关键字：拔叉、 夹具设计、十字交叉槽 正文:
一、计算生产纲领、确定生产类型：
该零件属于大批量生产。故需设计专用夹具来确保生产。
二、零件分析： (一) 审查拨叉的工艺性
分析零件图可知，该拨叉的叉脚两端面厚度薄于连接的表面，但减少了加工面积，使用淬火处理提供局部的接触硬度。叉脚两端面面积相对较大，可防止加工过程中钻头钻偏，保证孔的加工精度，及孔与叉脚两端面的垂直度。其它表面加工精度较低，通过铣削、钻床的粗加工就可达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常得生产条件下，采用较经济得方法保质保量地加工出来。可见该零件工艺性好。
三、确定毛坯的制造方法、初步确定毛胚形状： (一) 选择毛坯
由于该拨叉在工作过程中承受冲击载荷，为增强强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯选用锻模制作毛坯。拔模斜度为5°。
(二) 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量
公差等级：由拨叉的功用和技术要求，确定该零件的的公差等级为普通级。 锻件重量：已知机械加工后拨叉的重量为3kg ，由此可初步估计机械加工前锻件毛坯的重量为3.5kg 。
(三) 锻件分模线形状
根据该拨叉的形位特点，以对称平分面为分模面，属平直分模线。
四、零件的工艺分析
①了解产品的工作原理和主要性能、明确零件在机器中的安装位置及作用； ②分析零件图上主要表面的尺寸公差和技术要求，明确主要技术条件的合理性及关键性技术问题；
③审查零件的结构工艺性；
④检查零件图的完整性（尺寸、视图、技术条件等）。
工艺审查的作用：①零件图的工艺分析是制订工艺规程的准备工作，着重了解、分析设计对象，为工艺设计打下基础。②工艺审查中可对不合理的设计提出修改意见，会同有关设计部门共同研究，按规定手续进行必要的修改。
以拨叉为例讲解零件的工艺分析：
由零件图可知，其材料为45钢。拨叉在改换档位时要承受弯曲应力和冲击载荷的作用，因此该零件应具有足够的强度、刚度、韧性。
五、拟定工艺路线： (一) 选择定位基准：
1 粗基准的选择：以零件的圆柱面为主要的定位粗基准
2 精基准的选择：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Φ14H7的孔内表面为辅助的定位精基准。
(二) 制定工艺路线:
（三）机械加工余量、工序尺寸及公差的确定:
1、钻Φ14H7的孔：
前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下：
2、铣4×12的槽
六、专用铣床夹具设计 （一）夹具设计基本要求
1、夹具设计要求
已知工件材料为45钢，毛坯为模锻件，所用机床为X61W 型卧式万能铣床
2、 专用夹具设计的一般步骤和需要完成的任务
1. 明确设计要求，收集和研究有关资料
在接到夹具设计任务书后，首先要仔细阅读加工件的零件图和与之有关的部件装配图，了解零件的作用、结构特点和技术要求；其次，要认真研究加工件的工艺规程，充分了解本工序的加工内容和加工要求，了解本工序使用的机床和刀具，研究分析夹具设计任务书上所选用的定位基准和工序尺寸。
2. 拟定夹具的结构方案, 绘制夹具草图 拟定夹具的结构方案时，主要解决以下问题： ①确定工件的定位方式，设计定位装置； ②确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置；
③确定对刀或导向方式，选择或设计对刀块或导向元件。 ④确定其他元件或装置的结构形式，例如分度装置、定位键等。 ⑤确定夹具的总体结构及夹具在机床的安装方式。在确定夹具结构方案的过程中，应提出几种不同的方案进行比较分析，选取其中最为合理的结构方案。
3. 方案审查
必要的加工精度分析计算，必要的夹紧力分析计算，必要的零部件强度和刚度分析计算，请相关专业人员进行审查，方案优化。
4. 绘制夹具总图
应按国家规定标准绘制，尽量采用1：1的比例，工件用双点划线绘制，并把工件视为透明体，尽量清楚表明夹具的定位原理及各元件的位置关系。夹具总图绘制顺序为：工件→定位元件→导引元件→夹紧装置→其它装置→夹具体→标注必要尺寸公差及技术要求→编制夹具明细表及标题栏。对于夹具非标准零件要按总图提出要求，画出零件图，并标注出全部尺寸，表面粗糙度、尺寸和形位公差、材料及热处理和技术要求。
