　　针对实际使用过程中存在的金属加工工艺文件编制、工件夹紧及工艺参数确定及计算问题，综合所学的机械理论设计与方法、机械加工工艺文件编制及实施等方面的知识，设计出一套适合于实际的零件加工工艺路线，从而实现适合于现代加工制造业、夹紧装置的优化设计。

基于气动夹紧的专用夹具设计.gif

气缸装配图.gif

铣夹具装配图.gif

钻孔2-Φ8H8夹具装配图.gif

内容简介：: 无锡太湖学院毕业设计（论文）开题报告题目：基于气动夹紧的专用夹具设计信机系机械工程及自动化专业学号： 0923060 学生姓名：孙永杰指导教师：韩邦华（职称：副教授）（职称：）2012年 11月12日课题来源无锡某企业生产实际科学依据（包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等）（1）课题科学意义机械的加工工艺及夹具设计是在完成了大学的全部课程之后，进行的一次理论联系实际的综合运用，使我对专业知识、技能有了进一步的提高，为以后从事专业技术的工作打下基础。机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，合理的机械加工企业上品种、上质量、上水平，加工艺过程是企业进行生产准备、计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是速产品更新，提高经济效益的技术保证。（2）课题的研究状况及其发展前景夹具从产生到现在，大约可以分为三个阶段：第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上，这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具，是加工过程加速和趋于完善；第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁，夹具的机能发生变化，它主要用于工件的定位和夹紧。人们越来越认识到，夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有着密切的关系，所以对夹具引起了重视；第三阶段表现为夹具与机床的结合，夹具作为机床的一部分，成为机械加工中不可缺少的工艺装备。随着现代机械加工越来越多地使用数控机床及组合机床，如何提高产品的加工精度、提高劳动生产率、降低工人的劳动强度，这是所有机械加工行业管理人员必须考虑的问题，这就使得快速夹具的设计和生产应运而生。但随着机械工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了越来越高的要求，使多品种，中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对机床夹具提出更高的要求。特别像换挡拨叉类不规则零件的加工还处于落后阶段。在今后的发展过程中，应大力推广使用组合夹具、半组合夹具、可调夹具，尤其是成组夹具。在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精高效模块组合通用经济方向发展。该课题主要是为了培养学生开发、设计和创新机械产品的能力，要求学生能够结合常规机床与零件加工工艺，针对实际使用过程中存在的金属加工中所需要的三维造型、机床的驱动及工件夹紧问题，综合所学的机械三维造型、机械理论设计与方法、机械加工工艺及装备、液压与气动传动等知识，对高效、快速夹紧装置进行改进设计，从而实现金属加工机床驱动与夹紧的半自动控制。在设计气动系统装置时，在满足产品工作要求的情况下，应尽可能多的采用标准件，提高其互换性要求，以减少产品的设计生产成本。研究内容通过实际调研和采集相应的设计数据，分析金属切削加工过程中的机床工作台驱动、工件夹紧等方面的相关数据，结合液压与气动传动的相关理论知识，完成气压传动方案分析及气压原理图的拟定，并进行主要气动元件的设计与选择及传动系统的验算校核等。拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析通过实践与大量搜集、阅读相关资料相结合，在对金属切削加工、金属切削机床、机械设计与理论及液压与气动传动等相关知识充分掌握后，对普通铣床的驱动、夹紧装置进行数学建模，并通过模拟实验分析建立普通铣床的驱动、夹紧装置的实体模型，设计气动专用夹具的驱动、夹紧装置，进行现场实验，来达到产品的最优化设计。研究计划及预期成果研究计划：20012年11月12日-2012年11月27日：按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书。2012年11月28日-2012年12月31日：填写毕业实习报告。2013年2月13日-2013年3月14日：按照要求修改毕业设计开题报告。2013年3月15日-2013年3月21日：学习并翻译一篇与毕业设计相关的英文材料。2013年3月22日-2013年4月11日：确定设计方案。2013年4月12日-2013年4月25日：零件图设计。2013年4月26日-2013年5月25日：毕业论文撰写和修改工作。预期成果：现场调研、模拟、建模、实验、机器调试，达到产品的最优化设计，大大降低劳动强度和提高生产效率。特色或创新之处适用于现代加工企业高效、快速气动夹具设计、夹紧装置的优化设计，可降低工人的劳动强度、减少机械加工工艺时间和降低机械零件的生产成本。已具备的条件和尚需解决的问题针对实际使用过程中存在的金属加工工艺文件编制、工件夹紧及快速高效夹具设计问题，综合所学的机械理论设计与方法与液压与气动传动等方面的知识，实现适合于现代加工制造业、夹紧装置的优化设计，进而提高学生开发和创新机械产品的能力。指导教师意见指导教师签名：年月日教研室（学科组、研究所）意见教研室主任签名：年月日系意见主管领导签名：年月日编号无锡太湖学院毕业设计（论文）题目：基于气动夹紧的专用夹具设计信机系机械工程及自动化专业学号： 0923060 学生姓名：孙永杰指导教师：韩邦华（职称：副教授）（职称：）2013 年 5 月 25 日无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）基于气动夹紧的专用夹具设计是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。