（毕业设计全套）汽车变速箱加工工艺及夹具设计（打包下载）

其中加工工艺孔的夹具将用于组合钻床，刀具分别为两把麻花钻扩孔钻铰刀对工件上的两个工艺孔同时进行加工。

铣端面夹具将用于组合铣床，刀具为两把硬质合金端铣刀对变速箱箱体的前后两个端面同时进行加工。

.加工工艺孔夹具设计本夹具主要用来钻扩铰两个工艺孔。

这两个工艺孔均有尺寸精度要求为，表面粗糙度要求，表面粗糙度为，与顶面垂直。

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。

本到工序为汽车变速箱体加工的第二道工序，加工到本道工序时只完成了顶面的粗精铣。

因此再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。

定位基准的选择由零件图可知，两工艺孔位于零件顶面上，其有尺寸精度要求和表面粗糙度要求并应与顶面垂直。

为了保证所钻铰的孔与顶面垂直并保证两工艺孔能在后续的孔系加工工序中使各重要支承孔的加工余量均匀。

根据基准重合基准统原则。

在选择两工艺孔的加工定位基准时，应尽量选择上道工序即粗精铣顶面工序的定位基准，以及设计基准作为其定位基准。

因此加工工艺孔的定位基准应选择顶面作为主要定位基面以限制工件的三个自由度，以两个同轴的主要支承孔限制工件的两个自由度，在用工件的个端面作为辅助定位限制工件的另个自由度。

为了提高加工效率，根据工序要求用两把刀具对两个工艺孔同时进行加工。

同时为了缩短辅助时间，准备采用气动夹紧方式夹紧。

切削力的计算与夹紧力分析由于本道工序主要完成工艺孔的钻扩铰加工，而钻削力远远大于扩和铰的切削力。

因此切削力应以钻削力为准。

由切削手册得钻削力钻削力矩式中当用两把刀具同时钻削时本道工序加工工艺孔时，工件变速箱箱体放在两形块上。

依靠上面的活动钻模板下降夹紧工件，夹紧力方向与钻削力方向相同。

因此进行夹紧立计算无太大意义。

只需连接两形块的杠杆及固定杠杆的销钉强度刚度适当即能满足加工要求。

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两短锥销活柱钻模板。

两短锥销分别在单活塞回转式气缸的活塞及心轴推动下进入工件支承孔中，从水平方向夹紧工件。

但工件仍可绕气缸心轴中心转动。

活柱钻模板由气缸带动下降夹紧工件。

单活塞回转气缸结构图如下缸体活塞杆垫片密封圈活塞垫圈密封圈导气轴导气套止推轴承油环滚针轴承压盖管接头其主要结构参数如下公斤力公称尺寸公差.钻套衬套钻模板及夹具体设计工艺孔的加工需钻扩铰三次切削才能满足加工要求。

故选用快换钻套其结构如下图所示以减少更换钻套的辅助时间。

根据工艺要求工艺孔分钻扩铰三个工步完成加工。

即先用的麻花钻钻孔，根据的规定钻头上偏差为零，故钻套孔径为即。

再用标准扩孔钻扩孔，根据的规定扩孔钻的尺寸为，故钻套尺寸为即。

最后用的标准铰刀铰孔，根据的规定标准铰刀尺寸为故钻套孔径尺寸为。

图快换钻套铰工艺孔钻套结构参数如下表公称尺寸允差衬套选用固定衬套其结构如图所示其结构参数如下表公称尺寸允差公称尺寸允差钻模板选用悬挂式钻模板，在本夹具中选用的是气动滑柱式钻模板。

利用夹具体内安装气缸，使滑柱带动升降板上升或下降由于气缸始终作用故不需要自锁机构。

夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成个整体。

这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。

整个夹具的结构见夹具装配图所示。

夹具精度分析利用夹具在机床上加工时，机床夹具工件刀具等形成个封闭的加工系统。

它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系。

因此在夹具设计中，当结构方案确定后，应对所设计的夹具进行精度分析和误差计算。

由工序简图可知，本道工序由于工序基准与加工基准重合，又采用顶面为主要定位基面，故定位误差很小可以忽略不计。

本道工序加工中主要保证两工艺孔尺寸及位置度公差及表面粗糙度。

本道工序最后采用精铰加工，选用铰刀，直径为，并采用钻套，铰刀导套孔径为，外径为同轴度公差为。

固定衬套采用孔径为，同轴度公差为。

该工艺孔的位置度应用的是最大实体要求。

即要求各孔的实际轮廓受最大实体实效边界的控制即受直径为的理想圆柱面的控制。

各孔的体外作用尺寸不能小于最大实体实效尺寸。

当各孔的实际轮廓偏离其最大实体状态，即其直径偏离最大实体尺寸时可将偏离量补偿给位置度公差。

如各孔的实际轮廓处于最小实体状态即其实际直径为时，相对于最大实体尺寸的偏离量为，此时轴线的位置度误差可达到其最大值。

即孔的位置度公差最小值为。

工艺孔的尺寸，由选用的铰刀尺寸满足。

工艺孔的表面粗糙度，由本工序所选用的加工工步钻扩铰满足。

影响两工艺孔位置度的因素有如下图所示钻模板上两个装衬套孔的尺寸公差两衬套的同轴度公差衬套与钻套配合的最大间隙钻套的同轴度公差钻套与铰刀配合的最大间隙所以能满足加工要求。

