買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 目 錄 1前 言 . 錯誤 !未定義書簽。 課題的意義 . 1 內(nèi)發(fā)展概況 . 5 題由來及 所需 基本條件 . 2 2組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) . 3 體方案論證 . 3 工內(nèi)容及要求 . 3 床配置型式的選擇 . 3 位基準(zhǔn)的選擇 . 3 臺型式的選擇 . 4 定切削用量及選擇刀具 . 4 削用量的選擇 . 4 算切削力、切削扭矩及切削功率 . 5 具結(jié)構(gòu)的選擇 . 5 體設(shè)計(jì) “三圖一卡” . 6 加工零件工序圖 . 6 工示意圖 . 6 床尺寸聯(lián)系總圖 . 7 床生產(chǎn)率計(jì)算卡 . 9 3 組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) . 12 具設(shè)計(jì)的基本要求和步驟 . 12 具設(shè)計(jì)的基本要求 . 12 具設(shè)計(jì)的步驟 . 12 位方案的確定 . 17 件的工藝性分析 . 17 位方案論證 . 17 差分析 . 17 核加工精度 . 19 . 15 緊方案的確定 . 16 緊裝置的確定 . 16 緊力的確定 . 18 缸的選擇 . 19 具體的設(shè)計(jì) . 20 具三維設(shè)計(jì) . 20 維建模及三維軟件介紹 . 20 于三維的夾具設(shè)計(jì)過程 . 21 4 結(jié)論 . 24 參 考 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 1 前言 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)床加工是一個和好的選擇。而如何設(shè)計(jì)一臺好的組合機(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，這正是本課題需要解決的問題。 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 基于三維的變速箱殼體組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 4 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 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，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)。我國傳統(tǒng)的組合機(jī)床及組合機(jī)床自動線主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制，它的加工對象主要是生產(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，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更換，配以可編程序控制器（ 數(shù)字控制（ ，能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動系統(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)正向著基于三維的變速箱殼體組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 6 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、自動化、精密化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。 題由來及基本條件 a）設(shè)計(jì)內(nèi)容 設(shè)計(jì)一臺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) 被加工零件： 變速箱殼體（附零件圖） 工件 材料： 工內(nèi)容：一側(cè)鉆削 8 24 的孔， 25 的孔；另一側(cè) 6 24的孔， 2 孔。 生產(chǎn)綱領(lǐng)： 大批大量 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 2 組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 體方案論證 本設(shè)計(jì)的加工對象為變速箱殼體，材料是 度 量 21于箱體零件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 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，對變速箱殼體的工藝路線 作如下設(shè)計(jì)： a)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個孔。具體加工內(nèi)容是：左側(cè)面 9個孔， 鉆削 8 24 的孔， 1 25 的孔 ；鉆右側(cè)面上 8個孔，鉆削 6 24 的孔， 2 孔 床配置型式選擇 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；各動力部件用電氣控制。因此根據(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小，裝夾方便等優(yōu)點(diǎn)，選用臥式組合機(jī)床。 位基準(zhǔn)的選擇 組合機(jī)床是針對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，同時也有利于實(shí)現(xiàn)最大限度的集中工序。本 機(jī)床加工時采用的定位方式是以底面為定位基準(zhǔn)面，限制三個自由度；用兩個擋鐵限制兩個自由度；在左側(cè)有一個支承針，限制剩下的一個自由度。 基于三維的變速箱殼體組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 8 臺型式的選擇 本組合機(jī)床采用的是液壓滑臺。與機(jī)械滑臺相比較，液壓滑臺具有如下優(yōu)點(diǎn)：在相當(dāng)大的范圍內(nèi)進(jìn)給量可以無級調(diào)速；可以獲得較大的進(jìn)給力；由于液壓驅(qū)動，零件磨損小，使用壽命長；工藝上要求多次進(jìn)給時，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。本課題的加工對象是變速箱殼體左、右兩個面上的 17個孔，位置精度和尺寸精度要求較高，因此采用液壓滑臺。 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組合機(jī)床，液壓滑臺實(shí)現(xiàn)工作進(jìn)給運(yùn)動，選用配套的動力箱驅(qū)動主軸箱鉆孔、鏜孔主軸。 . 