I-R档拔叉铣叉脚（两侧）夹具设计（全套含CAD图纸）
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1 (2005) 368378a of 989. It is to be by as et 3 N r 2005 +15088316092; +H. 1. of of of of by 985, y 1 of as a of et 2 is a in to a in a in to of a In 3is a 1. a at of by is of of to a In a to on is An if it be to to 005 100 d, 1609, 4 004; in 004; 0 004Y. of a at 4a be as 5 s on to ys is q*, at a is to be is gi(as 1)as : To be be a ; i 1;2; .; n, (1)n is of q z0;y0;f0;of of q y N Y. 1 (2005) 368378 369(2)of as by q. (3). be if q. (2) to :9=; 6. (3). If is is at of is by If is at be of a be to 6a be to Z O X Y Z O (x0,y0,1. to N of is no on to a to is by it is as to is to If is is of a to or A to of a is of is to of L:As 3, n; i 1;2; .; n; n be as : : : :2637et 7 to a to It et 8 an to of L( of to of It X of r of as (4) (5) (6)l is an of 6 6 6 46 Y. 1 (2005) 368378370WL: : : :7) n 6; is is n be of n n of to N Y. 1 (2005) 368378 371n n of n to of is to be to on of in n a s 2. Y (a1,b1,2,b2,(x1,y1,(x2,y2,(ai,bi,(xi,yi,(3. A N V X 0. (9) q. 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Y. 1 (2005) 3683783745 a of in as 1: 0, 1, 00, 896, ,0, 1, 00, 1060, ,0, 1, 00, 1010, , 977, , 977, , 1034, of 1 0 515:000:896001 0378: 1:06000 1 0 612:00:01000:9955 349 0:0880 445 664 0:86380:9955 349 0:0880 728 664 0:82800:0880 0:0170 960 866:6257998 :2466 0:093626666666643777777775,o6 is It is of ve of 1is L; N 10378:001:06000 1 0 612: :01000:9955 349 0:0880 445 664 0:86380:9955 349 0:0880 728 664 0:82800:0880 0:0170 96 866:6257998 :2466 0:of :8768 607 665 21:3716 0:49953:0551 551 448 32:4448 0956 1:0862 12:0648 764 916044 0:0044 0:0061 061 00:0025 025 0:0065 069 0:0007004 0:0004 0:0284 284 is on ve is as 5. 10 (H. Y. 1 (2005) 368378 375:0551 551 448 32:4448 0956 1:0862 12:0648 764 916044 0:0044 0:0061 061 00:0025 025 0:0065 069 0:0007004 0:0004 0:0284 284 o ve to ,1:876860766521:37160:499526666666643777777775551 551 448 32:4448 0956 1:0862 12:0648 764 916044 0:0044 0:0061 061 00:0025 025 0:0065 069 0:0007004 0:0004 0:0284 284 0266666666437777777750; 13; 432; 706; 0: ; 13; 432; 706; 0:04a by of a 0, a To to of 1in . of if a 1in . is an To an an N Y. 1 (2005) 36837837614wof It an locat夹具定位规划 中 完整性评估和修订 验室，机械工程学系，伍斯特理工学院研究院， 100 路，伍斯特，硕士 01609，美国 2004年 9月 14日收稿 ;2004年 11 月 9日修订 ;2004年 11 月 10日 发表 摘 要 几何约束是夹具设计中最重要的考虑因素之一。确定位置的解析拟订已发达。然而，如何分析和修改 在 实际夹具设计实践过程中的一个非确定性的定位计划尚未深入研究。在本文中，提出了一种方法来描述 在限制 约束下的重点夹具系统的几何约束状态。 一种限制 约束 下 状态，如果它存在，可以识别给定定位计划。可以自动识别工件的 所有 限制 约束下约束状态的提案。