變速器換擋叉的鉆M10螺紋孔夾具設(shè)計及加工工藝裝備含proe三維及CAD圖

變速器換擋叉的鉆M10螺紋孔夾具設(shè)計及加工工藝裝備含proe三維及CAD圖,變速器,換擋,M10,螺紋,夾具,設(shè)計,加工,工藝,裝備,proe,三維,CAD 摘要 變速器換檔叉位于主軸箱。主要作用是傳遞扭矩，使變速器獲得換檔的動力。 優(yōu)點是可以從一種速度直接變到另一種速度,而不需要經(jīng)過中間的一系列,因此變速很方便;其缺點是比較復(fù)雜。? 本課題根據(jù)調(diào)查研究所提供的數(shù)據(jù)和有關(guān)技術(shù)資料，運用機械制造技術(shù)理論等相關(guān)專業(yè)知識對變速器換擋叉零件的作用和工藝進行了分析和計算，并對該換擋叉的加工工藝以及其夾具進行了優(yōu)化設(shè)計。? 本論文制定了變速器換擋叉的工藝規(guī)程方案，擬定了夾具設(shè)計方案并完成了其第五工序的夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計。最后通過使用AUTOCAD繪制裝配圖和零部件圖，用PRO/E進行實體建模，生成能夠用于實際生產(chǎn)的工程圖紙，保證了加工質(zhì)量的高效、省力、經(jīng)濟合理。 關(guān)鍵字：變速器換檔叉，工藝規(guī)程，夾具，PRO/E實 I 目 錄 摘要 I 第1章 變速器換擋叉零件工藝分析 3 1.1 變速器換擋叉零件的作用與工藝分析 3 1.1.1 變速器換擋叉零件的作用 3 1.1.2 變速器換擋叉零件的工作原理 3 1.1.3 變速器換擋叉的工藝分析 3 1.2 換擋叉的零件關(guān)鍵表面的技術(shù)要求 5 第2章 變速器換擋叉零件工藝設(shè)計 6 2.1 換擋叉毛坯生產(chǎn)類型的確定 6 2.2 變速器換擋叉的毛坯選擇與毛坯圖說明 6 2.2.1 確定換擋叉毛坯的制造形式 6 2.2.2 確定換擋叉毛坯的尺寸公差和機械加工余量 6 第3章 鉆螺紋孔M10夾具設(shè)計 15 3.1 鉆螺紋孔M10專用夾具總體方案設(shè)計 15 3.2專用夾具定位分析及誤差計算 16 3.3夾緊機構(gòu)設(shè)計 19 3.4切削力與夾緊力計算 19 3.5鉆螺紋孔夾具夾緊動作說明 21 設(shè)計心得 23 參考文獻 24 附 錄 Ⅰ 鉆螺紋孔M10三維圖 25 25 第1章 變速器換擋叉零件工藝分析 1.1 變速器換擋叉零件的作用與工藝分析 1.1.1 變速器換擋叉零件的作用 變速器換檔叉又叫撥叉，作用是撥動同步器齒環(huán)，以實現(xiàn)哥前進檔齒輪的結(jié)合和分離，倒擋齒輪無同步器，撥叉直接撥動倒擋齒輪，以達到切換倒擋。 1.1.2 變速器換擋叉零件的工作原理 該零件是以直徑15.81F8孔套在軸上，并用M10×1-7H螺紋孔與軸定位，換擋叉腳卡在雙聯(lián)齒輪的軸中，變速操作機構(gòu)通過換擋叉頭部的操縱槽帶動換擋叉與軸一起在變速箱中滑動，換擋叉腳撥動雙聯(lián)齒輪在花鍵軸上滑動，就可實現(xiàn)變速功能，從而實現(xiàn)變速器變速。 1.1.3 變速器換擋叉的工藝分析 換擋叉是一個很重要的零件，因為其零件尺寸比較小，結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，但其加工孔和底面的精度要求較高，此外還有小頭孔端要求加工，對精度要求也很高。撥叉底面與大頭孔上平面有平行度公差要求，所要加工的槽，在其槽邊有平行度公差和對稱度公差要求等。因為其尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質(zhì)量均影響機器或部件的裝配質(zhì)量，進而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工是非常關(guān)鍵和重要的。