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汽车变速箱箱体机械加工工艺规程及夹具设计,汽车,变速箱,箱体,机械,加工,工艺,规程,夹具,设计
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北华航天工业学院毕业设计毕业设计报告(论文)报告(论文)题目： 汽车变速箱箱体 加工工艺及夹具设计 作者所在系部： 机电工程学院 作者所在专业： 车辆工程 作者所在班级： B13141 作 者 姓 名 ： 杨子研 作 者 学 号 ： 201322213 指导教师姓名： 许文娟 完 成 时 间 ： 2017.05 北华航天工业学院教务处制北华航天工业学院本科生毕业设计（论文）原创性及知识产权声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）汽车变速箱箱体加工工艺及夹具设计是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本设计（论文）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。因本毕业设计（论文）引起的法律结果完全由本人承担。本毕业设计（论文）成果归北华航天工业学院所有。本人遵循北华航天工业学院有关毕业设计（论文）的相关规定，提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本。本人同意北华航天工业学院有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以营利为目的的前提下，可以公布非涉密毕业设计（论文）的部分或全部内容。特此声明毕业设计（论文）作者：杨子研 指导教师：许文娟 2017年 6 月 5 日 2017年 6 月 5 日北华航天工业学院毕业设计(论文)任务书(理工类)学生姓名：杨子研 专 业：车辆工程 班级：B13141 学号：201322213指导老师：许文娟 职 称：讲师 完成时间：2017.03至2017.06毕业设计(论文)题目：汽车变速箱箱体加工工艺及夹具设计题目来源 教师科研课 题纵向课题( )题目类型理论研究( )注：应直接在所属的项目括号内打勾”横向课题( )应用研究( )教师自拟课题( )应用设计( )学生自拟课题( )其 他( )总体设计要求及技术要点：（1）工艺规程设计的基本要求机械加工工艺规程是指导生产的重要技术文件。因此制定机械加工工艺规程应满足如下基本要求：应保证零件的加工质量，达到设计图纸上提出的各项技术要求。在保证质量的前提下，能尽量提高生产率和降低消耗。同时要尽量减轻工人的劳动强度。在充分利用现有生产条件的基础上，尽可能采用国内外先进工艺技术。工艺规程的内容，应正确、完整、统一、清晰。工艺规程编写，应规范化、标准化。工艺规程的格式与填写方法以及所用的术语、符号、代号等应符合相应标准、规定。（2）夹具设计的基本要求设计的夹具在满足工艺要求，有利于实现优质、高产、低耗，改善劳动条件的同时，还应满足下列要求：设计夹具必须结构性能可靠、使用安全、操作方便。所设计夹具应具有良好的结构工艺性，便于制造、调整、维修，且便于切屑的清理、排除。设计夹具，应提高其零部件的标准化、通用化、系列化。夹具设计必须保证图纸清晰、完整、正确、统一。技术条件：（1）计算机及机械制图软件AutoCAD;（2）从图书馆借阅，查阅机械加工工艺及夹具设计的手册和资料；（3）充分利用学校的数字图书资源，查阅中、英文文献。工作内容及最终成果：（1）文献综述，外文翻译，开题报告各一份；（2）毛坯图一张；（3）零件图一张；（4）机械加工工艺过程综合卡片一套；（5）机械加工工序卡一张；（6）粗精铣顶面夹具装配配图一张；（7）粗铣前后端面夹具装配图一张；（8）毕业设计说明书一份。时间进度安排：（1）查阅相关资料，编写文献综述，完成外文翻译，撰写毕业论文开题报告，完成开题工作； (3周)（2）布置设计任务、查阅相关资料；（1周） （3）绘制零件图、毛坯图； （1周）（4）设计零件的加工工艺规程； （1周）（5）设计指定工序的工序卡； （1周）（6）设计夹具结构、绘制草图； （1周）（7）绘制夹具装配图； （1周）（8）书写并整理设计说明书； （3周）（9）准备并进行毕业答辩；（2周）（10）毕业设计资料整改；（1周） 指导老师签字：_ 年 月 日教研主任意见： 教研主任签字：_ 年 月 日北华航天工业学院毕业论文摘 要本设计的主要内容是对给定的汽车变速箱箱体进行工艺规程程设计，并编制相应的工序卡片。其中包括拟定加工工艺路线，包括加工方法、定位基准选择、机床、刀具的选择及专用夹具设计。根据工艺要求设计并绘制指定工序的专用夹具装配图。要求结构合理，工作效率高，制造方便，尽量降低成本和制造难度，并对夹具精度和技术经济性进行分析。机床夹具的首要任务是保证加工精度，特别是保证被加工工件的加工面与定位面以及加工表面相互之间的位置精度。在机床上使用专用夹具后可使加工变得方便，并扩大机床的工艺范围，减轻工人劳动强度，保证安全生产。关键字：变速箱箱体 工艺规程设计 专用夹具设计IIAbstractThe main content of this design is to process the process design of the car gearbox and the corresponding process card. Including drafting processing craft route, including processing methods, the locating datum selection and transformation, machine tools, cutting tools and equipment, such as the choice of special fixture design. To design and draw special fixture assembly drawings according to process requirements. Reasonable structure, high efficiency, convenient manufacturing, low cost and manufacturing difficulty, and analysis of fixture precision and technical economy. Machine tool fixtures first priority is to ensure the machining accuracy, especially to ensure that the processed