汽車變速箱加工工藝及銑平面和鉆孔夾具設(shè)計

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目 錄 摘要……………………………………………………………………………………………...3 緒論……………………………………………………………………………………………...4 1、零件的分析……………………………………………………………..…………......5 1.1、零件的作用……………………………………………………………………………5 1.2、零件的技術(shù)要求…………………………………………………...............................5 2、確定毛坯、畫毛坯—零件合圖………………………………..........................9 2.1、確定毛胚的制造形式及材料……………………………………........................9 2.2、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定…………………..............9 2.3、選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具……………………………………..................14 3、夾具設(shè)計…………………………………………………………....................................14 3.1、定位基準(zhǔn)的選擇………………………………………………................................14 3.2、定位元件………………………………………………….. …….................................15 3.3、切削力及夾緊力的計算…………………………………. ………......................16 3.4加工工序設(shè)計...................................................................................................................8 4、銑面夾具設(shè)計.................................................................................................................8 4.1定位基準(zhǔn)的選擇..............................................................................................................8 4.2切削力的計算與夾緊力分析……………………………………….....................31 4.3定位誤差的分析………………………………………................................................33 4.4夾具設(shè)計簡要操作說明………………………………………................................33 5、鉆孔夾具設(shè)計………………………………………...................................................33 5.1定位基準(zhǔn)的選擇……………………………………….............................................33 5.2定位元件的設(shè)計……………………………………….............................................33 5.3 切削力及夾緊力的計算………………………………………............................33 5.4 鉆、襯套及鉆模板的設(shè)計……………………………………….......................33 5.5 夾具定位誤差分析……………………………………….......................................33 小結(jié)…………………………………………………………………………………………....38 致謝………………………………………………………………………………………........39 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………….....40 摘 要 變速箱(transmission)是汽車傳動系統(tǒng)的主要組成之一。汽車的實際使用情況非常復(fù)雜，如起步、怠速停車、低速或高速行駛、加速、減速、爬坡和倒車等，這就要求汽車的驅(qū)動力和車速能在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化，而目前廣泛采用的活塞式發(fā)動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化范圍較小。為了適應(yīng)經(jīng)常變化的行駛條件，同時使發(fā)動機(jī)在有利的工況下(功率較高、油耗較低)工作，在傳動系統(tǒng)中設(shè)置了變速箱。 本次設(shè)計的主要內(nèi)容是汽車變速箱加工工藝及銑平面和鉆孔夾具的設(shè)計，本文的研究重點在于通過對汽車變速箱的工藝性和力學(xué)性能分析，對加工工藝進(jìn)行合理分析，選擇確定合理的毛坯、加工方式、設(shè)計高效、省力的夾具，通過實踐驗證，最終加工出合格的汽車變速箱體。 