倒挡拨叉工艺分析与钻φ19.1孔夹具设计说明书20220630

1、 - 21 - - 1 -第一章 研究内容及意义本次研究的内容是倒档拨叉的加工工艺及其部分工序夹具的设计。主要需要完成的包括加工工艺的安排以及专用机床夹具设计。为了保证加工零件的精度同时节约成本和缩短加工周期以及提高加工效率，那么一个良好的工艺安排以及专用夹具的设计就是必不可少的了。在工艺的安排上不但要考虑合理的加工要求还要考虑到操作者以及加工机械的安全。同时夹具的设计上也要考虑到使用的安全性和经济性以及安装和拆卸上的方便性。设计一个良好的工艺工装安排路线那么必须要经过对加工件的详细分析以及周密的考虑后才能得出。所以分析问题是解决问题的关键，同时还要反复的调整，来寻求最好的一个路线。这样才能让

2、工艺路线更加的完美，才能保证工件的加工精度和加工效率以及节约材料。第二章 零件的分析2.1 零件的作用倒档拨叉位于拖拉机变速箱上的倒挡拨叉杆上，主要作用一是通过倒档拨叉杆将扭矩传递给倒档拨叉，拨动倒档同步器，改变齿轮的啮合方向，实现拖拉机的倒行；二是在倒档拨叉上有一个配合槽，与其他零件配合装配，在拨叉转动时带动其运动。零件上19.1mm的孔，装配在倒档拨叉杆上，用螺钉固定保证拨叉和拨叉杆的相对位置。宽 19.3mm 深 17mm的槽与其他零件相配合，半圆形叉口拨动同步器。 倒挡拨叉的主要作用是支承各传动轴，保证各轴之间的中心距及平行度，并保证部件与发动机正确安装。因此倒挡拨叉零件的加工质量，不

3、但直接影响的装配精度和运动精度，而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。倒档拨叉的工作原理虽然简单，但是要想完成这一过程就得拨叉零件各方面配合。更重要的是，在设计及制造倒档拨叉的过程中要充分考虑材料的性能以及加工精度，以保证倒档拨叉的使用性能。若是制造材质质量不佳，强度不够，机械磨损快，那么会让倒档拨叉大打折扣。严重的还会导致齿轮接不到而掉档，或者拨叉在变速过程中断掉，造成严重后果。2.2 零件的工艺分析所加工零件图如下图所示： 图2.1 倒挡拨叉零件图从零件图上可以看出，倒挡拨叉结构相对比较简单，其主要加工表面可以分为四个部分，根据加工面之间的位置要求，可将这四个部分的加工面分为两组，其分述如

4、下： 1. 以19.1mm孔为中心的加工面 这一组加工面包括：一个的19.1mm孔以及对其倒角，宽19.3mm深17mm的槽口，用来与其他零件配合。在19.1mm孔所在的轮毂上钻两个孔并攻丝，规格为M12，用来做为固定倒档拨叉和拨叉杆之用。 2. 叉口处的加工面 这一组加工面包括：铣叉口的侧面，铣叉口内圆面，内圆面所在的圆弧半径为R48mm，叉口的作用是拨动齿轮进行换挡。 这两组加工面之间有一定的位置要求： （1）R48mm叉口对 19.1mm孔的轴心线及19.3mm槽口中心线位置公差0.5mm。 （2）叉口侧面和螺纹孔中心线的位置要求是46.40.25。 由以上分析可知，根据各加工方法的经济

5、精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有很难加工的表面，上述各表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证，对于这两组加工表面而言，我们可以首先加工出其中的一组加工面，然后借助专用夹具对零件以加工好的表面作为基准加工另外一组表面表面，以保证它们之间的位置精度要求。第三章 确定毛坯形式3.1选择毛坯该零件材料为QT500-5，硬度选用260HBS，毛坯重约 1Kg，2 级精度组。考虑到零件的结构以及材料，以及运行时经常需要挂倒档以倒行或辅助转向，因此零件在工作过程中经常受到冲击性载荷，采用这种材料零件的强度也能保证，因此选择毛坯为铸件，由于零件年产量较大属于大批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故

