【任务分解】 （1）认知拨叉零件加工工艺； （2）机床夹具概述； （3）设计定位装置； （4）设计夹紧装置； （5）设计夹具的其他装置及夹具体； （6）典型机床夹具设计； （7）专用夹具设计示例。

　　【学习目标】 （1）能对拨叉零件进行加工工艺分析； （2）会编制拨叉零件加工工艺规程

　　 2.工件以圆孔定位  1）定位销  定位销是长度较短的圆柱形定位元件，其工作部分的直径 可根据工件定位基面的尺寸和装卸的方便设计，与工件定 位孔的配合按g5、g6、f6、f7制造。  （1）固定式定位销  它是直接用过盈配合（H7/r6或H7/n6）装在夹具体上的定 位销，有圆柱销和菱形销两种类型，其中，圆柱销限制工 件的两个移动自由度，菱形销限制工件的一个自由度。  （2）可换式定位销。在大批量生产时，因装卸工件频繁， 易磨损，往往丧失定位精度，常采用可换式定位销

　　 1.机床夹具的现状  近年来，数控机床、加工中半岛彩票心、成组技术、柔性制造系统 （FMS）等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新 的要求：  （1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准 备周期，降低生产成本。  （2）能装夹一组具有相似性特征的工件。  （3）能适用于精密加工的高精度机床夹具。  （4）能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具。  （5）采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一 步减轻劳动强度和提高劳动生产率。  （6）提高机床夹具的标准化程度。

　　 4.3.2定位误差计算  1.基准不重合误差  由此可见，基准不重合误差的大小等于工件上从工序基准到调刀基准 （定位基准）之间的尺半岛彩票寸误差积累。显然，基准不重合误差是由于定 位基准选择不当引起的，可以通过用D面作定位基准加以消除。  2.基准位移误差  1）工件以平面定位时的基准位移误差  工件以平面定位时，其定位误差主要由基准不重合所引起，即其误差 为设计基准到定位基准之间的尺寸公差。  2）工件以圆柱孔定位时的基准位移误差  （1）圆柱孔与定位销（或心轴）固定单边接触。工件定位时，若因 单方向作用力（如工件重力），使得工件孔与定位销在一固定处接触， 定位副间只存在单边间隙。  （2）圆柱孔与定位销（或心轴）任意边接触。孔中心线相对于心轴 中心线可以在间隙范围内作任意方向、任意大小的位置变动  3）工件以外圆柱面在V形块上定位时的基准位移误差  若不考虑V形块的制造误差，则工件轴线总是处于V形块的对称面上， 这就是V形块 

　　 2.夹紧力的确定  1）夹紧力方向的确定  （1）夹紧力应垂直于主要定位基面。  （2）夹紧力方向使工件夹紧变形最小。  （3）夹紧力的方向应有利于减小夹紧力。  2）夹紧力作用点的确定  （1）夹紧力应作用在工件刚度大的部位，使夹紧 变形尽可能要小。  （2）夹紧力的作用点应对准支承或位于几个支承 所组成的面积范围之内，减少工件变形量，避免 工件定位不稳。  （3）夹紧力作用应尽量靠近加工面，可以减少工 件的振动，提高加工表面的质量。  （4）夹紧力应尽量避免作用在已经精加工过的表 面上，以免产生压痕，损坏已加工表面。

　　6）其他元件和装置 （1）分度装置，加工按一定规律分布的多个表面。 （2）上下料装置，为方便输送工件，如输送垫铁等。 （3）吊装元件，对于大型夹具，应设置吊装元件，如吊 环螺钉等。 （4）工件的顶出装置（或让刀装置），加工箱体类零件 多层壁上的孔。 4.机床夹具的基本要求 （1）保证工件加工工序的技术要求。 （2）提高生产率，降低成本，提高经济性。 （3）操作方便、省力和安全 （4）便于排屑。 （5）结构工艺性要好

