拨叉头机械加工设计规程与夹具毕业设计论文.doc

毕业设计（论文）

作 者： 学 号：
专 业： 数控技术
班 级： 数控1393
题 目： 拨叉头机械加工工艺规程及夹具设计

2016年06月

摘 要
本设计是拨叉头零件的加工工艺规程及加工工序的专用夹具设计。拨叉头零件的主要加工表面是平面及孔系。保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。基准选择以中间拔叉的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准，以顶面与两个工艺孔作为精基准。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出顶平面，再以顶平面与支承孔系定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用顶平面和工艺孔定位加工其他孔系与平面。支承孔系的加工采用的是坐标法镗孔。整个加工过程均选用机床。

关键词：拨叉头；工艺规程；夹具；设计

目 录
1 零件的工艺分析及生产类型的确定 1
1.1零件的技术要求 1
1.2审查零件的工艺性 1
1.3确定零件的生产类型 1
2 确定毛坯、绘制毛坯简图 2
2.1选择毛坯 2
2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 2
2.2.1基本参数 2
3 拟定零件工艺路线 4
3.1定位基准的选择 4
3.1.1精基准的选择 4
3.1.2粗基准的选择 4
3.2表面加工方法的确定 4
3.3加工阶段的划分 4
3.4工序的集中与分散 5
3.5确定工艺路线 5
3.6工序顺序的安排 5
3.6.1机械加工工序 5
3.6.2热处理工序 6
3.6.3辅助工序 6
4 机床设备及工艺装备的选用 7
4.1机床设备的选用 7
4.2工艺装备的选用 7
5 切削用量、时间定额的计算 8
5.1切削用量的计算 8
5.1.1工序1－粗铣拨叉头前后两端面 8
5.1.2工序3－精铣拨叉头后端面A 9
5.1.3工序4－钻、扩φ22孔，孔的精度达到IT12 9
5.1.4工序5－铣拨叉脚槽内侧面 10
5.1.5工序6－铣拨叉头台阶面 11
5.1.6工序10－拉削φ25mm花键轴孔 11
5.2时间定额的计算 12
5.2.1基本时间的计算 12
5.2.2辅助时间的计算 13
5.2.3其他时间的计算 13
5.2.4单件时间的计算 14
6 夹具设计 15
6.1机床夹具的概述 15
6.2机床夹具的作用 15
6.3机床夹具的分类 15
6.3.1按夹具的使用特点分类 15
6.3.2按使用机床类型分类 16
6.3.3按夹具动力源分类 16
6.4专用机床夹具的组成 16
6.5拨叉头夹具的设计说明 17
6.6拨叉头夹具的基本思路 17
6.7拨叉头夹具的加工误差分析 17
6.8夹紧机构 19
6.9夹具设计的有关计算 19
6.9.1定位基准的选择 19
6.9.2切削力与夹紧力的计算 20
6.9.3定位误差分析 20
6.10专用夹具简单实用说明 21
6.10.1确定夹具的定位元件 21
6.10.2确定导向装置（含对刀元件） 21
6.10.3确定夹紧机构 21
6.10.4操作简要说明 21
结 论 22
参考文献 23
致 谢 24
附录一 25
附录二 27
附录三 28
附表（1）不同机械产品的零件质量型别表 29
附表（2）机械加工零件生产类型的划分 30
附表（3）各种加工方法的加工经济精度 31

II

绪 论
毕业设计是在学完大学的全部课程后进行的。是对大学几年的学习的一次深入的综合性的考核，也是一次理论联系实际的训练。毕业设计使能够综合运用和解析工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件的工艺规程。本次指导老师给课题是对机械方面又更深入的了解了很多。通过大量的查阅资料，从开始课本上认识的，明白到了现实中的应用。接下来通过这段时间对拨插头的认识和了解介绍一下。当前中国正处于一个前所未有的大发展时期，而在国民经济的各个领域、各行业中广泛使用着的机床、机器、仪表仪器及工具等，这些工艺装备都是由机械制造工业提供的。机械制造工业的主要任务就是围绕各种工程材料的加工技术，研究其加工工艺并设计和制造各种工艺装备，机械制造工业是国民经济各部门的装备部，它不仅为传统产业的改造提供现代化的装备，同时也为计算机、通信等新兴的产业群提供基础的或从未有过的新型技术装备。机械制造业的兴衰直接影响和制约了工业、农业、交通航天、信息和国防各部门的生产技术和整体水平，进而影响着一个国家的综合生产实力及国家的强盛。
在机械制造业中的重要一个环节就是制造过程中的夹具设计，其直接影响着制造的生产效率夹具对工件在机床上的安装精度又直接影响着加工质量、生产率、劳动条件和加工成本。夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地应用于机械加工、检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直是生产厂家所追求的目标。正确的设计并合理地使用夹具，是保证加工质量和提高生产效率，从而降低生产成本的重要技术环节之一，同时也是扩大各种机床使用范围必不可少的手段。

