變速箱體兩側(cè)面鉆孔組合機(jī)床夾具設(shè)計(jì)

【摘要】科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力， 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，組合機(jī)床被廣泛應(yīng)用于大、中批量零部件如汽車(chē)拖拉機(jī)、摩托車(chē)等行業(yè)的汽缸體、汽缸蓋、變速箱殼體后橋等的生產(chǎn)加工領(lǐng)域。目前，組合機(jī)床的研制也正向高效、高精度、高自動(dòng)化的柔性化方向發(fā)展。本次設(shè)計(jì)針對(duì)變速箱體兩側(cè)面組合機(jī)床總體及夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)，以技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性為前提，著重分析計(jì)算變速箱體的工序圖、加工示意圖、機(jī)床尺寸聯(lián)系圖、生產(chǎn)率計(jì)算卡以及夾具系統(tǒng)，并簡(jiǎn)述了組合機(jī)床的概況。組合機(jī)床的夾具設(shè)計(jì)具有生產(chǎn)率高、加工精度穩(wěn)定、制造和維護(hù)成本低、勞動(dòng)強(qiáng)度低、配置靈活等特點(diǎn)。由于切削力不是很大，采用手動(dòng)夾緊裝置，降低成本。本次夾具設(shè)計(jì)運(yùn)用了Pro/E軟件進(jìn)行了實(shí)體的設(shè)計(jì)，使零件直觀，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便，與實(shí)際更為貼近。

【關(guān)鍵詞】變速箱體；組合機(jī)床；夾具

1.機(jī)床夾具發(fā)展趨勢(shì)

夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。

1.1高精

隨著機(jī)床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度，對(duì)夾具的制造精度要求更高。高精度夾具的定位孔距精度高達(dá)±5μm，夾具支承面的垂直度達(dá)到0.01mm/300mm，平行度高達(dá)0.01mm/500mm。德國(guó)demmeler（戴美樂(lè)）公司制造的4m長(zhǎng)、2m寬的孔系列組合焊接夾具平臺(tái)，其等高誤差為±0.03mm；精密平口鉗的平行度和垂直度在5μm以內(nèi)；夾具重復(fù)安裝的定位精度高達(dá)±5μm；瑞士EROWA柔性?shī)A具的重復(fù)定位精度高達(dá)2～5μm。機(jī)床夾具的精度已提高到微米級(jí)，世界知名的夾具制造公司都是精密機(jī)械制造企業(yè)。誠(chéng)然，為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟(jì)性，夾具有不同的型號(hào)，以及不同檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。

1.2高效

為了提高機(jī)床的生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來(lái)越多。為了減少工件的安裝時(shí)間，各種自動(dòng)定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動(dòng)和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷地推陳出新。新型的電控永磁夾具，加緊和松開(kāi)工件只用1～2秒，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，為機(jī)床進(jìn)行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。

1.3模塊、組合

夾具元件模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。利用模塊化設(shè)計(jì)的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術(shù)開(kāi)發(fā)的基點(diǎn)。省工、省時(shí)，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進(jìn)夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計(jì)為夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與組裝打下基礎(chǔ)，應(yīng)用CAD技術(shù)，可建立元件庫(kù)、典型夾具庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用檔案庫(kù)，進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)，為用戶三維實(shí)體組裝夾具。

1.4通用、經(jīng)濟(jì)

夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟(jì)性。采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu)性及可擴(kuò)展性功能強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)性好。

2.605B變速箱體工藝路線

2.1變速箱體的功用

箱體是各類(lèi)機(jī)器的基礎(chǔ)零件，它將機(jī)器和部件中的軸、套、齒輪等有關(guān)零件連接成一個(gè)整體，并使之保持正確的位置，以傳遞轉(zhuǎn)矩或改變轉(zhuǎn)速來(lái)完成規(guī)定的運(yùn)動(dòng)。此外它還可以起到保護(hù)內(nèi)部傳動(dòng)系統(tǒng)的作用，隔離外界干擾，使機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到使用要求和使用目的。

箱體零件是機(jī)械制造加工工序較多，勞動(dòng)量較大，精度要求較高的典型零件。因此，箱體的加工質(zhì)量，直接影響機(jī)器的性能、精度和壽命。

2.2機(jī)械加工工藝規(guī)程

本次設(shè)計(jì)是605B變速箱體兩側(cè)面鉆孔組合機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)，即針對(duì)工80而提出的。

3.專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)

鉆削加工的切削用量和切削力較小，而且是連續(xù)切削，且屬于對(duì)稱(chēng)切削，因而，加工時(shí)的沖擊和振動(dòng)也較輕，所以本次專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)只需考慮到工件的夾緊可靠性，以及加緊裝置能夠達(dá)到足夠的加緊力.

