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说明书+CAD T66 变速箱 铰链 机构 工艺 装置 设计 说明书 CAD

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宁波大红鹰学院毕 业 设 计题 目：5T66型变速箱上盖铰链式机构工艺装置设计院 、 系： 姓 名： 指导教师： 系 主 任： 年 月 日37摘 要本文是在变速箱上盖的图样分析后进行变速箱上盖的机械加工工艺路线的设计，同时按照其中的加工工序的要求设计夹具。变速箱上盖的主要加工内容是表面和孔。其加工路线长，加工时间多，加工成本高，零件的加工精度要求也高。按照机械加工工艺要求，遵循先面后孔的原则，并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证加工精度。基准选择以底面作为粗基准，以底面与两个工艺孔作为精基准，确定了其加工的工艺路线和加工中所需要的各种工艺参数。在零件的夹具设计中，主要是根据零件加工工序要求，分析应限的自由度数，进而根据零件的表面特征选定定位元件，再分析所选定位元件能否限定应限自由度。确定了定位元件后还需要选择夹紧元件，最后就是确定专用夹具的结构形式。 关键词:变速箱上盖；加工工艺；工序；专用夹具AbstractThis article is in the gearbox cover pattern analysis machining process route design gearbox cover, but in accordance with the requirements of the design process in which the processing jig.The main content of the transmission and processing of the surface and cover the hole. Its processing line long processing times and more, high processing costs, machining precision parts is high. In accordance with the requirements of the machining process, follow the principle of surface after the first hole, and hole machining and the plane clearly divided into roughing and finishing stages in order to ensure accuracy. Select to the bottom surface of the base as a crude reference to the bottom surface of the hole as a fine reference both processes, determine the route of its processing technology and the various process parameters required for processing.In fixture design parts, the main part is based on the requirements of the processing step, the analysis should be limited to the number of degrees of freedom, and then depending on the surface characteristics of the part of the positioning element is selected, and then analyze whether the selected positioning element defines should limit freedom. Determine the positioning element after clamping elements also need to choose, it is to determine the final form of the structure of the special fixture.Keywords: transmission cover; processing; step; special fixture目录摘 要IIAbstractIII第1章 序 言11.1 本课题的研究内容和意义11.2 国内外的发展概况21.3 本课题应达到的要求3第2章 零件的分析52.1零件的形状52.2零件的工艺分析5第3章 工艺规程设计73.1 确定毛坯的制造形式73.2 基面的选择73.3 制定工艺路线73.3.1 工艺路线方案一83.3.2 工艺路线方案二83.3.3 工艺方案的比较与分析93.4 选择加工设备和工艺装备103.4.1 机床选用103.4.2 选择刀具103.4.3 选择量具103.