天津职业技术师范大学2013级专科生毕业设计（论文）
1 零件的工艺分析及生产类型的确定
1.1零件的技术要求
零件形状特殊、结构简单，但加工精度要求较高。该零件的各项技术要求制订的较合理，符合该零件的功用。
1.2审查零件的工艺性
见附录一分析零件图可知，零件的两侧面要求切削加工，mm孔和mm的孔的端面为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度。另外，该零件的台阶面加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工出来。由此可见，该零件的工艺性较好。
1.3确定零件的生产类型
假设：台/年，件/台；结合生产实际，备品率和废品率分别取和。代入公式计算得：

零件重量为，零件属轻型零件，即该零件的生产类型为大批生产。

24

2 确定毛坯、绘制毛坯简图
2.1选择毛坯
由于该零件在工作过程中要承受冲击载荷，为增强零件的强度和抗冲击强度，毛坯选用铸件。该拨叉的轮廓尺寸不大，且生产类型属大批生产，为提高生产率和铸件的精度，宜采用金属型浇铸。毛坯的起模斜度为。
2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量
2.2.1基本参数
（1） 铸件基本
尺寸机械加工前的毛坯铸件的尺寸，包括必要的机械加工余量。
（2） 尺寸公差
允许尺寸的变动量。公差等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之代数差的绝对值；也等于上偏差与下偏差的绝对值。为9级。
（3） 要求的机械加工余量（）
在毛坯铸件上为了随后可用机械加工方法去除铸造对金属表面的影响，并使之达到所要求的表面特征和必要的尺寸精度而留出的金属余量。对圆柱形的铸件部分或在双侧机械加工的情况下，应加倍。外表面作机械加工时，与铸件其他尺寸之间的关系可由公式（2-1）表示；内腔作机械加工相对应的表达式为：
（2-1）
（2-2）
式中 铸件毛坯的基本尺寸；
最终机械加工的尺寸；
铸件公差。
（4） 公差等级
铸件毛坯采用的是金属型铸造，且大批量生产，查表得取公差为。
（5） 公差带的位置
公差带应相对于基本尺寸对称分布。
（6） 要求的机械加工余量
根据铸件的最大尺寸查《机械加工工艺手册》查表JB2845-80得：铸铁件机械加工余量等级为级。

3 拟定零件工艺路线
3.1定位基准的选择
定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。
3.1.1精基准的选择
根据该零件的技术要求和装配要求，选择零件的轴孔mm作为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作为基准进行加工，即遵循了“基准统一”原则。轴孔mm的轴线是设计基准，选用其作精基准定位加工零件的端面和台阶面，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的垂直度和平行度要求；另外，由于零件刚度较差，受力容易产生碎裂，为了使得机械加工中产生夹紧损坏，根据夹紧力应垂直于主要定位基面，并应作用在刚度较大部位的原则，夹紧力作用点不能作用在台阶面上。
3.1.2粗基准的选择
作为粗基准的表面平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺陷。选择零件的外圆端面和槽的端面为粗基准。采用零件的外圆端面作粗基准加工台阶面，可以为后续工序准备好精基准。
3.2表面加工方法的确定
根据零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法。
3.3加工阶段的划分
该零件加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工、半精加工和精加工几个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准（零件的右端面和轴孔）准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗车零件外圆端面、粗车零件mm台阶面,粗铣槽18的两端面。在半精加工阶段，完成零件mm台阶面精车、铣右侧端面和槽18的底面和mm及mm的钻、铰加工；在精加工阶段，完成mm内圆表面、mm台阶面的精车和mm孔的精铰。
3.4工序的集中与分散
选用工序分散原则安排零件的加工工序。该零件的生产类型为大批生产，可以采用普通型机床配以专用工、夹具，以降低其生产成本。
3.5确定工艺路线
在综合考虑选择基准和加工顺序原则的基础上，表3-2列出了零件的工艺路线。
表3-2零件工艺路线及设备、工装的选用
工序号
工序名称
机床设备
刀具
量具
1
粗车外圆及端面
CA6140车床
G8左撇刀
0-200游标卡尺
2
时效处理

