697 CA6140主軸箱加工工藝及夾具設(shè)計(jì)
697 CA6140主軸箱加工工藝及夾具設(shè)計(jì),ca6140,主軸,加工,工藝,夾具,設(shè)計(jì)
常州工學(xué)院成人（繼續(xù)）教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書系：機(jī)電工程系 專業(yè)：數(shù)控技術(shù) 班級(jí)：2005 級(jí) 學(xué)生姓名 楊燕 指導(dǎo)教師 李超 職稱 講師課題名稱 汽車變速器體的工藝及夾具設(shè)計(jì)課題工作內(nèi)容主要是對(duì)汽車變速器的機(jī)械加工工藝規(guī)程以及工藝裝備進(jìn)行設(shè)計(jì)指標(biāo)︵目標(biāo)︶要求對(duì)零件進(jìn)行工藝分析,擬訂零件的工藝路線,計(jì)算各工序的工序內(nèi)容(機(jī)床、切削用量、刀具等), 設(shè)計(jì)指定工序的專用夾具，繪制出圖紙（不少于兩張 A0） ，完成設(shè)計(jì)說明書進(jìn)程安排2 月 28 日到 3 月 7 日了解設(shè)計(jì)目的，對(duì)所加工的零件進(jìn)行工藝分析3 月 8 日到 3 月 12 日擬定工藝路線及確定工序內(nèi)容3 月 13 日到 4 月 9 日完成說明書和圖紙4 月 10 日給老師檢查，修改4 月 25 日把所有的設(shè)計(jì)交給老師4 月 29 日答辯主要參與文獻(xiàn)1. 沒康燾 《機(jī)械制圖》 上海： 上海交通大學(xué)出版社 2000 2. 陳立德 李曉輝 機(jī)械制造技術(shù)（第二版） 上海：上海交通大學(xué)出版社 2004 3. 趙家齊 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)用書（第二版） 機(jī)械工業(yè)出版社 1994 4. 艾興 肖詩綱 《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1994 5． 《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1983 6.《機(jī)床夾具手冊(cè)》上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1990 地點(diǎn)無錫技師學(xué)院 起止日期2007 年 2 月 28 日至 2007 年 4 月 25 日系主任： 指導(dǎo)教師：年 月 日 年 月 日汽車變速器體的工藝及夾具設(shè)計(jì)楊燕常州工學(xué)院（成人教育）畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）題 目 汽車變速器體的工藝及夾具設(shè)計(jì) 副標(biāo)題 性 質(zhì)： 畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文學(xué)生姓名 楊 燕 年 級(jí) 2005 級(jí) 教 學(xué) 點(diǎn) 無錫技師學(xué)院 專 業(yè) 數(shù)控技術(shù) 指導(dǎo)教師 李 超 評(píng)定成績 優(yōu) 良 中 及格 不及格汽車變速器體的工藝及夾具設(shè)計(jì)- 1 -摘 要本課題主要是對(duì)汽車變速器的機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)以及工藝裝備的設(shè)計(jì)（年產(chǎn)量為 5000 件） ，為企業(yè)解決實(shí)際的問題。本課題的設(shè)計(jì)綜合運(yùn)用了我們所學(xué)的機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、機(jī)床概論、機(jī)械制造工藝學(xué)、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)等專業(yè)理論知識(shí)，通過設(shè)計(jì)提高我的基礎(chǔ)理論和查閱各種資料的綜合分析的能力，使我得到一次運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的綜合訓(xùn)練。關(guān)鍵詞: 變速器，加工工藝，工藝裝備常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)2目 錄第 1 章 零件的分析…………………………………………………41.1 零件的結(jié)構(gòu)、形狀、技術(shù)要求………………………………………41.2 零件的加工方法選擇 ………………………………………………51.3 零件的加工方案選擇 ………………………………………………61.4 確定切削用量及基本工時(shí)……………………………………………71.5 機(jī)械加工工藝過程卡 ……………………………………………… 71.6 機(jī)械加工工序卡 ……………………………………………………9第 2 章 鉆床夾具的設(shè)計(jì)……………………………………………102.1 問題的提出 ……………………………………………………… 10 2.2 夾具設(shè)計(jì) …………………………………………………………10 2.3 組合車床夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) …………………………………………11 2.3.1 定位元件的選用 …………………………………………………11 2.3.2 夾緊元件的選擇 …………………………………………………112.3.3 夾具體的設(shè)計(jì) ……………………………………………………122.3.4 支架的設(shè)計(jì) ………………………………………………………122.4 組合車床夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明………………………………13汽車變速器體的工藝及夾具設(shè)計(jì)- 3 -第 3 章 銑床夾具的設(shè)計(jì)……………………………………………143.1 立式銑床夾具的設(shè)計(jì)………………………………………………143.1.1 問題的提出………………………………………………………143.1.2 定位基準(zhǔn)的選擇 …………………………………………………14 3.1.3 夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) …………………………………………………143.1.4 定位元件的選擇及要求……………………………………………143.1.5 夾緊元件的選擇 …………………………………………………153.1.6 夾具體的設(shè)計(jì) ……………………………………………………152.3.5 夾緊方案的設(shè)計(jì) …………………………………………………152.3.6 夾緊元件結(jié)構(gòu) ……………………………………………………162.3.7 夾具與工作臺(tái)的聯(lián)結(jié)方式…………………………………………163.2 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 ………………………………………16結(jié)論 …………………………………………………………………17致謝 …………………………………………………………………18參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………19常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)4第 1 章 零件的分析1.1 零件的作用題目所給定的零件是汽車上面的變速器體，該變速器體用于放置變速器，起固定和防止撞擊破壞引起不必要的麻煩 。1.2 零件的工藝分析1.2.1 零件的結(jié)構(gòu)，形狀，技術(shù)要求。零件的結(jié)構(gòu)如圖（1-1）所示：1-1 零件結(jié)構(gòu)圖該零件的上表面至下表面為 290,上下表面的粗糙度為 1.6.A） 該零件直徑 75 孔的端面距離為 366,粗糙度為 3.2。B） 該零件直徑 75 孔的精度等級(jí)為 6 級(jí),采用基軸制,粗糙度為 0.8,相對(duì)于底面的平行度為 0.05,其軸線距底面為 205 公差為 0.1C） 上表面上的六個(gè)直徑為 8.5 孔的表面粗糙度為 1.6零件的技術(shù)要求：1 該變速器體的材料為 HT20-40，2 為未注鑄造圓角 R3-5，3 鑄件不允許有夾渣、裂紋、氣孔等缺陷。