畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告( 論文)報(bào)告(論文)題目：變速器箱體機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 作者所在系部：作者所在專業(yè)：作者所在班級(jí)：作 者 姓 名 ：作 者 學(xué) 號(hào) ：指導(dǎo)教師姓名：完 成 時(shí) 間 ：本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性及知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成果歸北華航天工業(yè)學(xué)院所有，本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）：變速器箱體機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)（論文）不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的作品或成果。對(duì)本設(shè)計(jì)（論文）的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。因本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）引起的法律結(jié)果完全由本人承擔(dān)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成果歸北華航天工業(yè)學(xué)院所有。本人遵循北華航天工業(yè)學(xué)院有關(guān)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的相關(guān)規(guī)定，提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本。本人同意北華航天工業(yè)學(xué)院有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以營(yíng)利為目的的前提下，可以公布非涉密畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的部分或全部?jī)?nèi)容。特此聲明畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者：李玉軍指導(dǎo)教師：2017 年 5 月 30 日年月日I摘要本設(shè)計(jì)是圍繞汽車變速器箱體加工工藝和專用夾具設(shè)計(jì)而進(jìn)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(duì)孔的加工精度更容易達(dá)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(dòng)及內(nèi)孔面的粗糙度。本設(shè)計(jì)的工藝規(guī)程遵循先面后孔的設(shè)計(jì)原則，并將面的粗、精加工與孔的粗、精加工明確分開，確保孔的尺寸精度和各種要求。粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)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(zhǔn)對(duì)上表面進(jìn)行加工，再以下部端面與箱體側(cè)部表面對(duì)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(guò)專門設(shè)計(jì)，能保證可靠的夾緊。本設(shè)計(jì)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(shí)，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，也是現(xiàn)今機(jī)加工產(chǎn)業(yè)的主要發(fā)展方向。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)是面向?qū)嶋H生產(chǎn)，對(duì)變速箱體零件圖紙進(jìn)行分析，及對(duì)變速箱的結(jié)構(gòu)及功用多方面考慮，確保能保證工藝過(guò)程符合生產(chǎn)需要，并能保證尺寸要求和技術(shù)要求，并對(duì)設(shè)計(jì)的箱體面、軸承孔加工的夾具進(jìn)行精度和誤差分析，確保夾具能應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。關(guān)鍵詞：變速箱箱體加工工藝定位夾緊夾具設(shè)計(jì)IIAbstractThis design is about the automobile gearbox which isdesign of processing technology and special fixture. The main processing direction of gear box includes milling surface, drilling hole and tapping thread. The roughness of the left and right end faces of the transmission case and the upper and lower surfaces require a high degree of roughness. The roughness of the surface is easier to meet the requirement of the machining accuracy of the hole. The distribution of holes has a regular pattern,distributed in two axes. The main guarantee is the verticality of the hole and the runout of the circle and the roughness of the inner hole surface. The design process of the actual practice, production and processing oriented,combining theoretical knowledge, Follow the design principle of the front face and the rear hole. The surface roughing and finishing are clearly separated from the roughing and finishing of the hole. Ensure dimensional accuracy and various requirements of the hole. Both the rough and the fine reference are chosen for the lower underside of the gearbox. In the processing process, the lower surface of the gear box is arranged as the positioning reference, and the upper surface is processed. The bearing hole is machined on the following end surface and the side surface of the box body. The clamping method uses the manual tightening screw thread clamp. The fixture has been specially designed. Reliable clamping is guaranteed.This design is suitable for mass production requirements to ensure processing quality conditions, reduce production time as much as possible, improve production efficiency, reduce production as the main