風(fēng)鎬變速器箱體的銑前后端面夾具設(shè)計(jì)及加工工藝規(guī)程制訂含5張CAD圖

風(fēng)鎬變速器箱體的銑前后端面夾具設(shè)計(jì)及加工工藝規(guī)程制訂含5張CAD圖,風(fēng)鎬,變速器,箱體,前后,先后,端面,夾具,設(shè)計(jì),加工,工藝,規(guī)程,制訂,制定,cad 風(fēng)鎬變速器箱體零件的工藝規(guī)程制訂及夾具設(shè)計(jì) 摘 要 本設(shè)計(jì)是風(fēng)鎬變速器箱體零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè)計(jì)。風(fēng)鎬變速器箱體零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來(lái)說(shuō)，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，本設(shè)計(jì)遵循先面后孔的原則。并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度?；鶞?zhǔn)選擇以變速箱箱體的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)，以頂面與兩個(gè)工藝孔作為精基準(zhǔn)。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出頂平面，再以頂平面與支承孔系定位加工出工藝孔。在后續(xù)工序中除個(gè)別工序外均用頂平面和工藝孔定位加工其他孔系與平面。支承孔系的加工采用的是坐標(biāo)法鏜孔。整個(gè)加工過(guò)程均選用組合機(jī)床。夾具選用專用夾具，夾緊方式多選用氣動(dòng)夾緊，夾緊可靠，機(jī)構(gòu)可以不必自鎖。因此生產(chǎn)效率較高。適用于大批量、流水線上加工。能夠滿足設(shè)計(jì)要求。 關(guān)鍵詞：變速箱;加工工藝;專用夾具 i Abstract This design is the process specification of the pneumatic gearbox box parts and the special fixture design for some processes. The main machined surface of the gearbox housing parts of the pneumatic pick is the plane and hole system. Generally speaking, ensuring the machining accuracy of the plane is easier than ensuring the machining accuracy of the hole system. Therefore, this design follows the principle of the first face and the rear hole. The processing of holes and planes is clearly divided into rough machining and finishing stages to ensure the accuracy of hole processing. The reference selection is based on the input shaft of the gearbox and the supporting hole of the output shaft as the rough datum, with the top face and two processing holes as the precise datum. The main processing procedure is to locate the top plane with the supporting hole system first, then locate the hole by positioning the top plane and supporting holes. In the following processes, except for individual processes, other holes and planes are positioned by using the top plane and process holes. The hole supporting system is machined by coordinate method. Combined machine tools are used in the whole process. The fixture is specially clamped, the clamping mode is mostly pneumatic clamping, and the clamping is reliable, and the mechanism can not be self locked. Therefore, the production efficiency is high. It is suitable for large batch and assembly line processing. It can meet the design requirements. Keywords: Gearbox machining technology ; special-purpose ; clamping apparatus ⅱ 目錄 摘 要 i Abstract II 緒論 3 1 風(fēng)鎬變速器箱體加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 18 1.1 零件的分析 18 1.1.1 零件的作用 18 1.1.2 零件的工藝分析 18 1.2 箱體加工的主要問(wèn)題和工藝過(guò)程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 19 1.2.1 孔和平面的加工順序 19 1.2.2 孔系加工方案選擇 19 1.3 變速箱箱體加工定位基準(zhǔn)的選擇 22 1.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 22 1.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 22 1.4 變速箱箱體加工主要工序安排 23 1.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 24 2 專用夾具設(shè)計(jì) 30 2.1 粗銑前后端面夾具設(shè)計(jì) 30 2.1.1 定位基準(zhǔn)的選擇 30 2.1.2 定位元件的設(shè)計(jì) 30 2.2.3 定位誤差分析 32 2.1.4 銑削力與夾緊力計(jì)算 32 2.1.5 定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) 33 2.1.6 夾緊裝置及夾具體設(shè)計(jì) 35 2.1.7 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 37 參考文獻(xiàn) 38 致 謝 39 緒論 在做畢業(yè)設(shè)計(jì)一變速箱箱體零件工藝規(guī)程制定及其夾具設(shè)計(jì)之前，需查閱資料了解箱體零件加工工藝的發(fā)展現(xiàn)狀，預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)過(guò)程中可能遇到的困難找出解決方法，為以后以后具體的設(shè)計(jì)過(guò)程作好準(zhǔn)備工作。 一、本課題的研究意義，國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢(shì) 本課題是箱體加工及其夾具設(shè)計(jì),箱體零件加工屬于典型零件加工,由于箱體零件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，加工工藝也相對(duì)復(fù)雜，通常都是采用鑄鐵材料。先鑄造成毛坯，然后經(jīng)過(guò)時(shí)效處理后，進(jìn)行機(jī)加工,在機(jī)加工過(guò)程中，一般采用先面后孔的加工路線。 箱體零件加工具有典型性，對(duì)于我們機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅能夠很好的復(fù)習(xí)、運(yùn)用在四年里學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)，而且還能讓我們把各科知識(shí)統(tǒng)一起來(lái)，融會(huì)貫通.