撥叉鉆孔夾具說明書

1、目 錄第一部分設計任務書及課程設計的要求和內容加工.2第二部分 序言 .4 第三部分撥叉22mm孔的鉆床夾具設計.5第四部分. 致謝與心得體會.15第五部分 參考文獻.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：山西大同大學煤炭工程學院09機械設計及其自動化專業(yè) 機械制造設備設計設計任務書設計題目：CA6140撥叉鉆床夾具設計要求：設計加工孔22mm的鉆床夾具毛坯類型：鑄件（兩件鑄在一起）設計時間：2010.12172011.01.23設計內容：1、熟悉零件圖 2、繪制零件圖（一張） 3、繪制夾具總裝圖 4、編寫設計說明書備注：CA6140車床撥叉831

2、002毛坯圖第二部分：序言機械制造裝備設計使我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及大部分專業(yè)課之后進行的.這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯系實際的訓練,因此,它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。就我個人而言，我希望能通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的“四化”建設打下一個良好的基礎。制造背景： 機械制造離不開金屬切削機床，而機床夾具則是保證機械加工質量、提高生產效率、減輕勞動強度、降低對工人技術的過高要求、實現生產過程自動化不可或缺的重要工藝裝備之一。機床夾具被廣

3、泛用于制造業(yè)中，大量專用機床夾具的使用為大批量生產提供了必要條件。 在機床制造或修理中，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，需在車好圓柱后裝配，畫好孔的位置線，在按線加工孔或螺紋。以前當工件畫好線后，用四爪卡盤按線進行安裝，再加工內孔。在校正的過程中，調整夾在圓柱面上的兩爪時，工件產生滾動，使劃線孔的中心線產生角度位移，很難將工件校正，而產生加工廢品。為此人們設計制造了夾具，通過30年的使用，效果很好。制造意義：夾具的制造在機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：機床夾具在機械加工中起著十分重要的作用，歸納起來，主要表現在一下幾個方面。1

4、. 縮短輔助時間，提高勞動生產率，降低加工成本。2. 保證加工精度穩(wěn)定加工質量。3. 降低對工人的技術要求，減輕工人的勞動強度，保證安全生產。4. 擴大機床的工藝范圍，實行一機多能。5. 在自動化生產和流水線生產中便于平衡生產節(jié)拍。二：機床夾具在工藝系統(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，夾具的整體剛度對工件加工的動態(tài)誤差產生著非常特殊的影響。當夾具的整體剛度遠大于其他環(huán)節(jié)，工件加工的動態(tài)誤差基本上只取決于夾具的制造精度和安裝精度。因此設計夾具時，對夾具的整體剛度應給予足夠重視。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)動態(tài)誤差時，也可以采取修正夾具定位元件的方法進行

5、補償。這就是夾具的能動作用第三部分：加工CA6140撥叉22mm孔的鉆床夾具設計（一）、零件的分析：（一） 零件的作用及考慮的問題：題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機構中，主要起換檔，使主軸回轉運動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孔與操縱機構相連，二下方的60半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動下方的齒輪變速。 然而本夾具是用來加工M22×1.5的螺紋孔，加工本道工序時，應注意該工藝孔應 與25孔有一定的同軸度要求，為保證形位公差，需要在加工時用應用25孔為精基準；該零件的尺寸精度也有一定的要求，應保證該夾具與零

6、件之間有良好的接觸關系。在設計夾具時，主要應考慮如何定位才能加工出合格的零件，如何才能降低勞動強度和提高勞動生產率。（二）零件的部分工藝分析：CA6140車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，加工時應先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準加工另外一組。（二）設計工序：（一）夾具設計：一） 定位基準的選擇擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，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量?；鶞蔬x擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合

8、理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據零件圖的技術要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。此零件圖沒有較高的技術要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。在鉆此孔時，只對此孔的端面進行了精銑，所以，在鉆此孔時所用基準為粗基準。而粗基準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。 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。 如果零件上每個表面都要加工，則應以加工余量最小的表面為粗基準。

