機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-EHY-112-90汽車變速箱殼體組合機(jī)床的夾具設(shè)計(jì)【全套套圖紙】

《機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-EHY-112-90汽車變速箱殼體組合機(jī)床的夾具設(shè)計(jì)【全套套圖紙】》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-EHY-112-90汽車變速箱殼體組合機(jī)床的夾具設(shè)計(jì)【全套套圖紙】（31頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、1 目目 錄錄 1 前 言 .1 1.1 本課題的意義1 1.2 國內(nèi)發(fā)展概況1 1.3 課題由來及所需基本條件2 2 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 3 2.1 總體方案論證3 2.1.1 加工內(nèi)容及要求3 2.1.2 機(jī)床配置型式的選擇3 2.1.3 定位基準(zhǔn)的選擇3 2.1.4 滑臺(tái)型式的選擇4 2.2 確定切削用量及選擇刀具4 2.2.1 切削用量的選擇4 2.2.2 計(jì)算切削力、切削扭矩及切削功率 .5 2.2.3 刀具結(jié)構(gòu)的選擇5 2.3 總體設(shè)計(jì)“三圖一卡”6 2.3.1 被加工零件工序圖6 2.3.2 加工示意圖6 2.3.3 機(jī)床尺寸聯(lián)系總圖7 2.3.4 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡9 3 組合機(jī)床

2、夾具設(shè)計(jì).12 3.1 夾具設(shè)計(jì)的基本要求和步驟.12 3.1.1 夾具設(shè)計(jì)的基本要求.12 3.1.2 夾具設(shè)計(jì)的步驟.12 3.2 定位方案的確定.13 3.2.1 零件的工藝性分析.13 3.2.2 定位方案論證.13 3.2.3 誤差分析.13 3.2.4 校核加工精度.15 3.3 導(dǎo)向裝置 .15 3.4 夾緊方案的確定.16 3.4.1 夾緊裝置的確定.16 3.4.2 夾緊力的確定.18 3.4.3 氣缸的選擇.19 3.5 夾具體的設(shè)計(jì).20 3.6 夾具三維設(shè)計(jì).20 3.6.1 三維建模及三維軟件介紹.20 3.6.2 基于三維的夾具設(shè)計(jì)過程.21 4 結(jié)論.24 參 考

3、 文 獻(xiàn)25 致 謝.26 附 件 清 單27 基于三維的變速箱殼體組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 2 變速箱殼體組合機(jī)床的夾具設(shè)計(jì)變速箱殼體組合機(jī)床的夾具設(shè)計(jì) 摘摘 要：要：變速箱殼體組合機(jī)床采用臥式雙面加工方案。用于鉆削被加工零件左側(cè)面 上的 8 個(gè)8.5 的孔，1 個(gè)11.9 的孔，右側(cè) 6 個(gè)8.5 的孔，2 個(gè)9.8 的孔。主要包 括總體設(shè)計(jì)和夾具設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。左側(cè)主軸箱用來加工這 9 個(gè)孔，右側(cè)主軸箱用來 完成剩下的 8 個(gè)孔的加工，兩主軸箱的中間是夾具部分。機(jī)床采用液壓滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)刀 具的進(jìn)給，以保證進(jìn)給速度的穩(wěn)定可靠。工件選用“一面兩孔”的定位方案，能夠 保證工件的位置精度要求，同時(shí)便于工件裝夾

4、，又有利于夾具的設(shè)計(jì)與制造。采用 氣壓夾緊方式。為保證工件上被加工孔的位置精度，采用了導(dǎo)向裝置。因工件批量 較大，導(dǎo)向裝置中的鉆套容易磨損，所以采用了可換鉆套。夾具體材料采用 HT150, 并在夾具體上開設(shè)排屑槽以防止切屑在定位元件工作表面上或其他裝置中堆積而影 響工件的正確定位和夾具的正常工作。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：組合機(jī)床；總體設(shè)計(jì)；夾具 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706 3 The fixture design of modular machine tool for transmission body based on 3D method Abstract: The modula

5、r machine tool for transmission body uses the horizontal-type and two-side processing plan.It is used for drilling these holes in the work piece: eight holes with the diameter 8.5mm and depth 24mm, one hole with the diameter 11.9mm and depth 25mm on the left side,six diameter 8.5m holes and their bo

6、ttom surfaces on the right surface, two diameter 9.8mm holes.The topic includes two parts, the general design and fixture design of the machine tool. The left spindle box is used for machining nine tappet holes, the right spindle box is used for machining eight holes, and a fixture is between two sp

7、indle boxes.To achieve stable and reliable feed, hydraulic pressure sliding tables are used in this machining tool.The work piece is located at the fixture through “a face two holes“,which can ensure the position precision needs of the work piece and be beneficial to design the fixture.The combinati

8、on machine is clamped by atmospheric pressure devices.To ensure position precision, the guiding devices are used. Replaceable guiding sleeves are chosen, because they are easy wearing in large quantities of production. The material of clamp body is HT150. Chip troughs which are in the clamp body are

9、 free of chip falling onto the working surface of positioning components or accumulating on other devices, and ensure the work piece correct positioning and the fixture normal working. Key words: combination machine; design; fixture 基于三維的變速箱殼體組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 4 1 前言 1.1 本課題的意義 組合機(jī)床是由大量的通用部件和少量專用部件組成的工序集中的高效

10、率專用機(jī) 床。它能夠?qū)σ环N（或幾種）零件進(jìn)行多刀、多軸、多面、多工位加工。在組合機(jī) 床上可以完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、攻絲、車削、銑削、磨削及滾壓等工序， 生產(chǎn)效率高，加工精度穩(wěn)定。因此，在現(xiàn)代化大生產(chǎn)中，要使零件加工具有高的生 產(chǎn)效率，良好的加工精度、精度穩(wěn)定性，好的經(jīng)濟(jì)性，采用組合機(jī)床加工是一個(gè)和 好的選擇。而如何設(shè)計(jì)一臺(tái)好的組合機(jī)床就成為了關(guān)鍵，機(jī)床夾具是在金屬切削加 工中，用以準(zhǔn)確地確定工件位置，并將其牢固地夾緊，以接受加工的工藝裝備。它 的主要作用是：可靠地保證工件的加工質(zhì)量，提高加工效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，充分 發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性能。因此，機(jī)床夾具在機(jī)械制造中占有重要的地位，這正

11、 是本課題需要解決的問題。 1.2 國內(nèi)發(fā)展概況 目前，組合機(jī)床在機(jī)械制造工業(yè)中應(yīng)用越來越普遍，并已顯示出其巨大的優(yōu)越 性。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：高速度、高精度、柔性化、模塊化、高生產(chǎn)率等方 向發(fā)展。因此組合機(jī)床裝備的發(fā)展思路必須是以提高組合機(jī)床加工精度、組合機(jī)床 柔性、組合機(jī)床工作可靠性和組合機(jī)床技術(shù)的成套性為主攻方向。一方面，加強(qiáng)數(shù) 控技術(shù)的應(yīng)用，提高組合機(jī)床產(chǎn)品數(shù)控化率；另一方面，進(jìn)一步發(fā)展新型部件，尤 其是多坐標(biāo)部件，使其模塊化、柔性化，適應(yīng)可調(diào)可變、多品種加工的市場需求。 同時(shí)，高性能的組合機(jī)床的應(yīng)用也越來越多，諸如被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、交通、 能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。我國傳