更全面的了解零件加工工藝過(guò)程和夾具設(shè)計(jì)。 在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，先進(jìn)加工工藝亦日新月異，主要有以下發(fā)展趨勢(shì): 1采用模擬技術(shù)，優(yōu)化工藝設(shè)計(jì) 2成形精度向近無(wú)余量方向發(fā)展. 3成形質(zhì)量向近無(wú)“缺陷”方向發(fā)展 4.機(jī)械加工向超精密、超高速方向發(fā)展 5.采用新型能源及復(fù)合加工。解決新型材料的加工和表面改性難題 6.采用自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程的優(yōu)化控制 7.采用清潔能源及原材料、實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn) 8.加工與設(shè)計(jì)之間的界限逐漸淡化，并趨向集成及一體化。 9.工藝技術(shù)與信息技術(shù)、管理技術(shù)緊密結(jié)合，先進(jìn)制造生產(chǎn)模式獲得不斷發(fā)展 二、本課題的基本內(nèi)容，預(yù)計(jì)可能遇到的困難，提出解決問(wèn)題的方法和措施 本課題的基本內(nèi)容是變速箱體的加工工藝過(guò)程與夾具設(shè)計(jì)，要研究的主要內(nèi)容有: 1.分析零件圖 在設(shè)計(jì)開(kāi)始時(shí)，我們應(yīng)認(rèn)真分析零件圖，了解其箱體零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和相關(guān)的技術(shù)要求，對(duì)箱體零件的每一個(gè)細(xì)節(jié)都應(yīng)仔細(xì)分析，如箱體加工表面的平行度，粗糙度、垂直度，特別是要注意箱體零件的各孔系自身的精度(同軸度、圓度、粗糙度等)和它們的相互位置精度(軸線之間的平行度、垂直度以及軸線與平面之間的平行度、垂直度等要求)，箱體零件的尺寸是整個(gè)零件加工的關(guān)鍵，必須弄清箱體零件的每-一個(gè)尺寸。我們采用AutoCAD軟件繪制零件圖，一方面增加對(duì)零件的了解認(rèn)識(shí)，另一方面增加我們對(duì)CAD軟件的熟悉。 2.工藝分析 箱體零件的工藝分析是整個(gè)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們必須根據(jù)批量等嚴(yán)格地選擇毛坯、擬定工藝路線(注意:基準(zhǔn)選擇、定位、夾緊等問(wèn)題》確定加工余量、計(jì)算工藝尺寸、計(jì)算工時(shí)定額和每一步的 工時(shí)以及分析定位誤差，為了與實(shí)際加工相吻合，我們還必須對(duì)加工設(shè)備、切削用量、加工方法等進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì)，這個(gè)階段內(nèi)容較多，涉及的范圍也較廣。為了設(shè)計(jì)的參數(shù)合理，我們必須廣泛的查閱相關(guān)的書籍，達(dá)到設(shè)計(jì)的合理性和實(shí)用性。 3.設(shè)計(jì)兩套專用夾具 在設(shè)計(jì)夾具的過(guò)程中，主要要考慮的問(wèn)題有: ①基準(zhǔn)選擇:在選擇基準(zhǔn)的時(shí)候，要注意區(qū)分粗基準(zhǔn)與精基準(zhǔn)以及要了解基準(zhǔn)的選擇原則，同時(shí)要知道基準(zhǔn)的選擇既要滿足選擇原則，同時(shí)還要方便定位和夾緊，以免引起不必要的加工誤差，在基準(zhǔn)選擇完之后就要考慮用什么元件進(jìn)行定位。 ②限制的自由度:在裝夾的過(guò)程中，要注意自由度的限制，必須做到準(zhǔn)確的定位，不能出現(xiàn)欠定位或過(guò)定位。 ③夾緊機(jī)構(gòu):設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)必須計(jì)算分析夾緊力和切削力，不能出現(xiàn)夾緊力過(guò)小而使工件在切削的過(guò)程中出現(xiàn)松動(dòng)而影響精度，也不能出現(xiàn)因夾緊力過(guò)大而使工件變形影響工件質(zhì)量。同時(shí)，還要根據(jù)零件生產(chǎn)批量和生產(chǎn)率的考慮來(lái)選擇夾緊方式(手動(dòng)、氣動(dòng)或液壓夾緊)。 ④夾具的用途:為了工件定位準(zhǔn)確和夾緊的快速，提高效率和降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高箱體零件加工精度和安裝找正方便，我們要采用專用的銑床夾具和鏜床夾具。同時(shí)，因?yàn)殂姶矈A具有T形槽、鏜床夾具有鏜模等特殊結(jié)構(gòu)，因此還要考慮夾具與機(jī)床的匹配，即機(jī)床的工作臺(tái)尺寸和結(jié)構(gòu)能否滿足夾具的安裝。 在夾具設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們統(tǒng)一采用以底面為主要定位面來(lái)進(jìn)行加工，因?yàn)槲覀兾磳ｉT學(xué)習(xí)過(guò)夾具的設(shè)計(jì)和計(jì)算，所以工件量大大地增加了，只有通過(guò)在實(shí)習(xí)過(guò)程中對(duì)夾具的感性認(rèn)識(shí)和夾具設(shè)計(jì)參考書以及夾具圖冊(cè)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算，所以?shī)A具的設(shè)計(jì)是整個(gè)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，也是一個(gè)難點(diǎn)。 夾具的設(shè)計(jì)必須要保證夾具的準(zhǔn)確定位和機(jī)構(gòu)合理，考慮夾具的定位誤差和安裝誤差。我將通過(guò)對(duì)工件與夾具的認(rèn)真分析，結(jié)合一些夾具的具體設(shè)計(jì)事例，查閱相關(guān)的夾具設(shè)計(jì)資料，聯(lián)系在工廠看到的一些箱體零件加工的夾具來(lái)解決這些問(wèn)題。 三、可行性分析 變速箱體零件結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，其主要特點(diǎn)是平面多、孔多，孔的尺寸精度和相互位置精度要求高，它的作用是讓該部件內(nèi)各有關(guān)零件(如軸、軸承、齒輪等)保持正確的相互位置，彼此按照一定的傳動(dòng)關(guān)系工作， 所以，箱體零件的加工質(zhì)量，直接影響車床的精度、性能和壽命。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了保證變速箱體加工工藝的合理性、實(shí)用性以及加工精度等要求，我們?cè)趫D書館努力收集有關(guān)箱體零件加工實(shí)例;同時(shí)結(jié)合實(shí)際來(lái)提高我們工藝路線的實(shí)用性。 變速箱體零件加工工藝過(guò)程中，我們必須保證其箱體零件的主要加工平面和孔系的加工精度和箱體部件的裝配精度，其主要技術(shù)要求為: 主要平面的形狀精度、相互位置精度和表面粗糙度箱體的主要平面一般都是裝配和加工中的定位基準(zhǔn)，直接影響箱體與機(jī)體總裝時(shí)的相對(duì)位置和接觸剛度，也影響箱體加工中的定位精度，主要結(jié)合平面須經(jīng)刮研或磨屑等精加工，以保證接觸良好，變速箱體的主要平面為底面，它不僅是裝配的基準(zhǔn)面，而且，是加工中的主要定位基準(zhǔn)面，因此我們必須對(duì)它進(jìn)行精細(xì)加工。 支承孔之間的相互位置精度: 箱體上齒輪嚙合的孔系之間，應(yīng)有一定的孔距尺寸精度和平行度要求，否則會(huì)影響到齒輪的嚙合精度，使工作時(shí)產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)，并影響齒輪使用壽命，這項(xiàng)精度主要取決于傳動(dòng)齒輪得中心距允差和齒輪嚙合的精度，同-軸線的孔應(yīng)有-定的同軸度要求，否則不僅軸的裝配困難，并且使軸的回轉(zhuǎn)精度不良，加劇軸承的磨損和發(fā)熱，溫度升高，影響機(jī)器的精度和正常工作 支承孔與平面間的相互位置精度:箱體的主要支承孔與裝配基面的位置由該部件裝配后的精度要求確定。為了保證三個(gè)軸孔的加工精度和位置精度要求，我們?cè)谶M(jìn)行加工時(shí)， 以底面作為精基準(zhǔn)定位，并且把加工過(guò)程分為粗、精加工兩個(gè)階段，提高其精度要求，保證其位置關(guān)系，在進(jìn)行鏜孔時(shí)，我們?cè)O(shè)計(jì)了專用的夾具，以此減少人工劃線找正的難度，提高了生產(chǎn)率和精度要求。 