初稿—年产2000件机床拨动叉加工工艺及（一道工序）夹具设计（肖敏）

1、大连理工大学网络教育学院毕业论文（设计）模板 网络教育学院本 科 生 毕 业 论 文（设 计） 题 目： 年产2000件机床拨动叉加工工艺及其（一道工序）夹具设计学习中心： 层 次： 专科起点本科 专 业： 年 级： 年 春/秋 季 学 号： 学 生： 指导教师： 完成日期： 年 月 日II年产2000件机床拨动叉加工工艺及其（一道工序）夹具设计摘要机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的，这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活占有重要的位置。此次设计是对拨叉零件的

2、加工工艺和夹具设计，其零件为锻件，具有体积小，零件复杂的特点，由于面比孔易加工，在制定工艺规程时，就先加工面，再以面为基准来加工其它，其中各工序夹具都采用专用夹具，特别的对于加工大头孔、槽和钻小头孔斜面小孔的工序中，选一面两销的定位方式，并以操作简单的手动夹紧方式夹紧，其机构设计简单，方便且能满足要求。关键词：拨叉，工艺规程，机械，夹具目 录摘要I引 言11 绪论22 零件的分析32.1零件的作用32.2零件的工艺分析42.2零件的工艺要求43 工艺规程设计 83.1毛坯的制造形式83.2基准面的选择83.2.1 粗基准的选择 113.2.2 精基准的选择 113.3 制定工艺路线103.3.

3、1 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定113.3.2 确定切削用量及基本工时 123.3.3 绘制零件图和编制工艺卡134 夹具设计144.1 问题的提出144.2 定位基准的选择154.3 切削力及夹紧力的计算164.4定位误差的分析174.5 夹具设计及操作的简要说明 235 总结206 致谢21参考文献22引 言本次毕业设计的题目是拨叉机械加工工艺设计及夹具设计，拨叉是是车床上的重要零件，并在零件的车削加工中承受一定的载荷。本次毕业设计的重点是两个方面，工艺规程设计和夹具设计，专用夹具的设计，专用夹具的应用在近年来国内外机械制造领域得到迅速发展，通过专用夹具的应用可以解决批量生产的零

4、件加工，现代机械制造中的结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题。且能稳定加工质量，大幅度提高生产效率。 毕业设计课题要求掌握夹具设计的基本原理，理解现代的加工技术和典型的机加工工艺。应用专用夹具技术来解决机械加工工艺的课题，编制出一套合理的加工工艺，这样可以降低成本，节约时间，提高生产效率。毕业设计是所学各课程的深入综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在大学生活中占据着重要的地位。此外，通过毕业设计使我得到了以下三个方面的综合性锻炼：（1）正确的运用运动机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的知识，解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺

5、尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。（2）通过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效，省力，经济合理而能保证加工质量的夹具。并通过这次设计提高结构设计能力。（3）通过使用手册以及图表资料，熟练的掌握与本设计有关的各种资料的名称，出处。通过这次毕业设计，对自己未来将从事的工作进行了一次适应性的训练，从中锻炼了自己发现问题、分析问题和解决问题的能力，为今后参加工作打下了一个良好的基础。毕业设计是综合运用所学的知识的训练过程，也是对自我学习能力的检验和创新能力、实践能力及创业精神的重要环节。由于知识水平有限，设计经验不足，设计中会出现不少错误，也诚恳希望老师和同学批评指正。11 绪

6、论拨叉的加工质量将直接影响机器的性能和使用寿命。本次设计旨在提高机床拨动叉的加工效率，由此我们首先对拨动叉的结构特征和工艺进行了仔细的分析，然后确定了一套合理的加工方案，加工方案要求简单，操作方便，并能保证零件的加工质量。此外，为了提高劳动生产率，降低劳动强度，保证加工质量，需设计专用夹具，本次设计选择了第六道工序铣断双体的专用夹具设计，以满足加工过程的需要。毕业设计是培养学生实践能力的重要环节之一。其目的在于（1）培养我们运用机械制造工艺学，数控加工工艺及有关课程（工程材料与热处理、机械设计、公差与测量技术、金属切削原理与刀具、数控机床自动编程等）的知识。独立地分析和解决工艺问题。初步具备设

