河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院設(shè)計說明書9 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院工裝夾具設(shè)計說明書題目：CA6140撥叉831007 班 級： 機制1004 姓 名： 專 業(yè): 機械設(shè)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(shè)計任務 41、CA6140撥叉831007的產(chǎn)品圖2、CA6140撥叉831007產(chǎn)品的重點技術(shù)要求分析二、工裝夾具設(shè)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(jié)構(gòu)三、定位誤差分析與計算. 7四、主要零件設(shè)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* 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(shè)計小結(jié)、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(zhì)量、降低勞動強度、提高生產(chǎn)效率，而設(shè)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(chǎn)中的應用專用夾具是為零件的某一道工序加工而設(shè)計制造的，在產(chǎn)品相對穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中使用；在生產(chǎn)過程中它能有效地降低工作時的勞動強度、提高勞動生產(chǎn)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(chǎn)率和加工精度夾具設(shè)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(chǎn)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(chǎn)品形狀、尺寸符合圖樣要求。既不能允許工件松動滑移，又不使工件的拘束度過大而產(chǎn)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?qū)蛟┑墓ぷ鞅砻妫瑧岢鱿鄳某叽?、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(jié)構(gòu)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(chǎn)生干涉，空隙大小可按以下經(jīng)驗數(shù)據(jù)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(jié)構(gòu)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)定、可靠 。 一、夾具設(shè)計任務1、 CA6140撥叉831007的產(chǎn)品圖 零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)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(gòu)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(chǎn)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(chǎn)品的重點技術(shù)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(cè)平面的設(shè)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(chǎn)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(chǎn)生的誤差。 二、 工裝夾具設(shè)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(gòu)、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(shè)計夾具體時應滿足以下基本要求。2 e% R% O7 u- * n3 O 、具有足夠的強度和剛度。& N9 P# t* 0 ( _* S+ 、結(jié)構(gòu)簡單、輕便，在保證強度和剛度前提下結(jié)構(gòu)盡可能簡單緊湊，體積小、質(zhì)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(jié)構(gòu)的工藝性好，便于制造、裝配和檢驗* i* H: X$ C W) h（閱讀次數(shù)：） 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(jié)構(gòu)合理性、工藝性、經(jīng)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；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(jù)工件、定位元件、夾緊裝置及其輔助機構(gòu)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(shè)計，再根據(jù)強度和剛度要求選擇斷面的結(jié)構(gòu)形狀和壁厚尺寸。夾具體的壁厚30mm，長度161mm，寬度320mm；根據(jù)設(shè)計要求，夾具體上設(shè)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。( 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(zhuǎn)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(chǎn)中，為了調(diào)整和控制不可避免產(chǎn)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(shè)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(shè)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(gòu)的三要素是夾緊力方向的確定、夾緊力作用點的確定、夾緊力大小的確定。7 a$ c$ N) v9 1 p- C 對夾緊機構(gòu)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(zhì)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(diào)節(jié)的。/ E8 B% _- p5 S8 A 、結(jié)構(gòu)力求簡單，便于制造和維修。夾緊序1 用螺桿調(diào)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(diào)節(jié)滑塊上的快上的螺桿達到對中的目的6 F4 B+ V# j) h! F4、裝配方案從夾具的裝配圖可知，現(xiàn)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(diào)節(jié)對中塊找正中心。5、夾具總裝結(jié)構(gòu)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(gòu)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,對對中塊利用調(diào)整螺釘進行調(diào)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(shè)計的說明1、夾具體 綜合考慮了結(jié)構(gòu)合理性、工藝性、經(jīng)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(jié)構(gòu)要求，沒有在夾具體上設(shè)計加強筋。+ . u; ?5 ? t9 ?9 to2、定位元件 對中塊與螺桿要求有一定的配合精度h6/H7，從而保證兩端小孔到大孔的中心句相等，并關(guān)于大孔中心線對稱。滑塊上表面精銑，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在調(diào)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(guān)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(diào)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(diào)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(shè)計小結(jié)、體會及建議 專用夾具是為零件的某一道工序加工而設(shè)計制造的，它廣泛用于大量生產(chǎn)中；它不但提高了生產(chǎn)率而且也提高加工精度，改善勞動條件。通過這次課程設(shè)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(chǎn)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壽命。夾緊機構(gòu)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(jīng)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(shè)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(shè)計中也得到了提升。在設(shè)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(shè)計做了很好的準備工作；同時在設(shè)計中也發(fā)現(xiàn)自己的很多不足之處：缺乏實際的經(jīng)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(shè)計。因此在夾具設(shè)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(shù) 中國人民大學出版社 2008.92、 吳拓 現(xiàn)代機床夾具設(shè)計 化學工業(yè)出版社 2009.13、 周飛 宮本文 機械制造技術(shù) 電子工業(yè)出版社 2007.80