变速箱体加工工艺及夹具设计

更多相关文档资源请访问HTTP/WWWDOCINCOM/LZJ781219完整CAD设计文件以及仿真建模文件，资料请联系68661508索要毕业设计设计题目变速箱体工艺工装设计系别专业班级姓名学号设计小组指导教师完成时间变速箱体加工工艺及夹具设计摘要本设计要求“以质量求发展，以效益求生存”，在保证零件加工质量的前提下，提高了生产率，降低了生产成本，是国内外现代机械加工工艺的主要发展方面方向之一。通过对变速箱体零件图的分析及结构形式的了解，从而对变速箱体进行工艺分析、工艺说明及加工过程的技术要求和精度分析。然后再对变速箱体的底孔、轴承孔的加工进行夹具设计与精度和误差分析，该工艺与夹具设计结果能应用于生产要求。ABSTRACTTHISPAPERREQUIRESTHAT“WITHQUALITYBEGDEVELOPMENT,WITHBENEFITSSEEKTOLIVEONTOSTORE“,UNDERTHEPREREQUISITEOFGUARANTEEINGTHEQUALITYOFELEMENTPROCESSING,HAVERAISEDPRODUCTIVITYANDREDUCEDPRODUCTIONCOST,ISONEOFMAINLYDIRECTIONOFDOMESTICANDINTERNATIONALMODERNMACHININGTECHNOLOGYDEVELOPINGTHROUGHKNOWINGANDANALYSISTHECONFIGURATIONOFTHECASINGPARTDRAWINGFORWH212GEARREDUCER,SOASTOANALYSISTHEPROCESS,MAKEPROCESSEXPLANATIONANDANALYSISTHETECHNICALREQUIREMENTANDTHEPRECISIONOFGEARREDUCERTHEN,CARRYOUTTHEDESIGNOFCLAMPINGAPPARATUSANDANALYSISTHEPRECISIONANDERRORFORTHEPROCESSINGOFBEARINGHOLEANDTHEBASEHOLEOFTHECASINGOFGEARREDUCER,THISTECHNOLOGYANDTHEDESIGNRESULTOFCLAMPINGAPPARATUSCANAPPLYINPRODUCTIONREQUIREMENT关键词变速箱体加工工艺定位夹具设计KEYPHRASEPRINCIPALAXIS,PROCESSINGTECHNOLOGY,FIXEDPOSITION，TONGSDESIGN前言加工工艺及夹具毕业设计是对所学专业知识的一次巩固，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。随着我国机械工业生产的不断发展,机床夹具的改进和创造已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务。课题背景及发展趋势材料、结构、工艺是产品设计的物质技术基础，一方面，技术制约着设计；另一方面，技术也推动着设计。从设计美学的观点看，技术不仅仅是物质基础还具有其本身的“功能”作用，只要善于应用材料的特性，予以相应的结构形式和适当的加工工艺，就能够创造出实用，美观，经济的产品，即在产品中发挥技术潜在的“功能”。技术是产品形态发展的先导，新材料，新工艺的出现，必然给产品带来新的结构，新的形态和新的造型风格。材料，加工工艺，结构，产品形象有机地联系在一起的，某个环节的变革，便会引起整个机体的变化。工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种，对中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对机床夹具提出更高的要求。夹具的基本结构及夹具设计的内容按在夹具中的作用,地位结构特点,组成夹具的元件可以划分为以下几类1定位元件及定位装置；2夹紧元件及定位装置或者称夹紧机构；3夹具体；4对刀,引导元件及装置包括刀具导向元件,对刀装置及靠模装置等；5动力装置；6分度,对定装置；7其它的元件及装置包括夹具各部分相互连接用的以及夹具与机床相连接用的紧固螺钉,销钉,键和各种手柄等；每个夹具不一定所有的各类元件都具备,如手动夹具就没有动力装置,一般的车床夹具不一定有刀具导向元件及分度装置。反之,按照加工等方面的要求,有些夹具上还需要设有其它装置及机构,例如在有的自动化夹具中必须有上下料装置。专用夹具的设计主要是对以下几项内容进行设计（1）定位装置的设计；（2）夹紧装置的设计；（3）对刀引导装置的设计；（4）夹具体的设计；（5）其他元件及装置的设计。