汽車變速箱體的加工工藝及銑上平面、銑頂面夾具設計【含3張CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設計論文】

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購買設計文檔后加 費領取圖 紙 摘 要 本設計是圍繞汽車變速器箱體加工工藝和專用夾具設計而進行的，變速器箱體主要加工是銑面、鉆鏜孔和攻螺紋。變速器箱體的左右端面和上下表面的粗糙度要求比較高，面的粗糙度相對孔的加工精度更容易達到要求。而孔的分布位置比較具有規(guī)律，基本在兩條軸線內(nèi)，需要保證的主要是孔的垂直度和圓跳動及內(nèi)孔面的粗糙度。本設計的工藝規(guī)程遵循先面后孔的設計原則，并將面的粗、精加工與孔的粗、精加工明確分開，確?？椎某叽缇群透鞣N要求。粗基準和精基準選擇的都是變速箱的下部底面。加工工序方面首先安排以變速器箱體的下部底面為定位基準對上表 面進行加工，再以下部端面與箱體側(cè)部表面對軸承孔加工，裝夾方式則選用人工上緊的螺紋釘夾具，該夾具經(jīng)過專門設計，能保證可靠的夾緊。 本設計是適用于中批量生產(chǎn)，要求在確保加工質(zhì)量的條件下，盡可能降低生產(chǎn)工時，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，也是現(xiàn)今機加工產(chǎn)業(yè)的主要發(fā)展方向。因為本設計是面向?qū)嶋H生產(chǎn)，對變速箱體零件圖紙進行分析，及對變速箱的結(jié)構(gòu)及功用多方面考慮，確保能保證工藝過程符合生產(chǎn)需要，并能保證尺寸要求和技術要求，并對設計的箱體面、軸承孔加工的夾具進行精度和誤差分析，確保夾具能應用于實際生產(chǎn)。 關鍵詞 ： 變速箱箱 體 加工工藝 定位 夾緊 夾具設計 購買設計文檔后加 費領取圖 紙 is is of of of of a of of is to of of of a in is of of of of of of of of In of is as is is on of is is to as as as of in is in to of be in 目 錄 摘 要 ............................................................................................................................................... I ............................................................................................................................................ 1 章 緒論 ..................................................................................................................................... 1 題背景 ............................................................................................................................ 1 題意義和發(fā)展現(xiàn)狀 ........................................................................................................ 1 計的主要內(nèi)容 ................................................................................................................ 2 第 2 章 變速箱體工藝規(guī)程設計 ..................................................................................................... 3 件分析 ............................................................................................................................ 3 件的作用 ..................................................................................................................... 