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I XX 學院 變速箱蓋零件工藝及其平面銑夾具設(shè)計 學生姓名 學 號 專 業(yè) 班 級 指導教師 II 摘 要 變速箱蓋零件加工工藝及夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計 工序設(shè)計以及專 用夾具的設(shè)計三部分 在工藝設(shè)計中要首先對零件進行分析 了解零件的工藝再設(shè)計 出毛坯的結(jié)構(gòu) 并選擇好零件的加工基準 設(shè)計出零件的工藝路線 接著對零件各個 工步的工序進行尺寸計算 關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量 然后進行 專用夾具的設(shè)計 選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件 如定位元件 夾緊元件 引導元 件 夾具體與機床的連接部件以及其它部件 計算出夾具定位時產(chǎn)生的定位誤差 分 析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處 并在以后設(shè)計中注意改進 關(guān)鍵詞 工藝 工序 切削用量 夾緊 定位 誤差 III Abstract Automobile gearbox cover parts processing and fixture design process design including machining process design and fixture three In process design should first of all parts for analysis to understand part of the process to design blank structure and choose the good parts machining datum design the process routes of the parts then the parts of each step in the process to the size calculation the key is to determine the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure design then the special fixture the fixture for the various components of the design such as the connecting part positioning devices clamping element a guide element fixture and machine tools and other components positioning error calculated by the analysis of fixture jig structure the rationality and the deficiency pay attention to improving and will design in Keywords process process cutting dosage clamping positioning IV 目 錄 摘 要 II 目 錄 IV 第 1 章 序 言 1 第 2 章 零件的分析 2 2 1 零件的形狀 2 2 2 零件的工藝分析 2 第 3 章 工藝規(guī)程設(shè)計 4 3 1 確定毛坯的制造形式 4 3 2 基面的選擇 4 3 3 制定工藝路線 4 3 3 1 工藝路線方案一 5 3 3 2 工藝路線方案二 5 3 3 3 工藝方案的比較與分析 5 3 4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 6 3 4 1 機床選用 6 3 4 2 選擇刀具 6 3 4 3 選擇量具 7 3 5 機械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 7 3 6 確定切削用量及基本工時 8 第 4 章 變速箱蓋平面銑夾具設(shè)計 13 4 1 研究原始質(zhì)料 13 4 2 定位 夾緊方案的選擇 14 4 3 切削力及夾緊力的計算 14 4 3 1 氣缸的直徑確定 17 4 3 2 氣缸的選型 18 4 4 誤差分析與計算 19 4 5 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 