毕业设计说明书-拨叉加工工艺及夹具设计

编号

毕业设计(论文)

普通车床拨叉加工工艺及夹具设计

Ordinary Lathe Fork Processing Technology and Fixture Design

院（系）名称 辽宁工业大学继续教育学院 专 学 学 指

业名称 生姓名

号

导教师

机械设计制造及其自动化

贾成真 142110105 王晓东 教授

2016年5月20日

继续教育学院专科生毕业设计（论文） 摘 要

此毕业设计是对车床拨叉加工工艺的分析并针对镗削工序进行专用夹具的设计，拨叉零件为铸件，是车床重要的零件之一，具有体积小，形状不规则的特点，在加工时工装不容易实现，因此需要设计一套专用夹具，完成镗孔工序的加工。在制定工艺规程时，要确定各工序的安装工位、加工基准、刀具和加工用量。由于面比孔易加工，因此应先加工面，再以面为基准来加工其它的表面，其中各工序夹具采用专用夹具，特别的对于加工大头孔、槽和小头孔斜面小孔的工序中，选一面两销的定位方式，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，为保证拨叉的加工质量，降低劳动强度，提高生产效率，降低劳动成本，而设计一套专用车床夹具。

关键词： 加工工艺，加工工序，专用夹具设计，CAD

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继续教育学院专科生毕业设计（论文） Abstract

This graduation design is on the lathe shifting fork processing analysis and in the boring and cutting process of special fixture design, dial fork spare parts for the casting, is one of the important parts of the lathe, has the advantages of small size, characteristics of irregular shape, in the process of tooling is not easy to achieve, so it is necessary to design a special fixture, boring process of processing. In the development of the process, to determine the process of the installation station, processing standards, cutting tools and processing dosage. Due to surface pore easy processing, so it should be first processed surface to surface as a benchmark to processing the rest of the surface of the, of which each working procedure jig using special fixture, special for processing big hole, a groove and a small head hole slant hole process, select a two pin positioning and to manipulate as simple manual clamping fixture, the mechanism design simple, convenient and can meet the requirements, in order to ensure the dials the fork processing quality, reduce labor intensity, improve production efficiency, reduce the labor cost, and the design of a special lathe fixture.

Keywords: machining process, machining process, special fixture design, CAD

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继续教育学院专科生毕业设计(论文) 目 录

第1章 绪 论................................................................................................................ 1 第2章 拨叉的加工工艺规程设计.............................................................................. 2

2.1拨叉的工艺分析 ..................................................................................................................... 2 2.2拨叉的工艺要求 ..................................................................................................................... 2 2.3工艺规程设计 ......................................................................................................................... 3 2.3.1确各表面加工方案 .............................................................................................................. 3 2.3.1.（1）影加工方法的因素 ................................................................................................ 3 2.3.1.(2) 加工方案的选择 ....................................................................................................... 3 2.4 确定定位基准 ........................................................................................................................ 4 2.4.1粗基准的选择 .................................................................................................................. 4 2.4.2精基准选择的原则 .......................................................................................................... 4 2.5 拨叉加工工艺路线的拟订 .................................................................................................... 5 2.5.1工序的合理组合 .............................................................................................................. 5 2.5.2工序的集中与分散 .......................................................................................................... 6 2.5.3加工阶段的划分 .............................................................................................................. 7 2.5.4加工工艺路线方案的比较 .............................................................................................. 7 2.6拨叉的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 ................................................... 12 2.6.1毛坯的结构工艺要求 ........................................................................................................ 12 2.6.2拨叉的偏差计算 ................................................................................................................ 12 2.7确定切削用量及基本工时（机动时间） ........................................................................... 15 2.8时间定额计算及生产安排 ................................................................................................... 22

第3章 镗孔夹具设计................................................................................................ 24

3.1 定位、夹紧方案的选择 ...................................................................................................... 25 3.2切削力及夹紧力的计算 ....................................................................................................... 26 3.3 误差分析与计算 ................................................................................................................. 27 3.4 夹具材料的研究 .................................................................................................................. 28 3.5 夹具零、部件的设计与选用 .............................................................................................. 28 3.5.1定位销选用 .................................................................................................................... 28 3.5.2夹紧装置的选用 ................................................................................................................ 28

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继续教育学院专科生毕业设计(论文) 3.6 夹具设计及操作的简要说明 .............................................................................................. 29

第4章 结 论....................................................................................................... - 30 - 参考文献................................................................................................................. - 31 - 致 谢................................................................................................................... - 32 -2

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继续教育学院专科生毕业设计(论文) 第1章 绪 论

机械设计制造及其夹具设计是我们融会贯通三年所学的知识，将理论与实践相结合，对专业知识的综合运用训练，为我们即将走向自己的工作岗位打下良好的基础。

自从20世纪以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具和辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。

机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法，是指导生产的重要的技术性文件。它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证的重要依据。在编制工艺时须保证其合理性、科学性、完善性。

机床夹具是为了保证产品的质量的同时提高生产的效率、改善工人的劳动强度、降低生产成本而在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。它们的研究对机械工业有着很重要的意义，因此在大批量生产中，常采用专用夹具。

而本次对于拨叉加工工艺及夹具设计的主要任务是： 1. 完成拨叉零件加工工艺规程的制定； 2. 完成镗孔专用夹具的设计。

通过对拨叉零件的初步分析，了解其零件的主要特点，加工难易程度，主要加工面和加工粗、精基准，从而制定出拨叉加工工艺规程；对于专用夹具的设计，首先分析零件的加工工艺，选取定位基准，然后再根据切销力的大小、批量生产情况来选取夹紧方式，为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。从而设计一套专用夹具。

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继续教育学院专科生毕业设计 第2章 拨叉的加工工艺规程设计

