撥叉鉆孔夾具說(shuō)明書(shū)

1、目 錄第一部分設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)及課程設(shè)計(jì)的要求和內(nèi)容加工.2第二部分 序言 .4 第三部分撥叉22mm孔的鉆床夾具設(shè)計(jì).5第四部分. 致謝與心得體會(huì).15第五部分 參考文獻(xiàn).16附錄：夾具零件圖與夾具裝配圖（草稿） .17(18)CAD圖另圖19 第一部分：山西大同大學(xué)煤炭工程學(xué)院09機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化專業(yè) 機(jī)械制造設(shè)備設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)題目：CA6140撥叉鉆床夾具設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)加工孔22mm的鉆床夾具毛坯類型：鑄件（兩件鑄在一起）設(shè)計(jì)時(shí)間：2010.12172011.01.23設(shè)計(jì)內(nèi)容：1、熟悉零件圖 2、繪制零件圖（一張） 3、繪制夾具總裝圖 4、編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)備注：CA6140車(chē)床撥叉831

2、002毛坯圖第二部分：序言機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)使我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的.這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,因此,它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。就我個(gè)人而言，我希望能通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，為今后參加祖國(guó)的“四化”建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。制造背景： 機(jī)械制造離不開(kāi)金屬切削機(jī)床，而機(jī)床夾具則是保證機(jī)械加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、降低對(duì)工人技術(shù)的過(guò)高要求、實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化不可或缺的重要工藝裝備之一。機(jī)床夾具被廣

3、泛用于制造業(yè)中，大量專用機(jī)床夾具的使用為大批量生產(chǎn)提供了必要條件。 在機(jī)床制造或修理中，常常遇到在圓柱上橫穿孔的工件，這些工件的孔或螺紋孔的中心線不相交，需在車(chē)好圓柱后裝配，畫(huà)好孔的位置線，在按線加工孔或螺紋。以前當(dāng)工件畫(huà)好線后，用四爪卡盤(pán)按線進(jìn)行安裝，再加工內(nèi)孔。在校正的過(guò)程中，調(diào)整夾在圓柱面上的兩爪時(shí)，工件產(chǎn)生滾動(dòng)，使劃線孔的中心線產(chǎn)生角度位移，很難將工件校正，而產(chǎn)生加工廢品。為此人們?cè)O(shè)計(jì)制造了夾具，通過(guò)30年的使用，效果很好。制造意義：夾具的制造在機(jī)械加工工藝中有著很重要的意義，從其作用和地位兩方面可以得知。一：機(jī)床夾具在機(jī)械加工中起著十分重要的作用，歸納起來(lái)，主要表現(xiàn)在一下幾個(gè)方面。1

4、. 縮短輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低加工成本。2. 保證加工精度穩(wěn)定加工質(zhì)量。3. 降低對(duì)工人的技術(shù)要求，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)。4. 擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，實(shí)行一機(jī)多能。5. 在自動(dòng)化生產(chǎn)和流水線生產(chǎn)中便于平衡生產(chǎn)節(jié)拍。二：機(jī)床夾具在工藝系統(tǒng)中的地位：夾具不同于其他環(huán)節(jié)，他在工藝系統(tǒng)中有著特殊地位，夾具的整體剛度對(duì)工件加工的動(dòng)態(tài)誤差產(chǎn)生著非常特殊的影響。當(dāng)夾具的整體剛度遠(yuǎn)大于其他環(huán)節(jié)，工件加工的動(dòng)態(tài)誤差基本上只取決于夾具的制造精度和安裝精度。因此設(shè)計(jì)夾具時(shí)，對(duì)夾具的整體剛度應(yīng)給予足夠重視。如因工藝系統(tǒng)其他環(huán)節(jié)的剛度不足而引起較大的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)誤差時(shí)，也可以采取修正夾具定位元件的方法進(jìn)行

