CA6140拨叉加工工艺及夹具设计.doc

河南科技学院
2009届本科毕业论文（设计）

论文题目：CA6140拨叉加工工艺及夹具设计

学生姓名： 任耀亮

所在院系： 机电学院

所学专业： 机电技术教育

导师姓名： 田 峰

完成时间：2009 年5 月20日

摘 要
本设计是车床拨叉零件的加工工艺及专用夹具设计。从零件的结构外型分析，它的外型复杂，且不易加工，因此该零件选用铸造件。它的主要加工面是孔、拨叉叉口两端面和槽，在设计中采用先面后孔的原则，先以一个面加工出一个基准面，然后，再以该基准面加工相应的孔。在后面的工序中，均以该孔为定位基准，加工其他部位，在整个加工过程中，分别采用了铣床、钻床和镗床。按要求设计了镗孔专用夹具，采用一面两销定位。由于该零件的尺寸不大，所需的夹紧力不大。因此，夹紧方式都采用手动夹紧，它的夹紧简单，机构的设计更为方便，满足夹紧要求。

关键词： 拨叉，加工工艺，专用夹具，定位
The plectrum parts processing and special fixture
Designs to the lathe of CA 6140
Abstract
This design is a lather plectrum parts processing and special fixture designs. Appearance from the analysis of the structure of parts, it looks complicated and difficult process, the choice of casting parts. Its main processing side holes at both ends of fork surface and groove, used in the design after the first hole of the principle of surface, first with a surface of a base-level processing, and then base-level processing of the corresponding hole. Behind the processes, are the base of the hole for positioning, processing other parts of the body, in the whole process, namely the use of a milling machine, drilling and boring machine Required to design a special jig boring, using a two-pin position. Due to the size of the parts do not, the clamping force is not required. Therefore, the clamping means are manually clamping, clamping it simple, more convenient for the design of institutions to meet the requirements clamping.