目录111摘要112前言12变速箱体加工工艺规程设计321零件的分析3211零件的作用3212零件的工艺分析322机体加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施4221确定毛坯的制造形式4222基面的选择4223确定工艺路线4224机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定5225确定切削用量623小结223专用夹具设计2331加工左端平面镗孔夹具设计23311定位基准的选择23312切削力的计算与夹紧力分析23313夹紧元件及动力装置确定24314镗套、镗模板及夹具体设计25315夹具精度分析27316夹具设计及操作的简要说明2732小结394结束语40参考文献41致谢282变速箱体加工工艺规程设计21零件的分析211零件的作用题目给出的零件是变速箱体，它的主要的作用是用来支承、固定的。它的主要任务是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速，同时主轴箱分出部分动力将运动传给进给箱。变速箱体中的主轴是车床的关键零件。主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件的加工质量，一旦主轴的旋转精度降低，则机床的使用价值也将大打折扣。212零件的工艺分析零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，减震性能良好。传动箱体需要加工表面以及加工表面的位置要求。现分析如下（1）主要加工面1）铣上下平面保证尺寸230MM，平行度误差为0032）铣侧面保证尺寸200平行度误差为0023）镗上、下面平面各孔至所要求尺寸，并保证各位误差要求4）钻侧面5M10螺纹孔5）钻孔攻丝上平面各孔（2）主要基准面1）以下平面为基准的加工表面这一组加工表面包括变速箱体上表面各孔、变速箱体上表面2）以下平面为基准的加工表面这一组加工表面包括主要是下平面各孔及螺纹孔22变速箱体加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施变速箱体的结构特点机体是机器和部件的基础零件,由它将机器和部件中许多零件连接成一个整体,并使之保持正确的相互位置,彼此能协调地运动常见的箱体零件有各种形式的机床主轴箱减速箱和变速箱等各种箱体类零件由于功用不同,形状结构差别较大,但结构上也存在着相同的特点1尺寸较大机体通常是机器中最大的零件之一,它是其他零件的母体,如大型减速箱体长达56M,宽34M,重5060吨,正因为它是一个母体,所以它是机器整体的最大零件2形状复杂其复杂程度取决于安装在箱体上的零件的数量及在空间的相互位置,为确保零件的载荷与作用力,尽量缩小体积有时为了减少机械加工量或减轻零件的重量,而又要保证足够的刚度,常在铸造时减小壁的厚度,再在必要的地方加筋板凸台凸边等结构来满足工艺与力的要求3精度要求有若干个尺寸精度和相互位置精度要求很高的平面和孔，这些平面和孔的加工质量将直接影响机器的装配精度，使用性能和使用寿命。4有许多紧固螺钉定位箱孔。这些孔虽然没有什么特殊要求。但由于分分布在大型零件上，有时给加工带来很大的困难。由于箱体有以上共特点，故机械加工劳动量相当大，困难也相当大，例如减速箱体在镗孔时，要如何保证位置度问题，都是加工过程较困难的问题。二箱体的材料、毛坯及热处理1、毛坯种类的确定。常用毛坯种类有铸件、锻件、焊件、冲压件。各种型材和工程塑料件等。在确定毛坯时，一般要综合考虑以下几个因素（1）依据零件的材料及机械性能要求确定毛坯。例如，零件材料为铸铁，须用铸造毛坯；强度要求高而形状不太复杂的钢制品零件一般采用锻件。（2）依据零件的结构形状和外形尺寸确定毛坯，例如结构比较的零件采用铸件比锻件合理；结构简单的零件宜选用型材，锻件；大型轴类零件一般都采用锻件。（3）依据生产类型确定毛坯。大批大量生产中，应选用制造精度与生产率都比较高的毛坯制造方法。例如模锻、压力铸造等。单件小批生产则采用设备简单甚至用手工的毛坯制造方法，例如手工木模砂型铸造。（4）确定毛坯时既要考虑毛坯车间现有生产能力又要充分注意采用新工艺、新技术、新材料的可能性。本减速器是大批量的生产，材料为HT200用铸造成型。2毛坯的形状及尺寸的确定毛坯的尺寸等于零件的尺寸加上（对于外型尺寸）或减去（对内腔尺寸）加工余量。毛坯的形状尽可能与零件相适应。在确定，毛坯的形状时，为了方便加工，有时还要考虑下列问题（1）为了装夹稳定、加工方便，对于形状不易装夹稳固或不易加工的零件要考虑增加工艺搭子。（2）为了提高机械加工的生产率，有些小零件可以作成一坯多件。（3）有些形状比较特殊，单纯加工比较困难的零件可以考虑将两个甚至数个合制成一个毛坯。