變速箱殼體銑面夾具設(shè)計(jì)【說(shuō)明書(shū)+CAD+PROE】
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各位老師大家下午好!題目:變速箱殼體銑面夾具設(shè)計(jì)-江西農(nóng)業(yè)大學(xué)2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 學(xué) 院:工 學(xué) 院 姓 名:陳 亮 學(xué) 號(hào):20050416 專(zhuān) 業(yè):機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 年 級(jí):機(jī)制052班 指導(dǎo)教師:樊十全 一.設(shè)計(jì)任務(wù)本次設(shè)計(jì)為設(shè)計(jì)一變速箱殼體銑面手動(dòng)專(zhuān)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(diǎn)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(shí)沖擊和振動(dòng)較嚴(yán)重。所以對(duì)于此次所設(shè)計(jì)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(dòng)夾緊時(shí)要有良好的自鎖能力;夾具上各組成元件的強(qiáng)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?chē)钠矫妫蓞⒖嫉装鍒D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(duì)加工工件進(jìn)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(duì)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(duì)于兩定位孔則是先鉆,再通過(guò)鉸刀精鉸至10.20mm.在加工側(cè)端面時(shí),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(dá)到要求。四定位方案設(shè)計(jì)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(guò)定位塊來(lái)實(shí)現(xiàn)的。定位塊通過(guò)自己本身及定位插銷(xiāo)12、四個(gè)內(nèi)六角圓柱頭螺釘16、襯套11實(shí)現(xiàn)與底板的定位。而對(duì)于工件與定位塊的定位,為限制工件沿Z軸的移動(dòng)自由度、工件繞X軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度及工件繞Y軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度,我們需用工件的下表面作為第一定位基準(zhǔn);為限制工件沿X軸方向的移動(dòng)自由度、沿Y軸方向的移動(dòng)自由度,需將工件上內(nèi)孔1作為第二定位基準(zhǔn);同時(shí)為限制工件繞Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度,需將工件上內(nèi)孔2作為第三定位基準(zhǔn),這樣就限制了工件的六個(gè)不定度,達(dá)到完全定位,而這種定位方式也就是我們常說(shuō)的“一面兩孔”定位。4.2夾具體與機(jī)床的定位夾具體與機(jī)床的定位是通過(guò)兩個(gè)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(jī)床導(dǎo)軌上,實(shí)現(xiàn)定位。具體情況如下圖(2):圖(2)4.3定位誤差計(jì)算在機(jī)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(duì)于機(jī)床成形運(yùn)動(dòng)的位置誤差,夾具相對(duì)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(shí)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(duì)工件在夾具中的定位誤差做一簡(jiǎn)單計(jì)算。對(duì)于一面兩孔的定位,如下圖(3):圖(3)可查機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表1112得:基準(zhǔn)位置誤差:式中:為第一定位孔的公差,為圓柱銷(xiāo)的公差;為第二定位孔的公差,為菱形銷(xiāo)的公差;第一定位孔與圓柱銷(xiāo)間的最小間隙;第二定位孔與菱形銷(xiāo)間的最小間隙;為轉(zhuǎn)角誤差?;鶞?zhǔn)不重合誤差:又因圓柱銷(xiāo)尺寸為,菱形銷(xiāo)尺為,圓柱銷(xiāo)與定位孔1的配合為,菱形銷(xiāo)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(jì)此次設(shè)計(jì),我們用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)對(duì)工件進(jìn)行夾緊,螺旋夾緊機(jī)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(dòng)壓板7、平底螺母8、定向鍵9、螺釘10構(gòu)成。在對(duì)工件進(jìn)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(guò)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(xiāo)、菱形銷(xiāo)、襯套的定位,實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾緊與松開(kāi)。根據(jù)工件尺寸,對(duì)壓板的尺寸可初步擬定為厚度為25mm,長(zhǎng)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(jì)算對(duì)于此零件,我們可用萬(wàn)能銑床X62W對(duì)其進(jìn)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(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表129得:計(jì)算公式為:其中P-銑削力(N);-在調(diào)整高速鋼銑刀銑削時(shí),考慮工件材料及銑刀類(lèi)型系數(shù),其值查表1210選取,此處為=294;t-銑削深度(mm);-每齒進(jìn)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(shí),考慮工件材料機(jī)械性能不同的修正系數(shù),對(duì)于QT450-10有.