变速箱箱体加工工艺与专用机床夹具设计说明书.docx

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1、摘要IAbstract II第1章绪论11.1 选题背景11.2 选题选题的目的及意义 11.3 国内外发展现现状 21.4 设计内容及方法 3第2章 变速箱体加工工艺规程设计 42.1 零件的分析4零件的作用42.1.1 变速箱箱体的结构特点42.2 变速箱箱体的工艺性5零件的工艺性分析 52.2.1 箱体的材料、毛坯及热处理5毛坯的材料热处理 62.2.2 确定毛坯的制造形式6基面的选择 62.2.3 确定工艺路线7机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定82.2.4 确定切削用量 92.3 本章小结20第3章锋孔夹具设计 213.1 夹具的结构类型 21夹紧力大小的确定原则223.1.1

2、定位基准的选择24切削力的计算与夹紧力分析 243.1.2 夹紧元件及动力装置确定25镶套、衬套、镶模板及夹具体设计 253.1.3 夹具精度分析 25夹具设计及操作的简要说明263.2 本章小结26黑龙江工程学院本科生毕业设计（3）有些形状比较特殊，单纯加工比较困难的零件可以考虑将两个甚至数个合制 成一个毛坯。例如连杆与连杆盖在一起模锻，待加工到一定程度再切割分开。在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工 余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用 昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一 定要考

3、虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。1. 2.3毛坯的材料热处理长期使用经验证明，由于灰口铸铁有一系列的技术上（如耐磨性好，有一定程度 的吸震能力、良好的铸造性能等）和经济上的优点，通常箱体材料采用灰口铸铁。最 常用的是HT200, HT25-47,当载荷较大时，采用HT3054, HT3561高强铸铁。箱体的毛坯大部分采用整体铸铁件或铸钢件。当零件尺寸和重量很大无法采用整 体铸件（受铸造能力的限制）时，可以采用焊接结构件，它是由多块金属经粗加工后 用焊接的方法连成一整体毛坯。焊接结构有铸一焊、铸一煨一焊、煨一焊等。采用焊 接结构可以用

4、小的铸造设备制造出大型毛坯，解决铸造生产能力不足的问题。焊前对 各种组合件进行粗加工，可以部分地减轻大型机床的负荷。毛坯未进入机械加工车间之前，为不消除毛坯的内应力，对毛坯应进行人工实效 处理，对某些大型的毛坯和易变形的零件粗加工后要再进行时效处理。毛坯铸造时，应防止沙眼、气孔、缩孔、非金属夹杂物等缺陷出现。特别是主要 加工面要求更高。重要的箱体毛坯还应该达到规定的化学成分和机械性能要求。2. 2. 4确定毛坯的制造形式零件的材料HT200。由于年产量为4000件，达到大批生产的水平，而且零件的轮 廓尺寸较大，铸造表面质量的要求高，故可采用铸造质量稳定的，适合大批生产的金 属模铸造。便于铸造和

5、加工工艺过程，而且还可以提高生产率。3. 2. 5基面的选择（1）粗基准的选择 对于本零件而言，按照互为基准的选择原则，选择本零件的 下表面作为加工的粗基准，可用装夹对肩台进行加紧，利用底面定位块支承和底面作 为主要定位基准，以限制z、z、y、y、五个自由度。再以一面定位消除X、向自由度, 达到定位,目的。（2）精基准的选择 主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用已加工结束 的上、下平面作为精基准。确定工艺路线黑龙江工程学院本科生毕业设计变速箱箱体的机械加工质量要求高，加工工作量大，因此箱体零件的结构应具有 良好的机械加工工艺性，使之能采用即简单又经济合理的机械加工工艺。所以根据以 上要求