2.1拨叉的工艺分析

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，但其加工孔和底面的精度要求较高，此外还有小头孔端要求加工，对精度要求也很高。拨叉的底面、大头孔上平面和小头孔粗糙度要求都是Ra1.6，所以都要求精加工。其小头孔与底平面有垂直度的公差要求，拨叉底面与大头孔上平面有平行度公差要求，所要加工的槽，在其槽边有平行度公差和对称度公差要求等。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，因此它们的加工质量是非常关键和重要的。

2.2拨叉的工艺要求

该拨叉零件的主要加工表面是平面、孔系和槽系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于拨叉来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系以及槽的各尺寸精度。

由上面的一些技术条件分析得知：拨叉的尺寸精度，形状精度以及位置关系精度要求都不是很高，这样对加工要求也就不是很高。

一个好的结构不但要应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同时使加工的劳动量最小,而设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。设计者要考虑加工工艺问题。工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。

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继续教育学院专科生毕业设计

图2-1 拨叉零件图

图2-2 拨叉零件图

该加工有七个加工表面：平面加工包括拨叉底面、大头孔上平面；孔系加工

?0.3包括大、小头孔、?6小孔；小头孔端20.50的槽加工以及大头孔的铣断加工。

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继续教育学院专科生毕业设计 表2-1拨叉的工艺要求

1.拨叉底面的粗、精铣加工，其粗糙度要求是Ra?1.6； 2.大头孔端面的粗、精铣加工，其粗糙度要求是

以平面为主有

Ra?1.6。

1.?44的大头孔粗、精镗加工，其表面粗糙度为

Ra?6.3；

2.?20H9的小头孔钻、扩和铰加工，其表面粗糙度要

以孔系加工有

求Ra?1.6；

3.?6的小孔钻加工，?6小孔表面粗糙度要求

Ra?12.5。

小头孔端20.5?0.30槽的加工

该槽的表面粗糙度要求是两槽边Ra?1.6，而槽底的表

面粗糙度要求是Ra?6.3。 要求断口粗糙度Ra?6.3。

最后为大头孔的铣断加工

拨叉毛坯的选择铸造，因为生产率很高，所以可以免去每次造型。单边余量一般在1~3mm，结构细密，能承受较大的压力，占用生产的面积较小。因其年产量是5000件，由参考文献[3]表2.1—3可知是中批量生产。

上面主要是对拨叉零件的结构、加工精度和主要加工表面进行了分析，选择了其毛坯的的制造方法为铸造和中批的批量生产方式，从而为工艺规程设计提供了必要的准备。

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继续教育学院专科生毕业设计 2.3工艺规程设计

2.3.1确各表面加工方案

一个好的结构不但应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保证加工的质量，同时使加工的劳动量最小。设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。对于我们设计拨叉的加工工艺来说，应选择能够满足平面孔系和槽加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格较底的机床。 2.3.1.（1）影加工方法的因素

（1）要考虑加工表面的精度和表面质量要求，根据各加工表面的技术要求，选择加工方法及分几次加工。

（2）根据生产类型选择，在大批量生产中可专用的高效率的设备。在单件小批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。如、柴油机连杆小头孔的加工，在小批量生产时，采用钻、扩、铰加工方法；而在大批量生产时采用拉削加工。 （3）要考虑被加工材料的性质，例如：淬火钢必须采用磨削或电加工；而有色金属由于磨削时容易堵塞砂轮，一般都采用精细车削，高速精铣等。

（4）要考虑工厂或车间的实际情况，同时也应考虑不断改进现有加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平。

（5）此外，还要考虑一些其它因素，如加工表面物理机械性能的特殊要求，工件形状和重量等。

（6）选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求来选定最终加工方法。再选择前面各工序的加工方法，如加工某一轴的主要外圆面，要求公差为IT6，表面粗糙度为Ra0.63μm，并要求淬硬时，其最终工序选用精度，前面准备工序可为粗车——半精车——淬火——粗磨。 2.3.1.(2) 加工方案的选择

1. 由参考文献[3]表2.1—12可以确定，平面的加工方案为：粗铣——精铣

(IT7?IT9)粗糙度为Ra6.3～0.8，一般不淬硬的平面，精铣的粗糙度可以较小。

2． 由参考文献[3]表2.1—11确定，?44孔的表面粗糙度要求为6.3，则选择孔的加方案序为：粗镗——精镗。

3. 小头孔?20H9加工方法：

加零件毛坯不能直接锻出孔，只能锻出一个小坑，以便在以后加工时找正其

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继续教育学院专科生毕业设计 中心，但其表面粗糙度的要求为Ra?1.6，所以选择加工的方法是钻——扩——铰。

4. ?6孔加工方法：

因为孔的表面粗糙度的要求都不高，是Ra?12.5，所以我们采用一次钻孔的加工方法。

?0.35. 小头端面槽20.50的加工方法是：

因槽两侧面表面粗糙度的要求较高，为Ra?1.6，所以我们采用粗铣——精铣。

2.4 确定定位基准

2.4.1粗基准的选择

选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位置符合图纸要求。

粗基准选择应当满足以下要求：

1. 粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。

2. 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。

3. 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。

4. 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。

要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证拨叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从拨叉零件图分析可知，主要是选择加工拨叉底面的装夹定位面为其加工粗基准。

2.4.2精基准选择的原则

1. 基准重合原则。即尽可能选择设计基准作为定位基准。这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。

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继续教育学院专科生毕业设计 2. 基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。基准的统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。例如：轴类零件常用顶尖孔作为定位基准。车削、磨削都以顶尖孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多数表面，而且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴线的垂直度。

3. 互为基准的原则。选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。

4. 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，可以选择加工表面本身为基准。例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。此外，像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。

此外，还应选择工件上精度高。尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。

要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证拨叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从拨叉零件图分析可知，它的底平面与

?20H9小头孔，适于作精基准使用。但用一个平面和一个孔定位限制工件自由度不够，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

?44的孔为加工基准。

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准确。

2.5 拨叉加工工艺路线的拟订

对于中批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。拨叉的加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔和面定位粗、精加工拨叉底面大头孔上平面。

