289 拖拉机半轴壳铣床夹具设计【毕业论文+cad图纸+proe】【机械全套资料】
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289 拖拉机半轴壳铣床夹具设计【毕业论文+cad图纸+proe】【机械全套资料】,拖拉机,半轴壳,铣床,夹具,设计,毕业论文,cad,图纸,proe,机械,全套,资料
- 内容简介：
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课题名称 : 拖拉机半轴套铣床夹具设计 课题类型 : 设 计 应 用 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机制 052 姓 名： 谢李华 指导老师： 曾 一 凡 提交时间 : 2009年 5月 半轴壳在后桥机构中的功用 (示意图 ) 1、 4半轴壳 2356789 分段式桥壳一般分为两段，由螺栓 1将两段连成一体。分段式桥壳比较易于铸造和加工。 零件图 半轴壳 加工工艺过程 工序号 工序名称 工序内容 设备 1 车端面 车左端面 车床 2 粗车端面、外圆 粗车右端面、外圆及左右两大端面 车床 3 半精车端面外圆 半精车右端面、外圆及左右两大端面 车床 4 铣圆柱面 铣 4个 28 铣床 5 6 铣圆柱面 铣斜面 铣 36铣 10度倾角的斜面 铣床 铣床 7 钻孔 钻左端面 6个 钻床 8 钻孔 钻右端面 8个 钻床 9 钻孔 钻 4个 11深 24的孔 钻床 10 攻丝 在 11的孔中攻 0的螺纹 钻床 车削阶段已达到的工艺要求 本次承担的加工内容 个 28,表面粗糙度 36,表面粗糙度 25. 26中铣出 10 斜面 ,表面粗糙度 设计思路 工件的加工工艺分析 确定夹具的结构方案 定位方案 夹紧方案 方案误差 夹具对定位 分析及确定 分析及确定 分析 方案的确定 绘制夹具总图 定位方案一 优点 :定位表面充分利用上道工序的加工表面 ,形位误差小 ,定位准确 ,方便 在加工时受力均匀 ,不易破坏已加工表面 整体刚性强度大 . 缺点 :工件机构较大 ,定位表面接触面积大 ,成本高 . 定位方案二 优点 :型块的对中性好，夹具体简单，定位方便快捷定位表面接触面积小，易加工，成本低 缺点：由于工件是通过两短圆柱表面和确定前后两型块的相对高度来定位工件较长，因此整体刚性不强，工件在加工时易变形或被破坏 夹具对定方案的确定 本方案铣床夹具在机床上的定位是以夹具体的底面与辅助底板接触 ,再由辅助底板与机床工作台的接触 ;再通过两个定向键与机床工作台的型槽相连接来实现的。在铣斜面时 , 调整夹具体与铣床工作台的相对位置。刀具的对刀位置视工序而定 . 夹具与铣床的连接 加工方式示意图 立铣刀 圆盘铣刀 方案误差分析 分析此夹具定位方案可知 ,由于该工件是通过两外圆柱面和端面与夹具的接触来定位 ,再加上轴向尾架顶尖的螺旋压紧力 ,保证轴向不移动 . 由于工件在上道加工工序中的精度已足够满足本道工序的定位加工 ,且本道加工工序对尺寸精度和位置度要求并不高 ,只是尺寸上的界定。且定位基准和工序基准重合。故影响其定位误差的因素只有一项：工件外圆柱面和夹具体内孔的配合引起的误差，即基准位置误差。 定位误差计算 夹具装配图 总装图 夹具体通过弧型槽转过 10 角 ,铣削 10 斜面 零件图 夹具体 辅助底板 装配过程图 分解图 1: 分解图 2: 敬请各位老师批评指正 谢 谢！ 