6、拟定了两套工艺路线如表2.1和表2.2o表2.1工艺路线方案一工序1铸造工序2时效工序3涂底漆工序4钻箱体各孔工序5钻前端面各孔工序6镇左平面各孔工序7像右平面各孔工序8粗,精铳上平面至尺寸工序9粗,精铳下平面工序10粗,精铳左端平面工序11粗,精铳右端平面工序12粗,精铳前端平面工序13粗,精铳后端平面工序14钳工,去除锐边毛剌工序15钳工,去除锐边毛剌工序16检验工序17入库表2.2工艺路线方案二工序1铸造工序2时效工序3涂底漆工序4粗,精铳上平面至尺寸工序5粗,精铳下平面工序6粗,精铳箱体宽度侧平面工序7粗，精镇直径62Hl2的孔工序8粗，精链直径中80Hl2的孔工序9钻中30的孔工序1

7、0力口工6M10孔黑龙江工程学院本科生毕业设计工序11钻22的孔工序12钻2xM16的孔工序13钻台阶小孔工序16钳工,去除锐边毛剌工序17检验工序18入库工艺路线的比较与分析：第二条工艺路线不同于第一条是将铳各平面工序放到前面。加工完上下平面再加 工各孔与,其它的先后顺序均没变化。通过分析发现这样的变动提高了生产效率。而且 对于零的尺寸精度和位置精度都有太大程度的帮助。采用互为基准的原则，先加工上、下两平面，然后以下、下平面为精基准再加工 两平面上的各孔，这样便保证了，上、下两平面的平行度要求同时为加两平面上各孔 保证了垂直度要求。符合先加工面再钻孔的原则。若选第一条工艺路线，加工不便于 装

8、夹，并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决定了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是非 平行这个问题。所以发现第一条工艺路线并不可行。如果选取第二条工艺方案，先加 工上、下平面，然后以这些已加工的面为精基准，加工其它各孔便能保证孔的形位公 差要求，从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第二个方案比较合理。所以我决 定以第二个方案进行生产。具体的工艺过程见工艺卡片所示。2. 2. 7机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定1 .箱盖(1)毛坯的外廓尺寸考虑其加工外廓尺寸为396X200X230 mm,表面粗糙度要求Rz为3.2um,根据 机械加工工艺手册(以下简称工艺手册)，表2.35及表2.36,按公差等级7

9、 9级，取7级，加工余量等级取F级确定。毛坯长：396+2 X 3. 5=403mm ；宽：200+2 X3=206mm ；高：230+2X2. 5=237mm。(2)主要平面加工的工序尺寸及加工余量为了保证加工后工件的尺寸，在铳削工件表面时，工序5的铳削深度ap=2.5mm, 工序6的铳削深度ap=2.45mm,留磨削余量0.05mm,工序8的磨削深度ap=0.05mm2 .箱体黑龙江工程学院本科生毕业设计(1)主要平面加工的工序尺寸及加工余量为了保证加工后工件的尺寸，在铳削工件表面时，工序4的铳削深度 ap=2.0mm,工序5的铳削深度ap=0. 5mm。(2)主轴箱体的材料是HT200,

10、生产类型为大批生产。由于毛坯用采用金属模铸 造，毛坯尺寸的确定如下：由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其 实只是名义上的加工余量，实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。由于本设计规定零件为大批量生产，应该采用调整法加工，因此计算最大与最小 余量时应按调整法加工方式予以确定。2. 2. 8确定切削用量1 .工序1粗、精铳变速箱体下平面(1)粗铳下平面工件材料：HT200,铸造；机床：X52K立式铳床；刀具：硬质合金三面刃圆盘铳刀(面铳刀)，材料：YT15, D = 100mm ,齿 数Z = 8,此为粗齿铳刀。单边余量：Z=3mm；所以铳削深度ap =

11、 3mm o每齿进给量町：af=0A2mm/Z ；铳削速度V ：参照参考文献7机械 加工工艺师手册，取V = 1.33机/s。机床主轴转速：1000V”n =- (2. 1)71d式中： v一铳削速度；d一刀具直径。由式2机床主轴转速1000V 1000x1.33x60/ .n =x 254厂 / minnd 3.14x100按照参考文献参考文献7机械加工工艺师手册，取 = 300/7min。实际铳削速度y ：ndn 3.14x100x300 1/v =x.51mls10001000x60进给量V/：黑龙江工程学院本科生毕业设计Vf = a fZn = 0.12x8x300/ 60 4.Smm

