拨叉加工工艺及铣通槽专用夹具设计.pdf

:./.拨叉加工工艺及铣通槽专用夹具设计李 成黄日华(.柳州职业技术学院 机电工程学院广西 柳州 .广西科技大学 机械与汽车工程学院广西 柳州)摘 要:拨叉零件是构成车床变速机构的重要零件其主要作用是通过拨叉使两根不同速度的轴上的齿轮匹配以获得不同的转速从而实现变速 该文首先简要分析了拨叉零件的结构并根据拨叉的技术要求确定了毛胚尺寸和机械加工余量然后通过方案的对比分析确定了最优加工方案并制订了加工工艺路线 最后为拨叉通槽加工设计了铣床专用夹具此夹具结构简单、能快速装夹不仅能保证产品质量还可提高生产效率关键词:拨叉加工工艺夹具机械加工余量中图分类号:文献标识码:文章编号:()(.):.:引 言拨叉零件结构较为简单整体为长方体形的不规则结构其内部设计有花键孔、通槽、螺纹孔、凹台等结构 拨叉的通槽是与花键孔配合的重要加工表面且通槽的底面与花键孔中心线存在垂直度的要求因此通槽加工工序的定位和夹紧方案的优劣决定着生产效率的提升与否 按照既要保证加工质量又要提高生产效率的设计思路笔者在制定拨叉加工工艺路线的基础上根据拨叉上通槽的结构特点设计了通槽铣床专用夹具 实践证明该专用夹具的应用既保证了加工质量又提高了生产效率为该类零件的加工装夹提供了参考 零件机构及工艺分析图 为拨叉零件图 拨叉零件的中心以花键中心线为中心底部平面是一个通槽通槽是拨叉与主轴齿轮的配合槽零件上表面是一个阶梯表面表面上有与齿轮的配合凹槽还有两个对称的螺纹孔和一个与花键孔相通的配作孔用以紧固拨叉与主轴之间的连接图 拨叉零件图设计与开发 年第 期(第 卷总第 期)机械研究与应用收稿日期:基金项目:广西高校中青年教师科研基础能力提升项目:钴基高温合金热冲击疲劳机理研究(编号:)柳州职业技术学院科研课题立项项目:钴基合金 成形技术及其热处理工艺的研究(编号:)作者简介:李 成()男广西南宁人硕士研究生讲师主要从事材料成型及工装设计的教学与研究工作 拨叉零件的主要加工表面为以 孔轴线为中心的表面包括 的孔及花键左右端面和底面、的孔、两端的 倒圆角、零件的上表面和倒角、零件下表面通槽的底面和两侧面和倒角、两个尺寸为 深度的相同螺纹孔及 的配作孔以 外圆柱面为中心的加工表面包括 外圆柱面以及 的左端面 加工精度要求方面只有 花键孔面要求加工精度较高尺寸精度为 表面粗糙度为.其他加工表面除保证其表面粗糙度外无特殊精度要求 工艺规程设计.零件的生产类型某公司生产要求为 件/年 根据生产实际该零件的备品率 、废品率 .通过计算确定该零件的生产纲领为:()(.)(件/年)该零件的质量约为.属于轻型零件由相关资料可确定该零件生产类型为大批量生产.定位基准和机械加工余量确定拨叉零件的机械加工应遵守先加工好面再加工好孔的规则 而对若干个不加工表面的工件则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准 拨叉零件的加工工艺应该将粗加工与精加工分开进行以保证加工精度()粗基准选择尽可能选择不加工表面为粗基准以保证加工面与不加工面之间的相互位置精度 拨叉的 外圆为不加工表面以此作为粗基准()精基准选择精基准的选择主要考虑基准重合问题“选择精基准时尽量选择零件的设计基准为定位基准即必须满足基准重合的原则”由图 可知花键孔中心线是设计基准 为了避免由于基准不重合而产生的误差故选择花键孔中心线为精基准()机械加工余量粗、精基准确定后需确定各加工对象的加工余量余量数据如表 所列表 机械加工余量加工对象铸件加工后尺寸机械加工余量毛胚尺寸左、右端面.