5WB齿轮室盖体加工中心工艺编制及夹具设计

本科毕业设计说明书（论文） 第I页 共I 页目 录1 引言11.1 机械制造业的发展趋势11.2 机械制造业在国民经济中的地位21.3 我国机械行业存在差距和实施策略22 齿轮室盖的作用和结构33 毛坯的选择43.1 毛坯材料的种类43.2 确定毛坯时应考虑的因素43.3 确定毛坯时的几项工艺措施53.4 毛坯的确定64 齿轮室盖的工艺规程设计74.1 确定毛坯的制造形式74.2 基面的选择74.3 拟订工艺路线85 夹具设计255.1 机床夹具的作用及其组成255.2 零件工艺性分析255.3 铣齿轮室盖面的夹具设计265.4 气动夹具的原理315.5 铣夹具结构设计及操作简要说明315.6 加工工艺孔夹具设计31结束语35致 谢36参 考 文 献37 本科毕业设计说明书（论文） 第36页 共37页1 引言为了适应机械工业又好又快发展的需求,机床夹具的设计与制造技术也必须与时俱进,要求企业的高级技能人才能不断设计出构思合理、结构正确、工艺良好的各种新型夹具，本次毕业设计制定5WB齿轮室盖体加工中心工艺编制及夹具设计，通过对齿轮室盖体结构分析及其运用所学相关知识对其加工工艺进行分析和夹具的设计1。机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法，是指导生产的重要的技术性文件。它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，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，因此工艺规程编制的好坏是生产该产品的重要保证和重要依据2。1.1 机械制造业的发展趋势当前中国机械制造业发展的特点是现代化高新技术的综合利用，其趋势是四化：即柔性化、敏捷化、智能化和信息化。(1) 柔性化：使工艺装备与工艺路线能适用于生产各种产品的需要，能适用于迅速更换工艺、更换产品的需要；(2) 敏捷化：使产品推向市场准备时间缩为最短，使机械制造厂机制能灵活转向； (3) 智能化：柔性自动化的重要组成部分，它是柔性自动化的新发展和延伸。人类不仅要摆脱繁重的体力劳动，而且还要从繁琐的计算、分析等脑力劳动中解放出来，以便有更多的精力从事高层次的创造性劳动。智能化促进柔性化，它使生产系统具有更完善的判断与适应能力。当前，产品的更新换代将不断加快，各种各样的需要不断增加。据美国、日本和欧洲等发达国家的统计，19751995年机械零件的种类增加了4050，而7585的工作人员不直接与材料打交道，转与信息打交道。8088的活动不直接增加产品附加值，产品工艺过程、组织管理日益复杂化。设计、工艺准备等项工作约占为完成用户订货总时间的60%以上。另一方面，在激烈的市场竞争中，供货期与产品质量往往起着比价格更为重要的作用。敏捷化已是在机械制造业面前的重大课题。在技术上要实现柔性化，在生产组织上要实现变革，这些都是机械制造企业刻不容缓的大事；(4) 信息化：机械制造业将不再是由物质和能量借助于信息的力量生产出价值，而是由借助于物质和能量的力量生产出价值。因此，信息产业和智力产业将成为社会的主导产业。机械制造也将是由信息主导的，并采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理方式的全新的机械制造业。21世纪初，机械制造业的重要特征表现在它的全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造等。 在国际生产工程学会年会上，每届都有大量关于并行工程（Concurrent Engineering）、精益生产(Lean Production)、及时生产(Aqiling Production)等方面的论文。这些都将是当前中国机械制造业热门的研究课题，柔性化、敏捷化、智能化和信息化便成为目前中国机械制造业总的发展趋势3。1.2 机械制造业在国民经济中的地位机械制造业是国民经济各部门赖以发展的基础，是国民经济的重要支柱，是生产力的重要组成部分。机械制造业不仅为工业、农业、交通运输业、科研和国防等部门提供各种生产设备、仪器仪表和工具，而且为制造业包括机械制造业本身提供机械制造装备。