2293 變速箱殼體銑面夾具設(shè)計
2293 變速箱殼體銑面夾具設(shè)計,變速箱,殼體,夾具,設(shè)計
各位老師
大家下午好！,題目：變速箱殼體銑面夾具設(shè)計,--江西農(nóng)業(yè)大學(xué)2009屆畢業(yè)設(shè)計
學(xué) 院：工 學(xué) 院
姓 名：陳 亮
學(xué) 號：20050416
專 業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化
年 級：機制052班
指導(dǎo)教師：樊十全,一. 設(shè)計任務(wù),本次設(shè)計為設(shè)計一變速箱殼體銑面手動專用夾具，殼體是鑄件，毛坯材料為QT-450-10。要求年生產(chǎn)能力為5000件，為中批量生產(chǎn)。
具體如下圖（1）：
圖（1）,二. 銑床夾具的特點,銑削加工的切削用量和切削力一般較大，切削力的大小和方向也是變化的，而且又是斷續(xù)切削，因而加工時沖擊和振動較嚴重。所以對于此次所設(shè)計的夾具，要特別注意工件定位穩(wěn)定性和夾緊可靠性；夾緊裝置要能產(chǎn)生足夠的夾緊力，手動夾緊時要有良好的自鎖能力；夾具上各組成元件的強度和剛度要高。
另外，由于銑削的切屑較多，夾具上應(yīng)有足夠的排屑空間，應(yīng)盡量避免切屑堆積在定位支承面上。因此，定位支承面應(yīng)高出周圍的平面（可參考底板圖紙），而且在夾具體內(nèi)盡可能做出便于清除切屑和排出冷卻液的出口。,三．對加工工件進行工藝分析,在銑削端面前，變速箱殼體的上下表面與兩定位孔都已加工好。對于上下表面其加工精度要求保證平面度為0.28，粗糙度為6.3，兩表面間距離為165.15mm；對于兩定位孔則是先鉆，再通過鉸刀精鉸至10.20mm.
在加工側(cè)端面時，側(cè)端面尺寸要求為，表面粗糙度為3.2，分析可知由銑削直接加工就可達到要求。,四．定位方案設(shè)計,4.1 工件與夾具體的定位
工件與夾具體的定位是間接通過定位塊來實現(xiàn)的。定位塊通過自己本身及定位插銷12、四個內(nèi)六角圓柱頭螺釘16、襯套11實現(xiàn)與底板的定位。而對于工件與定位塊的定位，為限制工件沿Z軸的移動自由度、工件繞X軸的轉(zhuǎn)動自由度及工件繞Y軸的轉(zhuǎn)動自由度，我們需用工件的下表面作為第一定位基準；為限制工件沿X軸方向的移動自由度、沿Y軸方向的移動自由度，需將工件上內(nèi)孔1作為第二定位基準；同時為限制工件繞Z軸的轉(zhuǎn)動自由度，需將工件上內(nèi)孔2作為第三定位基準，這樣就限制了工件的六個不定度，達到完全定位，而這種定位方式也就是我們常說的“一面兩孔” 定位。,4.2 夾具體與機床的定位,夾具體與機床的定位是通過兩個定向鍵9、內(nèi)六角圓柱頭螺釘10，以及T型螺桿與壓板將夾具體固定在機床導(dǎo)軌上，實現(xiàn)定位。
具體情況如下圖（2） ：
圖（2）,4.3 定位誤差計算,在機械加工中，產(chǎn)生加工誤差的因素很多，而其中與夾具相關(guān)的誤差有夾具相對于機床成形運動的位置誤差，夾具相對于刀具位置的誤差，工件在夾具中的定位誤差，工件在夾具中被夾緊時產(chǎn)生的夾緊誤差，夾具磨損所造成的加工誤差等，而我們此處的話，只對工件在夾具中的定位誤差做一簡單計算。,對于一面兩孔的定位，如下圖（3） ：,圖（3）,可查《機床夾具設(shè)計手冊》表1－1－12得：
基準位置誤差：
式中： 為第一定位孔的公差， 為圓柱銷的公差；
為第二定位孔的公差， 為菱形銷的公差；
——第一定位孔與圓柱銷間的最小間隙；
——第二定位孔與菱形銷間的最小間隙；
——為轉(zhuǎn)角誤差。
基準不重合誤差：,,,,,,,,,,,,又因圓柱銷尺寸為 ，菱形銷尺 為 ，圓柱銷與定位孔1的配合為 ，菱形銷與定位孔2間的配合為 。
由此可得
