1、毕业设计（论文）说明书第 1 页 共 29 页目 录 第 1 章 绪论11.1 机床夹具概述.11.1.1 机床夹具.21.1.2 机床夹具的优点.21.2 机床夹具的发展趋势.21.2.1 机床夹具的现状31.2.2 机床夹具的发展方向31.3 设计的目的与意义.3第 2 章 零件的分析. 42.1 零件的作用 42.2 零件的工艺分析 5第 3 章 工艺规程的设计53.1 确定毛培的制作方式.33.2 基准的选择.33.3 制定工艺路线.43.4 机械加工余量，工序尺寸及毛培尺寸的确定.43.5 确定切削用量及加工时间5第 4 章 机床夹具设计184.1 机床夹具设计. 19 4.2 夹具
2、的结构与定位. 214.3 机床夹具的夹紧. 224.4 夹紧力计算. 23 4.5 夹具的三维设计.24 4.6 夹具的操作方式. 24第 5 章 结束语. 25参考文献 26致谢. 27此处文档有重要部分删减（本文档附有 CAD 图等详细附件）毕业设计（论文）说明书第 2 页 共 29 页摘 要夹具的组成组成主要是定位元件、夹紧装置 、对刀引导元件、分度装置（可以使工件在一次安装中能完成数个工位的加工，比如回转分度装置和直线移动分度装置两类） 、连接元件以及夹具体（夹具底座）等组成。从功能上而言夹具用来加固加工对象保证工件有正确的位置的工装装备。一般加工工件之前，为使工件的表面能达到图纸规
3、定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求 ，加工前必须将工件装好、夹牢。本次设计的拨叉零件工序较多，涉及到镗孔、钻孔、铣削等各类工艺过程。在本次夹具设计过程中软件主要运动了 Solidworks 软件和常见的 CAD 对夹具进行设计，通过三维造型完成主要钻孔工序的加工任务。三维软件的应用提高了设计的准确性和设计的精确度，如果是对外的展示那么他的效果就更加直接了。夹具的应用主要是为了适应大批量生产，本次设计也是在这样的加工要求下进行设计的，钻床夹具又称钻模通过钻套，引导刀具进行加工可准确地确定刀具与工件之间的相对位置。关键词 Solidworks 钻床夹具 拨叉毕业设计（论文）说
4、明书第 3 页 共 29 页AbstractFixture composition is mainly composed of locating element, clamping device, tool guide element, dividing device (machining, the workpiece can be completed in a number of positions in the installation of such as rotary indexing device and linear motion indexing device two), con
5、nected component and fixture (jig base).From the function is used to reinforce the processing object to ensure that the workpiece fixture has the correct position of tooling and equipment. Before the general workpiece, requirements for the size, shape and surface and other mutual position precision,
6、 so that the workpiece surface can meet the provisions of drawings, the workpiece before processing must be installed, to.The design of the shifting fork parts process more, boring, drilling, milling involves various process. In this fixture design process software movement of fixture design softwar