班级：机械92 学号： 0923060 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日无锡太湖学院信机系机械工程及自动化专业毕业设计论文任务书一、题目及专题1、题目基于气动夹紧的专用夹具设计 2、专题拨叉零件的工艺工装设计二、课题来源及选题依据课题来源为无锡某机械有限公司。该课题主要是为了培养学生开发、设计和创新机械产品的能力，要求学生能够结合常规机床与零件加工工艺，针对实际使用过程中存在的金属加工中所需要的三维造型、机床的驱动及工件夹紧问题，综合所学的机械三维造型、机械理论设计与方法、机械加工工艺及装备、液压与气动传动等知识，对高效、快速夹紧装置进行改进设计，从而实现金属加工机床驱动与夹紧的半自动控制。在设计气动系统装置时，在满足产品工作要求的情况下，应尽可能多的采用标准件，提高其互换性要求，以减少产品的设计生产成本。三、本设计（论文或其他）应达到的要求该部件工作时，能运转正常；熟悉有关标准、规格、手册和资料的应用；拟定零件的机械加工工艺方案，并进行多方案对比分析，进行优化设计；对现代加工机床所需的快速夹紧系统具有初步分析能力和改进设计的能力；理论联系实际的工作方法和独立工作能力深化和提高；设计绘制零件工作图若干；编制设计说明书1份。四、接受任务学生：机械班姓名孙永杰五、开始及完成日期：自2012年11月12日至2013年5月25日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师签名签名签名教研室主任科学组组长签名系主任签名2012年11月12日IVIV摘要本次设计是对换挡拨叉零件的加工工艺规程及部分工序的专用夹具的设计。换挡拨叉零件的主要加工表面是平面及孔。由加工工艺原则可知，保证平面的加工精度要比保证孔的加工精度容易。所以本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证加工精度。基准选择以换挡拨叉大外圆端面作为粗基准，以换挡拨叉大外圆端面与两个工艺孔作为精基准。主要加工工序安排是先以换挡拨叉大外圆端面互为基准加工出端面，再以端面定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用端面和工艺孔定位加工其他孔与平面。并对部分工序实现了气动夹紧。关键词拨叉；加工工艺；专用夹具；气动夹具AbstractThe design is to decide process planning of shift fork parts and special clamp of part of a dedicated fixture. The main processing surface of the shift fork part is flat and the hole. Known by the principle of processing technology, we can easier ensure precision of the plane precision than the holes. Therefore, this design followed the principles, which machining the plane first. And a clear hole and surface processing is divided into roughing and finishing stages to ensure accuracy. The select of the rough base is a large cylindrical end, to shift fork end with two large cylindrical holes as a fine reference process. The first main processing operation to shift fork arrangement is a large cylindrical base machined end face each other, and then processed to face positioning technology holes. In addition to the follow-up processes are used outside of individual processes and process end processing of other holes location and plane. And designed a pneumatic fixture for one procession of the work-piece.Key words: Fork; processing; special fixtures; pneumatic clamp目录摘要ABSTRACT目录1 绪论11.1本课题的研究内容和意义11.2国内外的发展概况11.3本课题应达到的要求 212 换挡拨叉加工工艺规程设计32.1零件的分析32.1.1零件的作用32.1.2零件的工艺分析32.1.3 确定毛坯的制造形式42.2工艺过程设计所应采取的相应措施42.3换挡拨叉加工定位基准的选择42.3.1粗基准的选择42.3.2精基准的选择52.4 工艺路线的制定52.4.1 工艺方案一52.4.2 工艺方案二52.4.3 工艺方案的比较与分析52.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定62.6确定切削用量及基本工时72.7 零件加工工艺小结.173基于气动夹紧的专用夹具设计.183.1设计主旨183.2夹具设计183.2.1定位基准的选择183.2.2定位误差分析183.2.3 铣夹具设计的基本要求.183.3气缸的设计计算.193.3.1 切削力及切削力矩的计算与分析193.3.2 气缸的设计计算214 加工2-8H8工艺孔夹具设计244.1加工工艺孔夹具设计244.2定位方案的分析和定位基准的选择244.3 配合种类的选择254.4定位误差分析254.5切削力的计算与夹紧力分析264.6钻套衬套钻模板设计264.7活动V形块的设计274.8支撑板的设计274.9夹具体设计 .274.9.1夹具精度分析284.9.2 夹具操作的简要说明294.10 