机床羊角拨叉加工工艺及一道工序夹具设计毕业论文设计.docx
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机床羊角拨叉加工工艺及一道工序夹具设计毕业论文设计
毕业论文（设计）
题目：
机床“羊角”拨叉加工工艺及（一道工序）夹具设计
专业：
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学生：
指导教师：
完成日期：
内容摘要
本论文完成了对机床羊角“拨叉”的工艺设计方面的详细分析和设计及其中的一道工序的加工所需的夹具进行详细分析论述及设计。
在设计的前一部分，主要进行工艺卡的填写；首先，“拨叉”的产量的确定，毛坯的选择及毛坯图的绘制然后是“拨叉“机械加工的定位基准的分析与选择的论述，工艺路线的确定，最后是，用CAD文档来填写“拨叉”的机械加工工艺卡。
第二阶段，进行夹具设计。
纵观整条工艺路线，结合难易程度和夹具本身的特色，选定第川工序（加工2-电14D4进行夹具的总体装配和夹具体的设计。
首先，结合零件在该工序中需要达到的各项技术要求，初步拟定工件的定位、夹紧方案；然后，根据夹具设计原则以及夹紧力和夹紧点的确定原则进行局部零部件和夹具体的设计；最后，校核该夹具的精度。
最后是论文的总结及列出论文所引用的文献。
内容摘要1
引言3
1.1羊角拨叉的功用4
1.2设计任务4
2零件工艺规程设计5
2.1产量的确定5
生产类型的确定5
日生产量的确定5
2.2毛坯的选择及毛坯图的绘制6
毛坯的选择6
毛坯-零件综合图的绘制方法6
2.3定位基准的分析与选择7
基准的概念7
基准选择原则7
定位基准的选择8
2.4工艺路线的制定8
2.5工艺卡的填写8
3夹具设计9
3.1夹具的整体设计9
夹具设计分析9
夹具结构方案的确定9
夹具的具体设计10
3.2夹具的装配11
3.3夹具的经济性分析11
结论12
参考文献13
引言
机床羊角“拨叉”零件的加工，可从以下几方面入手：
1、需要考虑零件的功用，重要的、核心零件，则需要考虑的问题就多；若是一般零件，则采用常规加工即可。
2、考虑生产批量的情况，批量大的，则考虑专用机床加工及专用夹具装夹。
3、零件的加工精度的要求，零件精度高，则相应就需要高精度的机床来加工或高精度的夹具来保证，若是一般常规零件，则可考虑用通用机床加工即可，这样可降低零件的生产成本。
4、考虑所在的公司的设备加工条件，来制定合理的加工工艺，有条件的自公司来完成，加工条件不具备，可考虑外协加工来完成。
1设计任务说明
1.1羊角拨叉的功用
设计机床羊角拨叉零件的机械加工工艺规程及其机床夹具。
拨叉是一种辅助零件，通过拨叉控制滑套与旋转齿轮的接合。
滑套上面有凸块，滑套的凸块插入齿轮的凹位，把滑套与齿轮固连在一起，使齿轮带动滑套，滑套带动输出轴，将动力从输入轴传送至输出轴。
摆动拨叉可以控制滑套与不同齿轮的结合与分离，达到换档的目的。
该零件图纸如下：
-1-
甜如1!
图1机床羊角拨叉零件图
1.2设计任务
本次设计任务需完成毛坯选择、编排加工工艺、工装夹具设计、撰写产品说
明书，以及图纸绘制等工作，图纸说明如下：
1.
毛坯一零件综合图
1张
2.
工艺过程卡片
1套
3.
夹具装配图
1张
4.
夹具体零件图
11张
5.
