车床拨叉夹具设计.doc

第 14 页 共 14 页机电及自动化学院 专业课程综合设计设计题目：“车床拨叉”加工夹具设计专 业： 机械电子 届 别： 08 学 号： 0811113024 姓 名： 李通 指导老师： 刘晓梅老师 2012年 1 月“车床拨叉”加工夹具设计说明书前 言本说明书是编者根据车床拨叉（CA6140 831002）的加工过程所需夹具的设计原理编写的。主要包括任务介绍、方案选择、定位误差分析等内容。专业课程综合设计课程设计安排在大四上学期，是在我们学完了机械制造工艺学、金属工艺学、机械设计、公差与配合等主要专业基础课，参加了金工实习、认知实习、生产实习，经过了机械设计、机械制造技术基础课程设计之后进行的又一次实践性环节，是对所学理论知识的又一次更系统更全面的应用、巩固与深化。马上就要步入社会，接触真正的生产加工，所以这次设计是个很好的锻炼机会。限于编者的水平有限，书中难免有缺点、错误，欢迎老师给予批评指正。目 录一、任务介绍 一、零件介绍 4二、夹具设计 1，夹具方案的选择5 2，夹具的设计和夹紧元件 6三，切削力及夹紧力的计算 1，切削力的计算 8 2，夹紧力的计算11 四，误差分析与计算 11五，夹具体的分析 12 总结 13主要参考文献 14一，零件介绍：零件是CA6140车床拨叉，它的主要功能是换挡，用在车床变速系统中，通过零件上方的25孔与操纵机构相连，下方的60半孔用于与所控制齿轮所在的轴接触来实现齿轮变速。如图1所示，本次任务的加工工序是加工60H12孔，零件图中此孔与25H7的孔中心距有公差要求。此工序为粗镗、半精镗加工,因此本工序加工时要考虑如何提高劳动生产率,降低劳动强度,重点是保证加工精度的问题.图1（此说明书是根据镗60H12的孔的任务要求而编写的）二，夹具设计：1，夹具方案的选择：方案一：以16H11槽的端面为定位面，限制3个自由度，在16H11槽所在底板的长和宽处放置两个支承钉实现全定位。方案分析：这种机床夹具设计方案不太合理，因为夹具的设计其中一条重要的原则就是要保证加工基准与设计基准重合。在这道工序中，设计基准是25H7的孔，若采用槽端面作为夹具的设计基准，即加工基准，将由于尺寸链的关系使误差增大，而且槽端面尺寸精度不高也将会是误差增大。方案二： 以已经加工过的25H7的孔为定位基准，这样一面一销限制了5个自由度。再以60H12的孔的左侧面作为辅助定位基准，放一个支承钉实现完全定位。方案分析：这种机床夹具设计方案是合理的，因为一方面它保证了加工基准与设计基准的统一，另一方面25H7是已经经过精加工的孔，误差较小，采用“一面两销”能够满足设计要求。综合上述分析与比较，采用方案二。2，夹具的设计和夹紧元件： 据上面所述，查参考文献1，选用固定式定位销（长销）穿过25H7的孔。由于此孔两侧面没加工，故用定位块进行支承。定位销见下图： 图2 固定式定位销（GB2203-80）选用支承钉支承60H12的孔的左侧面作为辅助定位基准，支承钉见下图 图3 支承钉GB2226-80B型夹紧元件选用压板，由于压板种类很多，当选用转动压板时，其行程不够，选用U型压板又不合适，故在充分比较分析的情况下，选用移动压板，其夹紧可靠、操作方便，在很多地方都有用到。图3.2 移动压板（GB2226-80 B型）其他夹紧元件具体见夹具装配图。三，切削力及夹紧力计算： 切削力的计算：选取镗刀材料：（机夹单刃硬质合金镗刀），机床为：T611II卧式镗床由参考文献2，表1-12选择刀具的几何参数为： 1）粗镗：由参考文献1，查表可得：圆周切削分力公式： f=0.5mm/r 查表得： 取 由表可得参数： 1233.10N同理：径向切削分力公式 ： 式中参数： 1376.22N轴向切削分力公式 ： 式中参数： 369.14N根据工件受力切削力、夹紧力的作用情况，找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需夹紧力的数值。