7、e Solidworks and common CAD, processing tasks through the three-dimensional modeling to complete the main drilling process. Application of 3D software improves the design accuracy and design accuracy, if the external display his effect is more direct.Fixture is mainly used to adapt to mass productio
8、n, the design is to design the processing requirements of such conditions, the drill jig called jigs through drills the set of guidance, tools for processing can accurately determine the relative position between the tool and workpiece.Keywords ：Solidworks drilling jig fork毕业设计（论文）说明书第 4 页 共 29 页第 1
9、 章 绪论1.1 机床夹具概述1.1.1 机床夹具夹具的作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置。小批量生产时可以将较大的复杂零件进行定位装夹并且加工，在大批量生产中，可以优化生产提高劳动效率，降低重复的无效率劳动，从而节约成本。1.1.2 机床夹具的优点使用了机床的专用夹具后对工件的加工精度有极大的提高这时因为。夹具的使用不受工人技术水平的影响，同一批工件可以充分保证整齐划一。使用夹具装夹工件可以不经划线减少辅助工时，提高劳动生产率；夹具装夹零件以后可以提高工件的刚性，这样有利于使用加大切削用量进行加工，劳动生产率相对提高；不同的装夹方式可以扩大机床的使用范围 ，卧式立式等等的不断扩展。夹
10、具在大批量生产中的优势尤为明显，使用夹具后劳动生产率高、不会因为技术工人的技术差异产生较大的影响，同时废品率下降从而降低了生产成本。1.2 机床夹具的发展趋势1.2.1 机床夹具的现状现如今仍然由于技术的限制以及经济因素的限制夹具设计存在瓶颈，另一方面，夹具的发展过程中存在较大的磨损，损耗严重。由于目前数控机床（NC） 、加工中心（MC） 、成组技术（ GT） 、柔性制造系统（FMS）不断大幅应用，机床夹具设计要求我们需要适应一下六点：1）安装夹具的方便快捷，缩短加工周期，降低成本。2）多组同时应用加工。3）精密加工上夹具应用。4）现代化制造技术中夹具应用。5）液压或气压夹紧在夹具中应用。6）
11、提高机床夹具的标准化程度。毕业设计（论文）说明书第 5 页 共 29 页1.2.2 现代机床夹具的发展方向现代机床夹具的发展方向主要表现为精密化、高效化、柔性化、标准化四个方面。1.精密化 随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。2.高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有：自动化夹具、高速化夹具、具有夹紧动力装置的夹具等。3.柔性化 机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、拼装、组合等方式，以适应可变因素的能力。4.标准化 机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。在制订典
12、型夹具结构的基础上，首先进行夹具元件和部件的通用化，建立类型尺寸系列或变型，以减少功能用途相近的夹具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的结构。通用化方法包括夹具、部件、元件、毛坏和材料的通用化。1.3 设计目的与意义本次设计是对我们四年的大学学习效果的一次综合性的检验。在整个大学生涯中占有重要的地位。做完这次毕业设计是一个综合性训练过程，训练的方向主要是有一下几点。（1）使用机械制造工艺学课程中和生产实习中学到的知识，实际解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定。（2）通过设计夹具我有了基本的结构设计能力，在保证加工质量的同时可以基本满足加工要求。（3）大量前人总结的图标
