拨叉夹具设计说明书（精选多篇）

第一篇：拨叉夹具设计说明书

课程设计说明书

题

目： 拨叉零件夹具设计

——在铣床上铣削长端反端面

姓

名：董超

学

号：1100401059

指 导 教 师：郭崇善

专 业 年 级：2011级机制 所在学院和系：机械工程学院

完 成 日 期：2014年7月14日---2014年7月24日

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目 录

机械制造装备设计课程设计任务书...........................3 1.加工零件的介绍.........................................4 1.1被加工零件........................................4 1.2加工零件的介绍.....................................4 2.定位方案的选择.........................................5 2.1工艺过程分析.......................................5 2.2确定夹具类型.......................................6 2.3拟定定位方案和选择定位元件.........................6 2.3.1拟定定位方案..................................6 2.3.2选择定位元件..................................7 2.3.3定位误差的计算................................7 3.夹紧方案的选择.........................................7 3.1确定夹紧方案.......................................7 3.2夹紧力的估算.......................................8 4.夹具的结构设计.........................................9 5.夹具的使用说明.........................................9 6.设计小结..............................................10 7.参考文献...............................................10

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机械制造装备设计课程设计

任 务 书

1．课程设计题目：拨叉零件夹具设计 2．指导教师：郭崇善 3．课程设计目的：

（1）培养学生对所学知识进行综合、比较、归纳、运用的能力。（2）培养学生查阅和搜集资料、独立思考、独立工作的能力。（3）通过对拨叉零件夹具设计，使学生将书本的理论知识与生产实际相结合。培养学生解决实际工程问题的能力。（4）掌握编制技术文件的方法与步骤。4．给定条件和基本数据 4.1给定条件：

(1)拨叉

1、拨叉2零件图。

(2)拨叉零件材料QT40-17,毛坯为精铸件，生产批量为2000件／年

4.2基本数据：详见拨叉

1、拨叉2零件图。5．具体设计要求

拨叉1工艺过程为：

（1）在铣床上铣削Φ24H7孔长端端面（2）在铣床上铣削Φ24H7孔短端端面（3）在钻床上钻削Φ24H7孔（4）在铣床上铣削小台阶面（5）在铣床上铣削大台阶面（6）在铣床上铣削R25弧形面（7）在铣床上铣削R25弧形端面

（8）在钻床上钻削M8-6H螺纹底孔并攻螺纹 拨叉2工艺过程为：

（1）在铣床上铣削长端端面（2）在铣床上铣削长端反端面（3）在铣床上铣削短端端面（4）在钻床上钻削Φ10H8孔

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（5）在钻床上钻削Φ12H7、Φ25H7 针对以上工序，以4人为一小组。组员任务单列，每人任务： 1）将给定零件图绘制为工程图；

2）翻阅和查找相关设计手册和资料,确定夹具设计方案； 3）设计一套完整的夹具工作图； 4）编写出设计说明书一份。

1.加工零件的介绍

1.1被加工零件（拨叉2）零件图，如图1所示：

图1 1.2加工零件的介绍：

拨叉零件是机床变速箱里用于拨动齿轮的零件，要求对齿轮拨位准确，因此有一定的加工精度要求。又由于拨叉零件的形状不是很规范，因此在机床上使用通用夹具难于加工，故需设计专用夹具。拨叉

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类零件主要加工平面和孔。

该拨叉零件材料QT40-17,毛坯为精铸件，生产批量为2000件／年。

2.1工艺过程分析：

2.定位方案的选择

拨叉2零件的加工工艺过程为：（1）在铣床上铣削长端端面（2）在铣床上铣削长端反端面（3）在铣床上铣削短端端面（4）在钻床上钻削Φ10H7孔（5）在钻床上钻削Φ12H8、Φ25H8孔

本次设计的夹具——铣削长端反端面夹具，属铣床夹具。长端反端面铣削夹具用于第二道工序，即铣削长端反端面，如图2所示：

图2 经分析可知，在本工序之前已加工好的表面为长端端面。

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0A2，本工序需要保证的尺寸为A1280.3mm，加工之前的尺寸为0加工余量为A。实际上除了保证A1280.3mm外，还隐含应保证长端端面与反端面的平行度要求，只不过该平行度要求控制在A1尺寸范围内。

本工序使用普通立式铣床铣削，刀具为盘状铣刀。2.2确定夹具类型：

本工序为铣削长端反端面，除了保证尺寸公差外，为便于后续工序的加工，还应保证与底面即长端端面的平行度误差。因此采用普通铣床夹具即可。

2.3拟定定位方案和选择定位元件： 2.3.1拟定定位方案：

以右图所示坐标系为例，为铣削长端反端面，在图2中，应限制工件的三个自由度，分别是Z轴方向的线性自由度和绕X、Y轴的旋转自由度，工件其余的自由度可限制，也可不限制，但在限制时，形成过定位，要考虑这个过定位是否影响加工或装卡。考虑到前一个工序已加工完成，并保证他们的精度要求，选择以长端端面为第一基准面，即可限制工件的三个自由度。但是该定位基准面在X方向太小，定位不太稳定，所以再选择工件的侧面为定位基准，限制工件的三个自由度。实际限制了工件的五个自由度，即：X、Y、Z三个方向的线性自由度和绕X、Y的旋转自由度。

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2.3.2选择定位元件：

以底面为第一定位基准面，在底面放置大平面来限制工Z轴方向的移动自由度以及绕X轴的旋转自由度；侧面为第二定位基准面，由于要限制工件绕Y轴的旋转自由度，并且考虑到工件为圆柱型，选择一个V型块为定位元件，实际限制5个自由度即X、Y、Z轴方向的线性自由度和绕X，Y轴的旋转自由度；在长端小头部分和短端端面分别加一个活动手柄压紧螺钉，这样就限制了所有的自由度，以利于减少工件在加工过程中的窜动，也有利于减小夹紧力。2.3.3定位误差的计算：

本工序的定位误差主要以大平面的定位误差为主，V型块和活动手柄压紧螺钉主要起辅助作用，具体分析过程如下：

（1）基准不重合误差为0；（2）平面定位引起的误差：

误差主要是平面产生的位移误差，该误差由加工平面时的精度决定，一般很小，可以忽略不计，所以总误差也很小，定位误差显然在工件允许误差的范围内，所以加工精度足以保证。133.夹紧方案的选择

3.1确定夹紧方案：

以大平面为底面，通过长端小头部分的活动手柄压紧螺钉和V型块将工件左右夹紧，用在短端端面的活动手柄压紧螺钉和平面将工件上下夹紧。

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3.2夹紧力的估算：

通常，由于切削力本身是估算的，工件与支承件间的摩擦因数也是近似的，因此夹紧力也是粗略估算的。在计算夹紧力时，将夹具和工件看作一个刚性系统，以切削力的作用点，方向和大小处于最不利于夹紧时的状况为工件受力状况，根据切削力、夹紧力（大工件还应考虑重力，运动速度较大时应考虑惯性力），以及夹紧机构具体尺寸，列出工件的静力平衡方程式，求出理论夹紧力，再乘以安全系数，作为实际所需夹紧力。

安全系数一般可取S=2～3，或按下式计算：

SS1S2S3S4

式中

S1— 一般安全系数，考虑工件材料性质及余量不均匀等引起切削力

变化，S1=1.5～2；

S2— 加工性质系数，粗加工S2=1.2，精加工 S21； S3— 刀具钝化系数，S3=1.1～1.3；

S4— 断续切削系数，继续切削时S41.2，连续切削时S41。

工件与支承元件之间的摩擦因数，以及工件与夹紧元件间的摩擦因数，可由支承表面特点决定。该夹具支承表面为光滑表面，摩擦因数取0.15～0.25。

该夹具设计时依次取S1

2、S2

1、S31.2、S41，则

SS1S2S3S4211.212.4

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又，μ=0.25，L=195-12.5=182.5㎜，FA=40N，L1=250mm,L2=0㎜，且

0.5Fjminμ（L1+ L2）= FAL 得 Fj≥SFjmin=

2SFAL=560N。

（L1L2）估算得夹紧力为560N。

4.夹具的结构设计

考虑到工件要在立式铣床上加工，所设计的夹具最后要在铣床上一起夹紧，因此在保证加工要求的基础上，夹具必须尽可能简单，结构紧凑，装拆工件容易，操作方便。底面通过大平面将工件定位在夹具体上，并在工件上面的活动手柄压紧螺钉将工件固定在夹具体上；压紧螺钉通过导向板与V型块过盈配合，并一起固定在支撑板上，为防止工件加工过程中发生变形与转动，在工件另一侧面要加辅助支撑，并与V型块尽可能点对点安装，在工件的加工面要留退刀间隙。由于工件的生产批量不大，可以不设置对刀装置。

