变速箱壳体零件的铣面专用夹具设计【有PROE图】-[机械毕业设计论文]
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变速箱
壳体
零件
专用
夹具
设计
proe
机械
毕业设计
论文
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文档包括:
说明书一份。18页。5800字左右。
PPT答辩稿一份。
PRO-E装配图一份。
图纸共10张，如下所示
A0-装配图.dwg
A2-夹具体.dwg
A3-双头螺杆.dwg
A3-可调支柱.dwg
A3-定位块.dwg
A3-移动压板.dwg
A4-圆柱销.dwg
A4-定位插销.dwg
A4-定向键.dwg
A4-菱形销.dwg
- 内容简介：
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科 毕 业 论 文（设 计） 题目 ： 变速箱壳体铣面夹具设计 学 院： 工学院 姓 名： 贺 先 学 号： 20101137 专 业： 机械设计制造及其自动化 年 级： 2010 级 指导教师： 樊十全 职 称： 副 教授 二 0 一四 年 五 月 1 目录 摘要 . 2 一、前言 . 4 二、设计任务 . 4 三、铣床夹具的主要类型和设计特点 . 5 床夹具的主要类型 . 5 床夹具的设计特点 . 5 四、对加工零件的工艺分析 . 6 五、定位方案设计 . 6 板 与工件的定位 . 6 床与底板 的定位 . 6 六、定位误差分析与计算 . 7 位误差分析 . 7 位误差计算 . 7 七、夹紧方案设计 . 9 八、切削力计算 . 10 九、夹紧力计算 . 11 十、夹具体的设计 . 12 十一、技术条件制定 . 13 十二、夹具精度计算以及减少 误差的方法 . 14 夹具的精度计算 . 14 少误差分析 . 15 具精度的小结 . 15 十三、夹具工作原理的简介 . 15 十四、总结 . 16 参考文献 . 17 2 摘要 我们 此次实际的是用于铣削变速箱壳体的专用夹具，考虑到变速箱的形状，我们采用一面两销的定位方案，并通过拧紧和旋松螺母来实现夹具的装配和拆卸，这种设计操作简单，使用方便。 其中我们所设计的夹具它的定位元件为菱形销、圆柱形以及以及定位块的四个凸面，而加工零件的定位表面为与菱形销和圆柱形配合的俩个孔以及加工元件的底面。 关键词 ： 一面两销 ;变速箱 ;铣削 ;夹具 ;定位元件 3 e is of a we a to is to we of of a 4 一、前言 “ 工欲善其事，必先利其器 ”， 这是我国劳动人民的历史重要性的斗争的工具生产的结论。在现代生产中 ,夹具的作用 (设备 )。 无论在传统的制造业中 ,现代制造系统中 ,机床夹具是非常重要的 ,它在机械加工、焊接、热处理、检验、装配过程 ,为了安装加工 ,拥有正确的 定位 ,良好的产品质量 ,确保零件和提高生产效率 ,工艺设备所使用的夹具。在机器上的工件 ,必须使用夹 具装夹工件。工件装好 ,是确定相对于工件在机床上的位置正确。这一过程被称为 定位 。工件夹 ,对工件产生力量 ,让位于具有良好的位置将可靠的夹紧工件 ,这一过程称为夹紧。从夹紧的 到定位 ,整个过程 ,称为夹紧 。 在加工过程中 ,工件几何精度取决于机床的相对位置 ,严格地说 ,只有在机床、夹具、刀具 ,相对正确的关系工具 ,夹具和工件 ,表面加工精度之间的相对位置。显然 ,机床夹具的基本要求是正确的 ,牢牢地固定在一个给定的工件的位置。