13、图册等为我们的设计带来了方便，设计过程中我学会了如何有效的运动这些标准来简化设计和方便及时生产，不在停留在纸上谈兵状态。 毕业设计（论文）说明书第 6 页 共 29 页第 2 章 零件的分析2.1. 零件的作用变速箱是运用在各类工程机械或者汽车、车床、铣床中的减速设备，通过降低自身的转速从而提高整个设备的输出扭矩，其中有很多变速箱实现变速的方式是用过拨叉来进行换挡让不同的齿轮进行相互配合，这样不同的节圆齿轮进行啮合传动后可以保证不同转速和扭矩的输出。拔叉零件是在变速箱体中常用额一种零件设备作用为在变速器中实现变速作用，调速。他的生产加工就显得尤为重要。2.2 零件的工艺分析毕业设计（论文）说明
14、书第 7 页 共 29 页图 2-1 拔叉零件图从拔叉零件图进行综合性的尺寸与精度分析， 主要尺寸有 8.4 以及 15.81F8 的孔、14.2 的槽、51 的拨叉槽口。总长 136.9；宽度最大尺寸为 76，最小尺寸为 25.5；厚度最大尺寸为 56，最小尺寸为 5.9.粗糙度要求最大为 Ra6.3，最小为 Ra3.2。根据拨叉的相关尺寸要求，尤其宽度和厚 此处文档有重要部分删减（本文档附有 CAD图等详细附件）根据以上的分析可知可以通过粗加工半精加工精加工来达到要求。此外零件的一些表面有硬度要求，这个要求可以通过局部淬火要达到要求，零件的氧化层深度为 520um，可以用阳极氧化法来处理来
15、达到要求，综上所述，零件的要求处于中度，所以可以按照一定要求加工所得。毕业设计（论文）说明书第 8 页 共 29 页第 3 章 工艺规程的设计3.1.确定毛坯的制造形式零件的外形歪曲复杂，不适合常规冷作或者钢材下料制造，而却考虑零件材料为45 钢，零件年产量为 5000 件，已达大批量生产水平。为了保证准确造型并、减少加工余量，减轻劳动强度，提高劳动效率，同时兼顾本次大批生产的生产要求，因此选用铸造毛坯工艺，这样的下料方式可以让毛坯形状与成品相似，加工方便，省工省料。这里我们可以选择金属型来进行铸造加工，毛胚余量放 5-8mm。3.2.基准的选择基准面选择直接影响到加工质量，生产率。不正确额基
16、面选择不能够保证基准的重合度，在加工工艺过程中也会产生非常多的加工精度偏差问题，也会造成零件的大批报废，浪费材料和人工成本。（1）粗基准的选择。a、选能加工出精基准的毛坯表面作粗基准，为后续加工基准的重复性进行连贯设计。b、当必须保证加工表面与不加工表面的位置和尺寸时，应选不加工的表面作为粗基准。c、要保证工件上某重要表面的余量均匀时，则应选择该表面为定位粗基准。d 当全部表面都需要加工时，应选余量最小的表面作为基准，以保证该表面有足够的加工余量。实际生产过程中选择不加工表面为粗基准。对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。（2）精基准的选择。基准
17、重合原则。定位基准可以根据图纸的设计基准进行制定。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。基准统一原则，整个设计过程中选用统一的定位基准保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，减少夹具设计和制造工作。互为基准的原则，选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。自为基准原则。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，应当选择加工表毕业设计（论文）说明书第 9 页 共 29 页面本身为基准。当设计基准与工序基准不重合时，可以通过尺寸换算，优先保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置精度，从而保证基准的重合度。3.3 制定工艺路线零件的几何形状、尺寸精度及位
