CA6140拨叉零件831003的加工工艺及夹具的设计(共22页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上目 录 专心-专注-专业CA6140拨叉零件的加工工艺及夹具的设计李瑶(交通学院 机械设计制造及其自动化专业 机械本0902 )摘要: CA6140拨叉零件是车床变速机构中的一个零件，本次设计主要是根据机械加工的要求，在保证加工精度的情况下，确定出CA6140拨叉零件的加工工艺路线。同时，考虑到劳动生产率的提高，专用夹具的设计也是本次设计的一个重要部分。通过分析选择相应的定位元件、夹紧装置，然后选择合适的夹具体，最后完成夹具体的装配图。关键词:拨叉；加工工艺；夹具设计Design of CA6140 call processing technology and fixture 83003 fork partsLi Yao(School of transportation， Mechanical engineering and automation， jixieben 0902 1)Abstract: is lathe CA6140 fork parts one of shift gear parts， this design is mainly according to the requirement of the mechanical processing， in the case of guarantee machining accuracy， determining the CA6140 fork parts processing technology route 。 At the same time， considering the improvement of labor productivity， the design of the special fixture is an important part of the design。 By analyzing choose corresponding positioning device， clamping device， and then choose the appropriate specific， finally complete the detailed assembly drawing。 Key Words: Fork; Processing technology; Fixture design 1 引言 机械制造技术是指在机械制造领域生产实践中知识、经验、方法和操作技能及其制造装备的总和。机械制造技术所涉及的范围很广，包含的意义也非常丰富。伴随着社会发展和科技进步，机械制造技术也在不断地变化和发展中。制造过程是人们按照自己的目的，运用自己所掌握的知识和技能，借助手工以及可以利用的工具，采用有效的方法，将原材料转化为最终的物质产品，并投放市场的全过程。所以，制造并不仅是指单独的加工过程，还包括市场调研和预测、产品设计、材料选择、工艺设计、生产加工、质量保证、生产过程管理、营销、售后服务等产品寿命周期内一系列相关的活动。制造属于生产的领域，是生产其中的一个部分。其中，工艺规程的设计是生产设计中一个重要的部分，在提高劳动生产率方面有很大的作用，是企业生产的重要依据。本次设计的主要任务是完成对拨叉零件的加工工艺路线的设计和机床夹具的设计。 工艺规程是规定产品加工工艺过程和操作方法等的工艺性文件，它是指导工人进行生产和操作以及企业生产部门、物资供应部门组织生产与物资供应等的重要数据。企业没有工艺规程就无法组织生产，工艺规程设计与产品设计同等重要。工艺规程还是新产品投产前进行相关预算的依据，是新建、扩建车间或工厂的原始资料，先进的工艺规程还起着交流和推广先进经验的作用。工艺规程又可具体划分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、特种加工、热处理、表面处理和装配等工艺过程。机械加工工艺过程是采用各种机械加工方法改变毛坯的形状、尺寸、各表面间相互位置以及表面质量,从而使之成为合格零件的过程。机械加工工艺过程由一系列按顺序排列的工序组成，每一个工序又可再划分为安装、工位、工步及走刀等多个工步。 夹具是用来装夹工件和引导刀具的一种装置。