第一篇：撥叉專用夾具設(shè)計說明書.

課程設(shè)計

機械制造工藝學課程設(shè)計

撥叉鉆孔的專用夾具設(shè)計

班 級： 學 號： 姓 名： 指導老師：

機電及自動化學院 2015年 01 月 26 日

課程設(shè)計

目錄

前 言...................................................................................................................................................................1 設(shè)計任務(wù)...............................................................................................................................................................2 1零件的工藝分析................................................................................................................................................3 1.1設(shè)計題目................................................................................................................................................3 1.2零件的使用要求基本分析....................................................................................................................3 1.3零件的工序特點....................................................................................................................................3 2.定位方案選擇...................................................................................................................................................4 2.1定位方案分析........................................................................................................................................4 2.1.1定位方案a.................................................................................................................................4 2.1.2定位方案b.................................................................................................................................4 2.2定位方案確定.........................................................................................................................................5 3.夾緊方案選擇...................................................................................................................................................5 3.1夾緊方案a.............................................................................................................................................6 3.2夾緊方案b.............................................................................................................................................6 3.3夾緊方案確定........................................................................................................................................6 4夾具具體結(jié)構(gòu)....................................................................................................................................................6 4.1定位元件................................................................................................................................................6 4.2夾緊機構(gòu)................................................................................................................................................7 4.3導向機構(gòu)................................................................................................................................................7 4.3.1鉆模體機構(gòu)................................................................................................................................7 4.3.2.鉆套的選擇...............................................................................................................................8 4.3.3鉆套高度的選擇........................................................................................................................8 4.3.4排屑間隙....................................................................................................................................9 5.定位誤差...........................................................................................................................................................9 5.1定位誤差分析........................................................................................................................................9 5.2定位誤差計算........................................................................................................................................9 6夾緊力計算......................................................................................................................................................10 6.1切削力計算..........................................................................................................................................10 6.2實際所需夾緊力計算..........................................................................................................................10 6.3夾緊力校核..........................................................................................................................................11 7夾具精度分析與計算......................................................................................................................................12 8夾具總裝..........................................................................................................................................................12 總結(jié).....................................................................................................................................................................14 參考文獻.............................................................................................................................................................15

課程設(shè)計

前 言

機械制造工藝學課程設(shè)計是在學完了機械制造工藝學（含機床夾具設(shè)計）和大部分專業(yè)課，并進行了實習的基礎(chǔ)上進行的一個教學環(huán)節(jié)。也是大學本科里的最后一次課程設(shè)計。這次設(shè)計為了使我們能綜合運用機械制造工藝學中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，獨立的分析和解決工藝夾具問題。讓我們初步具備設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件的機械加工工藝所需的夾具設(shè)計的能力，也是熟悉和運用有關(guān)手冊、圖表等技術(shù)及編寫技術(shù)文件等技能的一次實踐機會，形成規(guī)范解決問題的理念。設(shè)計是一項復(fù)雜細致的工作，本次設(shè)計更主要是為了通過解決在設(shè)計過程中常遇到一些困難和問題，積累了一些經(jīng)驗和教訓，發(fā)揮自己的主觀能動性，為今后的畢業(yè)設(shè)計及未來從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。

當然由于水平有限，說明書中難免出現(xiàn)一些錯誤和不妥指出，還希望老師不吝指出。

課程設(shè)計

設(shè)計任務(wù)

本次課程設(shè)計的任務(wù)是設(shè)計撥叉鉆孔的專用夾具的設(shè)計，目的是通過課程設(shè)計，學會綜合運用過去所學過的相關(guān)課程的知識，經(jīng)受一次理論聯(lián)系實際的綜合訓練，熟悉專用夾具設(shè)計的原則、步驟和方法，具備夾具設(shè)計的基本能力。

設(shè)計要求：

1.設(shè)計課題:撥叉鉆孔的專用夾具設(shè)計

2.生產(chǎn)綱領(lǐng)：中批量生產(chǎn)

上交材料：

1.課程設(shè)計說明書

一份 2.零件圖 一張 3.工序卡

一張 4.夾具裝配圖

一張 5.非標件零件圖 兩份

課程設(shè)計

1零件的工藝分析

1.1設(shè)計題目

根據(jù)工序6（對Ф15的孔進行鉆孔）設(shè)計一套專用夾具。

1.2零件的使用要求基本分析

本次設(shè)計的專用夾具相應(yīng)的零件是中批量生產(chǎn)的撥叉。撥叉是一個很重要的零件，因為其零件尺寸比較小，結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，但其加工孔和表面的精度要求較高，上下表面、圓弧表面都有粗糙度要求，零件精度要求較高，加工精度要求較高。其中，Ф15孔與底面的垂直度和上下端面的平行度要求較高，有精度要求，因為其尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質(zhì)量均影響機器或部件的裝配質(zhì)量，進而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工是非常關(guān)鍵和重要的。

1.3零件的工序特點

加工該工序使用的是鉆床Z535，加工工序6前，工件已經(jīng)加工了上下端面、前后端面、左右端面，即零件各面均可用于直接定位。如圖1.1所示：

圖1.1 撥叉零件圖

課程設(shè)計

2.定位方案選擇

在夾具設(shè)計中，工件在夾具中定位的主要工作內(nèi)容包括：根據(jù)工件的表面結(jié)構(gòu)特征和工序要求，確定工件需要限定的自由度；確定定位方式，即確定工作上的定位表面及其與之相對應(yīng)的定位元件；分析工件各表面定位方式組合后限定自由度的情況，對欠定位的進行定位方案修改，對不必要的過程定位自由度采取消除措施。擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞蔬x擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。

根據(jù)工序6特點，鉆Ф15的通孔，限制6個自由度。

2.1定位方案分析 2.1.1定位方案a

使用下底面限制3個自由度，再用V形塊和擋板限制另外的3個自由度。下底面限制了Z軸的移動、繞X軸的轉(zhuǎn)動和繞Y軸的轉(zhuǎn)動，V形塊和側(cè)面擋板限了制X軸的移動、Y軸的移動和Z軸的轉(zhuǎn)動。剛好限制的6個自由度沒有出現(xiàn)過定位或者欠定位。

分析可知，該定位方案滿足要求。

2.1.2定位方案b 使用一面一銷和V形塊進行定位，下底面限制了Z軸的移動、繞X軸的轉(zhuǎn)動和繞Y軸的轉(zhuǎn)動，定位銷限制了繞Z軸的轉(zhuǎn)動，V形塊限制X軸的移動、Y軸的移動。也是剛好限制了6個自由度沒出現(xiàn)過定位和欠定位。

分析可知，該定位方案滿足要求。

課程設(shè)計

2.2定位方案確定

工序6為鉆?15的孔，使用方案b的短定位銷不僅零件不好拆卸，而且設(shè)計基準與定位基準不重合，會增大定位誤差，很難保證左右端面與孔中心線的對稱要求，而方案a既簡單又容易拆卸，也能使設(shè)計基準與定位基準重合，減小定位誤差，故方案a更合理。

3.夾緊方案選擇

在夾緊機構(gòu)設(shè)計時，一般根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)、尺寸、生產(chǎn)類型和工序內(nèi)容等選擇合適的夾緊機構(gòu)，并盡可能采用標準的零部件，使夾具的制造周期短、成本低。夾緊力源通常根據(jù)批量生產(chǎn)類型確定，由于裝配支撐塊生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，且工件尺寸較小，切削力不大，所以夾緊力源可采用手動的夾緊裝置。在確定夾緊力的方向、作用點的同時，要確定相應(yīng)的夾緊機構(gòu)。

確定夾緊機構(gòu)要注意以下幾方面的問題：

①安全性 夾緊機構(gòu)應(yīng)具備足夠的強度和夾緊力，以防止以外傷及夾具操作人員。②手動夾具夾緊機構(gòu)的操作力不應(yīng)過大，以減輕操作人員的勞動強度。③夾緊機構(gòu)的行程不宜過長，以提高夾具的工作效率。④手動夾緊機構(gòu)應(yīng)操作靈活、方便。

（1）.夾緊力的方向：夾緊力的方向要有利于工件的定位，并注意工件的剛性方向，不能使工件有脫離定位表面的趨勢，防止工件在夾緊力的作用下產(chǎn)生變形。1).作用方向應(yīng)垂直于工件的主要定位基準，以保證加工精度； 2).作用方向應(yīng)與工件剛度最大的方向一致，以減少工件的夾緊變形； 3).作用方向應(yīng)盡量與工件的切削力、重力等的作用方向一致，以減小夾緊力； 綜合上述，選擇夾緊力的作用點在Φ27孔的左端面。

（2）.夾緊力的作用點：夾緊力的作用點應(yīng)選擇在定位元件支承點的作用范圍內(nèi)，以及工作剛度高的位置。確保工件定位準確、不變形。夾緊力的作用點的設(shè)計原則

1).應(yīng)落在支承元件上或幾個支承元件所形成的支承平面內(nèi)，以避免破壞定位或造成 較大的夾緊變形；

2).應(yīng)落在工件剛性較好的部位上；

3).應(yīng)盡可能靠近加工面，以提高工件加工部位的剛度和抗振性。

課程設(shè)計

3.1夾緊方案a 使用螺旋壓板夾緊機構(gòu)對撥叉的左端面進行夾緊。

螺旋壓板夾緊機構(gòu)實現(xiàn)對工件的夾緊，采用標準的夾緊螺釘，螺旋升角很小，自鎖性能好，壓板又是標準件有利于實現(xiàn)夾緊工件，減少夾具的減少制造周期。能夠達到對工件的夾緊要求。

3.2夾緊方案b

使用單螺旋夾緊機構(gòu)對撥叉的前端面進行夾緊。

單螺旋夾緊機構(gòu)采用螺紋自鎖原理實現(xiàn)對工件的夾緊，能夠達到對工件的夾緊要求。

3.3夾緊方案確定

比較方案a和方案b，使用方案b缺點：夾緊動作慢、工件裝卸費時，且機構(gòu)相對復(fù)雜，對于定位比較麻煩，而方案a不僅操作簡單，機構(gòu)也更加簡單，零件的拆卸快，誤差小，所以選擇方案a更加合理。如圖3.1所示：

圖3.1 夾緊機構(gòu)示意圖

壓緊機構(gòu)由壓板和自鎖螺栓組成，既能實現(xiàn)自鎖又能有較大的夾緊力，便于拆卸和裝夾。

4夾具具體結(jié)構(gòu)

4.1定位元件

工件以平面定位的定位元件有底板、側(cè)面擋板、和V形塊。其中V形塊可自動對心。底板與工件配合要求地面平面度要好和與下底面的平行度和粗糙度要求高，側(cè)面擋板限制其繞Z軸轉(zhuǎn)動也是與工件接觸要有一定的粗糙度要求。

課程設(shè)計

4.2夾緊機構(gòu)

單螺旋夾緊機構(gòu)：采用方案a進行夾緊如圖4.1所示：

圖4.1 單螺旋夾緊機構(gòu)圖

由螺釘和壓板組成，自鎖性好，承受的壓力大。

4.3導向機構(gòu) 4.3.1鉆模體機構(gòu)