12、統(tǒng)的組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線主要采用 機(jī)、電、氣、液壓控制，它的加工對(duì)象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型箱體類和軸 類零件，完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺(tái)，在孔內(nèi)鏜 各種形狀槽，以及銑削平面和成形面等。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，一種新型的組合機(jī) 床柔性組合機(jī)床越來越受到人們的青睞，它應(yīng)用多位主軸箱、可換主軸箱、編 碼隨行夾具和刀具的自動(dòng)更換，配以可編程序控制器（PLC） 、數(shù)字控制（NC）等， 能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，并能靈活適應(yīng)多品種加工的可調(diào)可變的組合 機(jī)床。另外，近年來組合機(jī)床加工中心、數(shù)控組合機(jī)床、機(jī)床輔機(jī)（清洗機(jī)、裝配 機(jī)、綜合測量機(jī)、試驗(yàn)機(jī)、輸送線）等在組合

13、機(jī)床行業(yè)中所占份額也越來越大。 夾具方面，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和市場需求的變化，現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)得到了較 快的發(fā)展。多品種、小批量生產(chǎn)方式將成為今后的主要生產(chǎn)形式，制造系統(tǒng)正向著 柔性化、集成化、智能化方向發(fā)展，機(jī)床愈來愈多地采用先進(jìn)的技術(shù)，加工效率不 斷地提高。機(jī)械產(chǎn)品的加工精度日益提高，高精度的機(jī)床大量出現(xiàn) 。為了適應(yīng)生 產(chǎn)發(fā)展的需要 ，機(jī)床夾具正在向柔性化、高效化、自動(dòng)化、精密化、標(biāo)準(zhǔn)化方向 5 發(fā)展。 1.3 課題由來及基本條件 a）設(shè)計(jì)內(nèi)容 設(shè)計(jì)一臺(tái)變速箱殼體雙面組合機(jī)床； 總體設(shè)計(jì)：制定工藝方案，確定機(jī)床配置型式及結(jié)構(gòu)方案， “三圖一卡”設(shè)計(jì)； 部件設(shè)計(jì)：組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) b）設(shè)計(jì)依據(jù)

14、 被加工零件：變速箱殼體（附零件圖） 工件材料：HT150 加工內(nèi)容：一側(cè)鉆削 88.5 深 24 的孔，11.9 深 25 的孔；另一側(cè) 68.5 深 24 的孔，29.8 深 18.5 的孔。 生產(chǎn)綱領(lǐng)：大批大量 基于三維的變速箱殼體組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 6 2 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 2.1 總體方案論證 本設(shè)計(jì)的加工對(duì)象為變速箱殼體，材料是 HT150,硬度 HBS170-241，重量 21Kg，屬于箱體零件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 2.1.12.1.1 加工內(nèi)容及要求加工內(nèi)容及要求 根據(jù)先粗后精、先基準(zhǔn)面后其它表面、先主要表面后次要表面的機(jī)械加工工序 安排的設(shè)計(jì)原則，對(duì)變速箱殼體的工藝路線作如下設(shè)計(jì)： a

15、)粗銑底面； b)粗銑左、右端面； c)粗銑前、后端面； d)半精銑底面； e)半精銑左、右端面； f)半精銑前、后端面； g)粗鏜孔； h)精鏜孔； i)鉆左、右面的孔； j)攻絲。 本道工序?yàn)榈?9 道工序，主要加工左右二面上的 17 個(gè)孔。具體加工內(nèi)容是： 左側(cè)面 9 個(gè)孔，鉆削 88.5 深 24 的孔，111.9 深 25 的孔；鉆右側(cè)面上 8 個(gè) 孔，鉆削 68.5 深 24 的孔，29.8 深 18.5 的孔 2.1.22.1.2 機(jī)床機(jī)床配置型式選擇配置型式選擇 根據(jù)任務(wù)書的要求：設(shè)計(jì)的組合機(jī)床要滿足加工要求、保證加工精度；盡可能 用通用件、以降低成本；各動(dòng)力部件用電氣控制。因

16、此根據(jù)任務(wù)書要求和變速箱殼 體的特點(diǎn)初定兩種設(shè)計(jì)方案： a）臥式組合機(jī)床 特點(diǎn)：臥式組合機(jī)床重心低、振動(dòng)小運(yùn)作平穩(wěn)、加工精度 高、占地面積大。 b）立式組合機(jī)床 特點(diǎn)：立式組合機(jī)床重心高、振動(dòng)大、加工精度低、占地 面積小。 通過以上的比較，考慮到臥式床身振動(dòng)小，裝夾方便等優(yōu)點(diǎn)，選用臥式組合機(jī) 床。 2.1.32.1.3 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)的選擇 組合機(jī)床是針對(duì)某種零件或零件某道工序設(shè)計(jì)的。正確選擇定位基準(zhǔn)，是確保 加工精度的重要條件，同時(shí)也有利于實(shí)現(xiàn)最大限度的集中工序。本機(jī)床加工時(shí)采用 的定位方式是以底面為定位基準(zhǔn)面，限制三個(gè)自由度；用兩個(gè)擋鐵限制兩個(gè)自由度； 在左側(cè)有一個(gè)支承針，限制剩下

17、的一個(gè)自由度。 7 2.1.42.1.4 滑臺(tái)型式的選擇滑臺(tái)型式的選擇 本組合機(jī)床采用的是液壓滑臺(tái)。與機(jī)械滑臺(tái)相比較，液壓滑臺(tái)具有如下優(yōu)點(diǎn)： 在相當(dāng)大的范圍內(nèi)進(jìn)給量可以無級(jí)調(diào)速；可以獲得較大的進(jìn)給力；由于液壓驅(qū)動(dòng)， 零件磨損小，使用壽命長；工藝上要求多次進(jìn)給時(shí)，通過液壓換向閥，很容易實(shí)現(xiàn)； 過載保護(hù)簡單可靠；由行程調(diào)速閥來控制滑臺(tái)的快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)，轉(zhuǎn)換精度高，工作可 靠。但采用液壓滑臺(tái)也有其弊端，如：進(jìn)給量由于載荷的變化和溫度的影響而不夠 穩(wěn)定；液壓系統(tǒng)漏油影響工作環(huán)境，浪費(fèi)能源；調(diào)整維修比較麻煩。本課題的加工 對(duì)象是變速箱殼體左、右兩個(gè)面上的 17 個(gè)孔，位置精度和尺寸精度要求較高，因 此采用液

18、壓滑臺(tái)。 由此，根據(jù)已定的工藝方案和機(jī)床配置形式并結(jié)合使用及修理等因素，確定機(jī) 床為臥式兩面單工位液壓傳動(dòng)組合機(jī)床，液壓滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)工作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，選用配套的 動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)主軸箱鉆孔、鏜孔主軸。 . 2.2 確定切削用量及選擇刀具 2.2.12.2.1 切削用量的選擇切削用量的選擇 對(duì)于 17 個(gè)被加工孔，采用查表法選擇切削用量，從1P130 表 6-11 中選取。 由于鉆孔、鏜孔的切削用量還與孔深度有關(guān)，隨孔深的增加而逐漸遞減，其遞減值 按1P131 表 6-12 選取。降低進(jìn)給量的目的是為了減小軸向切削力，以避免鉆頭、 鏜頭折斷?？咨疃容^大時(shí)，由于冷卻排屑條件都較差，是刀具壽命有所降低。降低 切削

