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工 藝 課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書
設(shè)計題目： CA6140車床撥叉機械加工工藝及工裝設(shè)計
學(xué)院： 機械工程 專業(yè)： 班級： 學(xué)號：
學(xué)生： 接受任務(wù)時間 2017年06月25日
指導(dǎo)教師： 教研室主任 （簽名）
1．工藝規(guī)程設(shè)計的原始資料：
1）圖紙及技術(shù)要求：提供零件圖紙1份；
2）年產(chǎn)量：5000～6000件/年；
3）企業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)條件：中等以上規(guī)模專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)；
2.工藝規(guī)程設(shè)計內(nèi)容：
1）熟悉原始資料并對零件進行工藝性分析：了解零件的功用并對零件進行工藝性分析；分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性；
2）計算零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型；
3）選擇毛坯類型和制造方法（含毛坯圖1張）；
4）設(shè)計零件的機械加工工藝過程（含工藝過程卡一套，1～2個工序的工序卡），其內(nèi)容主要有：選擇定位基準，各工序加工余量的確定，確定夾緊方案，選擇各加工表面的加工方法，安排加工順序及確定各工序所用加工設(shè)備和工藝裝備；
5）工藝的分析計算：確定加工余量，計算工序尺寸及其公差，確定切削用量，估算工時定額。
3. 專用夾具設(shè)計內(nèi)容：
1）完成指定工序的裝夾方案的擬定：
2）進行定位元件的選擇，夾緊方案的分析：完成定位誤差計算，夾緊力計算等。
3）完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計（含1號圖紙1張）；
4）部分零件設(shè)計（含強度計算，零件圖2張）；
3. 編寫課程設(shè)計說明書 1份。
4. 主要參考文獻：
《機械制造工藝與夾具設(shè)計指導(dǎo)》《機械工程專業(yè)課程設(shè)計指導(dǎo)》 《汽車制造工藝學(xué)》 《機械設(shè)計手冊》《機械制造工藝學(xué)》《機械制造工藝手冊》
目錄
第1章 緒論 2
1.1課題背景 2
1.2夾具的發(fā)展史 2
1.3小結(jié) 2
第2章 撥叉80-08的加工工藝規(guī)程設(shè)計 3
2.1零件的分析 3
2.1.1零件的作用 3
2.1.2零件的工藝分析 3
2.2確定生產(chǎn)類型 3
2.3確定毛坯 4
2.3.1確定毛坯種類 4
2.3.2確定鑄件加工余量及形狀 4
2.3.3繪制鑄件零件圖 4
2.4工藝規(guī)程設(shè)計 4
2.4.1選擇定位基準 4
2.4.2制定工藝路線 4
2.4.3選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 5
2.4.4機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 6
2.5確定切削用量及基本工時 7
2.6本章小結(jié) 19
第3章 專用夾具設(shè)計 20
3.1鉆孔夾具設(shè)計 20
3.1.1問題的提出 20
3.1.2夾具的設(shè)計 20
3.2本章小結(jié) 26
第4章 結(jié)論 27
致謝 28
附件 29
參考文獻 30
第1章 緒論
1.1課題背景
工具是人類文明進步的標志。自20世紀末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。
1.2夾具的發(fā)展史
夾具在其發(fā)展的200多年歷史中，大致經(jīng)歷了三個階段：第一階段：夾具在工件加工、制造的各工序中作為基本的夾持裝置，發(fā)揮著夾固工件的最基本功用。第二階段：夾具逐步發(fā)展成為機床—工件—工藝裝備工藝系統(tǒng)中相當重要的組成部分。主要特點是高效率。第三階段：現(xiàn)代夾具的自動化和高適應(yīng)性，已經(jīng)使夾具與機床逐漸融為一體，使得中，小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)效率逐步趨近于專業(yè)化的大批量生產(chǎn)的水平。夾具在不一個階段的主要發(fā)展趨勢將是逐步提高智能化水平。
1.3小結(jié)
一項優(yōu)秀的夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，往往可以使得生產(chǎn)效率大幅度提高，并使產(chǎn)品的加工質(zhì)量得到極大地穩(wěn)定。尤其是那些外形輪廓結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的，不規(guī)則的拔叉類，桿類工件，幾乎各道工序都離不開專門設(shè)計的高效率夾具。夾具的設(shè)計，制造和生產(chǎn)過程中對夾具的正確使用，維護和調(diào)整，對產(chǎn)品生產(chǎn)的優(yōu)劣起著舉足輕重的作用。