江西农业大学 工学院 工艺规程 零件图号 33431零件名称 拖拉机半轴壳 班 级 机制 052 班 姓 名 谢李华 指导老师 曾一凡 2009 年 5 月 18 日 江西农业大学 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 件图号 33431产品名称 半轴壳 零件名称 半轴壳 共 1 页 第 1 页 工序图见附页 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 大金工 端面 15 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 每台件数 铸造件 31820 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式铣床 1 夹 具 编 号 夹 具 名 称 切削 液 铣床专用夹具 工序工时 准终 单件 13步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴 转速 (r/切削 速度 (m/进给 量 (mm/r) 切削 深度 (进给次数 工步工时 机动助2 4 个 28端面 铣床专用夹具 ,游标卡尺 ,塞尺 ,圆盘 铣刀 220 55 5 1 3 3 36端面 铣床专用夹具 ,游标卡尺 ,塞尺 ,立铣刀 220 20 3 1 2 10 度倾角的端面 铣床专用夹具 , 万能角度尺 ,立铣刀 220 20 1 设计（日期） 审核（日期） 标准化（日期） 会签（日期） 校对（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 更改文件号 签字 日期 机 械 加 工 工 序 卡 附 页 40孔 深 24132学校代码： 10410 序 号： 050453 本 科 毕 业 设 计 题目： 拖拉机半轴 壳 铣床夹具设计 学 院 ： 工 学 院 姓 名 ： 谢 李 华 学 号 ： 20050453 专 业 ： 机械设计制造及其自动化 年 级 ： 机制 05（ 2）班 指导教师 ： 曾一凡 二 年 五 月 拖拉机半轴壳铣床夹具设计 - 摘 要 机床夹具是在金属切削加工中 ,用以准确地确定工件位置 ,并将其牢固地夹紧 ,以接受加工的工艺设备 . 本着夹得快 ,夹得牢 ,夹得准的设计原则和在经济 ,高效的市场观念指导下进行本次毕业设计 。 汽车半轴壳是汽车的重要部件之一 。 它既要承受车体和车载的全部质量，还要承受汽车在行驶过程中由于道路不平而引起的冲击力和扭矩，并要保证在行驶过程中不发生变形，而半轴 在其内旋转自如。由拖拉机半轴壳零件图可知零件的基本结构和加工要求。该工件铸成后要达到图纸所示的加工要求要分三阶段完成，第一阶段需车削四个端面和两个外圆；车削后第二阶段铣削三个端面，其中两个是为了钻孔而做的前期工作，而有 10 度倾角要求的端面是零件结构的要求。完成前两阶段加工后再对两个端面钻通孔，各端面孔的位置要求为均布。据些分析设计铣床夹具 。 关键词 ： 铣削 夹具 工件 定位 精度 he is in by In of in on is of in in in by to 0 is to to is to 拉机半轴壳铣床夹具设计 - 目录 1 绪论 . 1 言 . 1 题总体任务概述 . 1 2 工件的加工工艺分析 . 4 . 5 位方案选择及定位元件设计 . 5 位误差分析 . 7 具对定方案的确定 . 8 见图纸 ) . 9 削力的计算 . 9 盘铣刀 粗齿锥柄立铣刀 .紧力的计算 . 10 5. 确定夹具的主要尺寸 ,公差及技术要求 . 12 夹具总图上应标尺寸 ,公差 . 12 夹具总图应标注的技术条件 . 12 . 13 . 14 8 致谢 . 15 拖拉机半轴壳铣床夹具设计 1 1 绪论 言 机床夹具是在金属切削加工中 ,用以准确地确定工件位置 ,并将其牢固地夹紧 ,以接受加工的工艺设备 可靠地保证工件的加工质量 ,提高加工效率 ,减轻劳动强度 ,充分发挥和扩大机床的工艺性能 机床夹具在机械制造中占有重要的地位 . 夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。 