用來裝配鉆套和與夾具體的配合，鉆模體與鉆套的配合是

H7鉆模體下底面與夾具體n6基體配合所以平面度要求比較高，上表面又要與孔保持垂直度要求一般保持在Ф0.02左右，對于撥叉零件去Ф0.02保證其精度，鉆模體與底板的配合連接靠螺栓鎖緊和定位銷定位保證其上平面與底板平行。如圖4.2所示：

圖4.2 鉆模體示意圖

用于與鉆套的配合，有特定的公差配合保證其加工精度。

課程設(shè)計

4.3.2.鉆套的選擇

鉆床夾具的導向元件為固定鉆套,它的作用是確定刀具相對夾具定位元件的位置,并在加工中對鉆頭等加工刀具進行引導,保證被加工孔的位置精度和防止刀具在加工中發(fā)生偏斜。

固定鉆套適用范圍：

1中批量生產(chǎn)用的鉆模應(yīng)采用外徑直接壓入鉆模的固定鉆套。2對于下列情況應(yīng)采用帶肩固定鉆套

（1）利用鉆套端面左基面

（2）鉆模板較薄

（3）要防止細碎切屑進入孔內(nèi) 可換鉆套的適用范圍：

1鉆套磨損后更換方便，適用大批量生產(chǎn)

2適用在鉆套外徑很大，以致不容易壓入鉆?；蛞蜚@模壁較薄壓入鉆套容易產(chǎn)生變形時采用。

對于本次夾具設(shè)計是屬于中批量生產(chǎn)，且鉆套的外徑才Ф22mm，適用固定鉆套，鉆套選擇外徑Ф22mm，內(nèi)徑Ф14mm，高度16mm,帶肩的固定鉆套，與鉆模體采用圖4.3所示：

H7配合。如n6

圖4.3 鉆套示意圖

4.3.3鉆套高度的選擇

鉆套高度與所鉆孔的孔距精度、工件材料、孔加工深度、刀具剛度、工件表面形狀等因素有關(guān)。鉆套高度H越大,刀具的導向性越好，但刀具與鉆套的摩擦越大,一般取H=(1～2.5)D，孔徑小、精度要求高時，H取較大值，所以H=(1×23～2.5×25)mm=(23～62.5)mm。

課程設(shè)計

查文獻《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》表5-181可取固定鉆套的高度H=16mm。

4.3.4排屑間隙

排屑間隙h值應(yīng)適當選取，h值太小時，切屑難以自由排出，使加工表面被損壞；h值太大時，會降低鉆套對鉆頭的導向作用，影響加工精度。加工鑄鐵時，h=(0.3～0.4)D 即h=(0.3～0.4)D=（0.3×23～0.4×25）mm=（6.9～10）mm。查文獻【2】《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》表5-181，可取排屑間隙h=10mm。

5.定位誤差

定位誤差包括兩個部分，一是由于工件的定位基準與工序基準或設(shè)計基準不重合而引起的定位基準變動量，稱為基準不重合誤差；二是由于工件上的定位基準和定位元件上的定位工作表面的制造不準確（包括配合間隙）而引起的定位基準位置的變動量，稱為基準位移誤差。

5.1定位誤差分析

由于該夾具使用下底面作為基準限制3個自由度、V形塊右限制2個自由度、側(cè)面擋板限制一個自由度，從而完全定位，所以設(shè)計基準與定位基準重合，即該定位方式下，各定位基準的基準不重合誤差為零，所以主要計算基準的位移誤差。

5.2定位誤差計算

一般情況下，定位誤差應(yīng)滿足：

△dw≤(1/3~1/5)該工序6是鉆?15孔，主要是V形塊定位的誤差計算。根據(jù)參考文獻[5]第8頁，表1-6可知： 定位誤差計算公式（90度V形塊）：

△D.W(A)??D2sin?2?0.71?D=0.00923mm

課程設(shè)計

△D.W(B)??D2sin?2(1?1)?0.21?D=0.00273mm

△D.W(C)??D2sin(1?2?1)?1.21?D=0.015mm 經(jīng)分析可知其誤差都小于0.1。即：該定位方案所以滿足要求。

6夾緊力計算

6.1切削力計算

鉆?15孔時選用：鉆床Z535，刀具用高速鋼。由參考文獻[2]第34頁公式（2-1）可知:切削力公式為：

Mf?0.21D2f0.8Kp

其中：

HB0.6Kp?()，f?0.1mm/r

190

灰鐵硬度取190HBW 即：Mf?0.12x142x0.10.8x1?6.5N?m

6.2實際所需夾緊力計算

根據(jù)參考資料[1]第299頁，表6.22可知：

KMsinWK??2?1Rsin?2

??2R式中，根據(jù)參考資料[4]第478頁表3-19，取?3?0.12,?4?0.12,??90? 總的安全系數(shù)K可按下式?jīng)Q定：

課程設(shè)計

K?K0K1K2K3K4K5K6

式中：K0——基本安全系數(shù)，一般取1.0；

K1——加工狀態(tài)系數(shù)，粗加工取1.2，精加工取1.0；

K2——刀具鈍化系數(shù)，一般取1.0-1.9；可參考參考資料[4]表3-20選?。?K3——切削特點系數(shù)，連續(xù)取1.0，斷續(xù)取1.2；

K4——夾緊動力穩(wěn)定性系數(shù)，手動夾緊取1.3，機動夾緊取1.0；

K5——手動加緊手柄位置系數(shù)，若手柄位置操作方便，手柄偏轉(zhuǎn)角度范圍小，取1.0；若手柄位置操作不方便，手柄偏轉(zhuǎn)角度范圍大，取1.2。

K6——僅在有力矩企圖使工件回轉(zhuǎn)時，才應(yīng)考慮支撐面接觸情況系數(shù)。

K的值約為：

K?1.0?1.2?1.3?1.0?1.3?1.0?1.0?2.028

所以：

WK?KMfsin?2??2R22.028?6.5?0.707?1000? 0.12?15?0.707?0.12?15?3021N?1Rsin?由計算可知所需實際夾緊力適中，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用單螺旋夾緊機構(gòu)。

6.3夾緊力校核

根據(jù)參考文獻[4]第488頁表3-26可得： 帶手柄螺釘M16可用夾緊力為：Q=7900N 由Q>WK可知，該單螺旋夾緊機構(gòu)滿足夾緊要求，即該機構(gòu)工作是可靠的。

課程設(shè)計

7夾具精度分析與計算

為保證夾具設(shè)計的正確性，首先要在設(shè)計圖樣上對夾具的精度進行分析。用夾具裝夾工件進行加工時，其工序誤差可用誤差不等式：

?2D??2A??2T??K 式中：△D———定位誤差，mm；

△A———安裝誤差，mm；

△T———調(diào)整誤差，mm；

δK———工件工序尺寸公差，mm 定位誤差 ?D?0.05（設(shè)計定位元件已計算）

安裝誤差 定位心軸與夾具底面的垂直度公差為0.01mm，即安裝誤差?A?0.01mm 調(diào)整誤差 鉆套與鉆模體之間的尺寸公差為0.024mm，即調(diào)整誤差?T?0.024mm。

1222?2D??2A??2?0.05?0.01?0.024?0.056??K T3（?K?0.43mm;0.15mm）

因而該夾具能保證Ф15的基本尺寸公差和位置度0.15mm的加工要求。

8夾具總裝

專用夾具包含了：（1）夾具體（2）夾緊機構(gòu)（3)撥叉(4)M5螺栓(5)定位銷(6)鉆模體(7)鉆套(8)V形塊(9)沉頭螺釘(10）圓柱螺釘組成；由V形塊、底面和擋板進行定位，V形塊利用螺栓與夾具體連接鎖緊，可自動對心。鉆模板利用2根定位銷進行定位，再利用一對螺釘鎖緊連接，可拆卸，定位好，鉆套采用固定鉆套與鉆模版直接固定保證其垂直度，夾緊機構(gòu)采用手動式螺栓鎖緊，便于拆卸和裝夾。對于夾具體與鉆床T形臺的連接采用一對螺栓鎖緊。操作時只需擰松夾緊機構(gòu)進行裝夾，拆卸也是靠夾緊機構(gòu)進行松開。從而取出工件。如圖8.1所示：

課程設(shè)計

圖8.1 總裝示意圖

夾具裝配圖標注尺寸、配合及技術(shù)要求

1）確定定位元件間的尺寸，兩定位銷距離72mm。

2）根據(jù)加工孔的加工要求，位置度公差為零件相應(yīng)尺寸0.1的公差值的1/3。3）鉆套中心線與夾具底面的垂直度公差為Ф0.02mm。4）定位銷軸線與底面的垂直度公差為Ф0.02mm。5）定位平面與夾具體地面平行度公差為0.01mm。

6）標注關(guān)鍵件的配合尺寸如圖，?15H7H7，?6。n6m6

課程設(shè)計

總結(jié)

此次設(shè)計是對撥叉零件的加工工序6的專用夾具設(shè)計，即：對于φ15孔鉆，選用全約束的定位方式，并以操作簡單的手動夾緊方式夾緊，其機構(gòu)設(shè)計簡單，方便且能滿足要求。通過這次課程設(shè)計，使我對零件制造中的加工工藝和夾具設(shè)計都有了更進一步的認識，也加深了對大學所學基礎(chǔ)知識的學習和理解。課程設(shè)計是理論聯(lián)系實際的最有效方法。在具體設(shè)計過程中，必須考慮到方方面面的問題，在理論上正確無誤的設(shè)計，在實際中往往存在各種問題。這樣，在設(shè)計時就必須考慮所設(shè)計的機構(gòu)是否合理，在實際運用中能否正常工作，而不僅僅考慮理論上的可行性，課程設(shè)計使我學會了從實際出發(fā)設(shè)計加工零件的工藝規(guī)程。在本次設(shè)計中，經(jīng)濟因素也是非常重要的，應(yīng)以最經(jīng)濟的加工方式，達到最符合要求的工藝技術(shù)要求，從而實現(xiàn)以最低的成本完成最合理的加工。

總的來說，這次的課程設(shè)計使我獲益良多，過程曲折可謂一語難盡。在此期間我也失落過，也曾一度熱情高漲。從開始時滿富盛激情到最后汗水背后的復(fù)雜心情，點點滴滴無不令我回味無長。生活就是這樣，汗水預(yù)示著結(jié)果也見證著收獲。勞動是人類生存生活永恒不變的話題。通過這次課程設(shè)計，我才真正領(lǐng)略到“艱苦奮斗”這一詞的真正含義，我想說：設(shè)計確實有些辛苦，但苦中也有樂；設(shè)計確實很累，但當我們研究出數(shù)據(jù)制成成果時，心中也不免產(chǎn)生興奮……

本次夾具設(shè)計是一次難得的實踐機會，不僅鞏固了已學知識，并且在如何做好設(shè)計，如何利用資源，如何修改設(shè)計方案等方面有了一定的提高。但是由于自己相關(guān)專業(yè)知識知貧乏，當中可能會出現(xiàn)一些問題，希望老師諒解，并多多批評和指正。

