【導(dǎo)讀】本設(shè)計(jì)是電動叉車變速箱箱體零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè)計(jì)。因此，本設(shè)計(jì)遵循先面后孔的原則。面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度?；鶞?zhǔn)選擇以變速箱箱。體的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)，以頂面與兩個(gè)工藝孔作為精基準(zhǔn)。在后續(xù)工序中除個(gè)別工序外均用頂平面和工藝孔定位加工其他孔系與平面。。整個(gè)加工過程均選用組合機(jī)床。夾具選用專用夾具，夾緊方式多選用氣動夾緊，夾緊?？煽浚瑱C(jī)構(gòu)可以不必自鎖。因此生產(chǎn)效率較高。適用于大批量、流水線上加工。

　　

【正文】 2121 ????????????? fn lllfn lllt j 工序 16：精銑兩側(cè)面 機(jī)床：組合銑床 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀 YG8 mmdw 320? ，齒數(shù) 12?Z 銑削深度 pa ： mmap ? 每齒進(jìn)給量 fa ：根據(jù) 參考文獻(xiàn) 24 表 ，取 Zmma f /? 銑削速度 V ：參照 參考文獻(xiàn) 24 表 ，取 smV /? 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n ： m i n/209 0 rd Vn ?? ???? ?，取 min/200rn ? 實(shí)際銑削速度 V? ： smndV / 0 ?? ????? ? 進(jìn)給量 fV ： smmZnaV ff /660/2 0 ????? 工作臺每分進(jìn)給量 mf ： m i n/3 6 0/6 mmsmmVf fm ??? 刀具切入長度 1l ：精銑時(shí) mmDl 3201 ?? 由工序 3 可知： mml 140? mml 22 ? 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動時(shí)間 jt ： m i 360 232021021 ??????? mj f lllt 工序 17：精銑前后端面 機(jī)床：組合銑床 黑龍 江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） mmdw 400? 齒數(shù) 14?Z 銑削深度 pa ： mmap ? 每齒進(jìn)給量 fa ：根據(jù) 參考文獻(xiàn) 24 表 ，取 Zmma f /? 銑削速度 V ：參照 參考文獻(xiàn) 24 表 ，取 smV /6? 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n ： m i n/287 60610001000 0 rd Vn ?? ???? ?，取 min/300rn ? 實(shí)際銑削速度 V? ： smndV / 0 ?? ????? ? 進(jìn)給量 fV ： smmZnaV ff /????? 工作臺每分進(jìn)給量 mf ： m i n/630/ mmsmmVf fm ??? 刀具切入長度 1l ：精銑時(shí) mmDl 4001 ?? 由工序 5 可知： mml 329? mml 22 ? 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動時(shí)間 jt ： m i 630 240032921 ??????? mj f lllt 本章小結(jié) 本章 對電動叉車變速箱箱體進(jìn)行了詳細(xì)的分析，確定了定位基準(zhǔn)和主要加工工序及毛坯尺寸和切削用量等主要參數(shù)，確定了電動叉車變速箱的加工工藝。 黑龍 江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 33 第 3章 專用夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度。在加工汽車變速箱箱體零件時(shí)，需要設(shè)計(jì)專用夾具。 根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計(jì)內(nèi)容，需要設(shè)計(jì)加工工藝孔夾具及銑前后端面夾具各一套。