1、 网络教育学院 本 科 生 毕 业 论 文（设 计） 题 目 ： 机床“羊角”拨叉加工工艺及 14D4 孔加工 夹具设计 学习中心： 层 次： 专 业： 机械设计制造及其自动化 年 级： 学 号： 学 生： 田森 指导教师： 完成日期： 大连理工大学网络教育学院毕业论文（设计）模板 1 内容 摘要 本论文完成了对 机床“羊角”拨叉加工工艺及其上 14D4 孔的加工 夹具 的设计。 在设计的 第 一部分，主要进行工艺卡的填写。首先， 根据图纸 利用三维制图软件 solidworks， 绘制零件 3D模型， 分析零件的 结构类型、生产类型、毛坯选择等，其次确定加工类型、 基准选择等工作，最后制定加
2、工工艺路线，填写工艺卡片 。 第二阶段，进行夹具设计。 夹具设计首先要保证零件的加工质量减少废 品率，其次要提高加工效率使经济效益最大化，最后应该能扩大设备的选择范围改善作业环境，降低劳动强度。 纵观整条工艺路线，结合难易程度和夹具本身的特色，选定 14D4 孔加工 工序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。 关键词： 羊角拨叉；工艺； 夹具设计 ； solidworks； 效率； 大连理工大学网络教育学院毕业论文（设
3、计）模板 2 目 录 内容摘要 1 引 言 3 1 设计任务说明 4 1.1 羊角拨叉的功用 4 1.2 设计任务 5 2 零件工艺规程设计 6 2.1 产量的 确定 6 2.1.1 生产类型确定 6 2.1.2 日生产量的确定 6 2.2 毛坯的选择及毛坯图的绘制 7 2.2.1 毛坯的选择 7 2.2.2 毛坯 -零件综合图的绘制方法 7 2.3 定位基准的分析与选择 8 2.3.1 基准的概念 8 2.3.2 基准选择原则 9 2.3.3 定位基准的选择 10 2.4 工艺路线的制定 12 2.5 工艺卡的填写 13 3 夹具设计 17 3.1 夹具的整体设计 17 3.1.1 夹具设计
4、分析 17 3.1.2 夹具结构方案的确定 18 3.1.3 夹具的具体设计 18 3.2 夹具的装配 20 3.3 夹具的经济性分析 21 结 论 22 参考文献 23 大连理工大学网络教育学院毕业论文（设计）模板 3 引 言 机械制造是为现代化建设提供各种机械装备的 技术 ，在国民经济的发展中具有十分重要的地位。机械制造工业的发展规模和水平是反映国民经济实力和科学技术水平的重要标志，因此，我国一贯都把发展机械制造工业作为发展国民经济的战略重点之一 。 制造业特别是机械制造业是国民经济的支柱产业，现代制造业正在改变着人们的生产方式、生活方式、 经营管理模式乃至社会的组织结构和文化。由于中国潜
5、在的巨大市场和丰富的劳动力资源，世界的制造业正在向中国转移，中国正在成为世界的制造大国。但是在自主知识产权的创新设计、先进制造工艺和装备及现代化管理等方面仍然存在很大差距，所以我们还不是制造强国。我们搞工业的人应该立志于发展我们国家的工业生产 ，加快我们国家工业发展的步伐，在更短的时间内赶上世界强国，树立 工业大国的形象。 我国机械制造工业虽然取得了很大的进步，但与工业发达的国家相比，在生产能力、技术水平、管理水平和劳动生产率等方面，还有很大的差距。因此，我国的机械 制造工业今后的发展，除了不断提高常规机械生产的工艺装备和工艺水平外，还必须研究开发优质高效精密工艺，为高新技术产品的生产提供新工
6、艺、新装备，加强基础技术研究，强化和掌握引进技术，提高自主开发能力，形成常规制造技术与先进制造技术并进的机械制造工业结构。 本设计结合先进加工工艺 针对 其零件具有体积小，零件复杂的特点 对机床的“羊角”拨叉进行工艺分析和编制，并对加工过程中的重要工艺 设计 专用夹具 ，并以操 作简单的 夹紧方式夹紧，其机构设计简单，方便且能满足精度要求 。解决机床“羊角”拨叉加工中的 定位 问题，提高拨叉的加工精度 和 生产 效率。 使其更好的与 其他零件 配合，获得良好的 工作 性能 。 大连理工大学网络教育学院毕业论文（设计）模板 4 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
7、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： 图 1 机床羊角拨叉零件图 大连理工大学网络教育学院毕业论文（设计）模板 5 图 2 机床羊角拨叉 实体 图 1.2 设 计任务 本次设计任务需完成毛坯 的 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 零件综合图 1 张 2工艺过程卡片 1 套 3夹具装配图
8、 1 张 4夹具体零件图 1 张 5说明书 1 份 大连理工大学网络教育学院毕业论文（设计）模板 6 2 零件 工艺规程设计 2.1 产量 的确定 2.1.1 生产类型 确定 表 1 生产类型的划分 生产类型 同类零件的年产量 /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
