拨叉锁销孔夹具设计

王家兴 曲太旭

摘要：拨叉是变速箱换挡机构中的一个主要零件，主要用于换挡。因为锁销孔φ8mm是需要重点保障的部位之一，故一套拆裝方便快捷的夹具是必不可少的。夹具采用一面两销定位，偏心轮夹紧机构进行夹紧。本专用夹具具有装夹迅速方便，定位精准的特点。零件采用夹具标准零件，互换性好。可以提高加工效率，减少工时。

关键词：夹具，锁销孔，一面两销

1.引言

农业是我国的根本，是很重要的部分，并且农业也是我国非常重视且大力发展的部分，。以上零件即为拖拉机中所用的拨叉。是拖拉机中非常重要的零件，保障它的生产可以一定程度上促进拖拉机的供给以及售后维修等。而提高生产拨叉的效率需要专用的夹具来保障，这也是设计本夹具的目的。

2.拨叉的工艺分析

2.1 零件技术要求的分析

1）拨叉属于典型的叉类零件，其叉轴孔是主要装配基准，叉轴与变速叉轴有配合要求，因此加工精度要求较高。插脚两端面在工作中要承受冲击载荷，为增加其耐磨性所以对其表面做淬火处理，硬度为48～58HRC;为保证拨叉拨动齿轮换挡时叉脚受力均匀。要求叉脚两端面对变速叉轴孔φ30 mm的垂直度要求为0.1mm，叉脚两端面的平面度要求为0.08mm，为保证拨叉在叉轴上有准确的位置。改换档位准确，拨叉采用锁销定位，锁销孔的尺寸为φ8 mm，锁销孔中心线与叉轴孔中心线的垂直度要求为0.15mm。

2）确定零件的生产类型

该零件为某拖拉机用拨叉，已知零件材料为35钢，质量4.5kg，年产量3000台/年。查表得该零件为轻型零件中批生产。所以该零件的年生产纲领N为：

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精基准的选择

根据拨叉零件的技术要求和装配要求，选择拨叉的设计基准为叉头左端面、叉轴孔30 mm和叉脚内孔表面作为精基准，符合“基准重合原则”，同时零件上的很多表面都可以采用该组表面作为精基准，有遵循了基准统一原则，叉轴孔30 mm的轴线是设计基准，选用其作精基准定位加工拨叉脚两端面和锁销孔8 mm，有利于保证被加工表面的垂直度;选用拨叉头左端面作为精基准同样是服从了“基准重合”的原则，因为该拨叉在轴向方向上的尺寸多以该端面做设计基准;另外，由于拨叉刚性差，受力易产生弯曲变形，为了避免在机械加工中产生夹紧变形，选用拨叉头，左端面作精基准，夹紧力可以作用在拨叉头的右端面上，夹紧稳定可靠。

3.2.粗基准的选择

作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺欠。我们选择变速叉轴孔30 mm的外圆面和拨叉头右端面作为粗基准。采用30 mm外圆面定位加工内孔可保证孔的壁厚均匀;采用拨叉头右端面作粗基准加工左端面，接着以左端面为基准加工右端面，可以为后续工序准备好精基准。

3.3定位元件的选用

选择一面两销的定位方案对拨叉进行定位，长定位销与工件定位孔配合限制四个自由度。定位销轴间小环面与工件定位端面接触，限制一个自由度。菱形销与工件叉口接触，限制一个自由度，实现工件的完全定位。定位孔与定位销的配合尺寸取φ30 。

4.夹紧机构

本套夹具采用偏心轮压板夹紧机构对拨叉进行夹紧。它是通过偏心件直接夹紧或与其他元件组合而实现夹紧工件的。偏心夹紧机构的偏心件一般有圆偏心和曲线偏心两种。圆偏心夹紧机构具有结构简单、夹紧迅速等优点，但它的夹紧行程小，增力倍数小，夹紧自锁性能较差，故一般适用于被夹紧工件表面尺寸公差较小和切削过程中振动较小的场合。

5.夹紧力计算

因为该夹紧机构可看做偏心轮与压板组合而成的夹紧装置，所以夹紧装置对工件的夹紧力可分为两个部分，分别是偏心轮和压板。

5.1偏心轮施加给压板的力

5.2压板对工件的夹紧力

对压板进行受力分析再根据杠杆原理： ，可得 将切削力与夹紧力进行比较可以发现 所以夹紧装置可靠。

6.定位误差分析

对于本工件工序尺寸40 mm而言，定位基准与工序基准重合，定位误差 ;对于加工孔φ8 mm的位置度公差要求，定位基准与工序基准重合 ;加工孔径尺寸φ8mm由刀具直接保证， 。由上述分析可知该定位方案合理可行。

6.夹具总体概览

参考文献：

[1]孟宪栋，刘彤安. 机床夹具图册[M].北京：机械工业出版社，2014.

[2]冯辛安. 机械制造装备设计[M].第2版.北京：机械工业出版社，2005.