5.夹具的使用说明

本工序是要加工长端反端面，因此在装载工件时，应将工件短端端面朝上放置，然后通过V型块来调节，定位好，工件上面的活动手柄压紧螺钉将工件压紧；再进一步旋紧压紧螺钉，推动V型块直至压紧为止；在夹紧时应当注意，夹紧力不要太大，以免工件产生变形，工件不能移动为准。

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6.设计小结

这次课程设计为期两周，在郭老师的精心指导下和自己查阅相关设计手册的情况下，我按照计划完成了设计任务。通过这次课程设计锻炼了我将所学知识联系实际生产并将理论化为设计的能力，为以后走向工作岗位打下了坚实的基础。做完这个课程设计使我深刻的体会到了理论联系实际的重要性，因为你不联系实际，不应用于设计，所学的将永远只是理论而不能转化为自身的能力。

7.参考文献

[1] 大连理工大学工程画教研室.机械制图 [M].6版.北京： 高等教育出版社2007.7。

[2] 关慧贞，冯辛安.机械制造装备设计 [M].3版.北京：机械工业出版社,2009.11。[3] 机床夹具设计手册[M]。

[4]张锋，古乐.机械设计课程设计手册.[M].北京：高等教育出版社，2007.7。

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第二篇：拨叉专用夹具设计说明书.

课程设计

机械制造工艺学课程设计

拨叉钻孔的专用夹具设计

班 级： 学 号： 姓 名： 指导老师：

机电及自动化学院 2015年 01 月 26 日

课程设计

目录

前 言...................................................................................................................................................................1 设计任务...............................................................................................................................................................2 1零件的工艺分析................................................................................................................................................3 1.1设计题目................................................................................................................................................3 1.2零件的使用要求基本分析....................................................................................................................3 1.3零件的工序特点....................................................................................................................................3 2.定位方案选择...................................................................................................................................................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定位方案确定.........................................................................................................................................5 3.夹紧方案选择...................................................................................................................................................5 3.1夹紧方案a.............................................................................................................................................6 3.2夹紧方案b.............................................................................................................................................6 3.3夹紧方案确定........................................................................................................................................6 4夹具具体结构....................................................................................................................................................6 4.1定位元件................................................................................................................................................6 4.2夹紧机构................................................................................................................................................7 4.3导向机构................................................................................................................................................7 4.3.1钻模体机构................................................................................................................................7 4.3.2.钻套的选择...............................................................................................................................8 4.3.3钻套高度的选择........................................................................................................................8 4.3.4排屑间隙....................................................................................................................................9 5.定位误差...........................................................................................................................................................9 5.1定位误差分析........................................................................................................................................9 5.2定位误差计算........................................................................................................................................9 6夹紧力计算......................................................................................................................................................10 6.1切削力计算..........................................................................................................................................10 6.2实际所需夹紧力计算..........................................................................................................................10 6.3夹紧力校核..........................................................................................................................................11 7夹具精度分析与计算......................................................................................................................................12 8夹具总装..........................................................................................................................................................12 总结.....................................................................................................................................................................14 参考文献.............................................................................................................................................................15

课程设计

前 言

机械制造工艺学课程设计是在学完了机械制造工艺学（含机床夹具设计）和大部分专业课，并进行了实习的基础上进行的一个教学环节。也是大学本科里的最后一次课程设计。这次设计为了使我们能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立的分析和解决工艺夹具问题。让我们初步具备设计一个中等复杂程度零件的机械加工工艺所需的夹具设计的能力，也是熟悉和运用有关手册、图表等技术及编写技术文件等技能的一次实践机会，形成规范解决问题的理念。设计是一项复杂细致的工作，本次设计更主要是为了通过解决在设计过程中常遇到一些困难和问题，积累了一些经验和教训，发挥自己的主观能动性，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下良好的基础。

当然由于水平有限，说明书中难免出现一些错误和不妥指出，还希望老师不吝指出。

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设计任务

本次课程设计的任务是设计拨叉钻孔的专用夹具的设计，目的是通过课程设计，学会综合运用过去所学过的相关课程的知识，经受一次理论联系实际的综合训练，熟悉专用夹具设计的原则、步骤和方法，具备夹具设计的基本能力。

设计要求：

1.设计课题:拨叉钻孔的专用夹具设计

2.生产纲领：中批量生产

上交材料：

1.课程设计说明书

一份 2.零件图 一张 3.工序卡

一张 4.夹具装配图

一张 5.非标件零件图 两份

课程设计

1零件的工艺分析

1.1设计题目

根据工序6（对Ф15的孔进行钻孔）设计一套专用夹具。

1.2零件的使用要求基本分析

本次设计的专用夹具相应的零件是中批量生产的拨叉。拨叉是一个很重要的零件，因为其零件尺寸比较小，结构形状较复杂，但其加工孔和表面的精度要求较高，上下表面、圆弧表面都有粗糙度要求，零件精度要求较高，加工精度要求较高。其中，Ф15孔与底面的垂直度和上下端面的平行度要求较高，有精度要求，因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它们的加工是非常关键和重要的。

1.3零件的工序特点

加工该工序使用的是钻床Z535，加工工序6前，工件已经加工了上下端面、前后端面、左右端面，即零件各面均可用于直接定位。如图1.1所示：

图1.1 拨叉零件图

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2.定位方案选择

在夹具设计中，工件在夹具中定位的主要工作内容包括：根据工件的表面结构特征和工序要求，确定工件需要限定的自由度；确定定位方式，即确定工作上的定位表面及其与之相对应的定位元件；分析工件各表面定位方式组合后限定自由度的情况，对欠定位的进行定位方案修改，对不必要的过程定位自由度采取消除措施。拟定加工路线的第一步是选择定位基准。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。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。

根据工序6特点，钻Ф15的通孔，限制6个自由度。

2.1定位方案分析 2.1.1定位方案a

使用下底面限制3个自由度，再用V形块和挡板限制另外的3个自由度。下底面限制了Z轴的移动、绕X轴的转动和绕Y轴的转动，V形块和侧面挡板限了制X轴的移动、Y轴的移动和Z轴的转动。刚好限制的6个自由度没有出现过定位或者欠定位。

分析可知，该定位方案满足要求。

2.1.2定位方案b 使用一面一销和V形块进行定位，下底面限制了Z轴的移动、绕X轴的转动和绕Y轴的转动，定位销限制了绕Z轴的转动，V形块限制X轴的移动、Y轴的移动。也是刚好限制了6个自由度没出现过定位和欠定位。

分析可知，该定位方案满足要求。

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2.2定位方案确定

工序6为钻15的孔，使用方案b的短定位销不仅零件不好拆卸，而且设计基准与定位基准不重合，会增大定位误差，很难保证左右端面与孔中心线的对称要求，而方案a既简单又容易拆卸，也能使设计基准与定位基准重合，减小定位误差，故方案a更合理。

3.夹紧方案选择

在夹紧机构设计时，一般根据工件的结构、尺寸、生产类型和工序内容等选择合适的夹紧机构，并尽可能采用标准的零部件，使夹具的制造周期短、成本低。夹紧力源通常根据批量生产类型确定，由于装配支撑块生产类型为中批量生产，且工件尺寸较小，切削力不大，所以夹紧力源可采用手动的夹紧装置。在确定夹紧力的方向、作用点的同时，要确定相应的夹紧机构。

确定夹紧机构要注意以下几方面的问题：

①安全性 夹紧机构应具备足够的强度和夹紧力，以防止以外伤及夹具操作人员。②手动夹具夹紧机构的操作力不应过大，以减轻操作人员的劳动强度。③夹紧机构的行程不宜过长，以提高夹具的工作效率。④手动夹紧机构应操作灵活、方便。