workpiece machining surface and locating surface between machined surface and location accuracy. Using special fixture on machine tool, it can make machining easy, and enlarge the process scope of machine tool, reduce the workers labor intensity and ensure safe production.Key words: gear-box the design of the process planing the design of the special clamping apparatus目 录摘 要IABSTRACTII第1章 绪论11.1 课题设计背景11.2 国内机床发展现状21.3 国外机床发展现状2第2章 汽车变速箱加工工艺规程设计42.1 变速箱箱体零件的分析42.1.1 零件的作用42.1.2 零件的工艺分析42.1.3 箱体零件的材料及毛坯42.2 箱体加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施52.2.1 孔和平面的加工顺序52.2.2 面的加工方案选择52.2.3 孔系加工方案选择52.3 变速箱箱体加工定位基准的选52.3.1 粗基准的选择52.3.2 精基准的选择62.4 变速箱箱体加工主要工序安排62.4.1 箱体实际加工工艺具体安排62.4.2 箱体加工工艺路线72.5 机械加工余量、毛坯尺寸及工序尺寸的确定92.5.1 顶面加工余量92.5.2 两工艺孔的加工余量92.5.3 顶面螺孔8个M10-6H的加工余量102.5.4 前后端面加工余量102.5.5 前后端面螺纹孔及倒车齿轮轴孔加工余量112.5.6 前后端面上支承孔加工余量122.5.7 两侧面的加工余量142.5.8 两侧面螺孔的加工余量152.5.9 倒车齿轮轴孔内端面加工余量162.6 确定切削用量162.6.1 粗、精铣顶面162.6.2 钻顶面螺纹底孔、钻扩铰定位孔172.6.3 粗精铣前后端面182.6.4 粗精铣两侧面192.6.5 铣倒车齿轮轴孔左右两内端面212.6.6 镗前后端面支承孔222.6.7 扩铰倒车齿轮轴孔、钻前后左右端面上通孔及螺纹底孔242.6.8 前后左右端面M10-6H、M14-6H螺孔螺纹底孔攻丝26第3章 专用夹具设计273.1 粗、精铣顶面夹具设计273.1.1 定位基准的选择273.1.2 夹紧元件及动力装置确定273.1.3 定位误差的计算283.1.4 铣削力的计算283.1.5 夹紧力的估算283.1.6 夹具设计及操作的简要说明293.2 粗铣前、后端面293.2.1 定位基准和夹紧方案的选择293.2.2 定位元件的选择及相关计算303.2.3 定位误差的分析与计算313.2.4 铣削力的计算323.2.5 夹紧力的估算323.2.6 定位键与对刀装置设计323.2.7 夹紧装置的组成333.2.8 对夹紧装置的要求333.2.9 夹紧方案的选择343.2.10 夹紧元件的设计计算343.2.11 夹具体的设计353.2.12 夹具设计及操作的简要说明35第4章 总 结36致 谢37参考文献38第1章 绪论1.1 课题设计背景汽车变速箱箱体一般通过灰铸铁铸造而成，由于汽车变速箱箱体结构比较复杂，常见的机械加工难以实现，通过精密压铸方式加工，汽车变速箱箱体毛坯结构，然后通过机械加工进行精密加工，由于转子与汽车变速箱箱体内壁需要安装配合，对于公差要求高， 汽车变速箱箱体内部面一般要通过内圆磨进行精密加工，以达到要求的精度与表面粗糙度。 转子部分通过轴承，轴套，内衬套等部件安装在中心轴上，在工作过程中， 转子绕中心轴做往复偏心圆周运动，通过输出轴将动力输出，依靠控制进气管的空气燃油混合物的量来控制 的转速，一般而言 输出高转速可到-转每分钟，为了降低转速，增大转矩，在 输出轴通过连接变速器而将动力传送到驱动桥，进行驱动车辆。由于 的转速控制起来比较方便，而且，在恒定进气量的情况下，输出转速比较恒定，输出力矩基本稳定，所以，相对于其他类型 而言， 具有很多的优势。现代社会中，人类为了经济性和提高效率地生产各种各样高品质的产品，一般都是采用各种设备，工具与仪器等技术设备和设备。 对于这些技术设备和设备的生产制造，还应该有各种各样的金属部件加工的装备备，比如冲压，铸造，切割和焊接设备。 因为机械部件的尺寸精度，表面粗糙度和外形精度，现在主要是通过切割方法来实现的，尤其是那些精度较高高，表面粗糙度较低与外形繁杂的部件，经常需要通过机床数十多道以至二三十道的切割过程才可以完成。所以说，现代机械制造产业中最重要的加工设备无疑就是机床。在通常的机械厂生产制造里,机床所负责加工制造的工作总量,大约占所有机械制造产业工作总量的很大部分机械制造产品，机床的技术特点性能影响着机械产品的质量和它的制造的经济性,从而绝顶了国家的经济发展能力。所以说,假如机床没有得到很好的发展,假如各个机械制造厂没有这些种类众多、性能优异以及结构完备的各式机床,现如今的社会可以达到的高度物质文明是无法想象的。我国工业领域里的各部门都有着一个强大的机械制造业为其提供相应的技术和设备、仪器、工具、现代化的设备以及各种机器等来支持，这个国家就能够实现国防业、科学技术、工业以及农业的现代化，进而使国家繁荣昌盛。但是，一个现代化的机床制造行业能够为一个现代化的机械工业提供坚强的支持。机械制造行业的“总工艺师”和“装备部”是机床行业,机床行业在国家经济的发展中有着重要的影响。所以,许多国家都高度重视国内机床行业的发展和机床技术的改进,使国民经济发展可以扎实牢靠。机床是人们在持久的生产实践里,并不停地改善生产工具的基础上,伴随着科学技术的提高以及社会生产的提高,进而逐步改善。原来的机床是用木头制做的,人类或动物进行了所有的运动,主要用于木头、泥坯陶瓷产品以及木材的制造,当时的机床事实上并不是一个完整的机器设备。1.2 国内机床发展现状年新中国成立后，中国机床行业才开始建立起来。新中国成立以前，因为十九世纪中叶西方和日本帝国主义国家对旧中国长期技术封锁和侵略掠夺，中国的工业生产和农业生产特别的落后，既没有自己独立的机械制造产业，也没有自己完整的机床制造产业体系。年新中国成立前夕，全中国大概只有比较少数的几个城市有一些小型机械制造厂，只能制造一些少量简易的皮带车间，成型机和砂轮;在年新中国成立前夕，全中国只有种类也没有超过种的机床，生产产量也只有区区的多台。新中国成立后，党中央以及中央人民政府高度注重机床制造行业的进展。在国家经济复苏时新中国成立初期，将原有的机械维修厂改造成为专业厂房;在此之后的十多年里的五年计划里，逐步扩大，新建造了一批比较先进的机床厂。