9、選用粗基準的表面，應平整，沒有澆口、冒口或飛邊等缺陷，以便定位可靠。 粗基準一般只能使用一次，以免產生較大的位置誤差。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，采用兩個短V塊定位。如下圖 （1） （2）三） 定位誤差分析與計算定位誤差是指由于定位不準確造成的某一工序的工序基準在工序尺寸方向上

10、相對于其理想位置的最大位移量。分為基準位置誤差和基準不重合誤差?；鶞饰恢谜`差易知，工件在V形塊中定位有兩種極端位置，由幾何關系得： 定位=Td/sin/2基準不重合誤差 由于此工序定位基準與工序基準重合，故 不重=0所以 =定位+不重. （ 定位誤差由基準不重合誤差和定位副制造不準確誤差（基準位移誤差）兩部分組成,定位誤差的大小是兩項誤差在工序尺寸方向上的代數和,即=+ 。 基準不重合誤差: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，定位基準為孔的軸線；此時，工序基準也是孔的軸線。所以，=0。 查文獻【9】機床夾具設計手冊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程中會受到切削力、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構和動力源組成。夾緊裝置有如下設計要求： 應保證定位準確，而不能破壞定位； 夾緊后工件與夾具的變形應在允許的范圍內； 夾緊機構安全可靠，有足夠的剛度和強度，手動夾緊應自鎖，夾緊行程要足夠； 結構簡單，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、中間遞力機構、夾緊元件和夾緊機構組成。 由于本次設計是在同一夾具上完成鉆

12、孔及攻螺紋加工，加工過程不拆工件；為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定用簡單的螺母作為夾緊機構。)(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，防止工件在夾緊力的作用下產生變形。 1).作用方向應垂直于工件的主要定位基準，以保證加工精度； 2).作用方向應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在25H7孔的左右端面。 (2)夾緊力的作用點：夾緊力的作用點應選擇在定位元件支承點的作用范圍內，以及工作剛度高的位置。確保工件定位

13、準確、不變形。（備注：夾緊力的作用點的設計原則 1).應落在支承元件上或幾個支承元件所形成的支承平面內，以避免破壞定位或造成較大的夾緊變形； 2).應落在工件剛性較好的部位上； 3).應盡可能靠近加工面，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所需的夾緊力。 （1）.切削力的計算 由文獻【9】機床夾具設計手冊查出，切削力計算公式為： （8-1） 其中，s=0.22，D=23，=1.031； 將上述數據代入上述公式，則 =

14、2960N （2）.夾緊力的計算 由文獻【9】機床夾具設計手冊表1-2-11查出，端面夾緊的夾緊力計算公 式為： （7-2）其中k=3，=2960N，=0.2, =42，=40，=25；將上述數據代入上述公式，則 =5638N(4)選擇夾緊機構：在確定夾緊力的方向、作用點的同時，要確定相應的夾緊機構。確定夾緊機構要注意以下幾方面的問題：安全性 夾緊機構應具備足夠的強度和夾緊力，以防止以外傷及夾具操作人員。手動夾具夾緊機構的操作力不應過大，以減輕操作人員的勞動強度。夾緊機構的行程不宜過長，以提高夾具的工作效率。手動夾緊機構應操作靈活、方便。綜上所述，本零件的夾緊裝置共有2個方案如下：方案一：使用

15、鉸鏈夾緊機構方案二：使用螺旋夾緊機構由于本零件為大批量制造，使用螺旋夾緊機構更加經濟、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） 選擇導向裝置 鉆床夾具的導向元件為可換鉆套,它的作用是確定刀具相對夾具定位元件的位置,并在加工中對鉆頭等加工刀具進行引導,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。鉆套高度H越大,刀具的導向性越好，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，H取較大值，所以H=(1×232.5

