【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 式中 22,DD?? —— 工件定位孔的直徑公差（ mm）； 1d? —— 圓柱定位銷(xiāo)的直徑公差（ mm）； 2d? —— 菱形定位銷(xiāo)的直徑公差（ mm）； 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士論文 24 min1X —— 圓柱定位銷(xiāo)與孔間的最小間隙（ mm）； L—— 中心距（ mm）。 則 由公式 （ ） 得 ： 01 8 367204 1 2 2 t a n???????? a mmmmY 10 001 ?? （ ） 因 0??B ，得定位誤差為： mmmmYD ???? （ ） 設(shè)計(jì)結(jié)果見(jiàn)圖 。 圖 切削力及夾緊力的計(jì)算 在機(jī)械加工過(guò)程中，為保持工件定位時(shí)所確定的正確的加工位置，為防止工件在切削力，慣性力，離心力及重力等作用下發(fā)生位移和震動(dòng)，一般機(jī)床夾具都應(yīng)有個(gè)夾緊裝置，以將工件夾緊。 夾緊裝置分為手動(dòng)夾緊和機(jī)動(dòng)夾緊。根據(jù)結(jié)構(gòu)和功用，典型夾緊裝置由力源裝置；中間傳力機(jī)構(gòu)；夾緊元件。 本設(shè)計(jì)的兩套夾緊裝置采用機(jī)動(dòng)夾緊。其中銑床夾具采用液壓夾緊機(jī)構(gòu)，鏜床夾具采用聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。 確定夾緊力的方向，作用點(diǎn)和大小時(shí)，應(yīng)該根據(jù)工件 的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，加工表面要求并結(jié)合工件加工中的受力狀況及定位元件的結(jié)構(gòu)和布置方式等綜合考慮。 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士論文 25 本設(shè)計(jì)的夾緊力基本上符合下面 的要求。夾緊力的方向應(yīng)有助于 定位穩(wěn)定，且主夾緊力應(yīng)朝向主要定位基面；夾緊力的方向應(yīng)該有利于減小夾緊力；夾緊力的方向應(yīng)是工件鋼度較高的方向。夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)；夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)選在工件鋼度較高的部位；夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面。 夾緊力估算： 鉆削力：采用的是高速鋼組合鉆頭，故而進(jìn)給力計(jì)算公式 查表得： FfYZff kfdGF FfFf?[5] （ ） 此工序鉆 Ф 8 孔， Ф 孔 由文獻(xiàn)查表得安全系數(shù)為： , , 64 3210 ?? ???? kk kkkk )190(HBkp ? （ ） 所以： )190170( m i n ??pk )190290( m a x ??pk 取 ?pk 所以鉆削力為： FfYZff kfdGF FfFf?1 [5] （ ） 中其他參數(shù)查表得： ,8 ,42021 ??? ?? fdd ZC FfFf 所以 由公式（ ）得 ： NF f ? ?????????? NF f ? ?????????? 同時(shí)有四個(gè)鉆頭同時(shí)加工，如圖 工件截面受力分析： Y 方向平衡： 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士論文 26 0??Y 即： 0)(22 21 ????? ffG FFWY （ ） NFFW ffG 5 7 9 7 9 021 ???? 相對(duì)與 A 點(diǎn)的轉(zhuǎn)距和為 0 即 0?? EM （ ） 圖 如圖 所示： 280 44273317? ???DCDE 因?yàn)椋? ??? ?ar c tgDCDE 所以： ?? BC=280200=80 所以： ????? tgB C tgAB ? 