傳動(dòng)箱體工藝與夾具設(shè)計(jì)銑床夾具設(shè)計(jì)

傳動(dòng)箱體工藝與夾具設(shè)計(jì)銑床夾具設(shè)計(jì),傳動(dòng),箱體,工藝,夾具,設(shè)計(jì),銑床 前言 加工工藝及夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的一次鞏固，是在進(jìn)行社會(huì)實(shí)踐之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。 機(jī)床夾具已成為機(jī)械加工中的重要裝備。機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)和使用是促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展的重要工藝措施之一。隨著我國(guó)機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展,機(jī)床夾具的改進(jìn)和創(chuàng)造已成為廣大機(jī)械工人和技術(shù)人員在技術(shù)革新中的一項(xiàng)重要任務(wù)。 1.1課題背景及發(fā)展趨勢(shì) 材料、結(jié)構(gòu)、工藝是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，一方面，技術(shù)制約著設(shè)計(jì)；另一方面，技術(shù)也推動(dòng)著設(shè)計(jì)。從設(shè)計(jì)美學(xué)的觀點(diǎn)看，技術(shù)不僅僅是物質(zhì)基礎(chǔ)還具有其本身的“功能”作用，只要善于應(yīng)用材料的特性，予以相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式和適當(dāng)?shù)募庸すに?，就能夠?chuàng)造出實(shí)用，美觀，經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品，即在產(chǎn)品中發(fā)揮技術(shù)潛在的“功能”。 技術(shù)是產(chǎn)品形態(tài)發(fā)展的先導(dǎo)，新材料，新工藝的出現(xiàn)，必然給產(chǎn)品帶來(lái)新的結(jié)構(gòu)，新的形態(tài)和新的造型風(fēng)格。材料，加工工藝，結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品形象有機(jī)地聯(lián)系在一起的，某個(gè)環(huán)節(jié)的變革，便會(huì)引起整個(gè)機(jī)體的變化。 工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了愈來(lái)愈高的要求，使多品種，對(duì)中小批生產(chǎn)作為機(jī)械生產(chǎn)的主流，為了適應(yīng)機(jī)械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢(shì)，必然對(duì) 機(jī)床夾具提出更高的要求。 1.2 夾具的基本結(jié)構(gòu)及夾具設(shè)計(jì)的內(nèi)容 按在夾具中的作用,地位結(jié)構(gòu)特點(diǎn),組成夾具的元件可以劃分為以下幾類: (1)定位元件及定位裝置； (2)夾緊元件及定位裝置(或者稱夾緊機(jī)構(gòu))； (3)夾具體； (4)對(duì)刀,引導(dǎo)元件及裝置(包括刀具導(dǎo)向元件,對(duì)刀裝置及靠模裝置等)； (5)動(dòng)力裝置； (6)分度,對(duì)定裝置； (7)其它的元件及裝置(包括夾具各部分相互連接用的以及夾具與機(jī)床相連接用的緊固螺釘,銷釘,鍵和各種手柄等)； 每個(gè)夾具不一定所有的各類元件都具備,如手動(dòng)夾具就沒有動(dòng)力裝置,一般的車床夾具不一定有刀具導(dǎo)向元件及分度裝置。反之,按照加工等方面的要求,有些夾具上還需要設(shè)有其它裝置及機(jī)構(gòu),例如在有的自動(dòng)化夾具中必須有上下料裝置。 專用夾具的設(shè)計(jì)主要是對(duì)以下幾項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)：（1）定位裝置的設(shè)計(jì)；（2）夾緊裝置的設(shè)計(jì)；（3）對(duì)刀-引導(dǎo)裝置的設(shè)計(jì)；（4）夾具體的設(shè)計(jì)；（5）其他元件及裝置的設(shè)計(jì)。 29 目錄 1 前言 1 1.1課題背景及發(fā)展趨勢(shì) 1 1.2 夾具的基本結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)內(nèi)容 1 2 箱體加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3 2.1零件的分析 3 2.1.1零件的作用 3 2.1.2零件的工藝分析 3 2.2箱體加工的主要問題和工藝過(guò)程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 4 2.2.1確定毛坯的制造形式 4 2.2.2基面的選擇 4 2.2.3確定工藝路線 4 2.2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 5 2.2.5確定切削用量 6 2.3小結(jié) 22 3 專用夾具設(shè)計(jì) 23 3.1加工上平面鏜孔夾具設(shè)計(jì) 23 3.1.1定位基準(zhǔn)的選擇 23 3.1.2切削力的計(jì)算與夾緊力分析 