鉆汽車變速箱6-Φ8

鉆汽車變速箱6-Φ8.5孔組合機床及夾具設(shè)計程瑞張秀艷（大連科技學(xué)院機械工程學(xué)院，大連,116052）摘要：對汽車變速箱的加工方案進(jìn)行了分析，設(shè)計了鉆孔專用機床，該機床對同類型的組合機床具有一定的參考價值。為了完成汽車變速箱一次裝夾完成6-φ8.5孔的加工，設(shè)計了一套液壓專用自動夾具。實踐證明:該夾具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，加工過程實現(xiàn)了對工件的快速定位裝夾，提高了產(chǎn)品生產(chǎn)效率。關(guān)鍵詞：汽車變速箱；機床；夾具中圖分類號：TH16文獻(xiàn)標(biāo)示碼：ADesignofSpecialMachineToolandFixtureForDrilling6-φ8.5GearboxHolesChengRui(Dalianuniversityofscienceandtechnology,SchoolofMechanicalEngineering,,DaLian116052,China)Abstract:Theprocessingschemeoftheautomobilegearboxisanalyzed,andaspecialmachinetoolfordrillingisdesigned.Thismachinetoolhascertainreferencevalueforthesametypeofmodularmachinetool.Inordertocompletethe6-gearbox8.5holeprocessingatonce,asetofhydraulicautomaticfixtureisdesigned.Practicehasprovedthatthefixturehastheadvantagesofsimplestructureandconvenientoperation.Theprocessrealizestherapidpositioningandclampingoftheworkpieceandimprovestheproductionefficiencyoftheproduct.Keywords:Automobilegearbox;machinetool;jig0引言該課題來源于某汽車公司，此汽車變速箱產(chǎn)量為50000件/年，為大批量生產(chǎn)，汽車變速箱的加工質(zhì)量直接影響汽車的運轉(zhuǎn)性能，我們設(shè)計了一臺專用鉆孔機床及夾具，既保證加工精度及位置精度，又提高了產(chǎn)品生產(chǎn)效率。機床的總體設(shè)計方案1.1鉆孔加工方案的確定被加工工件工序圖，如圖1所示，變速器殼的材料是HT200，硬度為163～255HB，材料切削性能較好，變速器殼結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜，在本工序前，已經(jīng)完成了平面和2-φ12H7孔的精加工。本工序的加工內(nèi)容為：鉆端面6×φ8.5mm孔，孔深24mm，表面粗糙度均為Ra3.2。加工示意圖，初定的主軸直徑，通過計算得到主軸軸徑20mm，再次查表找到主軸伸出主軸箱尺寸，主軸和內(nèi)孔的配合尺寸D/d1=30/20，其長度為L=115mm，選用的該延伸軸的莫氏錐度號為2。圖1變速箱加工工序圖1.2機床的總體布局機床聯(lián)系尺寸總圖，如圖3所示，是用來表示機床的配置形式、主要構(gòu)成及各部件安裝位置、相互聯(lián)系、運動關(guān)系的總體布局圖，它為夾具等專用部件設(shè)計提供重要依據(jù)。機床的配置選用臥式組合機床，裝料高度1060mm。動力箱1TD32通過主軸箱帶動主軸旋轉(zhuǎn)運動，主軸與連桿連接，連桿帶動鉆頭旋轉(zhuǎn)運動實現(xiàn)機床的主運動。在側(cè)底座1CC32上配置液壓滑臺1HY32，實現(xiàn)主軸進(jìn)給運動。