【導(dǎo)讀】汽車變速箱箱體零件的主要加工表面是平面及孔系。因此，本設(shè)計遵循。先面后孔的原則。并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段?；鶞?zhǔn)選擇以變速箱箱體的輸入軸和輸出軸的支承?？鬃鳛榇只鶞?zhǔn)，以頂面與兩個工藝孔作為精基準(zhǔn)。支承孔系的加工采用的是坐標(biāo)法鏜孔。整個加工過程均選用。夾具選用專用夾具，夾緊方式多選用氣動夾緊，夾緊可靠，機構(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。能夠滿足設(shè)計要求。

　　

【正文】 （ 228） 參考有關(guān)技術(shù)參數(shù)取鉸孔技術(shù)參數(shù)進給量為 =， f=，由此可以推算出轉(zhuǎn)速為 （ 229） 按機床實際轉(zhuǎn)速取，則實際擴削速度為 （ 230） 沈陽化工大 學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 鉆床專用夾具設(shè)計 23 第三章鉆床專用夾具設(shè)計 為了提高機械加工的勞動生產(chǎn)率，保證零件的加工質(zhì)量，降低工人的勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。工 件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，為了降低勞動強度，提高生產(chǎn)效率，選用專用工藝裝備是合理的。 按指導(dǎo)老師的要求，本人設(shè)計工序 160—— 鉆、鉸、擠挺桿孔的鉆床專用夾具。本夾具用于搖臂鉆床 Z3025。選用材料為 W18Cr4V錐柄長麻花鉆，直徑選 。為了提高加工效率，可以同時布置多把刀具將頂面的挺桿孔一次加工完畢。 夾具的設(shè)計內(nèi)容 定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)在最初的工序中時鑄造、鍛造等得到的表面，這種未加工的基準(zhǔn)稱為粗基準(zhǔn)。用粗基準(zhǔn)定位加工出來光潔表面后，就應(yīng)該用加工過的表面做以后工序的定 位表面，此便為精基準(zhǔn)。 上面的工序已將發(fā)動機箱體的幾個表面的平面加工完畢，且達到了較高精度。按照基準(zhǔn)選擇原則，選擇箱體的上下表面作為主要定位基準(zhǔn)，且限制其中三個自由度，利用定位軸以及底部的定位銷等定位元件實現(xiàn)準(zhǔn)確定位。 工件的夾緊及夾緊裝置 在機械加工時，工件受到切削力、離心力、慣性力等力的作用，為了保證在這些力作用下，工件仍在夾具中保持定位元件所確定的加工位置，不發(fā)生任何震動和位移。所以，夾具結(jié)構(gòu)一般都要設(shè)置一個的夾緊裝置將工件固定。 夾緊裝置的組成分為力源裝置和夾緊機構(gòu) 力源裝置：力源 裝置是產(chǎn)生夾緊作用力的裝置，來自人力，稱為手動夾緊；而來自于自動力裝置的，如氣動、液壓、等，稱為自動夾緊。 夾緊機構(gòu)：用來接收并傳遞作用力，使其變?yōu)閵A緊力并執(zhí)行夾緊工作。 夾緊裝置的設(shè)計是否合理，將直接影響到加工質(zhì)量和生產(chǎn)率。因此，對夾緊裝置沈陽化工大 學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 鉆床專用夾具設(shè)計 24 提出如下的基本要求如下： 夾緊裝置在對工件夾緊時，不能破壞工件的定位，因此，必須正確選擇夾緊力的方向及作用點。 夾緊力的大小需要可靠、適當(dāng)，并且保證工件在夾緊后的形變及受壓表面的損傷不超出所允許的范圍。 夾緊裝置的結(jié)構(gòu)簡單合理，夾緊動作要迅速、操作方 便、省力、安全。 夾緊力或夾緊行程在一定范圍內(nèi)可以做調(diào)整和補償。 夾具材料的選擇 根據(jù)《金屬切削機床夾具設(shè)計手冊》第 10 頁，表 19 夾具主要零件所采用的材料以及《機械工程材料》相關(guān)內(nèi)容來確定本設(shè)計中夾具的主要部分的材料和熱處理以及硬度，如下所示： 夾具支架： HT200。 壓板： 45 號鋼，淬火、回火 40～ 45HRC； 偏心輪： 20 號鋼，滲碳、淬火、回火 58～ 64HRC,滲碳深度 ～ ； 支承板： 20 號鋼，滲碳、淬火、回火 58～ 62 HRC，滲碳深度 ～ ； 定位銷： T10A，淬火、回火 556～ 0HRC； 伸縮銷機構(gòu)所用軸： 20 號鋼，滲碳、淬火、 54～ 60HRC，滲碳深度 ～ ； 鉆模套： d≤26的鉆模套用 T10A，淬火、回火 58～ 64HRC； d＞ 26 的鉆模套用 20 號鋼，滲碳、淬火 58～ 64HRC，滲碳深度 ～ ； 工件材料： HT250，生產(chǎn)工藝為鑄造，壁厚 20～ 220MPa，硬度為 157～ 236HBS。 