課程設(shè)計

參考文獻

[1]尹成湖，李保章，杜金萍主編.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計.高等教育出版社，2009.3 [2]盧秉恒主編.機械制造技術(shù)基礎(chǔ).機械工業(yè)出版社，2007.12 [3]王大康，盧頌峰主編.機械設(shè)計課程設(shè)計.北京工業(yè)大學出版社，2010.3 [4]浦林祥主編.金屬切削機床夾具設(shè)計手冊.機械工業(yè)出版社，1995 [5]曹巖主編.機床夾具手冊與三維圖庫.化學工業(yè)出版社，2010.3 [6]李柱主編.互換性與測量技術(shù).高等教育出版社，2004.12 [7]沈蓮主編.機械工程材料.機械工業(yè)出版社，2007.8

第二篇：撥叉夾具設(shè)計說明書

課程設(shè)計說明書

題

目： 撥叉零件夾具設(shè)計

——在銑床上銑削長端反端面

姓

名：董超

學

號：1100401059

指 導 教 師：郭崇善

專 業(yè) 年 級：2011級機制 所在學院和系：機械工程學院

完 成 日 期：2014年7月14日---2014年7月24日

/ 10

目 錄

機械制造裝備設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書...........................3 1.加工零件的介紹.........................................4 1.1被加工零件........................................4 1.2加工零件的介紹.....................................4 2.定位方案的選擇.........................................5 2.1工藝過程分析.......................................5 2.2確定夾具類型.......................................6 2.3擬定定位方案和選擇定位元件.........................6 2.3.1擬定定位方案..................................6 2.3.2選擇定位元件..................................7 2.3.3定位誤差的計算................................7 3.夾緊方案的選擇.........................................7 3.1確定夾緊方案.......................................7 3.2夾緊力的估算.......................................8 4.夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計.........................................9 5.夾具的使用說明.........................................9 6.設(shè)計小結(jié)..............................................10 7.參考文獻...............................................10

/ 10

機械制造裝備設(shè)計課程設(shè)計

任 務(wù) 書

1．課程設(shè)計題目：撥叉零件夾具設(shè)計 2．指導教師：郭崇善 3．課程設(shè)計目的：

（1）培養(yǎng)學生對所學知識進行綜合、比較、歸納、運用的能力。（2）培養(yǎng)學生查閱和搜集資料、獨立思考、獨立工作的能力。（3）通過對撥叉零件夾具設(shè)計，使學生將書本的理論知識與生產(chǎn)實際相結(jié)合。培養(yǎng)學生解決實際工程問題的能力。（4）掌握編制技術(shù)文件的方法與步驟。4．給定條件和基本數(shù)據(jù) 4.1給定條件：

(1)撥叉

1、撥叉2零件圖。

(2)撥叉零件材料QT40-17,毛坯為精鑄件，生產(chǎn)批量為2000件／年

4.2基本數(shù)據(jù)：詳見撥叉

1、撥叉2零件圖。5．具體設(shè)計要求

撥叉1工藝過程為：

（1）在銑床上銑削Φ24H7孔長端端面（2）在銑床上銑削Φ24H7孔短端端面（3）在鉆床上鉆削Φ24H7孔（4）在銑床上銑削小臺階面（5）在銑床上銑削大臺階面（6）在銑床上銑削R25弧形面（7）在銑床上銑削R25弧形端面

（8）在鉆床上鉆削M8-6H螺紋底孔并攻螺紋 撥叉2工藝過程為：

（1）在銑床上銑削長端端面（2）在銑床上銑削長端反端面（3）在銑床上銑削短端端面（4）在鉆床上鉆削Φ10H8孔

/ 10

（5）在鉆床上鉆削Φ12H7、Φ25H7 針對以上工序，以4人為一小組。組員任務(wù)單列，每人任務(wù)： 1）將給定零件圖繪制為工程圖；

2）翻閱和查找相關(guān)設(shè)計手冊和資料,確定夾具設(shè)計方案； 3）設(shè)計一套完整的夾具工作圖； 4）編寫出設(shè)計說明書一份。

1.加工零件的介紹

1.1被加工零件（撥叉2）零件圖，如圖1所示：

圖1 1.2加工零件的介紹：

撥叉零件是機床變速箱里用于撥動齒輪的零件，要求對齒輪撥位準確，因此有一定的加工精度要求。又由于撥叉零件的形狀不是很規(guī)范，因此在機床上使用通用夾具難于加工，故需設(shè)計專用夾具。撥叉

/ 10

類零件主要加工平面和孔。

該撥叉零件材料QT40-17,毛坯為精鑄件，生產(chǎn)批量為2000件／年。

2.1工藝過程分析：

2.定位方案的選擇

撥叉2零件的加工工藝過程為：（1）在銑床上銑削長端端面（2）在銑床上銑削長端反端面（3）在銑床上銑削短端端面（4）在鉆床上鉆削Φ10H7孔（5）在鉆床上鉆削Φ12H8、Φ25H8孔

本次設(shè)計的夾具——銑削長端反端面夾具，屬銑床夾具。長端反端面銑削夾具用于第二道工序，即銑削長端反端面，如圖2所示：

圖2 經(jīng)分析可知，在本工序之前已加工好的表面為長端端面。

/ 10

??0A2，本工序需要保證的尺寸為A1?28?0.3mm，加工之前的尺寸為??0加工余量為?A。實際上除了保證A1?28?0.3mm外，還隱含應(yīng)保證長端端面與反端面的平行度要求，只不過該平行度要求控制在A1尺寸范圍內(nèi)。

本工序使用普通立式銑床銑削，刀具為盤狀銑刀。2.2確定夾具類型：

本工序為銑削長端反端面，除了保證尺寸公差外，為便于后續(xù)工序的加工，還應(yīng)保證與底面即長端端面的平行度誤差。因此采用普通銑床夾具即可。

2.3擬定定位方案和選擇定位元件： 2.3.1擬定定位方案：

以右圖所示坐標系為例，為銑削長端反端面，在圖2中，應(yīng)限制工件的三個自由度，分別是Z軸方向的線性自由度和繞X、Y軸的旋轉(zhuǎn)自由度，工件其余的自由度可限制，也可不限制，但在限制時，形成過定位，要考慮這個過定位是否影響加工或裝卡?？紤]到前一個工序已加工完成，并保證他們的精度要求，選擇以長端端面為第一基準面，即可限制工件的三個自由度。但是該定位基準面在X方向太小，定位不太穩(wěn)定，所以再選擇工件的側(cè)面為定位基準，限制工件的三個自由度。實際限制了工件的五個自由度，即：X、Y、Z三個方向的線性自由度和繞X、Y的旋轉(zhuǎn)自由度。

/ 10

2.3.2選擇定位元件：

以底面為第一定位基準面，在底面放置大平面來限制工Z軸方向的移動自由度以及繞X軸的旋轉(zhuǎn)自由度；側(cè)面為第二定位基準面，由于要限制工件繞Y軸的旋轉(zhuǎn)自由度，并且考慮到工件為圓柱型，選擇一個V型塊為定位元件，實際限制5個自由度即X、Y、Z軸方向的線性自由度和繞X，Y軸的旋轉(zhuǎn)自由度；在長端小頭部分和短端端面分別加一個活動手柄壓緊螺釘，這樣就限制了所有的自由度，以利于減少工件在加工過程中的竄動，也有利于減小夾緊力。2.3.3定位誤差的計算：

本工序的定位誤差主要以大平面的定位誤差為主，V型塊和活動手柄壓緊螺釘主要起輔助作用，具體分析過程如下：

（1）基準不重合誤差為0；（2）平面定位引起的誤差：

誤差主要是平面產(chǎn)生的位移誤差，該誤差由加工平面時的精度決定，一般很小，可以忽略不計，所以總誤差也很小，定位誤差顯然在工件允許誤差的范圍內(nèi)，所以加工精度足以保證。133.夾緊方案的選擇

3.1確定夾緊方案：

以大平面為底面，通過長端小頭部分的活動手柄壓緊螺釘和V型塊將工件左右夾緊，用在短端端面的活動手柄壓緊螺釘和平面將工件上下夾緊。

/ 10

3.2夾緊力的估算：

通常，由于切削力本身是估算的，工件與支承件間的摩擦因數(shù)也是近似的，因此夾緊力也是粗略估算的。在計算夾緊力時，將夾具和工件看作一個剛性系統(tǒng)，以切削力的作用點，方向和大小處于最不利于夾緊時的狀況為工件受力狀況，根據(jù)切削力、夾緊力（大工件還應(yīng)考慮重力，運動速度較大時應(yīng)考慮慣性力），以及夾緊機構(gòu)具體尺寸，列出工件的靜力平衡方程式，求出理論夾緊力，再乘以安全系數(shù)，作為實際所需夾緊力。

安全系數(shù)一般可取S=2～3，或按下式計算：

S?S1S2S3S4

式中

S1— 一般安全系數(shù)，考慮工件材料性質(zhì)及余量不均勻等引起切削力

變化，S1=1.5～2；

S2— 加工性質(zhì)系數(shù)，粗加工S2=1.2，精加工 S2?1； S3— 刀具鈍化系數(shù)，S3=1.1～1.3；

S4— 斷續(xù)切削系數(shù)，繼續(xù)切削時S4?1.2，連續(xù)切削時S4?1。

工件與支承元件之間的摩擦因數(shù)，以及工件與夾緊元件間的摩擦因數(shù)，可由支承表面特點決定。該夾具支承表面為光滑表面，摩擦因數(shù)?取0.15～0.25。

該夾具設(shè)計時依次取S1?

2、S2?