該變速器換檔叉需要加工的表面可大致分為四類： （1）φ15.81F8孔；? （2）以φ15.81F8為基準的頂端16×56兩側(cè)面和叉口的前后兩側(cè)面；? （3）以φ15.81F8為基準的其它幾個平面以及槽；? （4）M10×1-7H螺紋。? 這幾組加工面之間有著一定的位置要求，主要是：φ15.8F8?mm孔的中心線與叉口的前后兩側(cè)面的垂直度公差為0.15mm。 ? 圖1.1變速器換擋叉實體圖 圖1.2變速器換擋叉零件圖 分析零件圖可知，該換擋叉叉腳兩端面厚度薄于連接的表面，但減少了加工面積，使用淬火處理提供局部的接觸硬度。叉腳兩端面面積相對較大，可防止加工過程中鉆頭鉆偏，保證孔的加工精度及叉腳兩端面的垂直度。其它表面加工精度較低，通過銑削、鉆床的粗加工就可達到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟的方法保質(zhì)保量地加工出來?？梢娫摿慵に囆院?。 換擋叉毛坯的選擇鍛件，因為生產(chǎn)率很高，所以可以免去每次造型。單邊余量一般在，結(jié)構(gòu)細密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積較小。 上面主要是對變速器換擋叉零件的結(jié)構(gòu)、加工精度和主要加工表面進行了分析，選擇了其毛坯的的制造方法為鍛造和中批的批量生產(chǎn)方式，從而為工藝規(guī)程設(shè)計提供了必要的準備。 1.2 換擋叉的零件關(guān)鍵表面的技術(shù)要求 換擋叉的主要工作面為操縱槽換擋叉腳兩端面，主要配合面為15.88F8孔，M10×1-7H螺紋孔和換擋叉腳側(cè)面.該零件屬于特殊形狀零件，但復(fù)雜程度一般。由于換擋叉在工作是表面承受一定的壓力，因此，要求有一定的強度和韌度。 表1.1 換擋叉的技術(shù)要求 加工表面 尺寸（mm） 公差及精度等級 表面粗糙度Ra 形位公差 叉腳兩端面 5.9 IT12 6.3 ⊥ 0.15 A 叉口兩內(nèi)側(cè)面 51 IT12 6.3 φ 15.81內(nèi)孔 15.81 IT8 3.2 M10螺紋孔 M10 IT7 叉口凸臺兩端面 9.65 IT12 6.3 叉口平臺凸面 11 IT13 12.5 該變速器換擋叉結(jié)構(gòu)簡單，屬于典型的叉桿類零件。為實現(xiàn)換擋、變速的功能，其叉軸孔和變速叉軸有配合要求，因此加工精度要求高。叉腳兩端面在工作中需承受沖擊載荷，為增強耐磨性，先采用鍛件正火，硬度為180HBS左右，半精工之后，再叉口淬火至全厚硬度45HRC,為保證換擋叉換擋時叉腳受力均勻，要求叉腳兩端面與孔Φ15.8垂直度要求為0.15mm。換擋叉用螺釘定位，螺紋孔為M10。 第2章 變速器換擋叉零件工藝設(shè)計 2.1 換擋叉毛坯生產(chǎn)類型的確定 (2.1) 由設(shè)計題目知：Q=5000臺/年，n=2件每臺；結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率a和廢品b都為4%，代入公式得該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng) 由上可知是中批量生產(chǎn)。 已知此換檔叉零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000件/年，零件的質(zhì)量是2.26Kg/個，可確定該換檔叉生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。 2.2 變速器換擋叉的毛坯選擇與毛坯圖說明 2.2.1 確定換擋叉毛坯的制造形式 零件的材料為35鋼。常用的毛坯件有鑄件、鍛件、型材、沖壓件和焊接件等?？紤]到零件在加工過程中經(jīng)常承受交變載荷及沖擊性載荷，因此應(yīng)該選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠，且零件的輪廓尺寸不大，參照文獻可采用模鍛成型。? 2.2.2 確定換擋叉毛坯的尺寸公差和機械加工余量 公差等級:? 