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編號： 桂林電子科技大學信息科技學院 畢業(yè)設計(論文)任務書 題 目：變速齒輪箱箱體加工工裝設計（SW） 院 （系）： 專 業(yè)： 學生姓名： 學 號： 指導教師單位： 姓 名： 職 稱： 題目類型：¨理論研究 ¨實驗研究 t工程設計 ¨工程技術研究 ¨軟件開發(fā) ¨應用研究 2013 年 12月 20 日 注：1、本任務書一式兩份，一份院或系留存，一份發(fā)給學生，任務完成后附在 說明書內(nèi) 2、任務書均要求打印，打印字體和字號按照《本科生畢業(yè)設計（論文）統(tǒng)一格式的規(guī)定》執(zhí)行。 3、以下標題為四號仿宋體、加粗，正文中文用小四宋體，英文用小四Times New Roman，日期采用阿拉伯數(shù)字。 4、“一、畢業(yè)設計（論文）的內(nèi)容、要求”位于頁面最頂端，“任務下達時間”位于新頁面最頂端。 5、請不要修改 “任務下達時間”所在頁的內(nèi)容。 一、畢業(yè)設計（論文）的內(nèi)容 1．主要任務簡述： 1. 根據(jù)圖紙技術參數(shù)要求設計工裝； 2. 設計至少完成兩副工裝夾具； 3. 對零件進行工藝分析及相關的尺寸誤差分析和力學計算； 4. 工裝的工作原理及動畫； 5. 寫出符合規(guī)定要求的畢業(yè)設計說明書；提交符合規(guī)定要求的譯文和工裝圖等相關文件。 2. 要求簡述： 1．加工工序圖； 2. 定位基準、定位自由度和加緊方案分析； 3. 對本工序的誤差分析和夾緊力計算和設備型號，加緊機構等相關數(shù)據(jù)的計算； 4. 理論計算與CAE分析結果對比分析。 5. 加工效率：進給量≤1.2mm/r,10件/小時。 二、畢業(yè)設計（論文）的要求與數(shù)據(jù) 1．主要任務簡述： 變速箱體加工工裝設計，要求： 1. 根據(jù)圖紙技術參數(shù)要求設計工裝； 2. 設計至少完成兩副工裝夾具； 3. 對零件進行工藝分析及相關的尺寸誤差分析和力學計算； 4. 工裝的工作原理及動畫； 5. 寫出符合規(guī)定要求的畢業(yè)設計說明書；提交符合規(guī)定要求的譯文和工裝圖等相關文件。每套夾具出十個零件圖 三、畢業(yè)設計（論文）應完成的工作 1、畢業(yè)生完成2萬字左右的畢業(yè)設計說明書（論文）； 2、非英語專業(yè)畢業(yè)生在畢業(yè)設計說明書（論文）中必須包括詳細的300-500個單詞的英文摘要； 3、非英語專業(yè)畢業(yè)生獨立完成與課題相關，不少于2萬字符的指定英文資料翻譯（附英文原文）； 4、編制零件的機械制造工藝規(guī)程和機械加工工藝卡片； 5、根據(jù)工藝設計相應的夾具繪制夾具體圖和裝配圖； 6、對零件進行工藝分析及相關的尺寸誤差分析和力學計算； 7、工裝的工作原理及動畫； 8、寫出符合規(guī)定要求的畢業(yè)設計說明書；提交符合規(guī)定要求的譯文和工裝圖等相關文件。 四、應收集的資料及主要參考文獻 [1] 薛源順.機床夾具設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2011. [2] 陳旭東.機床夾具設計[M].北京：清華大學出版社，2010. [3] 徐鴻本.機床夾具設計手冊[M].遼寧：遼寧科學技術出版社，2004. [4] 聞邦椿.機械設計手冊，北京：機械工業(yè)出版社.2010. [5] 徐名聰. 機床夾具三維計算機輔助設計[J].現(xiàn)代制造工程，2004, 101～102. [6] 周海寶. 提高機床夾具精度的實用方法[J].機械工程師，2000.16～17. [7] 鄭文偉.機械原理[M].北京：高等教育出版社，2010. [8] 張克猛.理論力學[M].北京：科學出版社，2008. [9]　Ye Zhonghe,Lan Zhaohui,Smith.MR.Mechanisms and Machine Theory. Beijing :Higher Efucation [10] KHURMI RS,GUPTA JK.Theory of Machines.First Multicolor Revised and Updated Edition,published by Euras-Ia Publishing House Ltd.,2005. 五、試驗、測試、試制加工所需主要儀器設備及條件 計算機 任務下達時間： 2013 年 12月20日 畢業(yè)設計開始與完成時間： 2013 年 12月 20日至 2014 年 5月 26日 組織實施單位：桂林電子科技大學信息科技學院機電工程系 教研室主任意見： 簽字： 2013 年 12 月 17日 系領導小組意見： 簽字： 2013 年 12月 19日 畢業(yè)設計（論文）進度計劃表 學號： 1053100208 姓名：李俊樹 序號 起止日期 計劃完成內(nèi)容 實際完成內(nèi)容 檢查日期 檢查人簽名 1 2013-12-03至2014-01-07 畢業(yè)設計選題，指導老師下達任務書 2 2014-01-08至2014-01-15 資料查找，文獻閱讀，熟悉課題 3 2014-01-16至2014-01-20 為設計收集并準備相關資料 4 2014-01-21至2014-01-28 提交開題報告、任務書等 5 2014-01-29至2014-02-13 工藝初步分析，對比各種工藝方案，選擇并確定工藝規(guī)程 6 2014-02-14至2014-02-25 選擇其中的兩道工序，初步設計總體夾具 7 2014-02-26至2014-02-31 夾具詳細設計，計算相關數(shù)據(jù)，包括各種定位誤差，夾緊力，切削力等 8 2014-03-01至2014-03-12 夾具詳細設計，計算相關數(shù)據(jù)，包括各種定位誤差，夾緊力，切削力等 9 2014-03-13至2014-03-29 夾具詳細設計，計算相關數(shù)據(jù)，包括各種定位誤差，夾緊力，切削力等 10 2014-03-30至2014-04-08 對設計的夾具實現(xiàn)三維建模，并倒出工程圖，裝配圖等 11 2014-04-09至2014-04-19 對設計的夾具實現(xiàn)三維建模，并倒出工程圖，裝配圖等 12 2014-04-20至2014-04-30 撰寫畢業(yè)論文說明書 13 2014-05-01至2014-05-04 撰寫畢業(yè)論文說明書 14 2014-05-05至2014-05-10 根據(jù)指導老師意見進行完善修改 15 2014-05-11至2014-05-18 提交畢業(yè)設計（論文）及其相關資料 16 2014-05-19至2014-05-27 答辯 任務下達時間：2013年12月20日 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 01 產(chǎn)品名稱 變速齒輪箱箱體 零件名稱 變速齒輪箱箱體 共 2 頁 第 1 頁 材 料 牌 號 HT200 毛 坯 種 類 鑄件 