拨叉零件钻锁销孔夹具设计说明书

洛阳理工学院

课程设计说明书

课程名称机械制造技术

设计课题拨叉零件钻锁销孔夹具设计

专业机械设计制造及其自动化

班级

姓名

学号

2015 年 3 月 12 日

课程设计任务书

机械工程系机械设计制造及其自动化专业学生姓名班级学号

课程名称：机械制造技术

设计题目：拨叉零件钻锁销孔夹具设计

设计内容：

为拨叉零件钻Φ8H7锁销孔。

1．装配图1张

2．零件图1张

3.夹具体图1张

4. 课程设计说明书1份

设计要求：

单件小批生产

设计（论文）开始日期 2015年 3 月 2 日

设计（论文）完成日期 2015年 3 月 13 日

指导老师

课程设计评语

机械工程系机械设计制造及其自动化专业学生姓名班级学号

课程名称：机械制造技术基础

设计题目：拨叉零件钻锁销孔钻床夹具设计

课程设计篇幅：

图纸共 3 张

说明书共 15 页指导老师评语：

年月日指导老师

洛阳理工学院课程设计

目录

前言 (1)

第1章零件的分析 (2)

1.1 零件的作用 (2)

1.2 零件的工艺分析 (2)

1.3 设计准备工作 (3)

第2章定位方案设计 (5)

2.1 确定定位方案 (5)

2.2 选择定位元件 (5)

第3章夹紧机构设计 (6)

第4章钻孔导向装置设计 (7)

4.1 钻套的设计 (7)

4.2 钻模板的设计 (9)

第5章夹具体设计 (10)

第6章夹具装配图的绘制 (11)

6.1 制图比例1:1 (11)

6.2 定位、夹紧、导向，夹具体 (11)

总结 (12)

谢辞 (14)

参考文献 (16)

前言

机械制造技术课程设计是机械设计中的一个重要的实践性教学环节，也是机械设计与制造专业学生应该学习的一门主要专业课。其目的在于：（1〕学习和掌握一般机械设计的基本方法和步骤。培养独立设计能力，为以后续的专业课程及毕业设计打好基础，做好准备。

〔2〕为了开阔视野，掌握执照技术最新发展，开阔专业视野，培养复合型人才，处进先进制造技术在我国的研究和应用，“先进制照技术”以作为许多学校的必修课程。为了提高学生综合运用机械设计基础及其他先修课程的理论知识和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力，通过课程设计训练可以巩固、加深有关机械课设方面的理论知识。

〔3〕使学生具有运用标准、规范手册、图册和查询有关设计资料的能力。

零件在工艺规程之后，就要按工艺规程顺序进行加工。在加工中除了需要机床、刀具、量具之外，成批生产时还要用机床夹具。它们是机床和工件之间的连接装置，使工件相对于机床获得正确的位置。机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度。通常把确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程，称为定位。当工件定位后，为了避免在加工中受到切削力、重力等的作用而使工件的既有位置遭到破坏，还应该用一定的机构或装置将工件加以固定。使工件在加工过程中保持定位位置不变的操作，称为夹紧。将工件定位、夹紧的过程称为装夹。工件装夹是否正确、迅速、方便和可靠，将直接影响工件的加工质量、生产效率、制造成本和操作安全。在成批、大量生产中，工件的装夹是通过机床夹具来实现的。机床夹具在生产中应用十分广泛。

第1章零件的分析

图1-1 拨叉三维图

1.1 零件的作用

拨叉是变速箱的换档机构中的一个主要零件。拨叉头以Φ25mm孔套在变速叉轴上，并用螺钉M8H7螺纹孔与变速叉轴联结，拨叉脚则夹在双联变换齿轮的槽中。当需要变速时，操纵变速杆，变速操纵机构就通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移，拨叉脚拨动双联变换齿轮在花键轴上滑动以改换档位，从而改变速度。

1.2 零件的工艺分析

由零件图可知，其材料为HT200。该材料抗拉强度和塑性低，但铸造性能和

减震性能好。该拨叉形状特殊、结构简单，属典型的叉杆类零件。为实现换档、变速的功能，其叉轴孔与变速叉轴有配合要求，因此加工精度要求较高。为保证拨叉在叉轴上有准确的位置，改换档位准确，拨叉采用紧固螺钉定位。螺纹孔的尺寸为M8H7。拨叉头两端面和叉脚两端面均要求切削加工，并在轴向方向上均高于相邻表面，这样既减少了加工面积，又提高了换档时叉脚端面的接触刚度；Φ25mm孔和M8H7孔的端面均为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度；另外，该零件除主要工作表面(拨叉脚两端面、变速叉轴孔Φ25mm，其余表面加工精度均较低，不需要高精机床加工，通过铣削、钻床、攻丝的粗加工就可以达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工出来。由此可见，该零件的工艺性较好。

