变速箱体工艺及车削Φ45孔夹具设计毕业设计

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1、JIUJIANG UNIVERSITY毕 业 设 计 题 目 变速箱体工艺及车削45孔夹具设计 英文题目 The automobile gear box body machine-finishing craft and drills 45 hole jig designs and analyzes the jig body stress 院 系 机械与材料工程学院 专 业 机械设计制造及自动化 摘 要机械工业有着广阔的领域，特别是近年来机械工业领域正向着高精度、高质量、高效率、低成本方向发展。随着机械工业的发展，其他各工业部门都想着高深度迈进，机械工业的发展日趋重要。机械制造中，需要的加工顺序

2、、装配工序及检验工序等，使用着大量的夹具，可以提劳动效率，提高加工精度，减少废品，可以扩大机床的工艺范围，改善操作的劳动条件。因此，夹具是机械制造的一项重要工艺装备。机床夹具是夹具中的一种，将其固定到机床上，可以使被加工件对刀具与机床保持正确的相对位置，并克服切削力的影响。使加工顺利进行。机床夹具分为通用夹具和专用夹具两种。本设计说明书的设计题目是：汽车变速箱体机械加工工艺及钻45孔夹具设计并分析夹具体受力。本说明书分为以下几部分：第一部分：零件的分析，第二部分：零件的工艺规程设计，第三部分：机械加工余量及工序尺寸，第四部分：夹具设计，绘制工程图，第五部分：夹具体受力分析。其中详尽列出了各个加

3、工工序，在每个加工工序中，又详细的列出了每个切削工时，都进行了精密的计算，对每个加工工序所需的机床进行合理的选择，且编写了机械加工工艺规程卡片单独装订成册。【关键词】机械工业；夹具；加工工艺AbstractThe mechanical industry has the broad domain，Specially in recent years the mechanical industry domain to the high accuracy, high grade, the high efficiency, the low cost direction is developing. Al

4、ong with mechanical industry development,Other various industry sector all was thinking the high depth makes great strides forward,The mechanical industry development is day by day important.In machine manufacture,Needs processing order, assembly working procedure and examination working procedure a

5、nd so on,Is using the massive jigs,May propose the labor efficiency,Increases the processing precision，May expand the engine bed the craft scope,Improvement operation work condition. Therefore,The jig is a machine manufacture important craft equipment.The engine bed jig is in the jig one kind,Fixes

6、it to the engine bed on,May cause by the job maintains to the cutting tool and the engine bed the correct relative position, And overcomes the cutting force the influence. Causes the processing to carry on smoothly.The engine bed jig divides into the general jig and the unit clamp two kinds. This de

7、sign instruction booklet design topic is：The automobile gear box body machine-finishing craft and drills45 hole jig designs and analyzes the jig body stress.This instruction booklet divides into following several parts: First part:Components analysis, Second part:Components technological process des

8、ign,Third part:Machining allowance and working procedure size, Fourth part:Jig design,Plan engineering plat,Fifth part:Jig body stress analysis. The tree seed exhaustive row has listed each processing working procedure, In each processing working procedure,Also detailed has listed each cutting man-h

9、our,All has carried on the precise computation, The engine bed needs which to each processing working procedure carries on the reasonable choice,Also compiled Machine-finishing Technological process Card alone to bind the book.【Key words】Mechanical industry；Jig；Processing craft目 录 前言.第1章 零件的设计11.1 零

10、件的作用11.2 零件的工艺分析11.2.1 平面加工11.2.2 孔的加工1第2章 工艺规程的设计32.1 确定毛坯制造形式32.1.1 零件材料的选择32.1.2 确定生产类型的依据32.2 基面的选择32.2.1 粗基准选择原则32.2.2 精基准的选择原则42.3 零件各加工表面顺序安排42.3.1 主要表面与次要表面的加工顺序安排原则42.3.2 热处理工序的安排42.3.3 辅助工序的安排42.3.4 检验工序的安排42.4 工艺路线的拟定52.4.1 工艺方案一：52.4.2 工艺路线二：52.4.3 工艺方案的比较和分析：6第3章 机械加工余量，工序及毛坯尺寸的确定83.1 毛

11、坯余量与工序余量的确定83.1.1 平面加工83.1.2 孔加工93.2 切削用量的选择103.2.1 粗加工切削用量的选择原则103.2.2 精加工时切削用量的选择原则103.2.3 工时定额的确定（单件时间定额）113.2.4 用查表法确定余用计算方法相结合而得到的切削用量， 并计算切削力，作为以后核算夹具之用11第4章 夹具设计154.1 设计要求154.2 方案设计154.2.1 设计方案的拟定必须遵循下列原则154.2.2 本工序的特点154.3 定位机构的设计及误差分析154.3.1 确定定位元件，计算定位误差154.3.2 定位销的选择184.3.3 定位误差的分析与计算184.