装夹是将工件在机床上定位、夹紧的过程，定位是确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程，夹紧是工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持位置不变的操作1。一般情况下，在机械加工过程中使用的夹具叫做机床夹具，在装配过程中使用的夹具叫做装配夹具，在测量过程中使用的夹具叫做测量夹具。机床夹具一般由定位元件、夹紧装置、对刀或引导元件、连接元件、其他元件和夹具体等组成,其中，任何夹具都必须有定位元件和夹紧装置，它们是保证工件加工精度的关键，目的是使工件定位准确、夹紧牢固2。 本次设计的题目是CA6140拨叉零件的加工工艺及夹具的设计，因此，主要任务是完成零件的工艺路线的设计和专用夹具的设计。对于拨叉零件的加工工艺的设计，要结合机械制造技术基础、机械制造技术基础课程设计及公差测量与配合等专业知识课本，查阅相关资料，完成加工工艺的设计。对于夹具的设计，要通过设计过程掌握机床夹具设计的原理，对工件的定位方式、定位基准有更进一步的把握。希望通过本次设计，能够使自己的专业知识更加系统。2 零件分析2.1 零件的作用CA6140拨叉零件是车床变速机构中的一个主要零件，主要起换挡作用，拨叉头套在变速叉轴上，并用销钉与变速叉轴连接，拨叉脚则插在双联变换齿轮的槽中，当需要变速时，操纵变速杆，变速操纵机构就通过拨叉头的操纵槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移，拨叉脚拨动双联变换齿轮在花键轴上滑动以改变挡位，从而改变车床的速度2。图1 拨叉零件2.2 零件的工艺分析 由于拨叉在工作中要承受冲击载荷，考虑到其工作条件和材料所使用的场合,所以最终选择材料为45钢。45钢强度、刚度和韧性相较于其他材料较好，能够在冲击载荷较大的工作条件下进行工作。CA6140拨叉零件形状和结构较为简单，其基本形状通过铸造毛坯就可确定，而且其加工工序也很简单。通过对零件进行分析，该零件的主要加工表面是通槽各端面、拨叉的上表面以及花键孔，其加工精度要求一般，在正常的工作条件下就可达到技术要求；其他加工表面为非主要表面，通过简单的粗加工就可达到其技术要求。综上分析可知，该零件加工工艺性较好。 拨叉零件图如下：图2 拨叉()零件图3 确定毛坯类型、绘制毛坯简图3.1 选择毛坯零件机械加工的工序数量、材料消耗和劳动量，在很大程度上与毛坯有关，选择毛坯时要考虑的因素如下：零件的材料及其力学性能。零件的形状和尺寸。生产类型。具体生产条件。充分考虑利用新工艺、新技术和新材料的可能性3。考虑到拨叉零件在其工作环境中冲击载荷较大，因此需要增强它的强度、韧性和刚度。结合所选材料为45钢，有考虑它的工作条件，通过分析查表最终决定毛坯选用锻件。3.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量3.2.1 锻件的公差等级由拨叉的工作条件和技术要求，查表确定该零件的公差等级为一般等级。已知机械加工后拨叉零件件的质量为0.84，因此可初步估计加工前毛坯的质量为1。对拨叉零件图进行分析，可以大体确定锻件的长度、宽度和高度，即l=40，b=80，h=75;该拨叉锻件的形状复杂系数为S=1 /(40 × 80 × 75 ×7.8×10-6)0.42由于0.42介于0.32和0.63之间，故该拨叉的形状复杂系数属S2级。该拨叉的材料为45钢，其碳的质量分数小于0.65%，故该锻件的材质系数属M1级。3.2.2 零件表面粗糙度由零件图分析可知，该拨叉零件的各加工表面的粗糙度Ra均大于等于1.6um。根据上述诸因素，查表可确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量见表1。表1 拨叉机械加工余量及尺寸公差等级项目机械加工余量尺寸公差公差等级长度8033.2IT10通槽宽1832.6IT10通槽深3532IT103.3 绘制拨叉毛坯简图 考虑到零件的材料以及它的力学性能，零件的形状和尺寸，生产类型以及具体工作条件后，确定对毛坯进行锻造，选择材料为45钢。结合机械加工余量及尺寸公差等级，绘制出拨叉零件的毛坯图如下： 图3 拨叉()毛坯图4 工艺规程设计4.1 定位基准的选择定位基准有精基准和粗基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。