關(guān)鍵詞：變速箱，傳動系統(tǒng)，加工工藝，工裝夾具， 5 Abstract Transmission (transmission) is one of the main components of automobile transmission. Actual use of the car is very complicated, such as start, stop idling, low speed or high speed, acceleration, deceleration, such as climbing and reverse, which requires vehicle drivers and vehicle speed in a large range of changes, and now widely used in piston engine output torque and low speed range. In order to adapt to constantly changing driving conditions, while the engine in the favorable conditions (higher power, lower fuel consumption) work, set the transmission in the transmission system. and the entering the giving amount of the lathe, cut depth . This topic abat the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally. Key word: Transmission, processing technology, fixture, positioning reference 緒 論 加工工藝及夾具畢業(yè)設(shè)計是在學(xué)完了機(jī)械制造工藝學(xué)和大部分專業(yè)課，并進(jìn)行了生產(chǎn)實習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計使我們能綜合運用機(jī)械制造工藝學(xué)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識。獨立地分析和解決工藝問題，初步具備了設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件（汽車變速箱體）的工藝規(guī)程的能力和運用夾具設(shè)計的基本原理和方法，擬定夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力，也是熟悉和運用有關(guān)手冊、圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件等基本技能的一次實踐機(jī)會，為未來從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。 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)革新中的一項重要任務(wù)。 由于能力所限，經(jīng)驗不足，設(shè)計中有不足之處，望各位老師多加指教。 1、零件的分析 1.1、零件的作用： 箱體零件是機(jī)器及其部件的基礎(chǔ)件，它將機(jī)器及其部件中的軸、軸承、套和齒輪等零件按一定的相互位置關(guān)系裝配成一個整體，并按預(yù)定傳動關(guān)系協(xié)調(diào)其運動。該箱體是用于汽車上的變速箱，變速箱的主要作用改變傳動比，擴(kuò)大驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍，以適應(yīng)經(jīng)常變化的行駛條件，同時使發(fā)動機(jī)在有利(功率較高而油耗較低)的工況下工作，在發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變情況下，使汽車能倒退行駛，利用空擋，中斷動力傳遞，以發(fā)動機(jī)能夠起動、怠速，并便于變速箱換檔或進(jìn)行動力輸出。 1.2、零件的工藝分析： 由變速箱零件圖得知，其材料為1#灰鑄鐵。該材料具有較高的強(qiáng)度、耐磨性、耐熱性及減震性，適用于承受較大應(yīng)力、要求耐磨的零件。箱體類零件是機(jī)器和其他部件的基礎(chǔ)零件，它把有關(guān)的軸、軸承、套、和齒輪等零件按一定的相對關(guān)聯(lián)為一體，使它們保持正確的相對位置，能按一定的傳動關(guān)系彼此協(xié)調(diào)地運動。 該零件上的主要加工面為變速箱上G平面、T1、T2兩側(cè)面以及T1面上的孔和孔、T1面4-M10螺紋孔、T2面上13-M10螺紋孔，∮8直孔,M32螺紋孔，直孔、T3面上8-M10螺紋孔的加工等等。 變速箱的G平面的平面度0.15mm直接影響變速箱與變速箱的相對安裝精度。 變速箱兩側(cè)面的距離的尺寸精度2610.20，T1面孔、孔到側(cè)面距離分別為130、160mm。 變速箱的G面的表面粗糙度為IT8，對后續(xù)孔和孔的加工精度有直接的影響。 變速箱T1、T2兩側(cè)面的表面粗糙度為IT8，對與變速箱后蓋的密封效果有著直接的影響。平面度為0.08，直接影響與變速箱與變速箱后蓋的接觸精度。 孔的公差等級為H7級公差，與變速箱T2面的圓跳動為0.1mm，對后續(xù)變速箱軸的安裝和運轉(zhuǎn)有重要的影響。 孔的公差等級為H7級公差，影響齒輪軸的安裝。與孔的中軸線的平行的為0.08mm，與上平面G的距離1000.05，從而影響齒輪與曲軸齒輪的嚙合精度。 支承孔的加工精度和表面粗糙度要求一般都較高。因為要裝軸承，所以應(yīng)具有較高的尺寸精度、形狀精度和表面粗糙度，否則將會影響軸承外圈與孔的配合精度，使軸的回轉(zhuǎn)精度降低。為使軸、軸承能順利裝配，確保正常運轉(zhuǎn)，同一軸的各孔間都有一定的同軸度要求。有齒輪嚙合關(guān)系的相鄰孔應(yīng)具有一定的孔距尺寸精度和平行度，否則齒輪嚙合精度降低，產(chǎn)生振動、噪音，使用壽命下降。 由參考文獻(xiàn)【1】中有關(guān)面和孔加工的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床能達(dá)到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可以達(dá)到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。 