犁刀变速齿轮箱体工艺及铣削夹具设计

毕业设计论文任务书
一题目
犁刀变速齿轮箱体工艺及铣削夹具设计
二指导思想和目的要求
综合运用所学的基本理论、基本知识和基本技能解决工程实际问题的能力，使学生进一步受到工程设计和科学研究方法的基本训练，培养学生正确运用工程运算和使用技术文献、规格资料的能力；培养学生掌握工艺过程设计和工艺装备设计等的设计方法。

通过毕业设计，使学生初步掌握工程技术的设计能力、解决问题的能力。

三主要技术指标
1、对零件图犁刀变速齿轮箱体进行工艺分析并绘制零件图
2、选择毛坯类型
3、编写工艺文件
4、设计两个铣削机床夹具或其他工艺装备，用AutoCAD绘图，对所设计的
专用夹具进行精度分析。

5、撰写论文
四进度和要求
第一阶段查阅及消化有关资料一周
第二阶段绘制零件图及选择毛坯类型一周
第三阶段编写工艺文件三周
第四阶段设计两个铣削机床夹具四周
第五阶段撰写论文四周
第六阶段评阅、答辩一周
五主要参考书及参考资料
1、《现代制造工艺基础》侯忠滨编西工大讲义2001年12月
2、《机床夹具设计》闫光明编西工大讲义2001年12月
3、《机械制造工艺学》荆长生主编西工大出版社1998年
目录
目录 (3)
第一章前言 (4)
第二章零件的分析 (4)
2.1零件结构的分析 (4)
2.2 零件的技术要求分析 (5)
第三章确定毛坯及其尺寸公差 (6)
3.1铸件尺寸公差 (6)
3.2铸件机械加工余量 (6)
3.3技术要求 (7)
第四章基准的选择 (8)
4.1定位基准的选择 (8)
⒈精基准的选择 (8)
⒉粗基准的选择 (8)
第五章工艺路线的制定 (9)
第六章选择加工设备及工艺装备 (13)
第七章加工工序设计 (15)
1.工序10粗铣A面 (15)
2.工序20钻扩铰 2 —Ф10F 9 孔至 2 —Ф9F 9 ，钻4 —Ф13mm 孔 (16)
3.工序30粗铣B面及C面 (18)
4.工序40 铣凸台面 (19)
5.工序50粗镗孔2 —Ф80, 孔口倒角1 × 45 ° (19)
6.工序60 精铣A面 (20)
7.工序70精扩铰孔2 —Ф10F9 至2 —Ф10F7 (21)
8.工序80 精铣B面及C面 (22)
9.工序90精镗孔2 —ф80H7 (24)
10.工序100 钻孔ф20, 扩铰球形孔S ф30H9, 钻4 — M6 螺纹 (27)
11.序110锪平面4- ф22 (28)
12.工序120 钻4-M12 螺纹底孔, 孔口倒角1 × 45 °, B面及C面钻铰孔2 —ф8N8,
孔口倒角1 × 45 ° (28)
13.工序130 B面及C面攻螺纹8-M12-6H (29)
第八章夹具设计 (29)
8.1专用夹具设计 (29)
8.2专用夹具的主要功能 (29)
8.3 粗铣N面的专用铣夹具的设计 (30)
第九章结论 (31)
致谢 (32)
参考文献 (32)
毕业设计小结 (33)
第一章前言
随着机加行业技术的迅猛发展，零件工艺规程的分析与制定已经成为机械加工的前提和依据。

因此研究变速齿轮箱体零件工艺规程与专用夹具设计具有很强的现实意义。

通过对机床的工作原理及其变速箱体零件工艺规程的学习与研究，了解到如何合理制定箱体零件的工艺规程，并根据实际，设计合适的专用夹具，从而适应并发展机加技术。

还可以达到温故而知新的目的，提高解决实际零件分析的能力。

本次毕业设计所使用的设备是普通机床，是加工箱体类零件的关键设备。

能较好地完成大型零件钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、锪平面、铣平面等切削加工。

本设计还介绍了机床夹具的发展背景和在机械加工中的作用，犁刀变速齿轮箱体定位孔夹具的设计过程，通过对参考文献进详细的分析，阐述了机械夹具的作用及相关内容；在技术路线中，论述了定位方案的最优化选取，夹紧力的计算及螺杆直径的确定，定位精度的分析；犁刀变速齿轮箱体上工艺孔的设置及计算；夹具总图上尺寸，公差及技术要求的标注；工件的加工精度分析。

