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

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設(shè)計是圍繞汽車變速器箱體加工工藝和專用夾具設(shè)計而進(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及內(nèi)孔面的粗糙度。本設(shè)計的工藝規(guī)程遵循先面后孔的設(shè)計原

2、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(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)對上表面進(jìn)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(shè)計，能保證可靠的夾緊。</p><p>　　本設(shè)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

3、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。因為本設(shè)計是面向?qū)嶋H生產(chǎn)，對變速箱體零件圖紙進(jìn)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(shù)要求，并對設(shè)計的箱體面、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)用于實際生產(chǎn)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：變速箱箱體 加工工藝 定位 夾緊 夾具設(shè)計</p><p><b>　　Abst

4、ract</b></p><p>　　This design is about the automobile gearbox which is design of processing technology and special fixture. The main processing direction of gear box includes milling surface, drilling

5、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 requ

6、irement of the machining accuracy of the hole. The distribution of holes has a regular pattern, d</p><p>　　This design is suitable for mass production requirements to ensure processing quality conditions, re

7、duce 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 prod

8、uction, 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 </p><p>　　Key words: gearbo

9、x processing technology positioning clamping fixture design</p><p><b>　　目 錄 </b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>

10、;　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 選題背景1</p><p>　　1.2 選題意義和發(fā)展現(xiàn)狀1</p><p>　　1.3 設(shè)計的主要內(nèi)容2</p><p>　　第2章 變速箱體工藝規(guī)程設(shè)計3</p><p>　　2.1 零件分析3</p><p>

11、;　　2.1.1 零件的作用3</p><p>　　2.1.2 變速箱體結(jié)構(gòu)特點3</p><p>　　2.2 變速箱體工藝性4</p><p>　　2.2.1 零件工藝分析4</p><p>　　2.2.2 箱體選材和毛坯控制4</p><p>　　2.3 工藝路線5</p><p&g

12、t;　　第3章 銑箱體上平面夾具設(shè)計8</p><p>　　3.1 銑床夾具8</p><p>　　3.2 定位基準(zhǔn)與誤差8</p><p>　　3.3 銑削力與夾緊力計算9</p><p>　　3.4 夾緊裝置及夾具體設(shè)計9</p><p>　　3.5 夾具設(shè)計及操作的簡要說明9</p>

13、<p><b>　　第4章 刀具11</b></p><p>　　4.1 刀具選用11</p><p>　　4.2 刀具材料11</p><p>　　4.3 切削控制12</p><p><b>　　總 結(jié)13</b></p><p><b>　

14、　致 謝14</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)15</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p><b>　　1.1 選題背景</b></p><p>　　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

15、承等相關(guān)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(dá)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。</p><p>　　將一個零件從毛坯加工道成品是一個復(fù)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(shù)要求和結(jié)構(gòu)特點，在不同的條件下，經(jīng)

16、常需要采用不同的加工方法和設(shè)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。</p><p>　　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(shè)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(shè)計也是工藝加工

17、中很具影響力的因素，所以也十分受重視。</p><p>　　1.2 選題意義和發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　選擇這個畢業(yè)設(shè)計的題目，首先是對大學(xué)四年來在校知識的進(jìn)行一次全面而具有針對性的應(yīng)用，是對所學(xué)知識的一次鞏固和考驗，充分將所學(xué)知識調(diào)用起來，與自己在生產(chǎn)實習(xí)中所獲得的經(jīng)驗相應(yīng)證，讓自己將所學(xué)知識靈活匯總?cè)?yīng)對一次實際上的加工設(shè)計；也是對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

18、更好的狀態(tài)接受工作，培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計、查閱工藝手冊、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。</p><p>　　通過本次畢業(yè)設(shè)計，是對我們對圖紙理解能力的一次考驗，加深對圖紙認(rèn)知的印象，同時是一次對工藝設(shè)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(xué)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(shè)計更是綜合了

19、四年所學(xué)，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(zhǔn)備。</p><p>　　國內(nèi)外機(jī)加工制造業(yè)是考量一個國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的標(biāo)準(zhǔn)之一，它能推動國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，也能確保國防的水平，是一個國家的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。由于個人計算機(jī)的飛速發(fā)展，在設(shè)計加工圖紙和對工件進(jìn)行加工模擬也使用上了計算機(jī)，如CAD/CAM，而今加工產(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

20、加呈現(xiàn)高效化。但總體來說我們國家機(jī)加工制造業(yè)水平與發(fā)達(dá)國家相比還有很大的距離，例如我國加工機(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)展我們國家的機(jī)械制造業(yè)。</p><p>　　當(dāng)然，隨著科技水平的進(jìn)步，國內(nèi)外加工工藝技術(shù)也越來先進(jìn)，主要發(fā)展如下：</p><p>　　采用CAD/CAM進(jìn)行模擬和使用自動化生產(chǎn)技術(shù)，優(yōu)化工