（1）.夹紧力的方向：夹紧力的方向要有利于工件的定位，并注意工件的刚性方向，不能使工件有脱离定位表面的趋势，防止工件在夹紧力的作用下产生变形。1).作用方向应垂直于工件的主要定位基准，以保证加工精度； 2).作用方向应与工件刚度最大的方向一致，以减少工件的夹紧变形； 3).作用方向应尽量与工件的切削力、重力等的作用方向一致，以减小夹紧力； 综合上述，选择夹紧力的作用点在Φ27孔的左端面。

（2）.夹紧力的作用点：夹紧力的作用点应选择在定位元件支承点的作用范围内，以及工作刚度高的位置。确保工件定位准确、不变形。夹紧力的作用点的设计原则

1).应落在支承元件上或几个支承元件所形成的支承平面内，以避免破坏定位或造成 较大的夹紧变形；

2).应落在工件刚性较好的部位上；

3).应尽可能靠近加工面，以提高工件加工部位的刚度和抗振性。

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3.1夹紧方案a 使用螺旋压板夹紧机构对拨叉的左端面进行夹紧。

螺旋压板夹紧机构实现对工件的夹紧，采用标准的夹紧螺钉，螺旋升角很小，自锁性能好，压板又是标准件有利于实现夹紧工件，减少夹具的减少制造周期。能够达到对工件的夹紧要求。

3.2夹紧方案b

使用单螺旋夹紧机构对拨叉的前端面进行夹紧。

单螺旋夹紧机构采用螺纹自锁原理实现对工件的夹紧，能够达到对工件的夹紧要求。

3.3夹紧方案确定

比较方案a和方案b，使用方案b缺点：夹紧动作慢、工件装卸费时，且机构相对复杂，对于定位比较麻烦，而方案a不仅操作简单，机构也更加简单，零件的拆卸快，误差小，所以选择方案a更加合理。如图3.1所示：

图3.1 夹紧机构示意图

压紧机构由压板和自锁螺栓组成，既能实现自锁又能有较大的夹紧力，便于拆卸和装夹。

4夹具具体结构

4.1定位元件

工件以平面定位的定位元件有底板、侧面挡板、和V形块。其中V形块可自动对心。底板与工件配合要求地面平面度要好和与下底面的平行度和粗糙度要求高，侧面挡板限制其绕Z轴转动也是与工件接触要有一定的粗糙度要求。

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4.2夹紧机构

单螺旋夹紧机构：采用方案a进行夹紧如图4.1所示：

图4.1 单螺旋夹紧机构图

由螺钉和压板组成，自锁性好，承受的压力大。

4.3导向机构 4.3.1钻模体机构

用来装配钻套和与夹具体的配合，钻模体与钻套的配合是

H7钻模体下底面与夹具体n6基体配合所以平面度要求比较高，上表面又要与孔保持垂直度要求一般保持在Ф0.02左右，对于拨叉零件去Ф0.02保证其精度，钻模体与底板的配合连接靠螺栓锁紧和定位销定位保证其上平面与底板平行。如图4.2所示：

图4.2 钻模体示意图

用于与钻套的配合，有特定的公差配合保证其加工精度。

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4.3.2.钻套的选择

钻床夹具的导向元件为固定钻套,它的作用是确定刀具相对夹具定位元件的位置,并在加工中对钻头等加工刀具进行引导,保证被加工孔的位置精度和防止刀具在加工中发生偏斜。

固定钻套适用范围：

1中批量生产用的钻模应采用外径直接压入钻模的固定钻套。2对于下列情况应采用带肩固定钻套

（1）利用钻套端面左基面

（2）钻模板较薄

（3）要防止细碎切屑进入孔内 可换钻套的适用范围：

1钻套磨损后更换方便，适用大批量生产

2适用在钻套外径很大，以致不容易压入钻模或因钻模壁较薄压入钻套容易产生变形时采用。

对于本次夹具设计是属于中批量生产，且钻套的外径才Ф22mm，适用固定钻套，钻套选择外径Ф22mm，内径Ф14mm，高度16mm,带肩的固定钻套，与钻模体采用图4.3所示：

H7配合。如n6

图4.3 钻套示意图

4.3.3钻套高度的选择

钻套高度与所钻孔的孔距精度、工件材料、孔加工深度、刀具刚度、工件表面形状等因素有关。钻套高度H越大,刀具的导向性越好，但刀具与钻套的摩擦越大,一般取H=(1～2.5)D，孔径小、精度要求高时，H取较大值，所以H=(1×23～2.5×25)mm=(23～62.5)mm。

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查文献《机械制造技术基础课程设计指南》表5-181可取固定钻套的高度H=16mm。

4.3.4排屑间隙

排屑间隙h值应适当选取，h值太小时，切屑难以自由排出，使加工表面被损坏；h值太大时，会降低钻套对钻头的导向作用，影响加工精度。加工铸铁时，h=(0.3～0.4)D 即h=(0.3～0.4)D=（0.3×23～0.4×25）mm=（6.9～10）mm。查文献【2】《机械制造技术基础课程设计指南》表5-181，可取排屑间隙h=10mm。

5.定位误差

定位误差包括两个部分，一是由于工件的定位基准与工序基准或设计基准不重合而引起的定位基准变动量，称为基准不重合误差；二是由于工件上的定位基准和定位元件上的定位工作表面的制造不准确（包括配合间隙）而引起的定位基准位置的变动量，称为基准位移误差。

5.1定位误差分析

由于该夹具使用下底面作为基准限制3个自由度、V形块右限制2个自由度、侧面挡板限制一个自由度，从而完全定位，所以设计基准与定位基准重合，即该定位方式下，各定位基准的基准不重合误差为零，所以主要计算基准的位移误差。

5.2定位误差计算

一般情况下，定位误差应满足：

△dw≤(1/3~1/5)该工序6是钻15孔，主要是V形块定位的误差计算。根据参考文献[5]第8页，表1-6可知： 定位误差计算公式（90度V形块）：

△D.W(A)D2sin20.71D=0.00923mm

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△D.W(B)D2sin2(11)0.21D=0.00273mm

△D.W(C)D2sin(121)1.21D=0.015mm 经分析可知其误差都小于0.1。即：该定位方案所以满足要求。

6夹紧力计算

6.1切削力计算

钻15孔时选用：钻床Z535，刀具用高速钢。由参考文献[2]第34页公式（2-1）可知:切削力公式为：

Mf0.21D2f0.8Kp

其中：

HB0.6Kp()，f0.1mm/r

190

灰铁硬度取190HBW 即：Mf0.12x142x0.10.8x16.5Nm

6.2实际所需夹紧力计算

根据参考资料[1]第299页，表6.22可知：

KMsinWK21Rsin2

2R式中，根据参考资料[4]第478页表3-19，取30.12,40.12,90 总的安全系数K可按下式决定：

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KK0K1K2K3K4K5K6

式中：K0——基本安全系数，一般取1.0；

K1——加工状态系数，粗加工取1.2，精加工取1.0；

K2——刀具钝化系数，一般取1.0-1.9；可参考参考资料[4]表3-20选取； K3——切削特点系数，连续取1.0，断续取1.2；

K4——夹紧动力稳定性系数，手动夹紧取1.3，机动夹紧取1.0；

K5——手动加紧手柄位置系数，若手柄位置操作方便，手柄偏转角度范围小，取1.0；若手柄位置操作不方便，手柄偏转角度范围大，取1.2。

K6——仅在有力矩企图使工件回转时，才应考虑支撑面接触情况系数。

K的值约为：

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由计算可知所需实际夹紧力适中，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用单螺旋夹紧机构。

6.3夹紧力校核

根据参考文献[4]第488页表3-26可得： 带手柄螺钉M16可用夹紧力为：Q=7900N 由Q>WK可知，该单螺旋夹紧机构满足夹紧要求，即该机构工作是可靠的。

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7夹具精度分析与计算

为保证夹具设计的正确性，首先要在设计图样上对夹具的精度进行分析。用夹具装夹工件进行加工时，其工序误差可用误差不等式：

2D2A2TK 式中：△D———定位误差，mm；

△A———安装误差，mm；

△T———调整误差，mm；

δK———工件工序尺寸公差，mm 定位误差 D0.05（设计定位元件已计算）

安装误差 定位心轴与夹具底面的垂直度公差为0.01mm，即安装误差A0.01mm 调整误差 钻套与钻模体之间的尺寸公差为0.024mm，即调整误差T0.024mm。