變速箱左視圖 變速箱主視圖 變速箱右視圖 變速箱T2面 2、確定毛坯、畫毛坯—零件合圖 2.1、確定毛胚的制造形式及材料： 考慮到軸承在運動時的偏心載荷產(chǎn)生的振動，為保證零件工作可靠，零件采用吸振性，穩(wěn)定性較好，切削加工性能好，適用于承受較大應(yīng)力，有一定的氣密性或耐弱腐蝕性介質(zhì)的，價格也比較低廉的鑄鐵1#灰鑄鐵。 由于零件尺寸不大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，因此我們采用鑄造的形式，從而提高勞動生產(chǎn)率，降低成本。 2.2、機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定： 2.2.1、頂面的加工余量 根據(jù)工序要求，頂面的加工分粗、精銑加工。各工步余量如下： 粗銑：參照《實用機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》表7-23。其余量值規(guī)定為2.7~3.5mm，現(xiàn)取3mm。 表7-27粗銑平面時厚度偏差取-0.28mm。 精銑：參照《實用機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》表7-24。其余量值規(guī)定為0.8~1.0mm，現(xiàn)取1mm。 鑄造毛坯的基本尺寸為365+3+3+1=372mm。 根據(jù)《實用機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》表2-5，鑄件尺寸公差等級選用CT7，可得鑄件尺寸公差為1.6mm。 毛坯的名義尺寸為：365+3+3+1=372mm 毛坯最小尺寸為：372-0.8=371.2mm 毛坯最大尺寸為：372+0.8=372.8mm 粗銑后最大尺寸為：372.8+1+1=374.8mm 粗銑后最小尺寸為：371.2-0.28=370.92mm 精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，即365mm。 2.2.2、孔4-M10 毛坯為實心，不沖孔。兩孔精度要求為IT8，表面粗糙度要求為。參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.3-47，表2.3-48。確定工序尺寸及加工余量為： 鉆孔： φ8.5 攻絲： M10 2.2.3、兩側(cè)、孔的加工余量 由工序要求，兩側(cè)孔需進(jìn)行粗、精鏜加工。各工序余量如下： 粗鏜：參照《實用機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》表7-23。其余量值規(guī)定為2.0~2.7mm，現(xiàn)取2.5mm。 表7-27粗銑平面時厚度偏差取-0.22mm。 精鏜：參照《實用機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》表7-24。其余量值規(guī)定為0.8~1.0mm，現(xiàn)取1mm。 鑄件毛坯的基本尺寸分別為：120+3+3=126mm 80+3+3=86mm 根據(jù)《實用機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》表2-5，鑄件尺寸公差等級選用CT7，可得鑄件尺寸公差為1.4mm和1.2mm。 則孔至上面G的距離和孔至G的距離毛坯名義尺寸分別為： 100+3=103mm 203+3=206mm 毛坯最小尺寸分別為：126-0.7=125.3mm 86-0.6=85.4mm 毛坯最大尺寸分別為：126+0.7=126.7mm 86+0.6=86.6mm 粗鏜后最大尺寸分別為：126.7+1.5+1.5=129.7mm 86.6+1.5+1.5=89.6mm 粗鏜后最小尺寸分別為：125.3-0.22=125.08mm 89.6-0.22=89.38mm 精鏜后尺寸與零件圖尺寸相同，即mm和mm 2.2.4、T2面13-螺孔M10 毛坯為實心，不沖孔。參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.3-71，現(xiàn)確定其工序尺寸及加工余量為： 鉆孔： φ8.5 攻絲： M10 2.2.5、T3面8-M10 毛坯為實心，不沖孔。參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.3-71，現(xiàn)確定其工序尺寸及加工余量為： 鉆孔： φ8.5 攻絲： M10 2.2.6、T2面6-M10 毛坯為實心，不沖孔。參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.3-71，現(xiàn)確定其工序尺寸及加工余量為： 鉆孔： φ8.5 攻絲： M10 3、工藝規(guī)程設(shè)計 3.1、定位基準(zhǔn)的選擇： 3.1.1、粗基準(zhǔn)的選擇： 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： A、保證各重要支承孔的加工余量均勻； B、保證裝入箱體的零件與箱壁有一定的間隙。 為了滿足上述要求，應(yīng)選擇變速箱的主要支承孔作為主要基準(zhǔn)。即以變速箱箱體的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準(zhǔn)以限制工件的四個自由度，再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由度。由于是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因此，以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要支承孔時，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置。 