这有助于改善逆差定位计划，并为修订提供指引，以最终实现确定性的定位。 关键词：夹具设计 ;几何约束 ;确定性定位 ;限制 约束 ;过约束 夹具是用 于 制造 工业进 行工件牢固 定 位的一种机制。在零件加工过程中规划一个关键的第一步，夹具设计需要，以确保定位精度和三维工件的精度。 3一般情况下，是最广泛使用的指导原则发展的位置计划。 一个加工夹具定位方案必须满足一些要求。最基本的要求是，必须提供工件确定的位置。 这种观点指出 ，定位计划生产 的 确定位置，工件不能移动，而至少有一个定位不会失去联系。这一直是夹具设计的最根本的准则之一，许多研究人员关于几何约束状态的研究 表明 ，工件在任何定位计划分为以下三个类别： 1、 良好的约束（确定性）：工件在一个独特的位置 进行配合 ，工件表面 与 6个定位器取得联系。 2、 限制 约束 ：不完全约束工件的自由度。 3、 过约束：工件自由度超过 6定位的制约。 在 1985年 ,浅田 1提出了满秩为准则雅可比矩阵的约束方程 ,基于分析形成了调研后 ,确定定位。周等 2在 1989年制定了在确定性定位问题上使用螺旋理论。结果表明 ,定位矩阵的定位需要压力满秩达到确定的位置。该方法的确定通过无数的研究。王等 3考虑定位工件的接触的影响，而采用点接触面积。他们介绍了接触矩阵，并指出，两个接触的机构不应该有平等的，但在接触点曲率相反。卡尔森 4认为，可能没有足够的应用，如一些不是非棱柱的表面或相对误差近似 的 非小线性。他提出一个二阶泰勒展开，其中也考虑到定位误差相互作用。马林和费雷拉 5应用周 对 3定若干按照规则的规划。尽管众多的位置上的确定分析研究 很 少注意非确定性分析的位置。 在浅田的拟定方案中 ,他们 假设工件夹具元件和点之间的联络无阻力。理想的位置 q*,而应放置工件表面和分片，可微函数是 图 1)。 表面函数定义为 :gi(q*)=0是确定的 ,应该有一个独一无二的解决方案为下列所有定位方程组。 gi(q)=0,i=1,2,.,n (1) 其中 向 ,代表了工件的定位和方向。 只有考虑到目标位置 q*附近在 处 : 浅田表明 (2) 阵式所示 （ 3）。确定定位 如果雅可比矩阵满秩，可满足要求。 (2)只有 q=q*一个解决办法 (3) 在 1个 3 ，一个约束方程的雅可比矩阵的 满 秩 的 约束状态如表1所示。如果 定位 是小于 6，工件是 限制约束 的，即存在至少有一个工件 自由 定位议案不 受 限制的。如果矩阵满秩，但定位 大于 6定位，工件 是 过约束，这表明存在至少一个定位等 ;而几何约束工件被删除不影响的状态。 找出一个模型除了3以建立基准框架提取等效 的定位点。胡等 6已经发展出一种系统的方法 ,对这个用途。因此 ,这则能适用于所有的定位方案。 图 1 表 1 等级 数量的定位 地位 6 等 7遵循这些方法和他们实施制定的几何约束分析模块其自动化的计算机辅助夹具设计的核查制度。他们 的 也可以分析工件的位移和灵敏度定位错误。 熊等人 8提出的等级检查方法的定位矩阵 附件 )。他们还介绍了左 /右边的定位矩阵广义逆理论 ,分析了工件的几何误差。结果表明 ,定位及发展方向误差 X 和位置误差 X=r, (4) X=(1r, (5) X=1 r+(1 , (6) 是 任意一个向量。 他们还介绍了从这些矩阵的几个指标，评价定位配置，其次是通过约束非线性规划的优化。然而，他们的研究分析，不涉及非确定性定位的修订。目前，还没有就如何处理与提供确定的位置 的 夹具设计系统的研究。 如果不确定性的位置达到夹具系统设计的 要求 ，设计师知道约束状态是什么，以如何改善设计是 非常 重要的 条件 。如果夹具系统是过度约束， 是理想定位需要的 不必要的 信息 。而下约束时，所有有关知识约束工件的议案，可以引导设计师选择额外的定位或 使得 修改定位计划更有效。的总体战略定位计划表征几何约束的状态描述图 2。 在本文中 ,定位矩阵秩的几何约束的施加评价状态 (见附件为获得的定位矩阵 )。确定需要六个定位器定位提供矩阵的满秩定位 如图 3所示 ,在给定的定位器数量 n,定位法向量 ai,bi,定位的位置 xi,yi,每一个定位器 ,i=1,2,.,n,n*6定位矩阵可以确定如下 : （ 7） 当等级 （ =6， n=6时，是工件良好约束。 当等级（ =6， n6时 ;是工件过约束。 这意味着（ 不必要的定位在定位方案上。工件将不存在限制（ 位器。这种状态的数学表示方法 ,那就是（ 定位向量矩阵 ,可表示为线性组合的其他六行向量。 图 2 几何约束状态描述 图 3一个简化的定位方案。 定位方案，提供了确定性的位置。发达国家的算法使用下列方法确定不必要的定位： 1、找到所有的（ 合定位 的。 2、为每个组合 ,从（ 位器确定定位方案。 3、重新计算矩阵秩的定位为左六个定位器。 4、如果等级不变 ,被删除的 (位器是负责过约束状态。 这种方法可能会产生多种解决方案，并要求设计师来决定哪一套不必要的定位应该被删除 以 最佳定位性能。 当等级（ 6,工件的 限制 约束。 参考文献 1 , B.。自动重构夹具的柔性装配夹具的运动学分析。 机器人 6 2 C， ， M。加工装置的自动配置的数学方法分析和综合。反 英工业 1989;111:299 3 Y, , M.。 夹具运动学分析的基础上充分接触刚体模型。 学与工程 2003;125： 316 4 S。刚性零件的装夹和定位计划的二次灵敏度分析 “。 制造业 2001年科学与工程 ;123（ 3）： 462 5 , 制造业 科学与工程 2001年 ;123:708 6 士论文中，伍斯特理工学院 ;2001年。 7 , , , 会 2:350 8 Y, H, 士顿：爱思唯尔 ;2005年。