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定103.6确定切削用量及基本工时12第4章 铰链式钻模板钻床夹具设计254.1概述254.2夹具的组成254.3定位方法及定位元件274.3.1定位的基本原理274.3.2 定位元件274.4对工件的夹紧设计294.5夹具体334.6专用夹具夹紧动力元件选用334.7钻模板与导引元件的设计334.8夹具体的设计与夹具方案344.8.1夹具体设计344.8.2夹具体设计344.8.3夹紧力分析35结论36致谢37参考文献38第1章 序 言1.1 本课题的研究内容和意义工装工艺及夹具毕业设计是对所学专业课知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。机床夹具已成为机械加工中的重要装备。机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。机械加工工艺规程是生产准备工作的主要依据。根据它来组织原材料和毛坯的供应，进行机床调整，专用工艺装备的设计与制造，编制生产作业计划，调配劳动力，以及进行生产成本核算等。机械加工工艺规程也是组织生产、进行计划调度的依据。有了它就可以制定生产产品的进度计划和相应的调度计划，并能做到各工序科学地衔接，使生产均衡、顺利，实现优质、高产和低消耗。机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片，是两个主要的工艺文件。机械加工工艺过程卡片，是说明零件加工工艺过程的工艺文件。在单件、小批量生产中，以机械加工工艺过程卡片指导生产，过程卡的各个项目编制较为详细。机械加工工序卡片是为每个工序详细制定的，用于直接指导工人进行生产，多用于大批量生产的零件和成批生产中的重要零件。在机械行业中，如何去保证工件的高精度、加工的成本等实质性问题，一直是从事于机械行业人员研究的问题，其中在设计夹具的时候就要考虑以上问题，高效的夹具是工件高精度的保证，如何让夹具更高效、更经济，这是行业人急需要解决的。随着社会的发展，科技的不断提高，各种高科技技术逐渐渗透到各个行业，如何利用这些高科技为人类服务，如何充分利用这些高科技在机械行业中，这还需要机械行业人员不断的努力，开拓创新。随着科学技术的发展，和社会市场需要，夹具的设计在逐步的超向柔性制造系统方向发展。迄今为止,夹具仍是机电产品制造中必不可缺的四大工具之一,刀具本身已高度标准化,用户只需要按品种、规格选用采购。而模具和夹具则和产品息息相关,产品一有变化就需重新制作,通常是属于专用性质的工具,模具已发展成为独立的行业;夹具在国内外也正在逐渐形成一个依附于机床业或独立的小行业。 组合夹具不仅具有标准化、模块化、组合化等当代先进设计思想,又符合节约资源的原则,更适合绿色制造的环境保护原理。所以是今后夹具技术的一个重要发展方向单位 。机床夹具通常是指装夹工件用的装置:至于装夹各种刀具用的装置,则一般称为“辅助工具”。辅助工具有时也广义地包括在机床夹具的范围内。按照机床夹具的应用范围,一般可分为通用夹具,专用夹具和可调整式夹具等。通过这次毕业设计，对自己所学的理论知识进行一次综合运用，也是对四年的学习深度的一个检验。在这次设计过程中，充分挖掘自己分析问题，解决问题的潜力。并希望通过毕业设计能养成一种严谨，认真的态度，为以后参加工作打下一个良好的基础。1.2 国内外的发展概况工装的全称是工艺装备，工装是指加工机床外而需保证零件加工质量的工艺装备，是制造过程中所用的各种工具的总称。它是各企业内除生产设备和工具外的为配合生产设备和人完成工艺制作要求的部分，大多工装都是针对各自产品特点的。机械加工过程中用来固定和定位要加工的零件或毛坯件的装置，即工装的主要作用有：固定，定位，防止变形。夹具属于工装，工装包含夹具，属于从属关系。不仅仅是焊装用，在机加工方面也有用，许多时候，需要装配几个部件并保证其定位准确的时候就需要。设计工装夹具要紧扣产品，因为工装夹具是专门为某些产品特定的，要保证生产时无干涉现象、定位准确、操作工操作便捷等。简单的说，就是用于工件装夹的工具。夹具从产生到现在，大约可以分为三个阶段：第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上，这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具，是加工过程加速和趋于完善；第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁，夹具的机能发生变化，它主要用于工件的定位和夹紧。