12、/ s工作台每分进给量，：f = Vf = 4.8mm Is = 288mm / minJ m Ja”根据参考文献查参考文献7机械加工工艺师手册，= 40mm o(2)精铳下平面工件材料：HT200,铸造；n机床：X52K立式铳床；刀具：高速钢三面刃圆盘铳刀(面铳刀)：YT15, D = 100mm ,齿数12,此为细 齿铳刀。精铳该平面的单边余量：Z=2mm；铳削深度明： ap = 2mm ；每齿进给量町：根据参考文献7机械加工工艺师手册，取W=0.08小加/Z。铳削速度V：参照参考文献7机械加工工艺师手册，取V = 0.32根/s。机床主轴转速，由式(2.1)有：1000V 1000x0.

13、32x60 n = 61r/min7ud 3.14x100按照参考文献7机械加工工艺师手册取，n = 75r/mino实际铳削速度丫：7idn 3.14x100x75 ，v = 0.4m / s10001000x60进给量Vf,由式(1.3)得：Vf = afZn = 0.15x12x75/60 = 2.25mm/ s工作台每分进给量，：fm =Vf= 225mm/s = 135mm/min被切削层长度/：由毛坯尺寸可知/ = 396加。刀具切入长度乙：Z, = 0.5(0 -折)+ (1 3)=0.5(100 - a/1002 - 402) + (1 3) = 7mm刀具切出长度，取4 =

14、2mm o走刀次数为1机动时间:黑龙江工程学院本科生毕业设计/ + /1+/, 396 + 7 + 2.= !-=1.13mm7 fm 288根据参考文献4机械加工工艺手册，可查得铳削的辅助时间J =1.04。精铳的切削工时被切削层长度/：由毛坯尺寸可知/ = 396机次；刀具切入长度6：精铳时4=3 = 100相机；刀具切出长度4：取l2=2mm0走刀次数为1机动时间。2：1 + L+1. 396 + 100 + 2.r.?=!- =x 1.09 min)fm 135可查得铳削的辅助时间缶=1。4。铳下平面的总工时为：t=+。2 +。1 +。2=1-13+1.04+1.04 +1.09=2.

15、58min2 .工序2加工其它平面，各切削用量与加工上平面相近，因此省略不算，参照工 序1执行。3 .工序3粗精铳左右端的侧面(1)粗铳左右端的侧面工件材料：HT200,铸造；机床：X52K立式铳床；刀具：硬质合金三面刃圆盘铳刀(面铳刀)，材料：KT15, D = 100mm , 齿数Z = 8,此为粗齿铳刀。单边余量Z=3mm；所以铳削深度 =3加加。每齿进给量町；取与 =0.12相加/Z铳削速度V。参照参考文献7机械加工工艺师手册，取V = 1.33%/s。由式2得机床主轴转速：1000V 1000x1.33x60.n =x 254r / minnd 3.14x100按照参考文献4机械加工

16、工艺手册，取 = 300min。实际铳削速度丫 ：7idn 3.14x100x300 . _ /v =p 1.5/m/s10001000x60黑龙江工程学院本科生毕业设计进给量匕Vf - af Zn 0.12x8x300/60 4.Smm/s工作台每分进给量，：f =Vr = 4.8/nm / s = 288mm / minap ：所以 上. = 60mm。 匕o被切削层长度/：由毛坯尺寸可知/ = 60%。刀具切入长度乙：4 =0.5(0_)02_3)+(1 3)(2.2)=0.5(100-V1002-602) + (1 3) = 11 13mm刀具切出长度4：Z2 = 2mm 0走刀次数为

