机械工艺夹具毕业设计5变速箱壳体铣面夹具设计.doc

机械工艺夹具毕业设计5变速箱壳体铣面夹具设计.doc

《机械工艺夹具毕业设计5变速箱壳体铣面夹具设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械工艺夹具毕业设计5变速箱壳体铣面夹具设计.doc（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

本科毕业论文（设计）

题目：

变速箱壳体铣面夹具设计

学院：

工学院

姓名：

学号：

专业：

机械设计制造及其自动化

年级：

指导教师：

职称：

副教授

I

目录

摘要 2

一、前言 4

二、设计任务 4

三、铣床夹具的主要类型和设计特点 5

3.1铣床夹具的主要类型 5

3.2铣床夹具的设计特点 5

四、对加工零件的工艺分析 6

五、定位方案设计 6

5.1底板与工件的定位 6

5.2机床与底板的定位 6

六、定位误差分析与计算 7

6.1定位误差分析 7

6.2定位误差计算 7

七、夹紧方案设计 9

八、切削力计算 10

九、夹紧力计算 11

十、夹具体的设计 12

十一、技术条件制定 13

十二、夹具精度计算以及减少误差的方法 14

12.1夹具的精度计算 14

12.2减少误差分析 14

12.3夹具精度的小结 15

十三、夹具工作原理的简介 15

十四、总结 16

参考文献 17

摘要

我们此次实际的是用于铣削变速箱壳体的专用夹具，考虑到变速箱的形状，我们采用一面两销的定位方案，并通过拧紧和旋松螺母来实现夹具的装配和拆卸，这种设计操作简单，使用方便。

其中我们所设计的夹具它的定位元件为菱形销、圆柱形以及以及定位块的四个凸面，而加工零件的定位表面为与菱形销和圆柱形配合的俩个孔以及加工元件的底面。

关键词：

一面两销;变速箱;铣削;夹具;定位元件

Abstract

Wetheactualspecialfixtureisusedformillingthegearboxshell,consideringtheshapeofagearbox,weadoptatwopinpositioningscheme,andthroughthescrewandunscrewnutstorealizetheclampassemblyanddisassembly,thisdesignissimple,easytouse.Whichwedesignedfixtureitspositioningcomponentsforthediamondpin,fourconvexcylindricalandpositioningblock,butthepositioningsurfaceofmachiningpartswiththediamondpinandcylindricalcoordinatethetwoholesandprocessingthebottomsurfaceoftheelement.

Keywords:

atwopin;Gearbox;Milling;Fixture;Positioningcomponents.

一、前言

“工欲善其事，必先利其器”，这是我国劳动人民的历史重要性的斗争的工具生产的结论。

在现代生产中,夹具的作用（设备）。

无论在传统的制造业中,现代制造系统中,机床夹具是非常重要的,它在机械加工、焊接、热处理、检验、装配过程,为了安装加工,拥有正确的定位,良好的产品质量,确保零件和提高生产效率,工艺设备所使用的夹具。

在机器上的工件,必须使用夹具装夹工件。

工件装好,是确定相对于工件在机床上的位置正确。

这一过程被称为定位。

工件夹,对工件产生力量,让位于具有良好的位置将可靠的夹紧工件,这一过程称为夹紧。

从夹紧的到定位,整个过程,称为夹紧。

在加工过程中,工件几何精度取决于机床的相对位置,严格地说,只有在机床、夹具、刀具,相对正确的关系工具,夹具和工件,表面加工精度之间的相对位置。

显然,机床夹具的基本要求是正确的,牢牢地固定在一个给定的工件的位置。

因此,除了保证机床夹具的制造精度应该够了,还应该是生产足够的刚度来抵抗变形和振动。

机床夹具在机械加工中起着非常重要的作用:

第一,缩短辅助时间,提高生产效率,降低加工成本。

第二,保证加工精度,加工质量稳定。

第三,减少工人的技术要求,降低劳动强度,保证安全生产。

第四,扩大机床的过程,实现“一台机器可以”;第五,在自动化生产和组装线,容易平衡生产节奏,等。

因此,机床夹具的设计和使用修改后的技术的重要方法之一。

二、设计任务

题目：

变速箱壳体铣面夹具设计

也就是设计一个变速箱壳体手动可调铣面夹具，壳体为铸件，材料为QT-450-10，要求年生产能力为5000件，为中批生产。

具体如图下

（1）：

图

（1）

三、铣床夹具的主要类型和设计特点

3.1铣床夹具的主要类型

铣床专用夹具大部分运用在加工零件上的平面、沟槽、花键、缺口，直线成型面和立体成型面等，由于在铣削加工中，多数情况是工作台好夹具一起做进给运动，而夹具的整体结构又主要取决于铣加工的进给方式，因此铣床专用夹具可分为直线、靠模和圆周进给式三种类型。

3.2铣床夹具的设计特点

第一，铣削一般为断续切削，且加工的余量比较大，切削力较大而且方向周期性变化，因此夹具整体应有一定的强度和刚度，另外夹具的重心应尽可能的低；第二，夹紧的装置应该要有一定的强度和刚度，确保必要的夹紧力，并有较好的自锁性，一般铣床夹具不便采用偏心夹紧机构，粗铣更是这样；第三，夹紧力应作用在工件刚度较大的部位上，工件与主要定位元件的定位表面接触刚度要大；当从侧面压紧工件时，压板在侧面的着力点应低于工件侧面支承点；第四，为了确定和调整铣刀和夹具的相对位置关系，应该正确选取对刀的装置，对刀装置也应设置在易观察和便用塞尺的位置，并设在铣刀开始切入工件的一端；第五，夹具结构应使切屑和冷却液能顺利排出，必要时应开排屑孔；第六，为了调整和确定夹具和确定夹具与机床工作台轴线的相对位置，在夹具体的底面应具有俩个定向建，定向建与工作台T形槽宜用单面贴合；精度高的甚至重型夹具宜采用夹具体上的找正基面。