夹具总图上应标注的尺寸与公差：
在夹具总图上标注尺寸和技术要求的目的是为了便于绘制零件图、装配和检验。应有选择地标注以下内容：
①夹具的外形轮廓尺寸；
②与夹具定位元件、导向元件以及夹具安装甚而有配合尺寸、位置尺寸及公差；
③夹具定位元件与工件的配合尺寸； ④夹具引导元件与刀具的配合尺寸； ⑤夹具与机床的联接尺寸及配合尺寸； ⑥其它主要配合尺寸。 5. 绘制夹具零件图
夹具中非标准零件都必须绘制零件图，在确定这些零件尺寸、公差或技术要求时，应注意使其满足夹具总图的要求。
（二）确定夹具的结构方案
(1)确定定位元件 根据工序简图规定的定位基准，选用平面与定位销组合定位方案。其中定位平面限制工件3个自由度，定位销限制两个自由度，实现工件正确定位定位方案如下图所示
定位孔与定位销的配合尺寸取
φ14H 6
，其中工件定位孔尺寸
+0. 0180. 006
)。工序要求的槽对定位孔中φ14H 7(φ140mm )，定位销尺寸φ14g 6(φ14--0. 017mm
心线的对称度公差为0.2mm ，根据表8-141其⎛⎫定位误差值
∆dw =T D +T d +∆S =(0. 018+0. 011+0. 006) mm =0. 035
3⎭⎝。因此，定位方案合理，可行。
（2）确定对刀装置 加工槽面需要在两个方向上确定刀具加工位置，选用直角对刀块及平塞尺对刀，水平方向和垂直方向的塞尺厚度分别取1mm 和5mm 。对刀方案如下表所示
（3）确定夹紧机构和夹紧力计算 采用多位螺旋压板联动夹紧机构，通过拧紧右侧夹紧螺母使一对弯头压板同时压紧工件，实现夹紧。夹紧方案如下表所示
夹紧力的大小计算根据公式
作用：防止由于切削力P 总用使工件翻转; 防止由于切削力矩M 使工件转动。
夹紧力求法：M 夹≥(1. 5~2. 5)M .
M
夹
使工件不翻到，安全系数为1.5～2.5.
F 夹
M 夹=f 摩*L *
查P276表6-2知f 摩=0. 15~0. 25. 取f 摩=0. 2. L 为钢板与工件接触的平均直径L=91mm. 取安全系数为2. 则F 夹=4M
f
摩
*L )
=
4⨯M 切4⨯865. 48
==190. 02kg . f 摩⨯l 0. 2⨯91
选用M12的螺栓，其最大夹紧力为480kg>F 夹. 故此方案可行。
（4）分度机构设计 采用分度机构实现工件两工位加工，以保证十字交叉槽的加工要求。选用可回转90分度，以实现工件两个工位。90分度机构结构如下图所示。当一个方向的槽加工完成后，通过摆动手柄，由心轴带动分度盘回转，直到限位套中的圆柱销弹入分度盘的限位孔内，使分度盘不能继续转动为止，从而实现正确分度，保证工件处于第二个加工位置。然后，再进行另一个方向的槽加工。
︒
︒
（5）确定定位键 铣床夹具采用两个标准定位键，使其固定在夹具体底面的同一直线位置的键槽中，用于确定铣床夹具相对于机床进给方向正确位置。由于机床采用的是X61W 型卧式万能铣床，由查表知，该机床T 形槽宽为a=14,为保证定位键的宽度与机床工作台T 形槽宽度相匹配，由表12-1确定采用基本尺寸为14的A 型定位键。定位键在夹具上的安装位置及其联接如表12-14可知
（6）画夹具装配图，通过夹具体把夹具各组成部分联接起来，并将联接部分剖视。座而结构需要与选定机床和定位键相匹配，查表11-2，取D=14的座耳各尺寸。
(7)夹具装配图上标注尺寸、配合技术要求
1)确定对刀块位置尺寸。确定对刀面与定位元件定位表面之间的尺寸，水
+1(塞尺厚度尺寸）=7mm 平方向尺寸为，其公差取公差取
工件相应尺寸公差的。由于槽宽尺寸为自由公差，查公差表1T14级公差值为⎛1⎫
⨯0. 36⎪mm =0. 12mm
⎭0.36mm ，则水平尺寸公差取⎝3，对称标注为7±0.06mm 。同
[]
理确定垂直方向尺寸为25±0.08mm
2)定位座的定位界面与夹具底面的平行度公差取为0.02mm 3对刀块的垂直对刀面相对夹具底面及定位键侧面的垂直度公差取为0.02mm
φ10φ14g 6 4）关键件的配合尺寸分别为：、和
H g 6，20
H 6
七、夹具的总体三视图
八、产品零件图
11
关键字：拔叉、 夹具设计、十字交叉槽 正文:
