變速箱蓋夾具設(shè)計

變速箱蓋夾具設(shè)計,變速箱,夾具,設(shè)計 附表4： （由指導(dǎo)教師填寫）學(xué)院輕工學(xué)院學(xué)生姓名邢偉明專業(yè)班級05機械3班設(shè)計（論文）題目大批生產(chǎn)的汽車變速器左側(cè)蓋加工工藝及指定工序夾具設(shè)計主要研究目標(biāo)訓(xùn)練學(xué)生綜合運用課程內(nèi)容完成機械工程師的培養(yǎng)，達(dá)到該專業(yè)目標(biāo)。主要研究內(nèi)容針對大批生產(chǎn)類型，研究其工藝特征，對該零件的工藝規(guī)程和其中指定夾具進(jìn)行設(shè)計研究方法對唐山齒輪廠現(xiàn)行工藝進(jìn)行改進(jìn)，理論與實際相結(jié)合，運用CAD設(shè)計。說明書（論文）的要求按說明書撰寫規(guī)范的要求完成。圖紙的要求零件圖，毛坯圖，夾具總裝圖，夾具零件圖各一張，工藝卡片一套。主要參考文獻(xiàn)機械制造工藝手冊機床夾具設(shè)計手冊機械制造工藝及專用夾具設(shè)計指導(dǎo)金屬機械加工工藝人員手冊機械加工工藝手冊等起止時間自 年 月 日至 月 日指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日系主任意見 簽字： 年 月 日院長意見簽字： 年 月 日大批生產(chǎn)的汽車變速器左側(cè)蓋加工工藝及指定工序夾具設(shè)計摘要： 本設(shè)計要求“以質(zhì)量求發(fā)展，以效益求生存”，在保證零件加工質(zhì)量的前提下，提高了生產(chǎn)率，降低了生產(chǎn)成本，是國內(nèi)外現(xiàn)代機械加工工藝的主要發(fā)展方面方向之一。通過對該變速器左側(cè)蓋零件圖的分析及結(jié)構(gòu)形式的了解，從而對變速器進(jìn)行工藝分析、工藝說明及加工過程的技術(shù)要求和精度分析。然后再對變速器左側(cè)蓋結(jié)合面加工進(jìn)行夾具設(shè)計與精度和誤差分析，該工藝與夾具設(shè)計結(jié)果能應(yīng)用于生產(chǎn)要求。 Abstract This Paper requires that with quality beg development, with benefits seek to live on to store , under the prerequisite of guaranteeing the quality of element processing , have raised productivity and reduced production cost, is one of mainly direction of domestic and international modern machining technology developing. Through knowing and analysis the the left side transmission cover part drawing for transmission, so as to analysis the process, make process explanation and analysis the technical requirement and the precision of the left side transmission cover. Then, carry out the design of clamping apparatus and analysis the precision and error for the processing of the contact plane of left side transmission cover, this technology and the design result of clamping apparatus can apply in production requirement.關(guān)鍵詞： 變速器左側(cè)蓋 加工工藝 定位 夾具設(shè)計Key phrase: The left side transmission cover , processing technology , Fixed position ，Tongs design第一章變速器左側(cè)蓋加工工藝第一節(jié)零件的結(jié)構(gòu)特點、材料、毛坯及熱處理一 零件的結(jié)構(gòu)特點該零件是機器和部件的基礎(chǔ)零件,由它將機器和部件中許多零件連接成一個整體,并使之保持正確的相互位置,彼此能協(xié)調(diào)地運動.各種蓋類零件由于功用不同,形狀結(jié)構(gòu)差別較大,但結(jié)構(gòu)上也存在著相同的特點 :1.尺寸較大蓋子通常是機器中最大的零件之一,它是其他零件的母體,如大型減速箱體長達(dá)56m,寬34m,重5060噸,正因為它是一個母體,所以它是機器整體的最大零件.2.形狀復(fù)雜 其復(fù)雜程度取決于安裝在其上上的零件的數(shù)量及在空間的相互位置,為確保零件的載荷與作用力,盡量縮小體積.有時為了減少機械加工量或減輕零件的重量,而又要保證足夠的剛度,常在鑄造時減小壁的厚度,再在必要的地方加筋板.凸臺.凸邊等結(jié)構(gòu)來滿足工藝與力的要求.3.精度要求有若干個尺寸精度和相互位置精度要求很高的平面和孔，這些平面和孔的加工質(zhì)量將直接影響機器的裝配精度，使用性能和使用壽命。4有許多緊固螺釘定位箱孔。這些孔雖然沒有什么特殊要求。但由于分分布在大型零件上，有時給加工帶來很大的困難。由于該類零件有以上共特點，故機械加工勞動量相當(dāng)大，困難也相當(dāng)大，例如鉆孔時，要如何保證位置度等問題，都是加工過程較困難的問題。