拨叉夹具说明书

机制工艺与夹具课程设

计

说明书

拨叉机械加工工艺规程及拨叉夹具设计

学院名称： 机械工程学院

专 业： 机械设计制造及其自动化

班 级： 11机制3ZS

姓 名： 张庆丰

学 号： 11321321

指导教师姓名：

2015年1月

课程设计任务书

题目：拨叉机械加工工艺规程及拨叉夹具设计

内容：1. 零件图 1张

2.

3.

4.

5.

机械加工工艺过程卡 1机械加工工序卡 4专用夹具装配图 1课程设计说明书 1 份 张 张 份

目 录

第1章 缸体的机械加工工艺规程设计 ……………………………………………4

1 零件分析 …………………………………………………………………………4

1.1.1 零件的作用 ……………………………………………………………………4

1.1.2 零件的工艺分析………………………………………………………………4

1.1.3 确定生产类型…………………………………………………………………4

1.2确定毛坯类型及尺寸……………………………………………………………4

1.2.2确定毛坯类型…………………………………………………………………4

1.3定位基准的选择…………………………………………………………………4

2.1.1制定工艺路线…………………………………………………………………5

2.1.2确定工序的原则………………………………………………………………5

2.1.3工序的特点……………………………………………………………………6

2.1.4加工精度的划分 ……………………………………………………………6

2.1.5制定工艺路线 ………………………………………………………………6

2.2机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定………………………………6

2.2.1毛坯的确定 …………………………………………………………………6

2.2.2拨叉的偏差计算………………………………………………………………7

2.3确定切削用量及基本工时 ……………………………………………………8

2.3.1 工序2 （加工孔Φ20到要求尺寸） ………………………………………8

2.3.2工序3 （粗、精铣两侧面） …………………………………………………11

2.3.3 工序4 （粗、精镗Φ44孔）…………………………………………………12

2.3.4 工序5 （粗、精铣下平面） ………………………………………………14

2.3.5 工序6 （粗、精铣25槽） ………………………………………………15

2.3.6工序7 （粗铣斜平面） ………………………………………………………16

2.3.7 工序8 （铣断） ……………………………………………………………17

第2章 专用夹具设计………………………………………………………………17

2.确定设计任务 ……………………………………………………………………17

2.夹具设计方法 ……………………………………………………………………17

2.2.1夹具类型的确定 ……………………………………………………………18

2.2.2定位方案的确定 ……………………………………………………………19

2.2.切削量确定 ……………………………………………………………………20

参考文献 ……………………………………………………………………………20

第1章 拨叉的机械加工工艺规程设计

1. 零件分析

1.1.1零件的作用

题目所给的零件是车床的拨叉。它位于车床变速记仇中，只要起换挡，使主

轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的

Φ20mm孔与操纵机构相连，二下方Φ44mm半孔则是用于所控制齿轮所在的轴

的接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。

1.1.2零件的工艺分析

拨叉是机车变速箱中一个重要的零件，因为其零件尺寸比较小，结构形状较

复杂，但其加工孔和侧面有精度要求，此外还有小头孔上的槽要求加工，对精度

有一定的要求。拨叉的底面、大头孔上两侧面和大小头孔粗糙读要求都是Ra3.2，

所以都要求精加工。其大头孔与侧面有垂直度的公差要求，所以要加工的槽，在

其槽两侧有平行度公差和对称度公差要求等。因为零件的尺寸精度、几和形状精

度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响机器或不见的装配质量，进而

影响其性能与工作寿命，因此它们的加工必须保证精度要求。

1.2 确定生产类型

根据生产类型选择设备，在大批量生产中可采用高效率的设备。在单件小批量生

产中则常用通用设备和一般的加工方法。

1.2 确定毛坯类型及尺寸

1.2.1 确定毛坯类型

零件材料为HT200，考虑到车床加工中的变速虽然不像其他机器那么频繁。但是，

零件在工作过程中，有人经常要承受变载荷级冲击性载荷，且它的外型复杂，不

易加工。因此，因该选用铸件以提高劳动生产效率，保证精度，由于零件的年生

产量已达到小批量生产，零件尺寸轮廓不大，故可采用金属型铸造，

这样可以提

高生产效率，保证精度。

1.3定位基准的选择

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、位子符合图纸要求。

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。

（5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次

使用难以保证表面间的位置精度。

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，选择底面作为拨叉

加工粗基准。

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。

（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：轴类零件常用顶针孔作为定位基

