叉杆零件的专用夹具设计

机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩目录1.工件功能及结构分析 32.工件工序分析 43.可采用的定位及加紧方案分析比较 54.定位及加紧方案确定 65.定位误差计算 76.夹具主要结构设计分析机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩 87主要定位元件结构设计 9致谢 10参考文献 111 工件功能及结构分析1.1零件图机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩1.2零件的作用如上图所示，该零件为叉杆，经查书，它位于车床的变速机构中，主要起换挡，使主轴运动按照操作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的 20 孔套在变速轴上，并用销钉 M8与变速叉轴连接。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。1.3零件的工艺性由零件图可知，该零件的材料是 HT200灰铸铁。该叉杆形状、结构比较简单。为实现换档、加速的功能，其叉轴孔和变速叉轴有配合要求，因此加工精度要求较高，但在正常的生产条件下，也可以采用经济的方法保质保量的加工出来。除了孔以外，其余表面加工精度较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床等车床的粗加工就可以达到加工要求。由此可见，该零件的工艺性较好。2 工件工序分析叉杆零件的加工工艺过程如下：机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩本次课程设计为工序 08的专用夹具设计： 以 20 内圆孔为精基准，钻-扩-绞 10 的内圆孔，使孔的精度达到八级，并且要保证其垂直度误差。 工件材料 HT200 机床型号 Z5125A 上道工序：粗铣 下道工序：精铣3 可采用的定位及加紧方案分析比较工件的定位就是采取一定的约束措施限制自由度，通常可用约束点和约束点群来描述，而且一个自由度只需一个约束来限制。本工序是钻 10 的孔，其尺寸基准为 20 的孔的轴线和 20 孔的端面，两孔轴线的垂直度要求为0.05，孔的公差等级为 8级。定位过程要定位 5个自由度，仅待加工孔轴向的自由度不需要定位。机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩 方案一：采用双 V型块，一个小端面和一个半圆销定位 方案二：采用一个圆柱销及小端面和一个半圆销定位，一个螺钉旋紧机构在实际分析过程中发现以下几个问题 方案一：由于 36 的圆柱沿着轴线方向直径发生了不规则变化，双 V型块定位存在难度所以放弃了 方案二：一个长圆柱销和一个小端面五个自由度，一个半圆柱销限制一个旋转自由度，可实现零件的可靠定位，同时保证了垂直度的技术要求。附夹具图4 定位及加紧方案确定 在确定了方案二之后，我来具体说明一下各个夹具原件起到的定位作用 圆柱销：20 的圆柱销与零件 20 的孔过渡配合，零件底面与竖直板接触，在 20 的圆柱销上开个 M8的螺纹孔，用螺钉和加大垫圈来压紧零件，此组定位原件可以定位 X ，Y 方向的移动和旋转，以及 Z方向机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩的移动， 半圆销：半圆销与零件的 R23的圆弧配合，限制 Z方向的旋转 根据叉杆零件尺寸确定底座的大体基本尺寸和待加工孔的位置，采用 L形夹具体，长销和小端面直接铸造在底座上，放上零件，再加上半圆柱销定位，用螺钉及加大垫圈夹紧零件，实现了零件的定位夹紧。钻模板用螺钉和开口垫圈夹紧。夹具体、钻模板和半圆柱销是自制件，其余零件为标准件。附半圆销图5 定位误差计算 定位基准的选择据夹具设计手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。故加工 10 孔时，以20 内圆孔和端面为基准机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩 位误差的分析计算：因为该定位元件的工序基准为以 20 内圆孔，定位基准为加工零件的轴线，不存在基准不重合误差。一孔两销定位：当两孔直径均为最大，而两销直径均为最小是可能出现的最大偏移角为 =arctan( (D 1maxd 1minD 2maxd 2min)/(2L)由此得转角定位误差 DW= arctan( (D1maxd 1minD 2maxd 2min)/(2L)= arctan（20.04320+23.2523）/（2103.2） ）=0.081。切削力计算：切削力公式 P=1430Df 0.7Kp其中钻头直径 D=9.8mm, 每钻进给量 f=0.26mm, Kp=(HB/190)2=1P=14309.80.260.71=5458.1N 6 夹具主要结构设计分析 夹具的底座采用铸造。 半圆孔铸造后经加工应满足零件的尺寸要求。 20 的圆柱销由于在加工时与孔产生了干涉，所以制造夹具时应将圆柱销上面干涉的部分切削掉。 钻模版：由于用螺钉连接，所以只有一个 9 的孔以及钻套。 底座与工作台的固定采用螺栓螺母，为标准件，所以底座四个固定用的机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩开槽尺寸为标准尺寸。7 主要定位元件结构设计附夹具体图机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩 钻模版总结通过这次课程设计使我进一步的理解了所学的理论知识及具体运用了这些知识，巩固了以前所学的知识，也为我以后的工作打下了很好的基础。通过这机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩次课程设计，使自己对工艺人员所从事的工作有了亲身的体验，学会了查图表、资料、手册等工具书。综合应用了所学专业知识，培养了自主动手能力。将理论与实际结合起来。在设计过程中，我遇到了很多的困难，出现过很多的错误，但是这并不影响我学习知识的积极性，通过网上查询，请教同学，跟同学讨论之后得到了解决问题的办法。因此，我体会到设计人员的艰辛，也对他们的付出表示敬意。这篇课程设计虽然已经完成了，但由于本人缺少实际经验，本次设计肯定还存在不少的问题，需要改进。希望老师能给我提点意见和建议。总之，通过这次课程设计使我受益匪浅，为我今后的学习及工作打下了坚实而良好的基础。接下来的时间本人会继续好好学习，以提高自己的水平，为将来的工作打下更坚实的基础。参考文献1崇凯.机械制造技术基础课程设计指南.北京：化学工业出版社，2006.122孟少龙.机械加工工艺手册.北京：机械工业出版社，1991.93秦宝荣.机床夹具设计.中国建材工业出版社，1998.2机械机电专业本科优秀毕业设计通过答辩4邹青.机械制造技术基础课程设计指导教程.机械工业出版社，2004.85李益民.机械制造工艺设计简明