摘 要
本文是在變速箱上蓋的圖樣分析后進(jìn)行變速箱上蓋的機(jī)械加工工藝路線的設(shè)計(jì)，同時(shí)按照其中的加工工序的要求設(shè)計(jì)夾具。
變速箱上蓋的主要加工內(nèi)容是表面和孔。其加工路線長，加工時(shí)間多，加工成本高，零件的加工精度要求也高。按照機(jī)械加工工藝要求，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以保證加工精度?；鶞?zhǔn)選擇以底面作為粗基準(zhǔn)，以底面與兩個(gè)工藝孔作為精基準(zhǔn)，確定了其加工的工藝路線和加工中所需要的各種工藝參數(shù)。
在零件的夾具設(shè)計(jì)中，主要是根據(jù)零件加工工序要求，分析應(yīng)限的自由度數(shù)，進(jìn)而根據(jù)零件的表面特征選定定位元件，再分析所選定位元件能否限定應(yīng)限自由度。確定了定位元件后還需要選擇夾緊元件，最后就是確定專用夾具的結(jié)構(gòu)形式。
關(guān)鍵詞:變速箱上蓋；加工工藝；工序；專用夾具
Abstract
This article is in the gearbox cover pattern analysis machining process route design gearbox cover, but in accordance with the requirements of the design process in which the processing jig.
The main content of the transmission and processing of the surface and cover the hole. Its processing line long processing times and more, high processing costs, machining precision parts is high. In accordance with the requirements of the machining process, follow the principle of surface after the first hole, and hole machining and the plane clearly divided into roughing and finishing stages in order to ensure accuracy. Select to the bottom surface of the base as a crude reference to the bottom surface of the hole as a fine reference both processes, determine the route of its processing technology and the various process parameters required for processing.
In fixture design parts, the main part is based on the requirements of the processing step, the analysis should be limited to the number of degrees of freedom, and then depending on the surface characteristics of the part of the positioning element is selected, and then analyze whether the selected positioning element defines should limit freedom. Determine the positioning element after clamping elements also need to choose, it is to determine the final form of the structure of the special fixture.
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????Keywords: transmission cover; processing; step; special fixture
目錄
摘 要 II
Abstract III
第1章 序 言 1
1.1 本課題的研究內(nèi)容和意義 1
1.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況 2
1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求 3
第2章 零件的分析 5
2.1零件的形狀 5
2.2零件的工藝分析 5
第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 7
3.1 確定毛坯的制造形式 7
3.2 基面的選擇 7
3.3 制定工藝路線 7
3.3.1 工藝路線方案一 8
3.3.2 工藝路線方案二 8
3.3.3 工藝方案的比較與分析 9
3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 10
3.4.1 機(jī)床選用 10
3.4.2 選擇刀具 10
3.4.3 選擇量具 10
3.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 10
3.6確定切削用量及基本工時(shí) 12
第4章 鉸鏈?zhǔn)姐@模板鉆床夾具設(shè)計(jì) 25
4.1概述 25
4.2夾具的組成 25
4.3定位方法及定位元件 27
4.3.1定位的基本原理 27
4.3.2 定位元件 27
4.4對工件的夾緊設(shè)計(jì) 29
4.5夾具體 33
4.6專用夾具夾緊動(dòng)力元件選用 33
4.7鉆模板與導(dǎo)引元件的設(shè)計(jì) 33
4.8夾具體的設(shè)計(jì)與夾具方案 34
4.8.1夾具體設(shè)計(jì) 34
4.8.2夾具體設(shè)計(jì) 34
4.8.3夾緊力分析 35
結(jié)論 36
致謝 37
參考文獻(xiàn) 38
第1章 序 言
1.1 本課題的研究內(nèi)容和意義
工裝工藝及夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)是對所學(xué)專業(yè)課知識(shí)的一次鞏固，是在進(jìn)行社會(huì)實(shí)踐之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。機(jī)床夾具已成為機(jī)械加工中的重要裝備。機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)和使用是促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展的重要工藝措施之一。
機(jī)械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的主要依據(jù)。根據(jù)它來組織原材料和毛坯的供應(yīng)，進(jìn)行機(jī)床調(diào)整，專用工藝裝備的設(shè)計(jì)與制造，編制生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃，調(diào)配勞動(dòng)力，以及進(jìn)行生產(chǎn)成本核算等。
機(jī)械加工工藝規(guī)程也是組織生產(chǎn)、進(jìn)行計(jì)劃調(diào)度的依據(jù)。有了它就可以制定生產(chǎn)產(chǎn)品的進(jìn)度計(jì)劃和相應(yīng)的調(diào)度計(jì)劃，并能做到各工序科學(xué)地銜接，使生產(chǎn)均衡、順利，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和低消耗。
