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1、第一部分设计任务书及课程设计的要求和内容加工2其次部分序言4第三部分拨叉22mm孔的钻床夹具设计5第四部分.致谢与心得体会15第五部分参考文献16附录：夹具零件图与夹具装配图(草稿)17(18)CAD图另图19第一部分：山西大同高校煤炭工程学院09机械设计及其自动化专业机械制造设施设计设计任务书设计题目：CA6140拨叉钻床夹具设计要求：设计加工孔22mm的钻床夹具毛坯类型：铸件（两件铸在一起）设计时间：2022.1217设计内容：1、熟识零件图2、绘制零件图（一张）3、绘制夹具总装图4、编写设计说明书备注：CA6140车床拨叉831002毛坯图其次部分：序言机械制造装备设计使我们学完了高校的
2、全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深化的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的高校生活中占有重要的地位。就我个人而言，我盼望能通过这次课程设计对自己将来将从事的工作进行一次适应性训练，从中熬炼自己分析问题、解决问题的力量，为今后参与祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。制造背景：机械制造离不开金属切削机床，而机床夹具则是保证机械加工质量、提高生产效率、减轻劳动强度、降低对工人技术的过高要求、实现生产过程自动化不行或缺的重要工艺装备之一。机床夹具被广泛用于制造业中，大量专用机床夹具的使用为大批量生产供应了必要条
3、件。在机床制造或修理中，经常遇到在圆柱上横穿孔的工件，这些工件的孔或螺纹孔的中心线不相交，需在车好圆柱后装配，画好孔的位置线，在按线加工孔或螺纹。以前当工件画好线后，用四爪卡盘按线进行安装，再加工内孔。在校正的过程中，调整夹在圆柱面上的两爪时，工件产生滚动，使划线孔的中心线产生角度位移，很难将工件校正,而产生加工废品。为此人们设计制造了夹具，通过30年的使用，效果很好。制造意义：夹具的制造在机械加工工艺中有着很重要的意义，从其作用和地位两方面可以得知。一：机床夹具在机械加工中起着特别重要的作用，归纳起来，主要表现在一下几个方面。1 .缩短帮助时间，提高劳动生产率，降低加工成本。2 .保证加工精
4、度稳定加工质量。3 .降低对工人的技术要求，减轻工人的劳动强度，保证平安生产。4 .扩大机床的工艺范围，实行一机多能。5 .在自动化生产和流水线生产中便于平衡生产节拍。二：机床夹具在工艺系统中的地位：夹具不同于其他环节，他在工艺系统中有着特殊地位，夹具的整体刚度对工件加工的动态误差产生着特别特殊的影响。当夹具的整体刚度远大于其他环节，工件加工的动态误差基本上只取决于夹具的制造精度和安装精度。因此设计夹具时，对夹具的整体刚度应赐予足够重视。如因工艺系统其他环节的刚度不足而引起较大的系统动态误差时，也可以实行修正夹具定位元件的方法进行补偿。这就是夹具的能动作用第三部分：加工CA6140拨叉22mm
5、孔的钻床夹具设计（一）、零件的分析：（一）零件的作用及考虑的问题：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，使主轴回转运动依据工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的625孔与操纵机构相连，二下方的660半孔则是用于与所掌握齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。然而本夹具是用来加工M221.5的螺纹孔，加工本道工序时，应留意该工艺孔应与25孔有肯定的同轴度要求，为保证形位公差，需要在加工时用应用25孔为精基准；该零件的尺寸精度也有肯定的要求，应保证该夹具与零件之间有良好的接触关系。在设计夹具时，主要应考虑如何定位才能加工出合格的零件，