人们越来越认识到，夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有着密切的关系，所以对夹具引起了重视；第三阶段表现为夹具与机床的结合，夹具作为机床的一部分，成为机械加工中不可缺少的工艺装备。由于现代加工的高速发展，对传统的夹具提出了较高要求，如快速、高效、安全等。要想达到这样的生产要求，就必须计算加工工序零件在加工过程中由于切削力、重力、惯性力等所产生的切削力及切削力矩，按照夹具设计中所确定的夹紧方式进行夹紧力的计算，为了减小夹具的具体尺寸，就需要增大夹具的定位区间，增大由夹紧力而产生的摩擦力矩、正压力及由此而产生的摩擦力，以达到夹具小巧而精用的目的。同时为了减少工人的劳动强度，提高工件装夹效率，还需要对夹具的夹紧机构的行程进行设计，以期以最短的夹紧行程，达到最佳的夹紧效果。1.3 本课题应达到的要求通过实际调研和采集相应的设计数据、阅读相关资料相结合，对变速箱上盖的基本结构及作用有个大致的了解，在此基础上，经过对金属切削加工、金属切削机床、机械设计与理论等相关知识充分掌握后，分析变速箱上盖的加工工艺，确定变速箱上盖各加工表面的加工方法，进而形成变速箱上盖的机械加工工艺路线。并能根据变速箱上盖的加工工序要求，分析变速箱上盖的定位方式、金属切削加工过程中的机床工作台驱动、工件夹紧等方面的相关数据，结合机械机构设计的相关理论知识，完成工件的有效定位及夹紧，从而使整个变速箱上盖的加工工艺路线经济，工件定位方案合理，来达到产品的最优化设计。针对实际使用过程中存在的金属加工工艺文件编制、工件夹紧及工艺参数确定及计算问题，综合所学的机械理论设计与方法、机械加工工艺文件编制及实施等方面的知识，设计出一套适合于实际的变速箱上盖加工工艺路线，从而实现适合于现代加工制造业、夹紧装置的优化设计。为提高钻床夹具在机床上安装的稳固性，减轻其断续切削可能引起的振动，夹具体不仅要有足够的刚度和强度，其高度和宽度比也应恰当，一般有H/B11.25，以降低夹具重心，使工件加工表面尽量靠近工作台面。第2章 零件的分析2.1零件的形状题目给的零件是汽车变速箱盖零件，主要作用是起连接作用。零件的实际形状如上图所示，从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单。具体尺寸，公差如下图所示2-1。图2-1 汽车变速箱盖零件图2.2零件的工艺分析由零件图可知，其材料为HT200，该材料为灰铸造，具有较高强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力和要求耐磨零件。汽车变速箱盖零件主要加工表面为：1. 粗铣底面、半精铣，表面粗糙度值为3.2。2. 粗铣、半精铣上端面，表面粗糙度值3.2。3. 车外圆，表面粗糙度值3.2。4. 车内孔及圆弧，及表面粗糙度值3.2。5.两侧面粗糙度值6.3、12.5，面粗糙度值6.3。汽车变速箱盖共有两组加工表面，他们之间有一定的位置要求。现分述如下：(1)底部端面的加工表面： 这一组加工表面包括：端面，内圆，倒角钻孔并攻丝。这一部份只有端面有6.3的粗糙度要求。其要求并不高，粗车后半精车就可以达到精度要求。而钻工没有精度要求，因此一道工序就可以达到要求，并不需要扩孔、铰孔等工序。(2).端面的加工表面： 这一组加工表面包括：端面，粗糙度为3.2；的端面，并带有倒角；中心孔。其要求也不高，粗车后半精车就可以达到精度要求。其中，内圆直接在车床上做镗工就行了。第3章 工艺规程设计本汽车变速箱盖假设年产量为10万台，每台车床需要该零件1个，备品率为19%，废品率为0.25%，每日工作班次为2班。该零件材料为HT200，考虑到零件在工作时要有高的耐磨性，所以选择铸铁铸造。依据设计要求Q=100000件/年，n=1件/台；结合生产实际，备品率和 废品率分别取19%和0.25%代入公式得该工件的生产纲领N=2XQn(1+)（1+)=238595件/年3.1 确定毛坯的制造形式零件材料为HT200，铸件的特点是液态成形，其主要优点是适应性强，即适用于不同重量、不同壁厚的铸件，也适用于不同的金属，还特别适应制造形状复杂的铸件。考虑到零件在使用过程中起连接作用，分析其在工作过程中所受载荷，最后选用铸件，以便使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠2。年产量已达成批生产水平，而且零件轮廓尺寸不大，可以采用砂型铸造，这从提高生产效率，保证加工精度，减少生产成本上考虑，也是应该的。3.2 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。粗基准的选择，对像汽车变速箱盖这样的零件来说，选好粗基准是至关重要的。