6、采用金属型铸造。这从提高生产率，保证加工精度以及节省材料上考虑，是合理的。3.2确定机械加工余量，毛坯尺寸和公差参见机械加工工艺手册，灰铸铁的公差及机械加工余量按手册表-和表-确定。要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。铸件机械加工余量等级，该值由铸件的成型方法和材料确定，成型方法为金属型铸造，材料为灰口铸铁，确定加工余量等级为。铸件尺寸公差，根据手册表5-3毛坯铸件的基本尺寸处于100160之间，而铸件的尺寸公差等级取为级，取铸件的尺寸公差为1.8mm。 根据上述资料，分别确定各加工表面的加工余量，对毛坯进行初步设计： 1. 19.1mm 的孔为为实心体，通过钻、扩、绞进

7、行加工，所以不留铸造底孔。 2. 叉口的两侧面分别进行一次粗、精铣，选取加工余量等级为F，选取尺寸公差等级为8级。所以毛坯的叉口厚度定为10mm，符合要求。 3. 叉口内圆面的圆弧半径为 R48mm，叉口精度要求不是很高，可以进行一次精加工。所以其加工余量不宜取得过大，但为了能保证其加工精度，而进行一次精铣，所以在毛坯铸造时给出3mm的加工余量。 4.铣槽，槽宽为19.3mm,深为17mm,铸造时留出3mm的加工余量，均满足加工要求。 5.钻孔、攻丝在19.1mm 的孔处钻孔，攻丝，锪孔。在此处因为加工的螺纹孔不是很大，所以可以不必留铸造底孔。 因其它表面均为不加工表面，而金属型铸造铸造出的毛

8、坯表面就能满足它们的精度要求，所以不需要在其它表面上留有加工余量。 3.3设计毛坯图根据上述的资料及加工工艺，确定的各加工表面的加工余量、工序尺寸，所定下来的毛坯的尺寸就如下图所示：图3.1 倒挡拨叉毛坯图第四章 选择加工方法制定加工工艺路线4.1定位基准的选择4.1.1基准的作用 工件加工时，用作定位的基准。正确的选择定位基准，对保证零件技术要求、确定加工顺序有着至关重要的影响。定位基准可分为粗基准和精基准，用毛坯上未经加工的表面作定位基准，称为粗基准。为使所选的定位基准能保证整个机械加工工艺过程顺利进行，在选择定位基准时，一般先根据零件的加工要求选择精基，然后再考虑用哪一组表面作粗基准才能

9、将精基准的表面加工出来，从而确定粗基准。4.1.2粗基准的选择 根据本次的倒挡拨叉零件，选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便后续工序提供精基准。选择粗基准选择应当满足以下要求：保证各重要孔的加工余量合理分配；便于工件的装夹，使定位精准，夹紧可靠，夹具结构简单，操作方便；保证两侧面与其他零件装配有一定的间歇；粗基准在同一尺寸方向上一般只能使用一次。为了满足上述要求，应选择倒挡拨叉的端面为主要基准。即以倒挡拨叉的端面作为粗基准。因此应当选择倒挡拨叉的侧面，即中间的大半圆孔面基准面为倒挡拨叉的粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度，再以另一个主

10、要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此，以后再用精基准定位加工主要支承孔时，孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此，孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。4.1.3精基准的选择选择精基准一般遵循下列原则： 基准重合原则，应尽可能选择被加工表面的设计基准为精基准，这样可避免由于基准不重合而引起的误差。 基准统一原则，采用基准统一原则可以避免基准转换所产生的误差；可以减少夹具数量和简化夹具设计；可以减少装夹次数，便于工序集中，简化工艺过程，提高生产率。 互为基准原则，对于某些位置精度要求很高的表面，常采用互为基准反复加工的方法来