Keywords：Fork，Processing, Technology, Dedicated fixture, Positioning
目 录
1 绪论 1
2 概述 1
2.1 选题的目的和意义 1
2.2 国内外研究现状及发展趋势 1
3 零件的分析 2
3.1 零件的作用 2
3.2 零件的工艺分析 2
3.3 本章小结 3
4 工艺规程设计 3
4.1 确定毛坯的制造形式 3
4.2 基面的选择 4
4.2.1 粗基准的选择 4
4.2.2精基准的选择。 4
4.3 制定工艺路线 4
4.3.1工艺路线方案一 4
4.3.2 工艺路线方案二 4
4.3.3工序方案的比较与分析 5
4.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 6
4.4.1 侧平面加工余量的计算 6
4.4.2 大头孔两侧面加工余量的计算 6
4.4.3大小头孔的偏差及加工余量计算 7
4.5 确定切削用量及基本工时 7
4.5.1 工序1 7
4.5.2 工序2 9
4.5.3 工序3 12
4.5.4 工序4 13
4.5.5 工序5 15
4.5.6 工序6 16
4.5.7 工序7 17
4.5.8 工序8 18
4.6 本章小结 19
5 镗孔夹具设计 19
5.1 问题的提出 19
5.2 夹具设计 19
5.2.1 定位基准的选择 19
5.2.2 夹具方案的确定 19
5.2.3 误差分析与计算 21
5.2.4 切削力及夹紧力的计算 22
5.3 本章小结 24
6 结束语 25
致谢 27
参考文献 28
1 绪论
机械制造加工工艺与机床夹具设计主要是对零件的加工工艺进行分析和对零件的某几个主要部位进行专用夹具的设计，从零件的工艺来说，它主要是分析零件在进行加工时应注意什么问题，采用什么方法和工艺路线加工才能更好的保证精度，提高劳动生产率。就专用夹具而言，好的夹具设计可以提高产品生产率、精度、降低成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。在本次设计中，就针对拨叉831006的加工工艺进行分析，制定和比较加工工艺路线，选择一种较好的加工工艺路线进行加工。并对拨叉ｍｍ的半孔进行专用夹具的设计，在这过程中，制定多套夹具方案分别对各夹具的定位误差和精度进行分析计算，选择其一，以完成本次设计。通过这次设计，培养了编制机械加工工艺规程和机床夹具设计的能力，这也是在进行毕业之前对所学课程进行的最后一次深入的综合性复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我们的大学生活中占有十分重要的地位。
就个人而言，希望通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己的分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。
2 概述
2.1 选题的目的和意义
机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。然而夹具又是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。因此，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品生产在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。
2.2 国内外研究现状及发展趋势
在我国现阶段拨叉类零件的加工还没有达到现代自动化的加工水平。在批量的生产中，它的加工工艺还需要人工画线的方法来保证其精度，而对工件的装夹也是通过人工的方法进行的。因此，我国对拨叉类不规则零件的加工还处于效率低、加工成本高的阶段。
随着机械工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，气动、液压夹紧等夹具正是适应发展的产物。它对缩短工艺装备的设计、制造周期起到至关重要的作用。国外把柔性制造系统作为开发新产品的有效手段，并将其作为机械制造业的主要发展。夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。
3 零件的分析
3.1 零件的作用
车床的拨叉位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照操作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件下方的ｍｍ孔与操纵机构相连，而上方的ｍｍ半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。
3.2 零件的工艺分析
拨叉831006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、大头孔两侧面和大小头孔内壁粗糙度要求都是，所以都要求精加工。其大头孔轴与侧面有垂直度的公差要求，所要加工的槽，在其槽两侧面有平行度公差和对称度公差要求等。因为零件的尺寸精度、几何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部件的装配质量，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。
由拨叉零件图（图1）我们可以知道本零件共有5组加工面，现分述如下：
（1）以ｍｍ孔为中心的一组表面。
（2）以ｍｍ孔为中心的一组加工表面。这一组表面包括：
ｍｍ孔的内表面及其两端面，ｍｍ孔截断部分平面。
（3）零件的下底面。
（4）ｍｍ圆柱面上的斜面。
（5）零件下底面ｍｍ的槽的三个面。
其中ｍｍ孔的两端面以及ｍｍ的槽两个侧面都与ｍｍ孔又一定的位置要求，分别为：ｍｍ孔的两端面与ｍｍ孔轴线的垂直度误差为0.1ｍｍ，槽ｍｍ的两侧面与ｍｍ孔轴线的垂直度误差为0.08mm。
由以上分析可知，在选择各表面、孔及槽的加工方法时，要考虑加工表面的精度和表面粗糙度要求，因此要选择合理的方法进行零件的加工可选择加工其中一组表面，然后借助于夹具加工其余表面。

图1 拨叉零件图
3.3 本章小结
本章主要是对拨叉831006的分析，主要从拨叉的作用、工艺和加工要求等方面进行了分析，经过查阅大量的参考资料，和上面的分析使对拨叉831006有了进一步的认识，为后面的设计打下了坚实的基础。
4 工艺规程设计
4.1 确定毛坯的制造形式
零件材料为HT200，考虑到车床在加工中的变速虽然不像其它机器那么频繁。但是，零件在工作过程中，也经常要承受变载荷及冲击性载荷，且它的外型复杂，不易加工。因此，应该选用铸件以提高劳动生产率，保证精度，由于零件的年生产量为5000件已达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用金属型铸造，这样可以提高生产率，保证精度。