機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片，是兩個(gè)主要的工藝文件。機(jī)械加工工藝過程卡片，是說明零件加工工藝過程的工藝文件。在單件、小批量生產(chǎn)中，以機(jī)械加工工藝過程卡片指導(dǎo)生產(chǎn)，過程卡的各個(gè)項(xiàng)目編制較為詳細(xì)。機(jī)械加工工序卡片是為每個(gè)工序詳細(xì)制定的，用于直接指導(dǎo)工人進(jìn)行生產(chǎn)，多用于大批量生產(chǎn)的零件和成批生產(chǎn)中的重要零件。
在機(jī)械行業(yè)中，如何去保證工件的高精度、加工的成本等實(shí)質(zhì)性問題，一直是從事于機(jī)械行業(yè)人員研究的問題，其中在設(shè)計(jì)夾具的時(shí)候就要考慮以上問題，高效的夾具是工件高精度的保證，如何讓夾具更高效、更經(jīng)濟(jì)，這是行業(yè)人急需要解決的。
隨著社會(huì)的發(fā)展，科技的不斷提高，各種高科技技術(shù)逐漸滲透到各個(gè)行業(yè)，如何利用這些高科技為人類服務(wù)，如何充分利用這些高科技在機(jī)械行業(yè)中，這還需要機(jī)械行業(yè)人員不斷的努力，開拓創(chuàng)新。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，和社會(huì)市場需要，夾具的設(shè)計(jì)在逐步的超向柔性制造系統(tǒng)方向發(fā)展。迄今為止,夾具仍是機(jī)電產(chǎn)品制造中必不可缺的四大工具之一,刀具本身已高度標(biāo)準(zhǔn)化,用戶只需要按品種、規(guī)格選用采購。而模具和夾具則和產(chǎn)品息息相關(guān),產(chǎn)品一有變化就需重新制作,通常是屬于專用性質(zhì)的工具,模具已發(fā)展成為獨(dú)立的行業(yè);夾具在國內(nèi)外也正在逐漸形成一個(gè)依附于機(jī)床業(yè)或獨(dú)立的小行業(yè)。 組合夾具不僅具有標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、組合化等當(dāng)代先進(jìn)設(shè)計(jì)思想,又符合節(jié)約資源的原則,更適合綠色制造的環(huán)境保護(hù)原理。所以是今后夾具技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向單位 。
機(jī)床夾具通常是指裝夾工件用的裝置:至于裝夾各種刀具用的裝置,則一般稱為“輔助工具”。輔助工具有時(shí)也廣義地包括在機(jī)床夾具的范圍內(nèi)。按照機(jī)床夾具的應(yīng)用范圍,一般可分為通用夾具,專用夾具和可調(diào)整式夾具等。
通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，對自己所學(xué)的理論知識(shí)進(jìn)行一次綜合運(yùn)用，也是對四年的學(xué)習(xí)深度的一個(gè)檢驗(yàn)。在這次設(shè)計(jì)過程中，充分挖掘自己分析問題，解決問題的潛力。并希望通過畢業(yè)設(shè)計(jì)能養(yǎng)成一種嚴(yán)謹(jǐn)，認(rèn)真的態(tài)度，為以后參加工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。
1.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況
工裝的全稱是工藝裝備，工裝是指加工機(jī)床外而需保證零件加工質(zhì)量的工藝裝備，是制造過程中所用的各種工具的總稱。它是各企業(yè)內(nèi)除生產(chǎn)設(shè)備和工具外的為配合生產(chǎn)設(shè)備和人完成工藝制作要求的部分，大多工裝都是針對各自產(chǎn)品特點(diǎn)的。機(jī)械加工過程中用來固定和定位要加工的零件或毛坯件的裝置，即工裝的主要作用有：固定，定位，防止變形。
夾具屬于工裝，工裝包含夾具，屬于從屬關(guān)系。不僅僅是焊裝用，在機(jī)加工方面也有用，許多時(shí)候，需要裝配幾個(gè)部件并保證其定位準(zhǔn)確的時(shí)候就需要。設(shè)計(jì)工裝夾具要緊扣產(chǎn)品，因?yàn)楣ぱb夾具是專門為某些產(chǎn)品特定的，要保證生產(chǎn)時(shí)無干涉現(xiàn)象、定位準(zhǔn)確、操作工操作便捷等。簡單的說，就是用于工件裝夾的工具。
夾具從產(chǎn)生到現(xiàn)在，大約可以分為三個(gè)階段：第一個(gè)階段主要表現(xiàn)在夾具與人的結(jié)合上，這是夾具主要是作為人的單純的輔助工具，是加工過程加速和趨于完善；第二階段，夾具成為人與機(jī)床之間的橋梁，夾具的機(jī)能發(fā)生變化，它主要用于工件的定位和夾緊。人們越來越認(rèn)識(shí)到，夾具與操作人員改進(jìn)工作及機(jī)床性能的提高有著密切的關(guān)系，所以對夾具引起了重視；第三階段表現(xiàn)為夾具與機(jī)床的結(jié)合，夾具作為機(jī)床的一部分，成為機(jī)械加工中不可缺少的工藝裝備。
由于現(xiàn)代加工的高速發(fā)展，對傳統(tǒng)的夾具提出了較高要求，如快速、高效、安全等。要想達(dá)到這樣的生產(chǎn)要求，就必須計(jì)算加工工序零件在加工過程中由于切削力、重力、慣性力等所產(chǎn)生的切削力及切削力矩，按照夾具設(shè)計(jì)中所確定的夾緊方式進(jìn)行夾緊力的計(jì)算，為了減小夾具的具體尺寸，就需要增大夾具的定位區(qū)間，增大由夾緊力而產(chǎn)生的摩擦力矩、正壓力及由此而產(chǎn)生的摩擦力，以達(dá)到夾具小巧而精用的目的。同時(shí)為了減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工件裝夾效率，還需要對夾具的夾緊機(jī)構(gòu)的行程進(jìn)行設(shè)計(jì)，以期以最短的夾緊行程，達(dá)到最佳的夾緊效果。
1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求
通過實(shí)際調(diào)研和采集相應(yīng)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、閱讀相關(guān)資料相結(jié)合，對變速箱上蓋的基本結(jié)構(gòu)及作用有個(gè)大致的了解，在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過對金屬切削加工、金屬切削機(jī)床、機(jī)械設(shè)計(jì)與理論等相關(guān)知識(shí)充分掌握后，分析變速箱上蓋的加工工藝，確定變速箱上蓋各加工表面的加工方法，進(jìn)而形成變速箱上蓋的機(jī)械加工工藝路線。并能根據(jù)變速箱上蓋的加工工序要求，分析變速箱上蓋的定位方式、金屬切削加工過程中的機(jī)床工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)、工件夾緊等方面的相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)理論知識(shí)，完成工件的有效定位及夾緊，從而使整個(gè)變速箱上蓋的加工工藝路線經(jīng)濟(jì)，工件定位方案合理，來達(dá)到產(chǎn)品的最優(yōu)化設(shè)計(jì)。
針對實(shí)際使用過程中存在的金屬加工工藝文件編制、工件夾緊及工藝參數(shù)確定及計(jì)算問題，綜合所學(xué)的機(jī)械理論設(shè)計(jì)與方法、機(jī)械加工工藝文件編制及實(shí)施等方面的知識(shí)，設(shè)計(jì)出一套適合于實(shí)際的變速箱上蓋加工工藝路線，從而實(shí)現(xiàn)適合于現(xiàn)代加工制造業(yè)、夾緊裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)。為提高鉆床夾具在機(jī)床上安裝的穩(wěn)固性，減輕其斷續(xù)切削可能引起的振動(dòng)，夾具體不僅要有足夠的剛度和強(qiáng)度，其高度和寬度比也應(yīng)恰當(dāng)，一般有H/B≤1～1.25，以降低夾具重心，使工件加工表面盡量靠近工作臺(tái)面。
