汽车后桥壳体工艺卡具设计

1、毕业设计 课程设计有相应的资料和cad图纸，有需要的联系qq号；1620812008.汽车后桥壳体工艺卡具设计洛阳理工学院毕业设计（论文）任务书 填表时间： 2010 年 4 月2 日 （指导教师填表）学生姓名王辉专业班级z070206指导教师许艺萍课题类型题目汽车后桥壳体工艺卡具设计主要研究目标(或研究内容) 后桥壳体的工艺工装设计，通过设计，运用所学过的基础课、技术基础课和专业课的理论知识，生产实习和实验等实践知识，达到巩固、加深和扩大所学知识的目的。进一步体会机械制造工艺设计的过程和注意事项。独立完成工艺设计。并熟练使用cad作图。课题要求、主要任务及数量（指图纸规格、张数，说明书页数、

2、论文字数等）独立完成毕业设计所给题目，在查阅相关资料和老师同学的帮助下按质按量完成设计，设计包括图纸，设计书。其中图纸必须达到两张半a0的量，不包括工件图，必须要要有手画和cad上出图，说明书的字说至少八千字，word 30页左右，使用学校给定的毕业设计格式，要求是打印版。进度计划第1周 做调研，查阅相关资料第2周 做出简要工艺 初步定稿第3-5周 设计专用夹具2套及其修正 第6周 编写设计说明书第7周 做好答辩的准备工作第8周 答辩主要参考文献 金属机械加工工艺人员手册上海科学技术出版社机床夹具设计 国防工业出版社机械设计课程设计 东北大学出版社机械制造工艺学 机械工程出版社指导教师签字：

3、教研室主任签字： 2010 年4 月 2日毕业设计 课程设计有相应的资料和cad图纸，有需要的联系qq号；1620812008.摘 要毕业设计的课题基本分为两大类，即卡具设计和机床设计。本课题所涉及的是第一类，设计任务为汽车后桥壳体的工艺工装设计，在壳体内部装有主传动器、差速器、半轴等传动机构。壳体起保证和支撑的作用，其主要加工表面为端面外圆、法兰平面、弹簧座平面、以及内孔等。本次设计主要包括工艺规程、夹具、刀具和量具的设计。此次设计共分三个阶段，即：（1）毕业实习阶段（2）课题设计阶段（3）考核答辩阶段。结合本次设计零件的特点，在设计中完成工艺规程一套，夹具两套：（1）铣床夹具（2）钻床夹具

4、，其中，前者为手动夹紧。本设计有铣床夹具图一张（a0），钻床夹具图纸一张（a0），铣床夹具图中间部分一张（a1），另外还有两张a3图纸，基本完成老师所交给的任务。关键词：汽车后桥；工艺分析；卡具设计；设计任务automobile driving axle shell process fixture designabstractthe subject of the graduation project is divided into three big classes,namely the frock designing type of craft ,making up the designin

5、gtype of lathe and comper subjects basically.what this subject involved is the first kind,designing the task for the rear axle of automobile,the craft frock of the shell is designed.equipped with the organizations of the transmission,such as main hammer mechanism actuator,differential mechanism,semi

6、-axis,ect,within the shell.the shell plays a role in guatanteeing and support,it processes flange,spring seat plane,and interior hole round for outside of the terminal surface of surface,ect,mainly。this design includes the design of rules of craft,jig,cutter and measuring tool mainly.this design div

7、ides three stages altogether,namely:(1)graduation field work stage(2)ddeign phase of subject(3)examine the stage of replying.combine this charateristic of designing the part,finisshes one set of rules of craft in the design,two sets of jigs:(1)jig of the milling machine(2)the jig of the drilling mac

8、hine,among them,the former,in order to clamp manually.still design the cutter sepatately according to the task book in additionone milling cutter is with measuring,finish drawing amount nearlu 5 altogether,finish the task that a teacher assigns basically.key word:the rear axle of automobile；the craf

9、u analuses；designs the task目录1 前言11.1我国汽车后桥制造业的现状及其发展趋势11.2汽车后桥壳体的构造11.3汽车后桥壳体的性能要求12 零件的分析32.1零件的作用32.2零件的工艺分析42.3生产类型的确定42.4确定毛坯的制造形式42.5基面的选择53 械加工工艺路线63.1工艺方案63.2工艺方案比较分析73.3加工阶段的划分和检验工序的安排84 加工余量、工序、毛坯尺寸的确定95 工时定额115.1工序六的工时定额115.2工序十三的工序定额126 夹具设计136.1铣床夹具设计136.1.1工件的加工工艺分析136.1.2定方案，设计定位元件136