3
精车外圆及端面
CA6140车床
G8左撇刀
0-200游标卡尺
4
钻、铰孔、倒角
Z525型立式钻床
麻花钻、机用铰刀
卡尺、塞规
5
车退刀槽
CA6140
G8割刀
0-200游标卡尺

时效处理

6
由工装Ⅰ铣工艺搭子
立式铣床X51
直柄立式铣刀
0-200游标卡尺
7
铣槽
立式铣床X51
直柄立式铣刀
0-200游标卡尺
8
由工装Ⅱ钻工艺搭子孔
CA6140车床
麻花钻
0-200游标卡尺
9
锪平孔
CA6140车床
锪平刀
0-200游标卡尺
10
旋转工装钻孔、倒角、铰孔
CA6140车床
麻花钻、铰刀
0-200游标卡尺
11
去毛刺
钳工台
平锉

12
中检

塞规、百分表、卡尺
13
时效处理

14
清洗
清洗机

15
终检

塞规、百分表、卡尺
3.6工序顺序的安排
3.6.1机械加工工序
（1） 遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准---端面和轴孔mm。
（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
（3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面 端面和轴孔mm，后加工次要表面 侧面、底面和台阶面。
（4）遵循“先面后孔”原则，先车外圆及端面，再加工轴孔mm；先铣槽面和，再钻铰mm和mm的孔。
3.6.2热处理工序
铸件为了消除残余应力，需在粗加工前、后各安排一次时效处理，在半精加工前、后各安排一次时效处理。
3.6.3辅助工序
在半精加工后，安排去毛刺和中间检验工序；精加工后，安排去毛刺、终检工序。
综上所述，该零件工序的安排顺序为：基准加工 主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工 主要表面半精加工和次要表面加工 热处理 主要表面精加工。

4 机床设备及工艺装备的选用
4.1机床设备的选用
在大批生产条件下，可以选用高效的专用设备，也可选用通用设备。所选用的通用设备应提出机床型号，如“立式铣床”。
4.2工艺装备的选用
工艺装备主要包括刀具、夹具和量具。在工艺卡片中应简要写出它们的名称，如“钻头”、“百分表”、“千分尺”、“游标卡尺”等。

5 切削用量、时间定额的计算
5.1切削用量的计算
5.1.1工序1－粗铣拨叉头前后两端面
该工序分两个工步，工步是以面定位，粗铣面；工步是以面定位，粗铣面。由于这两个工步是在一台机床上经一次走刀加工完成的，因此它们所选用的切削速度和进给量是一样的，只有背吃刀量不同。
（1） 背吃刀量的确定
工步的背吃刀量取为（见图5-1），等于面的毛坯总余量减去工序的余量，即；而工步的背吃刀量取为，则如前所已知，故。
（2）进给量的确定
由表1.4《切削用量简明手册》，在粗铣铸铁、刀杆尺寸为、以及工件直径为时：
（5-1）
所以选择f=1.0mm/r。
（3） 铣削速度的计算
由表1.11《切削用量简明手册》，当用硬质合金铣刀铣削灰铸铁,,,切削速度。
切削速度的修正系数为（参见1.28《切削用量简明手册》），故

选择，这时实际切削速度。
5.1.2工序3－精铣拨叉头后端面A
（1） 背吃刀量的确定
取。
（2）进给量的确定
精加工进给量主要受加工表面粗糙度的限制。查表1-6《切削用量简明手册》，当表面粗糙度为，，时，。一般选择。
（3）铣削速度的计算
查表1-11，当时，切削速度的修正系数为，故。

5.1.3工序4－钻、扩φ22孔，孔的精度达到IT12
（1）选择高速钢麻花钻头的切削用量
①　 按加工要求决定进给量：当加工精度为精度，时，。
由于，故应乘孔深修正系数，则：

②　 按钻头强度决定进给量；当，，钻头强度允许的进给量。
③　 按机床进给机构强度决定进给量：当，机床进给机构允许的轴向力为，进给量为。
（2）选择高速钢麻花钻头的切削速度
由表2-15《切削用量手册》，的灰铸铁，，切削速度的修正系数为：，故