后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。

2.5.1工序的合理组合

确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则：

1. 工序分散原则

工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。

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继续教育学院专科生毕业设计 但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。

2．序集中原则

工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。

一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。

加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在80-90℃的含0.4%～1.1%苏打及0.25%～0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于200mg。

2.5.2工序的集中与分散

制订工艺路线时，应考虑工序的数目，采用工序集中或工序分散是其两个不

同的原则。所谓工序集中，就是以较少的工序完成零件的加工，反之为工序分散。

1. 工序集中的特点

工序数目少，工件装夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。

2. 工序分散的特点

工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备，简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术水平要求不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。

工序集中与工序分散各有特点，必须根据生产类型。加工要求和工厂的具体情况进行综合分析决定采用那一种原则。

一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。

由于近代计算机控制机床及加工中心的出现，使得工序集中的优点更为突出，即使在单件小批生产中仍可将工序集中而不致花费过多的生产准备工作量，从而可取的良好的经济效果。

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继续教育学院专科生毕业设计 2.5.3加工阶段的划分

零件的加工质量要求较高时，常把整个加工过程划分为几个阶段： 1. 粗加工阶段

粗加工的目的是切去绝大部分多于的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。

粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，以提高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的内应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为IT11～IT12。粗糙度为Ra80～100μm。

2. 半精加工阶段

半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为IT9～IT10。表面粗糙度为Ra1.0～1.25μm。

3. 精加工阶段

精加工阶段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保证零件的形状位置几精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面达到图纸要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或减少工件精加工表面损伤。

精加工应采用高精度的机床小的切前用量，工序变形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般为IT6～IT7，表面粗糙度为 Ra1.0～1.25μm。

此外，加工阶段划分后，还便于合理的安排热处理工序。由于热处理性质的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之间。

但须指出加工阶段的划分并不是绝对的。在实际生活中，对于刚性好，精度要求不高或批量小的工件，以及运输装夹费事的重型零件往往不严格划分阶段，在满足加工质量要求的前提下，通常只分为粗、精加工两个阶段，甚至不把粗精加工分开。必须明确划分阶段是指整个加工过程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性质区分。例如工序的定位精基准面，在粗加工阶段就要加工的很准确，而在精加工阶段可以安排钻小空之类的粗加工。

2.5.4加工工艺路线方案的比较

在保证零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技术条件下，成批量生产可以考虑采用专用机床，以便提高生产率。但同时考虑到经济效果，降低生产成本，拟订两个加工工艺路线方案。见下表2.2：

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继续教育学院专科生毕业设计 表2-2 加工工艺路线方案比较表

工序号 方案Ⅰ 工序内容 010 粗铣平面E、F 定位基准 平面和?20H9孔 020 精铣平面E、F 钻、扩、铰： 平面和?20H9孔 钻、扩、铰： 粗、精铣F平面 工序内容 粗、精铣E平面 方案Ⅱ 定位基准 平面和?20H9孔 平面和?20H9孔 030 底面和侧面 底面和侧面 ?20H9孔 040 粗镗?44孔 底面和?20孔 底面、?20孔和 050 精镗?44孔 ?20H9孔 粗、精镗?44孔 ?0.3粗、精铣20.50底面和?20孔 底面、?20孔和?44孔 底面、?20孔和 060 粗铣20.50槽 ?0.3槽 ?44孔 底面、?20孔和钻 ：?6孔 ?44孔 底面和?20孔 底面和?20孔 铣断 检验 ?44孔 底面和?20孔 070 080 090 精铣20.50槽 钻 ：?6孔 铣断 ?0.3 加工工艺路线方案的论证：

1. 从前两步工序可以看出：方案Ⅱ把粗、精加工都安排在一个工序中， 以便装夹、安装工件。

2. 再看后面的镗孔、铣槽工序，方案Ⅰ把粗、精加工分在两个不同的工序中，而方案Ⅱ都在一个工序中，这样不但有利于工件的安装，且在设计专用夹具时也可以减少工件的安装次数。

方案2中其工序较为集中，如粗、精加工都安排在一个工序中，以便装夹、安装工件。

由以上分析：方案Ⅱ为合理、经济的加工工艺路线方案。具体的工艺过程如下表2.3：

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继续教育学院专科生毕业设计 表2-3 加工工艺过程表

工 种 工作内容 说 明 铸件毛坯尺寸： 长：195.6mm 宽：010 锻造 模锻 68mm 高：45.2mm 孔：?41 020 热处理 退火 工件用专用夹具装夹；双立030 铣 粗、精铣E平面 轴圆工作台铣床(X52K) 工件用专用夹具装夹；双立040 铣 粗、精铣F平面 轴圆工作台铣床(X52K) 将孔?20H9钻到直径d?17mm再050 钻、扩、铰 将?17扩孔到?19.7最后进行铰加工到要求尺寸?20H9 粗、精镗孔?44 工件用专用夹具装夹；立式铣镗床（T68） 工件用专用夹具装夹；双立070 粗、精铣 粗、精铣工件采有专用夹具装夹，机床选用摇臂钻床（Z3025） 060 粗、精镗 20.5?0.30槽 轴圆工作台铣床(X52K) 工件用专用夹具装夹；摇臂080 钻 钻?6到要求尺寸 将大头孔?44铣断 清洗，涂防锈油 ) 钻床(Z3025 090 100 110 铣断 检验 入库 - 11 -