　　3.表面加工方法的确定 根据拨叉零件图上各加工表面的尺寸精度 和表面粗糙度，确定工件各表面的加工方 法，如表4.2所列。

　　 4.加工阶段的划分:该拨叉加工质量要求较高，可将加工阶 段划分成粗加工、半精加工和精加工三个阶段。  5.工序顺序的安排  1）机械加工工序

　　2）热处理工序 模锻成型后切边，进行调质，调质硬度为241 HBS～285 HBS,并进行酸洗、喷 丸处理。 3）辅助工序 在粗加工拨叉脚两端面和热处理后，安排校直工序；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、清洗和终检工序。

　　2.现代机床夹具的发展方向 （1）标准化。机床夹具的标准化，有利于夹 具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期， 降低生产总成本。 （2）精密化。 （3）高效化。高效化夹具主要用来减少工件 加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产 率，减轻工人的劳动强度。 （4）柔性化。机床夹具的柔性化与机床的柔 性化相似，它是指机床夹具通过调整、组合等 方式，以适应工艺可变因素的能力。 4.2.3任务拓展 自找一夹具总图，分析其组成。

　　 4.1.2拨叉的加工工艺过程  1.确定毛坯  拨叉在工作过程中要承受冲击载荷，为增强拨叉的强度和冲击韧度， 使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠半岛彩票，毛坯选用锻件。  2.基准的选择  （1）精基准的选择。  选用拨叉头左端面作为精基准同样是遵循了基准重合的原则，因为该 拨叉在轴向方向上的尺寸多以该端面作为设计基准；另外，由于拨叉 件刚性较差，受力易产生弯曲变形半岛彩票，为了避免在机械加工中产生夹紧 变形，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叉杆上。选用拨叉头左端面作精基 准，夹紧可作用在拨叉头的右端面上，从而使夹紧稳定可靠。

　　【学习目标】 （1）能根据零件的加工要求选用合理的定 位方式和定位元件； （2）会分析定位误差对零件加工精度的影 响。

　　 1.工件以平面定位  1）固定支承  （1）固定支承钉，支承钉与夹具体孔的配合为H7/r6或H7/n6。带套 筒支承钉外径与夹具体孔的配合亦为H7/r6或H7/n6，内径与支承钉的 配合为H7/js6。当使用几个平头支承钉（处于同一平面）时，装配后 应一次磨平工作表面，以保证平面度。  （2）支承板。多用于精基准定位，支承板用螺钉紧固在夹具体上。 当一个平面采用两个以上的支承板定位时，装配后应一次磨平工作表 面，以保证其平面度。  2）调节支承  调节支承是指顶端位置可在一定高度范围内调整的支承。适用于形状、 尺寸变化较大的粗基准定位，亦可用于同一夹具加工形状相同而尺寸 不同的工件。  3）自位支承  自位支承是在工件定位过程中，能随工件定位基准面位置的变化而自 动与之适应的多点接触的浮动支承。其作用相当于一个定位支承点， 限制工件的一个自由度。由于接触点数的增多，可提高工件的支承刚 度和定位的稳定性，适用于粗基准定位或工件刚度不足的定位情况  4）辅助支承  生产中为了提高工件的刚度和定位稳定性，常采用辅助支承。

　　 3.基准不重合误差与基准位移误差的合成  由上述分析可知，基准位移误差是由于定位副制造误差及 其配合间隙引起的，而基准不重合误差是由于定位基准选 择不当产生的。在工件定位时，上述两项误差可能同时存 在，也可能只有一项存在，而定位误差正是这两项误差共 同作用的结果。

　　 4.工件以锥孔定位  （1）高的精度。定位元件的精度直接影响定位误 差的大小。一般工厂多是根据经验取定位元件的 制造公差的1/3～1/5。定得过宽，会降低定位精 度。定得过严，则制造困难。  （2）高的耐磨性。因定位元件经常与工件接触， 容易磨损。为避免因定位元件的磨损而影响定位 精度，甚至产生废品，以致于不得不经常修理或 更换定位元件，因此要求定位元件的工作表面要 有足够的耐磨性。  （3）足够的刚度与强度。应避免由于工件的重量、 夹紧力、切削力等因素的影响，使定位元件变形 或损坏。  （4）良好的工艺性。定位元件应便于加工、装配 和维修。