20 V 4 6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 22 總 結(jié) 23 參 考 文 獻 24 致謝 25 1 第 1 章 序 言 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品 并把它們裝備成機械 裝備的行業(yè) 機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用 也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提 供裝備 社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品 我們的生活離不開制造業(yè) 因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè) 是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支 柱 從某中意義上講 機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學 技術(shù)水平的重要指標 變速箱蓋零件加工工藝及夾具設(shè)計是在學完了機械制圖 機械制造技術(shù)基礎(chǔ) 機 械設(shè)計 機械工程材料等的基礎(chǔ)下 進行的一個全面的考核 正確地解決一個零件在 加工中的定位 夾緊以及工藝路線安排 工藝尺寸確定等問題 并設(shè)計出專用夾具 保證尺寸證零件的加工質(zhì)量 本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力 因此本次設(shè) 計綜合性和實踐性強 涉及知識面廣 所以在設(shè)計中既要注意基本概念 基本理論 又要注意生產(chǎn)實踐的需要 只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合 才能很好的完成本次 設(shè)計 本次設(shè)計水平有限 其中難免有缺點錯誤 敬請老師們批評指正 2 第 2 章 零件的分析 2 1 零件的形狀 題目給的零件是變速箱蓋零件 主要作用是起連接作用 零件的實際形狀如上圖所示 從零件圖上看 該零件是典型的零件 結(jié)構(gòu)比較簡單 具體尺寸 公差如下圖所示 圖 2 1 變速箱圖 2 2 零件的工藝分析 由零件圖可知 其材料為 HT200 該材料為灰鑄造 具有較高強度 耐磨性 耐熱 性及減振性 適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件 變速箱蓋零件主要加工表面為 1 粗銑底面 半精銑 表面粗糙度 值為 3 2aR 2 粗銑 半精銑上端面 表面粗糙度 值 3 2 m aRm 變速箱蓋共有兩組加工表面 他們之間有一定的位置要求 現(xiàn)分述如下 1 底部端面的加工表面 這一組加工表面包括 端面 內(nèi)圓 倒角鉆孔并攻絲 這一部份只有端面有 6 3 3 的粗糙度要求 其要求并不高 粗車后半精車就可以達到精度要求 而鉆工沒有精度 要求 因此一道工序就可以達到要求 并不需要擴孔 鉸孔等工序 2 頂面的加工表面 這一組加工表面包括 頂面的粗糙度為 3 2 4 第 3 章 工藝規(guī)程設(shè)計 本變速箱蓋假設(shè)年產(chǎn)量為 10 萬臺 每臺車床需要該零件 1 個 備品率為 19 廢品率為 0 25 每日工作班次為 2 班 該零件材料為 HT200 考慮到零件在工作時要有高的耐磨性 所以選擇鑄鐵鑄造 依據(jù)設(shè)計要求 Q 100000 件 年 n 1 件 臺 結(jié)合生產(chǎn)實際 備品率 和 廢品率 分 別取 19 和 0 25 代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領(lǐng) N 2XQn 1 1 238595 件 年 3 1 確定毛坯的制造形式 零件材料為 HT200 鑄件的特點是液態(tài)成形 其主要優(yōu)點是適應(yīng)性強 即適用于 不同重量 不同壁厚的鑄件 也適用于不同的金屬 還特別適應(yīng)制造形狀復(fù)雜的鑄件 考慮到零件在使用過程中起連接作用 分析其在工作過程中所受載荷 最后選用鑄件 以便使金屬纖維盡量不被切斷 保證零件工作可靠 年產(chǎn)量已達成批生產(chǎn)水平 而且 零件輪廓尺寸不大 可以采用砂型鑄造 這從提高生產(chǎn)效率 保證加工精度 減少生 產(chǎn)成本上考慮 也是應(yīng)該的 3 2 