例如连杆与连杆盖在一起模锻，待加工到一定程度再切割分开。在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。3毛坯的材料热处理长期使用经验证明，由于灰口铸铁有一系列的技术上（如耐磨性好，有一定程度的吸震能力、良好的铸造性能等）和经济上的优点，通常箱体材料采用灰口铸铁。最常用的是HT200，HT2547，当载荷较大时，采用HT3054，HT3561高强铸铁。箱体的毛坯大部分采用整体铸铁件或铸钢件。当零件尺寸和重量很大无法采用整体铸件（受铸造能力的限制）时，可以采用焊接结构件，它是由多块金属经粗加工后用焊接的方法连成一整体毛坯。焊接结构有铸焊、铸煅焊、煅焊等。采用焊接结构可以用小的铸造设备制造出大型毛坯，解决铸造生产能力不足的问题。焊前对各种组合件进行粗加工，可以部分地减轻大型机床的负荷。毛坯未进入机械加工车间之前，为不消除毛坯的内应力，对毛坯应进行人工实效处理，对某些大型的毛坯和易变形的零件粗加工后要再进行时效处理。毛坯铸造时，应防止沙眼、气孔、缩孔、非金属夹杂物等缺陷出现。特别是主要加工面要求更高。重要的箱体毛坯还应该达到规定的化学成分和机械性能要求。221确定毛坯的制造形式零件的材料HT200。由于年产量为4000件，达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸较大，铸造表面质量的要求高，故可采用铸造质量稳定的，适合大批生产的金属模铸造。便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。222基面的选择（1）粗基准的选择对于本零件而言，按照互为基准的选择原则，选择本零件的下表面作为加工的粗基准，可用装夹对肩台进行加紧，利用底面定位块支承和底面作为主要定位基准，以限制Z、Z、Y、Y、五个自由度。再以一面定位消除X、向自由度，达到定位,目的。（2）精基准的选择主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用已加工结束的上、下平面作为精基准。223确定工艺路线表21工艺路线方案一工序1钻箱体直径18孔工序2钻前端面各孔工序3镗左平面各孔工序4镗右平面各孔工序5粗,精铣上平面至尺寸工序6粗,精铣下平面工序7粗,精铣左端平面工序8粗,精铣右端平面工序9粗,精铣前端平面工序10粗,精铣后端平面工序11钳工,去除锐边毛剌工序12检验表22工艺路线方案二工序1粗,精铣上平面至尺寸工序2粗,精铣下平面工序3粗,精铣左端平面工序4粗,精铣右端平面工序5粗,精铣前端平面工序6粗,精铣后端平面工序7钻箱体直径30孔工序8钻前端面各孔工序9镗左平面各孔工序10镗右平面各孔工序11钳工,去除锐边毛剌工序12检验工艺路线的比较与分析第二条工艺路线不同于第一条是将铣各平面工序放到前面。加工完上下平面再加工各孔与,其它的先后顺序均没变化。通过分析发现这样的变动提高了生产效率。而且对于零的尺寸精度和位置精度都有太大程度的帮助。采用互为基准的原则，先加工上、下两平面，然后以下、下平面为精基准再加工两平面上的各孔，这样便保证了，上、下两平面的平行度要求同时为加两平面上各孔保证了垂直度要求。符合先加工面再钻孔的原则。若选第一条工艺路线，加工不便于装夹，并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决定了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是非平行这个问题。所以发现第一条工艺路线并不可行。如果选取第二条工艺方案，先加工上、下平面，然后以这些已加工的面为精基准，加工其它各孔便能保证孔的形位公差要求从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第二个方案比较合理。所以我决定以第二个方案进行生产。具体的工艺过程见工艺卡片所示。224机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定主轴箱体的材料是HT200，生产类型为大批生产。由于毛坯用采用金属模铸造,毛坯尺寸的确定如下由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量，实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。由于本设计规定零件为大批量生产，应该采用调整法加工，因此计算最大与最小余量时应按调整法加工方式予以确定。