准。车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书表面，而

且保证了各外圆表面的同轴度及端面与轴心线的垂直度。

（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。

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。

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。

2.1.1制定工艺路线

对于批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。拨叉的加工的第一个工

序也是加工统一的基准。具体工序是先以小头孔左端面为粗基准，粗、精加工小

头孔右端面，再以右端面为基准加工小头孔，在后续的工序安排中都是以小头孔

为基准定位。

后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。

2.1.2 确定工序的原则

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。一般采用结构简单的专用机床和专用夹

具组织流水线生产。

2.1.3 工序的特点

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。 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。一般采用结构简单的专用机床和专用夹

具组织流水线生产。

2.1.4 加工精度的划分

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

一般粗加工的公差等级为IT11~IT12。粗糙度为Ra10~1.25m。

（2）半精加工阶段

半精加工的公差等级为IT9~IT10。表面粗糙度为Ra10~1.25m。

（3）精加工阶段

.精加工的加工精度一般为IT6~IT7，表面粗糙度为Ra10~1.25m。

2.1.5 制定工艺路线

2.2机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

零件材料为HT200，硬度190～210HB，生产类型单件小批量，铸造毛坯。

2.2.1 毛坯的确定

（一） 毛坯的工艺要求

（1）由于铸造件尺寸精度和表面粗糙度值低，因此零件上有与其它机件配合的表面需要进行机械加工。

（2）为了使金属容易充满膛摸和减少工序，铸造件外形应力求简单、平直。

（3）铸件的结构中应避免深孔或多孔结构。

（4）铸件的整体结构应力求简单。

（二） 毛坯形状、尺寸要求

（1）各加工面的几何形状应尽量简单。

（2）工艺基准以设计基准相一致。

（3）便于装夹、加工和检查。

（4）结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。

2.2.2 拨叉的偏差计算

（一） 拨叉平面的偏差及加工余量计算

（1）侧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：其余量值规定为1.5~2.0mm，现取2.0mm。其粗铣为IT12。

精铣：其余量值规定为1.0mm。

铸造毛坯的基本尺寸为7821.081mm，铸件尺寸公差为0.6。

毛坯的名义尺寸为：782.01.081mm

毛坯最小尺寸为：810.680.4mm

毛坯最大尺寸为：811.482.4mm

粗铣后最大尺寸为：781.079mm

大头孔两侧面的偏差及加工余量计算

（2）两侧面加工余量的计算。根据工序要求，其加工分粗、精铣加工。各工步余量如下：

粗铣：其余量值规定为1.5~2.0mm，现取2.0mm。其粗铣为IT12。

精铣：其余量值规定为1.0mm。

铸造毛坯的基本尺寸为1221.015mm，铸件尺寸公差为0.6。

毛坯的名义尺寸为：122.01.015mm

毛坯最小尺寸为：150.614.4mm

毛坯最大尺寸为：151.416.4mm

1.41.4

粗铣后最大尺寸为：121.013mm

精铣后尺寸与零件图尺寸相同，且保证各个尺寸精度。

（二） 大小头孔的偏差及加工余量计算

孔Φ20H9：

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3.2um，尺寸偏差是0.043mm 根据工序要求，小头孔分为钻、扩、铰三个工序，各工序余量如下：

钻φ20H9孔

确定工序尺寸及加工余量为：

加工该组孔的工艺是：钻——扩——铰

mm钻孔： Φ18 扩孔：Φ19 2Z2.7 （Z为单边余量1.5~2）

3m铰孔： Φ20 2Z0.m （Z为单边余量0.15~0.2）

镗孔Φ44

加工该组孔的工艺是：粗镗——精镗

粗镗：Φ44孔，其余量值为2.2mm；

精镗：Φ44孔，其余量值为0.8mm；

铸件毛坯的基本尺寸分别为：

552.20.852mm ，Φ44孔毛坯基本尺寸为：锻件加工该孔经济精度为IT9。

Φ44孔毛坯名义尺寸为：552.20.852mm；

粗镗工序尺寸为：Φ44 精镗工序尺寸为：Φ44

（三） 粗、精铣25+0.5 0槽

得其槽边双边机加工余量2Z=2.0mm，槽深机加工余量为2.0mm，再由刀具选择可得其极限偏差：粗加工为+0.6 0，精加工为+0.6 0。

槽的毛坯为一个整体：

粗铣两边工序尺寸为：14+0.110

粗铣槽底工序尺寸为：6

精铣两边工序尺寸为：16+0.013 0，已达到其加工要求：16+0.12 0。

2.3 确定切削用量及基本工时

2.3.1工序2：加工孔Φ20到要求尺寸

工件材料为HT200铁，硬度200HBS。孔的直径为20mm，公差为H9，表面粗糙度Ra3.2。加工工序为钻、扩、铰，加工刀具分别为：钻孔——22mm标准高

速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；扩孔——Φ20mm标准高速钢扩孔钻；铰孔——Φ20mm标准高速铰刀。选择各工序切削用量。

