汽車后橋殼體工藝卡具設計

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1、畢業(yè)設計 課程設計有相應的資料和CAD圖紙，有需要的聯(lián)系QQ號；1620812008.汽車后橋殼體工藝卡具設計洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文）任務書 填表時間： 2010 年 4 月2 日 （指導教師填表）學生姓名王輝專業(yè)班級Z070206指導教師許藝萍課題類型題目汽車后橋殼體工藝卡具設計主要研究目標(或研究內容) 后橋殼體的工藝工裝設計，通過設計，運用所學過的基礎課、技術基礎課和專業(yè)課的理論知識，生產實習和實驗等實踐知識，達到鞏固、加深和擴大所學知識的目的。進一步體會機械制造工藝設計的過程和注意事項。獨立完成工藝設計。并熟練使用CAD作圖。課題要求、主要任務及數量（指圖紙規(guī)格、張數，說明書頁數、

2、論文字數等）獨立完成畢業(yè)設計所給題目，在查閱相關資料和老師同學的幫助下按質按量完成設計，設計包括圖紙，設計書。其中圖紙必須達到兩張半A0的量，不包括工件圖，必須要要有手畫和CAD上出圖，說明書的字說至少八千字，word 30頁左右，使用學校給定的畢業(yè)設計格式，要求是打印版。進度計劃第1周 做調研，查閱相關資料第2周 做出簡要工藝 初步定稿第3-5周 設計專用夾具2套及其修正 第6周 編寫設計說明書第7周 做好答辯的準備工作第8周 答辯主要參考文獻 金屬機械加工工藝人員手冊上海科學技術出版社機床夾具設計 國防工業(yè)出版社機械設計課程設計 東北大學出版社機械制造工藝學 機械工程出版社指導教師簽字：

3、教研室主任簽字： 2010 年4 月 2日畢業(yè)設計 課程設計有相應的資料和CAD圖紙，有需要的聯(lián)系QQ號；1620812008.摘 要畢業(yè)設計的課題基本分為兩大類，即卡具設計和機床設計。本課題所涉及的是第一類，設計任務為汽車后橋殼體的工藝工裝設計，在殼體內部裝有主傳動器、差速器、半軸等傳動機構。殼體起保證和支撐的作用，其主要加工表面為端面外圓、法蘭平面、彈簧座平面、以及內孔等。本次設計主要包括工藝規(guī)程、夾具、刀具和量具的設計。此次設計共分三個階段，即：（1）畢業(yè)實習階段（2）課題設計階段（3）考核答辯階段。結合本次設計零件的特點，在設計中完成工藝規(guī)程一套，夾具兩套：（1）銑床夾具（2）鉆床夾具

4、，其中，前者為手動夾緊。本設計有銑床夾具圖一張（A0），鉆床夾具圖紙一張（A0），銑床夾具圖中間部分一張（A1），另外還有兩張A3圖紙，基本完成老師所交給的任務。關鍵詞：汽車后橋；工藝分析；卡具設計；設計任務Automobile driving axle shell process fixture designABSTRACTThe subject of the graduation project is divided into three big classes,namely the frock designing type of craft ,making up the designin

5、gtype of lathe and comper subjects basically.What this subject involved is the first kind,designing the task for the rear axle of automobile,the craft frock of the shell is designed.Equipped with the organizations of the transmission,such as main hammer mechanism actuator,differential mechanism,semi

6、-axis,ect,within the shell.The shell plays a role in guatanteeing and support,it processes flange,spring seat plane,and interior hole round for outside of the terminal surface of surface,ect,mainly。This design includes the design of rules of craft,jig,cutter and measuring tool mainly.This design div

7、ides three stages altogether,namely:(1)Graduation field work stage(2)Ddeign phase of subject(3)Examine the stage of replying.Combine this charateristic of designing the part,finisshes one set of rules of craft in the design,two sets of jigs:(1)Jig of the milling machine(2)The jig of the drilling mac

8、hine,among them,the former,in order to clamp manually.Still design the cutter sepatately according to the task book in additionOne milling cutter is with measuring,finish drawing amount nearlu 5 altogether,finish the task that a teacher assigns basically.Key word:The rear axle of automobile；the craf

9、u analuses；designs the task目錄1 前言11.1我國汽車后橋制造業(yè)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢11.2汽車后橋殼體的構造11.3汽車后橋殼體的性能要求12 零件的分析32.1零件的作用32.2零件的工藝分析42.3生產類型的確定42.4確定毛坯的制造形式42.5基面的選擇53 械加工工藝路線63.1工藝方案63.2工藝方案比較分析73.3加工階段的劃分和檢驗工序的安排84 加工余量、工序、毛坯尺寸的確定95 工時定額115.1工序六的工時定額115.2工序十三的工序定額126 夾具設計136.1銑床夾具設計136.1.1工件的加工工藝分析136.1.2定方案，設計定位元件136