21、藝規(guī)程；</p><p>　　毛坯的精度呈現(xiàn)低余量無余量的發(fā)展方向；</p><p>　　毛坯的質(zhì)量也呈現(xiàn)出無缺陷的發(fā)展方向；</p><p>　　機(jī)加工更是呈現(xiàn)超精密超高速的發(fā)展方向；</p><p>　　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；</p><p>　　新型能源、清潔能源和復(fù)合型加工方式的采

22、用更是進(jìn)一步降低了加工成本；</p><p>　　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)；</p><p>　　工藝加工技術(shù)、加工方式與設(shè)計理念越加趨向統(tǒng)一，愈加和諧。</p><p>　　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(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

23、以凸緣面定位來進(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，對操作設(shè)備的人員控制技術(shù)要求也更高。</p><p>　　1.3 設(shè)計的主要內(nèi)容</p><p>　　首先，認(rèn)真研究汽車變速

24、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(xì)節(jié)形狀，注意要滿足工件的加工工藝要求；</p><p>　　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；</p><p>　　結(jié)合課本學(xué)習(xí)的知識和工程訓(xùn)練的實踐，查閱相關(guān)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；</p><p>　　明確所涉及的加工工藝中，對

25、鏜床夾具的具體需求；</p><p>　　查閱夾具設(shè)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；</p><p>　　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；</p><p>　　總圖技術(shù)條件的確定及尺寸鏈的分析；</p><p>　　繪制所設(shè)計的鏜床夾具圖紙，出圖；</p><p>　　繪制其

26、中以個非標(biāo)零件的零件圖；</p><p>　　完成箱體工藝制定和夾具設(shè)計，完成畢業(yè)設(shè)計。</p><p>　　第2章 變速箱體工藝規(guī)程設(shè)計</p><p><b>　　2.1 零件分析</b></p><p>　　2.1.1 零件的作用</p><p>　　變速器是汽車最主要的部件之一，由變速箱體

27、、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。</p><p>　　變速器箱體則能整合整個變速器的基礎(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

28、的位置關(guān)系的準(zhǔn)確性，尤其會影響變速器的功能和使用壽命。</p><p>　　2.1.2 變速箱體結(jié)構(gòu)特點</p><p>　　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：</p><p><b>　　1. 尺寸較大</b></p>

29、;<p>　　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。</p><p><b>　　2. 形狀復(fù)雜</b></p><p>　　當(dāng)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

30、度及強(qiáng)度，箱體的體積設(shè)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(fù)雜程度最主要的因素，所以需要我們合理的去設(shè)計變速器的箱體結(jié)構(gòu)。</p><p><b>　　3. 精度要求</b></p><p>　　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

31、，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。</p><p>　　4. 有許多緊固螺釘定位箱孔</p><p>　　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。</p><p>　　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

32、十分困難，需要考慮到各方面可能遇見的問題。</p><p>　　2.2 變速箱體工藝性</p><p>　　2.2.1 零件工藝分析</p><p>　　有零件圖紙可知零件主要的技術(shù)要求如下：</p><p>　　左端面軸承孔為Ø80、Ø62.17和銷孔Ø30，孔與軸之間配合度公差等級皆為IT7，且查《互換性與測

33、量技術(shù)基礎(chǔ)》的表2-8可知孔Ø80、Ø62.17的上極限偏差皆為+18um，下極限偏差皆為0，銷孔Ø30的上下極限偏差皆為0，這幾個孔的表面粗糙度皆要求低于1.6um；右端面軸承孔為Ø72.17，孔與軸之間配合度公差等級皆為IT7，孔上極限偏差皆為+18um，下極限偏差為0；箱體中部Ø92的軸承孔與Ø22銷孔配合度公差等級都是IT7，孔的上下偏差都是0，粗糙度和箱體中部

34、6;42孔的要求低于1.6um，Ø92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Ø72.17、Ø80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。</p><p>　　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

35、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)要求來設(shè)計零件加工順序，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，對零件進(jìn)行加工。而精加工時，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，就避免因為基準(zhǔn)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)

36、涉及到了，也不會因為裝夾而造成其他方面的影響。 </p><p>　　2.2.2 箱體選材和毛坯控制</p><p>　　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(qiáng)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(fù)

37、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。</p><p>　　對于毛坯的控制，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來說好保證，但

38、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(dāng)?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(shè)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

39、裝夾平穩(wěn)，會不會適合裝夾等等一系列后期的工藝問題。</p><p>　　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

