變速箱箱底加工工藝和夾具設(shè)計【含6張CAD圖紙、文檔所見即所得】

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A good foundation on the bottom surface of the process. The main process is supported in the positioning hole process first, and then the processing hole plane and the hole positioning technology support. In a subsequent step, in addition to processing technology are positioned in the plane and the other hole hole and separate process. The whole process is a combination of the selection tool. Special fixture fixture selection, a self-locking mechanism, therefore, for large quantities, higher productivity, meet the design requirements.Keywords: box type parts; technology; fixture;III目 錄摘 要IIABSTRACTI第1章緒 論41.1定位裝置41.2夾緊裝置41.3對刀引導裝置41.4其他元件及裝置41.5夾具體4第2章 加工工藝規(guī)程設(shè)計62.1 零件的分析62.1.1 零件的作用62.1.2 零件的工藝分析62.2 變速箱箱底加工措施72.2.1 孔和平面的加工順序72.2.2 孔系加工方案選擇72.3 變速箱箱底加工定位基準的選擇82.3.1 粗基準的選擇82.3.2 精基準的選擇82.4 變速箱箱底加工主要工序安排92.5 機械加工余量、工序及毛坯的確定112.6確定切削用量及基本工時（機動時間）122.7 時間定額計算及生產(chǎn)安排21第3章 銑左右側(cè)面夾具設(shè)計263.1 機床夾具的作用及其分類263.2 機床夾具的組成283.3 機床夾具的多工位加工283.4 定位基準的選擇293.5 切削力及夾緊力的計算293.6 定位誤差的分析333.7 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)343.8 夾具設(shè)計及操作的簡要說明35總結(jié)37參考文獻38致謝40 40第1章緒 論機床夾具是在金屬切削加工中，用以準確地確定工件位置，并將其牢固地夾緊，以接受加工的工藝裝備。它的主要作用是：可靠地保證工件的加工位置，提高加工效率，以減輕勞動強度，充分發(fā)揮和擴大機床的工藝性性。因此，機床夾具在機械制造中占有重要的地位。而專用夾具是指專為某一工件的某一道工序的加工而專門設(shè)計的夾具，具有結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方便等優(yōu)點。專用夾具通常由使用廠根據(jù)要求自行設(shè)計和制造，適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。專用夾具由定位裝置、夾緊裝置、對刀引導裝置、其他元件及裝置、夾具體。1.1定位裝置這種裝置包括定位元件及其組合，其作用是確定工件在夾具中的位置，即通過它使工件加工時相對于刀具及切削成形運動處于正確的位置，如支承釘、支承板、V形塊、定位銷等。1.2夾緊裝置它的作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在定位時所占據(jù)的位置在加工過程中不因受重力、慣性力以及切削力等外力作用而產(chǎn)生位移，同時防止或減小振動。它通常是一種機構(gòu)，包括夾緊元件（如夾爪、壓板等），增力及傳動裝置（如杠桿、螺紋傳動副、斜楔，凸輪等）以及動力裝置（如氣缸、油缸）等。1.3對刀引導裝置它的作用是確定夾具相對于刀具的位置，或引導刀具進行加工，如對刀塊、鉆套、鏜套等。1.4其他元件及裝置如定位件、操作件以及根據(jù)夾具特殊功用需要設(shè)置的一些裝置，如分度裝置、工件頂出裝置、上下料裝置等。1.5夾具體用于連接夾具各元件及裝置，使其成為一個整體的基礎(chǔ)件，并與機床有關(guān)部位連接，以確定夾具相對于機床的裝置。就我而言，我希望能通過這次做畢業(yè)設(shè)計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力。由于能力有限，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指教。第2章 加工工藝規(guī)程設(shè)計2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用題目給出的零件是變速箱箱底,變速箱箱底零件的加工質(zhì)量，變速箱箱底零件的加工質(zhì)量，并確保組件正確安裝。