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本科學(xué)生畢業(yè)論文
電動(dòng)叉車變速箱箱體的加工工藝
系部名稱： 機(jī)電工程學(xué)院
專業(yè)班級(jí)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)08-13
學(xué)生姓名： 劉宇航
指導(dǎo)教師： 耿瑞光
職 稱： 講 師
黑 龍 江 工 程 學(xué) 院
二○一二年六月
The Graduation Thesis for Bachelor's Degree
Electric forklift gear-box processing
technology
Candidate：Liu Yuhang
Specialty：Mechanical Design and Manufacture
& Automation
Class：08-13
Supervisor：lecturer. Geng Ruiguang
Heilongjiang Institute of Technology
2012-06·Harbin
電動(dòng)叉車變速箱箱體的加工工藝
摘 要
本設(shè)計(jì)是電動(dòng)叉車變速箱箱體零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè)計(jì)。電動(dòng)叉車變速箱箱體零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來(lái)說(shuō)，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，本設(shè)計(jì)遵循先面后孔的原則。并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度?；鶞?zhǔn)選擇以變速箱箱體的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)，以頂面與兩個(gè)工藝孔作為精基準(zhǔn)。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出頂平面，再以頂平面與支承孔系定位加工出工藝孔。在后續(xù)工序中除個(gè)別工序外均用頂平面和工藝孔定位加工其他孔系與平面。。整個(gè)加工過(guò)程均選用組合機(jī)床。夾具選用專用夾具，夾緊方式多選用氣動(dòng)夾緊，夾緊可靠，機(jī)構(gòu)可以不必自鎖。因此生產(chǎn)效率較高。適用于大批量、流水線上加工。能夠滿足設(shè)計(jì)要求。
關(guān)鍵詞：變速箱；箱體；加工工藝；專用夾具；
Abstract
The design is about the special-purpose clamping apparatus of the machining technology process and some working procedures of the car gearbox parts. The main machining surface of the car gearbox parts is the plane and a series of hole. Generally speaking, to guarantee the working accuracy of the plane is easier than to guarantee the hole’s. So the design follows the principle of plane first and hole second. And in order to guarantee the working accuracy of the series of hole, the machining of the hole and the plane is clearly divided into rough machining stage and finish machining stage. The supporting hole of the input bearing and output bearing is as the rough datum. And the top area and two technological holes are as the finish datum. The main process of machining technology is that first, the series of supporting hole fix and machine the top plane, and then the top plane and the series of supporting hole fix and machine technological hole. In the follow-up working procedure, all working procedures except several special ones fix and machine other series of hole and plane by using the top plane and technological hole. The machining way of the series of supporting hole is to bore hole by coordinate. The combination machine tool and special-purpose clamping apparatus are used in the whole machining process. The clamping way is to clamp by pneumatic and is very helpful. The instruction does not have to lock by itself. So the product efficiency is high. It is applicable for mass working and machining in assembly line. It can meet the design requirements.
Key words: Gearbox; machining technology; special-purpose clamping apparatus
目 錄
摘要………………………………………………………………………………… Ⅰ
Abstract………………………………………………………………………………Ⅱ
第1章 緒論……………………………………………………………………… 1
1.1概論………………………………………………………………………… 1
1.2課題的研究現(xiàn)狀…………………………………………………………… 1
1.3課題的研究方法…………………………………………………………… 1
第2章 叉車變速箱的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)……………………………………… 4
2.1零件的分析………………………………………………………………… 4
2.1.1零件的作用……………………………………………………………4
2.1.2零件的工藝性分析……………………………………………………4
2.2變速箱箱體加工的主要問(wèn)題和工藝過(guò)程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施…… 5
2.3變速箱箱體加工定位基準(zhǔn)的選擇………………………………………… 5
2.3.1粗基準(zhǔn)的選擇……………………………………………………… 5
2.3.2精基準(zhǔn)的選擇……………………………………………………… 5
2.4變速箱體主要加工工序安排……………………………………………… 6
2.5機(jī)械加工余量和工序尺寸及毛坯尺寸的確定…………………………… 7
2.6確定切削用量及基本工時(shí)…………………………………………………11
2.7本章小結(jié)……………………………………………………………………28
第3章 專用夾具設(shè)計(jì)…………………………………………………………29