第2章 撥叉80-08的加工工藝規(guī)程設(shè)計
2.1零件的分析
2.1.1零件的作用
題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。
2.1.2零件的工藝分析
零件的材料為HT200，灰鑄鐵屬于脆性材料，故不能鍛造和沖壓。但灰鑄鐵的鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：
(1) 中心圓孔Ф。
(2) 的螺紋孔垂直于中心孔，其中心與右面的距離為。
(3) 鍵槽與中心孔有0.08的垂直度，深為。
(4) 半孔與中心孔有的位置關(guān)系，其寬為與中心孔有0.1的垂直度。
由上面分析可知，可以先加工撥叉中心孔，然后以此作為基準采用專用夾具進行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及機床所能達到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復(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。
2.2確定生產(chǎn)類型
已知此撥叉零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序應(yīng)當集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。
2.3確定毛坯
2.3.1確定毛坯種類
零件材料為HT200?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)不是太復(fù)雜，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇金屬型鑄造毛坯。
2.3.2確定鑄件加工余量及形狀
查《機械零件切削加工工藝與技術(shù)標準實用手冊》125頁表1-4-7，選用各個加工面的鑄件機械加工余量均為3mm。
2.3.3繪制鑄件零件圖
圖2.1 零件毛坯圖
2.4工藝規(guī)程設(shè)計
2.4.1選擇定位基準
①粗基準的選擇
以零件的表現(xiàn)選取φ25H7孔的不加工外輪廓表面作為定位粗基準，以較大面a面為輔助粗基準。
②精基準的選擇
考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以加工后的通孔為主要的定位精基準，以下端孔為輔助的定位精基準。
2.4.2制定工藝路線
根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達到的經(jīng)濟精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用各種機床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：
表2.1工藝路線方案
工序號
工序內(nèi)容
10.粗銑
以兩端面為基準分別銑兩端面，距離80
20.鉆孔
以外圓為定位基準面，鉆φ21通孔
30.粗銑
以φ21孔軸線為基準，銑a,b面，使孔軸線到a,b間距為44,36
40.粗銑
以下端孔兩端面為基準。銑兩端面，間距為14
50.鏜孔
以下孔軸線為基準，粗鏜內(nèi)孔至φ59
60.粗銑
以a面為基準，銑槽，槽深為3
7.擴孔
以φ21孔軸線為基準，擴孔至φ24.5
8.半精銑
以下端孔兩側(cè)面為基準，半精銑下端孔兩側(cè)面，間距為13
9半精銑
以a面為基準，銑槽深度4
10.半精鏜
以φ59孔軸線為基準，鏜孔至φ60
11.精銑
以φ60孔兩端面銑兩端面，間距12d11
12.絞孔
以φ24.5孔軸線為基準，鉸孔至φ25H7
13 鉆孔
以φ21孔軸線為基準，鉆孔φ20.5（垂直φ23孔軸線）
140.攻絲
以φ20.5軸線為基準攻M22*1.5螺紋
150.銑削
以φ60軸線為基準銑開該孔
160.打毛刺
170.熱處理
180.檢驗
2.4.3選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備
①機床的選擇
工序10、40、60、90、110、120、150采用X6022型臥式銑床
工序30采用X5028立式銑床
工序20、120、130、70、140 采用Z535立式鉆床
工序50、100采用T618臥式鏜床
②選擇夾具
該撥叉的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。
③選擇刀具
在銑床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量。在鉸孔，由于精度不高，可采用硬質(zhì)合金鉸刀。
④選擇量具
加工的孔均采用極限量規(guī)。
⑤其他