该零件的主要工作表面为拨叉脚两端面和叉轴孔Φ25mm(H7)，在设计工艺规程时应重点予以保证。

图1-2 拨叉零件图

1.3 设计准备工作

（1）、明确工件的年生产纲领

机床夹具是在机床上装加工件的一种装置，其作用是使工件相对机床和刀具有一个正确的位置，并在加工过程中保持不变。它是夹具总体方案确定的依据之一，它决定了夹具的复杂程度和自动化程度。由于本次设计为小批量生产，所以夹具设计自动化要求不高，因而采用立式钻床钻削加工。

（2）、加工方法

了解工艺规程中本工序的加工内容，机床、刀具、切削用量、工步安排、工时定额，同时加工零件数。这些是在考虑夹具总体方案、操作、估算夹紧力等方面必不可少的。根据加工要求，本道工序的内容是面上的孔，采用立式钻床钻削加工。

（3）、熟悉工件零件图

零件图给出了工件的尺寸、形状和位置、表面粗糙度等精度的总体要求。

本次加工其对加工平面，平行度，加工孔，垂直度等有一定的要求，由于零件比较复杂，不成规则，故加工过程中需要用到复杂的夹具。

（4）、定位基准的选择

被加工工件属于铸造件，被加工孔前的孔和面以全部加工完毕。被加工孔位于工件的最上端，根据零件的结构和已加工面和孔的分布情况先选择使用A 面进行定位，然后用Φ25mm孔B和Φ55圆弧孔C作为定位基准。

图1-3 定位基准图

第2章 定位方案设计

2.1 确定定位方案

工件定位的目的是为了保证工件加工面与加工面的设计基准之间的位置公差（如同轴度、平行度、垂直度等）和距离尺寸精度。工件加工面的设计基准与机床的正确位置是工件加工面与加工面的设计基准之间位置公差的保证；工件加工面的设计基准与刀具的正确位置是工件加工面与加工面的设计基准之间距离尺寸精度的保证。所以工件定位时有以下两点要求：一是使工件加工面的设计基准与机床保持一正确的位置；二是使工件加工面的设计基准与刀具保持一正确的位置。

定位的实质：就是限制自由度。工件的六个自由度如果都加以限制了，工件在空间的位置就完全被确定下来了。

A

B

C

方案：

工件采用一面两销的方式进行定位，用A面进行定位可以限制一个自由度是

?

x，B孔进行定位可以限制四个自由度分别是?

y、?z、?y、?z，C孔进行定位可以

限制一个自由度是?x。

2.2 选择定位元件

A面和B孔用固定式定位销进行定位，C孔用可换式定位销，为防止C孔处出现过定位现象，可换式定位销应可以移动。

图2-1 固定式定位销三维图

图2-2 可换式定位销三维图

第3章夹紧方案设计

夹紧装置的组成及基本要求：

一. 1.力源装置：产生夹紧作用力的装置。

2.中间传力机构：介于力源和夹紧元件之间传递力的机构。可改变力的方向、大小及实现自锁。

3.夹紧元件：最终执行元件，与工件直接接触。

二. 1.夹紧时不能破坏工件定位后的正确位置；

2.夹紧力大小要合适，既要保证工件在夹紧过程中不移动、不转动、不振动，又不能使工件产生变形或损坏工件表面；

3.夹紧动作要迅速、可靠，且操作要方便、省力、安全；

4.结构紧凑，易于制造与维修。

方案：

采用复合圆偏心轮夹紧机构。

图3-1 夹紧机构三维图

第4章 钻孔导向装置设计

此次设计是钻床专用夹具设计，主要用于孔加工。为了便于确定刀具位置和运动方向，应在夹具上设计对应的钻孔导向元件。

4.1 钻套的设计

使用钻床钻孔，钻头的导向可采用钻套，钻套有固定钻套、可换钻套、快换钻套和特殊钻套等。

钻套是引导刀具的元件，用以保证被加工孔的位置精度，并防止加工过程中刀具的偏斜。

由于工件知识被加工一个孔所以为了选用快速钻套能够保证孔加工的导向装置，快速钻套安装在钻套用衬套之中，钻套用衬套安装在钻模板之上，以便减少钻模板的磨损，以提高夹具体的寿命，钻套的安装与外形如图所示

