鉆汽車變速箱6-Φ8

鉆汽車變速箱6-Φ8.5孔組合機(jī)床及夾具設(shè)計(jì)程瑞張秀艷（大連科技學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，大連,116052）摘要：對(duì)汽車變速箱的加工方案進(jìn)行了分析，設(shè)計(jì)了鉆孔專用機(jī)床，該機(jī)床對(duì)同類型的組合機(jī)床具有一定的參考價(jià)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(jì)了一套液壓專用自動(dòng)夾具。實(shí)踐證明:該夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，加工過(guò)程實(shí)現(xiàn)了對(duì)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(jī)床；夾具中圖分類號(hào)：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(lái)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(yùn)轉(zhuǎn)性能，我們?cè)O(shè)計(jì)了一臺(tái)專用鉆孔機(jī)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(jī)床的總體設(shè)計(jì)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(duì)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(guò)計(jì)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(zhǎng)度為L(zhǎng)=115mm，選用的該延伸軸的莫氏錐度號(hào)為2。圖1變速箱加工工序圖1.2機(jī)床的總體布局機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖，如圖3所示，是用來(lái)表示機(jī)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(yùn)動(dòng)關(guān)系的總體布局圖，它為夾具等專用部件設(shè)計(jì)提供重要依據(jù)。機(jī)床的配置選用臥式組合機(jī)床，裝料高度1060mm。動(dòng)力箱1TD32通過(guò)主軸箱帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，主軸與連桿連接，連桿帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)。在側(cè)底座1CC32上配置液壓滑臺(tái)1HY32，實(shí)現(xiàn)主軸進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。在中間底座上面安裝夾具，液壓滑臺(tái)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(jì)算切削扭矩、切削功率，用作選擇動(dòng)力箱電機(jī)功率。圖2機(jī)床聯(lián)系尺寸總圖2專用夾具設(shè)計(jì)2.1定位方案的確定根據(jù)該零件特點(diǎn)，采用一面兩銷來(lái)進(jìn)行定位，工件的六個(gè)自由度完全被限制：見(jiàn)圖1，平面為定位面，此面限制了三個(gè)自由度，即X方向的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，Y方向的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度和Z方向的移動(dòng)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(gè)自由度，即X方向的移動(dòng)自由度和Y方向的移動(dòng)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(gè)自由度，即Z方向的轉(zhuǎn)動(dòng)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(diǎn)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(diǎn)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(dòng)，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(dòng)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(yùn)動(dòng)，由于受到擺動(dòng)式杠桿的圓周力，杠桿直線運(yùn)動(dòng)，擺動(dòng)式壓板也跟著圓周運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)壓塊將工件夾緊。液壓夾緊具有輕易掌握，夾緊飛快的特點(diǎn)，方便集中掌握、程序掌握跟達(dá)成工序的自動(dòng)化，作工壓力大，油缸構(gòu)造規(guī)格小，易于達(dá)成過(guò)載的維護(hù)。2.3切削力及夾緊力計(jì)算已知各主軸的總進(jìn)給力ΣF：F=7.7856KN要使工件能不移動(dòng)，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(jī)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(diǎn)至圓柱銷中心長(zhǎng)度。L1為56.78mm；L2推桿施力點(diǎn)到圓柱銷長(zhǎng)度。L2為85.24mm；η為杠桿傳動(dòng)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(jì)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?yàn)樗裕?）取D=75mmd=45mm因此選擇法蘭式液壓缸型號(hào)為T(mén)5029-Ⅱ，數(shù)量為一個(gè)。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(yǔ)本課題是汽車變速箱外殼專用機(jī)床及夾具設(shè)計(jì)，首先對(duì)被加工零件進(jìn)行工藝性分析，確定了機(jī)床的配置形式，對(duì)鉆孔夾具的定位機(jī)構(gòu)、夾緊機(jī)構(gòu)等進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對(duì)夾緊力進(jìn)行了計(jì)算。定位方案采用完全定位方案，夾具機(jī)構(gòu)為液壓夾緊機(jī)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(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)的效率和經(jīng)濟(jì)效益，有很高的實(shí)用價(jià)值。參考文獻(xiàn)：[1]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2002[2]徐鴻本.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè).遼寧：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社.2004[3]大連組合機(jī)床研究所．組合機(jī)床設(shè)計(jì)(第一冊(cè))［M］．北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1975．[4]王小華.《機(jī)床夾具圖冊(cè)》[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992[5]陳明.機(jī)械制造工藝學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2008[6]黃如林.切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)[M].化學(xué)工業(yè)出版