第2章 零件的分析
2.1零件的形狀
題目給的零件是汽車變速箱蓋零件，主要作用是起連接作用。
零件的實(shí)際形狀如上圖所示，從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)比較簡單。具體尺寸，公差如下圖所示2-1。
圖2-1 汽車變速箱蓋零件圖
2.2零件的工藝分析
由零件圖可知，其材料為HT200，該材料為灰鑄造，具有較高強(qiáng)度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件。
汽車變速箱蓋零件主要加工表面為：1. 粗銑底面、半精銑，表面粗糙度值為3.2。2. 粗銑、半精銑上端面，表面粗糙度值3.2。3. 車外圓，表面粗糙度值3.2。4. 車內(nèi)孔及圓弧，及表面粗糙度值3.2。5.兩側(cè)面粗糙度值6.3、12.5，面粗糙度值6.3。
汽車變速箱蓋共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下：
(1)．底部端面的加工表面：
? ? 這一組加工表面包括：端面，內(nèi)圓，倒角鉆孔并攻絲。這一部份只有端面有6.3的粗糙度要求。其要求并不高，粗車后半精車就可以達(dá)到精度要求。而鉆工沒有精度要求，因此一道工序就可以達(dá)到要求，并不需要擴(kuò)孔、鉸孔等工序。
(2).端面的加工表面：
這一組加工表面包括：端面，粗糙度為3.2；的端面，并帶有倒角；中心孔。其要求也不高，粗車后半精車就可以達(dá)到精度要求。其中，內(nèi)圓直接在車床上做鏜工就行了。
第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
本汽車變速箱蓋假設(shè)年產(chǎn)量為10萬臺(tái)，每臺(tái)車床需要該零件1個(gè)，備品率為19%，廢品率為0.25%，每日工作班次為2班。
該零件材料為HT200，考慮到零件在工作時(shí)要有高的耐磨性，所以選擇鑄鐵鑄造。依據(jù)設(shè)計(jì)要求Q=100000件/年，n=1件/臺(tái)；結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率α和 廢品率β分別取19%和0.25%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)
N=2XQn(1+α)（1+β)=238595件/年
3.1 確定毛坯的制造形式
零件材料為HT200，鑄件的特點(diǎn)是液態(tài)成形，其主要優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng)，即適用于不同重量、不同壁厚的鑄件，也適用于不同的金屬，還特別適應(yīng)制造形狀復(fù)雜的鑄件。考慮到零件在使用過程中起連接作用，分析其在工作過程中所受載荷，最后選用鑄件，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠[2]。年產(chǎn)量已達(dá)成批生產(chǎn)水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用砂型鑄造，這從提高生產(chǎn)效率，保證加工精度，減少生產(chǎn)成本上考慮，也是應(yīng)該的。
3.2 基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。
粗基準(zhǔn)的選擇，對像汽車變速箱蓋這樣的零件來說，選好粗基準(zhǔn)是至關(guān)重要的。對本零件來說，如果外圓的端面做基準(zhǔn)，則可能造成這一組內(nèi)外圓的面與零件的外形不對稱，按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則(即當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面做粗基準(zhǔn)，若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對應(yīng)位置精度較高的不加工表面做為粗基準(zhǔn)) [3]。
對于精基準(zhǔn)而言，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不在重復(fù)。
3.3 制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。
3.3.1 工藝路線方案一
10 鑄造 鑄造
20 時(shí)效 時(shí)效
30 涂底漆 涂底漆
40 粗銑 粗銑底部大端面
50 精銑 精銑底部大端面
60 粗銑 粗銑頂部凸臺(tái)端面
70 精銑 精銑頂部凸臺(tái)端面
80 銑削 銑削M10螺紋孔端面
90 鉆擴(kuò)鉸 鉆擴(kuò)鉸底部8-φ12孔
100 鉆 鉆內(nèi)部3-φ12孔
110 鉆擴(kuò)鉸 鉆擴(kuò)鉸底部φ19、φ21、φ26臺(tái)階孔
120 鉆擴(kuò)鉸 鉆擴(kuò)鉸前端面φ10、φ12臺(tái)階孔
130 鉆孔攻絲 鉆頂部凸臺(tái)端面M10孔螺紋孔
140 粗車 粗車頂部SR20內(nèi)部圓弧輪廓及倒角 機(jī)加工
150 精車 精車頂部SR20內(nèi)部圓弧輪廓及倒角 機(jī)加工
160 去毛刺 去毛刺
170 檢查 檢查
3.3.2 工藝路線方案二
10 鑄造 鑄造
20 時(shí)效 時(shí)效
30 涂底漆 涂底漆
40 粗銑 粗銑底部大端面
50 精銑 精銑底部大端面
60 粗銑 粗銑頂部凸臺(tái)端面
70 精銑 精銑頂部凸臺(tái)端面
80 銑削 銑削M10螺紋孔端面
140 粗車 粗車頂部SR20內(nèi)部圓弧輪廓及倒角 機(jī)加工
150 精車 精車頂部SR20內(nèi)部圓弧輪廓及倒角 機(jī)加工
90 鉆擴(kuò)鉸 鉆擴(kuò)鉸底部8-φ12孔
100 鉆 鉆內(nèi)部3-φ12孔
110 鉆擴(kuò)鉸 鉆擴(kuò)鉸底部φ19、φ21、φ26臺(tái)階孔
120 鉆擴(kuò)鉸 鉆擴(kuò)鉸前端面φ10、φ12臺(tái)階孔
130 鉆孔攻絲 鉆頂部凸臺(tái)端面M10孔螺紋孔
160 去毛刺 去毛刺
170 檢查 檢查
3.3.3 工藝方案的比較與分析
上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于：方案一的定位和裝夾等都比較方便。方案二采用鏜床加工，需要要及時(shí)更換刀具，因?yàn)橛行┕ば蛟谲嚧采弦部梢约庸?，鏜、鉆孔等等，需要換上相應(yīng)的刀具。因此綜合工藝方案，取優(yōu)棄劣，具體工藝過程如下：
10 鑄造 鑄造
20 時(shí)效 時(shí)效
30 涂底漆 涂底漆
40 粗銑 粗銑底部大端面
50 精銑 精銑底部大端面
60 粗銑 粗銑頂部凸臺(tái)端面
70 精銑 精銑頂部凸臺(tái)端面
80 銑削 銑削M10螺紋孔端面
90 鉆擴(kuò)鉸 鉆擴(kuò)鉸底部8-φ12孔
100 鉆 鉆內(nèi)部3-φ12孔
110 鉆擴(kuò)鉸 鉆擴(kuò)鉸底部φ19、φ21、φ26臺(tái)階孔
120 鉆擴(kuò)鉸 鉆擴(kuò)鉸前端面φ10、φ12臺(tái)階孔
130 鉆孔攻絲 鉆頂部凸臺(tái)端面M10孔螺紋孔
140 粗車 粗車頂部SR20內(nèi)部圓弧輪廓及倒角 機(jī)加工
150 精車 精車頂部SR20內(nèi)部圓弧輪廓及倒角 機(jī)加工
160 去毛刺 去毛刺
170 檢查 檢查
3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備
3.4.1 機(jī)床選用
