机械设计制造及其自动化专业毕业论文(设计)——某车床叉头零件制造工艺及工装设计

1、三 江 学 院本科生毕业设计（论文）题 目 某车床叉头零件制造工艺及工装设计 高职 院（系） 机械设计制造及其自动化（数控技术）专业学生姓名 李梦超 学号 G095152014 指导教师 陈本德 职称 高工指导教师工作单位机械工程学院起讫日期2012.12.17 2013.4.5摘要机械制造技术课程设计中，我们学完了所有的大学基础课程，专业基础课和专业课后。这是进行毕业设计之前，我们在深入学习各科课程的总复习，但也有理论与实践和培训。因此，这两年我们的大学生活中占有极其重要的地位。我拨叉的设计，零件图，毛坯图，夹具装配图纸，工装夹具零件图。必须先熟悉零件，拨叉部件，拨叉的作用的理解，然后根据各

2、部分的性质和在端面粗糙度来确定毛坯的尺寸和机加工余量的零件图。然后，我们将确保粗糙度的基础上，最后确定拨叉的工艺路线图，工件装夹方案的发展，绘制夹具装配定位基准，确定良好的基础。就我个人而言，我希望通过这次课程设计自己的未来将从事的工作进一步进行适应性训练，我希望在设计中可以锻炼自己分析问题，解决问题，检查能力，为今后的工作打下良好的基础。由于能力有限，也有许多不足之处，希望老师指导。关键词：拨叉；工艺过程；夹具；设计ABSTRACTMachine manufacturing technology curriculum design we finished school all the bas

3、ic courses of the University, after the basic course and specialized courses. This is before we undertake graduate design an in-depth learning various curriculums total review, but also a theory with practice and training. Therefore, it occupies an extremely important position in the two-year life o

4、f our University.I The design of the fork, the parts of the map, the blank map, fixture assembly drawings, fixture parts diagram. Must first be familiar with the parts, the parts subject to the fork. Understanding of the role of the fork, then according to the nature of the parts and the parts diagr

5、am on the end face roughness to determine the dimensions of the blank and machining allowances. Then we will make sure that the positioning benchmark fine basis, determined after the rough on the basis of finalizing the the forks technology roadmap, the development of the workpiece clamping scheme,

6、draw fixture assembly.For me personally, I hope that through this curriculum design their own future will be engaged in the work of further adaptive training, I hope in the design can exercise their own analysis of the problem, solve the problem, check the ability for future work lay a good foundati

7、on.Because of limited capacity, there are many inadequacies hope that teacher guidance.Keywords: fork;process;fixture;design目 录第一章 绪论 .1第二章 零件的分析 .22.1 零件的作用.22.2 拨叉零件的工艺分析.22.3 本章小结.3第三章 工艺规程设计 .43.1 确定制造毛坯的形式 .43.2 基面的选择.43.3 制定工艺路线 .53.4 本章小结.9第四章 毛坯的确定以及偏差计算 .104.1 毛坯的确定.104.2 拨叉零件的偏差计算.114.3 本章

8、小结.13第五章 铣槽夹具设计 .145.1 定位基准的选择.145.2 制定夹具方案.145.3 定位元件的选择及计算.165.4 定位误差分析.175.5 铣削力与夹紧力计算.185.6 定向键与对刀装置选择.195.7 本章小结.21结束语 .22致 谢 .23参考文献 .24三江学院 2013 届本科生毕业设计（论文）1第一章 绪论工装夹具的设计和机械制造工艺，在大学几年后，才完成所有基础课程，技能，知识，经验和专业知识课的理论和实践与综合运用，所以我有一个更好的了解机械为今后的工作奠定了坚实的基础。这种设计是加工工艺的主要部分的一个工序需要特殊的夹具设计。工艺要求的零件，这时应该指出

9、的是，你是在加工的分析加工生产路线，以改善劳动生产率和加工精度的方法和过程。专用夹具设计可以提高加工精度的程度和劳动生产率，扩大机床的使用，而且还可以减少成本投入，然后确保产品的精度的基础上，努力提高生产效率，降低成本的数量。在这个毕业设计，分析，工艺拨叉开发和工艺路线比较，选择首选的加工工艺路线。铣槽专用夹具的设计，在这个过程中，夹具方案夹具定位误差与精度分析和计算的发展，选择下一步的设计，完成设计。通过这样的设计，培养分析加工过程的能力，机床夹具设计，这是在毕业前，唯一可以全面审查所有学到一些东西的总结，理论与实践相结合的培训。所以，这样的设计在我的大学生涯中，具有非同寻常的意义。我想踏上