23 3.1.3夾緊元件及動(dòng)力裝置確定 24 3.1.4鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì) 25 3.1.5夾具精度分析 27 3.1.6夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 27 3.2鉆18－M8螺紋孔夾具設(shè)計(jì) 33 3.3.1定位基準(zhǔn)的選擇 33 3.2.2定位元件的設(shè)計(jì) 34 3.2.3定位誤差分析 35 3.2.4鉆削力與夾緊力的計(jì)算 35 3.2.5鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì) 36 3.2.6夾緊裝置的設(shè)計(jì) 38 3.2.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 38 3.4小結(jié) 39 4 結(jié)束語(yǔ) 40 參考文獻(xiàn) 41 2 傳動(dòng)箱體加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1零件的分析 2.1.1零件的作用 題目給出的零件是傳動(dòng)箱體，它的主要的作用是用來(lái)支承、固定的。它的主要任務(wù)是將主電機(jī)傳來(lái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)一系列的變速機(jī)構(gòu)使主軸得到所需的正反兩種轉(zhuǎn)向的不同轉(zhuǎn)速，同時(shí)傳動(dòng)箱分出部分動(dòng)力將運(yùn)動(dòng)傳給進(jìn)給箱。傳動(dòng)箱中的主軸是車床的關(guān)鍵零件。主軸在軸承上運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性直接影響工件的加工質(zhì)量，一旦主軸的旋轉(zhuǎn)精度降低，則機(jī)床的使用價(jià)值也將大打折扣。 2.1.2零件的工藝分析 零件的材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，鑄造性能優(yōu)良，減震性能良好。傳動(dòng)箱體需要加工表面以及加工表面的位置要求?，F(xiàn)分析如下： （1）主要加工面： 1）銑上下平面保證尺寸54mm，平行度誤差為0.03 2）銑側(cè)面保證尺寸80mm與下平面的平行度誤差為0.02 3）鏜上、下面平面各孔至所要求尺寸，并保證各位誤差要求 4）鉆側(cè)面4—M6螺紋孔 5）鉆孔攻絲側(cè)平面各孔 （2）主要基準(zhǔn)面： 1）以下平面為基準(zhǔn)的加工表面 這一組加工表面包括：傳動(dòng)箱上表面各孔、傳動(dòng)箱上表面 2）以下平面為基準(zhǔn)的加工表面 這一組加工表面包括：主要是下平面各孔及螺紋孔 2.2傳動(dòng)箱體加工的主要問題和工藝過(guò)程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 2.2.1確定毛坯的制造形式 零件的材料HT200。由于批量生產(chǎn)的，而且零件的輪廓尺寸較大，鑄造表面質(zhì)量的要求高，故可采用鑄造質(zhì)量穩(wěn)定的，適合大批生產(chǎn)的金屬模鑄造。便于鑄造和加工工藝過(guò)程，而且還可以提高生產(chǎn)率。 2.2.2基面的選擇 （1）粗基準(zhǔn)的選擇 對(duì)于本零件而言，按照互為基準(zhǔn)的選擇原則，選擇本零件的下表面作為加工的粗基準(zhǔn)，可用裝夾對(duì)肩臺(tái)進(jìn)行加緊，利用底面定位塊支承和底面作為主要定位基準(zhǔn)，以限制z、z、y、y、五個(gè)自由度。再以一面定位消除x、向自由度，達(dá)到定位,目的。 （2）精基準(zhǔn)的選擇 主要考慮到基準(zhǔn)重合的問題，和便于裝夾，采用已加工結(jié)束的上、下平面作為精基準(zhǔn)。 2.2.3確定工藝路線 表2.1工藝路線方案一 工序1 粗精銑上平面 工序2 粗精銑下平面 工序3 粗精銑側(cè)面及保證尺寸 工序4 鉆上平面4-M6螺紋底孔 工序5 鉆下平面8-M4螺紋底孔 工序6 鉆下平面臺(tái)階孔 工序7 鉆側(cè)面各孔 工序8 鉗工，攻絲各螺紋孔 工序9 鏜上平面各孔 工序10 鏜下平面各孔 表2.2工藝路線方案二 工序1 粗精銑上平面 工序2 粗精銑下平面 工序3 粗精銑的側(cè)面及保證尺寸 工序4 鏜上平面孔 工序5 鏜下平面孔 工序6 鉆上平面4-M6螺紋底孔 工序7 鉆下平面18-M8螺紋底孔 工序8 鉆下平面臺(tái)階孔 工序9 鉆側(cè)面兩孔 工序10 鉗工，攻絲各螺紋孔 工藝路線的比較與分析： 第二條工藝路線不同于第一條是將銑平面工序， 放到后面。加工完上下平面各螺紋孔M4與螺紋孔M6，其它的先后順序均沒變化。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)這樣的變動(dòng)提高了生產(chǎn)效率。而且對(duì)于零的尺寸精度和位置精度都有太大程度的幫助。 采用互為基準(zhǔn)的原則，先加工上、下兩平面，然后以下、下平面為精基準(zhǔn)再加工兩平面上的各孔，這樣便保證了，上、下兩平面的平行度要求同時(shí)為加兩平面上各孔保證了垂直度要求。符合先加工面再鉆孔的原則。若選第一條工藝路線，不便于裝夾，并且毛坯的端面與軸的軸線是否垂直決定了鉆出來(lái)的孔的軸線與軸的軸線是非平行這個(gè)問題。所以發(fā)現(xiàn)第一條工藝路線并不可行。如果選取第二條工藝方案，先鏜上、下平面各孔，然后以這些已加工的孔為精基準(zhǔn)，加工其它各孔便能保證4-M6與8-M4孔的形位公差要求 從提高效率和保證精度這兩個(gè)前提下，發(fā)現(xiàn)第二個(gè)方案比較合理。