4.2 基面的选择
由以上分析可知。该拨叉零件的主要加工表面是平面、孔和槽等面。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于拨叉831006来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系以及槽的各尺寸精度。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更严重的还会造成零件大批量报废，使生产无法正常进行。
4.2.1 粗基准的选择
对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取孔的内表面作为定位基准，利用一短销大平面，限制5个自由度，再以一个菱形销限制最后1个自由度，达到完全定位,再用螺栓夹紧，然后进行铣削。
4.2.2精基准的选择。
主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。
4.3 制定工艺路线
制定工艺路线的出发点,应当使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能机床配以专用工具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。
4.3.1工艺路线方案一
如表1
此工序不能保证其质量，但可以进行精度要求不高的生产。综合考虑以上步骤，得到下面工艺路线。
4.3.2 工艺路线方案二
如表2
此工序虽然工序增加了工时，但是质量大大提高了。

4.3.3工序方案的比较与分析
表1 工序方案一
工序号
工序内容
工序一
粗、精铣孔上端面
工序二
钻、扩、铰、精铰孔
工序三
切断
工序四
粗、精铣孔两侧面
工序五
粗、精镗孔
工序六
铣下平面
工序七
粗、精铣mm槽
工序八
粗铣斜平面
工序九
检查

表2 工序方案二
工序号
工序内容
工序一
粗、精铣孔上端面
工序二
钻、扩、铰、精铰孔
工序三
粗、精铣孔两侧面
工序四
粗、精镗孔
工序五
铣下平面
工序六
粗、精铣mm槽
工序七
粗铣斜平面
工序八
切断
工序九
检查
方案一工艺路线在工序三就将孔锯开，在后面的工序铣孔的两侧面的时候，工件的加工面可以减少不少的设计，但是在后面的工序中进行的加工，特别是定位和孔的加工就有相当大的难度，如果用方案一进行孔的加工时，在上面的工序中已经锯断，只有进行半圆的加工。这样的加工在一般的机床上是不保证精度的，若想要保证精度只有在数控机床上，那样的话生产成本将提高了很多。方案二就解决了上述产生的问题，将的孔到了最后的时候才将其锯开，这样不仅保证了孔的精度，而且在后面工序中的加工也可以用的孔来作为定位基准。这样的加工可以在一般的机床上就可以进行加工了，不仅保证了精度，还降低了生产成本。由以上分析：方案二为合理、经济的加工工艺路线方案。具体的加工工艺过程（如表3）：
表3 工序方案三
工序号
工序内容
工序一
铸造。
工序二
热处理。
工序三
粗、精铣孔上端面。
工序四
钻、扩、铰孔。
工序五
粗、精铣孔两侧面。
工序六
粗、精镗孔。
工序七
铣下平面。
工序八
粗、精铣mm槽。
工序九
粗铣斜平面。
工序十
切断。
工序十一
检查。
4.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
CA6140车床拨叉A，零件材料为HT200，硬度190～210HB，毛皮重量1.0kg生产类型大批量，铸造毛坯。
根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工艺尺寸和毛坯尺寸如下：
4.4.1 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：余量值规定为，现取
精铣：余量值规定为。取1.0mm
铸造毛坯的基本尺寸为
粗铣后最大尺寸为：
精铣后尺寸与零件图尺寸相同，且保证各个尺寸精度。
4.4.2 大头孔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：余量值规定为，现取。
精铣：其余量值规定为。取1.0mm。
铸造毛坯的基本尺寸为。
粗铣后最大尺寸为：。
精铣后尺寸与零件图尺寸相同，且保证各个尺寸精度。
4.4.3大小头孔的偏差及加工余量计算
钻孔到要求尺寸：
根据工序要求，小头孔分为钻、扩、铰三个工序，工序尺寸及加工余量为：
钻孔： mm
扩孔： mm
铰孔：
镗孔到要求尺寸：
加工该组孔的工艺是：粗镗——精镗
粗镗：孔，余量值为；
精镗：孔，余量值为；
孔毛坯基本尺寸为：
粗镗工序尺寸为：mm
精镗工序尺寸为： 从而达到要求。
据以上原始资料及加工路线，分别确定各加工表面的机械加工余量及毛坯尺寸（如图2）
4.5 确定切削用量及基本工时
4.5.1 工序1
粗、精铣孔上平面
（1）粗铣孔上平面
机床：X52K。
刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：，，齿数，此为粗齿铣刀。因其单边余量：Z=2mm，所以铣削深度 ： =2mm
每齿进给量：取=0.12mm/Z
铣削速度：取=1.33m/s
机床主轴转速：
（1）式中 V—铣削速度；
D—刀具直径。
代入式（1）得
，
查X52K说明书取
实际铣削速度v：

