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西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 目 錄 摘 要 1 Abstract 1 第一章 零件的分析 2 1 1 零件的作用 2 1 2 零件的工藝分析 2 1 3 零件的三維造型 3 第二章 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 5 2 1 確定毛坯的制造形式 5 2 2 基準(zhǔn)面的選擇 5 2 3 制定工藝路線 5 2 4 機(jī)械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 6 2 4 1 確定毛坯種類 6 2 4 2 確定鑄件加工余量及形狀 6 2 3 5 制定工藝路線 7 2 3 6 工序設(shè)計(jì) 8 第三章 夾具設(shè)計(jì) 14 3 1 夾具類型及使用機(jī)床選擇 14 3 2 定位基準(zhǔn)及定位元件選擇 14 3 2 1 工件定位面選擇 14 3 2 2 夾具定位元件選擇 15 3 2 3 定位元件限制不定度分析 16 3 3 夾緊機(jī)構(gòu)及夾緊元件初步選擇 16 3 4 鉆套類型選擇 17 3 5 鉆模板設(shè)計(jì) 17 3 5 1 鉆模板類型選擇 17 3 5 2 鉆模板材料選擇 18 3 6 計(jì)算切削力和夾緊力 18 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 3 6 1 計(jì)算切削力 18 3 6 2 計(jì)算夾緊力 19 3 7 定位誤差分析 19 3 8 夾具體設(shè)計(jì) 20 結(jié)束語 22 致 謝 23 參考文獻(xiàn) 24 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 摘 要 箱體是機(jī)械設(shè)備上的重要組成零件 箱體內(nèi)的齒輪 軸等零件通過箱體的 支撐連接在一起 理想提的精度直接影響到設(shè)備的精度 本次設(shè)計(jì)主要討論變 速箱體的機(jī)械加工工藝 通過分析零件的制造方法 機(jī)械加工過程來研究變速 箱體的加工 并選擇其中一道重要工序進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)了一套完整 的工藝及夾具 包括零件的工藝過程卡和工序卡 夾具的裝配圖及夾具零件圖 以及對(duì)夾具進(jìn)行必要的計(jì)算 關(guān)鍵詞 箱體 工藝 夾具 Abstract The box body is an important part of mechanical equipment The gear shaft and other parts in the box are connected together through the support of the box body and the precision of the precision directly affects the precision of the equipment This design mainly discusses the machining process of the gearbox the machining process analysis parts manufacturing method to study the processing gear box and select a key process for the special fixture The design of a complete set of processes and fixtures including parts of the process card and process cards fixture assembly drawings and fixture parts as well as the necessary calculation of the fixture Key words Box process fixture 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2 第一章 零件的分析 1 1 零件的作用 箱體是機(jī)械設(shè)備的重要組成零件 箱體的作用是把從電機(jī)輸出的東西通過 變速箱的調(diào)速作用分配到輸出軸并分配給輸出端 箱體作為一個(gè)零件本身又由 變速箱箱體 箱蓋 變速箱齒輪 變速箱傳動(dòng)軸 軸承 油封等零件組成 變 速箱箱體作為連接各個(gè)零件的主體 起到支撐和保護(hù)內(nèi)部零件的作用 所以變 速箱箱體是變速箱最重要的組成零件之一 1 2 零件的工藝分析 根據(jù)圖 1 1 變速箱體零件圖可知 他一共有五組加工表面 這五組加工表 面有加工的位置要求 我們把這幾組表面分別如下描述 圖 1 1 零件圖 1 以底面為中心的底面以及底面的 2 14 5 孔 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 3 2 以頂面為中心的頂平面和頂面上 100 孔和頂面 2 20 孔 鉆 4 M10 螺紋孔 3 前端面和前端面上 3 62 孔 4 20 孔 116 孔 75 孔 4 后端面和后端面上 3 62 孔 4 24 孔 90 孔 75 孔 5 左側(cè)面和左側(cè)面上 2 M8 螺紋孔 1 3 零件的三維造型 圖 1 2 箱體三維造型 根據(jù)零件圖尺寸 使用 Solidworks 軟件對(duì)零件進(jìn)行三維造型如圖 