继续教育学院专科生毕业设计 2.6拨叉的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定

拨叉是采用铸造制造，其材料是铸铁，生产类型为中批量生产，采用铸造毛坯。

2.6.1毛坯的结构工艺要求

拨叉为锻造件，对毛坯的结构工艺性有一定要求：

1. 由于模锻件尺寸精度较高和表面粗糙度值低，因此零件上只有与其它机件配合的表面才需要进行机械加工，其表面均应设计为非加工表面。

2. 为了使金属容易充满模膛和减少工序，模锻件外形应力求简单、平直的对称，尽量避免模锻件截面间差别过大，或具有薄壁、高筋、高台等结构。

3. 模锻件的结构中应避免深孔或多孔结构。 4. 模锻件的整体结构应力求简单。 5. 工艺基准以设计基准相一致。 6. 便于装夹、加工和检查。

7. 结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。

在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类

形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。

2.6.2拨叉的偏差计算

1. 拨叉底平面和大头孔上平面的偏差及加工余量计算

底平面加工余量的计算。根据工序要求，其加工分粗、精铣加工。各工步余量如下：

粗铣：由参考文献[4]表11—19。其余量值规定为2.0~2.5mm，现取2.2mm。查参考文献[3]可知其粗铣时精度等级为IT12，粗铣平面时厚度偏差取?0.21mm

精铣：由参考文献[3]表2.3—59，其余量值规定为1.0mm。

锻造毛坯的基本尺寸为42?2.2?1.0?45.2mm，又由参考文献[4]表11—19

1.4可得铸件尺寸公差为45.2??0.6。

毛坯的名义尺寸为：42?2.2?1.0?45.2mm 毛坯最小尺寸为：45.2?0.6?44.6mm 毛坯最大尺寸为：45.2?1.4?46.6mm 粗铣后最大尺寸为：42?1.0?43mm

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继续教育学院专科生毕业设计 粗铣后最小尺寸为：42?0.21?41.79mm。 精铣后尺寸与零件图尺寸相同。 2. 大小头孔的偏差及加工余量计算

参照参考文献[3]表2.2—2，2.2—25,2.3—13和参考文献[15]表1—8，可以查得：

孔?20H9：

钻孔的精度等级：IT?12，表面粗糙度Ra?12.5um，尺寸偏差是0.21mm。 扩孔的精度等级：IT?10，表面粗糙度Ra?3.2um，尺寸偏差是0.084mm。 铰孔的精度等级：IT?8，表面粗糙度Ra?1.6um，尺寸偏差是0.043mm。 孔?44

粗镗孔的精度等级：IT?13，表面粗糙度Ra?12.5um，尺寸偏差是0.39mm。 精镗孔的精度等级：IT?8，表面粗糙度Ra?1.6um，尺寸偏差是0.039mm。 根据工序要求，小头孔加工分为钻、扩、铰三个工序，而大头孔加工分为粗镗、精镗二个工序完成，各工序余量如下：

钻?20H9孔

参照参考文献[3]表2.3—47，表2.3—48。确定工序尺寸及加工余量为： 加工该孔的工艺是：钻——扩——铰 钻孔： ?17

mm扩孔： ?19. 7 2Z?2.7 （Z为单边余量） mm铰孔： ?20 2Z?0.3 （Z为单边余量）

镗孔?44

加工该孔的工艺是：粗镗——精镗 粗镗： ?43.2孔， 2Z?2.2mm； 精镗： ?44孔， 2Z?0.8mm；

锻件毛坯孔的基本尺寸分别为?：44?2.2?0.8?41mm

?0.33．粗、精铣20.50槽

参照参考文献[1]表21—5，得其槽边双边粗加工余量2Z=2.0mm，槽深加工余量为1.0mm，再由参照参考文献[1]表21—5的刀具选择可得其极限偏差：粗

?0.110?0.013加工为0，精加工为0。

槽两边毛坯设计尺寸为：20.5?2?18.5mm 槽两边毛坯最大尺寸为：18.5?0.110?18.5.110mm 槽两边毛坯最小尺寸为：18.5?0?18.50mm

?0.110粗铣两边工序尺寸为：18.50

粗铣槽底工序尺寸为：27

- 13 -

继续教育学院专科生毕业设计 ?0.013?0.3精铣两边工序尺寸为：20.50，已达到其加工要求：200。

2.7确定切削用量及基本工时（机动时间）

工序1：粗、精铣E平面。 机床：卧式铣床X6012

刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：YT15，D?100mm ，齿数Z?5，此为粗齿铣刀。

因其单边余量：Z=2.2mm 所以铣削深度ap：ap?2.2mm 精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm 铣削深度ap：ap?1.0mm

每齿进给量af：根据参考文献[3]表2.4—73，取af?0.15mm/Z：根据参考文献[3]表2.4—81，取铣削速度V?2.8m/s

每齿进给量af：根据参考文献[3]表2.4—73，取af?0.18mm/Z根据参考文献[3]表2.4—81，取铣削速度V?2.47m/s

机床主轴转速n：

1000V1000?2.47?60n???471.97r/min

?d3.14?100按照参考文献[3]表3.1—74，取n?475r/min 实际铣削速度v：

v??dn1000?3.14?100?475?2.49m/s1000?60

进给量Vf：Vf?afZn?0.18?5?475/60?7.12mm/s 工作台每分进给量fm：fm?Vf?7.12mm/s?427.5mm/min

a?：根据参考文献[3]表2.4—81,取a??60mm

切削工时

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l?141mm， l'?68mm 刀具切入长度l1：

l1?0.5(D?D2?a?2)?(1~3)

?0.5(100?1002?602)?(1~3)?12mm 刀具切出长度l2：取l2?2mm 走刀次数为1 机动时间tj1：

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继续教育学院专科生毕业设计 tj1?l?l1?l2141?12?2??0.36min fm427.5机动时间tj1'：

tj1'?l?l1?l268?12?2??0.19min fm427.5所以该工序总机动时间tj?tj1?tj1'?0.55min 工序2：粗、精铣F面。 机床：卧式铣床X6012

刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：YT15，D?100mm ，齿数8，此为细齿铣刀。

因其单边余量：Z=2.2mm 所以铣削深度ap：ap?2.2mm 精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm 铣削深度ap：ap?1.0mm