汽車變速器體的工藝及夾具設(shè)計(jì)- 5 -1.3 零件的加工方法選擇表 1-1 零件的加工方法選擇加工面 加工方法 設(shè)備 刀具 定位夾緊上表面 A 銑 立銑 X62 ? 40 端面銑刀以底面 B 定位, 在底面與空腔上夾緊下表面 B 銑 立銑 X62 ? 40 端面銑刀以頂面 A 定位, 在 119*119 長方體的上面與空腔上夾緊直徑 75 的孔 鉆 鉆床 鉆頭，以工件的 B 面定位,在加上工件左側(cè)一點(diǎn)及 E 面兩點(diǎn). 在底面與空腔上夾緊兩側(cè)面 銑 立銑 X62 ? 50 立式銑刀以 A 面定位. 在零件上表面上夾緊.鉆 A 面上孔 鉆,鉸 組合機(jī)床 ? 8.5 麻花鉆頭以 B 面定位加上 ?75 的兩端定位及夾緊. 在零件左側(cè)上夾緊鏜 75 孔 鏜 鏜床 鏜刀以工件的 B 面定位,在加上工件左側(cè)一點(diǎn)及 E 面兩點(diǎn). 在底面與空腔上夾緊常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)61.2.3 零件的加工方案的選擇表 1-2 零件的加工方案的選擇序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 設(shè)備及工藝裝備 說 明1 鑄2 熱處理3 粗銑底面 立銑 X62, ? 40端面銑刀以頂面 A 定位在119*119 長方體的上面與空腔上夾緊4銑 銑 A 面約 3 至 4mm立銑 X62 ? 40端面銑刀以底面 B 定位, 在底面與空腔上夾緊5精銑 銑 B 面至 A 面為 267立銑 X62, ? 40端面銑刀以頂面 A 定位在119*119 長方體的上面與空腔上夾緊6 銑 銑側(cè)面立銑 X62, ? 50立式銑刀以 A 面定位加上?75 的兩端定位. 在零件左側(cè)上夾緊.7 銑 銑 C 面約 2 至 3mm ?40 的端面銑刀以工件的 B 面定位,在加上工件左側(cè)一點(diǎn)及 E 面兩點(diǎn).在工件 A 面上加緊8 銑 銑 D 面至 C 面為 366 ?40 的端面銑刀 以工件的 B 面定汽車變速器體的工藝及夾具設(shè)計(jì)- 7 -位,在加上工件右側(cè)一點(diǎn)及 E 面兩點(diǎn).在工件 A 面上加緊9 鏜 鏜 ?75 的孔以工件的 B 面定位,在加上工件左側(cè)一點(diǎn)及 E 面兩點(diǎn). 10 鉆 鉆 A 面上孔? 8.5 麻花鉆頭,立式鉆床以 B 面定位加上?75 的兩端定位及夾緊. 在零件左側(cè)上夾緊11 熱處理12 去毛刺13 檢驗(yàn)1.4 確定切削用量及基本工時(shí)1.4.1 工序 5：銑 B 面。本工序采用計(jì)算法確定切削用量。a、加工條件工件材料:HT200 鑄造b、加工要求精銑 B 面，表面粗糙度為 1.6c、機(jī)床：X62 立式銑床.d、刀具：刀片材料硬質(zhì)合金 ? 40 端面銑刀.1.4.2 計(jì)算切削用量常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)8（1）粗銑 B 面,在長度方向上的余量為 20.a、已知毛坯長度方向的加工余量為 10+15-17mm,一次加工 ap=2mm 計(jì)長度加工公差按 IT12 級(jí)，取 -0.46mm（入體方向） 。 b、進(jìn)給量 f 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》 （第三版） （以下簡(jiǎn)稱《切削手冊(cè)》 ，當(dāng) ap≤3mm以及工件直徑為 80mm 時(shí)f=1~2mm/r按說明書見《切削手冊(cè)》取F=1.5mm/rC、計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》表 1.27，切削速度的計(jì)算公式為（壽命選 T=60 min）Vc=CvKv/Tmapxvfyv(m/min)其中 Cv=242, Xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。修正系數(shù) Kv 見《切削手冊(cè)》表 1.28 即Kmv=1.44, Ksv=0.8, Kkv=1.04, Kkrv=0.81, KBv=0.97。所以 Vc=242×1.44×0.8×1.04×0.81×0.97/800.2×20.15×1.50.35 = 102.6(m/min) d、 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns=1000vc/∏dw=1000×102.6/ ∏×65=523(r/min)按機(jī)床說明書（見《工藝手冊(cè)》表 4.2-8） ，與 523r/min 相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為 480r/min及 600r/min?，F(xiàn)取 nw=600r/min 如果選 nw=480r/min，則速度損失太大。所以實(shí)際切削速度為 vc=122m/min1.4.3 鉆孔 ?8.5mm根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進(jìn)行鉸鉆時(shí)，其進(jìn)給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實(shí)心孔時(shí)的進(jìn)給量與切削速度的關(guān)系為：f=(1.2~1.8)f 鉆汽車變速器體的工藝及夾具設(shè)計(jì)- 9 -v=(1/2~1/3)v 鉆 式中 f 鉆， v 鉆 —加工實(shí)心孔時(shí)的切削用量?，F(xiàn)已知：f 鉆=0.56mm/r (《 切削手冊(cè) 》表 2-7)v 鉆=19.25m/min (《 切削手冊(cè) 》表 2.13)并令f=1.35 f 鉆=0.76mm/r 按機(jī)床選取 f=0.76mm/rv=0.4 v 鉆=7.7m/minns=1000/∏D=1000×7.7/ ∏×12=204r/min按機(jī)床選取 nw=200r/min 所以實(shí)際切削速度 v=∏×12×200/ 1000=75m/min常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)10第 2 章 鉆床夾具的設(shè)計(jì)為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度， 設(shè)計(jì)專用夾具。經(jīng)過老師的指導(dǎo)與協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第 12 道工序，它們分別是鉆六個(gè) ?8.5 的孔其中兩個(gè)用鉆鉸復(fù)合刀加工到 ?8.5H7。2.1. 鉆 ?26 與 ?40 的孔夾具的設(shè)計(jì)本夾具將用于組合機(jī)床，刀具為 ?8.5 的麻花鉆頭和鉆鉸復(fù)合刀。2.1 問題的提出本夾具主要用鉆直徑 8.5 孔，這個(gè)孔為通空，采用基空制,精度等級(jí)為 6 級(jí).2.2 夾具設(shè)計(jì)基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會(huì)問題百出，甚至造成零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行?；鶞?zhǔn)的選擇：對(duì)于該工序而言,采用 B 面為定位基準(zhǔn)。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)應(yīng)該是變速器體頂面作為主要定位面，限制工件的 3 個(gè)自由度，為保證工件上兩軸承孔的加工余量均勻，用該兩個(gè)毛呸孔定位基準(zhǔn)，限制 2 個(gè)自由度，又為了保證工件上兩軸承孔處壁厚一致，用兩毛呸面 177.5mm 作定位基準(zhǔn)，在自動(dòng)定心的卡爪 2 上定位，限制最后一個(gè)自由度。因?yàn)樵搳A具用于加工批量大的場(chǎng)合，加工要求相對(duì)來說比較高，因此，決定采用氣動(dòng)夾緊。 定位方案和夾緊如圖（2-1）所示：圖 2-1 定位方案和夾緊汽車變速器體的工藝及夾具設(shè)計(jì)- 11 -2.3 夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.3.1 定位元件的選用本夾具的定位面為夾具體上的底面，固定定位銷為短心軸,活動(dòng)定位銷為螺柱式,采用螺母進(jìn)行鎖緊與拆卸.定位面是平面。材料為 45Cr 優(yōu)質(zhì)炭素結(jié)構(gòu)鋼，支撐釘與工件定位基面的接觸的表面，尺寸精度不低于 IT8，定位元件 -支撐釘?shù)墓ぷ鞅砻娲植诙却笥?Ra1.6 微米，選用 Ra0.8 或Ra0.4，采用調(diào)整法和修配法提高裝配精度，保證支撐釘在同一個(gè)平面上。