彭玉年

（廣東省工業(yè)高級(jí)技工學(xué)校，廣東韶關(guān) 512000）

變速箱上蓋拔叉孔加工夾具設(shè)計(jì)

彭玉年

（廣東省工業(yè)高級(jí)技工學(xué)校，廣東韶關(guān) 512000）

變速箱上蓋是汽車用來(lái)?yè)Q檔的重要零部件之一，它可以改變傳動(dòng)比，滿足不同行駛條件對(duì)牽引力的需要。就變速箱上蓋拔叉孔加工夾具設(shè)計(jì)方案進(jìn)行論述，通過(guò)采用這套夾具體和鉆模，不但保證了工件的形位要求，提高了該產(chǎn)品的加工質(zhì)量，同時(shí)也縮短了輔助加工時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。

變速箱上蓋；夾具；刀具選用；定位基準(zhǔn)；鉆模；同軸度

1 產(chǎn)品圖紙技術(shù)要求的分析

產(chǎn)品如圖1所示，此產(chǎn)品從形狀特征分析可知，是一個(gè)薄壁腔形零件，材料為灰口鑄鐵毛坯件，形狀較復(fù)雜，加工的部位較多，零件的公稱尺寸、形位公差要求、表面粗糙度精度要求都較高。如工件上下表面平面度要求是0.15 mm，四組孔每組孔的同軸度要求是?0.04 mm，由于每組孔的軸向長(zhǎng)度很大，從此同軸度要求可以看出加工這四組孔要保證這每組孔的同軸度難度較大，另外在三組孔的一端都有mm深10 mm的臺(tái)階孔，另一組的另一端也有深10 mm的臺(tái)階孔，四組孔?20+0.153 +0.120mm的表面粗糙度要求是Ra0.8。因此，要保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，加工出合格的產(chǎn)品，不設(shè)計(jì)一套專用鉆模是難以做到的。所以要加工好這四組長(zhǎng)孔，鉆模設(shè)計(jì)的是否合理是夾具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

圖1 產(chǎn)品圖

2 夾具體的設(shè)計(jì)與制造

實(shí)現(xiàn)這四個(gè)孔的加工有多種途徑，考慮到批量生產(chǎn)，如果用臥式加工中心加工，雖加工質(zhì)量較好，但是加工效率不高且加工成本高?，F(xiàn)在通過(guò)上面對(duì)技術(shù)要求的分析，設(shè)計(jì)制造了一種專用夾具，如圖2所示，用它來(lái)保證加工質(zhì)量，提高加工效率。

圖2 專用夾具

（1）設(shè)計(jì)的思路

1設(shè)計(jì)一種鉆模，將鉆模安裝到搖臂鉆床工作臺(tái)的側(cè)面，把工件定位夾緊到夾具體上進(jìn)行加工，首先將快換鉆套裝入模板，鉆出?18的孔，用擴(kuò)孔鉆擴(kuò)出?19.8的孔，用?20的鉸刀半精鉸孔，再用?20.08的鉸刀精鉸。在第二層孔上面也得設(shè)計(jì)一套鉆模板，以保證刀具準(zhǔn)確定位，不發(fā)生偏斜。對(duì)最長(zhǎng)組的另一端的孔將模板旋轉(zhuǎn)180°，再鉆鉸另一端的孔。

2對(duì)于兩端?22的孔換成另一組?22的快換鉆套裝銑刀銑出。

（2）夾具結(jié)構(gòu)介紹

夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖3所示。

圖3 模具裝配示意圖

3 定位誤差的綜合分析與計(jì)算

由此變速箱撥叉蓋板結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知，此工件在夾具中的定位體常適合平面雙銷組合定位方案，而且采用一個(gè)為圓柱銷，另一個(gè)為削邊銷結(jié)構(gòu)比較合理[1]。由技術(shù)要求可看出，4組撥叉孔中同一組孔的同軸度?0.040 mm，是第一精度要求，每一組孔之間的孔距公差為±0.05為第二精度要求，其他形位精度要求均不高，則此較容易保證?，F(xiàn)以保證每一、第二精度要求為條件進(jìn)行分析計(jì)算。

3.1 定位銷參數(shù)設(shè)計(jì)