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 械制造课程设计说明书 题目：设计 拨叉的机械加工工艺规程 及 铣叉脚两侧工序的专用夹具 专 业： 学生姓名： 学 号： 班 级： 指导老师： 专业系主任： 机械工程学院 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 I 摘 要 本设计 件加工过程的基础 设计的夹具设计 。主要 加工部位是平面和 孔加工 。在一般情况下，确保比保证精密加工孔很容易。因此，设计遵循的原则 是先加工面后加工孔 表面。 在零件的夹具设计中，主要是根据零件加工工序要求，分析应限的自由度数，进而根据零件的表面特征选定定位元件，再分析所选定位元件能否限定应限自由度。确定了定位元件后还需要选择夹紧元件，最后就是确定专用夹具的结构形式。 关键词： 件 ；工艺；夹具； 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 he of of In to is In of to of of of to of be be of to is to of 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 V 目 录 摘 要 . . 1 章 零件的分析 . 1 件的作用 . 1 件的工艺分析 . 2 件的生产类型 . 2 第 2 章 确定毛坯的种类和制造方法 . 3 择毛坯 . 3 定机械加工余量 . 3 计毛坯尺寸 . 3 第 3 章 拟定工艺路线 . 5 准的选择 . 5 件表面加工方法选择 . 5 艺路线的拟定 . 6 第 4 章工序设计 . 7 择加工设备与工艺装备 . 7 定工序尺寸 . 8 削用量及基本时间确定 . 9 第 5 章 铣叉脚端面夹具的设计 . 14 题的提出 . 14 具设计 . 14 位基准的选择 . 14 削力和夹紧力计算 . 15 位误差分析 . 16 具设计及操作的简要说明 . 17 总 结 . 19 参考文献 . 20 致 谢 . 21 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 I 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 第 1 章 零件的分析 件的作用 操纵机构的其他零件结合，用它拨动滑动齿轮，实现倒车。 14配合面有较高精度。槽 14滑动拨动的配合表面。下拨叉为与滑动齿轮接触的表面。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 件的工艺分析 该零件是叉架零件，形状不大规则，尺寸精度、形位精度要求不高，为大批量生产零件，其主要技术要求 分析如下： 其主要加工的有 14一个比较重要的孔，其轴线要保证与 脚面尺寸要求公差尺寸为 ；开挡公差尺寸为 面粗糙度为 14要是保证叉 面能正确地安装在变速箱的倒档轴上，拨叉利用弹簧、滚珠在轴上进行定位，； 粗糙度为 面要求淬火处理，硬度要求为 4853爪总长公差尺寸为 0；后脚面公差尺寸为 0到 面到轴线尺寸 18的公差尺寸为 到 轴线到开挡前脚面的尺寸 公差尺寸为深 32 公差尺寸为 0；拨叉尺寸要求较高，两内表面归于孔 对称度为 表面表面粗糙度为 表面满足配合14到 槽底部分允许呈 角或 2最大长为3 的倒角；孔 需锪平直径为 12；孔 21 端面、开挡内 、孔 表面以及槽 14面表面粗糙度为 般的加工都可获得。 通过分析该零件，其布局合理，虽结构复杂，但加工要求比较容易保证，通过专用夹具可保证其加工要求，整个图面清晰，尺寸完整合理，能够完整表达物体的形状和大小，符合要求。 件的生产类型 依设计题目，结合生产实际可知该零件的生产纲领零件是大批量生产的铸件。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 第 2 章 确定毛坯的种类和制造方法 择毛坯 由于零件的结构比较复杂，大批量生产 ，又是薄壁的中小型零件，所以采用砂型铸造，工件材料为 定机械加工余量 铸 件 的 尺 寸 公差 按 6414 定 ， 机 械 加 工余 量 按11351 根据 6414工余量等级为 F H。 所以，可取 级。查表（ 6414）查出各表面的公差数值。 零件尺寸 公差 1 端面 50 3 脚面圆柱面 15 面圆柱面 19 脚面尺寸 6 22 底面 14 脚开挡尺寸 32 计毛坯尺寸 拔叉毛坯图尺寸（单位： 零件表面 总余量 毛坯尺寸 公差 1 端面 50 2 50 2 脚面圆柱面 15 2 13 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 脚面圆柱面 19 2 17 脚面尺寸 6 2 10 24 2 10 底面 14 2 12 脚开挡尺寸 48 2 36 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 第 3 章 拟定工艺路线 准的选择 根据零件图纸及零件的使用情况分析，知 14宽，叉子面厚，叉子面与腹板的距离等均应通过正确的定位才能保证，故对基准的选择应予以分析。 （ 1）粗基准的选择 按照粗基准的选择原则，为保证不加工表面和加工表面的位置要求，应选择不加工表面为粗基准，故此处选择 5加工 14保证 21 （ 2）精基准的选择 ，各工序则以该孔为定位精基准，从靠 近叉脚的 21面为轴向尺寸的定位基准不重合，这时需要进行尺寸链的换算。 件表面加工方法选择 本零件的加工面有内孔、倒角、槽、下底面、圆环面等，材料为 公差等级和表面粗糙度要求，参考有关资料，其加工方法选择如下。 （ 1） 21 端面 :表面粗糙度为 选粗铣即可满足要求。 （ 2） 14：公差等级为 9 级，表面粗糙度为 差尺寸 0 到 据 定其公差等级按 以先钻后扩孔来满足要求。 （ 3）开挡 面粗糙 度为 标注公差等级，故粗铣即可满足要求。 （ 4）脚面：表面粗糙度 工方法可采用粗铣即可达到要求。 （ 4）开挡：表面粗糙度为 工方法可采用粗铣即可达到要求。 （ 5）槽 14面粗糙度为 差等级 13，加工方法可购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 采用粗铣即可达到要求。 （ 6）槽 12面：表面粗糙度为 工方法可采用粗铣即可达到要求。 （ 7）孔 10：表面粗糙度 差尺寸为 0到 据 用钻孔即可 达到要求。 艺路线的拟定 （ 1）工艺路线的拟定 为保证达到零件的几何形状、尺寸精度、位置精度及各项技术 要求，必须制定合理的工艺路线。 由于生产纲领为大批量生产，所以采用通用机床配以专用的工、夹、量具，并考虑工序集中，以提高生产率和减少机床数量，使生产成本下降。按照先加工基准面及先粗后精的原则，该零件的加工可按以下工艺路线进行。 10、铸造 15、热处理 20、铣 14端面 25、钻扩铰 1430、倒角 14 35、铣开档叉脚面 40、铣开档 405、铣槽 120、钻 10 55、去毛刺 60、检验 根据此工序安排，编出机械加工工艺路线卡及工序卡片。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 第 4 章工序设计 择加工设备与工艺装备 （一） 选择机床 1钻扩铰 14序 5倒角及 工序 8钻 8， 工步不多，选用立式钻床就能满足要求，本零件外廓尺寸不大，选用 1、 6、 7是粗铣和精铣，各工序的工步数不多，成批生产不要求很高的生产率，故选用卧式铣床就能满足要求，选用 （二） 选择夹具 本零件除了铣槽和钻小孔需要专用量具外，其它用通用量具即可。 （三） 选择刀具 1铣端面。镶齿三面刃铣刀。 1钻扩铰 14择莫氏锥柄麻花钻 13 直径为 14作长度 46序 4 14。选择 14 1141直径为 14作长度 46氏锥度为 1号，总长 189 1倒角。 1、 6、 7都是铣。 铣 刀按表 5径为100，孔径 d=27，齿数 z=12。 1钻 8孔。孔径为 通用刀具，故可制造专用刀具，方便制造及经济效益，可做成直柄麻花钻。 （四） 选择量具 本零件为大批量生产，一般尽可能采用通用量具，根据表面精度、尺寸和形状等要求，参考有关手册资料，选择量具如下表： 工序 工序名称 量具 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 3 铣端面 游标卡尺、粗糙块 4 钻扩铰 14 游标卡尺、塞规 5 倒角 游标卡尺 6 铣脚面、开挡 游标卡尺、粗糙块 7 铣槽 游标卡尺、粗糙块 8 钻 8 游标卡尺、塞规 定工序尺寸 1 端面加工余量 加工表面 工序双边余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 粗铣 粗铣 粗铣 端面 50 4 46 14加工表面 工序双边余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 钻扩孔 钻孔 扩孔 钻孔 扩孔 钻孔 扩孔 13 1 13 加工表面 工序余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 粗铣 精铣 粗铣 精铣 粗铣 精铣 2 15 2 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 面 3 42 10 14 加工表面 工序双边余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 8孔 8 8 削用量及基本时间确定 1 工序 10 切削用量：本工序为粗铣端面，已知加工材料为 面淬火处理后 确定粗铣端面的切削用量。所选刀具为镶齿三面刃铣刀。 表得进给量 f =z，又 床主轴转速 30r/度要求不高，选择 n=150r/前面可知刀具直径为 100切削速度为 m i n/ 。 校核机床功率： 参考公式z n k p 其中 d=100mm 42.0z=12 n=150/60r/s ，解得 61.1故可用。经计算得加工时间为 57s。 2 工序 15、 20 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 0 切削用量： 钻，扩，铰 14 定钻 14 所选刀具为 莫氏锥柄麻花钻 确定切削用量3/2=表得 进给量 f =r，切削速度 v =21m/主轴转速 n=000=取 n=545r/时 v=1000 定扩 14( 的切削用量。 所选刀具为 14 1141直径为 14作长度 108氏锥度为 1 号，总长 189 确定切削用量，查表得 进给量 f =r，切削速度v =60m/主轴转速 n=000=取 n=960r/时 v=1000 确定钻 孔 的基本时间 1 确定扩 14( 的基本时间 1 总时间为 30s。 3 工序 6 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 1 切削用量：本工序是铣脚面、开挡，先粗铣，后半精铣。 定铣开挡底面圆柱面的切削用 量 所选刀具为镶齿三面刃铣刀。 表得进给量 f =z，又 床主轴转速 30r/度要求不高（ 5选择 n=150r/前面可知刀具直径为 100切削速度为 m 。 校核机床功率： 参考公式 z n k p d=100mm 12.0z=12 n=150/60r/s ，解得 01.2故可用。 定铣开挡底面圆柱面 所选刀具为镶齿三面刃 铣刀。 表得进给量 f =z，又 床主轴转速 30r/度要求不高（ 选择 n=200r/前面可知刀具直径为 100切削速度为 m 。 校核机床功率： 参考公式 z n k p d=100mm 2.0z=12 n=200/60r/s ，解得 72.0故可用。 