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每 臺 件 數(shù) 1 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設 備 工 藝 裝 備 工 時 夾具 刀具 量具 準終 單件 10 鑄造 鑄造 鑄 20 時效 時效 熱 30 涂底漆 涂底漆 漆 40 粗銑 粗銑底部大端面 機加工 二 X52K銑床 銑夾具 銑刀 游標卡尺 50 精銑 精銑底部大端面 機加工 二 X52K銑床 銑夾具 銑刀 游標卡尺 60 粗銑 粗銑頂部凸臺端面 機加工 二 X52K銑床 銑夾具 銑刀 游標卡尺 70 精銑 精銑頂部凸臺端面 機加工 二 X52K銑床 銑夾具 銑刀 游標卡尺 80 銑削 銑削D向端面 機加工 二 X52K銑床 銑夾具 銑刀 游標卡尺 90 鉆擴鉸 鉆擴鉸底部2-φ8.3孔, 鉆6-φ8.5孔, 鉆 8-φ16沉孔 機加工 二 鉆床Z525 專用鉆夾具 莫氏錐柄長刃機用鉆頭 游標卡尺 100 鉆攻絲 鉆1/8-27扣布錐孔 機加工 二 鉆床Z525 專用鉆夾具 莫氏錐柄長刃機用鉆頭 游標卡尺 110 鉆擴鉸 鉆擴鉸左側φ13、φ13.5、φ16臺階孔 機加工 二 鉆床Z525 專用鉆夾具 莫氏錐柄長刃機用鉆頭 游標卡尺 120 鉆擴鉸 鉆擴鉸右側φ13、φ13.5、φ16臺階孔 機加工 二 鉆床Z525 專用鉆夾具 莫氏錐柄長刃機用鉆頭 游標卡尺 130 銑削 銑削側面凸臺面 機加工 二 X52K銑床 銑夾具 銑刀 游標卡尺 140 鉆孔 鉆凸臺φ6孔 機加工 二 鉆床Z525 專用鉆夾具 莫氏錐柄長刃機用鉆頭 游標卡尺 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 變速箱上蓋 零件名稱 變速箱上蓋 共 2 頁 第 2 頁 材 料 牌 號 HT200 毛 坯 種 類 鑄件 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每 臺 件 數(shù) 1 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設 備 工 藝 裝 備 工 時 夾具 刀具 量具 準終 單件 150 粗車 粗車頂部φ35內(nèi)部圓弧輪廓及倒角 機加工 二 CA6140車床 車夾具 車刀 游標卡尺 160 精車 精車頂部φ35內(nèi)部圓弧輪廓及倒角 機加工 二 CA6140車床 車夾具 車刀 游標卡尺 170 去毛刺 去毛刺 180 檢查 檢查 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 編號： 桂林電子科技大學信息科技學院 畢業(yè)設計(論文) 題 目：變速齒輪箱箱體加工工裝設計 院 （系）： 機電工程系 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 學生姓名： 李俊樹 學 號： 1053100208 指導教師： 呂勇 職 稱： 副教授 題目類型：¨理論研究 ¨實驗研究 t工程設計 ¨工程技術研究 ¨軟件開發(fā) ¨應用研究 2014 年 5月 20 日 41 摘 要 變速齒輪箱箱體零件加工工藝及夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。 關鍵詞：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差 Abstract Automobile gearbox cover parts processing and fixture design process design, including machining process design and fixture three. In process design should first of all parts for analysis, to understand part of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design the process routes of the parts; then the parts of each step in the process to the size calculation, the key is to determine the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure design; then the special fixture, the fixture for the various components of the design, such as the connecting part positioning devices, clamping element, a guide element, fixture and machine tools and other components; positioning error calculated by the analysis of fixture, jig structure the rationality and the deficiency, pay attention to improving and will design in. Key words: process, process, cutting dosage, clamping, positioning 目 錄 1 序言 1 2 零件的分析 2 2.1 零件的形狀 2 2.2 零件的工藝分析 2 3 工藝規(guī)程設計 4 3.1 確定毛坯的制造形式 4 3.2 基面的選擇 4 3.3 制定工藝路線 4 3.3.1工藝路線方案一 5 3.3.2 工藝路線方案二 5 3.3.3 工藝方案的比較與分析 6 3.4 選擇加工設備和工藝裝備 7 3.4.1機床選用 7 3.4.2選擇刀具 7 3.4.3選擇量具 7 3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 7 3.6 確定切削用量及基本工時 9 4 車夾具設計 22 4.1 車床夾具設計要求說明 22 4.2車床夾具的設計要點 22 4.3 定位機構 24 4.4 夾緊機構 24 4.5零件的車床夾具的加工誤差分析 25 4.6 確定夾具體結構尺寸和總體結構 26 4.7 零件的車床專用夾具簡單使用說明 26 5 銑側面夾具設計 28 5.1 問題的提出 28 5.2 夾具設計 28 5.2.1夾具體設計 28 5.2.2定位基準的選擇 28 5.2.3定位方案和元件設計 29 5.2.4定位誤差的計算 29 5.2.5夾緊力計算 30 5.2.6夾緊機構的設計 32 5.2.7定向鍵與對刀裝置設計 33 5.2.8確定夾具體結構尺寸和總體結構 35 5.2.9夾具設計及操作的簡要說明 36 5.2.10 CAE應力分析結果 37 總 結 39 參考文獻 40 致 謝 41 1 序言 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。 