设计“方刀架”的机械加工工艺规程及此零件“钻8-M12螺纹底孔”工序的钻床夹具
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方刀架的作用是通过用螺钉的紧固作用在机床上快速的实现车刀固定，夹紧、转换，为车工提供方便，同时也节省了大量的辅助时间，大大提高了生产效率。
（二）零件的工艺分析
从方刀架这个零件所给零件图可以看出，其主要有两组加工表面，且它们之间有一定的位置要求。现将这两组表面分述如下：
1、以左端面为加工表面
这一组加工表面包括：4个直径为Φ15mm的螺栓孔，尺寸为Φ25mm的孔。
2、以右端面为加工表面
这一组的加工表面包括：8个Φ12mm的螺纹通孔，尺寸为Φ35的孔及倒角。
这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：
（1）两轴孔之间的平行度为0.008；
（2）左端面相对于孔Φ25mm表面的垂直度为0.015，左端面的平面度为0.008；
（3）定位销孔对轴孔的平行度为0.01。
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钻床夹具设计说明书,夹具零件图,夹具装配图
　　机械制造装备设计课程设计是机械设计中的一个重要的实践性教学环节,也是机械类专业学生较为全面的机械设计训练.其目的在于：　　〔1〕培养学生综合运用机械设计基础以及其他先修课程的理论知识和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力,通过课设训练可以巩固、加深有关机械课设方面的理论知识.　　〔2〕学习和掌握一般机械设计的基本方法和步骤.培养独立设计能力,为以后续的专业课程及毕业设计打好基础,做好准备.　　〔3〕使学生具有运用标准、规范手册、图册和查询有关设计资料的能力.　　零件在工艺规程之后,就要按工艺规程顺序进行加工.在加工中除了需要机床、刀具、量具之外,成批生产时还要用机床夹具.他们时机床和工件之间的连接装置,使工件相对于机床获得正确的位置.机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度.通常把确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程,称为定位.当工件定位后,为了避免在加工中受到切削力、重力等的作用而3破坏定位,还应该用一定的机构或装置将工件加以固定.使工件在加工过程中保持定位位置不变的操作,称为夹紧.将工件定位、夹紧的过程称为装夹.工件装夹是否正确、迅速、方便和可靠,将直接影响工件的加工质量、生产效率、制造成本和操作安全.在成批、大量生产中,工件的装夹是通过机床夹具来实现的.机床夹具在生产中应用十分广泛.　　1.
专用夹具设计　　1.1设计前的准备工作　　1.1.1. 明确工件的年生产纲领　　它是夹具总体方案确定的依据之一,它决定了夹具的复杂程度和自动化程度.如大批量生产时,一般选择机动、多工件,自动化程度高的方案,结构也随之复杂,成本也提高较多.　　1.1.2. 熟悉工件零件图和工序图　　零件图给出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等精度的总体要求,工序图则给出了夹具所在工序的零件的工序基准、工序尺寸、已加工表面、待加工表面、以及本工序的定位、夹紧原理方案,这是夹具设计的直接依据.　　已知待加工工件如下图1-1所示,4个螺纹孔的直径为ψ8,圆柱高为38mm,外圆ψ70mm.里孔ψ35设计钻4—M8底孔的孔夹具.　　图1-1　　1.1.3. 加工方法　　了解工艺规程中本工序的加工内容,机床、刀具、切削用量、工步安排、工时定额,同时加工零件数.