本章小结295结论与展望305.1结论305.2不足之处及未来展望30毕业设计总结31致谢32参考文献33VIVI机械加工工序卡片产品型号零件图号BYSJ-01产品名称零件名称换挡拨叉共1页第1页车间工序号工序名称材料牌号60钻削HT150毛坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件11设备名称设备型号设备编号同时加工件数立钻Z5251夹具编号夹具名称切削液钻28H8专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件0.18工步号工步内容工艺装备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1钻28H8至7H10麻花钻7.8 1360330.23.910.112铰28H8至尺寸铰刀8H8392111.20.110.073翻转装夹钻铰另一个孔0.18 设计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工艺卡片无锡职业技术学院机械加工工艺卡片产品型号零部件图号 BYSJ-01 共3 页产品名称拨叉零部件名称换挡拨叉第 1 页材料牌号 HT150 毛坯种类铸件毛坯外形尺寸各毛坯件数 1 每台件数 1 备注工序装夹工步工序内容同时加工零件数切削用量设备名称及编号工艺装备名称及编号技术等级工时定额背吃刀量mm 切削速度m/min 每分钟转数进给量mm/r 刀具量具单件准终 10砂型铸造 20时效 3011粗铣40端面 1233.41690.08mm/zX51高速钢圆柱铣刀游标卡尺0.582.982半精铣端面 1141.5210 0.06mm/z0.921粗铣半精铣另一端面保证尺寸76mm1同上同上同上0.08mm/z(粗铣)0.06mm/z(半精铣)0.54011粗铣22外端面 1226.5169X51高速钢圆柱铣刀0.542.82半精铣端面 1126.5169 0.323粗铣半精铣内侧面保证尺寸12mm0.6821粗铣22另一外端面 1226.5169 0.462半精铣端面 1126.51690.363粗铣半精铣另一内侧面保证尺寸12mm10.445011钻20孔11027.954450.4Z52520麻花钻塞规0.51.64 2扩22.2孔11.118.962721.022.2扩孔钻0.53铰23H8孔0.410.111401.223H8铰刀0.646011钻7.8孔13.933.313330.2Z5257.8麻花钻0.090.182铰8H8孔10.1113461.28H8铰刀0.0921调头装夹12钻另一孔至7.813.933.313330.27.8麻花钻0.090.183铰另一孔至8H810.1113461.28H8铰刀0.097011镗29孔13(分2次)88.714980.5T68镗刀卡板0.150.158011拉花键孔2613.6L6120拉刀专用量具0.160.169011倒角C11Z52510011钳工去毛刺111011终检入库1 编制（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工艺过程卡片描图描校底图号装订号机制10832机械加工工艺过程卡片产品型号零(部)件图号BYSJ-01共1页产品名称拨叉零(部)件名称换挡拨叉第1页材料牌号HT150毛坯种类铸件毛坯外型尺寸每毛坯件数1每台件数1备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时准终单件10铸造铸造毛坯铸工20热处理自然时效热处理30铣削粗铣半精铣40端面金工X512.9840铣削粗铣半精铣2个22两端面金工X512.850钻削钻扩绞 23孔金工Z5251.6460钻削钻铰28孔金工Z5250.1870镗削镗孔29 内孔倒角C1金工T680.1580拉削拉花健孔26金工L61200.1690钻削倒角C1金工Z525100钳工去毛刺金工机用虎钳110检验终检入库标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文字号签字日期编制(日期)审核(日期)会签(日期) 存档编码：无无锡锡太太湖湖学学院院 2009 届届毕毕业业作作业业周周次次进进度度计计划划、检检查查落落实实表表系别：信机系班级：机械92 学生姓名：孙永杰课题（设计）名称：基于气动夹紧的专用夹具设计开始日期：2012年11月12日周次起止日期工作计划、进度每周主要完成内容存在问题、改进方法指导教师意见并签字备注1-32012年11月12日-11月27日教师下达毕业设计任务，学生初步阅读资料，完成毕业设计开题报告。按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书存在问题：对课题难易程度理解不够，难点分析不足，分析能力欠缺，许多问题不是很明白。改进方法：在指导老师的帮助下，进一步消化本课题。4-82012年11月28日-12月31日指导专业实训实习实训存在问题：对于实际操作不是很了解。改进方法：逐渐了解，参与其中。9-102013年1月9日-2月12日指导毕业实习参加工作存在问题：对于工作内容不是很了解。有些软件还不熟悉。改进方法：查阅资料自学相关软件，做好本职工作。112013年2月13日-2月17日检查毕业设计准备情况修改完善毕业设计开题报告存在问题：对课题难点分析不足，分析能力欠缺，对课题理解不深，头脑里没设计的东西的概念改进方法：在指导老师的帮助下，整改开题报告。122013年2月17日-2月24日查阅参考资料查阅与设计有关的参考资料不少于10本，其中外文不少于2本存在问题：由于工作原因，空闲时间很少，查阅资料太少。改进方法：利用一切时间，去图书馆和网上查找相关资料132013年2月28日-3月10日模具冲压工艺方案分析产品图、分析冲压工序，分析冲压工艺，优选确定模具冲压工艺方案存在问题：缺乏实际操作经验，制定的工艺方案不合理。改进方法：多去咨询师傅了解实际生产过程，重新确立合理的工艺方案。14-162013年3月10日-3月29日自己根据设计任务进行修改确定模具结构，计算所需各种尺寸存在问题：模具结构设计不合理，尺寸计算有误差公式运用错误。对模具设计数据不了解改进方法：查阅多种参考资料，改进模具结构，提高计算正确率。172013年3月29日-4月6日自己修改分析产品图、分析冲压工序，分析冲压工艺，优选确定模具冲压工艺方案存在问题：缺乏

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