因此，我相信我們對(duì)減速箱體零件工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)有合理性和實(shí)用性。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)一誠(chéng)速 箱體機(jī)械加工工藝及其夾具設(shè)計(jì)之前， 需查閱資料了解定量減速箱體的發(fā)展現(xiàn)狀，預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)過(guò)程中可能遇到的困難找出解決方法，為以后以后具體的設(shè)計(jì)過(guò)程作好準(zhǔn)備工作。 四、選題理由 箱體零件加工屬于典型零件加工,由于箱體零件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，加工工藝也相對(duì)復(fù)雜，機(jī)械加工工藝制定的正確與否，直接關(guān)系到產(chǎn)品是否能夠順利進(jìn)行機(jī)械加工的關(guān)鍵，產(chǎn)品加工能否達(dá)到所需的尺寸精度和表面粗糙度要求關(guān)鍵;也關(guān)系到零件加工的經(jīng)濟(jì)性。 夾具的設(shè)計(jì)關(guān)系到零件在加工過(guò)程中的位置是否準(zhǔn)確、可靠、裝夾方便和安全，也關(guān)系到機(jī)加工的精度。對(duì)于我們機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì),不僅能夠很好的復(fù)習(xí)、運(yùn)用在四年里學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)，而且還能讓我們把各科知識(shí)統(tǒng)一起來(lái)，融會(huì)貫通.更全面的了解零件加工工藝過(guò)程和夾具設(shè)計(jì) 五、夾具研究 機(jī)床夾具是機(jī)械加工工藝系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。為保證工件某工序的加工要求，必須使工件在機(jī)床上相對(duì)刀具的切削或成形運(yùn)動(dòng)處于準(zhǔn)確的相對(duì)位置。當(dāng)用夾具裝夾加工一批工件時(shí)，是通過(guò)夾具來(lái)實(shí)現(xiàn)這一要求的。而要實(shí)現(xiàn)這一要求，又必須滿足三個(gè)條件：①一批工件在夾具中占有正確的加工位置；②夾具裝夾在機(jī)床上的準(zhǔn)確位置；③刀具相對(duì)夾具的準(zhǔn)確位置。這里涉及了三層關(guān)系：零件相對(duì)夾具，夾具相對(duì)于機(jī)床，零件相對(duì)于機(jī)床。工件的最終精度是由零件相對(duì)于機(jī)床獲得的。所以“定位”也涉及到三層關(guān)系：工件在夾具上的定位，夾具相對(duì)于機(jī)床的定位，而工件相對(duì)于機(jī)床的定位是間接通過(guò)夾具來(lái)保證的。工件定位以后必須通過(guò)一定的裝置產(chǎn)生夾緊力把工件固定，使工件保持在準(zhǔn)確定位的位置上，否則，在加工過(guò)程中因受切削力，慣性力等力的作用而發(fā)生位置變化或引起振動(dòng)，破壞了原來(lái)的準(zhǔn)確定位，無(wú)法保證加工要求。這種產(chǎn)生夾緊力的裝置便是夾緊裝置。 一 機(jī)床卡具 1.機(jī)床夾具的概念 機(jī)床夾具是機(jī)床上用以裝夾工件（和引導(dǎo)刀具）的一種裝置。其作用是將工件定位，以使工件獲得相對(duì)于機(jī)床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。 2.機(jī)床夾具的分類 機(jī)床夾具可根據(jù)其使用范圍，分為通用夾具、專用夾具、組合夾具、通用可調(diào)夾具和成組夾具等類型。機(jī)床夾具還可按其所使用的機(jī)床和產(chǎn)生加緊力的動(dòng)力源等進(jìn)行分類。根據(jù)所使用的機(jī)床可將夾具分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具（鉆模）、鏜床夾具（鏜模）、磨床夾具和齒輪機(jī)床夾具等，根據(jù)產(chǎn)生加緊力的動(dòng)力源可將夾具分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、電動(dòng)夾具、電磁夾具和真空夾具等。 3.機(jī)床夾具的組成 (1)定位元件 (2)夾緊裝置 (3)對(duì)刀、引導(dǎo)元件或裝置 (4)連接元件 (5)夾具體 (6)其它元件及裝置 二 定位基準(zhǔn) 基準(zhǔn)是用以確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的點(diǎn)，線，面。在加工中用以定位的基準(zhǔn)稱為定位基準(zhǔn)。有時(shí)，作為基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面在工件上不一定具體存在（例如孔的中心線和對(duì)稱中心平面等），其作用是由某些具體表面（如內(nèi)孔圓柱面）體現(xiàn)的，體現(xiàn)基準(zhǔn)作用的表面稱為基面。 三 工件在夾具中的定位 (一)六點(diǎn)定位原理 任何未定位的工件在空間直角坐標(biāo)系中都具有六個(gè)自由度。工件定位的任務(wù)就是根據(jù)加工要求限制工件的全部或部分自由度。工件的六點(diǎn)定位原理是指用六個(gè)支撐點(diǎn)來(lái)分別限制工件的六個(gè)自由度，從而使工件在空間得到確定定位的方法。 (2) 支承點(diǎn)與定位元件 上圖為常見(jiàn)定位方式中的定位元件所限制的自由度和相當(dāng)?shù)闹С悬c(diǎn)數(shù) (三)完全定位與不完全定位 工件的六個(gè)自由度完全被限制的定位稱為完全定位。按加工要求，允許有一個(gè)或幾個(gè)自由度不被限制的定位稱為不完全定位。 (四)欠定位與過(guò)定位 按工序的加工要求，工件應(yīng)該限制的自由度而未予限制的定位，稱為欠定位。在確定工件定位方案時(shí)，欠定位時(shí)絕對(duì)不允許的。工件的同一自由度背二個(gè)或二個(gè)以上的支撐點(diǎn)重復(fù)限制的定位，稱為過(guò)定位。在通常情況下，應(yīng)盡量避免出現(xiàn)過(guò)定位。 消除過(guò)定位及其干涉一般有兩個(gè)途徑：其一是改變定位元件的結(jié)構(gòu)，以消除被重復(fù)限制的自由度；其二是提高工件定位基面之間及夾具定位元件工作表面之間的位置精度，以減少或消除過(guò)定位引起的干涉。 四 組合夾具和隨行夾具 (一)組合夾具? 組合夾具是由一套預(yù)先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件和合件組裝而成的專用夾具。 (二)隨行夾具 隨行夾具是大批量生產(chǎn)中在自動(dòng)線上使用的一種移動(dòng)式夾具。 工件的夾緊工件的夾緊與常用的夾緊裝置 一 工件的夾緊 (一)夾緊裝置 1.夾緊裝置的組成——?jiǎng)恿ρb置、夾緊元件、中間傳力機(jī)構(gòu) 2.夾緊裝置的基本要求 (1)夾緊既不應(yīng)破壞工件的定位，或產(chǎn)生過(guò)大的夾緊變形，又要有足夠的夾緊力，防止工件在加工中產(chǎn)生振動(dòng)； (2)足夠的夾緊行程，夾緊動(dòng)作迅速，操縱方便、安全省力； (3)手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)要有可靠的自鎖性，機(jī)動(dòng)夾緊裝置要統(tǒng)籌考慮夾緊的自鎖性和原動(dòng)力的穩(wěn)定性； (4)結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單緊湊，制造、維修方便。 (二)夾緊力的確定 1.確定夾緊力作用方向的原則 (1)夾緊力的方向應(yīng)使定位基面與定位元件接觸良好，保證工件定位準(zhǔn)確可靠； (2)加緊力的方向應(yīng)與工件剛度最大的方向一致，以減小工件變形； (3)加緊力的方向應(yīng)盡量與工件受到的切削力、重力等的方向一致，以減小加緊力。 2.確定夾具力作用點(diǎn)的原則 (1)加緊力的作用點(diǎn)應(yīng)正對(duì)支撐元件或位于支撐元件所形成的支撐面內(nèi)； (2)夾具力的作用點(diǎn)應(yīng)位于工件剛性較好的部位。 (3)夾具力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面，以減小切削力對(duì)夾緊點(diǎn)的力矩，防止或減小工件的加工振動(dòng)或彎曲變形。 