毕业设计（论文）-柱塞泵用传动箱体工艺规程及夹具设计.doc

中文摘要毕业设计题目 柱塞泵用传动箱体机械加工 工艺规程及专用夹具设计 学生所在学院 专 业 学 号 学 生 姓 名 指 导 教 师 助理指导教师 起 止 日 期 2014年1月至2014年5月ii摘 要本次设计内容涉及了机械制造技术基础及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。液压泵是液压系统的一个重要装置。它依靠柱塞在缸体中的往复运动，使密封工作容腔容积变化来实现吸油，压油包括传动箱箱体零件结构特点和技术要求、毛坯的选择、生产纲领、生产类型、定位基准的选择以及加工余量的确定等。然后制定正确的工艺路线，包括表面加工方案选择、加工阶段划分、工序的集中与分散、工序的顺序安排等。查找资料填写指定工序的工序卡片。在工序集中的原则下按“先基准后其他、先主后次、先粗后精、先面后孔”等原则制定工艺规程。计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词：柱塞泵 传动箱体 工序 夹具 毕业设计目录目录摘 要i目录11.绪论11.1研究的目的和意义11.2国内外现状及分析11.3课题来源11.4重点研究内容及研究方向12.传动箱体加工工艺规程设计22.1生产纲领和生产类型22.2零件的分析22.2.1零件的作用22.2.2零件的工艺分析22.3传动箱体加工的主要问题和工艺过程设计应采用的相应措施32.3.1确定毛坯的制造形式32.3.2基面的选择32.3.3确定工艺32.3.5确定切削用量52.4本章小结213.专用夹具设计223.1加工上平面孔的镗孔夹具设计223.1.1定位基准的选择233.1.2切削力的计算与夹紧力分析233.1.3夹紧元件及动力装置确定243.1.4钻套、衬套、钻模板及夹具体设计253.1.5夹具精度分析253.1.6夹具设计及操作的简要说明263.2粗、精铣传动箱体上平面夹具设计263.2.1定位基准的选择263.2.2定位元件的设计263.2.3定位误差分析273.2.4铣削力与夹紧力计算273.2.5夹具体槽形与对刀装置设计283.2.6夹紧装置及夹具体设计303.2.7夹具设计及操作的简要说明313.3钻18m8螺纹孔夹具设计313.3.1定位基准的选择313.3.2定位元件的设计323.3.3定位误差分析323.3.4钻削力与夹紧力的计算323.3.5钻套、衬套、钻模板及夹具体设计333.3.6夹紧装置的设计363.3.7夹具设计及操作的简要说明363.4本章小结364.总结与展望374.1总结374.2展望37参考文献38致谢39 毕业设计正文1.绪论1.1研究的目的和意义加工工艺及夹具毕业设计是对所学专业知识的一次巩固，是在进行社会实践之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是理论联系实际的训练。机床夹具已成为机械加工中的重要装备。机床夹具的设计和使用是促进生产发展的重要工艺措施之一。随着我国机械工业生产的不断发展,机床夹具的改进和创造已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务。1.2国内外现状及分析现阶段我国路网等的发展趋势都是以动车，机车为主，从国内和国外市场来看，液压传动技术有极大的发展空间是对机车发展的有益补充。为了适应国际，国内外市场需求，应积极开发液压传动的新技术，新方案。提高液压传动的技术水平。1.3课题来源绘制柱塞泵用传动箱体零件图；绘制柱塞泵用传动箱体毛坯零件综合图；拟定柱塞泵用传动箱体机械加工工艺路线，填写工艺过程卡片1套；进行指定工序的详细设计，包括工序尺寸计算、定位误差计算等，填写工序卡片。设计指定工序专用夹具2套并绘制其装配图；设计指定专用夹具零件一个并绘制零件图；撰写设计说明书。1.4重点研究内容及研究方向制订工艺规程、确定加工余量、工艺尺寸计算、工时定额计算、定位误差分析等。在整个设计中是非常重要的,通过这些设计,不仅让我们更为全面地了解零件的加工过程、加工尺寸的确定,而且让我们知道工艺路线和加工余量的确定,必须与工厂实际的机床相适应。 在这个设计过程中,我们还必须考虑工件的安装和夹紧.