由換擋叉的功用和技術(shù)要求，確定該零件的的公差等級為普通級。 鍛件重量:? 已知機械加工后換擋叉的重量為3kg，由此可初步估計機械加工前鍛件毛坯的重量為3.5kg。 2.2.3?鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)與鍛件材質(zhì)系數(shù)的確定 （1）鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)? 對換擋叉零件圖分析計算，可大概確定鍛件外輪廓包容體出該換擋叉鍛的長度、寬度和高度，即l=136mm，b=76mm，h=72mm，ρ=7.8×10-6kg/mm3由文獻[2]公式2-3可計算件的形狀復(fù)雜系數(shù)? （2.2） 故屬于S?2級。? （2）鍛件材質(zhì)系數(shù)? 由于該換擋叉材料為35鋼，是碳的質(zhì)量分數(shù)少于0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬M1級。 2.2.4鍛件分模線形狀與零件表面粗糙度 根據(jù)該換擋叉的形位特點，以對稱平分面為分模面，屬平直分模線。?由零件圖可知，該換擋叉各加工表面粗糙度Ra均大于等于3.2um。 2.2.5變速器換擋叉毛坯圖說明 圖2.1換擋叉毛坯圖 陰影部分為需要加工的地方，加工為內(nèi)換擋軸孔的公稱尺寸為中15.81F8,表面粗精度為Ra3.2, 并且加工出0.4x45的倒角，表面粗糙度為Ra6. 3,中線的后續(xù)各個形位公差的基準。定位銷孔尺寸φ 10H7表面粗糙度Ra12.5.縱槽尺寸14.2, 粗糙度是Ra12.5,其對稱中心距離端面為30mm。零件的工作部分是擋叉腳，兩腳間的距離為51，內(nèi)側(cè)粗糙度為Ra6.3,擋叉腳高19mm,需經(jīng)過淬火處理，增加其硬度和耐磨度。工作表面的粗糙度為Ra6.3,兩義腳由半徑為28. 5的圓弧連接。其厚度為5.9mm,且粗加工前要先正火熱處理。 2.3變速器換擋叉工藝路線的確定 2.3.1基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇得正確和合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 (1)粗基準的選擇? 選擇定位粗基準是要能加工出精基準，同時要明確哪一方面的要求是主要的。粗基準的選擇應(yīng)以下面的幾點為原則：a.應(yīng)選能加工出精基準的毛坯表面作粗基準。b.當必須保證加工表面與不加工表面的位置和尺寸時，應(yīng)選不加工的表面作為粗基準。c.要保證工件上某重要表面的余量均勻時，則應(yīng)選擇該表面為定位粗基準。d.當全部表面都需要加工時，應(yīng)選余量最小的表面作為基準，以保證該表面有足夠的加工余量。? 在銑床上加工變速器換檔叉時，以半徑R=10.5的外圓端面作為粗基準。滿足粗基準的選擇原則。 ?(2)精基準的選擇? 精基準的選擇應(yīng)從保證零件加工精度出發(fā)，同時考慮裝夾方便，夾具結(jié)構(gòu)簡單。選擇時應(yīng)遵循以下原則：①盡量選零件的設(shè)計基準作精基準，可以避免因基準不重合引起的定位誤差，這一原則稱為“基準重合”原則。②盡可能使工件各主要表面的加工，采用統(tǒng)一的定位基準，這是“基準統(tǒng)一”原則。③當零件主要表面的相互位置精度要求很高時，應(yīng)采用互為基準，反復(fù)加工的原則。④選擇加工表面本身作為定位基準，即“自為基準”。⑤選擇的定位精基準，應(yīng)保證工件定位準確，夾緊可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。? 該零件加工時，采用15.81mmF內(nèi)孔作為精基準來加工換檔叉叉口前后兩側(cè)面。 2.3.2各表面的加工方法 一個好的結(jié)構(gòu)不但應(yīng)該達到設(shè)計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質(zhì)量，同時使加工的勞動量最小。