10、.1.3确定夹紧方式和设计夹紧结构146.1.4 定位误差的分析156.1.5 夹紧元件的强度校核156.1.6 夹具体的设计166.1.7 夹具体设计及其操作的简要说明166.2钻床夹具的设计176.2.1 定位基准的选择176.2.2 夹紧力的确定176.2.3 钻削力的计算176.2.4 动力源设计186.2.5 夹具体的设计196.2.6 夹具设计及操作简要说明207 cad绘图简介218 量具设计229 刀具设计25结 论28致 谢29参考文献30附录a 英文原文31附录b 汉语翻译37301 前言1.1我国汽车后桥制造业的现状及其发展趋势我国丰富的原材料资源为后桥壳体国产化提供了坚

11、实的基础。针对国产原材料的特点，研制一套相适应的生产技术及工艺，保证国产化产品满足高质量的要求。后桥在驱动系中的重要地位决定了国内各汽车生产厂家都建有自己的后桥生产线，这样，可以在保证整机质量的前提下，尽可能的降低成本，提高竞争力。多年来，以国产原材料为基础，研制成功了适合于我国国情的、成熟实用的、并具有国际先进水平的成套工艺工装技术，生产出高质量后桥，不仅成为一些引进汽车零件的替代品，而且还出口到日本、美国、英国等发达国家。1.2汽车后桥壳体的构造后桥壳体的主体是一根圆柱形棒体，它与主减速器、差速器和车轮传动装置组成驱动桥。驱动桥处与动力传动系的末端，其基本功能是增大由传动轴或变速器传来的转

12、矩，并将动力合理的分配给左、右驱动轮，另外还承受作用于路面和车架或车身之间的垂直力、纵向力和横向力。结构及特点：连接主减速器传递动力，支撑差速器及半轴实现俩车轮差速转动；尺寸比较大，主要承受载荷。1.3汽车后桥壳体的性能要求重点要保证桥壳的强度和刚度性能，便于安装、调整和维修。另外外形尺寸要小，保证有必要的离地间隙。在各种转速和载荷下具有高的传动效率。在保证足够的强度、刚度条件下，应力求质量小，尤其是簧下质量应尽量小，以改善汽车平顺性与悬架导向机构运动协调，对于转向驱动桥，还应与转向机构运动相协调。结构简单，加工工艺性好，制造容易。毕业设计是完成工程师基本训练的重要环节，其目的是培养学生综合运

13、用所学专业和基础理论知识，独立解决本专业一般工程技术问题的能力，树立正确的设计思想和工作作风。为了切实做好本次设计，我首先进行了实习，结合生产现场实际情况，并通过大量查找资料，编写了本设计说明书。它通过工艺规程的设计，进一步明确了ca141汽车后桥壳体的作用。通过编写夹具、量具、刀具说明书，进一步阐明了设计思想，巩固了所学知识。本次设计编制了一套中批生产的工艺规程，简单实用的夹具设计更体现了经济技术指标在设计中的重要地位。设计工作是一项细致、艰苦、复杂、涉及面十分广泛的工作，不但要巩固所学知识，而且要提高和锻炼我们的计算能力、绘图能力等综合能力。几乎把三年所学的知识都要应用一遍，由于本人水平有

14、限，设计中难免存在缺点和不足，敬请各位老师批评指正。2 零件的分析2.1零件的作用解放牌ca141载重汽车的后桥壳总成是一种整体式的驱动桥壳，中间部分是一段环行空心整梁，钢制的半轴套管压入空心梁的两端并用止动螺钉锁紧，防止套管在梁内运动。解放牌载重汽车后桥是驱动桥，在桥壳的中央要安装有主传动器、差速器及半轴等传动结构，后桥起支撑、保护作用。刹车器及车轮安装在后桥壳的两端。因此，后桥壳也承受一部分汽车的重量，把刹车力、路面反力传到车架上。后桥壳体的结构如图2.1所示：1、4半轴壳 2左桥壳 3右桥壳 5钢板弹簧座6法兰 7半轴套管8后桥壳 9壳盖图2.12.2零件的工艺分析 从零件图上可以看出这