定切削用量及選擇刀具 削用量的選擇 對于 17個被加工孔，采用查表法選擇切削用量，從 1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1 6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，由于冷卻排屑條件都較差，是刀具壽命有所降低。降低切削速度主要是為了提高刀具壽命，并使加工較深孔時鉆頭、鏜頭的壽命與加工其他淺孔時鉆頭、鏜頭的壽命比較接近。 A. 對左面上 9個孔的切削用量的選擇 a)鉆孔 1孔 8 8 孔， l=24 d 6 12，硬度大于 170 241擇 v=10 18m/f r,又 d=定 v= f=r,則由 (2 得： n=1000 493r/b)鉆孔 9 1 孔， l=25 d 6 12，硬度大于 170 241擇 v=10 18m/f r,又 d=定 v= f=r, 則 n=1000 352r/. 對右面上 8個孔的切削用量的選擇 a)鉆孔 1、 2、 4、 5、 6、 8 6 孔， l=24 d 6 12，硬度大于 170 241擇 v=10 18m/f r,又 d=定 v=f=r, d 1000買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 則 n=1000 480r/b)鉆孔 3、 7 2 孔， l=于精鏜，加工材料為鑄鐵，硬度大于 170 241擇 v=10 18m/f r,又 d=定 v=13m/f=r, 則 n=1000 13/422r/孔的編號見被加工零件工序圖） 算切削力、切削扭矩及切削功率 鉆孔：根據(jù) 91341 P 表 6 9740 式中， F 切削力（ N）； T 切削轉(zhuǎn)矩（ N）； P 切削功率（ v 切削速度（ m/ f 進(jìn)給量（ mm/r）； D 加工（或鉆頭）直徑（ 布氏硬度 ,，在本設(shè)計(jì)中， 41 ， 70 , 得 由以上公式可 得： 左面 單根 1 8軸 F=T=P=軸 F= T=P=面 單根 1、 2、 4、 5、 6、 8軸 F= T=P=根 3、 7軸 F=1410N T=P=軸編號與孔編號相對應(yīng) ) 總的切削功率：即求各面上所有軸的切削功率之和 左面 面 際切削功率 根據(jù) 1， P=(w,因?yàn)槭嵌噍S加工，故取定 P=2 2 右 =2 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個加工孔的刀具采用標(biāo)準(zhǔn)錐柄麻花鉆 . 體設(shè)計(jì) “三圖一卡” 加工零件工序圖 )(31 m i nm a xm a x 基于三維的變速箱殼體組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 10 被加工零件工序圖是根據(jù)制定的工藝方案，表示所設(shè)計(jì)的組合機(jī)床（或自動線）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。 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)?？?B. 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的選擇 組合機(jī)床鉆孔時，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個孔時導(dǎo)向表面旋轉(zhuǎn)線速度均小于 20m/以導(dǎo)向裝置選用固定導(dǎo)套。 對于加工 擇的導(dǎo)套尺寸為： D=1526=25l=8， e=用的螺釘 對于加工 擇的導(dǎo)套尺寸為： D=1860m， L=25mm，l=8， e=22用的螺釘 對于加工 擇的導(dǎo)套尺寸為： D=1526=25l=8， e=用的螺釘 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涌^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 943P d (2 式中， d 軸的直徑（）； T 軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩（ N m）； B 系數(shù)，本課題中主軸為非剛性主軸，取 B= 由公式可得： 左面 1 8軸 d= 9軸 d= 右面 1、 2、 4、 5、 6、 8軸 d= 3、 7軸 d= 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 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 9 3得到主軸外伸尺寸及接桿莫氏圓錐號。主軸軸徑 d=15 時，主軸外伸尺寸為： 16/25/ 1 L=85 ；接桿莫氏圓錐號為。主軸軸徑 d=20時，主軸外伸尺寸為： 20/32/ 2 L=115；接桿莫氏圓錐號為。 D. 動力部件工作循環(huán)及行程的確定 a) 工作進(jìn)給長度工工作進(jìn)給長度工L，應(yīng)等于加工部位長度 L（多軸加工時按最長孔計(jì)算）與刀具切入長度 1L 和切出長度 2L 之和。切入長度一般為 5 10，根據(jù)工件端面的誤差情況確定。鉆孔時切出長度按 946P 表 383(32 (2計(jì)算式中， 個面上鉆孔時的工作進(jìn)給長度見下表 ： 表 2兩個面上鉆孔的工作進(jìn)給長度 L 1L d 2L 工47 8 0 65 右主軸箱 23.2 b) 快速進(jìn)給長度的確定 快速進(jìn)給是指動力部件把刀具送到工作進(jìn)給位置。初步選定兩個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) 動力部件總行程的確定 動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。 床尺寸聯(lián)系總圖 A. 選擇動力部件 a) 動力滑臺型號的選擇 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 962P ni 多軸箱 (2式中，各主軸所需的 向切削力，單位為 N。 基于三維的變速箱殼體組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 12 則 左主軸箱 多軸箱右主軸箱 6 31 4 1 2 46 多 軸 箱實(shí)際上 ,為克服滑臺移動引起的摩擦阻力，動力滑臺的進(jìn)給力應(yīng)大于 多軸箱F 。又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 991P 表 5、右兩面的液壓滑臺均選用 1面寬400面長 800程長 400臺及滑座總高 320座長 1240許最大進(jìn)給力 20000N，快速行程速度 8m/進(jìn)速度 500mm/ b) 動力箱型號的選擇 由切削用量計(jì)算得到的各主軸的切削功率的總和切削P，根據(jù)公式 847P 切削多軸箱(2 式中 , 切削P 消耗于各主軸的切削功率的總和（ ； 多軸箱的傳動效率 ,加工黑色金屬時取 工有色金屬時取 軸數(shù)多、傳動復(fù)雜時取小值，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、傳動復(fù)雜，故取 。 