direction of development, but also present in machine processing industry. Because this design is for the actual production, the gearbox parts drawings are analyzed, and the transmission function and structure in many respects, that can guarantee the process to meet the production needs, and can guarantee the required size and technical requirements, and the design of the fixture box, bearing decent hole machining precision and error analysis. Ensure that the fixture can be used in practical production.Key words: gearboxprocessing technology positioning clampingfixture design目錄摘要 IAbstractII第 1 章緒論 11.1 選題背景 .11.2 選題意義和發(fā)展現(xiàn)狀 .11.3 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 .2第 2 章變速箱體工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 32.1 零件分析 .32.1.1 零件的作用 32.1.2 變速箱體結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 32.2 變速箱體工藝性 .42.2.1 零件工藝分析 42.2.2 箱體選材和毛坯控制 42.3 工藝路線 .5第 3 章鏜孔夾具設(shè)計(jì) 83.1 夾具定位、夾緊確定 .83.2 夾緊元件、動(dòng)力裝置、夾緊力確定 .93.3 夾具體、鏜套、鏜桿設(shè)計(jì) 103.4 夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明 12第 4 章銑箱體上平面夾具設(shè)計(jì) .134.1 銑床夾具 134.2 定位基準(zhǔn)與誤差 134.3 銑削力與夾緊力計(jì)算 134.4 夾緊裝置及夾具體設(shè)計(jì) 144.5 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 14第 5 章刀具 .155.1 刀具選用 155.2 刀具材料 155.3 切削控制 16總結(jié) .17致謝 .18參考文獻(xiàn) .191第 1 章 緒論1.1 選題背景減速箱體作為減速器的基礎(chǔ)零件，最主要的功能是使箱體內(nèi)的齒輪、軸、軸承等相關(guān)零件保持相對(duì)位置，使其能夠平穩(wěn)運(yùn)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(lái)達(dá)到操作者要求的合適的運(yùn)動(dòng)。變速箱還是箱體內(nèi)各種零件要求的潤(rùn)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(huì)影響到裝配以及整個(gè)整車性能。將一個(gè)零件從毛坯加工道成品是一個(gè)復(fù)雜的工藝過(guò)程，而這個(gè)加工的方法和過(guò)程叫做工藝，這個(gè)過(guò)程需要根據(jù)零件的技術(shù)要求和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在不同的條件下，經(jīng)常需要采用不同的加工方法和設(shè)備。而不同的工藝過(guò)程所消耗的工時(shí)、成本都不一樣，優(yōu)質(zhì)化的工藝規(guī)程能提高勞動(dòng)生產(chǎn)的效益，減少加工時(shí)需要的成本支出，降低加工時(shí)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(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，選用正確的夾具能充分節(jié)約裝夾找正的工時(shí)，所以設(shè)計(jì)一套合理夾具對(duì)于整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)來(lái)說(shuō)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?shī)A具的設(shè)計(jì)也是工藝加工中很具影響力的因素，所以也十分受重視。1.2 選題意義和發(fā)展現(xiàn)狀選擇這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目，首先是對(duì)大學(xué)四年來(lái)在校知識(shí)的進(jìn)行一次全面而具有針對(duì)性的應(yīng)用，是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一次鞏固和考驗(yàn)，充分將所學(xué)知識(shí)調(diào)用起來(lái)，與自己在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中所獲得的經(jīng)驗(yàn)相應(yīng)證，讓自己將所學(xué)知識(shí)靈活匯總?cè)?yīng)對(duì)一次實(shí)際上的加工設(shè)計(jì)；也是對(duì)以后所要從事的行業(yè)進(jìn)行一次模擬和應(yīng)用，為了自己能以更好的狀態(tài)接受工作，培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、查閱工藝手冊(cè)、將成本和效益相結(jié)合等工藝人員應(yīng)該具有的良好素質(zhì)，同時(shí)能促使更快適應(yīng)生產(chǎn)崗位和讓高等教育和企業(yè)需求人才相銜接起來(lái)。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，是對(duì)我們對(duì)圖紙理解能力的一次考驗(yàn)，加深對(duì)圖紙認(rèn)知的印象，同時(shí)是一次對(duì)工藝設(shè)計(jì)的考驗(yàn)，讓我們開始對(duì)生產(chǎn)成本和生產(chǎn)效率以及勞動(dòng)回報(bào)的價(jià)值考量，同時(shí)更是對(duì)所學(xué)知識(shí)的靈活運(yùn)用，對(duì)數(shù)據(jù)處理的一次考校，尤其夾具的設(shè)計(jì)更是綜合了四年所學(xué)，從理論知識(shí)整合到實(shí)際生產(chǎn)需求，為以后畢業(yè)走向生產(chǎn)崗位做好了準(zhǔn)備。國(guó)內(nèi)外機(jī)加工制造業(yè)是考量一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的標(biāo)準(zhǔn)之一，它能推動(dòng)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，也能確保國(guó)防的水平，是一個(gè)國(guó)家的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。由于個(gè)人計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展，在設(shè)計(jì)加工圖紙和對(duì)工件進(jìn)行加工模擬也使用上了計(jì)算機(jī)，如 CAD/CAM，而今加工產(chǎn)品越來(lái)越向著精密加工，加工的方式越來(lái)越智能、自動(dòng)化，加工的產(chǎn)業(yè)越來(lái)越高度集成化，加工的效益更加呈現(xiàn)高效化。但總體來(lái)說(shuō)我們國(guó)家機(jī)加工制造業(yè)水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相2比還有很大的距離，例如我國(guó)加工機(jī)床用的都是日本法蘭克系統(tǒng)，而更加人性化、智能化德國(guó)西門子系統(tǒng)的機(jī)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(guó)家的機(jī)械制造業(yè)。