5、補(bǔ)償。這就是夾具的能動(dòng)作用第三部分：加工CA6140撥叉22mm孔的鉆床夾具設(shè)計(jì)（一）、零件的分析：（一） 零件的作用及考慮的問(wèn)題：題目所給的零件是CA6140車(chē)床的撥叉。它位于車(chē)床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的25孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，二下方的60半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過(guò)上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。 然而本夾具是用來(lái)加工M22×1.5的螺紋孔，加工本道工序時(shí)，應(yīng)注意該工藝孔應(yīng) 與25孔有一定的同軸度要求，為保證形位公差，需要在加工時(shí)用應(yīng)用25孔為精基準(zhǔn)；該零件的尺寸精度也有一定的要求，應(yīng)保證該夾具與零

6、件之間有良好的接觸關(guān)系。在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，主要應(yīng)考慮如何定位才能加工出合格的零件，如何才能降低勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。（二）零件的部分工藝分析：CA6140車(chē)床共有兩處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：1. 以25mm孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：25H7mm的孔，以及42mm的圓柱兩端面，其中主要加工表面為25H7mm通孔。2. 以60mm孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：60H12的孔，以及60H12的兩個(gè)端面。主要是60H12的孔。3. 銑16H11的槽這一組加工表面包括：此槽的端面，16H11mm的槽的底面，16H11mm的槽兩側(cè)面。4. 以M22×1.5螺紋

7、孔為中心的加工表面。這一組加工表面包括：M22×1.5的螺紋孔，長(zhǎng)32mm的端面。主要加工表面為M22×1.5螺紋孔。這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：（1） 60孔端面與25H7孔垂直度公差為0.1mm.。（2） 16H11mm的槽與25H7的孔垂直度公差為0.08mm。由上面分析可知，加工時(shí)應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另外一組。（二）設(shè)計(jì)工序：（一）夾具設(shè)計(jì)：一） 定位基準(zhǔn)的選擇擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量。基準(zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合

8、理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。此零件圖沒(méi)有較高的技術(shù)要求，也沒(méi)有較高的平行度和對(duì)稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高加工精度。在鉆此孔時(shí)，只對(duì)此孔的端面進(jìn)行了精銑，所以，在鉆此孔時(shí)所用基準(zhǔn)為粗基準(zhǔn)。而粗基準(zhǔn)選擇有如下基本原則： 如果工件必須首先保證某重要表面的加工余量均勻，則因選擇該表面為粗基準(zhǔn)。 如果必須首先保證工件加工表面與不加工表面之間的位置精度，則因以不加工表面作為粗基準(zhǔn)。 如果零件上每個(gè)表面都要加工，則應(yīng)以加工余量最小的表面為粗基準(zhǔn)。

9、選用粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)平整，沒(méi)有澆口、冒口或飛邊等缺陷，以便定位可靠。 粗基準(zhǔn)一般只能使用一次，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。很顯然，本次工序是孔的加工，所以必須保證該孔的加工余量均勻，因此，此次工序的定位基準(zhǔn)為42的外圓。二） 定位元件的選擇工件以外圓定位主要兩種形式：一種是定心定位，常有各種自定心卡盤(pán)和彈簧夾頭以及定位套；另一種是支承定位，常用支撐板和V型塊。由于工件形狀的限制，不適合定心定位，而支撐板定位常用于加工外圓輪廓，所以采用V型塊定位。也是由于工件輪廓限制，采用兩個(gè)短V塊定位。如下圖 （1） （2）三） 定位誤差分析與計(jì)算定位誤差是指由于定位不準(zhǔn)確造成的某一工序的工序基準(zhǔn)在工序尺寸方向上

10、相對(duì)于其理想位置的最大位移量。分為基準(zhǔn)位置誤差和基準(zhǔn)不重合誤差?；鶞?zhǔn)位置誤差易知，工件在V形塊中定位有兩種極端位置，由幾何關(guān)系得： 定位=Td/sin/2基準(zhǔn)不重合誤差 由于此工序定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，故 不重=0所以 =定位+不重. （ 定位誤差由基準(zhǔn)不重合誤差和定位副制造不準(zhǔn)確誤差（基準(zhǔn)位移誤差）兩部分組成,定位誤差的大小是兩項(xiàng)誤差在工序尺寸方向上的代數(shù)和,即=+ 。 基準(zhǔn)不重合誤差:工件以孔在水平位置的心軸上定位加工孔，工件因自重（或其他外力）作用使孔與心軸在上母線相接觸，定位基準(zhǔn)為孔的軸線；此時(shí)，工序基準(zhǔn)也是孔的軸線。所以，=0。 查文獻(xiàn)【9】機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)查得心軸的極限偏差為-0