定位心軸的材料選用 45 鋼，心軸外圓柱表面與工件定位面配合的表面，尺寸精度不低于IT8，選用 IT7 或 IT6 制造，并經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，提高表面硬度和耐磨性。硬度HRC55~62。該心軸為剛性心軸的結(jié)構(gòu)形式。是間隙配合的心軸，多用于定心精度不高生產(chǎn)批量不大的場(chǎng)合，要求水泵葉輪以孔和端面組合定位。2.3.2 夾緊元件的選擇本夾緊方案采用夾緊螺母、墊圈與心軸聯(lián)結(jié)夾緊，通過于心軸的聯(lián)結(jié)把水泵葉輪固定到夾具上，心軸的具體形狀尺寸等見圖紙車夾具中心軸。當(dāng)工件加工完畢后，松開螺母，卸下工件。再裝上下一個(gè)工件，夾緊后即可加工下底面。由于采用手動(dòng)夾緊，也只能用與中小批生產(chǎn)的場(chǎng)合。2.3.3 夾具體的設(shè)計(jì)夾具體是與車床聯(lián)結(jié)的元件，本車床夾具體材料為 HT20-40，盤形類零件，夾具體為鑄件。2.3.4 支架的設(shè)計(jì)該支架是用來固定定位元件用的，材料為：HT100，支架采用鑄件。2.3.5 夾緊方案的設(shè)計(jì)加工前，水泵葉輪在夾具上獲得正確的位置后，還必須在夾具上設(shè)置夾緊機(jī)構(gòu)，將水泵葉輪夾緊，以保證水泵葉輪在切削力、離心力等外力作用下仍然保持定位時(shí)所占據(jù)的位置不變。a)夾緊力的方向：夾緊力的方向朝向工件的主要定位面，以保證水泵葉輪的定位精度。根據(jù)加工要求，在水泵葉輪的底面上車削，要保證孔與端面的垂直度和 4mm 的厚度，根據(jù)加工要求，以水泵葉輪底面的對(duì)面為主要定位面，夾緊力的方向應(yīng)該朝向底面，這樣能保證定位可靠，滿足上述要求。常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)12b)夾緊力的作用點(diǎn)：夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)正對(duì)定位元件或落在定位元件的支撐范圍內(nèi)，以保證水泵葉輪的定位可靠。夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)處在水泵葉輪剛性較好的部位，減小了夾緊變形。這種措施對(duì)剛性較差的水泵葉輪很重要，夾緊水泵葉輪時(shí)，若夾緊力作用在水泵葉輪的圓柱薄壁上，會(huì)使水泵葉輪產(chǎn)生較大的變形，所以夾緊力作用在剛性較好的凸臺(tái)處，因?yàn)樗妮S向剛度比徑向剛度大。c)夾緊力的大?。簥A緊力的大小，對(duì)工件的定位可靠性，工件和夾具的變形，夾緊機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度和傳動(dòng)裝置的選擇都有很大的影響。夾緊力的大小涉及復(fù)雜的動(dòng)態(tài)平衡問題，所以只能作粗略估算。計(jì)算時(shí)已主切削力為依據(jù)與夾緊力建立靜平衡方程，解此方程來求夾緊力的大小?？紤]到切削力大小在加工過程中受到工件材質(zhì)不均勻、刀具磨損等因素影響，在考慮到工件在實(shí)際加工過程中還會(huì)受到慣性力 3 和來自工件自重等外力因素。所以對(duì)按靜力平衡求得的夾緊力大小還必須乘以安全系數(shù)加以修正，作為實(shí)際所需要的夾緊了力數(shù)值。即：Fj=KFj0式中：F j 為實(shí)際所需的夾緊力，單位：N;F j0 為理論上的夾緊力； K 為安全系數(shù)，通常K=1.5~1.3。 Fj=12000(N)（計(jì)算略）2.3.6 夾緊元件結(jié)構(gòu)本夾具夾緊元件采用夾緊螺母、墊圈與中心定位心軸夾緊。2.3.7 夾具與工作臺(tái)的聯(lián)結(jié)方式夾具是通過過渡盤固定在車床主軸上的，以此來確定夾具在機(jī)床上的位置。用 4 個(gè)M16 的螺栓將夾具安裝在車床主軸上。2.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明如前說述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。但由于是中大批生產(chǎn)，所以著眼于氣動(dòng)夾緊而不采用機(jī)動(dòng)夾緊，因?yàn)檫@是提高工作效率的重要途徑。本道工序的組合車床夾具就選用了氣動(dòng)夾緊的方式。本工序是鉆頂面六個(gè) 8.5 孔,力較小，為了夾緊工件，避免了夾具結(jié)構(gòu)過于龐大。目前采取的措施是：提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力。選擇合理的夾緊機(jī)構(gòu)，盡量增加夾緊力。結(jié)果，本夾具總的感覺還比較緊湊。夾具的裝配圖以及零件圖分別見圖紙。汽車變速器體的工藝及夾具設(shè)計(jì)- 13 -第 3 章 銑床夾具的設(shè)計(jì)3.1 臥式銑床夾具的設(shè)計(jì)經(jīng)過與指導(dǎo)老師的協(xié)商，本夾具用在立式銑床上加工汽車變速器體的頂面。機(jī)床型號(hào)為 X63 力式銑床。刀具為 ?50 的端面銑刀。3.1.1 問題的提出本夾具主要用來精銑變速器體的頂面,有一定的技術(shù)要求，要求相對(duì)于 ?72H8 的軸線的對(duì)稱度為 0.2，表面粗糙度為 3.2。主要應(yīng)考慮機(jī)械加工的精度，而提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度為次要因素。3.1.2 定位基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)考慮基準(zhǔn)重合問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算?，F(xiàn)設(shè)計(jì)計(jì)算如下：方案 1，工件以底面及 ?80+_ 0.05 mm 外圓為定位基準(zhǔn)，共限制了工件的五個(gè)自由度。a） 定位誤差的分析如圖所示，工件以 ?80+_ 0.05 mm 外圓柱面在定位元件的 ?80+0.07+0.01mm 止口中定位，加工寬 11mm 的槽，求槽的對(duì)稱度的定位誤差。（a）零件定位誤差葉輪工序圖及定位元件簡(jiǎn)解 (a)分析：對(duì)稱度的工序基準(zhǔn) ?12H8 的軸線與定位基準(zhǔn)?80+_ 0.05 mm 的軸線不重合，Δ B≠0。工件定位基準(zhǔn)與止口定位基準(zhǔn)（ ?80+0.07+0.01mm）不重合，Δ Y≠0。定位基準(zhǔn)可以任意方向移動(dòng)。常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)14（b）計(jì)算：Δ B=0.02mm（同軸度誤差） 。Δ Y=TD+Td+Xmin=0.03+0.10+0.02=0.15mmΔ D=Δ Y+Δ B=0.15+0.02=0.17mm這種定位方式的定位誤差太大，很難保證槽的對(duì)稱度要求。其原因：一方面是定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，另一方面是定位基面的公差太大。解決以上問題的措施是：方案二：改用 ?12H8 孔定位，使 Δ B=0。同時(shí)，由于 ?12H8 孔的公差較小，Δ Y 也將縮小。計(jì)算： 此時(shí)Δ B=0（同軸度誤差）Δ Y=Dmax-dmin=80.10-79.95=0.15mmΔ D=Δ Y+Δ B=0.15+0=0.15mm方案三：提高定位基面的制造精度，縮小 Δ Y，如可將?80+_ 0.05 mm 提高到 ?80+_ 0.02 mm，止口定位基面的直徑改為 ?80+0.04+0.07mm。經(jīng)過計(jì)算比較，通過方案二的這種方式，能夠滿足槽的對(duì)稱度要求。3.1.3 夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)夾具的總體結(jié)構(gòu)為盤類形狀。3.1.4 定位元件的選擇及要求：本夾具選用的定位元件是一個(gè)定位銷和一個(gè)定位盤。定位銷采用的短圓柱銷，因?yàn)檫@汽車變速器體的工藝及夾具設(shè)計(jì)- 15 -種類型的銷適用于直徑在 50mm 以下的孔定位。限制了水泵葉輪兩個(gè)自由度。用一個(gè)定位盤上的面限制水泵葉輪底面的三個(gè)自由度。定位盤的定位基面必須有足夠的精度，因?yàn)楣ぜ亩ㄎ皇峭ㄟ^定位副的接觸實(shí)現(xiàn)的，定位盤的精度直接影響工件的定位精度，因此，該定位盤基面應(yīng)有足夠的精度，以適應(yīng)水泵葉輪的加工要求。