说明书
1份
2零件工艺规程设计
2.1产量的确定
2.1.1生产类型的确定
表1生产类型的划分
生产类型
冋类零件的年产量/件
重型零件
（质量>2000kg）
中型零件
（质量100〜2000kg）
小型零件
（质量<100kg）
单件生产
5以下
10以下
100以下
成批生产
小批生产
5〜100
10〜200
100〜500
中批生产
100〜300
200〜500
500〜5000
大批生产
300〜1000
500〜5000
5000〜50000
大量生产
1000以上
5000以上
50000以上
已知零件质量m约为2.2kg,由表1即可确定零件的生产性质。
该零件的生产类型为小型零件
2.1.2日生产量的确定
零件的年产纲领（件/年）：
N=2000件/年
每台产品中该零件的数量（件/台）:
n=1
备品率：
a=2%
废品率：
b=2%
1.年产量Q=NXnx（1+a）x（1+b）=2000X1X（1+0.02）X（1+0.02）=2081件
2.年工作日D=365-1X52-7X2=299日
3.日产量q=Q/D=2081/299~9件
2.2
毛坯的选择及毛坯图的绘制
图2机床羊角拨叉零件的毛坯图
2.2.1毛坯的选择
按照零件图纸的设计要求，该零件毛坯的材料为HT200，毛坯种类为铸件。
考虑到零件需加工表面少，精度要求不高，有强肋，且工作条件不差，既无交变载荷，又属于间歇工作，故选用金属型铸件，以满足不加工表面的粗糙度要求及生产要求。
零件形状简单，因此毛坯形状需与零件的形状尽量接近，因内孔很小，所以无法铸出。
2.2.2毛坯-零件综合图的绘制方法
在选定毛坯和确定了毛坯的机械加工余量后，便可绘制毛坯-零件综合图。
综
合图的绘制方法是：
1•以实线表示毛坯表面的轮廓、以点划线画出零件的轮廓；在剖面图上用交叉线表示加工余量，加工余量为3〜5mm
2•标注毛坯尺寸和公差，毛坯的基本尺寸包括机械加工的余量在内，毛坯的尺寸公差参照有关资料。
3•标注机械加工的粗基准符号和有关技术要求。
毛坯尺寸是根据工艺规程，
机械加工各工序的加工余量与毛坯制造方法能到的精度决定的，因此毛坯图绘制和工艺规程的制订是反复交叉进行的。
2.3定位基准的分析与选择在制定零件加工工艺规程时，正确选择定位基准对保证加工表面的尺寸精度和相互位置精度的要求以及合理安排加工顺序都有重要的影响。
2..3.1基准的概念基准：
零件上用以确定其它点、线、面位置所依据的那些点、线、面分类：
1•设计基准：
零件图上用以确定其它点、线、面位置的基准。
它是标注设计尺寸
的起点。
例如：
拨叉零件的82，88，110的设计基准为中心线
2•工艺基准：
在零件加工、测量和装配过程中所使用的基准。
按用途分为：
⑴定位基准一一在加工时，用以确定零件在机床夹具中的正确位置所采用的基准＜又分为精基准和粗基准。
⑵工序基准——在工艺文件上用以标定被加工表面位置的基准。
⑶测量基准一一零件检验时年，用以测量已加工表面尺寸及位置的基准。
⑷装配基准——装配时用以确定零件在机器中位置的基准。
基准选择原则
1精基准的选择原则（考虑加工精度和工件安装）。
⑴基准重合原则——即选用设计基准作为定位基准，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。
⑵基准统一原则——应采用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表面。
⑶自为基准原则一一某些要求加工余量小而均匀的精加工工序，选择加工表面本身作为定位基准。
⑷互为基准原则——当对工件上两个相互位置精度要求很高的表面进行加工时，需要用两个表面互相作为基准，反复进行加工，以保证位置精度要求。
⑸所选精基准应保证工件安装可靠，夹具设计简单、操作方便。
2粗基准的选择原则（保证足够余量，尽快获得精基面）。
⑴如果主要要求保证工件上某重要表面的加工余量均匀，则应选该表面为粗基准。
⑵若主要要求保证加工面与不加工面间的位置要求，则应选不加工面为粗基准。
⑶作为粗基准的表面，应尽量平整光洁，有一定面积，以使工件定位可靠、夹紧方便。
⑷粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次。
2.3.3定位基准的选择
1、通过绘制零件图可知
（1）精度要求较高的为C20D6、5D4、2XC14D4、22D7
（2）C20D6的左端面到中心线的位置精度为44±0.2;以及5D4键槽的位置精度为90±0.2°
（3）其余的尺寸：
88、82、110、13、58为自由公差尺寸，取公差等级为IT14.
（4）其余不加工尺寸，由毛坯铸造时来达到的尺寸分别为：
C40,R6,R3,R54,R44
（5）尺寸之间相互位置关系为C20D6孔与2XC14D4孔中心线在水平方向的不平
行度不大于0.1/150;C20D6孔中心线对5D4键槽不平行度不大于0.07/100;5D4键槽对C20D6孔中心线的偏移不大于0.08.