3 1 Solidworks 軟件是法國達(dá)索公司軟件 他是一個(gè)集 CAD CAM CAE 系統(tǒng)于 一體的軟件 功能強(qiáng)大 能夠輕松實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜實(shí)體及曲面的造型 隨著個(gè)人 電腦性能的強(qiáng)大 Solidworks 軟件已廣泛用于工程設(shè)計(jì)當(dāng)中 使用三維軟件對(duì)零件或產(chǎn)品進(jìn)行造型 能夠直觀的體現(xiàn)產(chǎn)品的外形及內(nèi)部 結(jié)構(gòu) 相比于用二維 CAD 軟件進(jìn)行設(shè)計(jì) 三維軟件在直觀體現(xiàn)零件形狀的同 時(shí) 還能夠參數(shù)化設(shè)定零件尺寸之間的關(guān)系 對(duì)于箱體這樣的系列化產(chǎn)品 使 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 4 用參數(shù)化設(shè)計(jì)就能使用一個(gè)模型表達(dá)多個(gè)型號(hào)的零件 大大減少了企業(yè)文件數(shù) 據(jù)數(shù)量 提高文件管理和設(shè)計(jì)效率 使用 Solidworks 軟件不但能夠?qū)α慵M(jìn)行造型 針對(duì)論問題題目還能對(duì)重 要工序的夾具進(jìn)行三維設(shè)計(jì) 使用三維軟件進(jìn)行夾具設(shè)計(jì) 能夠直觀反映夾具 中各個(gè)零件的相對(duì)位置 能夠直觀地看出夾具各個(gè)零件是否發(fā)生干涉 還能夠 模擬夾具的運(yùn)行情況 對(duì)夾具的使用過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真 通過觀察夾具的使用 動(dòng)態(tài)仿真 能夠看出夾具的設(shè)計(jì)是否合理 操作工人安裝和取下工件是否方便 夾具的使用是否符合人的操作習(xí)慣等問題 通過 Solidworks 軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)還能 方便對(duì)夾具進(jìn)行修改 由于三維軟件中尺寸 牽一發(fā)而動(dòng)全身 的特點(diǎn) 修改 一個(gè)尺寸后 其余尺寸會(huì)跟隨第一個(gè)尺寸的改變而改變 大大減少了修改的時(shí) 間 所以在用三維軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí) 選好合適的標(biāo)注基準(zhǔn)有利于高效率的設(shè)計(jì) 使用 Solidworks 工程圖還能輕松使用三維模型導(dǎo)出二維圖紙 Solidworks 工程 圖有強(qiáng)大的功能 能夠完成如三視圖 軸測(cè)圖 剖視圖 標(biāo)注尺寸 形位公差 粗糙度 圖紙模板等功能 并且最重要的一點(diǎn)是 Solidworks 軟件的三維模型 和二維工程圖的尺寸是完全關(guān)聯(lián)的 就是說當(dāng)修改了三維中模型的尺寸 二維 工程圖的尺寸會(huì)隨之修改 減少了圖紙錯(cuò)我的概率并且減少了工作強(qiáng)度 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 5 第二章 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 2 1 確定毛坯的制造形式 根據(jù)零件圖可知 箱體是一個(gè)腔體形狀復(fù)雜的零件 材料為 HT200 根據(jù) 生產(chǎn)綱領(lǐng)可知年產(chǎn)量為 20000 件 屬于批量生產(chǎn)的水平 考慮到變速箱箱體的 型腔精度要求并不是非常高 變速箱體的精度高低全都是通過機(jī)械加工達(dá)到的 所以采用鑄造得到毛坯 鑄造方式為砂型鑄造機(jī)器造型 這種鑄造方式非常普 遍 容易獲得形狀復(fù)雜的零件 并且能夠達(dá)到變速箱箱體零件的工藝要求 2 2 基準(zhǔn)面的選擇 基準(zhǔn)面的選擇非常重要 它貫穿了整個(gè)工藝規(guī)程的編制過程 基準(zhǔn)面選擇 的正確合理能夠大大提升加工效率同時(shí)能夠保證加工質(zhì)量 基準(zhǔn)面選擇的不合 理不但不能提升加工的效率還不能保證零件的質(zhì)量 甚至出現(xiàn)大批量報(bào)廢的情 況 2 3 制定工藝路線 工藝路線的制定首先應(yīng)該能夠保證圖紙上的尺寸和技術(shù)要求 其次再考慮 加工工藝的簡便和難易程度 因?yàn)闈M足圖紙要求是加工工藝編制的頭等大事 在能夠滿足圖紙要求的前提下再考慮如何提高加工效率和簡化工藝 工序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 10 鑄 造 20 時(shí) 效 30 銑 粗銑底面 N 面 40 銑 半精銑銑底面 N 面 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 6 50 鉆 鉆底面孔 2 14 5 锪平面 60 銑 粗銑頂面 T 面 70 銑 半精銑頂面 T 面 80 銑 粗銑左右側(cè)面 L 面和 R 面 90 銑 半精銑左右側(cè)面 L 面和 R 面 100 鏜 粗鏜前面 后面孔 110 鏜 半精鏜前面 后面孔 120 鏜 精鏜前面 后面孔 130 鉆 鉆 擴(kuò) 鉸前 后面 20 孔 倒角 140 鏜 鏜頂面 底面 100 孔 150 鉆 鉆頂面 20 孔 鉆 4 M10 螺紋孔 160 鉆 鉆攻左側(cè)面 2 