摘 要
拨叉零件首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。
进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。
为了防止零件在夹紧过程中变形，保证加工过程中定位的稳定性，则采用钩形压板为夹紧元件对零件底座进行夹紧。为了保证有足够的夹紧力，动力源装置采用钩形压板。
本夹具设计的优点有：结构简单实用、安装方便、易更换、造价低廉。
关键词：夹具，镗孔，钩形压板
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 录
第1章 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 2
1.3 本课题应达到的要求 3
1.4 机械加工工艺及夹具设计的发展 4
1.4.1 发展历史 4
1.4.2 发展现状 4
1.4.3 发展趋势 5
第2章 零件的分析 8
2.1 零件的形状 8
2.2 零件的工艺分析 9
第3章 工艺规程设计 10
3.1 确定毛坯的制造形式 10
3.2 定位基准的选择零件表面加工方法的选择 10
3.3 制定工艺路线(方案分析与比较) 10
3.4 选择加工设备和工艺装备 12
3.4.1 机床选用 12
3.4.2 选择刀具 12
3.4.3 选择量具 13
3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 13
3.6 确定切削用量及基本工时（机动时间） 14
第4章 镗孔夹具设计的要求 20
4.1 镗孔夹具方案设计 20
4.2 夹具总体设计的要求 20
4.3 机床夹具的组成 21
4.4 夹具设计的基本要求 22
4.5 本次夹具设计的基本过程 22
4.5.1 拟定夹具的结构方案，绘制结构草图 22
4.5.2 绘制夹具总装配图及零件图 23
4.6 确定夹具的类型 24
4.7 镗模的主要类型 24
4.8 明确设计任务，了解零件加工工艺过程 25
4.8.1 熟悉工件零件图、本工序加工要求 25
4.8.2 熟悉零件加工工艺过程 25
第5章 定位装置设计 26
5.1 零件定位的基本原理 26
5.1.1 六点定位原理 26
5.1.2 工件定位中的约束分析 26
5.2 常用定位元件及选用 27
5.2.1 对定位元件的基本要求 27
5.2.2 常用定位元件的选用 27
5.3 定位方案的确定 28
第6章 夹紧装置设计 30
6.1 夹紧装置的组成与基本要求 30
6.2 夹紧力的确定 30
6.2.1 确定夹紧力的基本原则 30
6.2.2 切削力的计算 31
6.2.3 夹紧力的计算 32
6.2.4 液压缸的选型计算 35
第7章 对刀及引导装置设计 39
7.1 镗套的类别 39
7.2 镗套的设计 39
第8章 夹具体的设计 41
8.1 夹具体设计的基本要求 41
8.2 夹具体毛坯的类型 41
8.3 夹具体的设计 42
8.4 镗模板的设计 43
第9章 经济性分析 44
总 结 46
致 谢 47
参考文献 48
第1章 绪 论
1.1 本课题的研究内容和意义
工装工艺及夹具毕业设计是对所学专业课知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。机床夹具已成为机械加工中的重要装备。机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。
机械加工工艺规程是生产准备工作的主要依据。根据它来组织原材料和毛坯的供应，进行机床调整，专用工艺装备的设计与制造，编制生产作业计划，调配劳动力，以及进行生产成本核算等。
机械加工工艺规程也是组织生产、进行计划调度的依据。有了它就可以制定生产产品的进度计划和相应的调度计划，并能做到各工序科学地衔接，使生产均衡、顺利，实现优质、高产和低消耗。
机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片，是两个主要的工艺文件。机械加工工艺过程卡片，是说明零件加工工艺过程的工艺文件。在单件、小批量生产中，以机械加工工艺过程卡片指导生产，过程卡的各个项目编制较为详细。机械加工工序卡片是为每个工序详细制定的，用于直接指导工人进行生产，多用于大批量生产的零件和成批生产中的重要零件。
在机械行业中，如何去保证工件的高精度、加工的成本等实质性问题，一直是从事于机械行业人员研究的问题，其中在设计夹具的时候就要考虑以上问题，高效的夹具是工件高精度的保证，如何让夹具更高效、更经济，这是行业人急需要解决的。
随着社会的发展，科技的不断提高，各种高科技技术逐渐渗透到各个行业，如何利用这些高科技为人类服务，如何充分利用这些高科技在机械行业中，这还需要机械行业人员不断的努力，开拓创新。
随着科学技术的发展，和社会市场需要，夹具的设计在逐步的超向柔性制造系统方向发展。迄今为止,夹具仍是机电产品制造中必不可缺的四大工具之一,刀具本身已高度标准化,用户只需要按品种、规格选用采购。而模具和夹具则和产品息息相关,产品一有变化就需重新制作,通常是属于专用性质的工具,模具已发展成为独立的行业;夹具在国内外也正在逐渐形成一个依附于机床业或独立的小行业。 组合夹具不仅具有标准化、模块化、组合化等当代先进设计思想,又符合节约资源的原则,更适合绿色制造的环境保护原理。所以是今后夹具技术的一个重要发展方向单位 。
机床夹具通常是指装夹工件用的装置:至于装夹各种刀具用的装置,则一般称为“辅助工具”。辅助工具有时也广义地包括在机床夹具的范围内。按照机床夹具的应用范围,一般可分为通用夹具,专用夹具和可调整式夹具等。
通过这次毕业设计，对自己所学的理论知识进行一次综合运用，也是对四年的学习深度的一个检验。在这次设计过程中，充分挖掘自己分析问题，解决问题的潜力。并希望通过毕业设计能养成一种严谨，认真的态度，为以后参加工作打下一个良好的基础。
1.2 国内外的发展概况
工装的全称是工艺装备，工装是指加工机床外而需保证零件加工质量的工艺装备，是制造过程中所用的各种工具的总称。它是各企业内除生产设备和工具外的为配合生产设备和人完成工艺制作要求的部分，大多工装都是针对各自产品特点的。机械加工过程中用来固定和定位要加工的零件或毛坯件的装置，即工装的主要作用有：固定，定位，防止变形。