对本零件来说，如果外圆的端面做基准，则可能造成这一组内外圆的面与零件的外形不对称，按照有关粗基准的选择原则(即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面做粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对应位置精度较高的不加工表面做为粗基准) 3。对于精基准而言，主要应该考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不在重复。3.3 制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已经确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。3.3.1 工艺路线方案一10铸造铸造20时效时效30涂底漆涂底漆40粗铣粗铣底部大端面 50精铣精铣底部大端面60粗铣粗铣顶部凸台端面 70精铣精铣顶部凸台端面 80铣削铣削M10螺纹孔端面 90钻扩铰钻扩铰底部8-12孔100钻钻内部3-12孔110钻扩铰钻扩铰底部19、21、26台阶孔120钻扩铰钻扩铰前端面10、12台阶孔130钻孔攻丝钻顶部凸台端面M10孔螺纹孔140粗车粗车顶部SR20内部圆弧轮廓及倒角机加工150精车精车顶部SR20内部圆弧轮廓及倒角机加工160去毛刺去毛刺170检查检查3.3.2 工艺路线方案二10铸造铸造20时效时效30涂底漆涂底漆40粗铣粗铣底部大端面 50精铣精铣底部大端面60粗铣粗铣顶部凸台端面 70精铣精铣顶部凸台端面 80铣削铣削M10螺纹孔端面 140粗车粗车顶部SR20内部圆弧轮廓及倒角机加工150精车精车顶部SR20内部圆弧轮廓及倒角机加工90钻扩铰钻扩铰底部8-12孔100钻钻内部3-12孔110钻扩铰钻扩铰底部19、21、26台阶孔120钻扩铰钻扩铰前端面10、12台阶孔130钻孔攻丝钻顶部凸台端面M10孔螺纹孔160去毛刺去毛刺170检查检查3.3.3 工艺方案的比较与分析上述两个方案的特点在于：方案一的定位和装夹等都比较方便。方案二采用镗床加工，需要要及时更换刀具，因为有些工序在车床上也可以加工，镗、钻孔等等，需要换上相应的刀具。因此综合工艺方案，取优弃劣，具体工艺过程如下：10铸造铸造20时效时效30涂底漆涂底漆40粗铣粗铣底部大端面 50精铣精铣底部大端面60粗铣粗铣顶部凸台端面 70精铣精铣顶部凸台端面 80铣削铣削M10螺纹孔端面 90钻扩铰钻扩铰底部8-12孔100钻钻内部3-12孔110钻扩铰钻扩铰底部19、21、26台阶孔120钻扩铰钻扩铰前端面10、12台阶孔130钻孔攻丝钻顶部凸台端面M10孔螺纹孔140粗车粗车顶部SR20内部圆弧轮廓及倒角机加工150精车精车顶部SR20内部圆弧轮廓及倒角机加工160去毛刺去毛刺170检查检查3.4 选择加工设备和工艺装备3.4.1 机床选用.工序是粗车、和精车。各工序的工步数不多，成批量生产，故选用卧式车床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大，精度要求属于中等要求，选用最常用的CA6140卧式车床。参考根据机械制造设计工工艺简明手册表4.2-7。.工序是钻孔，选用Z525摇臂钻床。3.4.2 选择刀具.在车床上加工的工序,一般选用硬质合金车刀和镗刀。加工刀具选用YG6类硬质合金车刀，它的主要应用范围为普通铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精加工和半精加工。为提高生产率及经济性,可选用可转位车刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。.钻孔时选用高速钢麻花钻，参考机械加工工艺手册（主编 孟少农），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有参数4。3.4.3 选择量具本零件属于成批量生产，一般均采用通常量具。选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择；二是按计量器的测量方法极限误差选择。采用其中的一种方法即可。3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“汽车变速箱盖” 零件材料为HT200，查机械加工工艺手册（以后简称工艺手册），表2.2-17 各种铸铁的性能比较，灰铸造的硬度HB为143269，表2.2-23 灰铸造的物理性能，HT200密度=7.27.3（），计算零件毛坯的重量约为2。