变速箱上盖加工工艺编制及夹具设计说明书.doc

湖 南 科 技 大 学毕 业 设 计（ 论 文 ）题目40变速箱上盖加工工艺编制及夹具设计作者郭凯学院机电工程学院专业机械设计制造及其自动化学号指导教师刘厚才二一五年 五月 三十日湖 南 科 技 大 学毕业设计（论文）任务书 机电工程 院 机制 系（教研室）系（教研室）主任: （签名） 年 月 日学生姓名: 郭 凯 学号: 专业: 机械设计制造及其自动化 1 设计（论文）题目及专题： 40变速箱上盖加工工艺编制及夹具设计 2 学生设计（论文）时间：自 2015 年 3 月 9 日开始至 2015 年 6 月 5 日止3 设计（论文）所用资源和参考资料：（1）年产8000台40变速箱上盖二维CAD图纸； （2）机制工艺学参考书；（3）机制工艺编制设计手册；4 设计（论文）应完成的主要内容：（1）40变速箱上盖毛坯图；（2）40变速箱上盖加工工艺卡；（3）2个工位的夹具设计；（4）中英文摘要、参考文献。5 提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求：（1）2个工位的夹具装配图2张；所有非标准件零件图各1 张； 共不少于3.0张A0图纸.（2）40变速箱上盖加工工艺卡；（3）工艺编制说明书（打印）30页 左右。（4）翻译与毕业设计题目相关外文科技论文1篇，要求翻译成中文，字数1500左右，单独装订。6 发题时间： 2015 年 3 月 9 日指导教师： （签名）学 生： （签名）湖 南 科 技 大 学毕业设计（论文）指导人评语主要对学生毕业设计（论文）的工作态度，研究内容与方法，工作量，文献应用，创新性，实用性，科学性，文本（图纸）规范程度，存在的不足等进行综合评价指导人： （签名）年 月 日 指导人评定成绩： 湖 南 科 技 大 学毕业设计（论文）评阅人评语主要对学生毕业设计（论文）的文本格式、图纸规范程度，工作量，研究内容与方法，实用性与科学性，结论和存在的不足等进行综合评价评阅人： （签名）年 月 日 评阅人评定成绩： 湖 南 科 技 大 学毕业设计（论文）答辩记录日期： 学生： 学号： 班级： 题目： 提交毕业设计（论文）答辩委员会下列材料：1 设计（论文）说明书共页2 设计（论文）图 纸共页3 指导人、评阅人评语共页毕业设计（论文）答辩委员会评语：主要对学生毕业设计（论文）的研究思路，设计（论文）质量，文本图纸规范程度和对设计（论文）的介绍，回答问题情况等进行综合评价答辩委员会主任： （签名）委员： （签名）（签名）（签名）（签名） 答辩成绩： 总评成绩： 摘 要夹具一直以来在制造业中被广泛应用，用于在机械制造过程中固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置，是十分重要的工艺装备之一。夹具的质量、工作效率，及夹具使用的可靠性，都对产品的加工质量及生产效率有着决定性的影响。变速箱盖的加工主要是加工表面、轴孔和各表面其他孔。此次设计包含变速箱盖从铸造到加工成型的整个工艺规程，涉及到加工顺序、表面粗糙度等问题，并且设计了铣平面和侧面钻孔两个工位的夹具。关键词：表面粗糙度；变速箱盖；工艺规程；夹具；ABSTRACTFixture has been widely used in the manufacturing industry, for the fixed processing object in mechanical manufacturing process. To occupy the correct position and accept the construction or testing equipment. Fixture is one of the very important process equipment. Fixture quality, working efficiency, reliability of the fixture, and the reliability of the fixture using have a decisive impact on the quality and production efficiency of the