因此 ,除了保证机床夹具的制造精度应该够了 ,还应该是生产足够的刚度来抵抗变形和振动。机床夹具在机械加工中起着 非常重要的作用 :第一 ,缩短辅助时间 ,提高生产效率 ,降低加工成本。第二 ,保证加工精度 ,加工质量稳定。第三 ,减少工人的技术要求 ,降低劳动强度 ,保证安全生产。第四 ,扩大机床的过程 ,实现 “ 一台机器可以 ”; 第五 ,在自动化生产和组装线 ,容易平衡生产节奏 ,等。因此 ,机床夹具的设计和使用修改后的技术的重要方法之一。 二、设计任务 题目：变速箱壳体铣面夹具设计 也就是设计一个变速箱壳体手动可调 铣面 夹具，壳体为铸件，材料为 求年生产能力为 5000 件，为中批生产 。 具体如图下（ 1）： 5 图（ 1） 三、铣床夹具的主要类型和设计特点 床夹具的主要类型 铣床专用夹具大部分运用在 加工零件上的平面、沟槽、 花键 、 缺口 ，直线成型面和立体成型面等，由于在铣削加工中，多数情况是 工作台 好 夹具 一起做 进给运动，而夹具的整体结构又 主要 取决于铣加工的 进给 方式，因此铣床 专用 夹具可分为直线 、靠模 和 圆周进给 式三种类型。 床夹具的设计特点 第一，铣削 一般 为断续切削，且加 工 的 余量 比较 大，切削力较大 而且 方向 周 6 期性 变化，因此夹具整体应有 一定 的 强度 和 刚度 ， 另外 夹具的重心应尽可能 的 低；第二，夹紧 的 装置 应该要有一定 的 强度 和 刚度，确保必要 的夹紧力 ，并有较好的自锁性 ，一般铣床夹具不便采用偏心夹紧机构，粗铣更是这样 ；第三，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侧面支承点；第四，为了确定 和 调整铣刀 和 夹具 的相对位置 关系，应该 正确 选取 对刀 的 装置，对刀装置 也应设置在易观察 和 便用塞尺 的位置，并设在铣刀开始切入工件 的一端；第五，夹具结构应使切屑和冷却液能顺利排出，必要时应开排屑孔；第六，为了调整和确定夹具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俩个定向建，定向建与工作台 T 形槽宜用单面贴合；精度高的 甚至 重型夹具宜采用夹具体上的找正基面。 四、对加工零件的 工艺分析 在 平 铣削端面前，变速箱 壳体 的上下表面已加工好，俩定位孔 同样确保 了精度。具体为上下表面加工精度为平面度 糙度为 表面间的 间距为 俩孔则是先打中心孔，然后再钻孔，再扩孔最后再用绞刀精加工至 在铣削侧端面前 依据 所给 设计 的要求，直接铣削加工其表面粗糙度为 五、定位方案设计 板 与 工件的定位 底板与工件的定位是依据定位块简介来 完成 的。定位块是通过自身的端面 与底板 的 端面 贴合和四个内 6 角圆柱头螺钉、 底板 与 村套配合 而 完成 定位的。而定位块与工件的定位，以定位块上表面限制工件 Z 方向的移动、 X 方向方向转动以及 Y 方向的转动；以工件上内孔 1 作为轴线的定位基准，圆柱销 1 限制 X 方向的移动及 Y 方向的移动俩个自由 度。菱形销 2 则限制 Z 方向的转动的自由度。另外菱形销与圆柱 销的中心连线必须和菱形销长轴垂直，从而达到完全定位，我们称这种定位为一面二销定位。 床 与 底板 的定位 机床 与 底板的定位是由 T 形槽 与 俩个定向键、 T 形螺杆 以及 六角圆柱螺 7 钉 与压板将夹具固定在机床上， 从而 完成 所需 定位。 