10、.1.3確定夾緊方式和設計夾緊結構146.1.4 定位誤差的分析156.1.5 夾緊元件的強度校核156.1.6 夾具體的設計166.1.7 夾具體設計及其操作的簡要說明166.2鉆床夾具的設計176.2.1 定位基準的選擇176.2.2 夾緊力的確定176.2.3 鉆削力的計算176.2.4 動力源設計186.2.5 夾具體的設計196.2.6 夾具設計及操作簡要說明207 CAD繪圖簡介218 量具設計229 刀具設計25結 論28致 謝29參考文獻30附錄A 英文原文31附錄B 漢語翻譯37301 前言1.1我國汽車后橋制造業(yè)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢我國豐富的原材料資源為后橋殼體國產化提供了堅

11、實的基礎。針對國產原材料的特點，研制一套相適應的生產技術及工藝，保證國產化產品滿足高質量的要求。后橋在驅動系中的重要地位決定了國內各汽車生產廠家都建有自己的后橋生產線，這樣，可以在保證整機質量的前提下，盡可能的降低成本，提高競爭力。多年來，以國產原材料為基礎，研制成功了適合于我國國情的、成熟實用的、并具有國際先進水平的成套工藝工裝技術，生產出高質量后橋，不僅成為一些引進汽車零件的替代品，而且還出口到日本、美國、英國等發(fā)達國家。1.2汽車后橋殼體的構造后橋殼體的主體是一根圓柱形棒體，它與主減速器、差速器和車輪傳動裝置組成驅動橋。驅動橋處與動力傳動系的末端，其基本功能是增大由傳動軸或變速器傳來的轉

12、矩，并將動力合理的分配給左、右驅動輪，另外還承受作用于路面和車架或車身之間的垂直力、縱向力和橫向力。結構及特點：連接主減速器傳遞動力，支撐差速器及半軸實現(xiàn)倆車輪差速轉動；尺寸比較大，主要承受載荷。1.3汽車后橋殼體的性能要求重點要保證橋殼的強度和剛度性能，便于安裝、調整和維修。另外外形尺寸要小，保證有必要的離地間隙。在各種轉速和載荷下具有高的傳動效率。在保證足夠的強度、剛度條件下，應力求質量小，尤其是簧下質量應盡量小，以改善汽車平順性與懸架導向機構運動協(xié)調，對于轉向驅動橋，還應與轉向機構運動相協(xié)調。結構簡單，加工工藝性好，制造容易。畢業(yè)設計是完成工程師基本訓練的重要環(huán)節(jié)，其目的是培養(yǎng)學生綜合運

13、用所學專業(yè)和基礎理論知識，獨立解決本專業(yè)一般工程技術問題的能力，樹立正確的設計思想和工作作風。為了切實做好本次設計，我首先進行了實習，結合生產現(xiàn)場實際情況，并通過大量查找資料，編寫了本設計說明書。它通過工藝規(guī)程的設計，進一步明確了CA141汽車后橋殼體的作用。通過編寫夾具、量具、刀具說明書，進一步闡明了設計思想，鞏固了所學知識。本次設計編制了一套中批生產的工藝規(guī)程，簡單實用的夾具設計更體現(xiàn)了經濟技術指標在設計中的重要地位。設計工作是一項細致、艱苦、復雜、涉及面十分廣泛的工作，不但要鞏固所學知識，而且要提高和鍛煉我們的計算能力、繪圖能力等綜合能力。幾乎把三年所學的知識都要應用一遍，由于本人水平有

14、限，設計中難免存在缺點和不足，敬請各位老師批評指正。2 零件的分析2.1零件的作用解放牌CA141載重汽車的后橋殼總成是一種整體式的驅動橋殼，中間部分是一段環(huán)行空心整梁，鋼制的半軸套管壓入空心梁的兩端并用止動螺釘鎖緊，防止套管在梁內運動。解放牌載重汽車后橋是驅動橋，在橋殼的中央要安裝有主傳動器、差速器及半軸等傳動結構，后橋起支撐、保護作用。剎車器及車輪安裝在后橋殼的兩端。因此，后橋殼也承受一部分汽車的重量，把剎車力、路面反力傳到車架上。后橋殼體的結構如圖2.1所示：1、4半軸殼 2左橋殼 3右橋殼 5鋼板彈簧座6法蘭 7半軸套管8后橋殼 9殼蓋圖2.12.2零件的工藝分析 從零件圖上可以看出這

15、個零件的就加工表面可以分為三組，一是零件正面及反面的平面，孔以及兩端面、端面外圓的加工，一是零件兩側面的表面，還有零件的內孔加工。1、 零件正面、反面的平面及兩端面、端面外圓的加工這一組加工表面包括：102外圓面，1556的兩端面尺寸為：73.5的兩平面，340的內孔，200的法蘭外徑，以及鉆12-M12孔和6-M14孔，其中主要加工表面是尺寸為73.5的兩平面。340的內孔，因為他們加工難度相對較大且對零件的質量影響也較大。2、零件兩側面的平面，孔的加工這一組加工表面包括：11099四個平面以及四個孔，孔徑分別為20.5和16.5。3、零件的內孔加工這一組孔分別為75T8、73H9、71H9