1）加工箱体的上下平面，根据参考文献8表435和表437考虑3MM，粗加工2MM到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求，精加工1MM，2）加工的侧面时，用铣削的方法加工两侧面。由于侧面的加工表面有粗糙度的要求，而铣削的精度可以满足，故采取分二次的铣削的方式，粗16ARM铣削的深度是2MM，精铣削的深度是1MM3）镗左、右平面各孔时，由于粗糙度要求，因此考虑加工余量16ARM25MM。可一次粗加工2MM，一次精加工05就可达到要求。6）加工6M10孔，根据参考文献8表423考虑加工余量12MM。可一次钻削加工余量45MM，就可达到要求。7）加工230孔时，根据参考文献8表423考虑加工余量15MM。可一次钻削加工余量5MM，第二次扩孔就可达到要求。8）加工上平面M6孔，粗加工25MM到金属模铸造的质量和表面粗糙度要求，可达到要求。225确定切削用量工序1粗、精铣变速箱体下平面（1）粗铣下平面加工条件工件材料HT200，铸造。机床X52K立式铣床。查参考文献7表3034刀具硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料，齿数15YT0DM，此为粗齿铣刀。8Z因其单边余量Z2MM所以铣削深度PA2M每齿进给量根据参考文献3表2475，取铣削速度参照F012/FAZV参考文献7表3034，取。13/VS机床主轴转速式（21）N0D式中V铣削速度；D刀具直径。由式21机床主轴转速N101360254/MIN4NR按照参考文献3表3174实际铣削速度V317/1060DNS进给量FV28/48/FFAZM工作台每分进给量MF48/2/MINFVS根据参考文献7表2481,A0A（2）精铣下平面加工条件工件材料HT200，铸造。机床X52K立式铣床。参考文献7表3031刀具高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀），齿数12，此为15YT0DM细齿铣刀。精铣该平面的单边余量Z1MM铣削深度PA1M每齿进给量根据参考文献7表3031，取F08/FAZ铣削速度参照参考文献7表3031，取V32VMS机床主轴转速，由式（21）有N1003261/IN14RD按照参考文献7表313175实际铣削速度V04/06NMS进给量，由式（13）有FV1527/6025/FFVAZNS工作台每分进给量MF2/3INS粗铣的切削工时被切削层长度由毛坯尺寸可知，L96LM刀具切入长度1210513LDA2407刀具切出长度取2L走刀次数为1机动时间JT1239613MIN8JMLF根据参考文献5表2545可查得铣削的辅助时间104FT精铣的切削工时被切削层长度由毛坯尺寸可知L396L刀具切入长度精铣时110LD刀具切出长度取2LM走刀次数为1机动时间2JT123960219MIN5JMLF根据参考文献5表2545可查得铣削的辅助时间204FT铣下平面的总工时为T113104104109258MIN1JT2J1FT2F工序2加工其它平面，各切削用量与加工上平面相近，因此省略不算，参照工序1执行。工序3粗精铣左右端的侧面（1）粗铣左右端的侧面加工条件工件材料HT200，铸造。机床X52K立式铣床。查参考文献7表3034刀具硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料，齿数15YT0DM，此为粗齿铣刀。8Z因其单边余量Z2MM所以铣削深度PA2M每齿进给量根据参考文献3表2475，取铣削速度参照F012/FAZV参考文献7表3034，取。13/VS由式21得机床主轴转速N1060254/IN34NRD按照参考文献3表31743M实际铣削速度V117/060NS进给量FV283/48/FFAZ工作台每分进给量M2INFVS根据参考文献7表2481,A60AM被切削层长度由毛坯尺寸可知，LL刀具切入长度1式（22）210513LD20510613M刀具切出长度取LM走刀次数为1（2）精铣左右端侧平面加工条件工件材料HT200，铸造。机床X52K立式铣床。由参考文献7表3031刀具高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀），齿数12，此为15YT0DM细齿铣刀。精铣该平面的单边余量Z1MM铣削深度PA10M每齿进给量根据参考文献7表3031，取F08/FAZ铣削速度参照参考文献7表3031，取V32VMS机床主轴转速，由式（21）有N1003261/IN14RD按照参考文献3表313175实际铣削速度V04/06NMS进给量，由式（23）有FV1527/6025/FFVAZNS工作台每分进给量MF2/3INS被切削层长度由毛坯尺寸可知L0L刀具切入长度精铣时11LD刀具切出长度取2L走刀次数为1根据参考文献9249/3753221MIN。