product.Processing gearbox cover is the main processing surface, the surface of shaft hole and other holes. The design contains the whole technological procedure of the gearbox cover from the casting to the molding process. It related to the processing sequence, the surface roughness and other issues. And design the milling plane and the side of the drill two station fixture.Keywords: surface roughness; gearbox cover; technological procedure; fixture; 目 录第一章 前 言- 1 -第二章 零件的分析- 2 -2.1 零件的作用- 2 -2.2 零件的工艺分析- 2 -2.2.1 平面加工- 3 -2.2.2 孔的加工- 3 -第三章 拟定上盖加工工艺路线- 4 -3.1确定毛坯的制造形式- 4 -3.2 基准的选择- 4 -3.2.1粗基准的选择- 5 -3.2.2 精基准的选择- 5 -3.3 制定工艺路线- 5 -3.3.1 主要表面与次要表面的加工顺序安排原则- 6 -3.3.2 热处理工序的安排 - 6 -3.3.3 辅助工序的安排 - 6 -3.3.4 检验工序的安排 - 6 -3.3.5 工艺路线的拟定- 7 -第四章 加工余量确定及工序尺寸计算- 11 -4.1 毛坯余量- 11 -4.1.1公差等级的确定- 11 -4.1.2 确定机械加工余量- 11 -4.1.3 确定毛坯尺寸- 11 -4.2 箱体各平面加工工序余量- 12 -4.3组装孔14-18加工工序余量- 12 -4.4各通孔的加工工序余量- 12 -4.5切削用量及机械加工时间的计算- 12 -4.5.1粗铣底面及精铣底面- 12 -4.5.2粗铣前后面及半精铣前后面- 13 -4.5.3 粗铣右端面及半精铣右端面- 15 -4.5.4粗镗、半精镗、精镗轴孔- 16 -4.5.5钻凸台面14个通孔    - 19 -第五章 铣箱体结合面夹具的设计- 21 -5.1夹具设计要求- 21 -5.2确立方案- 22 -5.3机床选择- 22 -5.4刀具选择- 23 -5.5切削力的计算- 23 -5.6机动时间的计算及工序时间定额的确定- 23 -5.7计算夹紧力- 24 -第六章 右端面钻孔夹具设计- 27 -6.1确定设计方案- 27 -6.2计算加紧力- 28 -6.3定位误差的分析- 29 -6.4操作说明- 29 -第七章 结论- 30 -参考文献- 31 -致谢- 32 -第一章 前 言随着科技的进步，我国的工业飞速发展，到如今已经成为制造大国，素有“世界制造工厂”的称号。箱体类零件是机器或部件的基础零件,它把有关零件联结成一个整体,使这些零件保持正确的相对位置,彼此能协调地工作，几乎任何机械产品都需要这类零件。因此,箱体零件的制造精度将直接影响机器或部件的装配质量,进而影响机器的使用性能和寿命。而在机械制造行业中，箱体类零件的加工是必须面对和解决的问题。变速箱体的毛坯通常是采用灰铸铁材料。因为灰铸铁材料具有较好的耐磨性,减震性以及良好的铸造性能和切削性能,价格也比较便宜，采用这样的材料在箱体铸造和加工的时候比较容易实现。第二章 零件的分析2.1 零件的作用变速箱体在整个变速器总成中起支撑和连接作用，它把各个零件连接起来，支撑传动轴，保证各传动机构的正确安装，是传动零件的基座，应具有足够的强度和刚度。因此变速箱体的加工质量的优劣，将直接影响到轴和齿轮等零件位置的准确性，也会影响变速器的寿命和性能。该箱体零件是变速箱的基础零件，它将变速箱中的轴、套、齿轮等有关零件组装成一个整体，使得它们之间保持正确的相互位置，并按照一定的传动关系协调传递运动和动力。该箱体零件箱壁上各个纵向孔用于安装轴承，故精度要求偏高。在同一轴线上的轴承孔有位置要求。外表面需与其他部件装配，有位置度要求。