所以我決定以第二個(gè)方案進(jìn)行生產(chǎn)。具體的工藝過(guò)程見工藝卡片所示。 2.2.4機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 傳動(dòng)箱體的材料是HT200，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。由于毛坯用采用金屬模鑄造, 毛坯尺寸的確定如下： 由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所規(guī)定的加工余量其實(shí)只是名義上的加工余量，實(shí)際上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。 由于本設(shè)計(jì)規(guī)定零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工，因此計(jì)算最大與最小余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定。 1）加工箱體的上下平面，根據(jù)參考文獻(xiàn)[8]表4-35和表4-37考慮3mm，粗加工2mm到金屬模鑄造的質(zhì)量和表面的粗糙度要求，精加工1mm， 2）加工側(cè)面時(shí)，用銑削的方法加工兩側(cè)面。由于側(cè)面的加工表面有粗糙度的要求，而銑削的精度可以滿足，故采取分二次的銑削的方式，粗銑削的深度是2mm，精銑削的深度是1mm 3）鏜上、下平面各傳動(dòng)軸孔時(shí)，由于粗糙度要求，因此考慮加工余量2.5mm?？梢淮未旨庸?mm，一次精加工0.5就可達(dá)到要求。 6）加工8－M4底孔，根據(jù)參考文獻(xiàn)[8]表4-23考慮加工余量1.2mm。可一次鉆削加工余量1.1mm，一次攻螺紋0.1就可達(dá)到要求。 7）加工4－M6底孔時(shí)，根據(jù)參考文獻(xiàn)[8]表4-23考慮加工余量1.2mm?？梢淮毋@削加工余量1.1mm，一次攻螺紋0.1mm就可達(dá)到要求。 8）加工下平面臺(tái)階孔，粗加工2mm到金屬模鑄造的質(zhì)量和表面粗糙度要求，精加工1mm，可達(dá)到要求。 2.2.5確定切削用量 工序1：粗、精銑傳動(dòng)箱體下平面 （1）粗銑下平面 加工條件： 工件材料： HT200，鑄造。 機(jī)床：X52K立式銑床。 查參考文獻(xiàn)[7]表30—34 刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=2mm 所以銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-75，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]表30—34，取。 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 式（2.1） 式中 V—銑削速度； d—刀具直徑。 由式2.1機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表2.4-81, （2）精銑下平面 加工條件： 工件材料： HT200，鑄造。 機(jī)床： X52K立式銑床。 參考文獻(xiàn)[7]表30—31 刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀（面銑刀）：， ，齒數(shù)12，此為細(xì)齒銑刀。 精銑該平面的單邊余量：Z=1mm 銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表30—31，取 銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]表30—31，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（2.1）有： 按照參考文獻(xiàn)[7]表3.1-31 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量，由式（1.3）有： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 粗銑的切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-45可查得銑削的輔助時(shí)間 精銑的切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí) 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-45可查得銑削的輔助時(shí)間 銑下平面的總工時(shí)為：t=+++=1.13+1.04+1.04 +1.09=2.58min 工序2：加工上平面，各切削用量與加工上平面相近，因此省略不算，參照工序1執(zhí)行。 工序3：粗精銑側(cè)面： （1）粗銑側(cè)面 加工條件： 工件材料： HT200，鑄造。 機(jī)床：X52K立式銑床。 查參考文獻(xiàn)[7]表30—34 刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。 因其單邊余量：Z=2mm 所以銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-75，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]表30—34，取。 