查金屬切削手冊(cè)表912可得Sz=0.3,查表97可得D125mm,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(jì)算查機(jī)械夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表1211可得夾緊力計(jì)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,H165.15mm,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(diǎn)系數(shù);-夾緊力的穩(wěn)定性系數(shù);-手動(dòng)夾緊時(shí)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(jī)械夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表121和表122和表1212得:則代入夾緊力計(jì)算公式代入夾緊力計(jì)算公式因螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是通過(guò)平底螺母來(lái)實(shí)現(xiàn)夾緊,若手柄長(zhǎng)度為240mm,作用力為100N,則可查機(jī)械夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表1225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(jì)與其它裝置設(shè)計(jì)6.1夾具體設(shè)計(jì)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(jī)構(gòu)和裝置等。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求:1、應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度;2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,具有良好的工藝性;3、尺寸要穩(wěn)定;4、便于排屑?;诖?,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(duì)刀引導(dǎo)元件以及其他輔助機(jī)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(zhǎng)430mm,寬200mm,厚23mm,如下圖(6)所示:(具體見(jiàn)夾具體零件圖)圖(6)6.2其它裝置設(shè)計(jì)銑床夾具依靠夾具體底面和定向鍵側(cè)面與機(jī)床工作臺(tái)上平面及T型槽相連接,以保證定位元件對(duì)工作臺(tái)和導(dǎo)軌具有正確的相對(duì)位置。為了減小安裝時(shí)的偏斜角的誤差,安裝定向鍵時(shí)應(yīng)當(dāng)使它們靠向T型槽的同一側(cè)。對(duì)定向鍵的設(shè)計(jì)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(xiāo)中心和菱形銷(xiāo)中心到D面的距離之差為105.01。2.菱形銷(xiāo)相對(duì)于夾具體表面的垂直度要求為。3.夾具體側(cè)面與基準(zhǔn)面A的垂直度要求0.02,與基準(zhǔn)C與基準(zhǔn)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(zhǔn)位置誤差:jw=0.004;jd是銑床夾具的對(duì)刀誤差:jd=ShS塞尺的制造誤差;h對(duì)刀塊工作表面至定位元件的尺寸公差。查表可知:S=0.014。因?yàn)閷?duì)刀塊是用就地加工法加工的,所以可以認(rèn)為:h=0。由此我們可知:jd=0.014。得=0.0350.035由此判定,夾具精度符合要求。九.夾具工作原理簡(jiǎn)介下面我們來(lái)分析與說(shuō)明它的工件原理:工件通過(guò)菱形銷(xiāo)、圓柱銷(xiāo)固定在定位塊上,而定位塊又通過(guò)定位插銷(xiāo)和內(nèi)六角圓柱頭螺釘與夾具體相聯(lián),對(duì)于螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是通過(guò)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(tái)面的連接與定位。裝工件時(shí),只要把平底螺母松開(kāi)一點(diǎn),并將移動(dòng)壓板向左移動(dòng)一點(diǎn)即可把工件放上去,擰緊即可,開(kāi)始對(duì)工件的進(jìn)行銑面加工。卸載工件時(shí),松開(kāi)平底螺母,移動(dòng)壓板左移,即可卸載。本夾具操作簡(jiǎn)單,省時(shí)省力,裝卸工件時(shí)只需靠平底螺母的松緊和移動(dòng)壓板的移動(dòng)即可輕松實(shí)現(xiàn)。對(duì)此夾具各個(gè)零件的裝配關(guān)系見(jiàn)下圖(8):十.總結(jié)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)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(kāi)題到計(jì)算、繪圖直到完成設(shè)計(jì)。其間,查找資料,向老師請(qǐng)教,與同學(xué)交流,反復(fù)修改圖紙,每一個(gè)過(guò)程都是對(duì)自己能力的一次檢驗(yàn)和充實(shí)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,我對(duì)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)有了一次系統(tǒng)的復(fù)習(xí)和鞏固,同時(shí)也學(xué)會(huì)了查找相關(guān)資料與標(biāo)準(zhǔn),學(xué)會(huì)了分析數(shù)據(jù),提高了自己的CADPRO-E的制圖能力,也能更熟練的運(yùn)用OFFICE辦公軟件,懂得了許多經(jīng)驗(yàn)公式的獲得是前人不懈努力的結(jié)果。但是畢業(yè)設(shè)計(jì)也暴露出自己專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處,比如缺乏綜合應(yīng)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)的能力,設(shè)計(jì)分析不全面,運(yùn)用各種工具不熟,等等,當(dāng)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(jì)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(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中給予我的指導(dǎo)和幫助,也要感謝吳彥紅老師中途對(duì)我CAD圖的指正,以及我周?chē)耐瑢W(xué)朋友,感謝他們提出寶貴的意見(jiàn)和建議。另外,我還要感謝在大學(xué)期間所有傳授我知識(shí)的老師,是你們的悉心教導(dǎo)使我有了良好的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),這也是畢業(yè)設(shè)計(jì)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(fù)老師同學(xué)對(duì)我的期待,也為社會(huì)做出自己的一份貢獻(xiàn)。
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