11、.011，即=0.011； 由零件圖可知，=0.021； 則基準(zhǔn)位移誤差=0.016； 所以,=+=0+0.016=0.016。）四） 夾緊裝置的選擇工件在切削過(guò)程中會(huì)受到切削力、離心力和慣性力等各種力的作用，因此定位后必須夾緊。夾緊裝置一般由夾緊機(jī)構(gòu)和動(dòng)力源組成。夾緊裝置有如下設(shè)計(jì)要求： 應(yīng)保證定位準(zhǔn)確，而不能破壞定位； 夾緊后工件與夾具的變形應(yīng)在允許的范圍內(nèi)； 夾緊機(jī)構(gòu)安全可靠，有足夠的剛度和強(qiáng)度，手動(dòng)夾緊應(yīng)自鎖，夾緊行程要足夠； 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造和操作方便，快速和省力。(夾緊裝置的組成: 典型的夾緊裝置一般由力源裝置、中間遞力機(jī)構(gòu)、夾緊元件和夾緊機(jī)構(gòu)組成。 由于本次設(shè)計(jì)是在同一夾具上完成鉆

12、孔及攻螺紋加工，加工過(guò)程不拆工件；為了提高加工效率，縮短輔助時(shí)間，決定用簡(jiǎn)單的螺母作為夾緊機(jī)構(gòu)。)(1)夾緊力的方向：夾緊力的方向要有利于工件的定位，并注意工件的剛性方向，不能使工件有脫離定位表面的趨勢(shì)，防止工件在夾緊力的作用下產(chǎn)生變形。 1).作用方向應(yīng)垂直于工件的主要定位基準(zhǔn)，以保證加工精度； 2).作用方向應(yīng)與工件剛度最大的方向一致，以減少工件的夾緊變形； 3).作用方向應(yīng)盡量與工件的切削力、重力等的作用方向一致，以減小夾緊力； 綜合上述，選擇夾緊力的作用點(diǎn)在25H7孔的左右端面。 (2)夾緊力的作用點(diǎn)：夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)選擇在定位元件支承點(diǎn)的作用范圍內(nèi)，以及工作剛度高的位置。確保工件定位

13、準(zhǔn)確、不變形。（備注：夾緊力的作用點(diǎn)的設(shè)計(jì)原則 1).應(yīng)落在支承元件上或幾個(gè)支承元件所形成的支承平面內(nèi)，以避免破壞定位或造成較大的夾緊變形； 2).應(yīng)落在工件剛性較好的部位上； 3).應(yīng)盡可能靠近加工面，以提高工件加工部位的剛度和抗振性。)（3）切削力與夾緊力的計(jì)算： 由于撥叉M22×1.5螺紋孔在同一夾具上完成鉆孔及攻螺紋加工，加工過(guò)程中不拆工件，且鉆孔所需的力大于攻螺紋的力,所以確定夾緊力只需確定鉆孔時(shí)所需的夾緊力。 （1）.切削力的計(jì)算 由文獻(xiàn)【9】機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)查出，切削力計(jì)算公式為： （8-1） 其中，s=0.22，D=23，=1.031； 將上述數(shù)據(jù)代入上述公式，則 =