本着 夹得快 ,夹得牢 ,夹得准的设计原则和在经济 ,高效的市场观念指导下进行本次毕业设计 合理 ,优化设计夹具装置 快捷 ,低廉 ,高效 . “工欲善其事，必先利其器”，这是我国历史上劳动人民在生产斗争中对工具重要性所作的结论。在现代化生产中，工具（工装夹具）的作用也是如此。 在机械制造工业中，为了达到保证产品质量、改善劳动条件、提高劳动生产率及降低成本的目的，在工艺过程中，除机车等设备外，还大量使用这种工艺装备。它包括机具、模具、刀具、辅助工具及测 量工具等。因此，广义地说，夹具是一种保证产品质量并便利和加速工艺过程的一种工艺装备。不同的夹具，其结构形式、工作情况、设计原则都不相同，但就其数量和在生产中所占的位置来说，应以“机床夹具”为先。 所谓机车夹具就是机车上所使用的一种辅助设备，用它来准确地确定工件与刀具的相对位置，即将工件定位和夹紧，以完成加工所需要的相对运动。所以机床夹具是用以使工件定位和夹紧的机床附加装置。 鉴于目前机械加工中大多是采用通用的机床加上各种夹具、辅助工具及刀具等进行产品的生产，工艺准备工作比较繁重，夹具设计和制造的工作 量显得更为突出，往往成为生产准备工作的关键。因此，提高夹具设计水平，缩短设计时间，就成为生产准备中的一个重要问题。要做好夹具设计工作，应当具备必要的基本知识，掌握合理的设计方法，了解产品的具体条件。此外，还应考虑到夹具的制造工艺，并与产品工艺规程和刀具、辅助工具和测量工具设计相联系 。 题总体任务概述 拖拉机半轴壳铣床夹具设计 2 汽车半轴 壳 是汽车的重要部件之一，汽车的行驶是由发动机通过中间传动轴，将动力传送到汽车后桥的后半轴，再有后半轴带动车轮完成的。后桥上，左右两侧各有一支 半轴壳 管，其一端与后桥壳压配成一体，另一端安装有轮毂 轴承。它既要承受车体和车载的全部质量，还要承受汽车在行驶过程中由于道路不平而引起的冲击力和扭矩，并要保证在行驶过程中不发生变形，而半轴在其内旋转自如。因此，对 半轴壳 在重要配合表面的精度和整体结构的刚度和强度要求较高。 在本次毕业设计中 , 所要求加工的工件为一铸铁拖拉机 半轴壳 零件，其材料为 由拖拉机 半轴壳 零件图可知零件的基本结构和加工要求。该工件铸成后（工件零件图参见附录）要达到图纸所示的加工要求要分三阶段完成，第一阶段需车削四个端面和两个外圆，并满足各端面的平面度和垂直度 的要求及前后两外圆的同轴度要求 ,作为后面加工的主要定位基准；车削后第二阶段铣削三个端面，其中两个是为了钻孔而做的前期工作，而有 10 度倾角要求的端面是零件结构的要求。完成前两阶段加工后再对两个端面钻通孔，各端面孔的位置要求为均布，并且为了保证连接紧凑，法兰面不光滑平整的情况下需要在通孔周围刮深 8的孔。在前期车好端面和钻好孔的情况下，可以方便的利用其对钻两排孔进行定位。 整个加工工艺过程可用下表表示 工序号 工序名称 工序内容 设备 1 粗 车端面 、外圆 粗 车左端面 、外圆 车床 2 粗车端面、外圆 粗车右端面、外圆 车床 3 半精车端面 、 外圆 半精车 左 右端面、外圆 车床 4 铣 圆柱 面 铣 4个 28铣床 5 铣 圆柱 面 铣 36端面 铣床 6 铣 斜 面 铣 10 度倾角的端面 铣床 7 钻孔 钻左端面 6个 钻床 8 钻孔 钻右端面 8个 钻床 9 钻孔 钻 4个 11深 24的孔 钻床 拖拉机半轴壳铣床夹具设计 3 10 攻丝 在 11的孔中攻 0的螺纹 钻床 加工该零件的夹具设计由我和其它两位同学负责设计。其中本人负责铣床夹具的设计。 工件已达到的尺寸 ,位置精度如 图 1以看出，左右两端面和外圆的尺寸，位置精度要求高，为重要的配合表面。也可作为本道工序的参考定位基准。在铣削加工中 ,对 36 ， 4- 28 的端面进行铣削 ,并在 26 端面铣削出 100 斜面 夹具特点必须与机床相匹配 。 