所以 由公式（ ）得 ： 04442315323)(3202121,????? ???????????ffffGGF FF FFWWM 因?yàn)椋? 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士論文 27 21, ffGG FFWW ???? 21 ffG FFW ?? 所以： 12, )320271()320365( ffG FFW ???? NNFFW ffG 4945 22,???????? 綜上所述夾緊力需要 兩個(gè) NWNW GG 385,5791 ?? ，一個(gè) 夾具的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 因?yàn)楣ぜ谴罅可a(chǎn)，夾緊力又比較大，所以采用液壓夾緊，液壓缸選用通用系列查文獻(xiàn)表得本次設(shè) 計(jì)選用 5016 和 5019 型兩種液壓缸。 本設(shè)計(jì)中銑床夾具選擇由兩個(gè)液壓缸直接帶動(dòng)夾爪進(jìn)行壓緊，鏜床夾具則使用單件同向聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，可以提高生產(chǎn)率。 因?yàn)槌叽缫蠛臀恢靡蟊容^多所以需要限制除y? 的 5 個(gè)自由度。由于箱體零件典型的一面兩銷(xiāo)定位方式可以同時(shí)滿足以上兩種定位要求，所以對(duì)于銑床和鏜床夾具都選擇一面兩銷(xiāo)完全定位的方式。 這樣夾具裝卸比較容易有利于提高加工速度和生產(chǎn)效率，液壓系統(tǒng)傳動(dòng)力大工作平穩(wěn)可靠，噪音小，勞動(dòng)條件和經(jīng)濟(jì)性都比較實(shí)惠。 第二套夾具的設(shè)計(jì) 銑床夾具是為了加工前臺(tái)階面（銑平，保證表面質(zhì)量）因?yàn)闆](méi)有尺寸要求所以需要限制 zx??, 兩個(gè)自由度。由于箱體零件典型的一面兩銷(xiāo)定位方式可以同時(shí)滿足以上兩種定位要求，所以對(duì)于夾具銑床選擇一面兩銷(xiāo)完全定位的方式。 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士論文 28 夾具功能簡(jiǎn)圖和工作原理 圖 第二套夾具簡(jiǎn)圖 工作原理：夾具采用液壓系統(tǒng)傳動(dòng)裝置，通過(guò)油液 推動(dòng)活塞帶動(dòng)支撐桿與直角連接板夾抓實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的夾緊與放開(kāi)，此夾具同樣采用一面兩銷(xiāo)定位，外面的液壓回路當(dāng)上面的為進(jìn)油 口時(shí)下面為出油口，實(shí)現(xiàn)放開(kāi)。當(dāng)下面的為進(jìn)油口時(shí)，上面的為出油口實(shí)現(xiàn)夾緊。直角連接板的作用是迫使夾抓離開(kāi)零件。 常用的定位元件有支承板和平面支承釘?shù)?。這類(lèi)是呈面接觸的定位元件。本設(shè)計(jì)中夾具選擇支承板作為定位元件。 夾具動(dòng)力裝置設(shè)計(jì) 由于液壓裝置 系統(tǒng)有以下特點(diǎn)：液壓油油壓高，傳動(dòng)力大，同比條件下液壓缸比氣壓缸 小的多；油液的不可能性使壓緊剛度高，工作平穩(wěn)，可靠。液壓傳動(dòng)噪聲小，勞動(dòng)條件比較好，所以本設(shè)計(jì)選用液壓裝置。 液壓發(fā)展到目前的水平主要是由于液壓本身的特點(diǎn)所致，隨著工業(yè)的發(fā)展，當(dāng)前液壓技術(shù)正向高 壓 、高速、大功率、高效、低噪音、經(jīng)久耐用、高度集成化的方向發(fā)展。 液壓傳動(dòng)技術(shù)必將廣泛地應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域 [10]。 