主离合器分离叉铣叉口平面夹具课程设计.doc

机械制造工艺学

夹具课程设计说明书

设计题目：分离叉的内加工面设计

学 院、系：

专 业：

学 号：

学 生 姓 名：

指导教师姓名：

最终评定成绩：

附图1： 分离叉夹具总装图

附图2： 分离叉夹具零件图

目 录
一、 引言………………………………………………………… ４
二、 零件分析…………………………………………………… ５
三、 工艺分析……………………………………………………５
四、 夹具设计…………………………………………………… 6
五、 定位误差的分析计算……………………………………… 10
六、 夹具使用及维护注意事项…………………………………11
七、 机床的选择………………………………………………… 11
八、 主要参考文献……………………………………………… 12
九、心得体会………………………………………………………12

一、 引言
夹具课程设计是在完成了机械制造工艺学等理论课程后，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节，它要求学生全面地综合运用本课程及其有关先修课程的理论和实践知识，进行零件加工工艺规程的设计和机床夹具的设计。其目的在于：
1）培养学生运用机械制造工程学及相关课程的知识，结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决零件机械加工工艺问题，初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。
2）能根据被加工零件的技术要求，运用机床夹具设计的基本原理和方法，学会拟订机床夹具设计方案，完成夹具结构设计，提高结构设计能力。
3）培养学生熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。
4）进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件等基本技能。
本次课程设计共分为五部分，分别是：①分析零件图，进行工艺审查；②拟订工艺路线，确定加工工序；③机床夹具总体方案设计。针对这三大块内容，我们进行了认真的分析，明确的分工，并协调合作，共同完成了此次任务。团队共五人，每个人在此次课程设计中都做出了很大的贡献。
就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己将要从事的工作进行一次适应性训练，从中更加锻炼自己，巩固和加深理论教学内容，培养我们综合运用所学理论，解决现代实际工艺设计问题的能力，为以后走上工作岗位打下一个良好的基础！
由于能力水平有限，经验不足，设计中难免有许多不足之处，恳请尹老师给予批评指导！
二. 零件的分析
2.1 零件的作用

给定图形——分离叉
该零件主要用于离合器和减速器中，起拔动作用，受力不大。其中φ25的孔用于与轴的联接。
2.2 任务要求分析
零件中有孔和叉的两个内表面要加工。我得到的任务是铣叉内表面保证其精度为80±0.2mm。
三. 工艺分析
3.1 确定毛坯的制造形式。
该零件主要用于离合器和减速器中，起拔动作用。主要受弯矩作用，但受力不大。还受磨擦作用，则两内侧面的硬度要求较高。考虑到机械性能和受力条件，本分离叉零件材料选为45钢。又因其为异形结构，所以采用型材锻造成形较好。零件的一些非工作表面不须再进行切削加工，则要求锻造的表面质量较高，如飞边毛刺少等。
3.2 精基准的选择
零件以φ25孔轴线是设计基准，并且该零件的被加工表面与其有严格的位置精度要求。根据基准重合原则，选其作为工序基准符合基准重合原则，且定位稳定可靠且便于工件的夹紧，也有利于保证加工后的空间位置精度。
四. 夹具设计
4.1 定位方案和定位元件设计
4．1．1基准
基准就是工件上用来确定其他表面（或点，线）的位置时所依据的表面。与设计直接有关的基准：工序基准，定位基准。
在工件工序图中，用来确定本工序加工表面位置的基准，加工表面与工序基准之间，一般有两次核对位置要求：一是加工表面对工序基准的距离要求，即工序尺寸要求；另一次是加工表面对工序基准的形状位置要求，如平行度，垂直度等。
工件定位时，用以确定工件在夹具中位置的表面（或点，线）称为定位基准。定位基准的选择，一般应本着基准重合原则，尽可能选用工序基准作为定位基准，工件在定位时，每个工件的夹具中的位置是不确定的，一般是限制工件的六个自由度，分别是指：沿三坐标轴的移动自由度，和绕三坐标轴转动的自由度，分别由xyzXYZ表示。
4．1．2 零件定位方案的确定
本零件的六点定位方案（如图-2所示）可以初步确定为：工件以Ф25H9的孔右端面及其端面分别在定位销（见装佩图中件5）、右支承（见装佩图中件6）上定位，限制x、y、z 方向移动的三个自由度；以Ф25H9的孔左端孔缘在螺杆（见装佩图中件3）的锥头上定位，限制X、Z方向转动的两个自由度，又以叉脚背面靠在支承1与7上限制Y方向转动的一个自由度，实现完全定位。
4.2 夹具体总装图布置如下
主视图