表3-1 机械加工车间的生产性质生产类别同类零件的年产量件重型（零件重2000kg）中型（零件重1002000kg）轻型（零件重100kg）单件生产5以下10以下100以下小批生产510010200100500中批生产1003002005005005000大批生产30010005005000500050000大量生产1000以上5000以上50000以上根据所发的任务书上的数据，该零件的月工序数不低于3050，毛坯重量21202506.04.0顶、侧面底 面铸孔的机械加工余量一般按浇注时位置处于顶面的机械加工余量选择。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。3.6确定切削用量及基本工时切削用量一般包括切削深度、进给量及切削速度三项。确定方法是先是确定切削深度、进给量，再确定切削速度。现根据切削用量简明手册（第三版，艾兴、肖诗纲编，1993年机械工业出版社出版）确定本零件各工序的切削用量所选用的表格均加以*号，与机械制造设计工工艺简明手册的表区别6。工序10、20、30：铸造 时效处理无切削加工，无需计算工序40、50：粗铣、精铣底部大端面机床：铣床X52K刀具：面铣刀(硬质合金材料)，材料：， ，齿数。单边余量：Z=3mm所以铣削深度：精铣面余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：取：取铣削速度每齿进给量：取取铣削速度机床主轴转速： (3-1)按照文献，取 实际铣削速度： (3-2)进给量： 工作台每分进给量： ：,取切削工时被切削层：由毛坯可知， 刀具切入： (3-3)刀具切出：取走刀次数为1机动时间： (3-4)机动时间： (3-5)所以该工序总机动时间工序60、70：粗铣、精铣顶部凸台端面机床：铣床X52K刀具：面铣刀(硬质合金材料)，材料：， ，齿数。单边余量：Z=3mm所以铣削深度：精铣面余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：取：取铣削速度每齿进给量：取，取铣削速度机床主轴转速： (3-6)按照文献，取 实际铣削速度： (3-7)进给量： 工作台每分进给量： ：取切削工时被切削层：由毛坯可知， 刀具切入： (3-8)刀具切出：取走刀次数为1机动时间： (3-9)机动时间： (3-10)所以该工序总机动时间工序80：铣削M10.2螺纹孔端面机床：铣床X52K刀具：面铣刀(硬质合金材料)，材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。单边余量：Z=3mm所以铣削深度：精铣面余量：Z=1.0mm铣削深度：每齿进给量：取：取铣削速度每齿进给量：取取铣削速度机床主轴转速： (3-11)按照，取 实际铣削速度： (3-12)进给量： (3-13)工作台每分进给量： (3-14)：取切削工时被切削层：由毛坯可知， 刀具切入： (3-15)刀具切出：取走刀次数为1机动时间： (3-16)机动时间： (3-17)所以该工序总机动时间工序90：钻扩铰底部8-12孔机床：立式钻床Z525刀具：根据选高速钢锥柄麻花钻头。 钻孔钻孔时先钻孔。切削深度：进给量：取。切削速度取。机床主轴转速：， (3-18)按照文献，取所以实际切削速度： (3-19)切削工时 被切削层：刀具切入： (3-20)刀具切出： 取走刀次数为1机动时间： (3-21) 铰孔12刀具：选择扩孔钻头（硬质合金锥柄麻花材料）。片型号：E403切削深度：进给量：取。切削速度：取。机床主轴转速： (3-22)按照文献取所以实际切削速度： (3-23)切削工时被切削层：刀具切入有： (3-24)刀具切出： ，取走刀次数为1机动时间： (3-25)工序100：钻内部3-12孔机床：立式钻床Z525刀具：根据选高速钢锥柄麻花钻头。 钻孔钻孔时先钻孔。切削深度：进给量：取。切削速度取。机床主轴转速：， (3-26)按照文献，取所以实际切削速度： (3-27)切削工时 被切削层：刀具切入： (3-28)刀具切出： 取走刀次数为1机动时间： (3-29) 铰孔12刀具：选择扩孔钻头（硬质合金锥柄麻花材料）。片型号：E403切削深度：进给量：取。切削速度：取。机床主轴转速： (3-30)按照文献取所以实际切削速度： (3-31)切削工时被切削层：刀具切入有： (3-32)刀具切出： ，取走刀次数为1机动时间： (3-33)工序130 钻顶部凸台端面M10孔螺纹孔本工序采用计算法7。表3-5高速钢麻花钻的类型和用途标准号类型直径范围（mm）用途GB1436-85直柄麻花钻2.020.0在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔GB1437-85直柄长麻花钻1.031.5在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔GB1438-85锥柄麻花钻3.0100.0在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔GB1439-85锥柄长麻花钻5.050.0在各种机床上，用钻模或不用钻模钻孔选用Z525摇臂钻床，查机械加工工艺手册 孟少农 主编，查机表2.4-37钻头的磨钝标准及耐用度可得，耐用度为4500，表10.2-5标准高速钢麻花钻的直径系列选择锥柄长，麻花钻，则螺旋角=30，锋交2=118，后角a=10,横刃斜角=50，L=197mm,l=116mm。