10、毕业设计工作，培养他们的适应能力，从这里提高自己分析问题和解决问题的能力，为未来的职业生涯中为祖国现代化建设奠定了坚实的基础。因为个人能力尚有不足之处，这样的设计可能是差强人意，希望你可以批评和纠正。 三江学院 2013 届本科生毕业设计（论文） 2第二章 零件的分析2.1 零件的作用车床的拨叉是其变速机构中的零件，有换挡作用，操作者要调整主轴回转运动可以通过它来实现，按照自己的要求调整扭矩及速度。该零件下面的直径为 25的孔和操纵机构连在一起，位于上面的直径为 55 的半孔接触的轴则是位于所控制齿轮上。下面的齿轮变速主要依靠上方的力。2.2 拨叉零件的工艺分析在机床变速箱里，拨叉零件作为不可

11、缺少的零件，非常重要。但因该零件结构小且复杂，却要求孔以及侧面精度要高，另外还要加工小头孔上面的槽，因此制作起来不容马虎。拨叉的底部，两侧的大孔和在第一个孔的大小，粗糙度要求，所以需要整理。孔边的垂直度公差要求，加工槽槽两侧对称性和平行度公差要求。加上零件的各个部位都容易影响装配质量度，若是质量低，则使用寿命以及性能相对降低，而影响这些的主要因素是零件的相互位置、几何形状以及尺寸精度等。所以加工这些部位必须保证精度要求。零件如果要实现机械加工工艺化，则需具备可加工性，只有便于加工的零件才能够保证其质量，减少加工人力的投入。此外，设计紧扣工艺缓解，设计者在设计过程中要考虑工艺的使用，而工艺师傅在

12、加工的时候要秉承设计理念，达到设计师要求，因此二者相辅相成。从加工设计拨叉零件的工艺面来看，为了能够满足对孔和槽精度标准，必须选择合适的方法，使用符合条件的设备。不但要从加工效率以及精度上出发，还要注意经济的投入，在符合生产速度以及精度标准的前提上，用投入价格低的机床加工生产。加工要求：在表面上的孔和槽的加工方法的选择，要考虑的已加工表面的精度和表面粗糙度，根据各加工表面的技术相关，确定加工方式，划分加工工序；设备按照生产类型确定，大批量生产设备最好使用效率高的。对于单件小批量生产使用普通加工方法，采用通用设备。例如在生产大批量过程中通过拉削进行加工，而在小批量中使用柴油机连杆小头孔生产，利用

13、钻、扩、铰加工方式进行生产。加工过程要注意工件的材质，如为避免砂轮磨削塑性好的有色金属遭堵塞，通常利用高速精铣，精细车削等加工，而淬火钢零件表面淬火后只能用磨削进行精加工。除此之外，要注意工厂以及车间是否适合生产加工，尽可能的改善现有的加工方式以及引进新的设备，引用新技术，提高加工水平以及效率。对于其它 三江学院 2013 届本科生毕业设计（论文） 3因素，则要考虑到工件重量以及外形等等。A图 2-1 拨叉零件图2.3 本章小结本章主要是拨叉的分析，主要是从作用，流程分析和处理要求，表面粗糙相应的处理分析，并确定处理方法。访问大量的参考资料，上面的分析，使我对拨叉有了进一步的认识，并为后续的设

14、计奠定了坚实的基础。三江学院 2013 届本科生毕业设计（论文）4第三章 工艺规程设计3.1 确定制造毛坯的形式在考虑复杂程度的零件，加工表面和非加工表面的技术要求的生产批次大小这些情况后，来选择毛坯。选择毛坯制造，可以使整个过程更为经济合理，因此应及时考虑。正常情况下，主要取决于生产的性质。经过反复考虑，我选择了部件的材料为 HT200，虽然用可变速度车床加工，不像其他机器较少。然而，在工作过程中，这些部件经常有承受的载荷的变化和冲击负载，看起来比较复杂，加工难度大。因此，铸件的选择，以提高劳动生产率，保证精度，年产九千件属于了大量的生产标准，再加上零件的外形尺寸，金属铸造，这不但能够保证精