1、S3?1.2、S4?1，則

S?S1S2S3S4?2?1?1.2?1?2.4

/ 10

又，μ=0.25，L=195-12.5=182.5㎜，F(xiàn)A=40N，L1=250mm,L2=0㎜，且

0.5Fjminμ（L1+ L2）= FAL 得 Fj≥SFjmin=

2SFAL=560N。

?（L1?L2）估算得夾緊力為560N。

4.夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計

考慮到工件要在立式銑床上加工，所設(shè)計的夾具最后要在銑床上一起夾緊，因此在保證加工要求的基礎(chǔ)上，夾具必須盡可能簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，裝拆工件容易，操作方便。底面通過大平面將工件定位在夾具體上，并在工件上面的活動手柄壓緊螺釘將工件固定在夾具體上；壓緊螺釘通過導向板與V型塊過盈配合，并一起固定在支撐板上，為防止工件加工過程中發(fā)生變形與轉(zhuǎn)動，在工件另一側(cè)面要加輔助支撐，并與V型塊盡可能點對點安裝，在工件的加工面要留退刀間隙。由于工件的生產(chǎn)批量不大，可以不設(shè)置對刀裝置。

5.夾具的使用說明

本工序是要加工長端反端面，因此在裝載工件時，應(yīng)將工件短端端面朝上放置，然后通過V型塊來調(diào)節(jié)，定位好，工件上面的活動手柄壓緊螺釘將工件壓緊；再進一步旋緊壓緊螺釘，推動V型塊直至壓緊為止；在夾緊時應(yīng)當注意，夾緊力不要太大，以免工件產(chǎn)生變形，工件不能移動為準。

/ 10

6.設(shè)計小結(jié)

這次課程設(shè)計為期兩周，在郭老師的精心指導下和自己查閱相關(guān)設(shè)計手冊的情況下，我按照計劃完成了設(shè)計任務(wù)。通過這次課程設(shè)計鍛煉了我將所學知識聯(lián)系實際生產(chǎn)并將理論化為設(shè)計的能力，為以后走向工作崗位打下了堅實的基礎(chǔ)。做完這個課程設(shè)計使我深刻的體會到了理論聯(lián)系實際的重要性，因為你不聯(lián)系實際，不應(yīng)用于設(shè)計，所學的將永遠只是理論而不能轉(zhuǎn)化為自身的能力。

7.參考文獻

[1] 大連理工大學工程畫教研室.機械制圖 [M].6版.北京： 高等教育出版社2007.7。

[2] 關(guān)慧貞，馮辛安.機械制造裝備設(shè)計 [M].3版.北京：機械工業(yè)出版社,2009.11。[3] 機床夾具設(shè)計手冊[M]。

[4]張鋒，古樂.機械設(shè)計課程設(shè)計手冊.[M].北京：高等教育出版社，2007.7。

/ 10

第三篇：撥叉的制造工藝夾具設(shè)計說明書

南京農(nóng)業(yè)大學

機械制造工藝學課程設(shè)計說明書

設(shè)計題目：撥叉的工藝制造及夾具設(shè)計

學生姓名： 閆彪

學生學號： 30309210 院（系）： 工學院 年級專業(yè)： 車輛工程 指導教師： 徐秀英

2012年5月31日

目錄

一 設(shè)計說明??????????????? 2

二 零件分析???????????????

三 工藝工程設(shè)計?????????????

四 家具設(shè)計???????????????

五 設(shè)計心得???????????????

六 參考文獻???????????????4 11 13 13

一、設(shè)計說明

機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計是我們在學完了大學的全部基礎(chǔ)課，專業(yè)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課后進行的。這是我們在進行畢業(yè)設(shè)計之前對所學的各科課程一次深入的綜合性總復(fù)習，也是一次理論聯(lián)系實際的訓練。因此，他在我們的大學四年生活中占有重要的地位。

就我個人而言，我希望通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進一步適應(yīng)性的訓練，希望自己在設(shè)計中能鍛煉自己的分析問題、解決問題、查資料的能力，為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。

由于能力有限，設(shè)計尚有很多不足之處，希望各位老師給予指導。

二、零件的分析

（一）零件的作用：

題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。它位于廂體內(nèi)部：主要作用是傳遞紐距，幫助改變機床工作臺的運動方向。零件在主視方向均有8mm的筋板?0。022支撐，零件中部有?250的花鍵孔，上平面分別有M8的螺紋孔和5mm的錐孔.,所有技術(shù)要求都是為了機床總體裝配.。

(二)零件的工藝分析：

本零件可從零件圖中可知,它有三組加工面,而有位置要求,還有兩組孔,也有位置和精度要求。

1、零件左端面，它是毛坯鑄造出來之后等待加工的第一個面，此面將作為初基準，表面粗糙度為3.2。根據(jù)表面粗糙度要求我們采取粗銑、半精銑的加工方式，即節(jié)省時間又能達到技術(shù)要求。

2、零件頂面，它是以底面為粗基準而加工的，它將作為精基準以完成以后的孔加工，為達到題目要求我們采取粗銑、半精銑的加工方式，表面粗糙度為3.2。.最終達到要求。

?0。0223、以頂面為基準加工?250的花鍵孔，此面表面粗糙度為6.3。采用鉆，擴即達到要求。4、18mm的槽加工，此槽側(cè)面粗糙度為3.2，底面粗糙度為6.3即采取粗銑、半精銑，兩步工序能達到要求。

5、加工M8螺紋孔，由《機械加工工藝手冊》查知底孔為φ6.7，考慮到工藝要求我們采取鉆、攻絲兩步工序。

6、加工M5錐孔，由《機械加工工藝手冊》查知.配鉆方式加工。在加工的適當工藝過程中我們對產(chǎn)品進行質(zhì)量檢查，以滿足工藝要求。

由以上工藝過成的完成，本零件也按要求加工完成。

三、工藝規(guī)程設(shè)計

（一）確定毛坯的制造形式。

由零件要求可知，零件的材料為HT200，考慮到本零件在具體工作的受力情況，我們選擇砂型鑄造，足以滿足要求，又因為零件是中批量生產(chǎn)，所以選擇砂型鑄造是提高效率節(jié)省成本的最佳方法。

（二）基準面的選擇

基準面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計的重要過程之一?；娴倪x擇正確與否，可以是加工質(zhì)量的到保證，生產(chǎn)效率提高，否則，不但加工工藝過程漏洞百出，更有甚者，零件的大批量的報廢，使用無法進行，難以在工期內(nèi)完成加工任務(wù)。

粗基準的選擇對于本撥叉來說是至關(guān)重要的，對于一般零件而言，應(yīng)以出加工的表面為粗基準，本零件正好符合要求，對于精基準而言，主要應(yīng)考慮到基準重合的問題，當設(shè)計基準與工藝基準不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算，本題?0。021目我們以?250的孔為精基準，基本滿足要求。

（三）制定工藝路線

制定工藝路線的出發(fā)點，是應(yīng)該使兩件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度 等技術(shù)要求得到妥善保證，在生產(chǎn)綱領(lǐng)一確定成批生產(chǎn)的情況下，我們盡量集中工序，除此之外我們還應(yīng)該考慮經(jīng)濟效益，工藝簡單工序集中，盡量降低成本。

工藝路線方案： 工序：1/、鑄造；

2/、時效處理；

3/、粗銑、半精銑左端面；

4/、粗銑、半精銑頂面；鉆、擴?22孔；

5/、鉆、擴?22孔；

6/、車?26倒角

7/、拉花鍵孔；

8/、銑18mm槽；

9/、鉆M8底孔φ6.7、攻絲M8，配鉆M5錐孔

10/、去刺

11/、檢驗。

（四）機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定

“撥叉”零件的材料為HT200，硬度HB170—200，毛坯重量約為1kg,生產(chǎn)類型為成批量生產(chǎn)，采用砂型鑄造，13級精度以下。（批量生產(chǎn)）

根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別對個加工表面的機械加工余量、工藝尺寸及毛坯尺寸確定如下：

1．零件端面：

此面是粗基準，是最先加工的表面，由《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》表6-92及公式（6-16）計算底面加工余量。

e=CAmax式中

e

——余量值；

0.2A0.15

Amax ——鑄件的最大尺寸；

A

——加工表面最大尺寸；

C

——系數(shù)

e=0.55×800.2?750.15=2.5mm 滿足《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》表6-93的要求。

2． 頂面.30—80面：

因為表面粗糙度要求高，根據(jù)零件圖中可以看出加工余量為

e=3mm 滿足《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》表6-93的要求。

3、中間?22孔

毛坯為實心，不沖出孔，孔精度為IT7—IT8之間，根據(jù)《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》確定尺寸和余量。

鉆孔：φ20 擴孔：φ22

e=2mm

4、φ25 花鍵孔

以φ22孔為基準拉孔

e=3mm 5.銑18mm槽

毛坯為實心，不沖出孔，根據(jù)《機械制造工藝手冊》查知e=18mm

6、M8螺紋孔

毛坯為實心，不沖出孔，根據(jù)《機械制造工藝手冊》查知M8底孔為6.7為零件滿足要求確定尺寸余量如下。

鉆M8底孔φ6.7；

攻絲M8；

e= 1.3mm.（五）確定切削用量及基本工時

1、工序Ⅲ：銑端面

a/加工條件：機床：X62W臥式銑床

刀具：高速鋼圓柱銑刀

GB1106-85

其中d=80mm，L=82mm , l=22mm b/計算切削用量：ap=2.5mm 由《機械加工工藝手冊》表15.53可知：

f=af?z?0.20?6?1.2mm/r

由《切削用量手冊》表9.4-8可知：

vt =0.34m/s

nt=1.35r/s

vft=1.70m/s 各休整系數(shù)為Kmv=Kmn=Kmf=0.69

Ksv=Ksn=Ksf=0.8 所以有

V=0.34?0.69?0.8=0.19m/s

V=1.35?0.69?0.8=0.75r/s

V=1.70?0.69?0.8=0.94mm/s

由X62W機床取

nt=0.792r/s=47.5r/min

vfc=1.0mm/s

所以實際切削速度

v=

?d0n=0.20m/s=12m/min 1000

afc.=

vfcncz?0.21mm/z

.確定主軸轉(zhuǎn)速：l1+l2=17mm

l=75mm

n=100v=7r/s=420r/min ?d0

切削工時：

tm?l1?l?l2?92s?1.53min nwf2、工序Ⅳ：銑20+10平面

加工條件：機床：X52K立式銑床

刀具：高速鋼立銑刀

其中d=32mm，z=6.計算切削用量：ap=3mm

由《機械加工工藝實用手冊》表15-52

af=0.08mm/z

由《機械加工工藝實用手冊》表15-55 v=0.3m/s=18m/min ns?1000v1000?18==3r/s(179r/min)?dw3.14?32按機床選取：

n??280r/min?4.67r/s

v實際??d?n?1000?3.14?32?3.17?0.317m/s?

1000 切入 l1?10mm 切出 l2?2mm

l=80mm

vf?afzn?1.52mm/s

.l1?l2?l80?10?2??1.01min vf1.52切削工時：

tm1?

3、工序Ⅵ 鉆，擴φ22孔

(1)鉆φ20孔

a/加工條件：機床：Z525立時鉆床..刀具：麻花鉆

其中d=20mm，.b/計算切削用量：ap=20mm 由《機械加工工藝手冊》表15-53，表15-37可知：

.f=0.36mm/r

v=0.35m/s

.確定主軸轉(zhuǎn)速：

n=

1000v=.334r/min ?d0.按機床選?。?/p>

nw?392r/min

實際機床選?。?v=n???0.41m/s 1000

切入 l1?5mm 切出 l2?3mm

l=80mm

切削工時：

tm?

（2）擴φ22孔 l1?l?l2?0.62min.nw?f

a/加工條件：機床：Z525立時鉆床..刀具：擴孔鉆

其中d=22mm，.b/計算切削用量：ap=2mm

由《機械加工工藝手冊》表15-53，表15-37可知：

.f=0..81mm/r

v=0.14m/s

確定主軸轉(zhuǎn)速：

n=

1000v=.121.5r/min ?d0.按機床選?。?/p>

nw?140r/min

實際機床選?。?v=n???0.16m/s 1000l1?l?l2?0.78min.切削工時： tm?nwf4、拉花鍵孔

ns?znlyr1.5?80?1.2?1.4??0.13m/s

1000?vfz?z1000?3.6?0.06?7

5.銑18mm槽

a/加工條件：機床：x62w臥式銑.床..刀具：直齒三面刃銑刀

其中d=80mm，z=18

b/計算切削用量：ap=18mm

由《機械加工工藝手冊》表15-53，表15-55可知：

.af=0..20mm/z

v=18mm/min

確定主軸轉(zhuǎn)速：

n=

1000v=71.6r/min ?d09.按機床選取：

nw?75r/min

n???0.314m/s 1000

實際機床選?。?v=切削工時： tm?