M8 螺紋孔 170 鉆 鉆 攻后面 4 M12 螺紋孔 180 鉗 鉗工去毛刺 190 檢驗(yàn) 200 入庫 2 4 機(jī)械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 2 4 1 確定毛坯種類 零件材料為 HT200 查 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè) 表 2 2 5 選用鑄件 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 7 尺寸公差等級(jí)為 CT 8 HT200 使用鑄造很容易獲得形狀復(fù)雜的零件 對(duì)于像箱 體這樣相撞復(fù)雜 型腔不規(guī)則的零件尤其適合使用鑄造方式得到零件毛坯 2 4 2 確定鑄件加工余量及形狀 查 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè) 2 2 5 選取加工余量等級(jí)為 MA F 級(jí) 查表 2 2 4 確定各個(gè)加工面的鑄件機(jī)械加工余量 并根據(jù)所查得的數(shù)據(jù)繪制箱體 零件的毛坯圖如圖 2 1 所示 加工表面 加工余量 底面 N 面 5mm 頂面 T 面 5mm 左側(cè)面 L 面 5mm 右側(cè)面 R 面 5mm 前面 F 面 5mm 后面 B 面 5mm 6 62 孔 單側(cè) 4mm 2 14 5 孔 鑄件實(shí)體 8 20 孔 鑄件實(shí)體 頂面 100 孔 單側(cè) 5mm 2 M8 螺紋孔 鑄件實(shí)體 4 M12 螺紋孔 鑄件實(shí)體 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 8 圖 2 1 毛坯圖 2 3 5 制定工藝路線 2 3 5 1 基面的選擇 在制訂工藝規(guī)程時(shí) 定位基準(zhǔn)選擇的正確與否 對(duì)能否保證零件的尺寸精 度和相互位置 精度要求 以及對(duì)零件各表面間的加工順序安排都有很大影響 當(dāng)用夾具安裝工件時(shí) 定位基準(zhǔn)的選擇還會(huì)影響到夾具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度 因此 定位基準(zhǔn)的選擇是一個(gè)很重要的工藝問題 選擇合適的基準(zhǔn)面不但可以提高零 件加工效率 同時(shí)還能方便裝夾提升裝夾效率 2 3 5 2 粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的概念 工件加工的第一工序或最初幾道工序中 只能用毛坯上未 經(jīng)加工的表面作為定位基準(zhǔn) 這種定位基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn) 粗基準(zhǔn)的選擇 對(duì)于 箱體零件 選用箱體的外表面作為加工的粗基準(zhǔn) 先加工出挖掘機(jī)箱體的底面 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 9 2 3 5 3 精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)是已加工過的表面 精基準(zhǔn)的選擇 依據(jù) 基準(zhǔn)重合 原則和 基 準(zhǔn)統(tǒng)一 原則 用已加工過的左側(cè)面作為定位的精基準(zhǔn) 在精基準(zhǔn)的使用中 應(yīng)該盡量使用同一精基準(zhǔn) 2 3 5 4 擬定加工工藝 制定工藝路線應(yīng)能夠保證工件的尺寸 形位公差 粗糙度能夠達(dá)到圖紙要 求 并且在滿足這些條件的前提下 使加工效率最大化 通過使用最短的加工工 序和最方便加工的方式進(jìn)行加工 具體的加工工藝見零件加工工藝過程卡 2 3 6 工序設(shè)計(jì) 2 3 6 1 選擇加工設(shè)備 箱體作為一個(gè)常規(guī)機(jī)械零件 應(yīng)選用廣泛使用的機(jī)床進(jìn)行加工 根據(jù)零件 的工藝安排 各工序所使用的機(jī)床如下所示 工序 30 工序 40 工序 60 工序 70 為銑削加工 選用立式銑床 X51 進(jìn)行 加工 工序 50 工序 150 工序 170 為鉆多孔加工 選擇搖臂鉆床 Z3050 進(jìn)行加 工 工序 80 工序 90 同時(shí)銑削兩個(gè)側(cè)面 需要使用組合銑床加工 工序 100 工序 110 工序 120 為同時(shí)鏜多孔加工 選用組合鏜床加工 工序 130 為同時(shí)鉆多孔加工 選用組合鉆床進(jìn)行加工 工序 140 為鏜削加工 選用臥式鏜床 T616 進(jìn)行加工 工序 160 一次鉆削一個(gè)孔 選用立式鉆床 Z5140 進(jìn)行加工 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 10 min r6 791204 3d10n vi 8 810vc 2 3 6 2 確定切削用量及基本時(shí)間工序 30 粗銑頂面 留精加工余量 刀具 YG6 硬質(zhì)合金端銑刀 齒數(shù) z 10 刀具直徑 d 120背吃刀量 4mmp 每齒進(jìn)給量 查 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 1 表 30 15 取 0 15mm zzf zf銑削速度 查 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 1 表 30 23 取 30m minv