9、以上 5000 以上 50000 以上 已知零件质量 m约为 2.2kg，年产量为 2000 件 ，由表 1 即 可确定 零件 的生产性质 。该零件的生产类型为 小型零件中批生产 。 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 )： 1n 备品率： %2a 废品率： %2b 1 年产量 )1()1( banNQ %1 0 2%1 0 212 0 0 0 8.2080 取 2081 件 2 年工作日 2 9 9275213 6 5 D 3 日产量 DQq / 96.6299/2081 取 7 件 大连理工大学网络教育
10、学院毕业论文（设计）模板 7 2.2 毛坯的选择及毛坯图的绘制 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 。HT 铸件为灰铁铸件 ， 其石墨形态呈片状。由于片状石墨的存在，割裂了金属基体组织，减少了承载的有效面积，因此其综合力学性能较低，但其减振性、耐磨性、铸造性及切削 加工性较好，主要用于制造承受压力的床身、箱体、机座、导轨等零件 。 其流动性好、体收缩和 线收缩小。综合力学性能低，抗压强度比抗拉强度高约 34 倍 ，因此灰铁铸件易设计为承受压力零件 。吸振性能好，弹性模量较低。考虑到 机床“羊角”拨叉 零件需加工表面少，精度要求不高，有
11、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， 考虑模具设计难度较高，后续机加工完成较容易， 所以 不考虑 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。 零件的毛坯图是建立在零件图的基础上的，就是将零件图上需要加工的面添加上加工余量出图纸，由此，相应的精度要求就放宽了，一般形位公差也不会体现，相应的，技术要求中要体现材质要求、表面质量要求、金相要求、拔模斜度要求、铸造圆角要求、表面处理要求，对
12、于加工定位较困难的铸件，还要在毛坯图上设计上定位点。 毛坯 -零件 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 零件加工 工艺规程，机械加工各工序的加工余量与毛坯制造方法能 得到 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。 大连理工大学网络教育学院毕业论文（设计）模板 8 图 3 机床羊角拨叉零件 -毛坯综合图 2.3 定位基准的 分析与 选
13、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 一、 基准的概念： 基准 ： 确定生产对象上的某些点、线、面 的位置所依据的那些点、线、面。 二、 基准的分类 ： 设计基准 1基准 定位基准 工序基准 工艺基准 测量基准 装配基准 2设计基准：设计图 纸 上所采用的基准。 3工艺基准：工艺过程中采用的基准。 工艺过程是一个复杂的过程，按用途不同工艺基准又可分为定位基准、工序基准、测量基准和装配基准 。 大连理工大学网络教育学院毕业论文（设计）模板 9 1）定位基准：加工中用作定 位的基准，
14、可 分为定位粗基准和定位精基准。 2）工序基准：在工序图上用来确定本工序被加工表面加工后的尺寸、形状、位置的基准。 3）测量基准：测量 零件尺寸 时所采用的基准。 4）装配基准：装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置 时 所采用的基准。 三、 定位基准的选择 正确选择定位基准是制订机械加工工艺规程和进行夹具设计的关键。定位基准分为精基准和粗基准。 精基准：利用 零件上 已加工过的表面作 为 定位基准 定位基准确 粗基准：在加工初始时用毛坯未 加工表面作为 定位基准 即毛基准 。 在起始工序中，只能选用未经加上过的毛坯表面作为定位基准，这种基准称为粗基准。用加工过的表面所作的定位基准称为精基
15、准。 在设计工艺规程的过程中，当根据零件 先选择精基准、后选粗基准。结合整个工艺过程要进行统一考虑，先行工序要为后续工序创造条件。 2.3.2 基准选择原则 1、 粗基准选择 原则 A 尽可能用精度要求高的主要表面作粗基准； B 用不加工面作粗基准，且该面与 加工面有一定的位置精度要求； C 余量均匀原则； D 作粗基准的表面要尽量光整、光洁、有一定的面积 便于装夹； E 不能重复使用原则。 具体选择时参考下列原则： 1、 对于同时具有加工表面和不加工表面的零件，为了保证不加 工表面与加工表面之间的位置精度，应 该 选择不加工表面作为粗基准。 如果零件上有多个不加工表面，则以其中与加工表面相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。 2、对于具有较多加工表面的工件，选择粗基准时，应考虑合理分配各加工表面的加工余量。合理分配加工余量是指以下 四 点： (1)、 应保证各主要表面都有足够的加工余量。为满足这个要求，应选择毛坯余量最小的表面作为粗基准。 (2)、 对于工件上的某些重要表面（如导轨和重要孔等），为了尽可能使其表面加工 余量均匀，则应 该 选择重要表面作为粗基准 ；例如 床身导轨表面是重