4.1.1 精基准的选择选择精基准时，主要考虑的是能够使加工精度达到要求，有较为简单的夹具结构，数量较少，方便于工件的装夹。精基准的选择原则:基准重合原则、 基准统一原则、 互为基准原则、 自为基准原则、 保证工件定位准确、 便于装夹原则4。拨叉上表面采用花键孔的轴线作为基准，拨叉的左端面是拨叉轴向方向上尺寸的设计基准。确定花键孔的轴线和拨叉头的左端面作为精基准，定位加工拨叉的上表面、通槽各端面以及销孔，从而保证被加工表面的垂直度和平行度要求。4.1.2 粗基准的选择选择粗基准时，重点考虑的是保证各加工表面有足够的余量，保证不加工表面与加工表面间的尺寸、 位置符合零件图样设计要求，粗基准的选择原则如下:重要表面余量均匀原则、 工件表面间相互位置要求原则、余量足够原则、定位可靠性原则、粗基准不重复使用原则5。根据选择原则，确定粗基准为拨叉的右端面。4.2 拟定工艺路线 制订工艺规程的一项主要工作是拟订零件的加工工艺路线。拟订工艺路线时需主要解决的问题有表面加工方法选择、划分加工阶段、划分工序、安排工序的先后顺序。4.2.1 确定表面加工方法具有一定技术要求的加工表面，往往需要通过多次加工才能达到图样要求，而达到同样精度要求所能采用的加工方法往往是多种多样的。因此在拟订零件的机械加工工艺路线前，首先分析零件上技术要求高的主要表面，根据主要表面的精度和表面质量要求，选择合理的表面加工方法，然后考虑其他表面的加工方法6。 由零件分析可知，该拨叉零件需要加工表面有内孔、锥孔、端面、通槽各端面。考虑到零件的各加工表面的技术要求，查相关表格可确定各表面的加工方案。如表2:表2 拨叉零件()各表面加工方案加工表面尺寸及偏差/mm尺寸精度等级表面粗糙度/um加工方案拨叉上表面30±0.026IT9Ra3.2粗铣精铣拨叉左端面80IT12Ra3.2粗铣半精铣花键孔22IT7Ra3.2钻扩铰拉通槽内侧面35IT12Ra3.2粗铣半精铣通槽上底面18IT13Ra6.3粗铣螺纹孔M8IT7Ra1.6钻攻螺纹锥孔5IT7Ra1.6铰孔4.2.2 加工阶段的划分 制定工艺路线时，往往要把加工表面质量要求较高的主要表面的工艺过程按粗、 精加工分开的原则划分为几个阶段，其他加工表面的加工过程根据统一原则作相应的划分，并分别安排到由主要表面所确定的各个加工阶段中去，这样就可得到由各个加工阶段所组成的、 包含零件全部加工内容的整个零件的加工工艺过程7。 该拨叉的加工质量要求一般，可以通过粗加工、半精加工和精加工这几个加工阶段来完成。在粗加工阶段，首先需要准备好精基准，从而为后续工序的定位加工做好准备，保证其他表面的精度要求；然后粗铣各端面。在半精加工阶段，完成孔的加工；在精加工阶段，主要是为达到最终的加工要求而完成各加工表面的精铣。4.2.3 工序的集中与分散 工序分散和工序集中是组合工序的两种不同原则。工序分散是将零件各个表面的加工分散在很多工序里完成，这时工序多，工艺路线长，而每道工序所包含的加工内容少，工序集中则相反，零件的加工将集中在少数几道工序里完成，这时工序少，工艺路线短，而每道工序所包含的加工内容多8。 确定选用工序集中原则来安排拨叉零件的加工顺序。该拨叉的生产类型为大批生产，采用工序集中，有利于采用高效专用设备和工艺设备，从而提高生产率；除此之外，采用工序集中还可减少工序的数目，减少工件装夹的次数，有利于缩短生产周期。4.2.4 工序顺序的安排 (1)机械加工顺序 遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准拨叉左端面和花键孔； 遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工顺序，后安排精加工顺序； 遵循“先主后次”原则，先加工主要表面通槽各端面，后加工次要表面拨叉上表面； 遵循“先面后孔”原则，先加工拨叉各端面，再加工孔。 (2)辅助工序粗加工后，应安排校直工序；半精加工后，安排去毛刺和中间检验工序；精加工后，安排去毛刺、 清晰和终检工序。综上所述，该拨叉工序的安排顺序为:精基准加工主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工主要表面半精加工和次要表面加工主要表面精加工。