机械制造业的生产能力和制造水平标志着一个国家或地区的科学技术水平、经济实力4。1.3 我国机械行业存在差距和实施策略改革开放30年，通过技术改造和引进国外先进制造技术，使我国的制造工业有了长足的进步，但和先进国家相比还存在很大差距，表现存：一是产品创新能力较差。开发周期长。二是制造工艺装备落后，成套能力不强，我国大多数企业目前还采用较落后的制造工艺与技术装备进行生产。优质高效低耗工艺的普及率不足10%,数控机床、精密设备不足5%。三是生产自动化和优化水平低，资源综合利用率低。我国平均劳动生产率为0.263万美元，而美国为9.37万美元。我国能源综合利用率仅为32%左右，比国外的先进水平低10多个百分点。四是管理粗放，协作能力较差，国际市场开拓能力弱。我国多数企业缺少现代化管理的概念、方法和手段，众多的企业机构臃肿，富裕人员一般多达30-40%。五是工程技术人员知识陈旧，跟不上时代的要求。面对这样形势。发展先进制造技术、实施先进的制造模式已经到了刻不容缓的地步。为了使我国的制造业站在世界先进行列，必须采取相适应的措施和策略。如加强政策与法规建设，建立强有力的宏观调控机制；发展适应我国国情的生产模式；加强企业问合作；提高制造业现代化管理水平5。2 齿轮室盖的作用和结构本零件为齿轮室盖体，主要起密封和挡油的作用，使齿轮在一个密封的工作腔内工作，见图2.1所示。零件具体结构见附件“齿轮室盖零件图”。 图2.1 零件结构图3 毛坯的选择3.1 毛坯材料的种类毛坯的种类主要有碳钢、合金钢、不锈钢与耐热钢、铸铁与黄铜、青铜、铝合金等；在选择毛坯的制造方法时，首先考虑材料的工艺特性所以采用铸铝。3.2 确定毛坯时应考虑的因素材料的成形过程机械制造的重要工艺过程。机器制造中，大部分零件是先通过铸造成形、锻压成形、焊接成形或非金属材料成形方法制得毛坯，再经过切削加工制成的。毛坯的选择，对机械制造质量、成本、使用性能和产品形象有重要的影响，是机械设计和制造中的关键环节之一。通常，零件的材料一旦确定，其毛坯成形方法也大致确定了。例如，零件采用、等，显然其毛坯应选用铸造成形；齿轮零件采用45钢、等常采用锻压成形；零件采用、钢等板、带材，则一般选用切割、冲压或焊接成形；零件采用塑料，则选用合适的塑料成形方法；零件采用陶瓷，则应选用陶瓷成形方法。反之，在选择毛坯成形方法时，除了考虑零件结构工艺性之外，还要考虑材料的工艺性能能否符合条件。毛坯选择的原则，应在满足使用要求的前提下，尽可能地降低生产成本，使产品在市场上具有竞争能力。(1) 工艺性原则零件的使用要求决定了毛坯形状特点，各种不同的使用要求和形状特点，形成了相应的毛坯成形工艺要求。零件的使用要求具体体现在对其形状、尺寸、加工精度、表面粗糙度等外部质量，和对其化学成分、金属组织、力学性能、物理性能和化学性能等内部质量的要求上。对于不同零件的使用要求，必须考虑零件材料的工艺特性（如铸造性能、锻造性能、焊接性能等）来确定采用何种毛坯成形方法。例如，不能采用锻压成形的方法和避免采用焊接成形的方法来制造灰口铸铁零件；避免采用铸造成形方法制造流动性较差的薄壁毛坯；不能采用普通压力铸造的方法成形致密度要求较高或铸后需热处理的毛坯；不能采用锤上模锻的方法锻造铜合金等再结晶速度较低的材料；不能用埋弧自动焊焊接仰焊位置的焊缝；不能采用电阻焊方法焊接铜合金构件；不能采用电渣焊焊接薄壁构件等等。选择毛坯成形方法的同时，也要兼顾后续机加工的可加工性。如对于切削加工余量较大的毛坯就不能采用普通压力铸造成形，否则将暴露铸件表皮下的孔洞；对于需要切削加工的毛坯尽量避免采用高牌号珠光体球墨铸铁和簿壁灰口铸铁，否则难以切削加工。一些结构复杂，难以采用单种成形方法成形的毛坯，既要考虑各种成形方案结合的可能性，也需考虑些结合是否会影响机械加工的可加工性。(2) 适应性原则在毛坯成形方案的选择中，还要考虑适应性原则。既根据零件的结构形状、外形尺寸和工作条件要求，选择适应的毛坯方案。例如，对于阶梯轴类零件，当各台阶直径相差不大时，可用棒料；若相差较大，则宜采用锻造毛坯。形状复杂和薄壁的毛坯，一般不应采用金属型铸造；尺寸较大的毛坯，通常不采用模锻、压力铸造和熔模铸造，多数采用自由锻、砂型铸造和焊接等方法制坯。 