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1、拨叉加工工艺及拨叉中心孔车床夹具设计肖荣【摘 要】本文以拨叉工艺及车床专用夹具设计为例，探索了项目教学法在“机床专用夹具设计”教学中的应用，学生通过完成专用夹具设计，直接参与查找信息、综合分析、独立思考、小组合作、检查评估，提高学生应用理论知识分析解决问题的能力，培养学生创新能力、实践能力。 【关 键 词】设计 机床专用夹具 能力第一章、拨叉及工艺性分析1.1零件的作用题目所给的零件是车床的拨叉，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，工作过程：拨叉零件是在传动系统中拨动滑移齿轮，以实现系统调速，转向。其孔通过与轴的配合来传递凸轮曲线槽传来的运动，零件的叉头部位与
2、滑移齿轮相配合。1.2拨叉结构及技术要求分析1.2.1结构分析如图1-1所示，I为拨快，它是与外部传动机构相连接，用来传递转动的力矩。II是为的孔。该孔与轴相连，定轴转动，再利用孔下部M10的螺孔，用螺钉通过螺孔与轴相连，固定在轴上，使拔叉固定在轴上。部为叉口，叉口与滑移齿轮相连，通过叉口来调动滑移齿轮，来达到工作者调速的目的。1.2.2技术要求的分析1.如图11所示，该拨叉是以的孔为基准，孔内的精度较高，粗糙度为3.2。2.中心孔孔心到叉脚底部L=112.9，r=22.7可知拨块高L1=35.5，L2=13.7；再由拨块的总长为52.8，槽14.2，W2=19.3可知槽左端部位W1=19.3
3、，而又拨叉的叉口宽度为9.6，可知拨叉的形状；拨块在与外部传动机构相连接，其粗糙度为12.5，侧面粗糙度为6.3。3.槽位于拨块右端部位的19.3处，总深度为16，槽底部是r=8的半圆弧，其槽内的粗糙度为6.3。4.由拨叉右图可知，拨叉的侧左端到右端总长为62.9，叉口宽度为3以及线L3到叉口距离33.5，还有L3到中心孔右口段距离20，可确定L3的位置以及距离，由此可知叉口与L3的位置关系 ，可确定叉口的位置距L3为33.5，而叉口的宽度为3，再由垂直度为0.15 ，可知叉口B面与中心孔A面的垂直度为0.15且叉口表面的粗糙度为3.2。5.由图1-1所示，拨叉两侧是由R=31.1的圆弧所组成
4、，叉口内是r=31.5的圆弧，且由图上14.8，3.8，这些数据可确定叉口的形状及位置，叉口是与滑移齿轮相连接的，精度是相当高的，其内侧的精度为3.2。6.确定了L3，便知M10的螺孔中心线距L3的距离为3.1，便确定了M10的位置及形状。1.3拨叉的工艺性分析如图1-1所示，拨叉的装配基准为15.81的孔，因此选择定位基准时，应该以该孔为主要精基准，并辅以端面和其他的表面定位，既能使大多数表面位置精度要求符合“基准重合”原则，定位又比较稳定，夹具结构也比较简单。孔的加工一般有两种方案，该拨叉的孔比较小，不大，当生产批量不大时，工序号工序名称工序内容定位基面设备工艺装备00锻造毛坯10车车左侧
5、端面外形轮廓（圆形）车床车床夹具钻15.81孔至15mm镗15.81孔至15.6mm绞15.81孔至图纸要求孔口倒角20钳校正拨叉脚15.81内孔30铣铣拨叉脚开档15.81内孔，插脚底面外圆轮廓卧式铣床40铣铣扁榫15.81内孔及脚内开档卧式铣床50铣铣操纵槽15.81内孔及脚内开档卧式铣床60校正校正拨叉脚平面对15.81孔垂直度0.15mm70铣铣叉脚平面15.81内孔，14.2槽和叉脚外圆轮廓卧式铣床80铣铣搭子面15.81内孔，扁榫侧面立式铣床90钳钻攻M101螺纹孔15.81内孔，14.2槽和外圆轮廓100检检验，装箱标记文件数更改文件号签字日期常常采用钻扩绞的典型方案，一次安装下