6、如何才能降低劳动强度和提高劳动生产率。（二）零件的部分工艺分析：CA6140车床共有两处加工表面，其间有肯定位置要求。分述如下：1 .以625mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：625H7mm的孔，以及642的圆柱两端面，其中主要加工表面为625H7mm通孔。2 .以66Omnl孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：660H12的孔，以及“60H12的两个端面。主要是60H12的孔。3 .铳16HII的槽这一组加工表面包括：此槽的端面，16HIIimn的槽的底面，16Hllm的槽两侧面。4 .以M22l.5螺纹孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：M22X1.5的螺纹孔，长32mm的端
7、面。主要加工表面为M22l.5螺纹孔。这两组加工表面之间有着肯定的位置要求，主要是：（1） 60孔端面与25H7孔垂直度公差为0.1mm.。（2） 16Hllmm的槽与25H7的孔垂直度公差为0.08mm。由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工此外一组。（二）设计工序：（一）夹具设计：一） 定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必需合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特殊是位置精度）要求。因此我们应当依据零件图的技
8、术要求，从保证零件的加工精度要求动身，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。在钻此孔时，只对此孔的端面进行了精铳，所以，在钻此孔时所用基准为粗基准。而粗基准选择有如下基本原则：假如工件必需首先保证某重要表面的加工余量匀称，则因选择该表面为粗基准。假如必需首先保证工件加工表面与不加工表面之间的位置精度，则因以不加工表面作为粗基准。假如零件上每个表面都要加工，则应以加工余量最小的表面为粗基准。选用粗基准的表面，应平整，没有浇口、冒口或飞边等缺陷，以便定位牢靠。粗基准一般只能使用一次，以免产生较大的位
9、置误差。很明显，本次工序是孔的加工，所以必需保证该孔的加工余量匀称，因此，此次工序的定位基准为42的外圆。二） 定位元件的选择工件以外圆定位主要两种形式：一种是定心定位，常有各种自定心卡盘和弹簧夹头以及定位套；另一种是支承定位，常用支撑板和V型块。由于工件外形的限制，不适合定心定位，而支撑板定位常用于加工外圆轮廓，所以采纳V型块定位。也是由于工件轮廓限制，采纳两个短V块定位。如下图三）定位误差分析与计算定位误差是指由于定位不精确造成的某一工序的工序基准在工序尺寸方向上相对于其抱负位置的最大位移量。分为基准位置误差和基准不重合误差。基准位置误差易知，工件在V形块中定位有两种极端位置，由几何关系得
10、：5定位=Tdsina2基准不重合误差由于此工序定位基准与工序基准重合，故6不重二O所以=定位+不重.（定位误差由基准不重合误差AM和定位副制造不精确误差（基准位移误差）V两部分组成,定位误差的大小是两项误差在工序尺寸方向上的代数和，即AdW=+Ajyo基准不重合误差砂：工件以孔在水平位置的心轴上定位加工孔，工件因自重（或其他外力）作用使孔与心轴在上母线相接触，定位基准为孔的轴线；此时，工序基准也是孔的轴线。所以,yfe=0o查文献【9】机床夹具设计手册查得心轴的极限偏差为-0.011,即2=0.011；由零件图可知，山二0.021；则基准位移误差押二生也二些LaL0.016,222所以，rf
11、w=Ajb+yv=0+0.016=0.016Wn。）四）夹紧装置的选择工件在切削过程中会受到切削力、离心力和惯性力等各种力的作用，因此定位后必需夹紧。夹紧装置一般由夹紧机构和动力源组成。夹紧装置有如下设计要求：应保证定位精确，而不能破坏定位；夹紧后工件与夹具的变形应在允许的范围内；夹紧机构平安牢靠，有足够的刚度和强度，手动夹紧应自锁，夹紧行程要足够；结构简洁，制造和操作便利，快速和省力。（夹紧装置的组成：典型的夹紧装置一般由力源装置、中间递力机构、夹紧元件和夹紧机构组成。由于本次设计是在同一夹具上完成钻孔及攻螺纹加工，加工过程不拆工件；为了提高加工效率，缩短帮助时间，打算用简洁的螺母作为夹紧机
