1、 网络教育学院 本 科 生 毕 业 论 文（设 计） 题 目 ： 机床“羊角”拨叉加工工艺及孔加工夹具设计 学习中心： 层 次： 专科起点本科 专 业： 机械设计及其自动化 年 级： 2012 年 秋 季 学 号： 学 生： 指导教师： 完成日期： 机床“羊角”拨叉加工工艺及孔加工夹具设计 内容摘要 本论文完成了对 机床“羊角”拨叉加工工艺及孔加工夹具 的设计。 在设计的前一部分，主要进行工艺卡的填写。首先，我们要了解 羊角拨叉的功用： 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。绘制机床羊角拨叉零件图、知道本次 设计任务、然后了解 零件工艺规程设计 和零件产量的确定、毛坯的选择及
2、毛坯图的绘制、定位基准的分析与选择，最后，了解 切削用量的概念和切削用量的合理选择、 制定 工艺路线使其零件的加工精度（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以及 工艺卡的填写。 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 工序（扩 M孔至要求 14D4） 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； 选择工件定位方式，确定工件定位基准面，和夹具定位元件类型。 最后， 写出夹具夹紧
3、机构需要满足的要求，确定夹紧力的方向、作用点、位置，并对夹紧力进行校核、 校核该夹具的精度。 分析一下本夹具在经济性方面的情况。 关键词： 羊角拨叉；机械加工；工艺；切削；夹具设计 机床“羊角”拨叉加工工艺及孔加工夹具设计 目 录 内容摘要 .II 引 言 .1 1设计任务说明 .2 1.1 羊角拨叉的功用 .2 1.2 设计任务 .3 2 零件工艺规程设计 .4 2.1 产量的确定 .4 2.1.1 生产类型的确定 .4 2.1.2 日生产量的确定 .4 2.2 毛坯的选择及毛坯图的绘制 .5 2.2.1 毛坯的选择 .5 2.2.2 毛坯 -零件综合图的绘制方法 .6 2.3.1 基准的概
4、念 .7 2.3.2 基准选择原则 .7 2.3.3 定位基准的选择 .8 2.4 工艺路线的制定 .9 2.5 工艺卡的填写 .9 6、工艺卡的填写 .11 3 夹具设计 .13 3.1 夹具的整体设计 .13 3.1.2 夹具结构方案的确定 .13 3.1.3 夹具的具体设计 .14 3.2 夹具的装配 .17 3.3 夹具的经济性分析 .17 结 论 .18 参考文献 .19 机床“羊角”拨叉加工工艺及孔加工夹具设计 1 引 言 机床“羊角”拨叉加工工艺及孔加工夹具设计是我们本科论文写作中从 备选论题方向及其写作内容说明、结合本人的专业及工作实际选择一个题目。本课题所涉及的的专业课程是包
5、含我们学习的专业知识。 通过对本课题的写作加强基本理论的学习、力求实用并着重培养设计的基本功、提高分析、解决实际问题的能力，以及培养写论文的能力。 通过本课题 的学习研究，可以获得机械制造的常用工艺方法和零件加工工艺过程及装配的基础知识，对机械制造工艺过程形成一个完整的认识，从而增强工作的适应性，有助于在一专的基础上发展多能。 学习设计 机床“羊角”拨叉加工工艺及孔加工夹具设计 的基本要求是： 1、以机械制造工艺过程为主线，了解毛坯制造、零件切削加工的过程、工艺特点、工艺装备。 2、初步掌握选择毛坯和零件加工方法的基本知识、了解装配的基本知识和部件的装配方法。 3、通过制定设计方案，合理选择零
6、件的类型，正确计算零件的工 作能力、确定尺寸和选择材料，以及较全面地考虑制造工艺，使用和维护等要求，达到了解和掌握进行零件或简单机械的设计过程和方法。 4、进行设计基本技能的训练。例如计算、电脑绘图、熟练和运用设计资料（手册、图册、标准和规范等）以及使用经验数据、进行经验估算和处理数据的能力。 5、提高撰写论文写作或设计说明书的能力、培养语言表达、思辩能力，阐述观点准确、清楚回答问题的能力。 机床“羊角”拨叉加工工艺及孔加工夹具设计 2 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
7、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 机床“羊角”拨叉加工工艺及孔加工夹具设计 3 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 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 1 张 5说明书 1 份 机床“羊角”拨叉加工工艺及孔加工夹具设计 4 2 零件工艺规程设计 2.1 产量的确定