19、速度主要是為了提高刀具壽命，并使加工較深孔時(shí)鉆頭、鏜頭的壽命與加工其 他淺孔時(shí)鉆頭、鏜頭的壽命比較接近。 A. 對(duì)左面上 9 個(gè)孔的切削用量的選擇 a)鉆孔 1孔 8 88.5，盲孔， l=24mm 由 d612，硬度大于 170241HBS，選擇 v=1018m/min ,f0.10.18mm/r,又 d=8.5mm,取定 v=13.2m/min , f=0.122mm/r,則由 (2-1) 得：n=100013.2/8.5=493r/min b)鉆孔 9 111.9，盲孔，l=25mm 由 d612，硬度大于 170241HBS，選擇 v=1018m/min, f0.10.18mm/r,又

20、 d=11.9mm,取定 v=13.2m/min , f=0.17mm/r, 則 n=100013.2/11.9=352r/min B. 對(duì)右面上 8 個(gè)孔的切削用量的選擇 a)鉆孔 1、2、4、5、6、8 68.5，盲孔，l=24mm 由 d612，硬度大于 170241HBS，選擇 v=1018m/min, f0.10.18mm/r,又 d=8.5mm,取定 v=12.8m/min, f=0.135mm/r, d v n 1000 基于三維的變速箱殼體組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 8 則 n=100012.8/8.5=480r/min b)鉆孔 3、7 29.8，盲孔，l=18.5mm 由于精鏜，加工

21、材料為鑄鐵，硬度大于 170241HBS，選擇 v=1018m/min, f0.10.18mm/r,又 d=9.8mm,取定 v=13m/min, f=0.15mm/r, 則 n=100013/9.8=422r/min （孔的編號(hào)見被加工零件工序圖） 2.2.22.2.2 計(jì)算切削力、切削扭矩及切削功率計(jì)算切削力、切削扭矩及切削功率 鉆孔：根據(jù) 表 6-20 中公式 9 134 1 P 6 . 08 . 0 26HBDfF 6 . 08 . 09 . 1 10HBfDT D Tv P 9740 式中， F切削力（N） ；T切削轉(zhuǎn)矩（N） ；P切削功率（Kw） ； v切削速度（m/min） ；f

22、進(jìn)給量（mm/r） ；D加工（或鉆頭）直徑（mm） ； HB布氏硬度,，在本設(shè)計(jì)中， max 241HB ,得 min 170HB HB=217.3。 由以上公式可得： 左面 單根 18 軸 F=1036.9N T=2736.65Nmm P=0.139Kw 9 軸 F=1892.85N T=6762.9Nmm P=0.2453Kw 右面 單根 1、2、4、5、6、8 軸 F=1124.3N T=2967.56Nmm P=0.1461Kw 單根 3、7 軸 F=1410N T=4230.95Nmm P=0.1835Kw (軸編號(hào)與孔編號(hào)相對(duì)應(yīng)) 總的切削功率：即求各面上所有軸的切削功率之和 左面

23、 Pw=80.139+0.2453=1.3573Kw 右面 Pw=60.1461+20.1835=1.2436Kw 實(shí)際切削功率 根據(jù)1，P=(1.52.5)Pw,因?yàn)槭嵌噍S加工，故取定 P=2Pw 則 P 左=21.3573=2.7146Kw P 右=21.2436=2.4872Kw 2.2.32.2.3 刀具結(jié)構(gòu)的選擇刀具結(jié)構(gòu)的選擇 根據(jù)工藝要求及加工精度的要求， 17 個(gè)加工孔的刀具采用標(biāo)準(zhǔn)錐柄麻花鉆. 2.3 總體設(shè)計(jì)“三圖一卡” 2.3.12.3.1 被加工零件工序圖被加工零件工序圖 )( 3 1 minmaxmax HBHBHBHB 9 被加工零件工序圖是根據(jù)制定的工藝方案，表示所

24、設(shè)計(jì)的組合機(jī)床（或自動(dòng)線） 上完成的工藝內(nèi)容，加工部位的尺寸、精度、表面粗糙度及技術(shù)要求，加工用的定 位基準(zhǔn)、夾壓部位以及被加工零件的材料、硬度和在本機(jī)床加工前加工余量、毛坯 或半成品情況的圖樣。除了設(shè)計(jì)研制合同外，它是組合機(jī)床設(shè)計(jì)的具體依據(jù)，也是 制造、使用、調(diào)整和檢驗(yàn)機(jī)床精度的重要文件。 2.3.22.3.2 加工示意圖加工示意圖 零件加工的工藝方案要通過加工示意圖反映出來。加工示意圖表示被加工零件 在機(jī)床上的加工過程，刀具、輔具的布置狀況以及工件、夾具、刀具等機(jī)床各部件 間的相對(duì)位置關(guān)系，機(jī)床的工作行程及工作循環(huán)等。 A. 刀具的選擇 刀具直徑的選擇應(yīng)與加工部位尺寸、精度相適應(yīng)?？?.5

25、選擇刀具8.5G7； 孔11.9選擇刀具11.9G7；孔9.8選擇刀具9.8G7。 B. 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇 組合機(jī)床鉆孔時(shí)，零件上孔的位置精度主要是靠刀具、接桿的導(dǎo)向裝置來保證 的。導(dǎo)向裝置的作用是：保證刀具相對(duì)工件的正確位置；保證刀具相互間的正確位 置；提高刀具系統(tǒng)的支承剛性。 本課題中加工9個(gè)孔時(shí)導(dǎo)向表面旋轉(zhuǎn)線速度均小于20m/min,所以導(dǎo)向裝置選用固 定導(dǎo)套。 對(duì)于加工8.5孔，選擇的導(dǎo)套尺寸為： D=15mm，D1=22mm，D2=26mm，L=25mm，l=8mm，l1=3，e=18.5mm，配用的 螺釘M6。 對(duì)于加工11.9孔，選擇的導(dǎo)套尺寸為： D=18mm，D1=26mm，D

26、2=30m，L=25mm，l=8mm，l1=3，e=22mm，配用的螺 釘M8。 對(duì)于加工9.8孔，選擇的導(dǎo)套尺寸為： D=15mm，D1=22mm，D2=26mm，L=25mm，l=8mm，l1=3，e=18.5mm，配用的 螺釘M6。 C. 確定主軸、尺寸、外伸尺寸 在該課題中，主軸用于鉆孔、鏜孔，選用滾珠軸承主軸。又因?yàn)楦?dòng)卡頭與刀 具剛性連接，所以該主軸屬于長主軸。故本課題中的主軸均為滾珠軸承長主軸。 根據(jù)由選定的切削用量計(jì)算得到的切削轉(zhuǎn)矩T，由公式 9 43P (2-5) 4 102 . 6Td 式中，d軸的直徑（） ； T軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩（Nm） ； B系數(shù)，本課題中主軸為非剛性主軸

