毕业设计（论文）-用钻床加工汽车变速器上盖孔的钻模板设计

REF_Ref168484390\r\h错误！未找到引用源。REF_Ref168484424\h错误！未找到引用源。XXX设计.1.钻床夹具的定位方案设计3.1.1定位方式的选择在该钻床夹具设计中，采用前面铣床夹具的定位基准原则一样，尽量的选择工序基准为定位基准，使用多个表面定位时，应该选择较大的平面作为主要的定位基准，保证工件的平稳，确保夹具一方面可夹紧另一方面还保证不变形等。依据定位基准上盖底部大接∑面，故选择上盖的底部大接合面为定位基准。该设计的钻床夹具将用于钻、扩汽车变速器上盖内壁阶梯孔，所以选用立式钻床Z550，被加工件在夹具中应该是竖直方向放置由于钻孔的精度要求比较高，定位确定为完全定位。即在大接合面上使用用两块支承板来限制了三个自由度；在变速箱上盖一侧用一个固定支承钉限制住一个自由度；在上盖竖直放置时候，为保证工件在YOZ平面内不会转动，故在其底部将用一托槽限制其两个自由度。综上，支承板、支承钉、托槽三者就使工件的六个自由度都得到限制了，达到完全定位。3.1.2定位元件的设计1）支承板在铣床夹具设计时，鉴于考虑到的底部大接合面还没有加工，所以粗基准用支承钉；来定位。可是在钻床夹具的设计中，由于大接合面已经经过精加工，所以更适合用两块支承板来定位。支承板相比较之前面的支承钉可以大大增大受力的面积，以保证工件在受力的情况下也不会变形。支承板的类型可用A型（用作顶面和侧面的定位）。由于使用两个支承板，按照要求，将在其装配完成后磨平其工作面，以保证它的等高性。2）支承钉用到一个侧面的固定式支撑钉，适合选用C型。3）托槽此次在工件定位中用到了托槽来限制、两个自由度。具体形状参见图1所示：图1实际上托槽就是平面支撑的一种演化。考虑到实际的情况，工件长侧边的厚度比较小（10mm），而且长度尺寸又较大（330mm），故选用常规的支承板来定位是行不通的。托槽的槽宽尺寸为14mm，略大于上盖侧边的厚度10mm，考虑到托槽作用只是起到一个“托”作用，两边都会留有适当的间隙是为了防止工件安装时被槽的某一侧所挡到，从而使得工件过定位。3.2钻床夹具的定位误差分析1、钻孔距底面高度尺寸37mm的定位误差分析对于此次设计的钻床夹具，工件的设计基准为上盖底部大接合面，而工序基准也为底部大接合面，所以，基准不重合误差△=0。因为不存在制造不准确的定位副，所以，定位基准位移误差△=0mm。所以，深度尺寸的定位误差为△=△+△=0mm钻孔与工艺定位孔间距尺寸134mm的定位误差分析阶梯孔尺寸134mm的设计基准为工艺定位孔，而本工序中的工序基准为工件外侧边。所以存在基准不重合误差。由零件图知其基准不重合误差值等于工序尺寸公差值，即△=+0.05-(-0.05)=0.1mm.因为不存在制造不准确的定位副，所以，定位基准位移误差△=0mm。所以该尺寸的定位误差△=△+△=0.1mm3.3钻削力与夹紧力的计算3.3.1钻削力的计算采用的是高速钢钻头，故而进给力计算公式查表得：（2.4）式中——钻削进给力（N）；——安全系数；——钻头直径（mm）；——系数，由被加工的材料性质和钻削条件决定。此工序钻Ф8.5mm孔，由文献查表得安全系数为：（2.5）所以，取所以钻削力为：中其他参数查表得：所以，3.3.2夹紧力的计算由于工件受的钻削力在竖直平面上的分力P是方向大小恒定不变的力。但在水平面内，是一圆周力，大小不变，方向时刻变化。在估算夹紧力的时候，应该考虑到钻削力分力P在垂直定位平面方向和垂直定位平面方向上的两种情况，并分别计算取大值。分力P在定位平面法线方向时此时工件受力情况如下图2所示：图2根据受力情况对工件进行静平衡计算：Y方向受力平衡：即：X方向平衡:即：又相对与原点的转距和为0即即：又相对于钻削点处的转矩为零，即又已知：G=500N(估算)将数据带入上述方程解得理论夹紧力W=1153N分力P在定位平面切向时此时工件受力情况如图3所示：图3根据受力情况对工件进行静平衡计算：Y方向受力平衡：即：X方向平衡:即：又相对与原点的转距和为0即：即：又有：G=500N(估算)且由资料查得夹紧块对工件的摩擦系数：支承板对工件的摩擦系数：将数据带入上述方程解得理论夹紧力：W=1520N所以，夹紧装置的夹紧力应该取较大值W=1520N。查资料选定安全系数：由资料查得：所以，工件夹紧需要的夹紧力大约为：3.4夹具的夹紧装置与机构设计由于本次设计的工件是大量生产，并且夹紧力比较大，所以选择采用液压夹紧方式，所用的液压缸选用通用系列，对比可选用凸缘式油缸。在该设计中选用由两个液压缸直接顶起夹紧块的方式进行进行压紧，使得压紧有效、快速。