拨
叉
的
夹
具
设
计
说
明
书
班级：机设132
学号：[1**********]031
姓名：吴传波
拨叉的夹具设计说明书
1、收集和研究有关资料
（1）分析零件图和工序图；了解零件的功、特点、材料、生产类型及技术要求，详细分析工件加工工艺过程和本工序加工要求，如工序尺寸、工序基准、加工余量、定位基准和夹紧部位等。
（2）了解本工序使用的机床和道具；了解机床的规格、主要参数以及在机床上安装夹具部位的结构和配合尺寸；了解本工序使用的刀具类型、主要结构尺寸等情况。
（3）熟悉夹具设计使用的国家标准，查阅夹具设计手册和夹具设计指导资料等。
（4）了解典型夹具结构；在着手设计之前，应多参阅一些典型结局结构图册及夹具部件的典型结构，以增加对夹具结构的认识。
2、确定夹具的结构方案
在确定夹具结构方案的过程中，工件定位、夹紧、对刀和夹具在机床上定位等部分的结构以及总体布局都会有几种不同的方案提供选择。因而，都应画出结构示意图，通过分析比较，最终选择最为合理的方案。
确定夹具结构方案时，主要考虑以下内容：
（1）确定工件的定位方案；
（2）确定刀具的对刀或引导方式；
（3）确定工件的夹紧方案；
（4）确定夹具的其他组成部分的结构形式；
（5）确定夹具体的形式和夹具的总体结构；
三维造型：
1、定位基准点选择
由零件图可知，需铣端面，综合考虑，在进行铣削上端面这道工序时，以下端面为主要的定位基准，利用一个V 形块和一个活动V 形块进行夹紧定位，消除4个自由度，再在底面用一个支撑板消除一个自由度，以便达到所需的定位要求。
2、切削力及夹紧力的计算
（1）刀具
选用W18Cr4V 硬质合金刀
γ0=100~150
刀具几何参数：δ0=80~120
αn =5~800
β=150~250
D =100m m Z =20
S 2=0. 05mm /z ;
αp =16mm
D -0. 38B Z K P 由《机床设计手册》表1-2-9可得铣削切削力的计算公式: F C =C P a p 0. 83S Z 0. 65
查《机床夹具设计手册》表1-2-10得：C P =510
对于铸铁：K P =(HB 0. 55) 190
取HB =175 即K P =0. 96
所以F =510⨯160. 83⨯0. 050. 65⨯100-0. 83⨯0. 96⨯16=222N
由《金属切削刀具》表1-2可得：
垂直切削力：F CN =0. 9F C =199. 8N
背向力：F ρ=0. 55F C =122. 1N
根据工件受切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬时状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值，即：
w k =k ⋅F
安全系数K 可按下式计算：
K =K 0K 1K 2K 3K 4K 5K 6
式中：k 0~k 6为各种因素的安全系数，见《机床夹具设计手册》表1-2-1可得： K =1. 2⨯1. 2⨯1. 0⨯1. 2⨯1. 3⨯1. 0⨯1. 0=2. 25
所以：
w k =k ⋅F c =493. 95N
W K =K ⋅F CN =449. 55N
W K =K ⋅F P =274. 725N
由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。
单个螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算：
W 0=QL γ' tg ϕ1+γ2tg (α+ϕ2
式中参数由《机床夹具设计手册》可查得：
' γ' =0 α=2019' ϕ2=9050'
其中：L =60mm Q =25N
螺旋夹紧力：W 0=192308N
易得：W 0>W k
经过比较实际夹紧力远远大于要求的夹紧力，因此采用该夹紧装置机构是可靠的。
3、定位误差分析
该夹具以平面定位芯轴定心，芯轴定心原件中心线与底槽侧面规定的垂直度
+0. 11偏差0.08mm ，槽的公差为0mm 。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误
差总和等于或小于该工序规定的工序公差。
∆j +∆w ≤δg
与机床夹具有关的加工误差∆j ，一般可用下式表示：
∆j =∆w ∙z +∆D ∙A +∆D ∙W +∆J ∙J +∆J ∙M
由《机床夹具设计手册》可得：
（1）平面定位芯轴的定位误差：∆D ∙W =0
（2）夹紧误差：∆j ∙j =(y max -y min ) cos α
其中接触变形位移值：
K N 2n ∆y =(k RaZ R aZ +HB +C 1)() =0. 004mm HB 19. 62l
∆J ∙J =∆y cos α=0. 0036mm
(3)磨损造成的加工误差：∆j *M 通常不超过0.005mm
（4）夹具相对刀具误差：∆D ∙A 取0.01mm
误差总和：∆j +∆w =0. 0522mm
经校核：满足强度要求，夹具安全可靠
使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力。
3、夹具设计及操作的简要说明
如前所述，在设计夹具时，首先要考虑到能保证零件的加工精度，其次是要提高劳动生产率。为此，应先考虑所设计的夹具体在夹具上的定位。