6、把孔加工出来，孔的尺寸精度容易保证。表面和槽就可以采用粗铣精铣的方案，要求不太高时，也可以一次性出。机械加工工艺过程卡第二章、拨叉中心孔车床夹具设计2.1夹具的作用机床夹具是在加工时用来正确确定工件位置并将它牢固夹紧的工艺装备，它的作用如下：1 保证发挥机床的基本工业性能2 扩大机床的使用范围3 保证加工精度4 提高加工效率5 减轻劳动强度，做到安全生产2.2定位的选择拟定加工路线的第一步是选择定位，定位的选择必须合理，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，定位没有定好，则会增加加工的难度或者使工艺路线也不合理，夹具的设计起来，加工的零件达不到精度（特别是位置精度）要求
7、，因此必须根据零件的各个精度要求，从保证加工的精度出发，合理选择定位，该零件除了中心孔，其他的要求不是很高，所以主要是设计加工该拨叉中心孔的夹具，如图22所示，该设计的夹具中间部分是由一个高 的铁块组成，可以刚好将拨叉的中心孔的右侧放置在上面，其周围有四个固定元件，拨叉的叉口部分周围也又4个固定元件，其他部分已经加工完，就只要加工中心孔，所以叉口只要固定好，其他没有太大的要求，所以校正完拨叉的中心对准夹具的中心部分，再固定好固定元件，零件的6个自由度则全部限制，这样定位则算完成。2.3夹紧装置的设计2.3.1夹紧机构的组成 夹紧机构对夹具的整体结构起决定性的影响，在选择夹紧机构时，灵活性很大，
8、在满足产品质量的前提下，还要注意使夹具的复杂程度与生产批量相适应，夹紧机构要便于制造，调整，使用和维修。由图22所示可知，所设计的夹具的夹紧是采用手动夹紧，所以该夹具没有动力装置。1） 中间传力机构：它是在动力源和夹紧机构之间的传力机构，它把动力源的夹紧作用传递给夹紧元件，然后由夹紧元件完成对工件的夹紧，这里的是扳手。2） 夹紧元件：它是直接夹紧工件的元件，通过它和工件受压面的直接接触而完成夹紧作用，如图22所示可知，该夹具的主要夹紧元件是螺钉。2.3.2夹紧机构的基本要求 1）夹紧力的作用点及作用方向 1.夹紧有助于定位，而不破坏定位，在夹紧力的作用下，工件不离开支承点，如图附录的夹具中，夹
9、紧元件是螺钉，由螺钉的位置可知，主要定位基准与定位元件可靠接触，工件对每个支承点都有一定的压力，而且夹紧装置的作用都将工件固定在支承点上。2拨叉的材料是45#钢，刚度比较高，夹紧时一般不会变形。3.分析附录图其中是主要夹紧元件，而且夹紧元件是非常接近拨叉中心孔的，所以拧紧螺丝后，工件不会发生振动或者偏移，工件的精度可以得到保证。2.3.3夹紧力的大小夹紧力的大小既与切削力的大小有关，也与切削力对支承作用有关，在此夹具中，夹紧元件是螺钉，且没有太大的要求，则只要将螺钉拧紧，让工件在夹具上固定不动则可以，不需要再考虑夹紧力的大小。2.3.4夹紧的措施1.将压板分别穿上螺钉；2.分别将螺钉插上螺纹孔
10、稍微拧上；3.检查压板摆放的位置是否正确，不正确要重新摆放；4.检查完毕后拧紧螺钉，保证加工时工件不会发生振动或者偏移。【参考文献】1.陈立德 机械制造技术 上海：交通大学出版社2004 2.陈根琴 机械制造技术 北京：理工大学出版社2007 3.薛源顺 机床夹具设计 北京：机械工业出版社2008 4.魏康明 加些加工技术 西安：电子科技大学 2006 5.陈 明 机械制造技术工艺学 北京：机械工艺出版社2008 6.李庆余 机械制造装备技术 北京：机械工业出版社2008 7.骆素君 机械课程设计简明手册 北京：化学工业出版社2006 8.何 庆 机械制造毕业设计指导与范例 9.刘 俊 毕业设计指导案例与分析 10.梁炳文 机械加工工艺与窍门精选附录见后图