圖3中已給出了工件兩個(gè)工藝孔（把圖中左下角孔稱為A孔，右上角孔稱為B孔），其兩銷孔基本尺寸及公差為

（1）確定A圓柱銷直徑dA及其公差帶

銷A直徑基本尺寸取孔A直徑的最小極限尺寸dA=DAmin=10.040mm其基本偏差取g，公差等級(jí)取IT7，查軸的極限偏差表得：

（2）確定兩銷中心距及其公差帶

圖中給出了兩銷孔在縱向及橫向的基本尺寸及公差分別為：321±0.025、214±0.025，不難算出兩定位孔中心距及公差應(yīng)是以上兩項(xiàng)的算術(shù)和即L=385.794 mm，公差等級(jí)IT7級(jí)取為 L孔= 385.794±0.028。取兩定位銷中心距基本尺寸為工件定位孔中心距基本尺寸L銷=L孔=385.794，取兩銷距公差為孔距公差的1/4，則：T銷=，銷距公差帶按雙向?qū)ΨQ分布，那么兩銷距及公差帶為

（3）確定削邊銷及其公差帶

當(dāng)d孔=10 mm時(shí)，削邊銷圓弧寬度b=4，

于是由公式得：

由銷B裝入條件：

Db的公差等級(jí)為IT7，查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表得：

由此確定兩定位銷孔的公差帶為：

在制作加工中，除了要保證孔按上計(jì)算出的A、B孔（銷）的尺寸及公差帶外，并滿足工件中321±0.025或214±0.025的要求，才能保證工件能夠正確地裝入模板中，并保證工件兩定位銷的位置精度要求。

3.2 快換鉆套與模板孔配合的設(shè)計(jì)

因?yàn)樵摴ぜ慕M孔對(duì)上下底表面及則面沒有規(guī)定形位公差要求，主要規(guī)定了同一組孔間的同軸度?0.040，及相鄰兩孔之間距32±0.050，所以鉆套外徑與模板孔配合性質(zhì)及精度要求選取極為重要。具體講就是鉆套外徑在最小極限尺寸，而模板孔在最大極限尺寸狀態(tài)時(shí)的配合，所形成兩孔的同軸度誤差最大，所以，必須使兩者配合后所形成的最大偏心量小于同軸度公差要求[4]。

以模板孔為基準(zhǔn)孔，設(shè)計(jì)其尺寸為?30，精度等級(jí)為IT8，則為，鉆套相應(yīng)精度等級(jí)選用IT6，配合性質(zhì)為g，則為兩者配合后形成的最大軸心偏差為，滿足同軸條件[4]。

（1）定位元件

一面兩銷式定位，其中一銷為短圓柱銷，另一銷為削邊銷，分別限制2個(gè)和1個(gè)自由度。采用削邊銷標(biāo)準(zhǔn)（TB/T8014、1-8014、3-1995）。

（2）定位銷

（標(biāo)準(zhǔn)TB/T8014、2-1995）材料T8A2具鋼制造，并整體淬硬。

3.3 兩孔一面定位

根據(jù)兩孔一面定位原則和定位方式，能保證工件在夾具當(dāng)中的完全定位，此夾具非常適合這種定位方式，在設(shè)計(jì)中就采用了這種定位方式制作定位面和定位銷，為滿足工件的技術(shù)要求提供了可靠的保證。

4 此鉆模板的安裝及使用

為了保證工件上下表面的平面度0.15，模座板的上下表面必須在磨床磨出，且其平面度小于2件平面度允差的1/3即0.050、Ra0.8；設(shè)計(jì)的定位塊上下面，前后面（26）必須同時(shí)磨出，達(dá)到相應(yīng)的尺寸和形位精度要求。

鉆套選用快換方式，考慮到?20的孔的形成工藝，是先用?17～?18的鉆頭粗鉆出孔，再用擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔，最后用粗、精鉸刀鉸削出該孔，因而工序中要能夠更換鉆套。

對(duì)于最長(zhǎng)的（約61+93+67+153+19+6=409）那一組孔的最右端的加工，應(yīng)將模板座旋轉(zhuǎn)180°，調(diào)正檢查各尺寸合格后，單獨(dú)加工出。