该夹具能够进行装夹工件，此夹具结构简单，定位夹紧稳定，能够进行大批量生产。
拨
叉
的
夹
具
设
计
说
明
书
班级：机设132
学号：[1**********]031
姓名：吴传波
拨叉的夹具设计说明书
1、收集和研究有关资料
（1）分析零件图和工序图；了解零件的功、特点、材料、生产类型及技术要求，详细分析工件加工工艺过程和本工序加工要求，如工序尺寸、工序基准、加工余量、定位基准和夹紧部位等。
（2）了解本工序使用的机床和道具；了解机床的规格、主要参数以及在机床上安装夹具部位的结构和配合尺寸；了解本工序使用的刀具类型、主要结构尺寸等情况。
（3）熟悉夹具设计使用的国家标准，查阅夹具设计手册和夹具设计指导资料等。
（4）了解典型夹具结构；在着手设计之前，应多参阅一些典型结局结构图册及夹具部件的典型结构，以增加对夹具结构的认识。
2、确定夹具的结构方案
在确定夹具结构方案的过程中，工件定位、夹紧、对刀和夹具在机床上定位等部分的结构以及总体布局都会有几种不同的方案提供选择。因而，都应画出结构示意图，通过分析比较，最终选择最为合理的方案。
确定夹具结构方案时，主要考虑以下内容：
（1）确定工件的定位方案；
（2）确定刀具的对刀或引导方式；
（3）确定工件的夹紧方案；
（4）确定夹具的其他组成部分的结构形式；
（5）确定夹具体的形式和夹具的总体结构；
三维造型：
1、定位基准点选择
由零件图可知，需铣端面，综合考虑，在进行铣削上端面这道工序时，以下端面为主要的定位基准，利用一个V 形块和一个活动V 形块进行夹紧定位，消除4个自由度，再在底面用一个支撑板消除一个自由度，以便达到所需的定位要求。
2、切削力及夹紧力的计算
（1）刀具
选用W18Cr4V 硬质合金刀
γ0=100~150
刀具几何参数：δ0=80~120
αn =5~800
β=150~250
D =100m m Z =20
S 2=0. 05mm /z ;
αp =16mm
D -0. 38B Z K P 由《机床设计手册》表1-2-9可得铣削切削力的计算公式: F C =C P a p 0. 83S Z 0. 65
查《机床夹具设计手册》表1-2-10得：C P =510
对于铸铁：K P =(HB 0. 55) 190
取HB =175 即K P =0. 96
所以F =510⨯160. 83⨯0. 050. 65⨯100-0. 83⨯0. 96⨯16=222N
由《金属切削刀具》表1-2可得：
垂直切削力：F CN =0. 9F C =199. 8N
背向力：F ρ=0. 55F C =122. 1N
根据工件受切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬时状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值，即：
w k =k ⋅F
安全系数K 可按下式计算：
K =K 0K 1K 2K 3K 4K 5K 6
式中：k 0~k 6为各种因素的安全系数，见《机床夹具设计手册》表1-2-1可得： K =1. 2⨯1. 2⨯1. 0⨯1. 2⨯1. 3⨯1. 0⨯1. 0=2. 25
所以：
w k =k ⋅F c =493. 95N
W K =K ⋅F CN =449. 55N
W K =K ⋅F P =274. 725N
由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。
单个螺旋夹紧时产生的夹紧力按以下公式计算：
W 0=QL γ' tg ϕ1+γ2tg (α+ϕ2
式中参数由《机床夹具设计手册》可查得：
' γ' =0 α=2019' ϕ2=9050'
其中：L =60mm Q =25N
螺旋夹紧力：W 0=192308N
易得：W 0>W k
经过比较实际夹紧力远远大于要求的夹紧力，因此采用该夹紧装置机构是可靠的。
3、定位误差分析
该夹具以平面定位芯轴定心，芯轴定心原件中心线与底槽侧面规定的垂直度
+0. 11偏差0.08mm ，槽的公差为0mm 。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误
差总和等于或小于该工序规定的工序公差。
∆j +∆w ≤δg
与机床夹具有关的加工误差∆j ，一般可用下式表示：
∆j =∆w ∙z +∆D ∙A +∆D ∙W +∆J ∙J +∆J ∙M
由《机床夹具设计手册》可得：
（1）平面定位芯轴的定位误差：∆D ∙W =0
（2）夹紧误差：∆j ∙j =(y max -y min ) cos α
其中接触变形位移值：
K N 2n ∆y =(k RaZ R aZ +HB +C 1)() =0. 004mm HB 19. 62l
∆J ∙J =∆y cos α=0. 0036mm
(3)磨损造成的加工误差：∆j *M 通常不超过0.005mm
（4）夹具相对刀具误差：∆D ∙A 取0.01mm
误差总和：∆j +∆w =0. 0522mm
经校核：满足强度要求，夹具安全可靠
使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力。
3、夹具设计及操作的简要说明
如前所述，在设计夹具时，首先要考虑到能保证零件的加工精度，其次是要提高劳动生产率。为此，应先考虑所设计的夹具体在夹具上的定位。
该夹具能够进行装夹工件，此夹具结构简单，定位夹紧稳定，能够进行大批量生产。