①.工序是粗車、和精車。各工序的工步數(shù)不多，成批量生產(chǎn)，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的CA6140臥式車床。參考根據(jù)《機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡明手冊》表4.2-7。
②.工序是鉆孔，選用Z525搖臂鉆床。
3.4.2 選擇刀具
①.在車床上加工的工序,一般選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。加工刀具選用YG6類硬質(zhì)合金車刀，它的主要應(yīng)用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性,可選用可轉(zhuǎn)位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。
②.鉆孔時(shí)選用高速鋼麻花鉆，參考《機(jī)械加工工藝手冊》（主編 孟少農(nóng)），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有參數(shù)[4]。
3.4.3 選擇量具
本零件屬于成批量生產(chǎn)，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計(jì)量器具的不確定度選擇；二是按計(jì)量器的測量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。
3.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“汽車變速箱蓋” 零件材料為HT200，查《機(jī)械加工工藝手冊》（以后簡稱《工藝手冊》），表2.2-17 各種鑄鐵的性能比較，灰鑄造的硬度HB為143～269，表2.2-23 灰鑄造的物理性能，HT200密度ρ=7.2～7.3（），計(jì)算零件毛坯的重量約為2。
表3-1 機(jī)械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì)
生產(chǎn)類別
同類零件的年產(chǎn)量[件]
重型
（零件重>2000kg）
中型
（零件重100~2000kg）
輕型
（零件重<100kg）
單件生產(chǎn)
5以下
10以下
100以下
小批生產(chǎn)
5~100
10~200
100~500
中批生產(chǎn)
100~300
200~500
500~5000
大批生產(chǎn)
300~1000
500~5000
5000~50000
大量生產(chǎn)
1000以上
5000以上
50000以上
根據(jù)所發(fā)的任務(wù)書上的數(shù)據(jù)，該零件的月工序數(shù)不低于30～50，毛坯重量2<100為輕型，確定為大批生產(chǎn)。
根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)，選擇鑄造類型的主要特點(diǎn)要生產(chǎn)率高，適用于大批生產(chǎn)，查《工藝手冊》表3.1-19 特種鑄造的類別、特點(diǎn)和應(yīng)用范圍，再根據(jù)表3.1-20 各種鑄造方法的經(jīng)濟(jì)合理性，采用機(jī)器砂模造型鑄件[5]。
表3-2 成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級(jí)
鑄造方法
公差等級(jí)CT
灰鑄造
砂型手工造型
11~13
砂型機(jī)器造型及殼型
8~10
金屬型
7~9
低壓鑄造
7~9
熔模鑄造
5~7
根據(jù)上表選擇金屬型公差等級(jí)為7級(jí)。
表3-3 鑄件尺寸公差數(shù)值
鑄件基本尺寸
公差等級(jí)CT
大于
至
8
63
100
160
100
160
250
1.6
1.8
2.0
根據(jù)上表查得鑄件基本尺寸大于100至160，公差等級(jí)為8級(jí)的公差數(shù)值為1.8。
表3-4 鑄鐵件機(jī)械加工余量（JB2854-80）
鑄件基本尺寸
加工余量等級(jí) 6
澆注時(shí)位置
>120~250
6.0
4.0
頂、側(cè)面
底 面
鑄孔的機(jī)械加工余量一般按澆注時(shí)位置處于頂面的機(jī)械加工余量選擇。
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。
3.6確定切削用量及基本工時(shí)
切削用量一般包括切削深度、進(jìn)給量及切削速度三項(xiàng)。確定方法是先是確定切削深度、進(jìn)給量，再確定切削速度?，F(xiàn)根據(jù)《切削用量簡明手冊》（第三版，艾興、肖詩綱編，1993年機(jī)械工業(yè)出版社出版）確定本零件各工序的切削用量所選用的表格均加以*號(hào)，與《機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡明手冊》的表區(qū)別[6]。
工序10、20、30：鑄造 時(shí)效處理無切削加工，無需計(jì)算
工序40、50：粗銑、精銑底部大端面
機(jī)床：銑床X52K
刀具：面銑刀(硬質(zhì)合金材料)，材料：， ，齒數(shù)。
單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：
精銑面余量：Z=1.0mm
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：?。喝°娤魉俣?
每齒進(jìn)給量：取取銑削速度
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
(3-1)
按照文獻(xiàn)，取
實(shí)際銑削速度：
(3-2)
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：,取
切削工時(shí)
被切削層：由毛坯可知，
刀具切入：
(3-3)
刀具切出：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間： (3-4)
機(jī)動(dòng)時(shí)間： (3-5)
所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間
工序60、70：粗銑、精銑頂部凸臺(tái)端面
機(jī)床：銑床X52K
刀具：面銑刀(硬質(zhì)合金材料)，材料：， ，齒數(shù)。
單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：
精銑面余量：Z=1.0mm
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：?。喝°娤魉俣?
每齒進(jìn)給量：取，取銑削速度
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
(3-6)
按照文獻(xiàn)，取
實(shí)際銑削速度：
(3-7)
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：取
切削工時(shí)
被切削層：由毛坯可知，
刀具切入：
(3-8)
刀具切出：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間： (3-9)
機(jī)動(dòng)時(shí)間： (3-10)
所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間
工序80：銑削M10.2螺紋孔端面
機(jī)床：銑床X52K
刀具：面銑刀(硬質(zhì)合金材料)，材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。
單邊余量：Z=3mm
所以銑削深度：
精銑面余量：Z=1.0mm
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：?。喝°娤魉俣?