二蓋體零件的材料、毛坯及熱處理1、毛坯種類的確定。常用毛坯種類有：鑄件、鍛件、焊件、沖壓件。各種型材和工程塑料件等。在確定毛坯時，一般要綜合考慮以下幾個因素：（1）依據(jù)零件的材料及機械性能要求確定毛坯。例如，零件材料為鑄鐵，須用鑄造毛坯；強度要求高而形狀不太復(fù)雜的鋼制品零件一般采用鍛件。（2）依據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀和外形尺寸確定毛坯，例如結(jié)構(gòu)比較的零件采用鑄件比鍛件合理；結(jié)構(gòu)簡單的零件宜選用型材，鍛件；大型軸類零件一般都采用鍛件。（3）依據(jù)生產(chǎn)類型確定毛坯。大批大量生產(chǎn)中，應(yīng)選用制造精度與生產(chǎn)率都比較高的毛坯制造方法。例如模鍛、壓力鑄造等。單件小批生產(chǎn)則采用設(shè)備簡單甚至用手工的毛坯制造方法，例如手工木模砂型鑄造。（4）確定毛坯時既要考慮毛坯車間現(xiàn)有生產(chǎn)能力又要充分注意采用新工藝、新技術(shù)、新材料的可能性。本變速器是大批量的生產(chǎn)，材料為ZL104鋁合金，用鑄造成型。2毛坯的形狀及尺寸的確定：毛坯的尺寸等于零件的尺寸加上（對于外型尺寸）或減去（對內(nèi)腔尺寸）加工余量。毛坯的形狀盡可能與零件相適應(yīng)。在確定，毛坯的形狀時，為了方便加工，有時還要考慮下列問題：（1）為了裝夾穩(wěn)定、加工方便，對于形狀不易裝夾穩(wěn)固或不易加工的零件要考慮增加工藝搭子。（2）為了提高機械加工的生產(chǎn)率，有些小零件可以作成一坯多件。（3）有些形狀比較特殊，單純加工比較困難的零件可以考慮將兩個甚至數(shù)個合制成一個毛坯。例如連桿與連桿蓋在一起模鍛，待加工到一定程度再切割分開。在確定毛坯時，要考慮經(jīng)濟性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類形狀及尺寸確定后，必要時可據(jù)此繪出毛坯圖。3毛坯的材料熱處理長期使用經(jīng)驗證明，由于鋁合金有一系列的技術(shù)上（如良好的鑄造性能，熱處理后兼有良好的機械性能等）和經(jīng)濟上的優(yōu)點，通常箱體材料ZL104鋁合金。蓋類零件的毛坯大部分采用整體鑄件。當(dāng)零件尺寸和重量很大無法采用整體鑄件（受鑄造能力的限制）時，可以采用焊接結(jié)構(gòu)件，它是由多塊金屬經(jīng)粗加工后用焊接的方法連成一整體毛坯。焊接結(jié)構(gòu)有鑄焊、鑄煅焊、煅焊等。采用焊接結(jié)構(gòu)可以用小的鑄造設(shè)備制造出大型毛坯，解決鑄造生產(chǎn)能力不足的問題。焊前對各種組合件進(jìn)行粗加工，可以部分地減輕大型機床的負(fù)荷。毛坯未進(jìn)入機械加工車間之前，為不消除毛坯的內(nèi)應(yīng)力，對毛坯應(yīng)進(jìn)行人工實效處理，對某些大型的毛坯和易變形的零件粗加工后要再進(jìn)行時效處理。毛坯鑄造時，應(yīng)防止沙眼、氣孔、縮孔、非金屬夾雜物等缺陷出現(xiàn)。特別是主要加工面要求更高。重要的箱體毛坯還應(yīng)該達(dá)到規(guī)定的化學(xué)成分和機械性能要求。第 二 節(jié) 變速器左側(cè)蓋加工工藝過程及分析汽車機械中應(yīng)用的變速器其箱體是分離式結(jié)構(gòu)。毛坯常用ZL104鋁合金制作。該材料鑄造工藝性能良好，耐蝕性尚可，強度高，焊接性能和切削加工性能尚可，鑄造工藝復(fù)雜，易生成氣孔。該材料可以砂型、金屬型和壓力鑄造的形狀復(fù)雜零件，以及在200C以下工作的零件。一、變速器左側(cè)蓋的主要技術(shù)要求。變速器左側(cè)蓋的主要加工部位有：結(jié)合面、螺栓孔、平面等。對這些加工部位的主要技術(shù)要求有：1、變速器蓋的結(jié)合面必須與孔13H8以及6個13F9孔平行，其平行度誤差不超過0.1mm，表面粗糙度不超過3.2m,平面度公差為0.06mm.2、平行于結(jié)合面的13H8孔和16E8孔的同軸度公差不超過0.03mm， 相對于（定位基準(zhǔn)N）的垂直度公差不超過0.15mm ,孔壁的表面粗糙度不大于3.2m。4、13F9孔的同軸度公差不超過0.03 mm.孔壁的表面粗糙度不大于3.2m。5、13F9孔相對于（定位基準(zhǔn)N）的垂直度公差不超過0.01 mm.。二、減速器箱體的機械加工工藝過程。圖1-1分析圖1-1可知。1、主要孔平行于結(jié)合面的13H8孔和16E8孔以及613F9孔。2、主要平面變速器左側(cè)蓋結(jié)合面。3、其他加工其他主要連接孔、銷釘孔以及一些特別的凸臺面等。加工連接孔、螺孔、銷釘?shù)仍阢@床上進(jìn)行，主要平面通常在銑床上銑削。變速器左側(cè)蓋的機械加工過程取決于精度要求、批量大小、結(jié)構(gòu)特點、尺寸重量、大小等因素。此處還應(yīng)考慮車間的條件，中間有無熱處理工序。 由圖可知，變速器左側(cè)蓋整個加工工藝過程分為兩大階段，為加工平面階段和鉆孔階段。鉆孔階段主要完成13H8孔和16E8孔以及613F9孔的加工，同時完成結(jié)合面上1118孔的加工和28銷孔加工以及垂直于結(jié)合面的10.5孔的加工。完成后進(jìn)行M18螺紋孔的攻絲。 加工平面階段主要完成結(jié)合面以及垂直于結(jié)合面的平面加工。三、零件圖分析1、變速器蓋的結(jié)合面必須與孔13H8以及6個13F9孔平行，其平行度誤差不超過0.1mm，表面粗糙度不超過3.2m,平面度公差為0.06mm.2、平行于結(jié)合面的13H8孔和16E8孔的同軸度公差不超過0.03mm， 相對于(N)的垂直度公差不超過0.15mm ,孔壁的表面粗糙度不大于3.2m。