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一 基面選擇的正確與合理 可以使加 工質(zhì)量得到保證 生產(chǎn)效率得以提高 否則 不但使加工工藝過程中的問題百出 更 有甚者 還會造成零件大批報廢 使生產(chǎn)無法正常進行 粗基準的選擇 對像變速箱蓋這樣的零件來說 選好粗基準是至關(guān)重要的 對本 零件來說 如果外圓的端面做基準 則可能造成這一組內(nèi)外圓的面與零件的外形不對 稱 按照有關(guān)粗基準的選擇原則 即當零件有不加工表面時 應(yīng)以這些不加工表面做粗 基準 若零件有若干個不加工表面時 則應(yīng)以與加工表面要求相對應(yīng)位置精度較高的 不加工表面做為粗基準 對于精基準而言 主要應(yīng)該考慮基準重合的問題 當設(shè)計基準與工序基準不重合 時 應(yīng)該進行尺寸換算 這在以后還要專門計算 此處不在重復(fù) 3 3 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點 應(yīng)當是使零件的幾何形狀 尺寸精度及位置精度等技術(shù) 5 要求能得到合理的保證 在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下 可以考慮采用萬 能性機床配以專用夾具 并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率 除此以外 還應(yīng)當考慮經(jīng) 濟效果 以便使生產(chǎn)成本盡量下降 3 3 1 工藝路線方案一 10 鑄造 鑄造 20 時效 時效 30 涂底漆 涂底漆 40 粗銑 粗銑底部大端面 50 精銑 精銑底部大端面 60 粗銑 粗銑頂部平面 70 精銑 精銑頂部平面 80 鉆 鉆 8 12 孔 90 去毛刺 去毛刺 100 檢查 檢查 3 3 2 工藝路線方案二 10 鑄造 鑄造 20 時效 時效 30 涂底漆 涂底漆 40 粗銑 粗銑底部大端面 50 精銑 精銑底部大端面 60 粗車 粗車頂部平面 70 精車 精車頂部平面 80 鉆 鉆 8 12 孔 90 去毛刺 去毛刺 100 檢查 檢查 3 3 3 工藝方案的比較與分析 上述兩個方案的特點在于 方案一的定位和裝夾等都比較方便 方案二采用鏜床 加工 需要要及時更換刀具 因為有些工序在車床上也可以加工 鏜 鉆孔等等 需 6 要換上相應(yīng)的刀具 因此綜合工藝方案 取優(yōu)棄劣 具體工藝過程如下 10 鑄造 鑄造 20 時效 時效 30 涂底漆 涂底漆 40 粗銑 粗銑底部大端面 50 精銑 精銑底部大端面 60 粗銑 粗銑頂部平面 70 精銑 精銑頂部平面 80 鉆 鉆 8 12 孔 90 去毛刺 去毛刺 100 檢查 檢查 3 4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 3 4 1 機床選用 工序是粗銑 和精銑 各工序的工步數(shù)不多 成批量生產(chǎn) 故選用銑床就能滿 足要求 本零件外輪廓尺寸不大 精度要求屬于中等要求 選用最常用的 X52K 銑床 參考根據(jù) 機械制造設(shè)計工工藝簡明手冊 表 4 2 7 工序是鉆孔 選用 Z525 搖臂鉆床 3 4 2 選擇刀具 在銑床上加工的工序 一般選用硬質(zhì)合金銑刀 加工刀具選用 YG6 類硬質(zhì)合金 車刀 它的主要應(yīng)用范圍為普通鑄鐵 冷硬鑄鐵 高溫合金的精加工和半精加工 為 提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟性 可選用可轉(zhuǎn)位銑刀 GB5343 1 85 GB5343 2 85 鉆孔時選用高速鋼麻花鉆 參考 機械加工工藝手冊 主編 孟少農(nóng) 第二 卷表 10 21 47 及表 10 2 53 可得到所有參數(shù) 3 4 3 選擇量具 本零件屬于成批量生產(chǎn) 一般均采用通常量具 選擇量具的方法有兩種 一是按 計量器具的不確定度選擇 二是按計量器的測量方法極限誤差選擇 采用其中的一種 7 方法即可 3 5 機械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 變速箱蓋 零件材料為 HT200 查 機械加工工藝手冊 以后簡稱 工藝手冊 表 2 2 17 各種鑄鐵的性能比較 灰鑄造的硬度 HB 為 143 269 表 2 2 23 灰鑄 造的物理性能 HT200 密度 7 2 7 3 計算零件毛坯的重量約為 2 3cmg kg 表 3 1 機械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì) 