v機(jī)床主軸速度 查 3 表 4 16 取 80r min 實(shí)際銑削速度 每分進(jìn)給量 Mzf 銑削寬度 275mme 刀具切入長度 查 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 1 表 30 38 公式如下 1l maDle 63 1201 5 0 3 5 0 221 具切出長度 查 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 1 取 2mm2l l 機(jī)動(dòng)時(shí)間 查查 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 1 公式如下 jt 67 531802675321 MZjflt 輔助時(shí)間 min tjft min 1025 fZn 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 11 min r13204 35d10n vi 2 51 0vc min25 43206753t 21 MZjfl 工序 40 精銑底面至尺寸 刀具 YG6 硬質(zhì)合金端銑刀 齒數(shù) z 10 刀具直徑 d 120 背吃刀量 1mmp 每齒進(jìn)給量 查 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 1 表 30 15 取 0 20mm zzf zf 銑削速度 查 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 1 表 30 23 取 50m minv v 機(jī)床主軸速度 查 3 表 4 16 取 135r min 實(shí)際銑削速度 每分進(jìn)給量 Mzf 銑削寬度 275mme 刀具切入長度 查 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 1 表 30 38 公式如下 1l maDle 63 1201 5 0 3 5 0 221 具切出長度 查 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 1 取 2mm2l l 機(jī)動(dòng)時(shí)間 查查 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 1 公式如下 j 輔助時(shí)間 min 0 t jft 工序 50 鉆底面孔 2 14 5 孔 刀具 9 高速鋼麻花鉆 min 402 fZn 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 12 min r475 1 30d1n v進(jìn)給量 查 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 1 表 28 13 取 0 25mm rf f鉆削速度 查 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 1 表 28 13 取 15m minv v機(jī)床主軸速度 查 3 表 4 9 取 550r min 實(shí)際鉆削速度 cv 每分進(jìn)給量 Mzf 鉆孔深度 22mml 刀具切入長度 由 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 1 表 28 42 得 1l m1 45cot 140 2 cot5 01 rkDl 刀具切出長度 切出長度取 2mm2l 機(jī)動(dòng)時(shí)間 由 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 1 表 28 42 得 jt 輔助時(shí)間 08 2 t jft 工序 60 粗銑頂面 T 面 刀具 YG6 硬質(zhì)合金端銑刀 齒數(shù) z 10 刀具直徑 d 120 背吃刀量 4mmp 每齒進(jìn)給量 查 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 1 表 30 15 取 0 15mm zzf zf min4 25137 4t21 zmjl min 5 137025 fnZ i 2 50 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 13 min r6 791204 3d10n vi 8 810vc min r13204 35d10n v 銑削速度 查 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 1 表 30 23 取 30m minv v 機(jī)床主軸速度 查 3 表 4 16 取 80r min 實(shí)際銑削速度 每分進(jìn)給量 Mzf 銑削寬度 275mme 刀具切入長度 查 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 1 表 30 38 公式如下 1l maDle 63 1201 5 0 3 5 0 221 具切出長度 查 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 1 取 2mm2l l 機(jī)動(dòng)時(shí)間 查查 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 1 公式如下 jt 67 531802675321 MZjflt 輔助時(shí)間 min tjft 工序 70 精銑頂面 T 面 刀具 YG6 硬質(zhì)合金端銑刀 齒數(shù) z 