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1、河南工業(yè)職業(yè)技術學院設計說明書9 河南工業(yè)職業(yè)技術學院工裝夾具設計說明書題目：CA6140撥叉831007 班 級： 機制1004 姓 名： 專 業(yè): 機械設計與制造指導教師: 二零一二年十一月五日目錄序言 3一、夾具設計任務 41、CA6140撥叉831007的產品圖2、CA6140撥叉831007產品的重點技術要求分析二、工裝夾具設計方案的確定 5 1、基準面的確定（夾具體方式的確定） 2、定位方式及元件的選擇 3、夾緊方式及元件的選擇 4、裝配方案5、夾具總裝結構三、定位誤差分析與計算. 7四、主要零件設計的說明 71、夾具體2、定位元件4 r F/ Z* P$ U4 r3、壓緊元件 w

2、* Y( U: K2 r$ C) 0 H4、其它元件2 8 q- m8 N( R: C+ Q# y五、工裝夾具的裝配要求. 7! ! X; - e0 L# s1 b9 I0 e六、工裝夾具的使用說明. 81、夾具的操作步驟2、夾具使用注意事項、保養(yǎng)及維護* m0 W: C4 b+ u/ n7 p七、本次課程設計小結、體會及建議. 8 八、參考資料. 8序言為保證CA6140撥叉831007的工序070-弓箭兩端小頭孔22mm的初步加工的質量、降低勞動強度、提高生產效率，而設計一套專用夾具（也可用于精鉸孔工序）。專用工裝夾具及其在生產中的應用專用夾具是為零件的某一道工序加工而設計制造的，在產品相

3、對穩(wěn)定、批量較大的生產中使用；在生產過程中它能有效地降低工作時的勞動強度、提高勞動生產率、并獲得較高的加工精度。專用夾具的主要作用有以下幾個方面： （1） 準確、可靠的定位和夾緊，可以減輕甚至取消下料和劃線工作。減小制品的尺寸偏差，提高了零件的精度和可換性 （2） 減少了加工時繁瑣的操作，獲得較高的生產率和加工精度夾具設計的基本要求： （1）、工裝夾具應具備足夠的強度和剛度。夾具在生產中投入使用時要承受多種力度的作用，所以工裝夾具應具備足夠的強度和剛度。 w) y, H! s- e3 （2）、夾緊的可靠性。夾緊時不能破壞工件的定位位置和保證產品形狀、尺寸符合圖樣要求。既不能允許工件松動滑移，又

4、不使工件的拘束度過大而產生較大的拘束應力。 （3）、夾具體應具有良好的加工精度和尺寸穩(wěn)定性。對于夾具體上用來安裝定位元件、對刀（或導向元件）的工作表面，應提出相應的尺寸、幾何公差以及粗糙度的具體要求，并作相應的熱處理或時效處理。 （4）、有良好的結構工藝性和使用性。家具體上部加工的毛面與工件表面之間應保證有一定的空隙，以免安裝時產生干涉，空隙大小可按以下經驗數據選取:夾具體是毛面，弓箭也是毛面，去815mm；夾具體是毛面，而工件是光面時，取410mm。 （5）、力求結構簡單，裝卸方便。在保證強度和剛度的前提下，極可能體積小、重量輕、以便于操作。 （6）、排屑方便。 （7）、夾具在機床上安裝要穩(wěn)

5、定、可靠 。 一、夾具設計任務1、 CA6140撥叉831007的產品圖 零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機構中，主要起換檔，使主軸回轉運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的22孔與操縱機構相連，二下方的55半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動下方的齒輪變速。零件的材料為HT200，灰鐵生產工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性差、脆性高，不易磨削。在這套模具上所進行的加工工序為工序070，初鉆兩端小孔。 2、 CA6140撥叉831007產品的重點技術要求分析精度要求、本夾具是用來鉆兩個22mm的小頭孔,零件圖中大小孔的中心距有公差要求,因此這

6、兩個小頭孔的中心距也有一定的公差要求.另外,此中心線為三個側平面的設計基準,有一定的垂直公差要求.但此工序只是粗加工,因此本工序加工時主要考慮如何提高勞動生產率,降低勞動強度,而精度則不是主要問題。 、兩端小孔的中心距65mm，加工過程中所產生的誤差。 二、 工裝夾具設計方案的確定1、基準面的選擇（夾具體方式的確定）夾具體是夾具的基本件，它既要把夾具的各種元件、機構、裝置連接成一個整體，而且還要考慮工件裝卸的方便。因此，夾具體的形狀和尺寸主要取決于夾具各組成件的分布位置、工件的外形輪廓尺寸以及加工的條件等。在設計夾具體時應滿足以下基本要求。2 e% R% O7 u- * n3 O 、具有足夠的

