CA6140车床831008拨叉零件的钻20、Φ50孔夹具设计及数控加工工艺含非标7张CAD图-版本2

CA6140车床831008拨叉零件的钻20、50孔夹具设计及数控加工工艺含非标7张CAD图-版本2,ca6140,车床,零件,20,50,夹具,设计,数控,加工,工艺,非标,cad,版本 CA6140车床831008零件机械加工工艺规程（批量： 中等批量）班 级： XXX 姓 名： XXX 指导教师： XXX 日 期： 20X年4月20日 XX机械加工工序卡片共8 张第2张产品代号零（部）件代号零（部）件名称拨叉工序号02设备材料名称数控铣床名称灰铸铁型号X51硬度0.16Gpa夹具名称、编号专用夹具刀具量具辅具名称规格名称规格名称规格铣刀YG6千分表游标卡尺技术等级工时定额 班产量准备及终结时间工作地点服务时间基本时间辅助时间单件时间0.81工序号工步名称及内容加工表面尺寸切削用量直径或宽度长度加工计算长度切深走刀量转速或双 行程数切速走刀次数02粗铣20上端面4.0174322.02.03611422粗铣50上端面4.0174722.02.03611422精铣20上端面1.0174321.01.0316117.751精铣50上端面1.0174721.01.0316117.751编制XX设计XX审核批准描图XX 校对任务书题 目 CA6140车床831008拨叉零件数控加工工艺及工装设计学生姓名所学专业班级指导教师姓名所学专业职称完成期限20XX年12月22日 至 20XX年5月31日一、 论文（设计）主要内容及主要技术指标1.主要内容1）数控加工工艺概述；2）数控加工工艺路线的步骤；3）拨叉零件数控工艺分析；4）拨叉零件数控工艺路线确定；5) 拨叉零件数控加工的工装设计。2.技术指标1) 数控工艺的技术指标；2）零件的数控工艺分析，确定毛坯制造方法及形状。3）拨叉零件数控工艺规程、工艺路线设计。4）确定切削用量和其本工时。5）合理刀具参数和准确对刀和检验。二、毕业论文（设计）的基本要求1.毕业设计（论文）一份：有400字左右的中英文摘要，正文后有10篇左右的参考文献，正文中要引用5篇以上文献，并注明文献出处。论文字数在6000字以上；2.有不少于2000汉字的与本课题有关的外文翻译资料；3.毕业设计总字数在10000字以上；三、毕业论文（设计）进度安排1.2008年12月22日-2009年1月9日，下达毕业设计任务书；寒假期间完成英文资料翻译和开题报告。2. 2009年2月16-2月27日（第1-2周），指导教师审核开题报告、设计方案和英文资料翻译。3. 2009年3月2日-4月24日（第3-10周），毕业设计单元部分设计。4. 2009年4月26日-5月1日（第10=11周），毕业设计中期检查。5. 2009年5月4日-5月22日（第12-14周），拨叉零件数控加工工艺及工装设计，整理、撰写毕业设计报告。6. 2009年5月25-5月28日（第15-16周）,上交毕业设计报告，指导教师、评阅教师审查评阅设计报告，毕业设计答辩资格审查。毕业设计答辩，学生修改整理设计报告。1XX机械加工工序卡片共8 张第1张产品代号零（部）件代号零（部）件名称拨叉工序号01设备材料名称数控铣床名称灰铸铁型号X51硬度0.16Gpa夹具名称、编号专用夹具刀具量具辅具名称规格名称规格名称规格铣刀YG6千分表游标卡尺技术等级工时定额 班产量准备及终结时间工作地点服务时间基本时间辅助时间单件时间0.81工序号工步名称及内容加工表面尺寸切削用量直径或宽度长度加工计算长度切深走刀量转速或双 行程数切速走刀次数01粗铣20下端面4.0174322.02.03611422粗铣50下端面4.0174722.02.03611422精铣20下端面1.0174321.01.0316117.751精铣50下端面1.0174721.01.0316117.751编制XX设计XX审核批准描图XX 校对XX机械加工工序卡片共8张第 3张产品代号零（部）件代号零（部）件名称拨叉工序号03设备材料名称钻床名称灰铸铁型号Z525硬度0.16Gpa夹具名称、编号专用夹具刀具量具辅具名称规格名称名称规格名称钻刀千分表技术等级工时定额班产量准备及终结时间工作地点服务时间基本时间辅助时间单件时间工序号工步名称及内容加工表面尺寸切削用量直径或宽度长度加工计算长度切深走刀量转速或双 行程数切速走刀次数03钻20孔191409.41扩20孔19.8970.41粗铰20孔19.941408.771精铰20孔201408.81粗钻50孔481.02009.41半精钻50孔501.06301001编制XX设计XX审核批准描图XX校对XX机械加工工序卡片共8 张第4张产品代号零（部）件代号零（部）件名称拨叉工序号04设备材料名称数控铣床名称灰铸铁型号X51硬度0.16Gpa夹具名称、编号专用夹具刀具量具辅具名称规格名称规格名称规格铣刀YG6千分表游标卡尺技术等级工时定额 班产量准备及终结时间工作地点服务时间基本时间辅助时间单件时间0.227工序号工步名称及内容加工表面尺寸切削用量直径或宽度长度加工计算长度切深走刀量转速或双 行程数切速走刀次数04铣斜肩2.02.02.013619.81编制XX设计XX审核批准描图XX 校对XX机械加工工序卡片共8 张第5张产品代号零（部）件代号零（部）件名称拨叉工序号05设备材料名称数控铣床名称灰铸铁型号X51硬度0.16Gpa夹具名称、编号专用夹具刀具量具辅具名称规格名称规格名称规格铣刀硬质合金立铣千分表游标卡尺技术等级工时定额 班产量准备及终结时间工作地点服务时间基本时间辅助时间单件时间1.680.84工序号工步名称及内容加工表面尺寸切削用量直径或宽度长度加工计算长度切深走刀量转速或双 行程数切速走刀次数05精铣50端面2.072721.01.0210100.82编制XX设计XX审核批准描图XX 校对XX机械加工工序卡片共8 张第6张产品代号零（部）件代号零（部）件名称拨叉工序号06设备材料名称数控钻床名称灰铸铁型号Z525硬度0.16Gpa夹具名称、编号专用夹具刀具量具辅具名称规格名称规格名称规格钻头硬质合金钻头M8千分表游标卡尺技术等级工时定额 班产量准备及终结时间工作地点服务时间基本时间辅助时间单件时间0.066工序号工步名称及内容加工表面尺寸切削用量直径或宽度长度加工计算长度切深走刀量转速或双 行程数切速走刀次数06钻8锥孔61.51.568016.662铰8锥孔21.01.068016.662编制XX设计XX审核批准描图XX 校对XX机械加工工序卡片共8 张第7张产品代号零（部）件代号零（部）件名称拨叉工序号07设备材料名称数控钻床名称灰铸铁型号Z525硬度0.16Gpa夹具名称、编号专用夹具刀具量具辅具名称规格名称规格名称规格钻头硬质合金钻头M6千分表游标卡尺技术等级工时定额 班产量准备及终结时间工作地点服务时间基本时间辅助时间单件时间0.047工序号工步名称及内容加工表面尺寸切削用量直径或宽度长度加工计算长度切深走刀量转速或双 行程数切速走刀次数06钻M6底孔4.896014.481攻M6螺纹62725.11编制XX设计XX审核批准描图XX 