零件的工作条件不同，选择的毛坯类型也不同。如机床主轴和手柄都是轴类零件，但主轴是机床的关键零件，尺寸形状和加工精度要求很高，受力复杂且在期使用过程中只允许发生很微小的变形，因此要选用具有良好综合力学性能的45钢或40cr，经锻造制坯及严格切削加工和热处理制成；而机床手柄则采用低碳钢圆棒料或普通灰口铸铁件为毛坯，经简单的切削加工即可完成，不需要热处理。再如内燃机曲轴在工作过程中承受很大的拉伸、弯曲和扭转应力，应具有良好的综合力学性能，故高速大功率内燃机曲轴一般采用强度和韧性较好的合金结构钢锻造成形，功率较小时可采用球墨铸铁铸造成形或用中碳钢锻造成形。对于受力不大且为圆形曲面的直轴，可采用圆钢下料直接切削加工形成。(3) 生产条件兼顾原则毛坯的成形方案要根据现场生产条件选择。现场生产条件主要包括现场毛坯制造的实际工艺水平、设备状况以及外协的可能性和经济性，但同时也要考虑因生产发展而采用较先进的毛坯制造方法。为此，毛坯选择时，应分析本企业现有的生产条件，如设备能力和员工技术水平，尽量利用现有生产条件完成毛坯制造任务。若现有生产条件难以满足要求时，则应考虑改变零件材料和（或）毛坯成形方法，也可通过外协加工或外购解决6。3.3 确定毛坯时的几项工艺措施 实现少切削，无切削加工，是现代机械制造技术的发展趋势。但是，由于毛坯制造技术的限制，加之现代机器对精度和表面质量的要求越来越高，为了保证机械加工能达到质量要求，毛坯的某些表面仍需留有加工余量。加工毛坯时，由于一些零件形状特殊，安装和加工不大方便，必须采取一定的工艺措施才能进行机械加工7。3.4 毛坯的确定零件材料为，考虑到零件的装配及工作环境，里面是主要的部位，其尺寸由铸造毛坯来保证。故选用铸件，以提高加工效率和零件的寿命，由于该零件属于大批生产，而零件尺寸不大，结构形状较为复杂，所以采用铸造成形，从而提高生产率，保证加工精度，降低成本等。4 齿轮室盖的工艺规程设计4.1 确定毛坯的制造形式在进行工程材料及其成形工艺的选择时，一般可遵循下列四条原则：使用性能足够的原则、工艺性能足够的原则、经济性合理的原则以及结构、材料 、成形工艺相适应的原则8。4.2 基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。选择粗基准时，主要要求保证各加工面有足够的余量，使加工面与不加工面间的位置符合图样要求，并特别注意要尽快获得精基面。具体选择时应考虑下列原则：(1) 选择重要表面为粗基准 为保证工件上重要表面的加工余量小而均匀，则应选择该表面为粗基准。所谓重要表面一般是工件上加工精度以及表面质量要求较高的表面。 (2) 选择不加工表面为粗基准 为了保证加工面与不加工面间的位置要求，一般应选择不加工面为粗基准。如果工件上有多个不加工面，则应选其中与加工面位置要求较高的不加工面为粗基准，以便保证精度要求，使外形对称等。(3) 选择加工余量最小的表面为粗基准 在没有要求保证重要表面加工余量均匀的情况下，如果零件上每个表面都要加工，则应选择其中加工余量最小的表面为粗基准，以避免该表面在加工时因余量不足而留下部分毛坯面，造成工件废品。(4) 选择较为平整光洁、加工面积较大的表面为粗基准 以便工件定位可靠、夹紧方便。(5) 粗基准在同一尺寸方向上只能使用一次 因为粗基准本身都是未经机械加工的毛坯面，其表面粗糙且精度低，若重复使用将产生较大的误差。实际上，无论精基准还是粗基准的选择，上述原则都不可能同时满足，有时还是互相矛盾的。因此，在选择时应根据具体情况进行分析，权衡利弊，保证其主要的要求。选择精基准时，主要应考虑保证加工精度和工件安装方便可靠。其选择原则如下：(1) 基准重合原则 即选用设计基准作为定位基准，以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。(2) 基准统一原则 应采用同一组基准定位加工零件上尽可能多的表面，这就是基准统一原则。这样做可以简化工艺规程的制订工作，减少夹具设计、制造工作量和成本，缩短生产准备周期；由于减少了基准转换，便于保证各加工表面的相互位置精度。(3) 自为基准原则 某些要求加工余量小而均匀的精加工工序，选择加工表面本身作为定位基准，称为自为基准原则。