10 刀具直徑 d 120 背吃刀量 1mmp 每齒進(jìn)給量 查 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 1 表 30 15 取 0 20mm zzf zf 銑削速度 查 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 1 表 30 23 取 50m minv v 機(jī)床主軸速度 min 1025 fZn 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 14 min 2 5014 350vcdn min25 43206753t 21 MZjfl min r6 791204 3d10n vi 8 810v c 查 3 表 4 16 取 135r min 實(shí)際銑削速度 每分進(jìn)給量 Mzf 銑削寬度 275mme 刀具切入長度 查 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 1 表 30 38 公式如下 1l maDle 63 1201 5 0 3 5 0 221 具切出長度 查 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 1 取 2mm2l l 機(jī)動(dòng)時(shí)間 查查 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 1 公式如下 j 輔助時(shí)間 min7 02 t jft 工序 80 粗銑左右側(cè)面 L 面和 R 面 刀具 YG6 硬質(zhì)合金端銑刀 齒數(shù) z 10 刀具直徑 d 120 背吃刀量 4mmp 每齒進(jìn)給量 查 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 1 表 30 15 取 0 15mm zzf zf 銑削速度 查 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 1 表 30 23 取 30m minv v 機(jī)床主軸速度 查 3 表 4 16 取 80r min 實(shí)際銑削速度 i 2 fZ 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 15 min r13204 35d10n vi 2 51 0vc 每分進(jìn)給量 Mzf 銑削寬度 230mme 刀具切入長度 查 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 1 表 30 38 公式如下 1l maDle 63 1201 5 0 3 5 0 221 具切出長度 查 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 1 取 2mm2l l 機(jī)動(dòng)時(shí)間 查查 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 1 公式如下 jt 28 31806231 MZjflt 輔助時(shí)間 min4 tjft 工序 90 精銑左右側(cè)面 L 面和 R 面 刀具 YG6 硬質(zhì)合金端銑刀 齒數(shù) z 10 刀具直徑 d 120 背吃刀量 1mmp 每齒進(jìn)給量 查 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 1 表 30 15 取 0 20mm zzf zf 銑削速度 查 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 1 表 30 23 取 50m minv v 機(jī)床主軸速度 查 3 表 4 16 取 135r min 實(shí)際銑削速度 每分進(jìn)給量 Mzf 銑削寬度 230mme min 180215 0fZn min 402 fZn 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 16 min46 224063t21 MZjfl刀具切入長度 查 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 1 表 30 38 公式如下 1l maDle 63 1201 5 0 3 5 0 221 具切出長度 查 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 1 取 2mm2l l機(jī)動(dòng)時(shí)間 查查 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 1 公式如下 j 輔助時(shí)間 min3 0 t jft 其余工序數(shù)據(jù)計(jì)算件工藝卡片 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 17 第 3 章 夾具設(shè)計(jì) 3 1 夾具類型及使用機(jī)床選擇 根據(jù)課題要求選擇一道重要工序進(jìn)行夾具設(shè)計(jì) 本次要設(shè)計(jì)的夾具是箱體 鉆 2 20 孔及鉆攻 4 M8 螺紋孔夾具 鉆 鉸 锪通過專用的鉆頭 鉸刀 锪 刀都可以在鉆床上進(jìn)行加工 鉆床廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工中 是一種成本低 操 作難度低 加工范圍廣的機(jī)床 對(duì)于鉆 2 20 孔及鉆攻 4 M8 螺紋孔這道工序 來說 