校对XX机械加工工序卡片共8 张第8张产品代号零（部）件代号零（部）件名称拨叉工序号08设备材料名称数控铣床名称灰铸铁型号X51硬度0.16Gpa夹具名称、编号专用夹具刀具量具辅具名称规格名称规格名称规格铣刀千分表游标卡尺技术等级工时定额 班产量准备及终结时间工作地点服务时间基本时间辅助时间单件时间0.225工序号工步名称及内容加工表面尺寸切削用量直径或宽度长度加工计算长度切深走刀量转速或双 行程数切速走刀次数08铣断47212125450.21编制XX设计XX审核批准描图XX 校对拨叉零件数控加工工艺卡XX拨叉零件数控加工工艺卡产品型号零件名称件数第1页实训产品拨 叉2件共1页零件加工路线零 件 规 格车间工 序材料HT200库房下料重量2.0kg钳工去毛刺钳工划线数控铣铣成形钳工去毛刺零件技术要求检验室检验序号工步名称设备名称设备型号工具编号工具名称工序内容单件工时备注01粗铣、精铣20、50下端面数控铣床02粗铣、精铣20上端面；粗铣、精铣50上端面数控铣床03钻、扩20孔，粗铰、精铰20孔；粗钻、半精钻50孔数控钻床04铣斜肩05精铣50端面06钻、铰8锥孔07钻M6底孔08铣断编制审核批准会签编制日期XXI CA6140 车床 831008 拨叉零件数控加工工艺及工装设计 摘 要 本设计分析研究了 CA6140 车床变速箱中拔叉零件的加工工艺规程及夹具设计。 由于拔叉零件的结构较为复杂，工序较多，因此为保证加工精度提高生产率及降低 劳动强度，考虑采用数控机床进行加工，首先进行了拨叉零件工艺性分析、确定了 工艺方案及加工顺序，进行了拨叉零件数控加工工艺规程设计和钻孔工序的夹具设 计，为拨叉零件在数控机床上加工提供了理论依据和有效的硬件保证。 关键词：数控加工工艺，定位，夹紧，专用夹具 II CA6140 Lathe 831008 Fork Parts CNC Machining Technology and Equipment Design Abstract Analysis of the design of the gearbox in the CA6140 lathe machining fork and Fixture Design Process.Fork parts as a result of the more complex the structure, process more, so in order to ensure the accuracy of processing to increase productivity and reduce labor intensity, consider the use of CNC machine tools for processing, first of all, a fork components analysis process to determine the technology solutions and processing order , a fork parts Process Design CNC machining and drilling of the fixture design process, fork parts for CNC machine tools in the processing provides a theoretical basis and an effective assurance of hardware. Keywords: NC Machining Process, Positioning, Clamping, Special Fixture III 目 录 摘 要 I ABSTRACT II 1 绪论 .1 2 数控加工工艺概述 .1 2.1 数控加工工艺分析的一般步骤与方法 1 2.2 机床的合理选用 .1 2.3 数控加工零件工艺性分析 1 2.3.1 零件图样上尺寸数据的给出应符合编程方便的原则 2 2.3.2 零件各加工部位的结构工艺性应符合数控加工的特点 2 2.4 加工方法的选择与加工方案的确定 2 2.4.1 加工方法的选择 2 2.4.2 加工方案确定的原则 3 2.5 工序与工步的划分及加工顺序安排 3 2.5.1 工序的划分 3 2.5.2 工步的划分 3 2.5.3 加工顺序安排 4 2.6 零件的安装与夹具的选择 4 2.6.1 定位安装的基本原则 4 2.6.2 选择夹具的基本原则 4 2.7 刀具的选择与切削用量的确定 4 2.7.1 刀具的选择 4 2.7.2 切削用量的确定 .5 2.8 对刀点与换刀点的确定 5 2.9 加工路线的确定 5 3 拨叉零件数控加工工艺分析 .6 3.1 拨叉零件的作用 6 3.2 拨叉零件的工艺分析 6 3.3 确定拨叉零件生产类型 7 3.4 确定拨叉零件毛坯类型 7 3.4.1 确定毛坯种类 7 3.4.2 确定铸件加工余量及形状 7 3.4.3 绘制铸件零件图 8 3.5 拨叉零件数控加工工艺规程设计 8 3.5.1 选择定位基准 8 3.5.2 制定数控加工工艺路线 8 3.6 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 9 3.6.1 圆柱表面工序尺寸 9 3.6.2 平面工序尺寸 10 3.6.3 确定切削用量及时间定额 10 IV 4 夹具设计 .19 4.1 问题的提出 .20 4.2 定位基准的选择 .20 4.2.1 零件钻孔分析 .20 4.2.2 定位元件与夹紧元件的选择 .20 4.2.3 钻套、衬套、钻模板设计 .21 4.2.4 夹具精度分析 .25 4.2.5 夹具体受力分析 .26 4.2.6 夹具体的零件图设计。 .28 4.2.7 夹具的主体设计 .29 4.2.8 相关计算 .30 4.2.9 夹具装配 .31 致 谢 .32 5 结束语 33 参考文献 .34 1 1 绪论 随着我国现代制造技术的发展，数控机床的普及和从事数控加工人员的增多， 数控加工越来越受到人们的重视。拨叉零件广泛应用于我们的日常生活及生产当中， 拨叉零件的制造精度能不能够满足技术要求,如何更大限度的降低机加工的基本劳动 时间及提高单位时间内的生产率,都成为机械行业势待解决的技术性问题。随着数控 技术的不断发展及数控技术应用的不断广泛化、深入化，我们意识到，采用数控机 床来加工拨叉零件既能够提高零件的精度又能够完成采用普通机床加工应运受限的 瓶颈，对提高加工效率、以及降低劳动强度都有不可估量之好处。 随着计算机科学、信息技术的迅速发展，传统的制造业已发生了十分显著的变 化，发达国家正进行由传统的制造技术向现代制造技术的转变，并提出了全新的制 造模式。数控加工技术将逐步引航现代机械制造业的发展。数控机床的应用范围日 益扩大，其产生的经济效益与社会效益十分明显。 对传统零件的数控加工技术也得到越来越广泛的应用。面对新技术、新工艺的 不断出现，提高数控加工技术在传统拨叉类零件的应用也受到越来越多的重视。