(4) 互为基准原则 当对工件上两个相互位置精度要求很高的表面进行加工时，需要用两个表面互相作为基准，反复进行加工，以保证位置精度要求。(5) 便于装夹原则 所选精基准应保证工件安装可靠，夹具设计简单、操作方便9。4.3 拟订工艺路线4.3.1 工艺路线方案拟订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证10。在生产纲领已确定为大批量生产的条件下，可以考虑尽量采用专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。制定工艺路线如下：工艺路线方案一：工序 粗、精铣齿轮室盖面工序 粗镗轴承孔1孔39.6工序 精镗轴承孔1孔40P7工序 粗镗轴承孔4孔39.6工序 精镗轴承孔4孔40P7工序 粗镗轴承孔3孔24.6工序 精镗轴承孔3孔25R7工序 粗镗2-9.7销孔工序 精镗2-10H8销孔工序 孔口倒角1x45工序 钻7-6.5孔，通工序 28油封孔口倒角30工序 去毛刺，清铣工序 试漏（压力0.3,1)工序 检验、入库工艺路线方案二：铣床X52工序 粗、精铣齿轮室盖面加工中心工序 粗镗轴承孔1孔39.6工序II 精镗轴承孔1孔40P7工序 粗镗轴承孔4孔39.6工序 精镗轴承孔4孔40P7工序 粗镗轴承孔3孔24.6工序 精镗轴承孔3孔25R7工序 粗镗2-9.7销孔工序 精镗2-10H8销孔工序 孔口倒角1x45钻床Z502工序I 钻7-6.5孔，通钻床Z502工序I 28油封孔口倒角30工序II 去毛刺，清铣工序 试漏（压力0.3,1）工序 检验、入库上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先以盖面三个工艺搭子及两个浮动定位销为定位基准加工齿轮室盖正面及轴承孔、销孔；再以正面及2-10销孔定位，加工反面。方案二是在铣床上粗精铣齿轮室盖正面，然后在加工中心粗精镗轴承孔及销孔，最后再以正面定位加工反面,钻孔、倒角。第二种方案增加铣床设备、钻床设备及夹具。工件多次装卸定位误差大，加工效率低，且装卸次数增加。所以选择第一种方案加工。4.3.2 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 齿轮室盖零件材料为。大批量生产，采用铸造毛坯。 根据上述原始资料及加工工艺，分别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： (1) 工序 铣齿轮室盖面 (a) 粗铣齿轮室盖面余量 考虑粗糙度和缺陷层深度确定粗铣底面余量为1.2 (b) 精铣齿轮室盖面余量 粗铣后齿轮室盖面到工艺搭子定位点的距离为11.40.2，精铣到尺110.2,加工余量为0.4。加工余量示意图如图3.1所示。 (2) 孔 工序II 镗40孔，40孔毛坯尺寸38先进行粗镗，工序尺寸39.6，其加工余量为1.6。 工序III 将粗镗到39.6进行精镗，到工序尺寸40。加工余量为0.4。加工余量示意图如图3.2所示。 工序IV 镗40孔，40孔毛坯尺寸38 先进行粗镗，工序尺寸39.6，其加工余量为1.6。 工序V 将粗镗到39.6进行精镗，到工序尺寸40。加工余量为0.4。加工余量示意图如图3.3所示。 工序VI 镗25孔，25孔毛坯尺寸23先进行粗镗，工序尺寸24.6，其加工余量为1.6。 工序VII 将粗镗到24.6进行精镗，到工序尺寸25。加工余量为0.4。加工余量示意图如图3.4所示。 工序 镗10孔，10孔毛坯尺寸8先进行粗镗，工序尺寸9.7，其加工余量为1.7。 工序 将粗镗到9.7进行精镗，到工序尺寸10。加工余量为0.3。加工余量示意图如图3.5所示。