7、強度和剛度。& N9 P# t* 0 ( _* S+ 、結構簡單、輕便，在保證強度和剛度前提下結構盡可能簡單緊湊，體積小、質量輕和便于工件裝卸。4 5 I9 w l, m, e) U; ? 、安裝穩(wěn)定牢靠。* a0 z$ - E4 n$ X9 S 、結構的工藝性好，便于制造、裝配和檢驗* i* H: X$ C W) h（閱讀次數：） 3 O7 C$ zm& NC 、尺寸要穩(wěn)定且具有一定精度。 s& h) z7 Gf; W* D, a* z 、清理方便。3 L3 X3 r4 V$ J: d夾具體毛坯制造方法的選擇綜合考慮結構合理性、工藝性、經濟型、標準化以及各種夾具體的優(yōu)缺點等，選擇夾具體毛坯制

8、造方法為鑄造夾具體；5 H( G; F& Z& F+ R# R7 R, G$ D; c3 m. t 夾具體的外形尺寸在繪制夾具總圖時，根據工件、定位元件、夾緊裝置及其輔助機構在總體上的配置，夾具體的外形尺寸便已大體確定。然后進行造型設計，再根據強度和剛度要求選擇斷面的結構形狀和壁厚尺寸。夾具體的壁厚30mm，長度161mm，寬度320mm；根據設計要求，夾具體上設計有螺孔、銷孔，并且要求定位定位器和夾緊器的銷孔在裝配時配作。2、定位方式及元器件選擇; e+ D; % c, P0 f8 F1）、定位器的作用是要使工件在夾具中具有準確和確定不便的位置，在保證加工要求的情況下，限制足夠的自由度。(

9、P3 s6 e+ Y1 i, K7 k工件的定位原理1 G# z% R. e/ ) L i/ L- W 自由物體在空間直角坐標系中有六個自由度，即沿OX,OY,OZ三個軸向的平動自由度和三個繞軸的轉動自由度。要使工件在夾具體中具有準確和確定不變的位置，則必須限制六個自由度。工件的六個自由度均被限制的定位叫做完全定位；工件被限制的自由度少于六個，但仍然能保證加工要求的定位叫不完全定位。在焊接生產中，為了調整和控制不可避免產生的焊接應力和變形，有些自由度是不必要限制的，故可采用不完全定位的方法。在焊接夾具設計中，按加工要求應限制的自由度而沒有被限制的欠定位是不允許的；而選用兩個或更多的支撐點限制一

10、個自由度的方法稱為過定位，過定位容易位置變動，夾緊時造成工件或定位元件的變形，影響工件的定位精度，過定位也屬于不合理設計。! G j t$ s) l# L2 p6 V* o 、以工件的平面為基準進行定位時，常采用擋鐵、支撐釘進行定位。以工件的已加工的面為定位基準，限定了繞X、Y軸的轉動兩個自由度。. h: g# x9 d, a: T4 d4 x 工件以圓柱外表面為基準進行定位時常采用V形鐵定位器。以兩端的小圓柱外表面，用V型鐵進行定位，以限定繞Z軸的轉動及X、Y軸的移動三個自由度。3、夾緊方式及元器件選擇5 I H: x N# ! g, D- A夾緊機構的三要素是夾緊力方向的確定、夾緊力作用點

11、的確定、夾緊力大小的確定。7 a$ c$ N) v9 1 p- C 對夾緊機構的基本要求如下：7 j. d4 i6 x f& w 、夾緊作用準確，處于夾緊狀態(tài)時應能保持自鎖，保證夾緊定位的安全可靠。6 X+ ; e3 q9 z, t 、夾緊動作迅速，操作方便省力，夾緊時不應損害零件表面質量 e$ O2 U6 J m0 T( b、夾緊件應具備一定的剛性和強度，夾緊作用力應是可調節(jié)的。/ E8 B% _- p5 S8 A 、結構力求簡單，便于制造和維修。夾緊序1 用螺桿調動夾緊件夾緊序2 工件兩端用V型鐵夾緊兩端夾緊序3 通過螺栓調節(jié)滑塊上的快上的螺桿達到對中的目的6 F4 B+ V# j) h!

12、 F4、裝配方案從夾具的裝配圖可知，現將螺桿（兩端的螺紋是相反的，能同時旋進到兩個滑塊的螺孔）旋到兩滑塊中，在安放到夾具底座上，并讓螺桿與對中塊進行配合如圖 ： 然后放上工件并夾緊，通過7調節(jié)對中塊找正中心。5、夾具總裝結構專用夾具是在夾具體上安裝滑塊、滑塊上有定位基準面、V型鐵夾緊裝置；夾緊或拆卸工件是通過螺桿進行操作，通過對中塊兩邊的螺栓對中塊對中以保證加工精度；底端有擋板拖著對中塊，通過螺釘緊固，從而構成整個夾具。整體夾具見夾具裝配圖。三、定位誤差的分析與計算 定位誤差分析 零件圖規(guī)定大孔與小孔的中心距為65mm.采用自動對中夾具后,定位誤差取決于對中塊螺桿以及滑塊的制造誤差.同時,對對