2.2 零件的工艺分析由图2.1可得知，此变速箱的加工可以分为两部分。图2.1 变速箱上盖零件三维图2.2.1 平面加工其中包括与下箱体的结合面，表面粗糙度要求达到Ra1.6；安装横向轴承的右端半圆形面，表面粗糙度要求达到Ra6.3；安装纵向三根主轴的前后两个表面，表面粗糙度要求达到Ra6.3。2.2.2 孔的加工该零件的孔加工较多，而且要求较高，其中大部分是以结合面为基准，采用一面两孔定位方式，这些孔包括垂直于结合面的14个18的组装孔、5个M12-7H螺纹孔、1个M30×1.5-7H螺纹孔；前后两面上的12个M16-7H螺纹孔；另外右侧面有3个22的通孔和2个M16-7H螺纹孔，可以采用结合面为基准，其他定位方式进行加工。上盖上有七个铸造的轴孔，表面粗糙度要求达到Ra1.6，所以需将上下箱体结合起来进行轴孔的镗孔工序。变速箱箱体零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。由以上分析可知，对这两部分的加工而言，我们可以先进行平面加工，然后进行孔的加工，加工孔时使用一面两孔的定位方式，采用专用夹具，并且保证他们的尺寸精度要求。减速器箱盖、箱体主要加工部分是结合面、轴承孔、通孔和螺孔，其中轴承孔在箱盖、箱体合箱后再进行镗孔加工，以确保两个轴承孔中心线与分割面的位置，以及两个孔中心线的平行度和中心距。减速器整个箱体壁薄，容易变形，在加工前要进行时效处理，以消除内应力，加工时要注意夹紧位置和夹紧力大小，防止零件变形。箱盖、箱体结合面，底面上的孔的加工，采用专用钻模，这样可以保证孔的位置精度要求。第三章 拟定上盖加工工艺路线第四章 加工余量确定及工序尺寸计算根据各原始资料及制定的零件加工工艺路线，采用计算与查表相结合的方法确定各工序加工余量，中间工序公差按经济精度选定，上下偏差按入体原则标注，确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：4.1 毛坯余量4.1.1公差等级的确定变速箱体零件材料为HT200，根据生产纲领，选择铸造类型的主要特点要生产率高，适用于中批生产，查参考文献机械制造技术基础课程设计指导教程特种铸造的类别、特点和应用范围，再根据各种铸造方法的经济合理性，确定为金属型铸造。(1)求最大轮廓尺寸 根据零件图计算轮廓尺寸长926mm，宽368mm，高205mm。(2)选取公差等级CT铸造方法按照机器造型，铸造材料按灰铸件, 铸件公差等级有16级，代号为CT1CT16，根据该零件功用及技术要求为普通级，得公差等级CT范围8-10级，取为9级。(3)零件表面粗糙度 由零件图可知，各加工表面Ra 1.6。(4)求铸件尺寸公差 根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT由表查得公差带相对于基本尺寸对称分布。4.1.2 确定机械加工余量 根据铸件质量，零件表面粗糙度查表，由此查得单边余量在厚度方向为5mm，水平方向为5mm，也就是各边余量均为5mm。而铸件内的轴孔单边余量为4mm。4.1.3 确定毛坯尺寸上面查得的加工余量适用于此零件，可适当加大。综上所述，箱体毛坯尺寸公差与加工余量及公差如下表4.1所示零件尺寸加工余量等级加工余量毛坯基本尺寸200H7F2.5195150H7F2.5145130H7F2.5125200F3203360F3366921F3924表4.1 变速箱毛坯尺寸（mm)4.2 箱体各平面加工工序余量根据已设定的工艺规程，为保证图纸上表面粗糙度要求，除了凸台以外，其余有要求平面都需要进行粗铣精铣。根据零件图纸，加工长度500mm,加工宽度100-300mm,对应零件的精铣工序余量为1.5 ； 零件平面最大尺寸>500，毛坯为灰铸铁，精铣加工余量为4mm，由于零件毛坯是用铸造而成的，综合考虑铸造加工余量和粗加工余量，最终确定零件的粗铣工序余量为5mm。4.3组装孔14-18加工工序余量要达到18所需精度及表面粗糙度要求，需进行粗镗，对应加工精度为：粗镗：孔径公差H13，表面粗糙度Ra 6.312.5查表确定18第一次粗镗为17，第二次粗镗为18, 又因为毛坯孔直径为16mm，所以粗镗余量为Z=（18-16）/2=1mm又因为单边总余量为Z=5mm,所以半精镗余量为Z=5-3-1=1mm。