如 何使数控技术在加工这一类零件中表现出其高质量、高精度、高效率，都成为各国 争先要解决的问题。因此研究它对我国的制造行业很有借鉴作用。 2 数控加工工艺概述 2.1 数控加工工艺分析的一般步骤与方法 工作人员在进行工艺分析时，要有机床说明书、编程手册、切削用量表、标准 工具、夹具手册等资料，根据被加工工件的材料、轮廓形状、加工精度等选用合适 的机床，制定加工方案，确定零件的加工顺序，各工序所用刀具，夹具和切削用量 等。 2.2 机床的合理选用 在数控机床上加工零件时，一般有两种情况。第一种情况：有零件图样和毛坯， 要选择适合加工该零件的数控机床。第二种情况：已经有了数控机床，要选择适合 在该机床上加工的零件。无论哪种情况，考虑的因素主要有，毛坯的材料和类、零 件轮廓形状复杂程度、尺寸大小、加工精度、零件数量、热处理要求等。概括起来 有三点： （1）要保证加工零件的技术要求，加工出合格的产品； （2）有利于提高生产率； （3）尽可能降低生产成本(加工费用)。 2 2.3 数控加工零件工艺性分析 数控加工工艺性分析涉及面很广，在此仅从数控加工的可能性和方便性两方面 加以分析。 2.3.1 零件图样上尺寸数据的给出应符合编程方便的原则 （1）零件图上尺寸标注方法应适应数控加工的特点在数控加工零件图上，应以 同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸。在保持设计基准、工艺基准、检测基准与 编程原点设置的一致性方面带来很大方便。由于零件设计人员一般在尺寸标注中较 多地考虑装配等使用特性方面，而不得不采用局部分散的标注方法，这样就会给工 序安排与数控加工带来许多不便。由于数控加工精度和重复定位精度都很高，不会 因产生较大的积累误差而破坏使用特性，因此可将局部的分散标注法改为同一基准 引注尺寸或直接给出坐标尺寸的标注法。 （2）构成零件轮廓的几何元素的条件应充分。在分析零件图时，要分析几何元 素的给定条件是否充分。如圆弧与直线，圆弧与圆弧在图样上相切，但根据图上给 出的尺寸，在计算相切条件时，变成了相交或相离状态。由于构成零件几何元素条 件的不充分，使编程时无法下手。遇到这种情况时，应与零件设计者协商解决。 2.3.2 零件各加工部位的结构工艺性应符合数控加工的特点 （1）零件的内腔和外形最好采用统一的几何类型和尺寸。这样可以减少刀具规 格和换刀次数，使编程方便，生产效益提高。 （2）内槽圆角的大小决定着刀具直径的大小，因而内槽圆角半径不应过小。零 件工艺性的好坏与被加工轮廓的高低、转接圆弧半径的大小等有关。 （3）零件铣削底平面时，槽底圆角半径 r 不应过大。 （4）应采用统一的基准定位。在数控加工中，若没有统一基准定位，会因工件 的重新安装而导致加工后的两个面上轮廓位置及尺寸不协调现象。因此要避免上述 问题的产生，保证两次装夹加工后其相对位置的准确性，应采用统一的基准定位。 零件上最好有合适的孔作为定位基准孔，若没有，要设置工艺孔作为定位基准孔。 若无法制出工艺孔时，最起码也要用经过精加工的表面作为统一基准，以减少两次 装夹产生的误差。此外，还应分析零件所要求的加工精度、尺寸公差等是否可以得 到保证、有无引起矛盾的多余尺寸或影响工序安排的封闭尺寸等。 2.4 加工方法的选择与加工方案的确定 2.4.1 加工方法的选择 3 加工方法的选择原则是保证加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于获 得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在实际选择时，要结合零 件的形状、尺寸大小和热处理要求等全面考虑。例如，对于 IT7 级精度的孔采用镗 削、铰削、磨削等加工方法均可达到精度要求，但箱体上的孔一般采用镗削或铰削， 而不宜采用磨削。一般小尺寸的箱体孔选择铰孔，当孔径较大时则应选择镗孔。此 外，还应考虑生产率和经济性的要求，以及工厂的生产设备等实际情况。常用加工 方法的经济加工精度及表面粗糙度可查阅有关工艺手册。 2.4.2 加工方案确定的原则 零件上比较精密表面的加工，常常是通过粗加工、半精加工和精加工逐步达到 的。对这些表面仅仅根据质量要求选择相应的最终加工方法是不够的，还应正确地 确定从毛坯到最终成形的加工方案。 确定加工方案时，首先应根据主要表面的精度和表面粗糙度的要求，初步确定 为达到这些要求所需要的加工方法。例如，对于孔径不大的 IT7 级精度的孔，最终 加工方法取精铰时，则在精铰孔前通常要经过钻孔、扩孔和粗铰孔等加工。 2.5 工序与工步的划分及加工顺序安排 2.5.1 工序的划分 在数控机床上加工零件，工序可以比较集中，在一次装夹中尽可能完成大部分 或全部工序。首先应根据零件图样，考虑被加工零件是否可以在一台数控机床上完 成整个零件的加工工作，若不能则应决定其中哪一部分在数控机床上加工，哪一部 分在其他机床上加工，即对零件的加工工序进行划分。一般工序划分有以下几种方 式： （1）以一次安装、加工作为一道工序。 （2）以同一把刀具加工的内容划分工序。 （3）以加工部位划分工序。 （4）以粗、精加工划分工序。 2.5.2 工步的划分 工步的划分主要从加工精度和效率两方面考虑。在一个工序内往往需要采用不 同的刀具和切削用量，对不同的表面进行加工。为了便于分析和描述较复杂的工序， 在工序内又细分为工步。下面以加工中心为例来说明工步划分的原则： (1)同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按先粗后 精加工分开进行。 4 (2)对于既有铣面又有镗孔的零件，可先铣面后镗孔。 (3)按刀具划分工步。 总之，工序与工步的划分要根据具体零件的结构特点、技术要求等情况综合考 虑。 2.5.3 加工顺序安排 顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况，以及定位、安装与夹紧的需要来考 虑。顺序安排一般应按以下原则进行： （1）上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧，中间穿插有通用机床加 工工序的也应综合考虑； （2）先进行内腔加工，后进行外形加工； （3）以相同定位、夹紧方式加工或用同一把刀具加工的工序，最好连续加工， 以减少重复定位次数、换刀次数与挪动压板次数； 2.6 零件的安装与夹具的选择 2.6.1 定位安装的基本原则 （1）力求设计、工艺与编程计算的基准统一。 （2）尽量减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面。 （3）避免采用占机人工调整式加工方案，以充分发挥数控机床的效能。 2.6.2 选择夹具的基本原则 数控加工的特点对夹具提出了两个基本要求：一是要保证夹具的坐标方向与机 床的坐标方向相对固定；二是要协调零件和机床坐标系的尺寸关系。除此之外，还 要考虑以下四点： （1）当零件加工批量不大时，应尽量采用组合夹具、可调式夹具及其他通用夹 具，以缩短生产准备时间、节省生产费用。 （2）在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。 （3）零件的装卸要快速、方便、可靠，以缩短机床的停顿时间。 （4）夹具上各零部件应不妨碍机床对零件各表面的加工，即夹具要开敞其定位、 夹紧机构元件不能影响加工中的走刀(如产生碰撞等)。 2.7 刀具的选择与切削用量的确定 2.7.1 刀具的选择 5 刀具的选择是数控加工工艺中重要内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而 且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、 工件材料等因素。 与传统的加工方法相比，数控加工对刀具的要求更高。不仅要求精度高、刚度 好、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便。这就要求采用新型优质材料制 造数控加工刀具，并优选刀具参数。 2.7.2 切削用量的确定 切削用量包括主轴转速(切削速度)、背吃刀量、进给量。对于不同的加工方法， 需要选择不同的切削用量，并应编入程序单内。 合理选择切削用量的原则是，粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑 经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削 效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经 验而定。 2.8 对刀点与换刀点的确定 在编程时，应正确地选择“对刀点”和“换刀点”的位置。“对刀点”就是在 数控机床上加工零件时，刀具相对于工件运动的起点。由于程序段从该点开始执行， 所以对刀点又称为“程序起点”或“起刀点”。 对刀点的选择原则是： （1）所选的对刀点应使程序编制简单； （2）对刀点应选择在容易找正、便于确定零件加工原点的位置； （3）对刀点应选在加工时检验方便、可靠的位置； （4）对刀点的选择应有利于提高加工精度。 加工过程中需要换刀时，应规定换刀点。所谓“换刀点”是刀架转位换刀时的 位置。该点可以是某一固定点(如加工中心机床，其换刀机械手的位置是固定的)， 也可以是任意的一点(如车床)。换刀点应设在工件或夹具的外部，以刀架转位时不 碰工件及其它部件为准。其设定值可用实际测量方法或计算确定。、 2.9 加工路线的确定 在数控加工中，刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为加工路线。编程时，加 工路线的确定原则主要有以下几点： （1）加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率较高。 （2）使数值计算简单，以减少编程工作量。 6 （3）应使加工路线最短，这样既可减少程序段，又可减少空刀时间。 如加工图 a 所示零件上的孔系。b 图的走刀路线为先加工完外圈孔后，再加工 内圈孔。若改用 c 图的走刀路线，减少空刀时间，则可节省定位时间近一倍，提高 了加工效率。 a)零件图样 b)路线 1 c)路线 2 图 1 最短走刀路线的设计 3 拨叉零件数控加工工艺分析 3.1 拨叉零件的作用 图 2 拨叉零件图 7 图 2 是 CA6140 车床上的拨叉零件，它位于车床变速机构中，主要起换档，使 主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的 20 孔与操纵机构相连，二下方的 50 半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。 通过上方的力拨动下方的齿轮变速。两件零件铸为一体，加工时分开。 3.2 拨叉零件的工艺分析 零件的材料 HT200 其生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不 适合磨削。以下是拨叉需要加工的表面及加工表面之间的位置要求： （1）小头孔 20 以及与此孔相通的 8 的锥孔、M6 螺纹孔。 （2）大头半圆孔 50。 （3）拨叉底面、小头孔端面、大头半圆孔端面，大头半圆孔两端面与小头孔中 心线的垂直度误差为 0.07mm，小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为 0.05mm。 分析可知，可以粗加工拨叉下端面，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工， 并且保证位置精度要求。由于拨叉零件的加工工序较多，形状较复杂，考虑到工序 集中所以采用数控机床来进行加工。 3.3 确定拨叉零件生产类型 已知此拨叉零件的生产纲领为 5000 件/年，零件的质量是 1.0Kg/个，查机械 制造工艺设计简明手册第 2 页表 1.1-2，可确定该拨叉生产类型为中批生产，所以 初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以数控机床为 主，大量采用专用工装。 3.4 确定拨叉零件毛坯类型 3.4.1 确定毛坯种类 零件材料为 HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比 较简单，生产类型为中批生产，故选择木摸手工砂型铸件毛坯。查机械制造工艺 设计简明手册第 41 页表 2.2-5,选用铸件尺寸公差等级为 CT-12。 3.4.2 确定铸件加工余量及形状 查机械制造工艺设计简明手册第 41 页表 2.2-5，选用加工余量为 MA-H 级， 并查表 2.2-4 确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选用及加工余量， 如下表所示： 8 表 1 各加工表面的加工余量 简 图 加工 面代 号 基本 尺寸 加工 余量 等级 加工 余量 说 明 D1 20 H 1.0 2 孔降一级双侧加工 D2 50 H 3.5 2 孔降一级双侧加工 T2 30 H 5 单侧加工 T3 12 H 5 单侧加工 T4 12 H 5 单侧加工 3.4.3 绘制铸件零件图 图 3 拨叉毛坯图 3.5 拨叉零件数控加工工艺规程设计 3.5.1 选择定位基准 （1）粗基准的选择：以零件的小头上端面为主要的定位粗基准，以两个小头孔 外圆表面为辅助粗基准。 （2）精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准 重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个 小头孔外圆柱表面为辅助的定位精基准。 3.5.2 制定数控加工工艺路线 9 根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达 到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用数控机床配以专用工卡具,并 尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本 尽量下降。