基于三維設(shè)計(jì)的系列專用夾具設(shè)計(jì)畢業(yè)論文任務(wù)書

基于三維設(shè)計(jì)的系列專用夾具設(shè)計(jì)基于三維設(shè)計(jì)的系列專用夾具設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)091姓名下發(fā)日期2013題目基于三維設(shè)計(jì)的系列專用夾具設(shè)計(jì)專題機(jī)床夾具設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及要求本設(shè)計(jì)的目的：加工工藝的水平，從某種程度上來(lái)說(shuō)決定制造的水平，它是提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要保證。因此，零件的加工工藝設(shè)計(jì)和工藝裝備的設(shè)計(jì)又是制造過(guò)程的重要組成部分。重點(diǎn)需要解決的問(wèn)題是進(jìn)行高水平的工藝設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出定位精度高、加緊可靠而又方便制造的夾具。要求：設(shè)計(jì)出車床、銑床等至少兩種夾具。主要技術(shù)參數(shù)主要數(shù)據(jù)為：零件圖或工序圖上的技術(shù)要求；零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)——中批量生產(chǎn)。進(jìn)度及完成日期4月1日—4月4月16日—5月5月9日—55日27日—6月02日6日03日—6月15日系主任簽字日期教研室主任簽字日期指導(dǎo)教師簽字日期指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)指導(dǎo)教師:年月日PAGE1畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱意見(jiàn)表設(shè)計(jì)題目機(jī)床專用夾具設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)項(xiàng)目評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（A級(jí)）滿分評(píng)分ABCDE文獻(xiàn)資料利用能力能獨(dú)立地利用多種方式查閱中外文獻(xiàn)；能正確翻譯外文資料；能正確有效地利用各種規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊(cè)等。1010987≤6綜合運(yùn)用能力研究方案設(shè)計(jì)合理；設(shè)計(jì)方法科學(xué)；技術(shù)線路先進(jìn)可行；理論分析和計(jì)算正確；動(dòng)手能力強(qiáng)；能獨(dú)立完成設(shè)計(jì)；能綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)發(fā)現(xiàn)和解決實(shí)際問(wèn)題；研究結(jié)果客觀真實(shí)。2019－2017－1815－1613－14≤12設(shè)計(jì)質(zhì)量設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)；邏輯性強(qiáng)；語(yǔ)言文字表準(zhǔn)確流暢；格式、圖、表規(guī)范；有一定的學(xué)術(shù)水平或?qū)嶋H價(jià)值4037-4032-3628-3125-27≤24創(chuàng)新能力有較強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)；所做工作有較大突破；設(shè)計(jì)有獨(dú)到見(jiàn)解151513-1411-1210≤9工作量工作量飽滿；圓滿完成了任務(wù)書所規(guī)定的各項(xiàng)任務(wù)。151513-1411-1210≤9總分是否同意將該設(shè)計(jì)提交答辯：是（）否（)具體評(píng)閱及修改意見(jiàn)：評(píng)閱人：年月日注：1.請(qǐng)按照A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)出設(shè)計(jì)各項(xiàng)目的具體得分，并填寫在相應(yīng)項(xiàng)目的評(píng)分欄中；2.計(jì)算出總分。若總分<60分，“設(shè)計(jì)質(zhì)量”<24分，建議不能提交論文評(píng)閱乃至答辯。該設(shè)計(jì)須限期修改合格后重新申請(qǐng)答辯。3.評(píng)閱意見(jiàn)欄不夠可另附頁(yè)。答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)評(píng)定成績(jī)周記說(shuō)明書圖紙答辯總評(píng)答辯委員會(huì)主席簽字日期（5%）（65%）（30%）百分制等級(jí)制青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)PAGEII摘要夾具是機(jī)械制造工藝系統(tǒng)的必要組成部分，特別是在批量生產(chǎn)中，為了提高生產(chǎn)效率，保證加工質(zhì)量，夾具的使用更是必不可少。而專用夾具設(shè)計(jì)是選擇零件加工過(guò)程中某些特定工序所用的夾具的設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)選擇的零件是車床變速箱中拔叉,此拔叉零件的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，其加工的地方主要是孔和平面。夾具主要由定位件、夾緊件、夾具體三部分構(gòu)成，在加工中起到定位與夾緊的作用。夾具的設(shè)計(jì)依照加工工序的要求，一般按定位、夾緊的順序完成。工件在機(jī)床上定位夾緊選用專用夾具，夾緊方式為手動(dòng)夾緊，夾緊可靠，操作方便。因此生產(chǎn)效率較高，適用于大批量、流水線上加工。能夠滿足設(shè)計(jì)要求。本次設(shè)計(jì)是基于三位UG的專用夾具設(shè)計(jì)，其在基于UG參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，建立了夾具定位機(jī)構(gòu)、夾具夾緊機(jī)構(gòu)、和夾具對(duì)定機(jī)構(gòu)常用夾具元件及非標(biāo)準(zhǔn)模型庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了在機(jī)床虛擬裝配過(guò)程中快速調(diào)用相應(yīng)元件的方法。關(guān)鍵詞：定位；夾緊；專用夾具；三維UG

ABSTRACTThefixtureisanecessarypartofthemachinerymanufacturingsystems,especiallyinmass-production,inordertoimproveproductionefficiency,qualityassuranceprocess,theuseofthefixtureisessential.Andspecialfixturedesignistochoosethespecificprocessusedinthemanufacturingprocessofpartsoffixturedesign.Thispulloutconstructionoftheforksparespartsthanforcomplicacy,it’stheplacethatprocessisapeacefulinboreprimarily.Themainpositioningfixtureclampingfolderspecificthreeparts,positioningandclampingtheroleplayedintheprocessing.Fixturedesigninaccordancewiththerequirementsoftheprocessingoperations,thegeneralpositioning,clampingtocompletetheorder.Thetongschoosestousetheappropriationtongs,clippingtightwayastomovetocliptight,cliptightanddependable,andoperationconvenience.Thereforeproducetheefficiencyhigher,beapplicabletothelargequantitymeasures,theflowingwaterison-linetoprocess.Cansatisfythedesignrequest.Inthepassage,afixturedesignsystembasedonUGplatformisintroduced.OnthebasisofresearchontheparameterdesignmethodofUG,theCommoncomponentsofthefixturelocatingdevice,thefixtureclampingdevice,thefixturefixedandnon-standardmodellibraryarecreated,therapidmethodofvirtualassemblyisrealized.Keywords：fixedposition;cliptight;appropriationtongs;3dUGPAGE1PAGEPAGE1目錄摘要 IABSTRACT II目錄 I前言 1第1章緒論 21.1課題研究背景 21.2機(jī)床夾具發(fā)展史 31.2.1國(guó)內(nèi)機(jī)床夾具發(fā)展史 31.2.2國(guó)外機(jī)床夾具發(fā)展史 31.2.3國(guó)內(nèi)機(jī)床夾具發(fā)展現(xiàn)狀 31.2.4機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì) 41.3機(jī)床夾具的概念和功能 51.3.1機(jī)床夾具的概念 51.3.2機(jī)床夾具的功能 51.4機(jī)床夾具的分類和組成 61.4.1機(jī)床夾具的分類 61.4.2機(jī)床夾具的組成 