4.4各通孔的加工工序余量零件右侧肋板通孔2-70、背部凸台通孔2-26、左侧肋板通孔26、右端面通孔3-22表面粗糙度要求Ra25，所以要达到所需精度及表面粗糙度要求，只需进行粗镗，对应加工精度为：粗镗：孔径公差H13，表面粗糙度Ra 6.312.5余量与组装孔相同，Z=1mm4.5切削用量及机械加工时间的计算4.5.1粗铣底面及精铣底面(1)机床的选择考虑到工件的定位加紧方案及夹具设计等问题，采用立铣，选用立式铣床。(2)刀具的选择查表各种类型的铣刀的应用范围；选择硬质合金钢牌号YG6；铣刀直径选择； 本道工序，铣削深度 =2mm，铣削宽度 =360mm，选择直径D为=315mm的可转位面铣刀。 (3)铣削速度的确定查表铣削进给量,每齿进给量 =0.20 mm/z；取粗铣的主轴速度为118 r/min，取精铣的主轴速度为375 r/min。故相应的切削速度为：V粗=/1000=(3.14×200×118) /1000 m/min=74.1 m/minV精=/1000=(3.14×200×375) /1000 m/min=255 m/min工作台每分钟进给量为=0.2×10×118mm/min=236 mm/min校核机床功率（一般只校核粗加工工序）：得到切削功率Pm为5.2Kw；机床功率为7.5kW,若取效率为0.85，则7.5×0.85=6.375Kw5.2Kw， 故机床功率满足。(4)工时的确定铣削切削时间的计算：铣削机动间的计算公式：T=（为切削加工长度，为刀具切入长度，为刀具切出长度，为每分钟进给量）当主偏角= 90°时=0.5(D-)+(13)=0.5×(315-)+(13) =158.5mm=13T =2.22min4.5.2粗铣前后面及半精铣前后面机床：双立轴圆工作台铣床X701刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）= 320mm 齿数 Z = 12(1)粗铣铣削深度： = 3mm；每齿进给量取= 0 .25 Z/mm；铣削速度取 V = 3m/s 机床主轴转速n=179r/min取 n = 150r / min实际铣削速度=2.51m/s进给量f= nz=150×12×0.25/60=7.5m/s工作台每分进给量f: f=V =7.5mm/s=450mm/min，=192mm由毛坯尺寸可知被切削层长度l=200mm刀具切入长度 1 = 0. 5 ( D -+(1-3)= 34mm刀具切出长度 2 l ：取 =2mm走刀次数为1；机动时间t:t=0.82min(2)精铣铣削深度:=1.5mm；每齿进给量=0.15mm/Z；铣削速度取 V = 6m/s；机床主轴转速n=209r/min,取 n = 300r/min实际铣削速度=3.35m/s进给量f= n z =200 ×12 ×200 / 60=6mm/s工作台每分进给量f: f=V =6mm/s=360mm/min，=240mm由毛坯尺寸可知被切削层长度l=200mm刀具切入长度1精铣时= D =320m m 1刀具切出长度 2 l ：取l=2mm走刀次数为1；:=1.45min本工序机动时间=t+=0.52+1.45=2.07min4.5.3 粗铣右端面及半精铣右端面机床：双立轴圆工作台铣床X701；刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）= 400mm 齿数 Z = 14(1)粗铣铣削深度： = 3mm；每齿进给量 ：根据简明手册表2.473，取 = 0.25 Z/ mm；铣削速度V ：参照简明手册表2.481，取 V = 4 m/s；机床主轴转速n ：n=191.08r/min；取 n = 200r / min实际铣削速度：=4.19m/s进给量f: f= n z = 200 ×14 ×0.25 / 60=11.6 mm/min工作台每分进给量f: f=V =11.67mm/s=700.2mm/min 根据简明手册=240mm被切削层长度l：由毛坯尺寸可知 l = 300mm刀具切入长度1 = 0.5 ( D -+(1-3)= 42m m刀具切出长度2 l ：取=2mm走刀次数为1；机动时间t:t=0.49min(2)半精铣铣削深度:=1.5mm每齿进给量;根据简明手册表2.473，=0.15mm/Z铣削速度V ：根据简明手册表2.481，取 V = 3.5m/s机床主轴转速n ：n=209r/min,取 n = 200r/min实际铣削速度：=3.35m/s进给量f: f= n z =200×12 ×0.15 / 60=3.35mm/s工作台每分进给量f: f=V =6mm/s=360mm/min 根据简明手册=240mm被切削层长度l：由毛坯尺寸可知 l = 300mm刀具切入长度1精铣时= D =140m m 1刀具切出长度l ：取l=2mm走刀次数为1；:=1.22min本工序机动时间=t+=0.49+1.22=1.71min4.5.4粗镗、半精镗、精镗轴孔选择在卧式铣镗床T616上进行镗削加工。(1)粗镗轴孔刀具及刀杆普通刀杆;由于轴孔是预铸孔，因此选择莫氏锥柄3，D=20mm，L=120mm，b=8mm的刀杆；再根据单刃镗刀，选择刀具B×H=8mm×8mm，L=2540mm，r = 45。镗削深度=3.4mm查表卧式铣镗床的镗削用量；选择硬质合金刀片牌号YG8， v取24 m/min，f取0.3mm/r。计算出刀具转速n：n=1000v/ 82.3r/min按机床实际转速取n=168 r/min,则实际切削速度为：v =n/1000=41.4m/min=0.690m/s镗削力、镗削功率计算：查表，=2433.7N 校验机床功率：机床功率为1.5KW，=0.85，机床有效功率为：= P×= 1.5×0.85 = 1.27 KW ；其值大于铣削功率Pm ，故选择的镗削用量可在该机床上使用。切削时间的确定：查表，根据镗削机动时间计算公式：=主偏角=时，=（23）=35，=5（为切削加工长度，为刀具切入长度，为刀具切出长度，为单件小批生产试切长度，f为工件每转刀具进给量，n为机床主轴转速）所以=（6.5+3+4+5）/（0.3×82.3）=0.74min(2)半精镗孔2-120H8刀具及刀杆查表普通刀杆;由于轴孔是预铸孔，因此选择莫氏锥柄3，D=20mm，L=120mm，b=8mm的刀杆；再根据单刃镗刀，选择刀具B×H=8mm×8mm，L=2540mm，r = 45。确定镗削深度：由于直径上加工余量为2.5mm，故可在一次走刀内切完，故 =3mm。坐标镗床的镗削用量；选择硬质合金刀片牌号YG8， v取48 m/min，f取0.4mm/r。计算出刀具转速n：n= 1000v/ 328r/min按机床实际转速取n=370 r/min,则实际切削速度为：v =/1000=48 m/min=0.8m/s镗削力、镗削功率计算：=2433.7N校验机床功率：机床功率为1.5KW，=0.85，机床有效功率为：= P×= 1.5×0.85 = 1.27 KW ；其值大于铣削功率Pm ，故选择的镗削用量可在该机床上使用。切削时间的确定：查表根据镗削机动时间计算公式：=主偏角=时，=11,=（23）=35，=5所以=（11+3+4+5）/（0.4×52）=1.1min(3)精镗孔2-120H7至尺寸刀具及刀杆查工艺手册，表11.2-10 普通刀杆； 由于120H8是预铸孔，因此选择莫氏锥柄3，D=20mm，L=120mm，b=8mm的刀杆；再根据表11.2-2 单刃镗刀，选择刀具B×H=8mm×8mm，L=2540mm，r = 45确定镗削深度 ：由于直径上加工余量为0.5mm，故可在一次走刀内切完，故=1.5mm。查表坐标镗床的镗削用量；选择硬质合金刀片牌号YG8， v取72m/min，f取0.3mm/r。计算出刀具转速n n= n= 1000v/ 487.9r/min按机床实际转速取n=550r/min,则实际切削速度为：v =/1000=72m/min=1.2m/s镗削力、镗削功率计算：=2433.7N校验机床功率：机床功率为1.5KW，=0.85，机床有效功率为：= P×= 1.5×0.85 = 1.27 KW ；其值大于铣削功率Pm ，故选择的镗削用量可在该机床上使用。