毕业设计（论文）-变速箱拔叉钻孔夹具设计.doc

变速箱拔叉钻孔夹具设计郑州轻院轻工职业学院专科毕业设计（论文）题 目 变速箱拔叉钻孔夹具设计学生姓名 专业班级 自动化101班 学 号 院 （系） 机电工程系 指导教师(职称) 完成时间 2012 年 变速箱拔叉钻孔夹具设计 摘要本次设计是车床变速箱中拔叉零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。此拔叉零件的结构较为复杂，其加工的地方主要是孔和平面。本设计先加工孔后加工面。将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证它们的加工精度。基准选择以拔叉右面的最大的平面作为粗基准，来加工中间的通孔，然后以此加工过的孔作为精基准。主要加工工序安排是先以中心孔定位加工出顶平面和右侧平面以及下面的大孔的两平面，再以中心孔定位加工出下端的大孔。加工时是用镗床镗孔。最后以这两个孔为基准，分别加工右侧的槽和顶面的螺纹底孔。整个加工过程选用了钻床、铣床和镗床。工件在机床上定位夹紧选用专用夹具，夹紧方式为手动夹紧，夹紧可靠，操作方便。因此生产效率较高，适用于大批量、流水线上加工。能够满足设计要求。 关键词：加工工艺，定位，夹紧，专用夹具 AbstractThis design is a lather gearbox in the fork parts of the processing order of the processes and some special fixture design. This fork parts of the structure is more complex, the processing of the place is the main hole and plane. The design of first hole processing surface. Plane with holes and the processing clearly divided into roughing and finishing stages to ensure their accuracy. Datum selection to fork the largest plane as a benchmark, to the processing of intermediate through hole, and then the processed hole as the precise basis. The main processing procedure arrangement is the first center hole locating and processing the top plane and the plane and the two plane of large hole, again with center hole positioned at the lower end of the big hole processing. While processing is to use the boring machine boring. Finally in the two hole as a reference, respectively, on the right side of the groove and the top surface of the processing thread bottom hole. The whole process selection of drilling, milling and boring machines. Workpiece positioning in machine tool selection of special clamping fixture, clamping means for manually clamping, clamping reliable, convenient operation. Therefore, high production efficiency, suitable for large quantities, assembly line processing. To meet the design requirements.Key words: process, positioning, clamping, special fixture目 录中文摘要.I英文摘要.II夹具概述III 一、零件的分析5 1.1零件的作用5 1.2零件的工艺分析5 二、设计工序钻22孔的夹具12 2.1问题的提出12 2.2夹具的设计12结论13致谢14参考文献15夹具概述 在机械加工过程中，为了保证加工精度而固定工作 ，使之具有确定位置 已接受加工或检测的工艺装备统称为机床夹具，简称为夹具。 一、零件的分析（一） 零件的作用题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的22孔与操纵机构相连，二下方的60半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。（二）零件的工艺分析CA6140车床共有两处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：1. 以22mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：22H7mm的孔，以及42mm的圆柱两端面，其中主要加工表面为22H7mm通孔。2. 以60mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：60H12的孔，以及60H12的两个端面。主要是60H12的孔。3. 铣16H11的槽这一组加工表面包括：此槽的端面，16H11mm的槽的底面，16H11mm的槽两侧面。4. 