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XX大學(xué)
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）
解放汽車變速箱第一軸鉆孔和磨內(nèi)孔
夾具畢業(yè)設(shè)計論文
學(xué) 院 名 稱：
專 業(yè)：
班 級：
姓 名： 學(xué) 號
指 導(dǎo) 教 師： 職 稱
定稿日期： 年 月 日
摘 要
解放汽車變速箱第一軸是機(jī)器和部件的基礎(chǔ)零件，由它將機(jī)器和部件中許多零件連接成一個整體，并使之保持正確的相互位置，彼此能協(xié)調(diào)地運動。解放汽車變速箱第一軸類零件，其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，其上通常有一些尺寸精度和位置精度要求都比較高的定位銷孔，用作相關(guān)零件定位或在加工過程中定位，故機(jī)械加工勞動量相當(dāng)大，困難也相當(dāng)大，對工藝人員工藝、夾具設(shè)計提出很高要求。
保證零件加工質(zhì)量的前提下，提高了生產(chǎn)率，降低了生產(chǎn)成本，是國內(nèi)外現(xiàn)代機(jī)械加工工藝的主要發(fā)展方面方向之一。本文通過對解放汽車變速箱第一軸零件圖及結(jié)構(gòu)形式的分析基礎(chǔ)上，對解放汽車變速箱第一軸零件進(jìn)行工藝分析、工藝說明及加工過程的技術(shù)要求和精度分析。同時以解放汽車變速箱第一軸為例進(jìn)行工藝過程設(shè)計進(jìn)行專用夾具設(shè)計與精度和誤差分析，實踐證明，該工藝與夾具設(shè)計結(jié)果能應(yīng)用于生產(chǎn)要求。
關(guān)鍵詞：解放汽車變速箱第一軸，加工工藝，定位，夾具設(shè)計
21
目 錄
摘 要 II
目 錄 III
第1章 緒論 5
1.1 機(jī)械加工工藝概述 5
1.2 機(jī)械加工工藝的發(fā)展前景 6
第2章 解放汽車變速箱第一軸加工工藝分析 7
2.1 毛坯種類的確定 7
2.2毛坯的形狀及尺寸的確定 7
2.3毛坯的材料熱處理 8
第3章 定位基準(zhǔn)的選擇 8
3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 9
3.2 精基準(zhǔn)的選擇 9
第4章 夾具設(shè)計概述 11
4.1 機(jī)床夾具的概念 11
4.2 機(jī)床夾具的分類 11
4.3 機(jī)床夾具的作用 11
4.4 機(jī)床夾具設(shè)計過程 12
4.5 解放汽車變速箱第一軸夾具設(shè)計 12
4.6根據(jù)零件的加工精度及表面質(zhì)量要求，選擇機(jī)床的精度等級 12
4.7定位基準(zhǔn)及裝夾方式的確定 12
4.8 制定合理的加工方案 13
第5章 鉆徑向孔夾具夾具設(shè)計 14
5.1 問題的提出 14
5.2 夾具設(shè)計 14
5.3 切削力與夾緊力比較 15
5.4 夾具圖（見附圖） 15
5.5 操作說明 15
第6章 磨內(nèi)孔夾具設(shè)計 16
6.1 設(shè)計方案論證 16
6.2 切削力及夾緊力的計算 16
6.3 設(shè)計及操作的簡要說明 17
6.4 結(jié)構(gòu)分析 17
6.5 夾具的公差 17
6.6工序精度分析 18
6.6 本章總結(jié) 18
總 結(jié) 19
參考文獻(xiàn) 20
致 謝 21
第1章 緒論
1.1 機(jī)械加工工藝概述
機(jī)械加工工藝過程是指在生產(chǎn)過程中，直接改變原材料（或毛坯）形狀、尺寸和性能，使之變?yōu)槌善返倪^程。它是生產(chǎn)過程的主要部分。例如毛坯的鑄造、鍛造和焊接；改變材料性能的熱處理；零件的機(jī)械加工等，都屬于工藝過程。工藝過程又是由一個或若干個順序排列的工序組成的。
一、工序
工序是工藝過程的基本組成單位。所謂工序是指在一個工作地點，對一個或一組工件所連續(xù)完成的那部分工藝過程。構(gòu)成一個工序的主要特點是不改變加工對象、設(shè)備和操作者，而且工序的內(nèi)容是連續(xù)完成的。
二、生產(chǎn)類型
生產(chǎn)類型通常分為三類。
1．單件生產(chǎn) 單個地生產(chǎn)某個零件，很少重復(fù)地生產(chǎn)。
2．成批生產(chǎn) 成批地制造相同的零件的生產(chǎn)。
3．大量生產(chǎn) 當(dāng)產(chǎn)品的制造數(shù)量很大，大多數(shù)工作地點經(jīng)常是重復(fù)進(jìn)行一種零件的某一工序的生產(chǎn)。
擬定零件的工藝過程時，由于零件的生產(chǎn)類型不同，所采用的加方法、機(jī)床設(shè)備、工夾量具、毛坯及對工人的技術(shù)要求等，都有很大的不同。