其中加工工藝孔的夾具將用于組合鉆床，刀具分別為兩把麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀對工件上的兩個(gè)工藝孔同時(shí)進(jìn)行加工。銑端面夾具將用于組合銑床，刀具為兩把硬質(zhì)合金 端銑刀 YG8 對變速箱箱體的前后兩個(gè)端面同時(shí)進(jìn)行加工。 加工工藝孔夾具設(shè)計(jì) 本夾具主要用來鉆、擴(kuò)、鉸兩個(gè)工藝孔 mm12? 。這兩個(gè)工藝孔均有尺寸精度要求為 ? ，表面粗糙度要求，表面粗糙度為 m? ，與頂面垂直。并用于以后各面各孔加工中的定位。其加工質(zhì)量直接影響以后各工序的加工精度。本到工序?yàn)槠囎兯傧潴w加工的第二道工序，加工到本道工序時(shí)只完成了頂面的粗、精銑。因此再本道工序加工時(shí)主要應(yīng)考慮如何保證 其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度。 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，兩工藝孔位于零件頂面上，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并應(yīng)與頂面垂直。為了保證所鉆、鉸的孔與頂面垂直并保證兩工藝孔能在后續(xù)的孔系加工工序中使各重要支承孔的加工余量均勻。根據(jù)基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。在選擇兩工藝孔的加工定位基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)盡量選擇上一道工序即粗、精銑頂面工序的定位基準(zhǔn)，以及設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為其定位基準(zhǔn)。因此加工工藝孔的定位基準(zhǔn)應(yīng)選擇頂面作為主要定位基面以限制工件的三個(gè)自由度，以兩個(gè)同軸的主要支 承孔 mm120? 限制工件的兩個(gè)自由度，在用工件的一個(gè)端面作為輔助定位限制工件的另一個(gè)自由度。 為了提高加工效率，根據(jù)工序要求用兩把刀具對兩個(gè) mm12? 工藝孔同時(shí)進(jìn)行加工。同時(shí)為了縮短輔助時(shí)間，準(zhǔn)備采用氣動夾緊方式夾緊。 切削力的計(jì)算與夾緊力分析 由于本道工序主要完成工藝孔的鉆、擴(kuò)、鉸加工，而鉆削力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于擴(kuò)和鉸的切削力。因此切削力應(yīng)以鉆削力為準(zhǔn)。由《切削手冊》得： 黑龍 江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 鉆削力 HBDfF ? （ ） 鉆削力矩 HBfDT ? （ ） 式中： mmD 12? ? ? ? ? 2321872553125531 m i nm a xm a x ??????? HBHBHBHB （ ） ??? rmmf ? NF 8 0 ????? mmNT ?????? 4 8 當(dāng)用兩把刀具同時(shí)鉆削時(shí)： NFF ????? mmNTT ?????? 本道工序加工工藝孔時(shí)，工件變速箱箱體放在兩 V 形塊上。依靠上面的活 動鉆模板下降夾緊工件，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進(jìn)行夾緊力 計(jì)算無太大意義。只需連接兩 V 形塊的杠桿及固定杠桿的銷釘強(qiáng)度、剛度適當(dāng)即能滿足加工要求。 夾緊元件及動力 裝置確定 由于汽車變速箱的生產(chǎn)量很大，采用手動夾緊的夾具雖然結(jié)構(gòu)簡單，在生產(chǎn)中的應(yīng)用也比較廣泛。但因人力有限，夾緊受到限制。另外在大批量生產(chǎn)中靠人力頻繁的夾緊也十分勞累且生產(chǎn)率低下。因此本道工序夾具的夾緊動力裝置采用氣動夾緊。采用氣動夾緊，原始夾緊力可以連續(xù)作用，夾緊可靠，機(jī)構(gòu)可以不必自鎖。 本道工序夾具的夾緊元件選用兩短錐銷、活柱鉆模板。兩短錐銷分別在單活塞回轉(zhuǎn)式氣缸的活塞及心軸推動下進(jìn)入工件支承孔 mm120? 中，從水平方向夾緊工件。