3.1.2、精基準(zhǔn)的選擇： 從保證箱體孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證變速箱箱體在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從變速箱箱體零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于前后端面，雖然它是變速箱箱體的裝配基準(zhǔn)，但因為它與變速箱箱體的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準(zhǔn)加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計方面都有一定的困難，所以不予采用。 3.2、制定工藝路線 本次畢業(yè)設(shè)計是對汽車變速箱的工藝規(guī)程和機(jī)床夾具的設(shè)計，對其設(shè)計方案的確定最重要的就是對其機(jī)械加工工藝路線的確定，其次就是夾具的設(shè)計。制訂工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。夾具方面可以考慮采用通用機(jī)床配以專用夾具，盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 根據(jù)以上分析選定以下加工工藝路線方案: 10 鑄 鑄造毛坯371X329X345。 20 時效 人工時效處理。 30 涂 涂底漆。 40 銑 粗銑G面，表面見光即可。 50 銑 以G面為基準(zhǔn)，粗銑T1、T2側(cè)平面，表面見光即可。 60 鉆 鉆T1面4-M10底孔φ8.5，攻M10牙。 70 鏜 以G面為基準(zhǔn)，粗鏜孔，留余量1-2MM。 80 銑 以G面為基準(zhǔn)，精銑T1、T2側(cè)平面，保證寬度尺寸264到位。 90 銑 精銑G面，保證平面度不大于0.15MM。 100 鏜 以G面為基準(zhǔn)，精鏜孔，至尺寸。 110 鉆 、攻T2面上13-M10螺紋孔，∮8直孔,M32螺紋孔，直孔。 120 鉆 、攻T3面上8-M10螺紋孔。 130 鉗 去毛刺倒棱角。 140 檢 驗收、入庫。 3.3、選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具 由于生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以通用機(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)床。其生產(chǎn)方式為以通用機(jī)床加專用夾具為主，專用機(jī)床為輔的流水生產(chǎn)線。工件在機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完成。 銑削平面時，由于該加工對象箱體六面均有加工表面?？紤]到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計等問題，采用臥銑，選用X62W （參考文獻(xiàn)[1]表3.1-73）。選擇直徑D為φ200mm的C類可轉(zhuǎn)位面銑刀（參考文獻(xiàn)[1]表4.4-40）、專用夾具和游標(biāo)卡尺。 鏜各主要孔系時均采用臥式雙面組合鏜床，選擇功率為1.5KW的1TA20鏜削頭（參考文獻(xiàn)[1]表3.2-44）.選擇鏜通孔的鏜刀、精鏜刀、專用夾具、游標(biāo)卡尺。 鉆削各表面孔系時，選用搖臂鉆床Z3025（參考文獻(xiàn)[1]表3.1-30），選用錐柄麻花鉆，專用夾具、快換夾頭、游標(biāo)卡尺和塞規(guī)。 螺孔攻螺紋選用搖臂鉆，采用機(jī)用絲錐、絲錐夾頭、專用夾具和螺紋塞規(guī)。 3.4加工工序設(shè)計 1、鉆M10螺孔 工件材料為1#灰鑄鐵鐵。孔的直徑為M10mm，表面粗糙度12.5。加工機(jī)床為X62W，加工工序為鉆，加工刀具為：鉆孔——Φ10.2mm。絲攻M12 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： ， ， 由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論進(jìn)行修正。 由參考文獻(xiàn)[7]表28-3，，，故 查Z535機(jī)床說明書，取。實際切削速度為 由參考文獻(xiàn)[7]表28-5，，故 校驗機(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 ，， 2、粗銑G面 （1）、銑削寬度的選擇 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表3.1—27可知： 粗銑：3—8 這里取3 （2）、銑削每齒進(jìn)給量的選擇 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》表3—28 3—29可知： 0.1—0.3 這里取0.2 1 （3）、銑削速度的選擇 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》表3—30可知： V = 0.4—0.6 m/s 這時取0.5m/s = 30m/min 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計實用手冊》表11—51 取 由于是粗銑，故整個銑刀盤不必銑過整個工件 查《機(jī)械制造工藝、金屬切削機(jī)床設(shè)計指導(dǎo)》表1.4—15 可知： 所以， 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》表3—25有 ： 式中： 所以， 3、粗銑T1、T2側(cè)平面 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表3.1—27可知 3—8 這里取3 （1）銑削每齒進(jìn)給量的選擇 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》表3—28 3—29可知 0.1—0.3 這里取0.2 1.5 （2）、銑削速度的選擇 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》表3—30可知 