40、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)該人為的時效處理，尤其對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。</p><p><b>　　1. 毛坯輪廓尺寸</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計圖紙可以知道變速器箱體的結(jié)構(gòu)尺寸長396mm*寬190mm*高230mm，所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(jī)器造

41、型及殼型來進(jìn)行生產(chǎn)模型，查《機(jī)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，加工的余量等級處于E到G，由此可得毛坯輪廓尺寸如下：</p><p>　　毛坯輪廓的長度：396+6=402mm</p><p>　　毛坯輪廓的寬度：200+6=206mm</

42、p><p>　　毛坯輪廓的高度：230+6=236mm</p><p><b>　　2. 加工余量</b></p><p>　　因為加工的粗基準(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

43、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。因為毛坯是鑄造出來的，所以毛坯的實際輪廓尺寸跟設(shè)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(xì)加工工序請參考工序卡片。

44、 </p><p><b>　　2.3 工藝路線</b>&

45、lt;/p><p>　　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(fù)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HT200，鑄造出來的零件毛坯可加工性很強(qiáng)，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2-1和表2-2，如下：</p>&l

46、t;p>　　表2-1 工藝路線方案一</p><p>　　表2-2 工藝路線方案二</p><p>　　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(jìn)行粗銑，再對粗銑過的表面進(jìn)行鉆孔，鉆孔后再接著對各表面進(jìn)行精銑；而方案二則是先對各加工表面進(jìn)行粗銑，然后就直接對粗銑過的加工面進(jìn)行精銑，精銑過后就再對各精銑面進(jìn)行孔系加工。方案一的優(yōu)點在于鉆孔過后，再進(jìn)行的精銑

47、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(jī)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(shè)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

48、設(shè)計中，中批量加工，選用方案二的工作效率最高，即本次設(shè)計選用方案二。</p><p>　　第3章 銑箱體上平面夾具設(shè)計</p><p><b>　　3.1 銑床夾具</b></p><p>　　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，切削時力很大，吃刀量很深，銑刀切削時非連

49、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(jī)床的相對位置可能會錯位，進(jìn)而會對工件的加工質(zhì)量造成影響。所以在設(shè)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(qiáng)度和剛度都比較大。</p><p>　　銑床夾具有下列設(shè)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(dāng)增大，支承點盡量

50、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，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型定位鍵是因為銑箱體上表面，偏擺對加工無影響；對刀元件標(biāo)準(zhǔn)化了，此處選用標(biāo)準(zhǔn)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(shè)計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

51、體請參考附錄的設(shè)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(shè)計裝夾穩(wěn)定為簡化設(shè)計降低維護(hù)及生產(chǎn)成本，不需聯(lián)動夾具，就不附帶說明。</p><p>　　3.2 定位基準(zhǔn)與誤差</p><p>　　查閱變速箱箱體的設(shè)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Ra小于6.3um，選用變速器箱體的銑削過后的下端面為定位基準(zhǔn)，同時該基準(zhǔn)也是設(shè)計

52、基準(zhǔn)，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。 </p><p>　　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。</p><p>　　由公式： e=(H/2+h+b)×△max/H</p&g

53、t;<p>　　△max=(0.052+0.022+0.0292)1/2</p><p><b>　　=0.06mm</b></p><p>　　e=0.06×30/32=0.05625</p><p>　　可見這種定位方案是可行的。</p><p>　　3.3 銑削力與夾緊力計算</p&g

54、t;<p>　　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。</p><p><b>　　由計算公式：</b></p><p>　　Fj=FsL/(d0tg(α+ψ1’)/2+r’tgψ2) （4-2）</p>

55、<p>　　式中： Fj——沿螺旋軸線作用的夾緊力</p><p>　　Fs——作用在六角螺母</p><p>　　L——作用力的力臂(mm)</p><p>　　d0——螺紋中徑(mm) </p><p>　　α——螺紋升角(゜) </p><p>　　ψ1——螺紋副的當(dāng)量摩擦(゜) </p>

56、<p>　　ψ2 ——螺桿(或螺母)端部與工件(或壓塊)的摩擦角(゜) </p><p>　　r’——螺桿(或螺母)端部與工件(或壓塊)的當(dāng)量摩擦半(゜) </p><p><b>　　其回歸方程為：</b></p><p><b>　　Fj＝ktTs。</b></p><p>　　式中

57、： Fj——螺栓夾緊力(N)</p><p>　　kt——力矩系數(shù)(cm－1)</p><p>　　Ts——作用在螺母上的力矩(N.cm)</p><p>　　Fj =5×2000=10000N</p><p>　　3.4 夾緊裝置及夾具體設(shè)計</p><p>　　在此銑夾具中使用可移動的壓板卡壓箱體，可移動