11、保证其位置精度，这就是互为基准原则。 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，在加工时就应尽量选择加工表面本身作为精基准，这就是自为基准原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。从保证倒挡拨叉两端面、小孔与大孔之间的位置 。精基准的选择应能保证倒挡拨叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从倒挡拨叉零件图分析可知，倒挡拨叉的小头孔和大头孔为后续加工宽槽和斜孔的主要基准，并且在加工完倒挡拨叉的两端面后，开始对小头孔和大头孔进行加工。因此小头孔和大头孔选择为倒挡拨叉加工的精基准。4.2零件表面加工方法的选择工件的表面加工往往需要通过粗加工、半精加工、精加工等才

12、能逐步达到质量要求。加工方法的选择一般应根据每个表面的精度要求，先选择能够保证该要求的最终加工方法，然后再选择前面一系列预备工序的加工方法和顺序。设计时，可提出几个方案进行比较，再结合其他条件选择其中一个比较合理的方案。制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此之外，应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来。本零件的加工面有叉口面，大孔和小孔，宽槽，其中叉口面是侧面，内孔有19.1mm和R48mm的半圆孔，宽槽19.3mm，M12螺孔。材

13、料为球墨铸铁。以公差等级和表面粗糙度要求，参考本指南有关资料，其加工方法选择如下。叉口两侧面 据表面粗糙度6.3，考虑加工余量的安排，选用先粗铣后半精铣的方法加工。19.1mm的孔 根据表面粗糙度，选公差等级为IT7，选用先钻后扩再扩孔再铰孔的加工方法。R48的圆弧孔 据表面粗糙度3.2，采用粗镗和精镗的加工方法，加工采用加工量比较少的镗刀。M12x1的孔选择钻头钻底孔后攻丝。19.3宽槽 根据表面粗糙度3.2，选用先粗铣后半精铣的加工方法。4.3制定工艺路线本次毕业设计是对倒挡拨叉的工艺规程和专用夹具的设计，对其设计方案的确定最重要的就是对其机械加工工艺路线的确定，其次就是夹具的设计。制订工

14、艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。夹具方面可以考虑采用通用机床配以专用夹具，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。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺纹底孔在多轴组合钻床上钻出，因切削力较大，也应该在粗加工阶段完成。对于拖拉机倒挡拨叉，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此，实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定

15、的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。加工工序完成以后，将工件清洗干净。根据以上资料，制订了以下两条工艺路线。工艺路线方案一 工序 摇臂钻床上钻孔、攻丝，规格M12。 工序 立式钻床上钻孔、扩孔、铰孔19.1mm并倒角。 工序 卧室铣床上粗铣叉口侧面。 工序 卧式铣床上铣叉口。 工序 手工去锐边。 工序 卧式铣床上铣槽。 工序 卧式铣床上精铣床铣叉口侧面。 工序 去毛刺。 工序 清洗。 工序 终检。 工艺路线方案二 工序 立式钻床上钻孔、扩孔、铰孔19.1mm并倒角。 工序 卧式铣床上粗铣叉口侧面。 工序 卧式铣床上铣叉口。 工序 手工去锐边

16、。 工序 卧式铣床铣槽。 工序 摇臂钻床上钻孔、攻丝、规格M12。 工序 手工去毛刺。 工序 卧式铣床上精铣叉口侧面。 工序 去毛刺。 工序 清洗。工序 终检。上述两种方案看起来大体合理，不过仔细一看都有不足之处。第1个方案先是“摇臂钻床上钻孔、攻丝，规格 M12”，先把这一步工序放在前面是因为后面还有“钻 19.1mm 孔”这一步工序，如果先钻孔攻丝那么就可以省略一步“手工去毛刺”的工序。这样想的目地是考虑到可以减少一步工序，能减少劳动工时，提高生产率，但是把这一步工序放前，定位比较难，不易保证必要的位置精度，夹具设计困难，实际可行性比较低。再看第2个方案，这个方案把“钻扩绞19.1mm 孔