7、计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。（2）能根据被加工零件的技术要求运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计，提高结构设计能力。当然，培养我们熟悉并运用有关手册，规范，图表等技术资料的能力。（3）进一步培养我们识图，制图，运算和编写技术文件等基本技能。（4）更能培养我们严肃认真，一丝不苟和实事求是的工作作风，从而实现从学生到工程技术人员的过渡。本次设计题目为：拨叉零件机械加工工艺及夹具设计。通过对一个中等复杂零件的机械加工工艺规程的毕业设计，对理论知识进行一次综合性，使用性，和实践性较强的应用。本次的设计任务是：制定一给定的零件（拨叉）的机械加工工艺及就加工该零

8、件的某一道工序（钻孔）的夹具设计。设计内容包括：毛坯零件综合图1张； 工艺过程卡片1套夹具装配图1张； 夹具体零件图1张； 论文1份；2 零件的分析2.1零件的作用拨叉类零件以其良好的操纵性和良好的稳定性广泛应用于各种机械的变速箱中，该零件的制造工艺简单，但其过程涉及了机械加工工艺的很多方面，是机械加工的基础的体现，本文将对该类零件的加工工程进行一次全面的阐述。拨叉应用在变速箱的换档机构中，拨叉头孔套于变速叉轴上，拨叉脚则夹在双联变换齿轮的槽中。当需要变速时，操作变速杆，变换操作机构就通过拨叉头部的操作槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移，拨插脚拨动双联变换齿轮在花键上滑动改变档位，从而改变

9、速度。该拨叉在改换档为时要承受弯曲应力和冲击载荷的作用，因此该零件具有足够的强度和刚度以及韧性，以适应拨叉的工作条件，该拨叉形状特殊，结构简单，为实现换档变速的功能，其叉轴空与变速叉轴有配合要求，因此加工精度要求较高，叉脚两端面在工作中需要承受冲击载荷，为增强耐磨性，该表面要求高频淬火处理，硬度为48-58HRC。拨叉头两端面和叉脚两端面均要求切削加工。并在轴方向上均高于相邻表面，这样既减少了加工表面又提高了换档是叉脚端面的接触刚度。该零件除了主加工表面外，其余的表面加工精度均较低，不需要高精度的机床加工，通过铣削，钻床的粗加工就可以达到加工要求。2.2零件的工艺分析拨叉零件的主要加工表面是平

10、面、孔系和槽系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于拨叉来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系以及槽的各尺寸精度。由技术条件分析得知：拨叉的尺寸精度，形状精度以及位置关系精度要求都不是很高，这样对加工要区也就不是很高。从零件图中可以看出，它有两组加工表面，这两组加工面之间也有一定的位置要求，现分别描述如下：1)以19.1mm孔为中心的加工面这一组加工面包括：一个19.1mm孔以及对其倒角，宽19.3mm深17mm的槽口，在19.1mm孔所在的轮毂上钻两个孔并攻丝，规格为M12，用来做为固定倒档拨叉和拨叉杆之用。2）叉口

11、处的加工面这一组加工面包括：铣叉口的侧面，铣叉口内侧面，内圆面所在的圆弧半径为R48mm。这两组加工面之间有一定的位置要求：1）R48mm叉口对19.1mm孔的轴心线及19.3mm槽口中心线位置公差0.5mm。2）叉口侧面和螺纹空中心线的位置要求是±0.25由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，我们可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具进行另一组表面的加工，并保证他们之间的位置精度要求。2.3零件的工艺要求制定合理的零件加工工艺过程首先要掌握目前有那些可供选用的加工方法，并能够针对零件的具体要求较合理的选用。其次，还必须解决各表面的加工顺序和热处理如何安排的问题。1） 首先，要

12、分析产品的零件图与装配图，分析零件图的加工要求，结构工艺性，检验图样的完整性；2） 根据零件的生产纲领确定生产类型；在制定机械加工工艺规程时，一般按照零件的生产纲领，把零件划分为大批量生产、中批量生产和小批量生产三中类型。3） 选择毛坯；毛坯的选用主要包括毛坯的材料、类型和生产方法的选用。常用的毛坯类主要有各种轧制型材、铸件、锻件、焊接件、冲压件、粉末冶金件以及注塑成形件等。根据零件结构的不同，毛坯的选用可分为轴类、盘套类和机架箱体类三大类。4） 确定单个表面的加工方法；零件的加工过程，就是零件表面经加工获得符合要求的零件表面的过程。零件表面的类型和要求不同，采用的加工方法也不一样。主要有车削