12222D2A20.050.010.0240.056K T3（K0.43mm;0.15mm）

因而该夹具能保证Ф15的基本尺寸公差和位置度0.15mm的加工要求。

8夹具总装

专用夹具包含了：（1）夹具体（2）夹紧机构（3)拨叉(4)M5螺栓(5)定位销(6)钻模体(7)钻套(8)V形块(9)沉头螺钉(10）圆柱螺钉组成；由V形块、底面和挡板进行定位，V形块利用螺栓与夹具体连接锁紧，可自动对心。钻模板利用2根定位销进行定位，再利用一对螺钉锁紧连接，可拆卸，定位好，钻套采用固定钻套与钻模版直接固定保证其垂直度，夹紧机构采用手动式螺栓锁紧，便于拆卸和装夹。对于夹具体与钻床T形台的连接采用一对螺栓锁紧。操作时只需拧松夹紧机构进行装夹，拆卸也是靠夹紧机构进行松开。从而取出工件。如图8.1所示：

课程设计

图8.1 总装示意图

夹具装配图标注尺寸、配合及技术要求

1）确定定位元件间的尺寸，两定位销距离72mm。

2）根据加工孔的加工要求，位置度公差为零件相应尺寸0.1的公差值的1/3。3）钻套中心线与夹具底面的垂直度公差为Ф0.02mm。4）定位销轴线与底面的垂直度公差为Ф0.02mm。5）定位平面与夹具体地面平行度公差为0.01mm。

6）标注关键件的配合尺寸如图，15H7H7，6。n6m6

课程设计

总结

此次设计是对拨叉零件的加工工序6的专用夹具设计，即：对于φ15孔钻，选用全约束的定位方式，并以操作简单的手动夹紧方式夹紧，其机构设计简单，方便且能满足要求。通过这次课程设计，使我对零件制造中的加工工艺和夹具设计都有了更进一步的认识，也加深了对大学所学基础知识的学习和理解。课程设计是理论联系实际的最有效方法。在具体设计过程中，必须考虑到方方面面的问题，在理论上正确无误的设计，在实际中往往存在各种问题。这样，在设计时就必须考虑所设计的机构是否合理，在实际运用中能否正常工作，而不仅仅考虑理论上的可行性，课程设计使我学会了从实际出发设计加工零件的工艺规程。在本次设计中，经济因素也是非常重要的，应以最经济的加工方式，达到最符合要求的工艺技术要求，从而实现以最低的成本完成最合理的加工。

总的来说，这次的课程设计使我获益良多，过程曲折可谓一语难尽。在此期间我也失落过，也曾一度热情高涨。从开始时满富盛激情到最后汗水背后的复杂心情，点点滴滴无不令我回味无长。生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。通过这次课程设计，我才真正领略到“艰苦奋斗”这一词的真正含义，我想说：设计确实有些辛苦，但苦中也有乐；设计确实很累，但当我们研究出数据制成成果时，心中也不免产生兴奋……

本次夹具设计是一次难得的实践机会，不仅巩固了已学知识，并且在如何做好设计，如何利用资源，如何修改设计方案等方面有了一定的提高。但是由于自己相关专业知识知贫乏，当中可能会出现一些问题，希望老师谅解，并多多批评和指正。

课程设计

参考文献

[1]尹成湖，李保章，杜金萍主编.机械制造技术基础课程设计.高等教育出版社，2009.3 [2]卢秉恒主编.机械制造技术基础.机械工业出版社，2007.12 [3]王大康，卢颂峰主编.机械设计课程设计.北京工业大学出版社，2010.3 [4]浦林祥主编.金属切削机床夹具设计手册.机械工业出版社，1995 [5]曹岩主编.机床夹具手册与三维图库.化学工业出版社，2010.3 [6]李柱主编.互换性与测量技术.高等教育出版社，2004.12 [7]沈莲主编.机械工程材料.机械工业出版社，2007.8

第三篇：拨叉的制造工艺夹具设计说明书

南京农业大学

机械制造工艺学课程设计说明书

设计题目：拨叉的工艺制造及夹具设计

学生姓名： 闫彪

学生学号： 30309210 院（系）： 工学院 年级专业： 车辆工程 指导教师： 徐秀英

2012年5月31日

目录

一 设计说明„„„„„„„„„„„„„„„ 2

二 零件分析„„„„„„„„„„„„„„„

三 工艺工程设计„„„„„„„„„„„„„

四 家具设计„„„„„„„„„„„„„„„

五 设计心得„„„„„„„„„„„„„„„

六 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„4 11 13 13

一、设计说明

机械制造技术基础课程设计是我们在学完了大学的全部基础课，专业基础课以及专业课后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，他在我们的大学四年生活中占有重要的地位。

就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的训练，希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力，为以后的工作打下良好的基础。

由于能力有限，设计尚有很多不足之处，希望各位老师给予指导。

二、零件的分析

（一）零件的作用：

题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。它位于厢体内部：主要作用是传递纽距，帮助改变机床工作台的运动方向。零件在主视方向均有8mm的筋板0。022支撑，零件中部有250的花键孔，上平面分别有M8的螺纹孔和5mm的锥孔.,所有技术要求都是为了机床总体装配.。

(二)零件的工艺分析：

本零件可从零件图中可知,它有三组加工面,而有位置要求,还有两组孔,也有位置和精度要求。

1、零件左端面，它是毛坯铸造出来之后等待加工的第一个面，此面将作为初基准，表面粗糙度为3.2。根据表面粗糙度要求我们采取粗铣、半精铣的加工方式，即节省时间又能达到技术要求。

2、零件顶面，它是以底面为粗基准而加工的，它将作为精基准以完成以后的孔加工，为达到题目要求我们采取粗铣、半精铣的加工方式，表面粗糙度为3.2。.最终达到要求。

0。0223、以顶面为基准加工250的花键孔，此面表面粗糙度为6.3。采用钻，扩即达到要求。4、18mm的槽加工，此槽侧面粗糙度为3.2，底面粗糙度为6.3即采取粗铣、半精铣，两步工序能达到要求。

5、加工M8螺纹孔，由《机械加工工艺手册》查知底孔为φ6.7，考虑到工艺要求我们采取钻、攻丝两步工序。

6、加工M5锥孔，由《机械加工工艺手册》查知.配钻方式加工。在加工的适当工艺过程中我们对产品进行质量检查，以满足工艺要求。

由以上工艺过成的完成，本零件也按要求加工完成。

三、工艺规程设计

（一）确定毛坯的制造形式。

由零件要求可知，零件的材料为HT200，考虑到本零件在具体工作的受力情况，我们选择砂型铸造，足以满足要求，又因为零件是中批量生产，所以选择砂型铸造是提高效率节省成本的最佳方法。

（二）基准面的选择

基准面的选择是工艺规程设计的重要过程之一。基面的选择正确与否，可以是加工质量的到保证，生产效率提高，否则，不但加工工艺过程漏洞百出，更有甚者，零件的大批量的报废，使用无法进行，难以在工期内完成加工任务。

粗基准的选择对于本拨叉来说是至关重要的，对于一般零件而言，应以出加工的表面为粗基准，本零件正好符合要求，对于精基准而言，主要应考虑到基准重合的问题，当设计基准与工艺基准不重合时，应该进行尺寸换算，本题0。021目我们以250的孔为精基准，基本满足要求。

（三）制定工艺路线

制定工艺路线的出发点，是应该使两件的几何形状、尺寸精度及位置精度 等技术要求得到妥善保证，在生产纲领一确定成批生产的情况下，我们尽量集中工序，除此之外我们还应该考虑经济效益，工艺简单工序集中，尽量降低成本。