4.2.5 确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，拟定拨叉的机械加工工艺路线，见表3。表3 拨叉()机械加工工艺路线工序号工序内容定位基准01粗铣左、右端面左、右端面02半精铣左端面至80mm右端面03钻孔20 扩孔至22右端面04拉花键05铣通槽左端面 花键孔06铣上表面左端面 花键孔07钻孔2×7左端面 花键孔08攻螺纹2×M809钻、铰5锥销孔左端面 花键孔10去毛刺11清洗12终检4.3 加工设备及工艺装备的选用机床和工艺装备的选择应在满足零件加工工艺的需要和可靠地保证零件加工质量的前提下，与生产批量和生产节拍相适应，并应优先考虑采用标准化的工艺装备和充分利用现有条件，以降低生产准备费用8。拨叉零件的生产类型为大批生产，可以选用高效的专用设备和组合机床，也可选用通用设备。各加工工序加工设备及工艺装备的选用见表4。表4 加工设备及工艺装备工序号工序内容加工设备工艺装备01粗铣左、右端面立式铣床X51端面铣刀、 游标卡尺02半精铣左端面至80mm立式铣床X51端面铣刀、 游标卡尺03钻孔20、 扩孔至22立式钻床525麻花钻、扩孔钻、铰刀、卡尺、塞规04拉花键卧式拉床L6110A拉刀 卡规05铣通槽立式铣床X51三面刃铣刀、卡规、深度游标卡尺06铣上表面立式铣床X51端面铣刀、 游标卡尺07钻孔2×7立式钻床525麻花钻、 内径千分尺08攻螺纹2× M8立式钻床525丝锥09钻、 铰5锥销孔立式钻床525麻花钻、 锥度铰刀、 塞规、 卡尺10去毛刺钳工台平锉11清洗清洗机清洗机12终检塞规、 百分表、 卡尺等4.4 加工余量工序尺寸和公差的确定工序01粗铣左端面和工序02半精铣左端面。 工序01:以右端面定位，粗铣左端面，保证工序尺寸L1；以左端面定位，粗铣右端面，保证工序尺寸L2; 工序02:以右端面定位，半精铣左端面，保证尺寸L3，达到零件图设计尺寸L的要求，使 L=80 。 求解工序尺寸L2:查表可知，平面精加工余量，得半精铣余量为Z3=1mm；L3=L=80mm，L2=Z3+L3=80+1=81mm。由于工序尺寸L2是在粗铣加工中保证的，查表可知，粗铣工序的经济加工精度等级可达到右端面的最终加工要求IT12，其公差值为0.35mm，故L2=81±0.175mm 求解工序尺寸L1:右端面的加工余量是通过一次粗铣切除的，故Z2应等于右端面的毛坯余量，即Z2=3mm，又因为Z2=L1L2，所以L1=L2+Z2=81+3=84mm。查表可知，确定该粗铣工序的经济加工精度等级为IT13，其公差值为0.54mm，故L1=84±0.27mm。4.5 切削用量的计算4.5.1 工序01粗铣左、右端面 该工序可分为两个工步，工步1以右端面定位，粗铣左端面；工步2以左端面为基准定位，粗铣右端面。因为这两个工步是在同一台机床上经一次走刀加工完成的，所以它们的切削速度和进给量是相同的，只是背吃刀量不同。 (1)背吃刀量工步1的背吃刀量a p1取为Z1，Z1等于左端面的毛坯总余量减去工序2的余量Z3，即 Z1=31=2mm;而工步2的背吃刀量a p2取为Z2=3mm。(2)进给量X51型立式铣床功率为4.5KW，高速钢套式面铣刀粗铣平面进给量，按机床、工件、夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量取为0.08mm/z。(3)铣削速度 本工序采用高速钢镶齿铣刀、d w=80mm、齿数z=10。查表可知，高速钢套式面铣刀铣削速度，确定铣削速度v c=44.9m/min，则 n s=1000v c/d=1000×44.9/(×80)=178.65r/min 由本工序采用X51型立式铣床，查表可知，取转速n w=160r/min，故实际铣削速度 v c=dn w/1000=×80×160/1000=40.2m/min 当n w=160r/min时，工作台的每分钟进给量f m应为 f m=f zzn w=0.08×10×160mm/min=128mm/min4.5.2 工序02精铣左端面(1)背吃刀量a p3=Z 3=1mm(2)进给量由本工序表面粗糙度Ra3.2m，查表高速钢套式面铣刀精铣平面进给量，每转进给量f取为0.4mm/r，故每齿进给量f z为0.04mm/z。(3)铣削速度本工序采用高速钢镶齿铣刀、d w=80mm、齿数z=10、f z为0.04mm/z。