71.5機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)特點(diǎn) 81.5.1用夾具裝夾工件的優(yōu)點(diǎn) 81.5.2機(jī)床夾具設(shè)計(jì)特點(diǎn) 91.6機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)步驟 91.7機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)要求 91.7.1對(duì)夾緊裝置的基本要求 101.7.2夾緊力的作用點(diǎn)的設(shè)計(jì)原則 101.7.3夾緊力的方向 101.8專用夾具的設(shè)計(jì)要求 11第2章零件的分析 122.1零件的功用 122.2零件的技術(shù)要求 122.3零件的工藝性分析 132.3.1審查零件的工藝性 142.4確定生產(chǎn)類型 142.5毛坯的選擇 142.5.1確定毛坯種類 142.5.2確定毛坯鑄件尺寸公差、加工余量及形狀 152.5.3繪制鑄件零件圖 152.6定位基準(zhǔn)的選擇 152.6.1粗基準(zhǔn)的選擇 162.6.2精基準(zhǔn)的選擇 162.7制定工藝路線 162.8機(jī)械加工余量、公差的確定 17第3章三維建模概述 223.1常見(jiàn)的三維建模軟件 223.1.1UG的主要功能 233.2UG中的建模 233.2.1UG的建模模塊的主菜單 233.2.2UG的三維建模步驟 243.2.3UG的產(chǎn)品三維建模方法 243.3UG的特點(diǎn) 253.4設(shè)計(jì)中用到的UG的使用技巧 26第4章鉆床夾具設(shè)計(jì) 274.1鉆床夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn) 274.2問(wèn)題的提出 274.2.1定位基準(zhǔn)的選擇 274.2.2定位方案的選擇和設(shè)計(jì) 274.2.3定位元件與夾緊元件的選擇和設(shè)計(jì) 284.2.4切削力與夾緊力的計(jì)算 284.2.5定位誤差的分析 304.2.6鉆套、襯套與鉆模板及夾具體設(shè)計(jì) 304.2.7設(shè)計(jì)夾具體、繪制夾具草圖 334.2.8繪制夾具裝配圖 334.2.9繪制夾具零件圖 334.3繪制夾具三維模型 334.4本章小結(jié) 37第5章銑床夾具設(shè)計(jì) 385.1銑床夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn) 385.2與銑床夾具有關(guān)的陳述 385.3問(wèn)題的提出 385.3.1定位基準(zhǔn)的選擇 395.3.2定位元件與夾緊機(jī)構(gòu)的選擇 395.3.3銑削力與夾緊力的計(jì)算 405.3.4定位誤差分析 415.3.5定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 425.3.6繪制夾具總裝圖 44結(jié)論 48致謝 49參考文獻(xiàn) 50附錄1外文資料 51附錄2外文資料翻譯 58前言畢業(yè)設(shè)計(jì)是在我們完成了大學(xué)四年的全部課程，并在進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，更是我們?cè)谛W(xué)習(xí)階段的最后一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，是完成工程師基本訓(xùn)練的一個(gè)必不可少的過(guò)程。畢業(yè)設(shè)計(jì)是在畢業(yè)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，根據(jù)自己的設(shè)計(jì)課題，在畢業(yè)實(shí)習(xí)期間認(rèn)真調(diào)查研究、搜索資料。通過(guò)對(duì)此門學(xué)科的課程設(shè)計(jì)，使我在下述各方面得到了鍛煉：1.能熟練運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，正確的解決一個(gè)零件在加工中的定位、夾緊的安排等問(wèn)題，保證零件的加工質(zhì)量。2.提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。通過(guò)設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效、省力、既經(jīng)濟(jì)合理又能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。3.學(xué)會(huì)使用手冊(cè)及圖表資料。4.培養(yǎng)了一定的創(chuàng)新能力。5.提高了二維CAD及三維UG的繪圖水平。由于個(gè)人能力有限，經(jīng)驗(yàn)不足以及水平有限，本次設(shè)計(jì)難免許多不妥和錯(cuò)誤之處，敬請(qǐng)批評(píng)指正，以便及時(shí)改正。PAGEPAGE11第1章緒論1.1課題研究背景機(jī)械制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的任何行業(yè)的發(fā)展，都必須依靠機(jī)械制造業(yè)的支持并提供裝備。工藝裝備是機(jī)械制造系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。隨著世界經(jīng)濟(jì)形式的不斷變化，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機(jī)械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機(jī)械能、切削力進(jìn)行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機(jī)床的問(wèn)世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動(dòng)了機(jī)械加工工藝的進(jìn)步，使工藝過(guò)程的自動(dòng)化達(dá)到了一個(gè)新的階段。因此，為了贏得產(chǎn)品的上市時(shí)間，現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品更新?lián)Q代速度越來(lái)越快，傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)模式逐漸被中、小批量生產(chǎn)模式所取代。根據(jù)國(guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種己占工件種類總數(shù)的85％左右。另一方面，根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，我國(guó)現(xiàn)有工業(yè)水平，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期一般要占整個(gè)產(chǎn)品研制周期的50％～70％，而工藝裝備的設(shè)計(jì)制造周期又占生產(chǎn)準(zhǔn)備周期的50％~70％，其中工藝裝備的準(zhǔn)備階段中有70％~80％的時(shí)間用于夾具的設(shè)計(jì)和制造。所以?shī)A具設(shè)計(jì)與制造對(duì)于產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期、產(chǎn)品上市的時(shí)間有重大的影響。所以傳統(tǒng)的夾具設(shè)計(jì)方法已不能滿足現(xiàn)有機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展需要。為了適應(yīng)多品種、中、小批量生產(chǎn)模式對(duì)夾具快速設(shè)計(jì)的需求，隨著數(shù)控機(jī)床不斷的廣泛使用，越來(lái)越多的機(jī)械制造企業(yè)采用機(jī)床專用夾具。機(jī)床專用夾具是為加工某一零件的某一工序而專門設(shè)計(jì)，加工之前，根據(jù)工件加工要求、所采用的機(jī)床以及夾具的設(shè)計(jì)原則，選取夾具元件，確定所選元件之間的位置關(guān)系，設(shè)計(jì)制造裝配得到滿足要求的夾具。機(jī)床專用夾具具有結(jié)構(gòu)緊湊、剛性好、操作迅速、方便、應(yīng)用面廣、量大等優(yōu)點(diǎn)，由于機(jī)床專用夾具滿足批量的生產(chǎn)要求，它將成為制造企業(yè)提高生產(chǎn)率和贏得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的主要手段。1.2機(jī)床夾具發(fā)展史1.2.1國(guó)內(nèi)機(jī)床夾具發(fā)展史我國(guó)國(guó)內(nèi)的夾具始于20世紀(jì)60年代，當(dāng)時(shí)建立了面向機(jī)械行業(yè)的天津組合夾具廠，和面向航空工業(yè)的保定向陽(yáng)機(jī)械廠，以后又建立了數(shù)個(gè)生產(chǎn)組合夾具元件的工廠。在當(dāng)時(shí)曾達(dá)到全國(guó)年產(chǎn)組合夾具元件800萬(wàn)件的水平。20世紀(jì)80年代以后，兩廠又各自獨(dú)立開(kāi)發(fā)了適合NC機(jī)床、加工中心的孔系組合夾具系統(tǒng)，不僅滿足了我國(guó)國(guó)內(nèi)的需求，還出口到美國(guó)等國(guó)家。當(dāng)前我國(guó)每年尚需進(jìn)口不少NC機(jī)床、加工中心，而由國(guó)外配套孔系夾具，價(jià)格非常昂貴，現(xiàn)大都由國(guó)內(nèi)配套，節(jié)約了大量外匯。1.2.2國(guó)外機(jī)床夾具發(fā)展史從國(guó)際上看俄國(guó)、德國(guó)和美國(guó)是組合家具的主要生產(chǎn)國(guó)。當(dāng)前國(guó)際上的夾具企業(yè)均為中小企業(yè)，專用夾具可調(diào)整夾具主要接受本地區(qū)和國(guó)內(nèi)訂貨，而通用性強(qiáng)的組合夾具已逐步成熟為國(guó)際貿(mào)易中的一個(gè)品種。