15、度，还可令生产率有效提升。综上，拨叉部分要处理槽，孔和平面。一般来说，平面处理保证质量，保证加工孔更容易的准确性。所以，拨叉加工阶段中孔的尺寸以及位置是比较难的，另一问题孔和槽、孔和平面之间的精度尺寸该如何把握。从以上的技术条件中可以看出：拨叉的尺寸精度，形位公差精度要求都很高，处理它很难，一定要注意。3.2 基面的选择工艺的设计当中，选择基面至关重要，合理确定基面，以保证加工质量，提高生产力。相反，如果加工工艺阶段中出现诸多情况，那么会导致零件报废，不但会影响生产进度，还会带来经济损耗。选择粗基准时，围绕的核心是怎么去维持每个加工表面有适当的剩量，并保证加工表面和未加工表面内的大小、位置符合

16、设计要求。如果是一般的轴类零件，最合理的就是以外圆作为粗基准。选择粗定位基准是要能处理一个良好的基础，同时明确这是主要的。粗的参考点的选择应基于以下原则：拨叉被选作一个粗基准制定出粗糙的表面的精细参考。 b 要未处理以及加工表面的位置和大小，适用于加工表面，被选作一个粗基准。 以确保工件表面是均匀的，你应该选择定位粗基准的表面。 d 当所有要加工的表面，最小的应保证被选择作为参考表面，以保证表面具有足够的余量。围绕平面和平面、平面和孔以及孔和孔的位置为中心，去保障加工拨叉的整个阶段里基准标准统一。由拨叉零件图可以得出，加工拨叉的粗基准以平面为主。精基准的选择要遵循以下原则：第一，基准重合。充分

17、利用设计基准作为定位基准。能有效地防止设计基准定位基准偏离基准不重合而导致的差异。第二，基准统一，尽量让定位基准统一。统一的基准，以保护工件表面的位三江学院 2013 届本科生毕业设计（论文）5置精度，以防止在基线导致错误的变化。使用同一夹具的各种过程，可以减少夹具设计和生产工作的参与。如：针孔轴类零件往往是作为定位参考。磨削和车削以此为基础，那么在单次的装夹过程里可同时加工多个表面，并能够让外圆表面轴心线和同轴度、端面的相对位置。第三，互为基准。两个加工表面与对方互为基准。有时淬火后齿轮的以齿面为基准磨齿，继而再将孔视为磨齿面的基准，有效的保障了均匀的齿面余量。第四，自为基准。个别精加工，以

18、确保余量的就更少了，所以你可以根据自己的加工表面作为参考。常见的拉孔使用无心磨床磨外圆等，都遵循自为基准原则。另一方面，精基准还要找精度较高、尺寸大的工件，这可以保证定位稳固。便于工件加工以及装夹等。围绕平面和平面、平面和孔以及孔和孔的位置为中心，去保障加工拨叉的整个阶段里基准标准统一。由拨叉零件图得出，这个零件的小头孔以及底平面可作为精基准。但整个工件的自由度不能够以单一的平面加上孔来约束的，单一的面加孔的自由度局限于五个。若是使用特殊的两孔一面的定位原则，则符合整个加工阶段的基准统一定位标准。在基准原则的选择前，要先试想是否便于加工以及保证精度，并方便装夹的事项。3.3 制定工艺路线谈起制

19、定工艺路线，首先应当考虑的是如何可以合理的保证很高的零件尺寸，位置以及尺寸的精度。针对零件需要批量生产的，通常统一的参考工具。因此，加工基准统一的过程拨叉处理的第一步。左端面的小孔作为一个粗略的基准，加工出一个右端面，右侧端面加工小头孔在后续的工作安排是一个小头孔定位的基础。布置后续工序应以先处理面后加工孔位原则，同时要把粗加工和精加工划分。加工方式拟定后，根据生产的类型以及工件的自身特点，按照机床设备等实际生产情况明确工序量。工序数划分原则如下：第一，工序分散原则简化工序内容，为了帮助选择最佳的切割，所以你可以使用通用的设备和机床的技术和设备。降低生产准备工作需要做，以方便更换的产品。工人的

20、技术水平要求相对较低。如果所需要的设备和大量的工人，生产工艺路线长，所需要面积大，则不方便管理。第二，工序集中原则减少工序量以及工件装夹次数，可减少工艺路线，这对工人数目以及生产面三江学院 2013 届本科生毕业设计（论文）6积有直接的减少作用，便于管理。在操作工程中，一次装夹阶段里可以对多个表面处理，以保护工件表面的相互位置精度。为了提高生产力，大规模生产可以采取高效率的专用机床，这样可以降低成本的投入。若使用复杂的工艺设备等，不但投资大，维修难，准备工作复杂，理应避免。通常，把单件小批生产的工序集中起来，可以便于生产管理。可是由于使用的设备不够专业，因此工序集中难，几乎都是使用结构简单的专