这些是在考虑夹具总体方案、操作、估算夹紧力等方面必不可少的.　　根据零件图可知,本道工序的内容是钻4个M8螺纹孔.　　1.2． 总体方案的确定　　1.2.1. 定位方案　　工序图只是给出了原理方案,此时应仔细分析本工序的工序内容及加工　　度要求,按照六点定位原理和本工序的加工精度要求,确定具体的定位方案和定位元件　　要拟定几种具体方案进行比较,选择或组合最佳方案.　　根据工序图给出的定位元件方案,按有关标准正确选择定位元件或定位的组合.在机床夹具的使用过程中,工件的批量越大,定位元件的磨损越快,选用标准定位元件增加了夹具零件的互换性,方便机床夹具的维修和维护.　　选用内六角螺栓将长圆柱销定位在夹具体上,在圆柱销的面上钻四个通孔.用一面两销定工件的五个自由度.　　根据本次夹具设计的零件,我设计的定位方案为心轴定位和销组合定位,可以　　制6个自由度.还有个方案为在零件的3个面布置6个支撑钉或底面放一个支撑板,个侧面布置3个支撑钉,但这个方案较为复杂,切不利于夹紧结构的布置,从总体上讲比较复杂,故不选.　　图1-2定位心轴　　1.2.2选择加紧机构　　(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.　　(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.　　(3)选择夹紧机构：　　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.　　选用M12的镙柱、开口垫圈和M18的外六方螺母来夹紧工件.　　确定夹紧力的方向、作用点,以及夹紧元件或夹紧机构,估算夹紧力大小,要选择和设计动力源.夹紧方案也需反复分析比较,确定后,正式设计时也可能在具体结构上作一些修改.　　方案一
使用快速螺旋夹紧机构　　方案二
使用螺旋夹紧机构　　因定位方案选择的是心轴定位,快速螺旋夹紧机构更合适于本方案,所以采用方案一　　1.2.3选择导向装置　　导向装置是夹具保证加工精度的重要装置,如钻孔导向套、镗套、对刀装置、对定装置等,这些装置均已标准化,可按标准选择,为提高加工效率,选择快换导向套加工工件.如下图所示：　　图1-3　　导向装置如图所示：　　图1-4　　1.2.4. 夹具体　　用来安装和固定定位元件,夹紧机构和钻模板的实体.具体大小根据整个机构的大小而调整,要保证机构的稳定,水平,所以形位公差会有较严格的要求.　　图1-5　　1.3. 绘制夹具装配图　　1.3.1. 制图比例1：1.5　　把工件视为透明体,用双点划线画出轮廓,画出定位面、夹紧面和加工表面,无关表面可以省略.　　1.3.2. 定位、夹紧、导向,夹具体　　画出定位元件和导向元件,按夹紧状态画出夹紧元件或机构,必要时可用双点划线画出松开位置时的夹紧元件的轮廓,画出夹具体,其他元件或机构,以及上述各元件与夹具体的联结,使夹具形成一体,标注必要的尺寸,配合和技术条件.对零件编号,填写标题栏和零件明细表.其中还要在定位,导向完成后进行定位精度验算,在夹紧机构完成后进行夹紧力的验算,以及重要的受力元件或机构的强度、刚度验算.　　装配图：　　图1-6　　1）总装配图应按国家标准尽可能1：1地绘制,这样图样有良好的直观性.主视图应按操作实际位置布置,三视图要能完整清楚表示出夹具的工作原理和结　　构.考虑到我的加工件比较简单.工件尺寸较小,需放大显示清楚.我采用1：1.5.　　（2）视工件为透明体,用双点画线画出主要部分（如轮廓,定位面‘夹紧面和加工表面）.画出定位元件、夹紧机构、导向装置的位置　　（3）按照夹紧状态画出夹紧元件和夹紧机构.　　（4）画出夹具体及其他联接用的元件（联接体、螺钉等）,将夹具各组成元件联成一体.　　（5）标注必要的尺寸、配合、公差等　　①夹具的外形尺寸,所设计夹具的最大长、宽、高尺寸.　　