13、、钻削、铣削、刨削、磨削等五大类加工方法。此外还有镗削、拉削、光整、特种加工等。5）选择定位基准，确定零件的工艺路线；根据零件表面质量的要求不同，通常将表面加工划分为粗加工阶段、半精加工阶段和精加工阶段三个加工阶段。零件加工需要遵循的原则是粗、精加工分开，零件的加工一般不是在一台机床上用一种工艺方法就可完成，往往需要几种加工方法互相配合，经过一定的工艺过程才能逐步地完成零件表面的加工。若一种表面可采用不同的加工方法进行加工的话，那么就生产的具体条件而言，其中必有一种加工方法是最合适的。6） 确定各工序所用的设备及工艺装备7） 计算加工余量、工序尺寸及公差8） 确定切削用量，估算工时定额9） 填

14、写工艺文件拨叉是一种薄壁三叉型接结构，它一头是与滑杆连接的圆柱凸台滑杆孔，而另一头则是拨动滑齿轮或啮合套的拨叉叉口。从拨叉零件设计的机构工艺性来看，工件的刚性差，受力后容易发生弹性变形；加工基准选择范围小，造成工艺设计和制造加工困难。同时，产品设计时，为了提高其抗变形能力，在壁的一侧设计有一定高度的加强筋，从而使该类零件没有一个较为平整的基面可用来选作粗基准，这就给精基准的加工带来了较大的困难。另外，拨叉叉口的设计基准往往用拨叉的滑杆孔，两者距离较远，在加工时为了保证两者的相互位置，一般采取互为基准的定位方式进行工艺设计。在加工过程中，定位精度一方面容易受夹紧力的作用导致薄壁件自身变形的影响，

15、另一方面，由于两者距离较远，定位面又相对较小，导致定位面误差的比例放大效应严重影响了定位的准确性。3 工艺规程设计3.1 毛坯的制造形式在仔细分析了零件的基础上，选择零件的加工方法，首先从毛坯开始，在毛坯的选择上，既要考虑工艺性，又要考虑到经济性，综合两项因素进行毛坯的选择。毛坯的选择对零件工业过程的经济性有很大影响，工序数量，材料消耗加工工时等都取决于所选择的毛坯，但要提高毛坯的质量往往会使毛坯制造困难，需要复杂的工艺和昂贵的设备，增加了毛坯的成本，这两者是矛盾的。因此毛坯的种类和制造方法的选择要根据毛坯的类型和具体的生产条件决定。同时应该主要到，充分使用新工艺、新技术、新材料的可能性，以便

16、降低零件生产总成本提高质量。毛坯的类型有：铸件、锻件、型材、焊接件、压制件、冲压件等，由于本零件是中批生产，则优先考虑锻件和铸件，虽然成本高，但提高了生产率，零件材料为HT200。零件在机床运行过程中所受冲击不大，结构又比较简单，在考虑零件的力学性能，形状大小等因素后，选择铸件。铸件采用机器造型，木模，精度等级选8级，查金属机械加工工艺人员手册表12-2和12-3得，浇注顶面、侧面的余量为6mm，底面余量为4mm。零件材料为ZG45，考虑零件在机床运行过程中要承受的载荷比较大，为增强拨叉的强度和冲击韧性，零件结构又比较简单，故选择铸件毛坯。该零件的轮廓尺寸不大，且生产类型为中批量生产，为提高生

17、产率和锻件的精度，宜采用模锻方法制造毛坯。3.2基准面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法进行。基准选择的原则有：1）粗基准的选择粗基准的选择原则：a)尽可能用精度要求高的主要表面作粗基准；b）不加工面作粗基准，且该面与要加工面有一定的位置精度要求；c）余量均匀原则；d）粗基准的表面要尽量光整、光洁、有一定的面积以便于装夹；e)不能重复使用原则。2）精基准的选择精基准的选择原则：a）基准重合原则尽可能使设计基准和原始基准重合；b）互为基准原则两个位置