图2拨叉毛坯图
进给量：
工作台每分进给量：

切削工时：
被切削层长度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入长度：
（2）
==7mm
刀具切出长度：取=2mm
走刀次数为1
机动时间：
（2）精铣孔上平面
机床： X52K。
刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：，D=100mm ，齿数12，
精铣该平面的单边余量：Z=1.0mm
铣削深度：
每齿进给量：
铣削速度：
机床主轴转速：由式（1）得
，取n=600r/min
实际铣削速度v：
进给量：
工作台每分进给量：
被切削层长度：由毛坯尺寸可知
刀具切入长度：精铣时
刀具切出长度：取
4.5.2 工序2
加工孔mm到要求尺寸
机床：Z535立式钻床.加工工序为钻、扩、铰，加工刀具分别为：钻孔：标准高速钢麻花钻；扩孔：标准高速钢扩孔钻；铰孔：标准高速铰刀。选择各工序切削用量：
（1）确定钻削用量
1）确定进给量f：，由于孔深度比 ，，故：。查Z535立式钻床说明书，取。
2）确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率 由插入法得
，
，
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。
查表，，，故

查Z535机床说明书，取。实际切削速度为

，故

3）校验机床功率 切削功率为

机床有效功率
，故选择的钻削用量可用。即
，，，，相应地：
，，
被切削层长度：
刀具切入长度：

刀具切出长度： 取
走刀次数为1
机动时间：
（2）确定扩孔切削用量
1） 确定进给量：。根据Z535机床说明书，取=0.57mm/r。
2）确定切削速度及 根据表取。修正系数：
，
故

查机床说明书，取。实际切削速度为

切削工时
被切削层长度：
刀具切入长度，有：
刀具切出长度： 取
走刀次数为1
机动时间：
（3）确定铰孔切削用量
1）确定进给量：，查Z535说明书，取。
2）确定切削速度及 取。查表取修正系数
，

故

查Z535说明书，取，实际铰孔速度

切削工时
被切削层长度：
刀具切入长度，
（3）
由式（3）得

刀具切出长度： 取
走刀次数为1
机动时间：
该工序的加工机动时间的总和是：
3）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：，，，
扩孔：，，，
铰孔：，，，
4.5.3 工序3
粗、精铣mm孔两侧面
（1）粗铣两侧面
机床：X52K
刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，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：
铣削速度：
机床主轴转速：由式（1）得
，取
实际铣削速度：
进给量：
工作台每分进给量：
：
切削工时
被切削层长度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入长度：
（4）