从而可以提高生产效率。在此机构里，工件竖直状态自右向左从托槽中插入，待工件顶到左侧的支承钉，随后再启动液压缸，使活塞推动夹紧块实现夹紧工件。同时，为保证工件不会因为夹紧力太大而导致变形，故应保证活塞杆在接近其行程末端（保留适当余量）处时顶杆开始顶起夹紧块。注意余量也不能太小，否则夹紧力不够，不能实现有效的夹紧。考虑工件实际安装情况，因为夹紧块夹紧作用的面并不是工件的最高面（相对于底部大接合面大小而言），在选择选用的液压缸型号的时候必须考虑活塞行程问题。在进行工件安装时候，两液压缸都进行回油卸载，活塞将运动回行程起点，因此若选用液压缸的活塞行程太短，导致活塞上的夹紧块退回行程不够，工件在插入时会被夹紧块挡到，根本不能通过，这种情况不允许发生。此次选用的液压缸活塞行程25mm,经尺寸验算，满足要求。本夹紧装置中用到的凸缘式液压缸的装配图如图4所示,其中各主要零件如表1所示：图4表1凸缘式液压缸零件列表(mm)件号12345678CL名称端盖螺钉密封圈缸体密封圈弹簧活塞密封圈2595数量16111111规格M8*2046No.24035260No.224该夹紧机构中使用到夹紧块是非标准件，工作部分为灰铸铁HT200，与后面的直杆焊接在一起。4总结毕业设计完成了。回顾这短时间的设计计算过程，感觉自己得到了很大的帮助和收货，学到了很多实际设计中用到的知识。该设计是汽车上盖孔钻模板的设计整个课题的内容比较丰富，涵盖到大学很多专业课程的知识，如工艺、公差、金属切削理论，夹具的设计、刀具的设计、量具设计等。这些都是机械专业最基础的知识。由于以前学到的东西比较肤浅，不够扎实与深刻。所以，在刚开始设计的时候，觉得好多知识都有印象但是不能灵活运用，不懂深层次的缘由和道理，所以感觉很吃力、困难。但是在指导老师孜孜不倦的教导与帮助下，再加上不断翻阅查看学习了很多参考资料，所以才一步一步得到提升，感觉自己学到了好多知识。此次设计经历开阔了我的视野，拓宽了自己知识的面，学习到了很多新知识，同时许多学过的知识得到巩固，并能够熟练运用，融会贯通。此次设计提升了自己独立设计、独立思考的能力。这是一次很难得的学习锻炼，受益匪浅。设计让我培养了一种科学严谨的治学态度，在真理面前孜孜以求，绝不糊涂了事。我们即将步入社会，无论何时何地，做工作或做学问，都是需要严谨的精神的。毕业设计是对我们大学所学知识的一次综合考验，也是我们大学生在学校的最后一次证明自己能力的机会。我们都要应该认认真真地对待，踏踏实实完成。为大学的学习做一个完美的总结！参考文献[1]侯家驹.《汽车制造工艺学》.机械工业出版社.1986[2]侯家驹主编.《机械制造工艺学》.机械工艺出版社.2000[3]张耀宸主编.《机械加工工艺设计实用手册》.航空工业出版社1993.12[4]杨黎明主编.《机床夹具设计手册》.国防工业出版社.1996.5[5]孙庚午主编.《实用工具手册》.兵器工业出版社.1994.7[6]庞怀玉主编.《机械制造工程学》.机械工业出版社.1998.5[7]现代机械制造工艺装备标准应用手册编委会编.《现代机械制造工艺装备标准应用手册》.机械工业出版社.1997[8]张玉、刘平主编.《几何量公差与测量技术》.东北大学出版社.1999.9[9]左健民主编.《液压与压传动》.机械工业出版社.1999.10[10]刘华明主编.《刀具课程设计指导书》.哈尔滨工业大学出版社.1981.8[11]黄如林主编.《切削加工简明实用手册》.化学工业出版社.2004.7[12]许先绪主编.《非标准刀具设计手册》.机械工业出版社.1992.8[13]冯幸安主编.《机械制造装备设计》.机械工业出版社.2004.1[14]史美堂主编.《金属材料及热处理》.上海科学技术出版社.2001.12[15]顾维邦主编.《金属切削机床》.机械工业出版社.1992.10[16]陈日曜主编.《金属切削原理》.高等教育出版社.1985.3[17]国家标准局.《GB/T12204-90金属切削基本术语》.中国标准出版社.1991.3[18]龚安定等编.《机床夹具设计》.西安交通大学出版社.1993.6[19]大连理工大学工程画教研室编.《机械制图》.高等教育出版社.2002.3致谢这次设计使我收益不小，为我今后的学习和工作打下了坚实和良好的基础。但是，查阅资料尤其是在查阅切削用量手册时，数据存在大量的重复和重叠，由于经验不足，在选取数据上存在一些问题，不过我的指导老师每次都很有耐心地帮我提出宝贵的意见，在我遇到难题时给我指明了方向，最终我很顺利的完成了毕业设计。这次设计成绩的取得，与指导老师的细心指导是分不开的。在此，我衷心感谢我的指导老师，特别是每次都放