卡车变速杆壳钻六孔机床及夹具设计(附件)
摘 要本课题设计了卡车变速杆壳钻六孔机床及夹具设计。在组合机床设计中，首先对被加工工件进行工艺分析，并根据零件本身材料选取合适的切削用量，在充分计算动力参数的基础上对标准通用部件做出选择，并绘制出加工工序图、加工示意图、机床联系尺寸图及生产率计算卡。 在对箱体钻孔的机床及其专用夹具的设计，要求一次性装夹完成箱体上六个孔的加工，要保证孔的位置精度、加工余量和其他加工要求。通过对工件图上尺寸和加工工艺的分析，确定了刀具的切削用量，机床配置形式，计算出主轴的切削功率和直径，选择出合适的机床通用部件及设计出专用的夹具。
目 录
第一章 绪论 1
1.1组合机床概述 1
1.2本课题研究的目的及内容 1
第二章钻孔组合机床的总体设计 3
2.1制定工艺方案 3
2.1.1被加工零件特点 3
2.1.2定位基准的确定 4
2.1.3组合机床配置型式及结构方案的确定 4
2.2刀具的选择及切削用量的确定 5
2.3切削力，切削转矩及切削功率的确定 5
2.4机床刀具耐用度的计算 6
2.5组合机床的总体设计——“三图一卡” 6
2.5.1被加工零件工序图 7
2.5.2加工示意图 7
2.5.3机床联系尺寸总图 9
2.5.4生产率计算卡 11
第三章 组合机床的夹具设计 14
3.1夹具设计的基本要求 14
3.2定位方案 14
3.2.1工件的夹紧及夹紧机构 14
3.2.2钻套及钻模版 15
3.3夹具体设计的要求 15
3.3.1夹紧力的计算 16
结束语 18
致 谢 19
参考文献 20
第一章 绪论
1.1组合机床概述
众所周知，组合机床是生产技术发展的产物，是由传统机床和专用机床发展而来的。传统机床曾在机械产品生产中占据很大份额，随着科学技术的不断发展，尤其在近十多年来，特别是在汽车工业中机床的作用更为突出，为了提高汽车的性能，其零部件的精
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
度必须不断的得到提高，相应的对机床性能的需求也在不断的提高。以卡车的变速杆作为比对，单单是使用普通的机床来加工根本已经不能满足现代生产的需求量。普通机床在加工零件多次定位及夹紧时需对多个加工表面加工，使其降低了加工精度。因此专用机床就应运而生了。
但由于专用机床的组成部件需要专门设计和加工，不能灵活更换配修，也不能及时满足产品更新换代的需求，而且这类机床的造价过于昂贵，设计制造周期长，容易造成经济损失。于是组合机床在人们不断的生产实践过程中诞生了。
组合机床是控制、驱动、检测、监控、刀具、液压和机械组件等技术的结合。近几十年来，随着科技和现代工业的发展这些技术都有了很大的进步，作为组合机床的最大用户的汽车制造的行业的不断更新，其产品市场不断更新发展，且其产品质量的不断要求。组合机床在这些因素下不断的更新发展。
1.2本课题研究的目的及内容
机床设计的目的在于通过机床的总体设计，使我们在拟订设计方案过程中，获得设计构想、工艺方案的比较、机械绘图、计算与查阅文献等能力的综合训练。学会并掌握基本的设计方法，提升自己独立思考的能力，使自己具有初步的结构分析、设计以及计算能力。
本文主要针对卡车变速杆壳钻六孔机床设计及其夹具的设计，卡车变速杆是变速器重要零件之一，变速杆相对于变速箱来说，没有其结构复杂，但是工序较多且工艺性差，随着规模的扩大，现代的工艺已经不能满足生产上的要求以及需求，尤其是在销孔问题上特别的突出。以往采用的钻、扩、铰传统工艺，不仅效率低，而且稳定性差，精度也不易保证，制约了生产的发展，所以设计这类高质量的组合机床。总体设计包括如下：
（1）确定设计内容：制订年产10万台的卡车变速杆壳钻六孔机床
（2）确定工艺方案，选定组合机床配置型式及其结构方案。
（3）设计三图一卡，其中有被加工零件工序图及加工示意图和机床联系尺寸总图，包括生产率计算卡和有关设计计算、校核。
机床夹具设计包括如下：
（1）根据“三图一卡”所确定的数据，绘制出夹具设计的原始依据图。
（2）明确夹具的结构方案，确定工件的定位方式。