（1）确定钻削用量

f0.47~0.57mm/r1）确定进给量f 表，由于孔深度比l/d030/221.36，

klf0.9，故f表(0.47~0.57)0.90.42~0.51mm/r。取f0.43mm/r。

'fmm/r。由于机床进给机构允许的轴向力钻头强度所允许是进给量1.75

Fmax15690N，允许的进给量f"1.8mm/r。

由于所选进给量f远小于f'及f"，故所选f可用。

2）确定切削速度v、轴向力F、转矩T及切削功率Pm ，由插入法得

v表17m/m，inF表4732N

T表51.6N9M，Pm表1.25kW

由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。kMv0.88，klv0.75，故

v'

表17m/min0.880.7511.22(m/min)

n'1000v'

表100011.22mm/min

d22mm162r/min

0

取n195r/min。实际切削速度为

vd0n22mm19r5/min

1000100014m/m in

kMFkMT1.06，故

F473N21.065N0 16

T51.6N9m1.065N4 .m8

3）校验机床功率 切削功率Pm为

PmPm表（n/n')kMM

1.2k5W(195/246)1.0k6W

机床有效功率

P'

EPE4.5kW0.813.65kWPm

故选择的钻削用量可用。即

d022mm，f0.43mm/r，n195r/min，v14m/min

相应地

F5016N，T54.8Nm，Pm1.05kW

切削工时

被切削层长度l：l78mm

刀具切入长度l1：

l1D22ctgkr(1~2)ctg12017.4mm22 式（4.3)

刀具切出长度l2：l21~4mm 取l23mm

tj2机动时间：tj2L787.431.08minnf0.43195

（2）确定扩孔切削用量

1）确定进给量f f表＝（0.7～0.8）mm/r×0.7＝0.49～0.56 mm/r。取f=0.57mm/r。

2）确定切削速度v及n 取

故v表25m/min v'

表25m/min0.881.0211.22m/min

n'1000v'

表（/d0)

100011m.2m2

6/min 28r/min/(mm2

3vdn100实际切削速度为=21.3m/min

切削工时

被切削层长度l：l78mm刀具切入长度l1，有：l1Dd124.722ctgkr(1~ctg12mm02mm2.8622 3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L78330.54minfn0.57275

（3）确定铰孔切削用量

f1.3~2.m6m

1）确定进给量f 表，取f1.6mm/r。

2）确定切削速度v及n 取故

v表8.2m/min

。

v'表8.2m/min0.880.997.14m/min

n'1000v'表/(d0)

10007.14(m/min)/(25mm)91.5r/min

取n100r/min，实际铰孔速度

33vdn1025mm10r0/min100

m7. 8

/min

机动时间

tj3

=0.53min

4）各工序实际切削用量 根据以上计算，各工序切削用量如下： 钻孔：Φ18mm，f0.43mm/r，n195r/min，v14m/min 扩孔：Φ19mm，f0.57mm/r，n275r/min，v21.3m/min 铰孔：Φ20mm，f1.6mm/r，n100r/min，v7.8m/min 2.3.2 工序3 粗、精铣两侧面 （1）粗铣两侧面 机床：组合铣床