三、加工余量
為了加工出合格的零件，必須從毛坯上切去的那層金屬的厚度，稱為加工余量。加工余量又可分為工序余量和總余量。某工序中需要切除的那層金屬厚度，稱為該工序的加工余量。從毛坯到成品總共需要切除的余量，稱為總余量，等于相應(yīng)表面各工序余量之和。
在工件上留加工余量的目的是為了切除上一道工序所留下來的加工誤差和表面缺陷，如鑄件表面冷硬層、氣孔、夾砂層，鍛件表面的氧化皮、脫碳層、表面裂紋，切削加工后的內(nèi)應(yīng)力層和表面粗糙度等。從而提高工件的精度和表面粗糙度。
加工余量的大小對加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率均有較大影響。加工余量過大，不僅增加了機(jī)械加工的勞動量，降低了生產(chǎn)率，而且增加了材料、工具和電力消耗，提高了加工成本。若加工余量過小，則既不能消除上道工序的各種缺陷和誤差，又不能補(bǔ)償本工序加工時的裝夾誤差，造成廢品。其選取原則是在保證質(zhì)量的前提下，使余量盡可能小。一般說來，越是精加工，工序余量越小。
四、基準(zhǔn)
機(jī)械零件是由若干個表面組成的，研究零件表面的相對關(guān)系，必須確定一個基準(zhǔn)，基準(zhǔn)是零件上用來確定其它點、線、面的位置所依據(jù)的點、線、面。根據(jù)基準(zhǔn)的不同功能，基準(zhǔn)可分為設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩類。
在零件圖上用以確定其它點、線、面位置的基準(zhǔn)，稱為設(shè)計基準(zhǔn)。2．工藝基準(zhǔn)
零件在加工和裝配過程中所使用的基準(zhǔn)，稱為工藝基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)按用途不同又分為裝配基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)及定位基準(zhǔn)。
五、擬定工藝路線的一般原則
機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定，大體可分為兩個步驟。首先是擬定零件加工的工藝路線，然后再確定每一道工序的工序尺寸、所用設(shè)備和工藝裝備以及切削規(guī)范、工時定額等。這兩個步驟是互相聯(lián)系的，應(yīng)進(jìn)行綜合分析。
工藝路線的擬定是制定工藝過程的總體布局，主要任務(wù)是選擇各個表面的加工方法，確定各個表面的加工順序，以及整個工藝過程中工序數(shù)目的多少等。
1.2 機(jī)械加工工藝的發(fā)展前景
機(jī)械制造是國民經(jīng)濟(jì)各部門科技進(jìn)步的基礎(chǔ)。在現(xiàn)代條件下機(jī)械制造的發(fā)展方向是開發(fā)工藝可行性廣、能保證各種原料消耗最少、可靠性和自動化精度高的新一代的技術(shù)。機(jī)械制造工藝及其實現(xiàn)組織形成的發(fā)展趨勢，在很大程度上取決于機(jī)器結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向和它的技術(shù)使用特征。機(jī)器制造中的科技進(jìn)步將促進(jìn)以計算機(jī)和生產(chǎn)全盤自動化為基礎(chǔ)的工序少和能節(jié)約資源的工藝的建立和推廣。
機(jī)器制造工藝和組織的遠(yuǎn)景發(fā)展的概念是考慮在集管理、信息和技術(shù)為體的基礎(chǔ)上建立全盤自動化工廠，將最終產(chǎn)品的各個加工階段連接起來。這時， 在科技發(fā)展現(xiàn)階段的自動化工廠將不是無人企業(yè)。由人服務(wù)和管理的體系和機(jī)器會發(fā)揮作用。新的智能型和集成型的生產(chǎn)手段與高度熟練的工作人員相結(jié)合，將在市場需求變化的條件下創(chuàng)造出滿足技術(shù)和社會經(jīng)濟(jì)需求的先決條件。
在先進(jìn)的發(fā)達(dá)國家中，毛坯生產(chǎn)的發(fā)展趨勢表明今后毛坯生產(chǎn)決定性的發(fā)展方向是力圖在經(jīng)濟(jì)合理的范圍內(nèi)，使毛坯接近成品零件的尺寸形狀。這可降低金屬消耗量，減少加工余量和毛坯及鐵屑的運輸費用。 這樣，最終會提高生產(chǎn)率，降低零件的加工成本。對于毛坯生產(chǎn)，其特點主要是擴(kuò)大新的先進(jìn)的節(jié)約資源的工藝過程應(yīng)用領(lǐng)域。采用電子技術(shù)管理切削加工過程， 提高了對毛坯質(zhì)量和精度的要求。這將使其加工工藝得到必要的完善，在不久的將來，，精密金屬模鑄造和壓力鑄造將取代沙型鑄造。有發(fā)展前途的制取毛壞的方法將會得到發(fā)展，其中包括等靜壓法、金屬的壓力噴射成型擠壓、清密沖壓、預(yù)熱推擠方法等。金屬切削加工將被比較經(jīng)濟(jì)的制取零件的方法， 如冷推擠所取代。但由于所用設(shè)備昂貴，金屬切削機(jī)床上的加工工藝的發(fā)展前景在很大程度上與擴(kuò)大有效采用現(xiàn)有工藝方法的范圍緊密相關(guān)。