所选刀具为镶齿三面刃铣刀。 表得进给量 f =z，又 床主轴转速 30买后包含有 纸和说明书 ,咨询 2 r/度要求较高（ 有垂直度要求），选择 n=250r/ 前 面 可 知 刀 具 直 径 为 100 则 切 削 速 度 为m 。 校核机床功率： 参考公式 z n k p 5.0d=100mm 2.0z=12 n=250/60r/s ，解得 1.0故可用。 加工用时为：180s 铣脚面和开挡各 90s。 4 工序 7 本工序为 铣槽，先粗铣槽底，再铣槽。 定槽底面的切削用量 所选刀具为镶齿三面刃铣刀。 表得进给量 f =z，又 床主轴转速 30r/度要求不高（ 5选择 n=150r/前面可知刀具直径为 100切削速度为 m 。 校核机床功率： 参考公式 z n k p d=100mm 02.0z=12 n=150/60r/s ，解得 74.0故可用。 定槽的切削用量 所选刀具为镶齿三面刃 铣刀。 表得进给量 f =z，又 床主轴转速 30r/度要求较高（ 对称度为 选择 n=220r/ 前 面 可 知 刀 具 直 径 为 100 则 切 削 速 度 为m 。 校核机床功率： 参考公式 z n k p 纸和说明书 ,咨询 3 其 中 d=100mm 82.0z=12 n=220/60r/s ，解得 66.3故可用。加工时间为： 5 、工序 8 本工序为 钻 8，并锪平 12。 确定钻 8 孔的切削用量。所选刀具为直 柄麻花钻 确定切削用量=表得 进给量 f =r，切削速度v =27m/主轴转速 n=000=取 n=960r/时v=1000工用时 99s。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 4 第 5 章 铣叉脚端面夹具的设计 设计工序：铣叉脚端面夹具的设计 题的提出 本夹具要用于铣叉脚端面夹具的设计夹具精度等级为 ，粗糙度为 道工序只精铣一下即达到各要求，因此，在本道工序加工时，我们应首先考虑保证铣叉脚端面的设计夹具设计的各加工精度，如何提高生产效率，降低劳动强度。 具设计 位基准的选择 拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。 14的孔和其两端面都已加工好，为了使定位误差减小， 选择已加工好的 14孔和其端面作为定位精基准，来设计本道工序的夹具，以两销和两已加工好的 14孔的端面作为定位夹具。 为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用简单的螺母作为夹紧机构。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 5 削力和夹紧力计算 （ 1）刀具： 刀 机床： 卧式铣床 3 所列公式 得 查表 8 得其中： 修正系数 0.1C q X y u 8 z=21 0 代入上式 ， 可得 F= 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。 安全系数 K=4321 1K 为基本安全系数 K 为加工性质系数 K 为断续切削系数 以 （ 2）夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 21 其中 F= G G 为工件自重 N 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 6 夹紧螺钉： 公称直径 d=20料 45钢 性能级数为 006 M P 8 0108 螺钉疲 劳极限： M P 极限应力幅： M P 许用应力幅： M P aS 螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 s= 取 s=4 得 满足要求 M P 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠， 使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力 位误差分析 （ 1）定位元件尺寸及公差确定。 夹具的主要定位元件为一平面和一定位销，孔与销间隙配合。 （ 2） 工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，定位销的孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在卧式镗床上加工，所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最 大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 7 心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为： 本工序采用一定位销，一挡销定位，工件始终靠近定位销的一面，而挡销的偏角会使工件自重带来一定的平行于夹具体底版的水平力，因此，工件不在在定位销正上方，进而使加工位置有一定转角误差。但是，由于加工是自由公差，故应当能满足定位要求。 具设计及操作的简要说明 如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹 具性价比。本道工序为镗床夹具选择了压紧螺钉夹紧方式。本工序为精镗切削余量小，切削力小，所购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 8 以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。 本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。