郝峻崧

【摘 要】本次設(shè)計(jì)是車床變速箱中拔叉零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè)計(jì)。此拔叉零件的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，其加工的地方主要是孔和平面。本設(shè)計(jì)是針對(duì)撥叉孔的加工工藝。撥叉在機(jī)床上定位夾緊選用專用夾具，夾緊可靠，操作方便。因此生產(chǎn)效率較高，適用于大批量、流水線上加工。能夠滿足設(shè)計(jì)要求。

【關(guān)鍵詞】撥叉；鏜孔；加工工藝；定位；夾緊；專用夾具

機(jī)械零件在實(shí)際的應(yīng)用過程中時(shí)常會(huì)有比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，如車床變速箱中的撥叉，它給加工帶來很大的困難。所以為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，并保證零件加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。在加工撥叉零件時(shí)，需要設(shè)計(jì)鏜孔專用夾具來克服以上困難。

撥叉毛坯圖

本夾具是用來鏜此拔叉下端θ60H12的孔，零件圖中此孔與θ25H7的孔中心距有公差要求。此工序?yàn)榇昼M、半精鏜加工，因此本工序加工時(shí)要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，重點(diǎn)是保證加工精度的問題.。

夾具的設(shè)計(jì)

①定位基準(zhǔn)的選擇。

因?yàn)棣?5H7的孔與此孔有公差要求，所以應(yīng)以這個(gè)長(zhǎng)通孔為主要定位基準(zhǔn)。由于鑄件的公差要求較大，利用θ60H12的孔的左側(cè)面作為輔助定位基準(zhǔn)。在小孔處采用移動(dòng)壓板對(duì)零件進(jìn)行夾緊。在θ60H12的孔旁邊有筋板的緣故，有足夠的強(qiáng)度，可以進(jìn)行直接的鏜削，能保證加工精度。

②定位元件及夾緊元件的選擇。

據(jù)上面所述，選用固定式定位銷（長(zhǎng)銷）穿過 25H7的孔。由于此孔兩側(cè)面沒加工，故用定位塊進(jìn)行支承。這樣一銷一面就限制了五個(gè)自由度，最后在待加工孔下面加上一個(gè)支承釘再限制最后一個(gè)自由度，即一面兩銷定位。這樣就可以完全定位了。

固定式定位銷

夾緊元件選用壓板，由于壓板種類很多，當(dāng)選用轉(zhuǎn)動(dòng)壓板時(shí)，其行程不夠，選用U型壓板又不合適，故在充分比較分析的情況下，選用移動(dòng)壓板，其夾緊可靠、操作方便，在很多地方都有用到。

移動(dòng)壓板

③切削力及夾緊力計(jì)算。

鏜刀材料：YT5（機(jī)夾單刃硬質(zhì)合金鏜刀），機(jī)床為：T68

k=30° k=60° γ-10° λ=15° a=45°

（1）粗鏜：

圓周切削分力公式：FC=902apf0.75KP

ap=2.5mm f=0.2mmr

K=KKKKK

K=（） 取HB=175 n=0.4

∴K=（）=（）=1.06

K=1.08 K=1.0 K=1.0 K=1.0

∴ K=KKKKK=1.06×1.08×1.0×1.0×1.0=1.15

∴F=902afK=902×2.5×0.2×1.15=775.56N

同理：徑向切削分力公式：F=530afK

式中參數(shù)：K=1.30K=1.0 K=1.7 K=1.0

∴K=KKKKK=1.06×1.30×1.0×1.7×1.0=2.34

∴ KP=530ap0.9f0.75KP=530×2.50.9×0.20.75×2.34=845.67N

軸向切削分力公式：Ff=451apf0.4kp

式中參數(shù)：K=0.78 K=1.0 K=0.65 K=1.0

∴K=KKKKK=1.06×0.78×1.0×0.65×1.0=0.54

∴Ff=451apf0.4KP=451×2.5×0.20.4×0.54=319.65N

根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即：

WK=K·F

安全系數(shù)K可按下式計(jì)算：

K=K0K1K2K3K4K5K6

式中：K0～K6為各種因素的安全系數(shù)：

KC=1.2×1.2×1.0×1.0×1.3×1.0×1.0=1.87

KP=1.2×1.2×1.4×1.0×1.3×1.0×1.0=2.62

Kf=1.2×1.2×1.5×1.×1.3×1.0×1.0=2.81

所以，有：WK=KC·FC=1.87×775.56=1450.3N

WK=KP·FP=2.62×845.67=2215.66N

WK=Kf·Ff=2.81×319.65=898.22N

（2）半精鏜：

同理，圓周切削分力公式：

FC=902apf0.75KP

FP=530ap0.9f0.75KP

Ff=451apf0.4KP

因?yàn)椋篴p=0.5mm f=0.15mmr，則

FC=902apf0.75KP=902×0.5×0.150.75×1.15=124.476N

FP=530ap0.9f0.75KP=530×0.50.9×0.150.75×2.34=159.54N

Ff=451apf0.4KP=451×0.5×0.150.4×0.54=57N

KC=1.2×1.0×1.1×1.0×1.3×1.0×1.0=1.72

KP=1.2×1.15×1.1×1.0×1.3×1.0×1.0=1.8

Kf=1.3×1.0×1.3×1.0×1.3×1.0×1.0=2.2

所以，有：WK=KC·FC=1.72×124.476=214.1N

WK=KP·FP=1.8×159.54=287.17N

WK=Kf·Ff=2.2×57=125.4N （下轉(zhuǎn)第215頁(yè)）

（上接第167頁(yè)）當(dāng)夾緊力方向與切削力方向一致時(shí)，僅需要較小的夾緊力來防止工件在加工過程中產(chǎn)生的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。故該夾具采用移動(dòng)壓板夾緊機(jī)構(gòu)，為了方便操作，通過手動(dòng)擰緊螺母將壓板壓緊工件。

由于夾緊力方向與切削力方向在水平上有一段距離，使工件在夾緊的地方產(chǎn)生了彎矩，如圖：

彎矩示意圖

∴F=Ffmax=319.65N

既是F'加上轉(zhuǎn)矩M，所以WK>319.65N

④誤差分析與計(jì)算。

該夾具以一長(zhǎng)銷和一支承釘定位，要求保證孔中心與小通孔中心距的尺寸公差。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)定的工序公差。

孔銷間隙配合的定位誤差為：

△dw=（Dmax-dmin）2=（25.021-24.974）2=0.0235

通過以上的討論可以看出，在加工車床的撥叉孔時(shí)，使用適合的工裝卡具及工藝方法可以大大的提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，并保證零件加工質(zhì)量，減低勞動(dòng)強(qiáng)度。 [科]

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