夹具与机床的结合，夹具作为机床的一部分，成为机械加工中不可缺少的工艺装备。

用夹具装夹工件可以保证加工精度，降低人工等级，提高劳动生产率和降低加工成本，扩大机床工艺范围。

使用夹具还可以改变或扩大原机床的功能，实现“一机多用”。

例如在机床上使用镗夹具，就可以代替镗床来做镗孔工作，解决缺乏设备的困难。

第二章零件的分析
2.1零件结构的分析
犁刀变速齿轮箱体是旋耕机的一个主要零件。

旋耕机通过该零件的安装平面1 —与手扶拖拉机变速箱的后部相连，用两圆柱销定位，四个螺栓固定，实现旋耕机的正确联接
2.2 零件的技术要求分析
其材料为 HT200。

该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性及减振性，适用于承受较大应力、要求耐磨的零件。

该零件上的主要加工面为 A面、 B面、 C面和 2一Ф80H7 孔。

N 面的平面度 0.05mm直接影响旋耕机与拖拉机变速箱的接触精度及密封。

2 一Ф80H7 孔的同轴度Ф0.04mm ，与A面的平行度 0.07mm，与 B面及C面的垂直度Ф0.lmm 以及 B面相对 C面的平行度 0.055mm，直接影响犁刀传动轴对A面的平行度及犁刀传动齿轮的啮合精度、左臂壳体及右臂壳体孔轴线的同轴度等。

因此，在加工它们时，最好能在一次装夹下将两面或两孔同时加工出来。

2-- Ф10F 9 孔的两孔距尺寸精度 140± 0.05mm以及140± 0.05mm对 R 面的平行度 0.06mm，影响旋耕机与变速箱联接时的正确定位，从而影响犁刀传动齿轮与变速箱倒档齿轮的啮合精度。

第三章确定毛坯及其尺寸公差
根据零件材料 HT200确定毛坯为铸件。

毛坯的铸造方法选用砂型机器造型。

又由于箱体零件的内腔及 2 —Ф80mm 的孔需铸出。

故还应安放型芯。

此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效。

3.1铸件尺寸公差
铸件尺寸公差分为 16级，由于是大量生产，毛坯制造方法采用砂型机器造型，由工艺人员手册查得，铸件尺寸公差等级为 CT10级，选取铸件错箱值为1.0mm。

3.2铸件机械加工余量
对成批和大量生产的铸件加工余量由工艺人员手册查得，选取 MA为 G级，各表面的总余量如表 1— 2所示。

表 1 — 2 各加工表面总余量
由工艺人员手册可得铸件主要尺寸公差如表 1－ 3所示。

表 1 — 3 主要毛坯尺寸及公差（ mm）
3.3技术要求
l. 毛坯精度等级 CT为 10级；
2. 热处理：时效处理， 180－ 200HBS;
3. 未注铸造圆角为 R2－ R3，拔模斜度2°；
4. 铸件表面应无气孔、缩孔、夹砂等；
5. 材料： HT200。

第四章基准的选择
4.1定位基准的选择
⒈精基准的选择
犁刀变速齿轮箱体的 A面和 2 —Ф10F 9 孔既是装配基准，又是设计基准，用它们作精基准，能使加工遵循“基准重合”的原则，实现箱体零件“一面二孔” 的典型定位方式；其余各面和孔的加工也能用它定位，这样使工艺路线遵循了“基准统一”的原则。

此外， A面的面积较大，定位比较稳定、夹紧方案也比较简单、可靠，操作方便。

⒉粗基准的选择
考虑到以下几点要求，选择箱体零件的重要孔（ 2 —Ф80mm 孔）的毛坯孔与箱体内壁作粗基准：
1. 保证各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔的加工余量尽量均匀；
2. 装入箱内的旋转零件（如齿轮、轴套等）与箱体内壁有足够的间隙；
3. 能保证定位准确、夹紧可靠；
最先进行机械加工的表面是精基准 A面和 2 —Ф10F 9 孔，这时可有两种定位夹紧方案：
方案一：用一浮动圆锥销插入Ф80mm 毛坯孔中限制二个自由度；用三
个支承钉支承在与 C面相距 32mm并平行于 C面的毛坯面上，限制三个自由度；再以 A面本身找正限制一个自由度。