一、计算生产纲领、确定生产类型：
该零件属于大批量生产。故需设计专用夹具来确保生产。
二、零件分析： (一) 审查拨叉的工艺性
分析零件图可知，该拨叉的叉脚两端面厚度薄于连接的表面，但减少了加工面积，使用淬火处理提供局部的接触硬度。叉脚两端面面积相对较大，可防止加工过程中钻头钻偏，保证孔的加工精度，及孔与叉脚两端面的垂直度。其它表面加工精度较低，通过铣削、钻床的粗加工就可达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常得生产条件下，采用较经济得方法保质保量地加工出来。可见该零件工艺性好。
三、确定毛坯的制造方法、初步确定毛胚形状： (一) 选择毛坯
由于该拨叉在工作过程中承受冲击载荷，为增强强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯选用锻模制作毛坯。拔模斜度为5°。
(二) 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量
公差等级：由拨叉的功用和技术要求，确定该零件的的公差等级为普通级。 锻件重量：已知机械加工后拨叉的重量为3kg ，由此可初步估计机械加工前锻件毛坯的重量为3.5kg 。
(三) 锻件分模线形状
根据该拨叉的形位特点，以对称平分面为分模面，属平直分模线。
四、零件的工艺分析
①了解产品的工作原理和主要性能、明确零件在机器中的安装位置及作用； ②分析零件图上主要表面的尺寸公差和技术要求，明确主要技术条件的合理性及关键性技术问题；
③审查零件的结构工艺性；
④检查零件图的完整性（尺寸、视图、技术条件等）。
工艺审查的作用：①零件图的工艺分析是制订工艺规程的准备工作，着重了解、分析设计对象，为工艺设计打下基础。②工艺审查中可对不合理的设计提出修改意见，会同有关设计部门共同研究，按规定手续进行必要的修改。
以拨叉为例讲解零件的工艺分析：
由零件图可知，其材料为45钢。拨叉在改换档位时要承受弯曲应力和冲击载荷的作用，因此该零件应具有足够的强度、刚度、韧性。
五、拟定工艺路线： (一) 选择定位基准：
1 粗基准的选择：以零件的圆柱面为主要的定位粗基准
2 精基准的选择：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Φ14H7的孔内表面为辅助的定位精基准。
(二) 制定工艺路线:
（三）机械加工余量、工序尺寸及公差的确定:
1、钻Φ14H7的孔：
前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下：
2、铣4×12的槽
六、专用铣床夹具设计 （一）夹具设计基本要求
1、夹具设计要求
已知工件材料为45钢，毛坯为模锻件，所用机床为X61W 型卧式万能铣床
2、 专用夹具设计的一般步骤和需要完成的任务
1. 明确设计要求，收集和研究有关资料
在接到夹具设计任务书后，首先要仔细阅读加工件的零件图和与之有关的部件装配图，了解零件的作用、结构特点和技术要求；其次，要认真研究加工件的工艺规程，充分了解本工序的加工内容和加工要求，了解本工序使用的机床和刀具，研究分析夹具设计任务书上所选用的定位基准和工序尺寸。
2. 拟定夹具的结构方案, 绘制夹具草图 拟定夹具的结构方案时，主要解决以下问题： ①确定工件的定位方式，设计定位装置； ②确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置；
③确定对刀或导向方式，选择或设计对刀块或导向元件。 ④确定其他元件或装置的结构形式，例如分度装置、定位键等。 ⑤确定夹具的总体结构及夹具在机床的安装方式。在确定夹具结构方案的过程中，应提出几种不同的方案进行比较分析，选取其中最为合理的结构方案。
3. 方案审查
必要的加工精度分析计算，必要的夹紧力分析计算，必要的零部件强度和刚度分析计算，请相关专业人员进行审查，方案优化。
4. 绘制夹具总图
应按国家规定标准绘制，尽量采用1：1的比例，工件用双点划线绘制，并把工件视为透明体，尽量清楚表明夹具的定位原理及各元件的位置关系。夹具总图绘制顺序为：工件→定位元件→导引元件→夹紧装置→其它装置→夹具体→标注必要尺寸公差及技术要求→编制夹具明细表及标题栏。对于夹具非标准零件要按总图提出要求，画出零件图，并标注出全部尺寸，表面粗糙度、尺寸和形位公差、材料及热处理和技术要求。
