毕业设计（论文）-解放汽车变速箱箱体的数控加工工艺及装备设计

-3-第一章工艺规程设计1.1总体研究方案本次毕业设计过程包括对于解放汽车变速箱箱体零件的工艺性分析和工序内容的方案确定，设计一道工序的加工专用夹具，并按要求分别绘制专用夹具的装配图、CAD零件图，分析计算了专用夹具的结构工艺性。在这次的毕业设计开始之初，应从以下方面进行了准备：1）分析零件图，明确零件主要的技术要求。2）工艺审查，审查零件的结构工艺性。3）确定毛坯的种类和制造方法。4）拟定机械加工工艺路线。5）选择根据各个工序内容符合各加工工序要求的机械加工机床以及相关的工艺装备。6）选择各个工序内容的技术要求以及各个工序要求的检验方法。7）计算各个工序各个加工阶段的毛坯加工余量以及计算工序尺寸和公差。8）确定切削用量。9）确定各工序时间定额。本次毕业设计是对解放汽车变速箱箱体零件的机械加工工艺过程进行分析及对专用夹具进行相关的设计，包括如下：(1)对解放汽车变速箱箱体零件进行分析，选择毛坯类型；(2)制定零件加工工艺规程，合理选择切削用量、机床及相关工艺设备；(3)完成一道主要工序的专用夹具设计。1.2流程图调研和查阅资料调研和查阅资料确定传动箱壳体零件的加工工艺和夹具设计方案确定传动箱壳体零件的结构特点和工艺性分析确定夹具设计的要求规范传动箱壳体零件的工艺过程卡片编写定位方案的确定和夹紧方案的确定设计夹具图的草图完成设计图纸，说明书夹具零件图绘制图1-1设计流程图Fig.1-1Designflowchart图1-2汽车变速箱箱体实物图Fig.1-2Physicaldrawingofautomobilegearbox1.3零件生产纲领及工艺性分析1.3.1零件的生产纲领及生产类型(1)确定工件的生产纲领：机械零件产品在规定的计划周期内应当生产的产品总产量和进度计划被称为该产品的生产纲领。机械产品的生产纲领除了该产品在计划期内产量以外，还存在工件加工过程中出现的备品率和平均废品率。工件的生产纲领计算公式[6]如下:

N=n×(l++)（式1-1）

计算公式中：n为工件计划期内的产量;

为备品率；

为平均废品率。由设计课题给出的生产任务得:n＝4000，＝3%，=2%，由以上公式计算得出：N＝4000×(1+3%+2%)＝4200

(2)确定工件的生产类型:解放汽车变速箱箱体的长度为292mm，宽度264mm，高度295mm。查询相关资料可知道属于中型零件，其中规定如果中型工件生产钢领超过了5000件就应该属于大量生产类型，解放汽车变速箱箱体零件最终计算得出生产钢领为4200件，查阅资料得出属于中批量生产类型。