即：安全系数K可按下式计算， 式中：为各种因素的安全系数，见参考文献12表可得： 所以，有： 1.87X1233.1=2305.90N2.62X1376.22=3605.70N2.81X369.14=1037.28N 2）半精镗：同理，圆周切削分力公式：因为： ，则 209.77N340.65N134.22N 且 所以，有: 1.72X209.77=360.80N1.8X340.65=613.17N2.2X134.22=295.28N夹紧力计算：根据参考文献1，查表1-3-11 Q=p/4 =3.14X25X25X30/4 =14718.75N3605.70N14718.75综上所述，本工序粗镗和半精镗的切削力比夹紧力要小得多，所以该夹紧装置可靠。 四，误差分析与计算：该夹具以一长销和一支承钉定位，要求保证孔中心与小通孔中心距的尺寸公差。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的工序公差。定位误差：由参考文献1可知孔销间隙配合的定位误差为：夹具制造与安装误差： 根据参考文献 3可知夹具制造与安装误差可分为：1, 镗套与衬套的配合间隙，由配合尺寸71根据参考文献4可确定其最大间隙为0.033mm.2， 镗套孔与外圆的同轴度误差，按标准镗套取0.012mm。 上述误差都是按照最大值计算的，实际上不可能都出现最大值，而且各个误差的方向也不可能都一样，考虑到上述误差的随机性，采用概率算法计算总误差是恰当的，既有： C=0.04190 0.041900.1故，该方案可行。五，夹具体分析： 工件以一面两销定位，销选用固定式定位销，夹具体上要开与定位销相配合的通孔，定位面用定位块进行支承，定位块与夹具体之间用内六角圆柱头螺钉连接，选用支承钉对工件进行支承，夹具体开通孔与支承钉配合，并且为了增加刚度，在加工孔外圆处放置一个支承钉。 采用移动压板对工件进行夹紧，使用调节支钉和双头螺柱使压板压紧与调节高度。最后在要加工孔前一定距离处安装镗套（包过导套，衬套，环，隔离环，滚针等）并且要保证安装精度。 夹具体的设计参考镗孔夹具体零件图。总结 通过这次课程设计，使我进一步地了解了所学过的理论知识及具体运用了这些知识。此次毕业设计是我们从大学毕业生走向未来工作重要的一步。通过这次毕业设计，深深体会到做任何事都必须耐心而细致。在设计过程中，许多计算、查表及工艺参数的确定，曾一度使我遇到许多的难题，但经过知道老师的耐心指导，我学到了很多，通过这次毕业设计，把以前淡忘的一些知识，和设计方法又逐渐的回想起来，并且进一步的加深了印象。通过这次毕业设计，不禁时刻提醒自己，一定要养成一种高度负责，一丝不苟的良好习惯。本次设计也暴露了我们不少的缺点和问题：对于所学知识还没有做到仔细、认真消化，许多方面还是只有一个大概的认识，没有深入探讨，对实际事物没有深刻得了解，没有做到理论联系实际，没有达到对所学的知识熟练运用的水平。这也从一个侧面反映出我们设计经验不足，思维不够开拓，不够灵活。从而我得出一个结论：无论是现在还是以后走上工作岗位，还是再深造，都应该虚心向老师和前辈们学习，从而不断完善自我，提高自我水平。 总之,通过这次课程设计使我受益匪浅，为我今后的学习与工作大下了一个坚实而良好的基础。在此，衷心的感谢指导老师的帮助。 参考文献1，机床夹具设计手册 王光斗主编 上海科学技术出版社。2，机械加工工艺设计实用手册张耀宬主编 航空工业出版社，1993.3，机械制造工艺学 王先奎主编 机械工业出版社4，互换性与测量技术李军主编 华中科技大学出版社5，机床夹具图册 王小华主编 机械工业出版社 附件 1，夹具装配图2，零件图（夹具体）3，零件图（定位销）4，零件图（导套）5，工序附图