同類零件的年產(chǎn)量 件 生產(chǎn)類別 重型 零件重 2000kg 中型 零件重 100 2000kg 輕型 零件重 100kg 單件生產(chǎn) 5 以下 10 以下 100 以下 小批生產(chǎn) 5 100 10 200 100 500 中批生產(chǎn) 100 300 200 500 500 5000 大批生產(chǎn) 300 1000 500 5000 5000 50000 大量生產(chǎn) 1000 以上 5000 以上 50000 以上 根據(jù)所發(fā)的任務(wù)書上的數(shù)據(jù) 該零件的月工序數(shù)不低于 30 50 毛坯重量 2 120 250 6 04 0 頂 側(cè)面 底 面 鑄孔的機械加工余量一般按澆注時位置處于頂面的機械加工余量選擇 根據(jù)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 工序尺寸 及毛坯尺寸 3 6 確定切削用量及基本工時 切削用量一般包括切削深度 進給量及切削速度三項 確定方法是先是確定切削 深度 進給量 再確定切削速度 現(xiàn)根據(jù) 切削用量簡明手冊 第三版 艾興 肖詩 綱編 1993 年機械工業(yè)出版社出版 確定本零件各工序的切削用量所選用的表格均加 以 號 與 機械制造設(shè)計工工藝簡明手冊 的表區(qū)別 工序 10 20 30 鑄造 時效處理無切削加工 無需計算 工序 40 50 粗銑 精銑底部大端面 機床 銑床 X52K 刀具 面銑刀 硬質(zhì)合金材料 材料 齒數(shù) 15YT0Dm 5Z 單邊余量 Z 3mm 所以銑削深度 pa2m 精銑面余量 Z 1 0mm 9 銑削深度 pa1 0m 每齒進給量 取 取銑削速度f 5 fZ2 8 Vms 每齒進給量 取 取銑削速度ff8 47 機床主軸轉(zhuǎn)速 n102 47601 97 in31Vnrd 按照文獻 取 5 mir 實際銑削速度 v 3 14072 49 06dnv s 進給量 fV185607 12 ffaZnms 工作臺每分進給量 m 45infV 取 a60 切削工時 被切削層 由毛坯可知 l14l 68lm 刀具切入 1 210 5 3lDa 601 2 刀具切出 取2lm 走刀次數(shù)為 1 機動時間 1jt 12420 36min7 5jmlf 機動時間 1jt 1268 19i jlf 所以該工序總機動時間 105injjtt 工序 60 70 粗銑 精銑頂部平面 機床 銑床 X52K 刀具 面銑刀 硬質(zhì)合金材料 材料 齒數(shù) 15YT0Dm 5Z 10 單邊余量 Z 3mm 所以銑削深度 pa3m 精銑面余量 Z 1 0mm 銑削深度 p1 0 每齒進給量 取 取銑削速度fa5 fZ 2 8 Vms 每齒進給量 取 取銑削速度f mf8 47 機床主軸轉(zhuǎn)速 n102 47601 97 in31Vnrd 按照文獻 取 5 ir 實際銑削速度 v 3 14072 49 06dnvms 進給量 fV185607 12 ffaZns 工作臺每分進給量 m 45minfV 取 a60 切削工時 被切削層 由毛坯可知 l14l 68l 刀具切入 1 210 5 3lDa 601 2m 刀具切出 取2l 走刀次數(shù)為 1 機動時間 1jt 12420 36in7 5jmlf 機動時間 1jt 1268 19mi jlf 所以該工序總機動時間 105injjtt 11 工序 80 鉆擴底部 8 12 孔 機床 立式鉆床 Z525 刀具 根據(jù)選高速鋼錐柄麻花鉆頭 鉆孔 12 鉆孔 時先鉆 孔 9 切削深度 pa6m 進給量 取 frf 3 0 切削速度 取 V48s 機床主軸轉(zhuǎn)速 n 100 6539 min3142vnrd 按照文獻 取 ir 所以實際切削速度 v 142630 5 0ds 切削工時 被切削層 l42m 刀具切入 1 1 7 105 9622rDlctgkctgm 刀具切出 取l4 l32 走刀次數(shù)為 1 機動時間 1jt 60 5in 3jLfn 鉸孔 12 刀具 選擇擴孔鉆頭 硬質(zhì)合金錐柄麻花材料 片型號 E403 切削深度 pa1 35m 進給量 取 f06 fr 切削速度 取 V 4s 機床主軸轉(zhuǎn)速 n 12 100 462 78 min319vnrD 按照文獻取 5 inr 所以實際切削速度 v 3 149 50 2 06ds 切削工時 被切削層 l42m 刀具切入 有 11 19 7 20 8632rDdlctgkctgm 刀具切出 取l42l3 走刀次數(shù)為 1 機動時間 2jt 