撥叉鉆夾具設(shè)計任務(wù)書

/編號：XX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(jī)電學(xué)院專業(yè)：農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化教育姓名：王斌指導(dǎo)教師：〔簽名完成日期：20XX4月10日撥叉專用鉆夾具設(shè)計機(jī)電學(xué)院農(nóng)業(yè)機(jī)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(jī)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(jìn)行仔細(xì)分析后.從實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)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和裝配圖。關(guān)鍵詞〔中文：撥叉鉆夾具solidworksAbstract:specialfixturefixtureofthedesignfortheprocessingoftheshiftingforkthreadedhole.Becauseoftheshiftingforkpartsformassproduction,andthedrillingprecisionthreadhavehigherrequirements,inordertofacilitatetheproduction,ensurethequality,improvetheefficiencyofthedesign.Inmachiningprocessandprecisionofthepartswerecarefullyanalyzed,fromthepointofviewofpracticalityandeconomy,thereasonablepositioningscheme,andbytheoreticalcalculationanderroranalysis,drawthree-dimensionalgraphicsgenerationpartdrawingsandassemblydrawingswithsolidworks.Keywords:forkdrillfixtureSolidWorks前言機(jī)械制造離不開機(jī)床.而在機(jī)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(jī)床夾具就是實(shí)現(xiàn)這一目的的裝置。機(jī)床夾具的主要作用是保證機(jī)械加工質(zhì)量、提高勞動生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本.是實(shí)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(jī)床夾具在機(jī)械制造中占有很重要的地位。顯而易見.機(jī)床夾具設(shè)計是我們農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化專業(yè)學(xué)生的必備能力。此次設(shè)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(diǎn)在于不需對標(biāo)準(zhǔn)零件進(jìn)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。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?！补ぜ?24H7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(jī)中的一個重要零件。撥叉主要用于機(jī)械的操縱機(jī)構(gòu)中.其主要作用可分為兩種：第一種是使變速齒輪滑移.從而實(shí)現(xiàn)換擋.以改變機(jī)械的運(yùn)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(jī)構(gòu)給變速叉軸施加力.傳給撥叉.進(jìn)而撥叉帶動變速齒輪在變速箱中滑移.從而實(shí)現(xiàn)換擋操作.改變機(jī)械的運(yùn)行速度；第二種是作為推動分離軸承的工具.從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)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(qiáng)度、塑性、韌性、耐磨性、并且耐嚴(yán)重的熱和機(jī)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(shí)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(qiáng)其強(qiáng)度和耐磨性.需要對該表面進(jìn)行高頻淬火處理.硬度為50～60HRC.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(jìn)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)程中應(yīng)重點(diǎn)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(dá)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(jī)床為Z525型立式鉆床。3.1.確定零件的生產(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?36孔左端面的尺寸為mm。由于毛坯為精鑄件.工件上?24H7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?36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(dá)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?36左端面配合.限制。削邊銷與撥叉叉口內(nèi)孔半圓面接觸限制。從而實(shí)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(jī)床夾具設(shè)計手冊.選用的主定位銷型號為定位銷A30f6X42.菱形銷型號為定位銷B25f7X25GB2204-19913.3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(xiàng)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(jī)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(diǎn)：為了減少零件的變形.夾緊力的作用點(diǎn)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(diǎn)應(yīng)位于工件剛度高的部位.夾緊力的作用點(diǎn)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(diǎn)的同時.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題：①安全性夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和夾緊力.以防止意外傷及夾具操作人員。②手動夾具夾緊機(jī)構(gòu)的操作力不應(yīng)過大.以減輕操作人員的勞動強(qiáng)度。③夾緊機(jī)構(gòu)的行程不宜過長.以提高夾具的工作效率。④手動夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)操作靈活、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?yàn)榕c內(nèi)孔軸線平行且水平向左.夾緊力作用點(diǎn)為?36左端面。同時采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)利用螺母的松緊來控制夾緊力.通過查機(jī)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AM16X100GB2162-1991。此夾緊機(jī)構(gòu)操作方便靈活.結(jié)構(gòu)簡單.成本低廉。其機(jī)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(jī)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取f=0.4查表得=1所以鉆削切削力F=419XX1=201N3.4.3理論夾緊力的計算：查機(jī)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(jī)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(jī)構(gòu)所能產(chǎn)生的實(shí)際夾緊力：查現(xiàn)代機(jī)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(jī)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(jìn)行鉆孔和攻絲2個工步的加工.最終達(dá)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(shí)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(shí)際情況取=8mm。查機(jī)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(jī)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A12X12GB2263-1991鉆套與襯套采用配合.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(qiáng)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(yàn)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(jī)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(dá)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(xiàn)：[1]王巍.機(jī)械制圖第二版[M].高等教育出版社,2009.6[2]王先奎.機(jī)械制造工藝學(xué)第二版[M].機(jī)械工業(yè)出版社.2006.1[3]徐鴻本.機(jī)床夾具設(shè)計手冊[M].XX科學(xué)技術(shù)出版社.2004.3.254[4]王