每齒進(jìn)給量：取取銑削速度
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
(3-11)
按照，取
實(shí)際銑削速度：
(3-12)
進(jìn)給量： (3-13)
工作臺(tái)每分進(jìn)給量： (3-14)
：取
切削工時(shí)
被切削層：由毛坯可知，
刀具切入：
(3-15)
刀具切出：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間： (3-16)
機(jī)動(dòng)時(shí)間： (3-17)
所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間
工序90：鉆擴(kuò)鉸底部8-φ12孔
機(jī)床：立式鉆床Z525
刀具：根據(jù)選高速鋼錐柄麻花鉆頭。
⑴ 鉆孔
鉆孔時(shí)先鉆孔。
切削深度：
進(jìn)給量：取。
切削速度取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
， (3-18)
按照文獻(xiàn)，取
所以實(shí)際切削速度： (3-19)
切削工時(shí)
被切削層：
刀具切入：
(3-20)
刀具切出： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間： (3-21)
⑵ 鉸孔φ12
刀具：選擇擴(kuò)孔鉆頭（硬質(zhì)合金錐柄麻花材料）。
片型號(hào)：E403
切削深度：
進(jìn)給量：取。
切削速度：取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
(3-22)
按照文獻(xiàn)取
所以實(shí)際切削速度： (3-23)
切削工時(shí)
被切削層：
刀具切入有：
(3-24)
刀具切出： ，取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間： (3-25)
工序100：鉆內(nèi)部3-φ12孔
機(jī)床：立式鉆床Z525
刀具：根據(jù)選高速鋼錐柄麻花鉆頭。
⑴ 鉆孔
鉆孔時(shí)先鉆孔。
切削深度：
進(jìn)給量：取。
切削速度取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
， (3-26)
按照文獻(xiàn)，取
所以實(shí)際切削速度： (3-27)
切削工時(shí)
被切削層：
刀具切入：
(3-28)
刀具切出： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間： (3-29)
⑵ 鉸孔φ12
刀具：選擇擴(kuò)孔鉆頭（硬質(zhì)合金錐柄麻花材料）。
片型號(hào)：E403
切削深度：
進(jìn)給量：取。
切削速度：取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
(3-30)
按照文獻(xiàn)取
所以實(shí)際切削速度： (3-31)
切削工時(shí)
被切削層：
刀具切入有：
(3-32)
刀具切出： ，取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間： (3-33)
工序130 鉆頂部凸臺(tái)端面M10孔螺紋孔
本工序采用計(jì)算法[7]。
表3-5高速鋼麻花鉆的類型和用途
標(biāo)準(zhǔn)號(hào)
類型
直徑范圍（mm）
用途
GB1436-85
直柄麻花鉆
2.0～20.0
在各種機(jī)床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔
GB1437-85
直柄長麻花鉆
1.0～31.5
在各種機(jī)床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔
GB1438-85
錐柄麻花鉆
3.0～100.0
在各種機(jī)床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔
GB1439-85
錐柄長麻花鉆
5.0～50.0
在各種機(jī)床上，用鉆?；虿挥勉@模鉆孔
選用Z525搖臂鉆床，查《機(jī)械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，查《機(jī)》表2.4-37鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度可得，耐用度為4500，表10.2-5標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的直徑系列選擇錐柄長，麻花鉆，則螺旋角=30，鋒交2=118，后角a=10,橫刃斜角=50，L=197mm,l=116mm。
表3-6 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的全長和溝槽長度（摘自GB6137-85） mm
直徑范圍
直柄麻花鉆
l
l1
>11.80～13.20
151
101
表3-7 通用型麻花鉆的主要幾何參數(shù)的推存值（根據(jù)GB6137-85） （o）
d (mm)
β
2ф
αf
ψ
8.6～18.00
30
118
12
40～60
表3-8 鉆頭、擴(kuò)孔鉆和鉸刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
（1）后刀面最大磨損限度mm
刀具材料
加工材料
鉆頭
直徑d0（mm）
≤20
高速鋼
鑄鐵
0.5～0.8
（2）單刃加工刀具耐用度T min
刀具類型
加工材料
刀具材料
刀具直徑d0（mm）
11～20
鉆頭（鉆孔及擴(kuò)孔）
鑄鐵、銅合金及合金
高速鋼
60
鉆頭后刀面最大磨損限度為0.5～0.8mm刀具耐用度T = 60 min
①.確定進(jìn)給量
查《機(jī)械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，第二卷表10.4高速鋼鉆頭鉆孔的進(jìn)給量為f=0.25～0.65,根據(jù)表4.13中可知，進(jìn)給量取f=0.60。
②.確定切削速度
查《機(jī)械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編[8]，表10.4-17高速鋼鉆頭在灰鑄造（190HBS）上鉆孔的切削速度軸向力，扭矩及功率得，V=12，參考《機(jī)械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編[9]，表10.4-10鉆擴(kuò)鉸孔條件改變時(shí)切削速度修正系數(shù)K=1.0，R=0.85。
V=12=10.32 （3-34）
則= =131 （3-35）
查表4.2-12可知， 取 n = 150
則實(shí)際切削速度 = = =11.8
③.確定切削時(shí)間
查《機(jī)械加工工藝手冊》 孟少農(nóng) 主編，表10.4-43，鉆孔時(shí)加工機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算公式：
T= （3-36）
其中 l= l=5 l=2～3
則： t= =9.13 （3-37）
工序110：鉆擴(kuò)鉸底部φ19、φ21、φ26臺(tái)階孔
機(jī)床：立式鉆床Z525
刀具：根據(jù)選高速鋼錐柄麻花鉆頭。
先鉆孔。
切削深度：
進(jìn)給量：取。
切削速度取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
（3-38）
按照文獻(xiàn)，取
所以實(shí)際切削速度： （3-39）
切削工時(shí)
被切削層：
刀具切入：
（3-40）
刀具切出： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間： （3-41）
⑵ 擴(kuò)孔刀具：選擇擴(kuò)孔鉆頭（硬質(zhì)合金錐柄麻花材料）。
片型號(hào)：E403
切削深度：
進(jìn)給量：取。
切削速度：取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
（3-42）
按照文獻(xiàn)取
所以實(shí)際切削速度： （3-43）
切削工時(shí)
被切削層：
刀具切入有：
（3-44）
刀具切出： ，取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間： （3-45）
工序140、150：粗車、精車粗車頂部SR20內(nèi)部圓弧輪廓及倒角
已知加工材料灰鑄鐵
CA6140普通車床
所可轉(zhuǎn)位車刀(YG6硬質(zhì)合金材料)。根
故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。
①.確定加工深度
一次走刀內(nèi)完成
②.確定進(jìn)給量
根據(jù)《加工手冊》可知
刀桿尺寸為，，進(jìn)給量=0.5～1.0
按進(jìn)給量在《工藝手冊》可知：
=0.7
CA6140進(jìn)給力=3530。
，，=時(shí)，
進(jìn)給力：=950。
實(shí)際進(jìn)給力為：
=950=1111.5 （3-46）
所選=可用。
③.選擇磨鈍標(biāo)準(zhǔn)耐用度
根據(jù)《加工手冊》，最大磨損量取為，車刀壽命=。
④.確定加工速度
故：
==63 （3-47）
===120 （3-48）
根據(jù)CA6140車床選擇
=125
這時(shí)實(shí)際速度為：
== （3-49）
⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率
由《加工手冊》=～，，，加工速度時(shí)，
=
實(shí)際功率為：=1.7=1.2 （3-50）
在CA6140上進(jìn)行，最后用量為：
=3.75，=，==，=
精車加工
所可轉(zhuǎn)位車刀(YG6硬質(zhì)合金材料)。
選刀桿尺寸=，刀片厚度為。
①.確定加工深度
可在一次走刀內(nèi)完成
②.確定進(jìn)給量
根據(jù)《加工手冊》可知
刀桿尺寸為，
進(jìn)給量=0.5～1.0
按CA6140進(jìn)給量 =0.7
CA6140進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。
=950=1111.5故所選=可用。
③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度
根據(jù)《加工手冊》車刀后刀面磨損量，車刀壽命=。
④.確定加工速度
當(dāng)硬質(zhì)合金刀度200～219鑄件，
，，加工速度=。
==63
===120 （3-51）
根據(jù)CA6140車床=125
實(shí)際速度為：
== （3-52）
⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率
由《加工手冊》加工速度時(shí)，
=
加工功率修正系數(shù)=0.73=0.9，
時(shí)間功率為：
=1.7=1.2
=1.25，=，==，=
第4章 鉸鏈?zhǔn)姐@模板鉆床夾具設(shè)計(jì)
4.1概述
本夾具使用在搖臂鉆床上，加工汽車變速箱上蓋?10mm孔，锪?12mm沉孔深2.5mm，鉆M10mm螺紋底孔?8.4mm，锪平面保證尺寸32.5±0.1mm.
