反向齒輪器箱體夾具設(shè)計(jì)說明書

1、2014課程設(shè)計(jì)反向齒輪器箱體夾具設(shè)計(jì)反向齒輪器箱體夾具設(shè)計(jì)說明書第一部分：加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)一 反向齒輪箱的用途該反向齒輪箱用途非常廣泛。常用于加速減速，就是常說的變速齒輪箱；改變傳動(dòng)方向，例如我們用兩個(gè)扇形齒輪可以將力垂直傳遞到另一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸；改變轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，同等功率條件下，速度轉(zhuǎn)的越快的齒輪，軸所受的力矩越小，反之越大；離合功能，我們可以通過分開兩個(gè)原本嚙合的齒輪，達(dá)到把發(fā)動(dòng)機(jī)與負(fù)載分開的目的，比如剎車離合器等；分配動(dòng)力，例如我們可以用一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，通過齒輪箱主軸帶動(dòng)多個(gè)從軸，從而實(shí)現(xiàn)一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)多個(gè)負(fù)載的功能。二 反向齒輪箱的工藝特點(diǎn)和技術(shù)要求按表1的形式將反向齒輪器的主要技術(shù)要求列于表1中

2、。表1 反向齒輪箱零件技術(shù)要求表加工表面尺寸及偏差mm表面粗糙度Raum形位公差mm上蓋接合面2001.6平行度0.05上蓋接合面12孔126.316mm沉頭孔166.3吊耳上凸臺(tái)面6.3左右軸承凸臺(tái)端面6.347mm軸承孔47-0.008+0.018 1.6同軸度0.0135mm軸承孔35-0.008+0.0181.6前端面12mm孔120+0.0191.635mm吊耳孔350+0.0273.2軸線與上蓋結(jié)合面平行度0.05為了實(shí)現(xiàn)改變方向、力矩等功能，其軸承孔與軸承有很高的配合要求，因此尺寸加工精度要求較高，而且要求較高的同軸度。上蓋結(jié)合面作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)，要求較高的平面度。為了保證

3、齒輪箱有較高的裝配精度，上蓋面采用銷定位，因此需要與上蓋進(jìn)行配作。吊耳孔雖然尺寸精度要求不高，但要求對(duì)上蓋面有很好的平行度。綜上所述，該反向齒輪箱的各項(xiàng)技術(shù)要求比較合理，符合零件在實(shí)際工作中的功用。三 定位基準(zhǔn)的選擇1粗基準(zhǔn)的選取原則（1）、若工件必需首先保證某重要加工表面的加工余量均勻，則應(yīng)選該表面為粗基準(zhǔn)（2）、在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，若零件上每個(gè)表面都要加工，則應(yīng)以加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以使這個(gè)表面在加工中不致因加工余量不足造成加工后仍有部分毛面。（3）、在沒有要求保證重要表面加工余量的情況下，若零件有的表面不需要加工時(shí)，則應(yīng)以不加工表面與加工表面的位置

4、精度要求較高的表面為粗基準(zhǔn)。（4）、選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)盡可能平整和光潔，不能有飛邊、澆口、冒口及其他缺陷，以便定位準(zhǔn)確，裝夾可靠。（5）、粗基準(zhǔn)在同一方向上通常只允許使用一次，否則定位誤差太大。本箱體零件選用下底面作為粗基準(zhǔn)。以下底面作為粗基準(zhǔn)加工上蓋接合面和前端面，然后加工上蓋結(jié)合面的螺栓孔可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。2.精基準(zhǔn)的選擇根據(jù)該箱體零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇上蓋結(jié)合面和上蓋結(jié)合面螺栓孔為精基準(zhǔn)進(jìn)行加工。選擇上蓋接合面和上蓋結(jié)合面螺栓孔，零件上的很多表面都可以采用它們作為基準(zhǔn)進(jìn)行加工，即遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。選用上蓋結(jié)合面作基準(zhǔn)時(shí)，采用一面兩銷的方式定位，夾緊穩(wěn)定可靠。四

5、加工順序的安排1. 機(jī)械加工順序（1） 遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)上蓋接合面和前端面。（2） 遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，再安排精加工工序。（3） 遵循“先主后次”原則，先加工主要表面上蓋接合面和前端面，后加工次要面。 （4） 遵循“先面后孔”原則，先銑削上蓋接合面，再鉆接合面上的孔，先銑削吊耳凸臺(tái)面，再鉆孔。五 確定加工方案在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，表2列出了反向齒輪箱的工藝路線。表2 反向齒輪箱工藝路線、設(shè)備及工裝的選用加工表面表面粗糙度Ra/um加工方案上蓋結(jié)合面1.6粗銑-半精銑-精銑前端面6.3粗銑-半精銑吊耳上凸臺(tái)面6.3粗銑-半精銑左右側(cè)面