插拔銷軸： 45 號鋼，淬火、回火 35～ 40HRC。 刀具材料：高速鋼。 夾 具精度分析 為防止工件在切削力的作用下繞圓柱銷軸線轉(zhuǎn)動，必須計算在切削力的作用下不使工件繞圓柱銷軸線轉(zhuǎn)動所需的夾緊力。 沈陽化工大 學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 鉆床專用夾具設(shè)計 25 根據(jù)《金屬切削機床夾具設(shè)計手冊》第 479 頁表 321 常見典型夾緊形式所需夾緊力的計算公式 找到與工件以一平面兩圓孔定位形式并且夾緊力與切削力方向相互垂直（即與本設(shè)計的定位方式和夾緊方式一樣）相對應(yīng)的計算公式為 ： （ 31） 式中 — 菱形銷上允許承受的一部分切削力（ N）。 對精加工 ：；對粗加工： 式中 b— 菱形銷的寬度 mm； h— 菱形銷的接觸長度 mm； — 許用擠壓應(yīng)力。取定位銷和工件較小者 式中 l、的單位為 mm — 夾緊元件與工件間的摩擦系數(shù) — 工件與夾具支承面間的摩擦系數(shù) 本次設(shè)計用于精加工取 摩擦系數(shù)、的選取：根據(jù)《金屬切削機床夾具設(shè)計手冊》表 319 各種不同接觸表面之間的摩擦系數(shù) 表 31 各種不同接觸表面之間的摩擦系數(shù) 接觸表面的形式 摩擦系數(shù) ? 接觸表面均為加工過的光滑表面 ～ 工件表面為毛坯，夾具的支承面為球面 ～ 夾具夾緊元件的淬硬表面在沿主切削力方向有齒紋 夾具夾緊元件的淬硬表面在垂直于主切削力方向有齒紋 夾具夾緊元件的淬硬表面有相互垂直齒紋 ～ 夾具夾緊元件的淬硬表面有網(wǎng)狀齒紋 ～ 取；由設(shè)計知道：；安全系數(shù)的選取： 根據(jù)《金屬切削機床夾具設(shè)計手冊》第 478 頁，總的安全系數(shù)由考慮各種因素所需的安全系數(shù)來決定，可按下式來確定： 沈陽化工大 學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 鉆床專用夾具設(shè)計 26 （ 32） 式中 — 基本安全系數(shù)，一般取 ； — 加工狀態(tài)系數(shù)（考慮到加工特點的系數(shù)）。粗加工： ，精加工：； — 刀具鈍化系數(shù)（考慮到刀具磨損的系數(shù)）。一般 ，具體數(shù)值可按表 320 選?。ā督饘偾邢鳈C床夾具設(shè)計手冊》第 479 頁）； — 切削特點系數(shù)（考慮切削情況的系數(shù)）。 連續(xù)：； 斷續(xù)：； — 考慮夾緊動力穩(wěn)定性系數(shù)。 手動夾緊：； 機動夾緊：； — 考慮手動夾緊時手柄位置的系數(shù)。若手柄位置操作方便，手柄偏轉(zhuǎn)角度范圍小時，；若手柄位置操作不方便，手柄轉(zhuǎn)動角度范圍大（﹥ 90176。）時，； — 僅在有力矩企 圖使工件回轉(zhuǎn)時，才應(yīng)考慮支承面接觸情況的系數(shù)。若工件是安裝在支承釘上，接觸面積小時，；若工件是安裝在支承板或其它接觸面積較大元件上時。 總的安全系數(shù)選擇范圍較大，一般，若夾緊力和切削力方向相反，為保證工件的夾緊可靠，值不應(yīng)小于 。 在本設(shè)計中，分別?。?；；；；； ；。所以： （ 33） 為保證可靠夾緊取。所以： （ 34） 本次設(shè)計是六孔同時加工，總的安全系數(shù)取，故所需的總夾緊力為： （ 35） 沈陽化工大 學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 鉆床專用夾具設(shè)計 27 削邊銷 削邊銷的寬度一般是不用進行計算的，除非加精度要求高時，才需計算。通常 b、B 可按《機床夾具設(shè)計手冊》表 24 選取，常用削邊銷的結(jié)構(gòu)形式如圖 31 所示。 圖 31 常用削邊銷結(jié)構(gòu) （ a）型用于孔徑大于 50mm 時的定位銷；（ b）、（ c）型用于孔徑小于 50mm 的定位銷，其中 b 型已標(biāo)準(zhǔn)化，本次設(shè)計中采用 b 型削邊銷定位。在一面兩孔定位中，削邊銷是限制工件繞 z軸方向轉(zhuǎn)動的。因此，削邊銷的長軸一定要垂直于雙孔中心的連線，如圖 1 所示。否則失去限制該轉(zhuǎn)動自由度的作用。