21、用夹具以及专用机床组织流水线生产。加工完毕，处理工件至整洁，再使用压缩空气吹净，最大程度的减少毛刺、砂粒、铁屑等残留其中。制定工艺路线，你应该考虑的是分散或集中的原则过程。工序分散就是以尽量多的工序来加工好零件，相反的便是工序集中。 （1）工序集中工序量不多，夹次量不多，工件装，可以减少工艺路线，生产面积所需不多，操作工人也无需太多，便于生产管理。在操作工程中，一次装夹阶段里可以对多个表面处理，以保护的相互位置精度的工件,为了提高生产率，大规模生产的高效率，可以采取特殊的机这样可以降低成本的投入。若使用复杂的工艺设备等，不但投资大，维修难，准备工作复杂，选择这样的生产方式是不合理的。（2）工序

22、分散简化工序内容，可帮助选择最佳的切割，所以你可以使用一个通用的设备和机床的技术和设备。降低生产准备工作需要做，以方便更换的产品。工人的技术水平要求相对较低。如果所需要的设备和大量的工人，生产工艺路线长，所需要面积大，则不方便管理。工序分散和集中都有其自身的特色，所以需要按照生产的类型以及工厂实际状况和加工要求，综合以上几点之后再确定使用的原则。生产管理精简，在单件小批生产过程中，普遍都将工艺集中起来。可集中工序也受约束，这是因为没有使用专用的设备，通常使用流水线生产专用夹具和专用机床的结构简单。近年来，计算机在系统控制机床和数控加工中心，逐渐施加这让工序集中的优势显现出来，就算让单件小批生产

23、工序集中，也不用担心生产准备工作多，最终获得更好的经济收益。为提高零工加工的质量，加工阶段通常分为：第一，粗加工阶段这是为了让多余的金属得以去除，精加工也是在此前提条件上得以继续。粗加工还可以为半精加工，精加工给予定位支持，在粗加工阶段里若查到毛坯存在问题，则会以修补或者报废处理，减少日后加工的浪费。为了加快生产速度，粗加工可以选择切削用量较大的，使用精度不高、刚性三江学院 2013 届本科生毕业设计（论文）7佳、功率较大的机床。粗加工时，因为切削的力度大，因此产生较多热量，也需要更大的夹紧力，因此容易导致的工件的内应力及变形，较大的粗糙度，加工精度不高。通常情况下，粗公差等级之间。粗糙度为。

24、1112ITIT10 1.25Ram第二，半精加工阶段所谓的半精加工，主要是加工次要面，并对主要面进行加工，为之后的精加工提供方便，令加工余量符合标准。通常为其公差等级，9 10ITIT是表面粗糙度。10 1.25Ram第三，精加工阶段精加工过程中会把剔除工件多余的量，以提高工件形状位置精度为目，令表面粗糙度等各方面都满足设计需求。此外这道工序通常都在最后执行，这可以降低或者避免工件在精加工时候出现表面损伤情况。建议精加工用切削用量小、工件变形情况不大的机床进行，这可提高精度。该工序的加工精度通常是，乃是其表面粗糙度。6 7ITIT10 1.25Ram另一方面，确定好加工过程之后可以更好的规划

25、热处理工序。因为热处理性质存在差异，因此个别要放在粗精加工阶段中，而个别需要放在粗加工前。虽然如此，但这些都不是一定的。在实际操作中，面对刚性佳，但要求精度低或者小批量的工件等常常对阶段划分要求没那么严格。这类工件在保证产品质量的基础上，一般只有粗、精加工两个阶段，有时候甚至不分是粗加工还是精加工。在对工件一个平面或者一个工序的加工过程中，不一定要划分粗精的，一定要划分阶段的是针对加工全程的。如工序的定位精基准面，粗加工时候要求准确无误，但在精加工时候，可使用钻小空之类的粗加工。为了能够更好的制定工艺路线，首先要考虑的就是使零部件的尺寸符合制定技术的要求，让零件的几何形状和位置达到标准的精度，