二 常用的夾緊裝置 夾具中常用的夾緊裝置有楔塊,螺旋,偏心輪等,它們都是根據(jù)斜面夾緊原理而夾緊工件的。 機(jī)床夾具是機(jī)床上用以裝夾工件和引導(dǎo)刀具的一種裝置。指專為某一工件的某道工序而專門設(shè)計(jì)的夾具。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率，但設(shè)計(jì)制造周期較長(zhǎng)、制造費(fèi)用也較高。當(dāng)產(chǎn)品變更時(shí)，夾具將由于無(wú)法再使用而報(bào)廢。只適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。它與工件的定位基準(zhǔn)相接觸，用于確定工件在夾具中的正確位置，從而保證加工時(shí)工件相對(duì)于刀具和機(jī)床加工運(yùn)動(dòng)間的相對(duì)正確位置。 結(jié)構(gòu)組成 1、定位元件 它與工件的定位基準(zhǔn)相接觸，用于確定工件在夾具中的正確位置，從而保證加工時(shí)工件相對(duì)于刀具和機(jī)床加工運(yùn)動(dòng)間的相對(duì)正確位置。 2、夾緊裝置 用于夾緊工件，在切削時(shí)使工件在夾具中保持既定位置。 3、對(duì)刀、引導(dǎo)元件或裝置 這些元件的作用是保證工件與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工前正 確位置的元件，稱為對(duì)刀元件，如對(duì)刀塊。用于確定刀具位置并導(dǎo)引刀具進(jìn)行加工的元件，稱為導(dǎo)引元件。 4、連接元件 使夾具與機(jī)床相連接的元件，保證機(jī)床與夾具之間的相互位置關(guān)系。 5、夾具體 用于連接或固定夾具上各元件及裝置，使其成為一個(gè)整體的基礎(chǔ)件。它與機(jī)床有 關(guān)部件進(jìn)行連接、對(duì)定，使夾具相對(duì)機(jī)床具有確定的位置。 6、其它元件及裝置 有些夾具根據(jù)工件的加工要求，要有分度機(jī)構(gòu)，銑床夾具還要有定位鍵等。以上這些組成部分，并不是對(duì)每種機(jī)床夾具都是缺一不可的，但是任何夾具都必須有定位元件和夾緊裝置，它們是保證工件加工精度的關(guān)鍵，目的是使工件定準(zhǔn)、夾牢。[1] 分類 專門化分類 1）通用夾具 通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的，在一定范圍內(nèi)可用于加工不同工件的夾具。例如，車床上三爪卡盤和四爪單動(dòng)卡盤，銑床上的平口鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等。這類夾具一般由專業(yè)工廠生產(chǎn)，常作為機(jī)床附件提供給用戶。其特點(diǎn)是適應(yīng)性廣，生產(chǎn)效率低，主要適用于單件、小批量的生產(chǎn)中。 2）專用夾具 專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設(shè)計(jì)的夾具。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率，但設(shè)計(jì)制造周期較長(zhǎng)、制造費(fèi)用也較高。當(dāng)產(chǎn)品變更時(shí)，夾具將由于無(wú)法再使用而報(bào)廢。只適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。 3）通用可調(diào)夾具和成組夾具 其特點(diǎn)是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應(yīng)不同零件的加工。用于相似零件的成組加工所用的夾具，稱為成組夾具。通用可調(diào)夾具與成組夾具相比，加工對(duì)象不很明確，適用范圍更廣一些。 4）組合夾具 組合夾具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組裝而成的夾具。由專業(yè)廠家制造，其特點(diǎn)是靈活多變，萬(wàn)能性強(qiáng)，制造周期短、元件能反復(fù)使用，特別適用于新產(chǎn)品的試制和單件小批生產(chǎn)。 5）隨行夾具 隨行夾具是一種在自動(dòng)線上使用的夾具。該夾具既要起到裝夾工件的作用，又要與工件成為一體沿著自動(dòng)線從一個(gè)工位移到下一個(gè)工位，進(jìn)行不同工序的加工。[1] 按使用分類 由于各類機(jī)床自身工作特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)形式各不相同，對(duì)所用夾具的結(jié)構(gòu)也相應(yīng)地提出了不同的要求。按所使用的機(jī)床不同，夾具又可分為：車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機(jī)床夾具和其他機(jī)床夾具等。 按夾緊分類 根據(jù)夾具所采用的夾緊動(dòng)力源不同，可分為：手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動(dòng)夾具、磁力夾具、真空夾具等。 應(yīng)用作用 1、能穩(wěn)定地保證工件的加工精度 用夾具裝夾工件時(shí)，工件相對(duì)于刀具及機(jī)床的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，使一批工件的加工精度趨于一致。 2、能減少輔助工時(shí)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 使用夾具裝夾工件方便、快速，工件不需要?jiǎng)澗€找正，可顯著地減少輔助工時(shí)；工件在夾具中裝夾后提高了工件的剛性，可加大切削用量；可使用多件、多工位裝夾工件的夾具，并可采用高效夾緊機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 3、能擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能 根據(jù)加工機(jī)床的成形運(yùn)動(dòng)?，附以不同類型的夾具，即可擴(kuò)大機(jī)床原有的工藝范圍。例如在車床的溜板上或搖臂鉆床工作臺(tái)上裝上鏜模，就可以進(jìn)行箱體零件的鏜孔加工。 4、保證加工精度 采用夾具安裝，可以準(zhǔn)確地確定工件與機(jī)床、刀具之間的相互位置，工件的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，其加工精度高而且穩(wěn)定。 5、提高生產(chǎn)率、降低成本 用夾具裝夾工件，無(wú)需找正便能使工件迅速地定位和夾緊，顯著地減少了輔助工時(shí)；用夾具裝夾工件提高了工件的剛性，因此可加大切削用量；可以使用多件、多工位夾具裝夾工件，并采用高效夾緊機(jī)構(gòu)，這些因素均有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。另外，采用夾具后，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，廢品率下降，可以安排技術(shù)等級(jí)較低的工人，明顯地降低了生產(chǎn)成本。 6、擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍 使用專用夾具可以改變?cè)瓩C(jī)床的用途和擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能。例如，在車床或搖臂鉆床上安裝鏜模夾具后，就可以對(duì)箱體孔系進(jìn)行鏜削加工；通過(guò)專用夾具還可將車床改為拉床使用，以充分發(fā)揮通用機(jī)床的作用。 7、減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度 用夾具裝夾工件方便、快速，當(dāng)采用氣動(dòng)、液壓等夾緊裝置時(shí)，可減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 發(fā)展前景 夾具最早出現(xiàn)在18世紀(jì)后期。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。 1、機(jī)床夾具的現(xiàn)狀 國(guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明，小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85%左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)的需求與競(jìng)爭(zhēng)。