由式2.1得機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表2.4-81, 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長(zhǎng)度： 式（2.2） 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為1 （2）精銑側(cè)平面 加工條件： 工件材料： HT200，鑄造。 機(jī)床： X52K立式銑床。 由參考文獻(xiàn)[7]表30—31 刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀（面銑刀）：， ，齒數(shù)12，此為細(xì)齒銑刀。 精銑該平面的單邊余量：Z=1mm 銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表30—31，取 銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]表30—31，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（2.1）有： 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-31 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量，由式（2.3）有： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí) 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為1 根據(jù)參考文獻(xiàn)[9：=249/(37.5×3)=2.21min。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-45可查得銑削的輔助時(shí)間 精銑側(cè)平面 根據(jù)參考文獻(xiàn)[9]切削工時(shí)：=249/(37.5×3)=2.21min 根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-45可查得銑削的輔助時(shí)間 粗精銑側(cè)面總工時(shí)： t=+++=2.21+2.21+0.41+0.41=5.24min 工序４：粗鏜Φ35H12的孔 機(jī)床：臥式鏜床 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料： 切削深度：，毛坯孔徑。 進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)表2.4-66，刀桿伸出長(zhǎng)度取，切削深度為=2.0mm。因此確定進(jìn)給量。 切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-9取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-41取 實(shí)際切削速度： 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 取 行程次數(shù)： 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-37工步輔助時(shí)間為：2.61min 精鏜下端孔Φ35H12 機(jī)床：臥式鏜床 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料： 切削深度： 進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-66，刀桿伸出長(zhǎng)度取，切削深度為=。因此確定進(jìn)給量 切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-9，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ，取 實(shí)際切削速度，： 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 取 行程次數(shù)： 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 所以該工序總機(jī)動(dòng)工時(shí) 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-37工步輔助時(shí)間為：1.86min 工序5：粗鏜Φ55H12的孔 機(jī)床：臥式鏜床 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料： 切削深度：，毛坯孔徑。 進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)表2.4-66，刀桿伸出長(zhǎng)度取，切削深度為=2.0mm。因此確定進(jìn)給量。 切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-9取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-41取 實(shí)際切削速度： 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 取 行程次數(shù)： 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-37工步輔助時(shí)間為：2.61min 精鏜下端孔到Φ55H12 機(jī)床：臥式鏜床 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料： 切削深度： 進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-66，刀桿伸出長(zhǎng)度取，切削深度為=。