撥叉鉆夾具設(shè)計任務(wù)書

1、編號：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計）（ 2014 屆）題 目：撥叉專用鉆夾具設(shè)計院 別：機電學(xué)院專 業(yè)：農(nóng)業(yè)機械化及其自動化教育姓 名：王斌指導(dǎo)教師： （簽名）完成日期： 2014 年 4 月 10 日0撥叉專用鉆夾具設(shè)計機電學(xué)院 農(nóng)業(yè)機械化及其自動化教育專業(yè) 王斌指導(dǎo)教師：馬榮朝教授摘要：撥叉是在汽車等機械中的一個重要零件，撥叉屬于叉架類零件，形狀不規(guī)則，因此，需要設(shè)計專用夾具，此次設(shè)計的是螺紋孔M8的專用鉆夾具。在對零件的加工工藝和精度要求進行仔細分析后，從實用性和經(jīng)濟性出發(fā)，選用了合理的定位方案，畫出結(jié)構(gòu)簡圖，并經(jīng)理論計算和誤差分析后，用solidworks繪制出三維圖形直接生成零件圖

2、和裝配圖。關(guān)鍵詞（中文）：撥叉 鉆夾具 solidworks Abstract : special fixture fixture of the design for the processing of the shifting fork threaded hole. Because of the shifting fork parts for mass production, and the drilling precision thread have higher requirements, in order to facilitate the production, ensure the

3、 quality, improve the efficiency of the design. In machining process and precision of the parts were carefully analyzed, from the point of view of practicality and economy, the reasonable positioning scheme, and by theoretical calculation and error analysis, draw three-dimensional graphics generatio

4、n part drawings and assembly drawings with solidworks.關(guān)鍵詞（中文）：撥叉 鉆夾具 solidworksKeywords : fork drill fixture SolidWorks前言 機械制造離不開機床，而在機械制造過程中，要加工零件首先要保證工件相對刀具保待正確的位置，機床夾具就是實現(xiàn)這一目的的裝置。機床夾具的主要作用是保證機械加工質(zhì)量、提高勞動生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本，是實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化不可缺少的重要工藝裝備之一。因此，機床夾具在機械制造中占有很重要的地位。顯而易見，機床夾具設(shè)計是我們農(nóng)業(yè)機械化及其自動化專業(yè)學(xué)生的必備能力。 此次設(shè)

5、計通過分析工件的加工類型，工藝要求后，設(shè)計出加工螺紋孔的專用鉆夾具。在設(shè)計過程中，結(jié)合使用三維繪圖軟件SolidWorks繪制出零件和工件的三維模型，此軟件的優(yōu)點在于不需對標(biāo)準(zhǔn)零件進行建模，直接從標(biāo)準(zhǔn)零件庫調(diào)用即可，并可以用三維模型直接生成各種二維圖形，大大縮短了繪圖時間。第1章 明確設(shè)計任務(wù) 如圖1所示撥叉零件材料為QT140-17。毛坯為精鑄件，生產(chǎn)批量為6000件，設(shè)計鉆M8-6H螺紋底孔的鉆床夾具。（工件上Ø24H7孔及兩端面已加工好）圖1第二章 零件分析2.1 零件的作用撥叉是汽車和車床機中的一個重要零件。撥叉主要用于機械的操縱機構(gòu)中，其主要作用可分為兩種：第一種是使變速齒

6、輪滑移，從而實現(xiàn)換擋，以改變機械的運行速度。撥叉頭以的孔套在變速叉軸上，并用M8螺釘鎖緊，通過操縱機構(gòu)給變速叉軸施加力，傳給撥叉，進而撥叉帶動變速齒輪在變速箱中滑移，從而實現(xiàn)換擋操作，改變機械的運行速度；第二種是作為推動分離軸承的工具，從而實現(xiàn)發(fā)動機力的傳遞與斷開。2.2 零件的工藝分析 由零件圖1.1可知，其材料為QT140-17。眾所周知球墨鑄鐵有很高的高的強度、塑性、韌性、耐磨性、并且耐嚴(yán)重的熱和機械沖擊、耐高溫或低溫、耐腐蝕以及尺寸穩(wěn)定性等。從形狀上來分析，該撥叉屬于典型的叉架類零件。為了實現(xiàn)其換擋動作的準(zhǔn)確性，撥叉軸孔與變速叉軸有形位公差要求，因此要求具有較高的加工精度較高。叉腳兩端

7、面在工作中需撥動齒輪，需要承受較大的沖擊載荷，因此為了增強其強度和耐磨性，需要對該表面進行高頻淬火處理，硬度為5060HRC，同時為保證撥叉換檔時叉腳受力均勻，提高工件的使用壽命，撥叉腳兩端面對撥叉軸孔軸線的垂直度公差為0.05mm，并且撥叉叉腳自身的平面度公差為0.08mm。為了準(zhǔn)確地進行換擋操作，需要同時保證撥叉與撥叉軸的相對位置準(zhǔn)確，因此需要螺釘定位，螺紋孔的尺寸為。撥叉孔和螺紋孔的端面都是平面，確保了刀具與工件被加工表面的垂直，可以防止鉆頭加工過程中位置的偏移，從而保證孔的加工精度；該零件除主要工作表面是撥叉腳兩端面、變速叉軸孔有較高的精度要求，螺紋孔相對也有垂直度要求，因此在工藝規(guī)程