17、1(2)精铳左右端侧平面工件材料：HT200,铸造；机床：X52K立式铳床；刀具：高速钢三面刃圆盘铳刀(面铳刀)：FT15, D = 100mm ,齿数12,此为细齿铳刀。精铳该平面的单边余量：Z=2mm；铳削深度： ap = 2mm ；每齿进给量a,： af = O.OSmm/Z ； JJ铳削速度V,取V = 0.32m/s。机床主轴转速，由式(2.1)有：1000V 1000x0.32x60 .n =Q 61/7 min71d3.14x100按照参考文献4机械加工工艺手册， = 75r/min。实际铳削速度丫：7idn 3.14x100x75 八.v = 0.4772 / s1000100

18、0x60进给量V/,由式(2.3)有：Vf = afZn = 0.15 x 12x75/60 = 2.25mm! s工作台每分进给量fm=Vf = 2.25mm/s = l35mm/min黑龙江工程学院本科生毕业设计被切削层长度/：由毛坯尺寸可知/ = 210帆机；刀具切入长度4：精铳时4 =。= 100机机；刀具切出长度4：取4 =2询2。走刀次数为1根据参考文献9金属切削手册=249/ (37.5x3)=2.21min；根据参考文献4机械加工工艺手册，可查得铳削的辅助时间j =0.41；根据参考文献9上海金属切削技术协会，金属切削手册，切削工时：t2 =249/(37.5 X 3)=2.2

19、1min；根据参考文献4机械加工工艺手册，可查得铳削的辅助时间仇=0.41。粗精铳宽度为396mm的下平台的总工时：t= t. +1. + +tf9 =2. 21+2. 21+0. 41+0. 41=5. 24min1, J J z4 .工序4粗精键62Hl2的孔(1)粗镜62Hl2的孔机床：卧式链床7618刀具：硬质合金镶刀，镶刀材料：YT5；切削深度=2.0mm ,毛坯孔径d()=57zm；进给量/：刀杆伸出长度取200加%,切削深度为卬=2.0mm。因此确定进给 量 f = a.2mm/ r ；切削速度丫 ： IX V = 2Amis - 144m/min o机床主轴转速八:1000V

20、1000x144/ .n 二二x 804.56 / min ，71d3.14x57按照参考文献3机床夹具设计，取 = 1000/min。 实际切削速度入7idn 3.14x57x1000 。八。/v =x 2.98m/510001000x60工作台每分钟进给量，：力 -fn- 0.2 xlOOO = 200mm / min被切削层长度/： / = 190nvn刀具切入长度4:黑龙江工程学院本科生毕业设计2 5+ (2 3) =+ 2 a 6.33mm织30。刀具切出长度/2 ：，2 = 35mm ；取乙=4mm。行程次数i: i=l机动时间：=l + l+l2 = 190 + 6.33 + 4

21、 x o.227 min200工步辅助时间为：2.61 min(2)精镜孔62Hl2机床：卧式镶床T618；YT5；YT5；刀具：硬质合金锋刀；镶刀材料:切削深度ap ： ap = 0.5mm ；进给量/：根据参考文献3机床夹具设计，刀杆伸出长度取200加机，切 削深为aF-0.5mm,因此确定进给量f = 0.15mm/ r。切削速度V：取V = 318m/s = 190.8m/min。机床主轴转速：1000V 1000x190.8.田iinnn / .n =x 1029r / min , 取 =1000r/min兀 d。3.14x61实际切削速度：7idn 3.14x61x1000 0八八

22、.v =x 3.09m / s10001000x62工作台每分钟进给量，：fm = fn = 0.15x1000 = 150/7?m/min被切削层长度/： I = 35mm 刀具切入长度、an0 5L =2 + (23) = + 2。2.87加tgkr火 30。刀具切出长度/2 ：，2 = 35mm ；取乙=4mm。行程次数i： i = l机动时间0：x 0.279 min/ + /+/? 35 + 2.87 + 4L =150黑龙江工程学院本科生毕业设计所以该工序总机动工时：0.227 + 0.279 = 0.506 min工步辅助时间为：l.86min5 .工序5粗键80Hl2的孔(1)