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬(wàn)套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3~4年就要更新50~80%左右專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為10~20%左右。數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本； 2）能裝夾一組具有相似性特征的工件； 3）能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具； 4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具； 5）采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率； 6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。 2、現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化、精密化、高效化和柔性化等四個(gè)方面。 （1）標(biāo)準(zhǔn)化?機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。我國(guó)已有夾具零件及部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148~T2259－91以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。 （2）精密化?隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢(shì)必相應(yīng)提高了對(duì)夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達(dá)±0.1"；用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為5μm。 （3）高效化?高效化夾具主要用來(lái)減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。常見(jiàn)的高效化夾具有自動(dòng)化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在試驗(yàn)轉(zhuǎn)速為9000r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高，除了在生產(chǎn)流水線、自動(dòng)線配置相應(yīng)的高效、自動(dòng)化夾具外，在數(shù)控機(jī)床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動(dòng)裝夾工件的夾具以及自動(dòng)更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機(jī)床的效率。 （4）柔性化?機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過(guò)調(diào)整、組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴(kuò)大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu)，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當(dāng)前夾具發(fā)展的主要方向。 現(xiàn)代夾具發(fā)展簡(jiǎn)介 夾具結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)未來(lái)的發(fā)展主要受生產(chǎn)模式制造工藝和機(jī)床或設(shè)備發(fā)展的影響。從機(jī)械制造業(yè)來(lái)看，多品種小批量的柔性生產(chǎn)的方向無(wú)疑是確定的。從機(jī)械加工工藝原則來(lái)看，已從過(guò)去工序分散邁向今天高度的集中，數(shù)控機(jī)床的研發(fā)也正努力向這個(gè)方向發(fā)展。因此，今后夾具的主流一一即數(shù)控機(jī)床用夾具以及其他工藝過(guò)程應(yīng)用的夾具將向柔性化、自動(dòng)化、智能化等方向發(fā)展。 夾具柔性化 柔件夾具是指具有加工多種不同工作能力的夾具，已經(jīng)過(guò)了幾十年的發(fā)展。 早期的柔性化是在原有專用夾縣基礎(chǔ)上的擴(kuò)展，這就是可調(diào)整夾具和組合夾具。幾十年來(lái)組合夾具和可調(diào)整夾具配合數(shù)控機(jī)床、加工中心的發(fā)展，促進(jìn)和支持了數(shù)控機(jī)床加工中心的普及和發(fā)展，由于技術(shù)成熟使用可徐已成為使用最廣泛的柔性?shī)A具。為了滿足異面零件越來(lái)越高的精度要求近年來(lái)組合夾具在技術(shù)層面義有了新的突破。采用異形組合夾頭加工一個(gè)或多個(gè)異形工件雖然其原理源于彈性?shī)A頭，但與其又有較大的區(qū)別。 異形組合夾頭的出現(xiàn)，解決了異形工件定位夾緊難的問(wèn)題，提高了異形工件定位精度，一個(gè)夾頭還可先加工小夾口，對(duì)小工件進(jìn)行定位夾緊，后加工大夾口，對(duì)大工件進(jìn)行定位夾緊,實(shí)現(xiàn)重復(fù)使用，這既節(jié)省材料又在很大程度上提高了生產(chǎn)效率。同時(shí)為適應(yīng)不同生產(chǎn)節(jié)拍，多個(gè)異形組合夾頭可實(shí)行不同的組合。 夾具自動(dòng)化和智能化 隨著工人工資的不斷提高和減輕操作實(shí)具的體力勞動(dòng)，夾具向自動(dòng)化方向發(fā)興是非常必要的，特別是數(shù)控機(jī)床和加工中心生產(chǎn)線中，過(guò)去分散的工序越來(lái)越集中，多坐標(biāo)加工中心的出現(xiàn)更希望在次安裝下將中等復(fù)雜零件全部加工完畢，當(dāng)從一個(gè)面的加工變換到 另一個(gè)面加工時(shí)，刀具很容易和定位或夾緊裝置發(fā)生干涉，就有必要在加工個(gè)工步后將壓板或定位支承自動(dòng)穆開(kāi)，而用另一些壓板或定位支承壓緊或定位，這都需要夾具在加工過(guò)程中自動(dòng)來(lái)完成，此外數(shù)控機(jī)床和加工中心的工作臺(tái)空間都受封陽(yáng)加工的限制，復(fù)雜的加工過(guò)程中容易產(chǎn)生意外，為了保證安全生產(chǎn)也需要夾具有“智慧",在緊急情況下能夠感知面避免事故，這就需要智能化夾具。 應(yīng)對(duì)“尋位一加工”的挑戰(zhàn) 20世紀(jì)90年代以來(lái)提出了“尋位定位”的設(shè)之想，所謂“手位加工”方式的操作過(guò)都大體上態(tài)先由安裝在機(jī)床上的CCD攝像頭對(duì)準(zhǔn)在自由安放在王工作臺(tái)上的工件，然后將所報(bào)工件圖像在手位工作站中進(jìn)行用偉華成刀具行和位愛(ài)信息，然后根據(jù)工件實(shí)際狀態(tài)實(shí)時(shí)生處理，憑借工.作站中的各種功能測(cè)量出當(dāng)前工件表面和實(shí)際位從概念上說(shuō)“尋位一加工C”是利用閣像和傳感運(yùn)動(dòng)路徑和軌跡，然后控制機(jī)床各軸運(yùn)動(dòng)加工出合格的零件，的件實(shí)際資態(tài)和位置，再用無(wú)須質(zhì)設(shè)，進(jìn)嚴(yán)格及計(jì)算機(jī)手段，求解出工件的技術(shù)、人工智能的大范圍工件尋位算法以出開(kāi)日法動(dòng)路徑和軌跡實(shí)現(xiàn)工件的加工。 任何用夾具的定位就當(dāng)前技術(shù)水平而言,達(dá)到亞微米級(jí)甚至更高的定位精度是不成問(wèn)題的，而“尋加工”如儀用圖像處理要達(dá)到如此高的分辨精度,在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)目前很難做到。此外，還有一個(gè)成本和經(jīng)的問(wèn)題,現(xiàn)在可多次重復(fù)使用的夾具，其成本還是較低的，系統(tǒng)復(fù)雜的尋位工作系統(tǒng)其成本和夾具比較自明。顯然“尋位一加工”在定位精度和成本方面仍面臨著較?大的挑戰(zhàn)。 ??縱觀夾具發(fā)展的歷史以及推動(dòng)夾具技術(shù)發(fā)展的主要因素看來(lái)，在過(guò)去的基礎(chǔ)上各種工藝過(guò)程中應(yīng)夾具硬件其總的發(fā)展趨勢(shì)是: (1)在功能組件標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，專用、可調(diào)整和組合夾具將逐步統(tǒng)成模塊化組合可調(diào)整夾具。 (2) 研究和開(kāi)發(fā)吏多應(yīng)用新原理的柔性?shī)A具。 (3)更多采用微小型液壓器件組成的動(dòng)力夾緊系統(tǒng)。 (4)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、布局簡(jiǎn)潔的定位夾緊系統(tǒng)。 (5)在夾具上應(yīng)用傳感器使定位夾緊更加準(zhǔn)確可靠，更能感知外界環(huán)境的變化#與之相適應(yīng)。 (6)夾具要快速適應(yīng)多工位的數(shù)控機(jī)床，發(fā)展自動(dòng)化和智能化的夾具，夾具上的定位夾緊裝置將隨著位的更替自動(dòng)變更定位元件，或自動(dòng)松開(kāi)或壓緊工件。 16 1 風(fēng)鎬變速器箱體加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 1.1 零件的分析 1.1.1 零件的作用 題目給出的零件是風(fēng)鎬變速器箱體。變速箱箱體的主要作用是支承各傳動(dòng)軸，保證各軸之間的中心距及平行度，并保證變速箱部件與發(fā)動(dòng)機(jī)正確安裝。因此風(fēng)鎬變速器箱體零件的加工質(zhì)量，不但直接影響風(fēng)鎬變速器箱體的裝配精度和運(yùn)動(dòng)精度，而且還會(huì)影響汽車的工作精度、使用性能和壽命。風(fēng)鎬變速器箱體主要是實(shí)現(xiàn)汽車的變速，改變汽車的運(yùn)動(dòng)速度。風(fēng)鎬變速器箱體零件的頂面用以安裝變速箱蓋，前后端面支承孔、用以安裝傳動(dòng)軸，實(shí)現(xiàn)其變速功能。 1.1.2 零件的工藝分析 由風(fēng)鎬變速器箱體零件圖可知。風(fēng)鎬變速器箱體是一個(gè)簿壁殼體零件，它的外表面上有五個(gè)平面需要進(jìn)行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上還需加工一系列螺紋孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下： （1）、以頂面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：頂面的銑削加工；的螺孔加工；的工藝孔加工。其中頂面有表面粗糙度要求為，8個(gè)螺孔均有位置度要求為，2個(gè)工藝孔也有位置度要求為。 （2）、以、、的支承孔為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：2個(gè)、2個(gè)和1個(gè)的孔；尺寸為的與、的4個(gè)孔軸線相垂直的前后端面；前后端面上的3個(gè)、16個(gè)的螺孔，以及4個(gè)、2個(gè)的孔；還有另外兩個(gè)在同一中心線上與兩端面相垂直的的倒車齒輪軸孔及其內(nèi)端面和兩個(gè)的螺孔。其中前后端面有表面粗糙度要求為，3個(gè)、16個(gè)的螺孔，4個(gè)、2個(gè)的孔均有位置度要求為，兩倒車齒輪軸孔內(nèi)端面有尺寸要求為及表面粗糙度要求為。 （3）、以兩側(cè)窗口面為主要加工平面的加工面。這一組加工表面包括：尺寸為和的兩側(cè)窗口面；與兩側(cè)窗口面相垂直的12個(gè)的螺孔；與兩側(cè)面成角的尺寸為的錐管螺紋孔（加油孔）。其中兩側(cè)窗口面有表面粗糙度要求為，12個(gè)螺孔均有位置度要求為。 1.2 箱體加工的主要問(wèn)題和工藝過(guò)程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 由以上分析可知。該箱體零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來(lái)說(shuō)，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對(duì)于變速箱箱體來(lái)說(shuō)，加工過(guò)程中的主要問(wèn)題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系。 由于風(fēng)鎬變速器箱體的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是變速箱加工過(guò)程中的主要考慮因素。 1.2.1 孔和平面的加工順序 箱體類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工箱體上的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。變速箱箱體的加工自然應(yīng)遵循這個(gè)原則。這是因?yàn)槠矫娴拿娣e大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對(duì)刀及調(diào)整，也有利于保護(hù)刀具。 變速箱箱體零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開(kāi)的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。 1.2.2 孔系加工方案選擇 變速箱箱體孔系加工方案，應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價(jià)格最底的機(jī)床。 根據(jù)風(fēng)鎬變速器箱體零件圖所示的變速箱箱體的精度要求和生產(chǎn)率要求，當(dāng)前應(yīng)選用在組合機(jī)床上用鏜模法鏜孔較為適宜。 （1）、用鏜模法鏜孔 在大批量生產(chǎn)中，風(fēng)鎬變速器箱體孔系加工一般都在組合鏜床上采用鏜模法進(jìn)行加工。鏜模夾具是按照工件孔系的加工要求設(shè)計(jì)制造的。當(dāng)鏜刀桿通過(guò)鏜套的引導(dǎo)進(jìn)行鏜孔時(shí)，鏜模的精度就直接保證了關(guān)鍵孔系的精度。 采用鏜?？梢源蟠蟮靥岣吖に囅到y(tǒng)的剛度和抗振性。因此，可以用幾把刀同時(shí)加工。所以生產(chǎn)效率很高。但鏜模結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大、成本較高，且由于鏜模的制造和裝配誤差、鏜模在機(jī)床上的安裝誤差、鏜桿和鏜套的磨損等原因。用鏜模加工孔系所能獲得的加工精度也受到一定限制。 （2）、用坐標(biāo)法鏜孔 在現(xiàn)代生產(chǎn)中，不僅要求產(chǎn)品的生產(chǎn)率高，而且要求能夠?qū)崿F(xiàn)大批量、多品種以及產(chǎn)品更新?lián)Q代所需要的時(shí)間短等要求。鏜模法由于鏜模生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，不大能適應(yīng)這種要求，而坐標(biāo)法鏜孔卻能適應(yīng)這種要求。此外，在采用鏜模法鏜孔時(shí)，鏜模板的加工也需要采用坐標(biāo)法鏜孔。 用坐標(biāo)法鏜孔，需要將箱體孔系尺寸及公差換算成直角坐標(biāo)系中的尺寸及公差，然后選用能夠在直角坐標(biāo)系中作精密運(yùn)動(dòng)的機(jī)床進(jìn)行鏜孔。 零件圖所示變速箱箱體孔系尺寸換算如下： 如下圖所示為三個(gè)支承孔中心線所構(gòu)成的坐標(biāo)尺寸關(guān)系。其中：，，。設(shè)加工時(shí)坐標(biāo)系為且現(xiàn)在要計(jì)算、及。 由圖可知： 根據(jù)余弦定理： 根據(jù)幾何關(guān)系可得： 孔系中心的直角坐標(biāo)尺寸算出來(lái)后。還需要進(jìn)一步確定各組成環(huán)的公差。組成環(huán)的公差分配方法有多種，現(xiàn)以等公差分配法為例子說(shuō)明各組成環(huán)公差的求解方法。 已知： 因 兩邊微分后得： 若 ，則有 |AC|與和構(gòu)成尺寸鏈，其中|AC|為尺寸鏈的封閉環(huán)。按等公差分配原則，及的公差各取。 |CB|與及構(gòu)成另一個(gè)尺寸鏈，且|CB|為尺寸鏈的封閉環(huán)。按前述方法可得及的尺寸公差各為。 最終求得的變速箱箱體孔系在直角坐標(biāo)中的尺寸及公差為： 方法來(lái)自《機(jī)械工人專業(yè)計(jì)算》 1.3 變速箱箱體加工定位基準(zhǔn)的選擇 1.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： （1）、保證各重要支承孔的加工余量均勻； （2）、保證裝入箱體的零件與箱壁有一定的間隙。 為了滿足上述要求，應(yīng)選擇變速箱的主要支承孔作為主要基準(zhǔn)。