圖1 變速箱箱底工件圖2.1.2 零件的工藝分析變速箱箱底類零件圖。變速箱箱底是一個殼體零件，別安裝在五個平面的外表面加工的需要。支持前和后孔。此外，表面還需加工一系列孔。可分三組加工表面。分析如下：（1）以寬度為1236.5mm的結(jié)合面加工面。這一組加工表面包括：結(jié)合面銑削加工；20-13孔，锪孔20-30，鉆4-10銷孔。（2）以150孔、152孔、140孔、145孔、158孔、138孔的支承孔為加工面。這一組包括：150孔、152孔、140孔、145孔、158孔、138孔。（3）以左側(cè)面、右側(cè)面。這一組加工表面包括：左側(cè)面、右側(cè)面銑削加工；螺紋孔主要加工表面有以下5個主要加工表面;1.端面 通過粗銑精銑達到3.2精度要求2.內(nèi)圓 粗鏜、半粗鏜、精鏜達到1.6的精度要求3.內(nèi)表面 先粗銑后精銑的3.2的精度要求4.底面 通過粗銑直接使底面精度達到12.52.2 變速箱箱底加工措施由以上分析可知。變速箱箱底零件加工表面是平面和孔系。平面加工要比保證孔精度比較容易一些。因此，在這個過程中的主要問題是確保和孔的位置精度，應對孔與平面間的關(guān)系。由于是大生產(chǎn)量生產(chǎn)。要考慮因素如何滿足提高加工過程中的效率問題。2.2.1 孔和平面的加工順序變速箱箱底類加工按照先面后孔，按照粗、精加工互相原則。處理應遵循先加工面后來加工孔，第一個基準，定位基準的表面處理。然后，整個系統(tǒng)的過程。地基處理的管道應遵循這一原則。平平面定位可保證定位牢固可靠，保證各個孔的加工粗糙度和精度。其次，首先先加工面可以去除鑄件不均勻表面，進而孔加工提供前提，也有利于保護刀具。2.2.2 孔系加工方案選擇通過變速箱箱底的加工方案，應選擇符合加工方法，加工精度和加工設(shè)備。主要考慮加工精度和效率，此外還有考慮經(jīng)濟因素。了滿足精度和生產(chǎn)率的要求，應選擇在的最終價格。根據(jù)基變速箱箱底部要求顯示和生產(chǎn)力的要求，目前應用在鏜床夾具鏜床組合適于。（1） 鏜套加工（2） 在大批量生產(chǎn)中，加工底座通孔通常是在組合鏜床的鏜模。加工孔鏜夾具在設(shè)計和制造要求。當鏜桿的鏜套引導鏜，鏜模的精度直接保證孔的精度。鏜模提高系統(tǒng)抗振動、剛度。同時加工幾個工件的過程。生產(chǎn)效率很高。結(jié)構(gòu)復雜，成本高制造困難，鏜模制造和裝配在夾具誤差鏜桿鏜襯套磨損等原因。加工精度可通過鉆孔獲得也受到一定的限制。（2）用坐標鏜方法在現(xiàn)代生產(chǎn)中，不僅要求產(chǎn)品的生產(chǎn)率高，而且可以實現(xiàn)大的品種和數(shù)量，和產(chǎn)品的升級換代，所需時間短。普通的鏜模加工，生產(chǎn)成本高，周期長，難滿足要求，和坐標鏜可以滿足這一要求。鏜加工模板還需要利用坐標鏜床。隨著坐標鏜削的方法，需要變速箱箱底孔的和在直角坐標轉(zhuǎn)換成的和公差的公差，然后用在笛卡爾坐標系統(tǒng)的運動精度鏜。2.3 變速箱箱底加工定位基準的選擇2.3.1 粗基準的選擇基準的選擇應滿足下列要求：（1）保證每個重要支持均勻的加工余量；（2）保證零件和管壁有一定的差距。了滿足要求，主要支持應作主要參考孔。作粗基準輸入軸和輸出軸。因此，主軸承孔的精定位，孔的加工余量必須統(tǒng)一。因與孔的位置，墻是相同的核心的位置。2.3.2 精基準的選擇從孔與孔的位置，孔與平面，平面與平面的位置。精基準的選擇應能確保在整個過程的統(tǒng)一的管道基本上可以使用參考位置。從管底座零件圖的分析，支撐孔平行并覆蓋大面積的平面與主軸，適合用作精基準。但與平面定位只能三自由度的限制，如果使用一二孔定位方法對典型的全過程，基本能夠滿足定位要求的參考。最后，雖然是裝配基準，但因它是對垂直主軸承孔的基礎(chǔ)。2.4 變速箱箱底加工主要工序安排用于零件的批量生產(chǎn)，總是首先產(chǎn)生均勻的基準?；艿奶幚淼牡谝徊绞翘幚硪粋€統(tǒng)一的基礎(chǔ)。具體安排第一孔定位粗后，加工頂平面。第二步是定位兩個工藝孔。由于頂面處理后到管道基礎(chǔ)處理已經(jīng)完成，除了個人的過程，作定位基準。因此，孔底面也應在兩個工藝孔加工工藝處理。工序安排應該是盡可能地先加工表面然后再加工孔。首先粗加工面，然后粗加工孔。螺紋孔銑床的鉆頭，切削力大，也應在粗加工階段完成。對于工件，需要精加工是支持前孔與平面結(jié)束后。根據(jù)以上原則應該先完成加工平面加工孔，但在本裝置實際生產(chǎn)不易保證孔和端面互相垂直的。因此，工藝方案實際上是用于精加工軸承孔，從而支持擴孔芯棒定位端處理，所以容易保證的端部的圖紙上的全跳動公差。螺紋孔攻絲時，切削力小，可以分散在后期階段。加工完成后，還要檢驗入庫等操作，衛(wèi)生打掃干凈。