16、、粗糙度為Ra6.3,同軸度公差為0.1mm?？?40H11，其端面及B臺面至軸線距離為73.5。2.3生產類型的確定根據設計任務書所給頂的原始材料來確定生產類型。設計任務書給出的資料顯示并結合車間的工作制度及工件的重量可知：本工件生產類型為重型、大批量生產。根據生產特征，初步確定加工中一般采用一些高效和專用機床，對于刀具一般用通用刀具，也可以根據加工情況采用部分專用刀具，量具用專用量具，夾具用專用夾具。2.4確定毛坯的制造形式解放牌載重汽車的后橋殼體材料是KT350-10可鍛鑄鐵，故可采用金屬模砂型鑄造的方法來完成毛坯的加工，這樣有較高的毛坯精度和較高的生產率。要求時效處理，毛坯的硬度為HB

17、121-149，毛坯的質量為91Kg，凈重為75Kg1。2.5基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高，否則，不但加工工藝過程中問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢。因此，選擇基面時要慎重考慮4。后橋殼體的主要加工部分有：套管孔；兩端軸頭各外圓表面；中間340mm孔及其端面。它們除本身的尺寸精度和粗糙度要求之外，平面對套管孔軸線的平行度要求為0.05mm（在100mm長度上測量），兩側套管孔的同軸度要求為0.1mm。為此，工藝安排要優(yōu)先考慮。首先加工兩軸頭外圓，然后加工孔，再加工中間340孔及兩端面，對于軸頭加工采用粗車精車

18、的方法。套管孔的加工采用粗鏜半精鏜，對于340的及其端面，工藝采用粗鏜車精鏜車的加工方法。其余工序安插在主要工序之間進行。由于銑鋼板彈簧座平面，余量大，加工時能使平面內的軸孔72H9變成橢圓，因此，將銑削工序安排在精鏜之前，根據基準選擇原則，后橋殼體的粗基準可以選擇75T8毛坯孔表面，也可以選擇200法蘭外圓的毛坯面?？紤]到孔比外圓難加工，為保證加工孔時余量均勻，在刀桿剛性一定的情況下，容易保證孔的精度和孔與外圓的同軸度要求。在加工340孔、凸臺平面、200法蘭上孔組時，由于這些要素的設計基準是套管孔的軸線，所以就選用了已加工好的套管孔做為這些要素的精基準。3 械加工工藝路線制定工藝路線的出發(fā)

19、點，是根據零件的幾何形狀使尺寸精度和位量精度等技術要求得到保證。在生產綱領已確定為以大批生產的條件下，盡量使用專用機床和專用夾具來提高生產率。工藝過程設計要滿足產品質量要求，也要滿足生產綱領要求，并要有較高的經濟性，在設計時盡量使工序集中，當然，也要注意經濟效果，以便使生產成本下降，令產品在市場更具競爭力。因此由以上分析考慮，制定以下兩套工藝路線方案。3.1工藝方案 工藝路線方案一：1、 加工兩端面、外圓、倒角2、 粗鏜孔（套管孔）、倒角3、 半精鏜、套管孔4、 中間檢查5、 銑彈簧座平面6、 粗銑340法蘭平面7、 粗銑340法蘭另一平面8、 粗鏜340孔9、 精鏜孔（340）10、鉆8-1

20、4孔11、鉆孔、攻管螺紋12、鉆法蘭孔（12-12）6-14孔、攻絲13、清洗14、檢驗 工藝路線方案二：1、 粗車兩端面外圓、倒角2、 粗鏜孔、倒角3、 精車兩端外圓4、 銑彈簧座平面5、 精鏜6、 中間檢查7、 粗鏜孔、粗車平面、倒角8、 精鏜孔、精車平面9、 銑平面、鉆法蘭孔10、銑平面11、鉆孔、攻管螺紋12、鉆孔、攻絲13、清洗14、檢驗3.2工藝方案比較分析上述兩個工藝方案不同點是：1、方案一，后橋殼體外圓兩端面粗精車放在一起再加工孔。而方案二。采用粗車外圓200法蘭再粗鏜套管孔，精車法蘭外圓，再半精鏜孔，顯然方案二使粗、精加工分開，容易保證外圓與套管孔的同軸度要求。2、方案一，3

21、40平面、孔分開加工。而方案二則兩工序合在一起，縮短了時間，避免工件安裝誤差。3、方案一，在半精鏜、套管孔后銑彈簧座平面，銑削力大，對已加工的孔產生圓度誤差變成橢圓。綜上分析比較，最后確定采用工藝方案二。3.3加工階段的劃分和檢驗工序的安排對于精度和粗糙度要求比較高的部分，工藝上都安排了粗、精加工，如軸頭和外圓，在第一道工序粗車，在第三道工序上精車。軸孔在第二道工序粗鏜，第五道工序精鏜，340孔和端面是在第七道工序粗加工，在第八道精加工。這樣粗、精加工分開有利于消除殘余應力影響和余量的合理分配，容易保證加工精度和獲得較高的生產率。后橋殼體的加工 可分為兩個階段，第一個階段為基準加工，即在第六道

22、工序之前，完成軸頭的外圓表面及套管孔的加工，為以后的各工序提供了精基準。第二階段是第七道工序之后，利用已加工好的基準完成其他邊面的加工。在第一階段之后，安排了中間檢查工序，檢查基準加工的正確性，防止不良產品出現(xiàn)。在后橋殼最后一道工序又安排一次檢查，檢查第二階段加工各表面，根據重要程度和工藝裝備可靠性確定各參數檢查的次數。這樣安排，可以保證后橋殼體在壓如套管之前發(fā)現(xiàn)不合格品，避免壓如套管后反修。4 加工余量、工序、毛坯尺寸的確定汽車后橋殼體材料為可鍛鑄鐵，采用砂型鑄造級精度。根據上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量。毛坯余量的確定： 1、查金屬機械加工工藝人員手冊可確定毛坯鑄