設(shè)計和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。對于我們設(shè)計撥叉的加工工藝來說，應(yīng)選擇能夠滿足平面孔系和槽加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經(jīng)濟因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價格較底的機床。 由參考文獻[3]表2.1～12可以確定，平面的加工方案為：粗銑——精銑（），粗糙度為6.3～0.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較小。 φ 15.81孔加工方法： 以外圓端面為粗基準加工一個底孔，但其表面粗糙度的要求為，所以選擇加工的方法是鉆——擴——鉸。 叉口端面槽的加工方法是： 因槽兩側(cè)面表面粗糙度的要求較高，為，所以我們采用粗銑——精銑。 影響加工方法的因素有： ⑴ 要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求，選擇加工方法及分幾次加工。 ⑵ 根據(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設(shè)備。在單件小批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。如、柴油機連桿小頭孔的加工，在小批量生產(chǎn)時，采用鉆、擴、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時采用拉削加工。 ⑶ 要考慮被加工材料的性質(zhì)，例如：淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有色金屬由于磨削時容易堵塞砂輪，一般都采用精細車削，高速精銑等。 ⑷ 要考慮工廠或車間的實際情況，同時也應(yīng)考慮不斷改進現(xiàn)有加工方法和設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。 ⑸ 此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機械性能的特殊要求。 選擇加工方法一般先按這個零件主要表面的技術(shù)要求來選定最終加工方法。再選擇前面各工序的加工方法，如加工某一軸的主要外圓面，要求公差為IT6，表面粗糙度為Ra0.63μm，并要求淬硬時，其最終工序選用精度，前面準備工序可為粗車——半精車——淬火——粗磨。 2.3.3制定工藝路線 工藝路線的擬訂是制定工藝規(guī)程的關(guān)鍵，其主要任務(wù)是選擇各個表面的加工方法和加工方案，確定各個表面的加工順序和工序的組合內(nèi)容，它與定位基準的選擇密切相關(guān)。制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的條件下，應(yīng)考慮機床的夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降低。? 工藝方案分析：由于零件表面精度要求較高，所以安排了粗銑和精銑。考慮到15.81mm孔的精度要求較高，安排為鉆并擴鉸加工。精銑時以15.8mm孔定位能保證端面與軸心的位置精度要求。工藝方案分析：由于零件表面精度要求較高，所以安排了粗銑和精銑?？紤]到?15.81mm孔的精度要求較高，安排為鉆并擴鉸加工。精銑時以?15.81mm孔定位能保證端面與軸心的位置精度要求。 （1）綜上分析，確定的加工路線方案一如下： 工序1 毛坯模鍛. 工序2 鍛件正火（硬度180HBS）。 工序3?? 鉆孔Φ14孔。? 工序4?? ?粗銑叉口19×5.9兩內(nèi)側(cè)面。? 工序5??? 粗銑16×56兩側(cè)面。? 