12、4 夹紧机构的设计及夹紧力的计算194.5 加紧元件的强度校核22总结23参考文献24辞谢25前 言机床夹具是机械制造过程中最常用的一种工艺装备。在机械制造过程中，它装在机床上，使工件相对刀具与机床保待正确的位置，并能承受切削力。机床夹具的主要作用是保证加工精度、提高劳动生产率、扩大机床的使用范围和保证生产安全，因此，机床夹具在机械制造中占有很重要的地位。随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度，对夹具的制造精度要求更高。高精度夹具的定位孔距精度高达5m，夹具支承面的垂直度达到0.01mm/300mm，平行度高达0.01mm/500mm。德国demmeler(戴美乐)公司制造的4

13、m长、2m宽的孔系列焊接夹具平台，其等高误差为0.03mm；精密平口钳的平行度和垂直度在5m以内；夹具重复安装的定位精度高达5m；瑞士EROWA柔性夹具的重复定位精度高达25m。机床夹具的精度已提高到微米级，世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然，为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。 篇毕业设计（论文）题目是变速箱体工艺及车削45孔夹具设计。机械制造中，需要的加工顺序、装配工序及检验工序等，使用着大量的夹具，可以提劳动效率，提高加工精度，减少废品，可以扩大机床的工艺范围，改善操作的劳动条件。一个国家数控机床的拥有量（相对值），标志着这个国家

14、机械制造业的现代化程度。数控铣床和加工中心因其特有的加工方式及其加工范围广在数控机床中占有重大的比例，因此研究数控机床夹具的设计具有重大意义。III第1章 零件的设计1.1 零件的作用给定的题目是汽车的变速箱体，其主要作用是在箱盖的三个20H7孔中安装拨叉轴，以便于变速箱体中的齿轮配合变速，使汽车获得前进后退的各级速度。另一垂直合面的35H8的孔用来安装操纵杆，控制拨叉的滑动，此外还有连接箱体和箱盖的十个10的孔，以及两个定位工艺销孔。1.2 零件的工艺分析由零件图可知，此变速箱的加工可以分为两部分。1.2.1 平面加工其中包括余箱体的结合面，安装操纵杆的28H8的孔的端面，以及锁定箱盖的加工

15、表面，还有安装拨叉轴的孔的小平面，总的来说，零件所需加工的平面不多，位置精度要求不太高。1.2.2 孔的加工该零件的孔加工较多，而且要求较高，其中大部分是以接合面为基础，采用一面两孔定位方式，这些孔包括垂直于接合面的两个12H8工艺定位销孔，十个10H8的通孔，一个35H7的操纵杆孔，两个侧面孔M14、M16,以及四个拨叉轴孔，以及45H7孔一个。由以上分析可知，对这两部分的加工而言，我们可以先进行平面加工，然后进行孔的加工，加工孔时使用一面两孔的定位方式，采用专用夹具，并且保证他们的尺寸精度要求。零件如图1-1所示：图1-1 零件侧视图第2章 工艺规程的设计2.1 确定毛坯制造形式2.1.1

16、 零件材料的选择考虑到变速箱盖在工作过程中并不承受较大的交变及冲击性载荷，选用灰口铸铁铸造毛坯件。2.1.2 确定生产类型的依据Np =N * n * (1+2%+b%)生产纲领其中：Np零件的生产纲领（件/年） N产品的年生产量（台/年） A%备用品率B%废品率 N每台机械生产中该零件的数量所以 Np =2000*1*(1+4%+1%)=2010 （件/年）由于零件结构不是很复杂，毛坯质量小于100公斤，年产量在500到5000件内，零件属于轻型，中批量生产，考虑到现有条件和技术水平，采用砂型铸造是较合适的。2.2 基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要的工作之一，基面选择的正确与合理，