左主軸箱： 削 3 3 2 5 k 多軸箱削 多軸箱臺額定功率應(yīng)大于電機(jī)功率的原則，查 9115114P 表5表 2動力箱及電動機(jī)型號 動力箱型號 電動機(jī)型號 電動機(jī)功率(電動機(jī)轉(zhuǎn)速(r/輸出軸轉(zhuǎn)速(r/左主軸箱 1132440 720 右主軸箱 1132440 720 c) 配套通用部件的選擇 側(cè)底座 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 ，所選滑臺與滑座 總高203 ，側(cè)底座高度 604 ，夾具底座高度 ，中間底座高度 ，綜合以上因素，該組合機(jī)床裝料高度取 H=880。 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 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 及最低主軸高度 1h 。主軸箱寬度 B、高度 按下式計(jì)算： 12 (211 (2式中， b 工件在寬度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（）； 1b 最邊緣主軸中心距箱外壁的距離（）； h 工件在高度方向相距最遠(yuǎn)的兩孔距離（）； 1h 最低主軸高度（）。 其中， 1h 還與工件最低孔位置（ ）、機(jī)床裝料高度（ H=880）、滑臺滑座總高（ 203 ）、側(cè)底座高度（ 604 ）、滑座與側(cè)底座之間的調(diào)整墊高度（ 7 ）等尺寸有關(guān)。對于臥式組合機(jī)床， 常推薦 40851 ，本組合機(jī)床按式 1 2 3 7 4( 0 . 5 )h h H h h h (2計(jì)算，得： 81 。 b=180mm,h=1 60b 則求出主軸箱輪廓尺寸： 006021802 1 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 B H=500 500。 床生產(chǎn)率計(jì)算卡 已知：工作行程為 150 進(jìn)刀量為 8000 /助時間夾緊 機(jī)動時間 裝料時間 卸料時間 件工時 （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 851P 2 計(jì)算，式中， N 年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件），本課題中 N=55000件； 全年工時總數(shù)，本課題以單班 7小時計(jì)，則 350。 則 5 05 5 0 0 0 件 1（件 /h） 實(shí)際生產(chǎn)率是指所設(shè)計(jì)的機(jī)床每小時實(shí)際可生產(chǎn)的零件數(shù)量。即公式 851P 基于三維的變速箱殼體組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 14 單01 (2式中，單T 生產(chǎn)一個零件所需時間（ 則 01 h 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 852P 1(2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 % 文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 表 2 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 被加工零件 圖號 毛胚種類 鑄 件 名稱 變速箱殼體 毛胚重量 21料 度 170241序名稱 鉆兩側(cè)面 工序號 序 號 工步名稱 被加 工零 件數(shù) 加工 直徑 工 長度 作 行程 削 速度 m/速 r/轉(zhuǎn) 進(jìn)給量 mm/r 每分鐘 進(jìn)給量 mm/ 時 動 時間 輔助 時間 共計(jì) 1 裝入工件 1 2 工件定位夾緊 3 左動力部件 快進(jìn) 115 5000 鉆 4 35 93 鉆 5 35 52 死擋鐵停留 快退 150 5000 4 右動力部件 快進(jìn) 115 5000 鉆 4 35 80 鉆 5 35 13 422 死擋鐵停留 快退 150 5000 5 松開工件 6 卸下工件 備 注 單位工時 床實(shí)際生產(chǎn)率 /h 機(jī)床理想生產(chǎn)率 Q /h 負(fù)荷率 基于三維的變速箱殼體組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 16 3 組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 具設(shè)計(jì)的基本要求和步驟 具設(shè)計(jì)的基本要求 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，為了縮短輔助時間，提高生產(chǎn)率，盡量采用快速、高效的結(jié)構(gòu)和自動控制裝置；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。 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，必要時應(yīng)進(jìn)行誤差的分析和計(jì)算。 夾具的排屑是一個很重要的問題，切屑積集在夾具中，會破壞工件正確的定位；切屑帶來的大量熱量會引起夾具和工 件的熱變形，影響加工質(zhì)量；切屑的的清掃又會增加輔助時間，降低生產(chǎn)率。切屑積集嚴(yán)重時，還會造成設(shè)備事故或工傷事故。因此，在夾具設(shè)計(jì)時排屑問題必須給予充分的注意。 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、液壓及其他機(jī)械化夾緊裝置、以減輕工人的勞動強(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。 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?？梢栽趨㈤?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)。 具設(shè)計(jì)的步驟 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力部件 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，對動力夾緊裝置進(jìn)行夾緊力的計(jì) 算。 檢查夾具的各項(xiàng)功能是否符合設(shè)計(jì)要求。 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)和各種元件的裝配買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 關(guān)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。 試和驗(yàn)證 位方案的確定 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)向以及裝卸工件時的限位。 