14、2960N （2）.夾緊力的計(jì)算 由文獻(xiàn)【9】機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表1-2-11查出，端面夾緊的夾緊力計(jì)算公 式為： （7-2）其中k=3，=2960N，=0.2, =42，=40，=25；將上述數(shù)據(jù)代入上述公式，則 =5638N(4)選擇夾緊機(jī)構(gòu)：在確定夾緊力的方向、作用點(diǎn)的同時(shí)，要確定相應(yīng)的夾緊機(jī)構(gòu)。確定夾緊機(jī)構(gòu)要注意以下幾方面的問(wèn)題：安全性 夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和夾緊力，以防止以外傷及夾具操作人員。手動(dòng)夾具夾緊機(jī)構(gòu)的操作力不應(yīng)過(guò)大，以減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。夾緊機(jī)構(gòu)的行程不宜過(guò)長(zhǎng)，以提高夾具的工作效率。手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)操作靈活、方便。綜上所述，本零件的夾緊裝置共有2個(gè)方案如下：方案一：使用

15、鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)方案二：使用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)由于本零件為大批量制造，使用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)更加經(jīng)濟(jì)、方便，故選用方案二。其草圖如下： 夾緊裝置1螺桿 2螺母 3螺釘 4壓塊五） 選擇導(dǎo)向裝置 鉆床夾具的導(dǎo)向元件為可換鉆套,它的作用是確定刀具相對(duì)夾具定位元件的位置,并在加工中對(duì)鉆頭等加工刀具進(jìn)行引導(dǎo),保證被加工孔的位置精度和防止刀具在加工中發(fā)生偏斜。 （1）.鉆套高度 鉆套高度與所鉆孔的孔距精度、工件材料、孔加工深度、刀具剛度、工件表面形狀等因素有關(guān)。鉆套高度H越大,刀具的導(dǎo)向性越好，但刀具與鉆套的摩擦越大,一般取H=(12.5)D，孔徑小、精度要求高時(shí)，H取較大值，所以H=(1×232.5

16、5;25)=(2362.5)。查文獻(xiàn)【2】機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南表5-181可取快換鉆套的高度H=40。 （2）. 排屑間隙 排屑間隙h值應(yīng)適當(dāng)選取，h值太小時(shí)，切屑難以自由排出，使加工表面被損壞；h值太大時(shí)，會(huì)降低鉆套對(duì)鉆頭的導(dǎo)向作用，影響加工精度。加工鑄鐵時(shí)，h=(0.30.4)D 即h=(0.30.4)D=（0.3×230.4×25）=（6.910）。查文獻(xiàn)【2】機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南表5-181，可取排屑間隙h=12。 （3）.確定鉆套位置尺寸和公差 鉆套位置尺寸以工件相應(yīng)尺寸的平均尺寸為基本尺寸，其公差取為工件相應(yīng)尺寸公差的1/51/2，偏差對(duì)稱標(biāo)注。

17、由夾具可知：工序尺寸（鉆套中心線與外壁的距離）L=70，而尺寸公差?。?.07×（1/51/2），取+0.035，則鉆套的位置尺寸為L(zhǎng)=（70+0.035）。 導(dǎo)向裝置是夾具保證加工精度的重要裝置，如鉆孔導(dǎo)向套、鏜套、對(duì)刀裝置、對(duì)定裝置等，這些裝置均已標(biāo)準(zhǔn)化，可按標(biāo)準(zhǔn)選擇，為提高加工效率，選擇快換導(dǎo)向套加工工件。如下圖所示： 可換鉆套 1鉆套 2襯套 3鉆模板 4螺釘其中，鉆套標(biāo)準(zhǔn)如下：六） 夾具體 用來(lái)安裝和固定定位元件，夾緊機(jī)構(gòu)和鉆模板的實(shí)體。具體大小根據(jù)整個(gè)機(jī)構(gòu)的大小而調(diào)整，要保證機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定，水平，所以形位公差會(huì)有較嚴(yán)格的要求。 夾具體裝配圖夾具體的設(shè)計(jì) 夾具體是夾具的基礎(chǔ)件，