夹具设计及操作的简要说明钻铰工艺孔的夹具如夹具装配图所示。

装卸工件时，将小车拉出到支架上，小车带有四个滚轮，可沿两条圆柱导轨灵活移动。

工件装上后卡在三个斜块中间。

将小车连同工件推入夹具中时，螺钉起限位作用。

小车由滑柱及弹簧支承，夹紧工件时，小车可以压缩弹簧而自动下降。

由于本工序在顶面钻铰孔，除了顶面已经加工以外，其余表面均尚未加工，为了保证所钻铰的孔与顶面垂直并保证两工艺孔能在后续的孔系加工工序中使各主要支承孔的加工余量均匀，所以钻铰孔工序的定位选择顶面作为主要定位基面以限制工件的三个自由度，以两个同轴的主要支承孔限制工件的两个自由度，再用工件端面限制个自由度。

本夹具采用活柱钻模板向下运动夹紧工件，钻模板装在四根滑柱和上，两根对角安装的滑柱与气缸活塞相连，滑柱下移时，既可夹紧工件，操作时，先接通气缸使气缸活塞及心轴推动两个短锥销进入工件孔中，从水平方向夹紧工件。

由于夹紧缸由弹簧支承并安装在滑柱上，当活柱钻模板下降夹紧工件时，锥销连同气缸可以和工件起下降。

心轴装在滚针轴承及推力轴承上，即使水平方向已夹紧工件，但工件仍可绕心轴的中心转动。

当滑柱下降时，钻模板工件也起下降并迫使小车下降，工件则压在两个浮动形块上，两浮动形块通过杠杆的转动而实现自位。

加工完后，滑柱升起，由弹簧将小车和工件托起，拉出小车即可卸下工件。

.粗铣前后端面夹具设计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，前后端面与工艺孔轴线分别有尺寸要求。

以及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。

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。

定位基准的选择在进行前后端面粗铣加工工序时，顶面已经精铣，两工艺孔已经加工出。

因此工件选用顶面与两工艺孔作为定位基面。

选择顶面作为定位基面限制了工件的三个自由度，而两工艺孔作为定位基面，分别限制了工件的个和两个自由度。

即两个工艺孔作为定位基面共限制了工件的三个自由度。

即面两孔定位。

工件以面两孔定位时，夹具上的定位元件是面两销。

其中面为支承板，两销为短圆柱销和削边销。

为了提高加工效率，现决定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准备采用气动夹紧。

定位元件的设计本工序选用的定位基准为面两孔定位，所以相应的夹具上的定位元件应是面两销。

因此进行定位元件的设计主要是对短圆柱销和短削边销进行设计。

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，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。

根据机床夹具设计手册削边销与圆柱销的设计计算过程如下确定两定位销中心距尺寸及其偏差确定圆柱销直径及其公差基准孔最小直径取所以圆柱销尺寸为削边销的宽度和由机床夹具设计手册削边销与基准孔的最小配合间隙其中基准孔最小直径圆柱销与基准孔的配合间隙削边销直径及其公差按定位销般经济制造精度，其直径公差带为，则削边销的定位圆柱部分定位直径尺寸为。

补偿值定位误差分析本夹具选用的定位元件为面两销定位。

其定位误差主要为移动时基准位移误差转角误差其中铣削力与夹紧力计算根据机械加工工艺手册可查得铣削力计算公式为圆周分力查表可得代入得查表可得铣削水平分力垂直分力轴向分力与圆周分力的比值为当用两把铣刀同时加工时铣削水平分力铣削加工产生的水平分力应由夹紧力产生的摩擦力平衡。

即计算出的理论夹紧力再乘以安全系数既为实际所需夹紧力即取定向键与对刀装置设计定向键安装在夹具底面的纵向槽中，般使用两个。

其距离尽可能布置的远些。

通过定向键与铣床工作台形槽的配合，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。

定向键可承受铣削时产生的扭转力矩，可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷，加强夹具在加工中的稳固性。

根据定向键结构如图所示夹具体槽形与螺钉根据形槽的宽度定向键的结构尺寸如下夹具体槽形尺寸公称尺寸允差允差公称尺寸允差对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置。

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，所以选用直角对刀块。

根据直角对到刀块的结构和尺寸如图所示塞尺选用平塞尺，其结构如图所示塞尺尺寸为公称尺寸允差夹紧装置及夹具体设计为了提高生产效率，缩短加工中的辅助时间。

因此夹紧装置采用气动夹紧装置。

工件在夹具上安装好后，气缸活塞带动压块从上往下移动夹紧工件。

根据所需要的夹紧力，来计算气缸缸筒内径。

气缸活塞杆推力其中压缩空气单位压力取公斤力效率取厘米取厘米因此气缸选用管接式法兰气缸，其结构如下图所示活塞杆前盖密封圈缸筒活塞后盖其主要结构参数如下表公称尺寸公差.公称尺寸孔数压块选用结构如图所示主要结构尺寸如下表夹具体的设计主要考虑零件的形状及将上述各主要元件联成个整体。

这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。

整个夹具的结构夹具装配图所示。

夹具设计及操作的简要说明本夹具用于汽车变速箱箱体前后端面的粗铣。

夹具的定位采用面两销，定位可靠，定位误差较小。

其夹紧采用的是气动夹紧，夹紧简单快速可靠。

有利于提高生产率。

工件用吊环在夹具体上安装好后，压块在气缸活塞的推动下向下移动夹紧工件。

当工件加工完成后，压块随即在气缸活塞的作用下松开工件，即可取下工件。

由于本夹具用于变速箱体端面的粗加工，对其进行精度分析无太大意义。

所以就略去对其的精度分析。

参考文献许晓旸，专用机床设备设计，重庆重庆大学出版社，。

孙已德，机床夹具图册，北京机械工业出版社，。

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