23、件的尺寸公差等級、余量等級分別為：CT10底面?zhèn)让嬗嗔康燃塎A-G，頂面、鑄孔加工余量等級為MA-H 2、確定各面加工余量及尺寸公差等級如表4.1所示：表4.1 加工余量及尺寸公差加工余量公差等級340法蘭上5.0下4.01.8兩端面（1556）27.53.5彈簧座平面130231.8200法蘭兩面/外圓241.1/271-75孔23.01.610213314023.01.8340孔26.52.2各工序尺寸如表4.2所示：表4.2 各工序尺寸工序名稱工序基本余量工序精度工序尺寸工序尺寸精車2IT7102102粗車6IT13102104毛坯（車）81.81041101.8銑平面3IT136565

24、毛坯（銑）31.865681.8半精鏜2IT101373.5粗鏜3.5IT1313.575.5毛坯（鏜）61.675.5795 工時定額完成零件加工一個工序的時間定額，稱為單件時間定額，單件時間定額可由下式來計算出來1：Td=Tj+Tf+(Tj+Tf)/100+(Tj+Tf)/100+(Tj+Tf)/100 （5.1）=( Tj+Tf)1+(+/100)= Tj+Tf+Tfu+Tfv+Tx公式中：Td單間時間Tj基本時間Tf輔助時間Tfu工作地點技術服務時間Tfv工作地點組織服務時間Tx休息及生理需要時間工作地點技術服務時間對工序時間比值的百分數工作地點組織服務時間對工序時間比值的百分數休息及

25、生理需要時間對工序時間比值的百分數5.1工序六的工時定額T0=L/fMi （5.2）L=l+l1+l2+l3 （5.3）fM=fzzn （5.4）式中： T0機動時間L工作臺的行程長度mml加工長度mml1切入長度mml2超出長度mml3附加長度mmfM工作臺的每分鐘進給量mm/minf 銑刀的每轉進給量mm/rfz 銑刀的每齒進給量mmz 銑刀齒數n 銑刀每分鐘的轉數r/mini 行程次數B銑削寬度主偏角Kr l1=0.5(D-)+p/tgKr+(0.53)= （5.5）0.5(150-)+1.1/tg90+2=0.5(150-102)+2=26mml2=2T0=(90+26+2)1/250

26、=0.51minTf=1.58min+=4.7 Td=(Tj+Tf)1+(+)/100(0.51+1.58)(1+4.7%)=2.188min （5.6）5.2工序十三的工序定額 T0=L/fn （5.7） L=l+l1+l2 （5.8）式中： f 主軸每轉刀具的進給量mm/rN 機床主軸每分鐘的轉數r/minl=16 l1=(D-d1)/2ctgKr+(13)=(120-0)/2ctg60+2=3.5mm （5.9）l2=2T0=(16+3.5+2)/0.15480=0.3minTf=1.2 +=3.0 （5.10）Td=(Tj+Tf)1+(+)/100=(0.3+1.2)(1+3%)=1.

27、55min （5.11）6 夾具設計6.1銑床夾具設計本夾具是用來銑后橋殼體兩側面的11090平面，對本工件性能要求影響不大，因而主要考慮提高勞動生產率，降低勞動強度，而精度要求不是很嚴格，基于以上分析開始設計本套專用夾具。6.1.1工件的加工工藝分析工件屬于殼體類零件，工件比較長而且比較重。而本工序在兩端同時銑削，工件振動較大。零件在此工序前已加工完成200的外圓，72.12內孔等表面的加工。本工序同時銑四個彈簧座平面，保證尺寸11090，130和65，表面粗糙度為R50，一次銑削可達到要求，依靠夾具來保證的加工要求有：（1） 被加工平面的長寬尺寸11090（2） 平面到殼體回轉軸線的距離6

28、5（3） 兩平面的間距130（4） 兩平面的平行度（5） 平面的平面度6.1.2定方案，設計定位元件被銑削面為平面，因而沿平面延伸方向的移動可以不限制。由于彈簧座平面有平面度和平行度要求，必須限制平面沿X軸和Z軸方向的旋轉，又因為有尺寸130和65的要求，所以需要限制工件沿平面法線方向的移動，并以設計基準殼體回轉軸線為基準，使得基準重合，以避免基準不重合產生誤差。綜上所述，需要限制一個移動自由度和兩個轉動自由度，故可按不完全定位設計夾具4。設計定位元件時，可以用外圓或內孔和平面組合定位，若以72T8內孔和340端面組合定位，基準重合。同樣，若以外圓200和340端面或以殼體兩端的錐體部分（毛坯