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

因其单边余量：Z=2mm 所以铣削深度每齿进给量

af

ap

：

ap2mm

a0.18mm/Z：取f铣削速度V：取V2.47m/s

机床主轴转速n：由式（4.1）得 n

1000V10002.4760

471.97r/mind3.14100，

实际铣削速度v： v=2.49m/s 进给量

Vf

：

VfafZn0.185475/607.12mm/s

fm

工作台每分进给量

：

fmVf7.12mm/s427.5mm/min

a60mm

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l40mm，

l0.5(D(1~3)l

1刀具切入长度1： 式（4.4）

0.5(100(1~3)19mm

t

刀具切入长度l1=19mm刀具切出长度l2：取l22mm机动时间j1=0224m

（2）精铣两侧面

机床：组合铣床

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。

精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm 铣削深度

ap

：

af

ap1.0mm

a0.15mm/Z：取f铣削速度V2.8m/s

机床主轴转速n：由式（4.1）得

每齿进给量

n

1000V10002.860

535r/mind3.14100，

n600r/min 实际铣削速度v：进给量

Vf

v

dn

1000



3.14100600

3.14m/s

100060

工作台每分进给量

fm

：

VfafZn0.158600/6012mm/s

：

fmVf12mm/s720mm/min

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l75mm 刀具切入长度l1：精铣时l1D100mm 刀具切出长度l2：取l22mm 机动时间

tj2

=0.26min

2.3.3 工序4 粗、精镗Φ44孔

机床：卧式镗床T618 刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：YT5 （1）粗镗Φ44孔

切削深度

ap

：

ap2.2mm

，毛坯孔径d052mm。

进给量f：确定进给量f0.2mm/r。 切削速度V2.5m/s150m/min 机床主轴转速n：由式（4.1）得

n

1000Vd1000150

3.1452918.67r/min，n1000r/min

dn

实际切削速度v：

v

1000



3.14521000

1000602.72m/s

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12mm 刀具切入长度l1=5.81mm

刀具切出长度l2：l23~5mm 取l24mm 机动时间

tj1

=0.11min

（2）精镗Φ44孔 切削深度

ap

：

ap0.8mm

，半精镗后孔径d54.2mm

进给量f：确定进给量f0.15mm/r 切削速度V3.18m/s190.8m/min 机床主轴转速n：

n

1000Vd1000190.8

1121.1r/min03.1454.2，取n1000r/min

dn143.254.10



实际切削速度v，：

v

10



1060



842./ms

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12mm

l1

ap(2~3)

0.8

刀具切入长度l1：

tgkr

tg3023.5mm

刀具切出长度l2：l23~5mm 取l24mm

tj1

tj1：

机动时间

ll1l2123.54

0.13minfm150

tj0.110.130.24min

所以该工序总机动工时

2.3.4工序5：粗、精铣下平面

（1）粗铣下平面

工件材料: HT200，铸造。加工要求：粗铣下平面。机床：立式铣床X52K。

YT15，D100mm ，刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：齿数Z5，

此为粗齿铣刀。

因其单边余量：Z=2mm 所以铣削深度每齿进给量

ap

：

ap2mm

铣削速度V：取V2.47m/s

afaf0.18mm/Z

n475r/min实际铣削速度v：

v

dn

1000



3.14100475

2.49m/s

100060

a60mm

进给量

Vf

：

VfafZn0.185475/607.12mm/s

fm

工作台每分进给量：

fmVf7.12mm/s427.5mm/min

切削工时 被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l40mm。 刀具切出长度l2：取l22mm 机动时间

tj1

=0.13min

（2）精铣下平面

工件材料: HT200，铸造 加工要求：粗铣下平面。机床：立式铣床X52K。 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。

精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm 铣削深度每齿进给量

af0.15mm/Z

ap

：

ap1.0mm

铣削速度V2.8m/s

机床主轴转速：由式（4.1）得

n

1000V10002.860

535r/mind3.14100，

n600r/min

dn

3.14100600

实际铣削速度v：v

1000



1000603.14m/s

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40mm 刀具切入长度l1：精铣时l1D100mm 刀具切出长度l2：取l22mm 机动时间