3.1加工工藝孔夾具設(shè)計(jì)………………………………………………………29
3.1.1定位精準(zhǔn)的選擇…………………………………………………… 29
3.1.2切削力的計(jì)算與夾緊力的分析…………………………………… 29
3.1.3加緊元件及動(dòng)力裝置的確定……………………………………… 30
3.1.4鉆套，襯套，鉆模板及夾具體設(shè)計(jì)……………………………… 31
3.1.5夾具精度分析……………………………………………………… 33
3.1.6夾具設(shè)計(jì)及操作的………………………………………………… 34
3.2粗銑前后端面夾具設(shè)計(jì)……………………………………………………35
3.2.1定位基準(zhǔn)的選擇…………………………………………………… 35
3.2.2定位元件的設(shè)計(jì)…………………………………………………… 35
3.2.3定位誤差的分析…………………………………………………… 36
3.2.4銑削力與夾緊力計(jì)算……………………………………………… 37
3.2.5定位鍵與對(duì)刀裝置的設(shè)計(jì)………………………………………… 38
3.2.6夾緊裝置及夾具體設(shè)計(jì)…………………………………………… 39
3.2.7夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明……………………………………… 41
3.3本章小結(jié)……………………………………………………………………42
結(jié)論……………………………………………………………………………… 43
參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………44
致謝……………………………………………………………………………… 45
第1章 緒 論
1.1概論
變速箱是電動(dòng)叉車上最重要的機(jī)械設(shè)備。變速箱殼體形狀復(fù)雜，加工工序繁多。根據(jù)裝配零件的不同，變速箱的加工還需具有不同的加工精度。
為保證必要的加工精度、質(zhì)量、提高生產(chǎn)率，以及擴(kuò)大加工設(shè)備的工藝范圍，對(duì)于形狀復(fù)雜、加工工序繁多的變速箱殼體，在加工前，可以放置在相應(yīng)的夾具中，使其在不同的加工過(guò)程中，可以保持正確的位置和方向。
因此，通過(guò)對(duì)電動(dòng)叉車變速箱殼體加工工藝的設(shè)計(jì)，可以對(duì)我在大學(xué)四年中學(xué)習(xí)的許多課程進(jìn)行復(fù)習(xí)和提高。通過(guò)這次對(duì)叉車變速箱的殼體的加工工藝以及夾具的設(shè)計(jì)，使我我能掌握金屬切削的基本規(guī)律，掌握機(jī)械加工的基本知識(shí)，能選擇加工方法與機(jī)床，刀具，夾具及加工參數(shù)，具備了制定工藝規(guī)程的能力。能夠比較全面的掌握復(fù)雜機(jī)械設(shè)備的機(jī)械加工工藝流程及夾具的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。初步具備了解決現(xiàn)場(chǎng)工藝問(wèn)題的能力，了解當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和先進(jìn)制造模式的發(fā)展?fàn)顩r。并為將來(lái)畢業(yè)后的工作打下扎實(shí)基礎(chǔ)。
1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
電動(dòng)叉車變速箱殼體加工，國(guó)外已經(jīng)廣泛采用了高速加工中心、高強(qiáng)度刀柄、高效刀具進(jìn)行加工，除上下料需要人工進(jìn)行操作外，其余基本都是自動(dòng)化加工。而國(guó)內(nèi)一般使用八九十年代的加工中心進(jìn)行加工，自動(dòng)化程度普遍不高，中間有過(guò)多環(huán)節(jié)都是人工操作，刀具和刀柄也都是舊的習(xí)慣和標(biāo)準(zhǔn)，工藝及加工過(guò)程過(guò)于落后，缺乏創(chuàng)新精神，而加工的效率基本只是國(guó)外的50%左右，而工時(shí)也遠(yuǎn)大于國(guó)外同等規(guī)模的加工企業(yè)。即使少數(shù)企業(yè)購(gòu)買了高效刀具，也由于機(jī)床的保養(yǎng)以及老化問(wèn)題，達(dá)不到預(yù)期的效果。而且就殼體整體的鑄造工藝來(lái)講，國(guó)內(nèi)采用的也大多是國(guó)外十幾年前過(guò)時(shí)的技術(shù)和設(shè)備，在制造精度上遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)外水品，直接就致使了我國(guó)的變速箱殼體的整體質(zhì)量和精度以及耐用度方面也遠(yuǎn)低于國(guó)外的平均水平（參考文獻(xiàn)2）
所以在國(guó)內(nèi)推廣高速加工技術(shù)和先進(jìn)的鑄造技術(shù)，更高的鑄造精度就成了迫在眉睫的任務(wù)。
1.3課題的研究方法
由分析可知，電動(dòng)叉車變速箱殼體的主要加工表面是平面及孔系，而且變速箱殼體要求加工的表面很多。一般來(lái)說(shuō)，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度更容易。因此，對(duì)于變速箱殼體來(lái)說(shuō)，加工過(guò)程中的主要問(wèn)題是孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的位置關(guān)系。所以安排加工順序的時(shí)候應(yīng)該先面后孔，粗、精加工階段應(yīng)該分開。
殼體的的定位基準(zhǔn)選擇直接關(guān)系到平面與平面，孔與孔，孔與平面之間的尺寸精度和位置精度要求能否保證，在選擇基準(zhǔn)是首先應(yīng)該遵守“基準(zhǔn)重合”和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則，同時(shí)必須考慮成產(chǎn)批量的大小、生產(chǎn)設(shè)備特別是夾具選用等因素。
粗基準(zhǔn)選擇的原則是相互位置要求原則；余量均勻原則；切除總余量最少原則；粗基準(zhǔn)不重復(fù)原則；粗加工的作用主要是決定不加工面與加工面之間的位置關(guān)系，以及保證加工面的余量均勻，殼體上一般有幾個(gè)主要的大孔，為了保證孔的加工余量均勻，可以以該毛坯的孔位為粗基準(zhǔn)，在毛坯上要求預(yù)鑄基準(zhǔn)，有利于大批量生產(chǎn)保證加工產(chǎn)品的一致性。從保證殼體孔與孔，孔與平面，平面與平面之間的位置來(lái)說(shuō)，精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證變速箱殼體在整個(gè)加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。殼體零件精基準(zhǔn)的選擇一般遵循“一面兩銷”即以基準(zhǔn)面和定位孔銷（一般為工藝孔）定位，有力于保證個(gè)軸承孔的尺寸的位置精度，并且工件裝卸方便。
對(duì)于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出定位基準(zhǔn)。變速箱殼體加工的第一個(gè)工序就應(yīng)該是加工統(tǒng)一基準(zhǔn)。具體應(yīng)該是首先以孔定位粗、精加工底平面。第二個(gè)工序是加工兩個(gè)定位用的工藝孔。由于底平面加工完成后一直到變速箱加工完成為止，除個(gè)別工序外，都要用做定位基準(zhǔn)。因此，頂面上的螺紋也應(yīng)該在加工兩工藝孔的時(shí)候同時(shí)加工出來(lái)。