工藝路線一：10鑄造鑄造，清理20劃線對零件的軸線及基準參考線劃線，了解各道工序加工要求及加工余量30粗銑粗銑結(jié)合面40精銑精銑結(jié)合面，保證尺寸及粗糙度要求50粗銑銑削G向平面，保證尺寸及粗糙度要求60鉆孔鉆20-13孔，并锪孔20-30，鉆4-10銷孔70粗、精銑以底平面和2-10孔為定位基準，粗銑左側(cè)面、右側(cè)面80粗鏜以底平面和2-10孔為基準，粗鏜左端面150孔、152孔90粗鏜以底平面和2-10孔為基準，粗鏜右端面140孔、145孔、158孔、138孔100精銑精銑左端面150孔、152孔110精鏜精鏜右端面140孔、145孔、158孔、138孔120裝配上下箱體裝配130鉆鉸孔鉆鉸孔40H8孔140鉆以底平面和2-10孔為基準，鉆、攻右端面各孔，保證尺寸公差要求150鉆、攻M8以底平面和2-10孔為基準，鉆、攻前端面各孔，保證尺寸公差要求160鉆、攻M10以底平面和2-10孔為基準，鉆、攻上平面2-M10孔，保證尺寸公差要求170去毛刺去毛刺180清洗清洗190檢驗檢驗 工藝路線二：10鑄造鑄造，清理20劃線對零件的軸線及基準參考線劃線，了解各道工序加工要求及加工余量30粗銑粗銑結(jié)合面40精銑精銑結(jié)合面，保證尺寸及粗糙度要求50粗銑銑削G向平面，保證尺寸及粗糙度要求60鉆孔鉆20-13孔，并锪孔20-30，鉆4-10銷孔70粗、精銑以底平面和2-10孔為定位基準，粗銑左側(cè)面、右側(cè)面80粗鏜以底平面和2-10孔為基準，粗鏜左端面150孔、152孔90粗鏜以底平面和2-10孔為基準，粗鏜右端面140孔、145孔、158孔、138孔100裝配上下箱體裝配110精銑精銑左端面150孔、152孔120精鏜精鏜右端面140孔、145孔、158孔、138孔130鉆鉸孔鉆鉸孔40H8孔140鉆以底平面和2-10孔為基準，鉆、攻右端面各孔，保證尺寸公差要求150鉆、攻M8以底平面和2-10孔為基準，鉆、攻前端面各孔，保證尺寸公差要求160鉆、攻M10以底平面和2-10孔為基準，鉆、攻上平面2-M10孔，保證尺寸公差要求170去毛刺去毛刺180清洗清洗190檢驗檢驗 方案分析與比較：方案一先加工面后進行鉆孔，其中底面孔是先鉆，是為了后續(xù)工序作為定位使用，方案二各小孔先鉆，后加工面，工序比較分散，效率低，而且孔與面的垂直度無法保證，違背了“先面后孔”的原則根據(jù)加工要求和提高效率時間等因素綜合選擇方案一：10鑄造鑄造，清理20劃線對零件的軸線及基準參考線劃線，了解各道工序加工要求及加工余量30粗銑粗銑結(jié)合面40精銑精銑結(jié)合面，保證尺寸及粗糙度要求50粗銑銑削G向平面，保證尺寸及粗糙度要求60鉆孔鉆20-13孔，并锪孔20-30，鉆4-10銷孔70粗、精銑以底平面和2-10孔為定位基準，粗銑左側(cè)面、右側(cè)面80粗鏜以底平面和2-10孔為基準，粗鏜左端面150孔、152孔90粗鏜以底平面和2-10孔為基準，粗鏜右端面140孔、145孔、158孔、138孔100裝配上下箱體裝配110精銑精銑左端面150孔、152孔120精鏜精鏜右端面140孔、145孔、158孔、138孔130鉆鉸孔鉆鉸孔40H8孔140鉆以底平面和2-10孔為基準，鉆、攻右端面各孔，保證尺寸公差要求150鉆、攻M8以底平面和2-10孔為基準，鉆、攻前端面各孔，保證尺寸公差要求160鉆、攻M10以底平面和2-10孔為基準，鉆、攻上平面2-M10孔，保證尺寸公差要求170去毛刺去毛刺180清洗清洗190檢驗檢驗 2.5 機械加工余量、工序及毛坯的確定“變速箱箱底”零件材料采用灰鑄鐵制造。材料為HT200材料采用HT200制造。材料是HT200，硬度HB170到240，大批量生產(chǎn)，鑄造毛坯。（1）底面的加工余量。根據(jù)要求，面加工分粗、精銑加工余量如下：粗銑：參照工藝手冊第1卷。其余量值規(guī)定，現(xiàn)取。精銑：參照手冊，余量值。（2）螺孔毛坯實心，不沖孔（3）端面加工余量。端面分粗銑、精銑加工。各余量如下：粗銑：參照工藝手冊，其余量規(guī)定，取。（4）螺孔加工余量毛坯實心，不沖孔。2.6確定切削用量及基本工時（機動時間）工序30：粗銑結(jié)合面機床：銑床X52K刀具：面銑刀(硬質(zhì)合金材料)，材料：， ，齒數(shù)。單邊余量：Z=2.2mm所以銑削深度：每齒進給量：取：取銑削速度每齒進給量：取取銑削速度機床主軸轉(zhuǎn)速：按照文獻，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：,取切削工時被切削層：由毛坯可知， 刀具切入： 刀具切出：取走刀次數(shù)為1機動時間： 機動時間：所以該工序總機動時間工序40：精銑結(jié)合面，保證尺寸及粗糙度要求機床：銑床X52K刀具：面銑刀(硬質(zhì)合金材料)，材料：， ，齒數(shù)。精銑面余量：Z=1.0mm銑削深度：每齒進給量：?。喝°娤魉俣让魁X進給量：取，取銑削速度機床主軸轉(zhuǎn)速：按照文獻，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：取切削工時被切削層：由毛坯可知， 刀具切入： 刀具切出：取走刀次數(shù)為1機動時間： 機動時間：所以該工序總機動時間工序50：銑削G向平面，保證尺寸及粗糙度要求機床：銑床X52K刀具：面銑刀(硬質(zhì)合金材料)，材料：， ，齒數(shù)。單邊余量：Z=2.2mm所以銑削深度：每齒進給量：?。