图4-1 钻套、钻套用衬套三维图

快换钻套

钻套用衬套

钻套螺钉

图4-2 钻套装配三维图

图 4-3 钻套装配图

4.2 钻模板设计

钻模板用于安装钻套在钻模上的位置。要求具有一定的强度和刚度，以防止由于刀具变形而影响钻套的位置精度和导向精度。钻模板上有六个孔，一个用于放置钻套以对孔进行加工，一个用于钻套螺钉固定，另外四个分别为两个定位销、两个紧定螺钉，钻模板如图所示：

定位销 紧定螺钉

图4-4 钻模板三维图

第5章夹具体设计

夹具体是整个夹具的基体和骨架，组成夹具的各个零件、机构等都要安装在上面。

通过对夹具上各组成件的分布情况、零件的形状、尺寸以及加工性质的考虑，我选择铸造装配夹具体，铸造装配夹具体优点是可铸造出各种复杂形状，工艺性好，并且具有较好的抗压强度、刚度和抗振型。基于以上分析，设计出本夹具的夹具体如下图所示：

图5-1 夹具体三维图

第6章夹具装配图的绘制

6.1 制图比例1：1

把工件视为透明体，用粗实线划线画出轮廓，画出定位面、夹紧面和加工的孔，无关表面可以省略。

6.2 定位、夹紧、导向，夹具体

画出定位元件和导向元件，按夹紧状态画出夹紧元件或机构，必要时可用双点划线画出工件旋转后夹具的轮廓，画出夹具体，其他元件或机构，以及上述各元件与夹具体的联结，使夹具形成一体，标注必要的尺寸，配合和技术条件。对零件编号，填写标题栏和零件明细表。其中还要在定位，导向完成后进行定位精度的验算，在夹紧机构完成后进行夹紧力的验算，以及重要的受力元件或机构的强度、刚度验算。

图6-1 夹具体图

图6-2 装配图

总结

这次的夹具课程设计结束了，我从中学到了很多知识。通过这次课程设计实训，使我对机械制造技术课程有了更进一步的了解，对零件的生产加工也有了更深层次的了解。这次设计是大学学习中最重要的一门科目，它要求我们把大学里学到的所有知识系统的组织起来，进行理论联系实际的总体考虑，需把金属切削原理及刀具、机床概论、公差与配合、机械加工质量、机床夹具设计、机械制造工艺学等专业知识有机的结合起来。同时也培养了自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既了解了基本概念、基本理论，又注意了生产实践的需要，将各种理论与生产实践相结合，来完成本次设计。

通过这次课程设计，我能够熟练运用CAD、Pro/E绘图软件，在这次课程设计过程中，我发现自己还有很多不足之处，在设计和绘图过程中也出现了各种各样的错误，在同学和老师的帮助下也都尽量改正了，虽然还存在或多或少的问题，但我会继续努力学习，来丰富自己的知识。

谢辞

机械制造技术课程设计是一个重要的实践性教学环节。这次课程设计遇到了不少麻烦，在老师、同学的帮助下和图书馆查阅资料，最终解决了困难。

感谢这次课程设计对自己的锻炼，从而更好地发现自己的不足，并可以及时改正。感谢设计过程中，XX等同学的帮助，让我可以顺利的完成这次设计。

在此，特别感谢我们的指导老师——XX老师在百忙之中给予我们作品的指点与帮助。感谢她对我们的细心指导。

参考文献

[1] 任小中, 康红艳,杨丙乾. 机械制造技术基础. 武汉: 科学出版社, 2012.

[2] 浦林祥. 金属切削机床夹具设计手册. 第二版.北京: 机械工业出版社, 1995.

[3] 吴宗泽, 高志, 罗圣国,李威. 机械设计课程设计手册. 第四版. 北京: 高等教育出版社, 2012.

[4] 王先奎.机械制造工艺学. 第二版. 北京: 机械工业出版社, 2006.

[5] 何永熹, 武充沛. 几何精度规范学. 第二版. 北京: 北京理工大学出版社出版社, 2012.

[6] 尚志清. 机械制造基础. 第二版. 北京: 机械工业出版社, 2011.

[7] 戴曙. 金属切削机床. 北京: 机械工业出版社, 1995.

[8] 王昆, 何小柏, 汪信远. 机械设计基础课程设计. 高等教育出版社, 2011.