tj2

=0.2min

2.3.5 工序6：粗、精铣120.060

0.180槽

（1）粗铣25槽

机床：双立轴圆工作台铣床X52K 刀具：错齿三面刃铣刀 切削深度

ap9mm

刀具：整体直齿铣刀 Z=20 D=100 进给量

af0.06mm/z

,切削速度V24m/min，

机床主轴转速n：由式（4.4）得

n

1000Vd100024

3.1410076.4r/min，

取n95r/min

实际切削速度v：v

Dn

1000



3.1410095

1000600.50m/s

进给量

Vf

：

VfafZn0.062095/601.9mm/s

工作台每分进给量fm

：

fmVf1.9mm/s114mm/min

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l40mm 刀具切入长度l1=52mm

刀具切出长度l

2：取l22mm

机床：X52K

机动时间

tj1

=0.82min

（2）精铣25槽

刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀 切削深度进给量

ap

：

ap2mm

af0.12mm/z

,切削速度V23m/min，

机床主轴转速n：由式（4.1）得

n

1000V100023

73.2r/mind3.14100，取n75r/min

实际切削速度v：进给量

Vf

v

Dn

1000



3.1410075

0.40m/s

100060

：

VfafZn0.121275/601.8mm/s

fm

工作台每分进给量：

fmVf1.8mm/s108mm/min

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l40mm， 本工序机动时间

tjtj1tj20.820.871.69min

2.3.6 工序7 粗铣斜平面

工件材料； HT200，铸造 机床：X52K。

YT15，D100mm ，刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：齿数Z8，

此为粗齿铣刀。

因其单边余量：Z=3mm 所以铣削深度每齿进给量

af0.12mm/Z

ap

：

ap3mm

铣削速度V1.33m/s

机床主轴转速n：由式（4.1）得

n

1000V10001.3360

254r/mind3.14100，

n300r/min 实际铣削速度v：进给量

Vf

v

dn

1000



3.14100300

1.57m/s

100060

：

VfafZn0.128300/604.8mm/s

fm

工作台每分进给量：

fmVf4.8mm/s288mm/min

a：根据零件图可知 a35mm

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l21mm。 刀具切入长度l1：

l10.5D(1~3) =52mm 式（4.5） 刀具切出长度l2：取l22mm 机动时间

tj1

=0.26min

2.3.7工序8 铣断

机床： X52K 刀具：细齿锯片铣刀 D=100 L=4 d=22 Z=80 切削深度进给量

af0.03mm/z

ap

：

ap4mm

,切削速度V55m/min。

机床主轴转速n：由式（4.1）得

n

1000V100055

175r/mind3.14100 取 n150r/min

实际切削速度v=0.9m/s 进给量

Vf

：

VfafZn0.0380190/607.6mm/s

fm

工作台每分进给量：

fmVf7.6mm/s456mm/min

被切削层长度l：由毛坯尺寸可知l75mm， 机动时间

tj1

=0.28min

第2章 夹具设计

专用夹具设计 2确定设计任务

本夹具主要用来精铣25底槽，该底槽侧面对中心线要满足尺寸要求以及平行度要求。在精铣此底槽时，其他都是未加工表面。为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。 2.2 夹具设计方法

2.2.1 夹具的类型确定 (二)、夹具设计

1、定位基准的选择 由零件图可知：其设计基准为孔的中心线。为了使定位误差达到要求的范围之内，在此选用双头螺柱找中心线，这种定位在结构上简单易操作。

采用双头螺柱保证底槽加工的技术要求。同时，应加螺母固定好双头螺柱，防止双头螺柱带动工件在X方向上的左右自由度。

其中双头螺柱限制两个移动自由度;螺母限制轴向方向的移动自由度。 2、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，只需保证夹具体和双头螺柱的制造精度和安装精度。 3、夹具设计方案确定

根据任务书要求，铣槽时要保证槽宽20H9，槽两侧面粗糙度3.2，底面粗糙度6.3，且要保证底面与双头螺柱中心尺寸30mm，以及槽两侧面的平行度误差不大于0.15mm，现设计夹具方案有：

方案一：采用压板用螺栓联接，利用汽缸夹紧，这种夹紧方式夹紧力可靠，辅助时间短，工人劳动强度小，但是成本高。

方案二：采用定位销，用双头螺柱、螺母联接，利用手动夹紧，这种夹紧方式夹紧力小，但成本低。

本次设计零件为单件小批量生产，要求成本低，且在加工过程中夹紧力要求不高，因此夹具夹紧方案选用方案二，利用双头螺柱、螺母手动夹紧，定位销定位。 如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动率.为此,在螺母夹紧时采用带肩螺母,以便装卸,夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有正确的安装位置,以利于铣削加工。结果，本夹具总体的感觉还比较紧凑。 夹具上装有对刀块装置，可使夹具在一批零件的加工之前很好的对刀（与塞尺配合使用）；同时，夹具体底面上的一对定位键可使整个夹具在机床工作台上有一个正确的安装位置，以便有利于铣削加工。

安装工件时，先将工件孔装入定位双头螺柱，用带肩螺母拧紧，夹紧工件。

(三)、 切削力及夹紧分析计算

刀具材料：W18Cr4V（高速钢镶齿三面刃铣刀）

00000000

10~158~125~815~2500n刀具有关几何参数：