第2章 解放汽車變速箱第一軸加工工藝分析
2.1 毛坯種類的確定
常用毛坯種類有：鑄件、鍛件、焊件、沖壓件。各種型材和工程塑料件等。在確定毛坯時，一般要綜合考慮以下幾個因素：
（1）依據(jù)零件的材料及機(jī)械性能要求確定毛坯。例如，零件材料為鑄鐵，須用鑄造毛坯；強(qiáng)度要求高而形狀不太復(fù)雜的鋼制品零件一般采用鍛件。
（2）依據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀和外形尺寸確定毛坯，例如結(jié)構(gòu)比較的零件采用鑄件比鍛件合理；結(jié)構(gòu)簡單的零件宜選用型材，鍛件；大型軸類零件一般都采用鍛件。
（3）依據(jù)生產(chǎn)類型確定毛坯。大批大量生產(chǎn)中，應(yīng)選用制造精度與生產(chǎn)率都比較高的毛坯制造方法。例如模鍛、壓力鑄造等。單件小批生產(chǎn)則采用設(shè)備簡單甚至用手工的毛坯制造方法，例如手工木模砂型鑄造。
（4）確定毛坯時既要考慮毛坯車間現(xiàn)有生產(chǎn)能力又要充分注意采用新工藝、新技術(shù)、新材料的可能性。
本課題中以解放汽車變速箱第一軸為工藝及夾具設(shè)計對象，因其是大批量的生產(chǎn)，材料為20Mn2TiB用鍛造件成型。
2.2毛坯的形狀及尺寸的確定
毛坯的尺寸等于零件的尺寸加上（對于外型尺寸）或減去（對內(nèi)腔尺寸）加工余量。毛坯的形狀盡可能與零件相適應(yīng)。在確定，毛坯的形狀時，為了方便加工，有時還要考慮下列問題：
（1）為了裝夾穩(wěn)定、加工方便，對于形狀不易裝夾穩(wěn)固或不易加工的零件要考慮增加工藝搭子。
（2）為了提高機(jī)械加工的生產(chǎn)率，有些小零件可以做成一坯多件。
（3）有些形狀比較特殊，單純加工比較困難的零件可以考慮將兩個甚至數(shù)個合制成一個毛坯。例如連桿與連桿蓋在一起模鍛，待加工到一定程度再切割分開。
在確定毛坯時，要考慮經(jīng)濟(jì)性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。
在毛坯的種類形狀及尺寸確定后，必要時可據(jù)此繪出毛坯圖。
2.3毛坯的材料熱處理
解放汽車變速箱第一軸的毛坯大部分采用整體鍛造件。當(dāng)零件尺寸和重量很大無法采用整體鑄件（受鍛造能力的限制）時，可以采用焊接結(jié)構(gòu)件，它是由多塊金屬經(jīng)粗加工后用焊接的方法連成一整體毛坯。焊接結(jié)構(gòu)有鍛造—焊、鍛造—煅—焊、鍛造—焊等。采用焊接結(jié)構(gòu)可以用小的鍛造設(shè)備制造出大型毛坯，解決鍛造生產(chǎn)能力不足的問題。焊前對各種組合件進(jìn)行粗加工，可以部分地減輕大型機(jī)床的負(fù)荷。
毛坯未進(jìn)入機(jī)械加工車間之前，為不消除毛坯的內(nèi)應(yīng)力，對毛坯應(yīng)進(jìn)行人工實效處理，對某些大型的毛坯和易變形的零件粗加工后要再進(jìn)行時效處理。
毛坯鍛造時，應(yīng)防止氣孔、縮孔、非金屬夾雜物等缺陷出現(xiàn)。特別是主要加工面要求更高。重要的解放汽車變速箱第一軸毛坯還應(yīng)該達(dá)到規(guī)定的化學(xué)成分和機(jī)械性能要求。
第3章 定位基準(zhǔn)的選擇
在制定工藝過程時，選擇定位基準(zhǔn)的主要目的是為了保證加工表面的位置精度。因此選擇定位基準(zhǔn)的總原則應(yīng)該是從有較高位置精度要求的表面中進(jìn)行選擇。定位基準(zhǔn)的選擇包括粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)的選擇。
3.1 粗基準(zhǔn)的選擇
選擇粗基準(zhǔn)時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。
粗基準(zhǔn)選擇的原則是：
1.選擇應(yīng)加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。
2.選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。
3.應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。
4.應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時需經(jīng)初加工。