3.1工件的加工工藝分析

針對(duì)工序80：鉆變速箱體兩側(cè)面的一系列孔，因?yàn)槭遣捎枚噍S箱加工，所以，本道工序不需要保證孔與孔之間的距離尺寸，只需將零件安裝、夾緊進(jìn)行加工即可。

3.2確定夾具的結(jié)構(gòu)方案

夾具是組合機(jī)床的重要組成部件，是根據(jù)機(jī)床的工藝和結(jié)構(gòu)方案的具體要求而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的。它的作用是實(shí)現(xiàn)被加工零件的準(zhǔn)確定位、夾壓、刀具的導(dǎo)向、裝卸工件時(shí)的限位，可靠的保證工件的加工質(zhì)量，提高加工效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，充分發(fā)揮擴(kuò)大機(jī)床的工藝性能等，因此組合機(jī)床夾具是機(jī)床的主要組成部分，根據(jù)加工工件的形狀，技術(shù)要求不同，所使用的機(jī)床不同，夾具的結(jié)構(gòu)也各不相同，但在加工時(shí)所使用的夾具大多由以下五個(gè)部分組成：

（1）定位元件及定位裝置；（2）夾緊裝置；（3）其它元件及裝置；（4）夾具體；（5）對(duì)刀及導(dǎo)引元件。

3.3夾緊力計(jì)算

為使夾緊力有助于定位，則工件應(yīng)緊靠支承點(diǎn)并保證各個(gè)定位基準(zhǔn)與定位元件接觸可靠。

3.4加工精度分析

用夾具裝夾工件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，其工藝系統(tǒng)中影響加工精度的因素很多，與夾具有關(guān)的因素有定位誤差ΔD，對(duì)刀誤差ΔT，夾具在機(jī)床上的安裝誤差ΔA和夾具誤差ΔJ。在機(jī)械加工工藝系統(tǒng)中，影響加工因素的其他因素綜合稱(chēng)為加工方法誤差ΔG，上述各項(xiàng)誤差均導(dǎo)致刀具相對(duì)工件的位置不精確，從而形成總的加工誤差ΣΔ。

3.5確定夾具的主要尺寸、公差和技術(shù)要求

（1）夾具的最大輪廓尺寸：700mm×300mm×16mm。

（2）定位元件的定位面尺寸及各定位元件定位面的位置尺寸。

（3）夾具體與定位元件的配合為Φ10。

4.結(jié)論

（1）組合機(jī)床主要用于平面加工和孔加工兩類(lèi)工序。本次箱體兩側(cè)面鉆孔工序，采用組合機(jī)床可實(shí)現(xiàn)一次裝夾同時(shí)鉆削，使工序集中，降低裝夾誤差，提高加工精度和生產(chǎn)率。

（2）因?yàn)楣ば蚬潭ǎ蛇x用成熟的通用部件，設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具和自動(dòng)工作循環(huán)來(lái)保證加工精度的一致性。

（3）因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)模塊化、組合化使得組合機(jī)床配置靈活，并且易于用PLC控制，自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低。

（4）專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)具有明顯的針對(duì)性，能提高零件的加工精度和加工質(zhì)量。

（5）專(zhuān)用夾具不能避免的缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)制造周期較長(zhǎng)，成本較高，難以適應(yīng)未來(lái)制造業(yè)的發(fā)展步伐，因此既能保證加工精度又能靠近其通用化，標(biāo)準(zhǔn)化，系列化，是我們今后的努力方向。

（6）在設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于組合機(jī)床大部分是由標(biāo)準(zhǔn)零件構(gòu)成，另外一些非標(biāo)準(zhǔn)件盡量適應(yīng)工廠的生產(chǎn)條件，使加工和維修方便，大大減少了設(shè)計(jì)工作量。

【參考文獻(xiàn)】

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