當(dāng)然，隨著科技水平的進(jìn)步，國(guó)內(nèi)外加工工藝技術(shù)也越來(lái)先進(jìn)，主要發(fā)展如下：采用 CAD/CAM 進(jìn)行模擬和使用自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)，優(yōu)化工藝規(guī)程；毛坯的精度呈現(xiàn)低余量無(wú)余量的發(fā)展方向；毛坯的質(zhì)量也呈現(xiàn)出無(wú)缺陷的發(fā)展方向；機(jī)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(fù)合型加工方式的采用更是進(jìn)一步降低了加工成本；工藝、信息、管理技術(shù)呈現(xiàn)三位一體化，生產(chǎn)模式愈加先進(jìn)；工藝加工技術(shù)、加工方式與設(shè)計(jì)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(guó)內(nèi)外汽車變速箱生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)設(shè)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(lái)進(jìn)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(shè)備較為先進(jìn)，采用粗鏜——高速鉸的方式來(lái)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(shè)備更先進(jìn)更精密，對(duì)操作設(shè)備的人員控制技術(shù)要求也更高。1.3 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容首先，認(rèn)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(shí)還要注意下工件的細(xì)節(jié)形狀，注意要滿足工件的加工工藝要求；查閱資料，學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)的知識(shí)和工程訓(xùn)練的實(shí)踐，查閱相關(guān)手冊(cè)，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(duì)鏜床夾具的具體需求；查閱夾具設(shè)計(jì)課本，構(gòu)思夾具的結(jié)構(gòu)，功能實(shí)現(xiàn)方法，繪制結(jié)構(gòu)草圖；查閱手冊(cè)，完成鏜床專用夾具定位誤差分析及夾緊力計(jì)算夾具；總圖技術(shù)條件的確定及尺寸鏈的分析；繪制所設(shè)計(jì)的鏜床夾具圖紙，出圖；繪制其中以個(gè)非標(biāo)零件的零件圖；完成箱體工藝制定和夾具設(shè)計(jì)，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。3第 2 章 變速箱體工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1 零件分析2.1.1 零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(shí)現(xiàn)反方向傳遞轉(zhuǎn)速，用以實(shí)現(xiàn)倒車。變速器箱體則能整合整個(gè)變速器的基礎(chǔ)零件，用以使其內(nèi)部零件處于正確的的相對(duì)位置，為其他零件提供一個(gè)平穩(wěn)運(yùn)行的環(huán)境，使內(nèi)部零件能相協(xié)調(diào)有序的運(yùn)作。變速器箱體質(zhì)量好壞會(huì)直接作用到軸和齒輪間的配合，還會(huì)影響其相互間的位置關(guān)系的準(zhǔn)確性，尤其會(huì)影響變速器的功能和使用壽命。2.1.2 變速箱體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(fù)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(diǎn)：1.尺寸較大變速器通常是機(jī)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(zhǎng)達(dá) 5~6m，可寬達(dá) 3~4m，重達(dá) 50~60 噸。變速器是機(jī)體傳遞動(dòng)力的零件，也是柔性的調(diào)整驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速或不可缺的零件。2. 形狀復(fù)雜當(dāng)箱體體積過(guò)大的時(shí)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(qiáng)度，箱體的體積設(shè)計(jì)的小一些更穩(wěn)定，可能還需要在鑄造時(shí)縮減的壁厚處額外再添加凸邊、筋板、凸臺(tái)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(fù)雜程度最主要的因素，所以需要我們合理的去設(shè)計(jì)變速器的箱體結(jié)構(gòu)。3. 精度要求變速器箱體具有多個(gè)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(yùn)行性能和使用壽命。4. 有許多緊固螺釘定位箱孔同時(shí)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(shí)加工起來(lái)很是困難。因箱體具有以上固有特點(diǎn)，所以加工時(shí)很不方便，勞動(dòng)量很大，裝夾找正也十分困難，需要考慮到各方面可能遇見(jiàn)的問(wèn)題。42.2 變速箱體工藝性2.2.1 零件工藝分析有零件圖紙可知零件主要的技術(shù)要求如下：左端面軸承孔為 ?80、?62.17 和銷孔 ?30，孔與軸之間配合度公差等級(jí)皆為 IT7，且查《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》的表 2-8 可知孔 ?80、?62.17 的上極限偏差皆為+18um，下極限偏差皆為 0，銷孔 ?30 的上下極限偏差皆為 0，這幾個(gè)孔的表面粗糙度皆要求低于 1.6um；右端面軸承孔為 ?72.17，孔與軸之間配合度公差等級(jí)皆為 IT7，孔上極限偏差皆為+18um ，下極限偏差為 0；箱體中部 ?92 的軸承孔與 ?22 銷孔配合度公差等級(jí)都是 IT7，孔的上下偏差都是 0，粗糙度和箱體中部 ?42 孔的要求低于 1.6um，?92孔與孔 A、B 同軸度要求為 0.04mm；箱體左右端面粗糙度要求低于 3.2um，與左右端面軸承孔 ?72.17、?80 的垂直度要求為 0.03mm；凸緣上的沉頭通孔表面粗糙度要求為6.3um，而其他孔的表面粗糙度為要求低于 12.5um。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(shù)要求來(lái)設(shè)計(jì)零件加工順序，所以零件的粗基準(zhǔn)選擇為零件的下端面，加工上端面時(shí)用壓板壓緊凸緣進(jìn)行夾緊，加工凸緣則以壓板壓緊上端面進(jìn)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(duì)零件進(jìn)行加工。而精加工時(shí)，就先以精加工的底面作為精基準(zhǔn)，這樣就能保證基準(zhǔn)相重合、統(tǒng)一，就避免因?yàn)榛鶞?zhǔn)方面或是其他的不必要方面引起的誤差，同時(shí)在裝夾的時(shí)候，也因?yàn)榍懊婕庸ひ呀?jīng)涉及到了，也不會(huì)因?yàn)檠b夾而造成其他方面的影響。2.2.2 箱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 HT200 鍛造而成。之所以選用HT200 為材料，是因?yàn)榛诣T鐵的鑄造性能比較好，價(jià)格也相對(duì)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(qiáng)度要求。