5.粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因為粗基準(zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。
解放汽車變速箱第一軸粗基準(zhǔn)選擇要求：在保證各加工表面均有加工余量的前提下，使主要孔加工余量均勻；裝入解放汽車變速箱第一軸內(nèi)的旋轉(zhuǎn)零件應(yīng)與解放汽車變速箱第一軸內(nèi)壁有足夠間隙；此外還應(yīng)保證定位、夾緊可靠。為了滿足上述要求，一般選解放汽車變速箱第一軸的主要孔的毛坯孔作為粗基準(zhǔn)。減速解放汽車變速箱第一軸加工的第一個面是蓋或底座的結(jié)合面，由于 分離式解放汽車變速箱第一軸軸承孔的毛坯孔分布在蓋和底座兩個不同的部分上很不規(guī)則，因而在加工蓋和底座的結(jié)合面時無法用主要孔的毛坯作粗基準(zhǔn)。而是用頂面與底面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證結(jié)合面加工后凸緣的厚度叫均勻。
3.2 精基準(zhǔn)的選擇
選擇精基準(zhǔn)的原則時，考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準(zhǔn)確、牢固、方便。
精基準(zhǔn)選擇的原則是：
基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣可以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。
基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)的統(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設(shè)計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準(zhǔn)。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。
互為基準(zhǔn)的原則。選擇精基準(zhǔn)時，有時兩個被加工面，可以互為基準(zhǔn)反復(fù)加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔，再以孔為基準(zhǔn)磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。
自為基準(zhǔn)原則。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準(zhǔn)。例如：磨削機(jī)床導(dǎo)軌面時，是以導(dǎo)軌面找正定位的。此外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準(zhǔn)的例子。
此外，還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準(zhǔn)，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設(shè)計簡單等。
解放汽車變速箱第一軸上孔與孔、孔與平面、平面與平面之間都有較高的位置精度要求，這些要求的保證與精基準(zhǔn)的選擇有很大的關(guān)系。為此，通常優(yōu)先考慮“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。使具有相互位置精度要求的大部分工序，盡可能用同一組基準(zhǔn)定位。以避免因基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換過多而 帶來的積累誤差，并且由于采用同一基準(zhǔn)，使所用夾具具有相似的結(jié)構(gòu)形式，可減少夾具設(shè)計與制造工作量、降低成本。例如車床主軸箱可以選用裝配基面的底面做定位基準(zhǔn)，在大批量生產(chǎn)中，則選用主軸箱頂面和 兩定位銷為定位基準(zhǔn)。分離式減速解放汽車變速箱第一軸的結(jié)合面與裝配基面底面有一定的尺寸精度和位置精度，軸承孔軸線應(yīng)對結(jié)合面上，與底面也有尺寸精度和相互位置精度要求，故加工底座結(jié)合面時，選底面為精基準(zhǔn)，解放汽車變速箱第一軸和箱后的軸承孔加工仍以底面為主要定位基準(zhǔn)。若解放汽車變速箱第一軸尺寸較小而批量很大時，可與底面上的兩定位孔組成典型的一面兩孔定位方式。這樣既符合“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，又符合“基準(zhǔn)重合”原則，有利于保證軸承孔軸線與結(jié)合面重合度及與裝配基面的尺寸精度和平行度。