这种方案适合于大批大量生产类型中，在加工 A面及其面上各孔和凸台面及其各孔的自动线上采用随行夹具时用。

方案二：用一根两头带反锥形（一端的反锥可取下，以便装卸工件）的
心棒插入 2 —Ф80mm 毛坯孔中并夹紧，粗加工 A面时，将心棒置于两头的 V形架上限制四个自由度，再以 A面本身找正限制一个自由度。

这种方案虽要安装一根心棒，但由于下一道工序（钻扩铰 2 —Ф10F 9 孔）还要用这根心棒定位，即将心棒置于两头的 U形槽中限制两个自由度，故本道工序可不用将心棒卸下，而且这一“随行心棒”比上述随行夹具简单得多。

又因随行工位少，准备心棒数量就少，因而该方案是可行的。

第五章工艺路线的制定
根据各表面加工要求和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面的加工方法如下： A面：粗铣——精铣； B面和 C面：粗铣——精铣；凸台面：粗铣； 2 —Ф80mm 孔：粗镗——精镗； 7级～ 9 级精度的未铸出孔：钻一扩一铰；螺纹孔：钻孔一攻螺纹。

因 B面与 C面有较高的平行度要求， 2 —Ф80mm 孔有较高的同轴度要求。

故它们的加工宜采用工序集中的原则，即分别在一次装夹下将两面或两孔同时加工出来，以保证其位置精度。

根据先面后孔、先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原则，将 A 面、 B面、 C面及 2 —Ф80mm 孔的粗加工放在前面，精加工放在后面，每一阶段中又首先加工 A面，后再镗 2 —Ф80mm 孔。

B面及 C面上的Ф8A8 孔及 4 — M13 螺纹孔等次要表面放在最后加工。

初步拟订加工工艺路线如下：
上述方案遵循了工艺路线拟订的一般原则，但某些工序有些问题还值得进一步讨论。

如粗铣 A面，因工件和夹具的尺寸较大，在卧式车床上加工时，它们的惯性力较大，平衡较困难，又由于 A面不是连续的圆环面，车削中出现断续切削，容易引起工艺系统的振动，故改用铣削加工。

工序 40应在工序 30前完成，使 B面和 C面在粗加工后有较多的时间进行自然时效，减少工件受力变形和受热变形对 2一Ф80mm 孔加工精度的影响。

精铣 A面后， A面与 2一Ф10F 9 孔的垂直度误差难以通过精铰孔纠正，故对这两孔的加工改为扩铰，并在前面的工序中预留足够的余量。

4 一Ф13mm 孔尽管是次要表面，但在钻扩铰 2 —Ф10F 9 孔时，也将 4一Ф13mm 孔钻出，可以节约一台钻床和一套专用夹具，能降低生产成本，而且工时也不长。