所以： （3）計算切削時間 由于是粗銑，故整個銑刀盤不必銑過整個工件 查《機(jī)械制造工藝、金屬切削機(jī)床設(shè)計指導(dǎo)》表1.4—15 可知： 所以， （4）計算銑削力 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》表3—25有 ： 式中： 所以， 4、 粗鏜孔， （1）、鏜削寬度的選擇 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表3.1—27有 半精銑— 這里取 （2）、鏜削每齒給量的選擇 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》表3—28有 （3）、鏜削深度的選擇 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》表3—29有 （4）、鏜削速度的選擇 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》表3—30有 所以： （5） 計算切削時間 查《機(jī)械制造工藝、金屬切削機(jī)床設(shè)計指導(dǎo)》表1.4—15 可知： 所以， （6）計算銑削力 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》表3—25有 ： 式中： 所以， 5、精銑T1、T2側(cè)平面 （1）、銑削進(jìn)寬度的選擇 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表3.1—27可知 1—2 這里取1.5 （2）、銑削每齒進(jìn)給量的選擇 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》表3—28 3—29可知 0.25 （3）、銑削速度的選擇 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》表3—30可知 所以： （4）、 計算切削時間 查《機(jī)械制造工藝、金屬切削機(jī)床設(shè)計指導(dǎo)》表1.4—15 可知： 所以， 6、半精鏜、孔 （1）半精鏜 切削深度：， 進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進(jìn)給量 切削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-66，?。? 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有 ，取 實際切削速度，由式（1.2）有： 工作臺每分鐘進(jìn)給量，由式（1.7）有： 被切削層長度： 刀具切入長度，由式（1.6）有： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機(jī)動時間，由式（1.5）有： （2）、半精鏜 切削深度：2mm，半精鏜后孔徑φ83 進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進(jìn)給量 切削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-66，?。? 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有： ，取 實際切削速度，由式（1.2）有： 工作臺每分鐘進(jìn)給量，由式（1.7）有： 被切削層長度： 刀具切入長度，由式（1.6）有： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機(jī)動時間，由式（1.5）有： 7、精鏜孔， （1）精鏜孔 切削深度=2mm，毛坯孔徑φ68。 進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進(jìn)給量。 切削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-66取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有： ，取 實際切削速度，由式（1.2）有： 工作臺每分鐘進(jìn)給量： 式（1.7） 被切削層長度： 刀具切入長度： 式（1.6） 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機(jī)動時間，由式（1.5）有： （2）精鏜孔 切削深度：，毛坯孔徑φ81 進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-66，刀桿伸出長度取，切削深度為。因此確定進(jìn)給量。 切削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-66，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（1.1）有： 取 實際切削速度，由式（1.2）有： 工作臺每分鐘進(jìn)給量，由式（1.7）有： 被切削層長度： 刀具切入長度，由式（1.6）有： 刀具切出長度： 取 行程次數(shù)： 機(jī)動時間，由式（1.5）有： 4、銑面夾具設(shè)計 在給定的零件中，對本步加工的定位需要基準(zhǔn)孔和平面保證垂直度，定位要求比較高。因此，本步的重點應(yīng)在保證垂直度上。還應(yīng)考慮如何提高生產(chǎn)率。從對工件的結(jié)構(gòu)形狀分析，若工件以底面放置在夾具底板上，定位夾緊都比較可靠，也容易實現(xiàn)，待夾緊后就能滿足加工要求。 本次設(shè)計的銑面夾具為以T1面為定位基準(zhǔn)，銑T2面，方案：做一定位夾具底板和工作臺連接，然后將汽車變速箱放置在上面，通過五組固定壓板固定工件底面五處，這樣就很好地限制住了工件的自由度，從而方便進(jìn)行T2的銑削加工。 