夹具总图上应标注的尺寸与公差：
在夹具总图上标注尺寸和技术要求的目的是为了便于绘制零件图、装配和检验。应有选择地标注以下内容：
①夹具的外形轮廓尺寸；
②与夹具定位元件、导向元件以及夹具安装甚而有配合尺寸、位置尺寸及公差；
③夹具定位元件与工件的配合尺寸； ④夹具引导元件与刀具的配合尺寸； ⑤夹具与机床的联接尺寸及配合尺寸； ⑥其它主要配合尺寸。 5. 绘制夹具零件图
夹具中非标准零件都必须绘制零件图，在确定这些零件尺寸、公差或技术要求时，应注意使其满足夹具总图的要求。
（二）确定夹具的结构方案
(1)确定定位元件 根据工序简图规定的定位基准，选用平面与定位销组合定位方案。其中定位平面限制工件3个自由度，定位销限制两个自由度，实现工件正确定位定位方案如下图所示
定位孔与定位销的配合尺寸取
φ14H 6
，其中工件定位孔尺寸
+0. 0180. 006
)。工序要求的槽对定位孔中φ14H 7(φ140mm )，定位销尺寸φ14g 6(φ14--0. 017mm
心线的对称度公差为0.2mm ，根据表8-141其⎛⎫定位误差值
∆dw =T D +T d +∆S =(0. 018+0. 011+0. 006) mm =0. 035
3⎭⎝。因此，定位方案合理，可行。
（2）确定对刀装置 加工槽面需要在两个方向上确定刀具加工位置，选用直角对刀块及平塞尺对刀，水平方向和垂直方向的塞尺厚度分别取1mm 和5mm 。对刀方案如下表所示
（3）确定夹紧机构和夹紧力计算 采用多位螺旋压板联动夹紧机构，通过拧紧右侧夹紧螺母使一对弯头压板同时压紧工件，实现夹紧。夹紧方案如下表所示
夹紧力的大小计算根据公式
作用：防止由于切削力P 总用使工件翻转; 防止由于切削力矩M 使工件转动。
夹紧力求法：M 夹≥(1. 5~2. 5)M .
M
夹
使工件不翻到，安全系数为1.5～2.5.
F 夹
M 夹=f 摩*L *
查P276表6-2知f 摩=0. 15~0. 25. 取f 摩=0. 2. L 为钢板与工件接触的平均直径L=91mm. 取安全系数为2. 则F 夹=4M
f
摩
*L )
=
4⨯M 切4⨯865. 48
==190. 02kg . f 摩⨯l 0. 2⨯91
选用M12的螺栓，其最大夹紧力为480kg>F 夹. 故此方案可行。
（4）分度机构设计 采用分度机构实现工件两工位加工，以保证十字交叉槽的加工要求。选用可回转90分度，以实现工件两个工位。90分度机构结构如下图所示。当一个方向的槽加工完成后，通过摆动手柄，由心轴带动分度盘回转，直到限位套中的圆柱销弹入分度盘的限位孔内，使分度盘不能继续转动为止，从而实现正确分度，保证工件处于第二个加工位置。然后，再进行另一个方向的槽加工。
︒
︒
（5）确定定位键 铣床夹具采用两个标准定位键，使其固定在夹具体底面的同一直线位置的键槽中，用于确定铣床夹具相对于机床进给方向正确位置。由于机床采用的是X61W 型卧式万能铣床，由查表知，该机床T 形槽宽为a=14,为保证定位键的宽度与机床工作台T 形槽宽度相匹配，由表12-1确定采用基本尺寸为14的A 型定位键。定位键在夹具上的安装位置及其联接如表12-14可知
（6）画夹具装配图，通过夹具体把夹具各组成部分联接起来，并将联接部分剖视。座而结构需要与选定机床和定位键相匹配，查表11-2，取D=14的座耳各尺寸。
(7)夹具装配图上标注尺寸、配合技术要求
1)确定对刀块位置尺寸。确定对刀面与定位元件定位表面之间的尺寸，水
+1(塞尺厚度尺寸）=7mm 平方向尺寸为，其公差取公差取
工件相应尺寸公差的。由于槽宽尺寸为自由公差，查公差表1T14级公差值为⎛1⎫
⨯0. 36⎪mm =0. 12mm
⎭0.36mm ，则水平尺寸公差取⎝3，对称标注为7±0.06mm 。同
[]
理确定垂直方向尺寸为25±0.08mm
2)定位座的定位界面与夹具底面的平行度公差取为0.02mm 3对刀块的垂直对刀面相对夹具底面及定位键侧面的垂直度公差取为0.02mm
φ10φ14g 6 4）关键件的配合尺寸分别为：、和
H g 6，20
H 6
七、夹具的总体三视图
八、产品零件图
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