27、，取B=6.2。 基于三維的變速箱殼體組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 10 由公式可得： 左面 18 軸 d=14.2 9 軸 d=17.78 右面 1、2、4、5、6、8 軸 d=14.47 3、7 軸 d=15.8 考慮到安裝過程中軸的互換性、安裝方便等因素，除右面 2、6 軸徑取為 15 外，其余 15 根主軸軸徑均取為 20。 根據(jù)主軸類型及初定的主軸軸徑，查9P44 表 3-6 可得到主軸外伸尺寸及接桿 莫氏圓錐號(hào)。主軸軸徑 d=15時(shí)，主軸外伸尺寸為：,L=85；接桿 16/25/ 1 dD 莫氏圓錐號(hào)為。主軸軸徑 d=20時(shí)，主軸外伸尺寸為：,L=115； 20/32/ 2 dD 接桿莫氏圓錐

28、號(hào)為。 D. 動(dòng)力部件工作循環(huán)及行程的確定 a) 工作進(jìn)給長度的確定 工 L 工作進(jìn)給長度，應(yīng)等于加工部位長度L（多軸加工時(shí)按最長孔計(jì)算）與刀具切入 工 L 長度和切出長度之和。切入長度一般為510，根據(jù)工件端面的誤差情況確 1 L 2 L 定。鉆孔時(shí)切出長度按表3-7 9 46P (2-6) )83( 3 2 d L 計(jì)算式中，d為鉆頭直徑。兩個(gè)面上鉆孔時(shí)的工作進(jìn)給長度見下表： 表2-1 兩 個(gè)面上鉆孔的 工作進(jìn)給長度 L 1 Ld 2 L 工 L 左主軸箱4788.51065 右主軸箱10.2511.5823.2 b) 快速進(jìn)給長度的確定 快速進(jìn)給是指動(dòng)力部件把刀具送到工作進(jìn)給位置。初步選

29、定兩個(gè)主軸箱上刀具 的快速進(jìn)給長度為115。 c) 快速退回長度的確定 快速退回長度等于快速進(jìn)給和工作進(jìn)給長度之和。由已確定的快速進(jìn)給和工作 進(jìn)給長度可知，兩面快速退回長度為150。 d) 動(dòng)力部件總行程的確定 動(dòng)力部件的總行程為快退行程與前后備量之和。兩面的前備量取30，后備量 取190，則總行程為400。 2.3.32.3.3 機(jī)床尺寸聯(lián)系總圖機(jī)床尺寸聯(lián)系總圖 A. 選擇動(dòng)力部件 a) 動(dòng)力滑臺(tái)型號(hào)的選擇 11 根據(jù)選定的切削用量計(jì)算得到的單根主軸的進(jìn)給力，按式 9 62P (2-7) n i i FF 1 多軸箱 式中，各主軸所需的 向切削力，單位為N。 i F 則 左主軸箱 NF05.

30、1018885.1892 9 . 10368 多軸箱 右主軸箱 NF8 .936314102 3 . 11246 多軸箱 實(shí)際上,為克服滑臺(tái)移動(dòng)引起的摩擦阻力，動(dòng)力滑臺(tái)的進(jìn)給力應(yīng)大于。又 多軸箱 F 考慮到所需的最小進(jìn)給速度、切削功率、行程、主軸箱輪廓尺寸等因素，為了保證 工作的穩(wěn)定性，由表5-1，左、右兩面的液壓滑臺(tái)均選用1HY40A-I型。臺(tái)面寬 9 91P 400mm，臺(tái)面長800mm,行程長400mm，滑臺(tái)及滑座總高320mm,滑座長1240mm，允 許最大進(jìn)給力20000N，快速行程速度8m/min，工進(jìn)速度12.5500mm/min。 b) 動(dòng)力箱型號(hào)的選擇 由切削用量計(jì)算得到的各

31、主軸的切削功率的總和，根據(jù)公式 切削 P 8 47P (2-8) 切削 多軸箱 P P 式中, 消耗于各主軸的切削功率的總和（kW） ； 切削 P 多軸箱的傳動(dòng)效率,加工黑色金屬時(shí)取0.80.9，加工有色金屬時(shí)取 0.70.8；主軸數(shù)多、傳動(dòng)復(fù)雜時(shí)取小值，反之取大值。本課題中，被加 工零件材料為灰鑄鐵，屬黑色金屬，又主軸數(shù)量較多、傳動(dòng)復(fù)雜，故取 。 8 . 0 左主軸箱：kW7146 . 2 切削 P 則 3.39325kW 0.8 7146 . 2 多軸箱 P 右主軸箱：kW4872 . 2 切削 P 則 kW109 . 3 0.8 4872 . 2 多軸箱 P 根據(jù)液壓滑臺(tái)的配套要求，滑臺(tái)

32、額定功率應(yīng)大于電機(jī)功率的原則，查 表5-38得出動(dòng)力箱及電動(dòng)機(jī)的型號(hào) 9 115114P 表2-2 動(dòng)力箱及電動(dòng)機(jī)型號(hào) 動(dòng)力箱型號(hào)電動(dòng)機(jī)型號(hào) 電動(dòng)機(jī)功率 (kW) 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 (r/min) 輸出軸轉(zhuǎn)速 (r/min) 左主軸箱1TD40IY132S-45.51440720 右主軸箱1TD40IY132S-45.51440720 c) 配套通用部件的選擇 基于三維的變速箱殼體組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 12 側(cè)底座CC401，其高度H=560，寬度B=600，長度L=1350。 B. 確定機(jī)床裝料高度H 裝料高度是指機(jī)床上工件的定位基準(zhǔn)面到地面的垂直距離。本課題中，工件最 低孔位置，主軸箱最低主軸高度，

33、所選滑臺(tái)與滑座總高mmh5 .103 2 mmh 5 . 93 1 ，側(cè)底座高度，夾具底座高度，中間底座高度mmh320 3 mmh560 4 mm370h5 ，綜合以上因素，該組合機(jī)床裝料高度取H=880。mm630h6 a) 確定主軸箱輪廓尺寸 主要需確定的尺寸是主軸箱的寬度B和高度H及最低主軸高度。主軸箱寬度 1 h B、高度H的大小主要與被加工零件孔的分布位置有關(guān)，可按下式計(jì)算： (2-9) 1 2bbB (2-10) 11 bhhH 式中，b工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（） ； 最邊緣主軸中心距箱外壁的距離（） ； 1 b h工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（） ； 最低主軸高度

34、（） 。 1 h 其中，還與工件最低孔位置（） 、機(jī)床裝料高度（H=880） 、 1 hmmh5 .103 2 滑臺(tái)滑座總高（） 、側(cè)底座高度（） 、滑座與側(cè)底座之間的mmh320 3 mmh560 4 調(diào)整墊高度（）等尺寸有關(guān)。對(duì)于臥式組合機(jī)床， h1要保證潤滑油不致mmh5 7 從主軸襯套處泄漏箱外，通常推薦，本組合機(jī)床按式mmh14085 1 (2-11) 12374 (0.5)hhHhhh 計(jì)算，得： 。mmh98 1 b=180mm,h=242.78mm,取，則求出主軸箱輪廓尺寸： 1 60bmm mmbbB3006021802 1 mmbhhH78.400609878.242 11

35、 根據(jù)上述計(jì)算值,按主軸箱輪廓尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)，最后確定主軸箱輪廓尺寸為 BH=500500。 2.3.42.3.4 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 已知：工作行程為 150 進(jìn)刀量為 8000/min 輔助時(shí)間夾緊 0.5min 機(jī)動(dòng)時(shí)間 0.582min 裝料時(shí)間 0.5min 卸料時(shí)間 0.5min 單件工時(shí) 2.158min/件 A.理想生產(chǎn)率Q（件/h） 理想生產(chǎn)率是指完成年生產(chǎn)綱領(lǐng)（包括備品及廢品率）所要求的機(jī)床生產(chǎn)率。 用公式 8 51P (2-12) k t N Q 計(jì)算，式中， N年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件），本課題中N=55000件； 13 全年工時(shí)總數(shù)，本課題以單班7小時(shí)計(jì)，則。 k