17、可以使加工量得到保证，生产率得以提高，否则，不但使加工工艺过程中问题百出，甚至还会造成零件大批报废，使生产无法正常运行。2.2.1 粗基准选择原则(1)如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面的位置要求，则应以不加工表面作为粗基准，如在工件上有很多不加工表面。则应有与其中的加工表面的位置精度要求较高的表面作粗基准。(2)如果必须首先保证工件某重要表面的余量均匀，应选择该表面作粗基准。(3)选作粗基准的表面应平整，没有浇口或飞边等缺陷，以便定位可靠。(4)粗基准只能用一次，以免产生较大的的位置误差。根据以上原则，本零件选取高为12 mm的台作为粗基准。2.2.2 精基准的选择原则(1)用公用基

18、准作为精基准，以消除不重合误差，即“基准重合原则。(2)尽可能使各个工序的定位都采用同一基准，即“基准统一”。(3)当精加工或光整加工工序要求余量小而无效均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即“自为基准”原则。(4)为了获得均匀的加工余量或较高的位置精度，遵循“互为基准”原则。(5)精基准的选择，尤其是主要定位面，应有足够大的面积和精度，以保证定为基准可靠。同时还应使夹紧机构简单，操作方便。即“便于装夹”原则。2.3 零件各加工表面顺序安排制定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，再生产纲领已确定为称其生产的条件下，可以采用万能机床配以专用夹具

19、，并尽量使工序集中来提高生产率，出此外还应当考虑经济效果，以便使生产成本下降。2.3.1 主要表面与次要表面的加工顺序安排原则(1)基准先行。(2)主要表面的粗精加工要分开，以消除切削力带来的变形。(3)次要表面的加工，经可能在同一次装夹中加工，以减少装夹次数，节省辅助时间，提高个表面的相对位置精度。2.3.2 热处理工序的安排(1) 退火安排在机械加工之前。2.3.3 辅助工序的安排(1)划线工序安排在机械加工之前(2)清洗工序紧接在光整加工之后(3)油漆工序安排在机械加工之前，热处理之后2.3.4 检验工序的安排(1)粗加工全部结束后，精加工之前。(2)零件从一车间到另一个车之前。(3)重

20、要工序之前后。(4)零件全部加工结束之后。2.4 工艺路线的拟定此零件为成批生产，可采用专用夹具使工序集中，以提高生产效率，由于变速该需要加工的平面较少，且要求不高，而孔的加工比较复杂，所以在制定工艺路线是，先考虑加工平面，然后再采用专用夹具进行孔加工。下面列出两个工艺路线方案，进行分析、比较。2.4.1 工艺方案一：铣上平面铣下平面钻12定位销孔，插入插销，加工另一定位销孔，插入插销。划线粗铣两端面粗铣两侧面精铣两端面精铣两侧面粗镗孔精镗孔铣小侧面粗锪平面锪平面，导角钻孔，绞孔攻螺纹（上平面）攻螺纹（侧面）攻螺纹（侧面）钻绞孔攻螺纹（端面）钻绞孔，攻螺纹，锪平（端面）2.4.2 工艺路线二：

21、铣上平面铣结合面钻绞孔，钻孔，攻螺纹（上下平面）划线粗铣两端面粗铣两侧面精铣两小端面精铣两端面精铣两侧面精铣两小侧面粗锪平面粗镗孔精镗孔锪平面导角钻扩绞孔（侧面）攻螺纹（侧面）攻螺纹（侧面）钻绞孔攻螺纹（端面）钻绞孔攻螺纹（端面）2.4.3 工艺方案的比较和分析：所给的零件的平面加工精度要求不高，而且属于箱体类零件。可选用铣削或刨削。为了提高生产率。我们在平面加工中选用铣削。零件中孔的直径均小于30 mm，而且题目所要求本载体零件为成批生产。故零件上的孔不预先铸处。加工顺序应按照：先粗加工，后精加工；先主要表面，后次要表面；先基准面，后其他平面；先加工平面，后加工孔的原则确定。由于结合面的孔比