中批量生产类型的特点和要求是:中批量生产的工件产量比大批大量生产的工件少，但是零件型号规格比较多，不同型号规格的零件在计划生产周期内需要一批一批的生产。1.3.2零件图图1-3解放汽车变速箱箱体零件图Fig.1-2PartsdrawingofgearboxofJiefangautomobile1.4零件分析本次毕业设计给出的零件是解放汽车变速箱箱体。它的主要的作用是用来支承、固定与其相互装配的主轴，所要求的配合精度比较高。汽车变速箱箱体属于常见的箱体类零件，一般有安装底面、螺纹孔、与安装底面互相垂直的主轴孔以及主轴孔端面、侧平面等。解放汽车变速箱箱体零件主要加工表面为安装底平面以及主要的主轴孔系。这类零件的形状一般比较复杂，毛坯一般采用铸造毛坯成型。根据本次毕业设计课题所给出的零件图样的技术要求，可以知道解放汽车变速箱箱体零件主要加工表面的技术要求如下所示：1.铸件应进行时效处理；2.铸造圆角R3；3.表面应光洁清除毛刺、粘沙等杂物，非加工表面上允许有直径不大于5mm,不深于2mm数量不超过10个的孔眼，两个之间的距离不得小于50mm，眼边与加工表面的边缘相距不小于10mm；4.铸件内空、非加工表面涂油漆；5.所有螺孔倒角至螺纹大径；6.去尖棱锐边；7.毛坯需经人工时效，以消除内应力；8.变速箱体四个内孔要求较高，尺寸为、、、；9.左端面相对于基准B-C有垂直度要求0.08mm；10.右端面相对于左端面基准A有平行度要求0.1mm；11.、两孔轴线有垂直度要求0.04mm；12.、两孔轴线有垂直度要求0.04mm；13.顶面有平面度要求0.08mm，相对于B-C基准有平行度要求0.12mm；14.螺纹孔、内孔有位置度要求0.4mm；15.零件图中未住尺寸公差按照GB/T1804-m执行。从毕业设计课题给出的解放汽车变速箱箱体零件的详细零件图跟技术标准可以知道，使用数控加工机床可以高效率的完成零件的加工，以及满足精度标准及要求。对于已经确定好的机械加工工艺过程，需要根据工序内容合理的选择加工设备以及刀具等。通常为了解决零件的加工效率，往往使用专用夹具来进行零件的机械加工。综上所述主要加工面为变速箱体左、右端面、顶面和底面，重要表面包括一对、通孔，同时有同轴度要求、一组、通孔，同时有同轴度要求，这两组孔又有平行度要求，左侧平面与内孔轴线有垂直度要求，顶面与轴线有平行度要求。解放汽车变速箱箱体零件形状不规则，并且毛坯采用铸造成型，整体表面都是铸造毛坯面。1.5确定毛坯的制造形式一般零件的毛坯主要有三种形式，包括毛坯铸件、毛坯锻件以及毛坯棒料等。各种毛坯具有各自不同的特点，其中铸造毛坯具有高强度的特点，通常用在形状比较复杂的箱体类零件制造毛坯。锻造毛坯大部分用于钢制零件的毛坯，在这三种毛坯当中锻造毛坯的力学性能是最好的。此外，如果是尺寸特别大的零件，因为受到尺寸的限制通常会采用自由锻的方式，如果是尺寸特别小的零件一般选择模锻，而对于形状比较复杂的零件通常都会采用铸造毛坯的方式；具有回转外圆柱面的零件一般采用成型棒料作为毛坯。毛坯尺寸和形状的确定，毛坯尺寸和形状的选择是有要求的：要坚持减少浪费的原则，尽量采用无屑或者少屑加工。鉴于这个设计要求，毛坯的形状要力求和零件的形状接近，以此来减少人力的劳动和不必要的浪费。具有以下几种情况：1.当毛坯是铸造毛坯的时候，毛坯会因为铸造砂型的误差、收缩量以及毛坯的挠曲和扭曲变形量的不相等产生加工余量不相等、不稳定的缺陷。2.对于一些尺寸比较小、毛坯比较薄的零件，由于制造单个零件的话在毛坯装夹的时候容易产生毛坯的装夹变形，同时避免涉及到过多的装夹头，这个时候就可以将多个毛坯连在一起制造毛坯，这样在装夹的时候就可以完美的避免由于零件薄而产生的装夹变形和装夹误差。3.有一类设备的零件在装配之后会形成一个加工表面，这样的零件在加工的时候有相关零件，为了保证加工之后的绝对加工质量，这个时候经常会将有相关连的零件在制造毛坯的时候制作在一个整体的毛坯之上，这样在整体毛坯加工完成之后，将两个相关联的零件切开即可。4.还有一类零件的毛坯制造完成以后无法或者不方便在加工设备上装夹，通常采用的解决办法是在该零件的毛坯上加大零件装夹的装夹余量，从而方便装夹，例如增加工艺凸台、工艺耳座等。解放汽车变速箱箱体的材料采用灰铸铁HT200，并且解放汽车变速箱箱体零件的形状比较复杂，主体存在内孔和表面需要加工，不适合采用型材毛坯和锻造毛坯，根据上述毛坯制造方法分析，决定采用铸造毛坯作为传动箱壳体零件的毛坯铸造方法。解放汽车变速箱箱体毛坯的制造方法：通过以上毛坯制造方法的分析得出，解放汽车变速箱箱体属于中批量生产类型。通常毛坯的制造方法包括手工砂型铸造、离心铸造、压力铸造和精密铸造等。在这些铸造方式中比较精密的铸造方法往往属于金属模机器造型，而一般普遍的铸造方法通常选用砂型铸造，砂型铸造的特点是铸件的内部金属组织比较致密，其机械性能比较高，往往适用于中、小型箱体类零件的铸造方式。已知解放汽车变速箱箱体毛坯的材料是HT200，结合本次毕业设计的具体情况，其年产量为4200件，而且主要是为中小型企业设计，综合经济的合理性选择和考虑，主要是中批量生产。因此，铸造方法选用一般的手工砂型铸造，其特点是成本低，而且方便，其应用范围多应用于单件或中小批量生产的中小型铸件。铸造尺寸公差的代号为CT，公差等级分为16级，铸件的尺寸精度取决于铸造方式的选用、铸件的结构工艺性、铸造金属的种类、工人的的操作水平等因素。最小铸孔的尺寸如表1-1所示。生产类型通圆孔不通圆孔通方孔不通方孔中批量15~30mm15~18mm15~18mm16~20mm表1-1最小铸孔尺寸表Fig.1-1Tableofminimumcastingholesize从表1.1可看出并非所有的孔都可以铸出，其中一些较大孔可以在毛坯上铸出来，小于15mm的孔需要经过机械加工钻孔才能达到要求。所以，可以确定解放汽车变速箱箱体的四个主轴孔尺寸符合要求可以铸造出来，其余的螺纹孔小于15mm均铸造不出来。