26、如果已经确定好生产纲领，为了能够更好地提高生产效率，减低生产成本的投入，让经济效益达到最大化，在制定过程中，可以选择将专用工具与万能性机床二者良好的结合在一起，并且在生产过程中集中工序的办法。表 3-1 工艺路线方案一步骤每个工序的具体的执行方法工序一精铣、粗铣孔上的端面。25工序二钻、扩、铰、精铰孔。25工序三切断。工序四粗、精铣孔两侧面55三江学院 2013 届本科生毕业设计（论文）8工序五粗、精镗孔。 55工序六铣下平面。工序七粗、精铣 16 槽。工序八粗铣斜平面。工序九检查。只有执行上述过程不能保证其质量，但也可以是生产精度要求不高。通过综合分析上述步骤的工艺路线可确定如下：表 3-2

27、 工艺路线方案二工序号工序内容工序一粗、精铣孔上端面。25工序二钻、扩、铰、精铰孔。25工序三粗、精铣孔两侧面55工序四粗、精镗孔。55工序五铣下平面。工序六粗、精铣 16 槽。工序七粗铣斜平面。工序八切断。工序九检查。虽然这个过程是增加工作时间，但质量大大提高。方案一和方案二中，在步骤三中的程序的工艺路线将孔锯，而不是设计工作的铣削两侧的孔时的工件的加工表面，以减少随后的步骤，但在随后的步骤中进行的处理，特别是有一个相当大的困难，在定位孔加工，如孔加工程序之前，在步骤已被切断，只有半圆形的处理。这种普通机床加工精度不能保证，如果你想以确保只有精密数控机床才能完成，在这种情况下，生产成本会提高

28、很多。方案二所产生的孔锯前的最后一次，不仅要保证的准确度的孔，并在后面的步骤的处理中的孔作为定位基准，也可用于解决上述问题。一般，这样的处理可能可以在机器上进行处理，不仅为了确保准确性，但也降低了生产成本。从上面的分析：计划经济的工艺路线方案。特定的加工工艺如表 3-3。表 3-3 最终加工工艺路线工序号工序内容三江学院 2013 届本科生毕业设计（论文）9工序一铸造。工序二热处理。工序三粗、精铣孔上端面。25工序四钻、扩、铰孔。25工序五粗、精铣孔两侧面。55工序六粗、精镗孔。55工序七铣下平面。工序八粗、精铣 16 槽。工序九粗铣斜平面。工序十切断。工序十一检查。3.4 本章小结通过书上的

29、信息，在这一章中，主要是对加工过程往往发生在加工时，分析和选择基准的原则的深刻理解。然后为了拨叉部位的尺寸要求和精度要求，编制两种工艺路线。最后，具体分析，比较后选择优秀的方案。三江学院 2013 届本科生毕业设计（论文）10第四章 毛坯的确定以及偏差计算4.1 毛坯的确定（1）由于铸造部件的尺寸精度和表面粗糙度值低，所以被加工零件需要与其他零件的表面。（2）为了使金属容易充满樘摸和减少工序的过程中，铸件的形状应该是简单和直接，尽量避免铸件横截面的差异过大，或结构是薄壁的，高筋，高台。（3）铸件的结构，应避免深孔或多孔结构。（4）铸件的整体结构应该是简单的。毛坯形状、尺寸要求:各加工面，在几何

30、形状的选择上不要过于复杂。工艺基准符合设计基准的要求。（3）有利于检查、加工和装夹。（4）有着统一的结构要素，加工时尽可能的使用标准工具，以及较为普通的设备。毛坯的选择必须经济实用，并且毛坯在尺寸和形状上与零件没有太多差异，对于生产成本的降低，材料利用率的提升，加工余量的减少都有很好的作用，但是却容易让毛坯的制作变得更为复杂，投入更多的经济成本与昂贵的仪器。所以，在保证毛坯使用性能的基础上，要尽量降低投入的零件成本。当确定好毛坯的种类、尺寸和形状后，在实际情况中如果有必要，毛坯图可以得出作为参考。根据上述原始数据和处理每个加工面的加工余量，如图 4-1 中所示的毛坯尺寸。三江学院 2013 届

31、本科生毕业设计（论文）11图 4-1 拨叉零件毛坯4.2 拨叉零件的偏差计算下面的进行拨叉偏差计算：（1）侧平面余量计算。根据工艺要求，粗和精铣加工。每一步余量如下：查阅参考文献1可知其粗铣级别为 IT12。粗铣：由参考文献3表 6-28。其余量值规定为，为了方便就取。1.5 2.0mm2.0mm粗略的算下：铸造毛坯的基本尺寸为，又分析参考文献1表782 1.081mm11-19 可得结果铸件尺寸公差为。1.40.6精铣：由参考文献4表 2.3-59，其余量值规定为。1.0mm粗铣后最大尺寸为：78 1.079mm精铣尺寸的大小相同的零件图，每种尺寸，以确保准确。毛坯的名义尺寸为：782.0