图4.1 工序I铣齿轮室盖面加工余量示意图图4.2 工序II.III40孔加工余量示意图 图4.3 工序.40孔加工余量示意图 图4.4 工序.25孔加工余量示意图 图4.5 工序.10孔加工余量示意图 4.3.3 确定切削用量及基本工时 工序：粗精铣齿轮室盖面(1) 加工条件工件材料：，铸造加工要求：粗精铣齿轮室盖面刀具：盘铣刀 d=80 齿数z=6机床:立式加工中心(2) 计算切削用量及加工工时(a) 粗铣铣削深度：每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-73，取铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-81，取机床主轴转速：,取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-81, 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：(b) 精铣铣削深度：每齿进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-73，取铣削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-81，取机床主轴转速：,取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-81, 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：工序：粗镗的孔(1) 加工条件工件材料：，铸造刀具：的镗刀直径为机床：(2) 计算切削用量及加工工时 镗孔至 切削深度： 进给量：根据切削深度，再参照机械加工工艺手册表2.4-66。 因此确定进给量 切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-66，取机床主轴转速：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：工序：精镗40mm的孔 (1) 加工条件工件材料：，铸造刀具：的镗刀,直径为机床：(2) 计算切削用量及加工工时 镗孔至 切削深度：进给量：根据切削深度，再参照机械加工工艺手册表2.4-66。 因此确定进给量切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-66，取机床主轴转速：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：工序：粗镗39.6的孔粗镗的孔(1) 加工条件工件材料：，铸造刀具：的镗刀直径为机床：(2) 计算切削用量及加工工时 镗孔至 切削深度： 进给量：根据切削深度，再参照机械加工工艺手册表2.4- 66。因此确定进给量切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-66，取机床主轴转速：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：工序：精镗的孔 (1) 加工条件工件材料：，=200、铸造刀具：的镗刀,直径为机床： (2) 计算切削用量及加工工时 镗孔至 切削深度：进给量：根据切削深度，再参照机械加工工艺手册表2.4-66。 因此确定进给量 切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-66，取机床主轴转速：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：工序：粗镗的孔(1) 加工条件工件材料：，铸造刀具：的镗刀,直径为机床：(2) 计算切削用量及加工工时 镗孔至 切削深度：进给量：根据切削深度，再参照机械加工工艺手册表2.4-66。 因此确定进给量 切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-66，取机床主轴转速：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： 工序：精镗的孔(1) 加工条件工件材料：，铸造刀具：的镗刀,直径为机床：(2) 计算切削用量及加工工时 镗孔至 切削深度： 进给量：根据切削深度，再参照机械加工工艺手册表2.4-66。 