36、thtk2350 則 h 4 . 23 2350 55000 件 k t N Q B.實(shí)際生產(chǎn)率Q1（件/h） 實(shí)際生產(chǎn)率是指所設(shè)計(jì)的機(jī)床每小時(shí)實(shí)際可生產(chǎn)的零件數(shù)量。即公式 8 51P (2-13) 單 T Q 60 1 式中，生產(chǎn)一個(gè)零件所需時(shí)間（min）。 單 T 則 件/h 8 . 27 158 . 2 60 1 Q C.機(jī)床負(fù)荷率 機(jī)床負(fù)荷率為理想生產(chǎn)率與實(shí)際生產(chǎn)率之比。即公式 8 52P (2-14) 1 Q Q 則 根據(jù)以上算得的數(shù)據(jù)，填寫機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡，詳見表 2-3。 %1 .84%100 .827 4 . 23 1 Q Q 基于三維的變速箱殼體組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 14 表表

37、2-32-3 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 圖 號(hào) 毛胚種類鑄 件 名 稱 變速箱殼體毛胚重量21kg 被 加 工 零 件 材 料 HT150硬 度170241HBS 工序名稱鉆兩側(cè)面工序號(hào) 工 時(shí) min 序 號(hào) 工步名稱 被加 工零 件數(shù) 加工 直徑 mm 加工 長度 mm 工作 行程 mm 切削 速度 m/min 轉(zhuǎn)速 r/min 每轉(zhuǎn) 進(jìn)給量 mm/r 每分鐘 進(jìn)給量 mm/min 機(jī)動(dòng) 時(shí)間 輔助 時(shí)間 共 計(jì) 1 裝入工件10.5 2 工件定位夾緊0.5 3 左動(dòng)力部件 快進(jìn)11550000.023 鉆 8.5 孔8.5243513.24930.12260.1640.582 鉆

38、 11.9 孔11.9253513.23520.1759.840.585 死擋鐵停留0.02 快退15050000.03 4 右動(dòng)力部件 快進(jìn)11550000.023 鉆 8.5 孔8.5243512.84800.13564.80.540 鉆 9.8 孔9.82535134220.1563.30.553 死擋鐵停留0.02 快退15050000.03 5松開工件0.2 6卸下工件0.3 單位工時(shí)2.158min 機(jī)床實(shí)際生產(chǎn)率 Q127.80 件/h 機(jī)床理想生產(chǎn)率 Q23.4 件/h 備 注 負(fù)荷率84.2% 15 3 組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 3.1 夾具設(shè)計(jì)的基本要求和步驟 3.1.13.1.1

39、 夾具設(shè)計(jì)的基本要求夾具設(shè)計(jì)的基本要求 A.提高生產(chǎn)率、降低成本 夾具設(shè)計(jì)方案應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。在大批量生產(chǎn)時(shí)，為了縮短輔助時(shí)間，提 高生產(chǎn)率，盡量采用快速、高效的結(jié)構(gòu)和自動(dòng)控制裝置；在批量生產(chǎn)和滿足夾具功 能的前提下，盡量使夾具結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，以降低夾具的制造成本。 B.保證工件的加工精度 夾具設(shè)計(jì)的最基本要求是保證工件的加工精度。關(guān)鍵是確定定位方案、夾緊方 案，和合理地設(shè)計(jì)夾具的尺寸、公差和技術(shù)要求，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行誤差的分析和計(jì)算。 C.便于排屑 夾具的排屑是一個(gè)很重要的問題，切屑積集在夾具中，會(huì)破壞工件正確的定位； 切屑帶來的大量熱量會(huì)引起夾具和工件的熱變形，影響加工質(zhì)量；切屑的的清

40、掃又 會(huì)增加輔助時(shí)間，降低生產(chǎn)率。切屑積集嚴(yán)重時(shí)，還會(huì)造成設(shè)備事故或工傷事故。 因此，在夾具設(shè)計(jì)時(shí)排屑問題必須給予充分的注意。 D.操作方便、省力和安全 夾具的操作要盡量做到方便、省力，盡可能采用氣動(dòng)、液壓及其他機(jī)械化夾緊 裝置、以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，控制好夾緊力。夾具操作位置應(yīng)符合操作工人的習(xí) 慣，應(yīng)有安全保護(hù)裝置，確保使用安全。 E.有良好的結(jié)構(gòu)工藝性 夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、合理，便于加工、裝配、檢驗(yàn)和維修，盡可能多選用標(biāo)準(zhǔn) 部件和標(biāo)準(zhǔn)元件。 夾具設(shè)計(jì)通常可以在參閱有關(guān)資料的情況下，按加工要求設(shè)計(jì)方案，繪制圖樣， 經(jīng)修改確定夾具的結(jié)構(gòu)。 3.1.23.1.2 夾具設(shè)計(jì)的步驟夾具設(shè)計(jì)的步驟 A.

41、設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備 分析產(chǎn)品零件圖及裝配圖，分析零件的作用、形狀、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料和技術(shù)要 求；分析零件的加工工藝規(guī)程，工藝裝備設(shè)計(jì)任務(wù)書，對(duì)任務(wù)書所提出的要求進(jìn)行 可行性研究；了解所用機(jī)床的規(guī)格、性能、精度以及與夾具選擇動(dòng)力部件 基于三維的變速箱殼體組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 16 B.方案設(shè)計(jì) 在分析各種原始資料的基礎(chǔ)上，確定夾具的類型、定位設(shè)計(jì)、夾緊方式、導(dǎo)向 方案 、連接方式、總體布局和夾具的結(jié)構(gòu)形式。繪制方案設(shè)計(jì)圖，進(jìn)行工序精度 分析，對(duì)動(dòng)力夾緊裝置進(jìn)行夾緊力的計(jì)算。 C.審核 檢查夾具的各項(xiàng)功能是否符合設(shè)計(jì)要求。 D.總體設(shè)計(jì) 根據(jù)所定方案繪制夾具裝配圖，應(yīng)將夾具的工作原理、結(jié)構(gòu)和各種元件的裝配 關(guān)

42、系表達(dá)清楚。用雙點(diǎn)劃線繪制工件外形輪廓。合理選擇材料，標(biāo)注尺寸、公差和 技術(shù)要求。 E.夾具零件設(shè)計(jì) F.夾具的裝配、調(diào)試和驗(yàn)證 3.2 定位方案的確定 3.2.13.2.1 零件的工藝性分析零件的工藝性分析 夾具是組合機(jī)床的重要組成部分，是根據(jù)機(jī)床的工藝和結(jié)構(gòu)方案的具體要求而 專門設(shè)計(jì)的。它用于實(shí)現(xiàn)被加工零件的準(zhǔn)確定位、夾壓、刀具的導(dǎo)向以及裝卸工件 時(shí)的限位。 變速箱殼體材料為 HT150，其硬度為 170241HBS，在本工序之前工件主要表 面已加工完畢。本道工序一側(cè)鉆削 88.5 深 24 的孔，11.9 深 25 的孔；另一側(cè) 68.5 深 24 的孔，29.8 深 18.5 的孔。