5 加工工藝

（1）夾具體安裝

把夾具體安裝在鉆床工作臺(tái)側(cè)面用定位塊定位好，校正好，鎖緊在鉆床工作臺(tái)側(cè)面，把工件安裝在夾具體上，用壓板固定好[3]。

（2）鉆孔?18

用鉆頭在工件實(shí)體部位加工孔稱為鉆孔。鉆孔屬粗加工，可達(dá)到的尺寸公差等級(jí)為IT13～I(xiàn)T11，表面粗糙度值為Ra50～12.5 μm。

（3）擴(kuò)孔?19.8

用擴(kuò)孔鉆對(duì)已有的孔(鑄孔、鍛孔、鉆孔)作擴(kuò)大加工稱為擴(kuò)孔。擴(kuò)孔所用的刀具是擴(kuò)孔鉆。擴(kuò)孔鉆的結(jié)構(gòu)與麻花鉆相似，但切削刃有3～4個(gè)，前端是平的，無(wú)橫刃，螺旋槽較淺，鉆體粗大結(jié)實(shí)，切削時(shí)剛性好，不易彎曲，擴(kuò)孔尺寸公差等級(jí)可達(dá)IT10～I(xiàn)T9，表面粗糙度Ra值可達(dá)3.2 μm。擴(kuò)孔可作為終加工，也可作為鉸孔前的預(yù)加工。

鉸孔是在半精加工（擴(kuò)孔或半精鏜）的基礎(chǔ)上對(duì)孔進(jìn)行的一種精加工方法。鉸孔的尺寸公差等級(jí)可達(dá)IT9～I(xiàn)T6，表面粗糙度值可達(dá)Ra3.2～0.2 μm。

1）鉸削方式

鉸削的余量很小，若余量過(guò)大，則切削溫度高，會(huì)使鉸刀直徑膨脹導(dǎo)致孔徑擴(kuò)大，使切屑增多而擦傷孔的表面；若余量過(guò)小，則會(huì)留下原孔的刀痕而影響表面粗糙度。一般粗鉸余量為0.15～0.25 mm，精鉸余量為0.05～0.15 mm。鉸削應(yīng)采用低切削速度，以免產(chǎn)生積屑瘤和引起振動(dòng)，一般粗鉸=4～10 m/min，精鉸=1.5～5 m/min。機(jī)鉸的進(jìn)給量可比鉆孔時(shí)高3～4倍，一般可達(dá)0.5～1.5 mm/ r。為了散熱以及沖排屑末、減小摩擦、抑制振動(dòng)和降低表面粗糙度值，鉸削時(shí)應(yīng)選用合適的切削液。鉸削鋼件常用乳化液，鉸削鑄鐵件可用煤油。

6 各模板組裝好后各位置精度指標(biāo)的校驗(yàn)

根據(jù)圖樣技術(shù)要求，各組孔的同軸度?0.040和相鄰孔的孔距允差32±0.05必須得到保證，所以，應(yīng)對(duì)此兩項(xiàng)指標(biāo)嚴(yán)格進(jìn)行校驗(yàn)與檢測(cè)。

（1）按孔的最小極限尺寸制作四根校驗(yàn)棒，在各鉆模板安裝鉆套后并調(diào)正，使校驗(yàn)棒能在各鉆套孔內(nèi)順利插入并能軸向流利滑移。

（2）用外徑千分尺在每相鄰兩棒間（并在軸向不同位置處）測(cè)校驗(yàn)棒的中心距，經(jīng)檢測(cè)換算后的中心距應(yīng)完全滿足圖樣對(duì)各孔距的要求，即各孔距32±0.050的條件。

7 結(jié)束語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)和社會(huì)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品日趨復(fù)雜，對(duì)機(jī)械新產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率的要求越來(lái)越高，而對(duì)零件要求精度高，生產(chǎn)效率就底，質(zhì)量也難以保證。通過(guò)采用這套夾具體和鉆模，不但保證了工件的形位要求，提高了該產(chǎn)品的加工質(zhì)量，同時(shí)也縮短了輔助加工時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。生產(chǎn)效率由原來(lái)的53min/件，提高到33min/件，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

［1］李洪.機(jī)械加工工藝手冊(cè)［M］.北京：北京出版社，1990.

［2］何潔.機(jī)械工程師簡(jiǎn)明手冊(cè)［M］.鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社，1989.