第4章 夾具設(shè)計概述
4.1 機(jī)床夾具的概念
在零件的加工中，為了迅速、準(zhǔn)確地確定工件在機(jī)床上的位置，進(jìn)而正確地確定工件與機(jī)床、刀具的相對位置關(guān)系，并在加工中始終保持這個正確位置的工藝裝備稱為機(jī)床夾具。
4.2 機(jī)床夾具的分類
機(jī)床夾具的種類很多，按機(jī)床夾具的通用特性分類，這是一種基本的分類方法，主要反映機(jī)床夾具在不同生產(chǎn)類型中的通用特性，是我們選擇夾具的主要依據(jù)。
(1)通用夾具 通用夾具是指夾具的結(jié)構(gòu)、尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，具有一定通用性的夾具。如三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤、萬能分度頭、機(jī)用虎鉗、項尖、中心架、跟刀架、回轉(zhuǎn)工作臺、電磁吸盤等。此類夾具的優(yōu)點是適應(yīng)性較強(qiáng)，不需調(diào)整或稍加訶整即可用來裝夾一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的多種工件。但其缺點也非常明顯：裝夾時常常需要輔以人工找正工件位置，故加工精度不高、生產(chǎn)效率低，且較難裝夾形狀復(fù)雜的工件。所以其應(yīng)用范圍僅限于單件小批量生產(chǎn)。這類夾具作為機(jī)床附件已經(jīng)商品化。
(2)專用夾具 專用夾具是針對某一工件某一工序的加工要求而專門設(shè)計和制造的機(jī)床夾具。這類夾具專用性強(qiáng)、操作迅速方便。其優(yōu)點是在產(chǎn)品相對穩(wěn)定、批量較大的進(jìn)口軸承生產(chǎn)中可獲得較高的加工精度和生產(chǎn)率，對工人的技術(shù)水平要求也相對較低。其缺點是設(shè)計制 J2NN~、夾具制造費用較高。由于專用夾具的針對性極強(qiáng)、沒有通用性，很明顯只能適用于產(chǎn)品相對穩(wěn)定的大批量生產(chǎn)中。
4.3 機(jī)床夾具的作用
（1）保證加工精度 用機(jī)床夾具裝夾工件，能準(zhǔn)確確定工件與刀具、機(jī)床之間的相對位置關(guān)系，可以保證加工精度。
（2）提高生產(chǎn)效率 機(jī)床夾具能快速地將工件定位和夾緊，可以減少輔助時間，提高生產(chǎn)效率。
（3）減輕勞動強(qiáng)度 機(jī)床夾具采用機(jī)械、氣動、液動夾緊裝置，可以減輕工人的勞動強(qiáng)度。
（4）擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍 利用機(jī)床夾具，能擴(kuò)大機(jī)床的加工范圍，例如，在車床或鉆床上使用鏜?？梢源骁M床鏜孔，使車床、鉆床具有鏜床的功能。
4.4 機(jī)床夾具設(shè)計過程
夾具的設(shè)計過程主要包括工件加工任務(wù)分析，工件在夾具中的定位，工件在夾具中的夾緊，夾具在機(jī)床上的定位、對刀和計算等。
4.5 解放汽車變速箱第一軸夾具設(shè)計
本設(shè)計主要是針對解放汽車變速箱第一軸上的孔進(jìn)行車床夾。鉆孔夾具，和磨內(nèi)孔夾具其工作圖能用于實踐，指導(dǎo)生產(chǎn)，滿足批量加工解放汽車變速箱第一軸的需要。
4.6根據(jù)零件的加工精度及表面質(zhì)量要求，選擇機(jī)床的精度等級
選擇機(jī)床的精度等級應(yīng)根據(jù)典型零件關(guān)鍵部位加工精度要求來定，數(shù)控機(jī)床精度一般可分為為普通型和精密型兩種。另外還有一些經(jīng)濟(jì)性數(shù)控機(jī)床配置開環(huán)伺服系統(tǒng)的則精度更低一些，每臺機(jī)床的精度檢驗項目很多，但反應(yīng)數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵精度的項目只有幾項。
一項是機(jī)床的基礎(chǔ)部件和運動大件（如床身、立柱、工作臺、主軸箱等）的直線度、平面度、垂直度等的要求，如工作臺面的平面度，各坐標(biāo)方向移動的直線度和相互垂直度，X、Y（立式）或X、Z（臥式）坐標(biāo)方向移動時工作臺面的平行度，X坐標(biāo)方向移動時工作臺面T型槽側(cè)面的平行度等；另一項是對機(jī)床主軸的要求，如主軸的軸向竄動，主軸孔的徑向跳動，主軸箱移動時主軸軸線的平行度，主軸軸線與工作臺面的垂直度或平行度等。
4.7定位基準(zhǔn)及裝夾方式的確定
（1）粗基準(zhǔn)的選擇原則
選擇粗基準(zhǔn)時，主要要求保證各加工面有足夠的余量，并注意盡快獲得精基面。本綜合軸的加工應(yīng)遵循的原則有：