后續(xù)工序安排贏遵循粗精分開和先面后孔原則。先粗加工平面，在粗加工孔系。螺紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。對(duì)于變速箱殼體，需要精加工的是支撐孔前后端平面。按上述原則，亦應(yīng)該先精加工平面后精加工孔系，但在實(shí)習(xí)生產(chǎn)中這樣不易于孔和端面的相互垂直。因此，實(shí)際采用的工藝是先精加工支撐孔系，然后以支撐孔來(lái)定位加工端面。各螺絲孔的螺紋，由于切削力較小，可以安排在粗加工階段和精加工階段中分散進(jìn)行。
殼體的加工要根據(jù)分組結(jié)果以及選定的機(jī)床型號(hào)進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)。夾具直接影響著工件的加工精度，加工效率，操作勞動(dòng)強(qiáng)度及生產(chǎn)成本等。
夾具是機(jī)械制造過(guò)程中用來(lái)固定加工對(duì)象，使之占有正確位置，以接受施工或檢測(cè)的裝置，又稱卡具。從廣義上說(shuō)，工藝過(guò)程中的任何工序，用來(lái)迅速、安全、方便的安全組裝工件的工具都可稱之為夾具。在機(jī)床加工工件時(shí)，為使工件的表面能達(dá)到圖紙規(guī)定的尺寸，幾何形狀以及其他表面的相互位置精度等技術(shù)要求，加工前必須將工件裝好，夾緊。夾具通常有定位元件、加緊裝置、對(duì)刀引導(dǎo)元件、分度裝置、連接元件以及夾具體等組成。夾具種類按使用特點(diǎn)可分為專用夾具和萬(wàn)用夾具。此次設(shè)計(jì)是為電動(dòng)叉車變速箱殼體設(shè)計(jì)專用夾具。
設(shè)計(jì)夾具是從減小加工誤差考慮，應(yīng)盡可能的選用工序基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，即遵循所謂的基準(zhǔn)重合原則。當(dāng)用多個(gè)表面定位，應(yīng)選擇其中一個(gè)較大的表面為主要定位基準(zhǔn)。所以根據(jù)在制定工藝規(guī)程所選用的定位基準(zhǔn)-底面基準(zhǔn)。所以選擇底面為定位基準(zhǔn)。
第2章 叉車變速箱加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1零件的分析
2.1.1零件的作用
題目給出的零件是電動(dòng)叉車變速箱箱體。變速箱箱體的主要作用是支承各傳動(dòng)軸，保證各軸之間的中心距及平行度，并保證變速箱部件與發(fā)動(dòng)機(jī)正確安裝。因此叉車變速箱箱體零件的加工質(zhì)量，不但直接影響叉車變速箱的裝配精度和運(yùn)動(dòng)精度，而且還會(huì)影響叉車的工作精度、使用性能和壽命。叉車變速箱主要是實(shí)現(xiàn)叉車的變速，改變汽車的運(yùn)動(dòng)速度。叉車變速箱箱體零件的頂面用以安裝變速箱蓋，前后端面支承孔、用以安裝傳動(dòng)軸，實(shí)現(xiàn)其變速功能。（參考文獻(xiàn)1）
2.1.2零件的工藝分析
由變速箱箱體零件圖可知。變速箱箱體是一個(gè)簿壁殼體零件，它的外表面上有五個(gè)平面需要進(jìn)行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上還需加工一系列螺紋孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求。現(xiàn)分析如下：
（1）以頂面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：頂面的銑削加工；的螺孔加工；的工藝孔加工。其中頂面有表面粗糙度要求為，8個(gè)螺孔均有位置度要求為，2個(gè)工藝孔也有位置度要求為。
（2）以、、的支承孔為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：2個(gè)、2個(gè)和1個(gè)的孔；尺寸為的與、的4個(gè)孔軸線相垂直的前后端面；前后端面上的3個(gè)、16個(gè)的螺孔，以及4個(gè)、2個(gè)的孔；。其中前后端面有表面粗糙度要求為，3個(gè)、16個(gè)的螺孔，4個(gè)、2個(gè)的孔均有位置度要求為。
（3）以兩側(cè)窗口面為主要加工平面的加工面。這一組加工表面包括：尺寸為兩側(cè)窗口面；與兩側(cè)窗口面相垂直的12個(gè)的螺孔；與兩側(cè)面成角的加油孔。其中兩側(cè)窗口面有表面粗糙度要求為，12個(gè)螺孔均有位置度要求為。
2.2變速箱箱體加工的主要問(wèn)題和工藝過(guò)程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施
由以上分析可知。該箱體零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來(lái)說(shuō)，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對(duì)于變速箱箱體來(lái)說(shuō)，加工過(guò)程中的主要問(wèn)題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系。
由于電動(dòng)叉車變速箱的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是變速箱加工過(guò)程中的主要考慮因素。
2.2.1孔和平面的加工順序
箱體類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工箱體上的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。變速箱箱體的加工自然應(yīng)遵循這個(gè)原則。這是因?yàn)槠矫娴拿娣e大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對(duì)刀及調(diào)整，也有利于保護(hù)刀具。
變速箱箱體零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。
2.3變速箱箱體加工定位基準(zhǔn)的選擇
2.3.1粗基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：
（1）、保證各重要支承孔的加工余量均勻；
（2）、保證裝入箱體的零件與箱壁有一定的間隙。
為了滿足上述要求，應(yīng)選擇變速箱的主要支承孔作為主要基準(zhǔn)。即以變速箱箱體的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準(zhǔn)以限制工件的四個(gè)自由度，再以另一個(gè)主要支承孔定位限制第五個(gè)自由度。由于是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因此，以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要支承孔時(shí)，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對(duì)位置。
2.3.2精基準(zhǔn)的選擇
從保證箱體孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證變速箱箱體在整個(gè)加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從變速箱箱體零件圖分析可知，它的頂平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面定位僅僅能限制工件的三個(gè)自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個(gè)加工過(guò)程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于前后端面，雖然它是變速箱箱體的裝配基準(zhǔn)，但因?yàn)樗c變速箱箱體的主要支承孔系垂直。如果用來(lái)作精基準(zhǔn)加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面都有一定的困難，所以不予采用。
2.4變速箱箱體加工主要工序安排