表3-6 标准高速钢麻花钻的全长和沟槽长度（摘自GB6137-85） mm直径范围直柄麻花钻ll111.8013.20151101表3-7 通用型麻花钻的主要几何参数的推存值（根据GB6137-85） （）d (mm)2f8.618.0030118124060表3-8 钻头、扩孔钻和铰刀的磨钝标准及耐用度（1）后刀面最大磨损限度mm刀具材料加工材料钻头直径d0（mm）20高速钢铸铁0.50.8（2）单刃加工刀具耐用度T min刀具类型加工材料刀具材料刀具直径d0（mm）1120钻头（钻孔及扩孔）铸铁、铜合金及合金高速钢60钻头后刀面最大磨损限度为0.50.8mm刀具耐用度T = 60 min.确定进给量查机械加工工艺手册 孟少农 主编，第二卷表10.4高速钢钻头钻孔的进给量为f=0.250.65,根据表4.13中可知，进给量取f=0.60。.确定切削速度 查机械加工工艺手册 孟少农 主编8，表10.4-17高速钢钻头在灰铸造（190HBS）上钻孔的切削速度轴向力，扭矩及功率得，V=12，参考机械加工工艺手册 孟少农 主编9，表10.4-10钻扩铰孔条件改变时切削速度修正系数K=1.0，R=0.85。V=12=10.32 （3-34）则= =131 （3-35）查表4.2-12可知， 取 n = 150则实际切削速度 = = =11.8.确定切削时间查机械加工工艺手册 孟少农 主编，表10.4-43，钻孔时加工机动时间计算公式：T= （3-36）其中 l= l=5 l=23则： t= =9.13 （3-37）工序110：钻扩铰底部19、21、26台阶孔机床：立式钻床Z525刀具：根据选高速钢锥柄麻花钻头。先钻孔。切削深度：进给量：取。切削速度取。机床主轴转速： （3-38）按照文献，取所以实际切削速度： （3-39）切削工时 被切削层：刀具切入： （3-40）刀具切出： 取走刀次数为1机动时间： （3-41） 扩孔刀具：选择扩孔钻头（硬质合金锥柄麻花材料）。片型号：E403切削深度：进给量：取。切削速度：取。机床主轴转速： （3-42）按照文献取所以实际切削速度： （3-43）切削工时被切削层：刀具切入有： （3-44）刀具切出： ，取走刀次数为1机动时间： （3-45）工序140、150：粗车、精车粗车顶部SR20内部圆弧轮廓及倒角已知加工材料灰铸铁CA6140普通车床所可转位车刀(YG6硬质合金材料)。根故选刀杆尺寸=，刀片厚度为。.确定加工深度一次走刀内完成.确定进给量根据加工手册可知刀杆尺寸为，进给量=0.51.0按进给量在工艺手册可知： =0.7CA6140进给力=3530。，=时，进给力：=950。实际进给力为：=950=1111.5 （3-46）所选=可用。.选择磨钝标准耐用度根据加工手册，最大磨损量取为，车刀寿命=。.确定加工速度故：=63 （3-47） =120 （3-48）根据CA6140车床选择 =125这时实际速度为：= （3-49）.校验机床功率由加工手册=，加工速度时，=实际功率为：=1.7=1.2 （3-50）在CA6140上进行，最后用量为：=3.75，=，=，=精车加工所可转位车刀(YG6硬质合金材料)。选刀杆尺寸=，刀片厚度为。.确定加工深度可在一次走刀内完成.确定进给量根据加工手册可知刀杆尺寸为， 进给量=0.51.0按CA6140进给量 =0.7CA6140进给机构允许进给力=3530。 =950=1111.5故所选=可用。.选择刀具磨钝标准及耐用度根据加工手册车刀后刀面磨损量，车刀寿命=。.确定加工速度当硬质合金刀度200219铸件，加工速度=。=63 =120 （3-51）根据CA6140车床=125实际速度为： = （3-52）.校验机床功率由加工手册加工速度时， =加工功率修正系数=0.73=0.9，时间功率为：=1.7=1.2 =1.25，=，=，=第4章 铰链式钻模板钻床夹具设计4.1概述本夹具使用在摇臂钻床上，加工汽车变速箱上盖10mm孔，锪12mm沉孔深2.5mm，钻M10mm螺纹底孔8.4mm，锪平面保证尺寸32.50.1mm.专用机床夹具是为变速箱上盖在钻孔工序上的装夹而设计和制造的夹具。专用夹具需要对变速箱上盖定位准确、装卸迅速。一个优良的机床夹具必须满足下列基本要求：（1）保证工件的加工精度 保证加工精度的关键，首先在于正确地选定定位基准、定位方法和定位元件，必要时还需进行定位误差分析，还要注意夹具中其他零部件的结构对加工精度的影响，确保夹具能满足工件的加工精度要求。（2）提高生产效率 专用夹具的复杂程度应与生产纲领相适应，应尽量采用各种快速高效的装夹机构，保证操作方便，缩短辅助时间，提高生产效率。