“变速拨叉”机械加工工艺规程编制及“钻Φ25孔”夹具设计与制造设计报告

燕山大学“机械制造工艺及夹具课程设计”CDIO二级项目报告题目：“变速拨叉”机械加工工艺规程编制 及“钻25孔”夹具设计与制造 学院（系）：机械工程学院机制系 班 级：10级机制二班 成 员：平晟原、孙伟涛、王学姚 骆江龙、王航、杜英磊 指导教师：鹿玲 教师职称：副教授燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：机械工程学院 基层教学单位：机械制造研究所 学 号学生姓名专业（班级）设计题目“CA6140法兰盘夹具”机械加工工艺规程组合夹具设计设计技术参数1.年生产纲领：5000件 2.加工要求：见零件图设计要求1.工艺规程必须保证加工质量和生产率要求，合理可行。2.夹具设计要保证加工精度，并定位合理、夹紧可靠、操作简便；尽量采用机动夹紧、多件夹紧等。3.设计图纸及说明书符合规范。工作量零件图 1张（A3/A4）毛坯图 1张（A3/A4）机械加工工艺过程卡片及工序卡片 1套（2张B5）夹具结构装配图(二维) 1张（A1/A0）零件模型及夹具装配模型一套(三维) 1张（A1/A0）课程设计说明书 1份工作计划第1周 抄画零件图，完成机械加工工艺规程设计及毛坯图。第2周 进行夹具方案设计及其相关分析计算，草图设计；夹具二维装配图设计。第3周 基于夹具二维装配图，绘制零件三维图，完成该夹具模型装配，并实现装配过程动态展示。第4周 完成夹具的虚拟装配，撰写课程设计说明书，制作答辩用的ppt，答辩。参考资料机械制造工艺学课程设计指导书机械制造工艺手册机床夹具设计图册机床夹具设计手册机械零件设计手册指导教师签字基层教学单位主任签字 2012 年 11 月 25 日燕山大学课程设计评审意见表指导教师评价：（1）工艺规程设计及毛坯图 优秀， 良好， 中等， 一般， 较差（2）夹具结构设计及分析计算 优秀， 良好， 中等， 一般， 较差（3）夹具装配图及说明书 优秀， 良好， 中等， 一般， 较差（4）出勤、平时表现及独立设计能力 优秀， 良好， 中等， 一般， 较差 成绩： 指导教师： 年 月 日答辩小组评价：（1）表达能力： 优秀， 良好， 中等， 一般， 较差（2）回答问题： 优秀， 良好， 中等， 一般， 较差（3）设计质量： 优秀， 良好， 中等， 一般， 较差成绩： 评阅人： 年 月 日课程设计总成绩：答辩小组成员签字：年 月 日目 录第1章 零件的分析61.1 零件的功用及结构析1.2 零件的工艺析第2章 变速拨叉零件机械加工工艺规程计62.1 确定生产类型和毛坯的选择2.2 基准的选择2.3 工艺路线的拟定2.4 加工余量、工序尺寸及其公差的确定 2.5 切削用量及工时定额的确定第3章 变速拨叉工序夹具设计19 3.1 任务的提出 3.2 定位方案及定位装置的设计计算 3.2.1定位方案的确定 3.2.2定位元件及装置设计 3.2.3定位误差的分析计算3.4夹紧方案及装置的设计计算 3.4.1夹紧方案的确定 3.4.2夹紧力大小的分析计算 3.4.3夹紧机构及装置设计3.5 连接元件及夹具体设计3.6 夹具操作及维护简要说明第4章 变速拨叉工序夹具虚拟装配244.1 Solidworks三维零件设计及虚拟装配技术4.2夹具主要零件虚拟创建4.3虚拟装配方法、顺序及零件约束确定4.4夹具组件虚拟装配及其分解第5章 拨叉工序夹具制造27 5.1主要件加工工艺与夹具成本预算 5.2夹具装配工艺与技术措施 5.3夹具验收检验（检验项目与检验方法或方案）5.4夹具改进方案5.5夹具使用与维护结束语参考文献附录 机械加工工艺过程卡片附录 机械加工工序卡片1.零件的分析1.1 零件的作用题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的25孔与操纵机构相连，二下方的55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。