（1）合理分配加工余量原則
（2）保證零件相互位置要求原則
（3）夾緊原則
（4）不重復(fù)使用原則
本次設(shè)計的粗基準(zhǔn)的選擇遵循的是合理分配加工余量原則，所選的基準(zhǔn)為零件的外圓柱表面。
2）精基準(zhǔn)的選擇原則
選擇精基準(zhǔn)時，主要考慮保證加工精度。本綜合軸數(shù)控加工工藝規(guī)程制訂的加工應(yīng)遵循的原則有：
（1）基準(zhǔn)重合原則 綜合軸數(shù)控加工工藝規(guī)程制訂為軸類零件即選用外表面基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合誤差。
（2） 自為基準(zhǔn)原則 選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，本零件對加工表面沒有太高的尺寸精度要求，所以不必考慮此原則。
（3）互為基準(zhǔn)原則 當(dāng)對工件上兩個相互位置精度要求很高的表面進(jìn)行加工時，需要用兩個表面互相作為基準(zhǔn)，反復(fù)進(jìn)行加工，以保證位置精度要求。
（4）所選精基準(zhǔn)應(yīng)保證工件安裝可靠，夾具設(shè)計簡單、操作方便。
無論是精基準(zhǔn)還是粗基準(zhǔn)的選擇，上述原則都不可能同時滿足，有時還相互矛盾的，因此，選擇根據(jù)實際情況分析，權(quán)衡利弊，保證其主要要求。
本次設(shè)計的數(shù)控加工工藝規(guī)程制訂精基準(zhǔn)的選擇遵循的是基準(zhǔn)重合原則，數(shù)控加工工藝規(guī)程制訂軸類零件即選用外表面基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合誤差。
4.8 制定合理的加工方案
對于多臺不同的數(shù)控機(jī)床、多道工序才能完成加工的零件,工序的劃分自然以機(jī)床為單位來進(jìn)行。而對于需要很少的數(shù)控機(jī)床就能加工完零件全部內(nèi)容的情況,數(shù)控加工工序的劃分一般按照下列方法進(jìn)行：
⑴以一次安裝所進(jìn)行的加工作為一道工序。
⑵以一個完整數(shù)控程序連續(xù)加工的內(nèi)容作為一道工序。
⑶以工件上的結(jié)構(gòu)內(nèi)容組合用一把刀具加工為一道工序。
⑷以粗、精加工劃分工序。所以綜合考慮具體情況和經(jīng)濟(jì)性,機(jī)床設(shè)備、現(xiàn)有的工裝設(shè)備等因素,為了更好的完成加工, 我模擬了2個加工工序方案。
方案一:以裝夾劃分需要兩道工序。工序一，第一次裝夾然后進(jìn)行粗精加工使工件達(dá)到加工精度。工序二，掉頭裝夾進(jìn)行粗精加工。
方案二:以粗精加工劃分需要兩道工序。工序一，第一次裝夾然后進(jìn)行粗加工，掉頭再進(jìn)行粗加工。工序二，裝夾工件進(jìn)行精加工，再掉頭，再進(jìn)行精加工。
經(jīng)過比較方案二要比方案一多裝夾2次，在同樣保證加工精度的情況下明顯方案一更為方便快捷提高了工作效率所以我選擇方案一做為我設(shè)計的零件的數(shù)控加工工序，以一次安裝所進(jìn)行的加工作為一道工序,以安裝的加工作為工序,我的零件共需要兩次裝夾,分別進(jìn)行粗加工、精加工。這樣兩道工序就能完成零間的加工,定位基準(zhǔn)可以得到很好的保證,不會出現(xiàn)定位誤差。每次裝夾都要對刀,這樣就只對刀兩次,保證了刀位誤差。
第5章 鉆徑向孔夾具夾具設(shè)計
5.1 問題的提出
本夾具用來鉆徑向孔，無公差要求，但同時應(yīng)考慮提高生產(chǎn)率；因此設(shè)計時，對本夾具有一定的形位要求，還應(yīng)裝夾方便。本夾具使用在Z525型搖臂鉆床上，選用偏心輪夾緊。
5.2 夾具設(shè)計
(1)定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知孔鉆徑向孔對于Ф74.5端面有公差要求，經(jīng)過尺寸鏈計算，選用Ф74.5端面作為基準(zhǔn)；采用偏心輪夾緊便于裝卸。
切削力及夾緊力計算
(2)切削力的計算：
軸向力： (5.1)
其中： （新的鉆頭）
則：
扭矩: (5.2)
其中：
則： N·m
(3)夾緊力的計算：
由《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》表1-2-20，查得：當(dāng)D=32，d=8，e=1.7，Ⅲ型，得夾緊力為N
5.3 切削力與夾緊力比較
由夾具結(jié)構(gòu)知，軸向力與夾緊力垂直，欲使夾具安全工作，夾緊力產(chǎn)生的摩擦力必須大于軸向力。一般鋼鐵接觸面的摩擦系數(shù)為：0.1～0.15。此處取小值0.1。