工艺路线方案： 工序：1/、铸造；

2/、时效处理；

3/、粗铣、半精铣左端面；

4/、粗铣、半精铣顶面；钻、扩22孔；

5/、钻、扩22孔；

6/、车26倒角

7/、拉花键孔；

8/、铣18mm槽；

9/、钻M8底孔φ6.7、攻丝M8，配钻M5锥孔

10/、去刺

11/、检验。

（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

“拨叉”零件的材料为HT200，硬度HB170—200，毛坯重量约为1kg,生产类型为成批量生产，采用砂型铸造，13级精度以下。（批量生产）

根据上述原始资料及加工工艺，分别对个加工表面的机械加工余量、工艺尺寸及毛坯尺寸确定如下：

1．零件端面：

此面是粗基准，是最先加工的表面，由《机械加工工艺设计实用手册》表6-92及公式（6-16）计算底面加工余量。

e=CAmax式中

e

——余量值；

0.2A0.15

Amax ——铸件的最大尺寸；

A

——加工表面最大尺寸；

C

——系数

e=0.55×800.2750.15=2.5mm 满足《机械加工工艺设计实用手册》表6-93的要求。

2． 顶面.30—80面：

因为表面粗糙度要求高，根据零件图中可以看出加工余量为

e=3mm 满足《机械加工工艺设计实用手册》表6-93的要求。

3、中间22孔

毛坯为实心，不冲出孔，孔精度为IT7—IT8之间，根据《机械加工工艺设计实用手册》确定尺寸和余量。

钻孔：φ20 扩孔：φ22

e=2mm

4、φ25 花键孔

以φ22孔为基准拉孔

e=3mm 5.铣18mm槽

毛坯为实心，不冲出孔，根据《机械制造工艺手册》查知e=18mm

6、M8螺纹孔

毛坯为实心，不冲出孔，根据《机械制造工艺手册》查知M8底孔为6.7为零件满足要求确定尺寸余量如下。

钻M8底孔φ6.7；

攻丝M8；

e= 1.3mm.（五）确定切削用量及基本工时

1、工序Ⅲ：铣端面

a/加工条件：机床：X62W卧式铣床

刀具：高速钢圆柱铣刀

GB1106-85

其中d=80mm，L=82mm , l=22mm b/计算切削用量：ap=2.5mm 由《机械加工工艺手册》表15.53可知：

f=afz0.2061.2mm/r

由《切削用量手册》表9.4-8可知：

vt =0.34m/s

nt=1.35r/s

vft=1.70m/s 各休整系数为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机床取

nt=0.792r/s=47.5r/min

vfc=1.0mm/s

所以实际切削速度

v=

d0n=0.20m/s=12m/min 1000

afc.=

vfcncz0.21mm/z

.确定主轴转速：l1+l2=17mm

l=75mm

n=100v=7r/s=420r/min d0

切削工时：

tml1ll292s1.53min nwf2、工序Ⅳ：铣20+10平面

加工条件：机床：X52K立式铣床

刀具：高速钢立铣刀

其中d=32mm，z=6.计算切削用量：ap=3mm

由《机械加工工艺实用手册》表15-52

af=0.08mm/z

由《机械加工工艺实用手册》表15-55 v=0.3m/s=18m/min ns1000v100018==3r/s(179r/min)dw3.1432按机床选取：

n280r/min4.67r/s

v实际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切削工时：

tm1

3、工序Ⅵ 钻，扩φ22孔

(1)钻φ20孔

a/加工条件：机床：Z525立时钻床..刀具：麻花钻

其中d=20mm，.b/计算切削用量：ap=20mm 由《机械加工工艺手册》表15-53，表15-37可知：

.f=0.36mm/r

v=0.35m/s

.确定主轴转速：

n=

1000v=.334r/min d0.按机床选取：

nw392r/min

实际机床选取： v=n0.41m/s 1000

切入 l15mm 切出 l23mm

l=80mm

切削工时：

tm

（2）扩φ22孔 l1ll20.62min.nwf

a/加工条件：机床：Z525立时钻床..刀具：扩孔钻

其中d=22mm，.b/计算切削用量：ap=2mm

由《机械加工工艺手册》表15-53，表15-37可知：

.f=0..81mm/r

v=0.14m/s

确定主轴转速：

n=

1000v=.121.5r/min d0.按机床选取：

nw140r/min

实际机床选取： v=n0.16m/s 1000l1ll20.78min.切削工时： tmnwf4、拉花键孔

nsznlyr1.5801.21.40.13m/s

1000vfzz10003.60.067

5.铣18mm槽

a/加工条件：机床：x62w卧式铣.床..刀具：直齿三面刃铣刀

其中d=80mm，z=18

b/计算切削用量：ap=18mm

由《机械加工工艺手册》表15-53，表15-55可知：

.af=0..20mm/z

v=18mm/min

确定主轴转速：

n=

1000v=71.6r/min d09.按机床选取：

nw75r/min

n0.314m/s 1000

实际机床选取： v=切削工时： tm

6.钻M8螺纹孔 l1ll21.16min.nwf

(1)钻M8螺纹底孔φ6.7孔.a/加工条件：机床：Z525立时钻床..刀具：麻花钻

其中d=6.7mm，.b/计算切削用量：ap=6.7mm 由《机械加工工艺手册》表15-53，表15-37可知：

.f=0.13mm/r

v=0.35m/s

.确定主轴转速：

n=1000v=.998r/min d0.按机床选取：

nw960r/min

实际机床选取： v=n0.34m/s 1000

切入，切出 l1.+l2=4mm

l=11mm

切削工时：

tm

(2)攻丝M8

a/加工条件：机床：Z525立时钻床..刀具：机用丝锥

其中d=8mm，.b/计算切削用量：ap=1.3mm l1ll20.12min.nwf由《机械加工工艺手册》表15-53，表15-37可知：

.f=1mm/r

v=0.12m/s

.确定主轴转速：

n=

1000v=286r/min d0.按机床选取：

nw272r/min

n0.11m/s

实际机床选取： v=1000

切入，切出 l1.+l2=4mm

l=11mm

切削工时：

tml1ll20.06min...nwf

四、夹具设计

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。

经过和指导教师的协商，我决定设计第9道工序——钻M8底孔φ6.7、攻丝M8，配钻M5锥孔的夹具设计，本夹具将用于Z525立式钻床。刀具为.麻花钻，机用丝锥。.为达到零件工艺要求，对零件进行钻、扩、.两步工序进行加工。

1、问题提出：利用本夹具主要是钻M8螺纹底孔φ6.7孔。此孔.没有特殊的形位要求。因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何提高劳动的生产率，降低劳动强度，而精度则不是主要问题。

2、夹具设计

1）根据定位基准的选择原则，采用以 2）3）

22孔以及端面来定位。

切削力及夹紧力计算

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

由夹紧力机构产生的实际夹紧力应满足下式

P=K×F'

其中：其余系数K=K1×K2×K3×K4

K1——基本安全系数 1.3

K2——加工性质系数1.1

K3——刀具钝化系数1.15

K4——断续刀削系数1.2

所以

K=1.3×1.1×1.15×1.2.=1.98 考虑实际夹紧力较小，以及所加工零件的结构特征，决定选用滑动压板夹紧结构 而且不需要进行强度.校核.。

3）定位误差分析

由于所加工的零件对本工序加工的面没有特殊的技术要求，虽然由于定位孔的加工误差以及底面的误差，可能产生所加工的面的平面度、位置度等形位误差，但是在这里是允许的。4）夹紧设计及操作的简要说明

如前所述，在设计夹夹具时，应该注意劳动生产率。但是考虑到本零件结构的特殊性，以及所需的夹紧力较小等原因，螺旋夹紧机构成了首选的方案。这种结构的缺点就是夹紧过程慢，且装卸不太方便。为了解决这一矛盾，我将其中的一个定位销设计成活动的。

五、设计心得

两个星期的机械设计到今天已经划上句号，经过着两个星期的努力，不仅顺利完成了课程设计这个任务，而且从中一方面巩固了之前的理论学习，另一方面也发现了自己在学习工程中存在的薄弱环节。经过老师的知道，和自己的认真学习，自己把一些没有掌握好的知识点进一步加深理解，把在设计过程中发现的问题，作为今后学习过程中努力的方向。课程设计，是一个系统性、知识点广泛的学习过程。通过这样一个系统性的学习和结合，使自己把学过的知识联系起来，运用在各个方面上去。同时，广泛地运用设计手册，学会了在实际中运用工具书，和独立完成每一步查找工作；在整个零件的加工过程是和其他同学分工完成，所以在设计过程中需要和同学一起讨论分析，在夹具设计过程中也想同学征求了意见，是设计更加符合实际要求。

六、参考文献

1、李益民主编，机械制造加工工艺简明手册，机械工业出版社，1994.7

2、廖念钊等主编，互换性与技术测量（第三版），中国计量出版社，2006.8

4、冯之敬主编，机械制造工程原理，清华大学工业出版社，2004.1

5、袁哲俊、刘华明主编，刀具设计手册，机械工业出版社，1999.6

6、王光斗、王春福 主编，机床夹具设计手册（第三版），上海科学技术出版社，2000.11

7、崇凯主编，机械制造技术基础课程设计课程设计指南，化学工业出版社，2007.2 13

第四篇：831005拨叉铣床夹具设计说明书

目录

设计说明...............................................................................................................................................................1