即以變速箱箱體的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準(zhǔn)以限制工件的四個(gè)自由度，再以另一個(gè)主要支承孔定位限制第五個(gè)自由度。由于是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因此，以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要支承孔時(shí)，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對(duì)位置。 1.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 從保證箱體孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證變速箱箱體在整個(gè)加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從變速箱箱體零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面定位僅僅能限制工件的三個(gè)自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個(gè)加工過(guò)程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于前后端面，雖然它是變速箱箱體的裝配基準(zhǔn)，但因?yàn)樗c變速箱箱體的主要支承孔系垂直。如果用來(lái)作精基準(zhǔn)加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面都有一定的困難，所以不予采用。 1.4 變速箱箱體加工主要工序安排 對(duì)于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。變速箱箱體加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個(gè)工序是加工定位用的兩個(gè)工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到變速箱箱體加工完成為止，除了個(gè)別工序外，都要用作定位基準(zhǔn)。因此，頂面上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時(shí)加工出來(lái)。 后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開(kāi)和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。對(duì)于變速箱箱體，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系，但在實(shí)際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實(shí)際采用的工藝方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來(lái)加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動(dòng)公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進(jìn)行。 加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%—1.1%蘇打及0.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。 根據(jù)以上分析過(guò)程，現(xiàn)將風(fēng)鎬變速器箱體加工工藝路線確定如下： 工序1：粗、精銑頂面。以兩個(gè)的支承孔和一個(gè)的支承孔為粗基準(zhǔn)。選用立軸圓工作臺(tái)銑床，和專用夾具。 工序2：鉆頂面孔、鉸工藝孔。以兩個(gè)的支承孔和前端面為基準(zhǔn)。選用專用組合鉆床和專用夾具。 工序3：粗銑前后端面。以頂面和兩工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用組合銑床和專用夾具。 工序4：粗銑兩側(cè)面及凸臺(tái)。以頂面和兩工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用組合銑床和專用夾具。 工序5：粗鏜前后端面支承孔。以頂面和兩工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用組合鏜床和專用夾具。 工序6：檢驗(yàn)。 工序7：半精銑前后端面。以頂面和兩工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用組合銑床和專用夾具。 工序8：鉆倒車齒輪軸孔，鉆前后端面上孔。以頂面和兩工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用組合鉆床和專用夾具。 工序9：銑倒車齒輪軸孔內(nèi)端面，鉆加油孔。以頂面和兩工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用組合銑床和專用夾具。 工序10：鉆兩側(cè)面孔。以頂面和兩工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用組合鉆床和專用夾具。 工序11：精鏜支承孔。以頂面和兩工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用組合鏜床和專用夾具。 工序12：攻錐螺紋孔。以頂面和兩工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用組合攻絲機(jī)和專用夾具。 工序13：前后端面孔攻絲。以頂面和兩工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用組合攻絲機(jī)和專用夾具。 工序14：兩側(cè)窗口面上螺孔攻絲。以頂面和兩工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用組合攻絲機(jī)和專用夾具。 工序15：頂面螺孔攻絲。以頂面和兩工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用組合攻絲機(jī)和專用夾具。 工序16：中間檢驗(yàn)。 工序17：精銑兩側(cè)面。以頂面和兩工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用組合銑床和專用夾具。 工序18：精銑前后端面。以兩個(gè)支承孔和一個(gè)工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用組合銑床和專用夾具。 工序19：清洗。選用清洗機(jī)清洗。 工序20：終檢。 以上工藝過(guò)程詳見(jiàn)機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片。 1.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “風(fēng)鎬變速器箱體”零件材料采用灰鑄鐵制造。變速箱材料為HT150，硬度HB為170—241，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。 （1）、頂面的加工余量。（計(jì)算頂面與支承孔軸線尺寸） 根據(jù)工序要求，頂面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下： 粗銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》表3.2-23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2-27粗銑平面時(shí)厚度偏差取。 精銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-59，其余量值規(guī)定為。 鑄造毛坯的基本尺寸為根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-11,鑄件尺寸公差等級(jí)選用CT7，再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差為 毛坯的名義尺寸為： 毛坯最小尺寸為： 毛坯最大尺寸為： 粗銑后最大尺寸為： 粗銑后最小尺寸為： 精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，即 （2）、兩工藝孔。 毛坯為實(shí)心，不沖孔。兩孔精度要求為IT8，表面粗糙度要求為。