對垂直度誤差采用千分表進行檢測，對角度尺寸利用專用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可。
2.4.4機械加工余量、工序尺寸及公差的確定
根據(jù)前面資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個加工工序的加工余量如下：
表2.3各加工工序的加工余量及達到的尺寸、經(jīng)濟度、粗糙度
工序號
工序內(nèi)容
加工余量
經(jīng)濟精度
工序尺寸
表面粗糙度
工序余量
最小
最大
1
粗銑Φ25H7的兩側(cè)面
3
IT11
80
6.3
-0.1
0.1
2
鉆Φ25H7通孔
IT12
φ21
6.3
-1
1
3
粗銑a、b面
粗銑a面
3
IT12
(距中心孔)
6.3
-0.1
0.1
粗銑b面
36(距中心孔)
4
粗銑Φ60H12孔的兩面
2
IT11
14
6.3
-0.1
0.1
5
粗鏜下端孔
2.5
IT13
6.3
-0.2
0.2
6
粗銑16H11的槽
IT11
6.3
-0.1
0.1
7
擴Φ25H7通孔
2.0
IT10
3.2
-0.05
0.05
8
半精銑下端孔兩側(cè)面
IT10
13
3.2
-0.05
0.05
9
半精銑16H11的槽
1
IT10
3.2
-0.02
0.02
10
半精鏜下端孔
0.5
IT11
3.2
-0.02
0.02
11
精銑Φ60H12孔的兩面
1
IT9
3.2
-0.05
0.05
12
鉸Φ25H7通孔
0.2
IT8
1.6
-0.006
0.006
13
鉆Φ20.50的孔
IT13
6.3
-1
1
14
攻的螺紋
15
銑開Φ60H12的孔
4
IT13
6.3
-0.05
0.05
2.5確定切削用量及基本工時
1.工序10：粗銑
機床：X6022型臥式銑床
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：
每齒進給量：根據(jù)《機械制造裝備設(shè)計指導(dǎo)書》（以下簡稱參考文獻[3]）表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻[3]表2.4-81，取
機床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻[3]表3.1-74
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-81,
切削工時
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
查《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》（以下簡稱參考文獻[1]），表2.5-45工步輔助時間為：1.23min
2.工序20：鉆孔
工件材料為HT200鐵，硬度200HBS?？椎闹睆綖?5mm，公差為H7，表面
粗糙度。加工機床為Z535立式鉆床。鉆頭為?22mm標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃。
確定鉆削用量
① 定進給量 根據(jù)《機械制造裝備設(shè)計》（以下簡稱參考文獻[2]），表28-10可查出，查Z535立式鉆床說明書，取。
根據(jù)參考文獻[2]表28-8，鉆頭強度所允許是進給量。由于機床進
給機構(gòu)允許的軸向力（由機床說明書查出），根據(jù)參考文獻[2]，表
28-9，允許的進給量。
由于所選進給量遠小于及，故所選可用。
②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[2]，表
28-15，由插入法得
，
，
由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論進行修正。
根據(jù)參考文獻[2]，由表28-3，，，故
查Z535機床說明書，取。實際切削速度為
由參考文獻[2]，表28-5，，故
③校驗機床功率 切削功率為
機床有效功率
故選擇的鉆削用量可用。即
，，，
相應(yīng)地
，，
切削工時
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-41工步輔助時間為：1.76min
3.0工序30：粗銑
機床：X5028刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)
①粗銑a面
銑削深度
每齒進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取
銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取
機床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：2.03min
②粗銑b面
同樣的銑削深度
每齒進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-73，取