變速齒輪箱箱體零件加工工藝及夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等的基礎下，進行的一個全面的考核。正確地解決一個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，并設計出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結合，才能很好的完成本次設計。 本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。 2 零件的分析 2.1 零件的形狀 題目給的零件是變速齒輪箱箱體零件，主要作用是起連接作用。 零件的實際形狀如上圖所示，從零件圖上看，該零件是典型的零件，結構比較簡單。具體尺寸，公差如下圖所示。 2.2 零件的工藝分析 由零件圖可知，其材料為HT200，該材料為灰鑄造，具有較高強度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應力和要求耐磨零件。 變速齒輪箱箱體零件主要加工表面為：1. 粗銑底面、半精銑，表面粗糙度值為3.2。2. 粗銑、半精銑上端面，表面粗糙度值3.2。3. 車外圓，表面粗糙度值3.2。4. 車內(nèi)孔及圓弧，及表面粗糙度值3.2。5.兩側面粗糙度值6.3、12.5，面粗糙度值6.3。 變速齒輪箱箱體共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下： (1)．底部端面的加工表面： ? ? 這一組加工表面包括：端面，內(nèi)圓，倒角鉆孔并攻絲。這一部份只有端面有6.3的粗糙度要求。其要求并不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。而鉆工沒有精度要求，因此一道工序就可以達到要求，并不需要擴孔、鉸孔等工序。 (2).端面的加工表面： 這一組加工表面包括：端面，粗糙度為3.2；的端面，并帶有倒角；中心孔。其要求也不高，粗車后半精車就可以達到精度要求。其中，內(nèi)圓直接在車床上做鏜工就行了。 3 工藝規(guī)程設計 本變速齒輪箱箱體假設年產(chǎn)量為10萬臺，每臺車床需要該零件1個，備品率為19%，廢品率為0.25%，每日工作班次為2班。 該零件材料為HT200，考慮到零件在工作時要有高的耐磨性，所以選擇鑄鐵鑄造。依據(jù)設計要求Q=100000件/年，n=1件/臺；結合生產(chǎn)實際，備品率α和 廢品率β分別取19%和0.25%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領 N=2XQn(1+α)（1+β)=238595件/年 3.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為HT200，鑄件的特點是液態(tài)成形，其主要優(yōu)點是適應性強，即適用于不同重量、不同壁厚的鑄件，也適用于不同的金屬，還特別適應制造形狀復雜的鑄件?？紤]到零件在使用過程中起連接作用，分析其在工作過程中所受載荷，最后選用鑄件，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。年產(chǎn)量已達成批生產(chǎn)水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用砂型鑄造，這從提高生產(chǎn)效率，保證加工精度，減少生產(chǎn)成本上考慮，也是應該的。 3.2 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 粗基準的選擇，對像變速齒輪箱箱體這樣的零件來說，選好粗基準是至關重要的。對本零件來說，如果外圓的端面做基準，則可能造成這一組內(nèi)外圓的面與零件的外形不對稱，按照有關粗基準的選擇原則(即當零件有不加工表面時，應以這些不加工表面做粗基準，若零件有若干個不加工表面時，則應以與加工表面要求相對應位置精度較高的不加工表面做為粗基準)。 對于精基準而言，主要應該考慮基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不在重復。 3.3 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 3.3.1工藝路線方案一 10 鑄造 鑄造 20 時效 時效 30 涂底漆 涂底漆 40 粗銑 粗銑底部大端面 50 精銑 精銑底部大端面 60 粗銑 粗銑頂部凸臺端面 70 精銑 精銑頂部凸臺端面 80 銑削 銑削D向端面 90 鉆擴鉸 鉆擴鉸底部2-φ8.3孔, 鉆6-φ8.5孔, 鉆 8-φ16沉孔 100 鉆攻絲 鉆1/8-27扣布錐孔 110 鉆擴鉸 鉆擴鉸左側φ13、φ13.5、φ16臺階孔 120 鉆擴鉸 鉆擴鉸右側φ13、φ13.5、φ16臺階孔 130 銑削 銑削側面凸臺面 150 鉆孔 鉆凸臺φ6孔 150 粗車 粗車頂部φ35內(nèi)部圓弧輪廓及倒角 機加工 160 精車 精車頂部φ35內(nèi)部圓弧輪廓及倒角 機加工 170 去毛刺 去毛刺 180 檢查 檢查 3.3.2 工藝路線方案二 10 鑄造 鑄造 20 時效 時效 30 涂底漆 涂底漆 40 粗銑 粗銑底部大端面 50 精銑 精銑底部大端面 60 粗銑 粗銑頂部凸臺端面 70 精銑 精銑頂部凸臺端面 80 銑削 銑削D向端面 90 粗鏜 粗鏜頂部φ35內(nèi)部圓弧輪廓及倒角 機加工 100 精鏜 精鏜頂部φ35內(nèi)部圓弧輪廓及倒角 機加工 110 鉆擴鉸 鉆擴鉸底部2-φ8.3孔, 鉆6-φ8.5孔, 鉆 8-φ16沉孔 120 鉆攻絲 鉆1/8-27扣布錐孔 130 鉆擴鉸 鉆擴鉸左側φ13、φ13.5、φ16臺階孔 140 鉆擴鉸 鉆擴鉸右側φ13、φ13.5、φ16臺階孔 150 鉆孔 鉆凸臺φ6孔 160 去毛刺 去毛刺 170 檢查 檢查 3.3.3 工藝方案的比較與分析 上述兩個方案的特點在于：方案一的定位和裝夾等都比較方便。方案二采用鏜床加工，需要要及時更換刀具，因為有些工序在車床上也可以加工，鏜、鉆孔等等，需要換上相應的刀具。因此綜合工藝方案，取優(yōu)棄劣，具體工藝過程如下： 10 鑄造 鑄造 20 時效 時效 30 涂底漆 涂底漆 40 粗銑 粗銑底部大端面 50 精銑 精銑底部大端面 60 粗銑 粗銑頂部凸臺端面 70 精銑 精銑頂部凸臺端面 80 銑削 銑削D向端面 90 鉆擴鉸 鉆擴鉸底部2-φ8.3孔, 鉆6-φ8.5孔, 鉆 8-φ16沉孔 100 鉆攻絲 鉆1/8-27扣布錐孔 110 鉆擴鉸 鉆擴鉸左側φ13、φ13.5、φ16臺階孔 120 鉆擴鉸 鉆擴鉸右側φ13、φ13.5、φ16臺階孔 130 銑削 銑削側面凸臺面 150 鉆孔 鉆凸臺φ6孔 150 粗車 粗車頂部φ35內(nèi)部圓弧輪廓及倒角 機加工 160 精車 精車頂部φ35內(nèi)部圓弧輪廓及倒角 機加工 170 去毛刺 去毛刺 180 檢查 檢查 3.4 選擇加工設備和工藝裝備 3.4.1機床選用 ①.