變速箱殼體銑面夾具設(shè)計【說明書+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-江西農(nóng)業(yè)大學(xué)2009屆畢業(yè)設(shè)計 學(xué) 院:工 學(xué) 院 姓 名:陳 亮 學(xué) 號:20050416 專 業(yè):機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 年 級:機(jī)制052班 指導(dǎo)教師:樊十全 一.設(shè)計任務(wù)本次設(shè)計為設(shè)計一變速箱殼體銑面手動專用夾具,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,因而加工時沖擊和振動較嚴(yán)重。所以對于此次所設(shè)計的夾具,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,手動夾緊時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)高出周圍的平面(可參考底板圖紙),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;對于兩定位孔則是先鉆,再通過鉸刀精鉸至10.20mm.在加工側(cè)端面時,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定位塊來實現(xiàn)的。定位塊通過自己本身及定位插銷12、四個內(nèi)六角圓柱頭螺釘16、襯套11實現(xiàn)與底板的定位。而對于工件與定位塊的定位,為限制工件沿Z軸的移動自由度、工件繞X軸的轉(zhuǎn)動自由度及工件繞Y軸的轉(zhuǎn)動自由度,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軸方向的移動自由度、沿Y軸方向的移動自由度,需將工件上內(nèi)孔1作為第二定位基準(zhǔn);同時為限制工件繞Z軸的轉(zhuǎn)動自由度,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不定度,達(dá)到完全定位,而這種定位方式也就是我們常說的“一面兩孔”定位。4.2夾具體與機(jī)床的定位夾具體與機(jī)床的定位是通過兩個定向鍵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,實現(xiàn)定位。具體情況如下圖(2):圖(2)4.3定位誤差計算在機(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)的誤差有夾具相對于機(jī)床成形運動的位置誤差,夾具相對于刀具位置的誤差,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,只對工件在夾具中的定位誤差做一簡單計算。對于一面兩孔的定位,如下圖(3):圖(3)可查機(jī)床夾具設(shè)計手冊表1112得:基準(zhǔn)位置誤差:式中:為第一定位孔的公差,為圓柱銷的公差;為第二定位孔的公差,為菱形銷的公差;第一定位孔與圓柱銷間的最小間隙;第二定位孔與菱形銷間的最小間隙;為轉(zhuǎn)角誤差?;鶞?zhǔn)不重合誤差:又因圓柱銷尺寸為,菱形銷尺為,圓柱銷與定位孔1的配合為,菱形銷與定位孔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)計此次設(shè)計,我們用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)對工件進(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、移動壓板7、平底螺母8、定向鍵9、螺釘10構(gòu)成。在對工件進(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、菱形銷、襯套的定位,實現(xiàn)對工件的夾緊與松開。根據(jù)工件尺寸,對壓板的尺寸可初步擬定為厚度為25mm,長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銑削力的計算對于此零件,我們可用萬能銑床X62W對其進(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)計手冊表129得:計算公式為:其中P-銑削力(N);-在調(diào)整高速鋼銑刀銑削時,考慮工件材料及銑刀類型系數(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,考慮工件材料機(jī)械性能不同的修正系數(shù),對于QT450-10有.查金屬切削手冊表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夾緊力的計算查機(jī)械夾具設(shè)計手冊表1211可得夾緊力計算公式: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);-切削特點系數(shù);-夾緊力的穩(wěn)定性系數(shù);-手動夾緊時的手柄位置系數(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)計手冊表121和表122和表1212得:則代入夾緊力計算公式代入夾緊力計算公式因螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是通過平底螺母來實現(xiàn)夾緊,若手柄長度為240mm,作用力為100N,則可查機(jī)械夾具設(shè)計手冊表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)計與其它裝置設(shè)計6.1夾具體設(shè)計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)計時應(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430mm,寬200mm,厚23mm,如下圖(6)所示:(具體見夾具體零件圖)圖(6)6.2其它裝置設(shè)計銑床夾具依靠夾具體底面和定向鍵側(cè)面與機(jī)床工作臺上平面及T型槽相連接,以保證定位元件對工作臺和導(dǎo)軌具有正確的相對位置。為了減小安裝時的偏斜角的誤差,安裝定向鍵時應(yīng)當(dāng)使它們靠向T型槽的同一側(cè)。對定向鍵的設(shè)計方案如下圖(7)所示(局部圖):圖(7)七技術(shù)條件制定1.圓柱銷中心和菱形銷中心到D面的距離之差為105.01。2.菱形銷相對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是銑床夾具的對刀誤差:jd=ShS塞尺的制造誤差;h對刀塊工作表面至定位元件的尺寸公差。查表可知:S=0.014。因為對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.夾具工作原理簡介下面我們來分析與說明它的工件原理:工件通過菱形銷、圓柱銷固定在定位塊上,而定位塊又通過定位插銷和內(nèi)六角圓柱頭螺釘與夾具體相聯(lián),對于螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是通過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面的連接與定位。裝工件時,只要把平底螺母松開一點,并將移動壓板向左移動一點即可把工件放上去,擰緊即可,開始對工件的進(jìn)行銑面加工。卸載工件時,松開平底螺母,移動壓板左移,即可卸載。本夾具操作簡單,省時省力,裝卸工件時只需靠平底螺母的松緊和移動壓板的移動即可輕松實現(xiàn)。對此夾具各個零件的裝配關(guān)系見下圖(8):十.總結(jié)此次畢業(yè)設(shè)計是我們從大學(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,開題到計算、繪圖直到完成設(shè)計。其間,查找資料,向老師請教,與同學(xué)交流,反復(fù)修改圖紙,每一個過程都是對自己能力的一次檢驗和充實。在設(shè)計過程中,我對專業(yè)基礎(chǔ)知識有了一次系統(tǒng)的復(fù)習(xí)和鞏固,同時也學(xué)會了查找相關(guān)資料與標(biāo)準(zhǔn),學(xué)會了分析數(shù)據(jù),提高了自己的CADPRO-E的制圖能力,也能更熟練的運用OFFICE辦公軟件,懂得了許多經(jīng)驗公式的獲得是前人不懈努力的結(jié)果。但是畢業(yè)設(shè)計也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處,比如缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識的能力,設(shè)計分析不全面,運用各種工具不熟,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,感謝他在整個設(shè)計過程中給予我的指導(dǎo)和幫助,也要感謝吳彥紅老師中途對我CAD圖的指正,以及我周圍的同學(xué)朋友,感謝他們提出寶貴的意見和建議。另外,我還要感謝在大學(xué)期間所有傳授我知識的老師,是你們的悉心教導(dǎo)使我有了良好的專業(yè)基礎(chǔ)知識,這也是畢業(yè)設(shè)計得以完成的基礎(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)對我的期待,也為社會做出自己的一份貢獻(xiàn)。
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