23、粗精。80Hl2的孔机床：卧式键床T618刀具：硬质合金镶刀，镶刀材料：KT5；切削深度：ap = 2.0mm ；毛坯孔径=75见?1 ；进给量刀杆伸出长度取200加，切削深度为cz-NOmm。因此确定进给量。切削速度 V ： IX V = 1.92m/5 = l 15m/min o机床主轴转速及:1000V 1000x115 彳。” / .n =X 488.32 / min ,nd 3.14x75取 = 600/min。实际切削速度U:Tidn 3.14x75x600 1 “ /v =x l./9m / s10001000x79工作台每分钟进给量，：fm = fn = 0.2 x 600 =

24、 120mm / min被切削层长度/： l = 65mm。刀具切入长度4:a2 0。+ (2 3) = + 2”5452加 tgkr氏 30。刀具切出长度/2:，2 = 35mm ；取乙=4mm。行程次数i = l 机动时间知：/ + /, +465 + 5.45 + 4.!-=x 0.496 min力 15。工步辅助时间为：2.61min(2)精链下端孔到到H12机床：卧式键床T618第4章铳床夹具设计274.1 铳箱体上平面夹具图27定位基准的选择 274.1.1 定位元件的设计27定位误差分析 284.1.2 铳削力与夹紧力计算28夹具体槽形与计对刀装置设 294.1.3 夹紧装置及夹

25、具体设计31夹具设计及操作的简要说明324.2 本章小结32第5章 专用刀具量具的选择345.1 刀具的选择34刀具材料的选择 345.1.1 确定合理的切削方式及工作角度35妥善解决刀具的排屑，容屑，断屑问题355.1.5 正确选择刀具的轮廓365.2 专用量具的选择36量规工作尺寸的确定365.2.1 量规的技术要求375.3 本章小结37结论38参考文献 39致谢40附录41黑龙江工程学院本科生毕业设计刀具：硬质合金链刀；链刀材料：YT5；切削深度ap ： ap = 0.5mm ；进给量/：刀杆伸出长度取200加n,切削深度为与=0.5mm；因此确定进给量了 = 0.15mm/ r。切削

26、速度V：取V = 2.86m/s = 17L72m/min。机床主轴转速：1000V 1000x171.72.n =x 770.2厂 / min ,兀 d。3.14x71取 = 80O/min实际切削速度u,：7idn 3.14x61x800 个八八 /v =x 3.09m / s10001000x72工作台每分钟进给量，:fm = fri = QA5x 800 = 120mm / min被切削层长度/： I = 65mm。刀具切入长度4：an0 5L =1 + (23) = + 2。2.87 相机 tgkr火 30。刀具切出长度/2 ：乙=35mm , 取4 = 4mm。行程次数i: 1=1

27、。机动时间如:+ 4+/2 = 65 + 2.87 + 4 X 0.599minfm120所以该工序总机动工时:3 = 0.496 + 0.599 = 1.094 min工步辅助时间为：1.56min6.工序6钻下平在2-6 30工件材料为HT200铁，孔的直径为30mm。加工机床为Z535立式钻床，加工工序 为选用中30的麻花钻头。进给量 f ：取 了 = 0.25mm/r ；切削速度V：取V = 0.43m/s。由式(2.1)机床主轴转速：黑龙江工程学院本科生毕业设计1000V 1000x0.43x60 一一取 = 900/min71do 3.14x30n =H 456r / min ，实

28、际切削速度V：V,=四= 3.14x30x900085510001000x60被切削层长度/： I = 45mm刀具切入长度上Zj = ctgkr + (1 2) = * ctg 120 + 2 3.5mm刀具切出长度4：4=。走刀次数为1被切削层长度/： I = 45mm ；刀具切入长度4 ： 4 = 4.5mm ；刀具切出长度4=。走刀次数为1机动时间/ + / + /) 14/ + / + /) 1445 + 3.50.25x800h 0.118 min钻削的辅助时间S= L77.工序加工6M10底孔工件材料为HT200铁，孔的直径为9mm。加工机床为Z535立式钻床，加工工序为 选用中