安装的正确与否直接影响工件加工精度,安装是否方便和迅速,又会影响辅助时间的长短,从而影响生产率,夹具是加工工件时,为完成某道工序,用来正确迅速安装工件的装置。35 毕业设计正文2.传动箱体加工工艺规程设计 2.1生产纲领和生产类型生产纲领是指机器产品在计划期内应当生产的产品质量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品的年产量。而本次设计中备品率a=5%，废品率b=3%,年生产量q=8000件/年。所以零件的生产纲领可以按下式计算：传动箱体的生产纲领n=q(1+a%+b%)8000（153）8640件属于大批量生产类型。2.2零件的分析2.2.1零件的作用题目给出的零件是传动箱体，它的主要的作用是用来支承、固定的。它的主要任务是将主电机传来的旋转运动经过一系列的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速，同时传动箱分出部分动力将运动传给进给箱。传动箱中的主轴是车床的关键零件。主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件的加工质量，一旦主轴的旋转精度降低，则机床的使用价值也将大打折扣。2.2.2零件的工艺分析零件的材料为ht250，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，减震性能良好。传动箱体需要加工表面以及加工表面的位置要求。现分析如下：（1）主要加工面：1）铣上下平面保证尺寸100mm，平行度误差为0.03；2）铣侧面保证尺寸62与20与下平面的平行度误差为0.02；3）镗上、下面平面各孔至所要求尺寸，并保证各位误差要求；4）钻侧面4m6螺纹孔；5）钻孔攻丝底平面各孔；（2）主要基准面：1）以上平面为基准的加工表面；这一组加工表面包括：传动箱上表面各孔、传动箱上表面。2）以下平面为基准的加工表面；这一组加工表面包括：主要是下平面各孔及螺纹孔。2.3传动箱体加工的主要问题和工艺过程设计应采用的相应措施2.3.1确定毛坯的制造形式零件的材料ht250。由于年产量为8640件，达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸较大，铸造表面质量的要求高，故可采用铸造质量稳定的，适合大批生产的金属模铸造。便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。2.3.2基面的选择（1）粗基准的选择 对于本零件而言，按照互为基准的选择原则，选择本零件的下表面作为加工的粗基准，可用装夹对肩台进行加紧，利用底面定位块支承和底面作为主要定位基准，以限制z、z、y、y、五个自由度。再以一面定位消除x、向自由度，达到定位目的。（2）精基准的选择 主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用已加工结束的上、下平面作为精基准。2.3.3确定工艺表2.1 工艺路线方案一工序1粗精铣上平面工序2粗精铣下平面工序3粗精铣宽度为20mm的侧面及保证尺寸60的面工序4钻上平面12-m6螺纹底孔工序5钻下平面18-m8螺纹底孔工序6钻下平面台阶面各小孔工序7钻侧面各孔工序8钳工，攻丝各螺纹孔工序9镗上平面各孔工序10镗下平面各孔工序1粗精铣上平面工序2粗精铣下平面工序3粗精铣宽度为20mm的侧面及保证尺寸62的面工序4镗上平面各孔工序5镗下平面各孔工序6钻上平面12-m6螺纹底孔工序7钻下平面18-m8螺纹底孔工序8钻下平面台阶面各小孔工序9钻侧面各孔工序10钳工，攻丝各螺纹孔表2.2 工艺路线方案二工艺路线的比较与分析：第二条工艺路线不同于第一条是将“工序8与工序9， 放到后面。加工完上下平面各螺纹孔m8与螺纹孔m6”变为“工序4工序5”其它的先后顺序均没变化。通过分析发现这样的变动提高了生产效率。而且对于零的尺寸精度和位置精度都有太大程度的帮助。采用互为基准的原则，先加工上、下两平面，然后以下、下平面为精基准再加工两平面上的各孔，这样便保证了，上、下两平面的平行度要求同时为加两平面上各孔保证了垂直度要求。符合先加工面再钻孔的原则。