工序6?? ?粗銑叉口前后兩側(cè)面及R105mm的叉部端面。? 工序7?? 粗銑14.2槽及16.5×42.9面及16.5×14.5面及11×9.65面。 工序8 擴孔Φ15.51，粗鉸孔至Φ15.7，精鉸孔至Φ15.81。 工序9?? 鉆螺紋底孔8.4mm及攻M10×1-7H螺紋。 工序10 銑14.2缺口。 工序11 兩叉口淬火至全硬度45HRC。 工序12?? 精銑叉口19×5.9兩內(nèi)側(cè)面。??? 工序13? 精銑叉口前后兩側(cè)面及R105mm的叉部端面。? 工序14?? 精銑16.5×42.9面。 工序15 精銑11×9.65面。 工序16 倒角并檢查。? 以上工藝過程詳見“機械加工工藝過程綜合卡片”。? (2)工藝路線方案二為： 工序1 毛坯模鍛。 工序2 鍛件正火（硬度180HBS）。 工序3?? ?粗銑叉口19×5.9兩內(nèi)側(cè)面。? 工序4????鉆Φ14孔。? 工序5????粗銑16×56兩側(cè)面。? 工序6????粗銑叉口前后兩側(cè)面及R105mm的叉部端面。? 工序7??? 粗銑14.2槽及16.5×42.9面及16.5×14.5面及11×9.65面。 工序8 擴孔Φ15.51，粗鉸孔至Φ15.7，精鉸孔至Φ15.81。 工序9?? 鉆螺紋底孔8.4mm及攻M10×1-7H螺紋。 工序10 銑14.2缺口。 工序11 兩叉口淬火至全硬度45HRC。? 工序12 精銑叉口19×5.9兩內(nèi)側(cè)面。? 工序13? 精銑叉口前后兩側(cè)面及R105mm的叉部端面。????? 工序14??精銑16.5×42.9面。 工序15 ?精銑11×9.65面 工序16? 倒角并檢查。 （3）工藝方案的比較與分析：? 上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是先將定位孔加工出來以便于其他面的加工；方案二則先將叉口內(nèi)側(cè)面加工出來，然后再加工其它平面，而且為了節(jié)省裝卸時間將一些粗精加工放在了一個工序中。兩相比較可以看出，先加工孔再加工其它平面可以更好的保證各個平面的位置及方向誤差，而且需要把粗精加工分開才能保證零件的粗糙度。因此決定用方案一進行加工。 2.3.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸確定? 變速器換檔叉”零件為35鋼，硬度180-201HBS，采用在鍛錘上合模模煅毛坯。? 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：? (1)Φ15.81F8內(nèi)孔? 毛坯為實心，不沖出孔。內(nèi)孔精度要求IT7，查閱文獻[1]表2.3-8確定孔的加工余量分配：? 鉆孔：?14㎜? 擴鉆：?15.50㎜??????????????2Z=2.7㎜? 粗鉸：?15.70㎜??????????????2Z=0.1㎜? 精鉸：?15.81㎜++?? 2Z=0.1㎜? (2)叉口兩內(nèi)側(cè)面及R105mm的叉部端面。? 由于兩內(nèi)側(cè)面對于R28.5中心線有平行度等位置要求，所以可以將其看作 內(nèi)孔來確定加工余量，即?Φ51的孔。毛坯為實心，已經(jīng)有孔，精度要求為IT8，參照文獻[1]表2-3.9確定加工余量分配：為簡化模煅毛坯的外形，先直接取叉口尺寸為45㎜。表面粗糙度要求Ra6.3，因而需要精銑，此時粗銑時單邊余量z=2.75㎜，精銑時時單邊余量z=0.25㎜。對于R105mm的叉部端面，選取粗銑時z=2.0㎜，精銑時z=0.2㎜。? (3)16×56兩側(cè)面 由于是在臥式銑床上兩把刀同時銑，所以可以把兩側(cè)面的余量用雙邊余量來計算?，F(xiàn)毛坯長度方向直接取11㎜。表面粗糙度為Ra6.3，需要精銑，此時粗銑單邊余量為z=2.0-0.2=1.8㎜，精銑時單邊余量z=0.2。? (4)叉口前后兩側(cè)面 該端面的表面粗糙度要求Ra6.3m，所以先粗銑再精銑。