②夹具与机床的联系尺寸,即夹具在机床上的定位、国定尺寸.如车床夹具的莫氏硬度、铣床夹具的对定装置等.　　③夹具与刀具的联系尺寸,如用对刀块对刀时塞尺的尺寸、对刀块表面到定位表面的尺寸即公差.　　④夹具中所有有配合关系的元件间应标注尺寸和配合种类.　　⑤各定位元件之间,定位元件与导向元件之间,各导向元件之间应标注装配后的位置尺寸和形位公差.　　（6）标注技术条件.　　①定位元件的定位面间相互位置精度.　　②定位元件的定位表面与夹具安装基面的位置精度.　　③定位表面与导向元件间的位置精度.　　④导向元件工作面间的位置精度.　　（7）对零件编号,填写标题栏和零件明细表.　　每一个零件都必须有自己的编号,此编号是唯一的.在工厂的生产活动中,生产部件按零件编号生产、查找工作.　　完整填写标题栏,如装配图号、名称、单位、设计者、比例等.　　完整填写明细表,一般来说,加工工件填写在明细表的下方,标准件、装配件填写在明细表的上方.注意,不能遗漏加工工件和标准件、配套件.　　1.4. 绘制夹具零件图　　对装配图中的非标准零件均应绘制零件图,视图尽可能与装配图位置一致,尺寸、形状、位置、配合、加工表面的表面粗糙度等要标注完整.　　要注意,装配图与零件图最后要组成一张A0号图的大小　　零件图一：钻模板　　图1-7　　零件图二：支撑板　　图1-8　　2. 夹具精度的验算　　2.1. 误差分析　　2.1.1. 位置精度　　夹具的主要功能是用来保证工件加工表面的位置精度.影响位置精度的主要因素有三个方面：　　1）工件在夹具中的安装误差,它包括定位误差和夹紧误差.　　2）夹具在机床上对定误差,指夹具相对于刀具或相对于机床成形运动的位置误差.　　3）加工过程中出现的误差,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.　　第三项一般不易估算,夹具精度验算是指前两项,其和不大于工件允差的2/3为算合格.　　2.1. 误差计算　　2.2.1. 验算中心距25±0.05mm　　影响此项精度的因素有：　　1）定位误差,此项主要是定位孔Φ35H7与定位销Φ35g6的间隙产生,最大间隙为0.05　　2）钻模板衬套中心与定位销中心距误差,装配图标注尺寸为25±0.01mm,误差为0.02mm；　　3）钻套与衬套的配合间隙,由Φ8H7/g6可知最大间隙为0.025mm；　　4）钻套内孔与外圆的同轴度误差,对于标准钻套,精度较高,此项可以忽略.　　5）钻头与钻套间的间隙会引偏刀具,产生中心距误差e,由下式求出　　刀具与钻套配合为Φ8H7/g6,可知 =0.025mm；将H=26mm,h=12mm,B=10mm代入,可求出e=0.034　　由于上述各项都是按最大误差计算,实际上各项误差也不可能同时出现最大值,各误差方向也可能不一致,因此,其综合误差可按概率法求和　　=0.07mm　　该项误差略大于中心距允差0.1mm的2/3,勉强可用.应减小定位和导向的配合间隙.　　2.2.2. 验算两孔平行度精度　　工件要求Φ8H7孔全长上允差0.02mm.导致产生两孔平行度误差的因素有：　　1）设计基准与定位基准重合,没有基准转换误差,但Φ35H7/g6配合间隙及孔与端面的垂直度误差会产生基准位置误差,定位销轴中心与大头孔中心的　　偏斜角 为　　式中, 为Φ40H7/g6处最大间隙； 为定位销轴定位面长度.　　2）定位销轴中心线对家居体底平面的垂直度 .　　3）钻套孔中心与定位销轴的平行度 , = rad.　　4）刀具引偏量e产生的偏斜角
.　　因此,总的平行度误差 = , ,合格.　　3. 夹具装配图上应标注的尺寸和技术条件　　夹具装配图上应标注必要的尺寸和技术要求,主要目的是为了检验本工序零件加工表面的形状,位置和尺寸精度在夹具中是否可以达到,为了设计夹具零件图,也为了夹具装配和装配精度的检测.　　3.1. 夹具装配图上标注的尺寸　　1）夹具外形轮廓尺寸.　　2）夹具与机床工作台或主轴的配合尺寸,以及固定夹