通过来年的艰苦建造，中国机床制造行业从零开始，从小规模到大规模，现如今已成为一个完整的类别，拥有一定实力、独立、以及完整的机床制造行业体系，可以生产制造多种类别的机床，数控操纵机床工具多个;不但是国内的机械制造的设备得到装备，每年还都有一定数目的设备出口到国外。我国的机床制造行业发展较快，成果是非常的巨大。然而因为基数比较少和开始发展比较晚，和欧洲、美国以及日本这些国家的水平比起来，距离是很大的。为了提升机床制造产品在世界市场上的竞争能力，为了适应我国农业生产，科学技术现代化，工业生产以及国防事业的发展需要，使中国机床制造行业迅速达国际先进行列，就必须加大对机床制造行业的研发投入。1.3 国外机床发展现状在现在来看，用于加工金属机械部件的机床在年开始出现并发展。那时候,美国，大多数的欧洲工业发达的国家以及日本就已经从工厂的手工加工业向资本主义机器大的工业生产方向进行发展,这就需要大量的各式各样的机器,它促进了机床的快速发展。为了将蒸汽机的发明用于实践，它是在年发明的，用来制造蒸汽机汽缸里的钻孔机。年发明与移动车床刀架,开创了用机械代替手工具运动控制,不但解放了人类的双手,而且使机床加工精度和效率的飞跃,最初成为现代机床的轮廓。伴随着机械工业的发展，已经创造出了其他各式各样的机床。到世纪末,基本类型的机床,如拉床、车床、镗床、铣床、钻床、刨床、齿轮机先后形成。自从上个世纪开始以来,因为硬质合金以及高速钢的陆续产生,如新型刀具材料、刀具切削性能改善,促进机床在扩大驱动功率、提高结构刚度以及提高主轴转速的目标开展。同时,因为机械制造业和电子业的技术有了巨大发展,促进机床的结构刚度、操纵和滚动等方方面面也获得了相应的提高,浴池、与此同时，机械制造业的生产率和加工精度获得了显著提高。另外,为了满足各种需求的机械制造业越来越宽,各种机床的发展正在增长,比如,各式各样的高效率的中重型机床和精细机床和智能化机床和和特殊材料处理需要特殊处理机床和适应的特殊形状陆陆续续出现了。到了年代,电子技术的综合应用,以检验测试技术、计算机科学技术、自动操纵和研发为基础上开发的机床数控机床的各领域有了很多最新成果,促使机床自动控制操纵到达了一个新阶段,和早期的发展只合适用于大批量的大规模生产的纯机械与自动化控制和继电器接触器控制相比,它是拥有高度灵活性,甚至在小批生产和单件生产具有很好的经济性。康、稳定发展，对于转变经济增长从机床发展的历史来看，伴随着机械制造行业的发展和科技进步，一直在发展，一直在不断提高加工精度与生产效率和扩展产品品种以及自动化进行中，现如今的世界机床的总体发展趋势依然沿着这个目标展。39第2章 汽车变速箱加工工艺规程设计2.1 变速箱箱体零件的分析2.1.1 零件的作用变速箱箱体内装有输入轴、输出轴、倒档轴和齿轮等。变速箱箱体的主要作用是支承各传动轴，保证各轴之间的中心距及平行度，并保证变速箱箱体部件与其相连接的其他部件的正确安装。因此汽车变速箱箱体零件的加工质量，不但直接影响汽车变速箱的装配精度和运动精度，而且还会影响汽车的工作精度、使用性能和寿命。汽车变速箱主要是实现汽车的变速，改变汽车的运动速度。汽车变速箱箱体零件的顶面用以安装变速箱盖，前后端面支承孔用以安装传动轴，实现其变速。从变速箱箱体零件图来看，它是一个薄壁壳体腔形零件，形状复杂，铸造困难，刚度差，易变形，加工精度要求较高。2.1.2 零件的工艺分析由汽车变速箱箱体零件图可知。汽车变速箱箱体是一个簿壁壳体零件，它的外表面上有五个平面需要进行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上还需加工一系列螺纹孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下：（1）以顶面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：顶面的铣削加工；的螺孔加工；的工艺孔加工。其中顶面有表面粗糙度要求为，8个螺孔均有位置度要求为，2个工艺孔也有位置度要求为。（2）以、的支承孔为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：2个、1个和1个的孔；尺寸为与、的3个孔轴线相垂直的前后端面；前后端面上、18的螺孔，以及4个的通孔；还有另外两个在同一轴心线上与两端面相垂直的倒车齿轮轴孔及其内端面。其中前后端面有表面粗糙度要求为，、18螺孔，4个通孔均有位置度要求为，两倒车齿轮轴孔内端面有尺寸要求为及表面粗糙度要求。（3）以两侧窗口面为主要加工平面的加工面。这一组加工表面包括：尺寸为和的两侧窗口面；与两侧窗口面相垂直的12个的螺孔。其中两侧窗口面有表面粗糙度要求为，12个螺孔均有位置度要求为。2.1.3 箱体零件的材料及毛坯对于汽车上的箱体类零件，由于形状较为复杂，通常采用铸铁制造毛坯。铸铁具有成形容易、可加工性良好，同时吸振性好，成本低等优点，故采用金属型铸造毛坯，壳体的材料为HT200，热处理硬度为190HB；近来，随着轻量化技术的成熟，轿车上的变速器壳体已采用铝合金压铸等。2.2 箱体加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施由以上分析可知，变速箱箱体零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于变速箱箱体来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。2.2.1 孔和平面的加工顺序箱体类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工箱体上的基准平面，再以基准平面定位加工其他平面，然后再加工孔系。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。并且先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平，为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。同时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。2.2.2 面的加工方案选择对于平面加工的技术要求，主要有平面本身的尺寸公差、平面度及该平面与其他表面的位置公差。箱体平面加工常用的方法有刨、铣、磨三种。刨削和铣削常作平面的粗加工和半精加工，而磨削则作平面的精加工，综合分析变速箱箱体的主要平面应该采用铣削的加工方法。2.2.3 孔系加工方案选择变速器箱体孔系加工方案的挑选，应该挑选达到孔系统加工精密准确度的加工技巧来加工。另外,还应该思考经济性的要素。