撥叉鎖銷孔夾具設(shè)計(jì)

王家興 曲太旭

摘要：撥叉是變速箱換擋機(jī)構(gòu)中的一個(gè)主要零件，主要用于換擋。因?yàn)殒i銷孔φ8mm是需要重點(diǎn)保障的部位之一，故一套拆裝方便快捷的夾具是必不可少的。夾具采用一面兩銷定位，偏心輪夾緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行夾緊。本專用夾具具有裝夾迅速方便，定位精準(zhǔn)的特點(diǎn)。零件采用夾具標(biāo)準(zhǔn)零件，互換性好?？梢蕴岣呒庸ば?，減少工時(shí)。

關(guān)鍵詞：夾具，鎖銷孔，一面兩銷

1.引言

農(nóng)業(yè)是我國的根本，是很重要的部分，并且農(nóng)業(yè)也是我國非常重視且大力發(fā)展的部分，。以上零件即為拖拉機(jī)中所用的撥叉。是拖拉機(jī)中非常重要的零件，保障它的生產(chǎn)可以一定程度上促進(jìn)拖拉機(jī)的供給以及售后維修等。而提高生產(chǎn)撥叉的效率需要專用的夾具來保障，這也是設(shè)計(jì)本夾具的目的。

2.撥叉的工藝分析

2.1 零件技術(shù)要求的分析

1）撥叉屬于典型的叉類零件，其叉軸孔是主要裝配基準(zhǔn)，叉軸與變速叉軸有配合要求，因此加工精度要求較高。插腳兩端面在工作中要承受沖擊載荷，為增加其耐磨性所以對(duì)其表面做淬火處理，硬度為48～58HRC;為保證撥叉撥動(dòng)齒輪換擋時(shí)叉腳受力均勻。要求叉腳兩端面對(duì)變速叉軸孔φ30 mm的垂直度要求為0.1mm，叉腳兩端面的平面度要求為0.08mm，為保證撥叉在叉軸上有準(zhǔn)確的位置。改換檔位準(zhǔn)確，撥叉采用鎖銷定位，鎖銷孔的尺寸為φ8 mm，鎖銷孔中心線與叉軸孔中心線的垂直度要求為0.15mm。

2）確定零件的生產(chǎn)類型

該零件為某拖拉機(jī)用撥叉，已知零件材料為35鋼，質(zhì)量4.5kg，年產(chǎn)量3000臺(tái)/年。查表得該零件為輕型零件中批生產(chǎn)。所以該零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)N為：

N=Qm（1+a%）（1+b%）

N=3000×1×（1+0.02）×（1+0.004）=3072件/年

3.定位方案

3.1精基準(zhǔn)的選擇

根據(jù)撥叉零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇撥叉的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為叉頭左端面、叉軸孔30 mm和叉腳內(nèi)孔表面作為精基準(zhǔn)，符合“基準(zhǔn)重合原則”，同時(shí)零件上的很多表面都可以采用該組表面作為精基準(zhǔn)，有遵循了基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，叉軸孔30 mm的軸線是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，選用其作精基準(zhǔn)定位加工撥叉腳兩端面和鎖銷孔8 mm，有利于保證被加工表面的垂直度;選用撥叉頭左端面作為精基準(zhǔn)同樣是服從了“基準(zhǔn)重合”的原則，因?yàn)樵摀懿嬖谳S向方向上的尺寸多以該端面做設(shè)計(jì)基準(zhǔn);另外，由于撥叉剛性差，受力易產(chǎn)生彎曲變形，為了避免在機(jī)械加工中產(chǎn)生夾緊變形，選用撥叉頭，左端面作精基準(zhǔn)，夾緊力可以作用在撥叉頭的右端面上，夾緊穩(wěn)定可靠。

3.2.粗基準(zhǔn)的選擇

作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面缺欠。我們選擇變速叉軸孔30 mm的外圓面和撥叉頭右端面作為粗基準(zhǔn)。采用30 mm外圓面定位加工內(nèi)孔可保證孔的壁厚均勻;采用撥叉頭右端面作粗基準(zhǔn)加工左端面，接著以左端面為基準(zhǔn)加工右端面，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。

3.3定位元件的選用

選擇一面兩銷的定位方案對(duì)撥叉進(jìn)行定位，長定位銷與工件定位孔配合限制四個(gè)自由度。定位銷軸間小環(huán)面與工件定位端面接觸，限制一個(gè)自由度。菱形銷與工件叉口接觸，限制一個(gè)自由度，實(shí)現(xiàn)工件的完全定位。定位孔與定位銷的配合尺寸取φ30 。

4.夾緊機(jī)構(gòu)

本套夾具采用偏心輪壓板夾緊機(jī)構(gòu)對(duì)撥叉進(jìn)行夾緊。它是通過偏心件直接夾緊或與其他元件組合而實(shí)現(xiàn)夾緊工件的。偏心夾緊機(jī)構(gòu)的偏心件一般有圓偏心和曲線偏心兩種。圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、夾緊迅速等優(yōu)點(diǎn)，但它的夾緊行程小，增力倍數(shù)小，夾緊自鎖性能較差，故一般適用于被夾緊工件表面尺寸公差較小和切削過程中振動(dòng)較小的場合。

5.夾緊力計(jì)算

因?yàn)樵搳A緊機(jī)構(gòu)可看做偏心輪與壓板組合而成的夾緊裝置，所以夾緊裝置對(duì)工件的夾緊力可分為兩個(gè)部分，分別是偏心輪和壓板。

5.1偏心輪施加給壓板的力

5.2壓板對(duì)工件的夾緊力

對(duì)壓板進(jìn)行受力分析再根據(jù)杠桿原理： ，可得 將切削力與夾緊力進(jìn)行比較可以發(fā)現(xiàn) 所以夾緊裝置可靠。

6.定位誤差分析

對(duì)于本工件工序尺寸40 mm而言，定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，定位誤差 ;對(duì)于加工孔φ8 mm的位置度公差要求，定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合 ;加工孔徑尺寸φ8mm由刀具直接保證， 。由上述分析可知該定位方案合理可行。

6.夾具總體概覽

參考文獻(xiàn)：

[1]孟憲棟，劉彤安. 機(jī)床夾具圖冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014.

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