1.2 零件的工艺分析零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求： 1、小头孔以及与此孔相通的的锥孔、螺纹孔 2、大头半圆孔55 3、小头孔端面、大头半圆孔上下73端面，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm，小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为0.05mm。由上面分析可知，可以粗加小头孔端面，然后以此作为粗基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。2.工艺规程设计2.1确定生产类型和毛坯的选择已知此拨叉零件的生产类型为大批量生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。确定毛坯种类：零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故选择铸件毛坯。查机械加工工艺手册选用铸件尺寸公差等级IT0级。2.2基准的选择 定位基准是影响拨叉零件加工精度的关键因素。基准选择得合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工过程中将问题百出，更有甚者，造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。（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40的外表面和底面为粗基准加工25孔的上表面。（2） 精基准的选择 主要应该考虑基准重合的问题。因此选择精加工过的25mm孔为精基准，限制2个自由度。考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的上表面和镗过的孔为主要的定位精基准。2.3制定工艺路线（CA6140拨叉设计工艺过程）(二)制定工艺路线 制定工艺路线得出发点,应当是使零件的几何形状、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,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,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。工艺路线方案一:工序1 铣40上平面，保证表面粗糙度3.2工序2 钻、扩、绞孔25，保证表面粗糙度1.6工序3 粗镗孔55，保证表面粗糙度3.2工序4 铣55上、下端面，保证表面粗糙度3.2工序5 铣断工序6 粗铣3240底面，保证表面粗糙度3.2工序7 粗铣1735平面，保证表面粗糙度6.3工序8 粗铣、半精铣816底槽，保证表面粗糙度3.2工序9 倒角工序10检验、清洗工件工艺路线方案二:工序1 铣40上平面，保证表面粗糙度3.2工序2 钻、扩、绞孔25，保证表面粗糙度1.6工序3 25mm内孔倒角0.545工序4 镗孔至，保证表面粗糙度3.2工序5 铣断圆环工序6 粗铣大圆两端面工序7 半粗铣大圆两端面，保证表面粗糙度3.2工序8 粗铣、半精铣4032侧平面，保证表面粗糙度3.2工序9 粗铣816槽工序10 半精铣816槽，保证表面粗糙度3.2工序11 铣柱面3517面，保证表面粗糙度6.3工序12 检验、清洗工件工艺方案比较分析上述两方案中方案二先以25外圆面为基准加工孔，然后倒角、镗孔55，再通过55内孔、25孔及平面，以“一面两销”加工其他部分。可保证其加工的位子精度，符合大批生产要求,相比较方案一，方案二较为合理。2.4加工余量、工序尺寸及其公差的确定 拨叉零件材料为HT200 HB170240，毛坯重量约1.0Kg生产大批采用机器造型铸造毛坯 依据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：1 由于工件较小，为方便加工节省材料将两件铸在一起，同时加工。