由此可知，此定位方式 能夠滿足加工要求。,,,,,,,,,,,,五．夾緊方案設(shè)計,此次設(shè)計，我們用螺旋夾緊機構(gòu)對工件進行夾緊，螺旋夾緊機構(gòu)的結(jié)構(gòu)是由底板1、六角螺母2、可調(diào)支柱3、雙頭螺桿4、壓縮彈簧5、平墊圈6、移動壓板7、平底螺母8、定向鍵9、螺釘10構(gòu)成。在對工件進行夾緊前，可先將可調(diào)支柱、六角螺母、雙頭螺桿、平底螺母擰松，待工件裝上之后，通過壓板壓住工件，再分別擰緊可調(diào)支柱、六角螺母、雙頭螺桿、平底螺母，再加上定位塊、圓柱銷、菱形銷、襯套的定位，實現(xiàn)對工件的夾緊與松開。,根據(jù)工件尺寸，對壓板的尺寸可初步擬定為厚度為25mm，長155mm，再據(jù)工件尺寸、壓板尺寸、雙頭螺桿尺寸大小，可選M20X2.5的平底螺母作為壓緊螺母。
夾緊方案的確定
如右圖（4）所示（局部圖）：
圖（4）,5.1銑削力的計算,對于此零件，我們可用萬能銑床X62W對其進行加工，所選銑刀為鑲齒套式面銑刀，刀具材料為高速鋼W18Cr4V.
因工件材料為QT450-10,硬度為HBS185.則可查《機床夾具設(shè)計手冊》表1－2－9得：
計算公式為：
其中P---銑削力（N）；
---在調(diào)整高速鋼銑刀銑削時，考慮工件材料及銑刀類型系數(shù)，其值查表1－2－10選取, 此處為 =294；,,,,t---銑削深度(mm); ---每齒進給量（mm/齒）;
D---為銑刀直徑（mm）; B---銑削寬度（mm）;
z---為銑刀齒數(shù); ---為用高速鋼銑削時，考慮工件材料機械性能不同的修正系數(shù)，對于QT450-10有 .
查《金屬切削手冊》表9－12可得 Sz= 0.3，查表9－7可得D＝125mm,Z=14,又因工件的銑削深度為2.5mm,銑削寬度為110mm.
所以,,,,,,5.2 夾緊力的計算,查《機械夾具設(shè)計手冊》表1－2－11可得
夾緊力計算公式：
其中K---安全系數(shù);P---切削力（N）;
---為夾緊元件與工件間的摩擦系數(shù);
L、H、l---工件受力大概尺寸，
其中L=82.575mm，
H＝165.15mm，
l=52.5mm,
具體如右圖（5）：
圖（5）,,,又因安全系數(shù)
其中 ---考慮工件材料及加工余量均勻的基本安全系數(shù);
---加工性質(zhì)系數(shù);
---刀具鈍化程度系數(shù);
---切削特點系數(shù);
----夾緊力的穩(wěn)定性系數(shù);
----手動夾緊時的手柄位置系數(shù);
----僅有力矩使工件與支承面接觸的情況系數(shù)。,,,,,,,,,查《機械夾具設(shè)計手冊》表1－2－1和表1－2－2和表1－2－12得:
則代入夾緊力計算公式
代入夾緊力計算公式,,,,,,,因螺旋夾緊機構(gòu)是通過平底螺母來實現(xiàn)夾緊，若手柄長度為240mm，作用力為100N,則可查《機械夾具設(shè)計手冊》表1－2－25得螺母夾緊力 N。
所以有 < ，故此夾緊裝置能滿足加工所需的夾緊力，能保證工件的加工精度，是可行的。,,,,六．夾具體設(shè)計與其它裝置設(shè)計,6.1 夾具體設(shè)計
夾具體是夾具的基礎(chǔ)件。在夾具體上，要安裝組成該夾具所需要的各種元件、機構(gòu)和裝置等。設(shè)計時應(yīng)滿足以下基本要求：
1、應(yīng)有足夠的強度和剛度；
2、結(jié)構(gòu)簡單，具有良好的工藝性；
3、尺寸要穩(wěn)定；
4、便于排屑。,基于此，選夾具的結(jié)構(gòu)為鑄造結(jié)構(gòu)，材料為45鋼，根據(jù)工件、定位元件、夾緊裝置、對刀－引導(dǎo)元件以及其他輔助機構(gòu)和裝置在總體上的配置，夾具體的外形尺寸大致可確定為長430mm，寬200mm,厚23mm,如下圖（6）所示：（具體見夾具體零件圖）
圖（6）,6.2 其它裝置設(shè)計