图 1铣床专用夹具的设计特点 (1) 由于铣削过程不是连续切削 ,且加工余量较大 ,切削力较大而方向随时都可能在变化 。 所以夹具应有足够的刚度和强度 ,夹具的重心应尽量低 ,夹具的高度和宽度之比应为 1应有足够的排屑空间 。 (2) 夹紧装置要有足够的刚度和强度 ,保证必需的夹紧力 ,并有良好的自锁功能 ,一般在铣床夹具上特别是粗铣 ,不宜采用偏心夹紧 。 (3) 夹紧力应作用在工件刚度较大的部位上 ,工件与主要定位元件的定位表面接触刚度要大 。 当从侧面压紧工件时 ,压板在侧面的着力点应低于工件的侧拖拉机半轴壳铣床夹具设计 4 面支承点 。 (4) 为了调整和确定夹具与铣刀的相对位置 ,应正确选用对刀装置 ,对刀装置在使用塞尺方便和易于观察的位置 ,并应在铣刀开始切入的一侧 。 (5) 切屑和冷却液应能顺利排出 ,必要是要开排屑空 。 (6) 为了调整和确定夹具与机床工作台轴线的相对位置 ,在夹具体的底面应具有两个定向键 ,定向键与工作台 型槽宜用单面贴合 ,当工作台 型槽平整时可采用圆柱销 ,精度高的或重型夹具宜采用夹具体上的找正基面 。 根据上述特点结合实际设计本道工序的夹具 ,具体步骤如下所述 。 2 工件的加工工艺分析 分析图纸可知，工件在上道车削工序中已加工并达到要求的尺寸包括 8 f的外圆，表面粗糙度为 6 g的外圆尺寸，表面粗糙度为 外圆的端面的表面粗糙度均为 左右两外圆的同轴度为 。 145 与 168 的外圆端面 的平面度为 与两外圆的中心线的垂直度要求均为 了方便描述，今设 5 的外圆表面， 45 的端面， 68 的端面， 18 的外圆表面，如图 2 图 200 斜面和 36 端面时，应该保证 26 的中心线垂直于设计基准，且该中心线是钻孔加工工序中的工序基准，铣削 36 端面是为便于钻孔，因此，在铣削加工过程中，位置度要求较高，而两待加工表面的粗糙度要求较低。 8 时，工序图上并未就平面度和位置度作严格要求，表面粗糙度为拖拉机半轴壳铣床夹具设计 5 明此项形位要求较低，只要加工到一定程度便于下道工序钻孔即可，因此，不必做重点要求 。 计 位方案 选择 及 定位元件 设计 分析零件的结构及尺寸要求可知，在加工 4 28 的高度 90 时 应以两孔之间的轴线为工序基准；在加工 26 是的 100 斜面 时 应以 C 面为工序基准，高度 120 时 应以两孔之间的轴线为工序基准；在加工 36是高度 53时 应以两孔之间的轴线为工序准。所以在加工时两孔之间的轴线是非常重要的工序基准。根据 基准重合的原则，可以用外圆面 样在加工尺寸 90、 120、 53 时，定位基准与工序基准重合 ；在加工100 斜面 时用 工序基准与定位基准重合。 定位方案 1如图 3 图 3拖拉机半轴壳铣床夹具设计 6 定位方案 2如图 3 图 3位方案二 定位方案分析分析及选择： 分析方案一可知：图 3件以已加工端面 C,该工件的零件图可知， 的工序基准重合： 对 48 铣削时，虽然基准不重合，但由于是对 4个圆柱端面进行铣削，造成的误差方向不一致，故基准不重合误差可忽略，所以这样选择定位基准是可行的。可限 制工件的五个自由度。再通过挡位柱控制工件的绕中心线的转动自由度。从而实现完全定位。 分析方案二可知：图 3件通过两 保证工件的中心线与夹具体正确的位置关系。但由于工件 A， D 两外圆端面与 V 型块的接触长度较小，只是限制工件的四个自由度，工件在轴向方向上的移动自由度并没有得到限制，挡位柱可控制工件的绕中心线的转动自由度。故第二种方案限制了工件的 5个自由度，为不完全定位。 综合分析上述两种方案，选择第一种方案作为定位方案。 考虑到加工时装卸方 便 ,生产高效 ,及经济性 ,产品为中批量生产 ,采用一次装夹完拖拉机半轴壳铣床夹具设计 7 成加工 53T 立式铣床 ,铣削 4- 28 的圆柱端面时用圆柱铣刀（ D 80,Z 8），铣削 36 的端面和铣削 100 斜面时采用 粗齿锥柄立铣刀 (D=30,Z=4)。 