1T根据参考文献5表2545可查得铣削的辅助时间104FT根据参考文献9切削工时249/3753221MIN2T根据参考文献5表2545可查得铣削的辅助时间2FT粗精铣宽度为396MM的下平台的总工时T221221041041524MIN1T21FT2F工序粗镗62H12的孔机床卧式镗床68T刀具硬质合金镗刀，镗刀材料5YT切削深度，毛坯孔径。PA20M07DM进给量根据参考文献表2466，刀杆伸出长度取，切削深度为F2020MM。因此确定进给量。FA/FR切削速度参照参考文献3表249取V4/1/INVS机床主轴转速N，10148056/MIN37RD按照参考文献3表3141取1实际切削速度V298/1060NS工作台每分钟进给量MF1/INFM被切削层长度L9刀具切入长度1253630PRATGKTG刀具切出长度取2L5L42行程次数I机动时间1JT12906307MINJMLF查参考文献1，表2537工步辅助时间为261MIN精镗孔62H12机床卧式镗床618T刀具硬质合金镗刀，镗刀材料5YT切削深度PA05M进给量根据参考文献3表2466，刀杆伸出长度取，切削深度为FM20。因此确定进给量FA05M1/FR切削速度参照参考文献3表249，取V318/9/INVS机床主轴转速N，取0190812/MIN346RD0/IR实际切削速度，V39/06DNS工作台每分钟进给量MF150/INF被切削层长度L35M刀具切入长度10522873PRAMTGKTG刀具切出长度取2L53L42行程次数I机动时间1JT128709INJMLF所以该工序总机动工时056MIJT查参考文献1，表2537工步辅助时间为186MIN工序5粗镗80H12的孔机床卧式镗床618T刀具硬质合金镗刀，镗刀材料5YT切削深度，毛坯孔径。PA20M07DM进给量根据参考文献表2466，刀杆伸出长度取，切削深度为F2020MM。因此确定进给量。FA/FR切削速度参照参考文献3表249取V19/5/INVS机床主轴转速N，10154832/MIN37RD按照参考文献3表3141取60实际切削速度V179/10NS工作台每分钟进给量MF0260/INFM被切削层长度L65刀具切入长度1354PRATGKTG刀具切出长度取2L5L2行程次数I机动时间1JT1264096MINJMLF查参考文献1，表2537工步辅助时间为261MIN精镗下端孔到80H12机床卧式镗床618T刀具硬质合金镗刀，镗刀材料5YT切削深度PA05M进给量根据参考文献3表2466，刀杆伸出长度取，切削深度为FM20。因此确定进给量FA05M1/FR切削速度参照参考文献3表249，取V86/17/INVS机床主轴转速N，取01720/MIN314RD0/IR实际切削速度，V61839/72DNS工作台每分钟进给量MF050/INF被切削层长度L65刀具切入长度123287PRAMTGKTG刀具切出长度取2L5L42行程次数I机动时间1JT12687059INJMLF所以该工序总机动工时04914MIJT查参考文献1，表2537工步辅助时间为156MIN工序6钻下平在230工件材料为HT200铁，孔的直径为30MM。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为选用30的麻花钻头。进给量根据参考文献5表2439，取FRMF/250切削速度参照参考文献5表2441，取VSV43由式（21）机床主轴转速N，取0143605/IN1NRD90/INR实际切削速度V098/60NMS被切削层长度L45M刀具切入长度1L51202352RDCTGKCTGM刀具切出长度20走刀次数为1被切削层长度L45M刀具切入长度1刀具切出长度2L0走刀次数为1机动时间JT12453018MINJLFN根据参考文献5表2541可查得钻削的辅助时间17FT工序加工6M10底孔工件材料为HT200铁，孔的直径为9MM。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为选用9的麻花钻头。进给量根据参考文献5表2439，取FRMF/250切削速度参照参考文献5表2441，取VSV43由式（21）机床主轴转速N，取014360821/IN1NRD90/INR实际切削速度V0947/60NMS被切削层长度L2M刀具切入长度11221RDCTGKCTG刀具切出长度2L0走刀次数为1根据参考文献5表2541可查得钻削的辅助时间17FT工序钻22孔工件材料为HT200铁，孔的直径为40MM，表面粗糙度。加工机32ARM床为Z535立式钻床，加工工序为锪钻，加工刀具为钻孔22MM小直径钻。