2 铸件的圆角半径 按表2.2.1 选则机器造型铸造 R=3-5mm 拔模斜度外表面0-15自然失效处理以消除铸造应力。3 内孔25 考虑其孔径较小铸造困难，为简化铸造毛坯外型，现直接将40圆柱铸成实心的。4粗镗55。 毛坯为铸孔,内孔精度要求IT13表面粗糙度为Ra3.6,参照工艺手册表2.3-10确定工序尺寸及余量为:一次 粗镗53.5，2Z=3.5二次 半精镗55+0.4，2Z=1.55钻扩铰孔25。 两内孔精度要求IT7参照机械加工工艺手册表2.3-8确定工序尺寸及余量为：钻孔 ： 23扩孔 ： 24.7 2Z=1.7mm半精绞: 25 2Z=0.3mm6粗铣55上下端面。 两55圆柱端面加工余量及公差,圆柱55圆柱端面为自由尺寸公差,表面粗糙度值要求为Ra3.2,要求粗铣。55粗铣加工余量(单边)Z=27半精铣55上下端面。 两55圆柱端面加工余量及公差,圆柱55圆柱端面为自由尺寸公差,表面粗糙度值要求为Ra3.2,半精铣。55半精铣的加工余量(单边)Z=0.88铣断2.5 切削用量及工时定额的确定I铣40上平面选择工具 根据制造手册表14-17 铣屑深度ap4 铣削宽度ae60 端铣刀直径D0=80mm，由于采用标准高速钢端铣刀,故齿数Z=10 查机械加工工艺手册表2.4-76 fz=0.20.3mm/z 取fz=0.2根据表14-27确定铣削速度为15m/min21m/min,取Vc=15m/minnD=80mm，齿数Z=4.则转数为： n=1000v/d=100015/80=59.7r/min现采用X52K型立铣，根据机械工艺手册表3.1-74，取n=60 r/min，因此，实际切削速度Vc和工作台每分钟进给量fm为 Vc=dn /1000 =3.148060/1000 =15.1m/min fm=nwzfz=0.21060=120mm/min查表3.1-75，选取fm=126mm/min计算基本工时 tm = L / Vf式中 L=40mm 根据切削手册表3.26,对称安装铣刀,入切量及超切量Y+=35 则L=(40+35)=75mm 故tm=75/126=0.60minII铣40下平面选择工具 根据制造手册表14-17 铣屑深度ap4 铣削宽度ae60 端铣刀直径D0=80m，由于采用标准高速钢端铣刀,故齿数Z=10。 查机械加工工艺手册表2.4-76 fz=0.20.3mm/z 取fz=0.2根据表14-27确定铣削速度为15m/min21m/min,取Vc=15m/minnD=80mm，齿数Z=4.则转数为： n=1000v/d=100015/80=59.7r/min现采用X52K型立铣，根据机械工艺手册表3.1-74，取n=60 r/min，因此，实际切削速度Vc和工作台每分钟进给量fm为 Vc=dn /1000 =3.148060/1000 =15.1m/min fm=nwzfz=0.21060=120mm/min查表3.1-75，选取fm=126mm/min计算基本工时 tm = L / Vf式中 L=40mm 根据切削手册表3.26,对称安装铣刀,入切量及超切量Y+=35 则L=(40+35)=75mm 故tm=75/126=0.60min。III钻孔mm选择钻头 选择高速钢麻花钻头,其直径选择切削用量确定进给量f 1)按加工要求决定进给量:由切削用量简明手册以下简称切削用量手册,根据表2.7, 时,f=0.78-0.96mm/r.由于l/d=78/23=3.4,取4,这样是安全的,故应乘孔深修正系,则f=(0.78-0.96)0.95=0.74-0.91mm/r。 2)按钻头强度决定进给量:根据切削用量手册表2.8,灰铸铁硬度为168218, 时,钻头强度允许的进给量为1.85mm/r。 3)按机床进给机构强度决定进给量: 根据切削用量手册表2.9,当灰铸铁硬度210,机床进给机构允许的轴向力为14120N(Z535钻床允许的轴向力为15680N,见机械加工工艺手册表3.1-35)时,进给量为1.0mm/r。 从以上三个进给量比较可以看出,受限制的进给量是工艺要求,其值为0.740.91mm/r.