6、6.3粗銑-半精銑上蓋接合面12mm孔6.3鉆16mm沉頭孔6.3锪47mm軸承孔1.6粗鏜-半精鏜-精鏜35mm軸承孔1.6粗鏜-半精鏜-精鏜前端面12mm孔1.6擴(kuò)鉸35mm吊耳孔3.2粗鏜-精鏜六 確定加工路線1. 粗銑上蓋結(jié)合面2. 粗銑前端面3. 鉆上蓋結(jié)合面12連接螺栓孔4. 粗銑兩側(cè)軸承凸臺(tái)端面5. 粗鏜兩側(cè)個(gè)軸承孔6. 粗銑吊耳上凸臺(tái)端面7. 粗鏜吊耳孔8. 半精銑上蓋結(jié)合面9. 絞上蓋結(jié)合面12的螺栓孔10. 半精鏜兩側(cè)軸承孔11. 半精銑前端面12. 半精銑兩側(cè)軸承凸臺(tái)端面13. 半精銑吊耳上凸臺(tái)面14. 精鏜吊耳孔15. 鉆前端面12的孔16. 鉆前端面2×10

7、的孔17. 鉆底面M12的螺紋底孔，锪20的孔18. 鉆兩側(cè)軸承凸臺(tái)端面上6個(gè)M6的螺紋底孔19. 絞前端面12的孔20. 锪前端面10的孔為M12的螺紋底孔21. 在上蓋結(jié)合面上鉆4×M8的螺紋底孔22. 在上蓋結(jié)合面上鉆4個(gè)5的油孔23. 鉆右側(cè)凸臺(tái)面上5深30的油孔24. 鉆左側(cè)凸臺(tái)面上5深35的油孔25. 攻前端面M12螺紋26. 攻兩側(cè)軸承凸臺(tái)端面上6個(gè)M6螺紋27. 攻上蓋結(jié)合面上4個(gè)M8的螺紋28. 攻底面M12的螺紋29. 精銑上蓋結(jié)合面30. 精鏜兩側(cè)軸承孔31. 锪16的沉頭孔32. 去毛刺33. 清洗34. 與7065裝配35. 鉆2個(gè)配作的5錐銷孔底孔36.

8、絞2個(gè)配作的5錐銷孔37. 與7076裝配38. 鉆吊耳上配作8的銷孔底孔39. 絞吊耳上配作的8銷孔40. 清洗41. 終檢第二部分 粗鏜兩側(cè)軸承孔加工工序卡注意事項(xiàng)：1.切削液的選擇在選用切削液時(shí)，要考慮硬質(zhì)合金對(duì)驟熱的敏感性，盡可能使刀具均勻受熱，否則會(huì)導(dǎo)致崩刃。在加工一般的材料時(shí)，經(jīng)常采用干切削，但在干切削時(shí)，工件溫升較高，使工件易產(chǎn)生熱變形，影響工件加工精度，而且在沒有潤(rùn)滑劑的條件下進(jìn)行切削，由于切削阻力大，使功率消耗增大，刀具的磨損也加快。硬質(zhì)合金刀具價(jià)格較貴，所以從經(jīng)濟(jì)方面考慮，干切削也是不合算的。在選用切削液時(shí)，一般油基切削液的熱傳導(dǎo)性能較差，使刀具產(chǎn)生驟冷的危險(xiǎn)性要比水基切削

9、液小，所以一般選用含有抗磨添加劑的油基切削液為宜。2工序時(shí)間確定金剛鏜床的轉(zhuǎn)速范圍53840r/min，所以粗加工選擇轉(zhuǎn)速為400r/min；主軸進(jìn)給范圍為0.02-0.20mm/r,所以選擇0.2mm/r.軸承孔的深度為38mm，所以進(jìn)給時(shí)間為38÷（400×0.2）=0.475min。進(jìn)給次數(shù)設(shè)為1次，每次進(jìn)給深度1mm.第三部分 粗鏜兩側(cè)軸承孔夾具設(shè)計(jì)一 專用夾具設(shè)計(jì)的具體要求1、保證工件的加工精度2、提高生產(chǎn)率，降低制造成本3、操作方便、省力和安全4、便于排屑5、有良好的結(jié)構(gòu)工藝性二 擬定夾具定位方案1定位方式和定位元件的選擇 由于上蓋結(jié)合面已經(jīng)粗加工，且是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)

10、，故根據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則可以設(shè)為精基準(zhǔn)，利用上蓋結(jié)合面上有4個(gè)孔中的兩個(gè)孔，采用一面兩銷定位方式進(jìn)行加工。 一面兩孔組合定位常用于加工箱體、杠桿、蓋板等零件，易做到基準(zhǔn)統(tǒng)一，保證工件的位置精度，又有利于夾具的設(shè)計(jì)與制造。工件的定位平面一般是加工過的精基面，兩孔可以是工件結(jié)構(gòu)上原有的，也可以是為定位需要而專門設(shè)置的工藝孔。一面兩孔定位時(shí)相應(yīng)的定位元件是一面兩銷，兩定位銷可以有以下兩種：(1)兩個(gè)圓柱銷，上蓋結(jié)合面限制3個(gè)自由度（），定位銷1限制x和y方向的移動(dòng)，定位銷2限制y方向移動(dòng)和z方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，所以y方向的移動(dòng)被重復(fù)限制產(chǎn)生了過定位，由于一批工件中兩孔及兩銷之間的中心距都在一定公差范圍內(nèi)變動(dòng)