（3）计算基本工时

由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。
扩铰和精铰的切削用量如下：
粗扩钻：，，，，修正系数，故。

计算工时：

精扩钻：，，，，修正系数，故。

计算工时：

5.1.4工序5－铣拨叉脚槽内侧面
（1） 背吃刀量的确定
工步的背吃刀量取为，；工步的背吃刀量取为，。
（2） 进给量的确定
按机床功率为、工件—夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量取为。
（3） 铣削速度的计算
按镶齿铣刀的条件选取，铣销速度可取为。

参照表4-15《机械制造技术基础教程》所列X51型立式铣床的主轴转速，取转速。再将此转速代入公式，可求出该工序的实际铣销速度。
5.1.5工序6－铣拨叉头台阶面
（1） 背吃刀量的确定
工步的背吃刀量取为，；工步的背吃刀量取为，。
（2） 进给量的确定
按机床功率为、工件—夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量取为。
（3）铣削速度的计算
按镶齿三面刃铣刀的条件选取，铣销速度可取为。

参照表4-15《机械制造技术基础教程》所列X61型卧式万能铣床的主轴转速，取转速。再将此转速代入公式，可求出该工序的实际铣销速度。
5.1.6工序10－拉削φ25mm花键轴孔
（1）拉削进给量的确定
根据表5-33《机械设计技术基础教程》，。
（2）拉削速度
根据表5-34《机械设计技术基础教程》，。
（3）基本工时

5.2时间定额的计算
5.2.1基本时间的计算
（1）工序1 粗铣拨叉头前后两端面
（5-2）
式中,故

（2）工序3 半精铣拨叉头后两端面

式中mm,故

（3）工序5 铣拨叉脚内侧面
基本时间：

,

（4）工序6 铣拨叉头台阶面
基本时间：

,

5.2.2辅助时间的计算
辅助时间与基本时间之间的关系为，取，则各工序的辅助时间分别为：
工序1的辅助时间：
工序3的辅助时间：
工序4的辅助时间：

工序5的辅助时间：
工序6的辅助时间：
工序10的辅助时间：
5.2.3其他时间的计算
除了作业时间（基本时间与辅助时间之和）以外，每道工序的单件时间还包括布置工作地时间、休息与生理需要时间和准备与终结时间。由于拨叉的生产类型为大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计；布置工作地时间是作业时间的，休息与生理需要时间是作业时间的，均取为，则各工序的其他时间（+）可按关系式（）（+）计算，它们分别为：
工序1的其他时间：+
工序3的其他时间：+
工序4的辅助时间：+
+
+
工序5的其他时间：+
工序6的其他时间：+
工序10的辅助时间：+
5.2.4单件时间的计算
各工序的单件时间分别为：
工序1的单件时间：=0.09460+0.846+0.386=6.872s
工序3的单件时间：=0.05860+0.522+0.240=4.242s
工序4的单件时间：=（0.885+0.13275+0.061）=64.725s
=（1.66+0.249+0.11454）=121.4s
=（2.2+0.33+0.1518）60=160.908s
工序5的单件时间：=11.05+1.6575+0.76245=13.46995s
工序6的单件时间：=7.875+1.8125+0.58125=10.26875s
工序10的单件时间：=0.036+0.0054+0.0025=2.63s
将上述零件工艺规程设计的结果，添入工艺文件。