銑削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-81，取
機床主軸轉(zhuǎn)速：，
取
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-81,
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.52min
4.工序40：粗銑
機床：X6022型臥式銑床刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為14)，材料：，
，齒數(shù)，為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=2mm
所以銑削深度：
每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-73，取銑削速度：
參照參考文獻[3]表2.4-81，取
機床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻[3]表3.1-74
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-81,
切削工時
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長度：
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.57min
5. 工序5.0鏜孔
機床：臥式鏜床刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：
切削深度：，毛坯孔徑。
進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度
=2.5mm。因此確定進給量。
切削速度：參照參考文獻[3]表2.4-9取
機床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻[3]表3.1-41取
實際切削速度：
工作臺每分鐘進給量：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-37工步輔助時間為：2.61min
6.0工序60粗銑
機床：X6022型臥式銑床
刀具：錯齒三面刃銑刀
切削深度：
根據(jù)參考文獻查[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[2]表2.4-76得：
進給量,根據(jù)參考文獻[3]表查得切削速，
機床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻[2]表3.1-74取
實際切削速度：
進給量：
機床工作臺每分進給量：
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：
=42mm
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.92min
7.0工序70擴孔
加工機床為Z535立式鉆床。擴孔鉆為?24.7mm標準高速鋼擴孔鉆；
確定擴孔切削用量
①確定進給量 根據(jù)參考文獻[2]，表28-31，有
。根據(jù)Z535機床說明書，取
=0.57mm/r。
②確定切削速度及 根據(jù)表28-33，取。修正系數(shù)：
，故
查機床說明書，取。實際切削速度為
切削工時
被切削層長度：
刀具切入長度，有：
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-41工步輔助時間為：1.16min
8工序80半精銑
機床：X6022型臥式銑床
刀具：錯齒三面刃銑刀
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[2]表查得：進給量,根據(jù)參考文獻[3]表
查得切削速度，
機床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻[3]表3.1-74取
實際切削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長度：
=42mm
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.41min
本工序機動時間
9.工序90半精銑
機床：X6022型臥式銑床
刀具：錯齒三面刃銑刀
刀具直徑D=80，齒數(shù)Z=16，
單邊余量：Z=1.0mm
銑削深度：
根據(jù)參考文獻[2]表查得：進給量,根據(jù)參考文獻[3]表
查得切削速度
機床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻[3]表3.1-74取
實際切削速度：
進給量：2.88
工作臺每分進給量： 162.3
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，15mm
刀具切入長度：
=42mm