有關(guān)夾具和組合家具的產(chǎn)值和貿(mào)易額尚缺乏統(tǒng)計(jì)資料，但歐美市場(chǎng)上一套用于加工中心的夾具，而組合夾具的大型基礎(chǔ)件尤其昂貴。由于我國(guó)在組合夾具技術(shù)上有歷史的積累和性能價(jià)格比的優(yōu)勢(shì)，隨著我國(guó)加入WTO和制造業(yè)全球一體化的趨勢(shì)，特別是電子商務(wù)的日益發(fā)展，其中蘊(yùn)藏著很大的商機(jī)，具有進(jìn)一步擴(kuò)大出口良好前景。1.2.3國(guó)內(nèi)機(jī)床夾具發(fā)展現(xiàn)狀研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85％左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)的需求與競(jìng)爭(zhēng)。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠，里約擁有數(shù)千甚至近萬(wàn)套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3～4年就要更新50％～80％左右專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為10％～20％左右。特別是近年來(lái)，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)、（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求：1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本；2）能裝夾一組具有相似性特征的工件；3）能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具；4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具；5）采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。在機(jī)械加工中，使用機(jī)床夾具的目的主要有一些六個(gè)方面，然而在不同的生產(chǎn)條件下，應(yīng)該有不同的側(cè)重點(diǎn)。夾具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該綜合考慮加工的技術(shù)要求，生產(chǎn)成本個(gè)工人操作方面的要求以達(dá)到預(yù)期的效果。1.2.4機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì)現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化、高效化、精密化和柔性化等四個(gè)方面。（1）標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)床夾具的目的就在于提高生產(chǎn)效率，這樣也就必使其具有標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，而機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。目前我國(guó)已有夾具零件及部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148～T2259－91以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。（2）高效化高效化夾具主要用來(lái)減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。常見(jiàn)的高效化夾具有自動(dòng)化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在試驗(yàn)轉(zhuǎn)速為9000r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生產(chǎn)流水線、自動(dòng)線配置相應(yīng)的高效、自動(dòng)化夾具外，在數(shù)控機(jī)床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動(dòng)裝夾工件的夾具以及自動(dòng)更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機(jī)床的效率。（3）精密化機(jī)床夾具的精度會(huì)直接影響到零件的加工精度，而隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢(shì)必相應(yīng)提高了對(duì)夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達(dá)±0.1；用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為5um。這些精密化的夾具為以后零件加工的精度提供了保證。(4)柔性化機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過(guò)調(diào)整、組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合家具、成組夾具、通用可調(diào)夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴(kuò)大夾具柔性化的程度，改變專用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當(dāng)前夾具發(fā)展的主要方向。1.3機(jī)床夾具的概念和功能1.3.1機(jī)床夾具的概念?yuàn)A具是裝夾工件的一種工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造過(guò)程的切削加工，熱處理裝配，焊接和檢測(cè)等工藝過(guò)程中。在金屬切削機(jī)床工件是使用的夾具稱為機(jī)床夾具，在現(xiàn)代生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度，勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，故機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)在企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造以及生產(chǎn)技術(shù)裝備中占有極其主要的地位。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要的技術(shù)工件。定位元件是夾具的主要功能元件之一，通常當(dāng)工件定位基準(zhǔn)面的形狀確定后，定位元件的結(jié)構(gòu)也就確定了。1.3.2機(jī)床夾具的功能機(jī)床夾具主要的功能是裝夾工件，使工件在夾具中定位和夾緊。定位確定工件在夾具中正確的位置的過(guò)程。定位是通過(guò)工件定位基準(zhǔn)面與夾具定位元件的定位面接觸和配合實(shí)現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工面的尺寸和位置精度要求。夾緊工件定位后將其固定，使其在加工過(guò)程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時(shí)，受到各種力的作用，若不使工件固定，則工件會(huì)松動(dòng)、甚至脫落。因此夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。對(duì)刀調(diào)整刀具切削刃相對(duì)工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對(duì)刀塊，它能迅速的確定銑刀相對(duì)于夾具的正確位置。導(dǎo)向如鉆床夾具中的鉆模板和鉆套，能迅速的確定鉆頭的位置，并引導(dǎo)其進(jìn)行鉆削。導(dǎo)向元件制成鉆模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導(dǎo)向功能。夾緊裝置也是夾具的主要元件之一，一般是鉸鏈壓板、螺釘夾緊裝置等。1.4機(jī)床夾具的分類和組成1.4.1機(jī)床夾具的分類按夾具的通用特性分類這是一種基本的分類方法，主要反應(yīng)夾具在不同生產(chǎn)類型中的通用特性，故也是選擇夾具的主要依據(jù)。目前，我國(guó)常用的分類用通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具和自動(dòng)化生產(chǎn)夾具五類。（1）通用夾具通用夾具是指結(jié)構(gòu)、尺寸已經(jīng)規(guī)格化，具有一定通用性的夾具，如三角自定心卡盤、四爪單動(dòng)卡盤、臺(tái)虎鉗、萬(wàn)能分度頭、頂尖中心架、電磁吸盤等。其特點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng)，不需調(diào)整稍加調(diào)整即可裝夾一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的各種工件。這類夾具已商品化，且成為機(jī)床附件。采用這類夾具可縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，減少夾具種類，從而降低成本。其缺點(diǎn)是夾具的加工精度不高，生產(chǎn)率也較低，且較難以加工形狀復(fù)雜的工件，故適應(yīng)單件小批量生產(chǎn)。（2）專用夾具專用夾具根據(jù)某一工件某一工序的加工要求而專門設(shè)計(jì)和制造的夾具。其特點(diǎn)是針對(duì)性強(qiáng)，沒(méi)有通用性。在產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定，批量較大的生產(chǎn)中，常用各類專用夾具，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。