22、较复杂，而且尺寸精度和位置精度要求高，所以应先考虑加工结合面孔，后加工所定销盖孔。反之，如先加工锁定销盖孔。其钻模上的零件可能影响到定位销孔的加工。进而影响到其他各个孔的加工。所以，应尽量先加工结合面孔，在加工锁定销盖孔。由于在孔的加工中采用了专用钻模，所以可将结合面上的孔的加工归于一道工序。将加工过程系统化，最后确定加工方案如下：(1)铸造毛坯(2)铣接合面，以高为13 mm的凸台为粗基准，选取用X53T铣床。3.2 加工路线：粗铣半精铣(3)铣锁定销盖平面，以接合面为精基准，机床同上, 12.5 m加工路线：粗铣半精铣(4)钻台面，粗基准选用12 mm凸台，机床同上，12.5 加工路线：粗

23、铣一次完成(5)钻绞定位销孔12H8，采用专用夹具，选用Z35摇臂钻床 3.2 M加工路线：钻铰一个12孔，插入插销，在钻铰另一个孔12H8孔。(6)钻扩铰接合孔，采用专用夹具，选用Z35摇臂钻床，以结合和两定位销孔定位，以下同：钻10个10孔，12.5 m钻两个螺纹底孔加工35孔3.2 M加工路线：钻扩 铰(7)钻扩铰拨叉轴孔，采用专用夹具，机床同上，定位方式同上。加工三个拨叉孔3.2 m加工路线：钻扩铰(8)钻螺纹底孔163.2 m 加工路线：钻扩铰(9)锪孔3.2 m锪10个10孔。锪8孔。(10)换一专用夹具加工锁定销盖孔，一面两面三刀孔定位，下同。加工18H8孔24孔，3.2 m加工

24、路线：钻扩铰18H8孔，扩24孔。钻螺纹底孔12，回转钻具90加工孔10.2 3.2 m加工路线：钻10.2孔扩铰至12孔(11)检查(12)压套(13)铰孔22H8(14)检查(15)攻丝，由钳工磨第3章 机械加工余量，工序及毛坯尺寸的确定3.1 毛坯余量与工序余量的确定方法：经验估计法查表法分析计算法这里采用查表法，为了防止余量不够而产生废品，在查表所得的数量上稍大一些。此零件材料为HT115-33,硬度为HB210,生产类型为成批生产，采用砂型铸造，2级精度。根据以上原始材料及加工工艺要求，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：3.1.1 平面加工(1)结合面：最大加

25、工尺寸411 mm半精加工余量：Z2=1 mm 粗加工余量：Z1=2 mm毛坯余量：Z=1+2=3.0 mm计算个工序尺寸：半精加工后应达到零件图尺要求，古板精加工后尺寸应为图纸的尺寸，即 H=12 mm粗铣后尺寸：H1=12+1=13 mm毛坯尺寸：H2=12+3.0=15.0 mm(2)锁定销盖平面：最大加工尺寸25 mm半精加工余量：Z2=0.7 mm粗加工余量：Z1=1 mm毛坯尺寸：H2=0.7+1=1.7 mm半精铣加工尺寸：H=25+0.7=25.7 mm粗铣加工余量：H=20+1.7=21.7 mm(3)箱盖上端面：最大加工尺寸32 mm半精铣加工余量：Z2=0.7 mm粗加工

26、余量：Z1=1 mm毛坯尺寸：H2=0.7+1=1.7 mm半精铣加工尺寸：H=32+0.7=32.7 mm粗铣加工余量：H=32+1.7=33.7 mm(4)操纵杆孔端面：最大加工尺寸65 mm半精铣加工余量：Z2=0.7 mm粗加工余量：Z1=1.5 mm毛坯尺寸：H2=0.7+1.5=2.2 mm半精铣加工尺寸：H=65+0.7=65.7 mm粗铣加工余量：H=65+2.2=67.2 mm(5)左侧面端面：最大加工尺寸50 mm半精铣加工余量：Z2=0.7 mm粗加工余量：Z1=1.5 mm毛坯尺寸：H2=0.7+1.5=2.2 mm半精铣加工尺寸：H=50+0.7=50.7 mm粗铣加