解放汽车变速箱箱体毛坯的材料是HT200，设计零件机械加工工艺规程时，往往是首先对其毛坯的制造方法进行选择与形状模型的分析，对于比较合理的毛坯方案将会对随后一系列的加工造成影响，一般，在选择毛坯制造的方法时，通过以下主要参数来确定:被加工零件的形状结构，零件的制造精度与几何尺寸，零件的生产纲领，零件所采用的材料种类；现有各方面的生产条件等。毛坯的加工余量与尺寸公差：解放汽车变速箱箱体零件的毛坯采用的是砂型铸造方式，解放汽车变速箱箱体零件的外形尺寸最大为295mm，通过查阅相关技术手册和参考文献得出铸件机械加工余量等级一般为7级，从而确定解放汽车变速箱箱体零件毛坯的总余量为3.5mm。根据铸造的精度等级和解放汽车变速箱箱体零件的最大外形尺寸可以知道铸件的机械加工余量大小和铸件的尺寸公差大小，所得出毛坯图如图1.4所示：图1-4解放汽车变速箱箱体毛坯图Fig.1-2RoughdrawingofgearboxboxofJiefangautomobile1.6基准选择1.6.1粗基准选择在零件的机械加工过程中，零件加工质量的好坏最直接体现在工件定位基准的选择是否合理和准确，同时也会对零件的加工尺寸精度和各个表面互相之间的位置精度要求造成比较大的影响，除了这些因素以外，还有零件上各个表面的加工顺序也会影响定位基准，另外当在夹具中安装零件的时候，零件所选择不同的定位基准也会影响到在夹具设计过程中夹具体结构的复杂程度。因此，定位基准的选择需要严格分析才能确定。粗基准在选择的时候应该遵循一下原则：（1）选择工件不加工表面作为粗基准；（2）选择需要保证加工余量均匀的表面作为粗基准；（3）选择平整的、足够大的表面作为粗基准；（4）不得重复使用粗基准；粗基准：按照上述粗基准选择原则：选择工件不加工表面作为粗基准，选择平整、足够大的表面作为粗基准，选择变速箱体底面和两个侧面作为粗基准，其中底面为主定位面限制工件3个自由度，其中一个侧面限制工件2个自由度，另一侧面限制工件1个自由度。1.6.2精基准选择精基准的选择原则：第一，基准重合原则。第二，基准统一原则。第三，自为基准原则。第四，互为基准原则。第五，便于装夹原则。实际上，无论是粗基准还是精基准的选择，都不可能同时满足以上几个原则，有的时候还可能出现互相矛盾的情况。所以在选择粗精准和精基准的时候要结合实际的零件和实际的加工情况，进行具体的分析，目的就是要保证加工精度。精基准：以一面两销定位，加工安装底面2-φ26最远跨距两定位孔、镗左右上下孔及铣左右孔口端面、左侧平面等所有未加工面，加工过的安装底面（已加工安装底面限制3个自由度），安装底面最远跨距两定位孔（一个圆柱销和一个菱形销总共限制3个自由度）。按照以上粗、精基准选择的原则，本次毕业设计的解放汽车变速箱箱体基准选择分析如下：首先进行粗基准选择，为了保证解放汽车变速箱箱体零件上重要的加工面加工余量均匀，应选择重要表面作为粗基准，另外为了在加工过程中使零件定位稳定、可靠，应选毛坯尺寸和位置比较可靠、平整光洁面作为粗基准，综合分析以上粗基准选择原则，选择解放汽车变速箱箱体的底面和两个侧面为粗基准定位，加工出解放汽车变速箱箱体的安装底面；再以加工出的安装底面以一面两销定位为精基准定位装夹工件，采用数控机床可以一次定位装夹壳体，能够一次加工出尽可能多的表面，包括内孔和平面，这样做的目的是符合精基准选择原则中的基准统一原则，并且解放汽车变速箱箱体安装底面为零件的设计基准，选择该安装底面为精基准选择原则中符合基准重合原则。1.7工艺规程设计1.7.1表面加工方案选择解放汽车变速箱箱体属于箱体类零件，其主要加工表面为平面和孔，故将主要的有技术要求的平面和孔按以下方案进行对比分析，从而确定其最终的加工方案。表面加工方案：主要加工表面有左右侧孔口端面和孔圆柱面以及顶面的加工，其中孔圆柱面、孔口端面的表面粗糙度Ra6.3，故有以下方案选择：