0 16in 5jLfn 第 4 章 變速箱蓋平面銑夾具設(shè)計 4 1 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來加工柱銷孔 加工時除了要滿足粗糙度要求外 還應(yīng)滿足兩 孔軸線間公差要求 為了保證技術(shù)要求 最關(guān)鍵是找到定位基準 同時 應(yīng)考慮如何 提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度 一 機床夾具定位元件 工件定位方式不同 夾具定位元件的結(jié)構(gòu)形式也不同 這里只介紹幾種常用的基本 13 定位元件 實際生產(chǎn)中使用的定位元件都是這些基本定位元件的組合 一 工件以平面定位常用定位元件 1 支承釘 常用支承釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式如圖6 1所示 平頭支承釘 圖 a 用于支承精基準面 球頭 支承釘 圖 b 用于支承粗基準面 網(wǎng)紋頂面支承釘 圖 c 能產(chǎn)生較大的摩擦力 但 網(wǎng)槽中的切屑不易清除 常用在工件以粗基準定位且要求產(chǎn)生較大摩擦力的側(cè)面定位 場合 一個支承釘相當于一個支承點 限制一個自由度 在一個平面內(nèi) 兩個支承釘 限制二個自由度 不在同一直線上的三個支承釘限制三個自由度 圖6 1 常用支承釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式 2 支承板 常用的支承板結(jié)構(gòu)形式如圖6 2所示 平面型支承板 圖 a 結(jié)構(gòu)簡單 但沉頭螺釘 處清理切屑比較困難 適于作側(cè)面和頂面定位 帶斜槽型支承板 圖 b 在帶有螺釘 孔的斜槽中允許容納少許切屑 適于作底面定位 當工件定位平面較大時 常用幾塊 支承板組合成一個平面 一個支承板相當于兩個支承點 限制兩個自由度 兩個 或 多個 支承板組合 相當于一個平面 可以限制三個自由度 圖6 2 常用支承板的結(jié)構(gòu)形式 3 可調(diào)支承 常用可調(diào)支承結(jié)構(gòu)形式如圖6 3所示 可調(diào)支承多用于支承工件的粗基準面 支承 高度可以根據(jù)需要進行調(diào)整 調(diào)整到位后用螺母鎖緊 一個可調(diào)支承限制一個自由度 圖6 3 常用可調(diào)支承的結(jié)構(gòu)形式 二 工件以孔定位常用定位元件 1 定位銷 圖6 6是幾種常用固定式定位銷的結(jié)構(gòu)形式 當工件的孔徑尺寸較小時 可選用圖 a 所示的結(jié)構(gòu) 當孔徑尺寸較大時 選用圖 b 所示的結(jié)構(gòu) 當工件同時以圓孔和端面 組合定位時 則應(yīng)選用圖 c 所示的帶有支承端面的結(jié)構(gòu) 用定位銷定位時 短圓柱銷 14 限制二個自由度 長圓柱銷可以限制四個自由度 短圓錐銷 圖 d 限制三個自由度 圖6 6 固定式定位銷的結(jié)構(gòu)形式 4 2 定位 夾緊方案的選擇 由零件圖可知 在對加工前 平面進行了粗 精銑加工 底面進行了鉆 擴加工 因此 定位 夾緊方案有 本夾具用于轉(zhuǎn)盤式組合銑床上銑削汽車變速箱上蓋的接合平面 轉(zhuǎn)臺上可安裝三套 同樣的夾具 工件以格子面 P 安裝在二個固定支承 2 上 限制三個自由度 以側(cè)面 S 靠在兩塊固 定支承板 11 上 限制兩個自由度 又以端面 R 靠在一個固定支承 1 上 限制一個自由度 實現(xiàn)實例定位 為了防止工件在加工中發(fā)生變形 夾具上設(shè)置了輔助支承 9 在原設(shè)計中還 設(shè)置了兩個輔助支承 4 實踐證明 兩個輔助支承 4 可以不用 現(xiàn)已取消 夾緊時 操作氣動換向閥 12 使壓縮空氣推動活塞桿 6 杠桿 8 和浮動壓塊 7 從側(cè)面 將工件夾緊在固定支承板 11 上 本圖仍保留了原設(shè)計中的輔助支承 4 目的是供初學者設(shè)計時參考 以便根據(jù)具體情 況 如加工精度要求 毛坯件質(zhì)量等 決定取舍 4 3 切削力及夾緊力的計算 刀具 面銑刀 硬質(zhì)合金 刀具有關(guān)幾何參數(shù) 015 001 頂 刃 0n 側(cè) 刃 601 5 30rK 2 5Lm2Z 8 famzmap 2 由參考文獻 5 5 表 1 2 9 可得銑削切削力的計算公式 0 8 10 pzFafDBzn 有 9 8 1 10 135254836 2 N 根據(jù)工件受力切削力 夾緊力的作用情況 找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬 間狀態(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(shù) 15 作為實際所需夾緊力的數(shù)值 即 FKW 安全系數(shù) K 可按下式計算 6543210 式中 為各種因素的安全系數(shù) 查參考文獻 5 1 2 1 可知其公式參數(shù) 6 123456 0 3KK 由此可得 1 10 31 056 所以 845 WFN 氣缸的選型計算 根據(jù)氣缸推力拉力的大小要求 選定氣缸使用壓力參數(shù)以及缸徑尺寸 氣缸推力計算公式 氣缸推力 F1 0 25 D2P 氣缸拉力計算公式 F2 0 25 D2 d2 P 公式式中 D 氣缸活塞直徑 cm d 氣缸活塞桿直徑 cm P 氣缸的工作壓力 kgf cm2 F1 F2 氣缸的理論推拉力 kgf 為了避免用戶選用時的有關(guān)計算 下附雙作用氣缸輸出力換算表 用戶可根據(jù)負載 工作壓力 動作方向從表格中選擇合適的缸徑尺寸 雙作用氣缸輸出力表單位 Kgf 氣缸的理論輸出力 推力 單位 KG 公斤 使用空氣壓力 MPa 缸徑 mm 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 10 1 57 2 36 3 14 3 93 4 71 5 50 6 28 16 4 02 6 03 8 04 10 1 12 1 14 1 16 1 20 6 28 9 42 12 6 15 7 18 8 22 0 25 0 25 9 81 14 7 19 6 24 5 29 4 34 4 39 2 16 32 16 0 24 1 32 2 40 2 48 3 56 3 64 4 40 25 1 37 7 50 3 62 8 75 4 88 0 100 5 50 39 2 58 9 78 5 98 2 117 137 157 63 62 3 93 5 125 156 187 218 250 80 100 151 201 251 300 352 402 100 157 236 314 393 471 550 628 125 245 368 491 615 736 859 982 160 402 603 804 1005 1206 1407 1608 180 508 763 1018 1272 1527 1781 2036 200 628 942 1257 1571 1885 2199 2514 250 981 1473 1963 2454 2945 3436 3926 320 1608 2412 3216 4021 4825 5629 6432 400 2531 3796 5026 6283 7539 8796 10052 選定氣缸的行程 確定工作的移動距離 考慮工況可選擇滿行程或預(yù)留行程 當行程超過 推薦的最長行程時 要考慮活塞桿的剛度 可以選擇支撐導向或選擇特殊氣缸 選定氣缸緩沖方式 根據(jù)需要選擇緩沖形式 無緩沖氣缸 固定緩沖氣缸 可調(diào)緩沖氣缸 選擇潤滑方式 有給油潤滑氣缸 無給油潤滑氣缸 選擇氣缸系列 根據(jù)以上條件 按需選擇適當系列的氣缸 選擇氣缸的安裝形式 根據(jù)不同的用途和安裝需要 選用適當?shù)陌惭b形式 4 3 1 氣缸的直徑確定 本氣缸屬于單向作用氣缸 根據(jù)力平衡原理 單向作用氣缸活塞桿上的輸出推力 必須克服彈簧的反作用力和活塞桿工作時的總阻力 其公式為 17 ztFPDF 421 式中 活塞桿上的推力 N 彈簧反作用力 Nt 氣缸工作時的總阻力 Nz 氣缸工作壓力 PaP 彈簧反作用按下式計算 1 sGFft nDdf314 Gf 31 48 式中 彈簧剛度 N mfG 彈簧預(yù)壓縮量 m 活塞行程 ms 彈簧鋼絲直徑 m1d 彈簧平均直徑 D 彈簧有效圈數(shù) n 彈簧材料剪切模量 一般取GPaG9104 7 在設(shè)計中 必須考慮負載率 的影響 則 tFp 421 由以上分析得單向作用氣缸的直徑 ptD 1 代入有關(guān)數(shù)據(jù) 可得 fGnd314843915 0 7 6 mN sFft 20473 所以 DpnFt 1 6105 249 3 65m 查有關(guān)手冊圓整 得 D 18 由 可得活塞桿直徑 3 02 Dd mDd5 193 02 圓整后 取活塞桿直徑 校核 按公式md18 4 21 dF 有 5 0 14 F 其中 MPa2N701 則 5 0 9 d18 2 滿足實際設(shè)計要求 4 3 2 氣缸的選型 經(jīng)過比較 參考市場上的氣缸類型 選擇一種可靠優(yōu)質(zhì)的氣缸產(chǎn)品的生產(chǎn)商 速易可 上海 有限公司 速易可氣動 上海 有限公司成立于 