（3）确定工件的夹紧方式，并进行相应的夹紧力计算。
（4）后期夹具精度分析。
第二章钻孔组合机床的总体设计
2.1制定工艺方案
夹具的结构与工艺的设计和总体布局密切相关，它将决定组合机床的加工精度及生产效率。被加工零件的所用的材料及其的硬度和形状以及尺寸和加工后的精度等都在零件分析的范畴，因此我们要搜集更多更详细的资料，实地考察并统筹生产环境及条件，最终制定出适宜的工艺方案。
从被加工零件图（图21）看出此次设计的组合机床是完成变速杆壳底面上6个直径为6.8mm孔的加工：
图21 操纵杆壳
（1）加工孔的主要技术要求
6个底孔M8底孔直径均为φ6.8mm，孔深均为12mm。
图中没有注明的所铸造的圆角为R3、其斜度为2°，没有标注出来的铸件壁厚为5mm。
工件的材料为HT200，HB170220HBS。
铸件内表面彻底清洗干净，铸件内外表面漆以T7。
（2）工艺分析
该孔为对称分布，孔的位置度公差为0.3mm。
孔内的表面粗糙度为Ra12.5，没有尺寸精度要求，一次性加工孔即可。
2.1.1被加工零件特点
该零件的材料为HT200，其硬度为170220HBS。
该零件外形较复杂，本工序加工的孔的数量较少，而且位置是相互对称的孔，孔径都为φ6.3mm，孔深同为12mm。同时，各孔的位置度公差为φ0.3mm，孔内的表面粗糙度为Ra12.5。但各孔没有尺寸精度要求，因此一次性加工孔即可。
2.1.2定位基准的确定
对于壳体零件，一般它的定位方式有“一面两孔”。它作为机械制造业中劳动量大、加工工序多、精度要求高的关键零件，这类零件的孔加工一般要求精度高，需要进行多次安装。结合要加工的变速杆壳课题，不难发现，由于所要加工的机体壁厚不均，没有对应的加工基准，不利于孔定位，所以选择“一面两孔”方案。用以多个支承块所形成的大平面来限定工件的三个自由度即绕X、Y轴的旋转自由度和沿Z轴的移动自由度，在两个孔里插入两个短销，为了防止过定位其中一个要用削边销（菱形销），这样可以消除过定位现象，提高定位精度，有利于保证加工质量，短圆柱起到两个点定位作用，消除了沿X、Y轴的运动自由度，菱形销起一个点的定位作用，消除了绕Z轴的旋转自由度，两个销在空间上的位置是斜对角放置，并且菱形销削边的方向要与两个短销的连线相互垂直。如图22，23：
图22 圆柱销
目 录
第一章 绪论 1
1.1组合机床概述 1
1.2本课题研究的目的及内容 1
第二章钻孔组合机床的总体设计 3
2.1制定工艺方案 3
2.1.1被加工零件特点 3
2.1.2定位基准的确定 4
2.1.3组合机床配置型式及结构方案的确定 4
2.2刀具的选择及切削用量的确定 5
2.3切削力，切削转矩及切削功率的确定 5
2.4机床刀具耐用度的计算 6
2.5组合机床的总体设计——“三图一卡” 6
2.5.1被加工零件工序图 7
2.5.2加工示意图 7
2.5.3机床联系尺寸总图 9
2.5.4生产率计算卡 11
第三章 组合机床的夹具设计 14
3.1夹具设计的基本要求 14
3.2定位方案 14
3.2.1工件的夹紧及夹紧机构 14
3.2.2钻套及钻模版 15
3.3夹具体设计的要求 15
3.3.1夹紧力的计算 16
结束语 18
致 谢 19
参考文献 20
第一章 绪论
1.1组合机床概述
众所周知，组合机床是生产技术发展的产物，是由传统机床和专用机床发展而来的。传统机床曾在机械产品生产中占据很大份额，随着科学技术的不断发展，尤其在近十多年来，特别是在汽车工业中机床的作用更为突出，为了提高汽车的性能，其零部件的精
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
度必须不断的得到提高，相应的对机床性能的需求也在不断的提高。以卡车的变速杆作为比对，单单是使用普通的机床来加工根本已经不能满足现代生产的需求量。普通机床在加工零件多次定位及夹紧时需对多个加工表面加工，使其降低了加工精度。因此专用机床就应运而生了。
但由于专用机床的组成部件需要专门设计和加工，不能灵活更换配修，也不能及时满足产品更新换代的需求，而且这类机床的造价过于昂贵，设计制造周期长，容易造成经济损失。于是组合机床在人们不断的生产实践过程中诞生了。