32、1.081mm毛坯最大尺寸为：81 1.482.4mm毛坯最小尺寸为：81 0.680.4mm三江学院 2013 届本科生毕业设计（论文）12（2）两侧面加工余量的计算。根据工艺要求，粗和精铣加工。每一步余量如下：粗铣：由参考文献3表 628。其余量值规定为，为了方便取1.5 2.0mm。查参考文献1可知其粗铣为 IT12。2.0mm精铣：由参考文献4表 2.359，其余量值规定为。1.0mm铸造毛坯的基本尺寸为，又由参考文献1表 11-19 可以122 1.015mm查得结果为铸件尺寸公差为。1.40.6粗铣后最大尺寸为：12 1.013mm毛坯的名义尺寸为：122.0 1.015mm毛坯最

33、大尺寸为：15 1.416.4mm毛坯最小尺寸为：150.614.4mm精铣尺寸的大小相同的零件图，每种尺寸，以确保准确。下面即将进行的是大小头孔上的偏差以及加工余量计算：参照参考文献1表 2.3-3、2.3-26、2.4-14 和参考文献3表 3-8，可以查证出结果得：孔：0.023025mm钻孔的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是12IT12.5Raummm21. 0铰孔的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是8IT 1.6Raum0.043mm扩孔的精度等级：，表面粗糙度，尺寸偏差是10IT3.2Raummm084. 0根据工序要求，小头孔分为钻、扩、铰三个工序，各工序余量如下：钻孔0.02

34、3025参照参考文献1表 2.4-49，表 2.3-48。确定工序尺寸及加工余量为：加工该组孔的工艺是：钻铰扩钻孔： 22铰孔： （Z 为单边余量）2520.3Zmm0.15 0.2扩孔： （Z 为单边余量）24.722.7Zmm1.5 2镗孔55加工该组孔的工艺是：粗镗精镗精镗： 孔，参照参考文献1表 2.4-50,其余量值为；550.8mm三江学院 2013 届本科生毕业设计（论文）13粗镗： 孔，参照参考文献1表 2.4-50,其余量值为；552.2mm铸件毛坯的基本尺寸分别为：孔毛坯基本尺寸为：；55552.20.852mm根据参考文献1表 2.3-3 由此可得锻件的加工该孔经济精度为

35、 IT9。 孔毛坯名义尺寸为：；55552.20.852mm精镗工序尺寸为： 粗镗工序尺寸为：从而达到要求。5554.2粗、精铣槽：参照参考文献3表 20-6，得其槽深机加工余量为0.12016mm2.0mm，在槽边双边的机加工余量 2Z=2.0mm，再由参照参考文献1表 226 的刀具选择可得其极限偏差：精加工为，粗加工为。0.013016mm0.110014mm槽的毛坯为一个整体：粗铣槽底工序尺寸为：6粗铣两边工序尺寸为：0.110014mm精铣两边工序尺寸为：，已达到其加工要求：。0.013016mm0.12016mm4.3 本章小结本章重点介绍的拨叉上部分尺寸的决定。它主要是为了确保在

36、加工过程中的部分，就可以有一个足够的余量，粗铣，以确保精确度，在同一时间，来选择所需的加工机床和加工工具，所以。经过上述计算和分析所选择的工具，机床，以达到生产要求，将进行下一阶段的设计。三江学院 2013 届本科生毕业设计（论文）14第五章 铣槽夹具设计 经过与指导老师的协商和自己的反复考虑，为了保证完美的加工质量，降低工人的劳动强度，提高劳动生产的效率，需要为铣槽这道工序设计专用的夹具。铣槽夹具，此夹具主要用于粗，精铣车床拨叉底槽。由图可知加工过程中的处理的程序。粗精加工槽的槽宽的大小要求的深度所需的精度不高，左，右两侧的槽的表面粗糙度 Rz3.2。此过程仅槽粗加工和精加工。所以，这个过程