在铣削 36 的端面后，调整夹具体与辅助底板的相对位置 。 进而实现与铣刀端面的正确位置。 铣削 100 斜面。调整方案如图 3 图 300 斜面定位图 位 误差 分析 分析此夹具 定位 方案可知 ,由于该工件是通过两外圆 柱面和 端面与夹具的接触来定位 ,再加上轴向尾架顶尖的螺旋压紧力 ,保证轴向不移动 . 由于工件在上道加工工序中的精度已足够满足本道工序的定位加工 ,且本道加工工序对尺寸精度和位置度要求并不高 ,只是尺寸上的界定 。且定位基准 和工序基准重合。 故影响其定位误差的因素只有 一项：工件外圆柱面和夹具体内孔的配 合引起的误差 ，即基准位置误差 。 在 此 基础上进行拖拉机半轴壳铣床夹具设计 8 定位 误差 分析。 定位误差的计算公式为 ： 不重位置定位 ； 其中不重=0； 工件外圆柱面和夹具体内孔的配合引起的误差： m i n m a T d 定 位； 其中 :d=以 定 位=表得 : P=1330N 式中 指 铣刀刀齿切入和切出工件过程中 , 接触弧在垂直走刀方向平面中测得的投影长度 ,取值 5 取 D 铣刀直径 80 拖拉机半轴壳铣床夹具设计 10 6 z 铣刀的齿数 8。 齿锥柄立铣刀 工件材料 : 球墨铸铁 刀具材料 :高速钢 铣刀类型 :粗齿 锥柄立铣刀 P= 查表得 : P=1126 N 式中 刀铣削时 ,考虑工件材料及铣刀类型的参数 ,本式中取 30； 只铣刀刀齿切入和切出工件过程中 , 接触弧在垂直走刀方向平面中测得的投影长度 取值 3 D 铣刀直径 30 6 z 铣刀的齿数 4； 刀铣削时 ,考虑工件材料机械性能不同的 修正参数 ； 工件材料的布氏硬度值（取最大值）。 紧力的计算 夹紧力的确定 : 计算夹紧力时 ,通常将夹具和工 件看成是一个刚性系统 夹紧力 (大型工件还应考虑工件重力 ,运动的工件还应考虑惯性力等 )的作用情况 ,找出在加工过程中对夹紧最不利的瞬时状态 ,按静力平衡原理计算出理论夹紧力 再乘于安全系数作为实际所需夹紧力的数值 K 拖拉机半轴壳铣床夹具设计 11 式中 , N); 由静力平衡计算出的理论夹紧力 (N); 安全系数 K = 料及加工余量均匀性的基本安全系数 ,取 粗加工 )取 端面铣削 ,粗铣 ,含碳量高于 故选 断续切削 手动夹紧 取 接触点不确定 其中本夹具机构采用的夹紧装置是螺旋夹紧机构 :该类夹紧机构结构简单 ,夹紧可靠 ,通用性大 ,故在机床夹具中得到广泛应用 。 它的主要缺点是与液压机构相比该机构在夹紧和松开工件时比较费时和费力 ； 单个螺旋夹紧时产生的夹紧力按下列计算 : ( /21/ z(N) 式中 Q L r/ ,其值视螺杆端部的结构形式而定，查表可得： 1 表可得； 拖拉机半轴壳铣床夹具设计 12 经计算的： 250 250 经校核，满足强度和刚度要求。 夹具装配图 : 见图纸 夹具元件零件图 : 见图纸 具体装夹方式 : 见图纸 5. 确定夹具的主要尺寸 ,公差及技 术要求 夹具总图上应标尺寸 ,公差 (1) 560 280 209 (2)； (3)夹具体定向槽与定向键的配合为 2067 (4)辅助底板与定位元件的配合为 1867 (5) 辅 助底板与止位销的配合为67 夹具总图应标注的技术条件 (1)夹具体的六个凸台的表面粗糙度为 面度为 (2)辅助底板的平行度公差为 00； (3)夹具体与辅助底板的转动是通过弧型槽实现的 ,弧型槽与固定定位销的配合为 76 拖拉机半轴壳铣床夹具设计 13 通过 此次 毕业设计，使我在资料的准备、设计的规划、思维 创新 和自学能力等方面都有了较大的提高。并且在毕业前使个人能力有了一个 飞跃 。 设计期间，我 多次到工厂参观学习 ，对夹
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