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士論文 29 圖 液壓裝置的油路圖設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)如圖 2－ 9 油液經(jīng)濾油器 12 進(jìn)入柱塞泵 8，通過(guò)單向閥 7 與快換接頭 3 進(jìn)入夾具液壓缸 1。電接點(diǎn)壓力表用于顯示液壓系統(tǒng)的工作壓力，溢流閥的作用是防止系統(tǒng)過(guò)濾，電磁卸荷閥 10 兼有卸荷，換向，保壓的作用 [10]。 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士論文 30 3 專(zhuān)用刀 、 量具設(shè)計(jì) 專(zhuān)用刀具設(shè)計(jì) 變速器箱體零 件加工中有一部分工序是采用用專(zhuān)用刀具或復(fù)合刀具進(jìn)行加工的，多數(shù)為為鉆削或銑、鏜削，或它們的復(fù)合削。在此設(shè)計(jì)工藝?yán)锏?7 工序粗鏜側(cè)面上孔的鏜刀。此鏜刀同時(shí)可以用于后面工序的半精加工與精加工。 刀具選擇 實(shí)際生產(chǎn)情況是很復(fù)雜的，不緊要考慮生產(chǎn)率，還要考慮經(jīng)濟(jì)性等許多因素。在某一具體情況下，究竟選擇那種刀具最為合適，須根據(jù)實(shí)際情況決定。此時(shí)要考慮工件材料，工件要求精度和光潔度，批量等決定選擇最合適的刀具。 本工序是大批量加工 Ф 90，Ф 100 的孔，而 鏜刀是加工內(nèi)孔時(shí)比較廣泛的一種刀具加工小孔時(shí)多半將刀 片焊在刀桿上，或是做成整體高速鏜刀；加工孔徑大于 Ф 20Ф 30時(shí)，一般都用桿鏜，本設(shè)計(jì)要加工的孔為Ф 90，Ф 100，為了避免鏜桿過(guò)粗，宜采用鏜刀塊，鏜刀塊與鏜桿刀槽滑配合，粗鏜，半精鏜時(shí)用特制的雙角度螺釘將刀塊壓向刀槽支承面，并緊固住，精鏜時(shí)可以浮動(dòng)。本設(shè)計(jì)采用如圖 。 這種結(jié)構(gòu)的鏜刀塊對(duì)鏜桿刀槽的精度要求比較高，特別是精鏜刀桿，否則鏜孔精度就不容易保證達(dá)到 7 級(jí)，并且也不穩(wěn)定。 所以本設(shè)計(jì)的鏜桿應(yīng)該滿足以下技術(shù)要求：刀槽兩側(cè)面不平行度應(yīng)在寬度公差范圍內(nèi)；刀槽與鏜桿的不對(duì)稱(chēng)性也應(yīng)在刀槽寬 度公差范圍內(nèi)；刀槽后支承面與鏜桿中心先的不垂直度不容許大于 ；定位螺釘孔與刀槽側(cè)面在徑向剖面的相交角容差為 39。10? ；在軸向剖面內(nèi)的相交角容差為 +30’；定位銷(xiāo)孔中心偏離鏜桿中心不大于 ，同時(shí)要修定位銷(xiāo)角度面，以使定位銷(xiāo)錯(cuò)位不超過(guò) ；定位銷(xiāo)與刀塊相應(yīng)全面接觸，用涂色法檢查。滿足上述要求時(shí)，同鏜刀塊精鏜孔（浮動(dòng)）很容易達(dá)到 67 級(jí)精度要求；半精鏜也可達(dá)到 89 級(jí)精度。 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士論文 31 圖 刀具材料選擇 刀具材料選擇的是否恰當(dāng)對(duì)刀具的生產(chǎn)率有重要的影響，在設(shè)計(jì)刀具時(shí)一開(kāi)始就應(yīng)考慮正確選擇刀具材料。 因?yàn)橛操|(zhì)合金比高速鋼及其他工具鋼生產(chǎn)率高的多，因此，在能采用硬質(zhì)合金的情況下應(yīng)竟可能的采用。這是一個(gè)提高刀具生產(chǎn)率的十分重要的方向。但是由于目前硬質(zhì)合金鋼的性能還有許多缺憾，如脆性大，極難加工等，使它在許多刀具上應(yīng)用困難。因而目前許多復(fù)雜刀具及切削條件差的刀具主要還是應(yīng)用高速鋼 [11]。 查表確定材料用硬質(zhì)合金其性能為：硬度： HRA8994；維持切削性能的最高溫度：8001000；抗彎強(qiáng)度： 90250； 工藝性能：壓制燒結(jié)后使用，不能冷熱加工，多鋃片使用，無(wú)需熱處理 . 