刀具切出长度：取
走刀次数为1
机动时间：
（2）精铣两侧面
机床：X52K
刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：， ，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：
铣削速度：
机床主轴转速：由式（1）得
，取
实际铣削速度：
进给量：
工作台每分进给量：
被切削层长度：由毛坯尺寸可知
刀具切入长度：精铣时
刀具切出长度：取
走刀次数为1
机动时间：
4.5.4 工序4
粗、精镗孔
机床：卧式镗床
刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：
（1）粗镗孔
切削深度：，毛坯孔径。
进给量：刀杆伸出长度取，
切削深度为2.2mm。因此确定进给量。
切削速度：取
机床主轴转速：由式（1）得
，取
实际切削速度：
工作台每分钟进给量：
被切削层长度：
刀具切入长度：
刀具切出长度： 取
行程次数：
机动时间：
（2）精镗mm孔
切削深度：
进给量：刀杆伸出长度取，切削深度为。因此确定进给量
切削速度：取
机床主轴转速：
，取
实际切削速度，：
工作台每分钟进给量：
被切削层长度：
刀具切入长度：
刀具切出长度： 取
行程次数：
机动时间：
所以该工序总机动工时
4.5.5 工序5
粗、精铣下平面
（1）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：， ，齿数，此为粗齿铣刀。Z=2mm，
铣削深度：
每齿进给量：取
铣削速度：取
机床主轴转速：
，取
实际铣削速度：
进给量：
工作台每分进给量：
：
切削工时
被切削层长度：由毛坯尺寸可知。
刀具切入长度
刀具切出长度：取
走刀次数为1
机动时间：
（2）精铣下平面
机床：X52K。
刀具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料：， ，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：取
铣削速度：取
机床主轴转速：由式（1）得
，取
实际铣削速度：
进给量：
工作台每分进给量：
被切削层长度：由毛坯尺寸可知
刀具切入长度：精铣时
刀具切出长度：取
走刀次数为1
机动时间：
4.5.6 工序6
粗、精铣槽
（1）粗铣槽
机床：X52K
刀具：整体直齿铣刀 Z=20 D=100mm
切削深度：
进给量,，切削速度，
机床主轴转速：由式（4）得
，取
实际切削速度：
进给量：
工作台每分进给量：
被切削层长度：由毛坯尺寸可知
刀具切入长度：=52mm
刀具切出长度：取
走刀次数为1
机动时间：
（2）精铣槽
刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀
切削深度：
进给量,
切削速度，
机床主轴转速：由式（1）得
，取
实际切削速度：
进给量：
工作台每分进给量：
被切削层长度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入长度：=52mm
刀具切出长度：取
走刀次数为1
机动时间：
本工序机动时间
4.5.7 工序7
粗铣斜平面
工件材料； HT200，铸造。
机床：X52K。
刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。Z=3mm，
铣削深度：
每齿进给量：取
铣削速度：取
机床主轴转速：由式（1）得
，取
实际铣削速度：
进给量：
工作台每分进给量：
：根据零件图可知
切削工时
被切削层长度：由毛坯尺寸可知l=21mm
刀具切入长度：
（5）

刀具切出长度：取
走刀次数为1
机动时间：
4.5.8 工序8
铣断
机床：
刀具：细齿锯片铣刀，D=100mm L=4mm d=22mm Z=80
切削深度：
进给量,
切削速度。
机床主轴转速：由式（1）得
，取
实际切削速度：
进给量：
工作台每分进给量：
被切削层长度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入长度：
=52mm
刀具切出长度：取
走刀次数为1
机动时间：
最后将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其他数据，一并填入机械加工工艺过程卡，见附表
4.6 本章小结
本章主要讲述的是毛坯零件尺寸的确定、工艺路线以及切削用量、加工工时计算和时间定额计算。它主要是保证零件在加工时能够有足够的余量进行粗、精加工保证精度，同时，对在加工中所需的机床、刀具等都进行选择。再查阅工具书确定切削进给量、机床转速等进行计算工时，将所计算的各结果填写到相应的工序卡片中，并与所给的任务书进行用量比较，看能否完成加工。经过上文的计算分析所选的刀具、机床等都能达到生产要求，将进行下一步的设计。工艺过程卡片详见（附图）。
5 镗孔夹具设计
为了达到提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度的目的。在加工车床拨叉零件时，需要设计专用夹具。
5.1 问题的提出
利用本夹具主要用来镗加工孔mm。加工时除了要满足粗糙度要求外，还应满足孔轴线对底孔有位置度公差要求。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。
5.2 夹具设计
5.2.1 定位基准的选择
由零件图可知：孔mm的轴线与底孔有位置度要求，在对孔进行加工前，小头孔进行了粗、精加工。因此，选底孔为定位精基准（设计基准）来满足位置度公差要求。（如图3）：
5.2.2 夹具方案的确定
设计专用夹具的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等的技术要求能够得到合理的保证。在生产纲领已经确定为大批生产的条件下，应该使所设计的专用夹具在加工过程中装夹方便，有较高的生产效率。因此，我设