工序是粗車、和精車。各工序的工步數(shù)不多，成批量生產(chǎn)，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的CA6140臥式車床。參考根據(jù)《機械制造設計工工藝簡明手冊》表4.2-7。 ②.工序是鉆孔，選用Z525搖臂鉆床。 3.4.2選擇刀具 ①.在車床上加工的工序,一般選用硬質合金車刀和鏜刀。加工刀具選用YG6類硬質合金車刀，它的主要應用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟性,可選用可轉位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。 ②.鉆孔時選用高速鋼麻花鉆，參考《機械加工工藝手冊》（主編 孟少農(nóng)），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有參數(shù)。 3.4.3選擇量具 本零件屬于成批量生產(chǎn)，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量器的測量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。 3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “變速齒輪箱箱體” 零件材料為HT200，查《機械加工工藝手冊》（以后簡稱《工藝手冊》），表2.2-17 各種鑄鐵的性能比較，灰鑄造的硬度HB為143～269，表2.2-23 灰鑄造的物理性能，HT200密度ρ=7.2～7.3（），計算零件毛坯的重量約為2。 表3-1 機械加工車間的生產(chǎn)性質 生產(chǎn)類別 同類零件的年產(chǎn)量[件] 重型 （零件重>2000kg） 中型 （零件重100~2000kg） 輕型 （零件重<100kg） 單件生產(chǎn) 5以下 10以下 100以下 小批生產(chǎn) 5~100 10~200 100~500 中批生產(chǎn) 100~300 200~500 500~5000 大批生產(chǎn) 300~1000 500~5000 5000~50000 大量生產(chǎn) 1000以上 5000以上 50000以上 根據(jù)所發(fā)的任務書上的數(shù)據(jù)，該零件的月工序數(shù)不低于30～50，毛坯重量2<100為輕型，確定為大批生產(chǎn)。 根據(jù)生產(chǎn)綱領，選擇鑄造類型的主要特點要生產(chǎn)率高，適用于大批生產(chǎn)，查《工藝手冊》表3.1-19 特種鑄造的類別、特點和應用范圍，再根據(jù)表3.1-20 各種鑄造方法的經(jīng)濟合理性，采用機器砂模造型鑄件。 表3-2 成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級 鑄造方法 公差等級CT 灰鑄造 砂型手工造型 11~13 砂型機器造型及殼型 8~10 金屬型 7~9 低壓鑄造 7~9 熔模鑄造 5~7 根據(jù)上表選擇金屬型公差等級為7級。 3-3 鑄件尺寸公差數(shù)值 鑄件基本尺寸 公差等級CT 大于 至 8 63 100 160 100 160 250 1.6 1.8 2.0 根據(jù)上表查得鑄件基本尺寸大于100至160，公差等級為8級的公差數(shù)值為1.8。 表3-4 鑄鐵件機械加工余量（JB2854-80）如下 鑄件基本尺寸 加工余量等級 6 澆注時位置 >120~250 6.0 4.0 頂、側面 底 面 鑄孔的機械加工余量一般按澆注時位置處于頂面的機械加工余量選擇。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。 3.6 確定切削用量及基本工時 切削用量一般包括切削深度、進給量及切削速度三項。確定方法是先是確定切削深度、進給量，再確定切削速度。現(xiàn)根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第三版，艾興、肖詩綱編，1993年機械工業(yè)出版社出版）確定本零件各工序的切削用量所選用的表格均加以*號，與《機械制造設計工工藝簡明手冊》的表區(qū)別。 工序10、20、30：鑄造 時效處理無切削加工，無需計算 工序40、50：粗銑、精銑底部大端面 機床：銑床X52K 刀具：面銑刀(硬質合金材料)，材料：， ，齒數(shù)。 單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度： 精銑面余量：Z=1.0mm 銑削深度： 每齒進給量：?。喝°娤魉俣? 每齒進給量：取取銑削速度 機床主軸轉速： 按照文獻，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：,取 切削工時 被切削層：由毛坯可知， 刀具切入： 刀具切出：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 機動時間： 所以該工序總機動時間 工序60、70：粗銑、精銑頂部凸臺端面 機床：銑床X52K 刀具：面銑刀(硬質合金材料)，材料：， ，齒數(shù)。 單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度： 精銑面余量：Z=1.0mm 銑削深度： 每齒進給量：?。喝°娤魉俣? 每齒進給量：取，取銑削速度 機床主軸轉速： 按照文獻，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：取 切削工時 被切削層：由毛坯可知， 刀具切入： 刀具切出：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 機動時間： 所以該工序總機動時間 工序80：銑削D向端面 機床：銑床X52K 刀具：面銑刀(硬質合金材料)，材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。 單邊余量：Z=3mm 所以銑削深度： 精銑面余量：Z=1.0mm 銑削深度： 每齒進給量：?。喝°娤魉俣? 每齒進給量：取取銑削速度 機床主軸轉速： 按照，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：取 切削工時 被切削層：由毛坯可知， 刀具切入： 刀具切出：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 機動時間： 所以該工序總機動時間 工序90：鉆擴鉸底部2-φ8.3孔, 鉆6-φ8.5孔, 鉆 8-φ16沉孔 機床：立式鉆床Z525 刀具：根據(jù)選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 ⑴ 鉆孔φ8.3 切削深度： 進給量：取。 切削速度取。 機床主軸轉速： ， 按照文獻，取 所以實際切削速度： 切削工時 被切削層： 刀具切入： 刀具切出： 取 走刀次數(shù)為1 機動時間： ⑵ 鉸孔φ8.3 刀具：選擇擴孔鉆頭（硬質合金錐柄麻花材料）。 