喝°娤魉俣让魁X進給量：取取銑削速度機床主軸轉(zhuǎn)速：按照文獻，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：,取切削工時被切削層：由毛坯可知， 刀具切入： 刀具切出：取走刀次數(shù)為1機動時間： 機動時間：所以該工序總機動時間工序60：鉆20-13孔，并锪孔20-30，鉆4-10銷孔機床：銑床X52K刀具：根據(jù)參照文獻選高速鋼錐柄麻花鉆頭。切削深度：進給量：取。切削速度：取。機床主軸轉(zhuǎn)速：，按照文獻3表3.131，取所以實際切削速度：切削工時 被切削層：刀具切入： 刀具切出： 取走刀次數(shù)為1機動時間： 锪底部沉頭面機床：銑床X52K刀具：面銑刀(硬質(zhì)合金材料)，材料：， ，齒數(shù)。單邊余量：Z=2.2mm所以銑削深度：精銑面余量：Z=1.0mm銑削深度：每齒進給量：取：取銑削速度每齒進給量：取取銑削速度機床主軸轉(zhuǎn)速：按照參考取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：根據(jù)文獻取切削工時被切削層：由毛坯可知， 刀具切入： 刀具切出：取走刀次數(shù)為1機動時間： 機動時間：所以該工序總機動時間工序70：以底平面和2-10孔為定位基準，粗銑左側(cè)面、右側(cè)面機床：銑床X52K刀具：面銑刀(硬質(zhì)合金材料)，材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。單邊余量：Z=2.2mm所以銑削深度：每齒進給量：取：取銑削速度每齒進給量：取取銑削速度機床主軸轉(zhuǎn)速：按照，取 實際銑削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： ：取切削工時被切削層：由毛坯可知， 刀具切入： 刀具切出：取走刀次數(shù)為1機動時間： 機動時間：所以該工序總機動時間工序80、90、以底平面和2-10孔為基準，粗鏜左端面150孔、152孔粗鏜右端面140孔、145孔、158孔、138孔機床：銑床X52K刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料： 粗鏜進給量：刀桿伸出取，切削深度為。因此確定進給量。切削速度：取。機床主軸轉(zhuǎn)速：，按照文獻3表3.141，取實際切削速度：工作臺每分鐘進給量： 被切削層：刀具切入： 刀具切出： 取行程次數(shù)：機動時間：精鏜孔進給量：確定進給量切削速度：取機床主軸轉(zhuǎn)速：，按照文獻3表3.1441，取實際切削速度： 工作臺每分鐘進給量：被切削層：刀具切入：刀具切出： 取行程次數(shù)：機動時間：所以該工序總機動工時工序140：底平面和2-10孔為基準，鉆、攻右端面各孔，保證尺寸公差要求機床：搖臂鉆床Z525刀具：根據(jù)選高速鋼錐柄麻花鉆頭。切削深度：進給量：取。切削速度取。機床主軸轉(zhuǎn)速：，按照文獻，取所以實際切削速度：切削工時 被切削層：刀具切入： 刀具切出： 取走刀次數(shù)為1機動時間： 刀具：選擇擴孔鉆頭（硬質(zhì)合金錐柄麻花材料）。片型號：E403切削深度：進給量：取。切削速度：取。機床主軸轉(zhuǎn)速：按照文獻取所以實際切削速度：切削工時被切削層：刀具切入有：刀具切出： ，取走刀次數(shù)為1機動時間：工序160、以底平面和2-10孔為基準，鉆、攻上平面2-M10孔，保證尺寸公差要求機床：Z525刀具：麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀（1）鉆2-M10螺紋孔切削深度：進給量：根據(jù)工藝手冊取切削速度：參照工藝手冊取機床主軸轉(zhuǎn)速：，取實際切削速度： 被切削層：刀具切入：刀具切出：走刀次數(shù)為1機動時間：進給量：由于其螺距,因此進給量切削速度：參照工藝手冊取機床主軸轉(zhuǎn)速：，取絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取實際切削速度： 被切削層：刀具切入：刀具切出： （盲孔）機動時間：2.7 時間定額計算及生產(chǎn)安排設(shè)年產(chǎn)量是10萬件。一年有250個工作日。一個日產(chǎn)量420。一天工作時間的計算8個小時，每部分的生產(chǎn)時間不應超過1.14min。機械加工單（在上述生產(chǎn)類型）時間定額：大規(guī)模生產(chǎn)）大規(guī)模生產(chǎn)：參照工藝手冊（生產(chǎn)類型：中批以上）時間計算公式： （大量生產(chǎn)時）因此大批量單件時間計算： 其中： 單件時間定額 基本時間（機動時間） 輔助時間。 布置場所地、休息時間占操作時間的百分比值工序：粗、精銑底面機動時間：輔助時間：參照工藝手冊，取工步輔助時間。在加工過程中裝卸短暫，所以取裝時間。則：根據(jù)工藝手冊，單間時間定額： 工序：鉆底面孔機動時間：輔助時間：參照工藝手冊，取工步輔助時間。裝卸短暫所以取裝時間。則：根據(jù)工藝手冊單間時間定額： 因此布置一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求。