方案一：粗刨（粗铣）→粗刨（精铣）；

经济精度级：IT11-IT10

经济粗糙度：6.3-1.6使用范围：精度要求不太高的不淬硬平面；方案二：粗刨（粗铣）→粗刨（精铣）→磨削；经济精度级：IT7

经济粗糙度：0.8-0.2使用范围：精度要求较高的淬硬或不淬硬平面；综上分析可得出，方案一和方案二均可满足加工要求，根据加工的可行性和经济性等综合因素考虑，因为铣削方式加工效率高，适用性普遍等优于刨削，故该解放汽车变速箱箱体表面加工采用铣削方式加工。内孔表面加工方案：主要加工表面有左右侧通孔和其它的螺纹孔。其中所有的螺纹孔表面粗糙度都为Ra12.5，、、、内孔表面粗糙度为Ra3.2，故有以下方案选择：方案一：铸→粗镗→半精镗→精镗

方案二：钻→粗镗→半精镗→精镗以上两种方案区别在于各孔底孔的加工方法，方案一直接在毛坯上铸造出底孔，方案二采用麻花钻加工出底孔，考虑到以上各孔的直径都比较大，钻孔需要切除的毛坯料较多，经济性和加工效率都不高，综上所述可得出解放汽车变速箱箱体内孔表面加工方案采用方案一。1.7.2加工阶段划分在进行零件加工时，一般不是依次加工完各个所要加工的表面，而是将各个加工表面的粗、精加工分开进行，为此，通常将整个加工工艺过程划分为以下四个加工阶段：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段、光整加工阶段。通过各表面的处理标准选择适当的加工方式能够满足经济的精度，其加工方式跟过程如下所示：左端面：粗铣（IT12）右端面：粗铣（IT12）顶面：粗铣（IT12）、、、内孔：粗镗（IT12）—半精镗（IT9）销孔：钻（IT12）—扩（IT8）—铰（IT7）螺纹孔：钻钻（IT12）—攻（IT8）1.7.3工序的集中于分散工序划分的原则：工序的划分通常采用两种不同原则，即工序集中原则和工序分散原则。