4、13F9孔的同軸度公差不超過0.03 mm.孔壁的表面粗糙度不大于3.2m。5、13F9孔相對于（N）的垂直度公差不超過0.01 mm. 6.零件材料ZL104。;四、變速器左側(cè)蓋加工的工藝路線擬定工藝路線是制定工藝過程的關(guān)鍵性的一步。在擬定時應(yīng)充分調(diào)查研究。多提幾個方案，加以分析比較確定一個最合理方案。擬定工藝路線要考慮解決以下幾個問題：采用加工方法一般所能達(dá)到的公差等級和表面粗糙度以及需留的加工余量(參考參數(shù))表（1-1）1.加工方法的選擇加工表面 加工方法表面粗糙度表面光潔度公差等級形狀公差加工余量說 明外圓粗 車半精車精 車細(xì) 車粗 磨精 磨研 磨256.31.60.81.00.40.11345677867891014IT12IT11IT10IT9IT8IT7IT6IT5IT8IT7IT6IT5IT6IT5111010887767645150.501.600.20.50.10.250.250.850.060.100.03指尺寸在直徑180以下,長度在500以下,鑄件的直徑余量內(nèi)孔鉆 孔擴 孔粗 鏜半精鏜精 鏜細(xì) 鏜粗 鉸精 鉸粗 磨精 磨研 磨256.36.31.60.80.23.21.61.60.20.113452456679105667679101014IT13IT11IT10IT9IT10IT9IT9IT8IT8IT7IT7IT6IT8IT7IT8IT7IT6IT7IT610898876877676540.30.51.81.01.80.50.80.10.30.10.550.040.20.20.30.20.50.10.20.010.02 指孔徑在180以下,鑄件直徑的余量.L/d2L/d=210時,加工誤差增加1.22倍平面粗刨,粗銑精刨,精銑細(xì)刨,細(xì)銑粗 磨半精磨精 磨研 磨256.30.81.60.80.80.1 1346786779791014IT14IT11IT10IT9IT6IT9IT7IT6IT7IT6IT5 11910986867575520.92.30.250.30.160.050.030.030.010.03指平面最大尺寸500以下的鑄件的平面余量在選擇各表面的加工方法時，要綜合考慮以下因素（1）要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求，選擇加工方法及分幾次加工。（選擇時見表1-1）（2）根據(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設(shè)備。在單件小批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。如、柴油機連桿小頭孔的加工，在 小批量生產(chǎn)時，采用鉆、擴、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時采用拉削加工。（3）要考慮被加工材料的性質(zhì)，例如，淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有色金屬由于磨削時容易堵塞砂輪，一般都采用精細(xì)車削，高速精銑等。（4）要考慮工廠或車間的實際情況，同時也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有加工方法和設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。 選擇加工方法一般先按這個零件主要表面的技術(shù)要求選定最終加工方法（參考表1-1）。再選擇前面各工序的加工方法，如加工某一軸的主要外圓面，要求公差為IT6，表面粗糙度為Ra0.63m，并要求淬硬時，其最終工序選用精度，前面準(zhǔn)備工序可為粗車半精車淬火粗磨。2加工階段的劃分零件的加工質(zhì)量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段：(1) 粗加工階段粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準(zhǔn)，粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報廢或修補，以免浪費工時。粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機床，選用大的切前用量，以提高生產(chǎn)率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為IT11IT12。粗糙度為Ra80100m。(2)半精加工階段半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為IT9IT10。表面粗糙度為Ra101.25m(3)精加工階段精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達(dá)到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷.精加工應(yīng)采用高精度的機床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精度精加工的加工精度一般為IT6IT7，表面粗糙度為Ra101.25m.(4)光整加工階段對某些要求特別高的需進(jìn)行光整加工，主要用于改善表面質(zhì)量，對尺度精度改善很少。一般不能糾正各表面相互位置誤差，其精度等級一般為IT5IT6,表面粗糙度為Ra1.250.32m。此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì)的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。