該定位盤應(yīng)有足夠剛度和強(qiáng)度，定位盤不僅限制工件的自由度，還有支撐工件，承受夾緊力和切削力的作用，所以應(yīng)該有足夠剛度和強(qiáng)度，以免使用中變形或破壞。定位盤的耐磨性好，水泵葉輪的裝卸會(huì)磨損定位元件的定位基面，導(dǎo)致定位精度下降。定位盤的工藝性要好，定位盤的的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單，合理，便于加工，裝配和更換。定位盤的材料：HT20-40 ，3.1.5 夾緊元件的選擇本夾具夾緊元件，采用移動(dòng)壓板。3.1.6 夾具體的設(shè)計(jì)夾具材料選用 HT20-40，盤類結(jié)構(gòu)。夾具體采用鑄件。3.1.7 夾緊方案的設(shè)計(jì)夾緊力的作用點(diǎn)在水泵葉輪定位基面的對(duì)面，落在定位盤的支承范圍內(nèi)，保證定位可靠，作用點(diǎn)處在水泵葉輪剛性較好的部位，減小了夾緊變形。夾緊力的方向：夾緊力的方向朝向水泵葉輪定位底面以保證水泵葉輪的定位精度。該夾緊力的方向有利于減小夾緊力，在工件上銑床上銑銷，夾緊力因于銑銷軸向力工件的重力同向，切削力、重力由夾具的固定支承承受。切削扭矩由夾緊力所產(chǎn)生的摩擦力矩平衡，軸向力和重力所產(chǎn)生的摩擦力矩有利于減小所需夾緊力。故所需夾緊力可最小。夾緊力對(duì)工件定位的可靠性、工件和夾具的變形、夾緊機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度和傳動(dòng)裝置的選擇有很大的影響。夾緊力的大小計(jì)算涉及到復(fù)雜的動(dòng)力平衡問題，這里只作粗略的估算。FJ=KFJ0=1.5×600=900N1. 夾緊元件的結(jié)構(gòu)：在夾緊機(jī)構(gòu)中多數(shù)是以斜鍥夾緊機(jī)構(gòu)、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)以及偏心夾緊機(jī)構(gòu)為基礎(chǔ)構(gòu)成的，這三種夾緊機(jī)構(gòu)合稱為基本夾緊機(jī)構(gòu)。本夾緊機(jī)構(gòu)采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，它的結(jié)構(gòu)形式變化最多，選用典型的移動(dòng)壓板，它的結(jié)構(gòu)緊湊，使用方便。2. 夾具與工作臺(tái)安裝聯(lián)結(jié)方式：本銑夾具通過定位鍵與銑床工作臺(tái) T 形槽的配合來確常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)16定夾具在機(jī)床上的位置。定位鍵采用沉頭螺釘固定在夾具體底面的縱向槽中，使用兩個(gè)，兩定位鍵的距離較遠(yuǎn)，定位精度較好。定位鍵與夾具體的配合為 H7/h6。為提高夾具安裝精度，定位鍵的下部（與工作臺(tái) T 形槽配合部分）可留有余量進(jìn)行修配，或者在安裝夾具時(shí)使定位鍵一側(cè)與工作臺(tái) T 形槽靠緊，以小軸間隙的影響。銑床夾具的夾具體設(shè)計(jì)有耳座，并通過四個(gè) M16 的螺栓將夾具緊固在機(jī)床的工作臺(tái)T 形中，耳座的間距與 T 形槽的間距一致。3.2 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明本夾具用在臥式銑床上加工變速器體的上表面.工件以底面,側(cè)面,后面定位，在孔 72 的地方用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)夾緊，旋轉(zhuǎn)手柄，通過杠桿聯(lián)動(dòng)壓板同時(shí)夾緊工件。當(dāng)加工完畢后，扳手順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，使工件與夾具體之間松開。及可換另一零件加工.分度盤下端沿圓周方向分布有四條長度為 1/4 周長的斜槽。然后逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)分度盤，在斜槽面的推壓下是對(duì)定銷逐漸退入夾具體的襯套中，當(dāng)分度盤轉(zhuǎn)過 90 度位置時(shí)，對(duì)定銷依靠彈簧彈出，落入第二條斜槽中，再反靠分度盤使對(duì)定銷與槽壁貼緊，用扳手把分度盤拉緊在夾具體上，即可加工另一條槽。由于分度盤上的四條槽為單向升降，因此分度盤也只能單向旋轉(zhuǎn)分度。該夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。但分度精度受到分度盤的四條斜槽制造精度的影響，故適用于加工要求精度不高的情況下。另外采用鑄鐵定位盤，也只能用于加工批量不大的場(chǎng)合。銑床夾具的裝配圖及夾具主要零件圖分別見圖紙汽車變速器體的工藝及夾具設(shè)計(jì)- 17 -結(jié) 論通過將近 2 個(gè)月的設(shè)計(jì)研究，整個(gè)設(shè)計(jì)工作已經(jīng)完成。本人設(shè)計(jì)了一套車夾具和一套銑夾具。其設(shè)計(jì)本方案與實(shí)際生產(chǎn)相吻合，能夠解決了企業(yè)一些基本的實(shí)際問題。本設(shè)計(jì)方案與和類似的夾具相比較，能正確解決一個(gè)零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。但是還有一些地方做得不完善，需要進(jìn)一步改進(jìn)和研究，本夾具對(duì)夾緊力的計(jì)算只是粗略的估算，車夾具在安裝還需要調(diào)試，可能要加配重。銑夾具的夾緊改位其它夾緊方式可能會(huì)跟好的提高生產(chǎn)效率?？偠灾何以谶@次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，專業(yè)知識(shí)得到一次全面的復(fù)習(xí)提高。在以下的各方面得到了很好的鍛煉：1.能熟練運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的知識(shí) 2.提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力，通過設(shè)計(jì)夾具訓(xùn)練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效、省力、經(jīng)濟(jì)合理而能保證加工質(zhì)量的夾具能力。3.學(xué)會(huì)使用手冊(cè)以及圖表資料，掌握與本夾具設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱、出處，做到了熟練運(yùn)用。常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)18致 謝感謝我的導(dǎo)師李超，他嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；他循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。感謝范豐老師對(duì)我的幫助和指點(diǎn)。沒有他的幫助和提供資料對(duì)于我一個(gè)對(duì)某些方面知識(shí)一竅不通的人來說要想在短短的幾個(gè)月的時(shí)間里學(xué)好并完成畢業(yè)論文是幾乎不可能的事情。最后，鄭重感謝各位老師尤其是我的指導(dǎo)李超老師在這幾個(gè)月中的悉心指導(dǎo)和幫助。汽車變速器體的工藝及夾具設(shè)計(jì)- 19 -參考文獻(xiàn)1. 《機(jī)械制圖》 上海： 上海交通大學(xué)出版社，2000沒康燾 主編 2.機(jī)械制造技術(shù)（第二版） 上海：上海交通大學(xué)出版社，2004陳立德 李曉輝主編3.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)用書（第二版） 機(jī)械工業(yè)出版社，1994趙家齊 主編4.《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994艾興 肖詩綱 主編5． 《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1983哈爾濱工業(yè)大學(xué)，上海工業(yè)大學(xué)主編6.《機(jī)床夾具手冊(cè)》 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1990東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽工學(xué)院，第一汽車制造廠職工大學(xué)編.