18、置精度是工艺路线制定都需要考虑的因素。本次的拨叉零件是属于大批生产，所以采用万能性机床配以专用夹具，同时集中工序来提高生产率。其他设计过程中经济因素也要相应进行考量。工艺路线方案 1：工序 1：金属型铸造工序 2：铣削叉口圆弧面尺寸 5.9 两端。工序 3： 铣削叉口 50 内侧面。工序 4：铣削左侧搭子尺寸 10 两侧面。工序 5：精铣左侧搭子尺寸 56 两侧面工序 6：划线备镗工序 7：镗孔 15.8工序 8：钻铰孔直径 8.4工序 9：检验入库 工艺路线方案 2：工序 1：金属型铸造工序 2：热处理 工序 3. 粗铣削叉口圆弧面尺寸 5.9 两端。工序 4：粗铣削叉口 50 内侧面。工序
19、 5：粗铣削左侧搭子尺寸 10 两侧面。工序 6：粗铣左侧搭子尺寸 56 两侧面工序 7；热处理此处文档有重要部分删减（本文档附有 CAD 图等详细附件）工序 14：钻铰孔直径 8.4工序 15：局部淬硬毕业设计（论文）说明书第 10 页 共 29 页工序 16：表面氧化处理工序 17：检验入库 工艺方案二与工艺方案一进行对比发现方案二在铸造成型后进行了时效处理，同时在粗加工后进行了热处理消除应力有效的保证了零件的内应力降低的效果，防止后期的变形，同时方案二粗精加工分开有效的提高了零件的制造精度。最后零件在加工成型后进行了表面加强提高硬度，这样让零件更加经久耐用。经过对比选择方案二。具体工艺过
20、程如下表。表 2-1 工序简表3.4 机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定3.4.1 选择毛坯工序号工序名称 工 序 内 容 车间 工段 设备1 铸造 金属型铸造及清理 铸造车间 12 热处理 时效处理 热处理 13 铣削台虎钳上活，校正1.铣削尺寸 5.9 左右侧面放余量 2-32.铣削尺寸 50 左右侧放余量 1.5-23.铣削尺寸 10 左右侧放余量 1.5-24.铣削尺寸 25.5 两侧面放 2-3金工车间 4 铣床4 热处理 时效处理 热处理 15 铣削此处文档有重要部分删减（本文档附有 CAD 图等详细附件）6.铣削孔 8.4 的端面至尺寸要求金工车间 2 铣床6 划线 备镗床
21、铣床车间 27 镗床以精铣的大端面为基准，校正1.镗孔 15.8 通至尺寸2.镗孔两侧端面至尺寸要求金工车间 1 镗床8 钻 专用夹具装夹，校正钻铰孔 8.4 至尺寸要求 钳工车间 1 钻床9 检验 检验车间毕业设计（论文）说明书第 11 页 共 29 页大批生产模式下，选择铸造类型的主要特点要生产率高，适用于大批生产，查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-5，根据铸造的类别、特点、应用范围和铸造方法的经济合理性，按表确定机器造型金属模的加工余量等级为 F 级,尺寸公差等级为 7-9 级，选择 CT8 级精度。3.4.2 确定机械加工余量根据铸造件质量，零件表面粗糙度，形状复杂系数表 5-9，
22、由此查得单边余量在厚度方向和水平方向都为 2.54，即铸造件各外径的单面余量为 2.5-4mm.叉口处端面的单面加工选择为 3mm，上端面处选择 2.5mm.3.5 确定切削用量及基本时间切削用量包括背吃刀量 ，进给量 f 和切削速度 v.确定顺序是先确定 , f,再确pa pa定 v.工序 3，切削用量及基本时间的确定。1， 加工条件；45 钢， =410Mpa,模锻件。b加工要求；铣削端面粗糙度为 6.3，我们选用 X53 立式铣床。 (1) 切削用量，本工序为粗铣端面，所选刀具为高速钢三面刃铣刀，铣刀d=100,L=10, 错齿齿数 18，由于加工刚料的 在 600MPA 以下，故选用前
23、角b=20 后角 =12（周齿） ， =6（端面） ，已知铣削深度 =2.5mm，宽度000pa=76.总共铣削两个面ea1 确定每齿的进给量 zf根据表 5-144，X61 型卧式铣床的功率为 4KW，工艺系统刚性为中等，细齿盘铣刀加工刚料，查得每齿进给量 =0.04-0.06mm/z.现取 =0.05mm/z.zf zf2 选择铣刀磨钝标准及耐用度。根据表 5-148，用高速钢盘铣刀粗加工刚料，铣刀刀齿后面最大磨损量为 0.6mm；铣刀直径 d=100mm,耐用度 T=120min(表 5-149)。3 确定切削速度和工作台每分钟进给量 Mzf根据表 2-17 中的公式计算：此处文档有重要