图3 镗孔定位
计了两个夹具方案以供选择，其方案如下：
（1）夹具设计方案一
在加工本工序之前，工件的大头孔两端面、小头孔及它的端面都均已经加工过。因此，我选择小头孔用长心轴定位，以大小头孔的左端面为定位面，并在大头孔的下方用一档销定位，以实现典型的一面两销定位。在大小头孔之间用一个移动压板压在连接板上，实现夹紧。并选用固定镗套作为刀具的导向装置。
（2）夹具设计方案二
在加工本工序之前，工件的大头孔两端面、小头孔及它的端面都均已经加工过。在小头孔用一长销定位，以小头孔的左端面作为定位面，在大头孔下方用一定位块作为档销以实现一面两销定位。在小头孔的心轴右端用一个带肩的螺母和开口垫圈作为压紧，在加工处用一辅助支撑以抵消加工时所产生的轴向力。
（3）方案的比较分析
上述两个夹具方案的特点在于：它们都采用了典型的一面两销定位，它们的不同之处在于，方案一是以两个平面同时作为一个定位面，采用移动压板作为夹紧机构。方案二是以定位环作为定位面，在心轴上加一个螺母进行了夹紧，在加工处用一螺钉作为辅助支撑。通过对它们的比较方案一以两个不同的平面同时作为定位面，如果那两个平面在加工的时候，出现了加工误差，则在以这两个面作为定位面进行孔的加工会出现受力不均的情况，使工件受较大的外力而变形。而方案二用一个定位环作为定位面就解决了这个问题，因此，我选择方案二作为加工本工序的专用夹具。（如图4）：

图4 夹具方案
5.2.3 误差分析与计算
该夹具以两个平面定位，要求保证孔轴线与端面间的尺寸公差以及孔轴线与底孔的位置度公差。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的工序公差。
由于本工序的加工是以心轴定位,工件孔和心轴的误差可分为以下两种:一是工件以圆孔在过盈配合圆柱心轴上定位,所以定位副之间无径向间隙,也即这时不存在径向基准位移误差(,)。工件在轴线方向上的轴向定位误差，则可利用夹紧力加以控制。由此可见，过盈配合圆柱心轴的定位精度是相当的高。二是以圆孔在间隙配合圆柱心轴上定位，根据心轴放置位置的不同，有不同情况。在设计中，是将心轴水平放置，由于定位副间存在径向间隙，因此，有径向基准位移误差。在重力作用下，定位副只存在单边间隙，即工件始终以孔壁与心轴母线接触。故此时的径向基准位移误差仅在Z轴方向，且向下。（如图5）：
由《机床夹具设计手册》可得：定位误差（两个垂直平面定位）：
（6）
式中 ——定位副间的最小配合间隙；
——工件圆孔直径公差；
——心轴外圆直径公差，
由式（6）可知，
（1）夹紧误差：
（7）