8、中應(yīng)重點保證其精度。其余表面加工精度均較低，通過普通的加工手段后即可以達到技術(shù)要求。需要保證的精度要求：加工撥叉螺紋孔時，螺紋孔的軸線對孔孔的軸線垂直度公差為0.20mm 。撥叉腳兩端面對撥叉軸孔軸線的垂直度公差為0.05mm。 撥叉叉腳平面度公差為0.08mm 。 第三章 專用鉆夾具設(shè)計 由于撥叉形狀不規(guī)則，的螺紋孔不能直接加工，同時為了提高勞動生產(chǎn)率和保證零件的技術(shù)要求，鉆的螺紋孔需設(shè)計專用鉆床夾具。鉆M8的螺紋孔需要首先鉆底孔，底孔尺寸為螺紋底孔=公稱直徑減-螺距，即8mm-1.25mm=6.75mm,查表選用6.7mm的鉆頭，材料為高速鋼，所用機床為Z525型立式鉆床。3.1.確定零件

9、的生產(chǎn)類型 由本設(shè)計題目可知：撥叉零件的年產(chǎn)量為6000臺年，因此撥叉的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。3.2、確定工件定位方案，設(shè)計定位裝置由加工工序可知，加工撥叉螺紋孔時，孔的軸線對孔的軸線垂直度公差為0.20mm，距離Ø36孔左端面的尺寸為mm。由于毛坯為精鑄件，工件上Ø24H7孔及兩端面已加工好，從基準(zhǔn)的重合原則出發(fā)，選擇內(nèi)孔和Ø36左端面作為主要定位基準(zhǔn)面，并以撥叉叉口內(nèi)孔半圓面為定位基準(zhǔn)面，以達到所要求的定位精準(zhǔn)度。定位元件選用長銷小端面和一菱形銷，如圖2，長銷與工件孔配合，限制工件五個自由度，小端面與Ø36左端面配合，限制。削邊銷與撥叉叉口內(nèi)孔半圓面

10、接觸限制。從而實現(xiàn)工件的完全定位。定位孔與定位銷的配合尺寸取為。查機床夾具設(shè)計手冊，選用的主定位銷型號為定位銷A30 f6X42，菱形銷型號為定位銷B25 f7X25GB 2204-19913.3誤差分析 定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，故只計算基準(zhǔn)位置誤差，該項誤差等于孔銷的配合的最大間隙，即：查簡明公差標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊可知孔上偏差為+0.021mm，下偏差為0，軸的上偏差為-0.020，下偏差為-0.033。所以=0.021（-0.033）=0.054mm。圖2 一面兩銷定位方案圖 3.4確定工件的夾緊方案，設(shè)計夾緊裝置 3.4.1選擇夾緊機構(gòu)(1)夾緊力的方向：夾緊力的方向應(yīng)有利于定位，而不能改變工

11、件定位時所占的正確位置，因此一般要求夾緊力垂直于主要定位基準(zhǔn)面、并且應(yīng)與工件剛度高的方向一致從而有利于減少工件的變形。(2)夾緊力的作用點：為了減少零件的變形，夾緊力的作用點應(yīng)正對定位元件或位于定位元件所形成的支撐面內(nèi)，夾緊力的作用點應(yīng)位于工件剛度高的部位，夾緊力的作用點還應(yīng)盡量靠近加工表面使夾緊穩(wěn)固可靠。在確定夾緊力的方向、作用點的同時，要確定相應(yīng)的夾緊機構(gòu)。確定夾緊機構(gòu)要注意以下幾方面的問題：安全性 夾緊機構(gòu)應(yīng)具備足夠的強度和夾緊力，以防止意外傷及夾具操作人員。手動夾具夾緊機構(gòu)的操作力不應(yīng)過大，以減輕操作人員的勞動強度。夾緊機構(gòu)的行程不宜過長，以提高夾具的工作效率。手動夾緊機構(gòu)應(yīng)操作靈活、

12、方便。根據(jù)工件的加工要求和工件自身的材料情況，經(jīng)綜合考慮，夾緊力方向為與內(nèi)孔軸線平行且水平向左，夾緊力作用點為Ø36左端面。同時采用螺旋夾緊機構(gòu)利用螺母的松緊來控制夾緊力，通過查機械設(shè)計手冊表2-1-72選用固定手柄壓緊螺釘，其型號為螺釘AM16X100GB 2162-1991。此夾緊機構(gòu)操作方便靈活，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉。其機構(gòu)如圖所示圖3 固定手柄壓緊螺釘3.4.2切削力及夾緊力的計算切削力的計算：查機械加工工藝師手冊表2-2-16可知加工QT140-17的鉆削切削力計算公式為F=419d查機械切削工藝參數(shù)速查手冊表9-12可知進給量f為0.36-0.44取f=0.4查表得=1所以