1）确定切削用量确定进给量根据参考文献7表2810可查出，F02531/FR表由于孔深度比，故0/8/136LD1LFK。查Z535立式钻床说明书，取0253102531/FMR表。/MR根据参考文献7表288，钻头强度所允许是进给量。由于机床进175/FMR给机构允许的轴向力（由机床说明书查出），根据参考文献7表MAX69FN289，允许的进给量。“18/FR由于所选进给量远小于及，故所选可用。“FF确定切削速度、轴向力F、转矩T及切削功率根据表2815，由插VMP入法得，17/INVM表4732N表，569TNM表15MPKW表由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。由参考文献7表283，故08V75LV17/IN72/INV表0119M4NRD表查Z535机床说明书，取。实际切削速度为95/INR03837/IN110MV由参考文献7表285，故1MFTK472472FN569569TN校验机床功率切削功率为MP/MMPNK表（12/28102WKW机床有效功率45365EMKP故选择的钻削用量可用。即，02DM02/FR19/INR735/MINV相应地，473FN5169T082MPKW工序9校验（5）钻M6孔加工条件工件材料HT200，金属模铸造，机床Z535立式钻床刀具高速钢钻头5，被切削层长度L2M刀具切入长度1L710412RDCTGKCTG刀具切出长度20走刀次数为1机动时间JT1254107MIN9JLFN根据参考文献5表2541可查得钻削的辅助时间17FT钻G1/4的工时钻G1/4孔进给量，机床主轴转速，023/FR95/INR被切削层长度L1M刀具切入长度20102RDCTGKCTGM刀具切出长度2L0走刀次数为1机动时间JT123027IN519JLFN由参考文献5表2541可查得钻削的辅助时间17FTTJTFT027177204MIN该工序的总工时为20400700517717757MIN所以该方案满足生产要求。23小结机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。对加工工艺规程的设计，可以了解了加工工艺对生产、工艺水平有着极其重要的影响。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现。3专用夹具设计镗床夹具又称镗模它主要用于加工相体，支架等工件上的单孔或孔系。镗模不仅广泛用于一般镗床和镗孔组合机床上也可以用在一般车床、铣床和摇臂钻床上，加工有较高精度要求的孔或孔系。镗床夹具，除具有定位元件、加紧机构和夹具体等基本部分外，还有引导刀具的镗套。而且还像钻套布置在钻模板上一样，镗套也按照被加工孔或孔系的坐标位置，布置在一个或几个专用的镗孔的位置精度和孔的几何形状精度。因此，镗套、镗模支架和镗杆是镗床夹具的特有元件。夹具的结构类型镗床夹具按其结构特点，使用机床和镗套位置的不同，有以下分类方法。（一）按使用机床类别分，可分为万能镗床夹具、多轴组合机床镗床夹具、精密镗床夹具，以及一般通用机床镗床夹具。（二）按夹具的结构特点分，可分为卧式镗床夹具和立式镗床夹具等。（三）按镗套的位置分布，可分为单支承前引导的镗床夹具，即镗套为于被加工孔的前方；单支承后引导的镗床夹具。本夹具属于单支承后引导的镗床夹具，本就加以说明介绍。单支承后引导的镗床夹具，既镗套位于被加工孔的后方，介于工件与机床主轴之间，主要用于加工DD的方式，则在加工这种较长的孔时，刀具的悬伸长度H必然很大，起码应大于L由于刀具悬伸长度大，所以刀具易引偏，严重时会使镗杆与镗套蹩住，否则须增加镗套长度，以保证足够的导引刚度。但这样将导致整个镗套部分的结构庞大。上述两种的单支承引导的镗杆与机床主轴作刚性联接，这样，要使镗套中心对准机床主轴中心，不容易做到很准确，而且还需要技术水平较高的工人能胜夹紧力大小的确定原则夹紧力大小对于确定夹紧装置的结构尺寸，保证夹紧可靠性等有很大影响。夹紧力过大易引起工件变形，影响加工精度。夹紧力过小则工件夹不紧，在加工过程中容易发生工件位移，从而破坏工件定位，也影响加工精度，甚至造成安全事故。由此可见夹紧力大小必须适当。计算夹紧力时，通常将夹具和工件看成一个刚性系统，然后根据工件受切削力、夹紧力（大工件还应考虑重力，运动的工件还需考虑惯性）后处于静力平衡条件，求出理论夹紧力，为了安全起见再乘以安全系数K。KW式中W计算出的理论夹紧力；W实际夹紧力；K安全系数，通常K153当用于粗加工时，K253,用于精加工时K152这里应注意三个问题（一）切削力在加工过程中往往方向、大小在变化，在计算机中应按最不利的加工条件下求得的切削力或切削合力计算。如图21所示切削方向进行静力平衡，求出理论夹紧力，再乘以安全系数即为实际夹紧力，图中W为夹紧力，N1、N1为镗孔各方向镗削力，可按切削原理中求切削力。