在實際生活中，對于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及運輸裝夾費事的重型零件往往不嚴(yán)格劃分階段，在滿足加工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū)分。例如工序的定位精基準(zhǔn)面，在粗加工階段就要加工的很準(zhǔn)確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。工序的集中與分散制訂工藝路線時，應(yīng)考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。(1)工序集中的特點工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。(2)工序分散的特點工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡單的機床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復(fù)雜。工序集中與工序分散各有特點，必須根據(jù)生產(chǎn)類型。加工要求和工廠的具體情況進(jìn)行綜合分析決定采用那一種原則。一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。由于近代計算機控制機床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點更為突出，即使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費過多的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量，從而可取的良好的經(jīng)濟效果。4加工順序的安排 零件的加工過程通常包括機械加工工序，熱處理工序，以及輔助工序。在安排加工順序時常遵循以下原則：(1)機械加工工序安排1)先粗后精，先粗加工，其次半精加工，最后安排 精加工和光整加工。2）先加工基準(zhǔn)面后加工其它面。首先以粗基準(zhǔn)定位加工出精基準(zhǔn)，然后以精基準(zhǔn)定位加工其它表面。例如，軸類零件通常都是先加工出兩端面的頂針孔然，然后以頂針孔定位加工其它表面。箱體、底座、支架類零件，其上的平面較大，用平面定位比較穩(wěn)定可靠，因此一般都是先加工平面，在加工孔，稱之為“先面后孔”原則。3）先主后次。先安排主要的表面的加工。主要表面指裝配基準(zhǔn)面，工作表面等；次要表面指鍵槽、緊固用的螺孔和光孔等。這些表面一般都與主要表面有相互位置精度要求，通常放在主要表面的半精加工之后。精加工之前。這樣可以保護(hù)主要表面的光潔。此外，為了保證加工質(zhì)量要求，有些特殊零件的表面的最后精加工必須安排在部件裝配之后或總裝過程進(jìn)行。如內(nèi)燃機連桿的精鏜應(yīng)放在連桿蓋組裝后進(jìn)行。用作兩個連接件定位銷孔，應(yīng)在總裝時，將兩個連接件相配在一起，鉆削、鉸削加工，然后裝上銷子。(2)熱處理工序的安排熱處理工序在工藝路線中的安排主要取決于熱處理的目的。有以下幾種情況：1)退火與正火通常安排在粗加工之前。他們的主要目的是改善材料的切削加工性能和消除內(nèi)應(yīng)力。2)調(diào)質(zhì)一般安排在粗加工之后，半精加工之前進(jìn)行。調(diào)質(zhì)使零件獲的較好的綜合機械性能也可使金屬組織細(xì)化致密，為以后淬火和 氮化減少變形作預(yù)備處理。3)時效處理。一般鑄件通常安排在粗加工之后。高精度復(fù)雜鑄件應(yīng)在半精加工之前后各安排一次。剛性差的精密零件應(yīng)在粗加工、半精加工、精加工多次安排時效處理。時效處理的目的是消除毛坯制造和機械加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定零件精度。4)淬火。分整體淬火，表面淬火和滲碳淬火。一般安排在精加工與半精加工之間進(jìn)行。表面淬火之前常要進(jìn)行調(diào)質(zhì)及正火處理。淬火的目的是為了使零件獲得高的硬度和耐磨性。5）淡化。安排在精細(xì)磨之前。淡化前還需要安排調(diào)質(zhì)處理，淡化能提高零件硬度、耐磨性、疲勞強度和抗蝕性。6）發(fā)蘭。表面鍍層等表面處理。應(yīng)安排在工藝過程之后。(3)輔助工序的安排檢驗工序是重要的輔助工序，除每道工序操作者自檢外，還應(yīng)在下列加工階段，專門安排檢驗工序。1)粗加工階段結(jié)束之后；2)重要的工序的前后；3)工件從一個車間轉(zhuǎn)到另一個車間時；4)工件全部加工完畢后。 輔助工序還有去毛刺、清洗、涂防銹油、油漆等，應(yīng)分別安排于工藝過程所需之處。變速器左側(cè)蓋的工藝過程工序號工序名稱工 序 內(nèi) 容工藝裝備1鑄造2清砂清除澆注系統(tǒng)，冒孔，型砂，飛邊，飛刺等3熱處理人工時效處理4涂漆非加工面涂防銹漆5銑銑22mm.孔和13H8mm.孔的外端面專用銑床6銑銑兩個內(nèi)側(cè)面專用銑床7銑銑中軸孔端面專用銑床8銑銑中軸孔另一端面專用銑床9鉆鉆平行于結(jié)合面的13H8mm孔和16E8mm孔，22mm.孔后使三孔直徑為10mm專用鉆床10粗銑、精銑 以上一步鉆出的3個10mm孔定位，粗、精銑結(jié)合面以及垂直于結(jié)合面的平面至規(guī)定尺寸。 