①工序集中原则。

②工序分散原则。考虑本次加工的零件待加工表面比较多，如果采用普通机床加工则加工路线较长，所以采用数控机床来提高加工效率，因此在编制加工工序的时候应该遵循工序集中的原则，提高加工的效率，缩短加工路线，发挥数控机床的最大功能。1.7.4机械加工顺序的安排加工工艺过程制定原则：达到最好的效益的同时要保证零件的加工精度，即加工工艺过程制定原则：高精度、高效率、低成本。在制定零件加工工艺规程的过程中会遇到的问题:（1）技术上要求先进。我们在制定零件机械加工工艺规程的时候需要详细了解国内外的机械加工工艺水平，必要的时候需要通过实验来验证，采用先进的加工工艺和先进的机械加工设备。（2）经济上要求合理。机械加工的方法各种各样，在设计零件加工工艺规程的时候可能会出现多种满足经济效益的加工方法，这个时候就需要综合考虑、比较，选择一个最经济、加工精度最高的方法，目标就是使得加工过程中的经济消耗最低。（3）劳动条件要求良好。零件的加工是要工人去完成，因此工人在加工操作机床的过程当中的安全性就必须要设计人员考虑进去，所以制定的机械加工工艺规程必须要考虑工人的安全性，包括工人的体力消耗。拟好方案因为各个表面的加工方式和粗精加工的标准已经确定，现在就根据“先粗后精”、“先主后次”、“先面后孔”“基准先行”的标准。机械加工工艺路线制定的原则是:在保证产品质量的前提下，在已有的生产条件下发挥最大产能，最好能提高生产效率和降低成本，根据以上的分析制定的机械加工工艺路线方案如下所示：工艺路线一：05粗铣顶面10粗铣底面15钻底面安装孔2-φ26、2-φ22、扩孔2-φ25.8、铰孔2-φ2620粗铣左右端面25粗铣前后端面30粗镗2-φ62、φ75、φ7835半精镗2-φ62、φ75、φ7840钻、扩、铰前端φ32内孔，镗孔至φ3545钻攻前端4-M8、4-M6螺纹孔50钻攻后端4-M8、4-M6、10-M10螺纹孔55钻斜孔φ3.5、φ5，沉孔φ10深560钻攻顶面螺纹孔6-M1065钻攻左侧窗口螺纹孔4-M6工艺路线二：05粗铣底面10粗铣顶面15钻底面安装孔2-φ26、2-φ22、扩孔2-φ25.8、铰孔2-φ2620粗铣左端面25粗铣右端面30粗铣前端面35粗铣后端面40粗镗左侧φ6245粗镗右侧φ6250粗镗φ7555粗镗φ7860半精镗、精镗左侧φ6265半精镗、精镗右侧φ6270半精镗、精镗φ7575半精镗、精镗φ7880钻、扩、铰前端φ32内孔85镗孔φ3590钻攻前端4-M8、4-M6螺纹孔95钻攻后端4-M8、4-M6、10-M10螺纹孔100钻斜孔φ3.5、φ5，沉孔φ10深5105钻攻顶面螺纹孔6-M10110钻攻左侧窗口螺纹孔4-M6分析比较：工艺路线一、二共同之处都是优先加工出基准底面，符合“基准先行原则”，不同之处工艺路线一以底面为粗基准加工顶面，再以顶面为精基准加工底面，这样得到的底面加工精度较高，而工艺路线二则是以顶面为粗基准加工底面，这样加工出来的底面精度不高，从这一点来说工艺路线一优于工艺路线二；另外工艺路线一采用数控机床加工，对于一些可以一次装夹加工的表面和内孔安排在一道工序中，一次定位装夹加工完成，符合“工序集中”原则，同时由于是一次装夹定位，更容易保证不同表面之间的位置公差，而工艺路线二将工序分开加工，工序比较分散，无法发挥出数控机床的优势。综上所述选择工艺路线一比较合理。1.8计算切削用量1.工序10：粗铣底面所采用机床：X52K立式铣床所采用刀具：套式面铣刀加工过程走刀次数：1次：,刀具：套式面铣刀：根据《简明机械加工工艺手册》[6]表2.4-39，取：参照《简明机械加工工艺手册》[6]表2.4-41，取：（式1-2）查询X52K立式铣床说明书，取：（式1-3）：：：机动时间：（式1-4）2.