15、个零件的就加工表面可以分为三组，一是零件正面及反面的平面，孔以及两端面、端面外圆的加工，一是零件两侧面的表面，还有零件的内孔加工。1、 零件正面、反面的平面及两端面、端面外圆的加工这一组加工表面包括：102外圆面，1556的两端面尺寸为：73.5的两平面，340的内孔，200的法兰外径，以及钻12-m12孔和6-m14孔，其中主要加工表面是尺寸为73.5的两平面。340的内孔，因为他们加工难度相对较大且对零件的质量影响也较大。2、零件两侧面的平面，孔的加工这一组加工表面包括：110×99四个平面以及四个孔，孔径分别为20.5和16.5。3、零件的内孔加工这一组孔分别为75t8、73h

16、9、71h9、粗糙度为ra6.3,同轴度公差为0.1mm。孔340h11，其端面及b台面至轴线距离为73.5。2.3生产类型的确定根据设计任务书所给顶的原始材料来确定生产类型。设计任务书给出的资料显示并结合车间的工作制度及工件的重量可知：本工件生产类型为重型、大批量生产。根据生产特征，初步确定加工中一般采用一些高效和专用机床，对于刀具一般用通用刀具，也可以根据加工情况采用部分专用刀具，量具用专用量具，夹具用专用夹具。2.4确定毛坯的制造形式解放牌载重汽车的后桥壳体材料是kt350-10可锻铸铁，故可采用金属模砂型铸造的方法来完成毛坯的加工，这样有较高的毛坯精度和较高的生产率。要求时效处理，毛坯

17、的硬度为hb121-149，毛坯的质量为91kg，净重为75kg1。2.5基面的选择基面选择是工艺规程中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高，否则，不但加工工艺过程中问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废。因此，选择基面时要慎重考虑4。后桥壳体的主要加工部分有：套管孔；两端轴头各外圆表面；中间340mm孔及其端面。它们除本身的尺寸精度和粗糙度要求之外，平面对套管孔轴线的平行度要求为0.05mm（在100mm长度上测量），两侧套管孔的同轴度要求为0.1mm。为此，工艺安排要优先考虑。首先加工两轴头外圆，然后加工孔，再加工中间340孔及两端面，对于轴头加工

18、采用粗车精车的方法。套管孔的加工采用粗镗半精镗，对于340的及其端面，工艺采用粗镗车精镗车的加工方法。其余工序安插在主要工序之间进行。由于铣钢板弹簧座平面，余量大，加工时能使平面内的轴孔72h9变成椭圆，因此，将铣削工序安排在精镗之前，根据基准选择原则，后桥壳体的粗基准可以选择75t8毛坯孔表面，也可以选择200法兰外圆的毛坯面。考虑到孔比外圆难加工，为保证加工孔时余量均匀，在刀杆刚性一定的情况下，容易保证孔的精度和孔与外圆的同轴度要求。在加工340孔、凸台平面、200法兰上孔组时，由于这些要素的设计基准是套管孔的轴线，所以就选用了已加工好的套管孔做为这些要素的精基准。3 械加工工艺路线制定工

19、艺路线的出发点，是根据零件的几何形状使尺寸精度和位量精度等技术要求得到保证。在生产纲领已确定为以大批生产的条件下，尽量使用专用机床和专用夹具来提高生产率。工艺过程设计要满足产品质量要求，也要满足生产纲领要求，并要有较高的经济性，在设计时尽量使工序集中，当然，也要注意经济效果，以便使生产成本下降，令产品在市场更具竞争力。因此由以上分析考虑，制定以下两套工艺路线方案。3.1工艺方案 工艺路线方案一：1、 加工两端面、外圆、倒角2、 粗镗孔（套管孔）、倒角3、 半精镗、套管孔4、 中间检查5、 铣弹簧座平面6、 粗铣340法兰平面7、 粗铣340法兰另一平面8、 粗镗340孔9、 精镗孔（340）1

20、0、钻8-14孔11、钻孔、攻管螺纹12、钻法兰孔（12-12）6-14孔、攻丝13、清洗14、检验 工艺路线方案二：1、 粗车两端面外圆、倒角2、 粗镗孔、倒角3、 精车两端外圆4、 铣弹簧座平面5、 精镗6、 中间检查7、 粗镗孔、粗车平面、倒角8、 精镗孔、精车平面9、 铣平面、钻法兰孔10、铣平面11、钻孔、攻管螺纹12、钻孔、攻丝13、清洗14、检验3.2工艺方案比较分析上述两个工艺方案不同点是：1、方案一，后桥壳体外圆两端面粗精车放在一起再加工孔。而方案二。采用粗车外圆200法兰再粗镗套管孔，精车法兰外圆，再半精镗孔，显然方案二使粗、精加工分开，容易保证外圆与套管孔的同轴度要求。2