對(duì)于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。變速箱箱體加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個(gè)工序是加工定位用的兩個(gè)工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到變速箱箱體加工完成為止，除了個(gè)別工序外，都要用作定位基準(zhǔn)。因此，頂面上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時(shí)加工出來(lái)。
后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。對(duì)于變速箱箱體，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系，但在實(shí)際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實(shí)際采用的工藝方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來(lái)加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動(dòng)公差要求。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進(jìn)行。
加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%—1.1%蘇打及0.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。
根據(jù)以上分析過(guò)程，現(xiàn)將汽車變速箱箱體加工工藝路線確定如下：
工序1：粗、精銑頂面。以兩個(gè)的支承孔和一個(gè)的支承孔為粗基準(zhǔn)。選用立軸圓工作臺(tái)銑床，和專用夾具。
工序2：鉆頂面孔、鉸工藝孔。以兩個(gè)的支承孔和前端面為基準(zhǔn)。選用專用組合鉆床和專用夾具。
工序3：粗銑前后端面。以頂面和兩工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用組合銑床和專用夾具。
工序4：粗銑兩側(cè)面。以頂面和兩工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用組合銑床和專用夾具。
工序5：粗鏜前后端面支承孔。以頂面和兩工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用組合鏜床和專用夾具。
工序6：檢驗(yàn)。
工序7：半精銑前后端面。以頂面和兩工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用組合銑床和專用夾具。
工序8：鉆前后端面上孔。以頂面和兩工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用組合鉆床和專用夾具。
工序9：鉆加油孔。以頂面和兩工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用組合鉆床和專用夾具。
工序10：鉆兩側(cè)面孔。以頂面和兩工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用組合鉆床和專用夾具。
工序11：精鏜支承孔。以頂面和兩工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用組合鏜床和專用夾具。
工序12：前后端面孔攻絲。以頂面和兩工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用組合攻絲機(jī)和專用夾具。
工序13：兩側(cè)窗口面上螺孔攻絲。以頂面和兩工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用組合攻絲機(jī)和專用夾具。
工序14：頂面螺孔攻絲。以頂面和兩工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用組合攻絲機(jī)和專用夾具。
工序15：中間檢驗(yàn)。
工序16：精銑兩側(cè)面。以頂面和兩工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用組合銑床和專用夾具。
工序17：精銑前后端面。以兩個(gè)支承孔和一個(gè)工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用組合銑床和專用夾具。
工序18：清洗。選用清洗機(jī)清洗。
工序19：終檢。
以上工藝過(guò)程詳見機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片（附表1）。
2.5機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“電動(dòng)叉車變速箱箱體”零件材料采用灰鑄鐵制造。變速箱材料為HT150，硬度HB為170—241，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。
（1）頂面的加工余量。（計(jì)算頂面與支承孔軸線尺寸）
根據(jù)工序要求，頂面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：
粗銑：參照參考文獻(xiàn)24表3.2-23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2-27粗銑平面時(shí)厚度偏差取。
精銑：參照參考文獻(xiàn)24藝表2.3-59，其余量值規(guī)定為。
鑄造毛坯的基本尺寸為根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-11,鑄件尺寸公差等級(jí)選用CT7，再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差為
毛坯的名義尺寸為：
毛坯最小尺寸為：
毛坯最大尺寸為：
粗銑后最大尺寸為：
粗銑后最小尺寸為：
精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，即
（2）兩工藝孔。
兩孔精度要求為IT8，表面粗糙度要求為。參照參考文獻(xiàn)24表2.3-47，表2.3-48。確定工序尺寸及加工余量為：
鉆孔：
擴(kuò)孔： （Z為單邊余量）
鉸孔：
（3）頂面8螺孔
參照參考文獻(xiàn)24表2.3-71，現(xiàn)確定其工序尺寸及加工余量為：
鉆孔：
攻絲：
（4）前后端面加工余量。（計(jì)算長(zhǎng)度為）
根據(jù)工藝要求，前后端面分為粗銑、半精銑、半精銑、精銑加工。各工序余量如下：
粗銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》表3.2-23，其加工余量規(guī)定為，現(xiàn)取。
半精銑：參照參考文獻(xiàn)24，其加工余量值取為。
精銑：參照參考文獻(xiàn)24，其加工余量取為。
鑄件毛坯的基本尺寸為，根據(jù)參考文獻(xiàn)24表2.3-11，鑄件尺寸公差等級(jí)選用CT7。再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差為。
毛坯的名義尺寸為：
毛坯最小尺寸為：
毛坯最大尺寸為：
粗銑前后端面工序尺寸定為
半精銑前后端面工序尺寸定為
精銑前后端面后尺寸與零件圖尺寸相同，即
（5）前后端面上16螺孔，3螺孔，4孔。
參照參考文獻(xiàn)24表2.3-71，現(xiàn)確定螺孔加工余量為：
16螺孔
鉆孔： 攻絲：
3螺孔
鉆孔： 攻絲：
孔，參照參考文獻(xiàn)24表5-58，確定工序尺寸為：
鉆孔：
（6）前后端面支承孔。
根據(jù)工序要求，前后端面支承孔的加工分為粗鏜、精鏜兩個(gè)工序完成，各工序余量如下：
粗鏜：孔，參照參考文獻(xiàn)24表2.3-48,其余量值為；
孔，參照參考文獻(xiàn)24表2.3-48,其余量值為； 孔，參照參考文獻(xiàn)24表2.3-48,其余量值為。
精鏜：孔，參照參考文獻(xiàn)24表2.3-48,其余量值為；