根据Z535钻床说明书,现取f=0.72mm/r.切削速度 根据机械加工工艺手册表2.4-41,当f=0.72mm/r, 时,v=0.41m/s,所以为v=24.6m/min.所以 根据机床说明书,取,故实际切削速度为 切削工时 ,故: 扩孔孔采用刀具: 扩孔钻.进给量 根据机械加工工艺手册表2.4-52,当, 铸铁硬度HB200时,进给量为f=1.01.2mm/r.因孔的要求较高,所以应乘系数0.7,故f=(1.01.2)0.7=0.70.84mm/r，查机床说明书,取f=0.72mm/r。 根据机械加工工艺手册表2.4-53, 当,进给量取f=0.72mm/r时,切削速度为：v=0.39m/s,换算后为:v=0.3960=23.4m/min。则主轴转速为: 根据机床说明书,取,故实际切削速度为 切削工时 , 故铰孔孔采用刀具: 铰刀.进给量 根据机械加工工艺手册表2.4-58,当,铸铁硬度HB170时,进给量为f=0.91.4mm/r，查机床说明书,取f=0.96mm/r。 根据机械加工工艺手册表2.4-62, 当,进给量取f=0.96mm/r时,切削速度为：v=0.13m/s,换算后为v=0.1360=7.8m/min.则主轴转速为: 根据机床说明书,取,故实际切削速度为切削工时, 故 IV扩孔孔采用Z535立式钻床采用刀具 用镗杆直径为镗刀对毛坯孔进行扩孔.进给量 根据机械加工工艺手册表2.4-5,当,加工材料为铸铁,加工深度为2时,进给量为f=0.40.6mm/r，查机床说明书,取f=0.43mm/r。 根据机械加工工艺手册表2.4-66, 当加工材料为铸铁,不加切削液时,切削速度为：v=0.20.4m/s,换算后为:v=(0.20.4)60=1224m/min。则主轴转速为: 根据机床说明书,取,故实际切削速度为 切削工时,故 V铣断加工机床:X62W卧式铣床，功率7.5Kw加工刀具 选择粗齿锯片铣刀，直径，齿数为24进给量根据切削用量手册表3.4,当,时，因为是灰铸铁,所以 .切削速度 根据机械制造手册表14-27当材料为灰铸铁硬度为HB=150225时切削速度为：v=0.250.35，选择v=0.35m/s所以v=21m/min。则 根据机床说明书,取,故实际切削速度为 当时，工作台的每分钟进给量为： 根据机床说明书,取切削工时，故 VI粗铣大圆两端面加工机床:X62W卧式铣床，功率7.5Kw加工刀具 选择高速钢镶齿三面刃铣刀，直径，齿数为10进给量 根据机械加工工艺手册表2.4-75，机床功率为7.5kw，工艺系统刚度取中等，工件为灰铸铁时，每齿进给量为,因为为粗铣，故选择=0.2mm/z。切削速度 根据机械制造手册表14-27当材料为灰铸铁硬度为HB=150225时切削速度为：v=0.250.35，因为为粗铣，故选择v=0.25m/s所以v=15m/min。则： 根据机床说明书,取,故实际切削速度为 当时，工作台的每分钟进给量为： 根据机床说明书,取切削工时， 故VII半精铣大圆两端面加工刀具 选择高速钢镶齿三面刃铣刀，直径，齿数为10进给量 根据机械加工工艺手册表2.4-75，机床功率为7.5kw，工艺系统刚度取中等，工件为灰铸铁时，每齿进给量为,因为为半精铣，故选择=0.25mm/z切削速度 根据机械制造手册表14-27当材料为灰铸铁硬度为HB=150225时切削速度为：v=0.250.35，因为为半精铣，故选择v=0.3m/s所以v=18m/min。则 根据机床说明书,取,故实际切削速度为 当时，工作台的每分钟进给量为： 根据机床说明书,取切削工时 ， VIII粗铣4032侧平面选择工具 根据制造手册表14-17 铣屑深度ap4 铣削宽度ae60 端铣刀直径D0=80mm，由于采用标准高速钢端铣刀,故齿数Z=10。 查机械加工工艺手册表2.4-76 fz=0.20.3mm/z 取fz=0.2，根据表14-27确定铣削速度为15m/min21m/min,取Vc=15m/minn，D=80mm，齿数Z=4.