37、是，当你想大幅降低劳动强度，生产力的提高。确保尺寸精度和表面质量。5.1 定位基准的选择在进行铣槽加工工序的过程中，、孔已经被加工出来。所以同25mm55mm时，可以将定位基准选择为两孔以及项面。如果定位基面的顶表面被选中，然后让工件在一定程度上自由的三个自由度是有限的，不过两工孔却不是如此，只对一个和两个自由度做出分别的限制。一面两孔对应着一面两销，这是在工件选择后，夹具上必须选择的定位元件。一面表示为支撑板，而两销可以定义为一削边销，以及一长圆柱销。 如图 5-1：1413.26.3图 5-1 铣槽的定位5.2 制定夹具方案夹具的设计主要是用于加工的槽上的插槽中，以确保所需的任务的两面的粗

38、糙度。正如已经提到的拨叉零件的大批量加工，因此在加工过程中，主要考虑的三江学院 2013 届本科生毕业设计（论文）15是劳动生产率，也能保证零件的精密加工。设计专用夹具是必要的，以确保加工精度的前提下，尽可能方便夹紧部分提高劳动生产率，降低生产成本。出于这个原因，我设计了两套方案的设计选择专用夹具，方案如下：（1）夹具设计方案一从加工路线可以看出，这个铣槽已经是最后几道工序了。因此，大部分的孔和面都已经处理好了，在定位的选择上我采用了一面两销定位，一面指的是大头孔的侧面，两销分别是在小头孔采用一长销，这样就能成功限制四个自由度在然后在大头孔上采用一个削边销又成功的限制了一个自由度，最后在大头孔

39、的侧面上用一个定位环就可以限制了最后一个自由度，完美地实现限制全部六个自由度。在大头孔处用一个带钩的长压板作为夹紧机构，已加工表面的顶部和水平方向，用铣刀进行立铣。（2）夹具设计方案二从加工路线可以看出，这个铣槽已经是最后几道工序了。因此，大部分的孔和面都已经处理好了，在进行铣槽这个工序时我选择以小头孔和大头孔以及小头孔端面来定位。首先先在小头孔用一个长销去定位这样就能限制工件的四个自由度，然后在小头孔的端面使用一个定位环去限制工件的一个自由度，最后在大头孔上用一个削边销定位去限制了工件的剩下的一个自由度，以一个长销、一个削边销和一个定位环作为定位机构的夹具，实现了典型的一面两销定位，零件被完

40、美地限制全部六个自由度。在选择夹紧机构时我决定使用一个移动压板，实现压紧在小头孔和大头孔之间的连接板上。用一连接板来支撑对刀块在夹具的顶端，为了确保刀具的位置，以确保零件的精密加工。（3）设计方案的比较基于上述两个方案可以看出，在两个方案的定位都采用的典型的一面两销定位，夹紧是手动夹紧。在方案一中的夹紧螺母拧紧两侧的压板位置各不相同，它们是不同的工件时，工件产生翻转的倾向，不能得到保证的槽的加工精度出现不均匀的力。经过上述的分析，方案二以解决上述难题。因此，我选择采用第二种方案设计。如图 5-2：三江学院 2013 届本科生毕业设计（论文）16图 5-2 铣槽夹具5.3 定位元件的选择及计算一

41、面两孔定位，是作为这次工序选择的定位基准，与此同时定位元件也会做出相同的一面两销选择。所以，在定位元件的设计上，首要就是设计边销短削，以及长圆柱销。根据加工孔工序简图，能够将两孔之间的中心距计算出来。gL134.5gLmm由此可知，两孔尺寸为、。而两加工孔的中心距为 0.023025mm0.400055mm0.1000.200134.5mm由于两孔有位置度公差，因此其尺寸公差为mmLg03. 01 . 031从参考文献8得知圆柱销与削边销两个的设计计算过程如下：三江学院 2013 届本科生毕业设计（论文）17定位销中心距基准孔中心距图 5-3 定位销（1）两个定位销之间的中心距尺寸及其偏差xL

42、Lx =xLgL134.5mm Lx111()0.050.01535Lgmm（2）削边销的宽度 b 和 B （由参考文献8） 8bmm2550BDmm（3）圆柱销公差以其直径1d1d （基准孔最小直径）1125dDmm1D 取 f71d 所以圆柱销尺寸为 mm016. 0034. 012（4）基准孔与削边销的最小配合间隙2 （式 5.1）212)2(2DbLgLx其中： 圆柱销与基准孔的配合间隙基准孔最小直径 12D20.0232 8 (0.01 0.05)20.01455mm （5）补偿值 1min10.050.01 0.01150.04852LgLxmm（6）削边销公差以及直径2d三江学院

43、 2013 届本科生毕业设计（论文）18 222550.01454.986dDmm 按一般定位销的制造精度，其直径公差带为，则削边销的定位圆柱部分6h定位直径尺寸为 。00.00754.986mm5.4 定位误差分析本夹具是以一面两销为定位元件的。其定位误差主要为：（1）移动时基准位移误差yj （式 5.2）yjmin111XDd =0.0070.0230.02 =0.050mm (2) 转角误差 （式 5.3）LXDdXDdtg2min222min111其中： （式 5.4）)2(2min1min2XXLgLx由（式 5.3）得 0.0140.0230.0200.0070.0230.100.