6.鉆M8螺紋孔 l1?l?l2?1.16min.nwf

(1)鉆M8螺紋底孔φ6.7孔.a/加工條件：機床：Z525立時鉆床..刀具：麻花鉆

其中d=6.7mm，.b/計算切削用量：ap=6.7mm 由《機械加工工藝手冊》表15-53，表15-37可知：

.f=0.13mm/r

v=0.35m/s

.確定主軸轉(zhuǎn)速：

n=1000v=.998r/min ?d0.按機床選取：

nw?960r/min

實際機床選?。?v=n???0.34m/s 1000

切入，切出 l1.+l2=4mm

l=11mm

切削工時：

tm?

(2)攻絲M8

a/加工條件：機床：Z525立時鉆床..刀具：機用絲錐

其中d=8mm，.b/計算切削用量：ap=1.3mm l1?l?l2?0.12min.nw?f由《機械加工工藝手冊》表15-53，表15-37可知：

.f=1mm/r

v=0.12m/s

.確定主軸轉(zhuǎn)速：

n=

1000v=286r/min ?d0.按機床選?。?/p>

nw?272r/min

n???0.11m/s

實際機床選?。?v=1000

切入，切出 l1.+l2=4mm

l=11mm

切削工時：

tm?l1?l?l2?0.06min...nw?f

四、夾具設(shè)計

為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。

經(jīng)過和指導教師的協(xié)商，我決定設(shè)計第9道工序——鉆M8底孔φ6.7、攻絲M8，配鉆M5錐孔的夾具設(shè)計，本夾具將用于Z525立式鉆床。刀具為.麻花鉆，機用絲錐。.為達到零件工藝要求，對零件進行鉆、擴、.兩步工序進行加工。

1、問題提出：利用本夾具主要是鉆M8螺紋底孔φ6.7孔。此孔.沒有特殊的形位要求。因此，在本道工序加工時，主要應(yīng)考慮如何提高勞動的生產(chǎn)率，降低勞動強度，而精度則不是主要問題。

2、夾具設(shè)計

1）根據(jù)定位基準的選擇原則，采用以 2）3）

?22孔以及端面來定位。

切削力及夾緊力計算

F?9.81CFd0ZffYfKF 查表可得CF=42.7、xf=1.0、yf=0.7、KFZ=0.9

..因此Fz=.595N M?9.81CMd0ZMfYMKM

查表可得CM=0.021、xM=2.0、yM=0.8、KM=0.87..因此 扭矩

M=1.6Nm

由夾緊力機構(gòu)產(chǎn)生的實際夾緊力應(yīng)滿足下式

P=K×F'

其中：其余系數(shù)K=K1×K2×K3×K4

K1——基本安全系數(shù) 1.3

K2——加工性質(zhì)系數(shù)1.1

K3——刀具鈍化系數(shù)1.15

K4——斷續(xù)刀削系數(shù)1.2

所以

K=1.3×1.1×1.15×1.2.=1.98 考慮實際夾緊力較小，以及所加工零件的結(jié)構(gòu)特征，決定選用滑動壓板夾緊結(jié)構(gòu) 而且不需要進行強度.校核.。

3）定位誤差分析

由于所加工的零件對本工序加工的面沒有特殊的技術(shù)要求，雖然由于定位孔的加工誤差以及底面的誤差，可能產(chǎn)生所加工的面的平面度、位置度等形位誤差，但是在這里是允許的。4）夾緊設(shè)計及操作的簡要說明

如前所述，在設(shè)計夾夾具時，應(yīng)該注意勞動生產(chǎn)率。但是考慮到本零件結(jié)構(gòu)的特殊性，以及所需的夾緊力較小等原因，螺旋夾緊機構(gòu)成了首選的方案。這種結(jié)構(gòu)的缺點就是夾緊過程慢，且裝卸不太方便。為了解決這一矛盾，我將其中的一個定位銷設(shè)計成活動的。

五、設(shè)計心得

兩個星期的機械設(shè)計到今天已經(jīng)劃上句號，經(jīng)過著兩個星期的努力，不僅順利完成了課程設(shè)計這個任務(wù)，而且從中一方面鞏固了之前的理論學習，另一方面也發(fā)現(xiàn)了自己在學習工程中存在的薄弱環(huán)節(jié)。經(jīng)過老師的知道，和自己的認真學習，自己把一些沒有掌握好的知識點進一步加深理解，把在設(shè)計過程中發(fā)現(xiàn)的問題，作為今后學習過程中努力的方向。課程設(shè)計，是一個系統(tǒng)性、知識點廣泛的學習過程。通過這樣一個系統(tǒng)性的學習和結(jié)合，使自己把學過的知識聯(lián)系起來，運用在各個方面上去。同時，廣泛地運用設(shè)計手冊，學會了在實際中運用工具書，和獨立完成每一步查找工作；在整個零件的加工過程是和其他同學分工完成，所以在設(shè)計過程中需要和同學一起討論分析，在夾具設(shè)計過程中也想同學征求了意見，是設(shè)計更加符合實際要求。

六、參考文獻

1、李益民主編，機械制造加工工藝簡明手冊，機械工業(yè)出版社，1994.7

2、廖念釗等主編，互換性與技術(shù)測量（第三版），中國計量出版社，2006.8

4、馮之敬主編，機械制造工程原理，清華大學工業(yè)出版社，2004.1

5、袁哲俊、劉華明主編，刀具設(shè)計手冊，機械工業(yè)出版社，1999.6

6、王光斗、王春福 主編，機床夾具設(shè)計手冊（第三版），上?？茖W技術(shù)出版社，2000.11

7、崇凱主編，機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計課程設(shè)計指南，化學工業(yè)出版社，2007.2 13

第四篇：專用夾具說明書

機械制造裝備設(shè)計

課程設(shè)計說明書

題目

后輪專用夾具設(shè)計

系

機械與運載學院

專業(yè)

機械設(shè)計制造及其自動化

班級

081412

姓名

顧育銘

學號

指導教師

趙 元

完成日期 2011 年 7 月 13 日

沈陽理工大學應(yīng)用技術(shù)學院

沈陽理工大學應(yīng)用技術(shù)學院機械制造裝備課程設(shè)計說明書

《機械制造裝備設(shè)計》課程設(shè)計計劃書

一、課程設(shè)計目的

1、本課程設(shè)計是《機械制造裝備設(shè)計》課程的延續(xù)，通過設(shè)計實踐，進一步掌握機械制造裝備設(shè)計的一般方法。

2、培養(yǎng)學生綜合運用機械制圖、機械設(shè)計基礎(chǔ)、金屬材料及熱處理、機械制造結(jié)構(gòu)工藝等相關(guān)知識，培養(yǎng)工程設(shè)計的能力。

3、培養(yǎng)學生使用手冊、圖冊、有關(guān)資料及設(shè)計標準規(guī)范的能力。

4、提高學生技術(shù)總結(jié)及編制技術(shù)文件的能力。

5、為畢業(yè)設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)。

二、課程設(shè)計題目

后輪專用夾具設(shè)計

三、課程設(shè)計的內(nèi)容與基本要求

（一）內(nèi)容

1、完成后輪工件的鏜孔專用夾具總裝配圖。

2、完成鏜孔專用夾具部分零件工作圖。

3、編寫設(shè)計計算說明書。

4、總工作量要求：總圖量為：0#圖紙1張；設(shè)計計算說明書15頁。

（二）基本要求

1、課程設(shè)計必須獨立的進行，每人必須完成總工作量要求。

2、根據(jù)設(shè)計題目，完成規(guī)定的設(shè)計內(nèi)容和工作量要求。

3、正確的運用手冊、標準，設(shè)計圖樣必須符合國家標準規(guī)定。

4、設(shè)計計算說明書力求用工程術(shù)語，簡明扼要，計算合理、準確，表達清晰，文字通順簡練，字跡工整。

四、進度安排 1、1-2天分析零件草圖，初定零件工作圖，擬定夾具設(shè)計方案。2、3-5天完成夾具裝配草圖設(shè)計。3、6-10畫零件工作圖、夾具裝配圖、夾具零件圖及設(shè)計計算說明書。

課程設(shè)計指導教師： 趙 元 2011 年 7 月 4 日

沈陽理工大學應(yīng)用技術(shù)學院機械制造裝備課程設(shè)計說明書

教研室主任： 趙艷紅

2011 年 7 月 4 日

摘 要

機械制造過程中用來固定加工對象，使之占有正確的位置，以接受施工或檢測的裝置。又稱卡具。從廣義上說，在工藝過程中的任何工序，用來迅速、方便、安全地安裝工件的裝置，都可稱為夾具。例如焊接夾具、檢驗夾具、裝配夾具、機床夾具等。其中機床夾具最為常見，常簡稱為夾具。在機床上加工工件時，為使工件的表面能達到圖紙規(guī)定的尺寸、幾何形狀以及與其他表面的相互位置精度等技術(shù)要求，加工前必須將工件裝好（定位）、夾牢（夾緊）。夾具通常由定位元件（確定工件在夾具中的正確位置）、夾緊裝置、對刀引導元件(確定刀具與工件的相對位置或?qū)б毒叻较?、分度裝置（使工件在一次安裝中能完成數(shù)個工位的加工，有回轉(zhuǎn)分度裝置和直線移動分度裝置兩類）、連接元件以及夾具體（夾具底座）等組成。

夾具種類按使用特點可分為：1）通用夾：通用夾具是指已經(jīng)標準化的，在一定范圍內(nèi)可用于加工不同工件的夾具。例如，車床上三爪卡盤和四爪單動卡盤，銑床上的平口鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺等。這類夾具一般由專業(yè)工廠生產(chǎn)，常作為機床附件提供給用戶。其特點是適應(yīng)性廣，生產(chǎn)效率低，主要適用于單件、小批量的生產(chǎn)中。

2）專用夾具：專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設(shè)計的夾具。其特點是結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率，但設(shè)計制造周期較長、制造費用也較高。當產(chǎn)品變更時，夾具將由于無法再使用而報廢。只適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。3）通用可調(diào)夾具和成組夾具：其特點是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應(yīng)不同零件的加工。用于相似零件的成組加工所用的夾具，稱為成組夾具。通用可調(diào)夾具與成組夾具相比，加工對象不很明確，適用范圍更廣一些。4）組合夾具：組合夾具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的標準元件和部件組裝而成的夾具。由專業(yè)廠家制造，其特點是靈活多變，萬能性強，制造周期短、元件能反復(fù)使用，特別適用于新產(chǎn)品的試制和單件小批生產(chǎn)。

國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85％左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3~4 沈陽理工大學應(yīng)用技術(shù)學院機械制造裝備課程設(shè)計說明書

年就要更新50~80％左右專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為10~20％左右。特別是近年來，數(shù)控機床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用。

目 錄

課程設(shè)計計劃書???????????????????????????????1 摘要????????????????????????????????????2 1.設(shè)計準備?????????????????????????????????