17、”这一步工序放在了前面，这样为以后的各个工序提供了加工基准，工序安排比较科学合理。不过它和第 1 个方案一样，都把“钻、扩、铰孔 19.1mm”和“倒角”放在了一步工序中。在这一步中通过换钻套可以倒一边的角，不过要倒另一边的角，就要把工件卸下翻面倒角，这样增加了夹具的设计难度。不过主要的是立式钻床体积比较大，操作起来不方便，并且倒角也没有高的精度要求，从经济效益上来考虑是不合算的。通过分析后，把这一步工序一分为二，把“倒角”独立出来，单独作为一步工序，因为倒角的精度要求不高，我们可以把这一步工序放在台钻上来完成。台钻体积比较小，操作简单，夹具结构也简单，这样零件的加工工时降下来了，生产效率上来

18、了，降低了零件的成本。根据以上分析选择方案二作为加工方案，并做出将19.1mm的倒角独立出来做一步工序，最终确定的工序如下： 工序 立式钻床上钻孔、扩孔、铰孔19.1mm。 工序 台钻上对19.1mm倒角。 工序 卧式铣床上粗铣叉口侧面。 工序 卧式铣床上铣叉口。 工序 手工去锐边。 工序 卧式铣床铣槽。 工序 摇臂钻床上钻孔、攻丝、规格M12。 工序 手工去毛刺。 工序 卧式铣床上精铣叉口侧面。 工序 去毛刺。 工序 叉口与叉口侧面表面淬火。 工序 清洗。 工序 终检。 估算每一步工序所用夹具的大体尺寸，根据金属切削机床夹具设计手册（第二版）上给出的各种切削机床的规格尺寸，选择每一道工序所用

19、的合适的机床。因此，最后的加工路线确定如下： 工序 立式钻床上钻、扩、铰孔 19.1mm。 以拨叉叉口内圆非加工面、槽口和 19.1mm 孔的端面为粗基准定位。 选用 Z535 立式钻床加工，采用专用夹具。 工序 台钻上对 19.1mm 倒角。 以 19.1mm 和端面为基准定位。 选用 ZQ4015 台式钻床加工，采用专用夹具。 工序 卧式铣床上粗铣叉口侧面。 以 19.1mm 和端面为基准定位。 选用 X62W 卧式铣床加工，采用专用夹具。 工序 卧式铣床上铣叉口。 以 19.1mm 和毛坯上的槽口为基准定位。 选用 X62W 卧式铣床加工，采用专用夹具。 工序 手工去锐边。 用扁平挫刀手

20、工去锐边，可设计简易的支承台。 工序 卧式铣床上铣槽。 以 19.1mm 孔、叉口内圆侧面为基准定位。 选用 X62W 卧式铣床加工，采用专用夹具。 工序 摇臂钻床上钻孔、攻丝，规格 M12。 以 19.1mm 孔及其端面、叉口内圆侧面为基准定位。 选用 Z3025 摇臂钻床加工，采用专用夹具。 工序 手工去毛刺。 用圆形小挫刀手工去毛刺，可以设计简易的支承台，注意不 不要划伤内圆面。 工序 卧式铣床上精铣叉口侧面。 以 19.1mm 孔和螺钉对准长销上的槽为基准定位。 选用 X62W 卧式铣床加工，采用专用夹具。 工序 去毛刺。 用扁平挫刀手工去毛刺，可设计简易的支承台。 工序 清洗。 用专

21、用清洗机清洗。 工序 终检。4.4确定夹具、量具4.4.1夹具选择 本零件结构不规则，不易进行装夹、定位，因此除手工去锐边、毛刺外基本上需要选择专用夹具。4.4.2选择量具 本零件属成批生产，一般情况下尽量采用通用量具。根据零件表面的精度要求、尺寸和形状特点，参考有关资料，选择如下。（1）选择加工平面所用量具铣端面，选择读数值0.02，测量范围0150游标卡尺。（2）选择加工孔所用量具19.1mm孔经过钻，扩两次加工，选择读数值0.01，测量范围530的内径千分尺。M121螺纹经过钻,锪孔，攻螺纹加工，钻,锪孔时选择读数值0.01，测量范围530的内径千分尺，攻螺纹时选择螺纹塞规进行测量。4.