29、面）和340端面組合定位，均符合基準重合且滿足工序要求。考慮到本工序需要四面同時銑削，工件受力比較大，以及裝夾方便等因素，采用以殼體兩錐面（毛坯面），340端面和內孔定位。由于加工時工件處于懸臂狀態(tài)，銑削振動又大，故采用輔助支撐，以增加其剛性。6.1.3確定夾緊方式和設計夾緊結構本夾具選用手動壓板夾緊結構，采用回轉壓板和螺栓夾緊，在200外圓上夾緊，使壓板與外圓頂部上一短圓弧連接，這種壓板雖不能起增大或擴大夾緊行程的作用。但由于壓板和螺栓都可繞其自身一端旋轉，便于實現(xiàn)快速裝卸工件，從而減輕工人勞動強度，提高效率。夾緊力的計算：Fz=9.81Gzz0.86-f0.72d0-0.86pKFz=39

30、94N （6.1）水平分力： F=(11.2)Fz=1.1Fz=4393N （6.2）垂直分力： Fv=0.3Fz=1198N （6.3）因而能夠引起工件沿安裝軸線方向的最大銑削力為： F=Fr+Fv=5591N （6.4）由夾緊機構產生的實際夾緊力應滿足下式： P=KF （6.5） K=K1K2K3K4 （6.6）式中：K安全系數K1基本安全系數K2加工性質系數K3刀具鈍化系數K4繼續(xù)切削系數P=55911.51.11.21.2=13284N四把刀同時加工： P4=4P=53136N （6.6）由計算結果可知，夾具所需要的夾緊力是比較大的，為了使整個夾具結構簡單，操作方便，決定選用鉸鏈壓板來

31、實現(xiàn)夾具的夾緊功能。它的夾緊計算單個螺旋夾緊應視為螺旋夾緊機構。計算單個螺旋夾緊產生的夾緊力按下式計算：W0=QL/r1tg+ r2tg(+) （6.7）公式中：W0單個螺旋夾緊產生的夾緊力Q原始作用力L作用力的力臂r1螺桿端部與工件間的當量摩擦半徑，其值視螺桿端部的結構形式而定螺桿端部與工件間的摩擦角r2螺紋中徑螺紋漸開角螺旋副的當量摩擦角其中Q=53136N，L=2，r1=15.56，=10，r2=8.513，=136，=9.5W0=531362/15.56tg10+8.513tg（136+9.5）=62512N兩個螺母為123024N，所以實際的夾緊力大與所需要的夾緊力，因此，工作是可靠

32、的。此種方式機構結構簡單，夾緊可靠，通用性強，缺點是夾緊和松開的時間長而且費力。6.1.4 定位誤差的分析 （1）定位元件尺寸的確定。夾具的主要定位是V型塊，該V型塊與工件兩端的未加工表面相配合，故公差等級不是很高。 （2）工件的底平面與夾具的心盤限定了工件的X軸的旋轉以及在X軸向的定位，其公差為340H11/h11，由金屬機械加工設計人員手冊得340。 所以，最大軸向間隙為： bmax=0.119-0.062=0.057(mm) 滿足加工要求。6.1.5 夾緊元件的強度校核在夾具的夾緊元件中，受力最大的部分是壓板中間的連接壓板與壓板的軸銷，所以應該校核此處的強度。若此滿足加工要求，可知所設計

33、的夾具可以使用。如圖6.1所示，B點為軸銷受力處，它將受到2倍于C處的夾緊力，故能引起剪切應力以及擠壓應力。 圖6.1 受力圖jy=Pb/Fjy=0.553136/（11.512）=192.5（Mp） （6.8）為了保險，軸銷的材料選擇40Gr調質處理，屈服強度b=510Mp,取安全系數K=1.9，則許用擠壓應力： =b/1.9=268(Mp) （6.9）所以jy軸銷可以安全工作。許用剪切應力：=0.6 =160Mp 時間剪切應力： =P/(2d2/4)=34600/(2242/4)=63.5(Mp) （6.10） 所以軸銷可以安全使用。6.1.6 夾具體的設計夾具體形狀比較復雜且四面同時加工

34、，切削用量大，從而振動大，切削負荷大，因而選擇鑄造夾具體比較合適。底座設有四個耳座槽，用T型螺栓固定于銑床工作臺上。由于夾具比較重，因而不適合采用定向鍵，而是通過夾具體上的找正基準面確定夾具在機床上的位置，此方案剛性好，使用性能穩(wěn)定，但制造周期比較長。 6.1.7 夾具體設計及其操作的簡要說明在設計本套夾具時，因為簡單夾具的結構，可以使制造、操作簡單，采用了手動夾緊的方式。雖然夾緊所需要時間較長，但是整個機構牢固可靠，能夠保證生產加工的要求。本太夾具的輔助支撐也是手動完成的，但是它的操作時間卻縮短許多，是采用標準化設計的自位式輔助支撐，而這兩個支撐與心盤，連接部分以螺釘緊固，形成了一個大的支撐

35、底盤，對工件的定位起到了至關重要的作用。此外，由于工件的兩端是有錐度的圓柱體，V型塊也設計成有坡度形式。這樣可以使工件與夾具的接觸面積增大，承受住工件，以及切削時產生的巨大的切削力。壓塊是壓在工件的法蘭上的，而壓塊也采用了梯形的結構，這樣可以與法蘭充分的接觸，從而壓緊工件，使整個機構更為合理。本來夾具的操作簡單，將工件放入V型塊以后，自位支撐頂起的心盤與V型塊一同給工件定位，使之達到加工的位置要求。而此時，我們便可以轉動自位支撐的手柄，使之鎖緊。從而分擔一部分銑削時產生的應力。之后便以扳手擰緊鉸鏈壓板上的螺母夾緊工件。拆卸時也是如此，一定要記得放松自位支撐的手柄，解除自鎖，以不至影響工件的取下

