机械制造技术与CAD课程设计说明书
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目录
1.概述 (3)
2.夹具设计任务及待加工零件的特点 (4)
3.设计方案讨论 (5)
4.夹具设计 (6)
5.非标零件的加工工艺规程-1 (7)
6.非标零件的加工工艺规程-2 (8)
7.参考文献 (9)
概述
经过六个学期的大学学习，本学期，我们真正接触到了所谓的实践。在这次的夹具课程设计中，我们首次将以前学过的知识进行综合地汇总并加以实际运用。我所需要设计的车床拨叉钻孔夹具看似不是非常复杂，但是在整个设计过程中，遇到了不少的困难和错误，许多时候都需要返工。一次又一次的全部返工，使得对之前所学知识又进行了重新的加深，并对之前的一些理论上的不了解和模糊之处加以提升。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力。设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。
在进行设计之前，必须先了解什么是定位和夹紧：在机床加工工件时，为了保证加工精度和生产效率，必须使用工件在机床上相对刀具占有正确的位置，这个过程称之为定位。为了使工件已经获取的正确位置在切削过程中因为切削力、惯性力、重力等外力作用而不被破坏，必须对工件进行夹紧，这个过程称之为夹紧。定位和夹紧的全过程，称之为工件的夹装。在机床上用于装夹工件的装置，即为机床夹具。在制造技术迅猛发展的今天，无论是传统机床还是数控机床，加工中心上，仍是不可或缺的重要工艺设备。
通过机床的夹具设计，不仅可以培养综合运用机械设计制造的知识，还可以得到工程设计的初步训练。总之，这次夹具设计使我学会很多，受益匪浅。
夹具设计任务及待加工零件的特点
图1——被加工零件3D模型图
题目所给的零件是车床拨叉。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φ14孔与操纵机构相连，二下方的φ40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。两件零件铸为一体，加工时分开。
零件的材料为ZG45，45号铸钢生产工艺简单，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
3.拨叉底面、小头孔端面、大头半圆孔端面，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.15mm，小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为0.15mm。
由上面分析可知，可以粗加工拨叉底面，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。
而我所须设计的夹具必须满足用钻床加工φ14孔的需求
由任务书整个零件的加工工艺流程可以看出，可定位夹紧的地方有：R20mm 、R25mm的端面及外圆，由此设计出两套方案供进行讨论。
设计方案讨论
方案1：
两小头孔外圆用一边为固定V型块，另一边用可松紧的活动V型块来夹紧工件。此方案的有点在于结构十分简单，并且易于实际应用。但其同时有致命的缺陷——夹紧精度不能保证，并且竖直方向没有任何夹紧力，这使得零件加工出来的精度质量并不高，并且在进行加工时会发生翘起形变。
方案2：
图2——夹具整体效果3D图
根据得到题目要求，需要加工的工序是钻直径为14的小头孔，因此工件左端用活动V型块固定小头孔外缘，另使用定位销在中心大孔处进行定位，上端使用开口垫圈进行固定，这样在保证竖直方向夹紧力的同时，又方便加工零件的拆装。在夹具底座上铸造有钻模板，其上课安装钻套，使得整个钻孔过程可以更加精确。此类设计相较第一种设计具有较高定位精度，虽然相对来说结构略微复杂，但是真正实际生产当中的操作并不繁琐，甚至要较方案1更加简便。
综上所述，选在方案2为所运用的设计方案。
夹具设计
(一)夹具结构特点论述：
本夹具体上主要有一体铸造的钻模板及钻套，活动V型块通过螺钉与导板支板与夹具体相连，中间大孔中插入定位销，并在其上加上开口垫圈和螺母，使得待加工零件得到6个自由度上的限制，从而满足钻孔加工的自由度限制需要。而钻套可以有效的提高钻头整个的进给过程中的精度以及稳定性，因此是十分必要的。
(二)夹具的主要技术条件及优缺点的分析：
此夹具主要优点为结构简单，易于拆装容易并且相对来说经济实用。主要缺点在于多次反复使用之后定位精度会下降。但是相较于其他定位方式，结合实际操作来看，此类型设计方案的综合性价比还是比较高的。由于设计目标比较明确，因此本夹具所适用的拨叉类型有一定局限性，并且对所夹零件的加工顺序有一定要求，即必须先铣出一个可供定位的中心孔面以及小头孔处理过的外缘，这些是在今后的设计中需要注意并提高修改的。
(三)夹具主要零件技术条件的分析
底座：在整个夹具体重，底座的设计是一个全新的设计，一方面长宽高要考虑到支板，导板，待加工零件，V型块等部件的国标尺寸的配合，另一方面要留有一体铸造钻模板的余量。底部设计中间一部分需要切除，这样做的目的有两点：1.减少加工表面，降低成本，降低加工难度，降低工作时间；2.提高底面稳定性，从而增加了加工的精度。
定位销：定位销主要就是固定中间大孔的平行移动以及上下移动。由于装夹需要，定位销也是一个非标零件。主要基本尺寸根据零件大孔以及底座所钻定位销插孔来设计。
活动V型块：根据国标设计，尺寸完全符合零件要求。其作用是控制零件在加工过程中不要发生转动。
（四）定位误差分析
基准定位误差： w=（TD+Td）/2=（0.3+0.013）/2=0.0325mm
定位误差： D= w =0.1565mm所以能满足精度要求.