24、部分删减（本文档附有 CAD 图等详细附件）31.64m/min103.642n毕业设计（论文）说明书第 12 页 共 29 页=12.3r/min选用 X53 型卧式铣床为 n=80r/min=1.333r/s,则实际切削速度 v=0.52m/s,工作每分钟的进给量为 =54mm/min,选择 =50mm/min,则实际的每齿进给量为 =0.046mm/z.Mzf Mzf zf4 校验机床功率。根据表 2-18 的计算公式，铣削的功率为 10CcFvpFFxyuzeCcqwafkdn式中， =650， =0.10， =0.72， =0.86，FFxFyFu=0， =0.86， =0.046m
25、m/z， =0.63FwFqzfFck=269.8NC=0.14kwcPX53 铣床的 主电动机的功率为 4kw,故所选切削用量可以采用。所确定的切削用量为=0.046mm/z， =50mm/min，n=80r/min，v=0.52m/szfMzf（2）基本时间 根据表 2-25，三面刃铣刀铣面的基本时间为10.48/zfmz12jMzllTif（3） ,12.5,()(3)eellad:4.5361.2min73.0jTs工序 4 切削用量及基本时间的确定。1 粗铣（1）切削用量，本工序是粗铣平面，选用高速钢镶齿面铣刀选用 1 180,7,2,36,0,DdLZ已知铣削深度 2.5mm，铣削
26、宽度为 50，机床选用立式铣床 X51，总共铣三个面。1， 确定每齿的进给量 zf根据表 5-144，X51 立式铣床的发动机功率为 4.5，工艺系统刚性为中等，进给量取，现取 。0.4.6/zfm:0.5/zfmz2， 选择铣刀磨钝标准及耐用度。根据表 5-148，用高速钢粗加工刚料，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.06mm，耐用度 T=120min毕业设计（论文）说明书第 13 页 共 29 页3， 确定切削速度和工作台每分钟进给量 ，Mzf根据表 2-17 中的公式计算： 此处文档有重要部分删减（本文档附有 CAD 图等详细附件）0.250.2.1.10.4876v= m/min63.2
27、/min8nr根据 X51 型立式铣床主轴转速表选择 ,实际切削速度25/in4.25/rrs10.7/vms工作台每分钟进给量为 ，根据 X51 型立式铣床工0.17./miMzf作台的进给量表 5-73 得，选择 ，则实际每齿的进给量为25/inz1250.49/zf z4 校验机床功率根据表 2-18 的计算公式铣削时的功率为 10CcFvp式中，FFxyupzeCcqwafkdn78,0.95,.8,1.,ffF17049/Fpzwqafmz6,10,8,25/min,0.63e Fcadrk0.95.81.1078.372c N.6/Vms.80PkwX51 铣床的电动机的功率为 4
28、.5kw，故切削用量可以采用，.49,125/in,25/min,10.67/zmzff rvs（2）基本时间 毕业设计（论文）说明书第 14 页 共 29 页， 12jmzlTif6ea式中 21 245,0.()(13.,elldaml:2.79in4jTs工序 5 切削用量及基本时间的确定。1 粗铣（1）切削用量，本工序是粗铣平面，选用高速钢镶齿面铣刀选用 1 180,7,2,36,0,DdLZ已知铣削深度 3mm，铣削宽度为 39.2，机床选用立式铣床 X51，共铣 2 个面。4， 确定每齿的进给量 zf根据表 5-144，X51 立式铣床的发动机功率为 4.5，工艺系统刚性为中等，进
29、给量取，现取 。06/zfm:0.5/zfmz5， 选择铣刀磨钝标准及耐用度。根据表 5-148，用高速钢粗加工刚料，铣刀刀齿后刀面的最大磨损量为0.06mm，耐用度 T=120min6， 确定切削速度和工作台每分钟进给量 ，Mzf根据表 2-17 中的公式计算： V= 式中vvqVvxyupmpzeCdkTaf 41,0.25,.1,0.2,vvvvCqxy0.15,.,.,min,vvT7,01801pze vfazdk0.250.2.1.10.48v=49.89m/min96/min8nr根据 X51 型立式铣床主轴转速表选择 n=21r/min=3.5r/s,实际切削速度 8./vms