同時，在裝配中，當(dāng)削邊銷調(diào)整好以后，應(yīng)盡可能采取防轉(zhuǎn)措施。本設(shè)計中取銷的直徑為；銷孔為。 支承板 支承板的長度為 400mm， 寬度為 32mm， 材料為 45 號 鋼，按 GB/T1298 的規(guī)定；熱處理 55～ 60HRC；其它技術(shù)條件按 GB/T2259 的規(guī)定。 壓板 壓板總長 474mm，材料為 45 號鋼，淬火、回火 40～ 45HRC； （參考《機械工程材料》），壓板用鉸鏈與壓緊銷相連，壓緊銷用螺紋固定在一個活動塊上，其在裝配圖 中的結(jié)構(gòu)如圖 32 圖 32 裝配圖中的壓板結(jié)構(gòu) 夾具體中間支架 材料為 HT250 鑄件。為避免 在熱應(yīng)力的作用下夾具體發(fā)生變形 ， 變形輕者可能導(dǎo)致加工精度難以保證 ， 重者會導(dǎo)致該夾具中間支架報廢 。 因此 ， 一定要進行時效處理 ， 夾具體中間支架所有邊緣要去毛刺 ， 避免出現(xiàn)砂眼 、 疏松 、 氣孔等鑄造缺陷 ， 其沈陽化工大 學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 鉆床專用夾具設(shè)計 28 結(jié)構(gòu)如下圖 33： 圖 33 夾具體中間支架 齒輪齒條偏心輪部分的設(shè)計 該部分為本次設(shè)計的核心部分。動力源為氣缸，利用氣缸活塞桿上加工出的齒條部分與齒輪嚙合，齒輪齒條部分再帶動與齒輪同軸的偏心輪，偏心輪壓緊壓板，從而壓緊工件，氣缸為兩個，壓板部分也為兩部分，在空間布置情況為對稱布置，齒輪齒條部分的局部剖視圖以 及俯視圖如下圖 34： 圖 34 齒輪齒條部分 偏心輪與軸承端蓋之間留有 4mm的間隙，這樣可以保證偏心輪在壓緊壓板時能夠暢通無阻，而且還可以防止磨損，因為接觸磨損相當(dāng)嚴(yán)重，不僅會減少零件的使用壽命，而且容易使偏心輪轉(zhuǎn)動不靈活，甚至?xí)a(chǎn)生轉(zhuǎn)動不了的現(xiàn)象。為解決上述問題，最好留有間隙 。 鍵的選取 根據(jù)《機械設(shè)計課程設(shè)計》并參考此處軸的直徑分別選取偏心輪處和齒輪處的鍵為 ： 偏心輪處： ；齒輪處： ； 鍵的擠壓強度的校核 ， 根據(jù)《機械設(shè)計》教材第六章 鍵連接強度的計算公式： （ 36） 式中： — 傳遞的轉(zhuǎn)矩； 沈陽化工大 學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 鉆床專用夾具設(shè)計 29 — 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 ： ， 此處為鍵的高度； — 鍵的工作長度，圓頭平鍵 ,平頭平鍵 ， 這里為鍵的公稱長度；為鍵的寬度； — 軸的直徑； — 鍵 、 軸 、 輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力 ， 單位是 ， 根據(jù)《機械設(shè)計》教材第六章 表 62； 此處的載荷有輕微的沖擊 ,三者中最弱的材料為鑄鐵 ， 所以取； 代入數(shù)據(jù)得 ： 偏心輪處： ， 滿足強度要求 ； 齒輪處 ：， 滿足強度要求。 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 參考文獻 30 第四章基于 ug軟件進行的建模及裝配 ug軟件建模與裝配概述 首先熟練掌握 ug 的零件圖繪畫，以及零部件圖的裝配，以及最后的渲染，選材料，爆炸圖等等。 其次自己查閱資料以及老師提供的數(shù)據(jù)參考開始進行整體規(guī)劃，先在紙上畫出整個重要系統(tǒng)的整個框架模型，設(shè)計出整體的尺寸與數(shù)據(jù)，讓后才能進行整體的建模。 其中要考慮到整體的尺寸，結(jié)構(gòu)部分，以及設(shè)計參數(shù)，還有工藝流程等一系列的因素。這些必須在 ug 建模前就要完成設(shè)計。其中，要查閱大量的資料，等一些相關(guān)于三效降膜蒸發(fā)系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)。完成這步后才能開始建模。 在具體 建模過程中要進行修正。 運用 ug軟件進行零件設(shè)計 根據(jù)前面的查閱的資料以及自己設(shè)計出來的結(jié)構(gòu)進行建模。先進性零部件圖的繪畫。工作界面見圖 41 至圖 44。 圖 41 主界面 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 參考文獻 31