工序：粗銑凸臺機動時間：輔助時間：參照工藝手冊，取工步輔助時間。加工過程中裝卸短暫，所以取裝時間。則：根據(jù)工藝手冊，單間時間定額： 因此布置一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求。工序：鉆側(cè)面孔機動時間：輔助時間：參照工藝手冊，取工步輔助時間。由于生產(chǎn)線上裝時間很短，所以取裝時間。則：根據(jù)工藝手冊，單間時間定額： 因此布置一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求。工序：粗銑端面機動時間：輔助時間：參照工藝手冊，取工步輔助時間。則：根據(jù)工藝手冊，單間時間定額： 一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求。工序：銑端面機動時間：輔助時間：參照工藝手冊，取工步輔助時間。所以取裝時間。則：根據(jù)工藝手冊，單間時間定額： 因此布置一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求。工序：粗鏜孔機動時間：輔助時間：參照工藝手冊取工步輔助時間。所以取裝時間。則：根據(jù)工藝手冊，單間時間定額： 即能滿足生產(chǎn)要求工序：精鏜孔機動時間：輔助時間：參照工藝手冊取工步輔助時間。裝卸短所以取裝時間。則：根據(jù)工藝手冊，單間時間定額： 即能滿足生產(chǎn)要求工序：端面螺紋孔攻絲機動時間：輔助時間：參照鉆孔時間，取裝卸時間，工步時間。則：參照鉆孔值，取單間時間定額： 因此布置一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求。工序：精銑端面機動時間：輔助時間：參照工藝手冊，取工步輔助時間。取裝卸時間。則：根據(jù)工藝手冊，單間時間定額： 即能滿足生產(chǎn)要求工序：精銑側(cè)面機動時間：輔助時間：參照工藝手冊，取工步輔助時間。所以取裝時間。則：根據(jù)工藝手冊，單間時間定額： 即能滿足生產(chǎn)要求工序：頂面螺紋孔攻絲機動時間：輔助時間：取裝卸輔助時間，工步輔助時間。則：參照鉆孔值，取單間時間定額： 因此布置一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求。第3章 銑左右側(cè)面夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動強度,需要設(shè)計專用夾具.經(jīng)過與指導老師的協(xié)商,決定設(shè)計工序銑左右側(cè)面夾具.可以選用機床銑床X52K 3.1 機床夾具的作用及其分類1 機床夾具的作用夾具是機械加工中的一種工藝設(shè)備，它在機械加工中起著十分重要的作用，主要有以下的幾個方面。1）便于工件的正確定位，以保證加工精度 工件裝夾在夾具上后，工件上各有關(guān)的幾何元素（點、線、面）之間的相互位置精度在一定程度上就由夾具保證。當夾具在機床上正確定位及固定以后，工件在夾具中又得到正確定位并被夾緊，這樣就保證了再加工過程中“同批”工件對刀具和機床保持確定的相對位置，使加工得以順利進行。2）提高勞動生產(chǎn)效率和降低加工成本 采用夾具以后，可以省去即十分費時又不很緊缺的劃線、找正工序，減少了輔助時間。若采用聯(lián)動夾具裝置、快速夾緊裝置，既能降低勞動強度，又能提高生產(chǎn)效率。例如采用氣壓、液壓等傳動裝置，只需要幾秒鐘舊可以完成夾緊動作。3）改善工人的勞動條件 采用夾具后，工件的裝卸比不用夾具要方便、省力、安全。如果生產(chǎn)規(guī)模較大，還可以采用機械化傳動裝置和自動裝卸工件的自動化夾具，以實現(xiàn)生產(chǎn)過程中的自動化，進一步提高勞動生產(chǎn)效率和改善工人的勞動條件。4）擴大機床工藝范圍 在單件小批量生產(chǎn)的條件下，工件的種類、規(guī)格多，而機床的數(shù)量、品種卻有限。為了解決這種矛盾，可以設(shè)計制造專用的夾具，使機床“一機多用”。例如，可以采用專用的夾具，在車床上實現(xiàn)拉削。夾具在機械加工中的作用是重要的，但是在不同的生產(chǎn)規(guī)模和不同的生產(chǎn)條件下，夾具的功用也有所側(cè)重，其結(jié)構(gòu)的復雜程度也有很大的不同。例如，在單件小批生產(chǎn)條件下，宜于使用通用的可調(diào)夾具，若采用專用的夾具，其結(jié)構(gòu)也應求簡單。在大批量生產(chǎn)的條件下，夾具的作用則主要是在保證加工精度的前提下提高生產(chǎn)效率，因此夾具的結(jié)構(gòu)更完善些是必要的。雖然此時夾具的制造費用大一些，但由于生產(chǎn)效率的提高，產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定，技術(shù)經(jīng)濟效果還是好的。2. 機床夾具的分類夾具的分類方法比較多，一般可分為通用夾具和專用夾具。近年來為適應現(xiàn)代機械制造業(yè)的發(fā)展，還發(fā)展了通用可調(diào)夾具、成組夾具和組合夾具等類型。