如图（ 2）所示 图（ 2） 六、定位误差分析与计算 位误差分析 工件逐个在夹具中定位时，各个工件的位置不一致的原因主要是基准不重合，而基准不重合又分为俩种情况：一是定位基准与限位基准不重合产生的基准位移误差；二是定位基准与工序基准不重合产生的基准不重合误差。 位误差计算 对于一面俩销的定位，如下图（ 3）是俩销反向移动 8 图（ 3） 查机床夹具设计手册表 1 基准位移误差： m 基准转角误差： L m t i 211 同理当圆柱销与菱形销移动方向相同时有 基准位移误差： m 111 基准转角误差 ： L m t m i 2211 其中式中1d为圆柱销的公差，1D为第一定位孔的公差 ； 2d为圆柱销的公差，2D为第二 定位孔的公差 ； 圆柱销与第一定位孔间 最小间隙 为 圆柱销 与 第二定位孔间 最小间隙 )(转角误差 同理当圆柱销与菱形销移动方向相同时有 基准位移误差 ： m 111 基准转角误差： L m t m i 2211 9 而基准不重合误差为重合=1d=位孔 1 与 圆柱销 配合为67定位孔 2 与 菱形销 配合为67属于 过盈配合，又因为的尺寸为 菱形销 圆柱销 的尺寸为 入基准误差公式得 m =定位误差 = 重合= L m t i 211 =x = 综上可知， 我们 这次的定位方案符合 设计 要求。 七、夹紧方案设计 我 们所 要加工的工件需要六点定位，工件三个方向都要被夹紧，如果工件 三方向分别设置夹紧机构，则夹具复杂且操作不便，为简化 加工时的 操作，其结构由底板、可调支柱，压缩弹簧，移动压板、平垫圈，双头螺杆等组成。在工件夹紧前，先旋松平底螺母，使 移动 压板松动向左右移动，再将工件 放置在加工位置出，而后定位之后，再将移动压板放置正确位子，最后再拧紧螺母即可。 根据 工件的 实际 尺寸，可设压板的长、高、宽分别为 1602544由 双头螺杆 和的 可调支柱尺寸大小，可以 选 用 螺母为压紧螺母。 10 其中夹紧图（ 4）如下： 八、切削力 计算 我们此次加工面为平面，工件材料为铸铁，故查现代机床夹具设计表4切削力 P=同理其中由一直条件查表 4得 294, 在高速钢铣刀铣削时，考虑工件材料及铣刀类型的系数；每齿进给量， B 为铣削宽度， mm;z 为铣刀齿数；虑工件材料机械性能笔筒的修正系数。其中 外查材料力学笔记其中b为取 700金属切削手册表 999 9取 铣削直径 d 为 100数取 10，工件铣削深度0削宽度取 80 将以上数据带入切削力公式得 P=有 P=294x x x x 554N 11 九、夹紧力 计算 按照我们的设计的工件和夹具的特点，查机械夹具设计手册可得其受力分析图（ 5） 图（ 5） 由理论力学力矩知识可知：选 其中 f=kW=中 K 为安全系数， P 为切削力 u 为夹紧元件与工件间的摩擦系数 L、 H、 l 为工件的大致受力尺寸 其中 L=现代机械机床夹具设计表 4 安全系数 K= 0K x 54321 x 6K 其中0其值取 K 为加工性质系数 精加工其取值为 12 2K 为刀具钝化系数 其取值为 3 断续切削其值为 4K 为夹紧的稳定性系数 手动夹紧其值为 其值操作方便为 件与支承面接触的情况系数 接触点稳定其值为 另外刀具铣削力 P 查机械夹具设计手册 和相应计算可知切削力 P 大概为1550N 代入安全系数公式可知 K=0入夹紧力公式可得 kW= 4 5 48 2 7 x 们此次采用的夹紧方式是螺旋夹紧机构，查机械夹具设计手册表 140用力为 100N 时螺母的夹紧力0W=7950N 由此可知0,因此夹紧机构满足加工所需夹紧力，故此设计是可行的 十、夹具体 的 设计 固定在夹具连接各种设备和组件的基础上 ,整体而言 ,最大的最复杂的 ,具有特定形状和大小取决于各种设备夹具布局和夹具和机床和加工过程中 ,夹具夹紧力、切削力和振动的影响 ,因此夹具必须有足够的强度和刚度。