而N1切削力将使夹紧力变大，在列静平衡方程式时，我们应按不利的加工条件下，即N1时求夹紧力。既KNW51图21（二）在分析受力时，往往可以列出不同的工件静平衡方程式。这时应选产生夹紧力最大的一个方程，然后求出所需的夹紧力。如图所示垂直方向平衡式为W15KN水平方向可以列出,F为工件与定位件间的摩擦系数，一KNW/51般015,即W10KN；对O点取矩可得下式KNLLLLW23205022比较上面三种情况，选最大值，既W10KN。（三）上述仅是粗略计算的应用注意点，可作大致参考。由于实际加工中切削力是一个变值，受工件材料性质的不均匀、加工余量的变动、刀具的钝化等因素影响，计算切削力大小的公式也与实际不可能完全一致，故夹紧力不可能通过这种计算而得到结果。生产中也有根据一定生产实际经验而用类比法估算夹紧力的，如果是一些关键性的重要夹具，则往往还需要通过实验的方法来确定所需夹紧力。本夹具主要用来镗左端平面夹具，这个工艺孔有尺寸精度要求，表面粗糙度要求，表面粗糙度为，与顶面垂直。并用于以后各面各孔加工中的16ARM定位。其加工质量直接影响以后各工序的加工精度。本到工序为杠杆加工的第一道工序，加工到本道工序时只完成了传动箱体上表面的粗、精铣。因此再本道工序加工时主要应考虑如何保证其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高劳动生产率，降低劳动强度。定位基准的选择由零件图可知，有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并应与顶面垂直。为了保证所钻的孔与顶面垂直并保证工艺孔能在后续的孔系加工工序中使各重要支承孔的加工余量均匀。根据基准重合、基准统一原则。在选择工艺孔的加工定位基准时，应尽量选择上一道工序即粗、精铣箱体的下表面工序的定位基准，以及设计基准作为其定位基准。因此加工工艺孔的定位基准应选择选用下平作为定位基准，为了提高加工效率，根据工序要求先采用标准硬质合金镗刀刀具对工艺孔进行粗镗削加工；然后采用硬质合金镗刀对其进行精加工，准备采用手动夹紧方式夹紧。312切削力的计算与夹紧力分析由于本道工序主要完成工艺孔的镗加工，参考文献9得镗削力6082HBDFF镗削力矩91T式中6DM231875323MINAXMAX150RF08062275FN1914T本道工序加工工艺孔时，工件的下平面与台价台靠紧。采用带光面压块的压紧螺钉夹紧机构夹紧，该机构主要靠压紧螺钉夹紧，属于单个普通螺旋夹紧。根据参考文献11可查得夹紧力计算公式式（31）012ZQLWRTGT式中单个螺旋夹紧产生的夹紧力（N）；0原始作用力（N）；作用力臂（MM）；L螺杆端部与工件间的当量摩擦半径（MM）；R螺杆端部与工件间的摩擦角（）；1螺纹中径之半（MM）；Z螺纹升角（）；螺旋副的当量摩擦角（）。2由式（31）根据参考文献11表1223可查得点接触的单个普通螺旋夹紧力0350189541WN313夹紧元件及动力装置确定由于箱体的生产量很大，采用手动夹紧的夹具结构简单，在生产中的应用也比较广泛。因此本道工序夹具的夹紧动力装置采用手动夹紧。采用手动夹紧，夹紧可靠，机构可以不必自锁。本道工序夹具的夹紧元件选用带光面压块的压紧螺钉。旋紧螺钉使其产生的力通过光面压块将工件压紧。314镗套、衬套、镗模板及夹具体设计工艺孔的加工需粗、精镗切削才能满足加工要求。故选用快换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。钻模板选用固定式钻模板，工件以底面及侧面分别靠在夹具支架的定位快，用带光面压块的压紧螺钉将工件夹紧。夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。整个夹具的结构见夹具装配图如上图所示315夹具精度分析利用夹具在机床上加工时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统。它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系。因此在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计的夹具进行精度分析和误差计算。由工序简图可知，本道工序由于工序基准与加工基准重合，又采用顶面为主要定位基面，故定位误差很小可以忽略不计。本道工序加工中主要保证工艺WD孔尺寸MM及表面粗糙度。本道工序最后采用精镗加工，选用021616ARM标准硬质合金镗刀，直径为MM，并采用镗套，镗刀导套孔径为该工艺02孔的位置度应用的是最大实体要求。