1） 通用夾具 通用夾具是指已經(jīng)標準化的、在一定范圍內(nèi)可以用于加工不同工件的夾具。如三爪或四爪卡盤、機器虎鉗、回轉(zhuǎn)工作臺、磁力工作臺等。這些夾具已經(jīng)作為機床的附件，由專門的工廠制造供應。2）專用夾具 專用夾具是指專為某一工件的某道工序的加工而設(shè)計制造夾具。3）通用可調(diào)夾具和成組夾具 著兩種夾具的結(jié)構(gòu)很相似，它們的共同點是：在加工完多種工件。但通用可調(diào)夾具的加工對象并不是很明確，其通用范圍較大，如滑柱鉆模、帶各種鉗口的機器虎鉗等即是這類夾具。而成組夾具則是專門為成組加工工藝中某一組零件而設(shè)計的，針對性強，加工對象和適用范圍明確，結(jié)構(gòu)更為緊湊。4）組合夾具 組合夾具是指按照某一工件的某道工序的加工要求，由一套事先準備好的通用的標準元件和部件組合而成的夾具。這種夾具用完之后可以拆卸存放，或重新組裝成新的夾具。由于組合夾具是由各種標準元件、部件組裝而成，故具有組裝迅速、周期短、能反復使用等特點，所以在多品種、小批量生產(chǎn)或新產(chǎn)品試制中尤為適用。若按夾具所適用的機床來分類，可分為車床夾具，銑床夾具，鉆床夾具，鏜床夾具和其他機床夾具等類型。若按驅(qū)動夾具工作的力源來分類，還可以分為手動夾具，氣動夾具，液壓夾具，電磁和電動夾具等等。不顧一般多按夾具的使用特點和使用機床進行分類。3.2 機床夾具的組成 夾具的種類雖然很多，但是他們的工作原理基本上相同，一般有如下幾個組成部分。（1） 定位元件 是用來確定工件再夾具中的位置的元件，它包括元件或元件的組合。（2） 夾緊裝置 這種裝置包括夾緊元件或其組合及動力源。其作用是將工件壓緊夾牢，保證工件在定位時所占據(jù)的位置在加工過程中不因外力而破壞。（3） 確定夾具對機床相互位置的元件 此類的元件是為了用來確定夾具對機床工作臺、導軌或主軸的相互位置。（4） 對刀導引元件 這類元件的共同作用是保證工件和刀具之間的正確加工位置。（5） 其他裝置或元件 這類裝置或元件主要有：為使工件在依次裝夾中多次轉(zhuǎn)位而加工不同位置上的表面所設(shè)置的分度裝置，為了便于卸下工件而設(shè)置的頂出器；以及標準話了的連件元件等。（6）夾具體夾具體是夾具的基座和骨架。其他裝置都安在夾具體上使之成為一個夾具的整體。當然上述的各組成部分，不是每個夾具都必須完全具備的。但一般來說，定位元件、夾緊裝置、夾具體則是夾具的基本組成部分。3.3 機床夾具的多工位加工對于一般的機床而言，一個夾具只能夾持一個工件加工一道工序，然而對與本設(shè)計而言，一個夾具在夾持了一個工件之后被安裝在數(shù)控加工中心上，數(shù)控加工中心幫助完成了多個工位的零件加工，那么對于設(shè)計出的夾具而言，使得夾具能夾持零件并能保證該零件的加工精度就顯的尤為重要，本次的畢業(yè)設(shè)計中，由于齒輪箱零件的外形比較的不規(guī)則，不同面上要加工的孔系又比較的多，那么設(shè)計出來的夾具的關(guān)鍵就在于能否集中能加工的表面于一個夾具上的問題，使得數(shù)控加工中心在一次加工中能獲得最多的工位的加工次數(shù)。因此多工位的保證也來源于夾具的設(shè)計。在本設(shè)本設(shè)計中，除了對工件的定位和夾緊外，還有一些問題需要解決，如專用夾具的設(shè)計步驟、夾具體的設(shè)計、夾具總圖上尺寸公差及技術(shù)要求的標注、工件在夾具中加工的精度分析、夾具的經(jīng)濟分析及機床夾具的計算機輔助設(shè)計等。這些問題將在下面做論述。本夾具將用于X52K銑床。3.4 定位基準的選擇為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對進行加工，準備采用液壓自動夾緊。由于底面已經(jīng)加工過了，所以可以以底面為加工基準，一面2銷定位3.5 切削力及夾緊力的計算刀具：銑刀（硬質(zhì)合金）刀具為硬質(zhì)合金鑲齒三面刃銑刀，直徑選用d=80mm。 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 由參考文獻55表129 可得銑削切削力的計算公式： 有：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： 安全系數(shù)K可按下式計算： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻5121可知其公式參數(shù)： 由此可得： 所以 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，決定選用手動螺旋夾緊機構(gòu)。夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動裝置和夾緊元件合二為一。力源為機動夾緊，通過螺栓夾緊移動壓板。達到夾緊和定心作用。1液動夾緊裝置液動夾緊裝置以壓縮空氣作為動力源推動夾緊機構(gòu)夾緊工件。常用的氣缸結(jié)構(gòu)有活塞式和薄膜式兩種?