專用夾具設(shè)計(jì)和制造的周期較長(zhǎng)，隨著現(xiàn)代多種品種，中、小批生產(chǎn)的發(fā)展，專用夾具適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)型等方面已存在很多問(wèn)題。（3）可調(diào)夾具可調(diào)夾具是根據(jù)通用夾具和專用夾具的缺點(diǎn)而設(shè)計(jì)發(fā)展起來(lái)的一類新型夾具。對(duì)不同類型和不同尺寸的工件，只需調(diào)整或更換原來(lái)夾具上的個(gè)別定位元件或夾緊元件便可使用。它一般又可分為通用可調(diào)夾具和成組可調(diào)夾具兩種。前者的通用范圍比通用夾具更大，后者是一種可調(diào)夾具，它按成組夾具設(shè)計(jì)并能加工相似的工件，故多品種，中、小批生產(chǎn)中使用有較好的經(jīng)濟(jì)效果。（4）組合夾具組合夾具是一種模糊化的夾具。標(biāo)準(zhǔn)的模塊化元件有較高的精度和耐磨性，可組裝成各種夾具，用完即可拆卸，留待組合新的夾具。由于使用組合夾具可縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，零件能重復(fù)多次使用，并具有減少專用夾具數(shù)量的優(yōu)點(diǎn)，因此組合夾具在單件、中、小批多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種非常經(jīng)濟(jì)的夾具。（5）自動(dòng)線夾具自動(dòng)線夾具生產(chǎn)用夾具主要分自動(dòng)線夾具和數(shù)控機(jī)床用夾具兩大類。自動(dòng)線夾具有兩種：一是固定式夾具；另一種是隨行夾具。數(shù)控機(jī)床夾具還包括加工中心用夾具和柔性制造系統(tǒng)用夾具。隨著制造的現(xiàn)代化，在企業(yè)中數(shù)控機(jī)床夾具的比例正在增多，以滿足數(shù)控加工的需要。數(shù)控機(jī)床夾具的典型結(jié)構(gòu)式拼裝夾具。它利用標(biāo)準(zhǔn)的模塊組裝成的夾具。按夾具使用的機(jī)床分類這是專用夾具設(shè)計(jì)所用的分類方法。如車床夾具、銑床夾具、刨床夾具、鏜床夾具、磨床夾具等夾具。設(shè)計(jì)專用夾具時(shí)，機(jī)床的類別、組別、型別和主要參數(shù)均已確定。它們的不同點(diǎn)是機(jī)床切削成型運(yùn)動(dòng)不同，故夾具與機(jī)床的連接方式不同，他們的加工精度要求也不同。按夾具的動(dòng)力源分類按夾具夾緊動(dòng)力源可將夾具分為手動(dòng)夾具和機(jī)動(dòng)夾具兩大類。為減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和確保安全生產(chǎn)，手動(dòng)夾具應(yīng)有擴(kuò)力機(jī)構(gòu)與自鎖性能。常用的機(jī)動(dòng)夾具有氣動(dòng)夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動(dòng)夾具、電磁夾具、真空夾具和離心力夾具等。上述各分類中：最常用的分類方法是，按通用、專用和組合進(jìn)行分類。1.4.2機(jī)床夾具的組成機(jī)床夾具雖然種類繁多，形狀千差萬(wàn)別，其作用主要是保證加工精度，提高生產(chǎn)率，擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度。但它們的工作原理基本相同。如果將各種夾具中作用相同的元件或機(jī)構(gòu)加以概括，夾具一般是由以下幾部分組成：(1)定位裝置主要包括定位元件及其組合，用于確定工件在夾具中的位置，即通過(guò)它使工件加工時(shí)相對(duì)于刀具及切削運(yùn)動(dòng)處于正確的位置，如定位銷、V形塊等。(2)夾緊裝置用于保持工件在夾具中的確定位置，使工件在定位時(shí)所占據(jù)的位置在加工過(guò)程中不因受重力、慣性力以及切削力等外力作用下而產(chǎn)生位移，如壓塊、壓板、螺釘、螺母等。(3)導(dǎo)向或?qū)Φ堆b置用于引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工或確定刀具與夾具之間的正確位置，如對(duì)刀塊、塞尺、鉆模、鏜套等。(4)其它裝置根據(jù)夾具特殊功能需要而設(shè)計(jì)的一些裝置，如定向件、定位鍵、操作件等。(5)夾具體用于連接夾具各元件及裝置，使其成為一個(gè)整體夾具骨架，并與機(jī)床有關(guān)部位進(jìn)行連接，使其成為一個(gè)整體的基礎(chǔ)件，以確定夾具相對(duì)于機(jī)床的位置。1.5機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)特點(diǎn)1.5.1用夾具裝夾工件的優(yōu)點(diǎn)（1）保證加工精度用夾具裝夾工件時(shí)工件相對(duì)刀具及機(jī)床的位置由夾具保證不受工人技術(shù)的影響，使一批工件的加工精度趨于一致。（2）提高勞動(dòng)生產(chǎn)率使用夾具裝夾工件方便、快速工件不需劃線找正，可顯著的減少輔助工時(shí)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，工件在夾具裝夾后提高了工件的剛性，因此可加大切削用量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，可使用多工位夾具，并可采用高小夾緊機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。（3）擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍。（4）降低成本在批量生產(chǎn)后使用夾具后，由于勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高，使用技術(shù)等級(jí)較低的工人以及廢品率下降等原因，明顯的降低了成本夾具制造成本分?jǐn)傇谝慌ぜ?，每個(gè)工件制造的成本是極少的，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于由于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率而降低的成本，元件批量越大使用夾具所取得的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)就越大。（5）改善工人的勞動(dòng)條件用夾具裝夾工件方便、省力、安全。當(dāng)采用氣動(dòng)、液動(dòng)等夾緊裝置時(shí)可減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)延長(zhǎng)工人的操作壽命，提高企業(yè)整體的技術(shù)水平。1.5.2機(jī)床夾具設(shè)計(jì)特點(diǎn)機(jī)床夾具設(shè)計(jì)與其他設(shè)備設(shè)計(jì)比較有較大的差別，主要表現(xiàn)在以下五個(gè)方面。（1）要有較短的設(shè)計(jì)和制造周期，一般沒(méi)有條件對(duì)夾具進(jìn)行原理性實(shí)驗(yàn)和復(fù)雜的計(jì)算工作；（2）夾具的精度一般比工件的精度要高三倍；（3）夾具在一般情況下是單體制造的，重復(fù)制造的機(jī)會(huì)通常要求夾具在投產(chǎn)時(shí)一次成功；（4）夾具和操作工人的關(guān)系非常的密切，要求夾具與生產(chǎn)條件和操作密切結(jié)合；（5）夾具的社會(huì)協(xié)作制造條件較差，特別是商品化的元件較少，設(shè)計(jì)者要熟悉夾具的制造方法，以滿足設(shè)計(jì)的工藝要求。1.6機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)步驟（1）確定夾具的類型。（2）定位設(shè)計(jì)，根據(jù)六點(diǎn)定位原則設(shè)計(jì)確定工件的定位方式，選擇合適的定位元件。（3）確定工件的夾緊方式，選擇合適的夾緊裝置。使夾緊力與切削力靜力平衡，并注意縮短輔助時(shí)間。（4）確定刀具的對(duì)刀導(dǎo)向方案，選擇合適的對(duì)刀元件或?qū)蛟?。?）確定夾具與機(jī)床的連接方式。（6）確定其它元件和裝置的結(jié)構(gòu)形式，如分度裝置、靠模裝置等。（7）確定夾具總體布局和夾具的結(jié)構(gòu)形式。并處理好定位元件在家具體上的位置。（8）繪制夾具方案設(shè)計(jì)圖。（9）進(jìn)行工序精度分析。（10）對(duì)動(dòng)力夾緊裝置進(jìn)行夾緊力驗(yàn)算。1.7機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)滿足下列四項(xiàng)基本要求：（1）保證工件的加工精度即在機(jī)械加工工藝系統(tǒng)中，夾具在滿足以下三項(xiàng)要求，工件在夾具中的定位，夾具在機(jī)床上的位置，刀具的正確位置。（2）保證工人的造作安全。（3）達(dá)到加工的造作生產(chǎn)率要求。（4）滿足夾具一定的使用壽命和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。1.7.1對(duì)夾緊裝置的基本要求夾緊裝置是夾具的重要組成部分，合理設(shè)計(jì)夾緊裝置有利于保證工件的加工質(zhì)量。提高生產(chǎn)率和減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，因此對(duì)夾緊裝置提出以下要求：（1）夾緊力應(yīng)有利于工件的定位，夾緊時(shí)不破壞工件在夾具中占有正確位置；（2）夾緊力方向應(yīng)可靠、適當(dāng)。也就是既要保證工件在加工過(guò)程中不產(chǎn)生移動(dòng)或震動(dòng)（即要保證工件在加工過(guò)程中定位的穩(wěn)定性），又要防止因夾緊力大損傷工件表面及產(chǎn)生夾緊變形；（3）夾緊機(jī)構(gòu)操作安全、省力、夾緊迅速；（4）加緊結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度、工作效率與生產(chǎn)類型相適應(yīng)。