常州工學(xué)院成人（繼續(xù)）教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書系：機(jī)電工程系 專業(yè)：數(shù)控技術(shù) 班級(jí)：2005 級(jí) 學(xué)生姓名 楊燕 指導(dǎo)教師 李超 職稱 講師課題名稱 汽車變速器體的工藝及夾具設(shè)計(jì)課題工作內(nèi)容主要是對(duì)汽車變速器的機(jī)械加工工藝規(guī)程以及工藝裝備進(jìn)行設(shè)計(jì)指標(biāo)︵目標(biāo)︶要求對(duì)零件進(jìn)行工藝分析,擬訂零件的工藝路線,計(jì)算各工序的工序內(nèi)容(機(jī)床、切削用量、刀具等), 設(shè)計(jì)指定工序的專用夾具，繪制出圖紙（不少于兩張 A0） ，完成設(shè)計(jì)說明書進(jìn)程安排2 月 28 日到 3 月 7 日了解設(shè)計(jì)目的，對(duì)所加工的零件進(jìn)行工藝分析3 月 8 日到 3 月 12 日擬定工藝路線及確定工序內(nèi)容3 月 13 日到 4 月 9 日完成說明書和圖紙4 月 10 日給老師檢查，修改4 月 25 日把所有的設(shè)計(jì)交給老師4 月 29 日答辯主要參與文獻(xiàn)1. 沒康燾 《機(jī)械制圖》 上海： 上海交通大學(xué)出版社 2000 2. 陳立德 李曉輝 機(jī)械制造技術(shù)（第二版） 上海：上海交通大學(xué)出版社 2004 3. 趙家齊 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)用書（第二版） 機(jī)械工業(yè)出版社 1994 4. 艾興 肖詩綱 《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1994 5． 《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》 上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社 1983 6.《機(jī)床夾具手冊(cè)》上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1990 地點(diǎn)無錫技師學(xué)院 起止日期2007 年 2 月 28 日至 2007 年 4 月 25 日系主任： 指導(dǎo)教師：年 月 日 年 月 日汽車變速器體的工藝及夾具設(shè)計(jì)楊燕常州工學(xué)院（成人教育）畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）題 目 汽車變速器體的工藝及夾具設(shè)計(jì) 副標(biāo)題 性 質(zhì)： 畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文學(xué)生姓名 楊 燕 年 級(jí) 2005 級(jí) 教 學(xué) 點(diǎn) 無錫技師學(xué)院 專 業(yè) 數(shù)控技術(shù) 指導(dǎo)教師 李 超 評(píng)定成績 優(yōu) 良 中 及格 不及格汽車變速器體的工藝及夾具設(shè)計(jì)- 1 -摘 要本課題主要是對(duì)汽車變速器的機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)以及工藝裝備的設(shè)計(jì)（年產(chǎn)量為 5000 件） ，為企業(yè)解決實(shí)際的問題。本課題的設(shè)計(jì)綜合運(yùn)用了我們所學(xué)的機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、機(jī)床概論、機(jī)械制造工藝學(xué)、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)等專業(yè)理論知識(shí)，通過設(shè)計(jì)提高我的基礎(chǔ)理論和查閱各種資料的綜合分析的能力，使我得到一次運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的綜合訓(xùn)練。關(guān)鍵詞: 變速器，加工工藝，工藝裝備常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)2目 錄第 1 章 零件的分析…………………………………………………41.1 零件的結(jié)構(gòu)、形狀、技術(shù)要求………………………………………41.2 零件的加工方法選擇 ………………………………………………51.3 零件的加工方案選擇 ………………………………………………61.4 確定切削用量及基本工時(shí)……………………………………………71.5 機(jī)械加工工藝過程卡 ……………………………………………… 71.6 機(jī)械加工工序卡 ……………………………………………………9第 2 章 鉆床夾具的設(shè)計(jì)……………………………………………102.1 問題的提出 ……………………………………………………… 10 2.2 夾具設(shè)計(jì) …………………………………………………………10 2.3 組合車床夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) …………………………………………11 2.3.1 定位元件的選用 …………………………………………………11 2.3.2 夾緊元件的選擇 …………………………………………………112.3.3 夾具體的設(shè)計(jì) ……………………………………………………122.3.4 支架的設(shè)計(jì) ………………………………………………………122.4 組合車床夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明………………………………13汽車變速器體的工藝及夾具設(shè)計(jì)- 3 -第 3 章 銑床夾具的設(shè)計(jì)……………………………………………143.1 立式銑床夾具的設(shè)計(jì)………………………………………………143.1.1 問題的提出………………………………………………………143.1.2 定位基準(zhǔn)的選擇 …………………………………………………14 3.1.3 夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) …………………………………………………143.1.4 定位元件的選擇及要求……………………………………………143.1.5 夾緊元件的選擇 …………………………………………………153.1.6 夾具體的設(shè)計(jì) ……………………………………………………152.3.5 夾緊方案的設(shè)計(jì) …………………………………………………152.3.6 夾緊元件結(jié)構(gòu) ……………………………………………………162.3.7 夾具與工作臺(tái)的聯(lián)結(jié)方式…………………………………………163.2 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 ………………………………………16結(jié)論 …………………………………………………………………17致謝 …………………………………………………………………18參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………19常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)4第 1 章 零件的分析1.1 零件的作用題目所給定的零件是汽車上面的變速器體，該變速器體用于放置變速器，起固定和防止撞擊破壞引起不必要的麻煩 。1.2 零件的工藝分析1.2.1 零件的結(jié)構(gòu)，形狀，技術(shù)要求。零件的結(jié)構(gòu)如圖（1-1）所示：1-1 零件結(jié)構(gòu)圖該零件的上表面至下表面為 290,上下表面的粗糙度為 1.6.A） 該零件直徑 75 孔的端面距離為 366,粗糙度為 3.2。B） 該零件直徑 75 孔的精度等級(jí)為 6 級(jí),采用基軸制,粗糙度為 0.8,相對(duì)于底面的平行度為 0.05,其軸線距底面為 205 公差為 0.1C） 上表面上的六個(gè)直徑為 8.5 孔的表面粗糙度為 1.6零件的技術(shù)要求：1 該變速器體的材料為 HT20-40，2 為未注鑄造圓角 R3-5，3 鑄件不允許有夾渣、裂紋、氣孔等缺陷。