切削时间的确定：查表根据镗削机动时间计算公式：=主偏角=时，=15.5,=（23）=35，=5所以=(15.5+3+4+5)/(0.3×130)=0.7min4.5.5钻凸台面14个通孔    在凸台端面上钻14-18mm通孔加工条件工件材料：灰铸铁 加工要求：钻14个18mm的通孔机床：立式钻床Z535型刀具：16mm的麻花钻 （2）计算钻削用量 钻14-16mm的孔 f=0.25mm/rv=0.51m/s=30.6m/minns=1000v/dw=402(r/min) 按机床选取nw=400r/min,所以实际切削速度v=dwnw/1000=31.42(m/min)辅助时间为：tf=0.15tm=0.15×48=7.2s其他时间计算：tb+tx=6%×(48+7.2)=3.3s故单件时间：tdj=tm+tf+tb+tx=48+7.2+3.3=58.5s攻4-M12mm 孔 v=0.1m/s=6m/min ns=238(r/min) 按机床选取nw=195r/min,则实际切削速度 V=4.9(m/min)故机动加工时间：l=16mm,l1=3mm,l2=3mm, 确定切削用量及基本工时34s54min9.0fnwl辅助时间为：tf=0.15tm=0.15×54=8.1s 其他时间计算：tb+tx=6%×(54+8.1)=3.7s故单件生产时间：tdj=tm+tf+tb+tx =54+8.1+3.7=65.8s 则钻孔单件生产总时间：T=58.5+65.8=124.3s第五章 铣箱体结合面夹具的设计夹具是用以装夹工件(或引导刀具)的装置。机床夹具是一个定位和夹紧装置，简称夹具，主要用于机械加工，使工艺系统中的机床、刀具和工件连系起来，以保证工件加工质量和生产率的要求。机床夹具结构一般由以下某几种元件和装置组成。(1)定位元件及定位装置：用来确定工件在夹具中的位置元件。(2)夹紧元件及夹紧装置：用来夹紧工件，使其保持在正确的位置的定位位置上的夹紧装置和夹紧元件。(3)夹具体。(4)对刀、引导元件及装置：用来确定刀具为位置和引导刀具方向的元件。(5)动力装置。(6)分度、对定装置。(7)其他元件及装置(定位键及有关零、部件、标准或非标准件等)。以上组成部分，并非所有机床夹具都缺一不可。但是，通常定位、夹紧和夹具体三部分是夹具的主要组成部分。夹具的功用是保证工件的加工精度(主要是位置精度)，提高互换性；提高劳动生产率和降低生产成本；扩大机床的是用范围；改善工人劳动条件，保障安全生产。夹具设计一般是在零件的机械加工工艺过程制订之后按照某一工序的具体要求进行的。制订工艺过程，应充分考虑夹具实现的可能性，而设计夹具时，如确有必要也可以对工艺过程提出修改意见。夹具设计质量的高低，应以能否稳定的保证工件的加工质量，生产效率高，成本低，排屑方便，操作安全、省力和制造、维修容易为其衡量指标。5.1夹具设计要求(1)夹紧过程中不改变工件定位时所占据的正确位置；(2)夹紧力的大小要适当，过大了会使工件变形，过小了则在加工时工件会松动，造成报废甚至发生事故，既要保证加工过程中工件不会产生位移和振动，又要使工件不产生不允许的变形或损伤；(3)夹紧装置的自动化程度，应与工件的生产批量相适应；(4)夹具设计应遵循“实现同等功能的前提下，机构简单者为最优”的设计理念。结构要简单，力求体积小、重量轻、并有足够的强度；工艺性好便于制造与维修；(5)使用性能操作方法省时安全可靠同时，夹具设计应该考虑多方面的问题，运用自己所学过的多科知识，结合生产实际环节，进行合理的夹具设计。所以，考虑到实际生产，机床夹具的设计还应该遵循以下设计原则：(1)用夹具固定产品及工具以固定用台钳及夹持具来固定产品及工具，以解放人手从而进行双手作业(2)使用专用工具生产线中所用工装应最适合该产品及人工操作的专用工具以提高生产效率(3)合并二种工装为一种减少工具的更换麻烦，以减少转拉的工时消耗，提高工作效率。(4)提高工具设计便利性减少疲劳(5)机械操作动作做相对安定并且操作流程化5.2确立方案本次设计的夹具为粗铣结合面，该夹具适用于立式铣床。这道工序所加工的结合面，根据从现实中考虑及本次设计要求，其主要精度要求为结合面的平面度要求。按照基准重合原则，应从结合面上顶面定位。从对工件的结构形状分析，若工件以结合面朝上放置在支承板上，定位加紧都比较稳定、可靠，也容易实现。但考虑到支承面为毛坯面，用支承面会增大分割面至上顶面的误差。故应改用三个固定支承来代替支承板。限制三个自由度；以左侧面靠在两块固定支承板上限制两个自由度；又以肋板靠在一个固定支承上，限制一个自由度，实现完全定位。