結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，便于維護(hù)和制造；（5）具有良好的自鎖性能。1.7.2夾緊力的作用點(diǎn)的設(shè)計(jì)原則（1）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)靠近或應(yīng)落在支撐元件上或幾個(gè)支承元件所形成的的支承平面內(nèi)；（2）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性較好的部位上；（3）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近被加工表面，這樣可以減小切削力對(duì)工件造成的反轉(zhuǎn)力矩，必要時(shí)應(yīng)在工件剛性差的部位增加輔助支撐并施加附加夾緊力。1.7.3夾緊力的方向（1）夾緊力的作用方向應(yīng)不破壞工件的準(zhǔn)確性和可靠性，一般要求夾緊力的方向應(yīng)指向主要定位基面，把工件壓向定位元件的主要定位表面上。（2）夾緊力方向應(yīng)使工件變形盡可能變小，使工件的夾緊部分屬于套筒零件，顯然軸向夾緊要比要比徑向夾緊使工件變形要小。（3）夾緊力方向應(yīng)使所需夾緊力可能小，在保證夾緊可靠的前提下，減小夾緊力可以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)可以使機(jī)構(gòu)輕便，緊湊以及減少工件變形，為此，應(yīng)使加緊力Q的方向最好與切削力下，工件重力G的方向，這時(shí)所需夾緊力為最小。1.8專用夾具的設(shè)計(jì)要求夾具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)滿足以下主要要求：（1）保證工件的加工精度要求，即在機(jī)械加工工藝系統(tǒng)中，夾具滿足以下三項(xiàng)要求：一夾具在機(jī)床上的正確位置；工件在夾具中的正確位置；刀具的正確位置。（2）保證工人的操作方便、安全、能減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。如采用氣動(dòng)、液動(dòng)等機(jī)械化夾緊裝置，以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，并可較好的控制夾緊力。夾具操作位置應(yīng)符合操作工人的習(xí)慣，必要時(shí)應(yīng)有安全保護(hù)裝置，以保證使用安全。（3）夾具總體方案應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。在大批量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)盡量采用個(gè)中快速、高效的，如多件夾緊，聯(lián)動(dòng)夾緊等，以縮短勞動(dòng)時(shí)間，提高生產(chǎn)率；在小批量生產(chǎn)中，則要在盡可能滿足夾具功能的前提下，盡可能使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，以降低成本。（4）適當(dāng)提高家具元件的通用化和標(biāo)準(zhǔn)化程度。要選用標(biāo)準(zhǔn)化元件選用商品化的標(biāo)準(zhǔn)元件，以縮短夾具制造周期，降低夾具成本。（5）便于排屑。（6）有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。設(shè)計(jì)夾具應(yīng)便于制造、檢驗(yàn)、裝配、調(diào)整、維修等。青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)PAGE1PAGEPAGE64第2章零件的分析2.1零件的功用本次設(shè)計(jì)所選零件為CA6140車床的撥叉831002。拔叉位于車床變速箱傳動(dòng)軸上換擋機(jī)構(gòu)中，主要起換擋作用。該拔叉頭以Φ25mm孔套在變速叉軸上，并用螺釘經(jīng)螺紋孔M22mm與變速叉軸聯(lián)結(jié),撥叉腳（Φ60mm半孔）則夾在兩齒輪之間。當(dāng)需要變速時(shí),操縱變速手柄,變速操縱機(jī)構(gòu)就通過(guò)撥叉壁部的操縱槽帶動(dòng)撥叉與變速叉軸一起在變速箱中滑移,撥叉腳撥動(dòng)三聯(lián)滑移變速齒輪在花鍵軸上滑動(dòng)以改變檔位,從而改變車床主軸的旋轉(zhuǎn)速度。圖2.1拔叉零件實(shí)體圖2.2零件的技術(shù)要求

表2-1撥叉零件技術(shù)要求表加工表面尺寸偏差(mm)公差及精度等級(jí)表面粗糙度Ra(μm)形位公差(mm)長(zhǎng)槽側(cè)面16H1IT113.2長(zhǎng)槽底面距槽底面8H12IT126.3Φ60孔兩端面12d11IT113.2撥叉腳內(nèi)表面Φ60H12IT123.2Φ25mm孔25H7IT70.4M22×1.5mm孔M22x1.5撥叉頭左端面80IT12撥叉頭右端面80為了實(shí)現(xiàn)換檔變速的功能,其叉軸孔與變速叉軸有較高的配合要求,因此加工精度要求較高。為保證撥叉換檔時(shí)叉腳受力均勻,要求叉腳兩端面對(duì)叉軸孔Φ25mm的垂直度要求為0.1mm。為保證撥叉在叉軸上有準(zhǔn)確的位置,改換檔位準(zhǔn)確,撥叉用螺釘定位2.3零件的工藝性分析該零件的主要工作表面為撥叉腳兩端面、叉軸也Φ25mm(H7)、鎖銷螺紋孔M22×1.5mm、撥叉長(zhǎng)槽,在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)予以保證零件的材料選擇HT200，灰口鑄鐵生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，雖然塑性差，脆性高，不能鍛造和沖壓，不適合磨削，但其鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。此零件在CA6140車床共有兩處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：1)以Φ25mm孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：Φ25H7mm的孔，以及Φ42mm的圓柱兩端面，其中主要加工表面為Φ25H2)以Φ60mm孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：Φ60H12的孔，以及Φ60H12的兩個(gè)端面。主要是Φ60H12的孔。3)銑16H11的槽這一組加工表面包括：此槽的端面，16H11mm的槽的底面，16H11mm的槽兩側(cè)面。4)以M22×1.5螺紋孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括：M22×1.5的螺紋孔，長(zhǎng)32mm的端面。主要加工表面為M22×1.5螺紋孔。其中16H11mm的槽與Φ25H7的孔垂直度公差為0.08mm。由上面分析可知，加工時(shí)應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另外一組。由上面分析可知，可以先加工撥叉中心孔，然后以此作為基準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，并且此撥叉零件沒(méi)有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。已知此撥叉零件的生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過(guò)程劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。2.3.1審查零件的工藝性分析零件圖可知，拔叉一頭兩端面和另一頭叉腳兩端面均要求切削加工，并在軸向方向上均高于相鄰表面，這樣既減少了加工面積，又提高了換擋時(shí)叉腳端面的接觸剛度；Φ25孔的端面為平面，可以防止加工過(guò)程中鉆頭鉆偏，以保證加工精度；另外，該零件除主要工作表面（拔叉叉腳兩端面，叉腳Φ60半孔內(nèi)表面，Φ25孔，槽的兩側(cè)面）外，其余加工表面加工精度較低，通過(guò)銑削，鉆床的粗加工就可以達(dá)到，主要工作表面加工精度相對(duì)較高，但除Φ25孔外其他的也可以在正常的生產(chǎn)條件下保質(zhì)保量地加工出來(lái)。因此，該零件工藝性較好。2.4確定生產(chǎn)類型設(shè)定零件為中批生產(chǎn)。2.5毛坯的選擇2.5.1確定毛坯種類該拔叉零件材料為HT200，250HBS?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單，且為中批生產(chǎn)，故選擇金屬型鑄造毛坯。零件形狀簡(jiǎn)單故毛坯形狀需與零件的形狀盡量接近，又因內(nèi)孔很小，可不鑄出。2.5.2確定毛坯鑄件尺寸公差、加工余量及形狀要確定毛坯的尺寸公差及機(jī)械加工余量，應(yīng)先確定如下各因素：1.公差等級(jí)由拔叉為金屬型鑄造，查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第一卷工藝基礎(chǔ)篇P3-13表3.1-24可確定該零件公差等級(jí)為CT8-10?？扇T9。2.機(jī)械加工余量等級(jí)由其為金屬型鑄造，且材料為灰鑄鐵，查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第一卷工藝基礎(chǔ)篇P3-13表3.1-26確定機(jī)械加工余量等級(jí)范圍為（RMA）D-F。可取F。3.零件表面粗糙度有技術(shù)要求表可知，該拔叉加工表面除Φ25孔粗糙度Ra為1.6μm，其他表面粗糙度Ra均大于1.6μm。根據(jù)上述諸因素，可查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》第一卷工藝基礎(chǔ)篇P3-14表3.1-27及P3-12表3.1-21及確定該鑄件的尺寸公差和機(jī)械加工余量，所得結(jié)果列表。表2-2鑄件尺寸公差及機(jī)械加工余量表項(xiàng)目(mm)機(jī)械加工余量(mm)尺寸公差(mm)腳內(nèi)圓寬度Φ6022長(zhǎng)槽寬度1621.6腳端面寬度121.51.6中心距1250.52.5孔徑Φ2521.7端面4422長(zhǎng)槽底面至上表面821.5頂面36繪制鑄件零件圖2.6定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)。