22、5 确定工序尺寸本零件各工序加工余量，工序尺寸及公差，表面粗糙度见下表。 （mm）加工表面工序余量工序尺寸及公差表面粗糙度/m粗半精粗半精粗半精端面314mmRa6.319.1mm孔30.71519.5Ra6.3Ra1.6铣叉口R48mm742槽19.5mm414.5第五章 确定切削用量及基本时间5.1切削用量的选择 切削用量的选择，对生产效率，加工成本和加工质量均有重要的影响，所谓合理的切削用量是指在保证加工质量的前提下，能取得较高的生产效率和较低的生产成本的切削用量。约束切削用量选择的主要条件有：工件的加工要求，包括加工质量和生产效率要求：刀具材料的切削性能；机床性能，包括动力特征（功率、

23、转矩）和运动特性;刀具的寿命要求。其主要包括：背吃刀量的选择；进给量的选择；切削速度v的选择。5.2各工序的切削用量及时间定额工序：钻孔 16mm、扩孔18.9mm、铰孔 19.1mm（1）钻孔16mm钻削是利用材料在实体材料上加工出精度要求不高（IT11IT12）、表面粗糙度Ra值大于或等于12.5m的孔的惟一切削加工方法。对于精度较高的孔，则常以钻孔作为粗加工工序或工步。机床：立式钻床Z525刀具：根据材料及精度要求，选高速钢锥柄麻花钻头。切削深度：进给量：根据文献7表15-9，取机床主轴转速：，取实际切削速度： 被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为2机动时间：（2）扩孔1

24、8.9mm扩孔是利用扩孔钻对已钻出、铸出、锻出或冲出的孔进行加工的工艺方法，其精度可达IT10IT11,表面粗糙度达到Ra3.2左右，常用来作为铰孔前的装备工序。扩孔也可以用其他扩孔刀具在车床、铣床和镗床上进行。刀具：选择硬质合金锥柄麻花扩孔钻头。表5.1 扩钻与扩孔的切削用量加工方法切削深度p进给量切削速度扩 钻（0.150.25)D(1.21.8)钻（）扩 孔0.05D(2.22.4)（） D为加工孔径； 为钻孔进给量； 为钻孔切削速度。切削深度：进给量：查表及根据机床型号选取扩孔进给量，取切削速度：取机床主轴转速：，被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为5机动时间：（3）铰

25、孔19.1mm铰削是用铰刀对孔进行半精加工和精加工的工艺方法。粗铰切削用量能保证得到级精度的孔，粗糙度可达。半精铰加工精度为,，精铰加工精度为、,细铰加工精度为、。刀具：选择硬质合金锥柄机用铰刀。 机用铰刀用于成批生产中在机床上铰孔，或用于成批生产时在机床上铰削带断续表面的孔、有色金属件的孔。表5.2 硬质合金铰刀铰孔的切削用量加工材料铰刀直径（mm）切削深度p(mm)进给量（mm）切削速度（m/s）冷硬铸铁HS 切削深度：进给量：根据文献7表15-9，取切削速度：参照文献7表2.4-41，取机床主轴转速：，取被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为3机动时间：工序 粗铣叉口侧面机

26、床：万能铣床X62W刀具：硬质合金端铣刀 叉口两侧面在铸造毛坯时两个面的加工余量是相同的，故可以算一个面 就行。现在以其 中一面为粗基 准，对另一面进行 粗加工，切削 用量和切削工时如下：铣削深度：每齿进给量：根据文献7表2.4-73，取铣削速度：参照文献7表2.4-81，取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：根据文献7表2.4-81,被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为2机动时间：工序 精铣叉口R480.5mm机床：铣床X62W刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）（1）粗铣切削深度：进给量：根据文献7表2.4-66，刀杆伸出长度取，切削深度为。

27、因此确定进给量切削速度：参照文献7表2.4-66，取机床主轴转速：，取实际切削速度： 工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：（2）精铣切削深度：进给量：根据切削深度，再参照文献7表2.4-66。因此确定进给量切削速度：参照文献7表2.4-66，取机床主轴转速：，取工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：工序 铣槽机床：铣床X62W刀具：硬质合金端铣刀YG8，硬质合金立铣刀YT15铣削深度：每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.73，取铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4.81，取机床主轴转速：，