具的尺寸等.　　3）夹具与刀具的联系尺寸,如对刀塞尺的尺寸,对刀块表面到定位表面的尺寸及公差.　　4）夹具中工件与定位元件间,导向元件与刀具、衬套间,夹具中所有相互间有配合关系元件应标注配合尺寸,种类和精度.　　5）各定位元件之间,定位元件与导向元件之间,各导向元件之间装配后的位置尺寸及公差.　　上述联系尺寸和位置尺寸的公差,一般取工件的相应公差的1/3~1/10,最常用的是1/3.　　3.2. 夹具装配图上应标注的技术要求　　应标注的技术要求包括：相关元件表面间的位置精度,主要表面 形状精度,保证装配精度和检测的特殊要求,以及调整、操作等必要的说明.通常有以下几方面：　　1）定位元件的定位表面间相互位置精度.　　2）定位元件的定位表面与夹具安装基面、定向基面间的相互位置精度.　　3）定位表面与导向元件工作面间的相互位置精度.　　4）各导向元件的工作面间的相互位置精度.　　5）夹具上有检测基准面的话,还应标注定位表面,导向工作面与该基准面间的位置精度.　　对于不同的机床夹具,对于夹具的具体结构和使用要求,应进行具体分析,订出该夹具的具体的技术要求.设计中可以参考机床夹具设计手册以及同类夹具的图样资料.　　4 方案设计论证　　（1）首先根据已知工件的需要,选择加工机床,应选用立式钻床加工比较合理.　　（2）然后工件主要定位部分为直径为35mm的圆孔,这样我设想用两面一销定位,正好满足六点定位原理,所以这里就是选择两面一销的优点.　　（3）最后将两面一销先固定在一块底板上,利用内六角螺钉和定位销定位和夹紧,两面一销把工件定位后,可利用移动压板来对工件进行夹紧,工件的夹紧力的方向应该垂直与工件的轴线方向,作用点为轴的切点.　　4.1设计方法与结果　　（1）首先对工件的加工要进行分析,已知工件为圆柱柱,在圆柱端面上钻4-M8的孔,根据工件的形状和加工要求,我认为采用钻床比较合理.　　（2）然后,根据六点定位原理,选用两面一销,大面短圆柱销定5个自由度,短销定1个自由度,正好满足六点定位原理,由于限制了六方自由度,所以只需要将工件夹紧就可以进行加工了,在垂直方向上进行夹紧,可以利用移动压板,进行夹紧,因为移动压板简单使用,而且不影响加工过程,所以最总选择移动压板进行夹紧.　　（3）最后,对整个夹紧方案分析得出,定位约合六点定位原理,夹紧工件稳定,所以此夹具设计可行.　　5致谢　　致谢　　在老师和同学的共同努力下,我们在两周的时间内完成了夹具课程设计.我们花费的时间很长,因为这是同学第一次进行这样的课程设计.虽然过程中我们遇到了遇到困难,但是在老师的指点下,同学们都的十分的努力.我们这次终于把我们所学的知识运用到现实中来了,这对同学们加深对课本知识的理解很有好处.同学学会了对于不同的待工件设计不同的夹具,对于夹具的各种标准件都学会了如何查标准件手册、如何使用它们.这些都是因为老师的帮助下,我们才能完成的.谢谢老师.　　6感想　　两周的夹具课程设计过去了,学到了很多知识.通过这次课程设计实训,使我对机械装备课程有了更进一步的了解.装备在现在工业中有着重要的作用,当然,我们现在对机械设计只不过时一个初步的了解,这门课程还有更多的知识等着我们去学习,在这两周短暂的课程设计里,我学会了一些机械设计的最基本的理论,同时也对机械装备产生了浓厚的兴趣.　　通过这次实训,我能够熟练运用CAXA电子图版绘图软件,在这次课程设计过程中,我发现自己还有很多不足之处,在设计和计算过程中也出现了各种各样的错误,在同学和老师的帮助下也都尽量改正了,虽然还存在或多或少的问题,这也是我今后努力的方向,我会继续努力学习,来丰富自己的知识.