44、0006952 134.5tg0.0443由于它的旋转角度小，槽加工的影响不超过精度要求。因此，要满足设计要求。5.5 铣削力与夹紧力计算根据参考文献可查得：铣削力计算公式为圆周分力 （式 5.5）FzfpkZdaaaFz0 . 100 . 174. 09 . 05 .5481. 9查表可得： 0100dmm8Z 0.05ammzmmaf/2 . 0 2pamm06. 1Fzk代入得 0.90.741.09.81 54.5 20.20.05 8 1001.06zF 三江学院 2013 届本科生毕业设计（论文）19 =1284.33N通过查表可得到垂直分力、轴向分力、铣削水平分力分别与圆周分力的

45、比值为： /0.4LEFF /0.9VEFF 53. 0/ExFF 0.40.4 1284.33513.73LEFFN 0.90.9 1284.331155.897VEFFN 0.530.53 1284.33680.69xEFFN夹紧力是在螺旋夹紧时产生的，按以下公式计算，由参考文献8有： （式 5.6）)(210tgtgQLWz式中参数由参考文献8可查得： 33. 9675. 5zr9010592631其中： )(140 mmL 80()QN查表螺旋夹紧力：05380()WN采用螺旋夹紧机构的这个夹具，压紧工件是用螺栓通过移动压块来实现的。受力简图如图 5.4：3580图 5.4 移动压块受

46、力简图由参考文献10表得：2621原动力计算公式 （式 5.7）001LlWWK由（式 5.7）得： 005380 80 0.9812051.2()35KW LWNl由上述计算易得： KKWW由计算可得知实际要求的夹紧力不是很大，于是决定选择使用手动螺旋夹紧机构，这样就能让夹具结构更加简单、操作更加方便。三江学院 2013 届本科生毕业设计（论文）205.6 定向键与对刀装置选择定向键被安装在夹具的纵向槽底部，使用两个一般，距离尽可能设置得更远。配合物的通过方向键和铣床工作台 T 形槽，表中的进给方向的定位元件的工作表面上的夹具，以便有正确的位置。扭矩的方向键时，可承受铣削，减少夹紧螺栓夹紧载

47、荷，加强在加工夹具的稳定性。定向键结构如图 5-5 所示：o 图 5-5 夹具体槽形与螺钉如果 T 形槽的宽度 X=16mm，定向键的结构尺寸如表 5-1：表 5-1 定向键尺寸夹具体槽形尺寸 B2B公称尺寸允差 d允差4dLHhD1h公称尺寸允差 D2h16-0.012-0.03525104124.516+0.0195刀块和塞尺两部分，其主要目的是用来确定刀具和夹具的相对位置。由于工序的作用是精粗铣拨叉的槽，所以应当选择最为合适的直角对刀块。直角对刀块的结构和尺寸如图所示：三江学院 2013 届本科生毕业设计（论文）21装配时绞图 5-6 直角对刀块塞尺应当选用平塞尺，其结构如图 5-7 所

48、示： 标记四周倒圆图 5-7 塞尺表 5-2 塞尺尺寸对刀块是一个专用工具导向装置铣削夹具，其质量对铣削加工影响很大，与塞尺配合使用起来效果更佳，让零件在加工之前，夹具能够最精准的对刀；不仅如此，装在夹具体底面上的定位键，允许铣削过程更方便。5.7 本章小结本章根据任务书，铣槽专用夹具设计，经过以上的分析和计算表明，精度达公称尺寸 H允差 dC3-0.0060.25三江学院 2013 届本科生毕业设计（论文）22到任务书的要求设计的专用夹具的要求。在设计过程中，遇到了很多的问题，因为设计的经验太少，如在选择的定位和夹紧不合理造成的干扰问题由于基准和机构的选择。所以我在夹具设计加工的过程中，我设计上的一些细节，请教指导教师和学生，然后再选择一些问题重点进一步计算