EHY-112-90汽車變速箱殼體鉆孔組合機(jī)床（夾具設(shè)計(jì)）
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目 錄
1前 言 1
1.1 本課題的意義 1
1.2 國內(nèi)發(fā)展概況 1
1.3 課題由來及所需基本條件 2
2組合機(jī)床總體設(shè)計(jì) 3
2.1 總體方案論證 3
2.1.1 加工內(nèi)容及要求 3
2.1.2 機(jī)床配置型式的選擇 3
2.1.3 定位基準(zhǔn)的選擇 3
2.1.4 滑臺(tái)型式的選擇 4
2.2 確定切削用量及選擇刀具 4
2.2.1 切削用量的選擇 4
2.2.2 計(jì)算切削力、切削扭矩及切削功率 5
2.2.3 刀具結(jié)構(gòu)的選擇 5
2.3 總體設(shè)計(jì)—“三圖一卡” 6
2.3.1 被加工零件工序圖 6
2.3.2 加工示意圖 6
2.3.3 機(jī)床尺寸聯(lián)系總圖 7
2.3.4 機(jī)床生產(chǎn)率計(jì)算卡 9
3 組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 12
3.1 夾具設(shè)計(jì)的基本要求和步驟 12
3.1.1 夾具設(shè)計(jì)的基本要求 12
3.1.2 夾具設(shè)計(jì)的步驟 12
3.2 定位方案的確定 13
3.2.1 零件的工藝性分析 13
3.2.2 定位方案論證 13
3.2.3 誤差分析 13
3.2.4 校核加工精度 15
3.3導(dǎo)向裝置 15
3.4 夾緊方案的確定 16
3.4.1 夾緊裝置的確定 16
3.4.2 夾緊力的確定 18
3.4.3 氣缸的選擇 19
3.5 夾具體的設(shè)計(jì) 20
3.6 夾具三維設(shè)計(jì) 20
3.6.1 三維建模及三維軟件介紹 20
3.6.2 基于三維的夾具設(shè)計(jì)過程 21
4 結(jié)論 24
參 考 文 獻(xiàn) 25
致 謝 26
附 件 清 單 27
1.1 本課題的意義
組合機(jī)床是由大量的通用部件和少量專用部件組成的工序集中的高效率專用機(jī)床。它能夠?qū)σ环N（或幾種）零件進(jìn)行多刀、多軸、多面、多工位加工。在組合機(jī)床上可以完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、攻絲、車削、銑削、磨削及滾壓等工序，生產(chǎn)效率高，加工精度穩(wěn)定。因此，在現(xiàn)代化大生產(chǎn)中，要使零件加工具有高的生產(chǎn)效率，良好的加工精度、精度穩(wěn)定性，好的經(jīng)濟(jì)性，采用組合機(jī)床加工是一個(gè)和好的選擇。而如何設(shè)計(jì)一臺(tái)好的組合機(jī)床就成為了關(guān)鍵，機(jī)床夾具是在金屬切削加工中，用以準(zhǔn)確地確定工件位置，并將其牢固地夾緊，以接受加工的工藝裝備。它的主要作用是：可靠地保證工件的加工質(zhì)量，提高加工效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性能。因此，機(jī)床夾具在機(jī)械制造中占有重要的地位，這正是本課題需要解決的問題。
1.2 國內(nèi)發(fā)展概況
目前，組合機(jī)床在機(jī)械制造工業(yè)中應(yīng)用越來越普遍，并已顯示出其巨大的優(yōu)越性。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：高速度、高精度、柔性化、模塊化、高生產(chǎn)率等方向發(fā)展。因此組合機(jī)床裝備的發(fā)展思路必須是以提高組合機(jī)床加工精度、組合機(jī)床柔性、組合機(jī)床工作可靠性和組合機(jī)床技術(shù)的成套性為主攻方向。一方面，加強(qiáng)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，提高組合機(jī)床產(chǎn)品數(shù)控化率；另一方面，進(jìn)一步發(fā)展新型部件，尤其是多坐標(biāo)部件，使其模塊化、柔性化，適應(yīng)可調(diào)可變、多品種加工的市場需求。同時(shí)，高性能的組合機(jī)床的應(yīng)用也越來越多，諸如被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、交通、能源、軍工、輕工、家電等行業(yè)。我國傳統(tǒng)的組合機(jī)床及組合機(jī)床自動(dòng)線主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制，它的加工對象主要是生產(chǎn)批量比較大的大中型箱體類和軸類零件，完成鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔，加工各種螺紋、鏜孔、車端面和凸臺(tái)，在孔內(nèi)鏜各種形狀槽，以及銑削平面和成形面等。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，一種新型的組合機(jī)床——柔性組合機(jī)床越來越受到人們的青睞，它應(yīng)用多位主軸箱、可換主軸箱、編碼隨行夾具和刀具的自動(dòng)更換，配以可編程序控制器（PLC）、數(shù)字控制（NC）等，能任意改變工作循環(huán)控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，并能靈活適應(yīng)多品種加工的可調(diào)可變的組合機(jī)床。另外，近年來組合機(jī)床加工中心、數(shù)控組合機(jī)床、機(jī)床輔機(jī)（清洗機(jī)、裝配機(jī)、綜合測量機(jī)、試驗(yàn)機(jī)、輸送線）等在組合機(jī)床行業(yè)中所占份額也越來越大。