在达到加工精密准确度及工厂生产制造效率的目的，一般会挑选比较廉价的机床进行加工。通过汽车变速器箱体的零部件图的分析，考虑到生产制造效率以及生产精度的因素,现在应当挑选组合机床，使用镗孔的方法更好。2.3 变速箱箱体加工定位基准的选2.3.1 粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求：（1）、保证各重要支承孔的加工余量均匀；（2）、保证装入箱体的零件与箱壁有一定的间隙。为了满足上述要求，应选择变速箱的主要支承孔作为主要基准。即以变速箱箱体的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的五个自由度，再以另一个主要支承孔定位限制第六个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此，以后再用精基准定位加工主要支承孔时，孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此，孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。2.3.2 精基准的选择从保证箱体孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证变速箱箱体在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从变速箱箱体零件图分析可知，它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于前后端面，虽然它是变速箱箱体的装配基准，但因为它与变速箱箱体的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难，所以不予采用。2.4 变速箱箱体加工主要工序安排2.4.1 箱体实际加工工艺具体安排对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。变速箱箱体加工的第一道工序也是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二道工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到变速箱箱体加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因此，顶面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则，应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此，实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在的含0.4%11%苏打及0.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于。2.4.2 箱体加工工艺路线根据以上分析过程，现将汽车变速箱箱体加工工艺路线确定如下：方案一：工序 1：金属型铸造毛坯工序 2：去应力退火工序 3：粗、精铣顶面。以两个的支承孔和一个的支承孔为粗基准。选用立式铣床，和专用夹具。工序4：钻顶面螺纹底孔及攻丝、钻扩铰工艺孔。以两个的支承孔和一个的支承孔为粗基准。选用立式加工中心和专用夹具。工序 5：粗铣前后端面。以顶面和两工艺孔为基准。选用专用组合铣床和专用夹具。工序 6：粗铣左右两侧窗口面。以顶面和两工艺孔为基准。选用专用组合铣床和专用夹具。工序7：钻前后左右面螺纹底孔及通孔、攻丝。以顶面和两工艺孔为基准。选用卧式加工中心和专用夹具。工序8：自动线加工工位1：铣倒车齿轮轴孔处两内侧面。以顶面和两工艺孔为基准，选用数控铣床和专用夹具。工位2：粗镗前后端面支承孔。以顶面和两工艺孔为基准，选用专用组合镗床和专用夹具。工位 3：扩倒档轴孔。以顶面和两工艺孔为基准，选用专用组合镗床和专用夹具。工位4：半精镗前后端面支承孔。以顶面和两工艺孔为基准，选用专用组合镗床和专用夹具。工位 5：铰倒档轴孔。以顶面和两工艺孔为基准，选用专用组合镗床和专用夹具。工位6：精镗前后端面支承孔。以顶面和两工艺孔为基准，选用专用组合镗床和专用夹具。工序 9：精铣前后端面。以顶面和两工艺孔为基准，选用专用组合铣床和专用夹具。工序10：精铣两侧窗口面。以顶面和两工艺孔为基准，选用专用组合铣床和专用夹具。工序11：去毛刺，清洗。选用抛光机抛光、清洗机清洗。工序12：最终检验，涂底漆。以上工艺过程详见机械加工工艺过程综合卡方案二：工序1：金属型铸造毛坯工序2：去应力退火工序3：涂底漆工序4：粗、精铣顶面。以两个的支承孔和一个的支承孔为粗基准。选用立轴圆工作台铣床，和专用夹具。工序5：钻顶面孔、铰工艺孔。以两个的支承孔和前端面为基准。选用专用组合钻床和专用夹具。工序6：粗铣前后端面。以顶面和两工艺孔为基准。选用专用组合铣床和专用夹具。工序7：粗铣左右两侧面。以顶面和两工艺孔为基准。选用专用组合铣床和专用夹具。工序8：钻前后左右面螺纹底孔。以顶面和两工艺孔为基准。选用专用组合攻丝机和专用夹具。工序9：铣倒车齿轮轴孔处两内侧面。以顶面和两工艺孔为基准，选用专用组合铣床和专用夹具。工序10：粗镗前后端面支承孔。以顶面和两工艺孔为基准，选用专用组合镗床和专用夹具。工序11：半精镗前后端面支承孔。以顶面和两工艺孔为基准，选用专用组合镗床和专用夹具。工序12：精镗前后端面支承孔。以顶面和两工艺孔为基准，选用专用组合镗床和专用夹具。工序13：铰倒档轴孔。以顶面和两工艺孔为基准，选用专用组合镗床和专用夹具。工序14：精铣两侧面。以顶面和两工艺孔为基准，选用专用组合铣床和专用夹具。工序15：精铣前后端面。以顶面和两工艺孔为基准，选用专用组合铣床和专用夹具。工序16：前后左右端面螺孔攻螺纹。以顶面和两工艺孔为基准，选用专用组合攻丝机和专用夹具。工序17：去毛刺，清洗。选用清洗机清洗。工序18：最终检验。通过两个方案的比较可知，方案一是组合机床自动生产线，虽然不能用于多品种、小批量混流生产，但是比较适用于大批量、单一品种生产，零件加工成本低、质量好，生产能力大，并且方案一中的工序集中，减少了不必要的定位夹紧次数，更容易保证箱体的加工精度，同时也提高了箱体的生产效率。而方案二工序相对来说要分散一些，定位夹紧次数要多一些，但也适合于大量生产中变速箱箱体的机械加工工艺过程。综合各方面的因素，变速箱箱体的加工工艺选用方案一。2.5 机械加工余量、毛坯尺寸及工序尺寸的确定汽车变速箱箱体零件材料采用灰铸铁，材料为，硬度为，生产类型为大批量生产，采用金属型铸造毛坯。根据机械制造工艺设计简明手册成批和大量生产铸件的尺寸公差等级表.,查得铸件尺寸公差等级选用CT7，加工余量等级为F。