　　【学习目标】 （1）了解机床夹具的作用和组成； （2）了解机床夹具的现状和发展方向。

　　1.机床夹具的作用 （1）稳定保证加工质量。 （2）提高劳动生产率。 （3）减轻工人的劳动强度，保证安全生产。 （4）扩大机床的使用范围。 2.机床夹具的分类 1）按夹具的通用特性分类 常用的夹具有通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和 自动线）按夹具使用的机床分类 可把夹具分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、 磨床夹具、齿轮机床夹具和数控机床夹具等。 3）按夹具动力源分类 按夹具夹紧动力源可将夹具分为手动夹具和机动夹具两大类。

　　 2）定位心轴  （1）圆柱心轴。图4.14（a）是间隙配合心轴，其工作部 分一般按h6、g6或f7制造，与工件孔的配合属于间隙配合。 特点是装卸工件方便，但定心精度不高。  （2）锥度心轴。如图4.15所示，工件楔紧在心轴上，定心 精度高，但轴向位移大。工件是靠基准孔与心轴表面的弹 性变形夹紧的，故传递转矩较小，适于精加工或检验工序。 基准孔的精度应不低于IT7。  3.工件以外圆柱面定位  （1）V形块。如图4.16所示，V形块已经标准化，两斜夹 角有60°、90°、120°，其中90°V形块使用最广泛。  （2）定位套筒。如图4.17所示精密加工，工件以外圆柱面作为定位 基面在圆孔中定位。  （3）半圆孔定位座。将同一圆周面的孔分为两半圆，下半 圆部分装在夹具体上，起定位作用，其最小直径应取工件 定位基面（外圆）的最大直径。上半圆部分装在可卸式或 铰链式盖上，起夹紧作用

　　【学习目标】 （1）了解典型夹紧机构； （2）能根据零件的加工要求选择合理的夹 紧方式，并能设计夹紧装置。

　　 1.夹紧装置的组成及基本要求  1）夹紧装置的组成  （1）力源装置。力源装置是指产生夹紧作用力的装置，所产 生的力称为原动力，常用的动力有气动、液动、电动等。  （2）中间传力机构。中间传力机构是指将力源装置产生的原 动力传递给夹紧元件的机构  （3）半岛彩票夹紧元件。夹紧元件是夹紧装置的最终执行元件，它直 接作用在工件上完成夹紧作用  2）对夹紧装置的基本要求  （1）夹紧时不破坏工件的定位，不损伤已加工表面。  （2）夹紧力的大小要适当，既要夹紧，又不使工件产生不允 许的变形。  （3）夹紧动作准确、迅速、操作方便省力，安全可靠  （4）手动夹紧装置要有可靠的自锁性，机动夹紧装置要统筹 考虑其自锁性和稳定的原动力。  （5）夹紧装置要具有足够的夹紧行程，以满足工件装卸空间 的需要。  （6）夹紧装置的设计应与工件的生产类型一致。  （7）结构简单，制造修理方便，工艺性好，尽量采用标准化 元件。

　　 3.机床夹具的组成  机床夹具的种类繁多、结构各异，但其工作原理基本相同。 按夹具上各部分元件和装置的功用划分，夹具一般有以下 几个组成部分，以图4.4钻模夹具为例。  1）定位元件  定位元件用于确定工件在夹具中的正确位置，它是夹具的 主要功能元件之一。  2）夹紧装置  夹紧装置用于保证工件在加工过程中受到外力（如切削力、 重力、惯性力等）作用时，已经占据的正确位置不被破坏。  3）对刀—导向元件  对刀—导向元件用于确定刀具相对于夹具的正确位置和引 导刀具进行加工。  4）夹具体  夹具体是机床夹具的基础件，它用于连接夹具上各个元件 或装置，使之成为一个整体，并与机床有关部件相连接  5）连接元件  确定夹具在机床上正确位置的元件，如定位键、定位销及 紧固螺栓等。