12、构。）（1）夹紧力的方向：夹紧力的方向要有利于工件的定位，并留意工件的刚性方向，不能使工件有脱离定位表面的趋势，防止工件在夹紧力的作用下产生变形。1) .作用方向应垂直于工件的主要定位基准，以保证加工精度；2) .作用方向应与工件刚度最大的方向全都，以削减工件的夹紧变形；3) .作用方向应尽量与工件的切削力、重力等的作用方向全都，以减小夹紧力;综合上述，选择夹紧力的作用点在25H7孔的左右端面。(2)夹紧力的作用点：夹紧力的作用点应选择在定位元件支承点的作用范围内，以及工作刚度高的位置。确保工件定位精确、不变形。(备注：夹紧力的作用点的设计原则1) .应落在支承元件上或几个支承元件所形成的支承
13、平面内，以避开破坏定位或造成较大的夹紧变形；2) .应落在工件刚性较好的部位上；3) .应尽可能靠近加工面，以提高工件加工部位的刚度和抗振性。)(3)切削力与夹紧力的计算：由于拨叉M22X1.5螺纹孔在同一夹具上完成钻孔及攻螺纹加工，加工过程中不拆工件，且钻孔所需的力大于攻螺纹的力,所以确定夹紧力只需确定钻孔时所需的夹紧力。(1) .切削力的计算由文献【9】机床夹具设计手册查出，切削力计算公式为：P=419Dp(8-1)HR其中，s=0.22/,D=23w，Jlp=(一)o6=1.031;将上述数据代入上述公式，则P=419fs%=419X23XO.22o81.031=2960N(2) .夹紧
14、力的计算由文献【9】机床夹具设计手册表1-2-11查出，端面夹紧的夹紧力计算公式为：(7-2)3KPD9D-d3vD其中k=3,P=2960N,x=0.2,D=42mm,D=40mm,d=25mm；将上述数据代入上述公式，则3KPD332960422 0.2 X403 -253402 -252=5638N(4)选择夹紧机构：在确定夹紧力的方向、作用点的同时，要确定相应的夹紧机构。确定夹紧机构要留意以下几方面的问题：平安性夹紧机构应具备足够的强度和夹紧力，以防止以外伤及夹具操作人员。手动夹具夹紧机构的操作力不应过大，以减轻操作人员的劳动强度。夹紧机构的行程不宜过长，以提高夹具的工作效率。手动夹紧
15、机构应操作敏捷、便利。综上所述，本零件的夹紧装置共有2个方案如下：方案一：使用较链夹紧机构方案二：使用螺旋夹紧机构由于本零件为大批量制造，使用螺旋夹紧机构更加经济、便利，故选用方案二。其草图如下：1螺杆2螺母3螺钉4压块五)选择导向装置钻床夹具的导向元件为可换钻套,它的作用是确定刀具相对夹具定位元件的位置，并在加工中对钻头等加工刀具进行引导,保证被加工孔的位置精度和防止刀具在加工中发生偏斜。(1) .钻套高度钻套高度与所钻孔的孔距精度、工件材料、孔加工深度、刀具刚度、工件表面外形等因素有关。钻套高度H越大,刀具的导向性越好，但刀具与钻套的摩擦越大,一般取H=(I2.5)D,孔径小、精度要求高时
16、，H取较大值，所以H=(IX232.5X25)=(2362.5)mm。查文献2机械制造技术基础课程设计指南表5-181可取快换钻套的高度H=40O(2) .排屑间隙排屑间隙h值应适当选取，h值太小时，切屑难以自由排出，使加工表面被损坏；h值太大时，会降低钻套对钻头的导向作用，影响加工精度。加工铸铁时，h=(0.30.4)D即h=(0.30.4)D=(0.3X230.4X25)mm=(6.9-10)mm.查文献【2】机械制造技术基础课程设计指南表5-181,可取排屑间隙h=12mm(3) .确定钻套位置尺寸和公差钻套位置尺寸以工件相应尺寸的平均尺寸为基本尺寸，其公差取为工件相应尺寸公差的1/51
17、/2,偏差对称标注。由夹具可知：工序尺寸(钻套中心线与外壁的距离)L=70,而尺寸公差取：0.07(1/51/2)mm,取0.035,则钻套的位置尺寸为L=(700.035)mm。导向装置是夹具保证加工精度的重要装置，如钻孔导向套、馍套、对刀装置、对定装置等，这些装置均已标准化，可按标准选择，为提高加工效率，选择快换导向套加工工件。如下图所示：可换钻套1一一钻套2衬套3钻模板4螺钉其中，钻套标准如下：尺寸如下图及表所示.六)夹详细用来安装和固定定位元件，夹紧机构和钻模板的实体。详细大小依据整个机构的大小而调整，要保证机构的稳定，水平，所以形位公差会有较严格的要求。夹详细装配图夹详细的设计夹详细