查机械制造工艺设计简明手册第 20 页表 1.4-7、1.4-8、1.4-11，选择 零件的加工方法及工艺路线方案如下： 工序 01 粗铣、精铣 20、50 下端面，以 T2 为粗基准，采用立式数控铣床 加工专用机床； 工序 02 粗铣、精铣 20 上端面，以 T4 为定位基准，采用立式数控铣床加工 专用机床；粗铣、精铣 50 上端面，以 T4 为定位基准，采用立式数控铣床加工专 用机床； 工序 03 钻、扩 20 孔，粗铰、精铰 20 孔；以 32 外圆和 T2 为基准，采 用立式数控钻床加工专用机床；粗钻、半精钻 50 孔，以 D1 为定位基准，采用 Z525 立式钻床加工专用机床； 工序 04 铣斜肩，以 D1 和 T2 为定位基准，采用立式数控铣床加工专用机床； 工序 05 精铣 50 端面，以 D1 为基准，采用立式数控铣床加工专用机床； 工序 06 钻、铰 8 锥孔，以 T1 和零件中线为基准，采用立式数控钻床加工 专用机床； 工序 07 钻 M6 底孔，攻螺纹，以 T1 和零件中线为基准，采用立式数控钻床 并采用专用夹具； 工序 08 铣断，以 D1 为基准，采用卧式数控铣床加工专用机床； 工序 09 去毛刺； 工序 10 终检。 3.6 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 3.6.1 圆柱表面工序尺寸 前面已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各工序的加工余量如下： 表 2 圆柱表面加工余量 工序余量加工 表面 加工 内容 加工余 量 精度 等级 工序 尺寸 表面粗 糙度 最小 最大 铸 件 7.0 CT12 8.243 粗 钻 4.0 IT12 507 6.3 0.95 6.850IT12 （D2） 半精钻 3.0 IT10 1. 3.2 2.9 3.25 钻 18 IT11 0.8 17.89 18 10 扩 1.8 IT10 084.19 6.3 1.716 1.910 粗 铰 0.14 IT8 3. 3.2 0.107 0.224 20IT7 （D1） 精 铰 0.06 IT7 02. 1.6 0.039 0.093 3.6.2 平面工序尺寸 表 3 平面加工余量 工序余量工序 号 工序内容 加工余 量 基本 尺寸 经济 精度 工序尺寸 偏差 最小 最大 铸 件 5.0 CT12 5.2 01 粗铣 20 孔 下端面 4.0 36.0 12 0.1.5 7.75 02 粗铣 20 孔 上端面 4.0 32.0 12 0.251.5 7.75 03 粗铣 50 孔 上端面 4.0 14.0 12 018.1.8 6.38 07 精铣 20 孔 下端面 1.0 31.0 8 03.0.75 1.283 08 精铣 20 孔 上端面 1.0 30.0 8 03.0.75 1.283 10 精铣 50 孔 端面 1.02 12.0 8 016.0.951 1.016 3.6.3 确定切削用量及时间定额 工序 01 粗铣、精铣 20、50 下端面，以 T2 为粗基准，采用立式数控铣床 加工专用机床 （1） 粗铣 20、 50 下端面，以 T2 为粗基准。 1） 加工条件 工件材料：HT200, b =170240MPa，铸造；工件尺寸：H =40mm，L=176mm; 加工要求：粗铣 20 孔下端面，加工余量 4mm; 机床：X51 立式数控铣床； 11 刀具：YG6 硬质合金端铣刀。铣削宽度 ae90，深度 ap6，齿数 z=12，故根 据机械制造工艺设计简明手册（后简称简明手册）表 3.1，取刀具直径 d0=125mm。根据 切削用量手册（后简称切削手册）表 3.16，选择刀具前 角 00后角 08，副后角 0=10，刃倾角：s=10,主偏角 Kr=60，过渡刃 Kr=30，副偏角 Kr=5。 (2) 切削用量 1) 确定切削深度 ap 因为余量较小，故选择 ap=4mm，一次走刀即可完成。 2) 确定每齿进给量 fz 由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端铣， 以提高进给量提高加工效率。根据切削手册表 3.5，使用 YG6 硬质合金端铣刀 加工，机床功率为 4.5kw（据简明手册表 4.2-35，X51 立式铣床）时： fz=0.090.18mm/z 故选择：fz=0.18mm/z。 3) 确定刀具寿命及磨钝标准 根据切削手册表 3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为 1.5mm；由于铣刀直径 d0=125mm，故刀具使用寿命 T=180min（据简明手册表 3.8）。 4) 计算切削速度 vc 和每分钟进给量 vf 根据切削手册表 3.16，当 d0=125mm，Z=12，ap7.5，fz 0.18mm/z 时， vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系数为：kMV= 1.0，kSV= 0.8。切 削速度计算公式为： vpvezvpTc kuayfxqdm0 其中 ， ， ， ， ， ，mae72ap4245C.15.0xv3.yv ， ， ， ， ，8.0.1kSvMv .uv0v32.min8T ， ，将以上数据代入公式：zfz/8.0Zmin/142 .012.735.081.80243.vc 确定机床主轴转速： 。 in/6rdvwcs 12 根据简明手册表 4.2-36，选择 nc=300r/min，vfc=390mm/min，因此实际进 给量和每分钟进给量为： vc= = m/min=118m/min10 nd30254. f zc=v fc/ncz=390/30012 mm/z=0.1mm/z 5)校验机床功率 根据切削手册表 3.24，近似为 Pcc=3.3kw，根据机床使用说明书，主轴允 许功率 Pcm=4.50.75kw=3.375kwPcc。故校验合格最终确定： ap=4.0mm，nc=300r/min ， vf=390mm/s，vc=118m/min，fz=0.1mm/z。 6)计算基本工时 tmL/ vf ，L=l+ y+，l=176mm. 查切削手册表 3. 26，入切量及超切量为：y+=40mm，则： tmL/ Vf=(176+40)/390=0.81min. （2）精铣 20、50 下端面，以 T2 为粗基准。 