27、工余量：H=50+2.2=52.2 mm3.1.2 孔加工本零件上的孔直径均小于50，成批生产，所以零件的孔不预先铸出。(1)12H8定位销孔钻至11.8 mm铰至12H8 Z=0.2 mm(2)钻10个10的固定箱体孔钻至9.8 mm铰至10H8(3)钻3个20H8和24的后绞孔先钻至18 mm铰至20H8钻至22.0 mm铰至24 mm要保证通孔的同轴度，在钻孔时要保证刀具不能颤动，保证同轴度。(4)钻M14孔先钻至11.8 mm攻螺纹至M14(5)钻18和钻螺纹M10钻至8 mm 攻螺纹至M10(6)攻螺纹M16(7)钻14的孔第一次钻至13.8 mm 后铰至14 mm(8)钻、扩、铰4

28、0的箱盖上端面孔先钻至25 mm 第二次钻至40 mm扩孔至38.75 mm精铰该孔至40H7 mm(9)铰16+0.01 0的孔钻至15 mm 铰至16+0.01 0 mm(10)钻三个11的孔和三个6的孔要保证3个11 mm的孔的轴线余20 mm的孔的轴线分别相交，位置度不大于0.05 mm(11)钻、攻螺纹孔18*1.5钻至17对孔进行攻螺纹至18*1.5(12)钻后桥上的端面的三个小螺纹孔M103.2 切削用量的选择正确的选择切削用量，对提高切削效率，保证必要的工具耐用度和经济性，保证加工质量，具有相当重要的作用。3.2.1 粗加工切削用量的选择原则粗加工时，加工精度与表面粗糙度要求不

29、高，毛坯余量较大。因此，选择粗加工切削用量时，要尽量保证较高的单位时间金属切除量（金属切除率）和必要的刀具耐用三要素（切削速度V、进给量F和切削深度p）中，提高任何一项，都能提高金属切削率。但是对刀具耐用度影响最大的是切削速度，其次是进给量。切削深度影响最小。所以，粗加工切削用量的选择原则是：首先考虑选择一个尽可能大的切削深度p，其次选择一个较大的进给量F，最后确定一个合适的切削速度V.3.2.2 精加工时切削用量的选择原则精加工时加工精度和表面质量要求比较高，加工余量要求小而均匀。因此，选取精加工切削用量时应着重考虑，如何保证加工质量，并在此前提下尽量提高生产率。所以，在精加工时，应选用较小

30、的切削深度p和进给量F，并在保证合理刀具耐用度的前提下，选取尽可能高的切削速度V，以保证加工质量和表面质量。3.2.3 工时定额的确定（单件时间定额） Td=Tj+Tfw+Tx+Tf (3-1)其中：Td单件时间Tj基本时间Tf辅助时间Tfw1工作地点技术时间Tfw2工作地点组织时间Tx休息及身体需要时间基本时间余辅助时间之和称之为工序时间，以Tg表示，即Tg=Ti+Tf工作地点技术要求服务时间和组织服务时间由时同成为工作地点服务时间，以Tw表示。由于后桥箱是成批生产零件，须对整个零件的时间定额计入准备结束时间TZ因此成批生产中加工一批零的总时间为：Tp=Td*P+Tz (3-2)其中：Tp加

31、工一批零件的时间定额 P一批中的零件数量Tz准备结束时间可查表得之因而单间总时间定额Th为： Th= Tp/p= Td+Tz/p (3-3)3.2.4 用查表法确定余用计算方法相结合而得到的切削用量， 并计算切削力，作为以后核算夹具之用车一个45的孔机床：卧式车床：C650(1)车44.2孔 刀具：TY5车刀 刀具材料：高速刚切削用量：1切削深度：P=19.8/2=9.9 mm2每齿进给量：F=0.3 mm/r3切削速度：V= 0.61 m/s机床主轴转速：Ns=1000 */dW=10000.61/3.1419.8=648 (r/min)根据机床说明书选取Ns=670 (r/min)实际的切

32、削速度V实=dWNS/1000=0.63 (m/s)切削工时： (3-4)l加工长度 毫米l1切入长度 毫米l2超出长度 毫米f工作台进给量n机床切削转速 轴向力:切削扭矩：切削功率：车44.8孔： (2)半精车44.8孔刀具：锥柄长杆麻花钻23.8450锥柄机用铰刀24450 刀具材料：高速刚切削用量：1切削深度：P=23.8/2=11.9 mm2每齿进给量：F=0.35 mm/r3切削速度：V= 0.54 m/s机床主轴转速：Ns=1000 */dW=10000.54/3.1423.8=433.5 (r/min)根据机床说明书选取Ns=670 (r/min)实际的切削速度V实=dWNS/1