则转数为 n=1000v/d=100015/80=59.7r/min 现采用X52K型立铣，根据机械工艺手册表3.1-74，取n=60 r/min， 因此，实际切削速度Vc和工作台每分钟进给量fm为Vc=dn /1000 =3.148060/1000 =15.1m/minfm=nwzfz=0.21060=120mm/min 查表3.1-75，选取fm=126mm/min。计算基本工时 tm = L / Vf式中 L=32mm 根据切削手册表3.26,对称安装铣 刀,入切量及超切量Y+=35 则L=(32+12)=44mm 故tm=44/126=0.35min，以上为铣一个面时的机动时间。故本工序的机动工时为： Tm=tm2=0.70minIX半精铣4032侧平面选择工具 根据制造手册表14-17 铣屑深度ap4 铣削宽度ae60 端铣刀直径D0=80mm，由于采用标准高速钢端铣刀,故齿数Z=10 查机械加工工艺手册表2.4-76 fz=0.20.3mm/z 取fz=0.3根据表14-27确定铣削速度为15m/min21m/min,取Vc=21m/minnD=80mm，齿数Z=10.则转数为： n=1000v/d=100021/80=83.6r/min 现采用X52K型立铣，根据机械工艺手册表3.1-74，取n=75r/min， 因此，实际切削速度Vc和工作台每分钟进给量fm为 Vc=dn /1000 =3.148075/1000 =18.8m/min fm=nwzfz=0.31075=225mm/min 查表3.1-75，选取fm=250mm/min。计算基本工时 tm = L / Vf式中 L=32mm 根据切削手册表3.26,对称安装铣刀,入切量及超切量Y+=35 则L=(32+12)=44mm 故tm=44/250=0.18min，以上为铣一个面时的机动时间。故本工序的机动工时为 Tm=tm2=0.36minX粗铣816底槽加工机床:X62W卧式铣床，功率7.5Kw加工刀具 选择高速钢镶齿三面刃铣刀，直径，齿数为10进给量根据机械加工工艺手册表2.4-76，当，工件为灰铸铁时，每齿进给量为,因为为粗铣，故选择=0.11mm/z切削速度 根据机械制造手册表14-27当材料为灰铸铁硬度为HB=150225时切削速度为：v=0.250.35，因为为粗铣，故选择v=0.25m/s所以v=15m/min。则 根据机床说明书,取,故实际切削速度为 当时，工作台的每分钟进给量为： 。 根据机床说明书,取切削工时 ，故 XI半精铣816底槽加工机床:X62W卧式铣床，功率7.5Kw加工刀具 选择高速钢镶齿三面刃铣刀，直径，齿数为10进给量根据机械加工工艺手册表2.4-76，当，工件为灰铸铁时，每齿进给量为,因为为半精铣，故选择=0.13mm/z切削速度 根据机械制造手册表14-27当材料为灰铸铁硬度为HB=150225时切削速度为：v=0.250.35，因为为半精铣，故选择v=0.3m/s所以v=18m/min。则 根据机床说明书,取,故实际切削速度为 当时，工作台的每分钟进给量为： 根据机床说明书,取切削工时 ，故 XII铣柱面上侧面3517选择工具 根据制造手册表14-17 铣屑深度ap4 铣削宽度ae60 端铣刀直径D0=80mm，由于采用标准高速钢端铣刀,故齿数Z=10。 查机械加工工艺手册表2.4-76 fz=0.20.3mm/z 取fz=0.2根据表14-27确定铣削速度为15m/min21m/min,取Vc=15m/minnD=80mm，齿数Z=4.则转数为 n=1000v/d=100015/80=59.7r/min 现采用X52K型立铣，根据机械工艺手册表3.1-74，取n=60 r/min 因此，实际切削速度Vc和工作台每分钟进给量fm为 Vc=dn /1000 =3.148060/1000 =15.1m/min Fm=nwzfz=0.21060=120mm/min 查表3.1-75，选取fm=126mm/min。计算基本工时 tm = L / Vf式中 L=21mm 根据切削手册表3.26,对称安装铣刀,入切量及超切量Y+=35 则L=(21+10)=33mm，故t=33/126=0.26min。3.