加工2-Φ26内孔（作为精基准使用）（1）钻孔2-Φ22：：根据《机械加工工艺手册》表2.4-39，取：参照《机械加工工艺手册》表2.4-41，取：，取：：：：取1：（2）扩2-Φ22至2-Φ25.8：：根据《机械加工工艺手册》表2.4-39，取：参照《机械加工工艺手册》表2.4-41，取：，取：：：：1：（3）铰孔2-Φ26：：根据《机械加工工艺手册》表2.4-39，取：参照《机械加工工艺手册》表2.4-41，取：，取：：：：1：3.粗镗φ62至φ57使用机床：DHM1250-T卧式加工中心选择刀具：硬质合金内孔镗刀：：根据《机械加工工艺手册》表2.4-39，取：参照《机械加工工艺手册》表2.4-41，取：，取：：：：1：4.半精镗至φ62使用机床：DHM1250-T卧式加工中心选择刀具：硬质合金内孔镗刀：：根据《机械加工工艺手册》表2.4-39，取：参照《机械加工工艺手册》表2.4-41，取：，取：：：：1：其余工序切削参数参照上述工序计算选取，此处不再赘述。第2章数控程序编制及加工仿真1.1编制数控加工程序1.2数控加工仿真第3章数控夹具设计3.1接受设计任务、明确加工要求本次夹具设计是针对解放汽车变速箱箱体数控的加工工序。应该考虑到该数控加工工序涉及加工面之间的几何公差，加工将达到7级精度，进行加工的时候也需要为后面的精加工作铺垫，由于该零件是大批量生产还应考虑到如何提高劳动生产率和降低生产成本，保证加工质量。由零件图样得到本工序的加工要求如下：1.采用数控机床加工；2.加工的内孔和平面之间有同轴度和垂直度要求。3.内孔表面粗糙度要求达到Ra3.2。4.存在未注尺寸公差（查表4-1）确定。表3-1线性尺寸的极限偏差数值3.2确定定位方案、选择定位元件涉及工序：数控加工箱体各平面、内孔、螺纹孔详细的工序图见图3-1图3-1工序简图定位基准的选择：数控加工变速箱体表面的这道工序中，对于定位方式的设计应注意工件在夹具中的定位方式应有较高的定位精度，不发生过定位干涉，便于安装工件，为保证工件定位正确，应使工件在空间的自由度都受到限制满足工件的加工要求。分析变速箱箱体零件图选择变速箱箱体底面及2-φ17内孔为基准，采用“一面两销”方式进行定位。3.3确定夹紧方案、设计夹紧机构当工件的定位方案确定以后，还必须进行夹紧方案和夹紧机构的设计，以保证在切削加工过程中工件的正确位置不会在切削力、重力、惯性力等的作用下发生变化。夹具夹紧装置需要满足以下要求：1）由于夹紧是在定位之后，工件的定位是加工过程中直接保证加工精度的过程，所以夹紧之后工件还需要保证正确的定位位置。2）夹紧力要足够大，要可以抵抗加工过过程中的切削力，工件在加工过程中不可以移动。常见的几种夹紧机构螺旋夹紧机构图4-3螺旋夹紧机构偏心夹紧机构图4-4偏心夹紧机构斜楔夹紧机构图4-5斜楔夹紧机构定心夹紧机构图4-6定心夹紧机构移动压板移动压板图4-7螺旋夹紧机构中移动压板的简图本夹具采用的夹紧机构为螺旋夹紧机构，该机构直接由移动压板作用在变速箱箱体端面上，夹紧力为手动提供。工件定位之后，工件夹紧时顺时针旋转螺母，使得工件的外圆柱面与压板的一个端面贴合。逆时针旋转螺母，工件拆卸；需要加工另外工件，重复以上操作。3.4确定定位元件夹具的定位方法是确定出定位基准面后根据零件表面特征分析来选择定位元件，该工序的定位在基准是变速箱箱体内孔、端面及外圆柱面，故可在该基础上进行定位元件的设计。本夹具为数控机床专用夹具，采用“一面两销”原理进行定位，其中垫板、圆柱销和菱形销结构如下图所示图4-8垫板结构简图图4-9圆柱销结构简图图4-10菱形销结构简图3.5夹具体的设计由于铸造夹具体工艺性好，可铸出各种复杂形状，且具有较好的抗压强度、刚度和抗振性，在生产中广泛应用，故选用铸造夹具体，材料选用HT200。为使夹具体尺寸稳定，需要进行时效处理，以消除内应力。为了便于夹具体的制造、装配和检验，铸造夹具体上安装各种元件的表面应铸造出凸台，以减少加工面。本次设计的夹具体的尺寸图和结构简图如图4-11和4-12所示。图4-11夹具体尺寸图图4-12夹具体结构图3.6夹具精度分析工件定位误差的来源主要有两个方面：（1）由于工件的定位表面或夹具上的定位元件制作不准确引起的定位误差，称为基准位置误差，常用表示。