29、9的麻花钻头。进给量 f ：取 了 = 0.25mm/r ；切削速度V：参照参考文献4机械加工工艺手册，取V = 0.43m/s。由式（2.1）机床主轴转速及：取几= 900/min1000V 1000x0.43x60 0。，.兀(1。3.14x10n = 821r / min ，实际切削速度V：兀 d()n10003.14x9x9001000x60x QAlm/ s被切削层长度/： I = 22mm刀具切入长度4：黑龙江工程学院本科生毕业设计D7Zj = ctgkr + (1 - 2) = ctg 120 + 2 4Amm刀具切出长度：4=o走刀次数为1根据参考文献4机械加工工艺手册，可查得

30、钻削的辅助时间 =1.77 o7 .工序8钻622孔工件材料为HT200铁，孔的直径为40mm,表面粗糙度此=3.2加。加工机 床为Z535立式钻床，加工工序为钩钻，加工刀具为：钻孔22mm小直径钻。(1)确定切削用量确定进给量/ :根据参考文献7机械加工工艺师手册，可以得4 =0.25-0.31mm/r,于孔深度比：/4=8/13 = 0.6 ,故klf - 1.0 /发=(0.25 0.3 l)xl.0 = 0.25 0.3 mm / r。查Z535立式钻床说明书，取了 = 0.23加n/r。根据参考文献7机械加工工艺师手册，钻头强度所允许是进给量fr。由于机床进给机构允许的轴向力= 15

31、690N (由机床说明书查出)，根据参考文献7机械加工工艺师手册，允许的进给量/ 1.8如h/r。由于所选进给量/远小于及故所选/可用。确定切削速度” 轴向力F、转矩T及切削功率以 根据表28-15,由插 入法得：u表=17m/min, /=4732NT表=5T69NM ,匕表=1.25左W由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。由参考文献7机械加工工艺师手册，kMv = 0.88 , klv = 0.75 ,故v 表=17m/ minx 0.88 x 0.75 = 11.22(m/ min)，lOOOu 表 1000x11.22根 2/min.n =- = 189a

32、7 min兀 d07i x 40mm查Z535机床说明书，取 = 195r/min。实际切削速度为7rde 乃x30加2x195/min.v =18.37m / minI000I000由参考文献7机械加工工艺师手册，kMF=kMT=.Q,故b=4732N x L0 = 4732(N)黑龙江工程学院本科生毕业设计T = 5L69Nmxl.0 = 5L69N校验机床功率切削功率匕为：P,n=PmnlnkMM=1.25 左 W x(195/ 298) x 1.0 = 0.82W机床有效功率：PE = PEr1 = 4.5左Wx0.81 = 3.65左W Pm故选择的钻削用量可用，即6?0 = 22m

33、m , / = 0.232加/厂, = 195r/min, v = 7.35m/min 相应地b= 4732N, T = 51.69Pn=0.S2kW9.工序9校验(5)钻M6孔工件材料：HT200,金属模铸造；机床：Z535立式钻床；刀具：高速钢钻头中5；被切削层长度/： l = 22mmo刀具切入长度4:4 = ctgkr + (1 2) = ctg120 + 2 4.1mm刀具切出长度4： 4=。走刀次数为1机动时间。：x 0.07 min/ + /j + /212.5 + 4.1fri-0.25x900根据参考文献4机械加工工艺手册，可查得钻削的辅助时间加=1.77。钻G1/4的工时;

34、钻Gl/4孔进给量/ = 0.23相机/人 机床主轴转速 = 195r/min。被切削层长度I ： 1 = 12mm刀具切入长度乙：4 = ctgkr + (1 - 2) = cZgl 20 + 2 10.2mm刀具切出长度，2：，2=。黑龙江工程学院本科生毕业设计走刀次数为1 机动时间心：x 0.27 min/ + 4 + 43 + 10.20.25x195由参考文献4机械加工工艺手册，可查得钻削的辅助时间小=L77t= t. + tft=0.27+1.77=2.04min该工序的总工时为：2.04+0.07+0.05+1.77+1.77=5.7min所以该方案满足生产要求。2.3本章小结机