33、000=0.83 (m/s)切削工时： (3-5)l加工长度毫米l1切入长度毫米l2超出长度毫米f工作台进给量n机床切削转速 轴向力:切削扭矩：切削功率：车44.8孔： 第4章 夹具设计在机械制造生产中根据加工工件的工艺要求，合理设计和使用机床时充分发挥机床的作用，保证产品质量，缩短辅助时间，提高劳动生产率，降低生产成本以及减轻劳动强度的重要手段。因此，加剧在机械制造行业中占有十分重要的地位。4.1 设计要求由设计任务书可知，此零件属于成批生产。为提高劳动生产率，减轻劳动强度，要求设计专用夹具。这里设计的夹具是为了加工方便。4.2 方案设计4.2.1 设计方案的拟定必须遵循下列原则(1)定位装

34、置要确保工件定位准确可靠，符合六点定位原则。(2)定位精度能保证工件加工精度要求。(3)夹具结构尽量简单操纵力尽量小而可靠，力争造价低。4.2.2 本工序的特点(1)需加工45H8的孔，其孔轴线之间的不平行度都有一定要求，需要得到保证。(2)加工箱体内的三个孔，使其尺寸和上个特点相同，并保证孔之间的同轴度，保证加工精度和位置精度。上述特点在夹具设计中应给予足够的重视。夹具体设计的好坏关系到加工精度、加工效率、加工成本及工人的劳动强度。4.3 定位机构的设计及误差分析加工零件的位置精度取决于工件在机床或夹具中定位的准确性，所以夹具定为基准的选择，既要保证本身的定位精度，又要保证被加工零件的各种精

35、度要求。定位机构的设计是非常重要的。4.3.1 确定定位元件，计算定位误差由于定位方案定位一面两销定位，一两个圆柱销作为定位元件，则会产生重复定位现象，即一销套上工件孔以后，另一个销很难同时套上。为了避免这种定位干涉，补偿工件两定位孔直径和中心距误差及夹距两定位销直径和中心距误差。夹具两定位销采用一圆柱销，另一销在连心线的垂直方向削去两边，即削边销。(1)圆柱销最大的直径 其中基准孔最小直径公差取配合取为 由表中查的 的基本偏差为图4-1(2)确定定位销中心具基本尺寸及偏差由其中工件孔间距离 (4-1)其中工件孔间距离误差 取选取削边销宽度b和BB= b=4mm(3)补偿距离：由公式 （mm）

36、 (4-2)其中式中：夹具圆柱销与其配合的工件定位孔间的最小间隙（mm）由零件圆柱孔销的尺寸为(4)削边销圆弧部分与其相配合得工件定位孔的最小间隙式中与削边销相配合的工件定位孔的最小直径（mm）(5)销的最大直径： 公差取为 (6)转角误差：由于定位孔和定位销作上下销移接触，造成工件两定位孔连心线相对夹具上量定位销连心线发生偏移，产生最大转角误差，可按下式计算： (4-3)其中：夹具圆柱销与其配合的工件定位孔间的最大间隙 (mm)夹具体削边销与其配合的工件定位孔间的最大间距 (mm) (7)基准定位误差：这一误差取决于定位孔和圆柱销之间的最大间隙，工件在平面内任何方向上的基准位移误差为： (4

37、-4)式中：为工件孔直径的公差 ：为圆柱销直径的公差 ：为圆柱销与工件孔最小间隙 4.3.2 定位销的选择由于零件为成批生产，为保证定位精度，所以需定期检查定位销的磨损情况，及时更换定位销，以利于准确定位，所以选择可换定位销和可换削边销。该销通过螺纹与其导向销相连，以便更换。4.3.3 定位误差的分析与计算图4-2在使用夹具安装工件并按调整法加工一批工件时，由于工件在夹具中定位所产生的定位误差。必然要反映到工件的加工精度上，因此在设计夹具定位机构时，应对定位误差加以控制，使其不超过允许的范围，一般情况下，工件的定位误差与工件上相应公差的关系为：产生定位误差的原因有以下两个方面：一是定位基准与工