30、工作台每分钟进给量为 ，根据 X51 型立式铣床工0.51205/minMzf作台的进给量表 5-73 得，选择 ，则实际每齿的进给量为/iz毕业设计（论文）说明书第 15 页 共 29 页10.48/2zfmz（2）基本时间 ，12jmzlTif10ea式 ， ，21.5,.()(13)ellda:2l234in600jTs工序 8 精铣：铣削宽度 =10，铣削深度 =0.3eapa（1）确定每齿进给量 ，如粗铣所示，取 =0.05mm/zzf zf（2）选择铣刀磨钝标准及耐用度，如粗铣所示。（3）确定切削速度和工作台每分钟进给量 。根据表 2-17 中的公式计算：MzfV= ，vvvqVx
31、yupmpzeCdkTaf式中系数与粗铣时一样，除 =0.3mmpa=56.07r/min0.250.2.1.10.483v567./minnr根据 X51 型立式铣床的主轴转速表（表 5-72） ，n=210r/min=3.5r/s实际切削速度 8./vms工作台每分钟进给量为此处文档有重要部分删减（本文档附有 CAD 图等详细附件），FFxyupzeCcqwafkdn式中系数如粗铣时所示，除 =0.3mmpaN 0.950.81.16340.6318.42cF毕业设计（论文）说明书第 16 页 共 29 页18.40.16cPkwX51 铣床的电动机的功率为 4.5kw，故切削用量可以采用
32、=0.048mm, =100mm/min,n=210r/min,v=0.88m/szfMzf工序五切削用量及基本时间的确定。切削用量的确定，选用高速钢镗刀，镗杆伸出长度 10mm，选用 C616A 型卧式车床。确定每齿的进给量 zf根据表 5-115，查得 =0.150.30mm，现取 =0.2 mm/rz zf(2) 选择车刀磨钝标准及耐用度根据表 5-119，车刀后面最大磨损量为 1，耐用度为 T=60min(3) 确定切削速度 v，按表 2-8 的计算公式确定vxympzCkTaf式中， =67.2， =0.25， =0.33，m=0.125vvv=57m/min0.125.0.3671
33、R/min28.nd按 C616A 车床的转速，选择 n=225r/min(4)确定此工序的基本时间。选择镗刀的主偏角 045r123illTifn式中 ， ，18,()taprl:24l40.36min1.25iTs工序 13 镗孔 15.8工序 14，切削时间及基本时间的确定1 钻孔 15.8（1）钻头选用 15 的标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刀。（1） 确定切削用量1）确定进给量 ，根据表 3.4-1 可查出 =0.310.37mm/r,由于孔深和孔径之f f毕业设计（论文）说明书第 17 页 共 29 页比 不需要修正，所以选用 Z150A 型立式钻床，取进给量为0/45/13l
34、d=0.35mm/r.f根据表 3.4-3，钻头强度所允许的进给量 =1.22mm/r.机床进给机构允许的轴向力f=16000N（由机床说明书查出） ，根据表 3.4-4，允许的进给量 1.5mm/r.maxF “f由于所选择的进给量 远小于 及 ，故所选 可用ff“f2）确定切削速度 v，轴向力 F，转矩 T 以及切削功率 用不同刀具材料进行mP钻，扩，铰空的 v,F,T, 均可以按表 3.4-8 及表 3.4-10 进行计算。根据所给mP条件，可直接在表 3.4-15 中用插入法计算得：V=16m/min,f=4610N,T=33.64 , =1.1kw,由于实际加工条件与上表所给 N:此
35、处文档有重要部分删减（本文档附有 CAD 图等详细附件）N4610.75348F32.Tm:3）校验机床功率 切削功率 为P1(/)mMPvk= kw56.20.75.83机床的有效功率为kw 30.81.4EP由于 ，故所选的钻削用量可用，即m016,.5/,2/min,1.56/indfrv相应地348,.3,0.8FNTPkw2 扩孔（1） 扩孔钻选用 15.5mm 标准高速钢扩孔钻毕业设计（论文）说明书第 18 页 共 29 页（2） 确定扩孔切削用量1）确定进给量 f根据表 3.4-5，取 取 =0.45mm/r(0.67)./0.42.9/mrmr:f2)确定切削速度 v 及 n根