因此确定进给量切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-66，取机床主轴转速：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：工序：粗镗 的孔(1) 加工条件工件材料：，铸造刀具：的镗刀,直径为机床：(2) 计算切削用量及加工工时 镗孔至 切削深度：进给量：根据切削深度，再参照机械加工工艺手册表2.4-66。 因此确定进给量 切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-66，取机床主轴转速：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： 工序：精镗的孔(1) 加工条件工件材料：，铸造刀具：的镗刀,直径为机床：(2) 计算切削用量及加工工时 镗孔至 切削深度：进给量：根据切削深度，再参照机械加工工艺手册表2.4-66。 因此确定进给量 切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-66，取机床主轴转速：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： 工序：孔口倒角1x45(1) 加工条件工件材料：，铸造刀具：倒角刀45机床：(2) 计算切削用量及加工工时切削深度： 进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-39，取切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-41，取机床主轴转速：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： 工序：钻7-6.5孔，通 (1) 加工条件工件材料：，铸造加工要求：钻7-6.5孔，通刀具：直钻6.5机床：(2) 计算切削用量及加工工时切削深度：进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-39，取切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-41，取机床主轴转速： 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：工序：28油封孔口倒角30(1) 加工条件工件材料：，铸造加工要求：28油封孔口倒角30刀具：倒角刀30机床：(2) 计算切削用量及加工工时切削深度： 进给量：根据机械加工工艺手册表2.4-39，取切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-41，取机床主轴转速：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： 由于加工的每道工序中都有换刀和装卸工件的辅助时间，在数控加工中心中大约每次换刀时间为2秒，一共有12道工序，所以换刀时间为24秒，而装卸时间为22秒，综上总的辅助时间0.77总加工时间：=总切削时间+总辅助时间=4工序：去毛刺，清洗工序：试漏（压力0.3,1)工序：检验、入库5 夹具设计5.1 机床夹具的作用及其组成为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。在机床加工工件时，为了在工件的某一部位加工出符合工艺规程要求的表面，在加工前需要使工件在机床上占有正确的位置称为定位；由于在加工过程中受到切削力、重力、振动、离心力、惯性力等作用，所以还要采用一定的机构，将工件在加工时保持在原先确定的位置上称为夹紧。这种使工件占有正确位置并使其在加工过程中保持不变的过程称为工件的装夹12。用于装夹工件的工艺装备就称为机床夹具。就是说，在机床上用以正确确定工件的位置，并可靠而迅速的将工件夹紧的机床附加装置被称为机床夹具。根据任务要求中的设计内容，需要设计加工工艺孔夹具及铣前后盖面夹具各一套。其中加工工艺孔的夹具将用于加工中心，刀具分别为39.6、20A40、4-04R2139.6、4-04R21A40、04-04R2224.6、R22A25、R279.7、R27A10的镗刀对工件上的工艺孔进行加工。