35、械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文 件。对加工工艺规程的设计，可以了解了加工工艺对生产、工艺水平有着极其重要的 影响。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通 过机械加工工艺来体。黑龙江工程学院本科生毕业设计第3章程孔夹具设计3.1夹具的结构类型镶床夹具又称键模它主要用于加工相体，支架等工件上的单孔或孔系。链模不仅 广泛用于一般镶床和镇孔组合机床上也可以用在一般车床、铳床和摇臂钻床上，加工 有较高精度要求的孔或孔系。链床夹具，除具有定位元件、加紧机构和夹具体等基本 部分外，还有引导刀具的链套。而且还像钻套布置在钻模板上一样，链套也按

36、照被加 工孔或孔系的坐标位置，布置在一个或几个专用的镜孔的位置精度和孔的几何形状精 度。因此，链套、键模支架和键杆是镶床夹具的特有元件。如链孔夹具简图3.1图3.1链孔夹具简图1、链床夹具按其结构特点，使用机床和镜套位置的不同，有以下分类方法。(1)按使用机床类别分，可分为万能键床夹具、多轴组合机床镶床夹具、精密 链床夹具，以及一般通用机床链床夹具。(2)按夹具的结构特点分，可分为卧式链床夹具和立式镶床夹具等。(3)按键套的位置分布，可分为单支承前引导的键床夹具，即链套为于被加工 孔的前方；单支承后引导的链床夹具。本夹具属于单支承后引导的镶床夹具，本就加以说明介绍。单支承后引导的键床夹具，既镶

37、套位于被加工孔的后方，介于工件与机床主轴之间，主要用于加工D90mm。但根据区有两种类型：D2、舞削出D的方式，则在加工这种较长的孔时，刀具的悬伸长度h 必然很大，起码应大于L.由于刀具悬伸长度大，所以刀具易引偏，严重时会使镖杆与 链套蹩住，否则须增加镜套长度，以保证足够的导引刚度。但这样将导致整个键套部 分的结构庞大。上述两种的单支承引导的键杆与机床主轴作刚性联接，这样，要使键套中心对准 机床主轴中心，不容易做到很准确，而且还需要技术水平较高的工人能胜夹紧力大小的确定原则夹紧力大小对于确定夹紧装置的结构尺寸，保证夹紧可靠性等有很大影响。夹紧 力过大易引起工件变形，影响加工精度。夹紧力过小则工

38、件夹不紧，在加工过程中容 易发生工件位移，从而破坏工件定位，也影响加工精度，甚至造成安全事故。由此可 见夹紧力大小必须适当。计算夹紧力时，通常将夹具和工件看成一个刚性系统，然后根据工件受切削力、 夹紧力（大工件还应考虑重力，运动的工件还需考虑惯性）后处于静力平衡条件，求 出理论夹紧力，为了安全起见再乘以安全系数K。w=kvr式中 W计算出的理论夹紧力；W实际夹紧力；K安全系数，通常k=1.53.当用于粗加工时，k=2.53,用于精加工时 k=1.52。这里应注意三个问题：1 .切削力在加工过程中往往方向、大小在变化，在计算机中应按最不利的加工条 件下求得的切削力或切削合力计算。如图所示切削方向

39、进行静力平衡，求出理论 夹紧力，再乘以安全系数即为实际夹紧力，图中W为夹紧力，Nl、N1为镇孔各方 向键削力，可按切削原理中求切削力。而N1切削力将使夹紧力变大，在列静平衡方 程式时，我们应按不利的加工条件下，即N1时求夹紧力。既卬=劭1 = 1.5初黑龙江工程学院本科生毕业设计图 3. 1. 12 .在分析受力时，往往可以列出不同的工件静平衡方程式。这时应选产生夹紧力 最大的一个方程，然后求出所需的夹紧力。如图所示垂直方向平衡式为 W=1.5KN;水平方向可以列出：W = L5MV/,f为工件与定位件间的摩擦系数，一般0. 15, 即W=10KN；对。点取矩可得下式 KN J（2/2）+/2