查文獻[4]中的表4-1查得煅件尺寸公等級CT分為7-9級，選用8級。此時粗銑單邊余量為z=2.0mm，精銑時單邊余量z=0.2? (5)14.2槽、16.5×42.9面、16.5×14.5面。 同理，因為它們的粗糙度要求均為Ra12.5，所以只需進行粗銑。此時粗銑單邊余量Z=1.8㎜。 (6)11×9.65面 表面粗糙度為Ra6.3，需要精銑，此時粗銑單邊余量為z=2.0-0.2=1.8㎜，精銑時單邊余量z=0.2。 2.3.5確定加工設(shè)備和刀具 工序3： 鉆Φ14孔，以Φ14孔的上端面為定位基準，采用Z525立式鉆床加專用夾具。根據(jù)《金屬切削手冊》表2.1.2.1粗得鉆14mm通孔。 1. 加工條件 工件材料：35鋼,σb =170~240MPa，鍛造;工件尺寸：aemax=72mm，l=176mm; 加工要求：鉆Φ14孔; 機床：Z525立式鉆床； 刀具：根據(jù)[9]《金屬切削手冊》表2.1.2.2，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=14mm，鉆頭采用雙錐后磨橫刀，后角αo＝12°，二重刃長度bε=3.5mm,橫刀長b=2mm,寬l=4mm,棱帶長度，°，°。 工序4： 粗銑叉口19×5.9兩內(nèi)側(cè)面，以Φ15.8孔為定位基準，采用X51立式銑床加專用夾具。 刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀， 機床：X51立式銑床 工序5： 粗銑叉部R105上下兩端面，以Φ15.8孔為定位基準，采用X51立式銑床加專用夾具； 刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀， 機床：X51立式銑床 工序8： 擴Φ15.5孔，以Φ15上、下端面為定位基準，采用Z525立式鉆床加專用夾具。 粗鉸Φ15.7孔，以Φ15上、下端面為定位基準，采用Z525立式鉆床加專用夾具； 刀具：專用鉸刀 機床：Z525立式鉆床 工序8： 精鉸Φ15.8孔，以Φ15上、下端面為定位基準，采用Z518立式鉆床加專用夾具； 刀具： 機床：Z525立式鉆床 工序9： 鉆M10螺紋孔，以Φ15.8孔為定位基準，采用Z525立式鉆床并采用專用夾具 （1）鉆M10螺紋底孔mm 機床：Z525立式鉆床 刀具：高速鋼麻花鉆 攻螺紋，以Φ15.8孔為定位基準，采用Z525立式鉆床并采用專用夾具。 機床：Z525立式鉆床 刀具：絲錐M10，P=1mm 工序12： 去毛刺 工序13： 終檢 第3章 鉆螺紋孔M10夾具設(shè)計 3.1 鉆螺紋孔M10專用夾具總體方案設(shè)計 （1）鉆螺紋孔M10專用夾具問題的指出 由于生產(chǎn)類型為成批，中批生產(chǎn)，要考慮生產(chǎn)效率，降低勞動強度，保證加工質(zhì)量，故需設(shè)計專用夾具。 由于對加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工時，主要考慮如何降低降低生產(chǎn)成本和降低勞動強度。 本次設(shè)計選擇設(shè)計是針對鉆M10mm孔的夾具，它將用于Z525鉆床。 圖3.1定位原理圖 圖3.2定位原理圖 由上述兩圖可知，方案1：圖3-1采用一根長圓柱銷加楔形快以及一個削邊銷組成夾具來進行螺紋孔的加工，屬于完全定位。方案2：圖3-2采用一面一銷一支承來進行加工。前者較之后者優(yōu)勢更明顯。首先穩(wěn)定性好，其次削邊銷與長圓柱銷構(gòu)成兩銷定位，有利于夾緊，而且長圓柱銷更能保證所鉆孔與基準孔的對稱度和垂直度要求。所以總體設(shè)計方案選擇方案1 3.2專用夾具定位分析及誤差計算 （1）定位分析 圖3,1中長圓柱銷用四個支承點限制了四個自由度，分別是x軸和z軸的選擇和移動，削邊銷限制了y軸的轉(zhuǎn)動，最后楔形塊限制了y軸的移動。 圖3,2中一個平面限制了三個自由度，分別是x,y,z軸的轉(zhuǎn)動，短銷限制了x軸和z軸的移動。最后夾住叉口的零件限制了y軸的移動。 