28、取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：根据机械加工工艺手册表2.4.81,被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：工序 钻孔、锪孔13.5mm、攻丝2-M121.75机床：组合钻床刀具：麻花钻、扩孔钻、铰刀（1）钻底孔11切削深度：进给量：根据文献7表2.4-58，取切削速度：参照文献7表2.4-60，取机床主轴转速：， 被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为7机动时间：锪孔13.5mm锪钻的类型按其结构可分为：锥角为60，90及120的内、外锥面锪钻和平面（或端面）锪钻。锥面锪钻通常采用高速钢制造，平面（或端面）锪钻有高速钢，焊接硬质

29、合金刀片和机床硬质合金刀片3种类型。锪钻类型的选择与应用取决于加工性质、被加工孔位置、被加工表面尺寸和导向孔的尺寸、表面粗糙度及加工精度。在此道工序中锪钻的锥角为90。 查文献3表15-14可得 mm/r 选取切削速度 m/min 计算机床转速 r/min 按照机床型号选取 所以，实际切削速度为 m/min基本时间： （2）攻丝2-M121.75攻丝是用一定扭矩将丝锥旋入要钻的孔底加工出内螺纹。丝锥是加工各种中、小内螺纹的刀具，它结构简单，使用方便，既可手工操作，也可以在机床上工作，丝锥在生产中应用十分广泛。对于小尺寸的内螺纹来说，丝锥几乎是唯一的加工工具。按其功用来分类，有手用丝锥、机用丝锥

30、、锥形螺纹丝锥、梯形螺纹丝锥等。根据工序要求选用粗柄机用丝锥。进给量：由于其螺距,因此进给量切削速度：参照文献7表2.4-105，取机床主轴转速：，取被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 机动时间：工序 精铣叉口侧面机床：万能铣床X62W刀具：硬质合金端铣刀在工序粗铣叉口侧面时两个面剩余的加工余量是相同的，所以计算一个面即可。现在以其中一个面为精基准，对另一个面进行精加工，切削用量和切削工时如下：铣削深度：每齿进给量：根据文献7表2.4-73，取铣削速度：参照文献7表2.4-81，取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知刀具切入长度：精铣

31、时刀具切出长度：取走刀次数为2机动时间：第六章 钻、扩、铰19.1mm孔专用夹具设计本夹具要用于钻倒挡拨叉19.1的孔上，由于该孔加工精度要求较高，并且根据零件普通通用夹具很难装夹，因此，在本道工序加工时，我们应首先考虑保证各基准面的各加工精度，如何提高生产效率，降低劳动强度。 6.1定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。机械零件是由若干要素（点、线、面）组成的，各要素之间都有一定的尺寸和位置公差要求。用来确定生产对象上几何要素间几何关系所依据的那些点、线、面，称为基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序

32、或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。在加工中用作确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的基准，称为定位基准。作为定位基准的点、线、面在工件上有时不一定实际存在（如外圆和内孔的轴心线，对称面等），而常由某些实际存在的表面来体现，这些体现定位基准的表面称为定位基面。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。根据本次的倒挡拨叉的零件特征，此零件由于钻孔的前面工序中只是加工了大的圆弧孔，此圆弧

33、孔作为定位的话不是很好的选择，需要选择工件的外形进行定位，本次选择的是采用基本六点定位的原则方式进行定位，即工件的底面采用三个支撑点选择定位限制工件的三个自由度。在工件的叉口内表面限制工件的两个自由度，另外在工件的外圆柱24限制一个自由度，这样整个工件就实现了完全定位。6.2定位元件的设计与选择以工件的底面定位的三个支撑点的定位元件选择支撑钉和支撑板，支撑钉为机床夹具的标准元件，支撑板为自制件，工件叉口的侧面定位的元件选择支撑钉，另外工件的外圆柱24上使用支撑钉定位。这些支撑钉可以采用机床的夹具的标准元件，也可以不采用机床的夹具标准元件，根据实际情况来定。6.3定位误差的分析1、定位误差根据本