查表可知，高速钢套式面铣刀铣削速度，确定铣削速度v c=48.4m/min，则 n s=1000v c/d=1000×48.4/(×80)=192.58r/min由本工序采用X51型立式铣床，查表可知，取转速n w=180r/min，故实际铣削速度 v c=dn w/1000=×80×180/1000=45.24m/min 当n w=180r/min时，工作台的每分钟进给量f m应为 f m=f zzn w=0.04×10×180mm/min=72mm/min4.5.3 工序07钻孔2×7该工序选用的是立式钻床Z525，钻头选用的是直柄麻花钻，钻头直径d=7mm，l=74mm， l 1=34mm。(1)背吃刀量查表可知，取螺距为1mm的普通细牙螺纹，攻螺纹前钻孔锁用麻花钻直径为7mm，所以背吃刀量取a p=7mm。(2)进给量查表可知，每转进给量为f=0.16mm/r。(3)切削速度由工件材料为45钢，切削速度可选取v c=20m/min。由公式 ns=1000v c/d=1000×20/(×7)=909.9r/min， 由所列Z525立式钻床主轴转速，取转速n=960r/min。再代入公式得， v c=dn w/1000=×7×960/1000=21.1m/min。4.5.4 工序08攻螺纹2×M8(1)背吃刀量查表可知，取螺距为1mm的普通细牙螺纹，攻螺纹前钻孔锁用麻花钻直径为7mm，因此攻螺纹的背吃刀量为a p=8-7=1mm。(2)进给量由于攻螺纹的进给量就是被加工螺纹的螺距，因此f=1mm/r。(3)切削速度查表可知，攻螺纹的切削速度为510 m/min，所以暂取v=5m/min。主轴转速为n=1000v/d=1000×5/(×8)199r/min，查表所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速为n=272r/min。所以实际钻削速度为v=nd/1000=6.83m/min。4.6 时间定额的计算4.6.1 基本时间t j的计算 (1)工序01粗铣左、右端面 该工序分为两个工步，由面铣刀对称铣平面，主偏角k =90°，查表可知，铣削基本时间计算，确定l 1=12mm，l 2=1mm，l=80×2=160mm;则该工序的基本时间为 t j=(l+ l 1+l 2)/f m=(160+12+1)/1281.35min=81s (2)工序02半精铣左端面 该工序的基本时间为 t j=(l+ l 1+l 2)/f m=(80+12+1)/721.29min=77.4s (3)工序07钻孔2×7 查表有公式计算可得， l 1=3.8mm， l 2=1mm，l=11×2=22mm，则该工序的基本时间为 t j=(l+ l 1+l 2)/f n=(22+3.8+1)/(0.16×960)0.17min=10.2s (4)工序08攻螺纹2×M8 由于选取的是螺距为1mm的普通细牙螺纹，查表可知， l 1=(13)P，所以取l 1=2mm， l 2=(23)P，所以取l 2=3mm，l=11×2=22mm;则该工序的基本时间为 t j=(l+ l 1+l 2)/f n+(l+ l 1+l 2)/f n 0=(22+2+3)/(1×272)+ (22+2+3)/(1×272) 0.20min=12s4.6.2 辅助时间t f的计算 辅助时间t f与基本时间t j之间的关系为t f=(0.150.2) t j。取t f=0.15t j，则各工序的辅助时间分别为: 工序01的辅助时间: t f=0.15×81=12.15s 工序02的辅助时间: t f=0.15×77.4=11.61s 工序07的辅助时间: t f=0.15×10.2=1.53s 工序08的辅助时间: t f=0.15×12=1.8s 4.6.3 其他时间的计算 除了操作时间(基本时间和辅助时间)外，每个工序的单件时间还包括布置工作地时间、休息和生理需要时间和准备与终结时间8。由于拨叉零件的生产类型为大批生产，所以每个零件所分摊的准备与终结时间可忽略不计。