变速拨叉工序夹具设计3.1 任务的提出 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。 经过与指导老师协商，决定设计第一道工序钻、扩、铰55孔的钻床夹具。3.2 定位方案及定位装置的设计计算 3.2.1定位方案的确定如图所示，根据设计要求，钻削孔时，选用长V型块确定外圆，从而限定4个自由度（分别为），选用一个定位销来限定一个自由度（），底面则用自位支撑（防止过定位）来限定剩余的最后一个自由度（）。 3.2.2定位元件及装置设计采用长V型块、底面及一个定位销定位。其中，长V型块利用螺纹连接安装在夹具体上，自位支撑则利用螺钉固定在底板上，而底板则焊接在夹具体上。由于夹紧力很小，只有600N，加紧部分可选用快速夹紧装置，能够实现工件的良好且快速的装夹。钻套则利用螺纹固定，且采用快换钻套，实现钻、扩、铰工步间的快速转换，提高加工效率。为了防止过定位，底面用浮动支撑装置，避免底面定位的过定位问题。 3.2.3定位误差的分析计算 加工过程中，孔的精度靠刀具自身精度尺寸保证（定尺寸刀具法），而孔的位置精度，尤其是孔与外圆的同轴度则需要夹具的定位元件保证。在该夹具中，对同轴度影响大的也仅有长V型块。故只需要对长V型块进行分析即可实现定位误差的分析。 而定位误差的来源主要有两方面：由于工件的定位表面或夹具上的定位元件制作不准确引起的定位误差，称作基准位置误差，用表示 ；由于工件的工序基准与定位基准不重合引起的定位误差，称作基准不重合误差，用表示。 工件的外圆尺寸应该为R-工件的外圆半径O-工件的理论轴线O-工件的实际轴线如图，工件由V型块定位（定中定位）钻孔，工序基准为中心线O，铸件由于铸造过程中存在尺寸误差，在V型块上会引起实际与理想基准的位置偏移，即基准位置误差 = ；定位基准为B，工序基准为O，由于二者不重合引起的基准不重合误差=。又有 已知 查阅机械加工工艺手册2.3-11知，灰铸铁机器造型铸造精度为IT8IT10，选取精度等级为IT10。查机械加工技师综合手册表1-24，基本尺寸40（3050）mm时IT10为Td=100故 。3.3 对刀或导引元件（装置）设计 由于此加工工序为钻孔，需要更换钻套，而且要完成钻扩铰三个工步，所以使用快换钻套，为了防止钻套的外表面与钻模板摩擦损坏钻套，在钻套外面放置一个衬套，并且经过淬火处理，增加硬度和耐磨性，钻套使用静定螺钉压紧。3.4夹紧方案及装置的设计计算 3.4.1夹紧方案的确定 为了实现工件的快速装卸，采用快速夹紧装置。 3.4.2夹紧力大小的分析计算 查阅机械加工工艺手册表2.4-69可得，高速钢钻头，材料HT190时:钻削轴向力公式： 扭矩： 功率： 查表2.4-47可得，对于加工HT200的孔时（机械性能HB180-200），系数 当其他条件不改变时，代入，可得 受力分析图：由受力分析图知平衡条件为：F+G=Fn (1)M=（f1+f2+f3）r (2)N1cos45+N2cos45=N3 (3)J0=N3-Ff (4)Ff= Fn (5)其中，F-钻削轴向力； G-工件自身重力； Fn-支撑力； M-钻削时工件受到的转矩； r-工件外圆半径； N1、N2、N3-分别为工件各面受到的接触面压力； f1、f2、f3-分别为工件各面受到的接触面摩擦力； -工件与夹具间的静摩擦系数； J0-夹紧力； Ff-工件底面与夹具之间的静摩擦力。又存在 f1=N1 f2=N2 f3=N3 综上： （6）以上已经得出F=7407.83N,M=83.79N*M,工件的外圆半径r=20mmG=mg=1.29.8=11.76N查阅机械加工工艺手册表1.1-17可得，夹紧元件和定位元件材料为钢，工件为灰铸铁， 无润滑时，选择静滑动摩擦系数为=0.3，代入数据得： 3.4.3夹紧机构及装置设计3.5 连接元件及夹具体设计 连接元件主要是钻模板，钻模板与夹具体采用的是销、钉链接，其中钉的作用是连接紧固，而销则主要是其定位作用，钻模板上安装衬套和钻套，并且要经过淬火处理。 夹具体使用钢板焊接在一起的，要注意两个钢板之间的距离要能容纳焊条，使用的钢板不宜过厚。