槽深 .槽宽 .上端面钻孔精镗孔.制定工艺路线根据加工表面精度及表面粗糙度查表得到拨叉零件表面加工参考方案如表 所列遵循先粗后精、先主后次、先面后孔和基准先行的原则制定拨叉加工工艺路线如表 所列表 拨叉加工参考方案序号加工表面加工方法粗加工半精加工精加工粗铣、精铣左端面粗铣精铣/钻 孔镗孔 钻孔精镗/锪孔 的倒角锪孔/拉花键孔/拉花键/粗铣上表面、精铣上表面粗铣精铣/粗铣 底槽精铣 底槽粗铣精铣/钻 螺纹孔钻 锥孔攻螺纹 钻孔/攻丝表 拨叉加工工艺路线工序号工序名称设备种类铸造毛胚/清砂/热处理/粗车和精铣左端面普通车床钻孔 和精镗 普通车床锪 的倒角立式钻床拉花键立式钻床粗铣上表面和精铣上表面立式钻床粗铣 沟槽和精铣 沟槽普通车床钻 通孔并攻丝 锥孔配作立式钻床去毛刺立式钻床检验入库立式钻床 铣通槽专用夹具设计设计的专用夹具是用于拨叉零件通槽的装夹要解决的问题是使工件在无法旋转的情况下让铣刀能竖直加工通槽 故对铣通槽专用夹具的要求除了保证加工质量还要保持比较好的加工位置以实现可靠工件装夹和快速拆装.定位方案图 中拨叉零件上 槽的两个侧边面在工件上对 花键孔的中心线有垂直方向的垂直度和平行方向的平行度要求为了使定位误差在合理范围内故夹具选用 花键孔的中心作为定位基准使之成为自动定心的铣槽专用夹具 为了限制花键在 轴上的旋转自由度需在定位芯轴上设计与花键孔匹配的凸台定位芯轴结构如图 所示图 为定位方案 由图可知左端面定位可限制 个自由度(轴的移动副 轴、轴的旋转副)花键孔定位可限制 个自由度(轴、轴的移动副)机械研究与应用 年第 期(第 卷总第 期)设计与开发花键轴凸台定位可限制最后 个自由度(轴的旋转副)图 定位芯轴图 工件定位方案.夹紧装置加紧装置由快换垫圈、螺杆、螺母组成结构如图 所示 卸工件时先稍微松开螺母取下开口垫圈因零件的孔径小于螺母的外径工件可穿过螺母快速地取出装工件时先将零件穿过螺母装于定位芯轴上再插入开口垫圈拧紧螺母即可如此实现了工件的快拆快装图 快换垫圈、螺母.夹具体图 夹具体夹具体为半开式结构夹具体上加强筋用以防止应力过大而压断夹具体两侧座耳是夹具与机床的连接部件 夹具体结构图 所示.夹具总装配图如图 是铣通槽夹具的总装配图该夹具以夹具体为基础以定位板、定位芯轴及芯轴上的凸台为定位表面再通过螺杆、螺母和快换垫圈的配合对零件进行装夹图 夹具装配图.夹具体.六角薄螺母 .定位芯轴.型快换垫圈 .六角螺母 级 .直角对刀块.型定位键 或 .内六角圆柱头螺钉 .普通型平键 型 .圆柱销不淬硬钢和奥氏体不锈钢 .内六角圆柱头螺钉 经企业生产实践证明所设计的夹具能较好地保证拨叉的加工质量和生产进度方便操作者快速地对零件进行装夹提高了生产效率此设计是在普通铣床上设计夹具并完成零件的通槽加工减轻了生产投入达到了很好的效果 经检验加工出来的零件完全符合图纸要求 结 语综上根据零件的分析得出重要加工的表面并选择合适的定位基准根据准则选择表面加工方案并确定最终的加工工艺路线 在分析定位方案和加紧装置的基础上设计了拨叉零件通槽的普通铣床专用夹具并通过生产实践验证了该夹具的使用可提高效率降低成本参考文献:李 成冯志有.滤油器体加工工艺及钻斜孔夹具设计.自动化应用():.刘晓乾马云鹏.数控机床加工工艺探索.产业与科技论坛():.朱成洲.钻床专用夹具的设计.装备制造技术():.柯 达.减速箱体零件机械加工工艺规程设计.科技视界():.设计与开发 年第 期(第 卷总第 期)机械研究与应用