刀具：YG6 硬质合金端铣刀； 机床：X51 立式数控铣床； 查切削手册表 3.5，进给量为： ，取为 0.5mm/rmin/0.15fz 参考有关手册，确定 ，采用 YG6 硬质合金端铣刀，min/124v ，则：,125zmdw in/3165240rdnws 现采用 X51 立式数控铣床，根据简明手册表 4.2-36，取 ，故min/30rw 实际切削速度： in/75.103251nvw 当 时，工作台每分钟进给量：mi/30rnw ，取为 980mm/minmin/8325.zfm 本工序切削时间为： min 62.091572fltm 13 工序 02 粗铣、精铣 20 上端面，以 T4 为定位基准，采用 X51 立式数控铣床 加工专用机床；粗铣、精铣 50 上端面，以 T4 为定位基准，采用 X51 立式数控铣 床加工专用机床 （1） 粗铣 20、 50 上端面，以 T4 为定位基准。 切削用量和时间定额及其计算过程同工序 01。 （2） 精铣 20 上端面，以 T1 为定位基准。 切削用量同工序 01； 精铣时 ；mdy1250 基本工时： 。 31.09876fltm （3）粗铣 50 上端面，以 T4 为定位基准。 刀具：YG6 硬质合金端铣刀， 0,40Zd 机床：X51 立式铣床 根据切削手册查得， 。根据简明手册表 4.2-mazfpz,/13. 36 查得，取： ，故实际切削速度： min/30rnw in/7.04dvw 当 时，工作台每分钟进给量应为：in/30rn mi/39013.Zfwzm 查说明书，取 in/4 计算切削基本工时： yL821072 因此， in05.398ftm 工序 03 钻、扩 20 孔；粗铰、精铰 20 孔；以 32 外圆和 T2 为基准；采用 Z525 立式数控钻床加工专用机床；粗钻、半精钻 50 孔，以 D1 为定位基准，采用 T616Z525 立式钻床加工专用机床 （1） 钻、扩 20 孔，以 32 外圆和 T2 为基准。 1） 选择钻头 根据切削手册表 2.1.2.2，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时 do=18mm，钻头 采用双锥后磨横刀，后角 o12，二重刃长度 b=3.5mm,横刀长 b=2mm,宽 l=4mm,棱带长度 ， ， ml5.110230 14 2） 选择切削用量 确定进给量 按加工要求确定进给量：查切削手册 ，rmf/53.04 ，由切削手册表 2.7,系数为 0.5,则： 367.18 0dl rf /)265.01.(50)3.4.0( 按钻头强度选择:查切削手册表 2.8,钻头允许进给量为： ；rf/0.2 按机床进给机构强度选择：查切削手册表 2.9，机床进给机构允许轴向力为 8330N 时，进给量为 。以上三个进给量比较得出，受限制的进给量是rmf/93.0 工艺要求，其值为：0.2150.265mm/r 。根据简明手册表 4.2-16,最终选择进给量 。rmf/2.0 根据切削手册表 2.19 查出,钻孔时轴向力 Ff=2500N，轴向力修正系数为 1.0，故 Ff=2500N。根据 Z525 立式钻床使用说明书，机床进给机构允许的最大轴向 力为 8830NFf，故所选进给量可用。 确定钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度（查简明手册）为 0.6mm，寿命 min45T 切削速度 查切削手册表 2.30，切削速度计算公式为： （m/min ） vyxpmvckfaTdz0 其中， ， ， ， ， ， ，5.9Cvd18025.v1.09pa0vx ， ，查得修正系数： ， ， ，故实际的切.0vy2f T85lv.1tk 削速度： min/.9.02.160.95.25.0vc 检验机床扭矩及功率 查切削手册表 2.20，当 f0.26, do19mm 时，Mt=31.78N m，修正系数均 为 1.0，故 MC=31.78 Nm。 查机床使用说明书：Mm =144.2 Nm。 查切削手册表 2.23,钻头消耗功率：Pc=1.3kw 。 查机床使用说明书， 。kwPE26.81.02 15 由于 ， ，故切削用量可用，即：mcMECP ， ，rf/2.0min/27rncin/4.15vc 3） 计算工时 i6.02.83fLtm 4） 扩孔至 19.8 查切削手册表 2.10，扩孔进给量为： ，并由机床使用说rmf/8.7 明书最终选定进给量为： 。rf/81.0 根据资料，切削速度 ，其中 为用钻头钻同样尺寸实心孔时的切削钻v4钻 速度，故： ， ，根据机床使用说min/.3594.0v in/1.68.930rs 明书选取： 。7rnw 基本工时： in4.081.97.0yLt （3）粗铰、精铰 20 孔；以 32 外圆和 T2 为基准。 1） 粗铰至 m4.9 刀具：专用铰刀 机床：Z525 立式钻床 根据有关手册的规定，铰刀的进给量为 0.81.2mm/z,进给量取fz 0.81mm/r，机床主轴转速取为 =140r/min，则其切削速度为：fz nw 。min/7.8dv 机动时切削工时， =38mm，30l i34.01.4fntwm 2） 精铰至 2 刀具： dw0 机床：Z525 立式数控钻床 根据有关手册的规定，铰刀的进给量取 0.48mm/r，机床主轴转速取为：f =140r/min，则其切削速度为：nw min/8.dnv 机动时切削工时， =38mm830l i57.04.13ftwm 16 机床：X51 立式数控铣床 刀具：硬质合金立铣刀（镶齿螺旋形刀片），由切削手册表 3.6 查得： ， ,即 27m/min，因此，smv/45.0min/08.,640fzdzi/21471rvnws 现采用 X51 立式铣床，取 ，工作台每分钟进给量 应为：in/20rfm ，m8.1608.nzfwm 查机床使用说明书，取 。i/fm 铣削基本工时： n4.027t i68.1.tm （3） 粗钻、半精钻 50 孔，以 D1 为定位基准 1） 粗镗 50 孔，以 D1 为定位基准。 机床：T60Z525 立式钻床 单边余量 可一次切除，则 。根据简明手册4.2-20,5.2Zmap5.2 查得，取 。根据简明手册4.2-21 查得，取： 。rmf/0 min/20r 计算切削基本工时： in13.052.1fLtm 2） 半精钻 50 孔，以 D1 做定位基准。 单边余量 ,可一次切除，则 。z0.1map. 由切削手册表 1.6 查得，进给量 取为 0.27mm/r。由,/40rfz 切削手册表 1.1 查得， ，则：in/10vin/6375rdnw 查简明手册表 4.2-20， 取为 630r/min。 加工基本工时： mi08.6312fnltw 工序 04 铣斜肩，以 D1 和 T2 为定位基准 刀具：硬质合金三面刃铣刀 17 机床：X51 立式铣床 根据简明手册查得： 。根据切削手册查得：1663Zmdw， 因此：,/10.zmfz in/32701rvnws 现采用 X51 立式铣床，取： ，故实际切削速度为：in/rmi/8.19061dvw 当 时，工作台每分钟进给量应为：min/30rnw in/60.Zfwz 根据切削手册表 4.2-37 查得,取： 。15fm 计算切削基本工时： ylL.372. 