4.1定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，工藝孔位于零件中心偏左，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并應(yīng)與頂面垂直。為了保證所鉆、鉸的孔與頂面垂直并保證工藝孔能在后續(xù)的孔系加工工序中使各重要支承孔的加工余量均勻。根據(jù)基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。在選擇工藝孔的加工定位基準(zhǔn)時，應(yīng)盡量選擇上一道工序即粗、精銑兩側(cè)表面工序的定位基準(zhǔn)，以及設(shè)計基準(zhǔn)作為其定位基準(zhǔn)。因此加工工藝孔的定位基準(zhǔn)應(yīng)選擇選用上平面T1為定位基準(zhǔn)，用五個壓板和夾具下底面限制5個自由度。再以下表面的兩個定位銷定位作為主要定位基面以限制工件的三個自由度。 定位基準(zhǔn)采用的是加工后的底面和底面上的2-M12底孔的φ10.2孔。 4.2切削力的計算與夾緊力分析 刀具材料：（硬質(zhì)合金銑刀） 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 由參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》表1-2-9 可得銑削切削力的計算公式： 式（4.1） 查參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》表得： 對于灰鑄鐵： 式（4.2） 取 ， 即 所以 由參考文獻(xiàn)[17]《金屬切削刀具》表1-2可得： 垂直切削力 ：（鏜削） 式（4.3） 背向力： 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： 式（4.4） 安全系數(shù)K可按下式計算： 式（4.5） 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》表可得： 所以 式（4.6） 式（4.7） 式（4.8） 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用壓板夾緊機(jī)構(gòu)。 單個壓板夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算： 式（4.9） 式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》可查得： 其中： 夾緊力： 易得： 經(jīng)過比較實際夾緊力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于要求的夾緊力，因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。 4.3定位誤差分析 該夾具以兩個平面定位，要求保證孔軸線與左側(cè)面間的尺寸公差以及孔軸線與底平面的平行度公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。 T2面的線性尺寸為一般公差。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，由參考文獻(xiàn)[15]《互換性與技術(shù)測量》表可知： ?。ㄖ械燃墸┘?：尺寸偏差為 由[16]《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》可得： 1 、定位誤差（兩個垂直平面定位）：當(dāng)時；側(cè)面定位支承釘離底平面距離為，側(cè)面高度為；且滿足；則： 2 、夾緊誤差 ，由式（2.11）有：： 其中接觸變形位移值： 式（2.16） 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(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 4.4夾具設(shè)計操作及簡要說明 如前所述，應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，該夾具設(shè)計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較方便、可靠。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。 此外，當(dāng)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，壓板頂桿和氣缸連接板采用可調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)。以便隨時根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整。 5、鉆孔夾具設(shè)計 本夾具主要鉆、攻T1面上4-M10螺紋孔的夾具。由于孔的位置精度較高，只要保證其中心位置正確即可。因此在本道工序加工時主要應(yīng)考慮何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度。 5.1定位基準(zhǔn)的選擇 由于加工此孔是在銑好T1面后加工的，并且底面上也經(jīng)過加工，所以選擇T1面做位定位基準(zhǔn)，通過固定可調(diào)式壓板壓緊T2面來進(jìn)行4-M10螺紋孔的鉆削加工。 5.2定位元件的設(shè)計 定位元件為固定壓板，一面兩孔定位的定位元件大體都為定位銷和定位板，本次設(shè)計的夾具也不例外。 5.3切削力及夾緊力的計算 由于本道工序主要完成工藝孔的鉆、攻加工，而鉆削力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于擴(kuò)和攻的切削力。因此切削力應(yīng)以鉆削力為準(zhǔn)。根據(jù)文獻(xiàn)[18]表得： 鉆削力： 鉆削力矩： 式中： 實際所需夾緊力，根據(jù)文獻(xiàn)[18]表得： 安全系數(shù)可按下式計算，由式（3.6）有： 式中: 5.4鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計 4-M10螺紋孔的加工需鉆、擴(kuò)兩次切削才能滿足加工要求。