36、。6.2鉆床夾具的設計第13道工序：鉆12-M12孔的鉆床夾具，本夾具將用于鉆孔、攻絲組合機床的加工，刀具為硬質合金鉆頭。6.2.1 定位基準的選擇由零件圖可知，鉆12-M12孔應限制六個自由度。對于這12孔有位置度要求，加工時，夾具起定位和支撐作用，12個孔的位置由鉆模板控制，機床本身確定刀具（鉆頭）均勻分布。6.2.2 夾緊力的確定計算夾緊力時，通常將夾具和工件看成是一個剛性系統(tǒng)。根據工件受切削力、夾緊力（大型工件還應該考慮工件重力，運動的工件還應該考慮慣性力等）的作用情況，找出在加工過程中夾緊最有利的瞬時狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數作為實際所需

37、要夾緊力的數值。即： Wk=WK （6.11）公式中：Wk實際所需夾緊力（N） W在一定條件下，由靜力平衡計算出的理論夾緊力（N）K安全系數6.2.3 鉆削力的計算鉆頭材料采用硬質合金，工件材料為可鍛鑄鐵。切削扭矩計算公式： M=0.098D2.2S0.8Kp （6.12）切削力計算公式： P=319D1.2S0.75Kp （6.13）公式中： M切削扭矩（Nm）D鉆頭直徑（Nm）t切削層的深度（mm） 對擴鉆：t=0.5(D-d)d擴孔前的孔徑（mm）P軸向切削力（N）S每轉進給量（mm）Kp修正系數，可選0.876.2.4 動力源設計由于加工元件比較大，需要夾緊力也比較大，所以采用氣動夾緊

38、裝置，氣動原理如圖6.2所示：1-氣壓馬達 2-空氣過濾器 3-減壓閥 4-油霧器5-換向閥 6-左氣壓缸 7-右氣壓缸圖6.2 氣動原理圖在氣壓缸的設計過程中應主要考慮密封和防塵措施。工件依靠氣壓力帶動鉤型壓板將工件壓緊在平頂支撐上，設計氣缸形成為70，要求工作壓力較大。氣缸的設計方式如下：按作用力方向選單桿活塞（1）氣缸與缸蓋的連接形式 氣缸為鑄件，缸筒和缸蓋用螺紋連接（2）氣缸的密封氣缸中需要密封的有以下幾對零件之間：氣缸筒與氣缸蓋；活塞桿與活塞（此二次為靜密封）；氣缸筒與活塞；活塞桿與氣缸蓋及緩沖套與氣缸蓋（此三次為動密封）。對于動密封，采用了O型密封圈密封的方式。采用O型密封圈時，結

39、構簡單，摩擦阻力?。Σ料禂导s為0.008）。由于接觸面積小會降低密封性能，必要時可適當增加蜜蜂圈的數量以提高密封性能（活塞厚度超過30時，可用兩個密封圈）。在本設計中，由于活塞厚度較大，且需要較大壓力，所以增加了兩個密封圈。對于靜密封，加入墊圈，以保證密封性。（3）氣缸的防塵活塞桿的審出端除了需要密封外，還需要防塵，特別是在灰塵較多和嚴重不清潔的場所（如鑄造車間、軋鋼車間等），以免過多的塵土進入氣缸，影響其壽命。防塵圈一般不加壓板，當振動大，活塞速度高，有內壓力時，應使用壓板，本設計使用壓板結構。（4）活塞與活塞桿的連接形式活塞與活塞桿之間多用螺紋連接，由于活塞受力較大，在運動速度比較高的情

40、況下沖擊振動較大，為避免螺母松脫，要有防松裝置，如彈簧圈，止動墊圈等。（5）活塞桿的結構形式活塞桿的結構有實心與空心兩種，本設計采用實心形式。一般氣缸蓋多為鑄件（鑄鐵或鋁合金）也有焊接件，本設計中為鑄件?？梢员苊饣钊c氣缸蓋端面接觸時，承受空氣壓力的面積太小，在氣缸內形成過大壓力。6.2.5 夾具體的設計夾具體須將定位、導向、夾緊裝置連接成一體，并能正確的安裝在機床上。6.2.6 夾具設計及操作簡要說明本夾具設計由工廠圖紙模仿而來，并做了一定的修改，下面簡述一下這套夾具的設計思想幾操作過程：工件是汽車的后橋殼體，加工的是平面上均勻分布的12的孔，由于工件較大，所以夾具體也較大，所以設計中在裝配