18、精度要求较高的表面互为基准；c）基准不变原则统一基准。变速箱拨叉是一个典型的铸造类零件，它仍具有一般铸造类零件的加工规律，根据以上原则及对零件的分析，拟订出如下的定位基准：a)加工D面和E面时，可先将D面作粗加工，再以加工好的D面作为基准加工E面。b)加工F面及AC1面、AC2面时，可以加工好的D面或者E面作为基准进行加工。c)加工孔H1、G1、H2、G2时，可以以加工好的F面作为定位基准进行加工。d)加工孔B、孔L时，仍可以以加工好的F面作为定位基准进行加工。3.5制定工艺路线指定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为成批生

19、产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率，除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来。1）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定（1）遵循“先基准后其他”的原则，首先加工精基准拨叉头左端和12孔。（2）遵循“先粗后精”的原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先主后次”的原则，先加工主要表面拨叉头左端面和叉轴孔12和拨叉脚的两端面，后加工次要表面操纵槽底面和内侧面。（4）遵循“先面后孔”的原则，先加工拨叉头的端面，在加工叉轴孔12孔，先铣操纵槽，再钻8孔。3.4.2热处理工序锻成型后切边，进行调质，调质的硬度为241-285HBS，

20、叉脚精加工之前进行局部高频淬火，提高其耐磨性和在工作中承受的冲击载荷的能力。3.4.3辅助工序粗加工拨叉两端面和热处理后，安排校正工序：在半精加工后，安排去毛刺和中间检验工序；精加工后，安排去毛刺清洗和钟检工序。工序一：铸钢工序二：清砂工序三：热处理，正火工序四：校正，整形工序五：检验毛坯工序六：铣拨叉两端面工序七：钻12孔，铰孔工序八：第一次拉孔，第二次拉孔工序九：检验工序十：锪端面，孔口倒角工序十一：锪另一端面取总长，孔口倒角工序十二：校正叉脚高低工序十三：校正叉脚开档工序十四：铣叉口面，铣5.5mm平面，铣7mm平面至尺寸7.2，铣13.5槽工序十五：倒角，去毛刺工序十六：钻锁销孔，去内

21、孔毛刺工序十七：钻通气孔，去内孔毛刺工序十八：叉槽两侧面处高频淬火工序十九：校正叉脚高低工序二十：磨叉脚上端面至锁销孔中心尺寸为7.15mm 磨叉脚下端面至上端面尺寸为6.8mm工序二十一：镀铬工序二十二：校正叉脚高低工序二十三：磨叉脚两端面工序二十四：磨叉脚开档面工序二十五：按检验卡要求检验工序二十六：清洗，涂防锈油，入库3.6.1粗铣-锪平面粗铣端面的余量为3mm，锪端面的余量为0.5mm，粗铣的精度为IT12，锪端面的精度为IT11，可知单边余量为2.5mm3.6.2叉脚两端面：铣-粗铣-精磨粗铣余量为3mm,粗磨余量为0.3mm，精磨余量为0.2mm粗铣精度为IT12，粗磨精度为IT1

22、0，精磨为IT9，由此可知端面单边余量为3.5mm3.6.3插脚内表面：铣-磨铣削余量为3mm，磨削余量为0.3mm粗铣精度为IT12，粗磨精度为IT10；由此可知单边余量为3.3mm3.6.4叉口两侧面：铣铣削余量为3mm，精度为IT12，单边余量为3mm3.6.5铣5.5mm平面铣削余量为1mm，精度等级为IT12，单边余量为1mm2) 确定切削用量及基本工时按照零件材料，批量大小，现场条件等因素，并对照各加工方法特点及适应范围确定采用铣削加工底面及两端面。结合主要表面加工及表面形状特点，B孔和L孔采用钻、扩、铰的加工方式。底面上的键宜采用铣削加工方法。铣削采用立式铣床，B孔和L孔的加工采