3 速箱體結(jié)構(gòu)特點 ......................................................................................................... 3 速箱體工藝性 ................................................................................................................ 4 件工藝分析 ................................................................................................................. 4 體選材和毛坯控制 ..................................................................................................... 4 藝路線 ............................................................................................................................ 5 第 3 章 銑箱體上平面夾具設計 ................................................................................................... 8 床夾具 ............................................................................................................................ 8 位基準與誤差 ................................................................................................................ 8 削力與夾緊力計算 ........................................................................................................ 9 緊裝置及夾具體設計 .................................................................................................... 9 具設計及操作的簡要說明 ............................................................................................ 9 第 4 章 刀具 ................................................................................................................................... 11 具選用 .......................................................................................................................... 11 具材料 .......................................................................................................................... 11 削控制 .......................................................................................................................... 12 總 結(jié) .............................................................................................................................................. 13 致 謝 .............................................................................................................................................. 14 參考文獻 ......................................................................................................................................... 15 1 第 1 章 緒論 題背景 減速箱體作為減速器的基礎零件，最主要的功能是使箱體內(nèi)的齒輪、軸、軸承等相關零件保持相對位置，使其能夠平穩(wěn)運行而不互相干擾，并且使齒輪間能夠正確的傳遞扭矩和改變齒輪和輸出軸的轉(zhuǎn)速，用來達到操作 者要求的合適的運動。變速箱還是箱體內(nèi)各種零件要求的潤滑和冷卻環(huán)境的保持者。因此，變速箱箱體的加工質(zhì)量會影響到裝配以及整個整車性能。 將一個零件從毛坯加工道成品是一個復雜的工藝過程，而這個加工的方法和過程叫做工藝，這個過程需要根據(jù)零件的技術要求和結(jié)構(gòu)特點，在不同的條件下，經(jīng)常需要采用不同的加工方法和設備。而不同的工藝過程所消耗的工時、成本都不一樣，優(yōu)質(zhì)化的工藝規(guī)程能提高勞動生產(chǎn)的效益，減少加工時需要的成本支出，降低加工時需要的資源損耗，而工藝規(guī)程是加工生產(chǎn)中最活躍最容易調(diào)整的因素。 而在整個生產(chǎn)過程中，選用正 確的夾具能充分節(jié)約裝夾找正的工時，所以設計一套合理夾具對于整個工業(yè)生產(chǎn)來說很有必要。它可以直接作用到零件全部的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效益，所以夾具的設計也是工藝加工中很具影響力的因素，所以也十分受重視。 題意義和發(fā)展現(xiàn)狀 選擇這個畢業(yè)設計的題目，首先是對大學四年來在校知識的進行一次全面而具有針對性的應用，是對所學知識的一次鞏固和考驗，充分將所學知識調(diào)用起來，與自己在生產(chǎn)實習中所獲得的經(jīng)驗相應證，讓自己將所學知識靈活匯總?cè)獙σ淮螌嶋H上的加工設計；也是對以后所要從事的行業(yè)進行一次模擬和應用，為了自己能以更好 的狀態(tài)接受工作，培養(yǎng)標準化設計、查閱工藝手冊、將成本和效益相結(jié)合等工藝人員應該具有的良好素質(zhì)，同時能促使更快適應生產(chǎn)崗位和讓高等教育和企業(yè)需求人才相銜接起來。 通過本次畢業(yè)設計，是對我們對圖紙理解能力的一次考驗，加深對圖紙認知的印象，同時是一次對工藝設計的考驗，讓我們開始對生產(chǎn)成本和生產(chǎn)效率以及勞動回報的價值考量，同時更是對所學知識的靈活運用，對數(shù)據(jù)處理的一次考校，尤其夾具的設計更是綜合了四年所學，從理論知識整合到實際生產(chǎn)需求，為以后畢業(yè)走向生產(chǎn)崗位做好了準備。 國內(nèi)外機加工制造業(yè)是考量一個國家經(jīng)濟發(fā)展水平 的標準之一，它能推動國家經(jīng)濟的發(fā)展，也能確保國防的水平，是一個國家的基礎產(chǎn)業(yè)。由于個人計算機的飛速發(fā)展，在設計加工圖紙和對工件進行加工模擬也使用上了計算機，如 今加工產(chǎn)品越來越向著精密加工，加工的方式越來越智能、自動化，加工的產(chǎn)業(yè)越來越高度集成化，加工的效益更加呈現(xiàn)高效化。但總體來說我們國家機加工制造業(yè)水平與發(fā)達國家相比還有很大的距離，例如我國加工機床用的都是日本法蘭克系統(tǒng)，而更加人性化、智能化德國西門子2 系統(tǒng)的機床卻很少。所以還需要我們不斷地努力，去改變發(fā)展我們國家的機械制造業(yè)。 當然，隨著 科技水平的進步，國內(nèi)外加工工藝技術也越來先進，主要發(fā)展如下： 采用 行模擬和使用自動化生產(chǎn)技術，優(yōu)化工藝規(guī)程； 毛坯的精度呈現(xiàn)低余量無余量的發(fā)展方向； 毛坯的質(zhì)量也呈現(xiàn)出無缺陷的發(fā)展方向； 機加工更是呈現(xiàn)超精密超高速的發(fā)展方向； 材料方面采用新型材料和清潔型材料以提高表面可加工性； 新型能源、清潔能源和復合型加工方式的采用更是進一步降低了加工成本； 工藝、信息、管理技術呈現(xiàn)三位一體化，生產(chǎn)模式愈加先進； 工藝加工技術、加工方式與設計理念越加趨向統(tǒng)一，愈加和諧。 而在變速箱生產(chǎn)方面，目前，國內(nèi)外 汽車變速箱生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)設備可能存在不同，主要是根據(jù)生產(chǎn)方式和工藝規(guī)程的而選擇。