若选第一条工艺路线， 加工“工序4与工序5，”不便于装夹，并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决定了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是非平行这个问题。所以发现第一条工艺路线并不可行。如果选取第二条工艺方案，先镗上、下平面各孔，然后以这些已加工的孔为精基准，加工其它各孔便能保证12-m6与18-m8孔的形位公差要求从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第二个方案比较合理。所以我决定以第二个方案进行生产。具体的工艺过程见工艺卡片所示。传动箱体的材料是ht250，生产类型为大批生产。由于毛坯用采用金属模铸造, 毛坯尺寸的确定如下：由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量，实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。由于本设计规定零件为大批量生产，应该采用调整法加工，因此计算最大与最小余量时应按调整法加工方式予以确定。1）加工箱体的上下平面，根据参考文献8表4.35和表4.37考虑3mm，粗加工2mm到金属模铸造的质量和表面的粗糙度要求，精加工1mm。2）加工宽度为20mm的侧面时，用铣削的方法加工两侧面。由于侧面的加工表面有粗糙度的要求，而铣削的精度可以满足，故采取分二次的铣削的方式，粗铣削的深度是2mm，精铣削的深度是1mm。3）镗上、下平面各传动轴孔时，由于粗糙度要求，因此考虑加工余量2.5mm。可一次粗加工2mm，一次精加工0.5就可达到要求。6）加工18m8底孔，根据参考文献8表4.23考虑加工余量1.2mm。可一次钻削加工余量1.1mm，一次攻螺纹0.1就可达到要求。7）加工12m6底孔时，根据参考文献8表4.23考虑加工余量1.2mm。可一次钻削加工余量1.1mm，一次攻螺纹0.1mm就可达到要求。8）加工下平面台阶面各小孔，粗加工2mm到金属模铸造的质量和表面粗糙度要求，精加工1mm，可达到要求。2.3.5确定切削用量工序1：粗、精铣传动箱体下平面（1）粗铣下平面加工条件：工件材料： ht250，铸造。机床：x52k立式铣床。查参考文献7表3034刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。因其单边余量：z=2mm所以铣削深度：每齿进给量：根据参考文献3表2.4-75，取铣削速度：参照参考文献7表3034，取。机床主轴转速： （2-1）式中 v铣削速度； d刀具直径。由（2-1）机床主轴转速：按照参考文献3表3.1.74 实际铣削速度：进给量： （2-2）工作台每分进给量：根据参考文献7表2.4.81,（2）精铣下平面加工条件：工件材料： ht250，铸造。 机床： x52k立式铣床。参考文献7表3031刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：， ，齿数12，此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量：z=1mm铣削深度：每齿进给量：根据参考文献7表3031，取铣削速度：参照参考文献7表3031，取机床主轴转速，由（2-1）有：按照参考文献7表3.1.31 实际铣削速度：进给量，由（2-2）有：工作台每分进给量：粗铣的切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度：刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：根据参考文献5表2.5.45可查得铣削的辅助时间精铣的切削工时被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1机动时间：根据参考文献5表2.5.45可查得铣削的辅助时间铣下平面的总工时为：工序2：加工下平面各切削用量与加工上平面相近，因此省略不算，参照工序1执行。工序3：粗精铣宽度为20mm的侧面：（1）粗铣宽度为20mm的侧面加工条件：工件材料： ht250，铸造。