；钊綒飧装凑諝飧籽b夾方式分類有固定式、擺動式和回轉(zhuǎn)式三種，按工作方式分類有單向作用和雙向作用兩種，應用最廣泛的是雙作用固定式氣缸。2液壓夾緊裝置液壓夾緊裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理基本與液動夾緊裝置相同，所不同的是它所用的工作介質(zhì)是壓力油。與氣壓夾緊裝置相比，液壓夾緊具有以下優(yōu)點：傳動力大，夾具結(jié)構(gòu)相對比較?。挥鸵翰豢蓧嚎s，夾緊可靠，工作平穩(wěn)Z噪聲小。它的不足之處是須設(shè)置專門的液壓系統(tǒng)，應用范圍受限制。根據(jù)切削力，夾緊力的影響因素，在夾緊不利狀態(tài)過程，該夾緊力的計算應該根據(jù)機械平衡原理來設(shè)計。最后，為了確?？煽繆A緊，數(shù)值乘以安全系數(shù)實際所需夾緊力。初步確定液壓缸參數(shù)表5-1 按負載選擇工作壓力1負載/ KN50工作壓力/MPa 0.811.522.5334455表5-2 各種機械常用的系統(tǒng)工作壓力1機械類型機 床農(nóng)業(yè)機械小型工程機械建筑機械液壓鑿巖機液壓機大中型挖掘機重型機械起重運輸機械磨床組合機床龍門刨床拉床工作壓力/MPa0.82352881010182032由于鉆削力為4239N，往往要取大一些，在這取負載約為10000N，初選液壓缸的設(shè)計壓力P1=3MPa，為了滿足工作這里的液壓缸課選用單桿式的，并在快進時差動連接，則液壓缸無桿腔與有桿腔的等效面積A1與A2應滿足A1=2A2（即液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d應滿足：d=0.707D。為防止切削后工件突然前沖，液壓缸需保持一定的背壓，暫取背壓為0.5MPa，并取液壓缸機械效率。則液壓缸上的平衡方程故液壓缸無桿腔的有效面積：液壓缸直徑液壓缸內(nèi)徑： 按GB/T2348-1980，取標準值D=80mm；因A1=2A，故活塞桿直徑d=0.707D=56mm（標準直徑）則液壓缸有效面積為：2.缸體壁厚的校核查機械設(shè)計手冊，取壁厚為10mm。則根據(jù)時； （4-2）可算出缸體壁厚為：1.25，滿足最低速度的要求。2.活塞桿強度計算： 56mm （4-4）式中 許用應力；（Q235鋼的抗拉強度為375-500MPa，取400MPa，為位安全系數(shù)取5，即活塞桿的強度適中）3活塞桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計 活塞桿的外端頭部與負載的拖動電機機構(gòu)相連接，為了避免活塞桿在工作生產(chǎn)中偏心負載力，適應液壓缸的安裝要求，提高其作用效率，應根據(jù)負載的具體情況，選擇適當?shù)幕钊麠U端部結(jié)構(gòu)。4.活塞桿的密封與防塵活塞桿的密封形式有Y形密封圈、U形夾織物密封圈、O形密封圈、V形密封圈等6。采用薄鋼片組合防塵圈時，防塵圈與活塞桿的配合可按H9/f9選取。薄鋼片厚度為0.5mm。為方便設(shè)計和維護，本方案選擇O型密封圈。由上述計算易得： 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，決定選用液壓缸夾緊機構(gòu)。夾具在裝夾時，由在定位時造成圓周上存在定位誤差；夾具體在零件的內(nèi)孔端面上定位時，也存在定位誤差，從而會造成由原來的面接觸變成點接觸，從而使零件在定位時發(fā)生。3.6 定位誤差的分析該夾具以一個平面和二個定位銷定位，要求保證孔軸線間的尺寸公差。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)定的尺寸公差。由5和6可得：1 定位誤差： 當以任意邊接觸時 通過分析可得： 因此：當以任意邊接觸時 2 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 磨損造成的加工誤差：通常不超過 夾具相對刀具位置誤差：取誤差總和：3.7 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu)對夾具體的設(shè)計的基本要求（1）應該保持精度和穩(wěn)定性在夾具體表面重要的面，如安裝接觸位置，安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的，足夠的精度，之間的位置精度穩(wěn)定夾具體，夾具體應該采用鑄造，時效處理，退火等處理方式。（2）應具有足夠的強度和剛度保證在加工過程中不因夾緊力，切削力等外力變形和振動是不允許的，夾具應有足夠的厚度，剛度可以適當加固。（3）結(jié)構(gòu)的方法和使用應該不錯夾較大的工件的外觀，更復雜的結(jié)構(gòu)，之間的相互位置精度與每個表面的要求高，所以應特別注意結(jié)構(gòu)的過程中，應處理的工件，夾具，維修方便。再滿足功能性要求（剛度和強度）前提下，應能減小體積減輕重量，結(jié)構(gòu)應該簡單。