工艺孔的表面粗糙度，由本工序所选用的加工工步粗镗精满足。A影响两工艺孔位置度的因素有（如下图所示）（1）镗模板上装衬套孔的尺寸公差M051（2）两衬套的同轴度公差2（3）衬套与钻套配合的最大间隙342102（4）钻套的同轴度公差04（5）镗套与镗刀配合的最大间隙5958322213457WDM所以能满足加工要求。316夹具设计及操作的简要说明装卸工件时，先将工件放在定位块上；用压块的压紧螺钉将工件夹紧；然后加工工件。当工件加工完后，将带光面压块的压紧螺钉松开，取出工件。本夹具主要用来粗、精铣传动箱上平面。由于加工本道工序的工序简图可知。粗、精铣传动箱上平面时，上平面尺寸为210315MM，粗糙度要求，63ARM传动箱上平面与下平面有平行度要求,并与工艺孔轴线分别垂直度的要求，本道工序是对传动箱上平面进行粗精加工。因此在本道工序加工时，主要应考虑提高劳动生产率，降低劳动强度。同时应保证加工尺寸精度和表面质量。夹具装配图32粗、精铣箱体上平面夹具设计321定位基准的选择由零件图可知工艺孔的轴线所在平面有垂直度的要求，从定位和夹紧的角度来看，本工序中，定位基准是下平面，设计基准也是要求保证上、下两平面的平行度要求，定位基准与设计基准重合，不需要重新计算上下平面的平行度，便可保证平行度的要求。在本工序只需保证下平面放平就行，保证下平面与两定位板正确贴合就行了。为了提高加工效率，现决定用两把铣刀传动箱体的上平面同时进行粗精铣加工。同时进行采用手动夹紧。322定位元件的设计本工序选用的定位基准为一面两销定位，所以相应的夹具上的定位元件应是一面两销。因此进行定位元件的设计主要是对固定挡销和带大端面的短圆柱销进行设计。根据参考文献11带大端面的短圆柱销的结构尺寸参数如图35所示。图35带大端面的短圆柱销根据参考文献11固定挡销的结构如图36所示。图36固定挡销323定位误差分析本夹具选用的定位元件为一面两销定位。其定位误差主要为销与孔的配合005MM，铣/钻模与销的误差002MM，铣/钻套与衬套0029MM由公式EH/2HBMAX/HMAX00520022002921/2006MME00630/32005625可见这种定位方案是可行的。324铣削力与夹紧力计算本夹具是在铣床上使用的，用于定位螺钉的不但起到定位用，还用于夹紧，为了保证工件在加工工程中不产生振动，必须对“17”六角螺母和”11”螺母螺钉施加一定的夹紧力。由计算公式FJFSL/D0TG1/2RTG2式（32）FJ沿螺旋轴线作用的夹紧力FS作用在六角螺母L作用力的力臂MMD0螺纹中径MM螺纹升角1螺纹副的当量摩擦2螺杆或螺母端部与工件或压块的摩擦角R螺杆或螺母端部与工件或压块的当量摩擦半径根据参考文献6其回归方程为FJKTTS其中FJ螺栓夹紧力N；KT力矩系数CM1TS作用在螺母上的力矩NCM；FJ5200010000N325夹具体槽形与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台U形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩，可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷，加强夹具在加工中的稳固性。根据参考文献11定向键的结构如图37所示。图37定向键根据参考文献11夹具U型槽的结构如图38所示。图38U型槽主要结构尺寸参数如下表35所示。表35U型槽的结构尺寸螺栓直径DD1DL12143020对刀装置由对刀块来实现，用来确定刀具与夹具的相对位置。由于本道工序是完成传动箱体上平面尺寸为210315MM的粗、精铣加工，所以选用直角对刀块。根据GB224380直角对到刀块的结构和尺寸如图39所示。1014737825图39直角对刀块塞尺选用平塞尺，其结构如图310所示。标记四周倒圆图310平塞尺塞尺尺寸如表36所示。表36平塞尺结构尺寸公称尺寸H允差DC30006025326夹紧装置及夹具体设计夹紧装置采用移动的A型压板来夹紧工件，采用的移动压板的好处就是加工完成后，可以将压板松开，然后退后一定距离把工件取出。移动压板的结构如图311所示。图311移动压板主要结构尺寸参数如表37所示。表37移动压板结构尺寸LBBL1LKHH1M973011364081641512夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。整个夹具的结构夹具装配图ZJX02所示。327夹具设计及操作的简要说明本夹具用于在立式铣床上加工传动箱体上平面，工件以与此相平行的下平面为及其侧面和水平面底为定位基准，在短销、支承板和支承钉上实现完全定位。采用转动A型压板夹紧工件。当加工完一边，可松开螺钉、螺母、支承钉来加工另一边。如夹具装配