机床：x52k立式铣床。查参考文献7表30.34刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：， ，齿数，此为粗齿铣刀。因其单边余量：所以铣削深度：每齿进给量：根据参考文献3表2.4.75，取铣削速度：参照参考文献7表30.34，取。由2-1得机床主轴转速：按照参考文献3表3.1.74 实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：根据参考文献7表2.4.81,被切削层长度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入长度： (2-3)刀具切出长度：取走刀次数为1（2）精铣宽度为20mm的下平台加工条件：工件材料： ht250，铸造。机床： x52k立式铣床。由参考文献7表30.31刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：， ，齿数12，此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量：z=1mm铣削深度：每齿进给量：根据参考文献7表30.31，取铣削速度：参照参考文献7表30.31，取机床主轴转速，由2-1有：按照参考文献3表3.1.31 实际铣削速度：进给量，由2-2有：工作台每分进给量： 被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度：精铣时刀具切出长度：取走刀次数为1根据参考文献9：根据参考文献5表2.5.45可查得铣削的辅助时间精铣宽度为20mm的下平台根据参考文献9切削工时：根据参考文献5表2.5.45可查得铣削的辅助时间粗精铣宽度为30mm的下平台的总工时：工序：粗镗62h12的孔机床：卧式镗床刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：切削深度：毛坯孔径进给量：根据参考文献表2.4.66，刀杆伸出长度取，切削深度为=2.0mm。因此确定进给量。切削速度：参照参考文献3表2.4.9取机床主轴转速：，按照参考文献3表3.1.41取实际切削速度：工作台每分钟进给量：被切削层长度刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：查参考文献1，表2.5.37工步辅助时间为：2.61min精镗下端孔62h12机床：卧式镗床刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：切削深度：进给量：根据参考文献3表2.4.66，刀杆伸出长度取，切削深度为=。因此确定进给量切削速度：参照参考文献3表2.4.9，取机床主轴转速：取实际切削速度，：工作台每分钟进给量：被切削层长度刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：所以该工序总机动工时查参考文献1，表2.5.37工步辅助时间为：1.86min工序5：粗镗72h12的孔机床：卧式镗床刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：切削深度：，毛坯孔径。进给量：根据参考文献表2.4.66，刀杆伸出长度取，切削深度为=2.0mm。因此确定进给量。切削速度：参照参考文献3表2.4.9取机床主轴转速：按照参考文献3表3.1.41取实际切削速度：工作台每分钟进给量：被切削层长度刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：查参考文献1，表2.5.37工步辅助时间为：2.61min精镗下端孔到72h12机床：卧式镗床刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：切削深度：进给量：根据参考文献3表2.4.66，刀杆伸出长度取，切削深度为=。