孔，參照參考文獻(xiàn)24表2.3-48,其余量值為；
孔，參照參考文獻(xiàn)24表2.3-48,其余量值為。
鑄件毛坯的基本尺寸分別為：
孔毛坯基本尺寸為；
孔毛坯基本尺寸為；
孔毛坯基本尺寸為。
根據(jù)參考文獻(xiàn)24表2.3-11，鑄件尺寸公差等級(jí)選用CT7，再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差分別為：
孔毛坯名義尺寸為；
毛坯最大尺寸為；
毛坯最小尺寸為；
粗鏜工序尺寸為；
精鏜后尺寸與零件圖尺寸相同，即。
孔毛坯名義尺寸為；
毛坯最大尺寸為；
毛坯最小尺寸為；
粗鏜工序尺寸為；
精鏜后尺寸與零件圖尺寸相同，即。
孔毛坯名義尺寸為；
毛坯最大尺寸為；
毛坯最小尺寸為；
粗鏜工序尺寸為；
精鏜后尺寸與零件圖尺寸相同，即。
（7）兩側(cè)面加工余量。(兩側(cè)面計(jì)算長(zhǎng)度分別為：側(cè)面到支承孔
軸線尺寸和。）
由工序要求，兩側(cè)面需進(jìn)行粗、精銑加工。各工序余量如下：
粗銑：參照表3.2-23，其余量值為,現(xiàn)取其為。表3.2-27，粗銑平面時(shí)厚度偏差取。
精銑：參照表2.3-59,其余量值規(guī)定為。
鑄件毛坯的基本尺寸分別為：，。
根據(jù)表2.3-11，鑄件尺寸公差等級(jí)選用CT7，再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差分別為和。
則兩側(cè)面毛坯名義尺寸分別為：
毛坯最小尺寸分別為：
毛坯最大尺寸分別為：
粗銑后最大尺寸分別為：
粗銑后最小尺寸分別為：
精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，即和。
（8）兩側(cè)面螺孔加工余量
參照表2.3-71,現(xiàn)確定螺孔加工余量為：
鉆孔： 攻絲：
（9）加油孔加工余量
參照表2.3-71，現(xiàn)確定其余量為：
鉆孔： 擴(kuò)孔：
2.6確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間）
工序1：粗、精銑頂面
機(jī)床：雙立軸圓工作臺(tái)銑床X701
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)
（1）粗銑
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)24表2.4-73，取
銑削速度：參照參考文獻(xiàn)24表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
（2.1）
取
實(shí)際銑削速度： （2.2）
進(jìn)給量： （2.3）
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)參考文獻(xiàn)24表2.4-81,
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度： （2.4）
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間： （2.5）
（2）精銑
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)24表2.4-73，取
銑削速度：參照參考文獻(xiàn)24表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間
工序2：鉆頂面孔、鉸定位孔
機(jī)床：組合鉆床
刀具：麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀
（1）鉆頂面8螺孔M10-6H
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)24表2.4-39，取
切削速度：參照參考文獻(xiàn)24表2.4-41，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際切削速度：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
（2）定位孔的鉆、擴(kuò)、鉸
鉆定位孔
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)24表2.4-39，取
切削速度：參照參考文獻(xiàn)24表2.4-41，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際切削速度：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
擴(kuò)定位孔
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)24表2.4-52，擴(kuò)盲孔取
切削速度：參照參考文獻(xiàn)24表2.4-53，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際切削速度：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
鉸定位孔
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)24表2.4-58，取
切削速度：參照參考文獻(xiàn)24表2.4-60，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際切削速度：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
定位孔加工機(jī)動(dòng)時(shí)間：
因?yàn)槎ㄎ豢准庸r(shí)間鉆頂面螺孔加工時(shí)間
本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間
工序3：粗銑前后端面
機(jī)床：組合銑床
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)24表2.4-73，取
銑削速度：參照參考文獻(xiàn)24表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)參考文獻(xiàn)24表2.4-81,
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
工序4：粗銑兩側(cè)面
機(jī)床：組合銑床
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀YG8，硬質(zhì)合金立銑刀YT15
（1）粗銑兩側(cè)面
銑刀直徑，齒數(shù)
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)24表2.4-73，取
銑削速度：參照參考文獻(xiàn)24表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)參考文獻(xiàn)24表2.4-81,
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
工序5：粗鏜前后端面支承孔
機(jī)床：組合鏜床
刀具：高速鋼刀具
（1）粗鏜孔
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)24表2.4-66，刀桿伸出長(zhǎng)度取，切削深度為。因此確定進(jìn)給量
切削速度：參照參考文獻(xiàn)24表2.4-66，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際切削速度：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
（2）粗鏜 孔
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)24表2.4-66，刀桿伸出長(zhǎng)度取，切削深度為。因此確定進(jìn)給量
切削速度：參照參考文獻(xiàn)24表2.4-66，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際切削速度：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