片型號：E403 切削深度： 進給量：取。 切削速度：取。 機床主軸轉速： 按照文獻取 所以實際切削速度： 切削工時 被切削層： 刀具切入有： 刀具切出： ，取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 工序100：鉆1/8-27扣布錐孔 機床：立式鉆床Z525 刀具：根據(jù)選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 切削深度： 進給量：取。 切削速度取。 機床主軸轉速： ， 按照文獻，取 所以實際切削速度： 切削工時 被切削層： 刀具切入： 刀具切出： 取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 刀具：選擇擴孔鉆頭（硬質合金錐柄麻花材料）。 片型號：E403 切削深度： 進給量：取。 切削速度：取。 機床主軸轉速： 按照文獻取 所以實際切削速度： 切削工時 被切削層： 刀具切入有： 刀具切出： ，取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 工序130鉆擴鉸左側φ13、φ13.5、φ16臺階孔 本工序采用計算法。 表3-5高速鋼麻花鉆的類型和用途 標準號 類型 直徑范圍（mm） 用途 GB1436-85 直柄麻花鉆 2.0～20.0 在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 GB1437-85 直柄長麻花鉆 1.0～31.5 在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 GB1438-85 錐柄麻花鉆 3.0～100.0 在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 GB1439-85 錐柄長麻花鉆 5.0～50.0 在各種機床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔 選用Z525搖臂鉆床，查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，查《機》表2.4-37鉆頭的磨鈍標準及耐用度可得，耐用度為4500，表10.2-5標準高速鋼麻花鉆的直徑系列選擇錐柄長，麻花鉆，則螺旋角=30，鋒交2=118，后角a=10,橫刃斜角=50，L=197mm,l=116mm。 表3-6 標準高速鋼麻花鉆的全長和溝槽長度（摘自GB6137-85） mm 直徑范圍 直柄麻花鉆 l l1 >11.80～13.20 151 101 表3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值（根據(jù)GB6137-85） （o） d (mm) β 2ф αf ψ 8.6～18.00 30 118 12 40～60 表3-8 鉆頭、擴孔鉆和鉸刀的磨鈍標準及耐用度 （1）后刀面最大磨損限度mm 刀具材料 加工材料 鉆頭 直徑d0（mm） ≤20 高速鋼 鑄鐵 0.5～0.8 （2）單刃加工刀具耐用度T min 刀具類型 加工材料 刀具材料 刀具直徑d0（mm） 11～20 鉆頭（鉆孔及擴孔） 鑄鐵、銅合金及合金 高速鋼 60 鉆頭后刀面最大磨損限度為0.5～0.8mm刀具耐用度T = 60 min ①.確定進給量 查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，第二卷表10.4高速鋼鉆頭鉆孔的進給量為f=0.25～0.65,根據(jù)表4.13中可知，進給量取f=0.60。 ②.確定切削速度 查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-17高速鋼鉆頭在灰鑄造（190HBS）上鉆孔的切削速度軸向力，扭矩及功率得，V=12，參考《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-10鉆擴鉸孔條件改變時切削速度修正系數(shù)K=1.0，R=0.85。 V=12=10.32 （3-17） 則 = =131 （3-18） 查表4.2-12可知， 取 n = 150 則實際切削速度 = = =11.8 ③.確定切削時間 查《機械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-43，鉆孔時加工機動時間計算公式： T= （3-19） 其中 l= l=5 l=2～3 則： t= =9.13 工序110：鉆擴鉸底部φ19、φ21、φ26臺階孔 機床：立式鉆床Z525 刀具：鉆擴鉸右側φ13、φ13.5、φ16臺階孔。 先鉆φ13孔底孔。 切削深度： 進給量：取。 切削速度取。 機床主軸轉速： ， 按照文獻，取 所以實際切削速度： 切削工時 被切削層： 刀具切入： 刀具切出： 取 走刀次數(shù)為1 機動時間： ⑵ 擴孔刀具：選擇擴孔鉆頭（硬質合金錐柄麻花材料）。 片型號：E403 切削深度： 進給量：取。 切削速度：取。 機床主軸轉速： 按照文獻取 所以實際切削速度： 切削工時 被切削層： 刀具切入有： 刀具切出： ，取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 工序140、150：粗車頂部φ35內(nèi)部圓弧輪廓及倒角 已知加工材料灰鑄鐵 CA6140普通車床 所可轉位車刀(YG6硬質合金材料)。根 故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。 ①.確定加工深度 一次走刀內(nèi)完成 ②.確定進給量 根據(jù)《加工手冊》可知 刀桿尺寸為，，進給量=0.5～1.0 按進給量在《工藝手冊》可知： =0.7 CA6140進給力=3530。 ，，=時， 進給力：=950。 實際進給力為： =950=1111.5 （1-2） 所選=可用。 ③.選擇磨鈍標準耐用度 根據(jù)《加工手冊》，最大磨損量取為，車刀壽命=。 ④.確定加工速度 故： ==63 （1-3） ===120 （1-4） 根據(jù)CA6140車床選擇 =125 這時實際速度為： == （1-5） ⑤.校驗機床功率 由《加工手冊》=～，，，加工速度時， = 實際功率為： =1.7=1.2 （1-6） 在CA6140上進行，最后用量為： =3.75，=，==，= 精車加工 所可轉位車刀(YG6硬質合金材料)。 選刀桿尺寸=，刀片厚度為。 ①.確定加工深度 可在一次走刀內(nèi)完成 ②.確定進給量 根據(jù)《加工手冊》可知 刀桿尺寸為， 進給量=0.5～1.0 按CA6140進給量 =0.7 CA6140進給機構允許進給力=3530。 =950=1111.5故所選=可用。 ③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度 根據(jù)《加工手冊》車刀后刀面磨損量，車刀壽命=。 ④.