汽車變速器體的工藝及夾具設(shè)計(jì)- 5 -1.3 零件的加工方法選擇表 1-1 零件的加工方法選擇加工面 加工方法 設(shè)備 刀具 定位夾緊上表面 A 銑 立銑 X62 ? 40 端面銑刀以底面 B 定位, 在底面與空腔上夾緊下表面 B 銑 立銑 X62 ? 40 端面銑刀以頂面 A 定位, 在 119*119 長方體的上面與空腔上夾緊直徑 75 的孔 鉆 鉆床 鉆頭，以工件的 B 面定位,在加上工件左側(cè)一點(diǎn)及 E 面兩點(diǎn). 在底面與空腔上夾緊兩側(cè)面 銑 立銑 X62 ? 50 立式銑刀以 A 面定位. 在零件上表面上夾緊.鉆 A 面上孔 鉆,鉸 組合機(jī)床 ? 8.5 麻花鉆頭以 B 面定位加上 ?75 的兩端定位及夾緊. 在零件左側(cè)上夾緊鏜 75 孔 鏜 鏜床 鏜刀以工件的 B 面定位,在加上工件左側(cè)一點(diǎn)及 E 面兩點(diǎn). 在底面與空腔上夾緊常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)61.2.3 零件的加工方案的選擇表 1-2 零件的加工方案的選擇序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 設(shè)備及工藝裝備 說 明1 鑄2 熱處理3 粗銑底面 立銑 X62, ? 40端面銑刀以頂面 A 定位在119*119 長方體的上面與空腔上夾緊4銑 銑 A 面約 3 至 4mm立銑 X62 ? 40端面銑刀以底面 B 定位, 在底面與空腔上夾緊5精銑 銑 B 面至 A 面為 267立銑 X62, ? 40端面銑刀以頂面 A 定位在119*119 長方體的上面與空腔上夾緊6 銑 銑側(cè)面立銑 X62, ? 50立式銑刀以 A 面定位加上?75 的兩端定位. 在零件左側(cè)上夾緊.7 銑 銑 C 面約 2 至 3mm ?40 的端面銑刀以工件的 B 面定位,在加上工件左側(cè)一點(diǎn)及 E 面兩點(diǎn).在工件 A 面上加緊8 銑 銑 D 面至 C 面為 366 ?40 的端面銑刀 以工件的 B 面定汽車變速器體的工藝及夾具設(shè)計(jì)- 7 -位,在加上工件右側(cè)一點(diǎn)及 E 面兩點(diǎn).在工件 A 面上加緊9 鏜 鏜 ?75 的孔以工件的 B 面定位,在加上工件左側(cè)一點(diǎn)及 E 面兩點(diǎn). 10 鉆 鉆 A 面上孔? 8.5 麻花鉆頭,立式鉆床以 B 面定位加上?75 的兩端定位及夾緊. 在零件左側(cè)上夾緊11 熱處理12 去毛刺13 檢驗(yàn)1.4 確定切削用量及基本工時(shí)1.4.1 工序 5：銑 B 面。本工序采用計(jì)算法確定切削用量。a、加工條件工件材料:HT200 鑄造b、加工要求精銑 B 面，表面粗糙度為 1.6c、機(jī)床：X62 立式銑床.d、刀具：刀片材料硬質(zhì)合金 ? 40 端面銑刀.1.4.2 計(jì)算切削用量常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)8（1）粗銑 B 面,在長度方向上的余量為 20.a、已知毛坯長度方向的加工余量為 10+15-17mm,一次加工 ap=2mm 計(jì)長度加工公差按 IT12 級(jí)，取 -0.46mm（入體方向） 。 b、進(jìn)給量 f 根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》 （第三版） （以下簡(jiǎn)稱《切削手冊(cè)》 ，當(dāng) ap≤3mm以及工件直徑為 80mm 時(shí)f=1~2mm/r按說明書見《切削手冊(cè)》取F=1.5mm/rC、計(jì)算切削速度 按《切削手冊(cè)》表 1.27，切削速度的計(jì)算公式為（壽命選 T=60 min）Vc=CvKv/Tmapxvfyv(m/min)其中 Cv=242, Xv=0.15, yv=0.35, m=0.2。修正系數(shù) Kv 見《切削手冊(cè)》表 1.28 即Kmv=1.44, Ksv=0.8, Kkv=1.04, Kkrv=0.81, KBv=0.97。所以 Vc=242×1.44×0.8×1.04×0.81×0.97/800.2×20.15×1.50.35 = 102.6(m/min) d、 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns=1000vc/∏dw=1000×102.6/ ∏×65=523(r/min)按機(jī)床說明書（見《工藝手冊(cè)》表 4.2-8） ，與 523r/min 相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為 480r/min及 600r/min?，F(xiàn)取 nw=600r/min 如果選 nw=480r/min，則速度損失太大。所以實(shí)際切削速度為 vc=122m/min1.4.3 鉆孔 ?8.5mm根據(jù)有關(guān)資料介紹，利用鉆頭進(jìn)行鉸鉆時(shí)，其進(jìn)給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實(shí)心孔時(shí)的進(jìn)給量與切削速度的關(guān)系為：f=(1.2~1.8)f 鉆汽車變速器體的工藝及夾具設(shè)計(jì)- 9 -v=(1/2~1/3)v 鉆 式中 f 鉆， v 鉆 —加工實(shí)心孔時(shí)的切削用量?，F(xiàn)已知：f 鉆=0.56mm/r (《 切削手冊(cè) 》表 2-7)v 鉆=19.25m/min (《 切削手冊(cè) 》表 2.13)并令f=1.35 f 鉆=0.76mm/r 按機(jī)床選取 f=0.76mm/rv=0.4 v 鉆=7.7m/minns=1000/∏D=1000×7.7/ ∏×12=204r/min按機(jī)床選取 nw=200r/min 所以實(shí)際切削速度 v=∏×12×200/ 1000=75m/min常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)10第 2 章 鉆床夾具的設(shè)計(jì)為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度， 設(shè)計(jì)專用夾具。經(jīng)過老師的指導(dǎo)與協(xié)商，決定設(shè)計(jì)第 12 道工序，它們分別是鉆六個(gè) ?8.5 的孔其中兩個(gè)用鉆鉸復(fù)合刀加工到 ?8.5H7。2.1. 鉆 ?26 與 ?40 的孔夾具的設(shè)計(jì)本夾具將用于組合機(jī)床，刀具為 ?8.5 的麻花鉆頭和鉆鉸復(fù)合刀。2.1 問題的提出本夾具主要用鉆直徑 8.5 孔，這個(gè)孔為通空，采用基空制,精度等級(jí)為 6 級(jí).2.2 夾具設(shè)計(jì)基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程中會(huì)問題百出，甚至造成零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行?；鶞?zhǔn)的選擇：對(duì)于該工序而言,采用 B 面為定位基準(zhǔn)。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)應(yīng)該是變速器體頂面作為主要定位面，限制工件的 3 個(gè)自由度，為保證工件上兩軸承孔的加工余量均勻，用該兩個(gè)毛呸孔定位基準(zhǔn)，限制 2 個(gè)自由度，又為了保證工件上兩軸承孔處壁厚一致，用兩毛呸面 177.5mm 作定位基準(zhǔn)，在自動(dòng)定心的卡爪 2 上定位，限制最后一個(gè)自由度。因?yàn)樵搳A具用于加工批量大的場(chǎng)合，加工要求相對(duì)來說比較高，因此，決定采用氣動(dòng)夾緊。 定位方案和夾緊如圖（2-1）所示：圖 2-1 定位方案和夾緊汽車變速器體的工藝及夾具設(shè)計(jì)- 11 -2.3 夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.3.1 定位元件的選用本夾具的定位面為夾具體上的底面，固定定位銷為短心軸,活動(dòng)定位銷為螺柱式,采用螺母進(jìn)行鎖緊與拆卸.定位面是平面。材料為 45Cr 優(yōu)質(zhì)炭素結(jié)構(gòu)鋼，支撐釘與工件定位基面的接觸的表面，尺寸精度不低于 IT8，定位元件 -支撐釘?shù)墓ぷ鞅砻娲植诙却笥?Ra1.6 微米，選用 Ra0.8 或Ra0.4，采用調(diào)整法和修配法提高裝配精度，保證支撐釘在同一個(gè)平面上。定位心軸的材料選用 45 鋼，心軸外圓柱表面與工件定位面配合的表面，尺寸精度不低于IT8，選用 IT7 或 IT6 制造，并經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，提高表面硬度和耐磨性。