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.94min
10.工序100半精鏜
機床：臥式鏜床
刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料：
切削深度：
進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為
=。因此確定進給量
切削速度：參照參考文獻[3]表2.4-9，取
機床主軸轉(zhuǎn)速：
，取
實際切削速度，：
工作臺每分鐘進給量：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
行程次數(shù)：
機動時間：
所以該工序總機動工時
查參考文獻[1]，表2.5-37工步輔助時間為：1.86min
11.工序110精銑
機床：X6022型臥式銑床
刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為)，材料：， ，齒
數(shù)Z=25，為細齒銑刀。
精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm
銑削深度：
每齒進給量：根據(jù)參考文獻[3]表2.4-73，取銑削速度：
參照參考文獻[3]表2.4-81，取
機床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻[3]表3.1-31
實際銑削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
被切削層長度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長度：精銑時
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.94min
12.工序120鉸孔
加工機床為Z535立式鉆床。鉸刀為?25mm標準高速鉸刀。
確定鉸孔切削用量
①確定進給量 根據(jù)表28-36，，按該表注4，進給量取
小植。查Z535說明書，取。
②確定切削速度及 由表28-39，取。由表28-3，得修正
系數(shù)
，
故
查Z535說明書，取，實際鉸孔速度
切削工時
被切削層長度：
刀具切入長度，
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-41工步輔助時間為：1.51min
該工序的加工機動時間的總和是：
13工序130鉆孔
機床：Z535立式鉆床
刀具：20.50直柄短麻花鉆
確定鉆削用量
確定進給量 根據(jù)參考文獻[2]，表28-10可查出
查Z535立式鉆床說明書，取。根據(jù)參考文獻[2]表28-8，鉆頭
強度所允許是進給量。由于機床進給機構(gòu)允許的軸向力
（由機床說明書查出），根據(jù)參考文獻[2]，表28-9，允許的進
給量。由于所選進給量遠小于及，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[2]，表28-15，
由插入法得，，由
實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論進行修正。根據(jù)
參考文獻[2]，由表28-3，，，故
查Z535機床說明書，取。實際切削速度為
由參考文獻[2]，表28-5，，故
校驗機床功率 切削功率為
機床有效功率
故選擇的鉆削用量可用。即
，，，相應(yīng)地
，，
切削工時
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度： 取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-41工步輔助時間為：1.58min
14.工序140攻絲
機床：Z535立式鉆床
刀具：細柄機用絲錐（）
進給量：由于其螺距,因此進給量
切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-105，取
機床主軸轉(zhuǎn)速：，取
絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取
實際切削速度：
被切削層長度：
刀具切入長度：
刀具切出長度：
走刀次數(shù)為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-41工步輔助時間為：1.33min
15工序150銑削 機床：X6022
型臥式銑床刀具：中齒鋸片銑刀
刀具直徑D=80mm，齒數(shù)Z=32，寬度L=4mm。
切削深度：
根據(jù)參考文獻[2]表查得：進給量,根據(jù)參考文獻[3]表
查得切削速度，
機床主軸轉(zhuǎn)速：
，
按照參考文獻[3]表3.1-74取
實際切削速度：
進給量：
工作臺每分進給量：
被切削層長度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長度：
=41mm
刀具切出長度：取
走刀次數(shù)為1
機動時間：
查參考文獻[1]，表2.5-45工步輔助時間為：1.59min