21、、方案一，340平面、孔分开加工。而方案二则两工序合在一起，缩短了时间，避免工件安装误差。3、方案一，在半精镗、套管孔后铣弹簧座平面，铣削力大，对已加工的孔产生圆度误差变成椭圆。综上分析比较，最后确定采用工艺方案二。3.3加工阶段的划分和检验工序的安排对于精度和粗糙度要求比较高的部分，工艺上都安排了粗、精加工，如轴头和外圆，在第一道工序粗车，在第三道工序上精车。轴孔在第二道工序粗镗，第五道工序精镗，340孔和端面是在第七道工序粗加工，在第八道精加工。这样粗、精加工分开有利于消除残余应力影响和余量的合理分配，容易保证加工精度和获得较高的生产率。后桥壳体的加工 可分为两个阶段，第一个阶段为基准加工

22、，即在第六道工序之前，完成轴头的外圆表面及套管孔的加工，为以后的各工序提供了精基准。第二阶段是第七道工序之后，利用已加工好的基准完成其他边面的加工。在第一阶段之后，安排了中间检查工序，检查基准加工的正确性，防止不良产品出现。在后桥壳最后一道工序又安排一次检查，检查第二阶段加工各表面，根据重要程度和工艺装备可靠性确定各参数检查的次数。这样安排，可以保证后桥壳体在压如套管之前发现不合格品，避免压如套管后反修。4 加工余量、工序、毛坯尺寸的确定汽车后桥壳体材料为可锻铸铁，采用砂型铸造级精度。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量。毛坯余量的确定： 1、查金属机械加工工艺人员手册

23、可确定毛坯铸件的尺寸公差等级、余量等级分别为：ct10底面侧面余量等级ma-g，顶面、铸孔加工余量等级为ma-h 2、确定各面加工余量及尺寸公差等级如表4.1所示：表4.1 加工余量及尺寸公差加工余量公差等级340法兰上5.0下4.0±1.8两端面（1556）2×7.5±3.5弹簧座平面1302×3±1.8200法兰两面/外圆2×4±1.1/271-75孔2×3.0±1.61021331402×3.0±1.8340孔2×6.5±2.2各工序尺寸如表4.2所示：表4.

24、2 各工序尺寸工序名称工序基本余量工序精度工序尺寸工序尺寸精车2it7102102粗车6it13102104毛坯（车）8±1.8104110±1.8铣平面3it136565毛坯（铣）3±1.86568±1.8半精镗2it101373.5粗镗3.5it1313.575.5毛坯（镗）6±1.675.5795 工时定额完成零件加工一个工序的时间定额，称为单件时间定额，单件时间定额可由下式来计算出来1：td=tj+tf+(tj+tf)/100+(tj+tf)/100+(tj+tf)/100 （5.1）=( tj+tf)1+(+/100)= tj+tf+

25、tfu+tfv+tx公式中：td单间时间tj基本时间tf辅助时间tfu工作地点技术服务时间tfv工作地点组织服务时间tx休息及生理需要时间工作地点技术服务时间对工序时间比值的百分数工作地点组织服务时间对工序时间比值的百分数休息及生理需要时间对工序时间比值的百分数5.1工序六的工时定额t0=l/fmi （5.2）l=l+l1+l2+l3 （5.3）fm=fzzn （5.4）式中： t0机动时间l工作台的行程长度mml加工长度mml1切入长度mml2超出长度mml3附加长度mmfm工作台的每分钟进给量mm/minf 铣刀的每转进给量mm/rfz 铣刀的每齿进给量mmz 铣刀齿数n 铣刀每分钟的转数

26、r/mini 行程次数b铣削宽度主偏角kr l1=0.5(d-)+p/tgkr+(0.53)= （5.5）0.5(150-)+1.1/tg90+2=0.5(150-102)+2=26mml2=2t0=(90+26+2)×1/250=0.51mintf=1.58min+=4.7 td=(tj+tf)1+(+)/100(0.51+1.58)(1+4.7%)=2.188min （5.6）5.2工序十三的工序定额 t0=l/fn （5.7） l=l+l1+l2 （5.8）式中： f 主轴每转刀具的进给量mm/rn 机床主轴每分钟的转数r/minl=16 l1=(d-d1)/2ctgkr+(1