36、据表 3.4-34，取 v=30m/min由于切削条件与上表不同，切削速度尚需乘以以下修正系数 0.72,1Mvapvk故 mm/min3/min.2.6038/min.14.7vrd根据 Z150A 型立式钻床说明书，取 n=370r/min，则实际扩孔速度m/min0.021.7nv3. 铰孔（1）铰刀选用 15.8mm 标准高速钢铰刀（2）确定铰空切削用量1）确定进给量 根据表 3.4-6 查出， ，按照标注 4，进给量取小值。f 0.6514f:根据 Z150A 型立式钻床说明书，取 =0.8mm/r2)切削速度 V 及 n,根据表 3.4-40，取 v=13.5m/min切削速度的修
37、正系数由表 3.4-9 查出0.72,1Mvapvk故 13.5/min.9.72/min0163/i.4vnrd根据 Z150A 型立式钻床说明书，取 n=150r/min,则实际铰孔速度m/min09508.1v此处文档有重要部分删减（本文档附有 CAD 图等详细附件）取 n=400r/min毕业设计（论文）说明书第 19 页 共 29 页m/min03.140923.86dnv5 各工序的实际切削用量根据以上计算，各工序的切削用量如下；钻孔： =15mm, =0.35mm/r,n=230r/min,v=11.56m/min0df扩孔： =15.5mm, =0.45mm/r,n=370r/
38、min,v=21.7m/min铰孔： =15.8mm, =0.8mm/r,n=150r/min,v=8.95m/min0f惚倒角： =17mm, =7mm, =0.1mm/r,n=400,v=23.86m/min1d2f6 基本加工时间的确定1）钻孔时间 12jlLTfnf01 245,cot()8cot45(12)89,142rDl l:9340.jTs2）扩孔时间12jlLfnf11 245,cot().35,14rDl l:2.3807jTs3）铰孔时间 12jlLfnf11 245,cot().15,0rDdl l:2.408jTs4）惚倒角时间 1.5jLsfn毕业设计（论文）说明书
39、第 20 页 共 29 页第 4 章 .机床夹具设计4.1 拨叉钻孔夹具设计机床夹具根据通用化程度可以分为，：通用夹具，专用夹具，成组夹具，组合夹具，随行夹具。专用夹具通常由使用厂根据要求自行设计与制造。专用夹具定位精度高，一批工件加工或所得尺寸稳定，互换性高，并且可以减轻劳动强度，节省工时，显著提高效率，另外利用专用夹具还可以扩大机床的工艺范围。但专用夹具是为满足某个工件某道工序的加工需要而专门设计的，所以它的适用范围较窄。夹具的使用缺点是制造时间长。更换产品后相应的夹具也就没有使用价值，也可以说是通用性差，这也是为什么夹具适用于大批量生产的原因。此处文档有重要部分删减（本文档附有 CAD
40、图等详细附件）图 4-1 钻孔夹具 cad 截图 本次夹具设计针对的是钻孔 8.4 工序，因为该工序在大批量生产时装夹不便打孔较为困难，同时为了保证该孔与孔 15.8 需要保证一定的垂直度要求，偏差后对零件质量有较大影响，这就是选择对该工序进行钻孔夹具设计的原因。4.2 机床夹具的结构与定位在机械加工过程中，工件定位指的是：为了保证加工精度，首先要使工件在机床上占有正确的位置。夹紧指的是：定位后将其固定，使其在加工过程中始终保持定位位置不变的操作。夹具指的是：工件在机床或夹具上定位、夹紧的过程称为工件的装夹。用以装夹工件的装置称为机床夹具。1.定位装置：该装置由定位元件组合而成，其作用是确定工
41、件在夹具中的正确位置。本次夹具设计过程中的定位元件主要有主定位芯轴以及侧面定位销钉。主定位芯轴定位的是工件的内孔 15.8 轴向运动要素，二定位销钉定位的是径向转动要素，根据六要素定位的原则可完全定位。定位误差产生的原因主要是定位元件与零件的配合公差相互影响。本次夹具中定毕业设计（论文）说明书第 21 页 共 29 页位芯轴与工件内孔配合间隙为 0.02-0.03 之间同时，侧面搭子 10 面在侧面进行辅助定位，对该钻孔工序而言误差基本可以忽略。2.夹具装置：该装置的作用是将工件压紧夹牢，并保证工件在加工的过程中正确位置不变。本次的钻孔夹具夹紧方式是通过常用的螺旋夹紧机构使用螺母加垫片的夹紧模