41、時考慮到了加工工藝吊裝孔的方法。夾具主要靠平頂支撐和定位心軸支撐工件，由工件的一面進刀鉆孔，整個過程是放置工件啟動氣動裝置夾緊，裝夾時間短，步驟少，適宜于成批生產。7 CAD繪圖簡介本次畢業(yè)設計任務中，要求全部圖紙用CAD繪圖的方式畫出。眾所周知，傳統(tǒng)的機床夾具設計采用人工設計，需要查閱大量資料手冊，進行筆算，并手工繪出零件圖和裝配圖，其勞動強度大，設計周期長，不易修改。然而，使用計算機輔助設計可提高設計計算的準確性，特別是計算機畫圖便于修改和儲存，因此得到廣泛的應用。AutoCAD屬于使用性軟件，首先利用邊界命令定義出繪圖邊界，然后在繪圖區(qū)做圖，繪圖過程中分出不同層，繪制不同的線形并相應選取

42、了不同顏色以示區(qū)別，然后加以說明。8 量具設計本次設計汽車后橋殼體工藝工裝，該件產量3000件/年屬于中批量生產，合理選用量具對提高生產率。提高測量精度有餓有重要因。因此，選擇設計102c12外圓的單軸雙極限卡規(guī)。由于加工外圓采用自動化機床，采用卡規(guī)測量接節(jié)省了測量時間，所以，根據手冊設計量具過程如下：設計102軸端的卡規(guī)：查得公差代號c12集基本尺寸102mm時上偏差es=-0.18mm下偏差ei=-0.53mm工件軸上偏差為基本偏差es=-180um工件軸下偏差（標準公差）ei=es-IT=-180-350=-530um （8.1）按基本尺寸102mm公差等級IT12，可得量軌制造公差T=

43、14um,量規(guī)位置要素z=30um（1） 按基本尺寸計算量規(guī)尺寸偏差軸用通規(guī)：上偏差Ts1=es-(z-T/2)=-180-(30-14/2)=-203um （8.2） 下偏差Ti1=es-(z+T/2)=-180-(30+14/2)=-217 um （8.3）通規(guī)尺寸標注：DT1=102通規(guī)磨損極限：D+Tu=D+es=102+(-0.18)=101.82 um （8.4）軸用止規(guī)：上偏差 Zs1=ei+T=-530+14=-516 um （8.5） 下偏差 Zi1=ei=-530 um止規(guī)尺寸標注：Dz1=102mm（2） 按工藝尺寸計算量規(guī)尺寸偏差通規(guī)工藝尺寸：DT1=D+es-(z+T

44、/2)=102-0.18-(-0.03+0.014/2) （8.6） =101.783mm軸用通規(guī)：上偏差 Ts1=+T=14um 下偏差Ti1=0 um 磨損偏差Tu1=+(z+T/2)=+(30+14/2)=+37um （8.7）通規(guī)尺寸標注：DT1=101.783通規(guī)磨損極限：DT1+ Tu1=101.783+0.037=101.82 um （8.8）止規(guī)工藝尺寸：Dz1=D+e1=102+(-0.53)=101.47 um （8.9） 軸用止規(guī)：上偏差 Zs1=+T=14um 下偏差 Zi1=0 um止規(guī)尺寸標注：Dz1=101.47（3）102c12用卡規(guī)校對量規(guī)尺寸偏差計算 1)

45、按基本尺寸校對量規(guī)尺寸偏差 “校通通”量規(guī)：上偏差TTs=es-z=-180-30=-210um 下偏差 TTi=es-(z+T/2)=-180-(30+14/2)=-217um 尺寸標注 DTt=102 “校通損”量規(guī):上偏差TSs=es=-180um下偏差 TSi=es-T/2=-180-14/2=-180um尺寸標注:DTs=102“校止通”量規(guī): 上偏差ZTs=ei+T/2=-530+14/2=-523um 下偏差 ZTi=ei=-530um 尺寸標注 DZt=1022) 按工藝尺寸計算校對量規(guī)尺寸偏差 “校通通”量規(guī)：工藝尺寸 DTt=D+es-z=102+(-0.18)-0.03=

46、101.79um “校通通”量規(guī):上偏差TTs= 0um下偏差 TTi=-T/2=-14/2=-7um尺寸標注:DTt=101.79“校止損”量規(guī)工藝尺寸: DTs=D+es=120-0.18=101.82um “校通損”量規(guī)工藝尺寸:上偏差TSs=0um 下偏差 TSi=T/2=14/2=-7um 尺寸標注 DTs=101.82 “校通通”量規(guī)尺寸: DZt=D+eiT/2=102-0.53+0.014/2=101.477um“校止通”量規(guī)工藝尺寸:上偏差ZTs=0 um 下偏差 ZTi=T/2=-0.007um 尺寸標注 DZt=101.477卡規(guī)其它尺寸如表8.1所示：表8.1 卡規(guī)尺寸

47、D1=168L1=98L2=45Ls=108R=57.5R1=69d1=24d2=16h=87.5h1=44.5H=139.59 刀具設計加工材料為可鍛鑄鐵，刀具各參數如表9.1所示：表9.1 刀具參數序號項 目數據來源或公式計算結果1銑刀直徑d0d0=(1.41.6) a1=154mmd0=160mm2銑刀厚度BB=603銑刀齒數ZZ=（0.04-0.062） d0=12Z=124刀齒截面尺寸H刀B刀伸出量h刀片型號H刀B刀=1420h=8 D115z5確定端銑刀的幾何角度前角0刃傾角s主偏角r副偏角r后角0副后角00=s=5。r=60。r =10。0=0 =10。6計算刀槽位置參數刀槽斜角