27、3)=(120-0)/2ctg60+2=3.5mm （5.9）l2=2t0=(16+3.5+2)/0.15×480=0.3mintf=1.2 +=3.0 （5.10）td=(tj+tf)1+(+)/100=(0.3+1.2)(1+3%)=1.55min （5.11）6 夹具设计6.1铣床夹具设计本夹具是用来铣后桥壳体两侧面的110×90平面，对本工件性能要求影响不大，因而主要考虑提高劳动生产率，降低劳动强度，而精度要求不是很严格，基于以上分析开始设计本套专用夹具。6.1.1工件的加工工艺分析工件属于壳体类零件，工件比较长而且比较重。而本工序在两端同时铣削，工件振动较大。零件

28、在此工序前已加工完成200的外圆，72.12内孔等表面的加工。本工序同时铣四个弹簧座平面，保证尺寸110×90，130和65，表面粗糙度为r50，一次铣削可达到要求，依靠夹具来保证的加工要求有：（1） 被加工平面的长宽尺寸110×90（2） 平面到壳体回转轴线的距离65（3） 两平面的间距130（4） 两平面的平行度（5） 平面的平面度6.1.2定方案，设计定位元件被铣削面为平面，因而沿平面延伸方向的移动可以不限制。由于弹簧座平面有平面度和平行度要求，必须限制平面沿x轴和z轴方向的旋转，又因为有尺寸130和65的要求，所以需要限制工件沿平面法线方向的移动，并以设计基准壳体回

29、转轴线为基准，使得基准重合，以避免基准不重合产生误差。综上所述，需要限制一个移动自由度和两个转动自由度，故可按不完全定位设计夹具4。设计定位元件时，可以用外圆或内孔和平面组合定位，若以72t8内孔和340端面组合定位，基准重合。同样，若以外圆200和340端面或以壳体两端的锥体部分（毛坯面）和340端面组合定位，均符合基准重合且满足工序要求。考虑到本工序需要四面同时铣削，工件受力比较大，以及装夹方便等因素，采用以壳体两锥面（毛坯面），340端面和内孔定位。由于加工时工件处于悬臂状态，铣削振动又大，故采用辅助支撑，以增加其刚性。6.1.3确定夹紧方式和设计夹紧结构本夹具选用手动压板夹紧结构，采用

30、回转压板和螺栓夹紧，在200外圆上夹紧，使压板与外圆顶部上一短圆弧连接，这种压板虽不能起增大或扩大夹紧行程的作用。但由于压板和螺栓都可绕其自身一端旋转，便于实现快速装卸工件，从而减轻工人劳动强度，提高效率。夹紧力的计算：fz=9.81gzz0.86-f0.72d0-0.86pkfz=3994n （6.1）水平分力： f=(11.2)fz=1.1fz=4393n （6.2）垂直分力： fv=0.3fz=1198n （6.3）因而能够引起工件沿安装轴线方向的最大铣削力为： f=fr+fv=5591n （6.4）由夹紧机构产生的实际夹紧力应满足下式： p=kf （6.5） k=k1k2k3k4 （6

31、.6）式中：k安全系数k1基本安全系数k2加工性质系数k3刀具钝化系数k4继续切削系数p=5591×1.5×1.1×1.2×1.2=13284n四把刀同时加工： p4=4p=53136n （6.6）由计算结果可知，夹具所需要的夹紧力是比较大的，为了使整个夹具结构简单，操作方便，决定选用铰链压板来实现夹具的夹紧功能。它的夹紧计算单个螺旋夹紧应视为螺旋夹紧机构。计算单个螺旋夹紧产生的夹紧力按下式计算：w0=ql/r1tg+ r2tg(+) （6.7）公式中：w0单个螺旋夹紧产生的夹紧力q原始作用力l作用力的力臂r1螺杆端部与工件间的当量摩擦半径，其值视螺杆端