俯视图

左视图

夹具总装三维示意图

4．2．1主定位元件
主定位面确定为工件Ф25H9的孔内表面和右端面，故选定位销定位。材料选用20钢，渗碳碳淬火硬度HRC55-60。其大端直径Ф25 mm、小端直径Ф16r6mm。
4．2．2.第二定位元件
第二定位面确定为Ф25H9的孔左端孔缘在螺杆的锥头上定位。材料选用45钢，淬火硬度HRC35-40。其大端直径Ф25 mm、小端直径Ф16r6mm。
4．2．3、第三定位元件
第三定位面定为叉脚背面靠在左支承与对刀支承板上限制Y方向转动的一个自由度，实现完全定位。
4．2．4．对刀元件的设计
从本夹具所加工的分离叉的结构上分析可用支承元件兼做对刀元件材料为20钢，渗碳淬火HRC55-60。
4．2．5 其他元件设
夹具底座的设计：本夹具用于普通铣床上。其夹具底座用T型螺钉与铣床工作台联接。夹具底座的材料选为灰铸铁铸造而成。详细尺寸及结构形式见夹具体总装图。
4.3夹紧方案设计
本零件主夹紧采用了两个螺旋压板分别对工件进行夹紧，锥头螺杆既起定位作用又能起辅助夹紧作用。支承板兼作对刀块。

五．定位误差的分析计算
定位误差是由于工序基准的变动对加工表面尺寸所造成的极限值。产生原因有：a 工序基准与定位基准不重合；b 工序基准自身在位置上发生偏移或者位移。
本夹具采用两面一孔定位，主要定位采用平面定位，工件以平面定位时，主要是由基准不重合引起定位误差。所以，第一定位的设计基准定位基准重合，故不会发生基准不重合误差。同理，第二定位也不会产生基准不重合误差。第三定位是以圆孔定位，采用定位销做定位元件。当采用定位销定位，其理想情况是孔轴线与销的轴线重合，但由于定位基准和定位元件存在制造误差，而且为了使工件易于装上，还必须使定位孔与定位销之间有一定的间隙，这样孔中心与定位销的轴线便不能重合，就会产生基准位移误差。
误差计算如下：
对x的定位ΔD·W(x)=δD+δd+Δmin (《机床夹具手册》P25表1-112)
δD---------定位圆孔直径公差
δd---------定位销直径公差
Δmin-------定位孔与定位销间的最小间隙
∵ δD=ES-EI=52-0=52μm
Δd=es-ei=34-23=11μm
Δmin=20μm
∴ ΔD·W(x)=52+11+20=49μm
X向定位公差为0.2mm。
0.2×1/3=0.067>0.049=ΔD×W(x)
∴ 此设计符合要求。
六．夹具使用及维护注意事项
6．1 使用方法
安装工件时，先松开螺母与锥头螺杆，移开压板，将工件从夹具正面装入，旋动锥头螺杆顶住工件。然后将压板移到夹紧位置，拧紧螺母，使工件处于夹紧状态。
6．2 维护注意事项
本夹具使用了辅助夹紧装置，能保证定位可靠。并且主夹紧采用了两个螺旋压板，能使工件得到足够的夹紧力。但是，锥头螺杆的移动导向长度偏短，影响定位精度；左支承板和对刀支承板能产生干涉，改进方法是将其中之一改为辅助支承即可。

七．机床的选择
零件的加工精度和生产和生产率在很大程度上由所使用的机床所决定。在设计工艺规程时，主要是选择机床的种类和型号。选择机床时要考虑生产的经济性，还要考虑机床的工艺性，机床的精度的和零件加工精度相适应，机床的加工尺寸范围需与毛坏外型尺寸相适应，机床的主轴转速、走刀量和机床动力等应基本上符合切削用量和要求。故本工序选择X6030卧式铣床。其基本参数如下：
主轴端面到工作台的距离：最小：30mm，最大：300mm；
工作台工作面面积：长：1120mm，宽：300mm；
工作台最大移动量：横向：250mm，纵向：350mm，垂直：390mm；
T型槽：宽：14mm，间距：60mm；
主轴孔径：44.45mm；
主轴孔锥度：7：24。
《金属机械加工工艺人员手册》P565表８-55。

八．主要参考文献：
[1]．郭艳玲，李彦蓉，尹成龙主编．机械制造工艺学．北京：北京大学出版社，2008
[2]．机械制造工艺学与机床夹具设计，尹成龙主编．安徽农业大学出版社，2009
[3]．张进生主编．机械制造工艺与夹具设计指导．北京：机械工业出版社，1995
[4]．白成轩主编．机床夹具设计新原理．北京：机械工业出版社，1997
[5]．孔晓玲主编．公差与测量技术．北京：北京大学出版社，2008

九、心得体会
流星的光辉来自星体的摩擦，珍珠的晶莹来自贝壳的眼泪，成功的背后需要我们为之付出很大的努力。通过两周的奋斗，在尹成龙老师悉心的指导下，在同学们的密切配合下，我的机械原理课程设计终于完成了。在此我想向尹成龙老师表示最真诚的感谢。虽然我的设计可能还有不少的错误和误差，但心中还是无比的喜悦。
在这几天中，我有很多的体验，同时也有我也找到许多的毛病，比如：专业知识的不能熟练应用，作图时布图不是太合理。但是通过这次实践设计，我觉得我的能力有了很大的提高。比如：通过这次设计我学会了查找一些相关的工具书，并且巩固复习了一些设计数据的计算方法。
自己的第一次夹具课程设计，其中肯定有很多的不足，希望在今后的设计中，能够得到真正的提升，使自己的设计能力进一步趋向成熟。当然我也会努力学习让自己的专业知识日益深厚。我在这次设计中感到了团队合作的重要性。这将使我受益终生。
人生中会遇到很多的问题和坎坷，无论它们有多么的棘手，但我相信，只要努力，成功就一定会在眼前！

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