2.6.1粗基準(zhǔn)的選擇選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，若鑄件表面上帶有澆冒口、毛刺，或者分型面或夾砂則不能選為粗基準(zhǔn)。考慮的重點(diǎn)是如何保證各加工表面有足夠多的余量，及保證不加工表面與加工表面間的尺寸，位置符合零件圖樣設(shè)計(jì)要求。對(duì)于本零件而言，應(yīng)該盡可能的選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)，而若有幾個(gè)不加工的表面的工件，則應(yīng)已與加工表面相對(duì)位置精度較高的不加工表面為粗基準(zhǔn)。故現(xiàn)選取Φ25孔的不加工外輪廓表面做為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩塊V形塊支承這兩個(gè)Φ42作主要定位面，限制5個(gè)自由度，再以一個(gè)銷釘限制最后1個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行銑削。用Φ25外圓面定位加工內(nèi)孔可保證孔的壁厚均勻；采用拔叉頭圓柱右端面做粗基準(zhǔn)加工左端面，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。2.6.2精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇要考慮保證零件的加工精度及零件的裝夾準(zhǔn)確方便，選擇的依據(jù)是“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。應(yīng)用時(shí)主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。根據(jù)該拔叉零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇拔叉叉腳左端面和叉軸孔Φ25作為精基準(zhǔn)，零件上的很多表面都可以采用它們作為基準(zhǔn)進(jìn)行加工，即遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。叉軸孔Φ25的軸線是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，選用其做精基準(zhǔn)定位加工拔叉腳兩端面，圓柱斜側(cè)面和槽所在面，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合，保證了被加工表面的垂直度。選用拔叉叉腳左端面作為精基準(zhǔn)同樣是遵循了“基準(zhǔn)重合”的原則，因?yàn)樵摪尾嬖谳S向的尺寸多以該端面作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。2.7制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等級(jí)等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的情況下，可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。工序一以Φ42外圓為粗基準(zhǔn)，粗銑Φ25孔下端面。工序二精銑Φ25孔上下端面。工序三以Φ25孔上端面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸Φ25孔，孔的精度達(dá)到IT7。工序五以Φ25孔為精基準(zhǔn)，粗銑Φ60孔上下端面。工序六以Φ25孔為精基準(zhǔn)，精銑Φ60孔上下端面，保證端面相對(duì)孔的垂直度誤差不超過(guò)0.1。工序七以Φ25孔為精基準(zhǔn)，鉆、鏜、鉸Φ60孔，保證空的精度達(dá)到IT8。工序八以Φ25孔為精基準(zhǔn)，銑螺紋孔端面。工序九以Φ25孔為精基準(zhǔn)，鉆Φ20孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔）。工序十以Φ25孔為精基準(zhǔn)，鉆一個(gè)Φ20孔，攻M22×1.5螺紋。工序十一以Φ25孔為精基準(zhǔn)，銑槽端面。工序十二以Φ25孔為精基準(zhǔn)，銑16H11的槽保證槽的側(cè)面相對(duì)孔的垂直度誤差是0.08。工序十三兩件銑斷。工序十三檢查。2.8機(jī)械加工余量、公差的確定由于設(shè)計(jì)需要，只計(jì)算工序九及工序十二的機(jī)械加工余量、公差。工序九：鉆Φ20.5的孔機(jī)床：Z535立式鉆床刀具：Φ20.5直柄短麻花鉆確定鉆削用量確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]，表28-10可查出，查Z535立式鉆床說(shuō)明書，取。根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說(shuō)明書查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]，表28-9，允許的進(jìn)給量。由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]，表28-15，由插入法得，，由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]，由表28-3，，，故：查Z535機(jī)床說(shuō)明書，取。實(shí)際切削速度為：由參考文獻(xiàn)[11]，表28-5，，故：校驗(yàn)機(jī)床功率切削功率為機(jī)床有效功率：故選擇的鉆削用量可用。即，，，相應(yīng)地：，，切削工時(shí)被切削層長(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度：刀具切出長(zhǎng)度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：查參考文獻(xiàn)[5]，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：1.58min工序十二粗銑、精銑16H11槽側(cè)面和底面的加工余量、工序尺寸和公差的確定。精銑余量Z=1mm；公差值為+0.3。精加工尺寸15mm。精銑槽16H11本道工序精銑槽之前已進(jìn)行了粗銑和半精銑工步，此工序精銑槽須滿足各技術(shù)要求包括：槽寬16H11，槽深8H12，槽兩側(cè)面粗糙度為3.2，槽底面粗糙度為6.3。粗銑16H11的槽機(jī)床：X6025型多功能臥式升降臺(tái)銑床，工作臺(tái)T形槽為5個(gè)，槽寬為14mm，間距為50mm。刀具：錯(cuò)齒三面刃銑刀切削深度：根據(jù)參考文獻(xiàn)查[1]表4.4-8有：刀具的直徑D=80mm，刀具的齒數(shù)Z=14，刀具的寬度L=14mm。查[11]表2.4-76得：進(jìn)給量,根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表查得切削速度，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻(xiàn)[11]表3.1-74取實(shí)際切削速度：進(jìn)給量：機(jī)床工作臺(tái)每分進(jìn)給量：被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知刀具切入長(zhǎng)度：=42mm刀具切出長(zhǎng)度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：查參考文獻(xiàn)[5]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.92min半精銑16H11的槽機(jī)床：X6022型臥式銑床刀具：錯(cuò)齒三面刃銑刀刀具直徑D=80，齒數(shù)Z=14，寬度L=16。切削深度：根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]表查得：進(jìn)給量,根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表查得切削速度，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻(xiàn)[12]表3.1-74取實(shí)際切削速度：進(jìn)給量：工作臺(tái)每分進(jìn)給量：被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，刀具切入長(zhǎng)度：=42mm刀具切出長(zhǎng)度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：查參考文獻(xiàn)[5]，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.41min本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間圖2.1拔叉零件圖