故選可快換鉆套（其結(jié)構(gòu)如圖9所示）。根據(jù)工藝要求：M10螺紋孔分鉆、攻兩個工步完成加工。即先用φ8.5的麻花鉆鉆孔，再用M10絲攻進(jìn)行螺紋孔的加工； 圖9可換鉆套 鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表： 表3鉆套基本結(jié)構(gòu)參數(shù) d H D 公稱尺寸 允差 34 56 48 +0.025 +0.009 66 60 16 7 27 41 襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖10 襯套 其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表： 表4襯套基本結(jié)構(gòu)參數(shù) d H D C 公稱尺寸 允差 公稱尺寸 允差 48 +0.050 +0.025 56 62 +0.039 +0.025 1 35 鉆模板選用固定螺絲式鉆模板。利用鉆孔夾具定位上焊接好的支撐柱進(jìn)行固定。 夾具體的設(shè)計主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個整體。這些主要元件設(shè)計好后即可畫出夾具的設(shè)計裝配草圖。 5.5夾具誤差分析和計算 該工序以兩支撐孔和左端面為定位基準(zhǔn)，要保證加工平面水平。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。 由于加工孔的位置精度不是很高，我們只需根據(jù)工件的尺寸確定鉆套至凸臺中心的距離和鉆套至基準(zhǔn)面的距離及偏差分別為和。 （1）定位誤差：為保證加工工件表面水平，凸臺中心與削邊銷中的連線與水平成角。主要確定其轉(zhuǎn)角誤差，即： 其中： （2）夾緊安裝誤差，對工序尺寸的影響均小。即： （3）磨損造成的加工誤差：通常不超過 從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具應(yīng)能滿足零件的加工精度要求。 結(jié) 論 在最近的一段時間的畢業(yè)設(shè)計，使我們充分把握的設(shè)計方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設(shè)計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時的指導(dǎo)，確保設(shè)計進(jìn)度本文所設(shè)計的是汽車變速箱加工工藝及銑平面和鉆孔夾具的設(shè)計，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學(xué)問不易，需要不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可要做的好，總之，本設(shè)計完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最后，感謝幫助過我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 致 謝 至此在論文完成之際，向我的導(dǎo)師表示由衷的感謝！真心的感謝我的導(dǎo)師這兩年來對我的諄諄教導(dǎo)，感謝蔡宏健老師，您不僅在學(xué)習(xí)學(xué)業(yè)上給我以精心的指導(dǎo)，同時還在思想給我以無微不至的關(guān)懷支持和理解，給予我人生的啟迪，使我在順利地完成專科階段的學(xué)業(yè)同時，也學(xué)到了很多有用的做人的道理，明確了人生目標(biāo)。知道自己想要什么了，不再是從前那個愛貪玩的我了。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)求實的治學(xué)態(tài)度，銳意創(chuàng)新的學(xué)術(shù)作風(fēng)，認(rèn)真加負(fù)責(zé)，公而忘私的敬業(yè)精神，豁達(dá)開朗的寬廣胸懷，平易近人。經(jīng)過近半年努力的設(shè)計與計算，查找了各類的夾具，編程手冊論文終于可以完成了，我的心里無比的激動和開心。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因為我自己已經(jīng)盡力的做了，它是我用心、用汗水成就的，也是我在大學(xué)四年來對所學(xué)知識的應(yīng)用和體現(xiàn)。三年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的個人能力，更重要的是從周圍的老師和同學(xué)們身上潛移默化的學(xué)到了許多有用的知識，在此對所有關(guān)心我?guī)椭业谋磉_(dá)我由衷敬意，謝謝各位同學(xué) 老師。 參考文獻(xiàn) 1 王少軍．機(jī)械制造工藝學(xué)（M）．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006 35~ 2 壽主編．機(jī)床夾具設(shè)計．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1983 86~97 3 王笑天．金屬材料學(xué)（M）．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1987 22~36 4 邱中懷．技術(shù)，應(yīng)用與開發(fā)EM）．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 33~65 5 張華． 機(jī)械原理(M)．北京：高等教育出版社，1999：40~55 6 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)機(jī)床夾具設(shè)計手冊（M）上海：. 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