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姚祥专业班级自动化101班学号院（系）机电工程系指导教师(职称)周平（高级讲师）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Ф22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φ22孔与操纵机构相连，二下方的φ60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φ22mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：φ22H7mm的孔，以及φ42mm的圆柱两端面，其中主要加工表面为φ22H7mm通孔。

2. 以φ60mm孔为中心的加工表面这一组加工表面包括：φ60H12的孔，以及φ60H12的两个端面。

主要是φ60H12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M22×1.5螺纹孔为中心的加工表面。

这一组加工表面包括：M22×1.5的螺纹孔，长32mm的端面。

主要加工表面为M22×1.5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）φ60孔端面与φ22H7孔垂直度公差为0.1mm.。

（2） 16H11mm的槽与φ22H7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Ф22孔的夹具。

（一）问题的提出本夹具要用于钻Ф22孔，对Ф22孔的要求有：Ф22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：①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。

②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。

③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。

④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。

⑤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Ф42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：δ定位=Td/sinα/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δ不重=0所以δ=δ定位+δ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：①应保证定位准确，而不能破坏定位；②夹紧后工件与夹具的变形应在允许的范围内；③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；④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：①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。

②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。

③夹紧机构的行程不宜过长，以提高夹具的工作效率。

④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。