因此確定進(jìn)給量 切削速度：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.4-9，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ，取 實(shí)際切削速度，： 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 取 行程次數(shù)： 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 所以該工序總機(jī)動(dòng)工時(shí) 查參考文獻(xiàn)[1]，表2.5-37工步輔助時(shí)間為：1.56min 工序6：鉆下平在4-M6 工件材料為HT200鐵，孔的直徑為6mm。加工機(jī)床為Z535立式鉆床，加工工序?yàn)殂@孔至Φ5，選用Φ5的麻花鉆頭。攻M6螺紋，選用M6細(xì)柄機(jī)用絲錐攻螺紋。 進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.4-39，取 切削速度：參照參考文獻(xiàn)[5]表2.4-41，取 由式（2.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ，取 實(shí)際切削速度： 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 走刀次數(shù)為1 攻M6×1.5的螺紋 機(jī)床：Z535立式鉆床 刀具：細(xì)柄機(jī)用絲錐（） 進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量 切削速度：參照參考文獻(xiàn)[5]表2.4-105，取 由式（2.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ，取 絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取 實(shí)際切削速度： 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-41可查得鉆削的輔助時(shí)間 攻M6螺紋 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-41可查得鉆削的輔助時(shí)間 總工時(shí)為：t=2++=3.75min 工序7：加工8－M4底孔 工件材料為HT200鐵，孔的直徑為4mm。加工機(jī)床為Z535立式鉆床，加工工序?yàn)殂@孔至Φ3.5，選用Φ3.5的麻花鉆頭。攻M4螺紋，選用M4細(xì)柄機(jī)用絲錐攻螺紋。 進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.4-39，取 切削速度：參照參考文獻(xiàn)[5]表2.4-41，取 由式（2.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ，取 實(shí)際切削速度： 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 走刀次數(shù)為1 攻M4×1.5的螺紋 機(jī)床：Z535立式鉆床 刀具：細(xì)柄機(jī)用絲錐（） 進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量 切削速度：參照參考文獻(xiàn)[5]表2.4-105，取 由式（2.1）機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ，取 絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取 實(shí)際切削速度： 攻M8螺紋的工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-41可查得鉆削的輔助時(shí)間 工序8：階梯孔 工件材料為HT200鐵，孔的直徑為9.5mm，表面粗糙度。加工機(jī)床為Z535立式鉆床，加工工序?yàn)轱零@，加工刀具為：锪鉆孔——Φ9.5mm小直徑锪鉆。 1）確定切削用量 確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查Z535立式鉆床說(shuō)明書，取。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說(shuō)明書查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-9，允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。 確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)表28-15，由插入法得： ， ， 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。 由參考文獻(xiàn)[7]表28-3，，，故 查Z535機(jī)床說(shuō)明書，取。