顯然方案一相比于方案二更能保證所鉆孔與基準孔的對稱度和垂直度要求。 (2) 定位元件的選擇 圖3.3防轉(zhuǎn)定位方案 Φ15.81F8孔采用長圓柱銷定位，其配合選為15.81F8/h7。 51尺寸的槽面的定位可采用兩種方案：如圖3-3所示，一種方案是在其中一個槽面上布置一個防轉(zhuǎn)銷，另一個方案是利用槽兩側(cè)面布置一個大削邊銷，與長削配合，如圖3-3（b）所示。從定位穩(wěn)定性及有利于夾緊等方面比較這兩種方案更好，后一方案更好。 14.2的槽則選用楔形塊。 (3) 定位誤差分析與計算 ①定位元件尺寸及公差確定。 夾具的主要定位元件為一平面和間隙配合。 工件的工序基準為孔心，當工件孔徑為最大，定位銷的孔徑為最小時，孔心在任意方向上的最大變動量等于孔與銷配合的最大間隙量。本夾具是用來在臥式鏜床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷保持固定接觸。此時可求出孔心在接觸點與銷中心連線方向上的最大變動量為孔徑公差多一半。工件的定位基準為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點和銷中心連線方向相同，則其定位誤差為： （3.1） 該夾具以一面兩銷定位，兩定位銷孔尺寸公差為80。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。 (3.2) 與機床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： (3.3) 由參考文獻[5]《機床夾具設(shè)計手冊》查可得： ⑴ 兩定位銷的定位誤差 ： (3.4) (3.5) 其中： ， ， ， ②夾緊誤差計算 夾緊誤差 ： (3.6) 其中接觸變形位移值： (3.7) 查[5]表1～2～15有。 ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 3.3夾緊機構(gòu)設(shè)計 （1）夾緊機構(gòu)設(shè)計 3.4定位夾緊元件的布置 工件沿y軸的位置可采用如圖3-4所示的圓弧偏心輪定位夾緊裝置，實現(xiàn)14.2槽兩側(cè)面的對稱面定位。為了引導(dǎo)鉆頭，鉆頭在夾具中的布置如圖3-4所示。 當定位心軸水平放置時，在Z525立鉆機上鉆Φ8. 4 mm孔的鉆削力和扭矩均由定位心軸來承擔。這時工件的夾緊有以下兩種方案: ①在心軸軸向施加軸向力夾緊。 在心軸端部采用螺旋夾緊機構(gòu)，夾緊力與切削力處于垂直狀態(tài)。這種結(jié)構(gòu)雖然簡單，但裝卸工件卻比較麻煩。 ②在槽14.2mm中采用帶對稱斜面的偏心輪定位件夾緊。 出行當偏心輪轉(zhuǎn)動時，對稱斜面禊人槽中，斜面上的向上分力迫使工件孔φ15.81F8與定位心軸的下母線緊貼，而軸向分力義使斜面與槽緊貼，使工件在軸向被偏心輪固定，起到了既定位又夾緊的作用。 顯然,后一方案具有操作方便的優(yōu)點。選擇后一方案。 3.4切削力與夾緊力計算 （1）刀具：刀具用高速鋼刀具鉆頭 機床： Z525機床 切削力公式： (3.8) 式中 其中： 即： 實際所需夾緊力：由參考文獻[5]《機床夾具設(shè)計手冊》表得： (3.9) 有： 安全系數(shù)K可按下式計算有： (3.10) 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻[5]表 可得： 即夾緊力大于切削力，夾具滿足條件。 （2） 夾緊力計算 選用夾緊螺釘夾緊機 由 (3.11) 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 (3.5) G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=20mm，材料HT200鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應(yīng)力幅： 許用應(yīng)力幅： 螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應(yīng)力為 (3.12) [s]=2.5~4 取[s]=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠， 使用快速螺旋定位機構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力。 