同時(shí)由于箱體外部形狀和內(nèi)部構(gòu)造相對(duì)較為復(fù)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(dāng)然鑄造的缺點(diǎn)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(dāng)加工過(guò)程控制不好的時(shí)候，鑄件出來(lái)的品質(zhì)也不好保證，出現(xiàn)廢品的可能性也相對(duì)較高，同時(shí)鑄造的車間因?yàn)槠涔逃械膶傩?，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(duì)較差。對(duì)于毛坯的控制，我們應(yīng)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(duì)來(lái)說(shuō)好保證，但是內(nèi)腔的結(jié)構(gòu)尺寸相對(duì)來(lái)說(shuō)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(duì)來(lái)說(shuō)比較高。不僅如此，零件的加工余量越少，鑄造時(shí)需要的原料越少，加工需要的工時(shí)越低，生產(chǎn)需要的成本就越低，因此可以適當(dāng)?shù)臏p5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(shí)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(shè)計(jì)毛坯的時(shí)候還必需考慮到加工的時(shí)候走刀的時(shí)候會(huì)不會(huì)不方便，裝夾的時(shí)候能不能裝夾平穩(wěn)，會(huì)不會(huì)適合裝夾等等一系列后期的工藝問(wèn)題。毛坯的鑄造可能因?yàn)楦鞣N人為或非人為的原因出現(xiàn)以下缺陷：例如鑄造時(shí)金屬液體內(nèi)部存在氣體，在液體凝結(jié)時(shí)不能夠及時(shí)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(lái)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(shí)，零件表面極易形成的槽痕缺陷；或是零件鑄造出來(lái)后夾雜著其他雜物等等，所以需要尤其注意，同時(shí)因?yàn)椴糠秩毕菘梢匀コＴ阼T造后，為了減少毛坯的內(nèi)應(yīng)力，在進(jìn)入切削車間前，坯料應(yīng)該人為的時(shí)效處理，尤其對(duì)于一些易變形的大零件應(yīng)該先進(jìn)行處理后再放入其他車間進(jìn)行切削或其他加工。1.毛坯輪廓尺寸根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙可以知道變速器箱體的結(jié)構(gòu)尺寸長(zhǎng) 396mm*寬 190mm*高 230mm，所以零件的最大尺寸是長(zhǎng)度，雖然是中批量生產(chǎn)，但鑄件仍使用砂型機(jī)器造型及殼型來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)模型，查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 （以下簡(jiǎn)稱《工藝手冊(cè)》 ） ，可以知道鑄件尺寸公差等級(jí) CT 為 11 到 13，其中接合面的表面粗糙度 Ra 要求小于 3.2um，軸承孔比較大，滿足鑄造預(yù)留孔條件即孔直徑大于 30，加工的余量等級(jí)處于 E 到 G，由此可得毛坯輪廓尺寸如下：毛坯輪廓的長(zhǎng)度：396+6=402mm毛坯輪廓的寬度：200+6=206mm毛坯輪廓的高度：230+6=236mm2. 加工余量因?yàn)榧庸さ拇只鶞?zhǔn)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 ap 可以給定為 2.50mm，工序 05 的背吃刀量 ap 可以選擇給定為2.95mm，預(yù)留精鏜余量 0.05mm，工序 06 的背吃刀量 ap 也可以選擇給定為 2.95mm，也預(yù)留精鏜余量 0.05mm。因?yàn)槊魇氰T造出來(lái)的，所以毛坯的實(shí)際輪廓尺寸跟設(shè)計(jì)尺寸可能會(huì)存在一些差異，需要根據(jù)實(shí)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(shí)保證各面要求的實(shí)際尺寸，此處的背吃刀量或者說(shuō)加工余量?jī)H是作為參考加工值，詳細(xì)加工工序請(qǐng)參考工序卡片。2.3 工藝路線變速器因?yàn)槠涮赜械男再|(zhì)，對(duì)箱體加工的要求很高，同時(shí)也因?yàn)槭窍潴w類零件，其外部的形狀和內(nèi)部的構(gòu)造十分復(fù)雜，需要加工的地方也相對(duì)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 HT200，鑄造出來(lái)的零件毛坯可加工6性很強(qiáng)，為了充分減少不必要的勞動(dòng)量，提高加工質(zhì)量，減少加工的工時(shí)，使得生產(chǎn)成本能夠降低，所以擬定以下兩種工藝路線，表 2-1 和表 2-2，如下：表 2-1 工藝路線方案一工序號(hào) 工序名稱 工藝裝備或車間01 鑄造 鑄造車間02 時(shí)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*?72.17 孔 專業(yè)鉆床08 鉆左端面 ?30、?80、?62.17 孔 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*?72.17 孔 臥式鏜床11 鏜左端面 ?80、?62.17 孔 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 M10、M14、M16 攻螺紋 鉗工17 去毛刺 鉗工18 檢驗(yàn)表 2-2 工藝路線方案二工序號(hào) 工序名稱 工藝裝備或車間01 鑄造 鑄造車間02 時(shí)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705 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*72.17 孔 專業(yè)鉆床08 鉆左端面 ?30、?80、?62.17 孔 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*72.17 孔 臥式鏜床11 鏜左端面 ?80、?62.17 孔 臥式鏜床12 鏜箱體內(nèi)部 ?22、?92、?42 孔 臥式鏜床13 螺紋孔 M10、M14、M16 攻螺紋 鉗工15 去毛刺 鉗工16 檢驗(yàn)兩個(gè)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(duì)加工的表面進(jìn)行粗銑，再對(duì)粗銑過(guò)的表面進(jìn)行鉆孔，鉆孔后再接著對(duì)各表面進(jìn)行精銑；而方案二則是先對(duì)各加工表面進(jìn)行粗銑，然后就直接對(duì)粗銑過(guò)的加工面進(jìn)行精銑，精銑過(guò)后就再對(duì)各精銑面進(jìn)行孔系加工。方案一的優(yōu)點(diǎn)在于鉆孔過(guò)后，再進(jìn)行的精銑能擦除掉鉆孔時(shí)對(duì)表面引起的損傷，保持表面的光潔度，使用于對(duì)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(lái)，減少了零件去往不同機(jī)床加工的轉(zhuǎn)移次數(shù)，同時(shí)也避免了多次找正夾緊，不僅如此，選用第二個(gè)方案加工零件，因?yàn)閷?duì)工件的各端面精銑加工后，工件的各種尺寸精度都滿足設(shè)計(jì)時(shí)的需求，即軸承的軸線也不會(huì)產(chǎn)生超出要求任何偏差，這樣能保證加工出來(lái)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(guò)程中我們選用方案一最合適，而在本設(shè)計(jì)中，中批量加工，選用方案二的工作效率最高，即本次設(shè)計(jì)選用方案二。