43、3.2.23.2.2 定位方案論證定位方案論證 箱體零件的定位方案一般有兩種， “一面兩銷”和“三平面”定位方法。 A “一面兩銷”的定位方法 它的特點(diǎn)是：可以簡便地消除工件的六個(gè)自由度， 使工件獲得穩(wěn)定可靠定位。有同時(shí)加工零件五個(gè)表面的可能，既能高度集中工序， 又有利于提高各面上孔的位置精度。 “一面雙孔”可作為零件從粗加工到精加工全 部工序的定位基準(zhǔn)，使零件整個(gè)工藝過程基準(zhǔn)統(tǒng)一，從而減少由基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來的累 積誤差，有利于保證零件的加工精度。同時(shí)，使機(jī)床各個(gè)工序（工位）的許多部件 實(shí)現(xiàn)通用化，有利于縮短設(shè)計(jì)、制造周期，降低成本。易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化定位、夾緊， 并有利于防止切削落于定位基面上。 B

44、 “三平面”定位方法 它的特點(diǎn)是： 可以簡便地消除工件的六個(gè)自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠定位。有同時(shí)加工零 件兩個(gè)表面的可能，能高度集中工序。 被加工零件為變速箱殼體屬箱體類零件，本工序加工為雙面加工零件，加工工 序集中、精度要求高，故選用“一面兩銷”定位方法，采用“一面兩銷”定位方法， 能夠保證工件的位置精度要求，同時(shí)便于工件裝夾，又有利于夾具的設(shè)計(jì)與制造。 3.2.33.2.3 誤差分析誤差分析 用夾具裝夾工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，其工藝系統(tǒng)中影響工件加工精度的因素很多， 17 與夾具有關(guān)的因素有： A. 定位誤差； D B. 對(duì)刀誤差； T C. 夾具的安裝誤差； A D. 夾具誤差； J E.

45、 在機(jī)械加工工藝系統(tǒng)中，影響加工精度的其它因素綜合稱為加工方法誤差 ； G F. 上述各項(xiàng)誤差均導(dǎo)致刀具相對(duì)工件的位置不精確而形成總的加工誤差。 具體誤差分析如下： A. 定位誤差 D a) 基準(zhǔn)不重合誤差 B 基準(zhǔn)不重合誤差是由于定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)不重合而引起的工序基準(zhǔn)相對(duì)于定 位基準(zhǔn)在加工尺寸上的最大位置變動(dòng)范圍。在本設(shè)計(jì)中，由于定位誤差和工序基準(zhǔn) 是重合的，所以基準(zhǔn)不重合誤差= 0。 B b) 基準(zhǔn)位移誤差 W 基準(zhǔn)位移誤差是由于定位元件和定位基面本身的誤差而引起的定位基準(zhǔn)在加工 尺寸上的誤差。 當(dāng)支承面即工件底面對(duì)夾具的安裝基準(zhǔn)（底面）有平行度誤差，被加工孔的定 位誤差取：mm02 .

46、 0 W =+= 0.02mm D B W B. 對(duì)刀誤差 T 因?yàn)榈毒呦鄬?duì)于對(duì)刀或?qū)蛟奈恢貌痪_而造成的加工誤差，稱為對(duì)刀誤 差。 鉆套導(dǎo)向孔尺寸 8.5G7（） ，鉆頭尺寸為mm 02. 0 005. 0 5 . 8 8.5h9（）對(duì)刀誤差為鉆頭于導(dǎo)向孔的最大的間隙：mm 0 036 . 0 5 . 8 mmX T 056 . 0 036 . 0 02 . 0 max C. 夾具的安裝誤差 A 因夾具在機(jī)床上的安裝不精確而造成的加工誤差，稱為夾具的安裝誤差。 夾具的安裝基面為平面，因而沒有安裝誤差，=0 A D. 夾具誤差 J 因夾具上定位元件、對(duì)刀或?qū)蛟鞍惭b基面三者之間（包括

47、導(dǎo)向元件與導(dǎo) 向元件之間）的位置不精確而造成的加工誤差，稱為夾具誤差，夾具誤差大小取決 于夾具零件的加工精度的夾具裝配時(shí)的調(diào)整和修配精度。 夾具誤差主要包括定位元件相對(duì)于安裝基準(zhǔn)的尺寸或位置誤差；定位元 J 1J 件相對(duì)于對(duì)刀或?qū)蛟ò▽?dǎo)向元件之間）的尺寸或位置誤差；導(dǎo)向元件 2J 相對(duì)于安裝基準(zhǔn)的尺寸或位置誤差。 3J =0.02mm 1J 、與在公差上兼容，只需計(jì)算其中較大的一項(xiàng)即可。 2J 3J 1J 基于三維的變速箱殼體組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 18 =0.02mm J E. 加工方法誤差 G 加工方法誤差是指在切削加工過程中，因機(jī)床、刀具質(zhì)量、工件材質(zhì)以及由于 切削力、切削熱的作用而引

48、起的工藝系統(tǒng)彈性變形、熱變形等因素使加工表面位置 發(fā)生變化，從而造成的加工尺寸誤差。因該項(xiàng)誤差影響因素很多，又不便于計(jì)算， 所以常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)為它留出工件公差的。計(jì)算時(shí)可設(shè) 3 1 (3-1)G 3 k 式中：工件位置公差取 0.30mm k = G mm k 10 . 0 30 . 0 3 1 3 3.2.43.2.4 校核加工精度校核加工精度 工件在夾具中加工時(shí)，總加工誤差為上述各項(xiàng)誤差之和。由于上述誤差均 為獨(dú)立隨機(jī)誤差，應(yīng)用概率法相加，根據(jù)文獻(xiàn)7工件加工精度的條件為： 375 (3-2) kGJATD 22222 22222 22222 10 . 0 02 . 0 0056 . 0 02

49、. 0 GJATD = 0.118mm = 0.30mm k 即工件總加工誤差應(yīng)不大于工件的加工尺寸公差，由以上得知，本夾具 k 完全可以保證加工精度。 為保證夾具有一定的使用壽命，防止夾具因磨損而過早報(bào)廢，在分析計(jì)算工件 加工精度時(shí)需留出一定精度儲(chǔ)備量，因此將上式改為： c J k c J 或 = 0 （3- c J k 3） 當(dāng)0 時(shí)夾具能滿足加工要求，根據(jù)以上得： c J =0.30-0.118=0.1820 c J k 所以夾具完全可以滿足加工所要的要求。 3.3 導(dǎo)向裝置 導(dǎo)向裝置的作用在于保證刀具對(duì)于工件的正確位置；保證各刀具相互間的正確 位置和提高刀具系統(tǒng)的支承剛性。 變速箱殼體