3.6 夹具操作及维护简要说明 本夹具的操作比较简单，首先将工件装入V型块中，通过V型块定位，然后吐过快速夹紧装置加紧。卸工件时，只需旋转快速夹紧装置的旋杆即可。这套夹具能够应用时间较长，不易发生损坏，不过由于经常的松紧螺母可能会是螺纹连接处发生松动，使工件装夹不紧，所以需要定期的进行检查。4. 变速拨叉工序夹具虚拟装配4.1 Solidworks三维零件设计及虚拟装配技术 大部分零件都是由2D草图绘制开始，再由2D草图生成3D实体。首先选中一个基准面，使用草图绘制命令，即可在此基准面上开始草图绘制。草图完成后通过对其进行拉伸、旋转等操作得到一个基本特征，几个特征组合起来时就形成各种零件。根据所设计的零件形状在其他基准面建立草图，随后进行拉伸、旋转、扫描、放样等特征操作，完成一个普通零件的三维设计。 装配体是2个或多个零件(也称为零部件)的组合。装配体是将各种零件模型插人到SolidWorks装配体文件中，利用零部件之间几何关系的配合来限制各个零件的相对位置，使其构成某一机械或机器的部件，甚至装配成一台完整的机械或机器。应用SolidWorks软件进行装配体设计的思路是，首先应把握装配体的主体结构，即对应的主体零件，先插人或先生成主体零件，再插人或生成其他零件，并依据其间的配合关系装配各个零件，最后完成装配体设计。4.2夹具主要零件虚拟创建自位支撑浮动支撑底座4.3虚拟装配方法、顺序及零件约束确定 装配方法采用的约束装配，利用零件间的相互位置关系进行装配。而装配的顺序则是根据夹具的要求，由内而外进行的。首先将浮动支撑组件和钻模板组件装配好，然后将浮动支撑装到夹具体上，其次将V型块装到夹具体上，接着安装钻模板和快速夹紧装置以及夹具体底板上的定位销等。4.4夹具组件虚拟装配及其分解5.拨叉工序夹具制造 5.1主要件加工工艺与夹具成本预算1） 成本核算报价对主要零部件进行成本核算，次要零件估算，计算总价。这里主要次要零件是指价值。对制造或装配工艺要求极高，成品率较低情况，好需要将废品率考虑在内，将备件成计算在内。2） 设备报价1、材料费=（机器重量/材料利用率）x材料单价，计算法为价格=材料费（1+K）K：加工费/材料费 统称1工K料2、制造费=零件加工定额（时间）x加工设备价格（元/台时）+人工价格（元/时）+刀具费用+工装成本+（内部）运输费3、管理费=制造费*25%。 4、利润=制造费*12%。5、包装运输费：一般不填，正式商务中谈。6、模具摊销费：新产品开发必须由采购方承担此部分费用。7、废料收入：主要指切屑、废油、废渣、废料等3） 成本计算办法：零件报价原材料成本废料收入外购、外委零件成本机器使用成本人工成本管理费用利润包装成本运输成本模具摊销费税金零件图号： 零件名称：费用名称计算方法金额（元）材料费（机器重量/材料利用率）x材料单价（0.34+0.024+0.04+0.976+0.57+0.102+0.04+0.58+7.944）/0.75*4.2=60元另若干标准件合计共约 75元制造费零件加工定额（时间）x加工设备价格（元/台时）+人工价格（元/时）+刀具费用+工装成本+（内部）运输费约合人民币1500模具使用费新产品开发必须由采购方承担此部分费用。运输费一般不填，正式商务中谈利润制造费X12%180元合计材料费（1+K）1575元废料收入主要至切屑、废油、废渣、废料等5.2夹具装配工艺与技术措施1） V型块的安装 V型块的安装直接影响工件所要加工孔的中心定位，只要当V型块精准安装的情况下才能保证孔的位置精度要求。故V型块安装时需要采用调整法并用直径40mm的验棒来找正其工作面与夹具体底面的垂直度。2） 钻模板的安装钻模板的安装对于孔的加工也有着至关重要的作用，只有当钻模板准确安装的情况下，孔的位置精度才能得到保障。钻模板安装时也需要采用调整法并用直径40mm的验棒来找正，从而保证钻模板上钻套导引孔中心线与V形块中放入的直径40mm验棒外圆同轴度及钻套导引孔中心线与夹具体底平面垂直度误差0.025mm等。3） 自位支撑机构 由于工件的定位既用到了长V型块，也用到了平面，存在过定位问题，采用自位支撑机构可以很好地解决这一问题。 