（2）由于工件的工序基准与定位基准不重合引起的定位误差，称为基准不重合误差，常用表示。在采用调整法加工时，工件的定位误差实质上就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。因此，计算定位误差首先要找出工序尺寸的工序基准，然后求其在加工尺寸方向上的最大变动量即可。工件以两孔一面在两销一面上定位，两孔常用定位元件为圆柱销和削边销，工件在平面上的运动方式有：平移、转动、平移与转动图4-7基准相对位置变化分析1）在两销连线方向上的平移因削边销间隙的增大，平移由圆柱销所在定位副决定2）垂直两销连线方向上的转动图4-8定位误差分析图4-9两孔定位时垂直两孔连线方向尺寸定位误差分析已知：工件以孔和底面为定位基准。已知零件上两孔中心距为，试设计两定位销尺寸并计算定位误差。①首先确定定位销的中心距和尺寸公差。夹具体中两个定位销的间距基本尺寸和孔间距的基本尺寸相同，两销中心距可取为，在此则两销中心距为②确定圆柱销尺寸及公差圆柱销直径的基本尺寸（最大尺寸）是该定位孔的最小极限尺寸，配合一般按g6或者f7选取。则圆柱销直径为③按相关表格选取削边销的尺寸则、表4-1菱形销结构尺寸d3～66～88～2020～2525～3232～4040～50Bd-0.5d-1d-2d-3d-4d-5d-6b11233345b2345568④求出削边销与其配合孔的最小配合间隙其中：：工件上两孔中心距的公差：夹具上两销中心距的公差：圆柱销和与之配合孔的最小间隙：工件上与菱形销配合孔的最小直径削边销与孔的配合取h6，取其公差为-0.009mm，因此削边销直径为⑤计算定位误差基准移位误差为孔销配合的最大间隙转角误差为双向转动误差为0.038°该夹具为数控加工工序，工件一次装夹完成所有表面加工，各表面之间的相互位置关系由机床保证，该夹具适合。4.8绘制夹具装配图，标注有关尺寸及技术要求图4-14数控夹具装配图图4-15数控夹具装配图本夹具为在数控机床上加工箱体表面轮廓，箱体上的定位基准选择底面和底面2-φ17内孔，设计了垫板、圆柱销和菱形销为定位元件，采用“一面两销”方式进行定位，其中垫板限制3个自由度，圆柱销限制2个自由度，菱形销限制1个自由度，箱体6个自由度都被限制，为完全定位，满足加工要求。第4章铣床夹具设计4.1接受设计任务、明确加工要求本次夹具设计是针对解放汽车变速箱箱体铣底面的加工工序。由零件图样得到本工序的加工要求如下：1.采用普通立式铣床加工；2.底面距离顶面之间尺寸为、内孔轴线与底面之间的距离为195±0.23mm。3.顶部表面粗糙度要求达到Ra6.3。4.2确定定位方案、选择定位元件涉及工序：铣加工箱体底部平面详细的工序图见图4-1图4-1工序简图定位基准的选择：在普通铣床加工箱体底面的这道工序中，选择箱体的顶面和两个侧面为基准进行定位。4.3确定夹紧方案、设计夹紧机构本次设计的铣床夹具夹紧机构与第三章中的数控夹具的夹紧机构相同，此处不再赘述。4.4确定定位元件该工序的定位在基准是变速箱箱体顶面和两个互相垂直的侧面，故可在该基础上进行定位元件的设计。本夹具采用“六点定位”原理进行定位，其中定位元件为支承板和支承钉，取结构如下图所示图4-8支承板结构简图图4-9支承钉结构简图4.5夹具体的设计本次设计的夹具夹具体采用灰铸铁HT200材料铸造而成，其上端面为主要加工平面，用来安装其他的夹具零部件，其尺寸图和结构图如下图所示。图4-11夹具体尺寸图图4-12夹具体结构图4.6夹具精度分析工件定位误差的来源主要有两个方面：（1）由于工件的定位表面或夹具上的定位元件制作不准确引起的定位误差，称为基准位置误差，常用表示。（2）由于工件的工序基准与定位基准不重合引起的定位误差，称为基准不重合误差，常用表示。在采用调整法加工时，工件的定位误差实质上就是工序基准在加工尺寸方向上的最大变动量。因此，计算定位误差首先要找出工序尺寸的工序基准，然后求其在加工尺寸方向上的最大变动量即可。