50、的兩面鉆組合機(jī)床的刀具導(dǎo)向裝置是設(shè)計(jì)在夾具支架上的，由于是 大批生產(chǎn)，所以采用可換式導(dǎo)套，是刀具在鉆套內(nèi)工作的。 鉆套的主要參數(shù)包括：鉆套的直徑和公差配合，鉆套的長度，鉆套至工件端面 19 的距離。 鉆套的配合間隙對(duì)于孔的位置精度有較大的影響。為了提高加工的精度，應(yīng)選 擇較緊的配合。 變速箱殼體兩面鉆孔是在精密的導(dǎo)套中進(jìn)行的，因此要求較高的位置精度，達(dá) 到0.05mm，而且導(dǎo)套應(yīng)盡量接近被加工表面，力求選用較高的精度和較緊的配合。 導(dǎo)套結(jié)構(gòu)如圖 3-1 所示。 圖 3-1 導(dǎo)套結(jié)構(gòu)圖 固定鉆套的尺寸可查文獻(xiàn)2的 175 頁的表 8-4： 對(duì)于加工8.5孔，選擇的導(dǎo)套尺寸為： ，。mmD81mm

51、D26 1 mmD30 2 mmL16 配合尺寸為： , 6/781gH6/726nH 配用的螺釘 M6 對(duì)于加工9.8孔，選擇的導(dǎo)套尺寸為： ，。mmD16mmD26 1 mmD30 2 mmL16 配合尺寸為： , 6/781gH6/726nH 配用的螺釘 M6 對(duì)于加工11.9孔，選擇的導(dǎo)套尺寸為： ，。mmD81mmD62 1 mmD30 2 mmL16 配合尺寸為： , 6/781gH6/762nH 配用的螺釘M8 基于三維的變速箱殼體組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 20 3.4 夾緊方案的確定 3.4.13.4.1 夾緊裝置的確定夾緊裝置的確定 A夾緊裝置的組成 本設(shè)計(jì)中夾緊裝置采用氣壓夾緊裝置

52、，由氣源裝置、中間傳力機(jī)構(gòu)、夾緊元件 三部分組成。其組成部分的相互關(guān)系，如圖 3-2 的方框圖所示。 圖 3-2 夾緊裝置組成的方框圖 B夾緊裝置設(shè)計(jì)的基本要求 a）夾緊過程中，不改變工件定位后占據(jù)的正確位置。 b）夾緊力的大小要可靠和適當(dāng)，既要保證工件在整個(gè)加工過程中位置穩(wěn)定不 變，振動(dòng)小，又要使工件不產(chǎn)生于過大的夾緊變形。 c）夾緊裝置的自動(dòng)化和復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，在保證生產(chǎn)率的前提 下，其結(jié)構(gòu)要力求簡單，以便于制造和維修。 d）夾緊裝置的操作應(yīng)當(dāng)方便、安全、省力。 C夾緊裝置的選擇 通常應(yīng)用的夾緊裝置有氣壓裝置和液壓裝置兩種，各有其優(yōu)越性，要根據(jù)實(shí)際 情況來選擇用哪種裝置。 氣壓

53、 夾緊裝置 氣源裝置 中間傳力機(jī)構(gòu) 夾緊元件 工件 21 a.液壓裝置 液壓裝置的特點(diǎn)是： a)液壓油油壓高、傳動(dòng)力大，在產(chǎn)生同樣原始作用力的情況下，液壓缸的 結(jié)構(gòu)尺寸比氣壓小了許多。 b)液壓油的不可壓縮性可使夾具剛度高，工作平穩(wěn)、可靠。 c)液壓傳動(dòng)噪聲小，勞動(dòng)條件比氣壓的好。 但是，油壓高容易導(dǎo)致漏油，液壓元件的材質(zhì)和制造精度的要求高，故夾具成 本高。 b.氣壓裝置 氣壓裝置以壓縮空氣為力源，應(yīng)用比較廣泛，與液壓相比有以下優(yōu)點(diǎn)： a)動(dòng)作迅速，反應(yīng)快。氣壓為 0.5時(shí)，氣缸活塞速度為 110，夾具每 a MP/m s 小時(shí)可連續(xù)松夾上千次。 b)工作壓力低（一般為 0.40.6） 。傳動(dòng)

54、結(jié)構(gòu)簡單，對(duì)裝置所用材料及制造 a MP 精度要求不高，制造成本低。 c)空氣粘度小，在管路中的損失較少，便于集中供應(yīng)和遠(yuǎn)距離輸送，易于集中 操縱或程序控制等。 d)空氣可就地取材，容易保持清潔，管路不易堵塞，也不會(huì)污染環(huán)境，具有維 護(hù)簡單，使用安全、可靠、方便等特點(diǎn)。 主要缺點(diǎn)是空氣壓縮性大，夾具的剛度和穩(wěn)定性較差；在產(chǎn)生相同原始作用力 的條件下，因工作壓力低，其動(dòng)力裝置的結(jié)構(gòu)尺寸大。此外，還有較大的排氣噪聲。 通過對(duì)以上兩種夾緊裝置優(yōu)缺點(diǎn)的比較，結(jié)合加工工件的精度要求、工人的勞 動(dòng)強(qiáng)度和環(huán)境要求、企業(yè)的實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)中夾緊裝置采用氣壓夾緊裝置。 3.4.23.4.2 夾緊力的確定夾緊力的

55、確定 A.夾緊力確定的基本原則 a.夾緊力的方向 夾緊力的方向應(yīng)有助于定位穩(wěn)定，主夾緊力應(yīng)朝向主要定位基面。夾緊力的方 向應(yīng)有利于減小夾緊力。夾緊力的方向應(yīng)是工件剛度較高的方向。 b.夾緊力的作用點(diǎn) 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)選在工件剛 度較高的部位。夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面。 B.夾緊方案 根據(jù)以上要求及原則，工件屬于箱體類零件，夾緊力的方向應(yīng)垂直于最重要的 定位基面是底面，并將工件壓向該面，而不宜與其他方面進(jìn)行夾緊。由于工件為薄 基于三維的變速箱殼體組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 22 壁件，易受力變形，故采用多點(diǎn)同時(shí)壓向工件，均勻分布?jí)壕o力，起到減少受力變 形的

56、效果。夾緊力為氣壓缸驅(qū)動(dòng)。用推桿將壓力傳遞至板，然后由壓板將壓力分散 到工件壓緊表面，從而將工件壓緊。 C.夾緊力的預(yù)算： 根據(jù)工件所受切削力、夾緊力的作用情況，找出加工過程中對(duì)夾緊最不利的狀 態(tài)，來確定夾緊力。 根據(jù)文獻(xiàn)2P19 頁查得夾緊力的計(jì)算公式如下Wk （3-4） 21 ff KP Wk 式中 安全系數(shù)；K 切削力；P 壓板和工件表面間的摩擦系數(shù)； 1 f 工件和定位支承塊間的摩擦系數(shù)。 2 f 根據(jù)文獻(xiàn)2的表 2.2-1 查得安全系數(shù)按下式計(jì)算K （3-5 6543210 KKKKKKKK ） 式中，為各種因素的安全系數(shù)， 0 K 6 K 考慮工件材料及加工余量均勻性的基本安全系數(shù)

57、，取=1.5； 0 K 0 K 加工性質(zhì)，?。?1 K 1 K2 . 1 刀具鈍化程度，取=1.15； 2 K 2 K 切削特點(diǎn)，取=1.2 3 K 3 K 夾緊力的穩(wěn)定性，??； 4 K 4 K0 . 1 夾緊時(shí)的位置 ，??； 5 K 5 K0 . 1 僅有力矩使工件回轉(zhuǎn)時(shí)工件與支承面的接觸情況，取=1.0。 6 K 6 K 6543210 KKKKKKKK 0 . 10 . 10 . 12 . 115 . 1 2 . 15 . 1 5 . 2 查文獻(xiàn)2表 3-34 摩擦系數(shù)，均為 0.16。 1 f 2 f 由于，右動(dòng)力箱快進(jìn)距離較左動(dòng)力箱短，因此，先進(jìn)入工進(jìn)階段。右動(dòng)力箱的 鉆削力方向指向