8第 3 章 鏜孔夾具設(shè)計(jì)3.1 夾具定位、夾緊確定機(jī)加工產(chǎn)業(yè)中，用來(lái)安裝零件，讓零件處于正確的加工位置或檢測(cè)位置，用來(lái)保證機(jī)加工的生產(chǎn)質(zhì)量，同時(shí)又能使得勞動(dòng)生產(chǎn)的效率進(jìn)行提高，而這種工藝裝備叫做夾具。機(jī)加工中或不可缺的工藝裝備之一是機(jī)床夾具，在實(shí)際生產(chǎn)中都叫工裝，使用工裝可以提高機(jī)加工的零件生產(chǎn)質(zhì)量，能使得生產(chǎn)勞動(dòng)強(qiáng)度降低，能減少生產(chǎn)成本的支出，同時(shí)使得工藝過(guò)程更趨向于自動(dòng)化加工，使用專用工裝還可以讓機(jī)床實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，改變?cè)瓉?lái)的使用范圍，擴(kuò)大其用途，使用工裝能為零件的批量生產(chǎn)提供便攜和必要條件。而夾具最典型的兩個(gè)作用是“定位”和“夾緊” ，定位是指零件在工作臺(tái)上將要進(jìn)行切削加工時(shí)，為了保證或者是提高加工的精度，即是為了能夠正確的安裝好工件，讓零件能處于工作臺(tái)和刀具的正確位置。而夾緊則是使得工件在受到刀具或是機(jī)床加工時(shí)給它力的作用下，還能保持與工作臺(tái)、刀具間的正確的相對(duì)位置的夾緊力，這兩個(gè)過(guò)程加到一起便成了“安裝” ，而夾具或說(shuō)工裝便是能實(shí)現(xiàn)這個(gè)任務(wù)的裝備。查閱變速箱箱體的設(shè)計(jì)圖紙，可以知道該零件圖的孔系加工具有尺寸精度要求、位置精度要求和表面粗糙度精度要求，即左右軸承孔與左右端面的垂直度為 0.03mm，軸承孔 ?92 相對(duì)于 A、B 軸承孔的同軸度不大于 0.03mm，同時(shí)該圖所主要軸承孔的表面粗糙度都要求低于 1.6um，孔軸配合度代號(hào)分別是 ?92H7、?80J7 ，而工藝銷孔間的配合度代號(hào)分別是 ?30H7、?22H7。而各孔的加工都是在各端面精銑過(guò)后才進(jìn)行加工，即各孔都是以上道精加工過(guò)后的面為基準(zhǔn)，使得基準(zhǔn)滿足統(tǒng)一、重合的原則，而在對(duì)工件工藝孔進(jìn)行加工時(shí)，也是以先前加工精銑過(guò)后的變速箱箱體的下端面為工藝孔的定位基準(zhǔn)。而在后續(xù)孔加工工序中，工藝孔能讓其他軸承孔的加工余量保持均勻，同時(shí)先面后孔的加工方法，不僅僅能充分保證各軸承孔所要求的垂直度，還能充分保證軸線的位置精度，這樣加工出來(lái)的孔的位置精度也最具有保證，同時(shí)還能保證軸承孔 ?92 相對(duì)于A、B 軸承孔的同軸度誤差控制在 0.03mm 以內(nèi)。因此在一面兩銷的定位基準(zhǔn)下，對(duì)孔系進(jìn)行加工。夾緊力的確定主要是根據(jù)力的大小、力的作用點(diǎn)、力的方向這幾個(gè)方面來(lái)判斷，這就需要根據(jù)工件去分析，例如工件有怎樣的加工要求，具有什么樣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，切削時(shí)刀具給的力的方向和有沒(méi)有受到其他力的作用。夾緊力方向容易確定，主要定位基準(zhǔn)面所在的位置就是夾緊力應(yīng)該向著的方向；同時(shí)為使得零件受的夾緊力相對(duì)較少，使得夾緊的裝置簡(jiǎn)單些，也不會(huì)因?yàn)閵A緊力過(guò)大而使得零件變形，所以?shī)A緊力應(yīng)該與刀具切削時(shí)的力和工件的重力相一致，但因?yàn)閷?shí)際過(guò)程難以滿足理論數(shù)據(jù)，所以盡量在滿足條件時(shí)，盡量使得夾緊力比較小。而夾緊力所作用的點(diǎn)最好是在零件的剛性好的地方，以便于防止裝卡時(shí)夾緊力過(guò)大使得零件產(chǎn)生形變，對(duì)加工質(zhì)量造成不好的影響；同時(shí)在裝卡9時(shí)，夾緊力的作用點(diǎn)不可落在支承點(diǎn)所作用的部位外面，這樣不僅僅會(huì)使得零件的定位發(fā)生錯(cuò)誤，還可能在裝卡時(shí)引發(fā)工件的脫落；最后一點(diǎn)是夾緊力的作用點(diǎn)需盡可能接近需加工的部位，以便于減少切削時(shí)刀具作用的力對(duì)夾具夾緊處產(chǎn)生的力矩，使得在加工時(shí)零件發(fā)生扭轉(zhuǎn)或扭轉(zhuǎn)的趨勢(shì)能夠減少。零件在實(shí)際加工中受到很多力的作用，例如：切削力、慣性力、離心力及重力，理論上零件所受力矩平衡，但實(shí)際還與工藝系統(tǒng)的裝備、及各部件的剛性、各機(jī)構(gòu)傳遞效率各方面有關(guān)。同時(shí)，切削時(shí)力也可能是隨時(shí)都在變化中，所以?shī)A緊力只能粗略估算，實(shí)際的計(jì)算相當(dāng)復(fù)雜。估算時(shí)應(yīng)用以下公式：理論上：F j 理 =?（F P）實(shí)際上：F j 需 =kFj 理式中 Fj 理 ——理論夾緊力Fj 需 ——需要夾緊力FP——主要最大切削力?——理論系數(shù)，根據(jù)裝卡情況確定k——安全系數(shù)，粗加工時(shí) k=1.5~3.0，k=2.5~3.0 ，精加工時(shí) k=1.5~2.0。而校核夾緊力 FJ 是否滿足 FJFj 需即可。在此處由靜力平衡，可以代入數(shù)據(jù)計(jì)算可得：最大所需夾緊力：W=10KN。3.2 夾緊元件、動(dòng)力裝置、夾緊力確定變速箱箱體的加工量很大，需要加工的孔有很多，同時(shí)它的生產(chǎn)規(guī)格也屬于中批量生產(chǎn)，而夾具的設(shè)計(jì)特點(diǎn)就是單件生產(chǎn)，針對(duì)性強(qiáng)，設(shè)計(jì)周期短，一般不進(jìn)行強(qiáng)度、剛度的計(jì)算，所以設(shè)計(jì)時(shí)需要將設(shè)置修配和調(diào)整環(huán)節(jié)考慮進(jìn)去，所以該變速箱箱體的夾具采用的是手動(dòng)夾緊，因?yàn)樵O(shè)計(jì)手動(dòng)夾緊時(shí)所制作出來(lái)的工裝結(jié)構(gòu)相對(duì)就簡(jiǎn)約很多，同時(shí)操作起來(lái)也十分靈活，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程也用的非常廣泛，不僅如此，使用手動(dòng)夾緊的夾緊方式，還能夠保證夾緊的可靠性，不用考慮到機(jī)構(gòu)的自鎖性，維護(hù)也非常方便，同時(shí)節(jié)約了生產(chǎn)的成本，在工裝設(shè)計(jì)后還能較早的生產(chǎn)加工出來(lái)并投入到生產(chǎn)線去。而工裝使用的手動(dòng)夾緊的元件是壓板和螺釘。擰緊螺帽便能使壓板壓緊工件，使用壓板和螺紋的夾緊方式裝卸起來(lái)也十分的便捷。切削力與夾緊力可由本道工序主要完成工藝孔的鏜加工：鏜削力: ??=26????0.8????0.6鏜削力矩： ??=10??1.9??0.8????0.6式中： ??=62????????=??????????13??????????=255×13×255×187×23210??=0.15????/????=3755.2????=26174??/mm本道工序加工工藝孔時(shí)，工件的下平面與臺(tái)價(jià)臺(tái)靠緊。采用帶光面壓塊的壓緊螺釘夾緊機(jī)構(gòu)夾緊，該機(jī)構(gòu)主要靠壓緊螺釘夾緊，屬于單個(gè)普通螺旋夾緊。根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]可查得夾緊力計(jì)算公式：（3-1）??0=??????????1????????2式中： —單個(gè)螺旋夾緊產(chǎn)生的夾緊力（N） ；0W—原始作用力（N） ；Q—作用力臂（mm） ；L—螺桿端部與工件間的當(dāng)量摩擦半徑（mm） ；'rg1—螺桿端部與工件間的摩擦角（°） ；—螺紋中徑之半（mm） ；Zrt—螺紋升角（°） ；g2—螺旋副的當(dāng)量摩擦角（°） 。由式（3.1）得點(diǎn)接觸的單個(gè)普通螺旋夾緊力，代入得：??0=1895??3.3 夾具體、鏜套、鏜桿設(shè)計(jì)夾具的最基本零件是夾具體，就像是變速箱箱體，夾具上的各種元件和設(shè)備被它攬括在一起，并將他們連接成一個(gè)整體，最后由夾具體將要加工的零件安裝到加工機(jī)床。