42、式进行紧固。3.夹具体：夹具体是夹具的基本骨架，通过它将夹具所有的元件构成一个整体。本次的夹具设计中使用的是如图所示的夹具体，主要作用就是承载了定位元件的以及待加工零件的安装任务。属于基础结构元件，同时夹具体还与机床工作台进行安装紧固。图 4-2 夹具体机床夹具的其他特殊元件或装置1.连接元件：夹具在机床上的安装可以选择安装在机床工作台上，还有一种是安装在机床主轴上。连接元件用以确定夹具本身在机床上的位置。2.对刀元件：用对刀快调整铣刀加工前的位置。对刀时，铣刀不与对刀快直接接触，而用塞尺进行检查，以免碰伤铣刀的切削刃和对刀快工作表面。3.导向元件：常用在钻床、镗床夹具中，用钻套和镗套引导刀具
43、加工中的正确位置。毕业设计（论文）说明书第 22 页 共 29 页本次设计中夹具时属于钻孔夹具，所以导向零件是钻套和钻模板，钻模板的作用主要是承载钻套让钻头顺着钻套导向进入在工件表面钻孔。图 4-3 钻模板4.其他元件或装置：夹具还有分度装置、靠模装置、上下料装置，每种都需要根据具体的夹具进行设计参照。工件定位原则：六点定位原则定位，就是限制自由度。通常是用一个支承点限制工件的一个自由度，用合理设置的六个支承点，限制工件的六个自由度，使工件在夹具中的位置完全确定，这就是工件定位的“ 六点定位原则 ” 。定位方式和定位元件的选择包括选择定位元件的结构、形状、尺寸及布置形式等，他们要取决于工件的加
44、工要求、工件定位基准和外力的作用等因素。1.工件及平面定位毕业设计（论文）说明书第 23 页 共 29 页主要支承用来限制工件的自由度，起定位作用，种类有：固定支承，可调支承，自位支承。辅助支承可以提高工件的安装刚性和稳定性 1.螺旋式辅助支承 2.自位式辅助支承 3.推引式辅助支承 4.液压锁紧的辅助支承2.工件以圆柱空定位的定位元件主要有圆柱销，圆锥销，圆柱心轴。3.工件以外圆柱面定位通常采用 V 形块中定位，在圆孔中定位，在半圆孔和圆锥孔中定位定位基准的选择在本次钻孔 8.4 时，选择 15.8 内孔与其肩面为定位基准，固定了待加工零件的轴向运动，然后选择侧面尺寸 10 面为定位基准进行
45、固定后即可限制工件的径向转动，这样限制了工件的六个自由度，实现完全定位。夹具上的定位元件是：销钉，定位芯轴。4.3 工件的夹紧工件在机床上的装夹原理主要是下面这三种：1.直接找正法：在机床上根据工件上有关基准直接找正工件，使工件获得加工的正确位置的方法。2.划线找正法：在机床上按毛坯或工件上所划线找正工件，使工件获得正确位置的方法。3.用夹具装夹：即通过夹具上的定位元件使工件相对于刀具及机床获得正确位置的方法。工件夹紧的基本方式方法主要是2） 、夹紧力的确定确定夹紧力就是确定夹紧力的大小、方向和作同点。在确定夹紧力的三要素时要分析工件的结构特点、加工要求、切削力及其他外力作用于工件的情况，而且
46、必须考虑定位装置的结构形式和布置方式。夹紧力的三要素对夹紧结构的设计起着决定性的作用。只有夹紧力的作用点分布合理，大小适当，方向正确才能获得良好的效益。毕业设计（论文）说明书第 24 页 共 29 页1.夹紧力方向的确定夹紧力方向应垂直于主要定位基准面夹紧力的方向切削力、工件重力方向一致2.夹紧力作用点的选择应能够保持工件定位稳定可靠，在夹紧过程中不会引起工件产生位移或偏转。应尽量避免或减少工件的夹紧变形夹紧力作用点应尽量靠近加工部位图 4-4 工件夹紧本次钻孔夹具的夹紧方向是垂直于芯轴的定位基准面的，芯轴的外圆 15.8 与肩面是定位基准，工件的定位面与定位基准备右侧面螺母与垫片进行了锁紧。
47、钻孔选择的摇臂钻床，方向是垂直向下的，所以夹紧力与钻孔立式垂直的。这样的夹紧方式稳定可靠。目前常用的夹紧结构主要有：斜楔夹紧结构，螺旋夹紧结构，单个螺旋夹紧结构，螺旋压板夹紧结构，偏心夹紧机构。在本次设计中选用的事螺旋夹紧机构，这种夹紧机构是常用的，从原理上可以看出是变相的一种斜楔结构。4.4 夹紧力计算1.夹紧力大小的估算：1.首先假设系统为刚性系统，切削过程处于稳定状态。2.常规情况下，只考虑切削力（矩）在力系中的影响；切削力（矩）用切削原理公式计算。3.对重型工件应考虑工件重力的影响。在工件做高速运动场合，必须计入惯性力。4.分析对夹紧最不利的瞬时状态，按静力平衡方程计算此状态下所需的夹紧力即为计算毕业设计（论文）说明书第 25 页 共 29 页夹紧力5.将计算夹紧力再乘以 K，即得实际夹紧力。K 为总安全系数，K=K 0K1K2K3 各种因素的安全系数可查表 2-3，一般