13、中塊利用調整螺釘進行調整并加裝鉆套后,鉆孔后的誤差只有0.08mm.在后續(xù)的銑斷工序中,利用中間大孔定位,孔壁與定位銷的配合間隙為0.05mm.因此加工完成后大孔與小孔的中心距的最大誤差為 0.08+0.05=0.130.2mm所以能滿足精度要求.四、主要零件設計的說明1、夾具體 綜合考慮了結構合理性、工藝性、經濟型、標準化以及各種夾具體的優(yōu)缺點等，選擇夾具體毛坯制造方法為鑄造夾具體；考慮到定位精度，要求對中塊與螺桿有一定的配合精度h6/H7；考慮到工件較小，夾具體的強度要求以及夾具體的結構要求，沒有在夾具體上設計加強筋。+ . u; ?5 ? t9 ?9 to2、定位元件 對中塊與螺桿要求有

14、一定的配合精度h6/H7，從而保證兩端小孔到大孔的中心句相等，并關于大孔中心線對稱?；瑝K上表面精銑，粗糙度0.06。4 r F/ Z* P$ U4 r3、壓緊元件 螺桿，緊固滑塊；進而通過V型鐵（放到滑塊上，并且V型鐵與滑塊接觸面良好）夾緊工件。 w* Y( U: K2 r$ C) 0 H4、其它元件 擋板、壓板、螺栓、螺釘、可換鉆套、鉆套架。2 8 q- m8 N( R: C+ Q# y五、工裝夾具的裝配要求1、裝配螺桿與兩個滑塊，保證滑塊上平面在同一平面；安裝壓板，并保證滑塊能在夾具體上靈活移動，緊固螺釘。2、對中塊裝配到夾具體上時應保證對中塊與螺桿配合良好，托板壓著對中塊的同時保證對中塊

15、在調節(jié)螺栓的推動下能夠自由活動。3、夾緊元件V型在滑塊上關于對整塊對稱。4,、安裝鉆套，壓緊螺釘。! ! X; - e0 L# s1 b9 I0 e六、工裝夾具的使用說明1、 夾具的操作步驟 、旋動螺桿，拉大兩滑塊的距離。 、將工件放量V型鐵之間，然后旋動螺桿夾緊工件（由于工件在鉆削的過程中無X、Y方向的力，故夾緊力無需太大） 、調整對中塊是對中塊居中（兩端的螺栓均擰到死點） 、拆卸工件時，旋動螺桿拉大兩滑塊的距離的距離，然后拆下工件。2、夾具使用注意事項、保養(yǎng)及維護 注意事項：、在工件夾緊時不要用力過大，以免損壞螺桿、及時清理鉆屑，保證安裝平面的清潔、加工完成后清去滑塊導槽里的鉆屑、安放工件

16、時要注意不要砸到基準平面，而影響加工精度 、每隔一段時間在使用時都要檢查一下對中塊是否對中保養(yǎng)及維護： 要定期潤滑螺桿兩端處，滑塊及調節(jié)螺栓 、螺釘；并對對中塊與螺桿的配合處進行適量潤滑；及時更換鉆套。 * m0 W: C4 b+ u/ n7 p七、本次課程設計小結、體會及建議 專用夾具是為零件的某一道工序加工而設計制造的，它廣泛用于大量生產中；它不但提高了生產率而且也提高加工精度，改善勞動條件。通過這次課程設計，我個人對夾具有了更進一步的了解：夾具要保加工出的產品有較高的精度，就必須要求其自身有較高的精度，定位元件擁有高精度的同時換要有一定的剛度和強度，以保證在加工過程中自身不會變形和一定的

17、壽命。夾緊機構要求有一定的剛度和強度，以確保在一定的力的作用下夾緊元件不會先于工件發(fā)生變形、損壞。夾具體是夾具的主體部分，是與機床相接的部位、也是支撐夾緊元件、工件的主要部分；要求其有一定的強度和剛度、穩(wěn)定性，又考慮到經濟性一般都采用HT200作為夾具體。而且對夾具的維護保養(yǎng)，及夾具在設計中應該注意的問題有了更進一步的了解，自己的能力在這次課程設計中也得到了提升。在設計的過程中又一次把所學的知識做了一次綜合式的復習，為接下來要做的畢業(yè)設計做了很好的準備工作；同時在設計中也發(fā)現自己的很多不足之處：缺乏實際的經驗，有些實物沒有見過很難想象，只能通過找相應的參考資料，然后再通過想象把他們綜合到一起，再通過實例對比，進行設計。因此在夾具設計中存在有許多的不足之處，還懇請老師您予以指導和指正。八、參考資料 1、 劉紅普 機械加工技術 中國人民大學出版社 2008.92、 吳拓 現代機床夾具設計 化學工業(yè)出版社 2009.13、 周飛 宮本文 機械制造技術 電子工業(yè)出版社 2007.80