由于一次裝夾需要加工多個(gè)孔 故可選用如圖 3 1 搖臂鉆床 Z3050 進(jìn)行 加工 圖 3 1 搖臂鉆床 3 2 定位基準(zhǔn)及定位元件選擇 3 2 1 工件定位面選擇 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 18 根據(jù)變速箱體的工序安排可知 鉆 2 20 孔及鉆攻 4 M8 螺紋孔工序在較為靠 后的位置 此時(shí)工件上的大部分表面都已加工 可選擇的余地較大 根據(jù)零件 圖可知 頂面的被加工孔沒有特殊的行為公差要求和尺寸要求 為了加工方便 和夾具結(jié)構(gòu)的簡單緊湊 選擇已加工的底面和底面上 2 14 5 孔作為定位面 3 2 2 夾具定位元件選擇 夾具的定位元件是連接在夾具體上的零件 定位元件的作用是確定工件和 夾具之間的相對(duì)位置 定位元件通過定位面和工件配合 達(dá)到確定夾具和工件 相對(duì)位置的作用 零件的定位通常采用外圓 內(nèi)孔等要素 且這些定位面應(yīng)該 具備加工精度高 作為定位面時(shí)容易裝夾容易定位等特點(diǎn) 對(duì)于箱體鉆頂面 2 20 孔及鉆攻 4 M8 螺紋孔這道工序來說 選擇了底面和底面上 2 14 5 孔作 為定基準(zhǔn) 采用 一面兩銷 的定位原理進(jìn)行定位 下面分析 一面兩銷 中的 一面 和 兩銷 分別使用什么定位元件進(jìn) 行定位 箱體底面是一個(gè)大而平整的表面 在工件的定位中起到定位面的作用 由于底面是已加工表面 有較高的精度 可選用符合 GB 2236 91 的支承板進(jìn)行 定位 支撐板的結(jié)構(gòu)示意圖如圖 3 2 所示 支承板是一個(gè)長條狀定位元件 由 于箱體較大 應(yīng)該選用兩塊支撐板放置在箱體底面的兩端 兩塊支撐板組成了 一個(gè)大平面 根據(jù)夾具的定位原理 兩個(gè)支撐板組成的大平面可以限制工件的 3 個(gè)自由度 分別是 1 個(gè)移動(dòng)自由度和 2 個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 19 圖 3 2 支承板 在 一面兩銷 定位原理中的 兩銷 分別指的是圓柱定位銷和菱形定位銷 圓柱定 位銷的結(jié)構(gòu)如圖 3 3 所示 菱形銷的結(jié)構(gòu)如圖 3 4 所示 圓柱銷能夠限制 2 個(gè)移動(dòng)自由度 菱形銷單獨(dú)使用不能限制工件的自由度 菱形銷只有在和圓柱銷成對(duì)使用時(shí)才能限制工件 的一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度 且菱形銷在使用是的擺放方向應(yīng)該為菱形銷配合面連線的垂線方向應(yīng) 該指向圓柱銷中心線的方向 只有這樣菱形銷才能限制工件的旋轉(zhuǎn)自由度 圖 3 3 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 20 圖 3 4 菱形銷 3 2 3 定位元件限制不定度分析 工件在夾具上位置的確定需要限制 6 個(gè)自由度 對(duì)于回轉(zhuǎn)體零件 有時(shí)可 只限制 5 個(gè)自由度 由于變速箱體零件為不規(guī)則零件 他的加工必須限制全部 的 6 個(gè)自由度 底面用兩塊支撐板限制 3 個(gè)自由度 分別是 1 個(gè)移動(dòng)自由度和 2 個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度 根據(jù) 一面兩銷 原理 底面上的 2 14 5 孔分別用一個(gè)圓 柱銷和一個(gè)菱形銷定位 圓柱銷可以限制 2 個(gè)移動(dòng)自由度 菱形銷可以限制 1 個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度 這樣工件的 6 個(gè)自由度都被限制了 工件在夾具上的位置被確 定 工件完全定位 3 3 夾緊機(jī)構(gòu)及夾緊元件初步選擇 如圖 3 5 所示 采用移動(dòng)壓板作為夾緊機(jī)構(gòu) 移動(dòng)壓板機(jī)構(gòu)選用的都是標(biāo) 準(zhǔn)件 包括移動(dòng)壓板 螺母 雙頭螺柱 彈簧 調(diào)節(jié)支撐 移動(dòng)壓板是一種結(jié) 構(gòu)簡單 容易獲得的夾緊機(jī)構(gòu) 使用移動(dòng)壓板時(shí) 先裝入工件 然后把移動(dòng)壓 板的頭部移動(dòng)至需要夾緊的部位 再用扳手?jǐn)Q緊夾緊工件 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 21 圖 3 5 移動(dòng)壓板夾緊 3 4 鉆套類型選擇 加工箱體鉆頂面 2 20 孔及鉆攻 4 M8 螺紋孔 根據(jù)零件圖可知 2 20 孔 的粗糙度為 Ra12 5 查 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 可知 要達(dá)到 Ra12 5 的粗糙 度要求 直接進(jìn)行鉆削加工即可 而 4 M8 螺紋孔需要先鉆 M8 螺紋孔的底孔 再進(jìn)行攻絲加工 故對(duì)于本工序鉆頂面 2 20 孔及鉆攻 4 M8 螺紋孔需要兩個(gè) 型號(hào)的鉆套 選用如圖 3 6 所示符合 GB T 8046 1 1999 的固定式鉆套即可 圖 3 6 固定式鉆套 3 5 鉆模板設(shè)計(jì) 3 5 1 鉆模板類型選擇 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 22 鉆模板是引導(dǎo)刀具在工件上鉆孔用的零件 