但工件仍可繞氣缸心軸中心轉(zhuǎn)動?；钪@模板 由氣缸帶動下降夾緊工件。 單活塞回轉(zhuǎn)氣缸結(jié)構(gòu)圖如下： 黑龍 江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 35 活塞行程、1— 缸體 2— 活塞桿 3— 墊片 4— 密封圈 5— 活塞 6— 墊圈 7— 密封圈 8— 導(dǎo)氣軸 9— 導(dǎo)氣套 10— 止推軸承 11— 油環(huán) 12— 滾針軸承 13— 壓蓋 14— 管接頭 圖 單活塞回轉(zhuǎn)氣缸結(jié)構(gòu)圖 表 其主要結(jié)構(gòu)參數(shù)如下 D H P （公斤力） 1D 2D 公稱尺寸 公差 100 35 310 75 + 100 3D 4D 1d 2d 1l 2l 3l n 125 135 M10 M16 2 30 3 4 鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì) 工藝孔的加工需鉆、擴(kuò)、鉸三次切削才能滿足加工要求。故選用快換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時(shí)間。根據(jù)工藝要求：工藝孔 ?? 分鉆、擴(kuò)、鉸三個(gè)工步完成加工。即先用 mm10? 的麻花鉆鉆孔，根據(jù) GB1141— 84 的規(guī)定鉆頭上偏差為零，故鉆套孔徑為 mmF811? 即 ??? 。再用 ? 標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔，根據(jù) GB1141— 84 的規(guī)定 ? 擴(kuò)孔鉆的尺寸為 mm0 ?? ，故鉆套尺寸為 ? 即 ??? 。最后用 mm12? 的標(biāo)準(zhǔn)鉸刀鉸孔，根據(jù) GB1141— 84黑龍 江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 36 的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)鉸刀尺寸為 ??? 故鉆套孔徑尺寸為 ??? 。 圖 快換鉆套 表 鉸工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù) d H D 1D 2D h 1h m 1m r ? 公稱尺寸 允差 12 18 18 + + 30 28 12 7 10 ?45 襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖 固定襯套結(jié)構(gòu)圖 黑龍 江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 37 表 固定襯套 結(jié)構(gòu)參數(shù) d H D C 1C 公稱尺寸 允差 公稱尺寸 允差 18 + 0 24 25 + + 1 鉆模板選用懸掛式鉆模板，在本夾具中選用的是氣動滑柱式鉆模板。利用夾具體內(nèi)安裝氣缸，使滑柱帶動升降板上升或下降由于氣缸始終作用故不需要自鎖機(jī)構(gòu)。 夾具體的設(shè)計(jì)主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個(gè)整體。這些主要元件設(shè)計(jì)好后即可畫出夾具的設(shè)計(jì)裝配草圖。整個(gè)夾具的結(jié)構(gòu)見夾具裝配圖所示。 夾具精度分析 利用夾具在機(jī)床上加工時(shí)，機(jī)床、夾具、工件、刀具等形成一個(gè)封閉的加工系統(tǒng)。它們之間相互聯(lián)系，最后形成工件和刀具之間的正確位置關(guān)系。因此在夾具設(shè)計(jì)中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定后，應(yīng)對所設(shè)計(jì)的夾具進(jìn) 行精度分析和誤差計(jì)算。 由工序簡圖可知，本道工序由于工序基準(zhǔn)與加工基準(zhǔn)重合，又采用頂面為主要定位基面，故定位誤差 wd? 很小可以忽略不計(jì)。本道工序加工中主要保證兩工藝孔尺寸?? 及位置度公差 及表面粗糙度 m? 。本道工序最后采用精鉸加工，選用 GB1141— 84 鉸刀，直徑為 ??? ，并采用鉆套，鉸刀導(dǎo)套孔徑為mmd ???? ，外徑為 mmD ??? 同軸度公差為 ? 。固定襯套采用孔徑為 ??? ，同軸度公差為 ? 