則F總=2×368=736>449.238 所以安全 。
由于鉆頭直徑為Ф4，所以產(chǎn)生的扭矩非常小，夾具可安全工作。
5.4 夾具圖（見附圖）
夾具中的V形塊用于對心，使用了鉆套，便于孔。
5.5 操作說明
如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動率.為此，在螺母夾緊時采用開口墊圈，以便裝卸，夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機(jī)床工作臺上有正確的安裝位置，以利于銑削加工。結(jié)果，本夾具總體的感覺還比較緊湊。
夾具上裝有對刀塊裝置，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對刀（與塞尺配合使用）；同時，夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機(jī)床工作臺上有一正確的安裝位置，有利于加工。
第6章 磨內(nèi)孔夾具設(shè)計
6.1 設(shè)計方案論證
1、定位基準(zhǔn)的選擇
解放汽車變速箱第一軸各輪廓外輪廓是已加工過的平面，基準(zhǔn)重合原則選擇它作為定位基準(zhǔn)是比較恰當(dāng)?shù)摹６嗣娑ㄎ?，頂軸尾端段已經(jīng)加工過因此，選擇端面作為定位比較合理。
2、夾緊結(jié)構(gòu)的確定
在解放汽車變速箱第一軸的底面上，采用壓板夾緊壓緊，夾緊力與磨削力處于平行狀態(tài)。這種結(jié)構(gòu)簡單。
6.2 切削力及夾緊力的計算
刀具：砂輪
則F=9.81×54.5 ap0.9af0.74ae1.0Zd0-1.0δFz (《切削手冊》)
查表得：d0=260mm,ae=195, af =0.2, ap =9.5mm, δFz =1.06所以：
F=(9.81×54.5×2.50.9×0.20.74×192×20×1.06) ÷260=79401N
查表可得，車削水平分力，垂直分力，軸向力與圓周分力的比值：
FL/ FE=0.8, FV / FE =0.6, FX / Fe =0.53
故FL=0.8 FE =0.8×79401=63521N
FV=0.6 FE=0.6×79401=47640N
FX =0.53 FE=0.53×79401=42082N
在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)，安全系數(shù)
K=K1K2K3K4
式中：K1 —基本安全系數(shù)，2.5
K2—加工性質(zhì)系數(shù)，1.1
K3—刀具鈍化系數(shù)，1.1
K2—斷續(xù)切削系數(shù)，1.1
則F/=K FH=2.5×1.1×1.1×1.1×63521
=211366N
選用螺旋—板夾緊機(jī)構(gòu)，故夾緊力
fN=1/2 F/
f為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，f=0.25
則 N=0.5×211366÷0.25=52841N
6.3 設(shè)計及操作的簡要說明
在設(shè)計夾具時，為降低成本，可選用手動螺旋螺釘夾緊，本道工序的磨床夾具就是選擇了手動螺旋—板夾緊機(jī)構(gòu)。由于本工序是粗加工，切削力比較大，為夾緊工件，勢必要求工人在夾緊工件時更加吃力，增加了勞動強(qiáng)度，因此應(yīng)設(shè)法降低切削力?？梢圆扇〉拇胧┦翘岣呙鞯闹圃炀?，使最大切削深度降低，以降低切削力。
6.4 結(jié)構(gòu)分析
按設(shè)計步驟，先在各視圖部位用雙點劃線畫出工件的外形，然后圍繞工件的布置定位，加緊和導(dǎo)向元件再進(jìn)一步考慮零件的裝卸，各部件結(jié)構(gòu)單元的劃分，加工時操作的方便和結(jié)構(gòu)工藝性的問題使整個夾具設(shè)計形成一個整體。
1、夾具采用分鑄式鑄件組合的結(jié)構(gòu)。鑄造簡單，剛性較好。為保證鑄件壁厚均勻，內(nèi)腔掏空；為減少加工面，各部件的結(jié)合面處設(shè)置鑄件凸臺。
2、定位板和定位釘安裝在夾具體的底面與側(cè)面并通過夾具體的孔與底面的平行度，保證工件底面與夾具底面的平行度。
6.5 夾具的公差
1、制訂夾具公差的基本原則和方法
（1）滿足誤差不等式并有精度儲備的原則
零件加工中受工藝系統(tǒng)各種誤差因素的影響而使加工尺寸產(chǎn)生一定的誤差，設(shè)除夾具本身之外工藝系統(tǒng)其他各誤差環(huán)節(jié)所造成的總和，同時考慮到要維持夾具的使用精度，在壽命期內(nèi)應(yīng)留出允許的磨損公差為△m.因此，夾具的制造誤差 應(yīng)當(dāng)保證被加工工件的尺寸誤差在考慮上述兩項誤差之后。仍在允許的尺寸公差 范圍之內(nèi)于是就有不等式