實(shí)際切削速度為 由參考文獻(xiàn)[7]表28-5，，故 校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應(yīng)地 ，， 工序9：校驗(yàn) （5）锪鉆Φ9.5階梯孔 加工條件： 工件材料：HT200，金屬模鑄造， 機(jī)床：Z535立式鉆床 刀具：高速鋼鉆頭Φ7，，Φ9.5小直徑端面锪鉆 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-41可查得鉆削的輔助時(shí)間 锪鉆Φ9.5階梯的工時(shí) 锪鉆孔進(jìn)給量，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速， 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 由參考文獻(xiàn)[5]表2.5-41可查得鉆削的輔助時(shí)間 t=+ t=0.27+1.77=2.04min 該工序的總工時(shí)為： 2.04+0.07+0.05+1.77+1.77=5.7min 所以該方案滿足生產(chǎn)要求。 2.3小結(jié) 機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法等的工藝文件。對(duì)加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)，可以了解了加工工藝對(duì)生產(chǎn)、工藝水平有著極其重要的影響。生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過(guò)機(jī)械加工工藝來(lái)體現(xiàn)。 3 專用夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。在加工杠桿零件時(shí)，需要設(shè)計(jì)專用夾具。 根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計(jì)內(nèi)容，需要設(shè)計(jì)加工銑上平面夾具、傳動(dòng)箱體鏜上頂面鏜孔夾具及傳動(dòng)箱體鉆4-M6底孔夾具各一套。其中上頂面鏜孔的夾具將用于組合鉆床，刀具分別鏜刀。采用X62W銑床，硬質(zhì)合金端銑刀YG8對(duì)銑上平面進(jìn)行加工。鉆M6底孔夾具采用立式鉆床，先用麻花鉆鉆孔，再用絲錐攻螺紋。 3.1粗、精銑傳動(dòng)箱體上平面夾具設(shè)計(jì) 本夾具主要用來(lái)粗、精銑傳動(dòng)箱上平面。由于加工本道工序的工序簡(jiǎn)圖可知。粗、精銑傳動(dòng)箱上平面時(shí)，上平面尺寸為210×315mm，粗糙度要求，傳動(dòng)箱上平面與下平面有平行度要求,并與工藝孔軸線分別垂直度的要求，本道工序是對(duì)傳動(dòng)箱上平面進(jìn)行粗精加工。因此在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)應(yīng)保證加工尺寸精度和表面質(zhì)量。 圖3.5夾具裝配圖 3.2.1定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知工藝孔的軸線所在平面有垂直度的要求，從定位和夾緊的角度來(lái)看，本工序中，定位基準(zhǔn)是下平面，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)也是要求保證上、下兩平面的平行度要求，定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，不需要重新計(jì)算上下平面的平行度，便可保證平行度的要求。在本工序只需保證下平面放平就行，保證下平面與兩定位板正確貼合就行了。 為了提高加工效率，現(xiàn)決定用兩把銑刀傳動(dòng)箱體的上平面同時(shí)進(jìn)行粗精銑加工。同時(shí)進(jìn)行采用手動(dòng)夾緊。 3.2.2定位元件的設(shè)計(jì) 本工序選用的定位基準(zhǔn)為底平面與側(cè)面及內(nèi)孔定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是面與銷。因此進(jìn)行定位元件的設(shè)計(jì)主要是對(duì)定位板和墊板進(jìn)行設(shè)計(jì)。 3.2.3銑削力與夾緊力計(jì)算 本夾具是在銑床上使用的，用于定位螺釘?shù)牟坏鸬蕉ㄎ挥?，還用于夾緊，為了保證工件在加工工程中不產(chǎn)生振動(dòng)，必須對(duì)“17”六角螺母和”11”螺母螺釘施加一定的夾緊力。由計(jì)算公式 Fj=FsL/(d0tg(α+ψ1’)/2+r’tgψ2) 式（3.2） Fj－沿螺旋軸線作用的夾緊力 Fs－作用在六角螺母 L－作用力的力臂(mm) d0－螺紋中徑(mm) α－螺紋升角(゜) ψ1－螺紋副的當(dāng)量摩擦(゜) ψ2－螺桿(或螺母)端部與工件(或壓塊)的摩擦角(゜) r’－螺桿(或螺母)端部與工件(或壓塊)的當(dāng)量摩擦半徑(゜) 根據(jù)參考文獻(xiàn)[6]其回歸方程為 Fj＝ktTs 其中Fj－螺栓夾緊力(N)； kt－力矩系數(shù)(cm－1) Ts－作用在螺母上的力矩(N.cm)； Fj =5×2000=10000N 3.2.4夾具體槽形與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過(guò)定向鍵與銑床工作臺(tái)U形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷，加強(qiáng)夾具在加工中的穩(wěn)固性。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]定向鍵的結(jié)構(gòu)如圖3.7所示。 圖3.7 定向鍵 根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]夾具U型槽的結(jié)構(gòu)如圖3.8所示。 