图5 定位分析
其中接触变形位移值：
（8）

（2） 磨损造成的加工误差：通常不超过
（3） 夹具相对刀具位置误差：取
误差总和：
从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。
5.2.4 切削力及夹紧力的计算
镗刀材料：（硬质合金镗刀）
刀具的几何参数：
由参考文献《机床夹具设计手册》可得：
圆周切削分力公式：
（9）
式中 ——圆周切削分力；
——背吃刀量；
——修正系数；
f——每转进给量。
式中
由公式：
（10）
式中 ——考虑工件材料机械性能的系数；
——考虑刀具几何参数的系数。
查参考文献得： 取
由参考文献可得参数：
即：
同理：径向切削分力公式 ：
（11）
式中 ——径向切削分力；
——背吃刀量；
——修正系数；
f——每转进给量。
式中参数：
即：
轴向切削分力公式 ：
（12）
式中 ——轴向切削分力；
——背吃刀量；
——修正系数；
f——每转进给量。
式中参数：
即：
根据工件受切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：
（13）
式中 ——实际所需夹紧力；
——在一定条件下，由静力平衡计算出的理论夹紧力；
——安全系数。
安全系数K可按下式计算：
（14）
式中 ——加工性质；
——刀具钝化程度；
——切削特点；
——夹紧力的稳定性；
——手动夹紧时的手柄位置；
——仅有力矩使工件回转时工件与支承面接触的情况。
式中：为各种因素的安全系数，
粗镗：代入式（14）得

所以，由式（13）有：

精镗：代入（1）得

所以，有：

镗削产生的圆周切削分力由定位块和夹紧力所产生的摩擦力平衡。
查表可得：，所以，
（15）
因此，所需的夹紧力为4668N，由于螺母产生的夹紧力，所以，，且还有定位块可以作为支承，因此，满足要求。
由上面的计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便决定选用手动螺旋夹紧机构，满足设计要求
5.3 本章小结
通过本工序专用夹具的设计，对镗夹具有了较大的认识，对镗床夹具的特点及主要类型有了深刻的了解。在这个设计中所主要保证的精度是mm的内孔精度和它的位置度要求，通过对孔的精度进行分析，设计了两套定位方案，选择较好的一套用于本零件的加工，这套夹具的定位主要是用一面两销定位，用心轴限制了四个自由度，一个档销限制了一个自由度，定位环限制了一轴向移动。通过用一面两销定位，既保证了零件的加工精度，零件的装夹也相当的方便。而且专用夹具的结构，夹紧又相当的简单，对设计带来了最大的方便，又降低了工件生产成本。夹具体图及装配图详见（附图）
6 结束语
通过对拨叉831006零件加工工艺的编制和专用夹具的设计，对零件的加工过程和夹具设计的认识有进一步的提高。在这次的设计中也遇到了不少的问题，如在编写加工工艺时，对所需加工面的先后顺序编排，零件的定位面的选择，采用什么方式定位，夹紧方式及夹紧力方向的确定等等。这些问题都直接影响到零件的加工精度和劳动生产率，为使零件能在保证精度的前提下进行加工，而且方便快速，以提高劳动生产率，降低成本的目的。通过不懈努力和指导老师的精心指导下，针对这些问题查阅了大量的相关资料。最后，将这些问题一一解决，确定了零件的加工工艺过程并设计了镗mm孔的专用夹具。采用一面两销定位，手动夹紧。立体零件图、毛坯图、立体夹具体图及装配图如下：

图6 零件图 图7 毛坯图

图8 装配图

图9 夹具体
致谢
本论文是在老师的悉心指导下完成的，在我即将完成学业之际，衷心感谢老师对我的关心、指导和帮助。老师渊博的学识、严谨的治学态度、平易近人的作风和认真负责的工作态度让我收益匪浅。通过本次设计我学到了许多的专业知识和相关的设计方法。最重要的是学习到怎样把我们课本上所学的知识运用在生产实际中的方法和技巧。在此，谨向恩师表示最真诚的感谢，感谢老师在百忙中给予我的指导。
在论文撰写过程中，也得到了机电学院很多老师和同学无私的帮助，在此对他们表示衷心的感谢。
同时还要感谢学院让我有这么好的学习条件，通过五年的学习，让我成为有用之才，也是学院给我了这次毕业设计机会，让我们在走上工作岗位前好好的锻炼一下自己，自己也非常珍惜这次机会也把握了这次机会，最后自己再次对在这次毕业设计中给予自己帮助和指导的老师表示最真诚的感谢。
参考文献
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