1、零件的分析.....................................................................................................................................................3 1.1.零件的作用.............................................................................................................................................3 1.2.零件的工艺分析.....................................................................................................................................3

2、工艺规程设计.................................................................................................................................................4 2.1.确定毛坯的制造形式.............................................................................................................................4 2.2.基准的选择.............................................................................................................................................4 2.3.制定工艺路线.........................................................................................................................................4 2.4.机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸确定.........................................................................................5

3、夹具设计.........................................................................................................................................................7 3.1.镗孔夹具设计研究原始质料.................................................................................................................8 3.2．定位基准的选择..................................................................................................................................8 3.3.切削力及夹紧力的计算.........................................................................................................................8

4、设计体会语...................................................................................................................................................10 参考文献.............................................................................................................................................................11

设计说明

通过机床工艺及夹具设计，汇总所学专业知识如一体(如《公差于配合》、《机械零件设计》、《金属切削机床》、《机械制造工艺》等)。让我们对所学的专业课得以巩固、复习及实用，在理论与实践上有机结合；使我们对各科的作用更加深刻的熟悉与理解，并为以后的实际工作奠定坚实的基础！

在此次设计中我们主要是设计831005拨叉的铣床夹具。在此次课程设计过程中，我小组成员齐心协力、共同努力完成了此项设计。在此期间查阅了大量的书籍，并且得到了有关老师的指点，尤其是李君老师，在此表示感谢！

课程设计是在课程实习的基础上进行的，根据自己的设计课题，在课程实习期间认真调查研究、搜索资料。

本次设计是提高CA6140车床上拨叉的加工效率，设计正确的加工工艺路线，以及某道工序的夹具。这次设计涉及到机床，机械加工工艺，工装夹具等机制专业的几乎所有的专业基础知识。是一次全面地，系统地检查自己在大学期间对专业知识学习的情况，在整个设计过程中做到严谨认真，一丝不苟的精神，尽量使自己的设计达到理想的水平，通过独立的查找资料，分析，计算完成方案设计，图纸设计和编写技术文件等，设计了这套比较完整的加工工艺路线，使自己对机制专业有了更深刻的认识。

由于时间短促，经验不足以及水平有限，本次设计难免许多不妥和错误之处，敬请批评指正，以便及时改正。

一、零件的分析

1.零件的作用

题目给定的零件是831005拨叉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进行工作。宽度为8+0.0120mm的槽尺

寸精度要求很高，因为在拨叉拔动使滑 移齿轮时如果槽的尺寸精度不高或间隙 很大时，滑移齿轮得不到很高的位置精 度。所以，宽度为8+0.0120mm的槽和滑 移齿轮的配合精度要求很高。

2.零件的工艺分析

831005拨叉共有两组加工表面。以花键孔的中心线为基准的加工面

这一组面包括Ø25+0.230mm的六齿方花键孔、Ø22+0.280花键底孔两端的2X150到角和距中心线为27mm的平面。

以工件右端面为基准的8+0.030 mm的槽和18+0.120mm的槽

经上述分析可知，对于两组加工表面，可先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面

二、工艺规程设计

1.确定毛坯的制造形式

零件的材料为HT200，由于零件形状规范，可以直接用铸造，属于中批生产。

2.基准的选择

基准选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进（1）粗基准的选择

粗基准选择一般的原则：1.保证相互位置要求的原则 2.保证加工表面加工余量合理分配的原则 3.便于装夹的原则 4.粗基准一般不得重复的原则。要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证831005拨叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从831005拨叉零件图分析可知，选择作为831005拨叉加工粗基准。（2）精基准的选择原则

选择精基准的原则：1.基准重合原则 2.统一基准原则 3.互为基准原则 4.自为基准原则 5.便于装夹原则。

要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证831005拨叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从831005拨叉零件图分析可知，它的底平面与侧面三孔平行而且占有的面积较大，适于做精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于两侧面，因为是非加工表面，所以也可以用与顶平面的四孔的加工基准。

选择精基准的原则时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹方便。粗基准的选择：因为要保证花键的中心线垂直于右端面，所以以Φ40的外圆表面的粗基准。

精度基准的选择：为保证定位基准和工序基准重合，以零件的A面为精基准。

3.制定工艺路线

制定工艺路线的出发点，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保证。

（1）工艺路线方案一

方案一

工序：

1.粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端15°倒角。2.粗、精铣削B面。3.铣削8+0.030mm的槽。4.铣削18+0.0120mm的槽。5.拉花键。6.终检

方案二

工序：

1.粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端15°倒角。以Ф40mm圆柱面为粗基准。选用C3163-1转塔式六角车床及三爪卡盘夹具。2.拉花键。以A面为基准，3.铣削槽B面。以花键的中心线及A面为基准。选用X62W卧式铣床加专用夹具 4.铣削18+0.0120mm的槽。以花键的中心线及A面为基准。选用X62W卧式铣床加专用夹具。

5.铣削8+0.030mm的槽。以花键的中心线及A面为基准。选用X62W卧式铣床加专用夹具。6.终检

（3）工艺方案的比较和分析

上述两方案中，工艺方案一把拉花键放在最后一道工序。但此方案中2.3.4工序很难对工件进行定位和加紧、方案二中，把花键放在第一道工序的后边，这样，方案二中的3.4.5道工序很容易对工件进行定位与加紧即以花键中心线和A面作为3.4.5道工序的定位基准。此方案定位精度高，专用夹具结构简单、可靠，所以采用方案二比较合理。以上工艺过程详见附表1“机械加工工艺过程综合卡片” 综上所述将方案的加工工艺路线定制如下： 工序：

粗、精车端面，钻、扩花键底孔、倒两端15°倒角。以Ф40mm圆柱面为粗基准。选用C3163-1转塔式六角车床及三爪卡盘夹具。拉花键。以A面为基准，铣削槽B面。以花键的中心线及A面为基准。选用X62W卧式铣床加专用夹具

铣削18+0.0120mm的槽。以花键的中心线及A面为基准。选用X62W卧式铣床加专用夹具。铣削8+0.030mm的槽。以花键的中心线及A面为基准。选用X62W卧式铣床加专用夹具。终检

以上工艺过程详见附表“机械加工工艺过程综合卡片”。

4.机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸确定

加工工件尺寸：8+0.030mm , 长度L=40mm 加工要求：高速钢错齿三面刃铣刀（精密级K8）加工余量8 用乳化液冷却

机床：X62W 1)选择刀具：由加工尺寸公差0-0.3。所以铣刀精度为精密级K8 铣刀参数：L=8mm D=63 d=22 d1=34 ro=15° ao=12°an=6°Z=16 2)选择切削量

由于槽的深度为8mm, 故一次走完，ae=8mm ap=8mm 由《切削用量简明手册》表3.3 确定f=0.15-0.3mm/r 现取f=0.3mm/r fz=0.3/16=0.018mm/z 3)选择铣刀磨钝标准及刀具寿命：根据《切削用量简明手册》表3.7,得最大磨损量为0.5 由表3.8确定刀具寿命：T=100min其中

4)决定切削速度Vc和每齿进给量Vf、由《切削用量简明手册》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 根据X62W型铣床说明书选nc=375r/min 实际速度Vc=donc/1000=74.2m/min 选Vfc=ncf=375X0.3=112.5mm/min 根据X62W型铣床说明书选选Vf=110mm/min fzc=110/375×16=0.018mm/z 1)机床功率：根据《切削用量简明手册》表3.28 公式

圆周力 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 根据X62W型铣床说明书，功率足够。6)基本工时基本工时根据 《切削用量简明手册》表3.5 Tm=(L+L1+△)/Vf=(40+14)/110=0.49（min）L1+△=14mm

三、夹具设计

为了提高劳动生产率，保证加工质量降低劳动强度，需设计专用夹具。

经过与指导老师给题，决定设计加工顶部8mm槽的夹具。

1.镗孔夹具设计研究原始质料

经过与指导老师协商，决定设计第5道工序——铣宽为80

+0。0

3mm槽的铣床夹具。本夹具将用与X63卧式铣床。刀具为高速钢直齿三面刃铣刀，来对工件进行加工。

本夹具主要用来铣宽为80+0。03mm的槽，由于采用宽为80+0。022mm的精密级高速钢直齿三面刃铣刀，一次铣削，所以主要应该考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度．