58、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(hù)，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(shè)備攬括在一起，將他們連接成一個整體，并安裝到加工機(jī)床上。夾具體的裝配草圖在設(shè)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(xì)請參考附件裝配圖。</p><p>　　3.5 夾具設(shè)計及操作的簡

59、要說明</p><p>　　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(zhǔn)，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(dāng)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(shè)計，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，減輕勞動強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的給以性。本夾具設(shè)計可以反應(yīng)

60、夾具設(shè)計時應(yīng)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(qiáng)度、結(jié)構(gòu)工藝性等問題。</p><p><b>　　第4章 刀具</b></p><p><b>　　4.1 刀具選用</b></p><p>　　本設(shè)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

61、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(fù)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(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(shè)計在實習(xí)期間，在公司參考的機(jī)床

62、則使用的是臥式鏜銑床，這種機(jī)床采用德國西門子系統(tǒng)由沈陽機(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。</p><p>　　本設(shè)計鏜孔時需加工的孔徑分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

63、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(shè)計中因為加工時存在階梯孔，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，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(biāo)，需要專業(yè)定做，當(dāng)然一把機(jī)床也可以生產(chǎn)加工，刀桿長度可以根據(jù)刀柄長度設(shè)計，但不應(yīng)過長，因為機(jī)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，

64、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(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，定位銷角度上錯位不大于0.01mm；達(dá)到以上要求精度要求基本能達(dá)標(biāo)。</p><p><b>　　4.2 刀具材料</b

65、></p><p>　　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(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)給來選擇。因為箱體材料是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

66、-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(dāng)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。</p><p><b>　　4.3 切削控制</b></p>

67、<p>　　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(jìn)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(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

68、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(jìn)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(jìn)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(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的問題，需要注意。</p><p><b>　　總 結(jié)</b>

69、</p><p>　　本設(shè)計主要是圍繞著變速器箱體加工工藝和夾具設(shè)計而設(shè)計。工藝部分是通過匯總自己大學(xué)四年所學(xué)知識，和在校外參加的生產(chǎn)實習(xí)經(jīng)驗類比，請教工廠具有經(jīng)驗的技術(shù)人員，和請教指導(dǎo)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(shù)指導(dǎo)手冊的工藝路線和加工方法。在實際生產(chǎn)中，也因為實習(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)計也是以落地鏜銑床為藍(lán)本。而工藝線路的擬定也

70、是根據(jù)實際生產(chǎn)來擬定了，但是孔就沒有預(yù)先鑄造出來了，因為要是預(yù)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(yīng)力的去除也更加麻煩，所以在本設(shè)計中孔都不是預(yù)先鑄造出來的。因為孔不是預(yù)先鑄造，則在工藝路線中會多出一個鉆孔的工序。</p><p>　　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(shè)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

71、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(zhǔn)和設(shè)計圖紙時使用的基準(zhǔn)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(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(xí)期間，接觸的還是比較少，所

72、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(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(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，在一個機(jī)床能完成的事不用拖交給其他的機(jī)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</p>&

73、lt;p>　　最后，這次畢業(yè)設(shè)計是一次應(yīng)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。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　匆匆而又緊張地將本次畢業(yè)設(shè)計完成了，當(dāng)把參考文獻(xiàn)補(bǔ)上的時候，在時候我感覺，本次畢業(yè)設(shè)計能夠順利完成除了在學(xué)校各位老師細(xì)心指導(dǎo)和實習(xí)工廠師傅耐心傳授，還要

74、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。因為我在學(xué)習(xí)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(shè)計期間，不僅僅為我提供了確立了畢業(yè)設(shè)計的方向的基礎(chǔ)而又十分重要的資料，還督促我設(shè)定完成時間表，將任務(wù)一點點的完成，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(shè)計，而在設(shè)計期間，也是不耐其煩的對我悉心指導(dǎo)，同時還要感謝趙老師對我的嚴(yán)格要求，認(rèn)真而

75、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，在完成本次設(shè)計，我還要感謝大學(xué)四年來身邊的同學(xué)和伙伴，是他們伴我一起學(xué)習(xí)、進(jìn)步，同時在設(shè)計期間，也得感謝他們對我?guī)椭?，因為和他們的討論，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，我才能改正自己沒注意的細(xì)小部分的錯誤。最后，因為自己自身所了解的限度，</p><

76、p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 王伯平.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2014.7</p><p>　　[2] 李民望.機(jī)床夾具設(shè)計實例教程:第二版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009.8</p><p>　　[3] 王丹.機(jī)械加工夾具及選用.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009.4</p>

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