2.5.1 顶面加工余量计算长度为顶面与支承孔轴线尺根据文献机械制造工艺设计简明手册铸件尺寸公差数值查表可得铸件尺寸公差为，根据文献机械制造工艺设计简明手册铸件机械加工余量表查得毛坯的加工余量为。铸造毛坯的基本尺寸为 。 根据工序要求，顶面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下：粗铣：参照文献机械加工工艺手册第一卷表可知，其余量值规定为，现取。粗铣平面时厚度偏差取。精铣：参照文献机械加工工艺手册第一卷表可知，其余量值规定为。毛坯的名义尺寸为：毛坯最小尺寸为：毛坯最大尺寸为：粗铣后最大尺寸为：粗铣后最小尺寸为： 精铣后尺寸与零件图尺寸相同，即表2-1顶面的工序间余量、工序尺寸公差及表面粗糙度工序名称工序间余量/mm经济精度工序间尺寸/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度Ra/um精铣 0.8IT8100 1006.3粗铣2.7IT12100+0.8=100.850铸造100.8+2.7=103.52.5.2 两工艺孔的加工余量毛坯为实心，不冲孔。两孔精度要求为，表面粗糙度要求为。参照文献机械加工工艺手册第一卷表，确定其工序尺寸及加工余量为：钻孔： 扩孔： （Z为单边余量）铰孔： 表2-2两工艺孔的工序间余量、工序尺寸公差及表面粗糙度工序名称工序间余量/mm经济精度工序间尺寸/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度Ra/um铰孔0.15/2IT9123.2扩孔0.85/2IT1012-0.15=11.8525钻孔11/2IT1311.85-0.85=11502.5.3 顶面螺孔8个M10-6H的加工余量毛坯为实心，不冲孔。参照文献机械加工工艺手册第一卷表可确定其工序尺寸及加工余量为：钻孔： 攻丝： 表2-3顶面螺孔的工序间余量、工序尺寸公差及表面粗糙度工序名称工序间余量/mm经济精度工序间尺寸/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度Ra/um攻丝1.5/210M10-6H钻孔8.5/2IT1210-1.5=8.5502.5.4 前后端面加工余量计算长度为根据文献机械制造工艺设计简明手册铸件尺寸公差数值查表.-可得铸件尺寸公差为，根据机械制造工艺设计简明手册铸件机械加工余量表查得毛坯的加工余量为。铸件毛坯的基本尺。根据工艺要求，前后端面分为粗铣、精铣加工。各工序余量如下：粗铣：参照文献机械加工工艺手册第一卷表可知，其加工余量规定为，现取。精铣：参照文献机械加工工艺手册第一卷表可知，其加工余量取为。毛坯的名义尺寸为： 毛坯最小尺寸为： 毛坯最大尺寸为： 粗铣后端面工序尺寸定为精铣后端面后尺寸与零件图尺寸相同，即表2-4前后端面的工序间余量、工序尺寸公差及表面粗糙度工序名称工序间余量/mm经济精度工序间尺寸/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度Ra/um精铣IT83656.3粗铣IT1250铸造2.5.5 前后端面螺纹孔及倒车齿轮轴孔加工余量毛坯为实心，不冲孔。参照文献机械加工工艺手册第一卷表可确定螺孔加工余量为：螺孔钻孔： 攻丝： 螺孔钻孔： 攻丝： 孔，工序尺寸为：钻孔： 表2-5前后端面螺纹孔M10-6H的工序间余量、工序尺寸公差及表面粗糙度工序名称工序间余量/mm经济精度工序间尺寸/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度Ra/um攻丝1.5/210钻孔 8.5/2IT1210-1.5=8.550表2-6前后端面螺纹孔M14-6H的工序间余量、工序尺寸公差及表面粗糙度工序名称工序间余量/mm经济精度工序间尺寸/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度Ra/um攻丝2 /214钻孔12/2IT1214-2=1250表2-7前后端面通孔的工序间余量、工序尺寸公差及表面粗糙度工序名称工序间余量/mm经济精度工序间尺寸/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度Ra/um钻孔17/2IT1217 50倒车齿轮轴孔，铸造毛坯尺寸为，根据文献机械制造工艺设计简明手册铸件尺寸公差数值查表可得铸件尺寸公差为。毛坯的名义尺寸为：毛坯最小尺寸为： 毛坯最大尺寸为： 参照文献机械加工工艺手册第一卷表，可确定工序尺寸及余量为：扩孔： 铰孔： 表2-8倒车齿轮轴孔的工序间余量、工序尺寸公差及表面粗糙度工序名称工序间余量/mm经济精度工序间尺寸/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度Ra/um铰孔0.2/2IT9301.6扩孔1.8/2IT1130-0.2=29.825铸造29.8-1.8=282.5.6 前后端面上支承孔加工余量根据文献机械制造工艺设计简明手册铸件尺寸公差数值查表.-可得铸件尺寸公差分别为、。根据文献机械制造工艺设计简明手册铸件机械加工余量表查得毛坯的单边孔加工余量分别为、。铸造毛坯孔的基本尺寸分别为、。根据工序要求，前后端面支承孔的加工分为粗镗、半精镗、精镗三道工序完成，各工序余量如下：参照文献机械加工工艺手册按与级精度加工已预先铸出或热冲出的孔的余量表可知：粗镗：孔，其余量值为；孔，其余量值为；孔，其余量值为。半精镗：孔,其余量值为；孔，其余量值为；孔，其余量值为。精镗：孔,其余量值为；孔,其余量值为；孔，其余量值为。铸件毛坯的基本尺寸分别为：孔毛坯基本尺寸为；孔毛坯基本尺寸为；孔毛坯基本尺寸为。 孔毛坯名义尺寸为；毛坯最大尺寸为；毛坯最小尺寸为；粗镗工序后尺寸为；半精镗工序后尺寸为；精镗后尺寸与零件图尺寸相同，即。表2-9支撑轴孔的工序间余量、工序尺寸公差及表面粗糙度工序名称工序间余量/mm经济精度工序间尺寸/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度Ra/um精镗0.7/2IT71201.6半精镗1.3/2IT9120-0.7=119.33.2粗镗3/2IT12119.3-1.3=11825铸造118-3=115孔毛坯名义尺寸为；毛坯最大尺寸为；毛坯最小尺寸为；粗镗后工序尺寸为；半精镗后工序尺寸为；精镗后尺寸与零件图尺寸相同，即。表2-10支撑轴孔的工序间余量、工序尺寸公差及表面粗糙度工序名称工序间余量/mm经济精度工序间尺寸/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度Ra/um精镗0.5/2IT7801.6半精镗1.5/2IT980-0.5=79.53.2粗镗2/2IT1279.5-1.5=7825铸造78-2=76孔毛坯名义尺寸为；毛坯最大尺寸为；毛坯最小尺寸为；粗镗后工序尺寸为； 半精镗后工序尺寸为；精镗后尺寸与零件图尺寸相同，即。