41.1年生產(chǎn)綱領(lǐng)??????????????????????????????4 1.2零件工藝分析?????????????????????????????4 2.方案設(shè)計?????????????????????????????????5 3.定位元件及夾緊機構(gòu)????????????????????????????6 3.1工件以平面定位 ?????????????????????????????6

3.2工件以圓柱孔定位????????????????????????????6 3.3工件以外圓柱面定位???????????????????????????7 3.4工件以一面兩孔定位???????????????????????????7 3.5 夾緊力的方向的確定???????????????????????????7 3.6夾緊力的作用點的選擇??????????????????????????7 3.7選擇夾緊機構(gòu)?????????????????????????????8 4.總體設(shè)計?????????????????????????????????8

4.1后輪專用夾具的基本組成 ????????????????????????8 4.2總體夾具裝配圖????????????????????????????8 5.零件設(shè)計?????????????????????????????????9

5.1定位元件及定位裝置零件的設(shè)計??????????????????????9 5.2加緊元件及夾緊裝置??????????????????????????10 5.3導向及對刀元件????????????????????????????10 5.4對刀元件及定向元件??????????????????????????11 6.定位誤差設(shè)計??????????????????????????????11 6.1.定位誤差??????????????????????????????11 6.2產(chǎn)生定位誤差的原因??????????????????????????11 6.3定位誤差的計算???????????????????????????12 總 結(jié)?????????????????????????????????13 沈陽理工大學應(yīng)用技術(shù)學院機械制造裝備課程設(shè)計說明書

致 謝?????????????????????????????????14 參考文獻?????????????????????????????????15

1.設(shè)計準備

1.1年生產(chǎn)綱領(lǐng)

工件的年生產(chǎn)量是確定機床夾具總體方案的重要依據(jù)之一。如工件的年生產(chǎn)量很大，可采用多工件加工、機動夾緊或自動化程度較高的設(shè)計方案，采用此方案時，機床夾具的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造成本較高；如工件的年生產(chǎn)量不大，可采用單件加工，手動夾緊的設(shè)計方案，以減小機床夾具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度及夾具的制作成本。如大批量夾具復(fù)雜，用全自動化的設(shè)備，小批量生產(chǎn)用手動設(shè)備。零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)可按下式計算：

N?Qn(1?a%?b%)

式中： N ——零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件 / 年）；

Q——產(chǎn)品的年生產(chǎn)綱領(lǐng)（臺 / 年）； n——每臺產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件 / 臺）； a%——備品的百分率； b%——廢品的百分率。1.2零件工藝分析

了解工藝規(guī)程中本工序的加工內(nèi)容，機床、刀具、切削用量、工步安排、工時定額，同時加工零件數(shù)。這些是在考慮夾具總體方案、操作、估算夾緊力等方面必不可少的。根據(jù)零件圖1-1可知，本道工序的內(nèi)容是鏜Φ58孔，保證表面粗糙度值為1.6,并且保證相對于基準C的垂直度誤差為0.04mm。

沈陽理工大學應(yīng)用技術(shù)學院機械制造裝備課程設(shè)計說明書

圖1-1 零件草圖

2.方案設(shè)計

方案一：臥鏜

采用一個V型塊和一個浮動V型塊用來定位，在零件后面加一個單板將其定位，把零件立起來用浮動V型塊來夾緊，然后再前后兩端加上支架，并在支架上安裝鏜套。

這種方法給加工帶來很多的不變，有可能導致工件定位不準確，這樣就不能保證垂直度誤差，用浮動V型塊夾緊容易使工件發(fā)生變形，所設(shè)計的專用夾具零件過多，提高了生產(chǎn)成本。方案二：立鏜

把零件放在底板上限制3個自由度，一個移動，兩個轉(zhuǎn)動，再用一個V型塊和一個浮動V型塊來限制2個自由度，兩個移動，總共是5個自由度。然后用兩個U型壓板來夾緊零件，防止零件在加工的過程中產(chǎn)生Z向的轉(zhuǎn)動。最后在工件上方加一個支承板按上鏜套。如圖2-1所示。

沈陽理工大學應(yīng)用技術(shù)學院機械制造裝備課程設(shè)計說明書

圖2-1 方案設(shè)計圖

3.定位元件及夾緊機構(gòu)

3.1工件以平面定位

工件以平面為定位基準定位時，常用支承釘和支承板作為定位元件。

1）主要支承

主要支承是指能起限制工件自由度作用的支承

1.固定支承：定位支承點位置固定不變的定位元件，包括支承釘和支承板。

2.可調(diào)支承：在夾具中定位支承點的位置可調(diào)節(jié)的定位元件。可調(diào)支承的頂面位置可以在一定范圍內(nèi)調(diào)強，一旦凋定后，用螺母鎖緊。溉整后它曲作用相當于一個固定支承。采用可凋支承，可以適應(yīng)定位面的尺寸在一定范圍內(nèi)的變化。

3.自位支承：又稱浮動支承，自位支承的位置可隨定位基準面位置的變化而自動與之適應(yīng)的；雖然它們與工件的定位基準面可能不止一點接觸，但實質(zhì)土只能起到一個定位支承點的作用。圖 9－8所示是一種常見的自位支承結(jié)構(gòu)。沈陽理工大學應(yīng)用技術(shù)學院機械制造裝備課程設(shè)計說明書

2）輔助支承

輔助支承是在夾具中不起限制自由度作用的支承。它主要是用于提高工件的支承剛度，防止工件因受力而產(chǎn)生變形。3.2工件以圓柱孔定位

1）定位心軸

定位心軸主要用于車、銑、磨、齒輪加工等機床上加工套筒類和空心盤類工件的定位，它包括圓柱心軸和小錐度心軸。二種圓柱剛牲心軸的典型結(jié)構(gòu)。圖9－10a所示為過盈配合心軸。心軸前端有導向部分。過盈心軸限制了 四個自由度。該心軸定心精度高，并可由過盈傳遞切削力矩。間隙配合心軸，當間隙較小時，它限制工件的 四個自由度；當間隙較大時，只限制貫X、Y兩個移動自由度，此時工件定位還應(yīng)和較大的端面配合使用，用來限制X、Y、Z、Y、Z 五個自由度。切削力矩靠端部螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力傳遞。此種心軸定心精度不高，但裝卸工件方便。

2）圓柱銷

圓柱銷有長、短兩種。短定位銷一般限制 XY二個移動自由庋。長定位銷在配合較緊時，限制X移動、Y移動和X旋轉(zhuǎn)、Y旋轉(zhuǎn)四個自由度。圖9-16為常用的定位銷。定位銷端部均有15°倒角以便引導工件套入。圖9－lld所示的可換式定位銷。

3）圓錐銷

固定的圓錐銷限制X移動、Y移動和Z移動三個自由度。3.3工件以外圓柱面定位

工件以外圓為定位基準時，可以在 v形塊、圓定位套、半圓定位套、錐面定位套和支承扳上定位。其中，用V形塊定位最常見。常用的v形塊的結(jié)構(gòu)型式，的型式適于小型零件定位，C適于中型以上零件的定位。V形塊上兩斜面間的夾角一般選60°、90°和120°，其中90°應(yīng)用最多。

3.4工件以一面兩孔定位

所謂一面兩孔是指定位基誰采用一個大平面和該平面上與之垂直的兩個孔來進行定位。如果該平面上沒有合適的孔，常把連接用的螺釘孔的精度提高或?qū)ｉT做出兩個工藝孔以備定位用。工件以一面兩孔定位所采用的定位元件是“一面兩銷”，故亦稱一面兩銷定位為了避免采用兩短圓銷所產(chǎn)生的過定位干涉，可以將一個圓銷削邊。這樣，可以既保證沒有過定位，又不增大定位時工件的轉(zhuǎn)角誤差。，夾具上的支承面限制 z移動、x旋轉(zhuǎn)和 沈陽理工大學應(yīng)用技術(shù)學院機械制造裝備課程設(shè)計說明書

y旋轉(zhuǎn)三個自由度，短圓銷隈制 兩個移動自由度，削邊銷限制Z旋轉(zhuǎn)自由度，屬完全定位。

3.5 夾緊力的方向的確定

1）夾緊力的方向應(yīng)有利于工件的準確定位，而不能破壞定位，一般要求主夾緊力應(yīng)垂直于第一定位基準面。

2）夾緊力的方向應(yīng)與工件剛度高的方向一致，以利于減少工件的變形。3）夾緊力的方向盡可能與切削力、重力方向一致，有利于減小夾緊力。

3.6夾緊力的作用點的選擇

1）夾緊力的作用點應(yīng)與支承點“點對點”對應(yīng)，或在支承點確定的區(qū)域內(nèi)，以避免破壞定位或造成較大的夾緊變形。

2）夾緊力的作用點應(yīng)選擇在工件剛度高的部位。

3）夾緊力的作用點和支承點盡可能靠近切削部位，以提高工件切削部位的剛度和抗振性。

4）夾緊力的反作用力不應(yīng)使夾具產(chǎn)生影響加工精度的變形。

3.7選擇夾緊機構(gòu)

設(shè)計夾緊機構(gòu)一般應(yīng)遵循以下主要原則：

1)夾緊必須保證定位準確可靠，而不能破壞定位。2)工件和夾具的變形必須在允許的范圍內(nèi)。

3)夾緊機構(gòu)必須可靠。夾緊機構(gòu)各元件要有足夠的強度和剛度，手動夾緊機構(gòu) 4)必須保證自鎖，機動夾緊應(yīng)有聯(lián)鎖保護裝置，夾緊行程必須足夠。5)夾緊機構(gòu)操作必須安全、省力、方便、迅速、符合工人操作習慣。6)夾緊機構(gòu)的復(fù)雜程度、自動化程度必須與生產(chǎn)綱領(lǐng)和工廠的條件相適應(yīng)。

4.總體設(shè)計

4.1后輪專用夾具的基本組成

（1）定位元件及定位裝置：采用一個V型塊、一個浮動V型塊、一個底板；

（2）夾緊元件及夾緊裝置：采用兩個U型壓板； 沈陽理工大學應(yīng)用技術(shù)學院機械制造裝備課程設(shè)計說明書

（3）導向元件：選用鏜套；

（4）對刀元件及定向元件：采用兩個定向鍵；（5）夾具體：采用底板、三個支承板； 4.2總體夾具裝配圖

5.零件設(shè)計

5.1定位元件及定位裝置零件的設(shè)計

用于確定工件正確位置的元件或裝置。采用一個V型塊、一個浮動V型塊、一個底板。

沈陽理工大學應(yīng)用技術(shù)學院機械制造裝備課程設(shè)計說明書

V型塊

浮動V型塊

5.2加緊元件及夾緊裝置

用于固定元件已獲得的正確位置的元件或裝置。采用兩個U型壓板； 沈陽理工大學應(yīng)用技術(shù)學院機械制造裝備課程設(shè)計說明書

U型壓板

5.3導向及對刀元件

用于確定工件與刀具相互位置的元件。選用鏜套；

鏜套

5.4對刀元件及定向元件

動力裝置在成批生產(chǎn)中，為了減輕工人勞動強度，提高生產(chǎn)率，常采用氣動、液動等動力 沈陽理工大學應(yīng)用技術(shù)學院機械制造裝備課程設(shè)計說明書