專用機(jī)床夾具是為變速箱上蓋在鉆孔工序上的裝夾而設(shè)計(jì)和制造的夾具。專用夾具需要對變速箱上蓋定位準(zhǔn)確、裝卸迅速。
一個(gè)優(yōu)良的機(jī)床夾具必須滿足下列基本要求：
（1）保證工件的加工精度 保證加工精度的關(guān)鍵，首先在于正確地選定定位基準(zhǔn)、定位方法和定位元件，必要時(shí)還需進(jìn)行定位誤差分析，還要注意夾具中其他零部件的結(jié)構(gòu)對加工精度的影響，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。
（2）提高生產(chǎn)效率 專用夾具的復(fù)雜程度應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)，應(yīng)盡量采用各種快速高效的裝夾機(jī)構(gòu)，保證操作方便，縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。
（3）工藝性能好 專用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單、合理，便于制造、裝配、調(diào)整、檢驗(yàn)、維修等。專用夾具的制造屬于單件生產(chǎn)，當(dāng)最終精度由調(diào)整或修配保證時(shí)，夾具上應(yīng)設(shè)置調(diào)整和修配結(jié)構(gòu)。
（4）使用性能好 專用夾具的操作應(yīng)簡便、省力、安全可靠。在客觀條件允許且又經(jīng)濟(jì)適用的前提下，應(yīng)盡可能采用氣動(dòng)、液壓等機(jī)械化夾緊裝置，以減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。專用夾具還應(yīng)排屑方便。必要時(shí)可設(shè)置排屑結(jié)構(gòu)，防止切屑破壞工件的定位和損壞刀具，防止切屑的積聚帶來大量的熱量而引起工藝系統(tǒng)變形。
（5）經(jīng)濟(jì)性好 專用夾具應(yīng)盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)元件和標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，力求結(jié)構(gòu)簡單、制造容易，以降低夾具的制造成本。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對夾具方案進(jìn)行必要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟(jì)效益。
4.2夾具的組成
夾具的組成：
1、定位元件
2、夾緊裝置
3、對刀、導(dǎo)向元件
4、夾具連接元件
5、輔助元件及裝置
6、夾具體
4.3定位方法及定位元件
4.3.1定位的基本原理
一個(gè)自由剛體，在空間直角坐標(biāo)系中，有6個(gè)方向活動(dòng)的可能性，即沿著三個(gè)坐標(biāo)軸方向移動(dòng)和繞著三個(gè)坐標(biāo)軸方向轉(zhuǎn)動(dòng)。自由剛體在空間的不同位置，就是這6個(gè)方向活動(dòng)的結(jié)果。一般把某個(gè)方向活動(dòng)的可能性稱為一個(gè)自由度，一個(gè)自由剛體在空間共有6個(gè)自由度。工件在沒有采取定位的情況下，其位置有6個(gè)活動(dòng)方向。要使工件在某個(gè)方向有確定的位置，就必須限制該方向的自由度。
可以通過布置支撐點(diǎn)的方式來限制自由度，我們把在工件的適當(dāng)位置，布置6個(gè)支撐點(diǎn)，限制工件的6個(gè)自由度，從而確定工件唯一確切位置的規(guī)則，稱為6點(diǎn)定位規(guī)則。
4.3.2 定位元件
定位元件的確定工件的準(zhǔn)確位置的元件，且要經(jīng)常與定位基準(zhǔn)接觸，所以它必須滿足以下幾點(diǎn)要求：
1、一定的精度
2、良好的耐磨性
3、足夠的剛性
4、良好的工藝性
（2）削邊銷
在本次設(shè)計(jì)中，我在其中采用了一面兩銷的定位方法
削邊銷作用：一面兩削定位方式中，“一面”完成軸向方向的定位，限制2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)、1個(gè)移動(dòng)（3個(gè)自由度）。圓柱銷限制2個(gè)移動(dòng)。削邊銷限制1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)。采用削邊銷是為了防止過定位。
在“一面兩銷”定位方式中，由于垂直于連心線方向上第二銷直徑?jīng)]有減小，故對工件的轉(zhuǎn)角誤差沒有影響。安裝削邊銷時(shí)，削邊方向要垂直于連心線，為了保證削邊銷的強(qiáng)度，通常采用菱形結(jié)構(gòu)。
削邊銷的定義：兩孔定位中，為了增加兩孔連心線方向上的間隙，避免過定位，把第二銷碰到工件孔壁的部分削去，這樣就形成了削邊銷，只留下上下一部分圓柱面，也起到減小第二銷直徑的作用。削邊銷通過與變速箱上蓋零件Φ6.7的配合實(shí)現(xiàn)了限制轉(zhuǎn)動(dòng)。如下圖所示。
圖 3 1
（3）輔助支撐
在定位設(shè)計(jì)中，我還加入了輔助支撐。為了使用裝夾變速箱上蓋方便，使夾具中擁有足夠的支撐，更好的限制工件的準(zhǔn)確位置。輔助支撐需要足夠的剛性來保持定位時(shí)的穩(wěn)定性，能夠幫助工件承受切削力。
輔助支撐的選擇。由于毛胚質(zhì)量不高，而又以粗基準(zhǔn)定位。這時(shí)若采用固定軸承，由于毛胚尺寸不穩(wěn)定，將引起工件上要加工表面的加工質(zhì)量發(fā)生較大的變化。影響加工精度。所以選用浮動(dòng)支承。浮動(dòng)支撐在工件定位過程中，能自動(dòng)調(diào)整位置的支承稱為自衛(wèi)支承。它是隨工件定位基準(zhǔn)面位置的變化而自動(dòng)與之相適應(yīng)的。
4.4對工件的夾緊設(shè)計(jì)
夾緊的目的是保證變速箱上蓋在夾具中的定位，使變速箱上蓋不致因加工時(shí)的切削力，重力，或半生力的作用而產(chǎn)生移動(dòng)或振動(dòng)。
夾緊裝置設(shè)計(jì)的優(yōu)劣對于提高夾緊的精度和工作效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度都有很大影響。設(shè)計(jì)夾緊裝置時(shí)，應(yīng)滿足以下主要要求：
（1）夾緊裝置在對工件夾緊時(shí)，不應(yīng)當(dāng)破壞工件的定位，為此，必須正確的選擇夾緊力的方向及作用特點(diǎn)。
（2）夾緊力的大小應(yīng)該可靠，適當(dāng)，要保證工件在夾緊后的變形和受壓表面的損傷不致超出允許范圍。
（3）夾緊裝置結(jié)構(gòu)簡單合理，夾緊動(dòng)作要迅速，操作方便，省力和安全。
1夾緊力方向的確定
（1）夾緊力應(yīng)朝向主要定位基準(zhǔn)面。對工件只施加一個(gè)夾緊力或施加幾個(gè)方向相同的夾緊力時(shí)，夾緊力的方向應(yīng)盡可能朝向主要定位基準(zhǔn)面。
（2）夾緊力應(yīng)有助于定位，而不應(yīng)破環(huán)定位，在夾緊力的作用下工件不應(yīng)該離開支承點(diǎn)。
（3）夾緊力盡量與夾緊工件剛度最大的方向一致。