圖3.8 U型槽 主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)如下表3.5所示。 表3.5 U型槽的結(jié)構(gòu)尺寸 螺栓直徑 12 14 30 20 對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，用來(lái)確定刀具與夾具的相對(duì)位置。 由于本道工序是完成傳動(dòng)箱體上平面尺寸為210×315mm的粗、精銑加工，所以選用直角對(duì)刀塊。根據(jù)GB2243—80直角對(duì)到刀塊的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖3.9所示。 圖3.9 直角對(duì)刀塊 塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖3.10所示。 圖3.10 平塞尺 塞尺尺寸如表3.6所示。 表3.6 平塞尺結(jié)構(gòu)尺寸 公稱尺寸H 允差d C 3 -0.006 0.25 3.2.6夾緊裝置及夾具體設(shè)計(jì) 夾緊裝置采用移動(dòng)的壓頭來(lái)夾緊工件，采用的移動(dòng)壓頭的好處就是加工完成后，可以將壓頭松開，然后退后一定距離把工件取出。 夾具體的設(shè)計(jì)主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個(gè)整體。這些主要元件設(shè)計(jì)好后即可畫出夾具的設(shè)計(jì)裝配草圖。整個(gè)夾具的結(jié)構(gòu)夾具裝配圖ZJX-02所示。 3.2.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 本夾具用于在立式銑床上加工傳動(dòng)箱體上平面，工件以與此相平行的下平面為及其側(cè)面和水平面底為定位基準(zhǔn)，在側(cè)面與底平面實(shí)現(xiàn)完全定位。采用轉(zhuǎn)動(dòng)壓頭夾緊工件。當(dāng)加工完一個(gè)工件，可松開手柄來(lái)加工另一邊。如夾具裝配圖所示。 3.3鉆4－M6螺紋孔夾具設(shè)計(jì) 3.3.1定位基準(zhǔn)的選擇 在加工M4螺紋孔工序時(shí)，傳動(dòng)箱體上、下兩平面及工藝孔已經(jīng)加工到要求 尺寸。因此選用上平面及與其垂直的任意孔上表面加作為定位基準(zhǔn)。符合典型的一面兩銷定位原理，一共限制了工件的6個(gè)自由度，符合六點(diǎn)定位法則。工件以一面兩銷定位時(shí)，夾具上的定位元件是：一面兩銷。其中一面為傳動(dòng)箱的上表 圖3.12 夾具裝配圖 面，兩銷為短圓柱銷和固定擋銷。 3.3.2定位元件的設(shè)計(jì) 本工序選用的定位基準(zhǔn)為一面兩銷定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是一面兩銷。因此進(jìn)行定位元件的設(shè)計(jì)主要是對(duì)短圓柱銷和固定擋銷進(jìn)行設(shè)計(jì) 根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]，可查得短圓柱銷的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖。 3.3.3定位誤差分析 機(jī)械加工過(guò)程中，產(chǎn)生加工誤差的因素有很多。在這些因素中，有一項(xiàng)因素于機(jī)床夾具有關(guān)。使用夾具時(shí)，加工表面的位置誤差與夾具在機(jī)床上的對(duì)定及工件在夾具中的定位密切相關(guān)。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中各項(xiàng)加工誤差之總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。 本夾具選用的定位元件為一面兩銷定位。其定位誤差主要為： 銷與孔的配合0.05mm，鉆模與銷的誤差0.02mm，鉆套與襯套0.029mm 由公式e=(H/2+h+b)×△max/H △max=(0.052+0.022+0.0292)1/2 =0.06mm e=0.06×30/32=0.05625 可見這種定位方案是可行的。 3.3.4鉆削力與夾緊力的計(jì)算 由于本道工序主要完成工藝孔的鉆、攻螺紋加工，而鉆削力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于攻螺紋切削力。因此切削力應(yīng)以鉆削力為準(zhǔn)。由參考文獻(xiàn)[9]得： 鉆削力 鉆削力矩 式中： 本套夾具采用活動(dòng)墊板夾緊，活動(dòng)墊板主要靠上下旋動(dòng)墊板上的螺母來(lái)實(shí)現(xiàn)夾緊。根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]可知該機(jī)構(gòu)屬于單個(gè)螺旋夾緊。 由式（3.1）根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]表1-2-20到表1-2-23可查得 3.3.5鉆套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì) M8螺紋孔的加工需鉆、攻螺紋兩次切削才能滿足加工要求。故選用快換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時(shí)間。根據(jù)工藝要求：M8螺紋孔分鉆、攻螺紋兩個(gè)工步完成加工。鉆、攻，加工刀具分別為：鉆孔——Φ7標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；攻螺紋——Φ8的絲錐。