38、序基准不重合，产生基准不重合误差，用符号表示;另一主要误差是由工件的定位基面与定位元件的工作表面的制造误差及配合的最小间隙的存在，引起定位基准产生位移，即基准位移误差，用符号来表示。对工序尺寸：33 (4-5)其中式中：工件孔直径的公差 圆柱销直径公差 圆柱销与工件孔最小间隙 由以上计算可知：根据图中计算可知： 合格，所以对钻孔为制度误差要求，可根据定位误差小于其零件公差的而确定。4.4 夹紧机构的设计及夹紧力的计算零件加工过程中所受的夹紧力不大，并且根据零件的形状，在夹具中安装位置及保证加工的正常进行，可确定夹紧力的位置为了节约辅助时间，减轻工人的劳动强度，便于制造和安装，本夹具体采用固定支

39、板，用螺母、螺杆、弹簧和气动夹紧机构相互配合夹紧零件。下面对机械夹紧、液压夹紧和气动夹紧三种夹紧方式比较：夹紧方式比较项 目气动夹紧液压夹紧机械夹紧操作力稍大大较大操作速度大稍小小负荷变化的影响特别大很少有几乎没有准确性不好 稍好良好构 造简单稍好一般配 管稍复杂复杂一般温 度一般一般一般腐蚀性一般一般一般振 动不怕振动不怕振动一般维 护简单要求较高简单讯号变换易易 易远距离操作易易 难动力源发生故障（1）（2）停止无级调速稍好良好较难速度调节易易较难价 格一般稍贵一般环 境一般一般一般表4-1(1)消耗系统内残余能量后动作停止。(2)有蓄能器时可继续动作。由以上表格相互比较，并根据所涉及零件

40、夹具的结构，及对加工人员的方便程度，便于装卸，所以夹紧机构采用气动夹紧。考虑到夹紧可靠应选择合适的加紧部位。从零件图上可以看出，在零件的上个边缘表面上夹紧比较合适。由于计算切削力的主要目的是确定夹紧力，然后依据夹紧力确定夹紧方式及夹紧机构。因为该工序攻加工三个通孔，由于加工孔时，切削力的大小主要取决于孔的直径，所以计算夹紧力主要一部分是切削力。加工三个变速轴孔时打孔的力比较大。所以夹紧力只需依次而定。由此前计算可知，最大切削力出现在加工45孔时，另外，夹具体要回转90加工44.8孔及扩45孔。他们的切削力为：加工45孔时，切削力：F=21656.7(N)切削扭矩：M=177.2(N.m)切削功

41、率：P=1.95(KW)钻扩加工45的孔时：切削力：F=3162.4(N) 切削扭矩：M=30.8(N.m) 切削功率：夹紧力的计算:本夹具采用的是钩型压板，可以在水平方向上回转，以便于零件的装夹。加工45孔时，四个螺杆所需的预紧力为： (4-6)其中：接合面摩擦稀疏，取=0.13 螺杆数目 转距（这里） 第I个螺栓的轴线到螺栓组对称中心的距离（这里相等，均为） 防滑系数，取=1.2 实际预紧力： K为安全系数其中：一般安全系数，考虑到增加夹紧的可靠性和因工件材料性质及余量不均匀等引起的切削力的变化。一般取：加工性质系数，粗加工取。精加工取 ：刀具钝化系数，考虑刀具磨损钝化后，切削力增加。一般

42、取 取：断续切削系数，断续切削时取。连续切削时，取 由于工件要翻转90切削加工44.8孔及45孔，此时4个螺栓受到一倾覆力矩，此时所需的预紧力为： (4-7)其中：安全系数，取2 摩擦系数。取 L、H、l单位为mm.比较上面的计算，夹紧力为：4.5 加紧元件的强度校核分析夹具体中各零件的受力情况，可知连接上下压板的螺栓畏罪薄弱环节。受力分析：当压紧工件时，螺栓除受夹紧力Q作用产生拉应力外，还受转矩T的扭转而产生扭转剪应力的作用。拉伸应力：扭转剪应力：由第四强度理论，可知螺栓预紧状态下的计算应力：千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。“结论”以前的所有正文内容都要编写在此行之前。-26-总结