（4）夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力相同。當(dāng)夾緊力方向與工件重力方向和切削力方向都相同時(shí)，加工過程所需的夾緊力最小，從而能簡化夾緊裝置的結(jié)構(gòu)便于操作，減小人工勞動(dòng)強(qiáng)度。
2夾緊力作用點(diǎn)的選擇
（1）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。
（2）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性較好的部位，這樣還可以防止或減少工件的變形對加工精度的影響。
（3）夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面。在加工過程中，切削力一般容易引起工件的轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)。作用點(diǎn)靠近被加工表面，始切削力對加工作用點(diǎn)的力變小，以減少工件轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢或變形。
3基本夾緊裝置
夾具的各種夾緊機(jī)構(gòu)中，以斜楔、螺旋、偏心、鉸鏈機(jī)構(gòu)以及它們組合而成的夾緊裝置最為普遍。
（1）斜楔夾緊機(jī)構(gòu)
①結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
a.斜楔的自鎖性。自鎖就是當(dāng)外加的夾緊作用力一旦消失或撤消后，夾緊機(jī)構(gòu)在純摩擦力的作用下仍能保持處于夾緊狀態(tài)而不松開。
b.斜楔具有改變夾緊作用方向的特點(diǎn)。當(dāng)外加一個(gè)夾緊作用力時(shí)，則斜楔產(chǎn)生一個(gè)與夾緊力方向垂直的對工件的作用力。
c.斜楔具有增力的作用。
d.斜楔夾緊行程很小。
②適用范圍
由于手動(dòng)的斜楔夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件時(shí)既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，效率極低，實(shí)際上很少采用。
（2）螺旋夾緊機(jī)構(gòu)
由螺釘、螺母、墊圈、壓板等原件組成的加緊機(jī)構(gòu)，稱為螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
①結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
a.螺旋夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，容易制造。
b.螺旋夾緊機(jī)構(gòu)有很大的增力作用，夾緊力與夾緊行程都很大。
c.由于纏繞在螺釘表面的螺旋線很長，升角又小，所以自鎖性能很好。
d.不足之處是夾緊速度慢，工件裝卸費(fèi)時(shí)，增加輔助世間。
②適用范圍
螺旋夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單,制造方便夾緊行程不受限制且夾緊可靠，所以在手動(dòng)夾緊裝置中廣泛使用。
偏心夾緊機(jī)構(gòu) ：
偏心夾緊機(jī)構(gòu)是指用偏心件直接或間接與其他原件組合來使用的實(shí)心夾緊工件的機(jī)構(gòu)。
適用范圍：圓偏心輪夾緊后，自鎖性能較差，只適用于切削力負(fù)荷較小又無很大振動(dòng)的場合，又因結(jié)構(gòu)尺寸不能太大，為滿足自鎖條件，夾緊行程受到限制，所以對夾緊面的尺寸公差要求嚴(yán)格。
鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)：
鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)是由鉸鏈杠桿組合而成的一種增力結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡單，增力倍數(shù)大，摩擦損失小，但無自鎖性能。常與動(dòng)力裝置連用，故在機(jī)械化裝置中廣泛應(yīng)用。
聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)：
利用一個(gè)原始作用力實(shí)現(xiàn)多件或單件的多點(diǎn)多向同時(shí)夾緊的機(jī)構(gòu)稱為聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。
定心夾緊機(jī)構(gòu)：
定心夾緊機(jī)構(gòu)是一種能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)定位和夾緊的特殊夾緊機(jī)構(gòu)。它的定位原件也是夾緊原件，它將工件定位并夾緊以后，能使其定位面的中心或?qū)ΨQ中心固定在規(guī)定的位置。
定心夾緊機(jī)構(gòu)可以分為剛性定心夾緊機(jī)構(gòu)和彈性定心夾緊機(jī)構(gòu)。
剛性定心夾緊機(jī)構(gòu)定心精度不高，但夾緊行程大，常用在粗加工，彈性定心夾緊機(jī)構(gòu)定位精度高，但夾緊行程小，常用與精加工。
4.5夾具體
夾具上的各個(gè)元件和裝置通過夾具體連成一個(gè)整體，安裝到機(jī)床上，通過夾具體它的結(jié)構(gòu)形狀尺寸及大小，與變速箱上蓋零件息息相關(guān)，受切削力及重力的影響
夾具毛坯的類型有鑄造夾具體、焊接夾具體、鍛造夾具體、裝配夾具體。在本次設(shè)計(jì)中，通過對各種夾具體的優(yōu)缺點(diǎn)分析，我選用鑄造夾具體。鑄造夾具體的優(yōu)點(diǎn)：工藝性好，可以鑄成許多復(fù)雜形體。具有較好的抗壓強(qiáng)度和剛度，以及切削性好。鑄造夾具體：但生產(chǎn)周期長，需要時(shí)效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。常用材料灰鑄鐵，要求強(qiáng)度高時(shí)用鑄鋼，要求重量輕時(shí)用鑄鋁。目前鑄造夾具體的應(yīng)用最廣。
夾具體應(yīng)滿足的要求：
（1）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。在加工過程中，夾具體要承受較大的切削力和夾緊力。為保證夾具體不會(huì)產(chǎn)生不允許的變形或振動(dòng)，夾具體應(yīng)有足夠的驅(qū)動(dòng)和剛度。
（2）求結(jié)構(gòu)簡單和裝卸方便。在保證強(qiáng)度和剛度的前提下。盡可能體積小重量輕。
（3）構(gòu)工藝性好，夾具體應(yīng)便于制造、裝配、檢驗(yàn)和維修。例如：鑄造夾具體上安裝各種元件的表面應(yīng)鑄造出3—5mm凸臺(tái)。
（4）排除，切屑要方便。
（5）具體在機(jī)床上安裝穩(wěn)定可靠。
（6）適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性。夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面，夾具體的安裝基面，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽绾托螤罹?，它們之間還應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁取?