需要加工的工件的結(jié)構(gòu)、尺寸和要加工的部位直接影響到夾具體的形狀、結(jié)構(gòu)和各基本元件的分布情況，而機(jī)床在切削時(shí)對(duì)要加工工件的力與夾具體、工件所受的重力和機(jī)床與夾具體所安裝的方式都會(huì)直接影響到夾具體的設(shè)計(jì)思路。本次設(shè)計(jì)夾具體毛坯使用裝配夾具體，由個(gè)別非標(biāo)零件和標(biāo)準(zhǔn)毛坯件用螺釘、銷體等零件組裝、連接成夾具體。其標(biāo)準(zhǔn)毛坯是源自專業(yè)毛坯廠，其余標(biāo)準(zhǔn)零件如墊鐵、壓板也經(jīng)由專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)零件廠家生產(chǎn)，此夾具體的基本元件都是其他廠家生產(chǎn)，市面上能夠買到，也不用經(jīng)鍛造焊接等一系列11生產(chǎn)，所以裝配夾具體的制造起來(lái)的生產(chǎn)周期很短，制造該夾具體的生產(chǎn)成本也因此可以控制到很低，精度方面也很高、很穩(wěn)定，要是磨損維護(hù)修理也很方便，所以在實(shí)際生產(chǎn)中使用裝配夾具體越來(lái)越多，越來(lái)越廣泛。夾具體應(yīng)該滿足的基本要求有 6 點(diǎn)：為了使得夾具體具剛度強(qiáng)度足夠，夾具體壁厚大概在 15~30mm,轉(zhuǎn)角處圓角在 R5~10mm；然后就是結(jié)構(gòu)要求十分方便裝卸，所以要求盡量簡(jiǎn)單，體積要求要盡量小，重量能盡量輕；再要求就是夾具體在結(jié)構(gòu)上要有好工藝性，便于組裝及二次維護(hù)；還有就是在加工過(guò)程中，切屑可能會(huì)劃傷工件，從而達(dá)不到想要的預(yù)期的粗糙度精度要求，所以?shī)A具體還要求排屑能便捷；再就是安裝要具有良好的穩(wěn)定性，能保證工件在加工時(shí)裝卡的穩(wěn)定性，能維持工件與機(jī)床的相對(duì)位置；最后夾具體一定要有適當(dāng)?shù)木刃?，要具有一定的位置精度，同時(shí)尺寸形狀也要具備一定精度。在夾具元件間常用的配合方面在鏜孔時(shí)查夾具元件間常用的配合選擇表 4-1 選用有引導(dǎo)作用、有相對(duì)運(yùn)動(dòng)元件間的一般精度 H7/h6。除了夾具體外，鏜床還有鏜套、鏜桿、支架、底座等需要專業(yè)設(shè)計(jì)。根據(jù)孔徑選用鏜模，而在本變速器箱體的孔徑基本大于 60mm，所以選定為單支承前引導(dǎo)鏜模。鏜套方面我們選用回轉(zhuǎn)式鏜套中的滑動(dòng)式鏜套，因?yàn)楣潭ㄊ界M套不適合高轉(zhuǎn)速加工，也就是不能夠進(jìn)行較高精度加工，為了保證加工出來(lái)的工件質(zhì)量，在此我們選用回轉(zhuǎn)式鏜套，雖然造價(jià)方面比前者要高，但是粗精加工都適用，同時(shí)能充分提高零件的加工質(zhì)量；而在回轉(zhuǎn)式鏜套中，之所以選用滑動(dòng)式而不選用滾動(dòng)式鏜套，是因?yàn)闈L動(dòng)式鏜套的工程造價(jià)更高，能達(dá)到的轉(zhuǎn)速更快，能加工的精度更高，但是其維護(hù)成本也更高，而滑動(dòng)式鏜套在本變速器箱體鏜孔時(shí)所能達(dá)到的精度已經(jīng)足夠，相對(duì)來(lái)說(shuō)維護(hù)成本更低，而本夾具設(shè)計(jì)也只是為了本箱體加工，具有單一性，所以在鏜套的選擇上其已經(jīng)夠用，不必要花費(fèi)更多去提高其鏜孔質(zhì)量，從而增加設(shè)計(jì)成本支出，而鏜套類型與布置結(jié)構(gòu)影響鏜套的尺寸，由以下公式計(jì)算：H=(1.5～3)d式中：d——鏜桿引導(dǎo)部分的直徑 dH——鏜套長(zhǎng)度為降低該夾具的生產(chǎn)成本，生產(chǎn)批量也不大，負(fù)荷也適中，選用鑄鐵作為鏜套的材料，并時(shí)效處理，硬度比鏜桿硬度低，因其鏜套同時(shí)適用精鏜，內(nèi)徑公差帶就選用 H6，外徑公差帶就選用 g5，兩者間按 ?0.01mm 同軸度誤差，0.01～0.02mm 的圓柱度誤差，按 0.4～0.1um 粗糙度 Ra，0.8～0.4um 外圓粗糙度 Ra。鏜桿選用鑲條式，而鑲條選用剛料或銅料，其摩擦因數(shù)小、耐磨，具有較大大排屑，磨損后好修磨，不會(huì)輕易卡死。鏜桿尺寸可由如下計(jì)算:(D-d)/2=(1～1.5)B式中：D—— 為鏜孔直徑d——為鏜桿直徑12B——鏜刀截面鏜桿而一般以 45 鋼或 40Cr 鋼熱處理而成，公差帶與鏜套相配合，選用 H6/g5，鏜套與村套選用 H6/h5，袖套與支架選用 H6/n5。其誤差分析如下：由工序簡(jiǎn)圖可知，本道工序由于工序基準(zhǔn)與加工基準(zhǔn)重合，又采用底面為主要定位基面，故定位誤差 很小可以忽略不計(jì)。本道工序加工中主要保證工藝孔尺寸 Φwd?mm 及表面粗糙度 。本道工序最后采用精鏜加工，選用標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金鏜0.216?? 1.6aRm?刀，直徑為 Φ mm，并采用鏜套，鏜刀導(dǎo)套孔徑為該工藝孔的位置度應(yīng)用的是最大0.216??實(shí)體要求。工藝孔的表面粗糙度 ，由本工序所選用的加工工步粗鏜精滿足。.a影響兩工藝孔位置度的因素有：（1）鏜模板上裝襯套孔的尺寸公差：=0.005??1 ????（2）兩襯套的同軸度公差：=0.005??2 ????（3）襯套與鉆套配合的最大間隙：=25.034-25.012=0.022??3 ????（4）鉆套的同軸度公差：=0.005??4 ????（5）鏜套與鏜刀配合的最大間隙：=25.039-25.008=0.031??5 ????2??21??22??23??24??25??2??=2×0.039=0.78????0.1????所以能滿足加工要求。3.4 夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明安裝工件時(shí)，將夾具吊放在機(jī)床工作臺(tái)合理位置，放置平穩(wěn)，并將夾具和工作臺(tái)通過(guò)螺釘安裝穩(wěn)定，再將變速器箱體吊裝在夾具體上的定位塊上，適當(dāng)調(diào)整位置，使箱體與夾具的相對(duì)位置保持正確，再旋動(dòng)壓板上的螺母稍微卡壓住箱體，再測(cè)量箱體、夾具與機(jī)床的相對(duì)位置，微調(diào)，盡量保持正確相對(duì)位置，最后再將各螺母對(duì)稱方向旋進(jìn)壓緊，注意千萬(wàn)不能一下子將一個(gè)方向的螺母直接擰緊，可能會(huì)破壞前面步驟卡壓的正確的相對(duì)位置，也注意別使用加力桿過(guò)渡卡壓可能磨損加工好的面的粗糙度。13第 4 章 銑箱體上平面夾具設(shè)計(jì)4.1 銑床夾具銑床夾具主要是夾持進(jìn)行平面銑削、齒輪插齒、花鍵銑削、鍵槽銑削、復(fù)雜成型面銑削等加工類型的工件。進(jìn)行該類銑削時(shí)，切削時(shí)力很大，吃刀量很深，銑刀切削時(shí)非連續(xù)加工，切削力變化很大，具有很大的沖擊及振動(dòng)。因此加工時(shí)將對(duì)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(jī)床的相對(duì)位置可能會(huì)錯(cuò)位，進(jìn)而會(huì)對(duì)工件的加工質(zhì)量造成影響。所以在設(shè)計(jì)夾具的時(shí)候，就要考慮到夾具需要的夾緊力相對(duì)較大，夾具體上各部分的元件要求的強(qiáng)度和剛度都比較大。銑床夾具有下列設(shè)計(jì)要點(diǎn)：因?yàn)殂姶层娤髁豌娤饔昧勘容^大，需要盡量增加供給定位穩(wěn)定性，如將支承面積適當(dāng)增大，支承點(diǎn)盡量設(shè)定遠(yuǎn)些，也可設(shè)定輔助支承；夾緊方面也可以適當(dāng)提高夾緊剛度，注意下夾緊力的施力方向和作用點(diǎn)，剛度和強(qiáng)度一定要保證；至于定位鍵其結(jié)構(gòu)市面上已有標(biāo)準(zhǔn)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?yàn)殂娤潴w上表面，偏擺對(duì)加工無(wú)影響；對(duì)刀元件標(biāo)準(zhǔn)化了，此處選用標(biāo)準(zhǔn)對(duì)刀塊就適用，而實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)刀時(shí)的塞尺已經(jīng)成套件使用，可直接購(gòu)用；夾具體的設(shè)計(jì)則要充分考慮剛度和強(qiáng)度，而夾具體的置耳作則可參考夾具標(biāo)準(zhǔn)，視情況而定，此處具體請(qǐng)參考附錄的設(shè)計(jì)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(dòng)夾緊或者其他夾緊，本設(shè)計(jì)裝夾穩(wěn)定為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)降低維護(hù)及生產(chǎn)成本，不需聯(lián)動(dòng)夾具，就不附帶說(shuō)明。