專用銑床11鉆鉸鉆、鉸3互鎖孔 12鉆鉸鉆、鉸結(jié)合面上8個9mm孔專用鉆床13鉆鉸鉆，鉸2個8F9mm銷孔， 專用鉆床14鉆鉆3個10.6mm孔專用鉆床15鉆鉸6個平行于結(jié)合面的13F9mm孔專用鉆床16鉆鉸垂直于結(jié)合面的13H8mm孔專用鉆床17擴擴12.4mm孔擴M18至15.2mm專用鉆床18鏜鏜23H9mm孔20mm孔專用鏜床19鉆鉸鉆，鉸8H11mm孔專用鉆床20擴鉸擴，鉸22mm孔專用鉆床攻絲攻絲M181.5專用鉆床21锪锪21，11，30孔專用鉆床22車車溝槽20.2H9 車床 23檢驗檢查各部尺寸及精度第三節(jié) 主要表面的加工一、變速器側(cè)蓋的平面加工平面的粗加工和半精加工常選擇刨削和銑削加工。刨削箱體平面的主要特點是：刀具結(jié)構(gòu)簡單；機床調(diào)整方便；在龍門刨床上可以用幾個刀架，在一次安裝工件中，同時加工幾個表面，于是，經(jīng)濟地保證了這些表面的位置精度。箱體平面銑削加工的生產(chǎn)率比刨削高。在成批生產(chǎn)中，常采用銑削加工。當(dāng)批量較大時，常在多軸龍門銑床上用幾把銑刀同時加工幾個平面，即保證了平面間的位置精度，又提高了生產(chǎn)率。二、孔的加工由于主軸孔的精度比其它軸孔精度高，表面粗糙度值比其它軸孔小，故應(yīng)在其它軸孔加工后再單獨進(jìn)行主軸孔的精加工（或光整加工）。目前機床主軸箱主軸孔的精加工方案有：精鏜浮動鏜；金剛鏜珩磨；金剛鏜滾壓。上述主軸孔精加工方案中的最終工序所使用的刀具都具有徑向“浮動”性質(zhì)，這對提高孔的尺寸精度、減小表面粗糙度值是有利的，但不能提高孔的位置精度?？椎奈恢镁葢?yīng)由前一工序（或工步）予以保證。從工藝要求上，精鏜和半精鏜應(yīng)在不同的設(shè)備上進(jìn)行。若設(shè)備條件不足，也應(yīng)在半精鏜之后，把被夾緊的工件松開，以便使夾緊壓力或內(nèi)應(yīng)力造成的工件變形在精鏜工序中得以糾正。箱體的孔系，是有位置精度要求的各孔的總和，其中有平行孔系和同軸孔系兩類。平行孔系主要技術(shù)要求是各平行孔中心線之間以及孔中心線與基準(zhǔn)面之間的尺寸精度和平行精度根據(jù)生產(chǎn)類型的不同，可以在普通鏜床上或?qū)Ｓ苗M床上加工。單件小批生產(chǎn)箱體時，為保證孔距精度主要采用劃線法。為了提高劃線找正的精度，可采用試切法，雖然精度有所提高，但由于劃線、試切、測量都要消耗較多的時間，所以生產(chǎn)率仍很低。坐標(biāo)法加工孔系，許多工廠在單件小批生產(chǎn)中也廣泛采用，特別是在普通鏜床上加裝較精密的測量裝置（如數(shù)顯等）后，可以較大地提高其坐標(biāo)位移精度。必須指出，采用坐標(biāo)法加工孔系時，原始孔和加工順序的選定是很重要的。因為，各排孔的孔距是靠坐標(biāo)尺寸保證的。坐標(biāo)尺寸的積累誤差會影響孔距精度。如果原始孔和孔的假定順序選擇的合理，就可以減少積累誤差。成批或大量生產(chǎn)箱體時，加工孔系都采用鏜模。孔距精度主要取決于鏜模的精度和安裝質(zhì)量。雖然鏜模制造比較復(fù)雜，造價較高，但可利用精度不高的機床加工出精度較高的工件。因此，在某些情況下，小批生產(chǎn)也可考慮使用鏜模加工平行孔系。同軸孔系的主要技術(shù)要求是各孔的同軸度精度。成批生產(chǎn)時，箱體的同軸孔系的同軸度大部分是用鏜模保證，單件小批生產(chǎn)中，在普通鏜床上用以下兩種方法進(jìn)行加工：1.從箱體一端進(jìn)行加工 加工同軸孔系時，出現(xiàn)同軸度誤差的主要原因是：當(dāng)主軸進(jìn)給時，鏜桿在重力作用下，使主軸產(chǎn)生撓度而引起孔的同軸度誤差；當(dāng)工作臺進(jìn)給時，導(dǎo)軌的直線度誤差會影響各孔的同軸度精度。對于箱壁較近的同軸孔，可采用導(dǎo)向套加工同軸孔。對于大型箱體，可利用鏜床后立柱導(dǎo)套支承鏜桿。2.從箱體兩端進(jìn)行鏜孔 一般是采用“調(diào)頭鏜”使工件在一次安裝下，鏜完一端的孔后，將鏜床工作臺回轉(zhuǎn)1800，再鏜另一端的孔。具體辦法是：加工好一端孔后，將工件退出主軸，使工作臺回轉(zhuǎn)1800，用百（千）分表找正已加工孔壁與主軸同軸，即可加工另一孔?！罢{(diào)頭鏜”不用夾具和長刀桿，鏜桿懸伸長度短，剛性好。但調(diào)整比較麻煩和費時，適合于箱體壁相距較遠(yuǎn)的同軸孔。第四節(jié) 定位基準(zhǔn)的選擇在制定工藝過程時，選擇定位基準(zhǔn)的主要目的是為了保證加工表面的位置精度。因此選擇定位基準(zhǔn)的總原則應(yīng)該是從有較高位置精度要求的表面中進(jìn)行選擇。定位基準(zhǔn)的選擇包括粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)的選擇。 一、粗基準(zhǔn)的選擇選擇粗基準(zhǔn)時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。粗基準(zhǔn)選擇的原則是：1.選擇應(yīng)加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。2.選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。3.應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。4.應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時需經(jīng)初加工。5.粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因為粗基準(zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。 