每齿进给量af：根据参考文献[3]表2.4—73，取af?0.18mm/Z根据参考文献[3]表2.4—81，取铣削速度V?2.47m/s

每齿进给量af：根据参考文献[3]表2.4—73，取af?0.15mm/Z：根据参考文献[3]表2.4—81，取铣削速度V?2.8m/s

机床主轴转速n：

1000V1000?2.8?60n???535r/min

?d3.14?100按照参考文献[3]表3.1—31，取n?600r/min 实际铣削速度v：

v??dn1000?3.14?100?600?3.14m/s

1000?60进给量Vf：Vf?afZn?0.15?8?600/60?12mm/s 工作台每分进给量fm： fm?Vf?12mm/s?720mm/min 被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l?141mm，l'?68mm 刀具切入长度l1：精铣时l1?D?100mm 刀具切出长度l2：取l2?2mm 走刀次数为1 机动时间tj2：

tj2?l?l1?l2141?100?2??0.34min fm720- 15 -

继续教育学院专科生毕业设计 机动时间

tj2：

tj2'?l?l1?l268?100?2??0.24min fm720所以该工序总机动时间tj?tj2?tj2'?0.58min 工序3：钻、扩、铰?20H9孔。 机床：立式钻床Z525

刀具：根据参照参考文献[3]表4.3—9选高速钢锥柄麻花钻头。 1. 钻孔?20H9

钻孔?20H9时先采取的是钻?17孔，再扩到?19.7，所以D?17mm。 切削深度ap：ap?8.5mm

进给量f：根据参考文献[3]表2.4—38，取f?0.33mm/r。 切削速度V：参照参考文献[3]表2.4—41，取V?0.48m/s。 机床主轴转速n：

1000v1000?0.48?60n???539.53r/min，

?d3.14?17按照参考文献[3]表3.1—31，取n?630r/min 所以实际切削速度v：

v??dn1000?3.14?17?630?0.56m/s

1000?60切削工时

被切削层长度l：l?42mm 刀具切入长度l1：

l1?D17ctgkr?(1~2)?ctg120??1?5.9mm?6mm 22刀具切出长度l2：l2?1~4mm 取l2?3mm 走刀次数为1 机动时间tj1：

tj1?L42?6?3??0.25min fn0.33?6302. 扩孔?20H9

刀具：根据参照参考文献[3]表4.3—31选择硬质合金锥柄麻花扩孔钻头。 片型号：E403

因钻孔?20H9时先采取的是先钻到?17孔再扩到?19.7，所以D?19.7mm，

- 16 -

继续教育学院专科生毕业设计 d1?17

切削深度ap：ap?1.35mm

进给量f：根据参考文献[3]表2.4—52，取f?0.6mm/r。 切削速度V：参照参考文献[3]表2.4—53，取V?0.44m/s。 机床主轴转速n：

1000v1000?0.44?60n???426.78r/min

?D3.14?19.7按照参考文献[3]表3.1—31，取n?500r/min 所以实际切削速度v：

v??dn1000?3.14?19.7?500?0.52m/s

1000?60切削工时

被切削层长度l：l?42mm 刀具切入长度l1有：

l1?D?d119.7?17ctgkr?(1~2)?ctg120??2?2.86mm?3mm 22刀具切出长度l2：l2?1~4mm ，取l2?3mm 走刀次数为1 机动时间tj2：

tj2?L42?3?3??0.16min fn0.6?5003. 铰孔?20H9

刀具：根据参照参考文献[3]表4.3—54，选择硬质合金锥柄机用铰刀。 切削深度ap：ap?0.15mm，且D?20mm。

进给量f：根据参考文献[3]表2.4—58，f?1.0~2.0mm/r取f?2.0mm/r。 切削速度V：参照参考文献[3]表2.4—60，取V?0.32m/s。 机床主轴转速n：

1000V1000?0.32?60n???305.73r/min

?D3.14?20按照参考文献[3]表3.1—31取n?315r/min 实际切削速度v：

v??Dn1000?3.14?20?600?0.63m/s

1000?60切削工时

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继续教育学院专科生毕业设计 被切削层长度l：l?42mm 刀具切入长度l1，

l1?D?d020?19.7ctgkr?(1~2)?ctg120??2?2.09mm 22刀具切出长度l2：l2?1~4mm 取l2?3mm 走刀次数为1 机动时间tj3：

tj3?L42?2.09?3??0.07min nf2?315该工序的加工机动时间的总和是tj：tj?0.25?0.16?0.07?0.48min 工序4 ：粗、精镗?44孔。 机床：卧式金刚镗床T740K

刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：YT5 1. 粗镗?44孔

单边余量Z=1.1mm,一次镗去全部余量ap?1.1mm，毛坯孔径d0?41mm。 进给量f：根据参考文献[3]表2.4—66，刀杆伸出长度取200mm，切削深度为1.1mm。因此确定进给量f?0.2mm/r。