裝置。采用兩個定向鍵；

定向鍵

6.定位誤差設(shè)計

6.1定位誤差

工件的加工誤差，是指工件加工后在尺寸，形狀和位置三個方面偏離理想工件的大小，它是由三部分因素產(chǎn)生的：

1）工件在夾具中的定位、夾緊誤差。

2）夾具帶著工件安裝在機床上，夾具相對機床主軸（或刀具）或運動導軌的位置誤差，也稱對定誤差。

3）加工過程中誤差，如機床幾何精度，工藝系統(tǒng)的受力、受熱變形、切削振動等原因引起的誤差。

其中定位誤差是指工序基準在加工方向上的最大位置變動量所引起愛的加工誤差。6.2產(chǎn)生定位誤差的原因 1.基準不重合來帶的定位誤差：

夾具定位基準與工序基準不重合，兩基準之間的位置誤差會反映到被加工表面的位置上去，所產(chǎn)生定位誤差稱之為基準轉(zhuǎn)換誤差。2.間隙引起的定位誤差

在使用心軸、銷、定位套定位時，定位面與定位元件間的間隙可使工件定心不準產(chǎn)生定位誤差。

3.與夾具有關(guān)的因素產(chǎn)生的定位誤差

1）定位基準面與定位元件表面的形狀誤差。沈陽理工大學應(yīng)用技術(shù)學院機械制造裝備課程設(shè)計說明書

2）導向元件、對刀元件與定位元件間的位置誤差，以及其形狀誤差導致產(chǎn)生的導向誤差和對刀誤差。

3）夾具在機床上的安裝誤差，即對定誤差導致工件相對刀具主軸或運動方向產(chǎn)生的位置誤差。

4）夾緊力使工件與定位元件間的位置誤差，以及定位元件、對刀元件、導向元件、定向元件等元件的磨損。

6.3定位誤差的計算

鏜桿與鏜套間隙的間隙會引偏刀具，產(chǎn)生中心距誤差e，由下式求出：

e=(H/2 + h + b)△max/H e----刀具引偏量（mm）H----鏜套導向?qū)挾龋╩m）

h----鏜套端面與工件間的空間距離（mm）

△max----鏜桿與鏜套的最大間隙

鏜桿與鏜套的配合為φ58H7/r6，可知△max=0.052mm；將H=47mm, h=36, B=25mm代入，可求得e=0.05mm。

由于上述各項都是按最大誤差計算，實際上各項也不可能同時出現(xiàn)最大值，各誤差方向也很可能不一致，因此，其最和誤差可按概率法求和：

???0.0282?0.032?0.0242?0.052?0.024mm 該項誤差大于中心距允差的2/3，可用。

總 結(jié) 沈陽理工大學應(yīng)用技術(shù)學院機械制造裝備課程設(shè)計說明書

在這次歷時兩個禮拜的課程設(shè)計中，發(fā)現(xiàn)自己在理論與實踐中有很多的不足，自己知識中存在著很多漏洞，看到了自己的實踐經(jīng)驗還是比較缺乏，理論到實踐的能力還急需提高。

在設(shè)計的過程中，雖然感覺到了我的不足之處，但是我也學到了不少東西。在一定程度上，使我對以前學習過的東西有了加深理解和熟練操作。課程設(shè)計是機械專業(yè)學習的一個重要的、總結(jié)性的理論和實踐相結(jié)合的教學環(huán)節(jié)，是綜合運用所學知識和技能的具體實踐過程。通過本次夾具設(shè)計，我對所學的專業(yè)知識有了更深刻的理解和認識。課程設(shè)計內(nèi)容源于生產(chǎn)實踐，使得課程設(shè)計和實踐得到了充分的結(jié)合，有利于培養(yǎng)解決工程實際問題的能力。以前進工廠實習或參觀的時候?qū)A具也有所了解，而這次課程設(shè)計的經(jīng)歷，使我對夾具有了更深刻的認識。

首先根據(jù)已知工件的需要，選擇加工機床，應(yīng)選用鏜床加工比較合理，因此加工方向式垂直與水平面的。然后工件主要定位部分為直徑為φ76mm的外圓和一側(cè)端面，用長V型塊和一個定位銷定五個自由度。雖然沒有滿足六個自由度的要求，但是不影響機床夾具的工作。因為被加工件需要鏜一個孔不限制X向的旋轉(zhuǎn)。最后是將鏜套和V型塊固定在夾具體上，利用銷定位、螺柱、螺母和內(nèi)六角螺釘進行定位、夾緊。這樣將工件穩(wěn)固的夾緊在機床上，能更方便，準確的進行鏜孔加工。通過以上這些步驟，此機床夾具可以正常工作，此項設(shè)計方案可實施。通過精度驗算可知，此項機床夾具可施行。工件的定位、夾緊符合要求。

這次課程設(shè)計雖然不是屬于實踐的操作，但是從這次課程設(shè)計中能讓我們學習到一些課本中不能引起我們注意的細節(jié)東西，因此，體驗這次課程設(shè)計讓我們更能注意到細枝末節(jié)。這次課設(shè)使我對機床夾具設(shè)計有了更深刻的理解，特別使其中的技術(shù)要求，比如：夾緊力的方向要有利于工件的定位，并注意工件的剛性方向，不能使工件有脫離定位表面的趨勢，夾具體一般設(shè)計成平板式，保證具有足夠的剛性，還有設(shè)計的裝配圖應(yīng)按照1：1的比例畫出，視圖要完整清楚的表示出夾具的主要結(jié)構(gòu)及夾具的工作原理，并視所有工件為透明體，用雙點劃線畫出主要部分，并畫出定位元件，夾緊機構(gòu)和導向裝置的位置。

我們每一個人永遠不能滿足于現(xiàn)有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面還有更高的山峰在等著你。挫折是一份財富，經(jīng)歷是一份擁有。這次課程設(shè)計必將成為我人生旅途上一個非常美好的回憶！

致

謝沈陽理工大學應(yīng)用技術(shù)學院機械制造裝備課程設(shè)計說明書

在老師和同學的共同努力下，我們在兩周的時間內(nèi)完成了夾具課程設(shè)計。我們花費的時間很長，因為這是同學第一次進行這樣的課程設(shè)計。雖然過程中我們遇到了遇到困難，但是在老師的指點下，同學們都的十分的努力。我們這次終于把我們所學的知識運用到現(xiàn)實中來了，這對同學們加深對課本知識的理解很有好處。同學學會了對于不同的待工件設(shè)計不同的夾具，對于夾具的各種標準件都學會了如何查標準件手冊、如何使用它們。這些都是因為老師的幫助下，我們才能完成的。謝謝老師。

參考文獻 沈陽理工大學應(yīng)用技術(shù)學院機械制造裝備課程設(shè)計說明書

[1] 李慶余．機械制造裝備設(shè)計[M]．2版.北京：機械工業(yè)出版社，2008.7 [2] 白成軒．機床夾具設(shè)計新原理[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1997 [3] 宋殷．機床夾具設(shè)計[M]．開封：河南科學技術(shù)出版社，1985 [4] 東北重型機械學院，等.機床夾具設(shè)計手冊[M].上海：上?？茖W技術(shù)出版社，1980

第五篇：831005撥叉銑床夾具設(shè)計說明書

目錄

設(shè)計說明...............................................................................................................................................................1

1、零件的分析.....................................................................................................................................................3 1.1.零件的作用.............................................................................................................................................3 1.2.零件的工藝分析.....................................................................................................................................3

2、工藝規(guī)程設(shè)計.................................................................................................................................................4 2.1.確定毛坯的制造形式.............................................................................................................................4 2.2.基準的選擇.............................................................................................................................................4 2.3.制定工藝路線.........................................................................................................................................4 2.4.機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸確定.........................................................................................5

3、夾具設(shè)計.........................................................................................................................................................7 3.1.鏜孔夾具設(shè)計研究原始質(zhì)料.................................................................................................................8 3.2．定位基準的選擇..................................................................................................................................8 3.3.切削力及夾緊力的計算.........................................................................................................................8

4、設(shè)計體會語...................................................................................................................................................10 參考文獻.............................................................................................................................................................11

設(shè)計說明

通過機床工藝及夾具設(shè)計，匯總所學專業(yè)知識如一體(如《公差于配合》、《機械零件設(shè)計》、《金屬切削機床》、《機械制造工藝》等)。讓我們對所學的專業(yè)課得以鞏固、復(fù)習及實用，在理論與實踐上有機結(jié)合；使我們對各科的作用更加深刻的熟悉與理解，并為以后的實際工作奠定堅實的基礎(chǔ)！

在此次設(shè)計中我們主要是設(shè)計831005撥叉的銑床夾具。在此次課程設(shè)計過程中，我小組成員齊心協(xié)力、共同努力完成了此項設(shè)計。在此期間查閱了大量的書籍，并且得到了有關(guān)老師的指點，尤其是李君老師，在此表示感謝！

課程設(shè)計是在課程實習的基礎(chǔ)上進行的，根據(jù)自己的設(shè)計課題，在課程實習期間認真調(diào)查研究、搜索資料。

本次設(shè)計是提高CA6140車床上撥叉的加工效率，設(shè)計正確的加工工藝路線，以及某道工序的夾具。這次設(shè)計涉及到機床，機械加工工藝，工裝夾具等機制專業(yè)的幾乎所有的專業(yè)基礎(chǔ)知識。是一次全面地，系統(tǒng)地檢查自己在大學期間對專業(yè)知識學習的情況，在整個設(shè)計過程中做到嚴謹認真，一絲不茍的精神，盡量使自己的設(shè)計達到理想的水平，通過獨立的查找資料，分析，計算完成方案設(shè)計，圖紙設(shè)計和編寫技術(shù)文件等，設(shè)計了這套比較完整的加工工藝路線，使自己對機制專業(yè)有了更深刻的認識。

由于時間短促，經(jīng)驗不足以及水平有限，本次設(shè)計難免許多不妥和錯誤之處，敬請批評指正，以便及時改正。

一、零件的分析

1.零件的作用

題目給定的零件是831005撥叉它位于車床變速機構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求進行工作。寬度為8+0.0120mm的槽尺

寸精度要求很高，因為在撥叉拔動使滑 移齒輪時如果槽的尺寸精度不高或間隙 很大時，滑移齒輪得不到很高的位置精 度。所以，寬度為8+0.0120mm的槽和滑 移齒輪的配合精度要求很高。

2.零件的工藝分析

831005撥叉共有兩組加工表面。以花鍵孔的中心線為基準的加工面

這一組面包括?25+0.230mm的六齒方花鍵孔、?22+0.280花鍵底孔兩端的2X150到角和距中心線為27mm的平面。

以工件右端面為基準的8+0.030 mm的槽和18+0.120mm的槽

經(jīng)上述分析可知，對于兩組加工表面，可先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面

二、工藝規(guī)程設(shè)計

1.確定毛坯的制造形式

零件的材料為HT200，由于零件形狀規(guī)范，可以直接用鑄造，屬于中批生產(chǎn)。

2.基準的選擇

基準選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；鶞蔬x擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進（1）粗基準的選擇