另外，布置工作地时间t b是操作时间的2%7%，休息与生理需要时间t x是操作时间的2%4%，均取为3%，则各工序的其他时间(t x+ t b)=( 3%+3%)×(t f+t j)，所以分别为: 工序01的其他时间: (t x+ t b)=6%×(81+12.15)=5.59s 工序02的其他时间: (t x+ t b)=6%×(77.4+11.61)=5.34s 工序07的其他时间: (t x+ t b)=6%×(10.2+1.53)=0.70s 工序08的其他时间: (t x+ t b)=6%×(12+1.8)=0.83s 4.6.4 单件时间t dj的计算 各工序的单间时间分别为: 工序01的单件时间: t dj=81+12.15+5.59=98.74s 工序02的单件时间: t dj=77.4+11.61+5.34=94.35s 工序07的单件时间: t dj=10.2+1.53+0.70=12.43s 工序08的单件时间: t dj=12+1.8+0.83=14.63s 5 夹具的设计 夹具是用以装夹工件的一种装置，夹具可以用来定位、对刀、引导和夹紧。在机械加工中，机床夹具的作用主要有:工件易于正确定位，保证加工精度；缩短工件的安装时间，提高劳动生产率；降低加工成本，扩大机床的使用范围；操作方便、安全、可靠，对工人的技术等级要求低，可减轻工人的劳动强度等9。机床夹具按适用的对象和使用特点分为通用夹具、专用夹具、可调夹具、成组夹具、组合夹具和随行夹具，其中，专用夹具是专为某一工件的某一工序而设计制造的夹具，其适合特定工件的特定工序，一般用于中批以上的生产中，生产中需要设计制造10。 5.1 夹具设计任务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。为工序07钻孔2×7和工序08攻螺纹2×M8设计钻床夹具，所选用的机床为Z525型立式钻床，生产类型为大批生产。 工序07和工序08完成的是加工2×M8螺纹孔，应首先通过工序07钻出7的通孔，孔的轴线对小径为22的花键孔的轴线的垂直度公差为0.15mm，拨叉上表面尺寸为30mm，表面粗糙度为Ra1.6m。 5.2 拟定夹具结构方案 机床夹具一般由定位元件、夹紧装置、对刀或引导元件、连接元件、其他元件和夹具体等组成。定位元件是用来限定工件自由度、保证其加工位置的元件。在装夹工件的定位操作时，通过定位元件的限位基面与工件上的定位基面相接触或配合，从而保证工件在夹具中占据正确的位置。夹紧装置用于夹紧工件，使工件在加工过程中保持定位位置不变，对刀、引导元件是用来确定或引导刀具的元件，连接元件使夹具和机床相连接的元件，保证机床与夹具之间的相互位置关系，夹具体是用于连接或固定夹具上各种元件和装置，使之成为一个整体的基础件10。 5.2.1 确定工件的定位方案 在夹具设计中，工件在夹具中的定位主要用来拟定工件的定位方案。其主要内容包括：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；确定工件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组合限定的自由度，对欠定位情况进行定位方案修改，对不必要的过定位采取消除措施；一个物体在空间直角坐标系中有6个自由度，工件的定位就是采取一定的措施来限制自由度，通常采用约束点和约束点群来描述，而且一个自由度只需要一个约束点来限制11。 在机械加工过程中，加工完一个工件就要更换，而夹具上的定位元件是不经常更换的，为了保证每个工件的加工精度的要求，定位元件的定位表面应满足以下要求： 较高的精度，尺寸精度不低于IT6IT8，表面粗糙度为Ra0.20.8m； 足够的刚度，避免受力后引起变形； 较好的耐磨性，以便长期的保持精度。由零件图分析可知，钻孔2×7时，孔的轴线对小径为22的花键孔的轴线垂直度公差为0.15mm，距离拨叉左端面尺寸为15mm。从基准的重合原则和定位的稳定性、可靠性考虑，选择拨叉左端面为主要定位基准面，并选择小径为22的花键孔为次要定位基准面。 在板上钻通孔时，至少需要限制5个自由度，即X、Y、X、Y、Z。结合上述分析，定位元件采用一个长心轴(限制了4个自由度)，在左端面用支承钉(限制X方向自由度)，右端面利用夹紧装置来定位(限制了X方向另外一个自由度)。这样就限制了6个自由度。 5.2.2 确定工件的夹紧方案 夹紧是工件装夹过程中的重要组成部分。工件定位以后或工件定位的同时，必须采用一定的装置或机构把工件紧固，使工件保持在正确定位的位置上，不会因受加工过程中的切削力、重力或惯性力等的作用而发生位置变化或引起振动等破坏定位的情况，以保证加工要求和生产安全12。夹紧应满足以下基本要求13： 准确地施加夹紧力。