（3）粗鏜 孔
切削深度：
進(jìn)給量：由于與孔同軸，因此取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：由于與孔同軸，因此
實(shí)際切削速度：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：
行程次數(shù)：
機(jī)動(dòng)時(shí)間：由于與孔同軸，應(yīng)在相同的時(shí)間內(nèi)完成加工，因此
由于
本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間：
工序7：半精銑前后端面
機(jī)床：組合銑床
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)24表2.4-73，取
銑削速度：參照參考文獻(xiàn)24表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
由工序5可知：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
工序8：鉆前后端面上孔
機(jī)床：組合鉆床
刀具：麻花鉆
（1）鉆M10-6H螺孔
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)24表2.4-39，取
切削速度：參照參考文獻(xiàn)24表2.4-41，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際切削速度：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
（2）鉆孔
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)24表2.4-39，取
切削速度：參照參考文獻(xiàn)24表2.4-41，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際切削速度：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
（3）鉆M14-6H螺孔
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)24表2.4-39，取
切削速度：參照參考文獻(xiàn)24表2.4-41，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際切削速度：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
由以上計(jì)算過(guò)程可知：本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間
工序9：鉆加油孔
（1）鉆加油孔
刀具：麻花鉆、擴(kuò)孔鉆
鉆孔
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)24表2.4-39，取
切削速度：參照參考文獻(xiàn)24表2.4-41，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際切削速度：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
擴(kuò)孔
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)24表2.4-52，取
切削速度：參照參考文獻(xiàn)24表2.4-53，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際切削速度：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
加工加油孔機(jī)動(dòng)時(shí)間：
本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間
工序10：鉆兩側(cè)面孔（M10-6H螺孔）
機(jī)床：組合鉆床
刀具：麻花鉆
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)24表2.4-39，取
切削速度：參照參考文獻(xiàn)24表2.4-41，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際切削速度：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
工序11：精鏜前后端面支承孔
機(jī)床：組合鏜床
刀具：高速鋼刀具
（1）精鏜孔
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)切削深度，再參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4-66。因此確定進(jìn)給量
切削速度：參照參考文獻(xiàn)24表2.4-66，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際切削速度：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
（2）精鏜 孔
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)切削深度，再參照參考文獻(xiàn)24表2.4-66。因此確定進(jìn)給量
切削速度：參照參考文獻(xiàn)24表2.4-66，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際切削速度：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
行程次數(shù)：
切削深度：機(jī)動(dòng)時(shí)：
（3）精鏜 孔
進(jìn)給量：由于與孔同軸，因此取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：由于與孔同軸，因此
實(shí)際切削速度：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：
行程次數(shù)：
機(jī)動(dòng)時(shí)間：由于與孔同軸，應(yīng)在相同的時(shí)間內(nèi)完成加工，因此
由于
本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間：
工序12：前后端面螺孔攻絲
機(jī)床：組合攻絲機(jī)
刀具：釩鋼機(jī)動(dòng)絲錐
（1）M10-6H螺孔攻絲
進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量
切削速度：參照參考文獻(xiàn)24表2.4-105，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取
實(shí)際切削速度：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
（2）M14-6H螺孔攻絲
進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量
切削速度：參照參考文獻(xiàn)24表2.4-105，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取
實(shí)際切削速度：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度： （盲孔）
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間：
工序13：兩側(cè)窗口面上螺孔攻絲
機(jī)床：組合攻絲機(jī)
刀具：釩鋼機(jī)動(dòng)絲錐
進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量