箱體粗基準(zhǔn)選擇要求：在保證各加工表面均有加工余量的前提下，使主要孔加工余量均勻；裝入箱體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)零件應(yīng)與箱體內(nèi)壁有足夠間隙；此外還應(yīng)保證定位、夾緊可靠。為了滿足上述要求，一般選箱體的主要孔的毛坯孔作為粗基準(zhǔn)。減速箱體加工的第一個面是蓋或底座的結(jié)合面，由于 分離式箱體軸承孔的毛坯孔分布在蓋和底座兩個不同的部分上很不規(guī)則，因而在加工蓋和底座的結(jié)合面時無法用主要孔的毛坯作粗基準(zhǔn)。而是用頂面與底面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證結(jié)合面加工后凸緣的厚度叫均勻。二、精基準(zhǔn)的選擇選擇精基準(zhǔn)的原則時，考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準(zhǔn)確、牢固、方便。精基準(zhǔn)選擇的原則是：基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣可以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差?；鶞?zhǔn)統(tǒng)一原則。應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)。基準(zhǔn)的統(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設(shè)計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準(zhǔn)。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度?；榛鶞?zhǔn)的原則。選擇精基準(zhǔn)時，有時兩個被加工面，可以互為基準(zhǔn)反復(fù)加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔，再以孔為基準(zhǔn)磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。自為基準(zhǔn)原則。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準(zhǔn)。例如：磨削機床導(dǎo)軌面時，是以導(dǎo)軌面找正定位的。此外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準(zhǔn)的例子。此外，還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準(zhǔn)，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設(shè)計簡單等。箱體上孔與孔、孔與平面、平面與平面之間都有較高的位置精度要求，這些要求的保證與精基準(zhǔn)的選擇有很大的關(guān)系。為此，通常優(yōu)先考慮“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。使具有相互位置精度要求的大部分工序，盡可能用同一組基準(zhǔn)定位。以避免因基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換過多而 帶來的積累誤差，并且由于采用同一基準(zhǔn)，使所用夾具具有相似的結(jié)構(gòu)形式，可減少夾具設(shè)計與制造工作量、降低成本。例如車床主軸箱可以選用裝配基面的底面做定位基準(zhǔn)，在大批量生產(chǎn)中，則選用主軸箱頂面和 兩定位銷為定位基準(zhǔn)。分離式減速箱體的結(jié)合面與裝配基面底面有一定的尺寸精度和位置精度，軸承孔軸線應(yīng)對結(jié)合面上，與底面也有尺寸精度和相互位置精度要求，故加工底座結(jié)合面時，選底面為精基準(zhǔn)，箱體和箱后的軸承孔加工仍以底面為主要定位基準(zhǔn)。若箱體尺寸較小而批量很大時，可與底面上的兩定位孔組成典型的一面兩孔定位方式。這樣既符合“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，又符合“基準(zhǔn)重合”原則，有利于保證軸承孔軸線與結(jié)合面重合度及與裝配基面的尺寸精度和平行度。 第五節(jié) 工藝尺寸的計算一、 加工余量的確定查機械加工余量與公差手冊1.結(jié)合面的加工余量半精銑余量 2x1.50.25mm IT10 表面粗糙度 3.2粗銑余量 2x50.50mm IT11 表面粗糙度 6.33兩內(nèi)側(cè)面的加工余量半精銑余量 2x1.50.25mm IT10 表面粗糙度 3.2粗銑余量 2x50.50mm IT11 表面粗糙度 6.3 416E8和23H9端面的加工余量粗銑余量 2x50.50mm IT11 表面粗糙度 6.35鏜孔的加工余量半精鏜 1.50.25mm IT9 表面粗糙度 3.2粗鏜 50.5mm IT11 表面粗糙度 6.36.