而在定位的方式上也存在著有不一致的地方，例如有些廠家以凸緣面定位來進行生產(chǎn)加工，而大多數(shù)生產(chǎn)廠家以一面兩銷定位生產(chǎn)，在軸承孔加工方式上也有所不同，一般采用粗鏜 —— 精鏜的方式加工，但也有部分廠家加工設備較為先進，采用粗鏜 —— 高速鉸的方式來加工，這樣的加工方式雖然提高了生產(chǎn)的效率以及加工的精度，但是要求的設備更先進更精密，對操作設備的人員控制技術要求也更高。 計的主要內(nèi)容 首先，認真研究汽車變速箱箱體圖紙，分析工件的幾何形 體，在工件加工時還要注意下工件的細節(jié)形狀，注意要滿足工件的加工工藝要求； 查閱資料，學習研究汽車減速箱箱體材料選取，加工工藝的一般方法； 結(jié)合課本學習的知識和工程訓練的實踐，查閱相關手冊，根據(jù)箱體零件的幾何形體，以及工藝要求，制定出箱體加工的工藝路線； 明確所涉及的加工工藝中，對鏜床夾具的具體需求； 查閱夾具設計課本，構(gòu)思夾具的結(jié)構(gòu)，功能實現(xiàn)方法，繪制結(jié)構(gòu)草圖； 查閱手冊，完成鏜床專用夾具定位誤差分析及夾緊力計算夾具； 總圖技術條件的確定及尺寸鏈的分析； 繪制所設計的鏜床夾具圖紙，出圖； 繪制其中以個非標零 件的零件圖； 完成箱體工藝制定和夾具設計，完成畢業(yè)設計。 3 第 2 章 變速箱體工藝規(guī)程設計 件分析 件的作用 變速器是汽車最主要的部件之一，由變速箱體、齒輪、齒輪軸、軸承等一系列零件構(gòu)成，最主要的功能是隨駕駛?cè)说牟煌{駛條件和需求改變汽車的車速和傳遞的扭矩，用以不同的條件例如：爬坡、超車，不僅如此，還能實現(xiàn)反方向傳遞轉(zhuǎn)速，用以實現(xiàn)倒車。 變速器箱體則能整合整個變速器的基礎零件，用以使其內(nèi)部零件處于正確的的相對位置，為其他零件提供一個平穩(wěn)運行的環(huán)境，使內(nèi)部零件能相協(xié)調(diào)有序的運作。變速器 箱體質(zhì)量好壞會直接作用到軸和齒輪間的配合，還會影響其相互間的位置關系的準確性，尤其會影響變速器的功能和使用壽命。 速箱體結(jié)構(gòu)特點 變速箱體是非回轉(zhuǎn)型平面型薄壁殼體零件，是很具有典型的零件，它的尺寸比較大，樣式也很復雜。需加工有銑平面，孔系加工和攻螺紋等。一般變速箱體具備以下特點： 1. 尺寸較大 變速器通常是機體中最大的部件之一，是箱體內(nèi)部零件的母體。大型的減速箱的箱體可長達 5~6m，可寬達 3~4m，重達 50~60 噸。變速器是機體傳遞動力的零件，也是柔性的調(diào)整驅(qū)動轉(zhuǎn)速或不可缺的零件。 2. 形 狀復雜 當箱體體積過大的時候，箱體就要承受額外的質(zhì)量和重力，而為了保證箱體具有一定的剛度及強度，箱體的體積設計的小一些更穩(wěn)定，可能還需要在鑄造時縮減的壁厚處額外再添加凸邊、筋板、凸臺等一系列結(jié)構(gòu)。但箱體上安裝零件的數(shù)量和零件在箱體空間上的分布位置是決定變速箱箱體復雜程度最主要的因素，所以需要我們合理的去設計變速器的箱體結(jié)構(gòu)。 3. 精度要求 變速器箱體具有多個軸孔，它的尺寸精度和位置精度要求都很高，而他的加工質(zhì)量是直接作用在裝配精度上，能直接影響變速器的運行性能和使用壽命。 4. 有許多緊固螺釘定位箱孔 同 時變速器箱體還有很多的連接螺紋孔，這些孔分布在箱體各表面，雖然加工要求不是很高，但因各面的加工情況的不同，有時加工起來很是困難。 因箱體具有以上固有特點，所以加工時很不方便，勞動量很大，裝夾找正也十分困難，4 需要考慮到各方面可能遇見的問題。 速箱體工藝性 件工藝分析 有零件圖紙可知零件主要的技術要求如下： 左端面軸承孔為 ?80、 銷孔 ?30，孔與軸之間配合度公差等級皆為 查《互換性與測量技術基礎》的表 2知孔 ?80、 上極限偏差皆為 +18極限 偏差皆為 0， 銷孔 ?30 的上下極限偏差皆為 0，右端面軸承孔為 孔與軸之間配合度公差等級皆為 上極限偏差皆為 +18極限偏差為 0；箱體中部 ?92 的軸承孔與 ? 22 銷孔配合度公差等級都是 的上下偏差都是 0，粗糙度和箱體中部 ?42 孔的要求 低于 ? 92 孔與孔 A、 B 同軸度要求為 箱體左右端面粗糙度要求低于 左右端面軸承孔 80 的 垂直度要求為 緣上的沉頭通孔表面粗糙度要求為 其他孔的表面粗糙度為要求低于 本零件是變速器箱體，需要加工的地方有上下左右前后端面；輸入、輸出以及倒檔等各軸承的軸承孔；還有箱體各結(jié)合地方和安裝附加部件地方的接合螺紋孔。本著滿足零件的技術要求來設計零件加工順序，所以零件的粗基準選擇為零件的下端面，加工上端面時用壓板壓緊凸緣進行夾緊，加工凸緣則以壓板壓緊上端面進行夾緊，而箱體底部則利用支承塊定位元件支撐，這樣就能充分限制住變速器箱體的自由度，對零件進行加工。而精加工時，就先以精加工的底面作為精基準，這樣就能保證基準相重合、統(tǒng)一，就避免因為基準方 面或是其他的不必要方面引起的誤差，同時在裝夾的時候，也因為前面加工已經(jīng)涉及到了，也不會因為裝夾而造成其他方面的影響。 