因此： in27.01653ftm 工序 05 精铣 50 端面，以 D1 为基准，采用 X51 立式数控铣床加工专用机床 机床：X51 立式数控铣床 刀具：硬质合金立铣刀（镶齿螺旋形刀片），由切削手册表 3.6 查得： ， ,即 27m/min，因此，sv/45.0min/08.,640fzdzi/21471rvnws 现采用 X51 立式铣床，取 ，工作台每分钟进给量 应为：in/20rfm ，m8.1608.nzfwm 查机床使用说明书，取 。i/fm 铣削基本工时： n4.27tin68.124.0tm 工序 06 钻、铰 8 锥孔，以 T1 和零件中线为基准 刀具：专用刀具 18 机床：Z525 立式钻床 确定进给量 ：根据切削手册 表 2.7 查得， ，查 Z525f rmf/26.0. 机床使用说明书，现取 。查切削手册表 2.15， ，rm/2.0 in17v 计算机床主轴转速： in/6948.7101rdvnws 按机床选取 ，所以实际切削速度为：i/680w min/6.10.1nvw 计算切削基本工时： i0.2.684fyltm 工序 07 钻 M6 底孔，攻螺纹，以 T1 和零件中线为基准 （1） 钻螺纹底孔 mm8.4 机床：Z525 立式钻床 刀具：高速钢麻花钻 根据切削手册查得，进给量为 0.180.22mm/z,现取f f=0.22mm/z， v=17m/min，则： min/128.4701rdvnws 查简明手册表 4.2-15，取 。所以实际切削速度为：in/96rin/48.108.1vw 计算切削基本工时： mi07.2.96fyltm （2） 攻螺纹 M6 机床：Z525 立式钻床 刀具：丝锥 M6，P=1mm 19 切削用量选为： ，机床主轴转速为： ，min/6/1.0svmin/318rns 按机床使用说明书选取： ，则 ；机动时，27rnw i/1.5v ，计算切削基本工时：ml146 in04.2fltm 工序 08 铣断，以 D1 为基准 选择锯片铣刀，d=160mm，l=4mm ，中齿，Z=40 采用 X61 卧式铣床 查切削手册，选择进给量为： ,切削速度为：zmf/10. ，则：min/27v in/5462710rdvws 根据简明手册表 4.2-39，取 ，故实际切削速度为：in/rnmin/2.50180vw 此时工作台每分钟进给量 应为：fm i/4.nZwz 查切削手册表 4.2-40，刚好有 。in/0fm 计算切削基本工时： i25.4037fyltm 4 夹具设计 我对这次的拨叉夹具设计要采用一种和实际生产相差很大的配合结构来限制拨 叉零件的自由度，完成工件的装卡。我借鉴 V 型块的机械结构构，设计了一种水平 方向 V 的下部有延伸的特殊夹块，用 2 个特殊 V 型在拨叉零件的左右两端限制了 5 个自由度，用特殊 V 型块下部延伸出的结构，限制了拨叉零件的 Z 轴方向的自由度， 完成加紧。零件主体借鉴齿轮油泵的主体的结构和多数夹具的主体结构结合我要加 工的拨叉零件，设计了本次毕业课程设计的夹具主体。画出 2D 草图进行装配。证明 图纸设计的正确性。因为我在工厂上班的原因，我可以利用一些边角料在休息时间 20 进行试验，对于设计后的夹具在使用上是完全可以的。熟练使用国家出版发行的标 准的机械手册以及各种文献的图表资料。 和师傅商量在工厂实际考察一下后，决定用将我设计的这套夹具将用于 Z525 立 式钻床上。 4.1 问题的提出 为了保证钻孔的定位精确，对其他部位的加工精度也要求较高。对与零件的自 由度限制要求极高，造成定位困难。对铸件的加工量可能会很大。 4.2 定位基准的选择 在零件方便定位和工人操作的方便角度考虑，选择20 孔为基准，即以 4 个 V 型块相互配合限制了零件的 6 个自由度，使拨叉零件完全定位。再使用快速螺旋卡 紧机构进行卡紧，完成零件的装卡。 4.2.1 零件钻孔分析 零件共有两个孔要被加工： 以其中一个 20 为中心的加工表面 这一组加工表面包括：20 的孔，以及其上下端面，上端面与孔有位置要求。021. 另一组与其中轴线对齐，且加工面是同一水平面 由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外 一组。工人的操作基本相同。 4.2.2 定位元件与夹紧元件的选择 机床夹具设计手册GB/T119.2-2000 GB/T 119.2-2000 选用 10 的圆柱定位销 4.2.2-1 图 （圆柱定位销） 21 根据设计需要选用 27 的导栓 4.2.2-2 图（导栓） 根据设计需要，在机床夹具设计手册，表 2-1-3，压块选用槽面压块（GB 2172- 80） 4.2.2-3图 槽面压块（GB 2172-80） 4.2.3 钻套、衬套、钻模板设计 钻套衬套分析 在钻床的使用上为了方便加工，增加工人的单位时间内的零件产量，一定使用钻套， 衬套。在钻套，衬套的选择上，要先考虑到作为易磨损的总被消耗的小型零部件， 的价格问题，耐用问题，安装配合的广泛性问题，还有安装的难易程度和工人的实 际水平都是要选取钻套和衬套要考虑的。在前期工作中，在老师的指导下，对机床 22 夹具设计手册这本书仔细的看了一遍，对于钻套和衬套有着十分详细的分类和介绍。 在选择钻套和衬套的时候就按照这本手册上的表格进行的挑选。 钻套和衬套的选择 拨叉的螺纹底孔的加工，只需要在钻床上进行钻削加工后粗镗就能满足加工要求。 考虑到钻套可能出现的磨损。 所以参照机床夹具设计手册，表 4.2.3-1 选用可换钻套（GB2264-80），当磨损 就可更换。与其装配的是钻套用衬套（GB2263-80 ），查表 4.2.3-2 可得。起固定的 是钻套螺钉（GB2268-80），查表 4.2.3-3 可得。 23 4.2.3-1图 可换钻套 表 4.2.3-1 可换钻套 d D 基本 尺寸 极限 偏差 基本 尺寸 极限 偏差 12DH h 1mC 12r 6.5 +0.028 +0.013 12 +0.018 +0.007 22 18 20 10 4 7 0.5 1.5 1.5 16 4.2.3-2 图 钻套用衬套 24 表 4.2.3-2 钻套用衬套 d D 基本尺寸 极限偏差 基本尺寸 极限偏差 1DH h 2C 12 +0.034 +0.016 18 +0.023 +0.012 22 20 4 1.5 4.2.3-3图 钻套螺钉 表 4.2.3-3 钻套螺钉 L1 d1 d 基本尺寸 极限偏差 基本尺寸 极限偏差 D d2 L L0 n t M6 4 +0.200 +0.050 9.5 -0.040 -0.130 16 4.4 18 10 1.5 2 25 钻模板选用伸出式钻模板，先将特殊 V 型块用螺钉固定在钻模板上。将零件放进 V 型块内固定好后用导栓把砖模板固定在夹具主体上。安装销定位，后用螺钉钻模板 拧紧在夹具主体上。安装完成后检查零件是否松动。以保证设计的正确性。 4.2.4 夹具精度分析 夹具精度分析 零件安装到夹具中，夹具转配到在机床上，开始加工之前，机床、夹具、零件会形 成一个封闭的加工系统。