4.6專用夾具夾緊動(dòng)力元件選用
為保證變速箱上蓋的使用要求，需加工變速箱上蓋同軸線的Φ4mm孔、M8mm螺紋底孔Φ6.7mm和锪沉孔Φ8.5mm深2mm，從而設(shè)計(jì)氣動(dòng)夾緊裝置，保證工件的加工精度和加工質(zhì)量。
4.7鉆模板與導(dǎo)引元件的設(shè)計(jì)
鉆模板是供安裝鉆套用的。要求具有一定的強(qiáng)度和剛度，以防止由于變形而影響鉆套的位置精度和導(dǎo)向精度。
鉆套即導(dǎo)引元件，在鉆模中的作用是保證被加工孔的位置精度，引導(dǎo)刀具防止其在加工過程中發(fā)生偏斜，提高刀具的剛性，防止加工時(shí)的振動(dòng)。
根據(jù)加工變速箱上蓋同軸線的Φ4mm孔、M8mm螺紋底孔Φ6.7mm和锪沉孔Φ8.5mm深2mm的要求可以先鉆再擴(kuò)，后用平頭鉆三次加工，也可以用鉆—擴(kuò)復(fù)合刀具一次加工獲得。本次設(shè)計(jì)利用復(fù)合刀具一次加工。但綜合考慮采用快換鉆套。
鉆模板的設(shè)計(jì)如下圖：
圖 3 2
其中各個(gè)元件：1—快換鉆套 2—鉆模板 3—襯套 4—圓柱銷 5—螺釘
更換鉆套時(shí)將鉆套缺口轉(zhuǎn)至螺釘處，即可取出鉆套。削邊的方向應(yīng)考慮刀具的旋向，以免鉆套自動(dòng)脫出。
4.8夾具體的設(shè)計(jì)與夾具方案
4.8.1夾具體設(shè)計(jì)
夾具體的材料為HT200，為鑄件，應(yīng)進(jìn)行人工時(shí)效處理，技術(shù)要求和尺寸詳見夾具體零件圖。
4.8.2夾具體設(shè)計(jì)
根據(jù)變速箱上蓋形狀特點(diǎn)知應(yīng)選擇軸向方向?yàn)閵A緊的方向，變速箱上蓋的左端面及底面為被夾緊的兩面。并選擇氣動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)為夾緊機(jī)構(gòu)。
轉(zhuǎn)動(dòng)配氣閥手柄，壓縮空氣進(jìn)入氣缸，活塞桿推動(dòng)與活動(dòng)接頭連接的壓板加緊工件，同時(shí)壓板推動(dòng)柱銷前進(jìn)，將工件端面牢固的壓在定位元件上。
由以上各主要元件的設(shè)計(jì)，將各部分連成一整體，夠成鉆模板的裝配圖。如下圖所示：
圖 3 3
4.8.3夾緊力分析
夾緊力是滿足定位可靠，夾具可行的因素。夾緊力不能太小，否則加工時(shí)產(chǎn)生位移破壞定位，但也不能太大，否則工件易變形。本次加工孔徑較小，所需夾緊力也較小，所設(shè)計(jì)的夾緊機(jī)構(gòu)能滿足加工要求我們采用氣動(dòng)夾緊。
結(jié)論
在設(shè)計(jì)過程中，我們讀到一些技術(shù)資料和設(shè)計(jì)手冊，在機(jī)械領(lǐng)域中的一些基本問題的探討。因此，這樣的設(shè)計(jì)不僅要加強(qiáng)自己的理解和知識(shí)，和他們的知識(shí)，拓寬。此外，該拉延工藝的設(shè)計(jì)，AutoCAD繪圖軟件的使用，并在同一時(shí)間，手繪，所有這些因素都使我們學(xué)到更多的知識(shí)，圖像識(shí)別和提高我們的繪圖能力。
本課題是汽車變速箱蓋的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)，主要是確定的工藝設(shè)計(jì)的工藝路線，確定加工和切削參數(shù)，基本工時(shí)，本設(shè)計(jì)的零件工藝路線是正確合理的，定位和夾緊的夾緊機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)定位和夾緊的目的，可以保證工件的加工精度。在很多問題的設(shè)計(jì)過程中，假設(shè)出現(xiàn)不合理工藝路線，甚無法保證夾具設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。在夾具設(shè)計(jì)中，由于定位基準(zhǔn)的選擇不合理，出現(xiàn)了定位或不定位零件加工精度無法保證。在夾緊機(jī)構(gòu)由于尺寸的選擇，如不合理，但沒有達(dá)到夾緊的目的，也可能是由于位置的夾緊力和工件表面的作用所產(chǎn)生的營業(yè)額不合理。然而，在老師的細(xì)心指導(dǎo)的悉心指導(dǎo)下，經(jīng)過三個(gè)月的努力，這些問題都一一解決方案。在這一過程中，加工工藝及夾具設(shè)計(jì)知識(shí)和更深入的了解，提高了綜合專業(yè)知識(shí)的能力，我的專業(yè)知識(shí)，進(jìn)一步提高技能，為以后從事專業(yè)技術(shù)工作。然而，在老師的細(xì)心指導(dǎo)的悉心指導(dǎo)下，經(jīng)過努力，這些問題都一一解決方案。
致謝
本課題是在XX老師指導(dǎo)下完成，非常感謝XX老師的耐心指導(dǎo)幫助。畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)知識(shí)，相關(guān)的專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用，是知識(shí)在實(shí)踐中的應(yīng)用。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我的專業(yè)知識(shí)得到鞏固和提高在原來的基礎(chǔ)上，就離不開老師和同學(xué)的幫助。設(shè)計(jì)的分析是在老師的指導(dǎo)下完成的，在分析過程中，老師給了我很大的鼓勵(lì)，在設(shè)計(jì)和分析使我覺得更多的設(shè)計(jì)思路，提高的學(xué)習(xí)能力，和討論的問題的分析，有一個(gè)更清楚的了解，使我受益不淺。
說實(shí)話，畢業(yè)設(shè)計(jì)真是有點(diǎn)累了。然而，明確其自身的設(shè)計(jì)結(jié)果，畢業(yè)設(shè)計(jì)仔細(xì)回味的旅程，一個(gè)罕見的成功立刻讓我昏昏欲睡。雖然這是我剛學(xué)的第一個(gè)走，一點(diǎn)在我的生命中的成功，但它讓我覺得更成熟了。通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我深深地感受到，做任何事都必須有耐心，細(xì)心。有時(shí)是不小心計(jì)算誤差，只能被無情地重做。但一想到老師教得比平時(shí)多，病人，認(rèn)為他們的社會(huì)責(zé)任感的