硬度HRC55~62。該心軸為剛性心軸的結(jié)構(gòu)形式。是間隙配合的心軸，多用于定心精度不高生產(chǎn)批量不大的場(chǎng)合，要求水泵葉輪以孔和端面組合定位。2.3.2 夾緊元件的選擇本夾緊方案采用夾緊螺母、墊圈與心軸聯(lián)結(jié)夾緊，通過于心軸的聯(lián)結(jié)把水泵葉輪固定到夾具上，心軸的具體形狀尺寸等見圖紙車夾具中心軸。當(dāng)工件加工完畢后，松開螺母，卸下工件。再裝上下一個(gè)工件，夾緊后即可加工下底面。由于采用手動(dòng)夾緊，也只能用與中小批生產(chǎn)的場(chǎng)合。2.3.3 夾具體的設(shè)計(jì)夾具體是與車床聯(lián)結(jié)的元件，本車床夾具體材料為 HT20-40，盤形類零件，夾具體為鑄件。2.3.4 支架的設(shè)計(jì)該支架是用來固定定位元件用的，材料為：HT100，支架采用鑄件。2.3.5 夾緊方案的設(shè)計(jì)加工前，水泵葉輪在夾具上獲得正確的位置后，還必須在夾具上設(shè)置夾緊機(jī)構(gòu)，將水泵葉輪夾緊，以保證水泵葉輪在切削力、離心力等外力作用下仍然保持定位時(shí)所占據(jù)的位置不變。a)夾緊力的方向：夾緊力的方向朝向工件的主要定位面，以保證水泵葉輪的定位精度。根據(jù)加工要求，在水泵葉輪的底面上車削，要保證孔與端面的垂直度和 4mm 的厚度，根據(jù)加工要求，以水泵葉輪底面的對(duì)面為主要定位面，夾緊力的方向應(yīng)該朝向底面，這樣能保證定位可靠，滿足上述要求。常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)12b)夾緊力的作用點(diǎn)：夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)正對(duì)定位元件或落在定位元件的支撐范圍內(nèi)，以保證水泵葉輪的定位可靠。夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)處在水泵葉輪剛性較好的部位，減小了夾緊變形。這種措施對(duì)剛性較差的水泵葉輪很重要，夾緊水泵葉輪時(shí)，若夾緊力作用在水泵葉輪的圓柱薄壁上，會(huì)使水泵葉輪產(chǎn)生較大的變形，所以夾緊力作用在剛性較好的凸臺(tái)處，因?yàn)樗妮S向剛度比徑向剛度大。c)夾緊力的大?。簥A緊力的大小，對(duì)工件的定位可靠性，工件和夾具的變形，夾緊機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度和傳動(dòng)裝置的選擇都有很大的影響。夾緊力的大小涉及復(fù)雜的動(dòng)態(tài)平衡問題，所以只能作粗略估算。計(jì)算時(shí)已主切削力為依據(jù)與夾緊力建立靜平衡方程，解此方程來求夾緊力的大小?？紤]到切削力大小在加工過程中受到工件材質(zhì)不均勻、刀具磨損等因素影響，在考慮到工件在實(shí)際加工過程中還會(huì)受到慣性力 3 和來自工件自重等外力因素。所以對(duì)按靜力平衡求得的夾緊力大小還必須乘以安全系數(shù)加以修正，作為實(shí)際所需要的夾緊了力數(shù)值。即：Fj=KFj0式中：F j 為實(shí)際所需的夾緊力，單位：N;F j0 為理論上的夾緊力； K 為安全系數(shù)，通常K=1.5~1.3。 Fj=12000(N)（計(jì)算略）2.3.6 夾緊元件結(jié)構(gòu)本夾具夾緊元件采用夾緊螺母、墊圈與中心定位心軸夾緊。2.3.7 夾具與工作臺(tái)的聯(lián)結(jié)方式夾具是通過過渡盤固定在車床主軸上的，以此來確定夾具在機(jī)床上的位置。用 4 個(gè)M16 的螺栓將夾具安裝在車床主軸上。2.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明如前說述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。但由于是中大批生產(chǎn)，所以著眼于氣動(dòng)夾緊而不采用機(jī)動(dòng)夾緊，因?yàn)檫@是提高工作效率的重要途徑。本道工序的組合車床夾具就選用了氣動(dòng)夾緊的方式。本工序是鉆頂面六個(gè) 8.5 孔,力較小，為了夾緊工件，避免了夾具結(jié)構(gòu)過于龐大。目前采取的措施是：提高毛坯的制造精度，使最大切削深度降低，以降低切削力。選擇合理的夾緊機(jī)構(gòu)，盡量增加夾緊力。結(jié)果，本夾具總的感覺還比較緊湊。夾具的裝配圖以及零件圖分別見圖紙。汽車變速器體的工藝及夾具設(shè)計(jì)- 13 -第 3 章 銑床夾具的設(shè)計(jì)3.1 臥式銑床夾具的設(shè)計(jì)經(jīng)過與指導(dǎo)老師的協(xié)商，本夾具用在立式銑床上加工汽車變速器體的頂面。機(jī)床型號(hào)為 X63 力式銑床。刀具為 ?50 的端面銑刀。3.1.1 問題的提出本夾具主要用來精銑變速器體的頂面,有一定的技術(shù)要求，要求相對(duì)于 ?72H8 的軸線的對(duì)稱度為 0.2，表面粗糙度為 3.2。主要應(yīng)考慮機(jī)械加工的精度，而提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度為次要因素。3.1.2 定位基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)考慮基準(zhǔn)重合問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。現(xiàn)設(shè)計(jì)計(jì)算如下：方案 1，工件以底面及 ?80+_ 0.05 mm 外圓為定位基準(zhǔn)，共限制了工件的五個(gè)自由度。a） 定位誤差的分析如圖所示，工件以 ?80+_ 0.05 mm 外圓柱面在定位元件的 ?80+0.07+0.01mm 止口中定位，加工寬 11mm 的槽，求槽的對(duì)稱度的定位誤差。（a）零件定位誤差葉輪工序圖及定位元件簡(jiǎn)解 (a)分析：對(duì)稱度的工序基準(zhǔn) ?12H8 的軸線與定位基準(zhǔn)?80+_ 0.05 mm 的軸線不重合，Δ B≠0。工件定位基準(zhǔn)與止口定位基準(zhǔn)（ ?80+0.07+0.01mm）不重合，Δ Y≠0。定位基準(zhǔn)可以任意方向移動(dòng)。常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)14（b）計(jì)算：Δ B=0.02mm（同軸度誤差） 。Δ Y=TD+Td+Xmin=0.03+0.10+0.02=0.15mmΔ D=Δ Y+Δ B=0.15+0.02=0.17mm這種定位方式的定位誤差太大，很難保證槽的對(duì)稱度要求。其原因：一方面是定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，另一方面是定位基面的公差太大。解決以上問題的措施是：方案二：改用 ?12H8 孔定位，使 Δ B=0。同時(shí)，由于 ?12H8 孔的公差較小，Δ Y 也將縮小。計(jì)算： 此時(shí)Δ B=0（同軸度誤差）Δ Y=Dmax-dmin=80.10-79.95=0.15mmΔ D=Δ Y+Δ B=0.15+0=0.15mm方案三：提高定位基面的制造精度，縮小 Δ Y，如可將?80+_ 0.05 mm 提高到 ?80+_ 0.02 mm，止口定位基面的直徑改為 ?80+0.04+0.07mm。經(jīng)過計(jì)算比較，通過方案二的這種方式，能夠滿足槽的對(duì)稱度要求。3.1.3 夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)夾具的總體結(jié)構(gòu)為盤類形狀。3.1.4 定位元件的選擇及要求：本夾具選用的定位元件是一個(gè)定位銷和一個(gè)定位盤。定位銷采用的短圓柱銷，因?yàn)檫@汽車變速器體的工藝及夾具設(shè)計(jì)- 15 -種類型的銷適用于直徑在 50mm 以下的孔定位。限制了水泵葉輪兩個(gè)自由度。用一個(gè)定位盤上的面限制水泵葉輪底面的三個(gè)自由度。定位盤的定位基面必須有足夠的精度，因?yàn)楣ぜ亩ㄎ皇峭ㄟ^定位副的接觸實(shí)現(xiàn)的，定位盤的精度直接影響工件的定位精度，因此，該定位盤基面應(yīng)有足夠的精度，以適應(yīng)水泵葉輪的加工要求。該定位盤應(yīng)有足夠剛度和強(qiáng)度，定位盤不僅限制工件的自由度，還有支撐工件，承受夾緊力和切削力的作用，所以應(yīng)該有足夠剛度和強(qiáng)度，以免使用中變形或破壞。定位盤的耐磨性好，水泵葉輪的裝卸會(huì)磨損定位元件的定位基面，導(dǎo)致定位精度下降。