32、部的结构形式而定螺杆端部与工件间的摩擦角r2螺纹中径螺纹渐开角螺旋副的当量摩擦角其中q=53136n，l=2，r1=15.56，=10，r2=8.513，=136，=9.5w0=53136×2/15.56×tg10+8.513×tg（136+9.5）=62512n两个螺母为123024n，所以实际的夹紧力大与所需要的夹紧力，因此，工作是可靠的。此种方式机构结构简单，夹紧可靠，通用性强，缺点是夹紧和松开的时间长而且费力。6.1.4 定位误差的分析 （1）定位元件尺寸的确定。夹具的主要定位是v型块，该v型块与工件两端的未加工表面相配合，故公差等级不是很高。 （2）工件

33、的底平面与夹具的心盘限定了工件的x轴的旋转以及在x轴向的定位，其公差为340h11/h11，由金属机械加工设计人员手册得340。 所以，最大轴向间隙为： bmax=0.119-0.062=0.057(mm) 满足加工要求。6.1.5 夹紧元件的强度校核在夹具的夹紧元件中，受力最大的部分是压板中间的连接压板与压板的轴销，所以应该校核此处的强度。若此满足加工要求，可知所设计的夹具可以使用。如图6.1所示，b点为轴销受力处，它将受到2倍于c处的夹紧力，故能引起剪切应力以及挤压应力。 图6.1 受力图jy=pb/fjy=0.5×53136/（11.5×12）=192.5（mp） （

34、6.8）为了保险，轴销的材料选择40gr调质处理，屈服强度b=510mp,取安全系数k=1.9，则许用挤压应力： =b/1.9=268(mp) （6.9）所以jy轴销可以安全工作。许用剪切应力：=0.6 =160mp 时间剪切应力： =p/(2×d2/4)=34600/(2×242/4)=63.5(mp) （6.10） 所以轴销可以安全使用。6.1.6 夹具体的设计夹具体形状比较复杂且四面同时加工，切削用量大，从而振动大，切削负荷大，因而选择铸造夹具体比较合适。底座设有四个耳座槽，用t型螺栓固定于铣床工作台上。由于夹具比较重，因而不适合采用定向键，而是通过夹具体上的找正基准

35、面确定夹具在机床上的位置，此方案刚性好，使用性能稳定，但制造周期比较长。 6.1.7 夹具体设计及其操作的简要说明在设计本套夹具时，因为简单夹具的结构，可以使制造、操作简单，采用了手动夹紧的方式。虽然夹紧所需要时间较长，但是整个机构牢固可靠，能够保证生产加工的要求。本太夹具的辅助支撑也是手动完成的，但是它的操作时间却缩短许多，是采用标准化设计的自位式辅助支撑，而这两个支撑与心盘，连接部分以螺钉紧固，形成了一个大的支撑底盘，对工件的定位起到了至关重要的作用。此外，由于工件的两端是有锥度的圆柱体，v型块也设计成有坡度形式。这样可以使工件与夹具的接触面积增大，承受住工件，以及切削时产生的巨大的切削力

36、。压块是压在工件的法兰上的，而压块也采用了梯形的结构，这样可以与法兰充分的接触，从而压紧工件，使整个机构更为合理。本来夹具的操作简单，将工件放入v型块以后，自位支撑顶起的心盘与v型块一同给工件定位，使之达到加工的位置要求。而此时，我们便可以转动自位支撑的手柄，使之锁紧。从而分担一部分铣削时产生的应力。之后便以扳手拧紧铰链压板上的螺母夹紧工件。拆卸时也是如此，一定要记得放松自位支撑的手柄，解除自锁，以不至影响工件的取下。6.2钻床夹具的设计第13道工序：钻12-m12孔的钻床夹具，本夹具将用于钻孔、攻丝组合机床的加工，刀具为硬质合金钻头。6.2.1 定位基准的选择由零件图可知，钻12-m12孔应

37、限制六个自由度。对于这12孔有位置度要求，加工时，夹具起定位和支撑作用，12个孔的位置由钻模板控制，机床本身确定刀具（钻头）均匀分布。6.2.2 夹紧力的确定计算夹紧力时，通常将夹具和工件看成是一个刚性系统。根据工件受切削力、夹紧力（大型工件还应该考虑工件重力，运动的工件还应该考虑惯性力等）的作用情况，找出在加工过程中夹紧最有利的瞬时状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后为保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际所需要夹紧力的数值。即： wk=wk （6.11）公式中：wk实际所需夹紧力（n） w在一定条件下，由静力平衡计算出的理论夹紧力（n）k安全系数6.2.3 钻削力的计算钻头材料采用硬质