鉆模板的作用是支撐鉆套 讓 鉆套和夾具體上的定位元件保證一定的位置關(guān)系 鉆模板的精度直接影響到工 件鉆孔的精度 該夾具中 鉆頂面 2 20 孔及鉆攻 4 M8 螺紋孔 因?yàn)榧庸?2 M8 螺紋孔需要先鉆螺紋底孔再攻絲 所以鉆模板需要設(shè)計(jì)成可翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu) 當(dāng)鉆 螺紋底孔加工完成后 翻開鉆模板進(jìn)行攻絲加工 3 5 2 鉆模板材料選擇 鉆模板的形狀為矩形板狀 可選用 45 鋼板材進(jìn)行加工 45 鋼板材在市場 上購買方便 是一種廣泛使用的材料 45 鋼有很好的機(jī)械性能 進(jìn)行熱處理后 可獲得較高硬度 作為鉆模板的材料非常合適 3 6 計(jì)算切削力和夾緊力 3 6 1 計(jì)算切削力 本道工序設(shè)計(jì)兩個(gè)不同大小孔的加工 選擇加工直徑較大的 20 孔進(jìn)行切 削力計(jì)算 刀具 采用高速鋼直柄麻花鉆 md20 材料 HT200 鑄件 abMP41 鉆削軸向力為 引自參考文獻(xiàn) 機(jī)床夾具手冊(cè) 第三版 表pfKdfF 7 06 1 2 8 進(jìn)給量 r mf2 0 修正系數(shù) 引自參考文獻(xiàn) 機(jī)夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 第三版 表 1 2 75 0 36 bpK 8 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 23 故 NFf 63 9 7341 20 675 0 則實(shí)際夾緊力為 查 機(jī)床夾具計(jì)手冊(cè) 第三版 表 1 2 1 jpKF 安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算4321k 基本安全系數(shù) 1 5 2K 加工性質(zhì)系數(shù) 1 1 3 刀具鈍化系數(shù) 1 0 4 斷續(xù)切削系數(shù) 0 上述數(shù)據(jù)查 機(jī)械夾具具設(shè)計(jì)手冊(cè) 第三版 表 1 2 1 故 NFkKFjjp 15243210 3 6 2 計(jì)算夾緊力 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 孟少農(nóng)表 6 3 8 中公式 cottan 21 21 fRdMWlqL W 作用在工件上的夾緊力 WL 螺旋夾緊力 M 螺旋上的原始作用力 M QL d2 螺紋中徑 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 24 Q 手柄上的的作用力 L 手柄長度 l1 支撐到螺栓中心線距離 l2 螺栓中心線到夾緊中心距離 q 彈簧彈力 此處忽略不計(jì) 機(jī)構(gòu)效率 取 0 9 帶入數(shù)據(jù)得夾緊力為 2972N 大于切削力 3 7 定位誤差分析 工件的定位簡圖如圖 3 4 所示根據(jù) 現(xiàn)代夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 3 2 公式得 兩定位銷所產(chǎn)生的最大角度定位誤差為 0186 127 94 02tanmaxa Ll 圖 3 7 零件定位簡圖maxl 夾具圓柱銷與其相配合的工件定位孔的最大間隙 取 H9 d9 最大間 隙 0 294mm 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 25 max2 夾具菱形銷與其配合的工件孔件的最大間隙 取 H7 f6 最大間隙 0 077mm L 兩定位銷中心距 計(jì)算得最大定位角度誤差 0 107 水平定位誤差為 maxl 2之間取較大值除 2 計(jì)算得水平定位誤差為 147 0 29 jw 3 8 夾具體設(shè)計(jì) 夾具體是夾具的重要零件 他的主要作用是作為整個(gè)夾具的支撐部件 同 時(shí)還連接了如鉆模板 定位銷 支撐釘 支撐板 壓板等零件 是一套夾具中 最為重要的零件 夾具體的加工精度是否能夠達(dá)到要求直接關(guān)系到工件的加工 質(zhì)量 如夾具體底面與頂面的平行度直接關(guān)系到鉆孔加工中孔的垂直度 該夾 具體結(jié)構(gòu)較為簡單 選用易于得到毛坯的灰鑄鐵作為夾具體材料 根據(jù)上述要 求 設(shè)計(jì)夾具體并繪制夾具體零件圖 如圖 3 8 所示 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 26 圖 3 8 夾具體零件圖 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 27 結(jié)束語 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我這個(gè)若階段所學(xué)知識(shí)的一次集中考察 畢業(yè)設(shè)計(jì)的綜合性 強(qiáng) 涉及到所學(xué)的方方面面 如機(jī)械制圖 工藝擬定 夾具設(shè)計(jì)等方面的知識(shí) 通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì) 使我看到了在這些方面的不足 同時(shí)也在老師的指導(dǎo)下 學(xué)到了很多平時(shí)學(xué)的不精或沒有學(xué)到的知識(shí) 變速箱體是變速箱的重要零件 只有把各個(gè)加工工藝的順序才能完成加工 才達(dá)到設(shè)計(jì)的要求 