13、鉆削切削力F=419XX1=201N3.4.3理論夾緊力的計算：查機床夾具設(shè)計手冊p21可知工件以內(nèi)孔定位時理論夾緊力=查機床夾具設(shè)計手冊表1-2-1可知，取K=1x1.2x1x1x1.2x1.3x1x1=1.87，又當(dāng)安全系數(shù)計算值小于2.5時取K=2.5=F=201N帶入數(shù)據(jù)=112N3.4.4夾緊機構(gòu)所能產(chǎn)生的實際夾緊力：查現(xiàn)代機床夾具設(shè)計表4-23可知，單個普通螺栓和工件以平面接觸時M16的螺栓所能產(chǎn)生的夾緊力為7900N。所以此夾緊機構(gòu)能滿足工作要求。3.5確定導(dǎo)向方案，設(shè)計導(dǎo)向裝置為了能保證工件被加工孔的位置，并防止加工過程中刀具的偏斜，鉆夾具上應(yīng)用鉆套來引導(dǎo)刀具定位。鉆套安裝在鉆

14、模板上，鉆套與工件之間留有一定的排屑空間如圖3。鉆套高度H對其導(dǎo)向性能有直接影響，同時影響刀具與鉆套之間的摩擦情況。本工序要求對被加工孔依次進行鉆孔和攻絲2個工步的加工，最終達到工序簡圖上規(guī)定的加工要求，同時，此零件為大批量生產(chǎn)，為磨損后便于更換，故選用可換鉆套作為刀具的導(dǎo)向元件。如圖4.3所示 鉆套高度通常取，根據(jù)實際情況取mm=12mm。鉆套與工件之間，還應(yīng)留有一定的排屑間隙，排屑空間隙不宜過大，通常取，根據(jù)實際情況取=8mm。查機床夾具設(shè)計手冊3表2-1-162可知，選用鉆套型號為 鉆套查機床夾具設(shè)計手冊表2-1-174可知，選用鉆套用襯套型號為襯套A12X12GB 2263-1991鉆

15、套與襯套采用配合，以便于鉆套磨損后快速更換。襯套與鉆模版之間采用H7n6配合圖4 導(dǎo)向裝置簡圖 3.6夾具體設(shè)計考慮夾具的剛度、強度和加工性質(zhì)等要求，夾具體采用鑄造生產(chǎn)方式,材料為HT200。其結(jié)構(gòu)如圖4所示根據(jù)夾具體結(jié)構(gòu)尺寸的經(jīng)驗數(shù)據(jù)可知，鑄造結(jié)構(gòu)夾具體壁厚通常為8至25mm,結(jié)合本題考慮取底座為12mm，與鉆模版配合處為8mm，其余壁厚均取10mm。圖5 夾具體第四章 夾具尺寸及技術(shù)要求4.1最大輪廓尺寸 175mm、90mm、162mm。 4.2確定定位元件之間的尺寸與公差 按照制定夾具公差的基本原則，夾具裝配圖上標(biāo)注的各種公差一般取工件上相應(yīng)公差的至，當(dāng)工件無明確的形位公差要求時，夾具

16、原件的幾何形形狀精度取0.03至0.05mm。長銷小平面與菱形銷中心距尺寸公差取工件孔與孔軸線尺寸公差的1/3，即標(biāo)注尺寸為84土0.05。4.3定位元件與引導(dǎo)元件間的相互位置要求 由機床夾具設(shè)計手冊可知，凡與工件加工要求直接有關(guān)者，其位置誤差數(shù)值可按工件加工技術(shù)規(guī)定數(shù)值的1/2至1/5選取。根據(jù)工序簡圖上規(guī)定的被加工孔的加工要求，確定鉆套中心線與夾具體基準(zhǔn)面A的垂直度公差取0.070。鉆套中心線對定位銷中心線的位置度公差取工件相應(yīng)位置度公差值的1/3，即取為0.03mm。4.4定位元件與夾具體底面的位置要求 定位銷中心線與夾具體底面A的平行度公差取為0.02mm。第五章 夾具零件圖和裝配圖鉆模的裝配總圖上應(yīng)將定位心軸、鉆模板與夾具體的連接結(jié)構(gòu)表達清楚。夾具裝配總圖如附圖3所示。其主中定位心軸與夾具體采用過渡配合，用鎖緊螺母固定。菱形銷與夾具體采用配合，并用螺母鎖緊。鉆模板與夾具體用兩個螺栓連接。其裝配三維模型示意圖如圖6所示.圖6 鉆夾具裝配示意圖參考文獻：1 王巍.機械制圖第二版M，高等教育出版社,2009.62 王先奎.機械制造工藝學(xué)第二版M，機械工業(yè)出版社，2006.13 徐鴻本.機床夾具設(shè)計手冊M，遼寧科學(xué)技