孔加工余量鉆 鉸 1.50.25mm IT9 表面粗糙度 3.2二、切削用量的選擇(查機械加工工藝手冊)加工對象加工方法加工步驟刀 具切削深度(mm)切削速度(m/s)進(jìn)給量(mm/r)(mm/z)走刀長度（mm）備注結(jié)合面粗銑1圓柱銑刀YG61.50.240.4200半精銑2圓柱銑刀YG60.50.410.08200兩內(nèi)側(cè)面粗銑1圓柱銑刀YG61.50.240.4110半精銑2圓柱銑刀YG60.50.410.08110機蓋結(jié)合面平面孔鉆削加工1麻花鉆100.360.4513機蓋結(jié)合面上銷孔鉆削加工1麻花鉆90.380.369.3310.6孔鉆削加工1麻花鉆380.380.363813F9孔鉆削加工1麻花鉆1120.380.36115鉸孔2鉸刀1120.151.511513H8孔鉆削加工1麻花鉆320.380.3635鉸孔（兩工藝用）2鉸刀320151535擴15.2mm孔擴孔1160.360.4520擴12.4mm擴孔1160.360.4518鏜23H9mm孔鏜20mm孔粗鏜1鏜刀50.200.45粗鏜1鏜刀20.200.42鉆，鉸8H11mm孔 鉆削加工1麻花鉆13.50.350.4515鉸孔2鉸刀13.50.151.515鉆，鉸22mm孔擴1100.270.312鉸孔2鉸刀100.151.512攻絲M181.5攻絲1絲錐160.1481.2516锪21，11，30孔锪孔1锪刀1.50.410.21.5車溝槽20.2H9車1車刀20.50.242四、切削的工時定額粗銑結(jié)合面取53半精銑結(jié)合面的基本時間粗銑半精銑（見工藝手冊表6.2-8）鉆9孔 L=10mm r/min鉆孔10.6孔 L=38mm r/min 當(dāng)加工兩組孔時t=鉆13F9孔 L=112 r/min=min鉆13H8孔 L=32 r/min=min鉆8H11孔 L=15 r/min=min鉆22孔 L=12 r/min=min鉆攻m18鉆L=16mm =3mm =0 =960r/min=鉆銷孔L=9 r/min=鉸孔13F9 f=0.35 v=21m/min(按工藝手冊表4.2-2)實切削速度v=鉸孔13H8 f=0.35 v=21m/min(按工藝手冊表4.2-2)實切削速度v=鉸孔8H11 f=0.35 v=21m/min(按工藝手冊表4.2-2)實切削速度v=锪沉頭孔f=0.21mm/r L=8 =銑孔16E8端面 v=0.45m/r Z=20 相關(guān)手冊查工藝手冊表4.2-39取r/minv=因為有2面，所以t=0.733min鏜孔23H9 f =0.4mm/r相關(guān)手冊r=100m/min取L=53 =鏜孔20 f =0.4mm/r相關(guān)手冊r=100m/min取L=2 =第二章 夾具設(shè)計第一節(jié)設(shè)計變速器加工結(jié)合面夾具設(shè)計任務(wù) 設(shè)計在成批生產(chǎn)條件下,在專用銑床上加工變速器結(jié)合面的銑床夾具.一. 設(shè)計任務(wù)分析1、結(jié)合面是一平面,可用端面銑刀銑削完成。2、該平面的設(shè)計基準(zhǔn)是8H11孔和22孔的中心線，尺寸為22.620.15，接合面公差為3.2m，平面度公差為0.06，銑削加工表知用粗銑、精銑兩步即可達(dá)到設(shè)計粗糙度要求。3、該面的縱橫長度為150216，零件總高度為88mm,其空間尺寸完全滿足夾具的布置和銑床的加工范圍的要求。 4、本工序是對結(jié)合面進(jìn)行加工，采取移動的夾具，使用端面銑刀，立式銑床二設(shè)計方案論證1、定位基準(zhǔn)的選擇上一步工序鉆出的3個10孔的中心線是加工結(jié)合的設(shè)計基準(zhǔn)，按照基準(zhǔn)重合原則選擇10孔的中心線作為定位基準(zhǔn)是比較恰當(dāng)?shù)摹?2、夾緊結(jié)構(gòu)的確定當(dāng)定位心軸水平放置時，在專用銑床上銑平面時的向前的銑削力由心軸承擔(dān)，擋圈可以確保工件不會在加工時旋轉(zhuǎn)錯位。這時工件的夾緊方案為在心軸的螺紋部位用螺母壓緊。夾緊力與切削力處于平行以及垂直狀態(tài)。這種結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝卸工件比較麻煩，但由于零件的形狀特征選擇此種卡緊方式比較合理。三、切削力及夾緊力的計算刀具：端銑刀，則F=9.8154.5 ap0.9af0.74ae1.0Zd0-1.0Fz (切削手冊)查表得：d0=19mm,ae=195, af =0.2, ap =9.5mm, Fz =1.06所以：F=(9.8154.52.50.90.20.74192201.06) 19=79401N查表可得，銑削水平分力，垂直分力，軸向力與圓周分力的比值：FL/ FE=0.8, FV / FE =0.6, FX / Fe =0.53故FL=0.8 FE =0.879401=63521N FV=0.6 FE=0.679401=47640N FX =0.53 FE=0.5379401=42082N在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)，安全系數(shù) K=K1K2K3K4 式中：K1 基本安全系數(shù)，2.5 K2加工性質(zhì)系數(shù)，1.1 K3刀具鈍化系數(shù)，1.1 K2斷續(xù)切削系數(shù)，1.1則F/=K FH=2.51.11.11.163521 =211366N選用螺旋板夾緊機構(gòu)，故夾緊力 fN=1/2 F/ f為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，f=0.25則 N=0.52113660.25=52841N四、計及操作的簡要說明在設(shè)計夾具時，為降低成本，可選用手動螺釘夾緊，本道工序的銑床夾具就是選擇了手動螺旋板夾緊機構(gòu)。由于本工序是為銑削加工，切削力比較大，為夾緊工件，勢必要求工人在夾緊工件時更加吃力，增加了勞動強度，因此應(yīng)設(shè)法降低切削力?？梢圆扇〉拇胧┦翘岣呙鞯闹圃炀?，使最大切削深度降低，以降低切削力。五結(jié)構(gòu)分析 按設(shè)計步驟，先在各視圖部位用雙點劃線畫出工件的外形，然后圍繞工件的布置定位，加緊和導(dǎo)向元件再進(jìn)一步考慮零件的裝卸，各部件結(jié)構(gòu)單元的劃分，加工時操作的方便和結(jié)構(gòu)工藝性的問題使整個夾具設(shè)計形成一個整體。