为了提高生产力，使用快速螺旋夹紧机构。 19 总 结 拔叉的加工工艺及夹具设计，主要是对 拔叉的加工工艺和夹具进行设计。 拔叉的加工工艺设计主要是确定加工工艺路线，机械加工余量和切削用量、基本工时的确定，夹具的设计主要是要设计出正确的定位夹紧机构。在本设计中工件的加工工艺路线正确合 理，夹具的定位夹紧机构也能达到定位夹紧的目的，能保证加工工件的精度。在设计中遇到了很多问题，如出现工艺路线的不合理，甚至出现不能保证加工所要求达到的精度。在进行夹具设计时，因定位基准选择不合理，出现过定位或欠定位造成加工的零件的精度得不到保证。在选择夹紧机构时由于机构的大小，尺寸等不合理，而达不到夹紧的目的，也可能因夹紧力作用点或作用面的位置不合理而使工件产生翻转。不过在指导老师的悉心认真的指导下，经过两个月自身的不断努力，这些问题都一一解决。在这个过程中，对机械加工工艺和夹具设计有关的知识有了更深的理解， 增强了对本专业综合知识运用的能力，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。 通过这次课程设计使我感到要设计一个夹具的不易，也感到团队合作的重要性，在这次课程设计中遇到了不少的问题，但在老师和同学的帮助之下一一解决。在这里我要感谢老师和同学对我的帮助。课程设计中我学到了 不少，不仅把以前的知识进一步巩固，还从中学到很多的新知识，使我受益匪浅。 毕竟是课程设计，由于自己能力有限，在此之中肯定有很多的不足之处，希望老师给予指点。 20 20 参考文献 1.金属机械加工工艺人员手册修订 组， 金属机械加工工艺人员手册 1979。 2. 李洪 机械工业出版社， 1990。 3. 东北重型机械学院 上海科学技术出版社， 1979。 4. 机械工程基础与通用标准实用丛书编委会 中国计划出版社， 2004。 5. 淘济贤等 北京：机械工业出版社， 1986。 6. 李洪 北京：机械工业出版社， 1990。 7. 机械设计手册编委会 .：机械工业出版社， 1998。 8. 贺光谊等 及机械制图 1994。 9. 丁骏一 机械工业出版社 ,1989。 机械制造工艺及专用夹具设计指导 2002。 金属切削手册 1984。 21 21 致 谢 本次课程设计综合了大学里所学的专业知识，是理论与实际相结合的一次考验。通过这次设计，我的综合运用知识的能力有了很大的提高，尤其是看图、绘图、设计能力，为我今后的工作打下了良好的基础。在此过程中，我进一步加深了对课本知识的理解，进一步了解了零件的工艺 以及夹具设计过程，收获颇丰。 本次设计是在 师的悉心指导和帮助下完成的。我的机械工艺知识有限，在设计中常常碰到问题，是老师不厌其烦的指导，不断的点拔迷津，提供相关资料，才使其顺利完成。耐心的讲解，使我如沐春风。不仅如此，老师严谨的治学态度和高尚的敬业情操深深打动了我。在此，我向表示最真诚的感谢。同时，感谢同组同学的支持和帮助，使我更好的完成课程设计。 摘 要 本设计 拔叉 零件加工过程的基础 设计的夹具设计 。主要 加工部位是平面和 孔加工。在一般情况下，确保比保证精密加工孔很容易。因此，设计遵循的原则 是先加工面后加工孔 表面。 在零件的夹具设计中，主要是根据零件加工工序要求，分析应限的自由度数，进而根据零件的表面特征选定定位元件，再分析所选定位元件能否限定应限自由度。确定了定位元件后还需要选择夹紧元件，最后就是确定专用夹具的结构形式。 关键词： 拔叉 零件 ；工艺；夹具； he of of In to is In of to of of of to of be be of to is to of 录 摘 要 . I . 1 章 零件的分析 . 错误 !未定义书签。 件的作用 . 错误 !未定义书签。 件的工艺分析 . 错误 !未定义书签。 件的生产类型 . 错误 !未定义书签。 第 2 章 确定毛坯的种类和制造方法 . 错误 !未定义书签。 择毛坯 . 错误 !未定义书签。 定机械加工余量 . 错误 !未定义书签。 计毛坯尺寸 . 错误 !未定义书签。 第 3 章 拟定工艺路线 . 错误 !未定义书签。 准的选择 . 错误 !未定义书签。 件表面加工方法选择 . 错误 !未定义书签。 艺路线的拟定 . 错误 !未定义书签。 第 4 章工序设计 . 错误 !未定义书签。 择加工设备与工艺装备 . 错误 !未定义书签。 定工序尺寸 . 错误 !未定义书签。 削用量及基本时间确定 . 错误 !未定义书签。 第 5 章 铣叉脚端面夹具的设计 . 错误 !未定义书签。 题的提出 . 错误 !未定义书签。 具设计 . 错误 !未定义书签。 位基准的选择 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 总 结 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 错误 !未定义书签。 致 谢 . 错误 !未定义书签。 4 4 机械制造课程设计说明书 题目：设计 拨叉的机械加工工艺规程 及 铣叉脚两侧 工序的专用夹具 专 业： 学生姓名： 学 号： 班 级： 指导老师： 专业系主任： 机械工程学院 2015 年 月 日 摘 要 本设计 件加工过程的基础 设计的夹具设计 。 主要 加工部位是平面和 孔加工。在一般情况下，确保比保证精密加工孔很容 。因此，设计遵循的原则 是先加工面后加工孔 表面。 在零件的夹具设计中，主要是根据零件加工工序要求，分析应限的自由度数，进而根据零件的表面特征选定定位元件，再分析所选定位元件能否限定应限自由度。确定了定位元件后还需要选择夹紧元件，最后就是确定专用夹具的结构形式。 关键词： 件 ；工艺；夹具； he of of In to is In of to of of of to of be be of to is to of 录 摘 要 . I . 