43、我曾经以为时间是一个不快不慢的东西,但现在我感到时间过的是多么的飞快,三年了,感觉就在一眨眼之间结束了我的大学生涯。毕业就是把理论知识运用到实践中去，毕业设计就是结合实践而制作的理论知识指导书，这也是我们走向社会的一个转折，生命的另一个启程，毕业设计历经两个月,我学会了很多，也成长了不少。本次设计是大学四年生活的最后的一个重要环节，使我对四年中所学的知识有了进一步的理解，也巩固和补充了所学到的东西，起到了一个查漏补缺的作用，是对大学四年学习知识的综合运用，这也是走上工作岗位前的一次有益的锻炼。在这次设计过程中，我对我自己所学的知识有了更深的了解，特别时通过多次到图书馆查阅相关资料，使我学到了更

44、多工艺方面和夹具设计方面的知识。也正是通过这次设计，我体会到了作为一个设计者的艰辛，在设计时应综合考虑各方面的因素，既要充分满足要求，又要考虑到经济性，以及如何正确的安排工艺路线，做到生产效率高，加工费用低。通过这次设计，使我进一步提高了使用资料的能力。脚踏实地，认真严谨，实事求是的学习态度，不怕困难、坚持不懈、吃苦耐劳的精神是我在这次设计中最大的收益。我想这是一次意志的磨练，是对我实际能力的一次提升，也会对我未来的学习和工作有很大的帮助。 由于自己水平有限，缺少设计经验，在设计中存在错误之处在所难免，请各位老师给予批评、指正。 参考文献1 王启平.机械制造工艺学.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社

45、，1998.52 王绍俊.机械制造工艺设计手册.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1995.23 东北重型机械学院 洛阳工学院 第一汽车制造厂职工大学.机床夹具设计手册.上海：上海科学技术出版社，20054 浦林祥.金属切削机床夹具设计手册.（第二版）.北京：机械工业出版社，1997.5 5 东北工学院机械教研室.机械零件设计手册.北京：冶金工业出版社，2001.66 赵家齐.机械制造工艺学课程设计指导书.北京：机械工业出版社，1994.67 黄克孚、王光逵.机械制造工程学.北京：机械工业出版社，1992.5 8 濮良贵.机械设计.北京：高等教育出版社，1996.39 吕周堂、陈晓光.互换性与技术

46、基础.北京：中国科学技术出版社，1994.810 石光源等.机械制图.北京：高等教育出版社，1997.711 张耀辰.机械加工工艺设计实用手册.北京：航空工业出版社，1999.912金属机械加工工艺人员手册增订组.金属机械加工工艺人员手册.上海：上海科学技术出版社，1996.713 南京市机械研究所.金属切削机床夹具图册.（下册 专用夹具）. 北京： 机械工业出版社，1998.914 张世昌李旦.机械制造技术基础.北京：高等教育出版社，200915 刘鸿义.材料力学.北京：高等教育出版社，2003.416 孟少农主编.机械加工工艺手册.北京机械工业出版社，2006辞谢本设计在刘良文老师的悉心指

47、导和严格要求下业已完成，从课题选择、方案论证到具体设计和调试，无不凝聚着各位老师的心血和汗水，在学校学习和生活期间，也始终感受着各位老师的精心指导和无私的关怀，我受益匪浅。在此向刘老师表示深深的感谢和崇高的敬意。 不积跬步何以至千里，本设计能够顺利的完成，也归功于各位任课老师的认真负责，使我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现。正是有了他们的悉心帮助和支持，才使我的毕业论文工作顺利完成，在此向全体老师表示由衷的谢意。感谢他们四年来的辛勤栽培。课程设计，我想是我大学里、也是我学生时代中的最后的作业了，这次作业，也是我完成最认真、投入心血最大的一次作业。设计的顺利完成，离不开老师的悉心指导和严格要求，谢谢各位老师！四年来，在学校和各位老师孜孜不倦的教诲和无微不至的关怀下，我拥有了更加成熟的思想和更加豁达的心胸，也学到了可以独立于社会的一技之长和永不停息的终身学习理念。在此，向各位老师表示诚挚的感谢和崇高的敬意.