切削速度V：参照参考文献[3]表2.4—45，取V?2.0m/s?120m/min。 机床主轴转速n：

1000V1000?120n???912.11r/min，

?d3.14?43.2按照参考文献[3]表3.1—41，取n?1000r/min 实际切削速度v：

v??dn1000?3.14?43.2?1000?2.24m/s

1000?60工作台每分钟进给量fm：fm?fn?0.2?1000?200mm/min 被切削层长度l：l?15mm 刀具切入长度l1：

l1?aptgkr?(2~3)?2.2?2?3.27mm tg30?刀具切出长度l2：l2?3~5mm 取l2?4mm 行程次数i：i?1 机动时间tj1：

- 18 -

继续教育学院专科生毕业设计 tj1?l?l1?l215?3.27?4??1?0.11min fm2002. 精镗?44孔

粗加工后单边余量Z=0.4mm，一次镗去全部余量， ap?0.4mm，精镗后孔径d?44mm

进给量f：根据参考文献[3]表2.4—66，刀杆伸出长度取200mm，切削深度为0.4mm。因此确定进给量f?0.15mm/r

切削速度V：参照参考文献[3]表2.4—45，取V?2.1m/s?126m/min 机床主轴转速n：

n?1000V1000?126??948.17r/min， ?d3.14?44按照参考文献[3]表3.14—41，取n?1000r/min 实际切削速度v：

v??dn1000?3.14?44?1000?2.64m/s

1000?60工作台每分钟进给量fm：fm?fn?0.15?1000?150mm/min 被切削层长度l：l?15mm 刀具切入长度l1：

l1?aptgkr?(2~3)?0.8?2?3.5mm tg30?刀具切出长度l2：l2?3~5mm 取l2?4mm 行程次数i：i?1 机动时间tj2：

tj2?l?l1?l215?3.5?4??1?0.104min fm217.5所以该工序总机动工时tj?0.11?0.15?0.26min

?0.3工序5：粗、精铣20.50槽。

机床：双立轴圆工作台铣床X52K 刀具：错齿三面刃铣刀 1. 粗铣18.5槽

切削深度ap：ap?9.5mm

根据参考文献[3]表2.4?76查得：进给量af?0.06mm/z,根据参考文献[1]表

30?32查得切削速度V?24m/min。

- 19 -

继续教育学院专科生毕业设计 机床主轴转速n：

1000V1000?24n???62.1r/min，

?d3.14?125按照参考文献[3]表3.1—74，取n?75r/min 实际切削速度v：

v??dn1000?3.14?125?75?0.50m/s

1000?60进给量Vf：Vf?afZn?0.06?18?75/60?1.35mm/s 工作台每分进给量fm： fm?Vf?1.35mm/s?81mm/min 被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l?20mm， 刀具切入长度l1：

l1?0.5D?(1~2)=63mm 刀具切出长度l2：取l2?2mm 走刀次数为1 机动时间tj1：

tj1?l?l1?l220?63?2??1.05min fm812. 精铣20.5槽

切削深度ap：ap?2.0mm

根据参考文献[3]表2.4?76查得：进给量af?0.08mm/z,根据参考文献[1]表

30?32查得切削速度V?23m/min，

机床主轴转速n：

1000V1000?23n???45.8r/min，

?d3.14?160按照参考文献[3]表3.1—74，取n?47.5r/min。 实际切削速度v：

v??dn1000?3.14?160?47.5?0.40m/s

1000?60进给量Vf：Vf?afZn?0.08?22?47.5/60?1.39mm/s 工作台每分进给量fm： fm?Vf?1.39mm/s?83.6mm/min 被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l?20mm， 刀具切入长度l1：

l1?0.5D?(1~2)=81mm 刀具切出长度l2：取l2?2mm

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继续教育学院专科生毕业设计 走刀次数为1 机动时间tj2：

tj2?l?l1?l220?81?2??1.23min fm83.6本工序机动时间：tj?tj1?tj2?1.05?1.23?2.28min 工序6：钻?6孔 机床：台式钻床Z4006A

刀具：根据参照参考文献[3]表4.3—9，选硬质合金锥柄麻花钻头 切削深度ap：ap?3mm

mm/r根据参考文献[3]表2.4?39查得：进给量f?0.22,切削速度V?0.36m/s。

机床主轴转速n：

1000V1000?0.36?60n???1147r/min，

?d3.14?6按照参考文献[3]表3.1—31，取n?1600r/min。 实际切削速度v：

v??Dn1000?3.14?6?1600?0.50m/s

1000?60切削工时

被切削层长度l：l?30mm

刀具切入长度l1：

D6l1?ctgkr?(1~2)?ctg120??2?4mm

22刀具切出长度l2：l2?1~4mm 取l2?3mm。 加工基本时间tj： tj?L?l1?l230?4?3??0.11min f?n0.22?1600工序5：铣断

机床：双立轴圆工作台铣床X52K

刀具：根据参照参考文献[1]表21—7，选细齿锯片铣刀 切削深度ap：ap?4mm

根据参考文献[3]表2.4?76查得：进给量af?0.03mm/z,根据参考文献[1]表

30?23查得切削速度V?55m/min。

机床主轴转速n：

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继续教育学院专科生毕业设计 n?1000V1000?55??140.12r/min， ?d3.14?125按照参考文献取n?150r/min。 实际切削速度v：

v??dn1000?3.14?125?150?0.98m/s

1000?60进给量Vf：Vf?afZn?0.03?48?150/60?3.6mm/s 工作台每分进给量fm： fm?Vf?3.6mm/s?216mm/min 被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l?68mm， 刀具切入长度l1：

l1?0.5D?(1~2)=63mm 刀具切出长度l2：取l2?2mm 走刀次数为1 机动时间tj：

tj?l?l1?l268?63?2??0.616min fm2162.8时间定额计算及生产安排

根据设计任务要求，该拨叉的年产量为5000件。一年以240个工作日计算，每天的产量应不低于21件。设每天的产量为21件。再以每天8小时工作时间计算，则每个工件的生产时间应不大于22.8min。

参照参考文献[3]表2.5—2，机械加工单件（生产类型：中批以上）时间定额的计算公式为：

td?(tj?tf)(1?k%)?tzz/N （大量生产时tzz/N?0）

因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为：

td?(tj?tf)(1?k%) 其中： td—单件时间定额 tj—基本时间（机动时间） tf—辅助时间，用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅助动作所消耗的时间，包括装卸工件时间和有关工步辅助时间

k—布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值 1. 粗、精铣E、F面

粗加工机动时间tj：tj粗?0.55min 精加工机动时间tj：tj精?0.58min

辅助时间tf：参照参考文献[3]表2.5—45，取工步辅助时间为0.41min。由

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继续教育学院专科生毕业设计 于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为1min，

则 tf?0.41?1?1.41min

k：根据参考文献[3]表2.5—48，k?13 单间时间定额td有：

td粗?(tj粗?tf)(1?k%)?(0.55?1.41)(1?13%)?2.21min?22.8min td精?(tj精?tf)(1?k%)?(0.58?1.41)(1?13%)?2.25min?22.8min 因此应布置二台粗、精机床即可以完成此二道工序的加工，达到生产要求。 2. 钻、扩、铰?20H9孔