（2）基本尺寸按工件相應(yīng)尺寸的平均值標(biāo)注并采用雙向?qū)ΨQ偏差的原則。
為了便于尺寸計算和誤差分析，并盡可能避免計算中的錯誤，凡是夾具上與被加工主件尺寸相應(yīng)的尺寸，其基本尺寸均應(yīng)按工件尺寸的平均尺寸標(biāo)注，其公差取工件尺寸公差的1/2~1/5標(biāo)注。
2、與加工要求沒有直接關(guān)系的加具尺寸公差的制訂
與加工要求無直接關(guān)系的尺寸是指不直接與零件加工尺寸相對應(yīng)的夾具尺寸。他們的尺寸公差無法從工件上相對應(yīng)的尺寸來確定。但他們的公差也并非對加工精度沒有影響。
6.6工序精度分析
一批工件在卡具中定位時，各個工件所占據(jù)的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成誤差，即工件定位時造成的加工表面相對工序基準(zhǔn)的誤差。
形成原因有兩個，一是由于定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合而造成。二是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合而造成。
磨內(nèi)孔夾具
6.6 本章總結(jié)
綜上所述，該磨內(nèi)孔夾具能滿足要求，可行。
總 結(jié)
畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識，發(fā)現(xiàn)，提出，分析和解決實際問題，鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié)，是對學(xué)生實際工作能力的具體訓(xùn)練和參考過程。
回顧這次畢業(yè)設(shè)計，從選題到定稿，從理論到實踐，在這段畢業(yè)設(shè)計期間里，可以說得是苦多于甜.通過本次畢業(yè)設(shè)計，不僅鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上沒有學(xué)到過的知識。
對我來說，收獲最大的是方法和能力-----那些反系和解決問題的方法和能力。在整個設(shè)計過程中，我發(fā)現(xiàn)我們這些學(xué)生最缺少的是經(jīng)驗，沒有感性的認(rèn)識，空有理論知識，有些東西很可能與實際脫節(jié)。此次設(shè)計需要我們將學(xué)過的相關(guān)知識都系統(tǒng)地聯(lián)系起來，從中暴露出自身的不足，以待改進(jìn)。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的-----只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提該自己的實際動手能力。
在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說是困難重重。在設(shè)計的過程中也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處：對以前所學(xué)過的知識理解的不夠深刻，掌握的不夠牢固。通過這次畢業(yè)設(shè)計之后，有把以前所學(xué)過的知識重新溫故。
這次畢業(yè)設(shè)計使我受益匪淺，為我以后的學(xué)習(xí)和工作打下了一個堅實而良好的基礎(chǔ)。在此衷心感謝各位老師的幫助和指導(dǎo)。
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致 謝
本論文在XX老師的悉心指導(dǎo)下完成。在畢業(yè)設(shè)計的幾個月中，老師給予了我深入細(xì)致的指導(dǎo)，提供了很大的幫助。從課題的選題、擬定提綱和最后審定，都對我進(jìn)行了耐心的教誨和全面的指導(dǎo)，使我獲得由淺入深的認(rèn)識，并建立了自己的思路。侯老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、深邃的學(xué)術(shù)思想和認(rèn)真刻苦的工作學(xué)習(xí)態(tài)度深深的感動了我，不但在我的學(xué)習(xí)生活中產(chǎn)生的積極的影響，也使我的學(xué)習(xí)和課題研究得以順利展開，取得較大進(jìn)步和較好成績，在論文完成之際，謹(jǐn)向老師表示我最衷心的感謝，致以最崇高的敬意！
感謝工作單位各位領(lǐng)導(dǎo)和員工在我做設(shè)計期間給予支持和鼓勵以及在生活上的關(guān)懷和幫助！感謝家人和朋友對我的鼓勵和關(guān)心，感謝本文參考文獻(xiàn)的作者們，他們的科研成果對我的課題有很大的幫助！
最后，向所有關(guān)心和幫助過我的老師、同學(xué)、朋友們表示我最誠摯的感謝！