8、 2.1.1 生产类型的确定 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 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 小型零件中批
9、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 )： n=1 备品率： a=2% 废品率： b=2% 1、 N=2000 件 /年 n=1 a=2% b=2% Q=N n (1+a) (1+b) =2000 1 (1+2%) (1+2%b) =2080.8 2、 年工作日 D=365-1 52-7 2 D=299 3、 日产量 q=Q/D Q= 2080.8 D=299 机床“羊角”拨叉加工工艺及孔加工夹具设计 5 q=2080.8/299 =6.95 7 2.2 毛坯的选择及毛坯图的绘制 2.2.1 毛坯的选
10、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。 1、 铸件的定义 铸件是用各种铸造方法获得的金属成型物件，即把冶炼好的液态金属，用浇注 、 压射 、 吸入 或其它 浇铸 方法注入预先准备好的铸型中，冷却后经等，所得到的具有一定形状，尺寸和性能的物件。 2、铸件有如下的优点： （ 1） 、能够制成出内腔、外形很复杂的毛坯。如各种箱体、机床
11、床身、汽缸体、缸盖等。 （ 2）、 工艺灵活性大，适应性广。液态成型件的大小几乎不限，其重量可由几克到几百吨，其壁厚可由 0.5mm 到 1m 左右。工业上凡能溶化成液态的金属材料均可用于液态成型。对于塑性很差的铸铁，液态成型是生产其毛坯或零件的唯一的方法。 （ 3）、液态成型件成本较低。液态成型可直接利用废机件和切屑，设备费用较低。同时，液态成型件加工余量小，节约金属。 （）有优良的机械、物理性能，它可以有各种不同的强度、硬度、韧性配合的综合性能，还可兼具一种或多种特殊性能，如耐磨、耐高温和低温、耐腐蚀等。 、铸件有如下缺点 金属液态成型的工序多 ，且难以精确控制，使得铸件质量不够稳定。与同
12、种材料的锻件相比，因 液态 成型组织疏松、晶粒粗大，内部 易产生缩孔、缩松、气孔等缺陷。其机械性能较低。另外，劳动强度大，条件差。 机床“羊角”拨叉加工工艺及孔加工夹具设计 6 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
13、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。 羊角拨叉零件的毛坯图 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。 机床“羊角”拨叉加工工艺及孔加工夹具设计 7 2.3.1 基准的概念 一、 基准的概念： 用来确定生产对象上几何要素间几何关系所依据的 那些点、 线、面。 二、 基准的分类 1、按作用不同分 为设计基准和工艺基准两大类。 1）设计基准 定义：设计基准是设计图样上所采用的基准 2）工艺基准 定义：工艺基准是工艺过程中所采用的基准 分类：按其用
14、途不同又可以分为有工序基准、定 位基准和测量基准和装配基准。 （ 1）工序基准： 工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状和位置的基准。 （ 2）定 位基准 ：在加工中用作 定位的基准。 （ 3） 测量基准 ：测量时所采用的基准 （ 4） 装配基准 ：装配时，用于确定零件或部件在产品中相对位置所采用的基准。 2.3.2 基准选择原则 定位基准的选择直接影响零件的加工精度能否保证加工顺序的安排以及夹具机构的复杂程度等，所以它是制定工艺规程中的一个十分重要的问题。 各工序定位基准的选择，应先根据工件定位要求来确定所需定位基准的个数，再按基准选择原则来选定每个定位基准。为使选定每个定位基准能保证整个机械加工工艺过程顺利地进行，通常应先考虑如何选择精基准来加工各个表面 ，然后考虑如何选择粗基准把作为精基准的表面先加工出来。 选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续工序提供精基准。选择粗基准的出发点是：一要考虑如何合理分配各加工表面的余量；二要考虑怎样保证不加工表面与加工表面间的尺寸及相互位置要求。这两个要求常常是不能兼顾的，因此，选择粗基准时应首先明确哪个要求是主要的。一般按下列原则来选择： 1）若工件必须首先 保证某重要加工面余量均匀，则应选该表面作为粗基