因此确定进给量切削速度：参照参考文献3表2.4.9，取机床主轴转速：取实际切削速度，：工作台每分钟进给量：被切削层长度刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间： （2-4）所以该工序总机动工时查参考文献1，表2.5.37工步辅助时间为：1.56min工序6：钻下平在12-m6工件材料为ht250铁，孔的直径为6mm。加工机床为z535立式钻床，加工工序为钻孔至5，选用5的麻花钻头。攻m6螺纹，选用m6细柄机用丝锥攻螺纹。进给量：根据参考文献5表2.4.39，取切削速度：参照参考文献5表2.4.41，取由2-1机床主轴转速：取实际切削速度：被切削层长度刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1攻m61.5的螺纹机床：z535立式钻床刀具：细柄机用丝锥（）进给量：由于其螺距,因此进给量切削速度：参照参考文献5表2.4.105，取由2-1机床主轴转速：取丝锥回转转速：取实际切削速度：被切削层长度刀具切入长度刀具切出长度走刀次数为1机动时间：根据参考文献5表2.5.41可查得钻削的辅助时间攻m6螺纹被切削层长度刀具切入长度刀具切出长度走刀次数为1机动时间：根据参考文献5表2.5.41可查得钻削的辅助时间总工时为：工序7：加工18m8底孔工件材料为ht250铁，孔的直径为8mm。加工机床为z535立式钻床，加工工序为钻孔至7，选用7的麻花钻头。攻m8螺纹，选用m8细柄机用丝锥攻螺纹。进给量：根据参考文献5表2.4.39，取切削速度：参照参考文献5表2.4.41，取由2-1机床主轴转速：取实际切削速度：被切削层长度刀具切入长度： （2-5）刀具切出长度走刀次数为1攻m81.5的螺纹机床：z535立式钻床刀具：细柄机用丝锥（）进给量：由于其螺距,因此进给量切削速度：参照参考文献5表2.4.105，取由2-1机床主轴转速：取丝锥回转转速：取实际切削速度：攻m8螺纹的工时被切削层长度刀具切入长度刀具切出长度走刀次数为1机动时间：根据参考文献5表2.5.41可查得钻削的辅助时间工序8：阶梯孔工件材料为ht250铁，孔的直径为20mm，表面粗糙度。加工机床为z535立式钻床，加工工序为锪钻，加工刀具为：锪钻孔20mm小直径锪钻。 1）确定切削用量确定进给量 根据参考文献7表28.10可查出，由于孔深度比，故。查z535立式钻床说明书，取。根据参考文献7表28.8，钻头强度所允许是进给量。由于机床进给机构允许的轴向力（由机床说明书查出），根据参考文献7表28-9，允许的进给量。由于所选进给量远小于及，故所选可用。确定切削速度、轴向力f、转矩t及切削功率 根据表28.15，由插入法得：，由于实际加工条件与上表所给条件不完全相同，故应对所的结论进行修正。由参考文献7表28.3，故查z535机床说明书，取。实际切削速度为由参考文献7表28.5，故校验机床功率 切削功率为机床有效功率故选择的钻削用量可用。即，相应地，工序9：校验（5）锪钻20阶梯孔加工条件：工件材料：ht250，金属模铸造，机床：z535立式钻床刀具：高速钢钻头7，m8丝锥，20小直径端面锪钻被切削层长度刀具切入长度：刀具切出长度走刀次数为1机动时间：根据参考文献5表2.5.41可查得钻削的辅助时间锪钻20阶梯的工时锪钻孔进给量，机床主轴转速，被切削层长度刀具切入长度：刀具切出长度走刀次数为1机动时间：由参考文献5表2.5.41可查得钻削的辅助时间 该工序的总工时为：所以该方案满足生产要求。2.4本章小结机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。对加工工艺规程的设计，可以了解了加工工艺对生产、工艺水平有着极其重要的影响。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来体现。 毕业设计正文3专用夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工杠杆零件时，需要设计专用夹具。根据任务要求中的设计内容，需要设计加工铣上平面夹具、传动箱体镗上顶面镗孔夹具及传动箱体钻18-m8底孔夹具各一套。其中上顶面镗孔的夹具将用于组合钻床，刀具分别镗刀。采用x62w铣床，硬质合金端铣刀yg8对铣上平面进行加工。钻m8底孔夹具采用立式钻床，先用麻花钻钻孔，再用丝锥攻螺纹。