38、合金，工件材料为可锻铸铁。切削扭矩计算公式： m=0.098d2.2s0.8kp （6.12）切削力计算公式： p=319d1.2s0.75kp （6.13）公式中： m切削扭矩（nm）d钻头直径（nm）t切削层的深度（mm） 对扩钻：t=0.5(d-d)d扩孔前的孔径（mm）p轴向切削力（n）s每转进给量（mm）kp修正系数，可选0.876.2.4 动力源设计由于加工元件比较大，需要夹紧力也比较大，所以采用气动夹紧装置，气动原理如图6.2所示：1-气压马达 2-空气过滤器 3-减压阀 4-油雾器5-换向阀 6-左气压缸 7-右气压缸图6.2 气动原理图在气压缸的设计过程中应主要考虑密封和防尘

39、措施。工件依靠气压力带动钩型压板将工件压紧在平顶支撑上，设计气缸形成为70，要求工作压力较大。气缸的设计方式如下：按作用力方向选单杆活塞（1）气缸与缸盖的连接形式 气缸为铸件，缸筒和缸盖用螺纹连接（2）气缸的密封气缸中需要密封的有以下几对零件之间：气缸筒与气缸盖；活塞杆与活塞（此二次为静密封）；气缸筒与活塞；活塞杆与气缸盖及缓冲套与气缸盖（此三次为动密封）。对于动密封，采用了o型密封圈密封的方式。采用o型密封圈时，结构简单，摩擦阻力小（摩擦系数约为0.008）。由于接触面积小会降低密封性能，必要时可适当增加蜜蜂圈的数量以提高密封性能（活塞厚度超过30时，可用两个密封圈）。在本设计中，由于活塞厚

40、度较大，且需要较大压力，所以增加了两个密封圈。对于静密封，加入垫圈，以保证密封性。（3）气缸的防尘活塞杆的审出端除了需要密封外，还需要防尘，特别是在灰尘较多和严重不清洁的场所（如铸造车间、轧钢车间等），以免过多的尘土进入气缸，影响其寿命。防尘圈一般不加压板，当振动大，活塞速度高，有内压力时，应使用压板，本设计使用压板结构。（4）活塞与活塞杆的连接形式活塞与活塞杆之间多用螺纹连接，由于活塞受力较大，在运动速度比较高的情况下冲击振动较大，为避免螺母松脱，要有防松装置，如弹簧圈，止动垫圈等。（5）活塞杆的结构形式活塞杆的结构有实心与空心两种，本设计采用实心形式。一般气缸盖多为铸件（铸铁或铝合金）也有

41、焊接件，本设计中为铸件。可以避免活塞与气缸盖端面接触时，承受空气压力的面积太小，在气缸内形成过大压力。6.2.5 夹具体的设计夹具体须将定位、导向、夹紧装置连接成一体，并能正确的安装在机床上。6.2.6 夹具设计及操作简要说明本夹具设计由工厂图纸模仿而来，并做了一定的修改，下面简述一下这套夹具的设计思想几操作过程：工件是汽车的后桥壳体，加工的是平面上均匀分布的12的孔，由于工件较大，所以夹具体也较大，所以设计中在装配时考虑到了加工工艺吊装孔的方法。夹具主要靠平顶支撑和定位心轴支撑工件，由工件的一面进刀钻孔，整个过程是放置工件启动气动装置夹紧，装夹时间短，步骤少，适宜于成批生产。7 cad绘图简

42、介本次毕业设计任务中，要求全部图纸用cad绘图的方式画出。众所周知，传统的机床夹具设计采用人工设计，需要查阅大量资料手册，进行笔算，并手工绘出零件图和装配图，其劳动强度大，设计周期长，不易修改。然而，使用计算机辅助设计可提高设计计算的准确性，特别是计算机画图便于修改和储存，因此得到广泛的应用。autocad属于使用性软件，首先利用边界命令定义出绘图边界，然后在绘图区做图，绘图过程中分出不同层，绘制不同的线形并相应选取了不同颜色以示区别，然后加以说明。8 量具设计本次设计汽车后桥壳体工艺工装，该件产量3000件/年属于中批量生产，合理选用量具对提高生产率。提高测量精度有饿有重要因。因此，选择设计