確定加工速度 當硬質合金刀度200～219鑄件， ，，加工速度=。 ==63 ===120 （3-13） 根據(jù)CA6140車床=125 實際速度為： == （3-14） ⑤.校驗機床功率 由《加工手冊》加工速度時， = 加工功率修正系數(shù)=0.73=0.9， 時間功率為： =1.7=1.2 =1.25，=，==，= 4 車夾具設計 4.1 車床夾具設計要求說明 車床夾具主要用于車頂部φ35內(nèi)部圓弧輪廓及倒角。因而車床夾具的主要特點是工件加工表面的中心線與機床主軸的回轉軸線同軸。 （1） 安裝在車床主軸上的夾具。這類夾具很多，有通用的三爪卡盤、四爪卡盤，花盤，頂尖等，還有自行設計的心軸；專用夾具通?？煞譃樾妮S式、夾頭式、卡盤式、角鐵式和花盤式。這類夾具的特點是加工時隨機床主軸一起旋轉，刀具做進給運動 定心式車床夾具 在定心式車床夾具上，工件常以孔或外圓定位，夾具采用定心夾緊機構。 角鐵式車床夾具 在車床上加工殼體、支座、杠桿、接頭等零件的回轉端面時，由于零件形狀較復雜，難以裝夾在通用卡盤上，因而須設計專用夾具。這種夾具的夾具體呈角鐵狀，故稱其為角鐵式車床夾具。 花盤式車床夾具 這類夾具的夾具體稱花盤，上面開有若干個T形槽，安裝定位元件、夾緊元件和分度元件等輔助元件，可加工形狀復雜工件的外圓和內(nèi)孔。這類夾具不對稱，要注意平衡。 （2） 安裝在托板上的夾具。某些重型、畸形工件，常常將夾具安裝在托板上。刀具則安裝在車床主軸上做旋轉運動，夾具做進給運動。 由于后一類夾具應用很少，屬于機床改裝范疇。而生產(chǎn)中需自行設計的較多是安裝在車床主軸上的專用夾具，所以零件在車床上加工用專用夾具。 4.2車床夾具的設計要點 （1）定位裝置的設計特點和夾緊裝置的設計要求 當加工回轉表面時，要求工件加工面的軸線與機床主軸軸線重合，夾具上定位裝置的結構和布置必須保證這一點。 當加工的表面與工序基準之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時，則應以夾具的回轉軸線為基準來確定定位元件的位置。 工件的夾緊應可靠。由于加工時工件和夾具一起隨主軸高速回轉，故在加工過程中工件除受切削力矩的作用外，整個夾具還要受到重力和離心力的作用，轉速越高離心力越大，這些力不僅降低夾緊力，同時會使主軸振動。因此，夾緊機構必須具有足夠的夾緊力，自鎖性能好，以防止工件在加工過程中移動或發(fā)生事故。對于角鐵式夾具，夾緊力的施力方式要注意防止引起夾具變形。 （2）夾具與機床主軸的連接 車床夾具與機床主軸的連接精度對夾具的加工精度有一定的影響。因此，要求夾具的回轉軸線與臥式車床主軸軸線應具有盡可能小的同軸度誤差。 心軸類車床夾具以莫氏錐柄與機床主軸錐孔配合連接，用螺桿拉緊。有的心軸則以中心孔與車床前、后頂尖安裝使用。 根據(jù)徑向尺寸的大小，其它專用夾具在機床主軸上的安裝連接一般有兩種方式： 1)對于徑向尺寸D＜140mm，或D＜(2～3)d的小型夾具，一般用錐柄安裝在車床主軸的錐孔中，并用螺桿拉緊，如圖1-a所示。這種連接方式定心精度較高。 2)對于徑向尺寸較大的夾具，一般用過渡盤與車床主軸軸頸連接。過渡盤與主軸配合處的形狀取決于主軸前端的結構。 圖1-b所示的過渡盤，其上有一個定位圓孔按H7/h6或H7/js6與主軸軸頸相配合，并用螺紋和主軸連接。為防止停車和倒車時因慣性作用使兩者松開，可用壓板將過渡盤壓在主軸上。專用夾具則以其定位止口按H7/h6或H7/js6裝配在過渡盤的凸緣上，用螺釘緊固。這種連接方式的定心精度受配合間隙的影響。為了提高定心精度，可按找正圓校正夾具與機床主軸的同軸度。 對于車床主軸前端為圓錐體并有凸緣的結構，如圖1-c所示，過渡盤在其長錐面上配合定心，用活套在主軸上的螺母鎖緊，由鍵傳遞扭矩。這種安裝方式的定心精度較高，但端面要求緊貼，制造上較困難。 圖1-d所示是以主軸前端短錐面與過渡盤連接的方式。過渡盤推入主軸后，其端面與主軸端面只允許有0.05～0.1mm的間隙，用螺釘均勻擰緊后，即可保證端面與錐面全部接觸，以使定心準確、剛度好。 圖1 車床夾具與機床主軸的連接 過渡盤常作為車床附件備用，設計夾具時應按過渡盤凸緣確定專用夾具體的止口尺寸。過渡盤的材料通常為鑄鐵。各種車床主軸前端的結構尺寸，可查閱有關手冊 4.3 定位機構 本工件在加工孔時采用一面兩孔作為定位基準，易于做到工藝過程中的基準統(tǒng)一，保證工件的相對位置精度，且具有支撐面大，支撐剛性好等優(yōu)點； 本工件采用底面和一對對角工藝孔作為定位基準，工件底面為第一定位基準，限制了x、y方向轉動，z方向移動三個自由度；圓柱銷為第二定位基準限制了x、y方向移動兩個自由度；菱形銷為第三定位基準，它和圓柱銷聯(lián)合限制了z方向轉動自由度，所以此定位方案符合六點定位原理，采用對稱壓板將工件壓緊。 4.4 夾緊機構 選擇工件的夾緊方案，夾緊方案的選擇原則是夾得穩(wěn)，夾得勞，夾得快。選擇夾緊機構時，要合理確定夾緊力的三要素：大小、方向、作用點。夾緊裝置的基本要求如下： 1. 夾緊時不能破壞工件在夾具中占有的正確位置； 2. 夾緊力要適當，既要保證工件在加工過程中不移動、不轉動、不震動，又不因夾緊力過大而使工件表面損傷、變形。 3. 夾緊機構的操作應安全、方便、迅速、省力。 4. 機構應盡量簡單，制造、維修要方便。 分析零件加工要素的性質，確定夾緊動力源類型為手動夾緊，夾緊裝置為壓板，壓緊力來源為螺旋力。夾具的具體結構與參數(shù)見夾具裝配圖和零件圖。 工件夾緊方式的確定 從夾緊動力源選擇：手動夾緊 確定主夾緊機構： 螺栓壓板 4.5零件的車床夾具的加工誤差分析 工件在車床夾具上加工時，加工誤差的大小受工件在夾具上的定位誤差、夾具誤差、夾具在主軸上的安裝誤差和加工方法誤差的影響。 如夾具圖所示，在夾具上加工時，尺寸的加工誤差的影響因素如下所述： 1. 確定兩銷中心距及尺寸公差（中心距公差需采用對稱公差的標注形式） 兩銷中心距基本尺寸Ld公差按劃線等級取0.4mm 兩銷中心距的尺寸公差TLd＝（1/3～1/5）TLD =1/40.4=0.10mm 兩銷中心距尺寸及公差的標注：Ld±δLd/2=134.4±0.05mm 2. 確定圓柱銷的尺寸及公差 圓柱銷直徑的基本尺寸d1＝工件孔1的最小極限尺寸=12mm 圓柱銷按g6制造（T=0.011mm） 即=Φmm 3. 查表確定削邊銷尺寸b及B b=4mm B=10.5-2=8.5mm 4. 確定削邊銷的直徑尺寸及公差 δ===0.188mm 按h6級確定公差：=Φ 5. 計算定位誤差——目的是分析定位方案的可行性 因為定位方向與加工尺寸方向垂直，且被加工表面無尺寸公差要求，為次要加工表面，只要保證粗糙度為Ra12.5，故只需進行轉角誤差計算即可。 = 轉角誤差很小，符合定位要求，可以使用。 4.6 確定夾具體結構尺寸和總體結構 夾具體設計的基本要求 （1）應有適當?shù)木群统叽绶€(wěn)定性 夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對刀塊或導向元件的表面以及夾具體的安裝基面，應有適當?shù)某叽缇群托螤罹龋鼈冎g應有適當?shù)奈恢镁取? 為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進行時效處理，焊接和鍛造夾具體要進行退火處理。 （2）應有足夠的強度和剛度 為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動，夾具體應有足夠的壁厚，剛性不足處可適當增設加強筋。 （3）應有良好的結構工藝性和使用性 夾具體一般外形尺寸較大，結構比較復雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應特別注意其結構工藝性，應做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強度的前提下，應盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡單。 （4）應便于排除切屑 在機械加工過程中，切屑會不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時排除，切削熱量的積聚會破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對于加工過程中切屑產(chǎn)生不多的情況，可適當加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對于加工過程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應在夾具體上設置排屑槽。 （5）在機床上的安裝應穩(wěn)定可靠 夾具在機床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機床上的相應表面的接觸或配合實現(xiàn)的。當夾具在機床工作臺上安裝時，夾具的重心應盡量低，支承面積應足夠大，安裝基面應有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應中空，大型夾具還應設置吊環(huán)或起重孔。 確定夾具體的結構尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。 4.7 零件的車床專用夾具簡單使用說明 （1）夾具的總體結構應力力求緊湊、輕便，懸臂尺寸要短，重心盡可能靠近主軸。 （2）當工件和夾具上個元件相對機床主軸的旋轉軸線不平衡時，將產(chǎn)生較大的離心力和振動，影響工件的加工質量、刀具的壽命、機床的精度和安全生產(chǎn)，特別是在轉速較高的情況下影響更大。因此，對于重量不對稱的夾具，要有平衡要求。平衡的方法有兩種：設置平衡塊或加工減重孔。在工廠實際生產(chǎn)中，常用適配的方法進行夾具的平衡工作。 （3）為了保證安全，夾具上各種元件一般不超過夾具的圓形輪廓之外。因此，還應該注意防止切削和冷卻液的飛濺問題，必要時應該加防護罩。 本夾具按底面一面兩孔定位，可以限制6個自由度，屬于完全定位方式。工件加工出了2個工藝孔，分別以圓柱銷和菱形銷定位，工件靠壓板用螺栓和螺母壓緊 5 銑側面夾具設計 5.1 問題的提出 為了提高勞動生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。對于銑側面夾具設計，由于對加工精度要求不是很高，所以在本道工序加工時，主要考慮如何降低生產(chǎn)成本和降低勞動強度。 5.2 夾具設計 5.2.1夾具體設計 設計夾具，首先要仔細分析加工零件的技術要求，運用夾具設計的基本原理和方法，擬定夾具設計方案；在滿足加工精度的條件下，合理的進行安裝、定位、夾緊；在完成夾具草圖后，進一步考慮零件間的連接關系和螺釘、螺母、定位銷等的固定方式，設計合理的結構實現(xiàn)個零部件間的相對運動；根據(jù)零件的使用要求，選擇相應的材料。 完成鉆床夾具的所有設計后，用AutoCAD進行二位圖形的繪制，首先畫裝配圖，然后從裝配圖上拆畫零件圖，標注相關尺寸及技術要求，最后進行論文撰寫、整理、修改完成該畢業(yè)設計。 5.2.2定位基準的選擇 在加工中用作確定工件在夾具中占有正確位置的基準，稱為定位基準。據(jù)《夾具手冊》知定位基準應盡可能與工序基準重合，在同一工件的各道工序中，應盡量采用同一定位基準進行加工。該零件以三面定位，滑鞍上的裝配基準為平面，而它們又是滑鞍上其他要素的設計基準，因此以這些裝配基準平面作為定位基準，避免了基準不重合誤差，有利于提高滑鞍各主要表面的相互位置精度。有零件圖可知,根據(jù)本道工序，選底面和側面為定位基準。 5.2.3定位方案和元件設計 根據(jù)以上零件的結構分析以及定位基準的選擇，可得定位基準為平面，因此可選擇定位元件為支承板,如圖4.1定位支承板所示。 圖4.1 定位支承板 根據(jù)工序圖及對零件的結構的分析，本道工序需限制4個自由度，為了增加定位的可靠行，實際限制了其6個自由度。本夾具采用6點定位原則，用兩個固定的支撐板作為一大平面即D面，限制了工件的兩個旋轉自由度和一個移動自由度；用W面作為一小平面，限制了工件的一個旋轉自由度和一個移動自由度；用一個底面C來限制了工件上下移動自由度。 5.2.4定位誤差的計算 ⑴ 定位誤差 ： 其中： ， ， ， ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查[5]表1～2～15有。 ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 5.2.5夾緊力計算 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即： 安全系數(shù)K可按下式計算有：： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻[5]表可得： 所以有： 螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有： 式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得： 螺旋夾緊力： 該夾具采用螺旋夾緊機構，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如下： 圖4.1受力簡圖 由表得：原動力計算公式 即： 由上述計算易得： 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。 5.2.6夾緊機構的設計 采用螺旋直接夾緊或與其他元件組合實現(xiàn)夾緊工件的機構，統(tǒng)稱螺旋夾緊機構。由于這類夾緊機構簡單，夾緊可靠，通用性大，故在機床夾具中得到廣泛運用。它的主要缺點是夾緊和松開工件時比較費力。 本夾具采用移動壓板進行夾緊，同時保證了夾緊可靠和動作迅速的要求。同時，由于移動壓板標準件，可直接購買，降低了夾具的制造成本。 