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]表2-1-47可查得鉆套孔徑結(jié)構(gòu)如圖3.14所示。 圖3.14 快換鉆套 鉆M8孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如表3.9所示。 表3.9 d H D 公稱尺寸 允差 7 20 12 +0.018 +0.007 22 18 10 4 7 7 16 50° 根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]表2-1-58可得襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖3.15所示。 圖3.15 固定襯套 其結(jié)構(gòu)參數(shù)如表3.10所示。 表3.10 d H D C 公稱尺寸 允差 公稱尺寸 允差 12 +0.034 +0.016 20 18 +0.023 +0.012 0.5 2 根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]夾具U型槽的結(jié)構(gòu)如圖3.16所示。 圖3.16 U型槽 主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)如表3.11所示。 表3.11 螺栓直徑 12 14 30 20 3.3.6夾緊裝置的設(shè)計(jì) 夾緊裝置采用活動(dòng)的墊板來(lái)夾緊工件，采用的活動(dòng)墊板的好處就是加工完成后，可以將壓板松開，然后向下退后一定距離把工件取出。主要用的螺旋夾緊原理。 3.3.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 本套夾具用于加工M6螺紋孔。定位采用常見的一面兩銷定位方案。傳動(dòng)箱體上平面（一面）及其內(nèi)孔來(lái)實(shí)現(xiàn)完全定位。主要考慮工件便于取出夾緊裝置采用活動(dòng)墊板夾緊。工件加工完成后，移動(dòng)壓板向后退一定距離，工件就可以很方便的取出。工件裝夾時(shí)，先將工件放到帶大端面的長(zhǎng)圓柱銷和固定定位銷處，然后將移動(dòng)墊板上移，壓緊工件，將螺栓擰緊就可以進(jìn)行加工了。加工完成以后將移動(dòng)壓板退出一定距離，就可以把工件直接取出。如夾具裝配圖上圖所示。 3.4小結(jié) 對(duì)專用夾具的設(shè)計(jì)，可以了解機(jī)床夾具在切削加工中的作用：可靠地保證工件的加工精度，提高加工效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的給以性能。本夾具設(shè)計(jì)可以反應(yīng)夾具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題，如定位精度、夾緊方式、夾具結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)工藝性等問題。 結(jié)束語(yǔ) 通過(guò)近兩個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們充分的掌握了一般的設(shè)計(jì)方法和步驟，不僅是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一個(gè)鞏固，也從中得到新的啟發(fā)和感受，同時(shí)也提高了自己運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，而且比較系統(tǒng)的理解了液壓設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程。 在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我本著實(shí)事求是的原則，抱著科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，主要按照課本的步驟，到圖書館查閱資料，在網(wǎng)上搜索一些相關(guān)的資料和相關(guān)產(chǎn)品信息。這一次設(shè)計(jì)是大學(xué)四年來(lái)最系統(tǒng)、最完整的一次設(shè)計(jì)，也是最難的一次。在設(shè)計(jì)的時(shí)候不停的計(jì)算、比較、修改，再比較、再修改，我也付出了一定的心血和汗水，在期間也遇到不少的困難和挫折，幸好有xxx老師的指導(dǎo)和幫助，才能夠在設(shè)計(jì)中少走了一些彎路，順利的完成了設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)研究過(guò)程中仍然存在不足之處，有的問題還待于進(jìn)一步深入，具體如下： （1）缺乏實(shí)際工廠經(jīng)驗(yàn)，對(duì)一些參數(shù)和元件的選用可能不是非常合理，有一定的浪費(fèi)。 （2）與夾具相關(guān)的刀具和量具的了解還不太清楚。 （3）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不太完善，在與計(jì)算機(jī)配合進(jìn)行精確的數(shù)據(jù)采集和控制上還有一些不足。 （4）使用有一定的局限：人工操作多，零部件磨損度在實(shí)際中尚不明確。 參考文獻(xiàn) [1] 劉德榮，組合夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖的初步探討，組合夾具，1982. 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