4.2 定位基準(zhǔn)與誤差查閱變速箱箱體的設(shè)計(jì)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 Ra 小于 6.3um，選用變速器箱體的銑削過(guò)后的下端面為定位基準(zhǔn)，同時(shí)該基準(zhǔn)也是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，兩者相重合，能保證加工的尺寸精度，勿需重新計(jì)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 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=0.06mme=0.06×30/32=0.05625可見(jiàn)這種定位方案是可行的。144.3 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挥茫€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)六角螺母和螺母螺釘施加一定的夾緊力。由計(jì)算公式：Fj=FsL/(d0tg(α+ψ 1’)/2+r’tgψ 2) （4-2 ）式中：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(゜)其回歸方程為：Fj＝k tTs。式中：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=10000N4.4 夾緊裝置及夾具體設(shè)計(jì)在此銑夾具中使用可移動(dòng)的壓板卡壓箱體，可移動(dòng)壓板的優(yōu)點(diǎn)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(shí)撞刀，同時(shí)便于維護(hù)，裝卸生產(chǎn)簡(jiǎn)單，容易上手。而夾具體則是將夾具上的各種元件和設(shè)備攬括在一起，將他們連接成一個(gè)整體，并安裝到加工機(jī)床上。夾具體的裝配草圖在設(shè)計(jì)好夾具體之上的主要元件后將其合理分配好相對(duì)位置就能匯總出。詳細(xì)請(qǐng)參考附件裝配圖。4.5 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明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)，在短銷、支承板和支承釘上實(shí)現(xiàn)完全定位。采用轉(zhuǎn)動(dòng) A 型壓板夾緊工件。當(dāng)加工完一邊，可松開螺釘、螺母、支承釘來(lái)加工另一邊。如夾具裝配圖所示。對(duì)專用銑床夾具的設(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。本夾具15設(shè)計(jì)可以反應(yīng)夾具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)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(wèn)題。16第 5 章 刀具5.1 刀具選用本設(shè)計(jì)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(shí)際生產(chǎn)的過(guò)程中，可能用的涉及到的刀具可能就不同，可能會(huì)很復(fù)雜，例如鏜孔時(shí)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(fù)合刀具或者是專用刀具去進(jìn)行生產(chǎn)和加工的，當(dāng)然這主要是看各公司的生產(chǎn)車間使用的機(jī)床，例如在東風(fēng)變速箱廠他們公司則是加工時(shí)在銑面的時(shí)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(shè)計(jì)在實(shí)習(xí)期間，在公司參考的機(jī)床則使用的是臥式鏜銑床，這種機(jī)床采用德國(guó)西門子系統(tǒng)由沈陽(yáng)機(jī)床廠所生產(chǎn)，該機(jī)床集銑面、鏜孔、鉆孔與一體，完全適用于本設(shè)計(jì)中。當(dāng)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(jì)性和效益還有工件的加工要求等各種方面選用機(jī)床和刀具。本設(shè)計(jì)鏜孔時(shí)需加工的孔徑分 Ф42、Ф62.17 、Ф72.17、Ф80、Ф92 幾種，常用的鏜刀一般可以分為維護(hù)調(diào)整加工范圍大的微調(diào)鏜刀和切削時(shí)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(shè)計(jì)中因?yàn)榧庸r(shí)存在階梯孔，而且大孔在內(nèi)，機(jī)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(zhǎng)，無(wú)法夠到軸承孔，所以在加工時(shí)如果有必要可以使用加長(zhǎng)刀桿，加長(zhǎng)刀桿不存在國(guó)標(biāo)，需要專業(yè)定做，當(dāng)然一把機(jī)床也可以生產(chǎn)加工，刀桿長(zhǎng)度可以根據(jù)刀柄長(zhǎng)度設(shè)計(jì)，但不應(yīng)過(guò)長(zhǎng)，因?yàn)闄C(jī)床本身存在精度誤差，如果過(guò)長(zhǎng)，此時(shí)鏜孔時(shí)誤差就可能過(guò)大。在加工階梯孔時(shí)要注意，因?yàn)閮?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(xiàng)：公差范圍應(yīng)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(yīng)小于 0.02/100，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 、+30’；鏜桿與銷孔同心度不大于 0.2mm，定位銷角度'10?上錯(cuò)位不大于 0.01mm；達(dá)到以上要求精度要求基本能達(dá)標(biāo)。5.2 刀具材料合適的刀具材料也影響著加工，所以在加工時(shí)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(shí)也是關(guān)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(jìn)給來(lái)選擇。因?yàn)橄潴w材料是 HT200，所以此處選擇硬質(zhì)合金刀，查刀具表格可以知道硬質(zhì)合金刀硬度能達(dá)到 HRA89-94；而在切削時(shí)候能維持刀具的切削性能的最高溫度范圍在 800-1000，它所具有的抗彎強(qiáng)度的性能在 90-250，硬質(zhì)合金刀在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(shí)性價(jià)比要高的17多，因?yàn)橛操|(zhì)合金刀在加工時(shí)效率要高，同時(shí)使用壽命相對(duì)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(dāng)然硬質(zhì)合金刀也具有一定的缺點(diǎn)，例如刀具本身材料的脆性比較大，在磨刀具的時(shí)候也不好磨，這在加工的時(shí)候還是有一定的使用難度的。