组合机床是控制、驱动、检测、监控、刀具、液压和机械组件等技术的结合。近几十年来，随着科技和现代工业的发展这些技术都有了很大的进步，作为组合机床的最大用户的汽车制造的行业的不断更新，其产品市场不断更新发展，且其产品质量的不断要求。组合机床在这些因素下不断的更新发展。
1.2本课题研究的目的及内容
机床设计的目的在于通过机床的总体设计，使我们在拟订设计方案过程中，获得设计构想、工艺方案的比较、机械绘图、计算与查阅文献等能力的综合训练。学会并掌握基本的设计方法，提升自己独立思考的能力，使自己具有初步的结构分析、设计以及计算能力。
本文主要针对卡车变速杆壳钻六孔机床设计及其夹具的设计，卡车变速杆是变速器重要零件之一，变速杆相对于变速箱来说，没有其结构复杂，但是工序较多且工艺性差，随着规模的扩大，现代的工艺已经不能满足生产上的要求以及需求，尤其是在销孔问题上特别的突出。以往采用的钻、扩、铰传统工艺，不仅效率低，而且稳定性差，精度也不易保证，制约了生产的发展，所以设计这类高质量的组合机床。总体设计包括如下：
（1）确定设计内容：制订年产10万台的卡车变速杆壳钻六孔机床
（2）确定工艺方案，选定组合机床配置型式及其结构方案。
（3）设计三图一卡，其中有被加工零件工序图及加工示意图和机床联系尺寸总图，包括生产率计算卡和有关设计计算、校核。
机床夹具设计包括如下：
（1）根据“三图一卡”所确定的数据，绘制出夹具设计的原始依据图。
（2）明确夹具的结构方案，确定工件的定位方式。
（3）确定工件的夹紧方式，并进行相应的夹紧力计算。
（4）后期夹具精度分析。
第二章钻孔组合机床的总体设计
2.1制定工艺方案
夹具的结构与工艺的设计和总体布局密切相关，它将决定组合机床的加工精度及生产效率。被加工零件的所用的材料及其的硬度和形状以及尺寸和加工后的精度等都在零件分析的范畴，因此我们要搜集更多更详细的资料，实地考察并统筹生产环境及条件，最终制定出适宜的工艺方案。
从被加工零件图（图21）看出此次设计的组合机床是完成变速杆壳底面上6个直径为6.8mm孔的加工：
图21 操纵杆壳
（1）加工孔的主要技术要求
6个底孔M8底孔直径均为φ6.8mm，孔深均为12mm。
图中没有注明的所铸造的圆角为R3、其斜度为2°，没有标注出来的铸件壁厚为5mm。
工件的材料为HT200，HB170220HBS。
铸件内表面彻底清洗干净，铸件内外表面漆以T7。
（2）工艺分析
该孔为对称分布，孔的位置度公差为0.3mm。
孔内的表面粗糙度为Ra12.5，没有尺寸精度要求，一次性加工孔即可。
2.1.1被加工零件特点
该零件的材料为HT200，其硬度为170220HBS。
该零件外形较复杂，本工序加工的孔的数量较少，而且位置是相互对称的孔，孔径都为φ6.3mm，孔深同为12mm。同时，各孔的位置度公差为φ0.3mm，孔内的表面粗糙度为Ra12.5。但各孔没有尺寸精度要求，因此一次性加工孔即可。
2.1.2定位基准的确定
对于壳体零件，一般它的定位方式有“一面两孔”。它作为机械制造业中劳动量大、加工工序多、精度要求高的关键零件，这类零件的孔加工一般要求精度高，需要进行多次安装。结合要加工的变速杆壳课题，不难发现，由于所要加工的机体壁厚不均，没有对应的加工基准，不利于孔定位，所以选择“一面两孔”方案。用以多个支承块所形成的大平面来限定工件的三个自由度即绕X、Y轴的旋转自由度和沿Z轴的移动自由度，在两个孔里插入两个短销，为了防止过定位其中一个要用削边销（菱形销），这样可以消除过定位现象，提高定位精度，有利于保证加工质量，短圆柱起到两个点定位作用，消除了沿X、Y轴的运动自由度，菱形销起一个点的定位作用，消除了绕Z轴的旋转自由度，两个销在空间上的位置是斜对角放置，并且菱形销削边的方向要与两个短销的连线相互垂直。如图22，23：
图22 圆柱销
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/jdgc/1002.html