銑床夾具依靠夾具體底面和定向鍵側(cè)面與機床工作臺上平面及T型槽相連接，以保證定位元件對工作臺和導(dǎo)軌具有正確的相對位置。為了減小安裝時的偏斜角的誤差，安裝定向鍵時應(yīng)當使它們靠向T型槽的同一側(cè)。
對定向鍵的設(shè)計方案
如下圖（7）所示（局部圖）：
圖（7）,七．技術(shù)條件制定,1.圓柱銷中心和菱形銷中心到D面的距離之差為105.01。
2. 菱形銷相對于夾具體表面的垂直度要求為
。
3.夾具體側(cè)面與基準面A的垂直度要求0.02，與基準C與基準D的公共連線的平行度要求為0.025。,,八．夾具精度分析,夾具誤差必須滿足如下公式：
其中 dw是定位誤差： dw=0.032;
jw是基準位置誤差： jw=0.004;
jd是銑床夾具的對刀誤差：
Δjd =δS＋δh
δS——塞尺的制造誤差；δh——對刀塊工作表面至定位元件的尺寸公差。查表可知：δS=0.014。因為對刀塊是用就地加工法加工的，所以可以認為：δh=0。由此我們可知： jd=0.014。
得 =0.035
0.035<
由此判定，夾具精度符合要求。,,,,,,,,,,,九.夾具工作原理簡介,下面我們來分析與說明它的工件原理:工件通過菱形銷、圓柱銷固定在定位塊上，而定位塊又通過定位插銷和內(nèi)六角圓柱頭螺釘與夾具體相聯(lián)，對于螺旋夾緊機構(gòu)是通過六角螺母固定在夾具體上。在夾具體的底平面上安裝定向鍵用于與銑床工件臺面的連接與定位。裝工件時，只要把平底螺母松開一點，并將移動壓板向左移動一點即可把工件放上去，擰緊即可，開始對工件的進行銑面加工。卸載工件時，松開平底螺母，移動壓板左移，即可卸載。
本夾具操作簡單，省時省力，裝卸工件時只需靠平底螺母的松緊和移動壓板的移動即可輕松實現(xiàn)。
對此夾具各個零件的裝配關(guān)系見下圖（8）：,,十.總結(jié),此次畢業(yè)設(shè)計是我們從大學(xué)理論學(xué)習(xí)走向?qū)嶋H工作應(yīng)用的重要一步。從最初的選題，開題到計算、繪圖直到完成設(shè)計。其間，查找資料，向老師請教，與同學(xué)交流，反復(fù)修改圖紙，每一個過程都是對自己能力的一次檢驗和充實。
在設(shè)計過程中,我對專業(yè)基礎(chǔ)知識有了一次系統(tǒng)的復(fù)習(xí)和鞏固，同時也學(xué)會了查找相關(guān)資料與標準，學(xué)會了分析數(shù)據(jù)，提高了自己的CAD\PRO-E的制圖能力，也能更熟練的運用OFFICE辦公軟件，懂得了許多經(jīng)驗公式的獲得是前人不懈努力的結(jié)果。?但是畢業(yè)設(shè)計也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處，比如缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識的能力，設(shè)計分析不全面,運用各種工具不熟，等等，當然這的話還在自己在以后的工作學(xué)習(xí)中不斷完善。,致 謝,此次畢業(yè)設(shè)計可以圓滿地完成，我要感謝我的指導(dǎo)老師樊十全,感謝他在整個設(shè)計過程中給予我的指導(dǎo)和幫助,也要感謝吳彥紅老師中途對我CAD圖的指正，以及我周圍的同學(xué)朋友，感謝他們提出寶貴的意見和建議。另外，我還要感謝在大學(xué)期間所有傳授我知識的老師，是你們的悉心教導(dǎo)使我有了良好的專業(yè)基礎(chǔ)知識，這也是畢業(yè)設(shè)計得以完成的基礎(chǔ)。
?? 雖然大學(xué)即將結(jié)束,但學(xué)習(xí)是人一生的事,在以后的工作中,我一定努力學(xué)習(xí),不辜負老師同學(xué)對我的期待,也為社會做出自己的一份貢獻。,
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