为防止工件在加工中发生变形，夹具上设置了辅助支承。定位基准的选择，由零件图可知，机体下平面与结合面的尺寸应保证为24mm，故应以顶面为定位基准。为了提高加工效率，决定采用两把镶齿三面刃铣刀对两个面同时进行加工。同时，为了降低生产成本，此夹具采用手动夹紧。定位方案和元件设计，根据工序图及对零件的结构的分析，此夹具定位以V形块上四个支承钉对蜗杆轴承孔与两个支承钉及一个双头浮动支承钉对磨合面同时进行定位。所选用的四个支承钉尺寸为7 8 16hH，两个支承钉的尺寸为7816fH，浮动支承钉见夹具设 计剖面图。5.3机床选择因为自己所选择的工艺是粗铣结合面，因而该工艺环节一个主要的内容就是选择合理的铣床。考虑到变速箱上盖结合面比较大，且是粗铣，因而综合多方面的知识，查询手册各种机床的资料，最终，选取立式铣床5030A。它的工作台面是1150×300mm，外形尺寸为1693×1535×1869，主轴转速为12级，35-1600r/min，电动机功率为4KW，满足加工要求。5.4刀具选择选择合适的刀具，既可以提高加工效率，又可以避免不必要的浪费，在自己所涉及的这一夹具中，主要是粗铣箱体结合面，且由于结合面比较大，因此应选择端面铣刀，最后，结合其尺寸，查询设计手册，选择硬质合金套式面铣刀YG8，查工艺人员手册知，每齿的进给量Sz=0.4mm，其余尺寸为D=400mm，齿数是z=14，铣削宽度为B=240mm。5.5切削力的计算 （1）铣削圆周力的计算 铣削力在加工过程中往往方向、大小在变化，在计算中应按最不利的加工条件下求得的铣削力或铣削合力计算。代入铣削圆周力公式： 其中切削深度t=4.5mm，铣削宽度B=190mm，铣刀齿数Z=14，每齿进给量Sz=0.4mm，铣刀直径D=400mm，将数值代入上式计算得： 计算的，P=244 Kg。 （2）切削速度的计算 代入公式： 其中D=400mm，T=420min，t=4.5mm，Sz=0.4mm，B=190mm。计算，得： V=74mm/min。5.6机动时间的计算及工序时间定额的确定本道工序只需粗铣下底面，因为，粗加工时，除留下精加工余量外，一次走刀应尽可能切除全部余量。因此，采用一把套式端面铣刀，在加工时，一次走刀即可。查机械工艺设计手册知，机动时间 其中：=铣削轮廓的实际长度368mm； =切入长度=24mm； =超出长度=5mm； 行程次数，因此在这取：i=1；工作台的进给量=0.41460=336mm/min。其中： ，n=60。所以，算得，T=1.18min。查表得：辅助时间=；间歇时间 ；准备终结时间；技术服务时间。由上面的算式可得：=（3046）%。所以，=（1.301.46）%=1.7min。5.7计算夹紧力设压板处的加紧力相同，则2·Wj·f=FHFH=（0.20.3）·FZ所以 W= 若取FH=0.4FZ，安全系数K=2.5，工件与定位件间摩擦系数f=0.3 则 W=知v=1.57m/s Pm=6.31kw所以 FZ=4019N FH=0.4FZ =1607N W= =6695N从强度考虑，一个M16的螺栓能承受6693N的许用加紧力，所以选用M16的螺栓完全能满足要求。进行夹紧力计算时，通常将夹具和工件看作一刚性系统，以简化计算。根据工件在切削力、夹紧力(重型工件要考虑重力，高速时要考虑惯性力)作用下处于静力平衡，列出静力平衡方程式，即可算出理论夹紧力，再乘以安全系数，作为所需的实际夹紧力。即 式中： 实际所需夹紧力； 理论夹紧力； 安全系数安全系数可按下式计算 基本安全系数=1.2，加工性质=1.2，刀具钝化程度=1.2，切削特点=1.0，夹紧力稳定性=1.0，力矩作用下工件与支撑面接触情况=1.0，所以，算的： =1.728。规定：若安全系数K的计算结果小于2.5时，取=2.5。因为： 其中，查询设计手册可以得知，未加工面的摩擦力比较大，而下箱体凸台面与压板的摩擦系数和下箱体结合面与定位板的摩擦系数所在的接触面都是未加工表面，因此，可以取=0.7。又已知切削力P=2440N，下箱体的重力G=234N，代入上式，可得： =1626 N； 所以，实际夹紧力=4065 N，所以分配到每个板的夹紧力为： 。第六章 右端面钻孔夹具设计本次设计的夹具为以结合面外形定位，钻右端面3-22通孔和2-M16-7H螺纹孔底孔。该夹具适用于卧式钻床。6