1、夾具采用分鑄式鑄件組合的結(jié)構(gòu)。鑄造簡單，剛性較好。為保證鑄件壁厚均勻，內(nèi)腔掏空；為減少加工面，各部件的結(jié)合面處設(shè)置鑄件凸臺。2、定位板和定位釘安裝在夾具體的底面，通過夾具體底面上的U形孔與銑床工作臺卡緊，保證加工時卡具的位置固定不動，保證加工精度。3、長軸限制零件除繞軸線方向轉(zhuǎn)動的自由度和沿軸線書水平移動的自由度以外的4個自由度。繞心軸軸線轉(zhuǎn)動的自由度由短軸來限制。零件在軸線水平方移動的自由度由擋圈來限制。4、由于零件為鋁合金重量輕所以用一個和短軸相對的輔助支撐釘支撐工件即可保證剛度。5、為了便于裝卸零件，夾具采用了心軸水平定位螺栓卡緊結(jié)構(gòu)。以保證加工的位置精度。六、夾具的公差1、制訂夾具公差的基本原則和方法（1）滿足誤差不等式并有精度儲備的的原則零件加工中受工藝系統(tǒng)各種誤差因素的影響而使加工尺寸產(chǎn)生一定的誤差，設(shè)除夾具本身之外工藝系統(tǒng)其他各誤差環(huán)節(jié)所造成的總和，同時考慮到要維持夾具的使用精度，在壽命期內(nèi)應(yīng)留出允許的磨損公差為m.因此，夾具的制造誤差應(yīng)當(dāng)保證被加工工件的尺寸誤差在考慮上述兩項誤差之后。仍在允許的尺寸公差范圍之內(nèi)于是就有不等式 （2）、基本尺寸按工件相應(yīng)尺寸的平均值標(biāo)注并采用雙向?qū)ΨQ偏差的原則。為了便于尺寸計算和誤差分析，并盡可能避免計算中的錯誤，凡是夾具上與被加工主件尺寸相應(yīng)的尺寸，其基本尺寸均應(yīng)按工件尺寸的平均尺寸標(biāo)注，其公差取工件尺寸公差的1/21/5標(biāo)注。底面與結(jié)合面的尺寸為160，選用尺寸偏差時為1600.36mm.2.與加工要求沒有直接關(guān)系的加具尺寸公差的制訂 與加工要求無直接關(guān)系的尺寸是指不直接與零件加工尺寸相對應(yīng)的夾具尺寸。他們的尺寸公差無法從工件上相對應(yīng)的尺寸來確定。但他們的公差也并非對加工精度沒有影響。 屬于這種夾具公差的多為夾具內(nèi)部結(jié)構(gòu)配合尺寸公差，如定位元件與夾具體、可換鉆套與襯套、導(dǎo)向套與刀具、鉸鏈連接的軸與孔、夾具機構(gòu)上各零件的配合尺寸公差等。這類尺寸公差主要是根據(jù)零件的功用和裝配要求，直接根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的公差配合來選用的。如夾具中起導(dǎo)向作用并相對滑動的連接副一般選用;有相對活動而無導(dǎo)向作用的連接副一般選用、；鉸鏈連接則按基軸制選用、等間隙配合。七、工序精度分析 在夾具設(shè)計中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定后，應(yīng)對所設(shè)計的夾具進(jìn)行精度分析和誤差計算。影響原始尺寸22.620.15的各項誤差分析 1、 軸與底面的垂直度所引起的夾具安裝誤差，對工序尺寸22.620.15的影響較大，因此對卡具定位孔與底面的垂直度要求較高，取卡具體的定位孔10與卡具底面的垂直度為0.01。2、 軸的長度方面的誤差對加工面的尺寸影響小，因此可以忽略。3、 垂直度引起的加工公差計算用概率法相加總誤差為：0. 098137mm0.15mm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。結(jié)論：通過本次的畢業(yè)設(shè)計，使我能夠?qū)镜闹R做進(jìn)一步的了解與學(xué)習(xí)，對資料的查詢與合理的應(yīng)用做了更深入的了解，本次進(jìn)行工件的工藝路線分析、工藝卡的制定、工藝過程的分析、夾具的設(shè)計與分析，對我們在大學(xué)期間所學(xué)的課程進(jìn)行了實際的應(yīng)用與綜合的學(xué)習(xí)。參 考 文 獻(xiàn)1梁炳文主編，機械加工工藝與竅門精選，機械工業(yè)出版社。2周增文 張亮蜂等編著，機械加工工藝基礎(chǔ)，中南大學(xué)出版社。3鄭文虎編 ，機械加工實用經(jīng)驗，國防工業(yè)出版社。4李喜橋編 ，加工工藝學(xué)，北京航空航天大學(xué)出版社。5楊方主編 ，機械加工工藝基礎(chǔ)，西北工業(yè)大學(xué)出版社。6陳宏均主編，實用機械加工工藝手冊，機械工業(yè)出版社。7王紹俊主編，機械制造工藝設(shè)計手冊，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社。8王生力主編，重型機械制造工藝學(xué)，冶金工業(yè)出版社1986年。9謝明才等主編，機床夾具設(shè)計，機械工業(yè)出版社1980。10李慶壽主編，機床夾具設(shè)計，機械工業(yè)出版社1984。11李家寶主編，夾具設(shè)計，機械工業(yè)出版社1961。12貴州工學(xué)院機制工藝研究室編，機床夾具結(jié)構(gòu)圖，機械工業(yè)出版社1983。13龔定安 蔡建國編著，機床夾具設(shè)計原理，陜西科技出版社，1981年。14潘曉弘，機械制造工程，浙江大學(xué)出版社2001年。15劉文劍 曹天河編著，夾具工程師手冊，黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社1987年。16于駿一主編，典型零件制造工藝，機械工業(yè)出版社1989年。17成大先,王德夫,姜勇,等.機械設(shè)計手冊M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1993。18樂兌謙主編.金屬切削刀具機械工業(yè)出版社，1985。30