6 夹具设计
6.1机床夹具的概述
机床夹具通过使工件在机床上相对刀具占有正确的位置的过程----定位，以及克服切削过程中工件受外力的作用保持工件的准确位置的过程----夹紧，来实现工件装夹。定位和夹紧两个过程的综合称为装夹，完成工件装夹的工艺装备称为机床夹具。
6.2机床夹具的作用
（1） 保证加工精度
用机床夹具装夹工件，能准确确定工件与刀具、机床之间的相对位置关系，可以保证加工精度。
（2） 提高生产效率
机床夹具能快速地将工件定位和夹紧，可以减少辅助时间，提高生产效率。
（3） 减轻劳动强度
机床夹具采用机械、气动、液动夹紧装置，可以减轻工人的劳动强度。
（4） 扩大机床的工艺范围
利用机床夹具能扩大机床的加工范围，例如，在车床或钻床上使用镗模可以代替镗床镗孔，使车床、钻床具有镗床的功能。
6.3机床夹具的分类
6.3.1按夹具的使用特点分类
（1） 通用夹具
通用夹具是指结构已经标准化，且有较大适用范围的夹具，例如，车床用的三爪卡盘和四爪卡盘，铣床用的平口钳及分度头等。
（2） 专用机床夹具
专用机床夹具是针对某一工件的某道工序专门设计制造的夹具。专用机床夹具适用于在产品相对稳定、产量较大的场合应用。
（3） 组合夹具
组合夹具是用一套预先制造好的标准元件和组合件组装而成的夹具。组合夹具灵活多变。设计和组装周期短，夹具零部件能长期重复使用，适用于多种单价小批量生产或新产品试制等场合应用。
（4） 成组夹具
成组夹具是在采用成组加工时，为每个零件组设计制造的夹具，当改换加工同组内另一种零件时，只需调整或更换夹具上的个别元件即可进行加工。成组夹具适用于在多品种、中小批量生产的场合。
（5） 随行夹具
它是在自动线上使用的移动式夹具，在工件进入自动线加工之前，先将工件装在夹具中，然后夹具连同被加工工件一起沿着自动线依次从一个工位移动到下一个工位，直到工件在推出自动线加工时才将工件从夹具中卸下。随行夹具是一种始终随工件一起沿着自动线移动的夹具。、
6.3.2按使用机床类型分类
机床类型不同，夹具结构各异，由此可将夹具分为车床夹具、钻床夹具、铣床夹具、镗床夹具、磨床夹具和组合机床夹具等类型。
6.3.3按夹具动力源分类
按夹具所用夹紧动力源，可将夹具分为手动夹紧夹具、气动夹紧夹具、液压夹紧夹具、气液联动夹紧夹具、电磁夹具、真空夹具等。
6.4专用机床夹具的组成
夹具一般由下列元件或装置组成：
（1） 定位元件
定位元件是用来确定工件正确位置的元件。被加工工件的定位基准面与夹具定位元件直接接触或相配合。
（2） 夹紧装置
夹紧装置是使工件在外力作用下仍能保持其正确定位位置的装置。
（3） 对刀元件、导向元件
对刀元件、导向元件是指夹具中用于确定（或引导）刀具相对于夹具定位元件具有正确位置关系的元件，例如钻套、镗套、对刀块等。
（4） 连接元件
夹具连接元件是指用于确定夹具在机床上具有正确位置。
6.5拨叉头夹具的设计说明
本次毕业设计要设计钻φ7孔的夹具。由于该拨叉头零件不是规则零件，一般的通用夹具无法进行装夹，只能设计专用夹具进行装夹。如何对零件进行定位，夹紧装置应当用螺栓还是压板装置，带着问题开始了设计夹具。
6.6拨叉头夹具的基本思路
定位装置的设计特点和夹紧装置的设计要求：加工的表面与工序基准之间有尺寸联系或相互位置精度要求时，则应以夹具的回转轴线为基准来确定定位与案件的位置。工件的夹紧应可靠。由于加工时工件和夹具一起随机床导轨运动，故在加工过程中工件除受切削力矩的作用外，整个夹具还要受到重力和离心力的作用，这样不仅降低夹紧力，同时会使夹具震动。因此，夹紧机构必须具有足够的夹紧力，自锁性能好，以防止工件在加工过程中移动或发生事故。
先选取合适的棒料，装夹在机床上车削一边端面，然后钻φ7的基准孔。再以φ7的孔作为粗基准，加工左端面，保证端面与φ7孔的轴线相垂直。然后以左端面为精基准，半精加工φ7的孔，再以这个孔为基准加工两个台阶面。此时，左端面与φ7孔的轴线的垂直度误差得以保证，且两台阶面的跳动误差也由于以φ7的孔作为基准进行加工的，故也得到保证。最后精加工φ7的孔，由于φ7孔的Ra值为1.6，车削达不到要求，所以必须用磨削加工来保证。由图得有两处Ra1.6要求的。所以φ19的外圆也需要磨削来保证粗糙度要求。
6.7拨叉头夹具的加工误差分析
在机械加工中，影响加工零件精度的因素有很多，其中夹具的误差占有较大的比重，因此，设计夹具时必须分析和计算各种因素对加工精度的影响，便合理地确定夹具公差。关于夹具误差的计算在教科书和专业刊物中多有论述，但由于看法不同，存在一些分歧，结果也不完全相同，给实际应用带来困难。利用夹具加工时，被加工零件通过夹具与刀具、机床联系起来组成一个加工工艺系统，为了保证零件的尺寸和槽度，系统中各环节的相对位置必须具有一定的几何关系。
机械加工系统的综合误差是机床误差、夹具制造误差、刀具制造误差、工件定位误差的综合反映。机床误差dz。立铣床主要是立铣床主轴中心对工作台直平行综合误差。卧铣床主要是卧铣床的综合误差。插床主要是插床导轨对工作台面不垂直误差。根据表1-1可知：
车夹具制造答应误差dj1
车床误差dz1、dz2尺寸范围L(mm)夹具制造答应误差dj1(μm)