2．定位基准的选择

由零件图可知，宽为80+0。03mm的槽，其设计基准为花键孔中心线和工件的右加工表面（A）为定位基准。因此选用工件以加工右端面（A）和花键心轴的中心线为主定位基准。

3.切削力及夹紧力的计算

刀具：高速钢直齿三面刃铣刀，Ø63mm, Z=14 Fz=CP·t0.83·Sz0.65·D-O.83·B·Z·kP(见《切削手册》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 在计算切削力时，必须考虑安全系数。安全系数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为基本安全系数1.5 k1为加工性质系数1.1 k1为刀具钝化系数1.1 k1为断续切削系数1.1 F,=KFH =1.5 X 1.1 X 1.1 X 1.1 X 200=400(N)实际加紧力为WK= KFH/U1U2=400/0.5=800(N)其中U1和U2为夹具定位面及加紧面上的磨擦系数，U1=U2=0.025 螺母选用M16X1.5细牙三角螺纹，产生的加紧力为 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 此时螺母的加紧力W已大于所需的800(N)的加紧力，故本夹具可安全工作。3.定位误差分析

由于槽的轴向尺寸的设计基准与定位基准重合，故轴向尺寸无基准不重合度误差。径

向尺寸无极限偏差、形状和位置公差，故径向尺寸无基准不重合度误差。即不必考虑定位误差，只需保证夹具的花键心轴的制造精度和安装精度。

四、设计体会语

为期四周的夹具课程设计已经接近尾声，回顾整个过程，我组同学在老师的指导下，取得了可喜的成绩，课程设计作为《机械制造工艺学》、《机床夹具设计》课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。本次课程设计主要经历了两个阶段：第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计。第一阶段我们运用了基准选择、切削用量选择计算、机床选用、时间定额计算等方面的知识；夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。

通过此次设计，使我们基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤等。学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。

总的来说，这次设计，使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。

由于能力所限，设计中还有许多不足之处，恳请老师批评指正！

参考文献

[1]、徐嘉元，曾家驹主编《机械制造工艺学》机械工业出版社 97.8 [2]、赵家齐：《机械制造工艺学课程设计指导书》，机械工业出版社 [3]、李益民主编：《机械制造工艺设计简明手册》，机械工业出版社 [4]、艾兴 肖诗纲主编.《切削用量简明手册》.机械工业出版社, 1994 [5]、浦林祥主编.《金属切削机床夹具设计手册》.机械工业出版社, 1984 [6]、王启平主编《机床夹具设计》哈工大出版社 85.12 [7]、东北重型机械学院主编《机床夹具设计手册》上海科学技术出版社 80.1 [8]、徐灏主编《机械设计手册》机械工业出版社 91.9 [9]、《机械制造工艺学》、《机床夹具设计》（教材）

[10]、孙丽媛主编，《机械制造工艺及专用夹具设计指导》，冶金工业出版社2002 [11]、《机械零件设计手册》 [12]、《机床夹具设计图册》

[13]、《几何量公差与检测》第五版 甘永立 主编 上海科学技术出版社 [14]、《互换性与技术测量》 周哲波 主编 北京大学出版社 [15]、《机械设计》 吴立言 陈国定 主编 高等教育出版社

第五篇：拨叉钻孔夹具(铣床 钻床)（本站推荐）

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毕业设计（论文）题目

摘 要

随着全球制造产业的区域转移整个制造行业竞争的加剧，所有机械加工生产单位都面临提高生产效率的问题。

本论文是结合目前实际生产中，常常发现仅用通用夹具不能满足生产要求，用通用夹具装夹工件生产效率低劳动强大，加工质量不高，而且往往需要增加划线工序，而专门设计的铣床钻床夹具，主要包括夹具的定位方案，夹紧方案、对刀方案、钻模套方案，夹具体与定位键的设计及加工精度等方面的分析。可以有效的减少工件加工的基本时间和辅助时间，大大提高了劳动生产力，从而可以有效地减轻工人的劳动强度和增加劳动效率。

关键词：铣床，钻床，对刀块，钻模套，拨叉

I 全套设计包括设计说明书+CAD图纸。购买请联系qq：541937254

ABSTRACT

With the global transfer of manufacturing industry in regional competition throughout the manufacturing industry, all production units are facing machining to improve production efficiency.In the machining process technology and equipment as the workpiece clamping fixture, in improving the production efficiency has its particular advantages.Especially in the machining process, with appropriate processing aids.(Such as fixtures)so powerful in the improved production efficiency, so many complex parts processing as possible, conventional machining parts to further enhance the quality and reduce labor intensity, in ensuring quality of products, while mass production of precision, thus reducing production costs.To some extent increase the use of fixture actual production efficiency of enterprises.Thus the understanding of knowledge and learning fixture in today's priority is obviously important.This paper is combined with the current actual production, often found only universal fixture can not meet the production requirements, workpiece clamping fixture with the general low productivity of labor power, processing quality is not high, and often need to increase the marking process, a specially designed Types of milling fixture, including fixture locating scheme, clamping program, tool programs, folders and location specific key aspects of the design and analysis of precision machining.Workpiece can effectively reduce the time and support the basic time, greatly improving labor productivity, which can effectively reduce the labor intensity and increase labor efficiency

KEY WORDS:.Drilling，Milling Machine，Tool Block，Drilling template，Fork

II 全套设计包括设计说明书+CAD图纸。购买请联系qq：541937254

目 录

前 言................................................................................................43 第1章 机床夹具概论......................................................................44

1.1 机床夹具及其功用...............................................................44

1.1.1 概念............................................................................44 1.1.2 机床夹具的主要功能.................................................44 1.2 夹具装夹工件的方法及特点...............................................44

1.2.1 机床夹具及其功用.....................................................44 1.2.2 工件的定位夹紧.........................................................44 1.3 机床夹具的分类和组成.......................................................45

1.3.1 按夹具的通用特性分类.............................................45 1.3.3 机床夹具的组成.........................错误！未定义书签。1.4 机床夹具的现状及发展方向...............错误！未定义书签。

1.4.1 机床夹具的现状.........................错误！未定义书签。1.4.2现代机床夹具的发展方向..........错误！未定义书签。1.5工件定位的基本原理............................错误！未定义书签。

1.5.1 自由度的概念和六点定位原则.错误！未定义书签。1.5.2 工件定位中的几种情况.............错误！未定义书签。1.5.3 定位基准的基本概念.................错误！未定义书签。1.6 常用定位元件及选用...........................错误！未定义书签。

1.6.1 对定位元件的基本要求.............错误！未定义书签。1.6.2 常用定位元件所能限制的自由度错误！未定义书签。1.6.3 常用定位元件的选用.................错误！未定义书签。1.7 定位误差分析.......................................错误！未定义书签。

1.7.2 常见的定位方式中基准位移误差错误！未定义书签。1.7.3 定位误差的合成.........................错误！未定义书签。1.8 工件的夹紧...........................................错误！未定义书签。

1.8.1 夹紧装置的组成和夹紧装置的设计原则错误！未定义书签。2.夹紧装置的设计原则.....................错误！未定义书签。

III 全套设计包括设计说明书+CAD图纸。购买请联系qq：541937254 1.8.2 定夹紧力的基本原则.................错误！未定义书签。1.8.3 减小夹紧变形的措施.................错误！未定义书签。1.9 工件的组合定位...................................错误！未定义书签。

1.9.1 工件组合定位应注意问题.........错误！未定义书签。1.9.2 工件以两孔一面定位.................错误！未定义书签。1.9.3 组合表面定位及其误差分析.....错误！未定义书签。

第2章 铣床夹具设计......................................................................46

2.1 铣床夹具的分类...................................................................46 2.2 铣床常用通用夹具的结构...................................................46 2.3 铣床夹具的设计特点...........................错误！未定义书签。

2.3.1 铣床夹具的安装.........................错误！未定义书签。2.3.2 铣床夹具的对刀装置.................错误！未定义书签。2.4 定位方案..............................................错误！未定义书签。

2.4.1六点定位原理及应用定位原理几种情况错误！未定义书签。2.4.2 确定要限制的自由度和定位方案选择错误！未定义书签。2.5 夹紧方案..............................................错误！未定义书签。2.6 对刀方案..............................................错误！未定义书签。2.7 夹具总图上的尺寸、公差和技术要求错误！未定义书签。2.8 夹具精度分析.......................................错误！未定义书签。2.9 粗铣拨叉槽加工计算...........................错误！未定义书签。第3章 钻床夹具设计......................................................................46