23、用立式钻床。零件在铣床上或者钻床上的加工都应采用专用夹具进行装夹。立式铣床的主要参数如下：型号：X5032A功率：7.5KW主轴转速：30-1500转/分立式钻床的主要参数如下：型号：Z5025功率：1.5kW主轴转速：100-1360转/分工序六：粗铣拨叉头两端面该工序分两工步，分别粗铣拨叉头两个端面。由于这两个工步在同一台机床上经过一次走刀加工完成，因此它们所选用的切削速度v和进给量f是一样的。（1）背吃刀量的确定：ap1=2mm,ap2=2mm(2)进给量的确定，按机床的功率5-10kw，工件-夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量f取为0.05mm/z(3)铣削速度的计算 按镶

24、齿铣刀d/z=80/10的条件选取，铣削速度v可取44.9m/min。由公式n=1000v/d可得该工序铣刀转速。N=1000×44.9/3.14×80=178.65r/min，取n=160r/min，可求出该工序的实际铣削速度是v=40.2m/min.3) 绘制零件图和编制工艺卡切削用量指的是切削时各运动参数的总称，包括切削速度、进给量和背吃刀量。拨叉零件材料为HT20-40，毛坯为铸件，毛重20kg，数量为2000件/年，属于中批量生产。考虑零件外圆表面（42）为非加工表面，所以外圆表面为铸造毛坯，没有粗糙度要求，因此直接铸造而成。根据以上原始资料及加工路线，分别确定各

25、道加工工序的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：工序一：半精铣平面D面、E面查机械制造工艺设计简明手册，取粗铣加工余量为3mm，半精铣平面加工余量为1mm。工序二：半精铣平面F面，精铣平面AC1面和AC2面查机械制造工艺设计简明手册，取粗铣F面加工余量为3mm，半精铣F面加工余量为1mm；粗铣AC1面、AC2面加工余量为3mm，半精铣AC1面、AC2面加工余量为1mm，精铣AC1面、AC2面加工余量为0.5mm工序三：钻H1，H2孔，惚孔G1，G2查机械制造工艺设计简明手册，并根据加工精度要求，取钻孔H1，H2的加工余量为11mm，惚孔G1，G2的加工余量为6mm。工序四：钻，扩，铰B孔查机

26、械制造工艺设计简明手册，取钻孔余量为18mm，扩孔余量为1.8mm，铰孔余量为0.2mm。工序五：钻，扩，铰L孔查机械制造工艺设计简明手册，取钻孔余量为17mm，扩孔余量为1.85mm，铰孔余量为0.15mm工序六：清除毛刺此道工序不适用加工余量。根据以上工序，可以计算出基本工序的切削加工工时：工序一：半精铣平面D面、E面v=15m/min（0.25m/s）ns=1000v/dw =1000× × 40 =2r/s（120r/min）按机床选取nw=2r/s （120r/min）实际切削速度切削工时：l1=8.7（表1-11-12）t0=185.09s（3.09min）工序

27、二：半精铣平面F面，精铣平面AC1面和AC2面v=15m/min（0.25m/s）ns=1000v/dw =1000× × 40 =2r/s（120r/min）按机床选取nw=2r/s （120r/min）实际切削速度切削工时：l1=6.3（表1-11-12）t0=180.57s（3.1min）4 夹具设计4.1问题的提出夹具最早出现在1787年，至今经历了三个发展阶段。第一阶段表现为夹具与人的结合。在工业发展初期，机械制造的精度较低，机械产品工件的制造质量主要依赖劳动者个人的经验和手艺，而夹具仅仅作为加工工艺过程中的一种辅助工具；第二阶段是随着机床、汽车、飞机等制造业的发

28、展，夹具的门类才逐步发展齐全。夹具的定位、夹紧、导向（或对刀）元件的结构也日趋完善，逐渐发展成为系统的主要工艺装备之一；第三阶段，即近代由于世界科学技术的进步及社会生产力的迅速提高，夹具在系统中占据相当重要的地位。这一阶段的主要特征表现为夹具与机床的紧密结合。现代生产要求企业制造的产品品种经常更新换代，以适应市场激烈竞争，尽管国际生产研究协会的统计表明中不批，多品种生产的工价已占工件种类数的85%左右。然而目前，一般企业习惯于采用传统的专用夹具，在一个具有只能同等生产能力工厂中约拥有13000-15000套专用夹具。另一方面，在多品种生产的企业中，约隔4年就要更新80%左右的专用夹具，而夹具的