5.3夹具验收检验（检验项目与检验方法或方案） 夹具检验时类似于装配，需要借助于各种测量工具以及验棒，当装配图上的各种精度和公差都能到得到完美实现和保障后，则该夹具的设计与加工合格的实现了。 5.4夹具改进方案 由于快速夹紧装置的加工复杂，加工过程中甚至用到了五轴联动机床，成本较大，可以换一种较为容易且能很好的实现夹紧的装置，例如可以将螺旋槽改为直槽，通过气动施加力来实现夹紧。 5.5夹具使用与维护 由于该夹具属于专用夹具，使用频繁，应注意夹具薄弱环节的维护，时刻注意涂油和更换 ，使用时轻拿轻放，避免因力气不当而引发的损坏等。结束语 此次设计中主要是 “变速拨叉”工艺规程设计及钻孔专用夹具的设计与制造。这次课程设计主要经历了两个阶段:第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是夹具设计与制造。第一阶段我们运用了基准选择、切削用量选择计算、机床选用、时间定额计算等机械制造工艺与切削原理与刀具以及金属切削机床等方面的知识。夹具设计的阶段运用了工件定位与定位元件、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。 通过对“变速拨叉”的工艺规程及夹具设计，汇总所学专业知识如一体(如 互换性与测量技术基础 机械设计 金属切削机床概论 机械制造工艺学 金属切削原理与刀具等)。使我们对各科的作用更加深刻的熟悉与理解，也让我们对所学的专业课得以巩固、复习及实用，在理论与实践上有机结合。同时使我们在下述各方面得到了锻炼:1.能熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确的解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线的安排、工艺尺寸的确定等问题，保证零件的加工质量。2.提高结构设计能力。通过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出合理又能保证加工质量的夹具的能力。3.学会使用手册及图表资料。4通过实际的动手装配，白了理论与实际的差距，要将理论应用于实际，而且应用实际指导设计。5小组成员的沟通与协作是一个项目做完和做好的基础，做每件事情，有责任心是很重要的。 在将近四周的不懈努力下，课程设计终于完成了。从开始直到设计基本完成，我有许多感想。这是我们比较独立的在自己的努力下做一个与课程相关的设计。在这次设计中暴露出我们许多薄弱环节，很多学过的知识不能学以致用，直到做了这次项目后才能渐渐掌握，以前学过的东西自己并不是都掌握了，很多知识只是照搬书本，并非自己所理解，经过这次设计又加深了理解。而且，在一些计算过程中我和我的同学进行了计算方面的讨论，这又加强了我的合作能力。做课设的期间不仅手工制图得到了巩固，而且CAXA画图软件也在不断练习中进一步加深，学会了如何去应用工程手册，如何合理的选用相关参数，以及一些设计经验。总的说来，我们感觉这次课程设计让我们的许多方面都得到了锻炼，这不仅仅是知识方面的，还有能力方面东西。总之我们学到了想学的东西，这次课程设计使我们受益匪浅。 参考文献1.陆剑中，孙家宁主编.金属切削原理与刀具.第4版.北京：机械工业出版社，20052.肖诗纲，艾兴编.切削用量简明手册.第3版.北京：机械工业出版社，19943.王先逵主编.机械制造工艺学.第2版.北京：机械工业出版社，20084.陈宏钧主编.实用机械加工工艺手册.第2版.北京：机械工业出版社，20035.王绍俊主编.机械制造工艺设计手册.北京：机械工业出版社，19856.陶济贤，谢明才主编.机床夹具设计.北京：机械工业出版社，19867.李益民主编.机械制造工艺设计简明手册.北京：机械工业出版社19988.王先逵主编.机械加工工艺手册.第2版第2卷.北京：机械工业出版社，20079.邵晓荣，曲恩主编.互换性与测量技术基础.北京：中国标准出版社，200710.赵家齐主编.机械制造工艺学课程设计指导书.第2版.北京：机械工业出版社，200933