机动时间tj：tj?0.25?0.16?0.07?0.48min

辅助时间tf：参照参考文献[3]表2.5—41，取工步辅助时间为1.775min。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为1min，

则 tf?1.775?1?1.775min

k：根据参考文献[3]表2.5—43，k?12.14 单间时间定额td：

td?(tj?tf)(1?k%)?(0.48?1.775)(1?12.14%)?2.04min?22.8min 因此应布置一台机床即可完成本工序的加工，达到生产要求 3. 粗、精镗?44孔

粗镗?43.7孔：机动时间tj：tj粗?0.11min

辅助时间tf：参照参考文献[3]表2.5—37，取工步辅助时间为0.81min。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为3min，

则 tf?0.81?3?3.81min

k：根据参考文献[3]表2.5—39，k?14.83。 单间时间定额td有：

td?(tj粗?tf)(1?k%)?(0.11?3.81)(1?14.83%)?4.50min?22.8min 因此应布置一台机床即可以完成本工序的加工，达到生产要求。 精镗?43.9孔到要求尺：机动时间tj：tj精?0.104min

辅助时间tf：参照参考文献[3]表2.5—37，取工步辅助时间为0.81min。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为3min，

则 tf?0.81?3?3.81min

k：根据参考文献[3]表2.5—39，k?14.83。 单间时间定额：

td?(tj精?tf)(1?k%)?(0.104?3.81)(1?14.83%)?4.49min?22.8min 因此应布置一台机床即可以完成本工序的加工，达到生产要求。

?0.34. 粗、精铣20.50槽

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继续教育学院专科生毕业设计 加工机动时间tj：tj?2.28min

辅助时间tf：参照参考文献[3]表2.5—45，取工步辅助时间为0.41min。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为1min，

则 tf?0.41?1?1.41min

k：根据参考文献[3]表2.5—48，k?13。 单间时间定额td有：

td?(tj?tf)(1?k%)?(2.28?1.41)(1?13%)?4.17min?22.8min 因此应布置一台机床即可以完成此道工序的加工，达到生产要求。 5. 钻?6孔

机动时间tj：tj?0.11min

辅助时间tf：参照参考文献[3]表2.5—41，取工步辅助时间为1.775min。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为1min，

则 tf?1.775?1?1.775min

k：根据参考文献[3]表2.5—43，k?12.14。 单间时间定额td，由式（1.11）有：

td?(tj?tf)(1?k%)?(0.11?1.775)(1?12.14%)?2.11min?22.8min 因此应布置一台机床即可完成本工序的加工，达到生产要求 6. 铣断

加工机动时间tj：tj?0.616min

辅助时间tf：参照参考文献[3]表2.5—45，取工步辅助时间为0.41min。由于在生产线上装卸工件时间很短，所以取装卸工件时间为1min

则 tf?0.41?1?1.41min

k：根据参考文献[3]表2.5—48，k?13。 单间时间定额td有：

td?(tj?tf)(1?k%)?(0.616?1.41)(1?13%)?2.29min?22.8min 因此应布置一台机床即可以完成此道工序的加工，达到生产要求。

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继续教育学院专科生毕业设计（论文）

第3章 镗孔夹具设计

3.1 定位、夹紧方案的选择

由拨叉零件图可知：在对孔进行加工前，底平面进行了粗、精铣加工，孔

?20H9进行了钻、扩、铰加工。因此，定位、夹紧方案有：

方案Ⅰ：选底平面、?20H9工艺孔和大头孔外圆端来定位，即一面、一短圆柱销和V型块定位，夹紧方式可设计圆环套在大头孔圆周边进行夹紧。

方案Ⅱ：应用一面即拨叉底面，一销即定位于大头孔外端的挡销和?20H9工艺孔的心轴来定位，夹紧方式就用螺母在心轴上夹紧。

方案Ⅲ：选一面两销定位方式，?20H9工艺孔用短圆柱销，还有一挡销定位于大头孔外端，夹紧方式用操作简单，通用性较强的移动压板来夹紧。

分析比较上面三种方案：方案Ⅰ中的V型块定位造成过定位，而夹紧方式加大了设计量，装、取工件也不易。方案Ⅱ中的心轴夹紧、定位是不正确的，

?20H9也端是不加工的，且定位与夹紧应分开，因夹紧会破坏定位。

通过比较分析只有方案Ⅲ满足要求，孔?44其加工与孔?20H9的轴线间有尺寸公差，选择小头孔为定位基准来设计镗模，从而保证其尺寸公差要求。

3.2切削力及夹紧力的计算

镗刀材料：YT5（硬质合金镗刀）

刀具的几何参数：K?粗?60? K?精?90? ???10? ?s?0? ???80? 由参考文献[5]查表1?2?3可得：

?0.15圆周切削分力公式：FC?2943apf0.75vcKP

5m/ r 式中 ap?0.4mm f?0.1mKp?KmpKk?pK?opK?spKrp

?bn) 查[5]表1?2?4得：Kmp?(7365查[5]表1?2?5 取?b?0.6 n?0.7

由表1?2?6可得参数：Kk?p?0.94 K?op?1.0 K?sp?1.0 Krp?1.0 即：FC?764.8(N)

?0.3同理：径向切削分力公式 ： FP?2383ap0.9f0.75vcKP

式中参数： Kk?p?0.77 K?op?1.0 K?sp?1.0 Krp?1.0 即：FP?327.74(N)

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继续教育学院专科生毕业设计（论文）

?0.4轴向切削分力公式 ： Ff?3326apf0.5vcKP

式中参数： Kk?p?1.11 K?op?1.0 K?sp?1.0 Krp?1.0 即：Ff?605.48(N)