2.6本章小結(jié)
本章節(jié)主要從零件的結(jié)構(gòu)和外型入手分析，從而得出設(shè)計毛坯的依據(jù)。再查閱有關(guān)資料，設(shè)計出零件加工的毛坯。在工藝規(guī)程的制定上，將兩種方案進行比較，選取一個最佳方案來。在計算每一步的切削用量時，先選用刀具和機床，再查閱資料找出進給量，由它算出機床所需的轉(zhuǎn)速，翻閱機床手冊選一個最接近它的一值。算切削速度、機動時間等。
第3章 專用夾具設(shè)計
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度。在加工此拔叉零件時，需要設(shè)計專用夾具。
3.1鉆孔夾具設(shè)計
3.1.1問題的提出
本夾具主要用來鉆拔叉頂部螺紋孔的底孔。這個孔距右平面有尺寸精度要求為，與中心孔垂直。因為位置精度要求不高，也無需表面粗糙度要求，故再本道工序加工時主要應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。
3.1.2夾具的設(shè)計
①定位基準的選擇
此零件放在Z535立式鉆床上加工，刀具為20.50直柄短麻花鉆。由零件分析，選擇用中心孔的長銷加上這個孔的一面定位，就可以限制5個自由度，在由下面的大孔加個削邊銷就可以實現(xiàn)完全定位。
②定位元件與夾緊元件的選擇
查參考文獻[1]，表5.2-6，選用固定式定位銷
圖3.11 固定式定位銷（GB2203-80）
圖3.12 削邊銷（GB2203-80 B型）
壓板選用操作方便的轉(zhuǎn)動壓板
圖3.13 轉(zhuǎn)動壓板（GB2176-80）
③切削力與夾緊力的計算
由于本道工序完成螺紋底孔的鉆削，因此切削力為鉆削力。由參考文獻[1]，表2.4-69得：
軸向力F：
扭矩M：
式中：
∴
如圖：
圖3.14 扭矩圖
夾緊力的方向在軸線上，與M產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩同軸，所以夾緊力F不需要太大，只要工件相對與夾具體沒有移動就可以了。
④鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計
螺紋底孔的加工只需鉆削加工就能滿足加工要求?？紤]到鉆套可能出現(xiàn)的磨損，故查參考文獻[1]，表5.2-13選用可換鉆套（GB2264-80其結(jié)構(gòu)如下圖所示），當磨損就可更換。與其裝配的是鉆套用襯套（GB2263-80查表5.2-14），起固定的是鉆套螺釘（GB2268-80查表5.2-16）。
圖3.15 可換鉆套
表3.1 可換鉆套
d
D
H
h
C
r
基
本
尺
寸
極
限
偏
差
基
本
尺
寸
極
限
偏
差
20.5
+0.041
+0.020
30
+0.021
+0.008
46
42
25
12
5.5
18
1
3
2.5
29.5
圖3.16 鉆套用襯套
表3.2 鉆套用襯套
d
D
H
C
基本尺寸
極限偏差
基本尺寸
極限偏差
30
+0.041
+0.020
42
+0.033
+0.017
25
1
3
圖3.17 鉆套螺釘
表3.3 鉆套螺釘
d
L1
d1
D
d2
L
L0
n
t
基本尺寸
極限偏差
基本尺寸
極限偏差
M8
5.5
+0.20
+0.05
12
-0.05
-0.16
20
6
22
11.5
2
2.5
鉆模板選用伸出式鉆模板，用螺釘將其連接在夾具體上。安裝前先調(diào)整好位置然后用銷定位，后用螺釘將其擰緊在夾具體上。鉆模板參見鉆孔裝配圖。
⑤夾具精度分析
利用夾具在機床上加工時，機床、夾具、工件、刀具等形成一個封閉的加工系統(tǒng)。它們之間相互聯(lián)系，最后形成工件和刀具之間的正確位置關(guān)系。因此在夾具設(shè)計中，當結(jié)構(gòu)方案確定后，應(yīng)對所設(shè)計的夾具進行精度分析和誤差計算。
由工序可知，本道工序只需鉆螺紋底孔，所以孔的精度無需考慮，只保證它垂直與中心孔就可以了。由于是立鉆，又是一面兩銷定位，在垂直方向可能存在偏轉(zhuǎn)（參見鉆孔裝配圖）。其計算同前面的計算相同。
轉(zhuǎn)角定位誤差為既是（由下的圖可知）：
圖3.18 轉(zhuǎn)角誤差分析圖
除了上面的誤差外，影響孔位置度的因素還有：
1）、鉆模板上裝襯套孔的尺寸公差：
2）、襯套與鉆套配合的最大間隙：
3）、鉆套與鉆頭配合的最大間隙：
4）、鉆套的同軸度公差：
∴綜合誤差為：
能滿足零件要求。
⑥夾具體設(shè)計
夾具體的設(shè)計參考鉆孔夾具體零件圖。
3.2本章小結(jié)
在本章是對夾具結(jié)構(gòu)的設(shè)計和分析其精確度的階段。重點在于選擇基準面將零件如何定位、夾緊在夾具體上。在選擇基準面時，主要參考已加工面，在此主要用到的是一面兩銷定位，一個圓柱銷和一個削邊銷，他們分別穿過已加工過的長中心孔和大端面的孔，再由中心孔的一面定位，就使零件在夾具體上完全定位了。選用壓緊件時，分別用了移動和轉(zhuǎn)動壓板。最后設(shè)計出夾具體，參考有關(guān)資料計算夾具的定位誤差。
第4章 結(jié)論