铣端面夹具将用于加工中心，刀具为80铣刀对齿轮室盖的前后两个端面同时进行加工。使用夹具后，可避免每个工件在加工前进行找正、对刀和测量，并且有时还可采用高效率的多件、多位、快速等夹紧装置，缩短辅助时间，从而提高劳动生产率。5.2 零件工艺性分析齿轮室盖铣正反盖面,镗三个轴承孔和两个销孔,钻七个通孔，销孔和油封孔分别倒角、,其中加油孔面间有尺寸要求，粗糙度要求，孔有孔径要求，有粗糙度要求等，现分述如下：先以盖面三个工艺搭子及两个浮动定位销为定位基准加工齿轮室盖正面及轴承孔、销孔；再以正面及2-10销孔定位，加工反面。通过以上分析，可知大概的加工过程，且基准选取的也比较合理，能够保证它们之间的位置精度要求。夹具时由许多部分组成，按其作用和功能大致可分为：定位元件、夹紧装置、对刀元件、夹具体、其他元件和装置13。5.2.1 定位基准的选择此时，可以用2-10销孔定位，也可以用底座作为定位基准，这样就可以保证它们之间的位置精度。5.2.2 定位元件的选择常用的定位方法和定位元件：(1) 工件以平面定位 平面定位的主要形式是支承定位。夹具上常用的支承元件有固定支承、可调支承、自位支承、辅助支承。(2) 工件以圆柱孔定位工件以圆柱孔定位通常属于定心定位（定位基准为孔的轴线），夹具上相应的定位元件是心轴和定位销。(3) 工件以外圆表面定位工件以外圆表面定位有两种形式：定心定位和支承定位。(4) 工件以其他表面定位 工件除了以平面、圆柱孔和外圆表面定位外，有时也以其他形式表面定位。(5) 定位表面的组合实际生产中经常遇到的不是单一表面定位，而是几个定位表面的组合。常见的定位表面组合和平面和平面的组合，平面和孔的组合，平面和外圆表面的组合，平面和其他表面的组合等。(6) 一面两孔定位在加工盖体类零件时常采用以面两孔组合定位，夹具上相应的定位元件是一面两销。为了避免由于过定位引起的工件安装时的干涉，两销中的一个应采用菱形销14。本夹具定位方案为工件以底面和三个压紧点及两个销孔定位，用螺钉及压板将工件夹紧。5.3 铣齿轮室盖面的夹具设计本夹具主要用来铣齿轮室盖面孔端面以及镗孔和钻孔。表面粗糙度要求，表面粗糙度为1.6，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。在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。 定位元件要求：足够的精度、足够的强度和刚度、有较高的耐磨性、良好的工艺性。5.3.1 铣齿轮室盖面、钻孔夹具设计第一道工序用未经过加工的平面定位，也就是粗基准定位，本工序选择了三个支撑孔组成三个点定位副，限制三个自由度。三个定位点的分布不能在同一条直线上，而应成三角形分布，并且使三角形的面积尽可能大些以增加定位的稳定性。由于定位基准是未经加工过的表面，表面高低不平随机性较大，三个支撑孔所决定的平面并不是工件较理想的定位位置，必须作一些调整。这时，可将一个支撑点作为可调整的结构。在上述的定位情况下，由于三点支撑刚性不足，常常在夹紧力、切削力的作用下会引起工件的变形或是振动，影响加工质量。为了增加支撑刚性，本工序加工还加了辅助支撑，从而增加了定位的支撑刚性。它必须在工件定位后再添加，并且不能破坏工件已经获得的定位位置。所以辅助支撑不起限制自由度的作用。5.3.2 定位误差计算确定基准定位误差：由参考文献7表1-1-12 （5-1）圆柱销直径D=10由参考文献7圆柱销直径偏差D=-0.01+0.02=0.01=-0.02代入式（5-1）得： 定位误差 （5-2） ：为定位销与工件间最小间隙 = 0.01代入式（5-2）得：定位误差=0.02+0.01=0.03核算定位误差是否满足加工要求1/3T所以满足要求。5.3.3 夹紧元件的选择15工件在夹具中定位后一般应夹紧，使工件在加工过程中保持已获得的定位不被破坏。由于工件在加工过程中受切削力、惯性力、夹紧力等的作用，会形成变形或位移，从而影响工件的加工质量。所以工件的夹紧也是保证加工精度的一个十分重要的问题。夹紧机构设计时一般应满足以下主要原则：(1) 夹紧时不能破坏工件在定位元件上所获得的位置。(2) 夹紧力应保证工件位置在整个加工过程中不变或不产生不允许的振动。(3)