變速箱殼體材料為 硬 度為 170 241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 8 24 的孔， 25 的孔；另一側(cè)6 24 的孔， 2 孔。 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自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠定位。有同時加工零件五個表面的可能，既能高度集中工序，又有利于提高各面上孔的位置精度?！耙幻骐p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，使機(jī)床各個工序（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)自動化定位、夾緊，并有利于防止切削落于定位基面上。 B“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自由度，使工件獲得穩(wěn)定可靠定位。有同時加工零件兩個表面的可能，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，同時便于工件裝夾，又有利于夾具的設(shè)計(jì)與制造。 差分析 用夾具裝夾工件進(jìn)行機(jī)械加工時，其工藝系統(tǒng)中影響工件加工精度的因素很多，與夾具有關(guān)的因素有： A. 定位誤差 D ； B. 對刀誤差 T ； C. 夾具的安裝誤差 A ； D. 夾具誤差J； E. 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)致刀具相對工件的位置不精確而形成總的加工誤差。 基于三維的變速箱殼體組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 18 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)相對于定位基準(zhǔn)在加工尺寸上的最大位置變動范圍。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B= 0。 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?。?= B + W = . 對刀誤差 T 因?yàn)榈毒呦鄬τ趯Φ痘驅(qū)蛟奈恢貌痪_而造成的加工誤差，稱為對刀誤差。 鉆套導(dǎo)向孔尺寸 ），鉆頭尺寸為 ）對刀誤差為鉆頭于導(dǎo)向孔的最大的間隙 ： a x 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 ， A =0 D. 夾具誤差J因夾具上定位元件、對刀或?qū)蛟鞍惭b基面三者之間（包括導(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的調(diào)整和修配精度。 夾具誤差J主要包括定位元件相對于安裝基準(zhǔn)的尺寸或位置誤差1J；定位元件相對于對刀或?qū)蛟ò▽?dǎo)向元件之間）的尺寸或 位置誤差2J；導(dǎo)向元件相對于安裝基準(zhǔn)的尺寸或位置誤差3J。 1J=J、3J與1J在公差上兼容，只需計(jì)算其中較大的一項(xiàng)即可。 J=. 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31。計(jì)算時可設(shè) G 3k(3買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 式中：k 工件位置公差取 = 核加工精度 工件在夾具中加工時，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) 7375工件加工精度的條件為： 22222(32222222222 = k= 工件總加工誤差 應(yīng)不大于工件的加工尺寸公差k，由以上得知，本夾具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廢，在分析計(jì)算工件加工精度時需留出一定精度儲備量此將上式改為： k 或 cJ=k 0 （ 3 當(dāng)0時夾具能滿足加工要求，根據(jù)以上得： cJ=k =0 所以夾具完全可以滿足加工所要的要求。 向裝置 導(dǎo)向裝置的作用在于保證刀具對于工件的正確位置；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，鉆套至工件端面的距離。 鉆套的配合間隙對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 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示。 基于三維的變速箱殼體組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 20 圖 3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 對于加工 擇的導(dǎo)套尺寸為： 1 ， 61 ， 02 ， 6 。 配合尺寸為： 6/781 , 6/726 配用的螺釘 于加工 擇的導(dǎo)套尺寸為： 6 ， 61 ， 02 ， 6 。 配合尺寸為： 6/781 , 6/726 配用的螺釘 于加工 擇的導(dǎo)套尺寸為： 1 ， 21 ， 02 ， 6 。 配合尺寸為： 6/781 , 6/762 配用的螺釘 緊方案的確定 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，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方框圖所示。 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 圖 3B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加工過程中位置穩(wěn)定不變，振動小，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。 液壓裝置的特點(diǎn)是： a)液壓油油壓高、傳動力大，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)液壓傳動噪聲小，勞動條件比氣壓的好。 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。 氣壓 夾緊裝置 氣源裝置 中間傳力機(jī)構(gòu) 夾緊元件 工件 基于三維的變速箱殼體組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 22 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)動作迅速，反應(yīng)快。氣壓為 缸活塞速度為 110 /具每小時可連續(xù)松夾上千次 。 b)工作壓力低（一般為 傳動結(jié)構(gòu)簡單，對裝置所用材料及制造精度要求不高，制造成本低。