5.3 切削控制加工過(guò)程中，刀具是從零件表層切削掉余量，而在加工的過(guò)程中，切削可能會(huì)引起刀具和工件產(chǎn)生形變，還因?yàn)楦咚倌Σ翆a(chǎn)生切削熱量，同時(shí)在切削過(guò)程中，刀具因?yàn)樵趷毫迎h(huán)境中使用，可能會(huì)產(chǎn)生磨損現(xiàn)象，所以在加工的過(guò)程中，我們要控制好切削的吃刀量，進(jìn)給速度和刀具的轉(zhuǎn)速，同時(shí)在選擇刀具的時(shí)候，要選擇合適的刃角的切削刀具，安裝刀具的時(shí)候如果有刀具角度設(shè)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(huì)不會(huì)劃傷加工好的工件表面，也要注意進(jìn)出刀時(shí)候刀具會(huì)不會(huì)劃傷加工好的工件表面。切削熱的控制只能通過(guò)在加工時(shí)對(duì)零件進(jìn)行噴灑冷卻液來(lái)解決，在鉆孔的時(shí)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(shí)候?yàn)榱朔乐辜庸さ牟牧显诩庸さ倪^(guò)程中因?yàn)檫^(guò)熱效應(yīng)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(jiàn)的問(wèn)題，需要注意。18總結(jié)本設(shè)計(jì)主要是圍繞著變速器箱體加工工藝和夾具設(shè)計(jì)而設(shè)計(jì)。工藝部分是通過(guò)匯總自己大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)，和在校外參加的生產(chǎn)實(shí)習(xí)經(jīng)驗(yàn)類比，請(qǐng)教工廠具有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員，和請(qǐng)教指導(dǎo)老師而總結(jié)出的適用于實(shí)際生產(chǎn)的，同時(shí)又相對(duì)符合加工技術(shù)指導(dǎo)手冊(cè)的工藝路線和加工方法。在實(shí)際生產(chǎn)中，也因?yàn)閷?shí)習(xí)期間認(rèn)知比較深的，在工藝加工中用的機(jī)床就是能一機(jī)多用的落地鏜銑床，所以在此次設(shè)計(jì)也是以落地鏜銑床為藍(lán)本。而工藝線路的擬定也是根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)來(lái)擬定了，但是孔就沒(méi)有預(yù)先鑄造出來(lái)了，因?yàn)橐穷A(yù)先鑄造孔的鑄造成本會(huì)增加，同時(shí)鑄造孔的質(zhì)量不確定能否滿足條件，而且鑄造應(yīng)力的去除也更加麻煩，所以在本設(shè)計(jì)中孔都不是預(yù)先鑄造出來(lái)的。因?yàn)榭撞皇穷A(yù)先鑄造，則在工藝路線中會(huì)多出一個(gè)鉆孔的工序。在裝卡時(shí)，因?yàn)槭侵信考庸ぃ趬壕o的時(shí)候，為了使裝夾起來(lái)更為便攜，也為了設(shè)計(jì)的夾具結(jié)構(gòu)能更加簡(jiǎn)單，于是選擇的是手動(dòng)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(dòng)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(shí)使用的基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)圖紙時(shí)使用的基準(zhǔn)相統(tǒng)一，此處在粗銑加工時(shí)選用的是工件底面，精加工時(shí)，為了使粗加工的使用基準(zhǔn)和精加工使用基準(zhǔn)相重合。為了鏜孔方便則為此設(shè)計(jì)了鏜孔的夾具，但此處箱體中部時(shí)階梯孔，而且內(nèi)部孔徑比外部孔徑要大，實(shí)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(duì)于刀具的介紹以及刀具的選擇上，因?yàn)樵趯?shí)習(xí)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(huì)存在很多問(wèn)題。而在加工生產(chǎn)線中，見(jiàn)到的大批量生產(chǎn)的就是十堰東風(fēng)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(guò)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(shí)習(xí)就是在中捷機(jī)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(jī)多用上，在一個(gè)機(jī)床能完成的事不用拖交給其他的機(jī)床，于是就會(huì)少了工件轉(zhuǎn)移、裝夾、找正等各種步驟，但在實(shí)際生產(chǎn)中確實(shí)沒(méi)有專一加工一個(gè)工序的生產(chǎn)工人的效率高，而在本次設(shè)計(jì)中，主要是借鑒吸收這幾個(gè)公司的實(shí)際加工的經(jīng)驗(yàn)。而在本設(shè)計(jì)中，很多地方檢驗(yàn)需要用到量具，例如粗糙度和形位上是否存在問(wèn)題，本設(shè)計(jì)所用量具則沒(méi)有具體給出。最后，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是一次應(yīng)對(duì)未來(lái)實(shí)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(huì)存在很多方面的問(wèn)題，希望各位老師能多批評(píng)指正。19致謝匆匆而又緊張地將本次畢業(yè)設(shè)計(jì)完成了，當(dāng)把參考文獻(xiàn)補(bǔ)上的時(shí)候，在時(shí)候我感覺(jué)，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利完成除了在學(xué)校各位老師細(xì)心指導(dǎo)和實(shí)習(xí)工廠師傅耐心傳授，還要最感謝我的指導(dǎo)老師，趙秋芳老師。趙秋芳老師是一位工作嚴(yán)謹(jǐn)而又要求嚴(yán)格的老師。因?yàn)槲以趯W(xué)習(xí)生活中是一位粗粗咧咧的人，沒(méi)有耐性，但是趙老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，不僅僅為我提供了確立了畢業(yè)設(shè)計(jì)的方向的基礎(chǔ)而又十分重要的資料，還督促我設(shè)定完成時(shí)間表，將任務(wù)一點(diǎn)點(diǎn)的完成，尤其是趙老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，在學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)中要求我們不得一絲弄虛作假，要求我們自我突破，踏踏實(shí)實(shí)完成設(shè)計(jì)，而在設(shè)計(jì)期間，也是不耐其煩的對(duì)我悉心指導(dǎo)，同時(shí)還要感謝趙老師對(duì)我的嚴(yán)格要求，認(rèn)真而負(fù)責(zé)，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(xué)期間對(duì)我的不斷的幫助，趙老師的工作和學(xué)習(xí)態(tài)度將值得我一生去學(xué)習(xí)。同時(shí)，在完成本次設(shè)計(jì)，我還要感謝大學(xué)四年來(lái)身邊的同學(xué)和伙伴，是他們伴我一起學(xué)習(xí)、進(jìn)步，同時(shí)在設(shè)計(jì)期間，也得感謝他們對(duì)我?guī)椭?，因?yàn)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(shè)計(jì)，我才能改正自己沒(méi)注意的細(xì)小部分的錯(cuò)誤。最后，因?yàn)樽约鹤陨硭私獾南薅?，可能在設(shè)計(jì)的時(shí)候還是存在很大的缺陷，希望各位老師、同學(xué)多多指正，我也會(huì)不斷努力，爭(zhēng)取改正自己的不足，讓自己更好的去迎接各種挑戰(zhàn)，能對(duì)社會(huì)做出自己的綿薄之力。再次對(duì)所有幫助過(guò)我的人表示衷心的感謝。20參考文獻(xiàn)[1] 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