3.1加工上平面孔的镗孔夹具设计本夹具主要用来镗上平面夹具，此孔也是后面作为工艺孔使用，这个工艺孔有图3.1 镗上平面夹具图尺寸精度要求为+0.03，表面粗糙度要求，表面粗糙度为，与顶面垂直。并用于以后各面各孔加工中的定位。其加工质量直接影响以后各工序的加工精度。本到工序为杠杆加工的第一道工序，加工到本道工序时只完成了传动箱体上表面的粗、精铣。因此再本道工序加工时主要应考虑如何保证其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高劳动生产率，降低劳动强度。3.1.1定位基准的选择由零件图可知，有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并应与顶面垂直。为了保证所钻的孔与顶面垂直并保证工艺孔能在后续的孔系加工工序中使各重要支承孔的加工余量均匀。根据基准重合、基准统一原则。在选择工艺孔的加工定位基准时，应尽量选择上一道工序即粗、精铣箱体的下表面工序的定位基准，以及设计基准作为其定位基准。因此加工工艺孔的定位基准应选择选用下平作为定位基准，为了提高加工效率，根据工序要求先采用标准硬质合金镗刀刀具对工艺孔进行粗镗削加工；然后采用硬质合金镗刀对其进行精加工，准备采用手动夹紧方式夹紧。粗基准的选择零件的加工面主要有传动箱箱体的顶面凸台面，底面凸台面、底面n型轴轴承孔面，前后凸台面，左右凸台面，在选择粗基准的时候可根据原则选取前面凸台面或者后凸台面与大a-b轴线做为粗基准，其优点是能保证镗孔加工余量均匀，确保传动箱相依的其它零件与箱壁布不发生干涉。故选前面凸台面或者后面凸台面与面a-b轴线作为粗基准。精基准的选择传动箱箱体零件一般采用“一面两孔”的定位方式。在这次设计中，选择的统一精基准为底面、两定位孔内表面，根据基准统一的原则，所以在传动箱箱体加工时选择底面和底面上两个24的孔作为精基准。采用一面两销的定位方案。其中底面限制了三个自由度：绕x,y轴的转动自由度与z轴的移动自由度；两定位孔中的短圆柱销限制x,y轴的移动自由度；削边销限制z轴的转动自由度，从而实现完全定位。3.1.2切削力的计算与夹紧力分析由于本道工序主要完成工艺孔的镗加工，参考文献9得：镗削力 （3-1）镗削力矩 （3-2）式中： 本道工序加工工艺孔时，工件的下平面与台价台靠紧。采用带光面压块的压紧螺钉夹紧机构夹紧，该机构主要靠压紧螺钉夹紧，属于单个普通螺旋夹紧。根据参考文献11可查得夹紧力计算公式： （3-3）式中： 单个螺旋夹紧产生的夹紧力； 原始作用力； 作用力臂； 螺杆端部与工件间的当量摩擦半径； 螺杆端部与工件间的摩擦角； 螺纹中径之半； 螺纹升角； 螺旋副的当量摩擦角。由3-1根据参考文献11表1.2.23可查得点接触的单个普通螺旋夹紧力：3.1.3夹紧元件及动力装置确定由于传动箱体的生产量很大，采用手动夹紧的夹具结构简单，在生产中的应用也比较广泛。因此本道工序夹具的夹紧动力装置采用手动夹紧。采用手动夹紧，夹紧可靠，机构可以不必自锁。本道工序夹具的夹紧元件选用带光面压块的压紧螺钉。旋紧螺钉使其产生的力通过光面压块将工件压紧。3.1.4钻套、衬套、钻模板及夹具体设计工艺孔的加工需粗、精镗切削才能满足加工要求。故选用快换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。钻模板选用固定式钻模板，工件以底面及侧面分别靠在夹具支架的定位快，用带光面压块的压紧螺钉将工件夹紧。夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。整个夹具的结构见夹具装配图如上图所示：3.1.5夹具精度分析利用夹具在机床上加工时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统。它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系。因此在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计的夹具进行精度分析和误差计算。由工序简图可知，本道工序由于工序基准与加工基准重合，又采用顶面为主要定位基面，故定位误差很小可以忽略不计。