表2-11支撑轴孔的工序间余量、工序尺寸公差及表面粗糙度工序名称工序间余量/mm经济精度工序间尺寸/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度Ra/um精镗0.7/2IT71001.6半精镗1.3/2IT9100-0.7=99.33.2粗镗3/2IT1299.3-1.3=9825铸造98-3=952.5.7 两侧面的加工余量两侧面计算长度分别为：侧面到支承孔轴线尺寸和根据文献机械制造工艺设计简明手册铸件尺寸公差数值查表可得铸件尺寸公差分别为左侧面、右侧面，根据文献机械制造工艺设计简明手册铸件机械加工余量表.-查得毛坯的加工余量为。铸件毛坯的基本尺分别为、。由工序要求，两侧面需进行粗、精铣加工。各工序余量如下：粗铣：参照文献机械加工工艺手册，其余量值为,现取其为。粗铣平面时厚度偏差取。精铣：参照文献机械加工工艺手册其余量值规定为，取。铸件毛坯的基本尺寸分别为： 。则两侧面毛坯名义尺寸分别为： 。毛坯最小尺寸分别为： 毛坯最大尺寸分别为： 粗铣后最大尺寸分别为： 粗铣后最小尺寸分别为： 精铣后尺寸与零件图尺寸相同，即和。表2-12右侧面的工序间余量、工序尺寸公差及表面粗糙度工序名称工序间余量/mm经济精度工序间尺寸/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度Ra/um精铣0.8IT81606.3粗铣2.2IT12160+0.8=160.850铸造160.8+2.2=163表2-13左侧面的工序间余量、工序尺寸公差及表面粗糙度工序名称工序间余量/mm经济精度工序间尺寸/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度Ra/um精铣0.8IT81046.3粗铣2.2IT12104+0.8=104.850铸造104.8+2.2=1072.5.8 两侧面螺孔的加工余量毛坯为实心，不冲孔。参照文献机械加工工艺手册确定螺孔加工余量为：钻孔： 攻丝： 表2-14两侧面螺孔的工序间余量、工序尺寸公差及表面粗糙度工序名称工序间余量/mm经济精度工序间尺寸/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度Ra/um攻丝1.5/210钻孔8.5/2IT1210-1.5=8.5502.5.9 倒车齿轮轴孔内端面加工余量计算长度根据文献机械加工工艺手册，只需进行粗铣加工即能达到所需表面粗糙度及尺寸精度要求。因此倒车齿轮轴孔内端面只进行粗铣加工。参照文献机械加工工艺手册第一卷表.-可知，其余量值规定为，现取。铸件毛坯的基本尺寸为，根据机械制造工艺设计简明手册铸件尺寸公差数值查表.-可得铸件尺寸公差为。 毛坯名义尺寸为：毛坯最小尺寸为：毛坯最大尺寸为：粗铣后尺寸与零件图尺寸相同，即。表2-15倒车齿轮轴孔内端面的工序间余量、工序尺寸公差及表面粗糙度工序名称工序间余量/mm经济精度工序间尺寸/mm尺寸、公差/mm表面粗糙度Ra/um粗铣IT12906.3铸造2.6 确定切削用量2.6.1 粗、精铣顶面机床：立式铣床刀具：硬质合金面铣刀 齿数（1）粗铣铣削深度：每齿进给量：根据文献机械加工工艺手册表，取铣削速度：参照文献机械加工工艺手册表，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：（2）精铣铣削深度：每齿进给量：根据文献机械加工工艺手册表，取铣削速度：参照文献机械加工工艺手册计算得机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量： 2.6.2 钻顶面螺纹底孔、钻扩铰定位孔机床：立式加工中心YCN-V116A刀具：标准高速钢麻花钻、标准高速钢扩孔钻、标准高速钢铰刀（1）钻顶面8M10-6H螺纹底孔 切削深度： 进给量：根据文献机械加工工艺手册表，取切削速度：参照文献机械加工工艺手册表，计算得机床主轴转速：，取实际切削速度： （2）钻扩铰定位孔钻定位孔 切削深度： 进给量：根据文献机械加工工艺手册表，取切削速度：参照文献机械加工工艺手册表，计算得机床主轴转速：，实际切削速度： （3）扩定位孔 切削深度： 进给量：根据文献机械加工工艺手册表，取切削速度：参照文献机械加工工艺手册表，取机床主轴转速：，取实际切削速度： （4）铰定位孔 切削深度： 进给量：根据文献机械加工工艺手册表，取切削速度：参照文献机械加工工艺手册表，取机床主轴转速：，取实际切削速度： 2.6.3 粗精铣前后端面机床：组合铣床刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀） 齿数（1）粗铣前端面铣削深度：每齿进给量：根据文献机械加工工艺手册表取铣削速度：参照文献机械加工工艺手册表取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：（2）精铣前端面铣削深度：每齿进给量：根据文献机械加工工艺手册表取铣削速度：参照文献机械加工工艺手册计算得机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：（3）粗铣后端面铣削深度：每齿进给量：根据文献机械加工工艺手册表取铣削速度：参照文献机械加工工艺手册表取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：（4）精铣后端面铣削深度：每齿进给量：根据文献机械加工工艺手册表取铣削速度：参照文献机械加工工艺手册计算得机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：2.6.4 粗精铣两侧面机床：组合铣床刀具：硬质合金端铣刀YG8铣刀直径，齿数（1）粗铣左侧面铣削深度：每齿进给量：根据文献机械加工工艺手册表，取铣削速度：参照文献机械加工工艺手册表，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：（2）精铣左侧面铣削深度：每齿进给量：根据文献机械加工工艺手册表取铣削速度：参照文献机械加工工艺手册计算得机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：（3）粗铣右侧面铣削深度：每齿进给量：根据文献机械加工工艺手册表取 铣削速度：参照文献机械加工工艺手册表取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：（4）精铣右侧面铣削深度：每齿进给量：根据文献机械加工工艺手册表取铣削速度：参照文献机械加工工艺手册计算得机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：2.6.5 铣倒车齿轮轴孔左右两内端面机床：数控铣床XK6032刀具：粗齿高速钢圆柱形铣刀 刀具直径 刀具齿数（1）铣削左侧内端面背吃刀量： 铣削宽度：每齿进给量：根据文献机械加工工艺手册表，取铣削速度：参照文献机械加工工艺手册表，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： （2）铣削右侧内端面背吃刀量： 铣削宽度：每齿进给量：根据文献机械加工工艺手册表，取铣削速度：参照文献机械加工工艺手册表，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： 2.6.6 镗前后端面支承孔1.