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网络教育学院本 科 生 毕 业 论 文（设 计）题 目：机床“羊角”拨叉加工工艺及孔加工夹具设计 学习中心： 层 次： 专科起点本科 专 业： 机械设计及其自动化 年 级： 2012 年 秋 季 学 号： 学 生： 指导教师： 完成日期： 机床“羊角”拨叉加工工艺及孔加工夹具设计内容摘要本论文完成了对 机床“羊角”拨叉加工工艺及孔加工夹具 的设计。在设计的前一部分，主要进行工艺卡的填写。首先，我们要了解羊角拨叉的功用：拨叉是一种辅助零件，通过拨叉控制滑套与旋转齿轮的接合。绘制机床羊角拨叉零件图、知道本次设计任务、然后了解零件工艺规程设计和零件产量的确定、毛坯的选择及毛坯图的绘制、定位基准的分析与选择，最后，了解切削用量的概念和切削用量的合理选择、制定工艺路线使其零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证以及工艺卡的填写。第二阶段，进行夹具设计。纵观整条工艺路线，结合难易程度和夹具本身的特色，选定 工序（扩 M 孔至要求 14D4）工序进行夹具的总体装配和夹具体的设计。首先，结合零件在该工序中需要达到的各项技术要求，初步拟定工件的定位、夹紧方案；然后，根据夹具设计原则以及夹紧力和夹紧点的确定原则进行局部零部件和夹具体的设计；选择工件定位方式，确定工件定位基准面，和夹具定位元件类型。最后，写出夹具夹紧机构需要满足的要求，确定夹紧力的方向、作用点、位置，并对夹紧力进行校核、校核该夹具的精度。分析一下本夹具在经济性方面的情况。关键词：羊角拨叉；机械加工；工艺；切削；夹具设计机床“羊角”拨叉加工工艺及孔加工夹具设计目 录内容摘要 .II引 言 .11 设计任务说明 .21.1 羊角拨叉的功用 .21.2 设计任务 .32 零件工艺规程设计 .42.1 产量的确定 .42.1.1 生产类型的确定 .42.1.2 日生产量的确定 .42.2 毛坯的选择及毛坯图的绘制 .52.2.1 毛坯的选择 .52.2.2 毛坯-零件综合图的绘制方法 .62.3.1 基准的概念 .72.3.2 基准选择原则 .72.3.3 定位基准的选择 .82.4 工艺路线的制定 .92.5 工艺卡的填写 .96、工艺卡的填写 .113 夹具设计 .133.1 夹具的整体设计 .133.1.2 夹具结构方案的确定 .133.1.3 夹具的具体设计 .143.2 夹具的装配 .173.3 夹具的经济性分析 .17结 论 .18参考文献 .19机床“羊角”拨叉加工工艺及孔加工夹具设计1引 言机床“羊角”拨叉加工工艺及孔加工夹具设计是我们本科论文写作中从备选论题方向及其写作内容说明、结合本人的专业及工作实际选择一个题目。本课题所涉及的的专业课程是包含我们学习的专业知识。通过对本课题的写作加强基本理论的学习、力求实用并着重培养设计的基本功、提高分析、解决实际问题的能力，以及培养写论文的能力。通过本课题的学习研究，可以获得机械制造的常用工艺方法和零件加工工艺过程及装配的基础知识，对机械制造工艺过程形成一个完整的认识，从而增强工作的适应性，有助于在一专的基础上发展多能。学习设计机床“羊角”拨叉加工工艺及孔加工夹具设计的基本要求是：1、以机械制造工艺过程为主线，了解毛坯制造、零件切削加工的过程、工艺特点、工艺装备。2、初步掌握选择毛坯和零件加工方法的基本知识、了解装配的基本知识和部件的装配方法。