2004 年 從事于空油壓零組件和設(shè)備研 究 生產(chǎn) 銷 售的自動化廠商 產(chǎn)品以 TONAB 品牌營銷國內(nèi)外市場 產(chǎn)品主要有空氣凈化組件 氣動控制組 件 氣動執(zhí)行組件 輔助組件 空油壓設(shè)備 產(chǎn) 品廣泛應(yīng)用于醫(yī)療器械 工業(yè)機器人 食品包裝 機械 紡織機械 半導體設(shè)備 軌道交通 煙草機械 機床自動控制 真空搬運 汽車制造 教 學培訓等行業(yè) 速易可目前主要產(chǎn)品有 無桿氣缸 滑臺氣缸 止動氣缸 回轉(zhuǎn)氣缸 機械夾 回轉(zhuǎn)夾緊氣 油 壓缸 導桿氣缸 帶鎖氣缸 雙軸缸 標準型氣缸 控制閥 空氣控制組件 真空系統(tǒng)組 件及相關(guān)氣動輔助零組件 根據(jù)上節(jié)計算 在這選擇 DEG32 19 4 4 誤差分析與計算 為了滿足工序的加工要求 必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺 寸公差 gwj 與機床夾具有關(guān)的加工誤差 一般可用下式表示 j MjjWDAZWj 由參考文獻 5 可得 銷的定位誤差 11minDWd 1 21min2min DdDdJarctgL 其中 10 52D 20D dm 3d in in4m 0 63DW 2J 夾緊誤差 cos minaxyj 其中接觸變形位移值 1 9 62nHBZyRaZkNcl 查 5 表 1 2 15 有 104 0 6 42 0 7RazHBKCn cos 8jym 磨損造成的加工誤差 通常不超過Mj m5 夾具相對刀具位置誤差 取AD01 誤差總和 0 853jw 從以上的分析可見 所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求 20 4 5 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 對夾具體的設(shè)計的基本要求 1 應(yīng)該保持精度和穩(wěn)定性 在夾具體表面重要的面 如安裝接觸位置 安裝表面的刀塊夾緊安裝特定的 足 夠的精度 之間的位置精度穩(wěn)定夾具體 夾具體應(yīng)該采用鑄造 時效處理 退火等處 理方式 2 應(yīng)具有足夠的強度和剛度 保證在加工過程中不因夾緊力 切削力等外力變形和振動是不允許的 夾具應(yīng)有 足夠的厚度 剛度可以適當加固 3 結(jié)構(gòu)的方法和使用應(yīng)該不錯 夾較大的工件的外觀 更復(fù)雜的結(jié)構(gòu) 之間的相互位置精度與每個表面的要求高 所以應(yīng)特別注意結(jié)構(gòu)的過程中 應(yīng)處理的工件 夾具 維修方便 再滿足功能性要求 剛度和強度 前提下 應(yīng)能減小體積減輕重量 結(jié)構(gòu)應(yīng)該簡單 4 應(yīng)便于鐵屑去除 在加工過程中 該鐵屑將繼續(xù)在夾在積累 如果不及時清除 切削熱的積累會破 壞夾具定位精度 鐵屑投擲可能繞組定位元件 也會破壞的定位精度 甚至發(fā)生事故 因此 在這個過程中的鐵屑不多 可適當增加定位裝置和夾緊表面之間的距離增加的 鐵屑空間 對切削過程中產(chǎn)生更多的 一般應(yīng)在夾具體上面 5 安裝應(yīng)牢固 可靠 夾具安裝在所有通過夾安裝表面和相應(yīng)的表面接觸或?qū)崿F(xiàn)的 當夾安裝在重力的 中心 夾具應(yīng)盡可能低 支撐面積應(yīng)足夠大 以安裝精度要高 以確保穩(wěn)定和可靠的 安裝 夾具底部通常是中空的 識別特定的文件夾結(jié)構(gòu) 然后繪制夾具布局 圖中所 示的夾具裝配 21 加工過程中 夾具必承受大的夾緊力切削力 產(chǎn)生沖擊和振動 夾具的形狀 取 決于夾具布局和夾具和連接 在因此夾具必須有足夠的強度和剛度 在加工過程中的 切屑形成的有一部分會落在夾具 積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠 所以夾具 設(shè)計 必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便于鐵屑 此外 夾點技術(shù) 經(jīng)濟的具體結(jié)構(gòu)和操作 安裝方 便等特點 在設(shè)計中還應(yīng)考慮 在加工過程中的切屑形成的有一部分會落在夾具 切 割積累太多會影響工件的定位與夾緊可靠 所以夾具設(shè)計 必須考慮結(jié)構(gòu)應(yīng)便排出鐵 屑 4 6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 