该夹具适用的工序是铣削箱体底面，底面与顶面的平行度由机床精度保证，该夹具的定位误差主要来源于顶面的加工尺寸公差，由于顶面位置的变动，对于箱体的总高度不产生影响，但是对于内孔轴线与底面之间的距离会产生影响，并且该误差即为箱体顶面的粗铣加工公差，粗铣顶面的工序尺寸公差设计为0.15mm，该公差容易达到，并且该公差小于内孔轴线与底面之间尺寸的公差，即0.15＜0.46，满足加工要求。4.7绘制夹具装配图，标注有关尺寸及技术要求图4-14铣夹具装配图图4-15铣夹具装配图本夹具为在普通铣床上铣削箱体底面，箱体的顶面和两个侧面为基准定位，定位元件为支承板和支承钉，其中顶面的4块支承板限制箱体3个自由度，侧面的2个支承钉限制箱体2个自由度，另一个侧面的支承钉限制1个自由度，箱体6个自由度都被限制，为完全定位，满足加工要求。结论本次毕业设计是关于解放汽车变速箱箱体数控加工工艺及工装设计，通过这次设计，比较全面地综合运用了机械加工工艺及夹具设计方面相关的知识，真正做到了理论联系实际，通过这次毕业设计我能够通过零件的加工要求来设计零件的机械加工工艺规程和加工过程中的夹具设计，同时我还学会了遇到不懂得的知识如何去查找相关专业的书籍，其中整个过程不但对我的机械相关知识做了一个巩固，还很大程度上提高了我的分析问题、解决问题的能力。通过本次机械加工工工艺及夹具的设计我可以比较准确的设计出一个零件的加工工艺规程和指定工艺的加工夹具的设计。这个是我专业知识方面的提升，在态度方面我也得到了一定的提升，学会了独立分析问题和解决问题的能力，一种在遇到困难不言放弃的从容不迫的心理，这些都增强了我以后在工作当中的信心。机械制造工艺夹具的设计涉及到的方面比较多，涵盖的范围比较广，涉及到机械制造、机械设计、机械加工工艺设计以及加工自动化等方面，我这次选择的毕业设计课题是解放汽车变速箱箱体数控加工工艺及工装设计以及专用夹具的设计，课题所涉及到的内容比较多，主要有零件机械加工工工艺规程的设计、加工参数确定、夹具的设计等等，对学生的要求比较高。虽然我们课堂上是学习了这些知识，但是运用到实践当中这还是第一次，所以在以后的工作当中，对于这些知识的运用肯定会涉及到很多，而本次毕业设计只是这些知识的最简单的应用。放眼未来的工作和学习，我们所要学会的不仅仅是这些简单的知识，更重要的是要学会如何去学习，以及学习哪些方面的知识。参考文献[1]王先逵，机械制造工艺学，北京：清华大学大学出版社，2014。[2]孙丽媛，机械制造工艺及专用夹具设计指导，北京：冶金工业出版社，2008。[3]钱可强，机械制图，机械工业出版社，2010。[4]机械工程基础与通用标准实用丛书编委会，形状和位置公差，北京：中国计划出版社，2004。[5]李家宝，夹具设计，北京：机械工业出版社，2013。[6]陈宏钧，简明机械加工工艺手册，北京：机械工业出版社，2010。[7]《金属机械加工工艺人员手册》修订组，金属机械加工工艺人员手册，上海：上海科学技术出版社，2008。[8]陈宏钧，典型零件机械加工生产实例，机械工业出版社，2013。[9]贺光谊等，画法几何及机械制图，重庆：重庆大学出版社，2009。[10]丁骏一，典型零件制造工艺，北京：机械工业出版社,2013。[11]廖念钊等，互换性与技术测量，北京：中国计量出版社，2000。[12]东北重型机械学院等，机床夹具设计手册，上海：上海科学技术出版社，2010。[13]孙已德，机床夹具图册，北京：机械工业出版社，2009。[14]淘济贤等，机床夹具设计，北京：机械工业出版社，2011。[15]艾兴肖诗刚，切削用量手册，北京：机械工业出版社，2012。[16]孟少龙，机械加工工艺手册第1卷，北京：机械工业出版社，2011。[17]上海金属切削技术协会，金属切削手册，上海：上海科学技术出版社，2012。[18]周永强，高等学校毕业设计指导，北京：中国建材工业出版社，2002。[19]徐志刚，基于广义映射原理的组合夹具结构设计自动化，工程设计出版