以M221.5螺纹孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括：M221.5的螺纹孔，长32mm的端面。主要加工表面为M221.5螺纹孔。这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：（1） 60孔端面与22H7孔垂直度公差为0.1mm.。（2） 16H11mm的槽与22H7的孔垂直度公差为0.08mm。由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。（二）设计工序钻22孔的夹具。（一）问题的提出本夹具要用于钻22孔，对22孔的要求有：22孔精度等级为IT7级，粗糙度为1.6。由于在此道序之后，还要对孔进行扩、铰、精铰，因此，在此道工序加工时，主要考虑如何提高生产率，降低劳动强度，而精度不是主要问题。（二）夹具设计一） 定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。在钻此孔时，只对此孔的端面进行了精铣，所以，在钻此孔时所用基准为粗基准。而粗基准选择有如下基本原则： 如果工件必须首先保证某重要表面的加工余量均匀，则因选择该表面为粗基准。 如果必须首先保证工件加工表面与不加工表面之间的位置精度，则因以不加工表面作为粗基准。 如果零件上每个表面都要加工，则应以加工余量最小的表面为粗基准。 选用粗基准的表面，应平整，没有浇口、冒口或飞边等缺陷，以便定位可靠。 粗基准一般只能使用一次，以免产生较大的位置误差。很显然，本次工序是孔的加工，所以必须保证该孔的加工余量均匀，因此，此次工序的定位基准为42的外圆。二） 定位元件的选择工件以外圆定位主要两种形式：一种是定心定位，常有各种自定心卡盘和弹簧夹头以及定位套；另一种是支承定位，常用支撑板和V型块。由于工件形状的限制，不适合定心定位，而支撑板定位常用于加工外圆轮廓，所以采用V型块定位。也是由于工件轮廓限制，采用两个短V块定位。如下图 （1） （2）三） 定位误差分析与计算定位误差是指由于定位不准确造成的某一工序的工序基准在工序尺寸方向上相对于其理想位置的最大位移量。分为基准位置误差和基准不重合误差。基准位置误差易知，工件在V形块中定位有两种极端位置，由几何关系得： 定位=Td/sin/2基准不重合误差 由于此工序定位基准与工序基准重合，故 不重=0所以 =定位+不重四） 夹紧装置的选择工件在切削过程中会受到切削力、离心力和惯性力等各种力的作用，因此定位后必须夹紧。夹紧装置一般由夹紧机构和动力源组成。夹紧装置有如下设计要求： 应保证定位准确，而不能破坏定位； 夹紧后工件与夹具的变形应在允许的范围内； 夹紧机构安全可靠，有足够的刚度和强度，手动夹紧应自锁，夹紧行程要足够； 结构简单，制造和操作方便，快速和省力。(1)夹紧力的方向：夹紧力的方向要有利于工件的定位，并注意工件的刚性方向，不能使工件有脱离定位表面的趋势，防止工件在夹紧力的作用下产生变形。(2)夹紧力的作用点：夹紧力的作用点应选择在定位元件支承点的作用范围内，以及工作刚度高的位置。确保工件定位准确、不变形。(3)选择夹紧机构：在确定夹紧力的方向、作用点的同时，要确定相应的夹紧机构。确定夹紧机构要注意以下几方面的问题：安全性 夹紧机构应具备足够的强度和夹紧力，以防止以外伤及夹具操作人员。手动夹具夹紧机构的操作力不应过大，以减轻操作人员的劳动强度。夹紧机构的行程不宜过长，以提高夹具的工作效率。手动夹紧机构应操作灵活、方便。综上所述，本零件的夹紧装置共有2个方案如下：方案一：使用铰链夹紧机构方案二：使用螺旋夹紧机构由于本零件为大批量制造，使用螺旋夹紧机构更加经济、方便，故选用方案二。其草图如下： 夹紧装置1螺杆 2螺母 3螺钉 4压块五） 选择导向装置 导向装置是夹具保证加工精度的重要装置，如钻孔导向套、镗套、对刀装置、对定装置等，这些装置均已标准化，可按标准选择，为提高加工效率，选择快换导向套加工工件。如下图所示： 可换钻套 1钻套 2衬套 3钻模板 4螺钉其中，钻套标准如下：六） 夹具体 用来安装和固定定位元件，夹紧机构和钻模板的实体。具体大小根据整个机构的大小而调整，要保证机构的稳定，水平，所以形位公差会有较严格的要求。 夹具体装配图致 谢在论文的撰写和资料搜集期间，前人的资料对我提供了莫大的帮助，这里再次感谢。值此即将完成学业之际，我要衷心地感谢周平导师在设计的选题、研究以及撰写过程中，自始至终得到了导师的精心指导和热情帮助，其中无不凝聚着导师的心血和汗水。导师严谨求实和一丝不苟的学风、扎实勤勉和孜孜不倦的工作态度时刻激励着我努力学习，并将鞭策我在未来的工作中锐意进取、奋发努力；导师的指导将使我终生受益。 最后，向所有关心和帮助过我的人们致以衷心的感谢！设计总结本次课题贯穿本专业所学到的理论知识与实践操作技术，从分析设计到计算、操作得到成品，对我以及我们专业的各位同学来说是一次理论与实际的真正结合；是对我们专业所学知识的验证和锻炼；同时本次选题提供了自主学习，自主选择，自主完成的机会。此次毕业设计对我个人而言具有实践性、综合性、探索性、应用性等特点。在三年的大学生活里，我觉得大多数同学对本专业的认识和学习程度还不够深刻, 在大二期末的时候学院组织我们进行了三个星期的实 习，但由于当时所学知识涉及本专业知识点有限，所看到的东西与本专业很难联系起来,所以对本专业掌握并不是很理想。为了更深入的理解并掌握大学的专业知识，加强专业技能。我选择的毕业设计课题是：变速箱拔叉钻孔夹具设计。通过此次的分析，需要对车床夹具方面的问题给予考虑，这些方面的知识都需要我们去进一步巩固和吸收以前的知识，在对以前学的知识进行初步系统回顾之后，大脑逐步形成统一、清晰、明了的知识网络体系。从而使各专业课之间一些相关联的知识点和面能够很好的理解与结合起来。 毕业的选题、设计内容、及设计的形成是在周平老师的悉心指导下完成的。在毕业论文的完成过程中倾注了老师大量的心血；因此，在论文完成之际，特向我尊敬的周老师表示衷心的感谢。 在我毕业设计的过程中，周老师也给我讲解了许多电子上常见和不常见的问题以及在设计论文中要注意的一些事项，让我在