確定合理的切削方式 及工作角度 所謂切削方式，是指在刀齒上以一定的方式分配切削厚度和寬度。從已學(xué)過(guò)的分層拉削方式和輪切削方式的比較中可知，切削方式選擇的是否恰當(dāng)對(duì)刀具的切削效率，切削負(fù)荷，耐用度及加工表面質(zhì)量都有著很大的影響。 參照資料，查表選取如下合適切削角度： 00000 6,75,6,14 ????? sr ????[11] 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士論文 32 妥善解決刀具的排屑，容屑，斷屑問(wèn)題 任何刀具在切削過(guò)程中都將切下很多切屑。必須妥善的處理切屑，使它能順利的不段排出，或自由容納在容屑槽內(nèi)，才能保證刀具的正常工作，否則，將發(fā)生卻屑堵塞現(xiàn)象，甚至損壞刀具。 但是各種刀具的容屑空間的形式是不同的，概括起來(lái)可分為三種形式：自由容屑空間；半封閉容屑空間；封閉容屑空間。 本設(shè)計(jì)的鏜刀采用半封閉容屑空間。 合理的確定刀具的結(jié)構(gòu)參數(shù) 所謂結(jié)構(gòu)參數(shù)，包括刀體尺寸，刀齒形狀和尺寸，容屑槽的形狀和尺寸，刀齒齒數(shù)，裝卡部分的尺寸等。 設(shè)計(jì)刀具參數(shù)時(shí)，必須考慮一系列問(wèn)題，如強(qiáng)度，精度，生產(chǎn)率，容屑要求等 等， 1．刀片邊長(zhǎng) L 等于刀片內(nèi)切圓直徑 d 切削刃實(shí)際參加工作長(zhǎng)度 srpse sianL ??? c os? [6] （ ） 即 由公式（ ）得 ： mmL se os75s in 8 00 ?? 而 seLL ? 所以 L= 2．刀片厚度 s 用慣線圖求得 S= 3．刀尖圓弧半徑 ?r 用 慣性線求得 mmr ?? 由上面計(jì)算并查表可得本設(shè)計(jì)的鏜刀參數(shù)為： 00190,20,,???????rpnprmmmmmrmmdmmSmmL?? 正確設(shè)計(jì)刀具的輪廓 對(duì)于加工表面的刀具，設(shè)計(jì)刀具輪廓是刀具設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。輪廓設(shè)計(jì)的精度沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士論文 33 將直接影響加工工件的精度，應(yīng)努力提高刀具輪廓的設(shè)計(jì)精度 本設(shè)計(jì)主要是鏜刀塊的設(shè)計(jì)：參考資料設(shè)計(jì)參數(shù)如圖 所示： 圖 專(zhuān)用量具設(shè)計(jì) 變速器箱體零件主要加工表 面和孔，關(guān)鍵工序加工中需要測(cè)量尺寸公差，形狀位置公差及表面質(zhì)量，許多工序都需要用到專(zhuān)用量具。 在此設(shè)計(jì)倒車(chē)惰輪軸承孔 ???? mm 測(cè)量使用的量 規(guī)如下： 量規(guī)工作尺寸的確定 由于 185。 )( ????IT 查表得： IT8= 8 級(jí)精度的孔。 1．由孔上下偏差畫(huà)出公差帶圖 ，如圖 所示： 因?yàn)椋? ???? 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士論文 34 所以： ES=+ EI= 圖 2．由表查出工作量規(guī)的制造公差 T 和通規(guī)位置要素 Z 的值，并標(biāo)在公差帶圖上； 孔用量規(guī)：制造公差 T= ； 通規(guī)位置要素 Z= ； 3．參看圖 ，計(jì)算各種量規(guī)的極限偏差和確定量規(guī)的工作尺寸： 通端： 上偏差 =EI+Z+T/2=++= 。 下偏差 = EI+ZZ/2=+= 。 止端： 上偏差 =ES=+ ； 下偏差 =EST== ； 工作尺寸： 通端： 0 0 0 0 0 0 ??? ?? 止端： 0 ??? ?? 量規(guī)的技術(shù)要求 孔用塞規(guī)的材料可用淬硬鋼（合金工具鋼，碳素工具鋼，滲碳鋼）或硬質(zhì)合金的材料制造，也可在測(cè)量面上鍍上以厚度