11、，所以在極限情況下可能會(huì)存在使工件兩孔無法套入兩個(gè)定位銷中。(2)一個(gè)圓柱銷和一個(gè)削邊銷，采用這種方法的情況下就避免了在y的移動(dòng)方向上的過定位。上蓋結(jié)合面限制3個(gè)自由度，12定位銷限制3個(gè)自由度。（1） 確定兩定位銷中心距尺 及其偏差，Lx=L=176mm，由于兩個(gè)螺栓孔的中心距為176±0.25mm，Lg=0.25mm，即由螺栓孔確定中心距偏差為銷孔中心距偏差的1/31/5，所以取=0.25×0.2=0.05mm，定位銷的中心距尺寸為176±0.05mm（2） 確定圓柱銷直徑及其公差Td1，d1=D1=12mm，圓柱銷與螺栓孔之間的配合為間隙配合，選用H8/f7

12、。故孔徑120+0.022mm，公差為TD1=0.022mm；圓柱銷銷徑12-0.034-0.016 mm公差為Td1=0.018mm；最小間隙為1=0.016mm。（3） 削邊銷的寬度a、b和B （由機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)a=1， （4） 確定削邊銷與基準(zhǔn)孔的最小配合間隙=2×4×（0.05+0.25-0.016÷2）÷12=0.195mm（5） 削邊銷的直徑d2=D2-2=12-0.195=11.805mm，選用公差帶h6，則削邊銷的定位圓柱部分定位直徑尺寸為11.8050-0.009mm（6） 移動(dòng)時(shí)基準(zhǔn)誤差jy=Td1+TD1+1min=0.018+0

13、.022+0.016=0.056mm（7） 轉(zhuǎn)角誤差=arctan（TD1+Td1+1min+Td2+TD2+2min）÷2Ltan=（0.018+0.022+0.016+0.009+0.022+0.195）÷（2×176）=0.0008011，=0.0459°2 夾緊力作用方向的選擇由螺母、螺桿等帶有螺旋結(jié)構(gòu)的元件與墊圈、壓板等組成的夾緊機(jī)構(gòu)稱為螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是目前夾具上用得最多的一種。我們選擇了通過螺紋套來夾緊，使力量沖上面向下，從而達(dá)到夾緊的目的，并且方便加工，能有效的控制成本。原本是選用氣缸作為夾緊的動(dòng)力元件，但考慮成本和一般加工的需求，以及設(shè)計(jì)的

14、復(fù)雜度，所以用螺紋來夾緊，實(shí)現(xiàn)夾緊的功能作用。并且考慮到了快換的效果，來提高生產(chǎn)的效率和操作的方便性。對(duì)于夾緊力作用點(diǎn)及作用力方向的選擇，夾緊力應(yīng)落在工件剛性較好的部件上，故選擇作用在箱體邊緣剛性很高處。夾緊力的方向應(yīng)有利于工件的準(zhǔn)確定位也和工件受力方向一致。由于是通過從上面的壓力來夾緊的，所以夾緊力的作用方向是從上向下的。根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)可查得：切削力計(jì)算公式為FZ=9.81CFz。apxFzfyFz.(60v)nFz.KFz ；Fx=9.81CFx。apxFxfyFx.(60v)nFx.KFx查表可得：CFz=92, ap=2mm, xFz=1, f=0.2mm/r, yFz=0.75

15、,大軸承孔切削速度V=Dn/60000=0.98m/s,小軸承孔切削速度v=0.73m/s,nFz=0,KFz= (170÷190)0.4×1×1×1×1=0.956，CFx=46，xFx=1， yFx=0.4，nFx=0，KFx=(170÷190)0.8×1×1×1×1=1.647，所以Fz=516N，F(xiàn)x=434N,夾具的夾緊力F一部分平衡Fz，和F-Fz產(chǎn)生的摩擦力平衡Fx，查表可得摩擦因數(shù)u取0.5，所以夾緊力F=516+434÷0.5=1384N，計(jì)算出的理論夾緊力F再乘以安全系數(shù)k既為實(shí)際所需夾緊力F，即： 取k=1.5，F(xiàn)=2076N,三 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)1鏜套類型的選擇由于為粗鏜，鏜孔的速度為400r/min，所以選擇固定式鏜套，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，軸線位置準(zhǔn)確。2.鏜套的布置方式根據(jù)零件形狀和加工的軸承孔的孔徑60mm，所以選擇單支撐后導(dǎo)引的方式。鏜套幾何尺