體選材和毛坯控制 本減速器箱體是中等批量規(guī)格生產(chǎn)，在此我們以 造而成。之所以選用 因為灰鑄鐵的鑄造性能比較好，價格也相對低廉，還有良好的可加工性，并且能完全滿足箱體的耐磨性能要求、減震性能要求和剛度性能要求、強度要求。同時由于箱體外部形狀和內(nèi)部構(gòu)造相對較為復雜，為了降低生產(chǎn)成本，提高切削性能，因此選用鑄造成型。當然鑄造的缺點也有，鑄造生產(chǎn)的零件它 所要求的工序比較多、投料要求的也比較多，當加工過程控制不好的時候，鑄件出來的品質(zhì)也不好保證，出現(xiàn)廢品的可能性也相對較高，同時鑄造的車間因為其固有的屬性，能耗高、原材料堆放的多，所以其生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境也相對較差。 對于毛坯的控制，我們應該盡可能保證其能滿足箱體的尺寸精度要求，而在毛坯外部的尺寸相對來說好保證，但是內(nèi)腔的結(jié)構(gòu)尺寸相對來說較為難。但現(xiàn)如今鑄造工藝較為成熟，鑄造出的零件的質(zhì)量相對來說比較高。不僅如此，零件的加工余量越少，鑄造時需要5 的原料越少，加工需要的工時越低，生產(chǎn)需要的成本就越低，因此可以適當?shù)臏p少毛 坯的加工余量，近可能使毛坯尺寸和零件相匹配，這樣就可以被切削量就能減少些，還能在鑄造的時候減少材料的使用量。但也不能一味地追求加工余量少而不注重毛坯的品質(zhì)，在設計毛坯的時候還必需考慮到加工的時候走刀的時候會不會不方便，裝夾的時候能不能裝夾平穩(wěn)，會不會適合裝夾等等一系列后期的工藝問題。 毛坯的鑄造可能因為各種人為或非人為的原因出現(xiàn)以下缺陷：例如鑄造時金屬液體內(nèi)部存在氣體，在液體凝結(jié)時不能夠及時散去，于是就在零件內(nèi)產(chǎn)生了氣孔；或是一些很難除去的型砂在鑄造出來的零件表面上粘附著；亦或是鑄造厚又大件濕型板類零件時， 零件表面極易形成的槽痕缺陷；或是零件鑄造出來后夾雜著其他雜物等等，所以需要尤其注意，同時因為部分缺陷可以去除，常在鑄造后，為了減少毛坯的內(nèi)應力，在進入切削車間前，坯料應該人為的時效處理，尤其對于一些易變形的大零件應該先進行處理后再放入其他車間進行切削或其他加工。 1. 毛坯輪廓尺寸 根據(jù)設計圖紙可以知道變速器箱體的結(jié)構(gòu)尺寸長 396 190 230以零件的最大尺寸是長度，雖然是中批量生產(chǎn)，但鑄件仍使用砂型機器造型及殼型來進行生產(chǎn)模型，查《機械加工工藝手冊》（以下簡稱《工藝手冊》），可以知道 鑄件尺寸公差等級 11 到 13，其中接合面的表面粗糙度 求小于 承孔比較大，滿足鑄造預留孔條件即孔直徑大于 30，加工的余量等級處于 E 到 G，由此可得毛坯輪廓尺寸如下： 毛坯輪廓的長度： 396+6=402坯輪廓的寬度： 200+6=206坯輪廓的高度： 230+6=236. 加工余量 因為加工的粗基準是變速器箱體下端面，要保證凸緣的高度，所以加工余量最主要是看毛坯的輪廓尺寸，所以為保證工件下部端面及凸緣及箱體內(nèi)部深度等各方面屬性，所以工序 03 的背吃刀量 以給定為 序 05 的背吃刀量 預留精鏜余量 序 06 的背吃刀量 可以選擇給定為 預留精鏜余量 為毛坯是鑄造出來的，所以毛坯的實際輪廓尺寸跟設計尺寸可能會存在一些差異，需要根據(jù)實際輪廓尺寸去確定真正需要加工的尺寸余量，去確立切削的背吃刀量，要同時保證各面要求的實際尺寸，此處的背吃刀量或者說加工余量僅是作為參考加工值，詳細加工工序請參考工序卡片。 藝路線 變速器因為其特有的性質(zhì)，對箱體加工的要求很高，同時也因為是箱體類零件，其外部的形狀和內(nèi)部的構(gòu)造十分復雜，需要加工的地方也相對較多且不容易加工，這樣就顯得加工的工作量十分大。所幸之處是箱體材料是 造出來的零件毛坯可加工性很6 強，為了充分減少不必要的勞動量，提高加工質(zhì)量，減少加工的工時，使得生產(chǎn)成本能夠降低，所以擬定以下兩種工藝路線，表 2表 2下： 表 2藝路線方案一 工序號 工序名稱 工藝裝備或車間 01 鑄造 鑄造車間 02 時效處理 鉗工 03 粗、精銑下端面 臥式銑床 04 粗銑上端面 臥式銑床 05 粗銑前、后端面 臥式銑床 06 粗銑左、右端面 臥式銑床 07 鉆右端面 2* 專業(yè)鉆床 08 鉆左端面 ?30、 ?80、 專業(yè)鉆床 09 鉆箱體內(nèi)部 ?92、 ?42 孔 專業(yè)鉆床 10 鏜右端面 2* 臥式鏜床 11 鏜左端面 ?80、 臥式鏜床 12 鏜箱體內(nèi)部 2*?22、 ?92、 ?42 孔鏜刀 臥式鏜床 13 精銑上端面 臥式銑床 14 精前、后端面 臥式銑床 15 精銑左、右端面 臥式銑床 16 螺 紋孔 螺紋 鉗工 17 去毛刺 鉗工 18 檢驗 表 2藝路線方案二 工序號 工序名稱 工藝裝備或車間 01 鑄造 鑄造車間 02 時效處理 鉗工 03 粗、精銑下端面 臥式銑床 04 