车床误差dz1、dz2(μm)
零件公差d1或2d1(μm)
夹具制造误差dj，夹具制造误差由dj=dj1+dj2+dj3+dj4+dj5+dj6构成。
其中：dj1为夹具制造答应误差，对夹具来说是弹性夹头夹口与工作台平行度误差，可查表1(表中L按(d1+d2)/2计算，d1为弹性夹头夹口直径，d2为主轴直径)；dj2为夹具的外形位置误差；dj3为对刀装置极限偏差：dj4为塞尺的极限偏差；dj5为夹具定位表面极限偏差；dj6为钻套轴与衬套孔的综合误差；刀具误差dd。
立铣床用的棒形铣刀主要是刀具的径向摆动误差；卧铣床用的盘状铣刀主要是刀具的径向跳动和端面摆动综合误差；钻孔用钻头主要是钻头直径的制造公差；工件的定位误差dg。
根据表2-2可知：
其它误差dq尺寸范围(法兰盘)D(mm)其它误差dq(μm)其他误差dq。
铣床是指铣床法兰盘的端面跳动和不同轴的综合误差。实用综合误差计算公式在实际加工过程中，各项误差可能会互相覆盖，也不可能同时出现最大值。为了便于计算，根据加工过程实际使用的经验，将各项误差先算术均匀，再乘修正系数k，从而得到实用的综合误差计算公式：
d=k(dz+dj+dd+dg+dq)
(1) 其中：k的取值范围一般为k=0.7～0.8
夹具磨损极限值dm的确定：夹具磨损极限值应根据零件技术要求的尺寸偏差和零件在夹具上加工产生的误差而定。假如用d1表示零件答应的尺寸误差，则夹具磨损极限值dm可用下式表达dm≤d1-d。
(2) d磨损极限值dm的分配
假如夹具上数个零件的磨损都会影响加工精度时，应该把磨损极限值dm进行公道的分配。分配时要考虑夹具的结构要求、夹具零件的耐磨性以及夹具零件磨损对加工误差影响的程度。设可分配总值为dk，夹具零件磨损分配值为dk1，dk2，dk3，……，dkn，则 dk=dk1+dk2+dk3+……+dkn。
(3) 夹具磨损可分配值dk应小于夹具磨损极限值dm。此时，精度储备为db，db=dm-dk。
(4) 一般情况下，dk应满足下式dk≤0.8dm-0.5dm。
(5) 夹具磨损的调整，为了保证零件在夹具中的加工精度，计算时应满足如下不等式，d1≥d+dm。
(6) 假如式(5)不能满足，且d≥d1，应从下述三方面进行调整：
①　 夹具制造误差太大在可能的情况下减少制造误差。夹具结构不公道改变夹具的结构。
②　 零件尺寸偏差过小在可能的情况下与设计和工艺职员协商加大零件的尺寸偏差。
③　 结语机械加工误差是加工系统误差的综合反映。实用综合误差公式对生产实践有一定的参考价值。夹具磨损极限偏差的分配应考虑夹具零件的耐磨性、重要性等综合因素，具体题目具体分析。夹具应留有精度储备。
6.8夹紧机构
选择工件的夹紧方案，夹紧方案的选择原则是夹的稳，夹的牢，夹的快。选择夹紧机构时要合理确定夹紧力的三要素：大小、方向、作用点。夹紧装置的基本要求如下：
夹紧时不能破坏工件在夹具中占有的正确位置；夹紧力要适当，既要保证工件在加工过程中不移动、不转动、不震动，又不因夹紧力过大而使工件表面损伤、变形。夹紧机构的操作应安全、方便、迅速、省力。机构应尽量简单，制造、维修要方便。
分析零件的加工要素性质，确定夹紧力源类型为手动加紧，夹紧装置为压板，压紧力来源为螺旋力。夹具的具体结构与参数见夹具装配图和零件图。
6.9夹具设计的有关计算
6.9.1定位基准的选择
以φ回转面及其端面为主要定位基准,限制６个自由度X轴的移动、Y轴的移动、X轴的转动、Y轴的转动、Z轴的移动，以φ回转面为止推基准，限制２个自由度,以2－φ6.5锪平12的两个孔为防转基准,限制３个自由度。同样工件在夹紧的时候又限制了一个自由度。此方案是用螺栓固定达到防转的目的。
6.9.2切削力与夹紧力的计算
切削力是指在切削过程中产生的作用在工件和刀具上的大小相等、方向相反 的切削力。本道工序中，切削力主要来源于三个方面：克服被加工材料对弹性变形的抗力、克服被加工材料对塑性变形的抗力和克服切屑对前刀面的摩擦力和刀具后刀面对过渡表面与已加工表面之间的摩擦力。
本道工序中压板所承受的夹紧力并不到，因为钻头进给方向向下，主要的切削力方向向下，是靠两根芯轴承受的，因此本夹具体对芯轴的刚性有所要求。
6.9.3定位误差分析
首先对该夹具体进行分析，该夹具装置采用挡板和φ7短芯轴、φ6.5长芯轴进行定位，采用压板进行夹紧。其中挡板和φ7短芯轴限制4个自由度，φ6.5长芯轴限制1个自由度，挡板限制1个自由度，一共限制6个自由度，属于完全定位。以φ11轴端面和φ7孔的中心轴线为定位基准，与设计基准重合，不存在基准不重合误差，因此该装夹装置只用分析基准位移误差。
由于该零件以φ11轴端面定位基准，因此X、Y方向基准位移误差近似为0，主要的基准位移误差有芯轴和φ7孔定位造成的Z轴（竖直方向）的误差。以圆孔在定位芯轴上定位，定位芯轴为水平放置，由于定位副间存在径向间隙，因此必将引起径向基准位移误差。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上母线接触，故此时的径向基准位移误差仅存在Z轴方向，且向下。
具体基准位移误差值为：