2.4工艺路线的制定
制定工艺路线的出发点，应当是使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、
位置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。
在生产纲领已经确定为批量生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。
除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。
2.5工艺卡的填写
拨叉的加工工艺详见“CAD图档—羊角拨叉工艺卡”。
3夹具设计
3.1夹具的整体设计
夹具设计分析
在机械制造的机械加工中，为了安装加工工件，使之占有正确的位置，以保证零件和产品的质量并提高生产效率所采用的工艺装备，这种装备称为夹具，它是机械加工工艺系统的重要组成部分，是机械制造中的一项重要工艺装备。
夹具的作用大概有以下几点：
A、保证工件的加工精度，稳定加工质量。
B缩短辅助时间，提高生产效率，降低加工成本。
C降低对工人的技术要求，减轻工人的劳动强度，保证安全生产。
本文选择其中的川工序的夹具进行设计。
因为在前面I、U工序中已加工
了A1、A2、B1、B2面和C20D6的孔，利用B1、B2面和C20D6来定位加工设计一套专用夹具。
本工序是加工2-C14D4，加工完成应达到图纸的技术要求。
夹具结构方案的确定
夹具结构设计依据：
《机械制造技术基础》课程中的夹具设计的原理知识来设计本套钻夹具。
在前面I、U工序中已加工了A1、A2、B1、B2面和C20D6的孔，将心轴穿过C20D6的孔来定位，它限制了工件的4个自由度（2个移动自由度，2个转动自由度），利用已加工的B1面来定位，限制了1个心轴方向移动的自由度，利用外形定位限制了转动自由度，这样拨叉就处于完全定位中，再设计夹紧装置，就可以进行2-C14D4的精确加工了。
这样确定的方案，符合定位夹紧的选择原则，能够实现对2-C14D4的加工。
夹具的具体设计
如图所示为加工拨叉2弋14D4的夹具装配图。
具体的设计图，详阅拨叉钻夹具的CAD电子图档。
赧力F啲烦
如上图所示：
为拨叉的定位和夹紧的示意图
夹紧力F,通过M12的螺纹锁紧力来产生，这个力通过螺母与拨叉的压力而产生的摩擦力来保证工件加工时夹紧牢固可靠，
其大小F=1500kg
侧向辅助夹紧力F1,这只是防转动的夹紧力，通过M8的螺纹锁紧力来产生，
其大小F1=650kg
加工2-C14D4所产生的切削力F3,其大小F3=500kg
F+F1>F3,则夹紧安全、牢固、可靠。
3.2夹具的装配夹具零件加工完毕，经过检验合格后，方可进入组装调试工序，到仓库领取所需的标准件，准备所需的工具，则可开始进行组装工序。
看懂装配图的零件装配关系及技术要求后，按照图纸要求进行装配和调试，直到达到设计要求为止。
3.3夹具的经济性分析
为了提高整个工艺加工的生产效率，在保证定位夹紧要求和零件的各项技术要求的前提下，对于夹具的选择也要满足一定的经济性。
1．在夹具设计中，应尽量采用标准件或推荐的元件，这样在夹具需更换元件时，可避免重复设计、重复制造带来的麻烦和浪费，减少更换时间，且降低了夹具成本。
2．尽量减小需精加工的平面的面积，降低夹具的制造成本。
3．为提高生产率，应尽量采用方便、简单的夹紧装置，这样不仅可以减少劳动强度，还可降低成本。
结论
论文写完了，说实在，我以前还不会写技术论文，对写技术论文的要求是模糊
不清的，这是我第一次较系统的写机械方面的技术论文，有这样的成绩，完全得
益于老师对我的教育，在这里我要感谢老师对我论文写作的指导，老师：
谢谢您！
在老师的指导下，学会了写技术论文的方法，格式要求，学会了编制机械加工工艺，学会了夹具设计的方法和步骤；通过写毕业技术论文，使我较系统的利用所学过的知识，锻炼运用所学理论知识的能力，学会查阅相关技术资料（从书本、设计手册、网络等），较好的利用计算机来绘制工程图纸、编制机械加工工艺、编写电子文档，完成一篇技术论文后，感觉收获很大，为以后写类似的技术论文打下坚实的基础。
参考文献
[1]机械设计通用手册/张展主编：
机械工业出版社
[2]机床夹具设计/吴拓，孙英达主编：
机械工业出版社
[3]机床夹具设计手册,东北重型机械学院编：
上海科学技术出版社
[4]机械加工工艺手册，《金属机械加工工艺人员手册》修订组：
上海科学技术出版社
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