48、偏心距l(xiāng)刀槽傾角刀體端面上刀槽底距銑刀軸線的距離Htgrf-tgrasinkk-tgscoskr=tg5。sin60。-tg5。cos60。=0.032tg=tgpcosf=0.12e= d0/2sinf+ctg+H刀/cos=160/sin1.85+12*0.12+14/cos6.18=18.119mmtgr=-tgsin=-tg15。sin6.81。=0.03177H=( d0 cosrf/2-ctg/cos-m/ cos)=80*cos1.85-12ctg15/cos6.81-10/cos15=72.843rf=1.85。p=6.81。=6.81。=15。r=-1.81。m=10H=72

49、.8mm7刀具幾何角度計算取0刀=s刀=0。a0刀- a0+=15。a0刀= a0+=10+6.81=16.81。kr刀=45。kr刀=75。過度刃后角a0刀=( a0刀+a0刀)/2 =15.905。過度刃傾角k-r=15。0刀=s刀=0。a0刀=15a0刀=16.81kr刀=45。kr刀=75。a0刀=15.905。k=158刀體外形d1=185.6739刀齒夾固形式及尺寸刀槽尺寸s選用柱楔塊夾緊楔塊尺寸取M=200.5d=22s=H刀+(m-d/2)cos5 =14+(20.5+22/2)cos5 =23.45S=23.4510刀片型號選用D115ZR=8 L=12 B=10C=4.5

50、r=1 e=0.811端銑刀端面鍵槽的選擇d0=160 d=69.832 d1=27 d2=54d3=11 L=70 R=7.95 b=15.7t=19 t1=10結 論畢業(yè)設計是大學學習生活的最后一個重要的組成環(huán)節(jié)，它是對所學知識的一次全面性考察，同時又為我們提供和模擬了一次真實環(huán)境下的設計過程，為將來我們走上工作崗位奠定了基礎。對于機械類各專業(yè)的學生來說，畢業(yè)設計是完成工程師基本許連的重要環(huán)節(jié)，是學生由學習階段轉向實際工作必不可少的訓練環(huán)節(jié)。對于提高我們的綜合技術素質具有十分巨大的指導意義。任何工程技術問題，都是先把實際生活中提出的問題變成數學模型然后加以求解，再設計出圖紙等技術文件，最后

51、形成產品文件。所以，它是一項系統(tǒng)、復雜的工作，不僅涉及到數學、力學、材料、公差、工藝等專業(yè)還有很多其它知識應用其中，同時還考察了學生的動手能力、計算能力等各方面的能力。本次設計主要通過零件工藝指定、兩套夾具的設計及一套刀具、一套量具的設計以及計算機繪圖，對所學知道達到了鞏固、提高、完善的目的，是一次由理論到實踐的演習。同時，著重培養(yǎng)了編寫說明書、文件資料檢索及工藝性能分析等能力。通過這次設計切實提高了個人解決實際問題的能力。本次設計從開始到答辯共用兩個半月的時間，炎熱的天氣使設計過程增加了不少難度，既要保證設計進度的順利進行，又要保證設計質量及準確性，使我真正體會到了作為一名工程技術人員的艱辛

52、和不易。通過畢業(yè)設計對于提高我的綜合素質和能力大有好處，它能將所學的專業(yè)知識和解決實際問題有機的聯(lián)系起來，使我將所學的知識用的實際生活中。 致 謝為期一個半月的畢業(yè)設計即將結束，在此對校領導、指導老師、和液壓教研室的老師以及其他老師和同學給予的幫助表示衷心的感謝。在設計過程中，指導教師許藝萍老師給予了耐心的指導，百忙之中仍不辭辛勞的指導各個細節(jié)，及時指出錯誤及不足之處，并予以糾正，督促我不斷的完善和改進。才使得畢業(yè)設計按時完成。設計中得到了其他老師的指導和同學的幫助，特別是李保同學，在我制圖基礎很薄弱的情況下給與耐心的講解，做了一次畢業(yè)設計如同第二次學了機械制圖，同時學校圖書館為借閱資料提供方

53、便，對此表示衷心的感謝。最后，對曾經給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W再次表示深深的感謝。參考文獻1 趙如福主編 金屬機械加工工藝人員手冊 上海科學技術出版社出版 1990年 371202頁2 許锍潮、何祚倩編寫 機械設計與制造工藝簡明手冊 水利電力出版社出版 1988年 23546頁3 朱祖良主編 孔加工刀具 國防工業(yè)出版社 1990年 4598頁4 許堅、張崇德編寫 機床夾具設計 東北大學出版社 1998年 5 任嘉卉主編 公差與配合 國防工業(yè)出版社 1990年6 鞏云鵬、田萬祿、張祖立、黃秋波編寫 機械設計課程設計 東北大學出版社 2000年7 左健民主編 液壓與氣壓傳動 機械工業(yè)出版社 1999年 8東北重型機械學院，機床夾具設計手冊，上?？茖W技術出版，1987。9周開勤，機械零件手冊，高等教育出版社，1994。10濮良貴，機械設計，高等教育出版社，1996。