1 章 零件的分析 . 1 件的作用 . 1 件的工艺分析 . 2 件的生产类型 . 2 第 2 章 确定毛坯的种类和制造方法 . 3 择毛坯 . 3 定机械加工余量 . 3 计毛坯尺寸 . 3 第 3 章 拟定工艺路线 . 5 准的选择 . 5 件表面加工方法选择 . 5 艺路线的拟定 . 6 第 4 章工序设计 . 7 择加工设备与工艺装备 . 7 定工序尺寸 . 8 削用量及基本时间确定 . 9 第 5 章 铣叉脚端面夹具的设计 . 14 题的提出 . 14 具设计 . 14 位基准的选择 . 14 削力和夹紧力计算 . 15 位误差分析 . 16 具设计及操作的简要说明 . 17 总 结 . 19 参考文献 . 20 致 谢 . 21 1 第 1 章 零件的分析 件的作用 运输车的变速箱中，与操纵机构的其他零件结合，用它拨动滑动齿轮，实现倒车。 14配合面有较高精度。槽 14滑动拨动的配合表面。下拨叉为与滑动齿轮接触的表面 。 2 件的工艺分析 该零件是叉架零件，形状不大规则，尺寸精度、形位精度要求不高，为大批量生产零件，其主要技术要求分析如下： 其主要加工的有 14一个比较重要的孔，其轴线要保证与 脚面尺寸要求公差尺寸为 ；开挡公差尺寸为 面粗糙度为 14要是保证叉面能正确地安装在变速箱的倒档轴上，拨叉利用弹簧、滚珠在轴上进行定位，； 粗糙度为 面要求淬火处理，硬度要求为 4853爪总长公差尺寸为 0；后脚面公差尺寸为 0到 面到轴线尺寸 18的公差尺寸为 到 轴线到开挡前脚面的 尺寸 公差尺寸为深 32 公差尺寸为 0；拨叉尺寸要求较高，两内表面归于孔 对称度为 表面表面粗糙度为 表面满足配合14到 槽底部分允许呈 角或 2最大长为3 的倒角；孔 需锪平直径为 12；孔 21 端面、开挡内 、孔 表面以及槽 14面表面粗糙度为 般的加工都可获得。 通过分析该零件，其布局合理，虽结构复杂，但加工要求比较容易保证，通过专用夹具可保证其加工要求，整个图面清晰，尺寸完整合理，能够完整表达物体的形状和大小，符合要求。 件的生产类型 依设计题目，结合生产实际可知该 零件的生产纲领零件是大批量生产的铸件。 3 第 2 章 确定毛坯的种类和制造方法 择毛坯 由于零件的结构比较复杂，大批量生产，又是薄壁的中小型零件，所以采用砂型铸造，工件材料为 定机械加工余量 铸 件 的 尺 寸 公差 按 6414 定 ， 机 械 加 工余 量 按11351 根据 6414工余量等级为 F H。 所以，可取 级。查表（ 6414）查出各表面的公差数值。 零件尺寸 公差 1 端面 50 3 脚面圆柱面 15 面圆柱面 19 脚面尺寸 6 22 底面 14 脚开挡尺寸 32 计毛坯 尺寸 拔叉 毛坯图尺寸（单位： 零件表面 总余量 毛坯尺寸 公差 1 端面 50 2 50 2 脚面圆柱面 15 2 13 4 脚面圆柱面 19 2 17 脚面尺寸 6 2 10 24 2 10 底面 14 2 12 脚开挡尺寸 48 2 36 5 第 3 章 拟定工艺路线 准的选择 根据零件图纸及零件的使用情况分析，知 14宽，叉子面厚，叉子面与腹板的距离等均应通过正确的定位才能保证，故对基准的选择应予以分析。 （ 1）粗基准的选择 按照粗基准的选择原则，为保证不加工表面和加工表面的位置要求，应选择不加工表面为粗基准，故此处选择 5加工 14保证 21 （ 2）精基准的选择 ，各工序则以该孔为定位精基准，从靠近叉脚的 21面为轴向尺寸的定位基准不重合，这时需要进行尺寸链的换算。 件表面加工方法选择 本零件的加工面有内孔、倒角、槽、下底面、圆环面等，材料为 公差等级和表面粗糙度要求，参考有关资料，其加工方法选择如下。 （ 1） 21 端面 :表面粗糙度为 选粗铣即可满足要求。 （ 2） 14：公差等级为 9 级，表面粗糙度为 差尺寸 0 到 据 定其公差等级按 以先钻后扩孔来满足要求。 （ 3）开挡 面粗糙度为 标注公差等级，故粗铣即可满足要求。 （ 4）脚面：表面粗糙度 工方法可采用粗铣即可达到要求。 （ 4）开挡：表面粗糙度为 工方法可采用粗铣即可达到要求。 （ 5）槽 14面粗糙度为 差等级 13，加工方法可 6 采用粗铣即可达到要求。 （ 6）槽 12面粗糙度为 工方法可采用粗铣即可达到要求。 （ 7）孔 10：表面粗糙度 差尺寸为 0到 据 用钻孔即可达到要求。 艺路线的拟定 （ 1）工艺路线的拟定 为保证达到零件的几何形状、尺寸精度、位置精度及各项技术 要求，必须制定合理的工艺路线。 由于生产纲领为大批量生产，所以采用通用机床配以专用的工、夹、量具，并考虑工序集中，以提高生产率和减少机床数量，使生产成本下降。按照先加工基准面及先粗后精的原则，该零件的加工可按以下工艺路线进行。 10、铸造 15、热处理 20、铣 14 端面 25、钻 扩铰 1430、倒角 14 35、铣 开档 叉 脚面 40、 铣开档 405、铣槽 120、钻 10 55、去毛刺 60、检验 根据此工序安排，编出机械加工工艺路线卡及工序卡片。 7 第 4 章工序设计 择加工设备与工艺装备 （一） 选择机床 1钻扩铰 14工序 5倒角及 工序 8钻 8， 工步不多，选用立式钻床就能满足要求，本零件外廓尺寸不大，选用 1、 6、 7是粗铣和精铣，各工序的工步数不多，成批生产不要求很高的生产率，故选用卧式铣床就能 满足要求，选用 （二） 选择夹具 本零件除了铣槽和钻小孔需要专用量具外，其它用通用量具即可。 （三） 选择刀具 1铣端面。镶齿三面刃铣刀。 1钻扩铰 14选择莫氏锥柄麻花钻 13 直径为 14作长度 46序 4 14。选择 14 1141直径为 14作长度 46氏锥度为 1号，总长 189 1倒角。 1、 6、 7都是铣。 铣刀按表 5径为100，孔径 d=27，齿数 z=12。 1钻 8孔。