切削速度：參照參考文獻(xiàn)24表2.4-105，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取
實(shí)際切削速度：
由工序4可知：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
工序14：頂面螺孔攻絲
機(jī)床：組合攻絲機(jī)
刀具：釩鋼機(jī)動(dòng)絲錐
進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量
切削速度：參照參考文獻(xiàn)24表2.4-105，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取
實(shí)際切削速度：
由工序2可知：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
工序16：精銑兩側(cè)面
機(jī)床：組合銑床
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀YG8 ，齒數(shù)
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)24表2.4-73，取
銑削速度：參照參考文獻(xiàn)24表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)
由工序3可知：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
工序17：精銑前后端面
機(jī)床：組合銑床
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)24表2.4-73，取
銑削速度：參照參考文獻(xiàn)24表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)
由工序5可知：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
2.7 本章小結(jié)
本章對(duì)電動(dòng)叉車變速箱箱體進(jìn)行了詳細(xì)的分析，確定了定位基準(zhǔn)和主要加工工序及毛坯尺寸和切削用量等主要參數(shù)，確定了電動(dòng)叉車變速箱的加工工藝。
第3章 專用夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。在加工汽車變速箱箱體零件時(shí)，需要設(shè)計(jì)專用夾具。
根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計(jì)內(nèi)容，需要設(shè)計(jì)加工工藝孔夾具及銑前后端面夾具各一套。其中加工工藝孔的夾具將用于組合鉆床，刀具分別為兩把麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀對(duì)工件上的兩個(gè)工藝孔同時(shí)進(jìn)行加工。銑端面夾具將用于組合銑床，刀具為兩把硬質(zhì)合金端銑刀YG8對(duì)變速箱箱體的前后兩個(gè)端面同時(shí)進(jìn)行加工。
3.1加工工藝孔夾具設(shè)計(jì)
本夾具主要用來(lái)鉆、擴(kuò)、鉸兩個(gè)工藝孔。這兩個(gè)工藝孔均有尺寸精度要求為，表面粗糙度要求，表面粗糙度為，與頂面垂直。并用于以后各面各孔加工中的定位。其加工質(zhì)量直接影響以后各工序的加工精度。本到工序?yàn)槠囎兯傧潴w加工的第二道工序，加工到本道工序時(shí)只完成了頂面的粗、精銑。因此再本道工序加工時(shí)主要應(yīng)考慮如何保證其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
3.1.1定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知，兩工藝孔位于零件頂面上，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并應(yīng)與頂面垂直。為了保證所鉆、鉸的孔與頂面垂直并保證兩工藝孔能在后續(xù)的孔系加工工序中使各重要支承孔的加工余量均勻。根據(jù)基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。在選擇兩工藝孔的加工定位基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)盡量選擇上一道工序即粗、精銑頂面工序的定位基準(zhǔn)，以及設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為其定位基準(zhǔn)。因此加工工藝孔的定位基準(zhǔn)應(yīng)選擇頂面作為主要定位基面以限制工件的三個(gè)自由度，以兩個(gè)同軸的主要支承孔限制工件的兩個(gè)自由度，在用工件的一個(gè)端面作為輔助定位限制工件的另一個(gè)自由度。
為了提高加工效率，根據(jù)工序要求用兩把刀具對(duì)兩個(gè)工藝孔同時(shí)進(jìn)行加工。同時(shí)為了縮短輔助時(shí)間，準(zhǔn)備采用氣動(dòng)夾緊方式夾緊。
3.1.2切削力的計(jì)算與夾緊力分析
由于本道工序主要完成工藝孔的鉆、擴(kuò)、鉸加工，而鉆削力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于擴(kuò)和鉸的切削力。因此切削力應(yīng)以鉆削力為準(zhǔn)。由《切削手冊(cè)》得：
鉆削力 （3.1）
鉆削力矩 （3.2）
式中：
（3.3）
當(dāng)用兩把刀具同時(shí)鉆削時(shí)：
本道工序加工工藝孔時(shí)，工件變速箱箱體放在兩V形塊上。依靠上面的活動(dòng)鉆模板下降夾緊工件，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進(jìn)行夾緊力計(jì)算無(wú)太大意義。只需連接兩V形塊的杠桿及固定杠桿的銷釘強(qiáng)度、剛度適當(dāng)即能滿足加工要求。
3.1.3夾緊元件及動(dòng)力裝置確定
由于汽車變速箱的生產(chǎn)量很大，采用手動(dòng)夾緊的夾具雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在生產(chǎn)中的應(yīng)用也比較廣泛。但因人力有限，夾緊受到限制。另外在大批量生產(chǎn)中靠人力頻繁的夾緊也十分勞累且生產(chǎn)率低下。因此本道工序夾具的夾緊動(dòng)力裝置采用氣動(dòng)夾緊。采用氣動(dòng)夾緊，原始夾緊力可以連續(xù)作用，夾緊可靠，機(jī)構(gòu)可以不必自鎖。
本道工序夾具的夾緊元件選用兩短錐銷、活柱鉆模板。兩短錐銷分別在單活塞回轉(zhuǎn)式氣缸的活塞及心軸推動(dòng)下進(jìn)入工件支承孔中，從水平方向夾緊工件。但工件仍可繞氣缸心軸中心轉(zhuǎn)動(dòng)?；钪@模板由氣缸帶動(dòng)下降夾緊工件。
單活塞回轉(zhuǎn)氣缸結(jié)構(gòu)圖如下：
1—缸體 2—活塞桿 3—墊片 4—密封圈 5—活塞
6—墊圈 7—密封圈 8—導(dǎo)氣軸 9—導(dǎo)氣套 10—止推軸承
11—油環(huán) 12—滾針軸承 13—壓蓋 14—管接頭
圖3.1單活塞回轉(zhuǎn)氣缸結(jié)構(gòu)圖
表3.1 其主要結(jié)構(gòu)參數(shù)如下
D
H
P
（公斤力）
公稱尺寸
公差
100
35
310
75
+0.030
100
125
135
M10
M16
2
30
3
4
3.1.4鉆套、襯套、鉆模板及夾具體設(shè)計(jì)
工藝孔的加工需鉆、擴(kuò)、鉸三次切削才能滿足加工要求。故選用快換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時(shí)間。根據(jù)工藝要求：工藝孔分鉆、擴(kuò)、鉸三個(gè)工步完成加工。即先用的麻花鉆鉆孔，根據(jù)GB1141—84的規(guī)定鉆頭上偏差為零，故鉆套孔徑為即。再用標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔，根據(jù)GB1141—84的規(guī)定擴(kuò)孔鉆的尺寸為，故鉆套尺寸為即。最后用的標(biāo)準(zhǔn)鉸刀鉸孔，根據(jù)GB1141—84的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)鉸刀尺寸為故鉆套孔徑尺寸為。