粗基準選擇一般的原則：1.保證相互位置要求的原則 2.保證加工表面加工余量合理分配的原則 3.便于裝夾的原則 4.粗基準一般不得重復(fù)的原則。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證831005撥叉在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從831005撥叉零件圖分析可知，選擇作為831005撥叉加工粗基準。（2）精基準的選擇原則

選擇精基準的原則：1.基準重合原則 2.統(tǒng)一基準原則 3.互為基準原則 4.自為基準原則 5.便于裝夾原則。

要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證831005撥叉在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從831005撥叉零件圖分析可知，它的底平面與側(cè)面三孔平行而且占有的面積較大，適于做精基準使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。至于兩側(cè)面，因為是非加工表面，所以也可以用與頂平面的四孔的加工基準。

選擇精基準的原則時，考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾方便。粗基準的選擇：因為要保證花鍵的中心線垂直于右端面，所以以Φ40的外圓表面的粗基準。

精度基準的選擇：為保證定位基準和工序基準重合，以零件的A面為精基準。

3.制定工藝路線

制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理保證。

（1）工藝路線方案一

方案一

工序：

1.粗、精車端面，鉆、擴花鍵底孔、倒兩端15°倒角。2.粗、精銑削B面。3.銑削8+0.030mm的槽。4.銑削18+0.0120mm的槽。5.拉花鍵。6.終檢

方案二

工序：

1.粗、精車端面，鉆、擴花鍵底孔、倒兩端15°倒角。以Ф40mm圓柱面為粗基準。選用C3163-1轉(zhuǎn)塔式六角車床及三爪卡盤夾具。2.拉花鍵。以A面為基準，3.銑削槽B面。以花鍵的中心線及A面為基準。選用X62W臥式銑床加專用夾具 4.銑削18+0.0120mm的槽。以花鍵的中心線及A面為基準。選用X62W臥式銑床加專用夾具。

5.銑削8+0.030mm的槽。以花鍵的中心線及A面為基準。選用X62W臥式銑床加專用夾具。6.終檢

（3）工藝方案的比較和分析

上述兩方案中，工藝方案一把拉花鍵放在最后一道工序。但此方案中2.3.4工序很難對工件進行定位和加緊、方案二中，把花鍵放在第一道工序的后邊，這樣，方案二中的3.4.5道工序很容易對工件進行定位與加緊即以花鍵中心線和A面作為3.4.5道工序的定位基準。此方案定位精度高，專用夾具結(jié)構(gòu)簡單、可靠，所以采用方案二比較合理。以上工藝過程詳見附表1“機械加工工藝過程綜合卡片” 綜上所述將方案的加工工藝路線定制如下： 工序：

粗、精車端面，鉆、擴花鍵底孔、倒兩端15°倒角。以Ф40mm圓柱面為粗基準。選用C3163-1轉(zhuǎn)塔式六角車床及三爪卡盤夾具。拉花鍵。以A面為基準，銑削槽B面。以花鍵的中心線及A面為基準。選用X62W臥式銑床加專用夾具

銑削18+0.0120mm的槽。以花鍵的中心線及A面為基準。選用X62W臥式銑床加專用夾具。銑削8+0.030mm的槽。以花鍵的中心線及A面為基準。選用X62W臥式銑床加專用夾具。終檢

以上工藝過程詳見附表“機械加工工藝過程綜合卡片”。

4.機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸確定

加工工件尺寸：8+0.030mm , 長度L=40mm 加工要求：高速鋼錯齒三面刃銑刀（精密級K8）加工余量8 用乳化液冷卻

機床：X62W 1)選擇刀具：由加工尺寸公差0-0.3。所以銑刀精度為精密級K8 銑刀參數(shù)：L=8mm D=63 d=22 d1=34 ro=15° ao=12°an=6°Z=16 2)選擇切削量

由于槽的深度為8mm, 故一次走完，ae=8mm ap=8mm 由《切削用量簡明手冊》表3.3 確定f=0.15-0.3mm/r 現(xiàn)取f=0.3mm/r fz=0.3/16=0.018mm/z 3)選擇銑刀磨鈍標準及刀具壽命：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.7,得最大磨損量為0.5 由表3.8確定刀具壽命：T=100min其中

4)決定切削速度Vc和每齒進給量Vf、由《切削用量簡明手冊》3.27的公式 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv Cv=25,qv=0.2,Xv=0.1,yv=0.2,uv=0.5,pv=0.1,m=0.25,Km=1.12,Ksv=0.8,KTv=0.82, Kv=KmxKsvxKTv=1.12x0.8x0.82=0.79 Vc=(Cvxdoxqv)/(TmxapxXvxfzxyvxaexuvxZpv)·Kv =82.86m/min n=1000×Vc/?do=1000×82.86/3.14×63=418.87r/min 根據(jù)X62W型銑床說明書選nc=375r/min 實際速度Vc=?donc/1000=74.2m/min 選Vfc=ncf=375X0.3=112.5mm/min 根據(jù)X62W型銑床說明書選選Vf=110mm/min fzc=110/375×16=0.018mm/z 1)機床功率：根據(jù)《切削用量簡明手冊》表3.28 公式

圓周力 fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doaFnWF)KFC

KTV=0.90 KMFC=0.9

4由表28 得 CF=30，XF=1.0，yF=0.65，UF=0.83，WF=0，qF=0.83，KFC=1.28 Fc=(CFapxffzyFaeVFZ/doqFnWF)KFC=30 X 8 X 0.018 X 8/ 63 X 375 =505.6 N M=FCdo/2×103=15.9N?M Pc=FcVc/1000=1.18km 根據(jù)X62W型銑床說明書，功率足夠。6)基本工時基本工時根據(jù) 《切削用量簡明手冊》表3.5 Tm=(L+L1+△)/Vf=(40+14)/110=0.49（min）L1+△=14mm

三、夾具設(shè)計

為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量降低勞動強度，需設(shè)計專用夾具。

經(jīng)過與指導老師給題，決定設(shè)計加工頂部8mm槽的夾具。

1.鏜孔夾具設(shè)計研究原始質(zhì)料

經(jīng)過與指導老師協(xié)商，決定設(shè)計第5道工序——銑寬為80

+0。0

3mm槽的銑床夾具。本夾具將用與X63臥式銑床。刀具為高速鋼直齒三面刃銑刀，來對工件進行加工。

本夾具主要用來銑寬為80+0。03mm的槽，由于采用寬為80+0。022mm的精密級高速鋼直齒三面刃銑刀，一次銑削，所以主要應(yīng)該考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度．

2．定位基準的選擇

由零件圖可知，寬為80+0。03mm的槽，其設(shè)計基準為花鍵孔中心線和工件的右加工表面（A）為定位基準。因此選用工件以加工右端面（A）和花鍵心軸的中心線為主定位基準。

3.切削力及夾緊力的計算

刀具：高速鋼直齒三面刃銑刀，?63mm, Z=14 Fz=CP·t0.83·Sz0.65·D-O.83·B·Z·kP(見《切削手冊》3-56表)解得 Fz =200(N)

其中CP=52，t=8mm, Sz=0.08mm/s, B=8mm, D=63mm, Z=14, kP=(HB/198)0.55 在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)。安全系數(shù)K= k1 k2 k3 k4 水平切削分力FH=1.1 Fz =220(N)垂直切削分力Fv=0.3 Fz=60(N)其中： k1為基本安全系數(shù)1.5 k1為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 k1為刀具鈍化系數(shù)1.1 k1為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 F,=KFH =1.5 X 1.1 X 1.1 X 1.1 X 200=400(N)實際加緊力為WK= KFH/U1U2=400/0.5=800(N)其中U1和U2為夾具定位面及加緊面上的磨擦系數(shù)，U1=U2=0.025 螺母選用M16X1.5細牙三角螺紋，產(chǎn)生的加緊力為 W=2M/D2tg(a+6’55)+0.66(D3-d3/ D2-d2)解得： W=1O405(N)

其中： M=19000 N.M D2=14.8mm a=2029, D=23mm d=16mm 此時螺母的加緊力W已大于所需的800(N)的加緊力，故本夾具可安全工作。3.定位誤差分析

由于槽的軸向尺寸的設(shè)計基準與定位基準重合，故軸向尺寸無基準不重合度誤差。徑

向尺寸無極限偏差、形狀和位置公差，故徑向尺寸無基準不重合度誤差。即不必考慮定位誤差，只需保證夾具的花鍵心軸的制造精度和安裝精度。

四、設(shè)計體會語

為期四周的夾具課程設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，回顧整個過程，我組同學在老師的指導下，取得了可喜的成績，課程設(shè)計作為《機械制造工藝學》、《機床夾具設(shè)計》課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實踐更加接近，加深了理論知識的理解，強化了生產(chǎn)實習中的感性認識。本次課程設(shè)計主要經(jīng)歷了兩個階段：第一階段是機械加工工藝規(guī)程設(shè)計，第二階段是專用夾具設(shè)計。第一階段我們運用了基準選擇、切削用量選擇計算、機床選用、時間定額計算等方面的知識；夾具設(shè)計的階段運用了工件定位、夾緊機構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面的知識。

通過此次設(shè)計，使我們基本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設(shè)計的方法和步驟等。學會了查相關(guān)手冊、選擇使用工藝裝備等等。

總的來說，這次設(shè)計，使我們在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等方面得到了一次較好的訓練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設(shè)計的能力，為以后的設(shè)計工作打下了較好的基礎(chǔ)。

由于能力所限，設(shè)計中還有許多不足之處，懇請老師批評指正！

參考文獻

[1]、徐嘉元，曾家駒主編《機械制造工藝學》機械工業(yè)出版社 97.8 [2]、趙家齊：《機械制造工藝學課程設(shè)計指導書》，機械工業(yè)出版社 [3]、李益民主編：《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》，機械工業(yè)出版社 [4]、艾興 肖詩綱主編.《切削用量簡明手冊》.機械工業(yè)出版社, 1994 [5]、浦林祥主編.《金屬切削機床夾具設(shè)計手冊》.機械工業(yè)出版社, 1984 [6]、王啟平主編《機床夾具設(shè)計》哈工大出版社 85.12 [7]、東北重型機械學院主編《機床夾具設(shè)計手冊》上?？茖W技術(shù)出版社 80.1 [8]、徐灝主編《機械設(shè)計手冊》機械工業(yè)出版社 91.9 [9]、《機械制造工藝學》、《機床夾具設(shè)計》（教材）

[10]、孫麗媛主編，《機械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導》，冶金工業(yè)出版社2002 [11]、《機械零件設(shè)計手冊》 [12]、《機床夾具設(shè)計圖冊》

[13]、《幾何量公差與檢測》第五版 甘永立 主編 上?？茖W技術(shù)出版社 [14]、《互換性與技術(shù)測量》 周哲波 主編 北京大學出版社 [15]、《機械設(shè)計》 吳立言 陳國定 主編 高等教育出版社