粗镗前后端面支承孔机床：组合镗床刀具：高速钢刀具（1）粗镗孔粗镗前孔的直径是 切削深度：进给量：根据文献机械加工工艺手册 表，刀杆伸出长度取，切削深度为，取进给量切削速度：参照文献机械加工工艺手册表取机床主轴转速：，取实际切削速度：工作台每分钟进给量： （2）粗镗 孔粗镗前孔的直径是 切削深度：进给量：根据文献机械加工工艺手册表，刀杆伸出长度取，切削深度为，取进给量切削速度：参照文献机械加工工艺手册表取机床主轴转速：，取实际切削速度： 工作台每分钟进给量： （3）粗镗 孔粗镗前孔的直径是 切削深度：进给量：由于与孔同轴，因此取机床主轴转速：由于与孔同轴，因此实际切削速度： 工作台每分钟进给量： 2.半精镗前后端面支承孔机床：组合镗床刀具：高速钢刀具（1）半精镗孔半精镗前孔的直径是 切削深度： 进给量：根据切削深度，再参照文献机械加工工艺手册表取进给量切削速度：参照文献机械加工工艺手册表取机床主轴转速：，取实际切削速度： 工作台每分钟进给量： （2）半精镗 孔半精镗前孔的直径是 切削深度： 进给量：根据切削深度，再参照文献机械加工工艺手册表取进给量切削速度：参照文献机械加工工艺手册表取机床主轴转速：，取实际切削速度：工作台每分钟进给量： （3）半精镗 孔半精镗前孔的直径是 切削深度： 进给量：由于与孔同轴，因此取机床主轴转速：由于与孔同轴，因此实际切削速度： 工作台每分钟进给量： 3.精镗前后端面支承孔机床：组合镗床刀具：高速钢刀具（1）精镗孔精镗前孔的直径是 切削深度： 进给量：根据切削深度，再参照文献机械加工工艺手册表取进给量切削速度：参照文献机械加工工艺手册表取机床主轴转速：，取实际切削速度：工作台每分钟进给量： （2）精镗 孔半精镗前孔的直径是 切削深度： 进给量：根据切削深度，再参照文献机械加工工艺手册表取进给量切削速度：参照文献机械加工工艺手册表取机床主轴转速：，取实际切削速度：工作台每分钟进给量： （3）精镗 孔半精镗前孔的直径是 切削深度： 进给量：由于与孔同轴，因此取机床主轴转速：由于与孔同轴，因此实际切削速度： 工作台每分钟进给量： 2.6.7 扩铰倒车齿轮轴孔、钻前后左右端面上通孔及螺纹底孔机床：组合镗床、卧式加工中心刀具：标准高速钢麻花钻、标准高速钢扩孔钻、标准高速钢铰刀（1）扩铰倒车齿轮轴孔扩孔至切削深度： 进给量：根据文献机械加工工艺手册表，取切削速度：参照文献机械加工工艺手册表，取机床主轴转速：，取铰孔切削深度： 进给量：根据文献机械加工工艺手册表，取切削速度：参照文献机械加工工艺手册表，取机床主轴转速：，取实际切削速度： （2）钻孔切削深度：进给量：根据文献机械加工工艺手册表，取切削速度：参照文献机械加工工艺手册表，计算得机床主轴转速：，取实际切削速度： （3）钻M10-6H螺纹底孔切削深度：进给量：根据文献机械加工工艺手册表，取切削速度：参照文献机械加工工艺手册表，计算得机床主轴转速：，取实际切削速度： （4）钻3M14-6H螺纹底孔切削深度： 进给量：根据文献机械加工工艺手册表，取切削速度：参照文献机械加工工艺手册表，计算得机床主轴转速：，取实际切削速度： 2.6.8 前后左右端面M10-6H、M14-6H螺孔螺纹底孔攻丝机床：卧式加工中心刀具：高速钢机用丝锥（1）M10-6H螺孔攻丝 进给量：由于其螺距,因此进给量切削速度：参照文献机械加工工艺手册表，取机床主轴转速：，取丝锥回转转速：取实际切削速度： （2）M14-6H螺孔攻丝进给量：由于其螺距,因此进给量切削速度：参照文献机械加工工艺手册表，取机床主轴转速：，取丝锥回转转速：实际切削速度： 第3章 专用夹具设计机床夹具是机械制造业中不可或缺的重要工艺装备，可以提高劳动生产率、保证加工质量、降低生产成本、减轻劳动强度、实现生产过程自动化，同时使用专用夹具还可以改变原机床的用途和扩大机床的使用范围，实现一机多能，为大批量生产提供了必要的条件。在加工汽车变速箱箱体零件时，需要设计专用夹具。为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。在加工汽车变速箱箱体零件时，需要设计专用夹具。根据任务要求中的设计内容，粗精铣顶面的夹具将用于组合铣床，刀具为硬质合金端铣刀YG8。3.1 粗、精铣顶面夹具设计本夹具主要用来粗精铣汽车变速箱箱体顶面。由加工本道工序的工序简图可知。粗铣顶面保证顶面与支承孔轴线尺寸，精铣顶面保证顶面与支承孔轴线尺寸以及顶面有表面粗糙度要求6.3。本道工序既要对顶面进行粗加工又要对顶面进行精加工。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。 3.1.1 定位基准的选择粗精铣顶面这道工序是第一道工序，因此工件只能选用和f的支承孔作为定位基准。选择固定锥销与活动锥销组合定位限制工件5个自由度，活动削边锥销限制工件1个转动自由度，总共限制工件的六个自由度，达到了完全定位。工件以两孔定位时，夹具体上的定位元件是：固定锥销与活动锥销组合和活动削边锥销。其中固定锥销与活动锥销组合为，另一个活动削边锥销为。为了缩短辅助时间准备采用气动夹紧。3.1.2 夹紧元件及动力装置确定由于汽车变速箱的生产量很大，采用手动夹紧的夹具虽然结构简单，在生产中的应用也比较广泛。但因人力有限，夹紧受到限制。另外在大批量生产中靠人力频繁的夹紧也十分劳累且生产率低下。因此本道工序夹具的夹紧动力装置采用气动夹紧。采用气动夹紧，原始夹紧力可以连续作用，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活动锥销和活动削边锥销。活动锥销和活动削边锥销在双活塞气缸的活塞推动下压在工件支承孔里面，从右边方向夹紧工件，使工件达到完全定位。3.1.3 定位误差的计算根据文献机床夹具选用简明手册表，按定位销一般经济制造精度，固定锥销与活动锥销直径公差带取，则固定锥销与活动锥销的定位圆柱部分定位直径尺寸为；活动削边销其直径公差带取，则削边销的定位圆柱部分定位直径尺寸为。