夾緊力的計算 單個螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按下列計算： 式中： W0——單個螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力（N）； Q ——原始作用力（N）； L——作用力臂（mm）； ——螺桿端部與工件間的當量摩擦半徑（mm），其值視螺桿端部的結構形式而定，參見《機床夾具設計手冊》第三版表1-2-20； ——螺桿端部與工件間的摩擦角（°）； ——螺紋中徑之半（mm）； ——螺旋升角（°），參見《機床夾具設計手冊》第三版表1-2-21； ——螺旋副的當量摩擦角（°）， 式中為螺旋副的摩擦角（°），β為螺紋牙型半角（°），參見《機床夾具設計手冊》第三版表1-2-22。 5.2.7定向鍵與對刀裝置設計 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時產(chǎn)生的扭轉力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負荷，加強夾具在加工中的穩(wěn)固性。 根據(jù)GB2207—80定向鍵結構如圖所示： 圖4.1 夾具體槽形與螺釘 根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結構尺寸如表4.4： 表4.4 定向鍵 B L H h D 夾具體槽形尺寸 公稱尺寸 允差d 允差 公稱尺寸 允差D 18 ～0.012 ～0.035 25 12 4 12 4.5 18 +0.019 5 對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。 塞尺選用平塞尺，其結構如圖4.3所示： 圖4.3 平塞尺 塞尺尺寸參數(shù)如表4.5： 表4.5 塞尺 公稱尺寸H 允差d C 3 ～0.006 0.25 5.2.8確定夾具體結構尺寸和總體結構 夾具體：夾具的定位、引導、夾緊裝置裝在夾具體上，使其成為一體，并能正確的安裝在機床上。夾具體是將夾具上的各種裝置和元件連接成一個整體的最大最復雜的基礎件。夾具體的形狀和尺寸取決于夾具上各種裝置的布置以及夾具與機床的連接，而且在零件的加工過程中，夾具還要承受夾緊力、切削力以及由此產(chǎn)生的沖擊和振動，因此夾具體必須具有必要的強度和剛度。切削加工過程中產(chǎn)生的切屑有一部分還會落在夾具體上，切屑積聚過多將影響工件的可靠的定位和夾緊，因此設計夾具體時，必須考慮結構應便于排屑。此外，夾具體結構的工藝性、經(jīng)濟性以及操作和裝拆的便捷性等，在設計時也應加以考慮。 夾具體設計的基本要求 （1）應有適當?shù)木群统叽绶€(wěn)定性 夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對刀塊或導向元件的表面以及夾具體的安裝基面，應有適當?shù)某叽缇群托螤罹?，它們之間應有適當?shù)奈恢镁取? 為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，鑄造夾具體要進行時效處理，焊接和鍛造夾具體要進行退火處理。 （2）應有足夠的強度和剛度 為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動，夾具體應有足夠的壁厚，剛性不足處可適當增設加強筋。 （3）應有良好的結構工藝性和使用性 夾具體一般外形尺寸較大，結構比較復雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應特別注意其結構工藝性，應做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強度的前提下，應盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡單。 （4）應便于排除切屑 在機械加工過程中，切屑會不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時排除，切削熱量的積聚會破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對于加工過程中切屑產(chǎn)生不多的情況，可適當加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對于加工過程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應在夾具體上設置排屑槽。 （5）在機床上的安裝應穩(wěn)定可靠 夾具在機床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機床上的相應表面的接觸或配合實現(xiàn)的。當夾具在機床工作臺上安裝時，夾具的重心應盡量低，支承面積應足夠大，安裝基面應有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應中空，大型夾具還應設置吊環(huán)或起重孔。 工件裝夾方案確定以后，根據(jù)定位元件及夾緊機構所需要的空間范圍及機床工作臺的尺寸，確定夾具體的結構尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。 5.2.9夾具設計及操作的簡要說明 如前所述，應該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費力。由于該工件體積小，經(jīng)過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構）。這類夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。 此外，當夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整換取。 5.2.10CAE應力分析結果 總 結 在設計過程中，我們讀到一些技術資料和設計手冊，在機械領域中的一些基本問題的探討。因此，這樣的設計不僅要加強自己的理解和知識，和他們的知識，拓寬。此外，該拉延工藝的設計，AutoCAD繪圖軟件的使用，并在同一時間，手繪，所有這些因素都使我們學到更多的知識，圖像識別和提高我們的繪圖能力。 本課題是變速齒輪箱箱體的加工工藝及夾具設計，主要是確定的工藝設計的工藝路線，確定加工和切削參數(shù)，基本工時，本設計的零件工藝路線是正確合理的，定位和夾緊的夾緊機構可實現(xiàn)定位和夾緊的目的，可以保證工件的加工精度。在很多問題的設計過程中，假設出現(xiàn)不合理工藝路線，甚無法保證夾具設計的準確性。在夾具設計中，由于定位基準的選擇不合理，出現(xiàn)了定位或不定位零件加工精度無法保證。在夾緊機構由于尺寸的選擇，如不合理，但沒有達到夾緊的目的，也可能是由于位置的夾緊力和工件表面的作用所產(chǎn)生的營業(yè)額不合理。然而，在老師的細心指導的悉心指導下，經(jīng)過三個月的努力，這些問題都一一解決方案。在這一過程中，加工工藝及夾具設計知識和更深入的了解，提高了綜合專業(yè)知識的能力，我的專業(yè)知識，進一步提高技能，為以后從事專業(yè)技術工作。然而，在老師的細心指導的悉心指導下，經(jīng)過努力，這些問題都一一解決方案。 參考文獻 [1] 李 洪．工藝手冊[M] ．北京出版社，2006．1． [2] 陳宏鈞．實用金屬切削手冊[M] ．機械工業(yè)出版社