四、对加工零件的工艺分析

在平铣削端面前，变速箱壳体的上下表面已加工好，俩定位孔同样确保了精度。

具体为上下表面加工精度为平面度0.36，粗糙度为3.2，俩表面间的间距为168.45mm；而俩孔则是先打中心孔，然后再钻孔，再扩孔最后再用绞刀精加工至10.3mm。

在铣削侧端面前依据所给设计的要求，直接铣削加工其表面粗糙度为6.3。

五、定位方案设计

5.1底板与工件的定位

底板与工件的定位是依据定位块简介来完成的。

定位块是通过自身的端面与底板的端面贴合和四个内6角圆柱头螺钉、底板与村套配合而完成定位的。

而定位块与工件的定位，以定位块上表面限制工件Z方向的移动、X方向方向转动以及Y方向的转动；以工件上内孔1作为轴线的定位基准，圆柱销1限制X方向的移动及Y方向的移动俩个自由度。

菱形销2则限制Z方向的转动的自由度。

另外菱形销与圆柱销的中心连线必须和菱形销长轴垂直，从而达到完全定位，我们称这种定位为‘一面二销’定位。

5.2机床与底板的定位

机床与底板的定位是由T形槽与俩个定向键、T形螺杆以及六角圆柱螺钉与压板将夹具固定在机床上，从而完成所需定位。

如图

（2）所示

图

（2）

六、定位误差分析与计算

6.1定位误差分析

工件逐个在夹具中定位时，各个工件的位置不一致的原因主要是基准不重合，而基准不重合又分为俩种情况：

一是定位基准与限位基准不重合产生的基准位移误差；二是定位基准与工序基准不重合产生的基准不重合误差。

6.2定位误差计算

对于一面俩销的定位，如下图（3）是俩销反向移动

图（3）

查《机床夹具设计手册》表1-1-12得

基准位移误差：

基准转角误差：

同理当圆柱销与菱形销移动方向相同时有

基准位移误差：

基准转角误差：

其中式中为圆柱销的公差，为第一定位孔的公差；

为圆柱销的公差，为第二定位孔的公差；

圆柱销与第一定位孔间最小间隙

为圆柱销与第二定位孔间最小间隙

为转角误差

同理当圆柱销与菱形销移动方向相同时有

基准位移误差：

基准转角误差：

而基准不重合误差为=0.5=0.5x0.008=0.004

定位孔1与圆柱销配合为，定位孔2与菱形销配合为，都属于过盈配合，又因为的尺寸为菱形销10.20，圆柱销的尺寸为10.17

带入基准误差公式得

=0.018+0.008+0.005

=0.031

则定位误差=+=0.031+0.004=0.035<0.21T

=tan

=0.0172度

综上可知，我们这次的定位方案符合设计要求。

七、夹紧方案设计

我们所要加工的工件需要六点定位，工件三个方向都要被夹紧，如果工件三方向分别设置夹紧机构，则夹具复杂且操作不便，为简化加工时的操作，其结构由底板、可调支柱，压缩弹簧，移动压板、平垫圈，双头螺杆等组成。

在工件夹紧前，先旋松平底螺母，使移动压板松动向左右移动，再将工件放置在加工位置出，而后定位之后，再将移动压板放置正确位子，最后再拧紧螺母即可。

根据工件的实际尺寸，可设压板的长、高、宽分别为160mm、25mm、44mm，再由双头螺杆和的可调支柱尺寸大小，可以选用M20的螺母为压紧螺母。

其中夹紧图（4）如下：

八、切削力计算

我们此次加工面为平面，工件材料为铸铁，故查《现代机床夹具设计》表4-20得切削力P=

同理其中由一直条件查表4-20可得=294,为在高速钢铣刀铣削时，考虑工件材料及铣刀类型的系数；为铣削深度，mm；为每齿进给量，mm；d为铣刀直径，mm；B为铣削宽度，mm;z为铣刀齿数；为用高速钢铣刀铣削时，考虑工件材料机械性能笔筒的修正系数。

其中=0.939

另外查《材料力学》笔记其中为取700MPa

查《金属切削手册》表9-7、9-9、9-10和9-12可取=0.4,

铣削直径d为100mm，齿数取10，工件铣削深度为10mm，铣削宽度取80mm。

将以上数据带入切削力公式得P=

有P=294xxxxx10x0.939=1554N

九、夹紧力计算

按照我们的设计的工件和夹具的特点，查《机械夹具设计手册》可得其受力分析图（5）

图（5）

由理论力学力矩知识可知：

选的力矩方向为正方向得+=0其中f=u

即得：

=

其中K为安全系数，P为切削力

u为夹紧元件与工件间的摩擦系数

L、H、l为工件的大致受力尺寸

其中L=89.243mm

H=165.34mm

L=50.05mm

查《现代机械机床夹具设计》表4-21知

安全系数K=xx

其中为考虑工件材料及加工余