式中定位副间的最小配合间隙（mm）；
——工件圆孔直径公差（mm）；
——定位销外圆直径公差（mm）。
6.10专用夹具简单实用说明
6.10.1确定夹具的定位元件
定位基准面：mm短芯轴，mm长芯轴，mm轴端面支撑板。
定位的概念：工件加工前，在夹具中占据“确定”、“正确”的加工位置的过程。或者说，一批工件先后装到夹具中，都能占据一致正确加工位置的过程。
如附录一左图，在车床上加工，把工件套在的芯轴上，限制工件X、Y的移动，绕X的转动。工件左端靠在卡盘上，限制了工件的Z的移动，Y的转动。延X向进刀保证加工平面相对于孔的轴心的垂直度。
如果机床的回转精度可以达到加工要求的话，以孔的轴心为基准的跳动误差由机床主轴的回转精度保证。
右图同轴度误差要在一次装夹，完成两个φ6孔的加工，则可保证同轴度误差。Φ6.5的圆度误差要确保在距离孔15MM的圆上，采用高度尺划线，样冲打眼，在台钻上打样孔。然后用浮动镗刀加工来保证孔的圆度。
由零件图分析孔和的加工要求，必须保证孔轴向和径向的加工尺寸，得出，夹具必须限制工件的六个自由度，才可以达到加工要求。现设计夹具模型如下：
选择定位元件为：支撑板，支撑钉，V型铁。支撑板限制了X、Y、Z方向的移动自由度，X、Y方向的转动自由度，支撑钉限制了Z方向的转动自由度。可见，定位方案选择合理。
6.10.2确定导向装置（含对刀元件）
导向装置：钻套
6.10.3确定夹紧机构
夹紧机构：压板，夹紧加工零件，防止零件沿芯轴移动；螺栓：连接钻模板和夹具体；螺钉：连接钻套和钻模板。
6.10.4操作简要说明
加工该零件4个的孔时，先将压板打开，将零件横着放入两根芯轴中，轴端面紧贴夹具体板上，在把压板压上，将禁锢压板带着螺栓的禁锢板合上，拧紧螺栓，将夹具体固定在钻床上，进行加工。