3、通过制定设计方案，合理选择零件的类型，正确计算零件的工作能力、确定尺寸和选择材料，以及较全面地考虑制造工艺，使用和维护等要求，达到了解和掌握进行零件或简单机械的设计过程和方法。4、进行设计基本技能的训练。例如计算、电脑绘图、熟练和运用设计资料（手册、图册、标准和规范等）以及使用经验数据、进行经验估算和处理数据的能力。5、提高撰写论文写作或设计说明书的能力、培养语言表达、思辩能力，阐述观点准确、清楚回答问题的能力。机床“羊角”拨叉加工工艺及孔加工夹具设计21 设计任务说明1.1 羊角拨叉的功用设计机床羊角拨叉零件的机械加工工艺规程及其机床夹具。拨叉是一种辅助零件，通过拨叉控制滑套与旋转齿轮的接合。滑套上面有凸块，滑套的凸块插入齿轮的凹位，把滑套与齿轮固连在一起，使齿轮带动滑套，滑套带动输出轴，将动力从输入轴传送至输出轴。摆动拨叉可以控制滑套与不同齿轮的结合与分离，达到换档的目的。该零件图纸如下：图 1 机床羊角拨叉零件图机床“羊角”拨叉加工工艺及孔加工夹具设计31.2 设计任务本次设计任务需完成毛坯选择、编排加工工艺、工装夹具设计、撰写产品说明书，以及图纸绘制等工作，图纸说明如下：1毛坯零件综合图 1 张2工艺过程卡片 1 套3夹具装配图 1 张4夹具体零件图 1 张5说明书 1 份机床“羊角”拨叉加工工艺及孔加工夹具设计42 零件工艺规程设计2.1 产量的确定2.1.1 生产类型的确定表 1 生产类型的划分同类零件的年产量 /件生产类型 重型零件（质量2000kg）中型零件（质量1002000kg）小型零件（质量100kg ）单件生产 5 以下 10 以下 100 以下小批生产 5100 10200 100500中批生产 100300 200500 5005000成批生产大批生产 3001000 5005000 500050000大量生产 1000 以上 5000 以上 50000 以上已知零件质量 m 约为 2.2kg，由表 1 即可确定零件的生产性质。该零件的生产类型为小型零件中批生产。2.1.2 日生产量的确定零件的年产纲领(件/年) ： N=2000 件/年每台产品中该零件的数量(件/台)：n=1备品率：a=2%废品率：b=2%1、 N=2000 件/年 n=1 a=2% b=2%Q=Nn(1+a)(1+b)=20001(1+2%)(1+2%b)=2080.82、年工作日 D=365-152-72D=2993、日产量 q=Q/D机床“羊角”拨叉加工工艺及孔加工夹具设计5Q= 2080.8 D=299q=2080.8/299=6.9572.2 毛坯的选择及毛坯图的绘制2.2.1 毛坯的选择按照零件图纸的设计要求，该零件毛坯的材料为 HT200 ，毛坯种类为铸件。考虑到零件需加工表面少，精度要求不高，有强肋，且工作条件不差，既无交变载荷，又属于间歇工作，故选用金属型铸件，以满足不加工表面的粗糙度要求及生产要求。零件形状简单，因此毛坯形状需与零件的形状尽量接近，因内孔很小，所以无法铸出。1、铸件的定义铸件是用各种铸造方法获得的金属成型物件，即把冶炼好的液态金属，用浇注、压射、吸入或其它浇铸方法注入预先准备好的铸型中，冷却后经等，所得到的具有一定形状，尺寸和性能的物件。2、铸件有如下的优点：（1） 、能够制成出内腔、外形很复杂的毛坯。如各种箱体、机床床身、汽缸体、缸盖等。（2） 、工艺灵活性大，适应性广。液态成型件的大小几乎不限，其重量可由几克到几百吨，其壁厚可由0.5mm 到1m 左右。