3.1 钻床夹具的分类...................................................................46 3.2 钻床常用通用夹具的结构...................................................47 3.3 钻床夹具的设计特点...........................错误！未定义书签。

3.3.1 钻床夹具的安装.........................错误！未定义书签。3.3.2 钻床夹具的钻模套装置.............错误！未定义书签。3.4 定位方案..............................................错误！未定义书签。

3.4.1 工件定位....................................错误！未定义书签。3.4.2 确定要限制的自由度.................错误！未定义书签。3.5 夹紧方案..............................................错误！未定义书签。

IV 全套设计包括设计说明书+CAD图纸。购买请联系qq：541937254 3.5.1 夹紧装置的设计原则.................错误！未定义书签。3.6 钻模套方案..........................................错误！未定义书签。3.7 夹具总图上的尺寸、公差和技术要求错误！未定义书签。3.8 粗钻拨叉孔加工计算..........................错误！未定义书签。

3.8.1 加工计算....................................错误！未定义书签。3.8.2 夹紧力的计算............................错误！未定义书签。

结 论..................................................................................................47 谢 辞..................................................................................................47 参考文献............................................................................................48 3.7.1 下面是对拨叉钻孔夹具（见装配图）的分析说明错误！未定义书

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前 言

夹具最早出现在1787年，随着科学技术的巨大进步及社会生产力的迅速提高，机床夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺设备。科技的进步，生产的发展和产品在时常上的竞争，产品更新换代的周期越来越短，对机床夹具的设计、制造、使用提出了新的更高的要求。现代机床夹具应该朝精密化柔性化、标准化等方面发展。

面对发我国经济近年来的快速发展，机械制造工业的壮大，在国民经济中占重要地位的制造业领域得以健康快速的发展。制造装备的改进，使得作为制造工业重要设备的各类机加工艺装备也有了许多新的变化。特别是作为机械制造中装夹工件的工艺装备的夹具，在机械化大生产的今天显的更加重要起来，因为夹具是加工生产内不可却少的重要部分。机械制造中特别是在金属切削加工过程中，配以适当的夹具等加工辅助工具，有力于提高企业生产效率，降低劳动强度，保证加工产品质量，从而降低生产成本，提高企业效益。从而在某种程度上对提高我国企业的竞争力有一定的促进作用。

该夹具具有良好的加工精度，针对性强，主要用于拔叉零件铣槽和钻孔工序的加工。本夹具具有夹紧力装置，具备现代机床夹具所要求的高效化和精密化的特点，可以有效的减少工件加工的基本时间和辅助时间，大大提高了劳动生产力，从而可以有效地减轻工人的劳动强度和增加劳动效率。

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第1章 机床夹具概论

1.1 机床夹具及其功用

1.1.1 概念

机床夹具是在机械制造过程中，用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受加工或检测并保证加工要求的机床附加装置，简称为夹具。

在我们实际生产中夹具的作用是将工件定位，以使加工工件获得相对 机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。

1.1.2 机床夹具的主要功能

在机床上加工工件的时候，必须用夹具装好夹牢所要加工工件。将工件装好，就是在机床上确定工件相对于刀具的正确位置，这一过程称为定位。将工件夹紧，就是对工件施加作用力，使之在已经定好的位置上将工件可靠地夹紧，这一过程称为夹紧。从定位到夹紧的全过程，称为装夹。机床夹具的主要功能就是完成工件的装夹工作。工件装夹情况的好坏，将直接影响工件的加工精度。

1.2 夹具装夹工件的方法及特点

1.2.1 机床夹具及其功用

工件的装夹方法有找正装夹法和夹具装夹法两种。

找正装夹方法是以工件的有关表面或专门划出的线痕作为找正依据，用划针或指示表进行找正，将工件正确定位，然后将工件夹紧，进行加工。这种方法安装方法简单，不需专门设备，但精度不高，生产率低，因此多用于单件、小批量生产。

1.2.2 工件的定位夹紧

夹具装夹方法是靠夹具将工件定位、夹紧，以保证工件相对于刀具、44 全套设计包括设计说明书+CAD图纸。购买请联系qq：541937254 机床的正确位置具有以下特点：

1.工件在夹具中的正确定位，是通过工件上的定位基准面与夹具上的定位元件相接触而实现的。因此，不再需要找正便可将工件夹紧。

2.由于夹具预先在机床上已调整好位置（也有在加工过程中再进行找正的），因此，工件通过夹具对于机床也就占有了正确的位置。

3.通过夹具上的对刀装置和钻模套装置，保证了工件加工表面相对于刀具的正确位置。

4.装夹基本上不受工人技术水平的影响，能比较容易和稳定地保证加工精度。

5.装夹迅速、方便，能减轻劳动强度，显著地减少辅助时间，提高劳动生产率。

6.能扩大机床的工艺范围。如镗削图机体上的阶梯孔，若没有卧式镗床和专用设备，可设计一夹具在车床上加工。

1.3 机床夹具的分类和组成

1.3.1 按夹具的通用特性分类

目前中国常用夹具有通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和自动线夹具等五大类。1．通用夹具

通用夹具是指结构、尺寸已规格化，且具有一定通用性的夹具。其优点是适应性强、不需要调整或稍加调整即可装夹一定形状和尺寸范围内的各种工件。这类夹具已商品化。如三爪自定心卡盘、四爪单动卡盘、台虎钳、万能分度头、顶尖、中心架、电磁吸盘等。采用这类夹具可缩短生产准备周期，减少夹具品种，从而减低生产成本。其缺点是夹具的加工精度不高，生产力较低且较难装夹形状复杂的工件，故适用于单件小批量生产中。2．专用夹具

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第2章 铣床夹具设计

2.1 铣床夹具的分类

铣床夹具按使用范围，可分为通用铣夹具、专用铣夹具和组合铣夹具三类。按工件在铣床上加工的运动特点，可分为直线进给夹具、圆周进给夹具、沿曲线进给夹具（如仿形装置）三类。还可按自动化程度和夹紧动力源的不同（如气动、电动、液压）以及装夹工件数量的多少（如单件、双件、多件）等进行分类。其中，最常用的分类方法是按通用、专用和组合进行分类。

2.2 铣床常用通用夹具的结构

铣床常用的通用夹具主要有平口虎钳，它主要用于装夹长方形工件，也可用于装夹圆柱形工件。

机用平口虎钳是通过虎钳体固定在机床上。固定钳口和钳口铁起垂直定位作用，虎钳体上的导轨平面起水平定位作用。活动座、螺母、丝杆（及方头的）和紧固螺钉可作为夹紧元件。回转底座和定位键分别起角度分度和夹具定位作用。

第3章 钻床夹具设计

3.1 钻床夹具的分类

钻床夹具按使用范围，可分为通用铣夹具、专用铣夹具和组合铣夹具三类。按工件在铣床上加工的运动特点，可分为直线进给夹具、圆周进给夹具、沿曲线进给夹具（如仿形装置）三类。还可按自动化程度和夹紧动力源的不同（如气动、电动、液压）以及装夹工件数量的多少（如单件、双件、多件）等进行分类。其中，最常用的分类方法是按通用、专用和组

全套设计包括设计说明书+CAD图纸。购买请联系qq：541937254 合进行分类。

3.2 钻床常用通用夹具的结构

结 论

毕业设计是本科学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过这次拨叉加工设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升。这是我们都希望看到的也正是我们进行毕业设计的目的所在。

虽然毕业设计内容繁多，过程繁琐但我的收获却更加丰富。各种夹具造更大价值。

谢 辞

本论文是在姚永玉老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，姚老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。在此谨向姚老师致以诚挚的感谢和崇高的敬意。搞毕业设计也是

全套设计包括设计说明书+CAD图纸。购买请联系qq：541937254 一个新学习和检验学习知识的过程，充分将学习的知识应用于实际的设计中，温故而知新，有助于我们更好的掌握所学的内容。

参考文献

[1] 王光斗，王春福等.机床夹具设计手册.上海科学技术出版社，1988 [2] 杨黎明编.机床夹具设计.国防工业出版社，1994 [3] 韩洪涛等.机械制造技术.化学出版社，2002 [4]