第3章三維建模概述3.1常見(jiàn)的三維建模軟件目前，在市場(chǎng)上可以看見(jiàn)許多優(yōu)秀的建模軟件，比較知名的有3DMAX、Softimage、Maya、UG以及AutoCAD等等。他們的共同特點(diǎn)是利用一些基本的集合元素，如立方體、球體等，通過(guò)一系列的幾何操作，如平移、旋轉(zhuǎn)、拉伸以及布爾運(yùn)算等來(lái)構(gòu)建復(fù)雜的幾何場(chǎng)景。利用建模軟件構(gòu)建三維模型主要包括幾何建模、行為建模、物理建模、對(duì)象特性建模以及模型切分等。其中，幾何建模的創(chuàng)建與描述，是虛擬場(chǎng)景造型的重點(diǎn)。本次設(shè)計(jì)所采用的軟件為UG：UG是美國(guó)EDS公司（現(xiàn)已經(jīng)被西門子公司收購(gòu)）的集CAD/CAM/CAE功能于一體的軟件集成系統(tǒng)。其中《UGCAD實(shí)用教程》的主要內(nèi)容包括UGCAD基礎(chǔ)入門、曲線的建立、曲線的操作與編輯、三維實(shí)體建模與編輯、草圖的建立及約束管理、表達(dá)式、工程圖的建立、工程圖的編輯與注釋、組件裝配、組件爆炸視圖、組件克隆及明細(xì)表、自由形狀特征的建立與編輯等。本書注重將理論知識(shí)與實(shí)例相結(jié)合，并就建模方法和技巧以及如何實(shí)現(xiàn)參數(shù)化建模等進(jìn)行了歸納總結(jié)。UG的計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）模塊包括數(shù)控銑加工編程、車加工編程、電火花線切割編程，《UGCAM實(shí)用教程》是作者針對(duì)最新版本UGNX、結(jié)合多年應(yīng)用和培訓(xùn)UG系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)寫成，重點(diǎn)講述其中的銑加工編程，內(nèi)容詳實(shí)、實(shí)用性強(qiáng)，能使讀者快速具備編程的能力?！禪G—CAE篇》主要介紹UG的CAE模塊。該書在結(jié)構(gòu)編排上，作者試圖按循序漸進(jìn)、深入淺出的原則組織各章節(jié)內(nèi)容，同時(shí)根據(jù)讀者的對(duì)CAD篇的反饋意見(jiàn)，在該書中增加了操作實(shí)例，詳細(xì)介紹有限元分析模型和機(jī)構(gòu)分析模型的創(chuàng)建方法、分析結(jié)果的提取方法，以提高讀者的綜合應(yīng)用能力。

對(duì)由UG-Modeling建立的實(shí)體模型，進(jìn)行線性靜態(tài)分析、模態(tài)分析、穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)分析和熱結(jié)構(gòu)分析以及尺寸優(yōu)化，以指紋圖等形式提取分析結(jié)果；也可在機(jī)構(gòu)模塊中，對(duì)模型進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力分析計(jì)算及動(dòng)態(tài)仿真等。3.1.1UG的主要功能一般情況下，常用的UG的功能為：1）產(chǎn)品設(shè)計(jì)可建立各種復(fù)雜程度產(chǎn)品的三維參數(shù)化實(shí)體裝配模型和部件詳細(xì)模型，自動(dòng)生成工作圖紙(半自動(dòng)標(biāo)注尺寸)。2）性能分析，利用有限元方法對(duì)產(chǎn)品模型進(jìn)行受力、受熱分析和模態(tài)分析。4）機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析，可分析產(chǎn)品的實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況和干涉情況，并對(duì)運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行分析。5）布線，可根據(jù)產(chǎn)品的裝配模型，布置各種管路和線路的標(biāo)準(zhǔn)件接頭，自動(dòng)走線，并計(jì)算出所使用的材料，列出材料單。6）產(chǎn)品宣傳，利用UG，我們可產(chǎn)生真實(shí)感和藝術(shù)照片，可制作動(dòng)畫等，可直接在Internet上發(fā)布。3.2UG中的建模UG中建模主要為實(shí)體建模。3.2.1UG的建模模塊的主菜單UG建模模塊主菜單有：文件、編輯、視圖、插入、格式、工具、裝配、工作坐標(biāo)系、信息、分析、模塊、窗口等主菜單。文件菜單功能為：模型文件管理；編輯菜單功能為：模型編輯管理；視圖菜單功能為：模型顯示管理；插入菜單功能為：建模工具；格式菜單功能為：模型格式組織與管理；工具菜單功能為：復(fù)雜建模工具；裝配菜單功能為：虛擬裝配建模功能，是裝配模塊功能；工作坐標(biāo)系菜單功能為：坐標(biāo)系管理；信息菜單功能為：信息查詢；分析菜單功能為：模型對(duì)象分析；設(shè)置菜單功能為：參數(shù)預(yù)設(shè)置；應(yīng)用菜單功能為：?jiǎn)?dòng)模塊與模塊切換；窗口菜單功能為：窗口切換，用于切換到已經(jīng)打開(kāi)的其他部件文件的圖形顯示窗口；幫助菜單功能為：使用求助。3.2.2UG的三維建模步驟1）啟動(dòng)UG。2）通過(guò)[File]菜單建立部件文件。3）通過(guò)[Application]菜單選擇將要使用模塊，也可通過(guò)該菜單切換到其他模塊。4）通過(guò)[Insert]菜單選擇相應(yīng)建模工具建立模型或通過(guò)[Edit]菜單選擇相應(yīng)的編輯工具修改模型，構(gòu)建和編輯模型過(guò)程中可隨時(shí)調(diào)用相關(guān)工具完成相關(guān)任務(wù)。5）通過(guò)[File]→[Save]菜單保存文件(注意隨時(shí)保存)。6）通過(guò)[File]→[Close]菜單關(guān)閉文件或通過(guò)[File]→[Exit]菜單退出UG。3.2.3UG的產(chǎn)品三維建模方法常見(jiàn)的三維建模方法：有線框建模：三維實(shí)體通過(guò)頂點(diǎn)和棱邊來(lái)描述形體的幾何形狀。表面（曲面）建模：能通過(guò)對(duì)物體各個(gè)表面或曲面進(jìn)行描述的一種三維建模方法。實(shí)體建模：不僅描述了尸體全部的幾何信息，而且定義了所有的點(diǎn)、線、面、體的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息。在UG中零件的三維建模方法在目前主要是基于實(shí)體特征的建模方法。從技術(shù)基礎(chǔ)上看，有參數(shù)化技術(shù)和變量化技術(shù)兩種,產(chǎn)品的建模方法基于裝配建模。1）實(shí)體建模方法(SolidModeling)實(shí)體造型技術(shù)是用點(diǎn)、曲線和曲面來(lái)創(chuàng)建模型，不同的實(shí)體之間沒(méi)有相關(guān)性，也沒(méi)有歷史記載。2）參數(shù)化建模方法(SolidModeling)參數(shù)化建模方法是基于特征(Feature)的實(shí)體建模方法，下面列舉其主要優(yōu)點(diǎn)。a.基于特征：零件模型由具有一定幾何形狀的特征所組成，通過(guò)不同特征在一定位置約束下的不同組合而得到模型。b.全尺寸約束：用尺寸參數(shù)來(lái)約束所有特征及其他幾何對(duì)象的形狀。c.尺寸驅(qū)動(dòng)：當(dāng)需要修改幾何對(duì)象的形狀時(shí)，只要編輯與該形狀相關(guān)的尺寸參數(shù)即可。d.全數(shù)據(jù)相關(guān)：模型的形狀與其約束各幾何對(duì)象的尺寸完全相關(guān)。3）UG的復(fù)合建模方法(HybridModeling)UG的復(fù)合建模方法也是基于特征的實(shí)體建模方法，是在參數(shù)化建模方法的基礎(chǔ)上采用了一種所謂“變量化技術(shù)”的設(shè)計(jì)建模方法，對(duì)參數(shù)化建模技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)。它保留了參數(shù)化技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)。4)UG的直接建模方法(DirectModeling)3.3UG的特點(diǎn)利用UG，我們可以完成產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)、模型建立、模型性能分析與運(yùn)動(dòng)分析、加工刀路生成等整個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)真正意義上的無(wú)圖紙化生產(chǎn)。UG的主要特點(diǎn)下：1）無(wú)縫集成的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)環(huán)境UG是一個(gè)集CAD、CAE、CAM于一體的集成化計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，可以完成從產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)、外觀造型、詳細(xì)設(shè)計(jì)、圖紙生成、運(yùn)動(dòng)與受力受熱分析、零件數(shù)控加工程序的自動(dòng)生成、設(shè)計(jì)與使用文檔的建立等的全過(guò)程，甚至還可以對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行管理。整個(gè)系統(tǒng)采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)，使得各模塊能完全相關(guān)地共享零件和產(chǎn)品模型的數(shù)據(jù)，減少了同類型數(shù)據(jù)的重復(fù)，也為協(xié)同工作提供了基礎(chǔ)。2）基于裝配的產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)從整體的產(chǎn)品概念出發(fā)開(kāi)始產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程。從裝配出發(fā)，通過(guò)應(yīng)用主模型方法、自頂向下的設(shè)計(jì)方法和上下文設(shè)計(jì)，可以從產(chǎn)品總體設(shè)計(jì)入手，逐步詳細(xì)設(shè)計(jì)出每一個(gè)零件。3）全局的相關(guān)性同一模型文件中，各幾何對(duì)象之間保持完全的相關(guān)性。通過(guò)裝配建模和部件間的鏈接技術(shù)，可以利用各零件之間的相互參照，實(shí)現(xiàn)不同模型文件之間的相關(guān)性。4）協(xié)同工作設(shè)計(jì)過(guò)程中，在Internet技術(shù)的支持下，可以多人異地協(xié)同工作，每人負(fù)責(zé)自己的設(shè)計(jì)任務(wù)。