本道工序加工中主要保证工艺孔尺寸mm及表面粗糙度。本道工序最后采用精镗加工，选用标准硬质合金镗刀，直径为mm，并采用镗套，镗刀导套孔径为该工艺孔的位置度应用的是最大实体要求。工艺孔的表面粗糙度，由本工序所选用的加工工步粗镗精满足。影响两工艺孔位置度的因素有：（1）镗模板上装衬套孔的尺寸公差：（2）两衬套的同轴度公差：（3）衬套与钻套配合的最大间隙：（4）钻套的同轴度公差：（5）镗套与镗刀配合的最大间隙：所以能满足加工要求。3.1.6夹具设计及操作的简要说明镗62孔的夹具如夹具装配图zjz-01所示。装卸工件时，先将工件放在定位块上；用压块的压紧螺钉将工件夹紧；然后加工工件。当工件加工完后，将带光面压块的压紧螺钉松开，取出工件。3.2粗、精铣传动箱体上平面夹具设计本夹具主要用来粗、精铣传动箱上平面。由于加工本道工序的工序简图可知。粗、精铣传动箱上平面时，上平面尺寸为210315mm，粗糙度要求，传动箱上平面与下平面有平行度要求,并与工艺孔轴线分别垂直度的要求，本道工序是对传动箱上平面进行粗精加工。因此在本道工序加工时，主要应考虑提高劳动生产率，降低劳动强度。同时应保证加工尺寸精度和表面质量。3.2.1定位基准的选择由零件图可知工艺孔的轴线所在平面有垂直度的要求，从定位和夹紧的角度来看，本工序中，定位基准是下平面，设计基准也是要求保证上、下两平面的平行度要求，定位基准与设计基准重合，不需要重新计算上下平面的平行度，便可保证平行度的要求。在本工序只需保证下平面放平就行，保证下平面与两定位板正确贴合就行了。为了提高加工效率，现决定用两把铣刀传动箱体的上平面同时进行粗精铣加工。同时进行采用手动夹紧。3.2.2定位元件的设计本工序选用的定位基准为一面两销定位，所以相应的夹具上的定位元件应是一面两销。因此进行定位元件的设计主要是对固定挡销和带大端面的短圆柱销进行设计。带大端面的短圆柱销的结构尺寸参数如图3.5所示。图3.5 带大端面的短圆柱销根据参考文献11固定挡销的结构如图3.6所示。图3.6 固定挡销3.2.3定位误差分析本夹具选用的定位元件为一面两销定位。其定位误差主要为：销与孔的配合0.05mm，铣/钻模与销的误差0.02mm，铣/钻套与衬套0.029mm由公式可见这种定位方案是可行的。3.2.4铣削力与夹紧力计算本夹具是在铣床上使用的，用于定位螺钉的不但起到定位用，还用于夹紧，为了保证工件在加工工程中不产生振动，必须对“17”六角螺母和”11”螺母螺钉施加一定的夹紧力。由计算公式 (3-4)fj沿螺旋轴线作用的夹紧力；fs作用在六角螺母；l作用力的力臂； d0螺纹中径；螺纹升角；1螺纹副的当量摩擦；2螺杆(或螺母)端部与工件(或压块)的摩擦角；r螺杆(或螺母)端部与工件(或压块)的当量摩擦半径。根据参考文献6其回归方程为其中fj螺栓夹紧力(n)； kt力矩系数(cm1) ts作用在螺母上的力矩(n.cm)；3.2.5夹具体槽形与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台u形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩，可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷，加强夹具在加工中的稳固性。根据参考文献11定向键的结构如图3.7所示。图3.7 定向键夹具u型槽的结构如图3.8所示。图3.8 u型槽主要结构尺寸参数如下表3.5所示。表3.5 u型槽的结构尺寸螺栓直径12143020对刀装置由对刀块来实现，用来确定刀具与夹具的相对位置。由于本道工序是完成传动箱体上平面尺寸为210315mm的粗、精铣加工，所以选用直角对刀块。根据gb224380直角对到刀块的结构和尺寸如图3.9所示。图3.9 直角对刀块塞尺选用平塞尺，其结构如图3.10所示。图3.10 平塞尺塞尺尺寸如表3.6所示。表3.6 平塞尺结构尺寸公称尺寸h允差dc3-0.0060.253.2.6夹紧装置及夹具体设计夹紧装置采用移动的a型压板来夹紧工件，采用的移动压板的好处就是加工完成后，可以将压板松开，然后退后一定距离把工件取出。移动压板的结构如图3.11所示。图3.11 移动压板主要结构尺寸参数如表3.7所示。