机床、夹具、零件、刀具之间相互联系，最后形成要加工 的零件和机床的刀具之间的对的位置关系。因此在对夹具的设计中，当夹具的各个 零件与主体质检的配合好了，形成完整的夹具，夹具的结构方案确定后，应该对所 设计出来夹具和夹具零件进行精度的分析和误差计算。 误差计算 因为本工序只需要钻螺纹底孔，所以对孔的精度可以没有考虑。因为是立钻，对角 度限位法，在 Z 轴方向上可能存在向转动。需要进行一定的计算以确保设计出的夹 具能正确的加工出零件来。 转角定位误差： 1maxin2maxin 30.5.910.298( )( )40.26.0DddrctgarctgL 4.2.4 图 转角误差分析图 26 除了上面的误差外，影响孔位置度的因素还有： 1）、钻模板上装衬套孔的尺寸公差： 18.023.10.m 2）、衬套与钻套配合的最大间隙： 2472 3）、钻套与钻头配合的最大间隙： 36.54 4）、钻套的同轴度公差： 40.m 综合误差为： 222222134.1.7.40.5.64m 能满足零件要求。 4.2.5 夹具体受力分析 .夹紧力方向的选择 夹紧力的方向分析 夹紧力的方向应方便定位零件，而不能破坏零件的定位，影响要加工零件的自由度。 所以主加紧力会垂直与要加工的平面，防止定位销或者其他定位方式干涉了零件的 加工。夹紧力的方向应该和与被加工零件刚度大的方向保持一致，以减小零件变形 量。 夹紧力的方向应与切削力、被加工零件重力方向一致，可以减少零件所需的夹紧力。 根据以上的结论，分析得: 4.2.5-1 图 夹紧力方向的选择 27 .夹紧力方向的选择 如图 4.2.5-1 示，零件的定位面应该的左端面，并且是以拨叉左侧的圆柱体上 端面为第一定位基准面。用 4 个特殊 V 型块来限制拨叉零件的 6 个自由度，夹紧力 方向应指向第一定位基准的原则可以确定该夹具的夹紧力方向应与拨叉左圆柱体的 轴线方向一致，并且零件在圆柱径向方向上的刚度明显比在轴线方向上的刚度小， 根据夹紧离的方向应尽量与零件刚度大的方向一致，以减小零件变形的基本原则， 本夹具的夹紧方向仍然为圆柱轴线方向上。 夹紧力作用点的选择 夹紧力作用点 夹紧力作用点应正对于支承被加工零件所形成的稳定受力区域内，以保证被加工 零件已获得的位置不变。夹紧力作用点应处于被加工零件刚性较好的部位，以减小 拨叉零件的夹紧变形。夹紧力的作用点和支承点应尽量靠近切削部位，以提高零件 切削部位的刚度和抗振性，夹紧力作用点应尽量使各支承处的接触变形均匀，以减 小加加工误差。要保持受力均匀，形变均匀，切削力分布均匀。以保证被加工零件 的加工精度、和零件的生产率。 4.2.5-2图 夹紧力作用点的选择 夹紧力作用点的选择 根据以上夹紧力作用点的选择原则并结合本次设计的夹具的具体情况分析， 如图 4.2.5-2 图所示。得：夹紧力作用点为零件圆柱右端面。 夹具主体，固定在钻床上。放置拨叉限制自由度 28 4.2.6 夹具体的零件图设计。 V 型压块设计 V 型座用于用来支承轴、管、套筒等圆柱形零件，使零件轴心线平行于平台工作 我借鉴众多 V 型块的机械结构构，设计了一种水平方向 V 型用于限制拨叉左右的圆 柱体，V 型下部有延伸的特殊夹块并留钻孔的工作空间，用 2 个特殊 V 型在拨叉零 件的左右两端限制了 5 个自由度，用特殊 V 型块下部延伸出的结构，限制了拨叉零 件的 Z 轴方向的自由度，并保留加工的钻头活动的空间，可以很好的完成工件的加 紧。 为了进行装卡在 V 型块主体后部 加工 4 个螺孔（M8*2 和 M5*2）。 4 个 V 型块配合，限制拨叉的 6 个自由度来固定拨叉 29 4.2.7 夹具的主体设计 夹具主体用的是延伸型钻模板，上部预留钻床加工的直孔,为装卡 V 型压块需加工出 8 个螺孔（M8*4 和 M5*4）. 零件主体借鉴齿轮油泵主体的结构和多数夹具的主体结构，设计的减料和安装方便 降低生产成本考虑，主体采用空心的结构。后部 3 个圆柱体用于支撑和固定钻模板， 前面用铣床加工出一个平面和钻 8 个螺孔（M8*4 和 M5*4）用于装配 V 型块。 30 4.2.8 相关计算 切削力和卡紧力计算 本步加工可按钻削估算卡紧力。实际效果可以保证可靠的卡紧。 轴向力 NkfdCFFyMi 52.01.06.428.10 扭矩 Mzc 6.0.2 104.7. 由于扭矩很小，计算时可忽略。 卡紧力为 Nf04.52 取系数 S1=1.5 S2=S3=S4=1.1 则实际卡紧力为 F=S1*S2*S3*S4*F=10.06N 指定可靠的卡紧力。 定位误差分析 本工序采用 2 面 4 个 V 型块，加紧零件，在水平方向受力，垂直反向加紧。装 卡方式零件自重不会对零件的定位产生影响，零件不在在定位销正上方，就不 会对零件产生干扰。 机械卡具设计及操作的简要说明 夹具的卡紧力不太大，可以手动卡紧。夹具主体具上盖上设置有钻套，可以帮 助工人快速找到要钻孔的位置。 31 4.2.9 夹具装配 在相关配合结构，组装夹具 先安装夹具体下，装到钻床上夹紧。再将 2 个 V 型块用螺钉装到夹具主体下上。 再将 2 个 V 型块用螺钉转卡到夹具主体的上盖上。装卡拨叉零件。盖上上盖。 用 3 个导栓将夹具的上下部分固定在一起。拧紧防止在加工过程中松动，对零 件加工产生影响。 32 致 谢 在 XX 生活的四年里，我学到了很多。懂得了很多。这是我人生里一笔宝贵 的财富。每位老师的谆谆教。大学生活的美好时光转瞬即逝，弹指一挥间，我 将要完全的步入到这个社会，这个充满了惊喜，却又会让我有些许忐忑的社会。 首先，我要感谢 XX，学校给我们安排了一个充分的实习时间的机会，其实开 始我并不是很理解学校为什么要把我们所有的课程赶在大学三年前全部完成。 但是，当我在接触到了我的实习岗位时，我蓦然明白了学校的良苦用心，我们 平时在课堂上学习到的理论几乎是接近完美，亦或者是把可控制因素考虑到其 中的知识，但现实生活中，往往有些无法人为操控的变量在影响着一份工作的 进行。只有把理论巧妙的运用到工作中去时，你才会明白它到底是怎么一回事。 实习工作对于我的毕业设计起了很大的作用，由于在工作中了解到客服的需求， 知道任何一个细节不能被忽略，懂得一个设计的实用性到底有多大。所以，在 该次老师安排的设计中，也还算得上是得心应手。接下来，我要感谢邱老师， 老师细心耐心的指点了设计中每一处存在的问题，使我的思维变得更加的缜密， 同时，老师也会提出一些问题，指引我去更好的完善自己的设计，从邱老师的 身上，我学到的更多的是思维上的拓展。其次，我要感谢 XX 有限公司，是他 们给予了我这个实习机会，在工作中让我独当一面，给予了我充分的信任，作 为我们公司的产品设计，我常常会被拍到合作公司去沟通相关问题，虽然有时 会受到批评，但会更加让我明白了自己的责任，我的师父刘老师是位有着资深 经验的设计者，他会把自己毕生学到的东西无私的传授给我，让我拓宽了自己 的视野，沉淀了自己的心性。最后，谢谢 XX 的小伙伴们，大学四年，有你们 陪伴，生活多姿多彩，让我们共同奋斗，书写人生美丽恩篇章，加油！ 33 5 结束语 经过了两个多月的学习和工作，我终于完成了拨叉零件数控加工工艺及