夾具方面，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和市場需求的變化，現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)得到了較快的發(fā)展。多品種、小批量生產(chǎn)方式將成為今后的主要生產(chǎn)形式，制造系統(tǒng)正向著柔性化、集成化、智能化方向發(fā)展，機(jī)床愈來愈多地采用先進(jìn)的技術(shù)，加工效率不斷地提高。機(jī)械產(chǎn)品的加工精度日益提高，高精度的機(jī)床大量出現(xiàn) 。為了適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需要 ，機(jī)床夾具正在向柔性化、高效化、自動(dòng)化、精密化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。
1.3 課題由來及基本條件
a）設(shè)計(jì)內(nèi)容
設(shè)計(jì)一臺(tái)變速箱殼體雙面組合機(jī)床；
總體設(shè)計(jì)：制定工藝方案，確定機(jī)床配置型式及結(jié)構(gòu)方案，“三圖一卡”設(shè)計(jì)；
部件設(shè)計(jì)：組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì)
b）設(shè)計(jì)依據(jù)
被加工零件：變速箱殼體（附零件圖）
工件材料：HT150
加工內(nèi)容：一側(cè)鉆削8×φ8.5深24的孔，φ11.9深25的孔；另一側(cè)6×φ8.5深24的孔，2×φ9.8深18.5的孔。
生產(chǎn)綱領(lǐng)：大批大量
2組合機(jī)床總體設(shè)計(jì)
2.1 總體方案論證
本設(shè)計(jì)的加工對象為變速箱殼體，材料是HT150,硬度HBS170-241，重量21Kg，屬于箱體零件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
2.1.1 加工內(nèi)容及要求
根據(jù)先粗后精、先基準(zhǔn)面后其它表面、先主要表面后次要表面的機(jī)械加工工序安排的設(shè)計(jì)原則，對變速箱殼體的工藝路線作如下設(shè)計(jì)：
a)粗銑底面；
b)粗銑左、右端面；
c)粗銑前、后端面；
d)半精銑底面；
e)半精銑左、右端面；
f)半精銑前、后端面；
g)粗鏜孔；
h)精鏜孔；
i)鉆左、右面的孔；
j)攻絲。
本道工序?yàn)榈?道工序，主要加工左右二面上的17個(gè)孔。具體加工內(nèi)容是：左側(cè)面9個(gè)孔，鉆削8×φ8.5深24的孔，1×φ11.9深25的孔；鉆右側(cè)面上8個(gè)孔，鉆削6×φ8.5深24的孔，2×φ9.8深18.5的孔
2.1.2 機(jī)床配置型式選擇
根據(jù)任務(wù)書的要求：設(shè)計(jì)的組合機(jī)床要滿足加工要求、保證加工精度；盡可能用通用件、以降低成本；各動(dòng)力部件用電氣控制。因此根據(jù)任務(wù)書要求和變速箱殼體的特點(diǎn)初定兩種設(shè)計(jì)方案：
a）臥式組合機(jī)床 特點(diǎn)：臥式組合機(jī)床重心低、振動(dòng)小運(yùn)作平穩(wěn)、加工精度高、占地面積大。
b）立式組合機(jī)床 特點(diǎn)：立式組合機(jī)床重心高、振動(dòng)大、加工精度低、占地面積小。
通過以上的比較，考慮到臥式床身振動(dòng)小，裝夾方便等優(yōu)點(diǎn)，選用臥式組合機(jī)床。
2.1.3 定位基準(zhǔn)的選擇
組合機(jī)床是針對某種零件或零件某道工序設(shè)計(jì)的。正確選擇定位基準(zhǔn)，是確保加工精度的重要條件，同時(shí)也有利于實(shí)現(xiàn)最大限度的集中工序。本機(jī)床加工時(shí)采用的定位方式是以底面為定位基準(zhǔn)面，限制三個(gè)自由度；用兩個(gè)擋鐵限制兩個(gè)自由度；在左側(cè)有一個(gè)支承針，限制剩下的一個(gè)自由度。
2.1.4滑臺(tái)型式的選擇
本組合機(jī)床采用的是液壓滑臺(tái)。與機(jī)械滑臺(tái)相比較，液壓滑臺(tái)具有如下優(yōu)點(diǎn)：在相當(dāng)大的范圍內(nèi)進(jìn)給量可以無級(jí)調(diào)速；可以獲得較大的進(jìn)給力；由于液壓驅(qū)動(dòng)，零件磨損小，使用壽命長；工藝上要求多次進(jìn)給時(shí)，通過液壓換向閥，很容易實(shí)現(xiàn)；過載保護(hù)簡單可靠；由行程調(diào)速閥來控制滑臺(tái)的快進(jìn)轉(zhuǎn)工進(jìn)，轉(zhuǎn)換精度高，工作可靠。但采用液壓滑臺(tái)也有其弊端，如：進(jìn)給量由于載荷的變化和溫度的影響而不夠穩(wěn)定；液壓系統(tǒng)漏油影響工作環(huán)境，浪費(fèi)能源；調(diào)整維修比較麻煩。本課題的加工對象是變速箱殼體左、右兩個(gè)面上的17個(gè)孔，位置精度和尺寸精度要求較高，因此采用液壓滑臺(tái)。
由此，根據(jù)已定的工藝方案和機(jī)床配置形式并結(jié)合使用及修理等因素，確定機(jī)床為臥式兩面單工位液壓傳動(dòng)組合機(jī)床，液壓滑臺(tái)實(shí)現(xiàn)工作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，選用配套的動(dòng)力箱驅(qū)動(dòng)主軸箱鉆孔、鏜孔主軸。
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