圖3.2快換鉆套
表3.2鉸工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)
d
H
D
公稱尺寸
允差
12
18
18
+0.023
+0.012
30
28
12
7
10
11.5
20.5
襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示：
圖3.3固定襯套結(jié)構(gòu)圖
表3.3固定襯套結(jié)構(gòu)參數(shù)
d
H
D
C
公稱尺寸
允差
公稱尺寸
允差
18
+0.018
0
24
25
+0.039
+0.025
1
0.6
鉆模板選用懸掛式鉆模板，在本夾具中選用的是氣動(dòng)滑柱式鉆模板。利用夾具體內(nèi)安裝氣缸，使滑柱帶動(dòng)升降板上升或下降由于氣缸始終作用故不需要自鎖機(jī)構(gòu)。
夾具體的設(shè)計(jì)主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個(gè)整體。這些主要元件設(shè)計(jì)好后即可畫出夾具的設(shè)計(jì)裝配草圖。整個(gè)夾具的結(jié)構(gòu)見夾具裝配圖所示。
3.1.5夾具精度分析
利用夾具在機(jī)床上加工時(shí)，機(jī)床、夾具、工件、刀具等形成一個(gè)封閉的加工系統(tǒng)。它們之間相互聯(lián)系，最后形成工件和刀具之間的正確位置關(guān)系。因此在夾具設(shè)計(jì)中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定后，應(yīng)對(duì)所設(shè)計(jì)的夾具進(jìn)行精度分析和誤差計(jì)算。
由工序簡(jiǎn)圖可知，本道工序由于工序基準(zhǔn)與加工基準(zhǔn)重合，又采用頂面為主要定位基面，故定位誤差很小可以忽略不計(jì)。本道工序加工中主要保證兩工藝孔尺寸及位置度公差及表面粗糙度。本道工序最后采用精鉸加工，選用GB1141—84鉸刀，直徑為，并采用鉆套，鉸刀導(dǎo)套孔徑為，外徑為同軸度公差為。固定襯套采用孔徑為，同軸度公差為。
該工藝孔的位置度應(yīng)用的是最大實(shí)體要求。即要求：（1）、各孔的實(shí)際輪廓受最大實(shí)體實(shí)效邊界的控制即受直徑為的理想圓柱面的控制。（2）、各孔的體外作用尺寸不能小于最大實(shí)體實(shí)效尺寸。（3）、當(dāng)各孔的實(shí)際輪廓偏離其最大實(shí)體狀態(tài)，即其直徑偏離最大實(shí)體尺寸時(shí)可將偏離量補(bǔ)償給位置度公差。（4）、如各孔的實(shí)際輪廓處于最小實(shí)體狀態(tài)即其實(shí)際直徑為時(shí)，相對(duì)于最大實(shí)體尺寸的偏離量為，此時(shí)軸線的位置度誤差可達(dá)到其最大值。即孔的位置度公差最小值為。
工藝孔的尺寸，由選用的鉸刀尺寸滿足。
工藝孔的表面粗糙度，由本工序所選用的加工工步鉆、擴(kuò)、鉸滿足。
影響兩工藝孔位置度的因素有：
（1）鉆模板上兩個(gè)裝襯套孔的尺寸公差：
（2）兩襯套的同軸度公差：
（3）襯套與鉆套配合的最大間隙：
（4）鉆套的同軸度公差：
（5）鉆套與鉸刀配合的最大間隙：
（3.4）
所以能滿足加工要求。
3.1.6夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
鉆鉸工藝孔的夾具如夾具裝配圖2所示。裝卸工件時(shí)，將小車?yán)龅街Ъ?1上，小車帶有四個(gè)滾輪04，可沿兩條圓柱導(dǎo)軌靈活移動(dòng)。工件裝上后卡在三個(gè)斜塊24中間。將小車連同工件推入夾具中時(shí)，螺釘23起限位作用。小車由滑柱08及彈簧21支承，夾緊工件時(shí)，小車可以壓縮彈簧而自動(dòng)下降。由于本工序在頂面鉆鉸孔，除了頂面已經(jīng)加工以外，其余表面均尚未加工，為了保證所鉆鉸的孔與頂面垂直并保證兩工藝孔能在后續(xù)的孔系加工工序中使各主要支承孔的加工余量均勻，所以鉆鉸孔工序的定位選擇頂面作為主要定位基面以限制工件的三個(gè)自由度，以兩個(gè)同軸的主要支承孔限制工件的兩個(gè)自由度，再用工件端面限制一個(gè)自由度。本夾具采用活柱鉆模板向下運(yùn)動(dòng)夾緊工件，鉆模板裝在四根滑柱10和22上，兩根對(duì)角安裝的滑柱10與氣缸活塞相連，滑柱下移時(shí)，既可夾緊工件，操作時(shí)，先接通氣缸使氣缸活塞及心軸推動(dòng)兩個(gè)短錐銷進(jìn)入工件孔中，從水平方向夾緊工件。由于夾緊缸由彈簧18支承并安裝在滑柱上，當(dāng)活柱鉆模板下降夾緊工件時(shí)，錐銷連同氣缸可以和工件一起下降。心軸裝在滾針軸承及推力軸承上，即使水平方向已夾緊工件，但工件仍可繞心軸的中心轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)滑柱10、22下降時(shí)，鉆模板、工件也一起下降并迫使小車下降，工件則壓在兩個(gè)浮動(dòng)V形塊06上，兩浮動(dòng)V形塊06通過(guò)杠桿07的轉(zhuǎn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)自位。加工完后，滑柱升起，由彈簧21將小車和工件托起，拉出小車即可卸下工件。
3.2粗銑前后端面夾具設(shè)計(jì)
本夾具主要用來(lái)粗銑汽車變速箱箱體前后端面。由加工本道工序的工序簡(jiǎn)圖可知。粗銑前后端面時(shí)，前后端面有尺寸要求。以及前后端面均有表面粗糙度要求。本道工序僅是對(duì)前后端面進(jìn)行粗加工。因此在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)應(yīng)保證加工尺寸精度和表面質(zhì)量。
3.2.1定位基準(zhǔn)的選擇
在進(jìn)行前后端面粗銑加工工序時(shí)，頂面已經(jīng)精銑，兩工藝孔已經(jīng)加工出。因此工件選用頂面與兩工藝孔作為定位基面。選擇頂面作為定位基面限制了工件的三個(gè)自由度，而兩工藝孔作為定位基面，分別限制了工件的一個(gè)和兩個(gè)自由度。即兩個(gè)工藝孔作為定位基面共限制了工件的三個(gè)自由度。即一面兩孔定位。工件以一面兩孔定位時(shí)，夾具上的定位元件是：一面兩銷。其中一面為支承板，兩銷為一短圓柱銷和一削邊銷。
為了提高加工效率，現(xiàn)決定用兩把銑刀對(duì)汽車變速箱箱體的前后端面同時(shí)進(jìn)行粗銑加工。同時(shí)為了縮短輔助時(shí)間準(zhǔn)備采用氣動(dòng)夾緊。
3.2.2定位元件的設(shè)計(jì)
本工序選用的定位基準(zhǔn)為一面兩孔定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是一面兩銷。因此進(jìn)行定位元件的設(shè)計(jì)主要是對(duì)短圓柱銷和短削邊銷進(jìn)行設(shè)計(jì)。
由加工工藝孔工序簡(jiǎn)圖可計(jì)算出兩工藝孔中心距。
由于兩工藝孔有位置度公差，所以其尺寸公差為
所以兩工藝孔的中心距為 ，而兩工藝孔尺寸為。
根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》削邊銷與圓柱銷的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程如下：
圖3.4基準(zhǔn)孔與定位銷尺寸
（1）確定兩定位銷中心距尺寸及其偏差
==
（3.5）
（2）確定圓柱銷直徑及其公差
（—基準(zhǔn)孔最小直徑）
取f7
所以圓柱銷尺寸為
（3）削邊銷的寬度b和B （由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》）
（4）削邊銷與基準(zhǔn)孔的最小配合間隙
（3.6）
其中： —基準(zhǔn)孔最小直徑 —圓柱銷與基準(zhǔn)孔的配合間隙
（5）、削邊銷直徑及其公差
按定位銷一般經(jīng)濟(jì)制造