在中間底座上面安裝夾具，液壓滑臺1HY32和夾緊油缸配有液壓站。刀具主軸的切削速度、進(jìn)給量根據(jù)已選定的切削用量，計算切削扭矩、切削功率，用作選擇動力箱電機功率。圖2機床聯(lián)系尺寸總圖2專用夾具設(shè)計2.1定位方案的確定根據(jù)該零件特點，采用一面兩銷來進(jìn)行定位，工件的六個自由度完全被限制：見圖1，平面為定位面，此面限制了三個自由度，即X方向的轉(zhuǎn)動自由度，Y方向的轉(zhuǎn)動自由度和Z方向的移動自由度。與左面φ12H7孔配合的為短圓柱銷，此短圓柱銷限制了兩個自由度，即X方向的移動自由度和Y方向的移動自由度。與右面φ12H7配合的為削邊銷（即菱形銷），此削邊銷限制了一個自由度，即Z方向的轉(zhuǎn)動自由度。這些定位元件與工件的定位基準(zhǔn)相接觸，用于確定工件在夾具中的正確位置。2.2夾緊方案的確定夾緊力的方向應(yīng)使工件夾緊后的變形小，本工序鉆削工序的夾緊方向與重力、切削力方向相垂直，力的作用點的位置應(yīng)能保持工件的正確定位而不發(fā)生位移或偏轉(zhuǎn)。為此，作用點的位置應(yīng)靠近支撐面的幾何中心，使夾緊力均勻分布在接觸面上。夾緊力為液壓缸驅(qū)動，用推桿將推力傳遞至壓板，然后由壓板將夾緊力分散到工件表面，從而將工件夾緊。本夾具的夾緊設(shè)備采用擺動式壓板杠桿夾緊設(shè)備。夾緊原理：液壓缸產(chǎn)生的推力，經(jīng)由壓緊螺釘傳遞到推桿，推桿直線運動，由于受到擺動式杠桿的圓周力，杠桿直線運動，擺動式壓板也跟著圓周運動，帶動壓塊將工件夾緊。液壓夾緊具有輕易掌握，夾緊飛快的特點，方便集中掌握、程序掌握跟達(dá)成工序的自動化，作工壓力大，油缸構(gòu)造規(guī)格小，易于達(dá)成過載的維護(hù)。2.3切削力及夾緊力計算已知各主軸的總進(jìn)給力ΣF：F=7.7856KN要使工件能不移動，所需夾緊力Wk為:（4）其中：K為安全系數(shù)，取為2.2，為摩擦系數(shù)，取為0.3；算得Wk＝28.5472KN；再由夾緊機構(gòu)的結(jié)構(gòu),設(shè)液壓缸的推桿力為Q。則：（5）其中：l1夾緊力施力點至圓柱銷中心長度。L1為56.78mm；L2推桿施力點到圓柱銷長度。L2為85.24mm；η為杠桿傳動效率，η=0.8；則：Q＝23.77KN2.4液壓缸的選擇根據(jù)切削力大小和切削狀態(tài)，計算并確定油缸尺寸（D/d）及外形安裝，由于油缸夾緊工作壓力P=2-6MPa,取P=6MPaA==（6）又因為所以（7）取D=75mmd=45mm因此選擇法蘭式液壓缸型號為T5029-Ⅱ，數(shù)量為一個。為達(dá)到夾緊目的，選取油缸行程為60mm。圖4夾具總圖3結(jié)束語本課題是汽車變速箱外殼專用機床及夾具設(shè)計，首先對被加工零件進(jìn)行工藝性分析，確定了機床的配置形式，對鉆孔夾具的定位機構(gòu)、夾緊機構(gòu)等進(jìn)行了設(shè)計，對夾緊力進(jìn)行了計算。定位方案采用完全定位方案，夾具機構(gòu)為液壓夾緊機構(gòu)，既保證孔系的加工精度及位置精度，又降低了工人的勞動強度，提高了生產(chǎn)的效率和經(jīng)濟(jì)效益，有很高的實用價值。參考文獻(xiàn)：[1]成大先.機械設(shè)計手冊.北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2002[2]徐鴻本.機床夾具設(shè)計手冊.遼寧：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社.2004[3]大連組合機床研究所．組合機床設(shè)計(第一冊)［M］．北京:機械工業(yè)出版社，1975．[4]王小華.《機床夾具圖冊》[M].北京：機械工業(yè)出版社，1992[5]陳明.機械制造工藝學(xué).北京：機械工業(yè)出版社.2008[6]黃如林.切削加工簡明實用手冊[M].化學(xué)工業(yè)出版