（3）工艺性能好 专用夹具的结构应力求简单、合理，便于制造、装配、调整、检验、维修等。专用夹具的制造属于单件生产，当最终精度由调整或修配保证时，夹具上应设置调整和修配结构。（4）使用性能好 专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠。在客观条件允许且又经济适用的前提下，应尽可能采用气动、液压等机械化夹紧装置，以减轻操作者的劳动强度。专用夹具还应排屑方便。必要时可设置排屑结构，防止切屑破坏工件的定位和损坏刀具，防止切屑的积聚带来大量的热量而引起工艺系统变形。（5）经济性好 专用夹具应尽可能采用标准元件和标准结构，力求结构简单、制造容易，以降低夹具的制造成本。因此，设计时应根据生产纲领对夹具方案进行必要的技术经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益。 4.2夹具的组成夹具的组成：1、定位元件2、夹紧装置3、对刀、导向元件4、夹具连接元件5、辅助元件及装置6、夹具体4.3定位方法及定位元件4.3.1定位的基本原理一个自由刚体，在空间直角坐标系中，有6个方向活动的可能性，即沿着三个坐标轴方向移动和绕着三个坐标轴方向转动。自由刚体在空间的不同位置，就是这6个方向活动的结果。一般把某个方向活动的可能性称为一个自由度，一个自由刚体在空间共有6个自由度。工件在没有采取定位的情况下，其位置有6个活动方向。要使工件在某个方向有确定的位置，就必须限制该方向的自由度。可以通过布置支撑点的方式来限制自由度，我们把在工件的适当位置，布置6个支撑点，限制工件的6个自由度，从而确定工件唯一确切位置的规则，称为6点定位规则。4.3.2 定位元件定位元件的确定工件的准确位置的元件，且要经常与定位基准接触，所以它必须满足以下几点要求：1、一定的精度2、良好的耐磨性3、足够的刚性4、良好的工艺性（2）削边销在本次设计中，我在其中采用了一面两销的定位方法削边销作用：一面两削定位方式中，“一面”完成轴向方向的定位，限制2个转动、1个移动（3个自由度）。圆柱销限制2个移动。削边销限制1个转动。采用削边销是为了防止过定位。在“一面两销”定位方式中，由于垂直于连心线方向上第二销直径没有减小，故对工件的转角误差没有影响。安装削边销时，削边方向要垂直于连心线，为了保证削边销的强度，通常采用菱形结构。削边销的定义：两孔定位中，为了增加两孔连心线方向上的间隙，避免过定位，把第二销碰到工件孔壁的部分削去，这样就形成了削边销，只留下上下一部分圆柱面，也起到减小第二销直径的作用。削边销通过与变速箱上盖零件6.7的配合实现了限制转动。如下图所示。图 31（3）辅助支撑在定位设计中，我还加入了辅助支撑。为了使用装夹变速箱上盖方便，使夹具中拥有足够的支撑，更好的限制工件的准确位置。辅助支撑需要足够的刚性来保持定位时的稳定性，能够帮助工件承受切削力。辅助支撑的选择。由于毛胚质量不高，而又以粗基准定位。这时若采用固定轴承，由于毛胚尺寸不稳定，将引起工件上要加工表面的加工质量发生较大的变化。影响加工精度。所以选用浮动支承。浮动支撑在工件定位过程中，能自动调整位置的支承称为自卫支承。它是随工件定位基准面位置的变化而自动与之相适应的。4.4对工件的夹紧设计夹紧的目的是保证变速箱上盖在夹具中的定位，使变速箱上盖不致因加工时的切削力，重力，或半生力的作用而产生移动或振动。夹紧装置设计的优劣对于提高夹紧的精度和工作效率，减轻劳动强度都有很大影响。设计夹紧装置时，应满足以下主要要求：（1）夹紧装置在对工件夹紧时，不应当破坏工件的定位，为此，必须正确的选择夹紧力的方向及作用特点。（2）夹紧力的大小应该可靠，适当，要保证工件在夹紧后的变形和受压表面的损伤不致超出允许范围。（3）夹紧装置结构简单合理，夹紧动作要迅速，操作方便，省力和安全。1夹紧力方向的确定 （1）夹紧力应朝向主要定位基准面。对工件只施加一个夹紧力或施加几个方向相同的夹紧力时，夹紧力的方向应尽可能朝向主要定位基准面。 （2）夹紧力应有助于定位，而不应破环定位，在夹紧力的作用下工件不应该离开支承点。（3）夹紧力尽量与夹紧工件刚度最大的方向一致。（4）夹紧力的方向尽可能与切削力和工件重力相同。当夹紧力方向与工件重力方向和切削力方向都相同时，加工过程所需的夹紧力最小，从而能简化夹紧装置的结构便于操作，减小人工劳动强度。2夹紧力作用点的选择 （1）夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内。 （2）夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位，这样还可以防止或减少工件的变形对加工精度的影响。 （3）夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面。在加工过程中，切削力一般容易引起工件的转动和振动。