要對(duì)變速箱的用途有基本的認(rèn)識(shí) 以便于對(duì)制造變速箱體 的材料及工藝有直觀的認(rèn)識(shí) 論文中對(duì)變速箱體行了工藝分析 并編制了工藝 過程 繪制了工藝流程卡和工序卡 把理論結(jié)合到實(shí)際 是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一次 考核 在撰寫畢業(yè)論文的這段時(shí)間 每當(dāng)遇到不懂的知識(shí)點(diǎn)我都主動(dòng)向老師和身 邊的同學(xué)請(qǐng)教 剛開始設(shè)計(jì)夾具時(shí)疑點(diǎn)很多 后來在老師和同學(xué)的幫助下漸漸 理順了設(shè)計(jì)思路 并學(xué)會(huì)了查閱有關(guān)的設(shè)計(jì)手冊(cè) 通過學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)手冊(cè)的上的案 例慢慢找到了繪制裝配圖的感覺 對(duì)于圖紙上的標(biāo)注問題 我也找到了最新的 制圖標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行標(biāo)注 如粗糙度要求這些年由老標(biāo)注方法變?yōu)樾?標(biāo)注方法 基準(zhǔn)符號(hào)由圓圈和橫線的組合變?yōu)榉娇蚝腿堑慕M合 作為馬上要 進(jìn)入社會(huì)工作的畢業(yè)生 應(yīng)該積極學(xué)習(xí)新標(biāo)準(zhǔn) 適應(yīng)畢業(yè)后的工作 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 28 致 謝 忙碌的畢業(yè)季過去了 畢業(yè)設(shè)計(jì)也按照規(guī)定時(shí)間完成并交到畢業(yè)設(shè)計(jì)導(dǎo)師 那里 再這段時(shí)間里 從接到課題一頭霧水不知從何下手 再到到圖書館查閱 大量資料 翻閱各種設(shè)計(jì)手冊(cè) 逐漸理清了設(shè)計(jì)思路和畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù) 我的課題變速箱體加工工藝和夾具設(shè)計(jì) 這是一個(gè)很常規(guī)的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題 他 牽涉到大學(xué)期間所學(xué)的很多知識(shí) 如機(jī)械加工工藝 機(jī)械制圖 材料方面等的 知識(shí) 畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性很強(qiáng)的大考試 是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一個(gè)總體檢驗(yàn) 想 想大學(xué)期間學(xué)習(xí)的各學(xué)科的知識(shí) 都是各門任課教師一節(jié)課一節(jié)課耐心教會(huì)給 我們 想在此對(duì)所有任課教師說一句 謝謝 您們辛苦了 是你們帶我走進(jìn)機(jī) 械世界的大門 是你們?yōu)槲艺樟廖磥淼姆较?讓我在混沌中看清未來前行的方 向 你們就是黑暗中的明燈照亮我前行的路 還要感謝大學(xué)期間陪伴我的同學(xué)們 遠(yuǎn)在異鄉(xiāng)求學(xué) 心中的寂寞可想而知 是同學(xué)們讓我在這個(gè)城市有了家的感覺 我們一起上課一起吃飯一起度過周末 甚至一起過節(jié) 你們的音容笑貌會(huì)一致銘刻在我心里 感謝你們的陪伴 謝謝 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 29 參考文獻(xiàn) 1 楊叔子 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 2009 01 2 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) AutoCAD2012 中文版基礎(chǔ)教程 西安交通大學(xué)出版社 2015 07 3 廖希亮 張敏 計(jì)算機(jī)繪圖 清華大學(xué)出版社 2011 03 4 徐茂功 公差配合與技術(shù)測(cè)量 第 2 版 機(jī)械工業(yè)出版社 2014 06 5 黃云清 公差配合與測(cè)量技術(shù) 第 2 版 機(jī)械工業(yè)出版社 2012 01 6 李學(xué)京 機(jī)械制圖和技術(shù)制圖國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)用指南 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社 2013 06 7 熊良山 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 第 2 版 華中科技大學(xué)出版社 2012 07 8 鄒青 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程 第 2 版 機(jī)械工業(yè)出版社 2011 03 9 王福吉 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 科學(xué)出版社 2015 6 10 崇凱 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南 第 2 版 化學(xué)工業(yè)出版社 2015 4