（4）應便于鐵屑去除在加工過程中，該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累，如果不及時清除，切削熱的積累會破壞夾具定位精度，鐵屑投擲可能繞組定位元件，也會破壞的定位精度，甚至發(fā)生事故。因此，在這個過程中的鐵屑不多，可適當增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的鐵屑空間：對切削過程中產(chǎn)生更多的，一般應在夾具體上面。（5）安裝應牢固、可靠夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的。當夾安裝在重力的中心，夾具應盡可能低，支撐面積應足夠大，以安裝精度要高，以確保穩(wěn)定和可靠的安裝。夾具底部通常是中空的，識別特定的文件夾結(jié)構(gòu)，然后繪制夾具布局。圖中所示的夾具裝配。加工過程中，夾具必承受大的夾緊力切削力，產(chǎn)生沖擊和振動，夾具的形狀，取決于夾具布局和夾具和連接，在因此夾具必須有足夠的強度和剛度。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應便于鐵屑。此外，夾點技術(shù)，經(jīng)濟的具體結(jié)構(gòu)和操作、安裝方便等特點，在設(shè)計中還應考慮。在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具，切割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠，所以夾具設(shè)計，必須考慮結(jié)構(gòu)應便排出鐵屑。3.8 夾具設(shè)計及操作的簡要說明在夾緊機構(gòu)設(shè)計中，常常遇到工件需要多點同時夾緊，或多個工件同時夾緊，有時需要使工件先可靠定位再夾緊，或者先鎖定輔助支承再夾緊等等，這是為了操作方便、迅速、提高生產(chǎn)率，減輕勞動強度，就需要采用聯(lián)動夾緊機構(gòu)。如圖4所示。聯(lián)動夾緊有夾緊和松開兩種狀態(tài)，由電磁鐵控制油缸來實現(xiàn)。鉸鏈夾緊機構(gòu)是一種增力機構(gòu)，增力倍數(shù)較大，應用廣泛。鉸鏈夾緊機構(gòu)的特點是動作迅速，增力比大，易于改變力的作用方向。缺點是自鎖性能差。如圖5所示。鉸鏈夾緊有夾緊和松開兩種狀態(tài)，由電磁鐵控制油缸來實現(xiàn)。如前所述，該工件為提高生產(chǎn)率，經(jīng)過方案的認真分析和比較，選用了液動夾緊方式。這類夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。此外，當夾具有制造誤差，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，選用可換定位銷。以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整換取。該夾具方案符合生產(chǎn)要求，效率高，做了可活動銷，滿足保持正確的加工位置總結(jié)加工工藝規(guī)程設(shè)計通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我對零件制造過程、加工工藝和夾具設(shè)計都有了更進一步的認識，也加深了對大學四年中所學基礎(chǔ)知識的學習和理解。畢業(yè)設(shè)計是理論聯(lián)系實際的最有效方法。在具體設(shè)計過程中，必須考慮到方方面面的問題，在理論上正確無誤的設(shè)計，在實際中往往存在各種問題。這樣，在設(shè)計時就必須考慮所設(shè)計的機構(gòu)是否合理，在實際運用中能否正常工作，而不僅僅考慮理論上的可行性，畢業(yè)設(shè)計使我學會了從實際出發(fā)加工零件和設(shè)計夾具。在本次設(shè)計中，考慮到零件的加工難易、材料、成本等問題，所選用的零、部件都是操作簡單，通用性較強的標準件，從現(xiàn)時以最低的成本實現(xiàn)最先進的加工。本次設(shè)計從零件的毛坯生產(chǎn)到最終成品，中間經(jīng)過了銑、鉆等工序。在夾具設(shè)計中，先確定工件的基準，然后通過一面兩銷定位，將工件固定夾緊在夾具上。在設(shè)計過程中計算了刀具的切削力、夾具的夾緊力等，最后再通過autoCAD進行零件圖和裝配圖的繪制。整個設(shè)計過程將我以前學過的機械制造工藝與裝備、公差與配合、機械制圖、工程材料與熱處理工藝等知識很好的串聯(lián)了起來，鞏固了所學知識，提高了我的學習能力。在本次設(shè)計中已無大的問題，基本達到了要求。但是也有存在一些不足之處：（1）對工藝規(guī)程相關(guān)知識了解欠缺，許多知識學習不到位；（2）在夾具的設(shè)計中沒有能提出多中方案進行分析比較，有所不足。參考文獻1吳宗澤主編.機械設(shè)計課程設(shè)計手冊M.第二版.北京.高等教育出版社.1999.62李先民主編.機械工程材料M.重慶大學出版社.1997.123東北重型機械學院編.機床夾具設(shè)計手冊M.上?？茖W技術(shù)出版社.1988.44 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