5）基于知識(shí)專家的設(shè)計(jì)模塊為了進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)質(zhì)量與設(shè)計(jì)效率，UG利用知識(shí)驅(qū)動(dòng)的方法，集合了設(shè)計(jì)專家的智慧，針對(duì)具有通用性的不同產(chǎn)品設(shè)計(jì)了多個(gè)智能化的模塊，并且還在逐步增加這些模塊。6）滿足客戶要求的開(kāi)放式接口3.4設(shè)計(jì)中用到的UG的使用技巧建模之前，應(yīng)對(duì)模型尤其是復(fù)雜模型做全局考慮，認(rèn)真周全的確定建模順序和方法。對(duì)于復(fù)雜的模型，應(yīng)將三維實(shí)體建模和二維圖生成結(jié)合使用。二維圖能較準(zhǔn)確地檢查空間不易檢查的尺寸，并可反過(guò)來(lái)驗(yàn)證實(shí)體建模的正確性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題。建模過(guò)程應(yīng)避免產(chǎn)生“無(wú)參數(shù)”的實(shí)體，否則將對(duì)以后更改尺寸造成極大的麻煩。產(chǎn)生“無(wú)參數(shù)”實(shí)體的操作有：Transform(改變)中的Copy(拷貝)操作；“陣列”的“鏡像”操作。對(duì)于復(fù)雜零件應(yīng)多做備份。針對(duì)不同工作階段存儲(chǔ)相應(yīng)的文檔，已被文件丟失或損壞時(shí)可調(diào)用最近的相鄰文件重做。復(fù)雜零件不用從頭到尾使用一個(gè)文檔，因?yàn)槟承┎僮鲿?huì)產(chǎn)生“無(wú)參數(shù)”實(shí)體，存盤后，就無(wú)法再回到原來(lái)參數(shù)齊全的實(shí)體了，該步驟不可逆。

第4章鉆床夾具設(shè)計(jì)4.1鉆床夾具設(shè)計(jì)要點(diǎn)鉆床夾具的主要技術(shù)要求如下：（1）定位表面對(duì)夾具安裝基面的垂直度或平行度。（2）鉆套中心線對(duì)定位表面或?qū)A具的安裝基面的垂直度或平行度。（3）同軸線鉆套的同軸度。（4）定位表面直線度和平面度或位置度。（5）定位表面和鉆套中心線對(duì)找正基面的垂直度或平行度。（6）定位表面間的尺寸要求及相互位置要求。4.2問(wèn)題的提出本夾具要求在在立式鉆床上，加工撥叉上M22mm螺紋底孔Φ20mm,這個(gè)孔距右平面有尺寸精度要求為，與Φ25H7中心孔垂直且位置度公差為0.2mm4.2.1定位基準(zhǔn)的選擇采用一面兩銷式定位方式。長(zhǎng)定位銷與工件定位孔配合，限制四個(gè)自由度，定位銷軸肩小環(huán)面與工件定位端面接觸，限制一個(gè)自由度，削邊銷與工件叉口限制一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，實(shí)現(xiàn)工件正確定位。4.2.2定位方案的選擇和設(shè)計(jì)根據(jù)工序加工要求，工件在夾具中的定位有兩種方案可選擇。方案一：以Φ25H7孔位主定位基準(zhǔn)，限制四個(gè)自由度，以操縱槽為止推基準(zhǔn)，限制一個(gè)自由度，以拔叉腳內(nèi)側(cè)面為防轉(zhuǎn)基準(zhǔn)，限制一個(gè)自由度。夾緊操縱槽。方案二：以Φ25H7孔位主定位基準(zhǔn)，限制四個(gè)自由度，以Φ25H7孔端面為止推基準(zhǔn)，限制一個(gè)自由度，以拔叉腳內(nèi)側(cè)面為防轉(zhuǎn)基準(zhǔn)，限制一個(gè)自由度。夾緊Φ25H7孔的另一端面。方案一是按照基準(zhǔn)重合原則確定的，不存在基準(zhǔn)不重合誤差，有利于保證加工精度，夾緊力可以抵消部分切削力，有利于提高加緊剛性。確定是，夾緊力過(guò)大容易引起定位元件的變形。方案二是按照基準(zhǔn)統(tǒng)一原則確定的，有利于夾具的設(shè)計(jì)制造，夾緊力方向指向定位元件剛性較大的方向。缺點(diǎn)是不容易保證孔的軸線與操縱槽對(duì)稱面重合，鉆頭進(jìn)給的軸向力完全由定位元件承受，會(huì)引起定位元件變形。鉆孔加工的切削力主要是鉆頭進(jìn)給的軸向力和鉆削轉(zhuǎn)矩，沿工件的軸向幾乎沒(méi)有切削力，所需要的夾緊力不大。綜合考慮兩個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，及本工序加工的具體情況，采用方案一。4.2.3定位元件與夾緊元件的選擇和設(shè)計(jì)根據(jù)定位方案一，Φ25H7的孔采用圓柱心軸定位，操縱槽采用圓偏心輪式的定位夾緊裝置，拔叉腳內(nèi)側(cè)面采用圓柱擋銷定位。由查《機(jī)械工程及自動(dòng)化簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》P289頁(yè)表6-32可選擇配合，圓柱心軸的直徑與公差配合Φ25h6mm。查《機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》P75頁(yè)表4-2知Φ25h6mm為Φ25h6（）mm。偏心輪兼有加緊和定位的功能，能保證槽面與偏心輪接觸良好，定位誤差小，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，故選擇的夾緊機(jī)構(gòu)為偏心輪式夾緊機(jī)構(gòu)。4.2.4切削力與夾緊力的計(jì)算由于本道工序完成螺紋底孔的鉆削，因此切削力為鉆削力。由查《機(jī)械工程及自動(dòng)化簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》P288頁(yè)表6-17可知鉆削力，=410轉(zhuǎn)矩，=0.117由表6-18知K=1已知=18mm,代入公式得=F=4101=6986N=M=0.1171=34.40Nmm由文獻(xiàn)《實(shí)用機(jī)構(gòu)圖冊(cè)》P288頁(yè)知心軸軸強(qiáng)度校核：式中——合成彎矩（Nmm），；——軸水平面彎矩（Nmm）；——軸垂直面彎矩（Nmm）；——材料拉伸屈服極限；——條件許用彎曲應(yīng)力，；S——疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)，此處可取為1.5（由文獻(xiàn)9表14-3查的）。注：和可根據(jù)已知支撐點(diǎn)荷載和大小繪圖求出。求得d=16,而設(shè)計(jì)中采用的為25，故軸強(qiáng)度滿足要求。撥叉的夾緊中，采用了偏心夾緊裝置。偏心夾緊與螺旋夾緊相比，夾緊行程小，夾緊力小，自鎖能力差，但夾緊迅速，結(jié)構(gòu)緊湊，所以常用與切削力不大，振動(dòng)較小的的場(chǎng)合，常與其他夾緊元件聯(lián)合使用。如圖：圖4.1扭矩圖夾緊力的方向在軸線上，與M產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩同軸，所以?shī)A緊力F不需要太大，只要工件相對(duì)與夾具體沒(méi)有移動(dòng)就可以了。4.2.5定位誤差的分析圓柱心軸與工件Φ25H7孔的配合Φ25，其中Φ25H7（）mm,Φ25h6()mm影響位置度的定位誤差為：=+而又基準(zhǔn)分析=0，由《機(jī)械工程及自動(dòng)化簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》P279頁(yè)表6-9可知=/2+/2=(0.021/2+0.013/2)mm=0.017mm而=0.017mm(0.2/3)mm=0.067mm偏心輪兩側(cè)面緊貼在操縱槽兩側(cè)面實(shí)施定位夾緊，偏心輪具有定心作用。由于其定位基準(zhǔn)是操縱槽的對(duì)稱面，所以=0，且基準(zhǔn)位移誤差=0。即采用該定位方式，本道工序的工序尺寸之一的操縱槽對(duì)稱面到側(cè)面的距離的制造誤差不影響Φ25H7孔的位置度。拔叉腳內(nèi)側(cè)面Φ60H12的誤差(假定為0.25mm)會(huì)對(duì)Φ25H7孔的位置度產(chǎn)生影響。該誤差造成Φ25H7孔與拔叉對(duì)稱面之間的夾角的誤差大小為（0.50.25mm）/125rad，零件圖中Φ25H7孔中心線距操縱槽底部距離尺寸為8mm，故對(duì)Φ25H7孔的位置度的影響為rad8=0.008mm,所以定位方案能滿足加工要求。4.2.6鉆套、襯套與鉆模板及夾具體設(shè)計(jì)選螺紋底孔的加工只需鉆削加工就能滿足加工要求。鉆套的作用是確定刀具相對(duì)夾具定位元件的位置,并在加工中對(duì)加工刀具進(jìn)行引導(dǎo),防止刀具在加工中發(fā)生偏斜。考慮到鉆套磨損后可以更換，所以選用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的可換鉆套。（1）鉆套高度：鉆套高度與所鉆孔的孔距精度、工件材料、孔加工深度、刀具剛度、工件表面形狀等因素有關(guān)。鉆套高度H越大，刀具的導(dǎo)向型越好，但刀具與鉆套摩擦越大，一般取H=(1～1.5)d，所以H=1×20.5～2.5×20.5mm=20.5～51.25mm。查《機(jī)械工程及自動(dòng)化設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表6-26可取可換鉆套的高度H=（2）排屑間隙h值應(yīng)適當(dāng)選取，h值太小時(shí)，切屑難以自由排出，使加工表面被損壞；h值太大時(shí)，會(huì)降低鉆套的導(dǎo)向作用，影響加工精度。加工鑄鐵時(shí)，查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表3.2-10，知h=(0.3～0.7)d=0.3×20.5～0.7×20.5mm=6.15～14.35mm。故可取排屑空間h=襯套與鉆模板的配合/n6，鉆套與襯套的配合選F7/h6，則可根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》P3-34頁(yè)表3.2-12確定可換鉆套為：20.5F730m25JB/T8045.2-1999。由P3-36表3.2-14與其裝配的是鉆套用襯套A3025JB/T8045.2-1999。圖4.2可換鉆套查《畫法幾何及機(jī)械制圖》P431附表7可知此設(shè)計(jì)中c取1，C1取1.5，C2取1.5，其余可取為1。表4-1可換鉆套dDHhtr配用螺釘GB/T2268基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差20.5+0.034+0.01630+0.