29、实际磨损量只有15%左右，特别最近年来柔性制造系统（FMS）、数控机床（NC）、加工中心（MC）和成组加工（GT）等新技术被广泛应用和推广，使中小批量生产的生产率逐步趋近于大批量生产的水平。综上所述，现代生产对夹具提出了如下新的要求：A、能迅速方便地装备新产品的投产以缩短生产准备周期；B、能装夹一组相似性特征的工件；C、适用于精密加工的高精度的机床；D、适用于各种现代化制造技术的新技术；E、采用液压泵站等为动力源的高效夹紧装置，进一步提高劳动生产率。经过与老师的协商，决定设计第十七道工序的钻床夹具。在给定的零件中，对本步加工的定位并未提出具体的要求，是自由公差，定位要求比较低，因此，本步工序夹

30、具设计的重点在卡紧的方便与快速性上。4.2定位基准的选择钻床夹具简称钻模，主要用于是加工孔及螺纹。主要由钻套、钻模板、定位及夹紧装置夹具体组成。其主要类型有以下几种：(1)固定式钻模 在使用中，这类钻模在机床上的位置固定不动，而且加工精度较高，主要用于立式钻床上加工直径较大的单孔或摇臂钻床加工平行孔系。(2)回转式钻模 这类钻模上有分度装置，因此可以在工件上加工出若干个绕轴线分布的轴向或径向孔系。(3)翻转式钻模 主要用于加工小型工件不同表面上的孔，孔径小于f8f10mm。它可以减少安装次数，提高被加工孔的位置精度。其结构较简单，加工钻模一般手工进行翻转，所以夹具及工件应小于10 kg为宜。(

31、4)盖板式钻模 这种钻模无夹具体，其定位元件和夹紧装置直接装在钻模板上。钻模板在工件上装夹，适合于体积大而笨重的工件上的小孔加工。夹具、结构简单轻便，易清除切屑;但是每次夹具需从工件上装卸，较费时，故此钻模的质量一般不宜超过10 kg。(5)滑柱式钻模 滑柱式钻模是带有升降钻模板的通用可调夹具。这种钻模有结构简单、操作方便、动作迅速、制造周期短的优点，生产中应用较广。考虑本课题中所设计的车床支架零件的结构特点及加工要求，所需要的钻床夹应考虑设计为固定式钻模。使用中，使车床支架工件在机床上的位置固定不动。因此需要限制6个方向的自由度。因此可确定车床支架零件的夹具设计为固定式钻模。现代夹具的发展方

32、向表现为精密化、高效化、柔性化、标准化等四个方面：A、精密化随着机械产品精度的日益提高，势必也相应提高对其精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿量，其分度可达正负0.1，用于精密车削的高精度三爪卡盘，其定心精度为5m，又如用于轴承套圈磨削的电磁无心夹具，工件的圆度可达0.2-0.5mB、高效化高效化夹具主要用来减少工件加工的机动时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减少工人劳动强度，常见的高效化夹具有：自动化夹具、高速化夹具、具有夹紧动力模块的夹具等。例如使用电动虎钳装夹工件，可使工件效率比普通虎钳提高5倍左右；而高速卡盘则可保证卡爪在转速9000r/min的条件下能正常夹紧工

33、件，使切削速度大幅度提高。C、柔性化夹具的柔性化和机床的柔性化相似，它是通过调节组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等，具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块夹具、数控夹具等，在较长时间内，夹具的柔性化趋向将是夹具发展的主要方向。D、标准化夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面，在制造典型夹具，结构的基础上，首先进行夹具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或变型，以减少功能用途相近的夹具元件和不见的部件的形成；舍弃一些功能低劣的结构，通用化方法包括：夹具、部件、元件、毛坯和材料的通用化，夹具的标准

34、化阶段是通用化的深入并为工作图的审查创造了良好的条件。目前，我国已有夹具零件、部件的国家标准：GB2148-2249-80，GB2262-2269-80以及通用夹具标准，组合夹具标准等。夹具的标准化也是夹具柔性化高效化的基础，作为发展趋势，这类夹具的标准化有利于夹具的专业化生产和有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。4.3切削力及夹紧力的计算根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即： 安全系数K可按下式计算： 式中：为各种因素的安全系数，见参考文献13表可得：

