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(shuō)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(shuō)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(méi)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(shī)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(wú)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(wú)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(jī) 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(wèn)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(guò)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(guò)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(wèn)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(shuō)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(wèn)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(shuō)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(zhǎng)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(shuō) 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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)度方向上的余量為 20.a、已知毛坯長(zhǎng)度方向的加工余量為 10+15-17mm,一次加工 ap=2mm 計(jì)長(zhǎng)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(shuō)明書見(jiàn)《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(jiàn)《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(shuō)明書（見(jiàn)《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(guò)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(wèn)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。基面選擇的正確與合理，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(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出，甚至造成零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)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(lái)說(shuō)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(guò)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(guò)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(jiàn)圖紙車夾具中心軸。當(dāng)工件加工完畢后，松開(kāi)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(lái)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?shī)A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(wèn)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(lái)求夾緊力的大小?？紤]到切削力大小在加工過(guò)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(guò)程中還會(huì)受到慣性力 3 和來(lái)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(guò)過(guò)渡盤固定在車床主軸上的，以此來(lái)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(shuō)明如前說(shuō)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(guò)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(jué)還比較緊湊。夾具的裝配圖以及零件圖分別見(jiàn)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(guò)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(wèn)題的提出本夾具主要用來(lái)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(wèn)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(wèn)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(guò)計(jì)算比較，通過(guò)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^(guò)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(wèn)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(guò)定位鍵與銑床工作臺(tái) T 形槽的配合來(lái)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(guò)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(shuō)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(guò)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(kāi)。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(zhǎng)度為 1/4 周長(zhǎng)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(guò) 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(jiàn)圖紙汽車變速器體的工藝及夾具設(shè)計(jì)- 17 -結(jié) 論通過(guò)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(wèn)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(wèn)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(guò)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(guò)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(wú)盡的啟迪。感謝范豐老師對(duì)我的幫助和指點(diǎn)。沒(méi)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(lái)說(shuō)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(méi)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(shī)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(yáng)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(shuō)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(shuō)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(méi)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(shī)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：上海科學(xué)技術(shù)出版社 1990 地點(diǎn)無(wú)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(wú)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(jī) 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(wèn)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(guò)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(guò)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(wèn)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(shuō)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(wèn)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(shuō)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(zhǎng)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(shuō) 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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)度方向上的余量為 20.a、已知毛坯長(zhǎng)度方向的加工余量為 10+15-17mm,一次加工 ap=2mm 計(jì)長(zhǎng)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(shuō)明書見(jiàn)《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(jiàn)《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(shuō)明書（見(jiàn)《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。現(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(guò)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(wèn)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(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出，甚至造成零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)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(lái)說(shuō)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(guò)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(guò)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(jiàn)圖紙車夾具中心軸。當(dāng)工件加工完畢后，松開(kāi)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(lái)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?shī)A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)夾緊力的大小：夾緊力的大小，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(wèn)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(lái)求夾緊力的大小。考慮到切削力大小在加工過(guò)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(guò)程中還會(huì)受到慣性力 3 和來(lái)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(guò)過(guò)渡盤固定在車床主軸上的，以此來(lái)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(shuō)明如前說(shuō)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(guò)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(jué)還比較緊湊。夾具的裝配圖以及零件圖分別見(jiàn)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(guò)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(wèn)題的提出本夾具主要用來(lái)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(wèn)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(wèn)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(guò)計(jì)算比較，通過(guò)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^(guò)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(wèn)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(guò)定位鍵與銑床工作臺(tái) T 形槽的配合來(lái)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(guò)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(shuō)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(guò)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(kāi)。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(zhǎng)度為 1/4 周長(zhǎng)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(guò) 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(jiàn)圖紙汽車變速器體的工藝及夾具設(shè)計(jì)- 17 -結(jié) 論通過(guò)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(wèn)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(wèn)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。總而言之：我在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)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(guò)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(wú)盡的啟迪。感謝范豐老師對(duì)我的幫助和指點(diǎn)。沒(méi)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(lái)說(shuō)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(méi)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(shī)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：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1990東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽(yáng)工學(xué)院，第一汽車制造廠職工大學(xué)編.
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