［3］肖繼德，陳寧平.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

［4］韓麗華.公差配合與技術(shù)測(cè)量基礎(chǔ)［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2010.

(編輯：向 飛)

表2 空調(diào)環(huán)境的溫濕度指標(biāo)及要求

控制模式上由原來(lái)的點(diǎn)控制模式更新為采用溫濕度范圍控制模式。智能空調(diào)控制模塊在保留溫度和濕度設(shè)定點(diǎn)進(jìn)行控制的功能外，能根據(jù)溫濕度PID的計(jì)算結(jié)果，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)圍繞溫度和濕度設(shè)定點(diǎn)向減少閥門開度的方向作上或下偏移，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能（即當(dāng)加熱閥打開后，溫度偏移設(shè)定值自動(dòng)降低；當(dāng)加濕閥打開，濕度偏移設(shè)定值自動(dòng)降低，反之亦然）。

經(jīng)過(guò)半年多的反復(fù)測(cè)試及氣候季節(jié)變更的考驗(yàn)，第二階段的節(jié)能效果顯著。通過(guò)能源管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)顯示，與原系統(tǒng)對(duì)比可達(dá)約30%的節(jié)能效果。

3 結(jié)束語(yǔ)

為節(jié)省能源并提高控制環(huán)境溫濕度的快速響應(yīng)性和平穩(wěn)性，通過(guò)調(diào)節(jié)送風(fēng)口的空氣中的含濕量來(lái)調(diào)節(jié)環(huán)境的空氣相對(duì)濕度；并采用溫濕度獨(dú)立串級(jí)PID雙環(huán)調(diào)節(jié)；多機(jī)組聯(lián)動(dòng)可獲得一定的節(jié)能效果。進(jìn)一步通過(guò)根據(jù)溫濕度PID的計(jì)算結(jié)果，在滿足生產(chǎn)要求的前提下，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)圍繞溫度和濕度設(shè)定點(diǎn)向減少閥門開度的方向作上或下偏移，能獲得顯著的節(jié)能效果。

參考文獻(xiàn)：

［1］張立群.熱力系統(tǒng)串級(jí)控制PID參數(shù)優(yōu)化研究［J］.系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，2005，17（8）：1849-1854.

［2］劉克維.基于模糊邏輯的微乳液攪拌釜溫度串級(jí)PID控制［D］.上海：上海交通大學(xué)，2009.

［3］胡蕾，詹惠琴，劉子寬.串級(jí)PID控制在風(fēng)柜控制中的應(yīng)用［J］.電子測(cè)試，2011（10）：83-88.

［4］魏紀(jì)君，袁哲，楊敏玲，等.PLC對(duì)冷凝壓力控制的應(yīng)用研究［J］.機(jī)電工程，2013（10）：1233-1236.

［5］田德允，翁志剛.濕空氣含濕量的解析計(jì)算［J］.佳木斯大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，1999，17（2）：149-151.

［6］馬兆玉.對(duì)濕空氣焓值近似計(jì)算公式的研究［J］.鐵道車輛，1996，34（12）：29-32.

作者簡(jiǎn)介：戴建國(guó)，男，1957年生，廣東人，大學(xué)專科，工程師。研究領(lǐng)域：發(fā)變電技術(shù)設(shè)計(jì)、電氣技術(shù)。

(編輯：阮 毅)

Processing Clamp Design of the Gearbox Cover Fork Hole

PENG Yu-nian
（Guangdong Province Industry Senior Technical School，Shaoguan512000，China）

The transmission cover is one of the important parts of automobile used to shift,and it can change the transmission ratio to meet the needs of different driving conditions ontraction.In this paper,the gearbox cover fork hole processing fixture design scheme is discussed. By using this set of fixture and jigs,not only to ensure the requirements on the form and position of the workpiece,improve the processing quality of the product,but also shortens the processing time,improve production efficiency.

gearbox cover；fixture；cutting tool selection；positioning；jigs；coaxial degree

TG75

：A

：1009－9492(2014)10－0040－04

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.10.011

彭玉年，男，1973年生，江西宜春人，大學(xué)本科，高級(jí)技師。研究領(lǐng)域：機(jī)械加工。

2014－04－22