夹具属于工装，工装包含夹具，属于从属关系。不仅仅是焊装用，在机加工方面也有用，许多时候，需要装配几个部件并保证其定位准确的时候就需要。设计工装夹具要紧扣产品，因为工装夹具是专门为某些产品特定的，要保证生产时无干涉现象、定位准确、操作工操作便捷等。简单的说，就是用于工件装夹的工具。
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。
由于现代加工的高速发展，对传统的夹具提出了较高要求，如快速、高效、安全等。要想达到这样的生产要求，就必须计算加工工序零件在加工过程中由于切削力、重力、惯性力等所产生的切削力及切削力矩，按照夹具设计中所确定的夹紧方式进行夹紧力的计算，为了减小夹具的具体尺寸，就需要增大夹具的定位区间，增大由夹紧力而产生的摩擦力矩、正压力及由此而产生的摩擦力，以达到夹具小巧而精用的目的。同时为了减少工人的劳动强度，提高工件装夹效率，还需要对夹具的夹紧机构的行程进行设计，以期以最短的夹紧行程，达到最佳的夹紧效果。
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，对拨叉的基本结构及作用有个大致的了解，在此基础上，经过对金属切削加工、金属切削机床、机械设计与理论等相关知识充分掌握后，分析拨叉的加工工艺，确定拨叉各加工表面的加工方法，进而形成拨叉的机械加工工艺路线。并能根据拨叉的加工工序要求，分析拨叉的定位方式、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，结合机械机构设计的相关理论知识，完成工件的有效定位及夹紧，从而使整个拨叉的加工工艺路线经济，工件定位方案合理，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拨叉加工工艺路线，从而实现适合于现代加工制造业、夹紧装置的优化设计。为提高镗床夹具在机床上安装的稳固性，减轻其断续切削可能引起的振动，夹具体不仅要有足够的刚度和强度，其高度和宽度比也应恰当，一般有H/B≤1～1.25，以降低夹具重心，使工件加工表面尽量靠近工作台面。
机械加工工艺及夹具设计是全面综合运用有关专业课程的理论和实践知识进行加工工艺及夹具设计的一次重要实践。机床夹具是在机床上装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床和刀具有一个正确的位置，并且在加工过程中保持这个位置不变。夹具不仅能保证工件的加工精度、提高加工效率，还能减轻工人的劳动强度、降低产品的制造成本、扩大机床的使用范围。制造技术已经是生产、国际经济竞争、产品革新的一种重要手段，所有国家都在寻求、获得、开发和利用它。它正被看作是现代国家经济上获得成功的关键因素。
机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件，是一切有关工生产人员都应严格执行、认真贯彻的纪律性文件。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺规程来体现。而机床夹具是在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。它们的研究对机械工业有着很重要的意义。
1.4 机械加工工艺及夹具设计的发展
1.4.1 发展历史
从1949年以来，我国机械工业有了很大的发展，已经成为工业中产品门类比较齐全、具有相当规模和一定技术基础的产业部门之一，其机械加工和夹具也有很大的发展，但是与工业发达国家相比，我们这方面的水平还存在着阶段性的差距，主要表现在机械产品质量和水平不够高，加工工艺过程不合理，夹具应用也比较少，使其加工工人劳动强度大，加工出来的产品也不理想。
1.4.2 发展现状
现在，各工业化国家都把制造技术视为当代科技发展为活跃的领域和国际间科技竞争的主战场，制定了一系列振兴计划、建立世界级制造技术中心，纷纷把先进制造技术列为国家关键技术和优先发展领域。
机械加工工艺及夹具随着制造技术的发展也突飞猛进。机械加工工艺以各个工厂的具体情况不同，其加工的规程也有很大的不同。突破已往的死模式。使其随着情况的不同具有更加合理的工艺过程。也使产品的质量大大提高。制定加工工艺虽可按情况合理制定，但也要满足其基本要求：在保证产品质量的前提下，尽可能提高劳动生产率和降低加工成本。并在充分利用本工厂现有生产条件的基础上，尽可能采用国内、外先进工艺技术和经验。还应保证操作者良好的劳动条件。但我国现阶段还是主要依赖工艺人员的经验来编制工艺，多半不规定工步和切削用量，工时定额也凭经验来确定，十分粗略，缺乏科学依据，难以进行合理的经济核算。
机床夹具最早出现在18世纪后期。随着科学技术的不断进步，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。
国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85％左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔3～4年就要更新50～80％左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为10～20％左右。特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（FMS）等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：
1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本；
2）能装夹一组具有相似性特征的工件；
3）能适用于精密加工的高精度机床夹具；
4）能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具；
5）采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率；
6）提高机床夹具的标准化程度。
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