40、 + 0.5/+ J-+/2 + 0 /W =L21= 3.2KN比较上面三种情况，选最大值，既W=10KN。3 .上述仅是粗略计算的应用注意点，可作大致参考。由于实际加工中切削力是一 个变值，受工件材料性质的不均匀、加工余量的变动、刀具的钝化等因素影响，计算 切削力大小的公式也与实际不可能完全一致，故夹紧力不可能通过这种计算而得到结 果。生产中也有根据一定生产实际经验而用类比法估算夹紧力的，如果是一些关键性 的重要夹具，则往往还需要通过实验的方法来确定所需夹紧力。本夹具主要用来镇左端平面夹具，这个工艺孔有尺寸精度要求,表面粗糙度要求， 表面粗糙度为此=1.6加，与顶面垂直。并用于以后各面各孔

41、加工中的定位。其加工 质量直接影响以后各工序的加工精度。本到工序为杠杆加工的第一道工序，加工到本 道工序时只完成了传动箱体上表面的粗、精铳。因此再本道工序加工时主要应考虑如 何保证其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高劳动生产率，降低劳动强度。黑龙江工程学院本科生毕业设计3. 1.2定位基准的选择由零件图可知，有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并应与顶面垂直。为了保证所 钻的孔与顶面垂直并保证工艺孔能在后续的孔系加工工序中使各重要支承孔的加工余 量均匀。根据基准重合、基准统一原则。在选择工艺孔的加工定位基准时，应尽量选 择上一道工序即粗、精铳箱体的下表面工序的定位基准，以及设计基准作为其定位

42、基 准。因此加工工艺孔的定位基准应选择选用下平作为定位基准，为了提高加工效率， 根据工序要求先采用标准硬质合金镶刀刀具对工艺孔进行粗链削加工；然后采用硬质 合金镇刀对其进行精加工，准备采用手动夹紧方式夹紧。切削力的计算与夹紧力分析由于本道工序主要完成工艺孔的镇加工：链削力：F = 26Df0sHB0（）链削力矩：T = ior7O8o.6式中： D = 62mm HB =（HBmax - HBmm） = 255 - （255 -187）= 232Ill clX 3 Ill d aIll 111 /3 /f - 0.15mm rlF = 26 x 25 x 0.150-8 x 2320 6 =

43、3755.2NT = 10x25,9x0.1 508 x 23206 = 26174N mm本道工序加工工艺孔时，工件的下平面与台价台靠紧。采用带光面压块的压紧螺 钉夹紧机构夹紧，该机构主要靠压紧螺钉夹紧，属于单个普通螺旋夹紧。根据参考文 献11可查得夹紧力计算公式：(3. 1)QLrtg(prztga +(p式中：取一单个螺旋夹紧产生的夹紧力（N）；。一原始作用力（N）；L一作用力臂（mm）；厂一螺杆端部与工件间的当量摩擦半径（mm）； 外一螺杆端部与工件间的摩擦角（）;一螺纹中径之半（mm）；黑龙江工程学院本科生毕业设计a一螺纹升角（）;%一螺旋副的当量摩擦角（）。由式（3.1）得点接触的

44、单个普通螺旋夹紧力:35x504x(3101+950)= 1895N夹紧元件及动力装置确定由于箱体的生产量很大，采用手动夹紧的夹具结构简单，在生产中的应用也比较 广泛。因此本道工序夹具的夹紧动力装置采用手动夹紧。采用手动夹紧，夹紧可靠， 机构可以不必自锁。本道工序夹具的夹紧元件选用带光面压块的压紧螺钉。旋紧螺钉使其产生的力通 过光面压块将工件压紧。3. 1.5锋套、衬套、 锋模板及夹具体设计工艺孔的加工需粗、精链切削才能满足加工要求。故选用快换钻套（其结构如下 图所示）以减少更换钻套的辅助时间。钻模板选用固定式钻模板，工件以底面及侧面 分别靠在夹具支架的定位快，用带光面压块的压紧螺钉将工件夹紧。夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这些主要 元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。整个夹具的结构见夹具装配图如上图所 示：3. 1.6夹具精度分析利用夹具在机床上加工时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统。 它们