35、所以 由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。单个螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算： 式中参数由机床夹具设计手册可查得： 其中： 螺旋夹紧力：易得：经过比较实际夹紧力远远大于要求的夹紧力，因此采用该夹紧机构工作是可靠的，可以满足切削力的要求。4.4定位误差的分析为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的工序公差。与机床夹具有关的加工误差，一般可用下式表示： 由参考文献13可得： 平面定位心轴定心的定位误差 ： 夹紧误差 ： 其中接触变形位移值： 磨损造成的加工误差：通常不超过 夹具相对刀具位置误差：取误差总和：从

36、以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。本课题所设计方案如下图所示：该夹具对工件的定位考虑合理，且夹具结构简单，可适合于中批量生产。本工序采用一定位销，一档销定位，工件始终靠近定位销的一面，而档销的偏角会使工件自重带来一定的平行于卡具底板的水平力，因此，工件不再在定位销正上方，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。卡具的卡紧力不大，故使用手动卡紧，为了提高生产力，使用快速螺旋卡紧机构。4.5夹具设计及操作的简要说明按规定的技术要求，将零件或部件进行配合和连接，使之成为半成品或成品的工艺过程，称为装配。装配包括部件装配和总装。机器是由零件、套

37、件、组件、部件等构成的。为保证有效地进行装配工作，通常将机器划分成若干个能独立装配的部分，称为装配单元。在装配工艺中，表明产品零、部件间相互装配关系及装配流程的示意图，称为装配系统图。零件是组成机器的最小单元，它是由整块金属或其它材料制成的。零件可以直接安装到机器上，也可以预先组成套件、组件或部件后再安装到机器上。在一个基准零件上，装上一个或若干个零件构成的部分称为套件。在一个基准零件上，装上若干个零件(及套件)而构成的部分称为组件。机器结构装配工艺性的基本要求：机器能够分成独立的装配单元；尽量减少装配过程中的修配和机械加工；机器结构应便于装配和拆卸；结构的继承性好；各装配单元应有正确的装配基

38、准。为了提高整个工艺加工的生产效率，在保证定位夹紧要求和零件的各项技术要求的前提下，对于夹具的选择也要满足一定的经济性。1在夹具设计中，应尽量采用标准件或推荐的元件，这样在夹具需更换元件时，可避免重复设计、重复制造带来的麻烦和浪费，减少更换时间，且降低了夹具成本。2尽量减小需精加工的平面的面积，降低夹具的制造成本。3为提高生产率，应尽量采用方便、简单的夹紧装置，这样不仅可以减少劳动强度，还可降低成本。夹具的装配总图应该遵循机械制图国家标准绘制，图形大小的比例尽量取1：1，为求使绘制的夹具总图有良好的直观性，如果工件过大的时候选用1：2等缩小比例，过小时取2：1的比例；图中应该以最少数量视图清楚

39、地表示出夹具的工作原理和结果，表示各种元件或者装置之间的位置关系等；绘制的顺序：先用点划线绘出工件的轮廓，外形及定位基准，并用网状线显示出加工余量；把工件轮廓视为透明体，然后按着工件的形状及位置依次画出定位、导向、夹紧及其他元件或者装置的具体结构；最后绘制夹具体，形成一个完整的夹具；夹具总图上标注出零件编号，按规定要求填写标题栏和明细表；最后确定并标注有尺寸和夹具技术要求。基于以上结论，本套夹具在经济性方面具有加工经费较少，比较容易加工加工，并且螺栓，螺母均是标准零件，在通用五金商店就能买到。5 总结拨叉作为车床中的常用零件，以其经济性与实用性还将长期存在。工序间采用专用夹具，虽然设计周期有所延长，但大大缩短了生产周期，提高了生产效率，同时提高了加工精度，降低了产品的不合格率。随着技术的不断更新，工艺的不断完善，拨叉类零件的加工方法也将取得长足发展。本次设计是提高机床拨叉的加工效率，设计正确的加工工艺路线，以及某道工序的夹具，这次设计涉及到机床，机械加工工艺，工装夹具等机械制造专业