58、夾具體左面的定位面，鉆削力不影響工件定位。當(dāng)左動(dòng)力箱也進(jìn)入 工進(jìn)時(shí)，兩方向的鉆削力相互抵消一部分，左動(dòng)力箱鉆削力稍大，因此，夾緊力只 需要消除這部分力對(duì)工件定位的影響即可。 根據(jù) 2.2.2 節(jié)切削力的計(jì)算結(jié)果，取 P=-=2714.6-2487.2=227.4N，由公 左 P 右 P 式（3- 6）得： （3- 21 ff KP Q 23 6） = 16 . 0 16 . 0 4 .2275 . 2 =1776.5625N 3.4.33.4.3 氣缸的選擇氣缸的選擇 氣缸的工作壓力取決于工作氣壓和氣缸的工作面積。工廠采同一氣源，則其氣 壓也就相對(duì)穩(wěn)定，其工作氣壓為 1.0。根據(jù)文獻(xiàn)8則氣缸直

59、徑： a MP 14 D= （3- p P4 7） 式中：p氣缸工作壓力（Pa） 氣缸的機(jī)械效率（取 0.80） 氣缸輸出推力（）PN 氣缸直徑（）Dm 氣缸輸出推力應(yīng)大于等于實(shí)際所需的加緊力 則取 P=1776.5625N 代入公式(3-7)得： D= p P4 = 8 . 0101 5625.17764 6 =0.053m 本設(shè)計(jì)所用氣缸采用通用件。根據(jù)文獻(xiàn)3的表 3.4-18，選用氣缸直徑為 668 100，其工作推力產(chǎn)生的夾緊力可達(dá)到 3100；根據(jù)文獻(xiàn)3 查表 3.4-18mmN 668 得另一輔助定位氣缸直徑為 50。推力可達(dá)到 1000。 mmN 3.53.5 夾具體的設(shè)計(jì)夾具體

60、的設(shè)計(jì) 夾具體是用來將夾具的各個(gè)部分聯(lián)結(jié)成整體的元件，它是夾具上最大的和最復(fù) 雜的元件。在它上面要安裝定位元件、夾緊裝置、刀具引導(dǎo)件以及其它各種裝置和 元件。此外，在夾具體上還應(yīng)有夾具在機(jī)床上安裝用的定位部分，以保證夾具在機(jī) 床上獲得所需的相互位置，夾具體也是承受負(fù)荷最大的元件，承受著工作時(shí)的切削 力、夾緊力等。 夾具體設(shè)計(jì)的基本要求有： a)有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性。 b)有足夠的強(qiáng)度和剛度。 c)結(jié)構(gòu)工藝性好。 d)排屑方便。 基于三維的變速箱殼體組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 24 e)保證裝卸工件方便。 f)在機(jī)床上安裝穩(wěn)定可靠。 本設(shè)計(jì)方案中的夾具體是由左右鉆模板與夾具頂板構(gòu)成的框架式夾具體，采用

61、 機(jī)械聯(lián)結(jié)，具有良好的剛度，材料為 HT150，基本尺寸：702613370mm，各安裝 面經(jīng)銑削 達(dá)到相應(yīng) 精度要求， 左右鉆模 板的平行 度不大于 0.02。底 部設(shè)計(jì)排 屑裝置， 具體見夾 具裝配圖 BSXCT- 03-03。 3.6 夾具 三維設(shè)計(jì) 3.6.13.6.1 三維建模及三維軟件介紹三維建模及三維軟件介紹 三維建模從過程上講就是在空間建立立體模型的一種方法。從結(jié)果上來講，簡 單的說就是建立的模型具有空間感的，能看到上下前后左右的。 “維”是幾何學(xué)及 空間理論的基本概念。構(gòu)成空間的每一個(gè)因素就叫做一維，普通的空間就是三維的。 三維建模基于二維建?？梢允箻?gòu)造的模型更具立體感和直觀

62、感，便于設(shè)計(jì)和加工。 目前，應(yīng)用比較廣泛的三維軟件有 Pro/e、SolidEdge、UG 等。設(shè)計(jì)中采用的 三維軟件是由美國 PTC 公司研發(fā)的 Pro/e wildfire3.0 軟件。該軟件包括了在工業(yè) 設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的多項(xiàng)功能，還提供了目前所能達(dá)到的最全面、集成最緊密 的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境。 3.6.23.6.2 基于三維的夾具設(shè)計(jì)過程基于三維的夾具設(shè)計(jì)過程 通過前面的計(jì)算和校核，可以得出夾具的尺寸大小，而且通過裝配圖及各零件 圖的數(shù)據(jù)，可以在 Pro/e 軟件中畫出各零件的三維模型，最后經(jīng)組裝后，可得到夾 具的三維造型圖。如圖 3-3、3-4、3-5、3-6、3-7 所示。 25 圖

63、 3-3 夾具總裝配圖（1） 圖 3-4 夾具總裝配圖（2） 基于三維的變速箱殼體組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 26 圖 3-5 夾具總裝配圖（3） 圖 3-6 夾具體裝配圖 27 圖 3-7 夾具右支架裝配圖 基于三維的變速箱殼體組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 28 4 結(jié)論 本次課題設(shè)計(jì)變速箱殼體鉆孔組合機(jī)床采用單工位臥式雙面鉆削的配置式， 在加工生產(chǎn)線上同時(shí)完成了 17 個(gè)孔的加工，大大提高了生產(chǎn)效率，從而降低了 零件的加工成本。本機(jī)床夾具根據(jù)被加工零件的結(jié)構(gòu)采用了手動(dòng)伸縮式定位銷， 滿足工件定位方便可靠的原則。夾緊裝置采用氣壓夾緊，自動(dòng)化程度高、操作簡 單、效率高、夾緊可靠，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，并且使用安全可靠

64、、維護(hù)簡單； 夾具體為框架式結(jié)構(gòu)，有良好的剛性，有利于鉆孔精度的保持，刀具導(dǎo)向采用可 換鉆套，則保證了鉆孔時(shí)的加工精度不因鉆套的磨損而降低。 本組合機(jī)床設(shè)計(jì)合理，符合實(shí)際應(yīng)用，滿足加工要求，且絕大部分采用了通用 部件和標(biāo)準(zhǔn)件，制造成本低，機(jī)床操作簡單，設(shè)備調(diào)整、維修方便。同時(shí)，本機(jī) 床設(shè)計(jì)也有一些不足之處需要加以改進(jìn)如：機(jī)床占地面積大、機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜；氣 壓機(jī)構(gòu)工作壓力低，其動(dòng)力裝置的結(jié)構(gòu)尺寸大等。 29 參參 考考 文文 獻(xiàn)獻(xiàn) 1 謝家瀛主編.組合機(jī)床設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999 2 徐鴻本. 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)M遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2004. 3 徐發(fā)仁主編.氣壓液壓機(jī)床夾具設(shè)計(jì) M上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1982. 4 楊黎明.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京:國防工業(yè)出版社,1996. 5 李 云機(jī)械制造工藝及