粗、精銑上端面 臥式銑床 7 05 粗、精銑前、后端面 臥式銑床 06 粗、精銑左、右端面 臥式銑床 07 鉆右端面 ?2* 專業(yè)鉆床 08 鉆左端面 ?30、 ?80、 專業(yè)鉆床 09 鉆箱體內(nèi)部 ?92、 ?42 孔 專業(yè)鉆床 10 鏜右端面 ?2* 臥式鏜床 11 鏜左端面 ?80、 臥式鏜床 12 鏜箱體內(nèi)部 ?22、 ?92、 ?42 孔 臥式鏜床 13 螺紋孔 螺紋 鉗工 15 去毛刺 鉗工 16 檢驗 兩個工藝方案的區(qū)別在于銑面和鉆孔工序的先后順序，方案一是先對加工的表面進行粗銑，再對粗銑過的表面進行鉆孔，鉆孔后再接著對各表面進行精銑；而方案二則是先對各加工表面進行粗銑，然后就直接對粗銑過的加工面進行精銑，精銑過后就再對各精銑面進行孔系加工。方案一的優(yōu)點在于鉆孔過后，再進行的精銑能擦除掉鉆孔時對表 面引起的損傷，保持表面的光潔度，使用于對表面粗糙度要求特別高的零件；而方案二則將加工的工序集中起來，減少了零件去往不同機床加工的轉(zhuǎn)移次數(shù)，同時也避免了多次找正夾緊，不僅如此，選用第二個方案加工零件，因為對工件的各端面精銑加工后，工件的各種尺寸精度都滿足設計時的需求，即軸承的軸線也不會產(chǎn)生超出要求任何偏差，這樣能保證加工出來的軸承孔能滿足與左右端面的垂直度的要求。所以在大批量的流水線加工過程中我們選用方案一最合適，而在本設計中，中批量加工，選用方案二的工作效率最高，即本次設計選用方案二。 8 第 3 章 銑箱體 上平面夾具設計 床夾具 銑床夾具主要是夾持進行平面銑削、齒輪插齒、花鍵銑削、鍵槽銑削、復雜成型面銑削等加工類型的工件。進行該類銑削時，切削時力很大，吃刀量很深，銑刀切削時非連續(xù)加工，切削力變化很大，具有很大的沖擊及振動。因此加工時將對影響到工件加工的穩(wěn)定性，要是夾緊的力度不夠，工件、夾具和機床的相對位置可能會錯位，進而會對工件的加工質(zhì)量造成影響。所以在設計夾具的時候，就要考慮到夾具需要的夾緊力相對較大，夾具體上各部分的元件要求的強度和剛度都比較大。 銑床夾具有下列設計要點：因為銑床銑削力和 銑削用量比較大，需要盡量增加供給定位穩(wěn)定性，如將支承面積適當增大，支承點盡量設定遠些，也可設定輔助支承；夾緊方面也可以適當提高夾緊剛度，注意下夾緊力的施力方向和作用點，剛度和強度一定要保證；至于定位鍵其結(jié)構(gòu)市面上已有標準化零件，可以選用 A 型定位鍵，精度要求較高則可以選用 B 型定位鍵，選 A 型定位鍵是因為銑箱體上表面，偏擺對加工無影響；對刀元件標準化了，此處選用標準對刀塊就適用，而實際生產(chǎn)中對刀時的塞尺已經(jīng)成套件使用，可直接購用；夾具體的設計則要充分考慮剛度和強度，而夾具體的置耳作則可參考夾具標準，視情況而定，此 處具體請參考附錄的設計圖紙，如其他大型夾具，或裝夾其他大型零件有需要可以采用聯(lián)動夾緊或者其他夾緊，本設計裝夾穩(wěn)定為簡化設計降低維護及生產(chǎn)成本，不需聯(lián)動夾具，就不附帶說明。 位基準與誤差 查閱變速箱箱體的設計圖紙，可以知道該變速器箱體零件圖的上端面表面粗糙度都要求為 于 用變速器箱體的銑削過后的下端面為定位基準，同時該基準也是設計基準，兩者相重合，能保證加工的尺寸精度，勿需重新計算，即能保證上下端面間的平行度要求，在本次加工的工序中，僅需保證好變速箱體下部端面放置平穩(wěn)，貼合穩(wěn)靠。 誤差主要為：銷與孔的配合 模與銷的誤差 套與襯套 由公式： e=(H/2+h+b)×△ △ × 30/32=見這種定位方案是可行的。 9 削力與夾緊力計算 本夾具是在銑床上使用的，用于定位螺釘?shù)牟坏鸬蕉ㄎ挥茫€用于夾緊，為了保證工件在加工工程中不產(chǎn)生振動，必須對六角螺母和螺母螺釘施加一定的夾緊力。 由計算公式： +ψ 1’)/2+r’) （ 4 式中： 沿螺旋軸線作用的夾緊力 作用在六角螺母 L—— 作用力的力臂 ( 螺紋中徑 ( α —— 螺紋升角 (゜ ) ψ 1—— 螺紋副的當量摩擦 (゜ ) ψ 2 —— 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 )的當量摩擦半 (゜ ) 其回歸方程為： 式中： 螺栓夾緊力 (N) 力矩系 數(shù) (1) 作用在螺母上的力矩 (5× 2000=10000N 緊裝置及夾具體設計 在此銑夾具中使用可移動的壓板卡壓箱體，可移動壓板的優(yōu)點在于完成銑削以后，直接能擰松螺釘?shù)人删o裝置使得壓板松開，就可以拆卸掉壓板然后退一段距離后再取出零件。這樣可以避免卸下工件時撞刀，同時便于維護，裝卸生產(chǎn)簡單，容易上手。而夾具體則是將夾具上的各種元件和設備攬括在一起，將他們連接成一個整體，并安裝到加工機床上。夾具體的裝配草圖在設計好夾具體之上的主要元件后將其合理分配好相對位置就能匯總出。詳細請參考附件裝配圖。 