工业上凡能溶化成液态的金属材料均可用于液态成型。对于塑性很差的铸铁，液态成型是生产其毛坯或零件的唯一的方法。（3） 、液态成型件成本较低。液态成型可直接利用废机件和切屑，设备费用较低。同时，液态成型件加工余量小，节约金属。（）有优良的机械、物理性能，它可以有各种不同的强度、硬度、韧性配合的综合性能，还可兼具一种或多种特殊性能，如耐磨、耐高温和低温、耐腐蚀等。、铸件有如下缺点金属液态成型的工序多，且难以精确控制，使得铸件质量不够稳定。与同种材料的锻件相比，因液态成型组织疏松、晶粒粗大，内部 易产生缩孔、缩松、机床“羊角”拨叉加工工艺及孔加工夹具设计6气孔等缺陷。其机械性能较低。另外，劳动强度大，条件差。2.2.2 毛坯-零件综合图的绘制方法在选定毛坯和确定了毛坯的机械加工余量后，便可绘制毛坯-零件综合图。综合图的绘制方法是：1以实线表示毛坯表面的轮廓、以点划线画出零件的轮廓；在剖面图上用交叉线表示加工余量，加工余量为 35mm。2标注毛坯尺寸和公差，毛坯的基本尺寸包括机械加工的余量在内，毛坯的尺寸公差参照有关资料。3标注机械加工的粗基准符号和有关技术要求。毛坯尺寸是根据工艺规程，机械加工各工序的加工余量与毛坯制造方法能到的精度决定的，因此毛坯图绘制和工艺规程的制订是反复交叉进行的。羊角拨叉零件的毛坯图2.3 定位基准的分析与选择在制定零件加工工艺规程时，正确选择定位基准对保证加工表面的尺寸精度机床“羊角”拨叉加工工艺及孔加工夹具设计7和相互位置精度的要求以及合理安排加工顺序都有重要的影响。2.3.1 基准的概念1、 基准的概念：用来确定生产对象上几何要素间几何关系所依据的那 些 点 、线 、 面 。二 、 基准的分类1、按作用不同分为 设 计 基 准 和 工 艺 基 准 两 大 类 。1） 设 计 基 准 定 义 ： 设 计 基 准 是 设 计 图 样 上 所 采 用 的 基 准2） 工 艺 基 准 定 义 ： 工 艺 基 准 是 工 艺 过 程 中 所 采 用 的 基 准分 类 ： 按 其 用 途 不 同 又 可 以 分 为 有 工 序 基 准 、 定 位 基 准 和 测 量 基 准和 装 配 基 准 。（ 1） 工 序 基 准 ： 工 序 图 上 用 来 确 定 本 工 序 所 加 工 表 面 加 工 后 的 尺 寸 、形 状 和 位 置 的 基 准 。（ 2） 定 位 基 准 ： 在 加 工 中 用 作 定 位 的 基 准 。（ 3） 测 量 基 准 ： 测 量 时 所 采 用 的 基 准（ 4） 装 配 基 准 ： 装 配 时 ， 用 于 确 定 零 件 或 部 件 在 产 品 中 相 对 位 置 所 采用 的 基 准 。2.3.2 基准选择原则定 位 基 准 的 选 择 直 接 影 响 零 件 的 加 工 精 度 能 否 保 证 加 工 顺 序 的 安 排 以 及夹 具 机 构 的 复 杂 程 度 等 ， 所 以 它 是 制 定 工 艺 规 程 中 的 一 个 十 分 重 要 的 问 题 。各 工 序 定 位 基 准 的 选 择 ， 应 先 根 据 工 件 定 位 要 求 来 确 定 所 需 定 位 基 准 的个 数 ， 再 按 基 准 选 择 原 则 来 选 定 每 个 定 位 基 准 。 为 使 选 定 每 个 定 位 基 准 能 保 证整 个 机 械 加 工 工 艺 过 程 顺 利 地 进 行 ， 通 常 应 先 考 虑 如 何 选 择 精 基 准 来 加 工 各 个表 面 ， 然 后 考 虑 如 何 选 择 粗 基 准