34、次的定位方式采用的是平面的定位方式，平面的定位方式选择的是两个垂直平面的定位，根据两个垂直平面定位的形式如下图所示： - 29 - - 31 -图6.1 垂直平面定位的示例通过两个垂直平面定位的公差分析计算如下式:本次的选择为15度，定位的侧边两个尺寸和分别为64和35，代入此式后得出定位误差占加工公差的 ，能保证加工要求。该定位方案能满足加工的精度要求，定位方案是合理的。2、夹紧误差常用符号表示。根据机床夹具设计手册1表17-9， =2（H-h）tan图6.2本次的定位方式是两个支撑板和一个支撑钉， 其中H=98mm，h=51mm，=0.1，则=2（98-51）tan0.1=0.16mm根据

35、机床夹具设计手册手册1，加工精度等级IT=8，根据几何量公差与检测8附表3-2，公差为0.54mm，在允许的范围内。3、磨损造成的加工误差加工过程中出现的误差，它包括机床的几何精度、运动精度，机床、刀具、工件和夹具组成的工艺系统加工时的受力变形、受热变形，磨损，调整，测量中的误差，以及加工成形原理上的误差等。由于机床的磨损以及工件的磨损等等，这些条件的是按照实际情况来定，本次的夹具不好估计，只能按实际情况来确定。4、加工刀具相对误差夹具在机床上的对定误差，指夹具相对于刀具或相对于机床成形运动的位置误差。此误差也是根据实际情况来确定，按实际情况来进行估算。6.4切削力的计算 刀具： 主要以18.

36、9钻头为准 机床： 摇臂钻床Z3050 由机械加工工艺手册中 所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系数 z=24 代入上式，可得 F=289.4N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数 K=其中：为基本安全系数1.5 为加工性质系数1.1 为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1 所以 6.5 导向件的设计 本次设计钻铰孔夹具一般要选取导向件，钻孔的导向件一般是可换钻套、钻套用衬套以及钻套用螺钉配合使用。钻套的作用是确定刀具相对夹具定位原件的位置，并引导钻头等孔加工刀具，提高刀具刚度，防止在加工中发生偏移。 按钻套的结构和使用情况，可分为固定式、可换式、快换式和特殊钻套，

37、前三种均已标准化，可根据需要选用，必要时也可自行设计。这些的元件均属于机床的标准件，本次选择的快换钻套以按照18.9的钻头为基准，选择内孔19的可换钻套，钻头用衬套选择19的快换钻套的外径就是40的钻套用衬套，钻套螺钉选择M6的钻套螺钉。图6.3 快换钻套 图6.4钻套用衬套图6.5钻套螺钉6.6夹紧装置设计及夹紧力的计算 （1）夹紧装置设计 夹紧装置的组成和基本要求 加工过程中，工件会受到切削力、惯性力、离心力等外力的作用，为了保证在这些外力作用下，工件仍能在夹具中保持定位的正确位置，而不致发生位移或产生振动，一般在夹具结构中都必须设置一定的夹紧装置，把工件夹紧夹牢在定位元件上。 夹紧装置的组成 1）动力装置 动力装置是产生夹紧作用力的装置。通常是指机动夹紧时所用的气动、液压、电动等动力装置。 2）夹紧元件 夹紧元件是夹紧装置的最终执行元件。通过它和工件受压面的直接接触而完成夹紧动作。 3）中间传动机构 中间传动机构是介于力源和夹紧元件之间的传力机构，它将原动力以一定的大小和方向传递给夹紧元件。 夹紧装置的基本要求 1）夹紧时不得破坏工件在夹具中占有的正确位置。 2）夹紧力要适当，既要保证工件在加工过程中定位的稳定性，又要防止因夹紧力过大损伤工件及产生过大夹紧变形。 3）夹紧机构操作要安全、省力，夹紧迅速。 4)结构应尽量简单，便于制造与维修。夹紧机构的复杂程度、工