结 论
毕业设计即将结束，时间虽然短暂但是它是受益匪浅的，通过这次的设计得到的不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用手中的各种设计手册和AUTOCAD等制图软件，为踏入社会打下了好的基础。
通过毕业设计认识到只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此非常感谢老师给的辛勤指导，学到了很多，也非常珍惜大学给的这次设计的机会，这将是毕业设计完成的更出色的关键一步。

参考文献
[1] 邹青.机械制造技术基础课程设计指导教程机械工业出版，2004.
[2] 李益民.机械制造工艺设计简明手册.机械工业出版社,2002.
[3] 邹青.机械制造技术基础.机械工业出版社，2003.
[4] 卢记军.机械制造工艺基础.华中科技大学出版社,2002.
[5] 童醒生.材料成形技术基础.机械工业出版社，2005.
[6] 陈日耀.金属切削原理-第2版.机械工业出版社，2002.1.
[7] 韩进宏.互换性与技术测量.机械工业出版社，2004.7.
[8] 孙本旭.机械加工余量手册.国防工业出版社，2001.
[9] 于骏一.机械制造工艺学.吉林科学技术出版社，1995.

致 谢
为期一个学期的毕业论文已让我非常痛苦的接近尾声了，我的三年大学生涯也即将圈上一个句号。此刻我的心中却有些怅然若失，因为那些熟悉的恩师们和各位可爱的同学们，我们也即将挥手告别了。
在此我要深深感谢我的导师刁建国老师。此次论文在指导老师刁建刁老师始终都给予了细心的指导和不懈的支持。刁老师宅心仁厚，闲静少言，不慕荣利，对学生认真负责，在他的身上，我们可以感受到一个学者的严谨和务实，这些都让我们获益菲浅，并且将终生受用无穷。毕竟“经师易得，人师难求”，希望借此机会向刁老师表示最衷心的感谢!

天津职业技术师范大学2013级专科生毕业论文
附录一

33

附录一

附录二

附录三

加工表面

尺寸及偏差
mm
公差及精度等级
表面粗糙度Ra
μm
形位公差/mm
零件左端面
30
IT9
6.3

零件右端面
30
IT9
6.3

槽底面
5
IT9
6.3

槽侧面
18
IT11
12.5

零件装配贴合面
11
IT7
1.6

零件台阶面
19
IT7
1.6

零件台阶面
15
IT12
12.5

零件台阶面
11
IT10
6.3

φ7mm孔

IT6
1.6

2-φ6.5mm孔

IT9
6.3

4-φ6mm孔

IT9
6.3

附表（1）不同机械产品的零件质量型别表
机械产品类型
加工零件的质量/kg
重型零件
中型零件
轻型零件
电子工业机械
>30
4～30
<4
机床
>50
15～50
<15
重型机械
>2000
100～2000
<100

零件特征
年生产纲领/件

生产类型

产品类型
重型零件
中型零件
轻型零件
单件生产
5以下
20以下
100以下
成
批
生
产
小批
5～10
20～200
100～500
中批
100～300
200～500
500～5000
大批
300～1000
500～5000
5000～50000
大量生产
1000以上
5000以上
50000以上
附表（2）机械加工零件生产类型的划分
附表（3）各种加工方法的加工经济精度
加工方法
经济精度
加工方法
经济精度

平

面
粗车端面
IT11～IT13

内

孔

表

面
钻孔
IT12～IT13
精车端面
IT7～IT9
钻头扩孔
IT11
细车端面
IT6～IT8
粗扩
IT12～IT13
粗铣
IT9～IT13
精扩
IT10～IT11
精铣
IT7～IT11
一般铰孔
IT10～IT11
细铣
IT6～IT9
精铰
IT7～IT9
拉
IT6～IT9
粗拉毛孔
IT10～IT11
粗磨
IT7～IT10
精拉
IT7～IT9
精磨
IT6～IT9
粗镗
IT11～IT13
研磨
IT5
精镗
IT7～IT9

机械加工工艺过程卡片
材料牌号

毛坯种类
铸件
毛坯外形尺寸

每毛坯可制件数
1
每台
1
备注

工序号
工序名称
工序内容
车间
工段
设备
工艺装备
工时
准终
单件
1
粗铣拨叉头前后两端面
粗铣两端面至81.175～80.825mm,Ra12.5μm

立式铣床
X51
直柄立铣刀、游标卡尺

6.872s
2
时效处理

3
精铣拨