定位盤的工藝性要好，定位盤的的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單，合理，便于加工，裝配和更換。定位盤的材料：HT20-40 ，3.1.5 夾緊元件的選擇本夾具夾緊元件，采用移動(dòng)壓板。3.1.6 夾具體的設(shè)計(jì)夾具材料選用 HT20-40，盤類結(jié)構(gòu)。夾具體采用鑄件。3.1.7 夾緊方案的設(shè)計(jì)夾緊力的作用點(diǎn)在水泵葉輪定位基面的對(duì)面，落在定位盤的支承范圍內(nèi)，保證定位可靠，作用點(diǎn)處在水泵葉輪剛性較好的部位，減小了夾緊變形。夾緊力的方向：夾緊力的方向朝向水泵葉輪定位底面以保證水泵葉輪的定位精度。該夾緊力的方向有利于減小夾緊力，在工件上銑床上銑銷，夾緊力因于銑銷軸向力工件的重力同向，切削力、重力由夾具的固定支承承受。切削扭矩由夾緊力所產(chǎn)生的摩擦力矩平衡，軸向力和重力所產(chǎn)生的摩擦力矩有利于減小所需夾緊力。故所需夾緊力可最小。夾緊力對(duì)工件定位的可靠性、工件和夾具的變形、夾緊機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度和傳動(dòng)裝置的選擇有很大的影響。夾緊力的大小計(jì)算涉及到復(fù)雜的動(dòng)力平衡問題，這里只作粗略的估算。FJ=KFJ0=1.5×600=900N1. 夾緊元件的結(jié)構(gòu)：在夾緊機(jī)構(gòu)中多數(shù)是以斜鍥夾緊機(jī)構(gòu)、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)以及偏心夾緊機(jī)構(gòu)為基礎(chǔ)構(gòu)成的，這三種夾緊機(jī)構(gòu)合稱為基本夾緊機(jī)構(gòu)。本夾緊機(jī)構(gòu)采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，它的結(jié)構(gòu)形式變化最多，選用典型的移動(dòng)壓板，它的結(jié)構(gòu)緊湊，使用方便。2. 夾具與工作臺(tái)安裝聯(lián)結(jié)方式：本銑夾具通過定位鍵與銑床工作臺(tái) T 形槽的配合來確常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)16定夾具在機(jī)床上的位置。定位鍵采用沉頭螺釘固定在夾具體底面的縱向槽中，使用兩個(gè)，兩定位鍵的距離較遠(yuǎn)，定位精度較好。定位鍵與夾具體的配合為 H7/h6。為提高夾具安裝精度，定位鍵的下部（與工作臺(tái) T 形槽配合部分）可留有余量進(jìn)行修配，或者在安裝夾具時(shí)使定位鍵一側(cè)與工作臺(tái) T 形槽靠緊，以小軸間隙的影響。銑床夾具的夾具體設(shè)計(jì)有耳座，并通過四個(gè) M16 的螺栓將夾具緊固在機(jī)床的工作臺(tái)T 形中，耳座的間距與 T 形槽的間距一致。3.2 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明本夾具用在臥式銑床上加工變速器體的上表面.工件以底面,側(cè)面,后面定位，在孔 72 的地方用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)夾緊，旋轉(zhuǎn)手柄，通過杠桿聯(lián)動(dòng)壓板同時(shí)夾緊工件。當(dāng)加工完畢后，扳手順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，使工件與夾具體之間松開。及可換另一零件加工.分度盤下端沿圓周方向分布有四條長度為 1/4 周長的斜槽。然后逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)分度盤，在斜槽面的推壓下是對(duì)定銷逐漸退入夾具體的襯套中，當(dāng)分度盤轉(zhuǎn)過 90 度位置時(shí)，對(duì)定銷依靠彈簧彈出，落入第二條斜槽中，再反靠分度盤使對(duì)定銷與槽壁貼緊，用扳手把分度盤拉緊在夾具體上，即可加工另一條槽。由于分度盤上的四條槽為單向升降，因此分度盤也只能單向旋轉(zhuǎn)分度。該夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。但分度精度受到分度盤的四條斜槽制造精度的影響，故適用于加工要求精度不高的情況下。另外采用鑄鐵定位盤，也只能用于加工批量不大的場(chǎng)合。銑床夾具的裝配圖及夾具主要零件圖分別見圖紙汽車變速器體的工藝及夾具設(shè)計(jì)- 17 -結(jié) 論通過將近 2 個(gè)月的設(shè)計(jì)研究，整個(gè)設(shè)計(jì)工作已經(jīng)完成。本人設(shè)計(jì)了一套車夾具和一套銑夾具。其設(shè)計(jì)本方案與實(shí)際生產(chǎn)相吻合，能夠解決了企業(yè)一些基本的實(shí)際問題。本設(shè)計(jì)方案與和類似的夾具相比較，能正確解決一個(gè)零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線安排、工藝尺寸確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。但是還有一些地方做得不完善，需要進(jìn)一步改進(jìn)和研究，本夾具對(duì)夾緊力的計(jì)算只是粗略的估算，車夾具在安裝還需要調(diào)試，可能要加配重。銑夾具的夾緊改位其它夾緊方式可能會(huì)跟好的提高生產(chǎn)效率?？偠灾何以谶@次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，專業(yè)知識(shí)得到一次全面的復(fù)習(xí)提高。在以下的各方面得到了很好的鍛煉：1.能熟練運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的知識(shí) 2.提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力，通過設(shè)計(jì)夾具訓(xùn)練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效、省力、經(jīng)濟(jì)合理而能保證加工質(zhì)量的夾具能力。3.學(xué)會(huì)使用手冊(cè)以及圖表資料，掌握與本夾具設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料的名稱、出處，做到了熟練運(yùn)用。常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)18致 謝感謝我的導(dǎo)師李超，他嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；他循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。感謝范豐老師對(duì)我的幫助和指點(diǎn)。沒有他的幫助和提供資料對(duì)于我一個(gè)對(duì)某些方面知識(shí)一竅不通的人來說要想在短短的幾個(gè)月的時(shí)間里學(xué)好并完成畢業(yè)論文是幾乎不可能的事情。最后，鄭重感謝各位老師尤其是我的指導(dǎo)李超老師在這幾個(gè)月中的悉心指導(dǎo)和幫助。汽車變速器體的工藝及夾具設(shè)計(jì)- 19 -參考文獻(xiàn)1. 《機(jī)械制圖》 上海： 上海交通大學(xué)出版社，2000沒康燾 主編 2.機(jī)械制造技術(shù)（第二版） 上海：上海交通大學(xué)出版社，2004陳立德 李曉輝主編3.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)用書（第二版） 機(jī)械工業(yè)出版社，1994趙家齊 主編4.《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994艾興 肖詩綱 主編5． 《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1983哈爾濱工業(yè)大學(xué)，上海工業(yè)大學(xué)主編6.《機(jī)床夾具手冊(cè)》 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1990東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽工學(xué)院，第一汽車制造廠職工大學(xué)編.
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