參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-47，表2.3-48。確定工序尺寸及加工余量為： 鉆孔： 擴(kuò)孔： （Z為單邊余量） 鉸孔： （3）、頂面8螺孔 毛坯為實(shí)心，不沖孔。參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-71，現(xiàn)確定其工序尺寸及加工余量為： 鉆孔： 攻絲： （4）、前后端面加工余量。（計(jì)算長(zhǎng)度為） 根據(jù)工藝要求，前后端面分為粗銑、半精銑、半精銑、精銑加工。各工序余量如下： 粗銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》表3.2-23，其加工余量規(guī)定為，現(xiàn)取。 半精銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》，其加工余量值取為。 精銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》，其加工余量取為。 鑄件毛坯的基本尺寸為，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-11，鑄件尺寸公差等級(jí)選用CT7。再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差為。 毛坯的名義尺寸為： 毛坯最小尺寸為： 毛坯最大尺寸為： 粗銑前后端面工序尺寸定為 半精銑前后端面工序尺寸定為 精銑前后端面后尺寸與零件圖尺寸相同，即 （5）、前后端面上16螺孔，3螺孔，4孔，倒車齒輪軸孔加工余量。 毛坯為實(shí)心，不沖孔。參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-71，現(xiàn)確定螺孔加工余量為： 16螺孔 鉆孔： 攻絲： 3螺孔 鉆孔： 攻絲： 孔，參照《機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》表5-58，確定工序尺寸為： 鉆孔： 倒車齒輪軸孔，參照《機(jī)械加工余量與公差手冊(cè)》表4-23確定工序尺寸及余量為： 鉆孔： 鉆孔： 擴(kuò)孔： 鉸孔： （6）、前后端面支承孔。 根據(jù)工序要求，前后端面支承孔的加工分為粗鏜、精鏜兩個(gè)工序完成，各工序余量如下： 粗鏜：孔，參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-48,其余量值為； 孔，參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-48,其余量值為；孔，參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-48,其余量值為。 精鏜：孔，參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-48,其余量值為； 孔，參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-48,其余量值為； 孔，參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-48,其余量值為。 鑄件毛坯的基本尺寸分別為： 孔毛坯基本尺寸為； 孔毛坯基本尺寸為； 孔毛坯基本尺寸為。 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-11，鑄件尺寸公差等級(jí)選用CT7，再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差分別為： 孔毛坯名義尺寸為； 毛坯最大尺寸為； 毛坯最小尺寸為； 粗鏜工序尺寸為； 精鏜后尺寸與零件圖尺寸相同，即。 孔毛坯名義尺寸為； 毛坯最大尺寸為； 毛坯最小尺寸為； 粗鏜工序尺寸為； 精鏜后尺寸與零件圖尺寸相同，即。 孔毛坯名義尺寸為； 毛坯最大尺寸為； 毛坯最小尺寸為； 粗鏜工序尺寸為； 精鏜后尺寸與零件圖尺寸相同，即。 （7）、兩側(cè)面及凸臺(tái)加工余量。(兩側(cè)面計(jì)算長(zhǎng)度分別為：側(cè)面到支承孔 軸線尺寸和。凸臺(tái)計(jì)算長(zhǎng)度為：凸臺(tái)到定位孔軸線尺寸) 由工序要求，兩側(cè)面需進(jìn)行粗、精銑加工。各工序余量如下： 粗銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》表3.2-23，其余量值為,現(xiàn)取其為。表3.2-27，粗銑平面時(shí)厚度偏差取。 精銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-59,其余量值規(guī)定為。 鑄件毛坯的基本尺寸分別為：，。 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-11，鑄件尺寸公差等級(jí)選用CT7，再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差分別為和。 則兩側(cè)面毛坯名義尺寸分別為： 毛坯最小尺寸分別為： 毛坯最大尺寸分別為： 粗銑后最大尺寸分別為： 粗銑后最小尺寸分別為： 精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，即和。 由工序要求可知，凸臺(tái)只需進(jìn)行粗銑加工。其工序余量如下： 參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》表3.2-23，其余量規(guī)定為，現(xiàn)取其為。 鑄件毛坯的基本尺寸。根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-11，鑄件尺寸公差等級(jí)選用CT7，再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差為。 則凸臺(tái)毛坯名義尺寸為： 毛坯最小尺寸為： 毛坯最大尺寸為： 粗銑后尺寸與零件圖尺寸相同，即。 （8）、兩側(cè)面螺孔加工余量 毛坯為實(shí)心，不沖孔。參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-71,現(xiàn)確定螺孔加工余量為： 鉆孔： 攻絲： （9）、倒車齒輪軸孔內(nèi)端面加工余量（計(jì)算長(zhǎng)度） 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.2-25，只需進(jìn)行粗銑加工即能達(dá)到所需表面粗糙度要求及尺寸精度要求。因此倒車齒輪軸孔內(nèi)端面只進(jìn)行粗銑加工。 參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》表3.2-23，其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。 鑄件毛坯的基本尺寸為。根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-11，鑄件尺寸公差等級(jí)選用CT7，再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差為。 毛坯名義尺寸為： 毛坯最小尺寸為： 毛坯最大尺寸為： 粗銑后尺寸與零件圖尺寸相同，即。 （10）、加油孔加工余量 毛坯為實(shí)心，不沖孔。參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-71，現(xiàn)確定其余量為： 鉆孔： 擴(kuò)孔： 攻絲： 錐管螺紋孔 39 2 專用夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。在加工風(fēng)鎬變速器箱體零件時(shí)，需要設(shè)計(jì)專用夾具。 根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計(jì)內(nèi)容，設(shè)計(jì)銑前后端面夾具。其中銑端面夾具將用于組合銑床，刀具為兩把硬質(zhì)合金端銑刀YG8對(duì)變速箱箱體的前后兩個(gè)端面同時(shí)進(jìn)行加工。 2.1 粗銑前后端面夾具設(shè)計(jì) 本夾 具主要用來(lái)粗銑風(fēng)鎬變速器箱體前后端面。由加工本道工序的工序簡(jiǎn)圖可知。粗銑前后端面時(shí)，前后端面有尺寸要求，前后端面與工藝孔軸線分別有尺寸要求。以及前后端面均有表面粗糙度要求Rz50。本道工序僅是對(duì)前后端面進(jìn)行粗加工。因此在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)應(yīng)保證加工尺寸精度和表面質(zhì)量。 2.1.1 定位基準(zhǔn)的選擇 在進(jìn)行前