。 該工藝孔的位置度應(yīng)用的是最大實(shí)體要求。即要求：（ 1）、各孔的實(shí)際輪廓受最大實(shí)體實(shí)效邊界的控制即受直徑為 ??? ?? 的理想圓柱面的控制。（ 2）、各孔的體外作用尺寸不能小于最大實(shí)體實(shí)效尺寸 mm12? 。（ 3）、當(dāng)各孔的實(shí)際輪廓偏離其最大實(shí)體狀態(tài)，即其直徑偏離最大實(shí)體尺寸 mm12? 時(shí)可將偏離量補(bǔ)償給位置度公差。（ 4）、如各孔的實(shí)際輪廓處于最小實(shí)體狀態(tài)即其實(shí)際直徑為 ? 時(shí)，相對于最大實(shí)體尺寸 mm12? 的偏離量為 ? ，此時(shí)軸線的位置度誤差可達(dá)到其最大黑龍 江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 38 值 mm1 2 2 ??? ?? 。即孔的位置度公差最小值為 ? 。 工藝孔的尺寸 ?? ，由選用的鉸刀尺寸 ??? 滿足。 工藝孔的表面粗糙度 m? ，由本工序所選用的加工工步鉆、擴(kuò)、鉸滿足。 影響兩工藝孔位置度的因素有 ： （ 1） 鉆模板上兩個(gè)裝襯套孔的尺寸公差： ?? （ 2） 兩襯套的同軸度公差： ?? （ 3） 襯套與鉆套配合的最大間隙： ???? （ 4） 鉆套的同軸度公差： ?? （ 5） 鉆套與鉸刀配合的最大間隙： ???? mmmmd w 22524232221 ??????????????? （ ） 所以能滿足加工要求。 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 鉆鉸工藝孔的夾具如夾具裝配圖 2 所示。裝卸工件時(shí)，將小車?yán)龅街Ъ?01 上，小車帶有四個(gè)滾輪 04，可沿兩條圓柱導(dǎo)軌靈活移動。工件裝上后卡在三個(gè)斜塊 24 中間。將小車連同工件推入夾具中時(shí)，螺釘 23 起限位作用。小車由滑柱 08 及彈簧 21支承，夾緊工件時(shí)，小車可以壓縮彈簧而自動下降。由于本工序在頂面鉆鉸孔，除了頂面已經(jīng)加工以外，其余表面均尚未加工，為了保證所鉆鉸的孔與頂面垂直并保證兩工藝孔能在后續(xù)的孔系加工工序中使各主要支承孔的加工余量均勻，所以鉆鉸孔工序的定位選擇頂面作為主要定位基面以限制工件的三個(gè)自由度，以兩個(gè)同軸的主要支承孔限制工件的兩個(gè)自由度，再用工件端面限制一個(gè)自由度。本夾具采用活柱鉆模板向下運(yùn)動夾緊工件，鉆模板裝在四根滑柱 10 和 22 上，兩根對角安裝的滑柱 10 與氣缸活塞相連，滑柱下移時(shí)，既可夾緊工件，操作時(shí)，先接通氣缸使氣缸活塞及 心軸推動兩個(gè)短錐銷進(jìn)入工件孔中，從水平方向夾緊工件。由于夾緊缸由彈簧 18 支承并安裝在滑柱上，當(dāng)活柱鉆模板下降夾緊工件時(shí)，錐銷連同氣缸可以和工件一起下降。心軸裝在滾針軸承及推力軸承上，即使水平方向已夾緊工件，但工件仍可繞心軸的中心轉(zhuǎn)動。當(dāng)滑柱 22 下降時(shí)，鉆模板、工件也一起下降并迫使小車下降，工件則壓在兩個(gè)浮動 V 形塊 06 上，兩浮動 V 形塊 06 通過杠桿 07 的轉(zhuǎn)動而實(shí)現(xiàn)自位。加工完后，滑柱升起，由彈簧 21 將小車和工件托起，拉出小車即可卸下工件。 黑龍 江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 39 粗銑前后端面夾具設(shè)計(jì) 本夾具主要用來粗銑汽車變速箱箱體前后端 面。由加工本道工序的工序簡圖可知。粗銑前后端面時(shí)，前后端面有尺寸要求 ? 。 以及前后端面均有表面粗糙度要求 m? 。本道工序僅是對前后端面進(jìn)行粗加工。因此在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度。同時(shí)應(yīng)保證加工尺寸精度和表面質(zhì)量。 定位基準(zhǔn)的選擇 在進(jìn)行前后端面粗銑加工工序時(shí)，頂面已經(jīng)精銑，兩工藝孔已經(jīng)加工出。因此工件選用頂面與兩工藝孔作為定位基面。選擇頂面作為定位基面限制了工件的三個(gè)自由度，而兩工藝孔作為定 位基面，分別限制了工件的一個(gè)和兩個(gè)自由度。即兩個(gè)工藝孔作為定位基面共限制了工件的三個(gè)自由度。即一面兩孔定位。工件以一面兩孔定位時(shí)，夾具上的定位元