3.5鉆螺紋孔夾具夾緊動作說明 如圖3-4所示,偏心輪裝在其支座中,安裝調(diào)整夾具時，偏心輪的對稱斜面的中心與夾具鉆套孔中心線保持(3.1 +0.05) mu的要求。夾緊時，通過手柄順時針轉(zhuǎn)動偏心輪，使其對稱斜面禊人工件槽內(nèi)，在定位的同時將工件夾緊。由于切削力不大,故工作可靠。  設(shè)計心得 （1）本次課程設(shè)計讓我熟練的掌握了proe三維建模，當畫出每一個夾具的每一個部分時，我以為很快就能夠完成了，但是事實上組裝也需要動腦思考，比如說夾具的安裝，面與面之間的配合，最后組件的運動分析，都促使著我要去思考，理解了夾具的定位原理。 （2） cad的繪圖離不開proe,我們可以通過三維建模然后通過proe導(dǎo)出，這樣可以節(jié)省我們大把的時間，然后我們只需適當?shù)男薷木涂梢酝瓿晌覀兊牧慵D等。 （3）一個零件的三維建模，一般都需要自己摸索一段時間才能夠弄出來，有時候可以通過網(wǎng)上的指導(dǎo)我們也能加快我們對proe使用的熟練度，但是我們也需要有認真的態(tài)度，認真去對待每一個圖，我們收獲的才能更多。  參考文獻 [1] 楊叔子，機械加工工藝師手冊[M]，北京：機械工業(yè)出版社，2004。 [2] 上海金屬切削技術(shù)協(xié)會，金屬切削手冊[M]，上海：上?？茖W技術(shù)出版社，2004。 [3] 李洪，機械加工工藝手冊[M]，北京：機械工業(yè)出版社，1990。 [4] 方昆凡，公差與配合手冊[M]，北京：機械工業(yè)出版社，1999。 [5] 王光斗，王春福，機床夾具設(shè)計手冊[M]，上?？茖W技術(shù)出版社，2000。 [6] 東北重型機械學院等，機床夾具設(shè)計手冊[M]，上海：上?？茖W技術(shù)出版社，1979。 [7] 吳宗澤，機械設(shè)計實用手冊[M]，北京：化學工業(yè)出版社，2000。 [8] 劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊[M]，哈爾濱：黑龍江科學技術(shù)出版社，1987。 [9] 上海金屬切削技術(shù)協(xié)會，金屬切削手冊[M]，上海：上海科學技術(shù)出版社，1984。 [10] 周永強，高等學校畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)[M]，北京：中國建材工業(yè)出版社，2002。 [11] 黃如林，切削加工簡明實用手冊[M]，北京：化學工業(yè)出版社，2004。 [12] 余光國，馬俊，張興發(fā)，機床夾具設(shè)計[M]，重慶：重慶大學出版社，1995。 [13] 李慶壽，機械制造工藝裝備設(shè)計適用手冊[M]，銀州：寧夏人民出版社，1991。 [14] 廖念釗，莫雨松，李碩根，互換性與技術(shù)測量[M]，中國計量出版社，2000：9～19。 [15] 樂兌謙，金屬切削刀具，機械工業(yè)出版社，2005：4～17。 [16] 王先逵，機械機械制造工藝學，機械工業(yè)出版社，2006。 .  附 錄 Ⅰ 鉆螺紋孔M10三維圖 灰色的那部分為夾具體，固定不動，黃色的部分一為固定偏心輪的裝置，第二個是加強強度的螺釘，藍色的一個偏心輪固定14.2的槽，限制其y軸移動，另一根藍色的軸通過螺母固定穿過直徑為15.81的孔，限制另兩個的方向的移動和轉(zhuǎn)動，最上面一個削邊銷則限制其y軸轉(zhuǎn)動，通過固定工件開始鉆M10的螺紋孔。 圖 Ⅰ 夾具三維圖