16、5;25)=(2362.5)。查文獻【2】機械制造技術基礎課程設計指南表5-181可取快換鉆套的高度H=40。 （2）. 排屑間隙 排屑間隙h值應適當選取，h值太小時，切屑難以自由排出，使加工表面被損壞；h值太大時，會降低鉆套對鉆頭的導向作用，影響加工精度。加工鑄鐵時，h=(0.30.4)D 即h=(0.30.4)D=（0.3×230.4×25）=（6.910）。查文獻【2】機械制造技術基礎課程設計指南表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尺寸的平均尺寸為基本尺寸，其公差取為工件相應尺寸公差的1/51/2，偏差對稱標注。

17、由夾具可知：工序尺寸（鉆套中心線與外壁的距離）L=70，而尺寸公差取：0.07×（1/51/2），取+0.035，則鉆套的位置尺寸為L=（70+0.035）。 導向裝置是夾具保證加工精度的重要裝置，如鉆孔導向套、鏜套、對刀裝置、對定裝置等，這些裝置均已標準化，可按標準選擇，為提高加工效率，選擇快換導向套加工工件。如下圖所示： 可換鉆套 1鉆套 2襯套 3鉆模板 4螺釘其中，鉆套標準如下：六） 夾具體 用來安裝和固定定位元件，夾緊機構和鉆模板的實體。具體大小根據整個機構的大小而調整，要保證機構的穩(wěn)定，水平，所以形位公差會有較嚴格的要求。 夾具體裝配圖夾具體的設計 夾具體是夾具的基礎件，

18、夾具上所有的組成部分都必須最終通過這一基礎件聯接成一個有機整體。夾具體必須有足夠的剛度和強度、結構簡單、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【9】機床夾具設計手冊表1-9-2可得夾具體的基本尺寸如下表： 表9-1 夾具體結構基本尺寸的經驗數據夾具體結構部分經驗數據夾具體壁厚h25夾具體加強肋厚度20夾具體加強肋高度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、結疤、粘砂應清楚干凈； 2）.鑄件在機械加工前應經時效處理； 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【9】機床夾具設計手冊表1-9-3可得夾具體座耳結構尺寸如下 表： 表9-2 夾具體座耳結構尺寸螺栓直徑DD1hLHr121430320361.514第四部分：致謝與心得體會致謝在老師和同學的共同努力下，我們完成了夾具課程設計。我們花費的時間很長，因為這是同學第一次進行這樣的課程設計。雖然過程中我們遇到了遇到困難，但是在老師的指點下，同學們都的十分的努力。我們這次終于把我們所學的知識運用到現實中來了，這對同學們加深對課本

20、知識的理解很有好處。同學學會了對于不同的待工件設計不同的夾具，對于夾具的各種標準件都學會了如何查標準件手冊、如何使用它們。這些都是因為老師的幫助下，我們才能完成的。謝謝老師。心得體會夾具課程設計過去了，學到了很多知識。通過這次課程設計實訓，使我對機械裝備課程有了更進一步的了解。裝備在現在工業(yè)中有著重要的作用，當然，我們現在對機械設計只不過時一個初步的了解，這門課程還有更多的知識等著我們去學習，在這兩周短暫的課程設計里，我學會了一些機械設計的最基本的理論，同時也對機械裝備產生了濃厚的興趣。在這次課程設計過程中，我發(fā)現自己還有很多不足之處，在設計和計算過程中也出現了各種各樣的錯誤，在同學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題，這也是我今后努力的方向，我會繼續(xù)努力學習，來豐富自己的知識。 本次課程設計我深有體會，它使我們全面地綜合相關課程的理論和實踐知識，進行機床夾具設計。我們都知道在機械制造過程中，凡用來固定加工對象，使之占有正確的位置以接受加工或檢驗的裝置，統(tǒng)稱為夾具。在很多制造領域涉及夾具的設計和使用，例如，機加工用的機床夾具、