这是夹紧装置的首要任务，就是确定夹紧力的大小、方向和作用点要准确合理。 保证一定的夹紧行程。夹紧装置在实现夹紧操作的过程中，夹紧元件在工件夹压面法线上的最大位移就是夹紧装置的夹紧行程。夹紧行程要留有一定的储备量，以考虑装置磨损、工件夹压面位置变化、夹紧机构的间隙和制造误差补偿、方便装卸工件的空行程等因素。 保证夹紧装置工件可靠。 夹紧、松夹操作以提高生产率。 采用机动夹紧装置、增力机构，使夹紧操作方便和省力。夹紧装置结构简单，工艺性好，制造、装配和维修方便。 该工件选用螺旋夹紧机构，在工件两端用垫片和螺母实现夹紧作用。 5.2.3 确定导向方案 在钻床上进行孔加工时，一般要采用引导装置引导刀具，以便能迅速准确地确定刀具与夹具的相对位置,钻床夹具的导向元件为钻套,钻套装在钻模板上，用来确定刀具的位置和方向，提高刀具的刚度，保证被加工孔的位置精度13。本夹具中，钻套选用可换钻套.查表可知，钻套高度一般取H=(2.53.5)d，排屑空间一般取h=(0.71.5)d，取H=3d=3×8=24mm，排屑空间h=d=8mm。 5.2.4 确定夹具体结构型式 综合上述各方案，可以确定夹具的结构方案。即定位元件采用长心轴，在左端面用两个支承钉，右端面利用夹紧装置来定位和夹紧。其中，选用螺旋夹紧机构在工件两端用垫片和螺母实现夹紧作用。另外，利用可换钻套作为引导装置。 考虑夹具的刚度、强度和工艺性要求，采用铸造夹具体结构。图4 夹具体简图 5.3 绘制夹具装配总图 绘制夹具总装配图时，应注意下列问题： 绘制夹具总装配图时，除特殊情况外，均应按1：1的比例绘制，以保证良好的直观性。 主视图应尽量符合操作者的正面位置。 在夹具总装配图上，用双点画线或红线画出工件轮廓线，并将其视为假想“透明体”，使其不影响其他元件或装置的绘制。 夹具总装配图绘制的顺序一般为：工件定位元件引导元件（钻床类夹具） 夹紧装置其他装置夹具体14。 图5 钻拨叉2×M8螺纹孔夹具装配图6 总结 本次设计作为自己的毕业作品，使我在这段时间对自己所学的知识有了更系统的认识和了解。通过查阅资料到自己亲自设计完成，这个阶段我学到了很多东西，也让我对自己即将要从事的工作有了更进一步的了解。 本次设计的题目是CA6140拨叉零件的加工工艺及夹具的设计，共分为两个阶段。第一个阶段主要是完成零件的加工工艺的设计，第二个阶段是完成专用夹具的设计。第一个阶段的设计使我对加工工艺的规程有了进一步的了解，掌握了加工工艺过程中定位基准的选择、机床的选择以及时间定额的计算等知识点，第二个阶段的夹具设计使我对相关夹具知识有了更加系统的认识。 在设计过程中，我也遇到了很多问题，通过查阅相关资料，和老师同学之间交流，我慢慢地克服了问题，对自己的设计还有许多不足之处，希望能够得到进一步的改进和意见。通过本次设计，使我在基础知识的运用和具体实践相结合起来这一方面有了更进一步的提高。同时，在设计过程中也暴露了自己的很多问题，需要进一步提高和完善自己。总之，这次设计给自己带来的收获还是令自己感到满意的。参考文献 1 尹成湖.机械制造技术基础M.北京:高等教育出版社，2008 2 尹成湖，李保章，杜金萍.机械制造技术基础课程设计M.北京:高等教育出版社，2009 3 李洪，等.机械加工工艺手册M.北京:北京出版社，1990 4 成大先.机械设计手册M.北京:化学工业出版社，2002 5 马贤智.实用机械加工手册M.沈阳:辽宁科学技术出版社，2002 6 张进生，等.机械制造工艺与夹具设计指导M.北京:化学工业出版社，2003 7 龚定安.机床夹具设计M.西安:西安交通大学出版社，2000 8 国家标准.机床夹具零件与部件M.北京:标准出版社，1998 9 孙丽媛.机械制造工艺及专用夹具设计指导M.北京:冶金工业出版社，2002 10 何铭新，钱可强.机械制图M.北京：高等教育出版社，2004 11 艾兴，肖诗钢.切削用量手册M.北京：机械工业出版社，1985 12 上海柴油机厂工艺设备研究所.金属切削机床夹具设计手册M.北京：机械工业出版社，1984 13 郑修本.机械制造工艺学M.北京：机械工业出版社，2004 14 郑焕文.机械制造工艺学M.北京：高等教育出版社，1994 15 王先逵.机械制造工艺学M.北京：机械工业出版社，2006 16 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