18、是夹具的基础件，夹具上全部的组成部分都必需最终通过这一基础件联接成一个有机整体。夹详细必需有足够的刚度和强度、结构简洁、良好的工艺性、尺寸稳定、便于清除切屑。(1) .夹具材料及制造方法依据使用要求，夹详细用铸造方法制造，材料为HT200。(2) .夹详细外形尺寸由文献【9】机床夹具设计手册表1-9-2可得夹详细的基本尺寸如下表:表9-1夹详细结构基本尺寸的阅历数据夹详细结构部分阅历数据夹详细壁厚h25trim夹详细加强肋厚度20nun夹详细加强肋高度180-夹详细壁与壁连接的铸造圆角5fnn夹详细不加工的毛面与工件表面之间的间隙87H(3) .铸造夹详细的技术要求1) .铸件不许有裂纹、气孔
19、、砂眼、疏松、夹渣等铸造缺陷；浇口、冒口、结疤、粘砂应清晰洁净；2) .铸件在机械加工前应经时效处理；3) .未注明的铸造圆角R(3-5)mm；4) .铸造拔模斜度(铸件在垂直分型面的表面需有拔模斜度)；5) .由文献【9】机床夹具设计手册表1-9-3可得夹详细座耳结构尺寸如下表：表9-2夹详细座耳结构尺寸螺栓直径DDihLHr121430320361.5第四部分：致谢与心得体会致谢在老师和同学的共同努力下，我们完成了夹具课程设计。我们花费的时间很长，由于这是同学第一次进行这样的课程设计。虽然过程中我们遇到了遇到困难,但是在老师的教导下，同学们都的特别的努力。我们这次最终把我们所学的学问运用到
20、现实中来了，这对同学们深入对课本学问的理解很有好处。同学学会了对于不同的待工件设计不同的夹具，对于夹具的各种标准件都学会了如何查标准件手册、如何使用它们。这些都是由于老师的关心下，我们才能完成的。感谢老师。心得体会夹具课程设计过去了，学到了许多学问。通过这次课程设计实训，使我对机械装备课程有了更进一步的了解。装备在现在工业中有着重要的作用，当然，我们现在对机械设计只不过时一个初步的了解，这门课程还有更多的学问等着我们去学习，在这两周短暂的课程设计里，我学会了一些机械设计的最基本的理论，同时也对机械装备产生了深厚的爱好。在这次课程设计过程中，我发觉自己还有许多不足之处，在设计和计算过程中也消失了
21、各种各样的错误，在同学和老师的关心下也都尽量改正了，虽然还存在或多或少的问题，这也是我今后努力的方向，我会连续努力学习，来丰富自己的学问。本次课程设计我深有体会，它使我们全面地综合相关课程的理论和实践学问，进行机床夹具设计。我们都知道在机械制造过程中，凡用来固定加工对象，使之占有正确的位置以接受加工或检验的装置，统称为夹具。在许多制造领域涉及夹具的设计和使用，例如，机加工用的机床夹具、装配时用的装配夹具、焊接过程中用于固定被焊接件的焊接夹具、热处理时夹持工件的热处理夹具、检验过程中用的检验夹具等。本次综合课程设计培育我们综合应用机械制造课程及其它有关先修课程的理论学问，把理论学问（机械制图、金
22、属材料及成型工艺、机械设计、公差与技术测量等）和生产实际亲密结合，能够依据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计，进一步提高结构设计力量。培育了我们熟识并运用有关手册、图表、法律规范等有关资料文献的力量；培育我们识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能；培育我们独立思索和独立工作的力量，为后续的毕业设计以及毕业后走向社会从事相关技术工作打下良好的基础。由于水平所限，设计中难免有错误和不妥之处，在此还诚请指导老师批判指正。第五部分：参考文献1 .李庆余，孟广耀主编.机械制造技术基础.机械工业出版社.其次版2 .任殿阁，张佩勤.设计手册.辽宁科学技术出版社.1991年9月3 .曹桃，高学满.金属切削机床挂图.上海交通高校出版社.1984年8月4 .吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册.高等教育出版社.1982年12月5 .戴曙.金属切削机床.机械工业出版社.2000年5月6 .机械设计手册编写组.机械设计手册.机械工业出版社.1986年12月7 .叶伟昌，林岗.机械工程及自动化简明设计手册.机械工业出版社出版8 .卜炎.机械传动装置设计手册.机械出版社出版9 .徐锦康.机械设计.高等教育出版社出版10 .大连理工高校画教研室.机械制图.高等教育出版社出版11 .隋明明，史艺农.机械设计基础.机械工业出版社出版附录:夹具装配