18、夾具上所有的組成部分都必須最終通過(guò)這一基礎(chǔ)件聯(lián)接成一個(gè)有機(jī)整體。夾具體必須有足夠的剛度和強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、良好的工藝性、尺寸穩(wěn)定、便于清除切屑。 (1).夾具材料及制造方法根據(jù)使用要求，夾具體用鑄造方法制造，材料為HT200。 (2).夾具體外形尺寸由文獻(xiàn)【9】機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表1-9-2可得夾具體的基本尺寸如下表： 表9-1 夾具體結(jié)構(gòu)基本尺寸的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)夾具體結(jié)構(gòu)部分經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)夾具體壁厚h25夾具體加強(qiáng)肋厚度20夾具體加強(qiáng)肋高度180夾具體壁與壁連接的鑄造圓角5夾具體不加工的毛面與工件表面之間的間隙8 （3）.鑄造夾具體的技術(shù)要求 1）.鑄件不許有裂紋、氣孔、砂眼、疏松、夾渣等鑄造缺陷；澆口、冒

19、口、結(jié)疤、粘砂應(yīng)清楚干凈； 2）.鑄件在機(jī)械加工前應(yīng)經(jīng)時(shí)效處理； 3）.未注明的鑄造圓角R（3-5）； 4）.鑄造拔模斜度（鑄件在垂直分型面的表面需有拔模斜度）； 5）.由文獻(xiàn)【9】機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表1-9-3可得夾具體座耳結(jié)構(gòu)尺寸如下 表： 表9-2 夾具體座耳結(jié)構(gòu)尺寸螺栓直徑DD1hLHr121430320361.514第四部分：致謝與心得體會(huì)致謝在老師和同學(xué)的共同努力下，我們完成了夾具課程設(shè)計(jì)。我們花費(fèi)的時(shí)間很長(zhǎng)，因?yàn)檫@是同學(xué)第一次進(jìn)行這樣的課程設(shè)計(jì)。雖然過(guò)程中我們遇到了遇到困難，但是在老師的指點(diǎn)下，同學(xué)們都的十分的努力。我們這次終于把我們所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)中來(lái)了，這對(duì)同學(xué)們加深對(duì)課本

20、知識(shí)的理解很有好處。同學(xué)學(xué)會(huì)了對(duì)于不同的待工件設(shè)計(jì)不同的夾具，對(duì)于夾具的各種標(biāo)準(zhǔn)件都學(xué)會(huì)了如何查標(biāo)準(zhǔn)件手冊(cè)、如何使用它們。這些都是因?yàn)槔蠋煹膸椭?，我們才能完成的。謝謝老師。心得體會(huì)夾具課程設(shè)計(jì)過(guò)去了，學(xué)到了很多知識(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)，使我對(duì)機(jī)械裝備課程有了更進(jìn)一步的了解。裝備在現(xiàn)在工業(yè)中有著重要的作用，當(dāng)然，我們現(xiàn)在對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)只不過(guò)時(shí)一個(gè)初步的了解，這門(mén)課程還有更多的知識(shí)等著我們?nèi)W(xué)習(xí)，在這兩周短暫的課程設(shè)計(jì)里，我學(xué)會(huì)了一些機(jī)械設(shè)計(jì)的最基本的理論，同時(shí)也對(duì)機(jī)械裝備產(chǎn)生了濃厚的興趣。在這次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)自己還有很多不足之處，在設(shè)計(jì)和計(jì)算過(guò)程中也出現(xiàn)了各種各樣的錯(cuò)誤，在同學(xué)和老師的幫助下也都盡量改正了，雖然還存在或多或少的問(wèn)題，這也是我今后努力的方向，我會(huì)繼續(xù)努力學(xué)習(xí)，來(lái)豐富自己的知識(shí)。 本次課程設(shè)計(jì)我深有體會(huì)，它使我們?nèi)娴鼐C合相關(guān)課程的理論和實(shí)踐知識(shí)，進(jìn)行機(jī)床夾具設(shè)計(jì)。我們都知道在機(jī)械制造過(guò)程中，凡用來(lái)固定加工對(duì)象，使之占有正確的位置以接受加工或檢驗(yàn)的裝置，統(tǒng)稱為夾具。在很多制造領(lǐng)域涉及夾具的設(shè)計(jì)和使用，例如，機(jī)加工用的機(jī)床夾具、