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夹具设计及操作的简要说明
如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为镗床夹具选择了移动压板压紧方式。本工序为车 圆弧，切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。
本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。
夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。为了提高生产力，使用快速螺旋夹紧机构
【AA151】拨叉831002的工艺规程及铣床16H11槽的夹具设计
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【AA153】拨叉831002的钻M22孔夹具设计
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【AA156】拨叉831003的钻20孔夹具设计
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【AA160】叉架零件的工艺规程及钻M6孔的工装夹具设计
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【AA164】阀体的钻8孔夹具设计-图
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【AA166】杠杆零件的工艺规程及钻Φ6孔的钻床夹具设计
【AA167】高速齿轮轴零件的工艺规程及铣键槽的工装夹具设计
【AA168】检具零件的加工工艺规程
【AA169】壳体零件的工艺规程及铣R28半圆面的铣床夹具设计
【AA170】连杆盖的钻20孔夹具设计
【AA171】连杆体零件的工艺规程及铣T2和T3台阶面的的工装夹具设计
【AA172】连杆体零件的工艺规程及铣台阶面的工装夹具设计
【AA173】零件的工艺规程及铣R20半圆弧面的铣床夹具设计
【AA174】曲轴零件的工艺规程及铣距中心80mm面的工装夹具设计
【AA175】上压盖零件的工艺规程及钻4-Φ21孔的工装夹具设计
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【AA177】手柄座的工艺规程及钻14斜孔的夹具设计
【AA178】输出轴钻10-20孔的夹具设计
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【AA183】轴承座零件的工艺规程及钻2-Φ11孔的工装夹具设计
【AA184】轴承座零件的工艺规程及钻M8孔的工装夹具设计
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AA1898310078)
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毕 业 设 计 说 明 书
业：机械制造工艺教育
指导教师：
二一年 六 月
本科生毕业论文
变速器换挡叉零件工艺规程及夹具设计
Shift Fork Parts Process Planning and FixtureDesign
专业班级：机械制造工艺教育
学生姓名：
指导教师：
别：机械工程学院
2010 年 6 月摘
论文的知识结构体系是以加工工艺路线为主线，包含“机械制造工艺学”、“金属切削原理”、“机床夹具设计”、“公差配合与测量技术”，通过对知识的灵活运用设计变速器换挡叉零件的加工工艺规程及夹具的设计。设计夹具是为了在生产过程中方便快捷的完成某一工序的加工，提高生产效率。论文中设计的是M10×1-7H工序的钻床夹具，通过对零件材料的分析以及钻床夹具的初步认识，选择合适的定位方案，分析验证方案的可行性；内容有变速器换挡叉的作用和加工工艺，重点是钻床夹具的设计以及各工序中切削余量和切削速度以及夹紧力的计算；夹紧类型的选择以及定位元件的选择；钻床夹具的设计要点，钻模的类型选择和钻套的选择设计。通过夹具的设计掌握所学的机械知识，使之相互联系，巩固知识点。
关键词: 夹具分析；工艺规程；钻床夹具
Papers of knowledge structures is to processing route main line that contains "mechanical manufacture technology", "metal cutting principle", "fixture design", "tolerance and measurement technology", through the knowledge of the flexible use of design shift fork parts statutes and fixture design. Design of the fixture is in order in the production process convenient and complete processing of a process, and increase productivity. Papers in design is M10× 1-7H process of drilling jig, through the part material a
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变速器换挡叉零件的工艺规程及夹具设计钻孔夹具设计
该零件是以Φ15.8F8 孔套在轴上，并用销钉经Φ5H12 孔与轴定位，拨叉脚卡在双联齿轮的槽中，变速操纵机构通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与轴一起在变速箱中滑动，拨叉脚拨动双联齿轮在花键轴上滑移，从而实现拖拉机的变速。
拨叉的主要工作表面为操纵槽及拨叉脚两端面。主要配合面为Φ15H8孔、Φ5H12 孔和拨叉脚内侧面 50H12 。该零件属特殊形状零件，但复杂程度一般。由于拨叉在工作时承受一定的力，因此要求有一定的强度、刚度和韧性。
1.2主要加工表面及要求
拨叉安装孔：孔径Φ15H8㎜，其形状公差遵守包容要求，表面粗糙度Ra3.2μm；孔端面位置尺寸30㎜，表面粗糙度Ra2 . 5μm。
拨叉脚端面：厚度为7㎜，两端面对孔Φ15H8轴线的垂直度公差为0.1㎜，外端面与操纵槽对称面的距离为 31㎜，表面粗糙度 Ra 6.3μm。
拨叉脚内侧面：宽度尺寸为 50H12㎜，其对称面与拨叉头对称面间的夹角为20011' ，表面粗糙度 Ra l2.5μm。
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