作用点靠近被加工表面，始切削力对加工作用点的力变小，以减少工件转动趋势或变形。3基本夹紧装置夹具的各种夹紧机构中，以斜楔、螺旋、偏心、铰链机构以及它们组合而成的夹紧装置最为普遍。 （1）斜楔夹紧机构 结构特点 a.斜楔的自锁性。自锁就是当外加的夹紧作用力一旦消失或撤消后，夹紧机构在纯摩擦力的作用下仍能保持处于夹紧状态而不松开。 b.斜楔具有改变夹紧作用方向的特点。当外加一个夹紧作用力时，则斜楔产生一个与夹紧力方向垂直的对工件的作用力。 c.斜楔具有增力的作用。 d.斜楔夹紧行程很小。 适用范围 由于手动的斜楔夹紧机构夹紧工件时既费时又费力，效率极低，实际上很少采用。 （2）螺旋夹紧机构 由螺钉、螺母、垫圈、压板等原件组成的加紧机构，称为螺旋夹紧机构。 结构特点 a.螺旋夹紧机构结构简单，容易制造。 b.螺旋夹紧机构有很大的增力作用，夹紧力与夹紧行程都很大。 c.由于缠绕在螺钉表面的螺旋线很长，升角又小，所以自锁性能很好。 d.不足之处是夹紧速度慢，工件装卸费时，增加辅助世间。 适用范围 螺旋夹紧机构结构简单,制造方便夹紧行程不受限制且夹紧可靠，所以在手动夹紧装置中广泛使用。偏心夹紧机构 ：偏心夹紧机构是指用偏心件直接或间接与其他原件组合来使用的实心夹紧工件的机构。适用范围：圆偏心轮夹紧后，自锁性能较差，只适用于切削力负荷较小又无很大振动的场合，又因结构尺寸不能太大，为满足自锁条件，夹紧行程受到限制，所以对夹紧面的尺寸公差要求严格。 铰链夹紧机构： 铰链夹紧机构是由铰链杠杆组合而成的一种增力结构，其结构简单，增力倍数大，摩擦损失小，但无自锁性能。常与动力装置连用，故在机械化装置中广泛应用。 联动夹紧机构：利用一个原始作用力实现多件或单件的多点多向同时夹紧的机构称为联动夹紧机构。定心夹紧机构：定心夹紧机构是一种能够同时实现定位和夹紧的特殊夹紧机构。它的定位原件也是夹紧原件，它将工件定位并夹紧以后，能使其定位面的中心或对称中心固定在规定的位置。定心夹紧机构可以分为刚性定心夹紧机构和弹性定心夹紧机构。刚性定心夹紧机构定心精度不高，但夹紧行程大，常用在粗加工，弹性定心夹紧机构定位精度高，但夹紧行程小，常用与精加工。4.5夹具体夹具上的各个元件和装置通过夹具体连成一个整体，安装到机床上，通过夹具体它的结构形状尺寸及大小，与变速箱上盖零件息息相关，受切削力及重力的影响夹具毛坯的类型有铸造夹具体、焊接夹具体、锻造夹具体、装配夹具体。在本次设计中，通过对各种夹具体的优缺点分析，我选用铸造夹具体。铸造夹具体的优点：工艺性好，可以铸成许多复杂形体。具有较好的抗压强度和刚度，以及切削性好。铸造夹具体：但生产周期长，需要时效处理，以消除内应力。常用材料灰铸铁，要求强度高时用铸钢，要求重量轻时用铸铝。目前铸造夹具体的应用最广。夹具体应满足的要求：（1）应有足够的强度和刚度。在加工过程中，夹具体要承受较大的切削力和夹紧力。为保证夹具体不会产生不允许的变形或振动，夹具体应有足够的驱动和刚度。（2）求结构简单和装卸方便。在保证强度和刚度的前提下。尽可能体积小重量轻。（3）构工艺性好，夹具体应便于制造、装配、检验和维修。例如：铸造夹具体上安装各种元件的表面应铸造出35mm凸台。（4）排除，切屑要方便。（5）具体在机床上安装稳定可靠。（6）适当的精度和尺寸稳定性。夹具体上的重要表面，如安装定位元件的表面，夹具体的安装基面，应有适当的尺寸和形状精度，它们之间还应有适当的位置精度。 4.6专用夹具夹紧动力元件选用为保证变速箱上盖的使用要求，需加工变速箱上盖同轴线的4mm孔、M8mm螺纹底孔6.7mm和锪沉孔8.5mm深2mm，从而设计气动夹紧装置，保证工件的加工精度和加工质量。4.7钻模板与导引元件的设计钻模板是供安装钻套用的。要求具有一定的强度和刚度，以防止由于变形而影响钻套的位置精度和导向精度。钻套即导引元件，在钻模中的作用是保证被加工孔的位置精度，引导刀具防止其在加工过程中发生偏斜，提高刀具的刚性，防止加工时的振动。根据加工变速箱上盖同轴线的4mm孔、M8mm螺纹底孔6.7mm和锪沉孔8.5mm深2mm的要求可以先钻再扩，后用平头钻三次加工，也可以用钻扩复合刀具一次加工获得。本次设计利用复合刀具一次加工。但综合考虑采用快换钻套。钻模板的设计如下图：图 32其中各个元件：1快换钻套 2钻模板 3衬套 4圆柱销 5螺钉 更换钻套时将钻套缺口转至螺钉处，即可取出钻套。削边的方向应考虑刀具的旋向，以免钻套自动脱出。4.8夹具体的设计与夹具方案4.8.1夹具体设计夹具体的材料为HT200，为铸件，应进行人工时效处理，技术要求和尺寸详见夹具体零件图。4.8.2夹具体设计根据变速箱上盖形状特点知应选择轴向方向为夹紧的方向，变速箱上盖的左端面及底面为被夹紧的两面。并选择气动夹紧机构为夹紧机构。 转动配气阀手柄，压缩空气进入气缸，活塞杆推动与活动接头连接的压板加紧工件，同时压板推动柱销前进，将工件端面牢固的压在定位元件上。由以上各主要元件的设计，将各部分连成一整体，够成钻模板的装配图。如下图所示：图 334