這次課設(shè)使我對機床夾具設(shè)計有了更深刻的理解，特別使其中的技術(shù)要求。同時感覺到了細節(jié)的重要性。作為一個設(shè)計者不僅應(yīng)掌握良好的專業(yè)知識，有一個認真仔細的心態(tài)，還有有一個冷靜的心態(tài)，遇到問題不能慌亂，不知所措
首先根據(jù)工件的加工要求，我選擇了鉆床，因此加工方向式垂直與水平面的。然后工件主要定位部分為直徑為φ30mm的中心孔和一側(cè)端面，用長銷小平面定五個自由度。雖然沒有滿足六個自由度的要求，但是不影響機床夾具的工作。因為被加工件需要鉆2個孔不限制Z向的旋轉(zhuǎn)會增進效率。最后是將定位銷和支承板固定在夾具體上，利用銷定位、螺柱、螺母和內(nèi)六角螺釘進行定位、夾緊。這樣將工件穩(wěn)固的夾緊在機床上，能更方便，準確的進行鉆孔加工。通過以上這些步驟，此機床夾具可以正常工作，此項設(shè)計方案可實施。通過精度驗算可知，此項機床夾具可施行。工件的定位、夾緊符合要求。
在設(shè)計的過程中，雖然感覺到了我的不足之處，但是我也學(xué)到了不少東西。在一定程度上，使我對以前學(xué)習(xí)過的東西有了加深理解和熟練操作。課程設(shè)計是機械專業(yè)學(xué)習(xí)的一個重要的、總結(jié)性的理論和實踐相結(jié)合的教學(xué)環(huán)節(jié)，是綜合運用所學(xué)知識和技能的具體實踐過程。通過本次夾具設(shè)計，我對所學(xué)的專業(yè)知識有了更深刻的理解和認識。課程設(shè)計內(nèi)容源于生產(chǎn)實踐，使得課程設(shè)計和實踐得到了充分的結(jié)合，有利于培養(yǎng)解決工程實際問題的能力。上學(xué)期在沈飛進工廠實習(xí)或參觀的時候?qū)A具也有所了解，而這次課程設(shè)計的經(jīng)歷，使我對夾具有了更深刻的認識
我們在這次的學(xué)習(xí)實踐中看到了自己的不足，同時發(fā)現(xiàn)到自己的一個不足，意味著我們成長了一點，如果我們每天成長一點點，那么我們會穩(wěn)扎穩(wěn)打的走向成功。
致謝
為期兩周的課程設(shè)計轉(zhuǎn)眼就過去了。通過這兩個星期的課程設(shè)計，使我綜合的運用了幾年所學(xué)的專業(yè)知識。在課程設(shè)計中，發(fā)現(xiàn)自己在理論與實踐中有很多的不足，自己知識中存在著很多漏洞，看到了自己的實踐經(jīng)驗還是比較缺乏，理論到實踐的能力還急需提高。
首先，感謝學(xué)校給我們提供這次難得的實習(xí)機會，這讓我真切的體會到理論與實際相結(jié)合的意義，為我今后的機械制造技術(shù)設(shè)計思路奠定了基礎(chǔ)。從次課程設(shè)計中能讓我們學(xué)習(xí)到一些課本中不能引起我們注意的細節(jié)東西，感謝學(xué)校為我們提供的寶貴學(xué)習(xí)機會！
我非常感謝我的指導(dǎo)教師張海華老師和張福老師。兩周來，我時刻體會著兩位老師嚴肅的科學(xué)態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，不論天氣有多么的炎熱，都會在我們身邊細心指導(dǎo)。在課外時間，我們不明白一些設(shè)計的問題和有關(guān)畫圖方面的問題時，每次去老師那里，老師都會在百忙之中給我們足夠的時間去問問題，有時還會和我坐下來一起討論設(shè)計的方案。當我的提出的方案不是經(jīng)濟實用的時候老師會細心講解給予更好的意見。整個過程，兩位老師都傾注了大量的心血。正是在老師科學(xué)、嚴謹?shù)闹笇?dǎo)下，我的課程設(shè)計才能順利進行，這篇論文也才得以順利完成。兩位老師不僅在學(xué)習(xí)上對我嚴格要求，在我們的思想行為上都給予了教育與指導(dǎo)。
這次課程設(shè)計雖然我完成的不是很成熟，但是通過老師的幫助和自己的努力完成課程設(shè)計還是讓我有一種自豪感，這是我自己真的去思考，設(shè)計，查詢資料得來的成果。在這次課程設(shè)計結(jié)束的時候，我感到有一種輕松感，不是因為課程設(shè)計不用再做了，而是因為我從這次課程設(shè)計中獲得了知識，有所學(xué)、有所用。更加知道我們將來能做什么，會做什么，該做什么。讓我們對行業(yè)有了了解，讓我們對自己的未來有了規(guī)劃。
感謝兩位老師的細心指導(dǎo)！
附件
1. 鉆M22螺紋底孔夾具裝配圖
2. 鉆孔夾具體
3. 工件零件圖
4. 工件毛坯圖改
5. 工序卡
6. 工藝過程卡片
參考文獻
[1] 作者：吳宗澤，羅圣國，書名《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》，出版者：高等教育出版社，出版年：1999，引用部分起止頁：37～46。
[2] 作者：李慶余，書名《機械制造裝備設(shè)計》，出版者：機械工業(yè)出版社，出版年：2008年，版次：2版
[3] 作者：張海華，書名《機械制造裝備設(shè)計指導(dǎo)書》 ，出版者：機械工程系，引用部分起止頁：44～46頁。
[4] 作者：薛源順，書名《機床夾具圖冊》 ，出版者：機械工業(yè)出版社， 出版年2003年，版次：1版