表3.7 移动压板结构尺寸973011364081641.512夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。整个夹具的结构夹具装配图zjx-02所示。3.2.7夹具设计及操作的简要说明本夹具用于在立式铣床上加工传动箱体上平面，工件以与此相平行的下平面为及其侧面和水平面底为定位基准，在短销、支承板和支承钉上实现完全定位。采用转动a型压板夹紧工件。当加工完一边，可松开螺钉、螺母、支承钉来加工另一边。如夹具装配图所示。3.3钻18m8螺纹孔夹具设计3.3.1定位基准的选择在加工m8螺纹孔工序时，传动箱体上、下两平面及工艺孔已经加工到要求尺寸。因此选用上平面及与其垂直的任意孔上表面加作为定位基准。符合典型的一面两销定位原理，一共限制了工件的6个自由度，符合六点定位法则。工件以一面两销定位时，夹具上的定位元件是：一面两销。其中一面为传动箱的上表面，两销为短圆柱销和固定挡销。3.3.2定位元件的设计本工序选用的定位基准为一面两销定位，所以相应的夹具上的定位元件应是一面两销。因此进行定位元件的设计主要是对短圆柱销和固定挡销进行设计根据参考文献11，可查得短圆柱销的结构和尺寸如图。3.3.3定位误差分析机械加工过程中，产生加工误差的因素有很多。在这些因素中，有一项因素于机床夹具有关。使用夹具时，加工表面的位置误差与夹具在机床上的对定及工件在夹具中的定位密切相关。为了满足工序的加工要求，必须使工序中各项加工误差之总和等于或小于该工序所规定的工序公差。本夹具选用的定位元件为一面两销定位。其定位误差主要为：销与孔的配合0.05mm，钻模与销的误差0.02mm，钻套与衬套0.029mm由公式可见这种定位方案是可行的。3.3.4钻削力与夹紧力的计算由于本道工序主要完成工艺孔的钻、攻螺纹加工，而钻削力远远大于攻螺纹切削力。因此切削力应以钻削力为准。由参考文献9得：钻削力 钻削力矩 式中： 本套夹具采用活动垫板夹紧，活动垫板主要靠上下旋动垫板上的螺母来实现夹紧。根据参考文献11可知该机构属于单个螺旋夹紧。由3-1根据参考文献11表1.2.20到表1.2.23可查得3.3.5钻套、衬套、钻模板及夹具体设计m8螺纹孔的加工需钻、攻螺纹两次切削才能满足加工要求。故选用快换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求：m8螺纹孔分钻、攻螺纹两个工步完成加工。钻、攻，加工刀具分别为：钻孔7标准高速钢麻花钻，磨出双锥和修磨横刃；攻螺纹8的丝锥。根据参考文献11表2.1.47可查得钻套孔径结构如图3.14所示。图3.14 快换钻套钻m8孔钻套结构参数如表3.9所示。表3.9 钻m8孔钻套结构参数dhd公称尺寸允差72012+0.018+0.007228104771650可得衬套选用固定衬套其结构如图3.15所示。图3.15 固定衬套其结构参数如表3.10所示。表3.10 固定衬套结构参数dhdc公称尺寸允差公称尺寸允差12+0.034+0.016018+0.023+0.0120.52夹具u型槽的结构如图3.16所示。图3.16 u型槽主要结构尺寸参数如表3.11所示。 表3.11 u型槽主要结构尺寸参数螺栓直径121430203.3.6夹紧装置的设计夹紧装置采用活动的垫板来夹紧工件，采用的活动垫板的好处就是加工完成后，可以将压板松开，然后向下退后一定距离把工件取出。主要用的螺旋夹紧原理。3.3.7夹具设计及操作的简要说明本套夹具用于加工m8螺纹孔。定位采用常见的一面两销定位方案。传动箱体上平面（一面）及其内孔来实现完全定位。主要考虑工件便于取出夹紧装置采用活动垫板夹紧。工件加工完成后，移动压板向后退一定距离，工件就可以很方便的取出。工件装夹时，先将工件放到带大端面的长圆柱销和固定定位销处，然后将移动垫板上移，压紧工件，将螺栓拧紧就可以进行加工了。加工完成以后将移动压板退出一定距离，就可以把工件直接取出。如夹具装配图上图所示。3.4本章小结对专用夹具的设计，可以了解机床夹具在切削加工中的作用：可靠地保证工件的加工精度，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的给以性能。本夹具设计可以反应夹具设计时应注意的问题，如