具設計及操作的簡要說明 夾具用于在立式銑床上加工傳動箱體上平面，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，在短銷、支承板和支承釘上實現(xiàn)完全定位。采用轉(zhuǎn)動 A 型壓板夾緊工件。當加工完一邊，可松開螺釘、螺母、支承釘來加工另一邊。如夾具裝配圖所示。對專用銑床夾具的設計，可以了解機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，減輕勞動強度，充分發(fā)揮和擴大機床的給以性。本夾具設計可以反應夾具設計時應注意的問題，如定位精度、夾緊方式、夾具結(jié)構(gòu)的剛度 和強度、結(jié)構(gòu)工藝10 性等問題。 11 第 4 章 刀具 具選用 本設計中變速器箱體要加工的工藝分別是：粗銑、精銑、鉆孔、粗鏜孔、精鏜孔、打定心孔、攻絲。所以涉及的刀具就是：面銑刀、鉆頭、鏜刀、中心鉆、絲錐。而在實際生產(chǎn)的過程中，可能用的涉及到的刀具可能就不同，可能會很復雜，例如鏜孔時一般用鏜刀而部分公司則可能使用到了拉刀，而在其他方面加工也可能采用到復合刀具或者是專用刀具去進行生產(chǎn)和加工的，當然這主要是看各公司的生產(chǎn)車間使用的機床，例如在東風變速箱廠他們公司則是加工時在銑面的時候分別使用到：雙軸立式轉(zhuǎn)盤銑 床、組合銑床、 雙面鉆銑組合銑床、臥式雙面組合銑床、組合龍門銑床等等，而本設計在實習期間，在公司參考的機床則使用的是臥式鏜銑床，這種機床采用德國西門子系統(tǒng)由沈陽機床廠所生產(chǎn)，該機床集銑面、鏜孔、鉆孔與一體，完全適用于本設計中。當然兩者不同之處在于大批量與中小批量生產(chǎn)等不同吧，所以在不同的生產(chǎn)情況下，得取決于經(jīng)濟性和效益還有工件的加工要求等各種方面選用機床和刀具。 本設計鏜孔時需加工的孔徑分 Ф42、 Ф80、 Ф92幾種，常用的鏜刀一般可以分為維護調(diào)整加工范圍大的 微調(diào)鏜刀 和切削時因兩邊 受力平衡可以稍微增大切削量的 雙刃鏜刀， 但在本設計中因為加工時存在階梯孔，而且大孔在內(nèi)，機床鏜軸具有尺寸限位，而且可能鏜軸比外階梯孔孔徑大，而鏜刀可能刀柄不夠長，無法夠到軸承孔，所以在加工時如果有必要可以使用加長刀桿，加長刀桿不存在國標，需要專業(yè)定做，當然一把機床也可以生產(chǎn)加工，刀桿長度可以根據(jù)刀柄長度設計，但不應過長，因為機床本身存在精度誤差，如果過長，此時鏜孔時誤差就可能過大。在加工階梯孔時要注意，因為內(nèi)孔孔徑大于外孔孔徑，所以在此處內(nèi)孔加工可以選用可調(diào)銑刀或者 T 型刀。若選用鏜桿加工孔，則需注意以下事項： 公差范圍應該包括刀槽兩側(cè)面不平行度；鏜桿中心線與刀槽后端面不垂直度應小于 00，徑向剖面與軸向剖面中刀槽與側(cè)面上的定位螺釘孔的相交角容差分別為 '10? 、 +30’；鏜桿與銷孔同心度不大于 到以上要求精度要求基本能達標。 具材料 合適的刀具材料也影響著加工，所以在加工時一定要選好刀具的材料，選擇的刀具材料合適否影響著生產(chǎn)效率，同時也是關系到生產(chǎn)的效益，而刀具材料的選擇主要看加工工件的材料，以及轉(zhuǎn)速及進給來選擇 。因為箱體材料是 以此處選擇硬質(zhì)合金刀，查刀具表格可以知道硬質(zhì)合金刀硬度能達到 在切削時候能維持刀具的切削性能的最高溫度范圍在 800所具有的抗彎強度的性能在 90質(zhì)合金刀在12 加工性能上相比以高速鋼為材料的刀具或其他材料的刀具加工時性價比要高的多，因為硬質(zhì)合金刀在加工時效率要高，同時使用壽命相對其他材料的刀具要高。所以刀具的材料我們選擇硬質(zhì)合金。當然硬質(zhì)合金刀也具有一定的缺點，例如刀具本身材料的脆性比較大，在磨刀具的時候也不好磨，這在加工的時候還是有一定的使 用難度的。 削控制 加工過程中，刀具是從零件表層切削掉余量，而在加工的過程中，切削可能會引起刀具和工件產(chǎn)生形變，還因為高速摩擦將產(chǎn)生切削熱量，同時在切削過程中，刀具因為在惡劣環(huán)境中使用，可能會產(chǎn)生磨損現(xiàn)象，所以在加工的過程中，我們要控制好切削的吃刀量，進給速度和刀具的轉(zhuǎn)速，同時在選擇刀具的時候，要選擇合適的刃角的切削刀具，安裝刀具的時候如果有刀具角度設置也需要我們注意，即選擇合適的刀具工作角度。不僅如此，在生產(chǎn)加工中，需要注意排屑的方式，需要注意排屑會不會劃傷加工好的工件表面，也要注意進出刀時候刀 具會不會劃傷加工好的工件表面。切削熱的控制只能通過在加工時對零件進行噴灑冷卻液來解決，在鉆孔的時候需要用到銑油，銑油是銑床用冷卻油，即是銑床上在加工零部件的時候為了防止加工的材料在加工的過程中因為過熱效應使工件的材料、結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞而使用的冷卻油。這些基本是加工中常見的問題，需要注意。 13 總 結(jié) 本設計主要是圍繞著變速器箱體加工工藝和夾具設計而設計。