為提高生產(chǎn)率 經(jīng)過方案的認真分析和比較 選用了氣動夾緊方式 這類夾緊機 構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單 夾緊可靠 通用性大 在機床夾具中很廣泛的應(yīng)用 此外 當夾具有制造誤差 工作過程出現(xiàn)磨損 以及零件尺寸變化時 影響定位 夾 緊的可靠 為防止此現(xiàn)象 選用可換定位銷 以便隨時根據(jù)情況進行調(diào)整換取 22 總 結(jié) 在設(shè)計過程中 我們讀到一些技術(shù)資料和設(shè)計手冊 在機械領(lǐng)域中的一些基本問 題的探討 因此 這樣的設(shè)計不僅要加強自己的理解和知識 和他們的知識 拓寬 此外 該拉延工藝的設(shè)計 AutoCAD 繪圖軟件的使用 并在同一時間 手繪 所有這些 因素都使我們學到更多的知識 圖像識別和提高我們的繪圖能力 本課題是變速箱蓋的加工工藝及夾具設(shè)計 主要是確定的工藝設(shè)計的工藝路線 確定加工和切削參數(shù) 基本工時 本設(shè)計的零件工藝路線是正確合理的 定位和夾緊 的夾緊機構(gòu)可實現(xiàn)定位和夾緊的目的 可以保證工件的加工精度 在很多問題的設(shè)計 過程中 假設(shè)出現(xiàn)不合理工藝路線 甚無法保證夾具設(shè)計的準確性 在夾具設(shè)計中 由于定位基準的選擇不合理 出現(xiàn)了定位或不定位零件加工精度無法保證 在夾緊機 構(gòu)由于尺寸的選擇 如不合理 但沒有達到夾緊的目的 也可能是由于位置的夾緊力 和工件表面的作用所產(chǎn)生的營業(yè)額不合理 然而 在老師的細心指導的悉心指導下 經(jīng)過三個月的努力 這些問題都一一解決方案 在這一過程中 加工工藝及夾具設(shè)計 知識和更深入的了解 提高了綜合專業(yè)知識的能力 我的專業(yè)知識 進一步提高技能 為以后從事專業(yè)技術(shù)工作 然而 在老師的細心指導的悉心指導下 經(jīng)過努力 這些 問題都一一解決方案 23 參 考 文 獻 1 李 洪 工藝手冊 M 北京出版社 2006 1 2 陳宏鈞 實用金屬切削手冊 M 機械工業(yè)出版社 2005 1 3 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會 金屬切削手冊 M 上海科學技術(shù)出版社 2002 4 楊叔子 機械加工工藝師手冊 M 機械工業(yè)出版社 2000 5 徐鴻本 機床夾具設(shè)計手冊 M 遼寧科學技術(shù)出版社 2003 10 6 都克勤 機床夾具結(jié)構(gòu)圖冊 M 貴州人民出版社 2003 4 7 胡建新 機床夾具 M 中國勞動社會保障出版社 2001 5 8 馮 道 機械零件切削加工工藝與技術(shù)標準實用手冊 M 安徽文化音像出版 社 2003 9 王先逵 機械制造工藝學 M 機械工業(yè)出版社 2000 10 馬賢智 機械加工余量與公差手冊 M 中國標準出版社 1994 12 11 劉文劍 夾具工程師手冊 M 黑龍江科學技術(shù)出版社 2007 12 王光斗 機床夾具設(shè)計手冊 M 上?？茖W技術(shù)出版社 2002 8 24 致謝 本課題是在 XX 老師指導下完成 非常感謝 XX 老師的耐心指導幫助 畢業(yè)設(shè)計是 大學知識 相關(guān)的專業(yè)知識的綜合運用 是知識在實踐中的應(yīng)用 通過本次畢業(yè)設(shè)計 使我的專業(yè)知識得到鞏固和提高在原來的基礎(chǔ)上 就離不開老師和同學的幫助 設(shè)計 的分析是在老師的指導下完成的 在分析過程中 老師給了我很大的鼓勵 在設(shè)計和 分析使我覺得更多的設(shè)計思路 提高的學習能力 和討論的問題的分析 有一個更清 楚的了解 使我受益不淺 說實話 畢業(yè)設(shè)計真是有點累了 然而 明確其自身的設(shè)計結(jié)果 畢業(yè)設(shè)計仔細 回味的旅程 一個罕見的成功立刻讓我昏昏欲睡 雖然這是我剛學的第一個走 一點 在我的生命中的成功 但它讓我覺得更成熟了 通過這次的畢業(yè)設(shè)計 我深深地感受 到 做任何事都必須有耐心 細心 有時是不小心計算誤差 只能被無情地重做 但 一想到老師教得比平時多 病人 認為他們的社會責任感的未來 思想在世界上是因 為一些小錯誤 讓人觸目驚心的事故 我不能不提醒自己 要形成一個高度負責的好 習慣 一絲不茍 發(fā)現(xiàn)自己的知識真的很差 他們的能力 用學到的知識是不夠的 幾年來學習很多畢業(yè) 今天才知道自己和不使用 想到這里 我真的有點不耐煩