由文献机床夹具选用简明手册表定位误差计算示例可知，其定位误差主要为：（1）基准位移误差 = =（2）转角误差 所以3.1.4 铣削力的计算根据文献机械加工工艺手册可查得：铣削力计算公式为 查表可得： 代入得 所以粗铣削力精铣时， 代入得 3.1.5 夹紧力的估算设计夹具，估算夹紧力是一件十分重要的工作。夹紧力过大会增大工件的夹紧变形，还会无谓地增大夹紧装置，造成浪费；夹紧力过小工件夹不紧，加工中工件的定位位置将被破坏，而且容易引发安全事故。在确定夹紧力时，可将夹具和工件看成一个整体，将作用在工件上的切削力、夹紧力综合考虑。为使夹紧可靠，应再乘一安全系数k，粗加工时取k23，精加工时取k1.52。加工过程中夹紧力与切削力方向垂直，根据文献机床夹具选用简明手册表，粗铣时夹紧力可得 （）精铣时夹紧力可得 （）3.1.6 夹具设计及操作的简要说明 工件以前、后端面上三个轴支承孔为定位基准在夹具的一个固定锥销和活动锥销及活动削边锥销上定位。工件的夹紧由活动锥销方向两个双活塞气缸来实现。用双活塞气缸可在不增加气缸直径的情况下增大夹紧力。为装卸工件方便，工件以下部外形在装于滑板上的斜支承块和支承钉上实现预定位后，由气缸拉滑板使工件与两支承钉接触后再操纵气阀实现工件的夹紧预定位，支承钉起到预定位作用，在工件定位夹紧后与预定位元件脱离。3.2 粗铣前、后端面设计粗铣前后端面专用夹具。铣端面夹具将用于组合铣床，刀具为两把硬质合金端铣刀YG8，对变速箱箱体的前后两个端面同时进行加工。本夹具主要用来粗铣汽车变速箱箱体前后端面。由加工本道工序的工序简图可知，粗铣前后端面时，前后端面有尺寸要求，前端面与工艺孔轴线有尺寸要求，前后端面均有表面粗糙度要求。本道工序仅是对前后端面进行粗加工，在加工时主要应考虑提高劳动生产率，降低生产成本，降低劳动强度，同时应保证加工尺寸的精度和表面质量。3.2.1 定位基准和夹紧方案的选择在进行前后端面粗铣加工时，顶面已经精铣，两工艺孔已经加工完毕，因此可以选用顶面与两工艺孔作为定位基准。选择顶面作为定位基准，使用支撑板定位限制了工件的三个自由度，而两工艺孔作为定位基准，使用短削边销和短圆柱销分别限制了工件的一个和两个自由度，即一面两销定位。工件以一面两销定位时，夹具上的定位元件是：一面两销。其中一面为支承板，两销为一个短圆柱销和一个削边销。为了提高加工效率，可以选择使用两把铣刀对汽车变速箱箱体的前后端面同时进行粗铣加工，同时为了缩短辅助时间，可以采用气动夹紧方案。3.2.2 定位元件的选择及相关计算本工序选用的定位基准为一面两销，夹具体上的定位元件应该是一面两销，即若干个支撑板和一个短圆柱销、一个短削边销。由加工工艺孔工序简图可计算出两工艺孔中心距由于两工艺孔有位置度公差0.1，所以其尺寸公差为所以两工艺孔的中心距为，而两工艺孔尺寸为。根据文献机床夹具选用简明手册表，削边销与圆柱销的设计计算过程如下：图3-1 圆柱销和削边销的设计计算（1）确定两定位销中心距尺寸及其偏差 ，取（2）确定圆柱销直径及其公差 （基准孔最小直径） 取f7 所以圆柱销尺寸为（3）削边销的宽度b和B，由机床夹具选用简明手册可知 （4）补偿值 （5）削边销与基准孔的最小配合间隙 其中：第二基准孔最小直径 第一基准孔与圆柱销的配合间隙（6）削边销直径及其公差 按定位销一般经济制造精度，其直径公差带取，则削边销的定位圆柱部分定位直径尺寸为。根据文献机床夹具选用简明手册表，定位销高度的计算的设计计算过程如下：以两个定位销定位时，H为定位销的最大允许高度，L为工件两定位孔的距离，为工件定位孔到端面间的距离，D为工件定位孔的最小直径，为工件定位孔与定位销间的最小间隙。 根据文献机床夹具选用简明手册表可知，圆柱销可选用结构型式为A型尺寸规格为D=12mm、公差带为f7、H=24mm的固定式定位销，即定位销 ，削边销可选用结构型式为B型尺寸规格为D=11.982mm、公差带为f7、H=24mm的固定式定位销，即定位销。根据文献机床夹具选用简明手册表2-31可知，支承板可选用结构型式为A型、尺寸规格为H=16mm、L=100mm的支撑板，即 。 3.2.3 定位误差的分析与计算本夹具选用的定位元件为一面两销定位，由文献机床夹具选用简明手册表定位误差计算示例可知，其定位误差主要为：（1）基准位移误差 = =（2）转角误差 所以3.2.4 铣削力的计算根据文献机械加工工艺手册可查得：铣削力计算公式为 查表可得： 代入得 当用两把铣刀同时加工时铣削3.2.5 夹紧力的估算设计夹具，估算夹紧力是一件十分重要的工作。夹紧力过大会增大工件的夹紧变形，还会无谓地增大夹紧装置，造成浪费；夹紧力过小工件夹不紧，加工中工件的定位位置将被破坏，而且容易引发安全事故。在确定夹紧力时，可将夹具和工件看成一个整体，将作用在工件上的切削力、夹紧力综合考虑。为使夹紧可靠，应再乘一安全系数k，粗加工时取k23，精加工时取k1.52。加工过程中夹紧力与切削力方向垂直，根据文献机床夹具选用简明手册表，夹紧力可得 （）3.2.6 定位键与对刀装置设计定位键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个，安装在一条直线上，其距离越远精度越高。通过定位键与铣床工作台T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。定位键可承受铣削时产生的扭转力矩，可减轻夹紧机构螺栓的负荷，加强夹具在加工过程中的稳定性。定位键与夹具体的配合多采用H7/h6。铣床夹具在工作台上安装好后，为了使刀具与工件被加工表面的相对位置迅速而正确的对准，在夹具体上应采用对刀装置进行对刀，用来确定刀具与夹具的相对位置。对刀装置由对刀块和塞尺组成，其结构尺寸己标准化，可以根据工件的具体加工要求进行选择。常用的塞尺有平塞尺和圆柱塞尺两种，其厚度常用的为1、3、5mm，选用平塞尺。采用塞尺的目的，是为了不使刀具与对刀块直接接触，以免损坏刀刃或造成对刀块过早磨损。使用时，将塞尺放在刀具与对刀块之间，凭抽动的松紧感觉来判断，以适度为宜。对刀块工作表面的位置尺寸一般是从定位表面注起，其值应等于工件相应尺寸的平均值再减去塞尺的厚度，其公差常取工件相应尺寸公差的1315。由于本道工序是完成汽车变速箱箱体前后端面的粗铣加工，根据文献机床夹具选用简明手册表，可选用直角对刀块。根据文献机床夹具选用简明手册表，可知平塞尺的尺寸如下表所示表3-1平塞尺的尺寸规格公称尺寸H允差d h8C30-0.0180.253.2.7 夹紧装置的组成工件在夹具中正确定位后，由夹紧装置将工件夹紧。夹紧装置的组成有：（1）动力装置：产生夹紧动力的装置。（2）夹紧元件：直接用于夹紧工件的元件。（3）中间传力机构：将原动力以一定的大小和方向传递给夹紧元件的机构。3.2.8
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