工藝部分是通過匯總自己大學四年所學知識，和在校外參加的生產(chǎn)實習經(jīng)驗類比，請教工廠具有經(jīng)驗的技術人員，和請教指導老師而總結(jié)出的適用于實際生產(chǎn)的，同時又相對符合加工 技術指導手冊的工藝路線和加工方法。在實際生產(chǎn)中，也因為實習期間認知比較深的，在工藝加工中用的機床就是能一機多用的落地鏜銑床，所以在此次設計也是以落地鏜銑床為藍本。而工藝線路的擬定也是根據(jù)實際生產(chǎn)來擬定了，但是孔就沒有預先鑄造出來了，因為要是預先鑄造孔的鑄造成本會增加，同時鑄造孔的質(zhì)量不確定能否滿足條件，而且鑄造應力的去除也更加麻煩，所以在本設計中孔都不是預先鑄造出來的。因為孔不是預先鑄造，則在工藝路線中會多出一個鉆孔的工序。 在裝卡時，因為是中批量加工，在壓緊的時候，為了使裝夾起來更為便攜，也為了設計的夾具 結(jié)構(gòu)能更加簡單，于是選擇的是手動上緊的螺紋釘壓緊的方式，在一般的中小批量工廠生產(chǎn)中，也確是選用的是手動夾緊的螺紋釘方式。而在定位方式方面，為了盡量使工藝加工時使用的基準和設計圖紙時使用的基準相統(tǒng)一，此處在粗銑加工時選用的是工件底面，精加工時，為了使粗加工的使用基準和精加工使用基準相重合。為了鏜孔方便則為此設計了鏜孔的夾具，但此處箱體中部時階梯孔，而且內(nèi)部孔徑比外部孔徑要大，實際加工生產(chǎn)選用的是 T 型刀，所以在此處我選用的也是 T 型刀。而對于刀具的介紹以及刀具的選擇上，因為在實習期間，接觸的還是比較少，所以介紹中 還是太少，在選擇上還是會存在很多問題。而在加工生產(chǎn)線中，見到的大批量生產(chǎn)的就是十堰東風變速箱廠，大批量的加工，有著較為完善的生產(chǎn)線，在加工過程中也比較容易把握，尤其在加工的效率上比較高，而中小批量生產(chǎn)實習就是在中捷機床廠和中鐵航，中小批量的生產(chǎn)主要不同是體現(xiàn)在一機多用上，在一個機床能完成的事不用拖交給其他的機床，于是就會少了工件轉(zhuǎn)移、裝夾、找正等各種步驟，但在實際生產(chǎn)中確實沒有專一加工一個工序的生產(chǎn)工人的效率高，而在本次設計中，主要是借鑒吸收這幾個公司的實際加工的經(jīng)驗。而在本設計中，很多地方檢驗需要用到量具 ，例如粗糙度和形位上是否存在問題，本設計所用量具則沒有具體給出。 最后，這次畢業(yè)設計是一次應對未來實際工作的一次挑戰(zhàn)和操練，而介于自己的水平有限，可能會存在很多方面的問題，希望各位老師能多批評指正。 14 致 謝 匆匆而又緊張地將本次畢業(yè)設計完成了，當把參考文獻補上的時候，在時候我感覺，本次畢業(yè)設計能夠順利完成除了在學校各位老師細心指導和實習工廠師傅耐心傳授，還要最感謝我的指導老師，趙秋芳老師。趙秋芳老師是一位工作嚴謹而又要求嚴格的老師。因為我在學習生活中是一位粗粗咧咧的人，沒有耐性，但是趙老師在畢業(yè)設計期間 ，不僅僅為我提供了確立了畢業(yè)設計的方向的基礎而又十分重要的資料，還督促我設定完成時間表，將任務一點點的完成，尤其是趙老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，在學習設計中要求我們不得一絲弄虛作假，要求我們自我突破，踏踏實實完成設計，而在設計期間，也是不耐其煩的對我悉心指導，同時還要感謝趙老師對我的嚴格要求，認真而負責，讓我能在不斷的改正中邁向正確的道路。再次感謝趙秋芳老師在我大學期間對我的不斷的幫助，趙老師的工作和學習態(tài)度將值得我一生去學習。同時，在完成本次設計，我還要感謝大學四年來身邊的同學和伙伴，是他們伴我一起學習、進步，同 時在設計期間，也得感謝他們對我?guī)椭驗楹退麄兊挠懻?，感受他們不同的思路，發(fā)散了我的思維，我才能更完美的完成本次設計，我才能改正自己沒注意的細小部分的錯誤。最后，因為自己自身所了解的限度，可能在設計的時候還是存在很大的缺陷，希望各位老師、同學多多指正，我也會不斷努力，爭取改正自己的不足，讓自己更好的去迎接各種挑戰(zhàn)，能對社會做出自己的綿薄之力。再次對所有幫助過我的人表示 衷心的感謝。 15 參考文獻 [1] 王伯平 北京 :機械工業(yè)出版社 ,2] 李民望 第 二版 化學工業(yè)出版社 ,3] 王丹 北京 :化學工業(yè)出版社 ,4] 余光國 張興發(fā) 四川 :重慶大學出版社 , [5] 吳拓 北京 :機械工業(yè)出版 ,2012， 6 [6] 于俊一 機械制造技術基礎 機械工業(yè)出版社 , 7] 袁培峰 . 磨床高精度夾具的設計 [J]. 汽車工藝與材料 , 2009(2):49[8] 梁秋生主編，變速箱軸孔德數(shù)控加工工藝研究 J]。 2009 . 11 [9] 王兵 . 金屬切削手冊 [M]. 化學工業(yè)出版社 , 2015. 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