切削力生成的加工过程中 ,夹具的一些将会下降 ,减少累积过多会影响工件的定位和夹紧的可靠性 ,因此 ,夹具设计 ,必须考虑结构促进排泄。此外 ,经济的特定结构的混凝土结构和操作 ,方便拆卸 等。以下是夹具体的设计的基本要求 : 第一，保证再加工过程中不允许产生变形和震动，应有足够的强度和刚度，从而 13 保证不因夹紧力、切削力等外力作用下而产生不允许的变形和振动； 第二，在保证强度和刚度的条件下，力求结构简单、体积小、质量轻等； 第三，对铸件要进行时效处理，对于焊接夹具体要进行退火处理以清除内应力； 第四，为防止加工中切屑聚集在定位元件工作表面或其他装置中而影响工件的正确定位和夹具正常工作。 由此，根据所铣削工件的尺寸、俩面一销的定位方案和刀具的对刀方式与夹紧力的作用点和方向以及其他组成部分的结构 形式等来确定夹具体的形式和结构，则推知夹具体的尺寸长为 430 200，厚 24图（ 5）所示 图 (5) 十一、技术条件制定 的垂直度要求 准 C 与基准 D 的公共连线的平行度要求为 14 十二、夹具精度计算以及减少误差的方法 夹具的精度计算 机床夹具是用来确保正确的工件相对位置的工具 ,和主要取决于产品的加工精度和工件之间的相对位置的工具 ,在加工过程中 ,夹具精度直接影响产品的质量。夹具设计 ,为了保证工件的制造精度定位 ,必须在正确的地方 ,并保持一个或多个处理的立场没有改变 ,第一选择良好的定位面 ,第二考虑合理的锚点的位置。定位定位不准确 ,工件定位和方向变化的必然结果 ,使工件的几何误差 ,从而使各种因素的综合分析必须精心设计。由于工件 ,错误是独立的随机变量 ,所以整体的加工 误差。 2222 ,另外夹具的精度必须满足 其中定位误差：基准位置误差： 是塞尺的制造误差： S = 是对刀块工作表面至定位元件的尺寸公差： G =其中他们之间的关系如图（ 5） 图（ 5） 15 带入公式得 22 由此可知我们所设计的夹具满足以上要求 . 少误差分析 第一，在机床上找正夹具的位置； 第二，定位件装在夹具体上以后再最后加工定位件的工作表面； 第三，夹具安装在机床 上以后再加工定位件的工作表面。 具精度的小结 为更高的加工精度 ,精度分析应给予。机床夹具是五花八门 ,但只要你知道每个错误代表的含义 ,理解错误计算原理 ,考虑到夹具设计过程的主要因素和关键问题 ,根据加工精度的计算可以用夹具布局是正确的 ,尺寸公差。工件加工精度结果明显合适的参数 ,使夹具可以保证长时间的加工精度。 十三、夹具 工作原理 的 简介 接下来我们来简述一下夹具的工作原理：夹具体首先固结在 铣面 机床上，并用底面 安放 定向键用于与铣床工作台 的定位；其次， 由夹具体 分别 与定位块 和工件固结，形成一面 贴合 ；然后通过菱形销和圆柱销将工件固结在定位块上，期间，菱形销与圆柱销的中心连线应垂直菱形销的长边，从而形成一面俩销的定位原则；再通过旋动螺母来左右移动夹板来对工件形成夹紧， 依靠后面的夹紧 和 前者的定位 从而达到了 所需 装夹；最后，开始对工件进行铣切 所需 加工。由此我们这次设计的夹具的 配图如图（ 6） 16 图 (6) 十四、总结 这次的毕业设计论文是我们大学阶段的最后一次考试，也是我们大学四年学习的的一次理论到实践的一次
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