根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：

WK?K?F

安全系数K可按下式计算有：：

K?K0K1K2K3K4K5K6

式中：K0~K6为各种因素的安全系数，查参考文献[5]表1?2?1可得：

KC?1.2?1.0?1.0?1.0?1.3?1.0?1.0?1.56 KP?1.2?1.2?1.05?1.2?1.3?1.0?1.0?2.36 Kf?1.2?1.2?1.0?1.2?1.3?1.0?1.0?2.25 所以有： WK?KC?FC?1193.08(N) WK?KP?FP?766.37(N) WK?Kf?Ff?1359.90(N) 螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算有：

W0?QL??tg?1??ztg(???2)式中参数由参考文献[5]可查得：

???6.22 rz?2.76 ?1?90? ?2?9?50? ??2?29' 其中：L?33(mm) Q?80(N) 螺旋夹紧力：W0?4748.2(N)

该夹具采用螺旋夹紧机构，用螺栓通过弧形压块压紧工件，受力简图如下：

1633

图3-1 移动压板受力简图

由表1?2?26得：原动力计算公式

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L1 W0?WK??

l?0即：WK???4748.2?33?0.98?9032.75(N) l17?由上述计算易得： WK??WK

由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。

W0L?03.3 误差分析与计算

该夹具以一个平面和两个定位销定位，要求保证孔轴线间的尺寸公差。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的尺寸公差。

由参考文献[5]和参考文献[6]可得：

1. 定位误差：

当短圆柱销以任意边接触时 ?D?W??D??d??min

当短圆柱销以固定边接触时

???d ?D?W?D

2 式中?min为定位孔与定位销间的最小间隙 通过分析可得： ?D?0.052mm

?d?0.011mm

?min?0mm

因此：当短圆柱销以任意边接触时 ?D?W?0.063mm

2. 夹紧误差 ：?j?j?(ymax?ymin)cos? 其中接触变形位移值：

?y?[(kRaZRaZ?KHBNZ?HB)?c1]?0.014mm m9.81Sn?j?j??ycos??0.013mm

3. 磨损造成的加工误差：?j?M通常不超过0.005mm 4. 夹具相对刀具位置误差：?D?A取0.01mm 误差总和：?j??w?0.096mm?0.5mm

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从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。

3.4 夹具材料的研究

利用本夹具主要用来加工?44孔，加工时除了要满足粗糙度要求外，还

应满足两孔轴线间公差要求。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，夹具材料应耐磨、尺寸稳定、有减震功能，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。

3.5 夹具零、部件的设计与选用

3.5.1定位销选用

本夹具选用一可换定位销和挡销来定位，其参数见下表3.1和3.2：

表3-1 定位销参数

D d 14～18 H 公称尺寸 16 15 允差 0.011 D1 22 h h1 b d1 C C1 5 1 4 M12 4 1

表3-2 挡销参数

D d H 公称尺寸 3～6 8 6 +0.015 允差 +0.023 12 7 1 2 1 2 0.4 D1 h h1 b b1 C C1

3.5.2夹紧装置的选用

该夹紧装置选用移动压板，其参数如下表3.3：

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表3-3 移动压板参数

公称直径 L B 20 H 8 l 19 b 6.6 b1 7 d M6 K 5 6 45 3.6 夹具设计及操作的简要说明

如前所述，该工件不但可以采用心轴夹紧、定位，还可设计圆环套来夹紧，但由于心轴的夹紧有可能破坏其定位，不选用该方式，而设计圆环套不易装、取工件，也不选用，为提高生产率，经过方案的认真分析和比较，选用了手动夹紧方式（螺旋夹紧机构）。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大，在机床夹具中很广泛的应用。

此外，当夹具有制造误差，工作过程出现磨损，以及零件尺寸变化时，影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象，选用可换定位销。以便随时根据情况进行调整换取。

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第4章 结 论

我通过这次毕业设计，对零件制造过程、加工工艺和夹具设计都有了更进一步的认识，也加深了对大学三年中所学基础知识的学习和理解。毕业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，毕业设计使我学会了从实际出发加工零件和设计夹具。

在本次设计中，考虑到零件的加工难易、材料、成本等问题，所选用的零、部件都是操作简单，通用性较强的标准件，从现实以最低的成本实现最先进的加工。但也有不足之处：特别是对于镗孔夹具，在刀具加工完退出工件孔时，有可能会划伤工件内孔表面，本可以在夹具体内部设置液压升降系统，使工件孔与定位立台可升可降，这样，在刀具退出时，使定位立台连同工件孔一起升起，从而避免划伤。但考虑到成本问题，未采用这种方法。为此，镗孔的专用夹具还有待改进。无论怎样，这次的毕业设计使我获益良多，是我在学校的最后一次答卷，也是我成功迈向社会的第一步。

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继续教育学院专科生毕业设计（论文） 参考文献

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[13] 东北重型机械学院，洛阳农业机械学院，长春汽车厂工人大学，机床夹具设计手册[M]，上海：上海科学技术出版社，1980。

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[15] 廖念钊，莫雨松，李硕根，等。互换性与技术测量[M]，中国计量出版社，2000：9～19。

[16] 乐兑谦，金属切削刀具，机械工业出版社，2005：4～17。 [17] 王先逵，机械机械制造工艺学，机械工业出版社，2006。

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继续教育学院专科生毕业设计（论文） 致 谢

首先，我要感谢指导我毕业设计的王老师。在毕业设计中，他给予了我很多指导性的意见，我万分的感谢他给我的宝贵的意见和鼓励。

同时，我深深感谢学院的其他老师，在他们的课堂上使我受益匪浅，得到了不少对我论文有帮助的知识和想法。

我也非常感谢我的父母。在学习和生活上，他们一直都很支持我，使我能全身心地投入到学习中。

最后，很感谢阅读这篇毕业设计的人们。感谢您们抽出宝贵的时间来阅读这篇毕业设计。

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图3.5镗床夹具

图3.6镗床夹具

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