孔径为 通用刀具，故可制造专用刀具，方便制造及经济效益，可做成直柄麻花钻。 （四） 选择量具 本零件为大批量生产，一般尽可能采用通用量具，根据表面精度、尺寸和形状等要求，参考有关手册资料，选择量具如 下表： 工序 工序名称 量具 8 3 铣端面 游标卡尺、粗糙块 4 钻扩铰 14 游标卡尺、塞规 5 倒角 游标卡尺 6 铣脚面、开挡 游标卡尺、粗糙块 7 铣槽 游标卡尺、粗糙块 8 钻 8 游标卡尺、塞规 定工序尺寸 1 端面加工余量 加工表面 工序双边余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 粗铣 粗铣 粗铣 端面 50 4 46 14 加工表面 工序双边余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 钻扩孔 钻孔 扩孔 钻孔 扩孔 钻孔 扩孔 13 1 13 加工表面 工序余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 粗铣 精铣 粗铣 精铣 粗铣 精铣 2 15 2 9 面 3 42 10 14 加工表面 工序双边余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度 8孔 8 8 削用量及基本时间确定 1 工序 10 切削用量：本工序为粗铣端面，已知加工材料为 面淬火处理后 确定粗铣端面的切削用量。所选刀具为镶齿三面刃铣刀。 表得进给量 f =z，又 床主轴转速 30r/度要求不高，选择 n=150r/前面可知刀具直径为 100切削速度为 m i n/ 。 校核机床功率： 参考公式z n k p 其中 d=100mm 42.0z=12 n=150/60r/s ，解得 61.1故可用。经计算得加工时间为 57s。 2 工序 15、 20 10 切削用量： 钻，扩，铰 14 定钻 14 所选刀具为 莫氏锥柄麻花钻 确定切削用量3/2=表得 进给量 f =r，切削速度 v =21m/主轴转速 n=000=取 n=545r/时 v=1000 定扩 14( 的切削用量。 所选刀具为 14 1141直 径为 14作长度 108氏锥度为 1 号，总长 189 确定切削用量，查表得 进给量 f =r，切削速度v =60m/主轴转速 n=000=取 n=960r/时 v=1000 确定钻 孔 的基本时间 1 确定扩 14( 的基本时间 1 总时间为 30s。 3 工序 6 11 切削用量：本工序是铣脚面、开挡，先粗铣，后半精铣。 定铣开挡底面圆柱面的切削用量 所选刀具为镶齿三面刃铣刀。 表得进给量 f =z，又 床主轴转速 30r/度要求不高（ 5选择 n=150r/前面可知刀具直径为 100切削速度为 m 。 校核机床功率： 参考公式 z n k p d=100mm 12.0z=12 n=150/60r/s ，解得 01.2故可用。 定铣开挡底面圆柱面 所选刀具为镶齿三面刃铣刀。 表得进给量 f =z，又 床主轴转速 30r/度要求不高（ 选择 n=200r/前面可知刀具直径为 100切削速度为 m 。 校核 机床功率： 参考公式 z n k p d=100mm 2.0z=12 n=200/60r/s ，解得 72.0故可用。 所选刀具为镶齿三面刃铣刀。 表得进给量 f =z，又 床主轴转速 3012 r/度要求较高（ 有垂直度要求），选择 n=250r/ 前 面 可 知 刀 具 直 径 为 100 则 切 削 速 度 为m 。 校核机床功率： 参 考公式 z n k p 5.0d=100mm 2.0z=12 n=250/60r/s ，解得 1.0故可用。 加工用时为：180s 铣脚面和开挡各 90s。 4 工序 7 本工序为 铣槽，先粗铣槽底，再铣槽。 定槽底面的切削用量 所选刀具为镶齿三面刃铣刀。 表得进给量 f =z，又 床主轴转速 30r/度要求不高（ 5选择 n=150r/前面可知刀具直径为 100切削速度为 m 。 校核机床功率： 参考公式 z n k p d=100mm 02.0z=12 n=150/60r/s ，解得 74.0故可用。 定槽的切削用量 所选刀具为镶齿三面刃铣刀。 表得进给量 f =z，又 床主轴转速 30r/度要求较高（ 对称度为 选择 n=220r/ 前 面 可 知 刀 具 直 径 为 100 则 切 削 速 度 为m 。 校核机床功率： 参考公式 z n k p 3 其中 d=100mm 82.0z=12 n=220/60r/s ，解得 66.3故可用。加工时间为： 5 、工序 8 本工序为 钻 8，并锪平 12。 确定钻 8 孔的切削用量。所选刀具为直 柄麻花钻 确定切削用量=表得 进给量 f =r，切削速度v =27m/主轴转速 n=000=取 n=960r/时v=1000工用时 99s。 14 第 5 章 铣 叉 脚端面 夹具的设计 设计工序： 铣叉脚端面 夹具的设计 题的提出 本夹具要用于 铣叉脚端面 夹具的设计 夹具精度等级为 ，粗糙度为 道工序只精铣一下即达到各要求，因此，在本道 工序加工时，我们应首先考虑保证 铣叉脚端面 的设计 夹具设计 的各加工精度，如何提高生产效率，降低劳动强度。 具设计 位基准的选择 拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行 度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。 14的孔和其两端面都已加工好，为了使定位误差减小，选择已加工好的 14孔和其端面作为定位精基准，来设计本道工序的夹具，以两销和两已加工好的 14孔的端面作为定位夹具。 为了提高加工效率，缩短
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