43、102c12外圆的单轴双极限卡规。由于加工外圆采用自动化机床，采用卡规测量接节省了测量时间，所以，根据手册设计量具过程如下：设计102轴端的卡规：查得公差代号c12集基本尺寸102mm时上偏差es=-0.18mm下偏差ei=-0.53mm工件轴上偏差为基本偏差es=-180um工件轴下偏差（标准公差）ei=es-it=-180-350=-530um （8.1）按基本尺寸102mm公差等级it12，可得量轨制造公差t=14um,量规位置要素z=30um（1） 按基本尺寸计算量规尺寸偏差轴用通规：上偏差ts1=es-(z-t/2)=-180-(30-14/2)=-203um （8.2） 下偏差ti

44、1=es-(z+t/2)=-180-(30+14/2)=-217 um （8.3）通规尺寸标注：dt1=102通规磨损极限：d+tu=d+es=102+(-0.18)=101.82 um （8.4）轴用止规：上偏差 zs1=ei+t=-530+14=-516 um （8.5） 下偏差 zi1=ei=-530 um止规尺寸标注：dz1=102mm（2） 按工艺尺寸计算量规尺寸偏差通规工艺尺寸：dt1=d+es-(z+t/2)=102-0.18-(-0.03+0.014/2) （8.6） =101.783mm轴用通规：上偏差 ts1=+t=14um 下偏差ti1=0 um 磨损偏差tu1=+(z+

45、t/2)=+(30+14/2)=+37um （8.7）通规尺寸标注：dt1=101.783通规磨损极限：dt1+ tu1=101.783+0.037=101.82 um （8.8）止规工艺尺寸：dz1=d+e1=102+(-0.53)=101.47 um （8.9） 轴用止规：上偏差 zs1=+t=14um 下偏差 zi1=0 um止规尺寸标注：dz1=101.47（3）102c12用卡规校对量规尺寸偏差计算 1) 按基本尺寸校对量规尺寸偏差 “校通通”量规：上偏差tts=es-z=-180-30=-210um 下偏差 tti=es-(z+t/2)=-180-(30+14/2)=-217um

46、尺寸标注 dtt=102 “校通损”量规:上偏差tss=es=-180um下偏差 tsi=es-t/2=-180-14/2=-180um尺寸标注:dts=102“校止通”量规: 上偏差zts=ei+t/2=-530+14/2=-523um 下偏差 zti=ei=-530um 尺寸标注 dzt=1022) 按工艺尺寸计算校对量规尺寸偏差 “校通通”量规：工艺尺寸 dtt=d+es-z=102+(-0.18)-0.03=101.79um “校通通”量规:上偏差tts= 0um下偏差 tti=-t/2=-14/2=-7um尺寸标注:dtt=101.79“校止损”量规工艺尺寸: dts=d+es=12

47、0-0.18=101.82um “校通损”量规工艺尺寸:上偏差tss=0um 下偏差 tsi=t/2=14/2=-7um 尺寸标注 dts=101.82 “校通通”量规尺寸: dzt=d+eit/2=102-0.53+0.014/2=101.477um“校止通”量规工艺尺寸:上偏差zts=0 um 下偏差 zti=t/2=-0.007um 尺寸标注 dzt=101.477卡规其它尺寸如表8.1所示：表8.1 卡规尺寸d1=168l1=98l2=45ls=108r=57.5r1=69d1=24d2=16h=87.5h1=44.5h=139.59 刀具设计加工材料为可锻铸铁，刀具各参数如表9.1所

48、示：表9.1 刀具参数序号项 目数据来源或公式计算结果1铣刀直径d0d0=(1.41.6) a1=154mmd0=160mm2铣刀厚度bb=603铣刀齿数zz=（0.04-0.062） d0=12z=124刀齿截面尺寸h刀×b刀伸出量h刀片型号h刀×b刀=14×20h=8 d115z5确定端铣刀的几何角度前角0刃倾角s主偏角r副偏角r后角0副后角00=s=5。r=60。r =10。0=0 =10。6计算刀槽位置参数刀槽斜角偏心距l刀槽倾角刀体端面上刀槽底距铣刀轴线的距离htgrf-tgrasinkk-tgscoskr=tg5。sin60。-tg5。cos60。=0.032tg=tgpcosf=0.12e= d0/2sinf+ctg+h刀/cos=160/sin1.85+12*0.12+14/cos6.18=18.119mmtgr=-tgsin=-tg15。sin6.81。=0.03177h=( d0 cosrf/2-ctg/cos-m/ cos)=80*cos1.85-12ctg15/cos6.81-10/cos15=72.843rf=