同理，钻Ф20mm 孔工序也应合并到扩铰S Ф30H9 球形孔工序中。

这组孔在精镗 2一Ф80H7 孔后加工，容易保证其轴线与 2 —Ф80H7 孔轴线的位置精度。

工序 140工步太多，工时太长，考虑到整个生产线的节拍，应将 8 — M12 螺孔的攻螺纹作另一道工序。

修改后的工艺路线如下：
第六章选择加工设备及工艺装备
由于生产类型为大批生产，故加工设备宜以通用机床为主，辅以少量专用机床。

其生产方式为以通用机床加专用夹具为主。

辅以少量专用机床的流水生产线。

工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。

⒈粗铣 A面
考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用立铣，选择 X52K 立式铣床。

选择直径 D为Ф200mm 的 C类可转位面铣刀，专用夹具和游标卡尺。

⒉精铣 A面
由于定位基准的转换，宜采用卧铣，选择 X62W卧式铣床。

选择与粗铣相同型号的刀具。

采用精铣专用夹具及游标卡尺、刀口形直尺。

⒊铣凸台面
采用立式铣床 X52K、莫氏锥柄面铣刀、专用铣夹具、专用检具。

⒋粗铣 B及 C面
采用卧式双面组合铣床，因切削功率较大，故采用功率为 5.5kW的1T× 32型铣削头。

选择直径为Ф160mm 的 C类可转位面铣刀、专用夹具、游标卡尺。

⒌精铣 B及 C面
采用功率为 1.5kW的 1TX b 20M 型铣削头组成的卧式双面组合机床。

精铣刀具类型与粗铣的相同。

采用专用夹具。

⒍粗镗 2一Ф80H7
采用卧式双面组合镗床，选择功率为 1.5kW的 1TA20镗削头。

选择镗通孔的镗刀、专用夹具、游标卡尺。

⒎精镗 2 —Ф80H7 孔
采用卧式双面组合镗床，选择功率为 1.5kW的 1TA 20M镗削头。

选择精镗刀、专用夹具。

⒏工序 20（钻扩铰孔 2 —Ф10F 9 至 2 —Ф9F 9 孔口倒角l× 45°，钻孔 4一Ф13mm ）
选用摇臂钻床 Z3025。

选用锥柄麻花钻；锥柄扩孔复合钻，扩孔时倒角；选用锥柄机用铰刀、专用夹具、快换夹头、游标卡尺及塞规。

锪 4 —Ф22mm 平面选用直径为Ф22mm 、带可换导柱锥柄平底锪钻，导柱直径为Ф13mm 。

⒏工序 100
所加工的最大钻孔直径为Ф20mm ，扩铰孔直径为Ф30mm 。

故仍选用摇臂钻床 Z3025。

钻Ф20mm 孔选用锥柄麻花钻，扩铰S Ф30H9 孔用专用刀具， 4 —M6 螺纹底孔用锥柄阶梯麻花钻，攻螺纹采用机用丝锥及丝锥夹头。

采用专用夹具。

Ф20mm 、Ф30mm 孔径用游标卡尺测量， 4 — M6 螺孔用螺纹塞规检验，球形孔S Ф30H9 及尺寸 6 mm，用专用量具测量，孔轴线的倾斜30°用专用检具测量。

⒑ 8 — M12 螺纹底孔及 2 —Ф8A8 孔
选用摇臂钻床 Z3025加工。

8 — M12 螺纹底孔选用锥柄阶梯麻花钻、选用锥柄复合麻花钻及锥柄机用铰刀加工 2 —Ф8A8 孔。

采用专用夹具。

选用游标卡尺和塞规检查孔径。

11· 8 — M12 螺孔
攻螺纹选用摇臂钻。

采用机用丝锥、丝锥夹头、专用夹具和螺纹塞规
第七章加工工序设计
1.工序10粗铣A面
查有关手册平面加工余量表。

已知 A面总余量 Z A 总为 5mm。

故粗加工余量 Z A 粗＝（ 5－ 1.5） mm＝ 3.5mm。

查教材表 3 —16 平面加工方法，得粗铣加工公差等级为 IT11 ～ 13 ，取粗铣的主轴转速为 150r/min，又前面已选定铣刀直径 D为Ф200mm ，故相应切削速度为
粗加工： v c =πdn／1000 m/min=3.14×200×150/1000= 94.2m/min
校核机床功率
参考有关资料得：铣削时的切削功率
Pc=167.9 × 10 -5a p 0.9 f z 0.74 a e z A k pc
取 Z=10个齿， A= =2.5B/s ， a e = 168mm ， a p = 3.5mm ， f z = 0.2mm/z ， k pc =1 ；将它们代入式中，得 P c = （167.9 × 10 -5 × 3.5 0.9× 0.2× 0.74× 168× 10× 2.5× 1） kw =6.62kw
又从机床 X52K说明书（主要技术参数）得机床功率为 7.5KW，机床传动效率一股取 0.75 ～ 0.85 ，若取η m ＝ 0.85，则机床电动机所需功率 P E =P C / η m = 7.79kW ＞ 7.5kW
故重新选择粗加工时的主轴转速为 118r／min（低一档速）
v c =πdn／1000 m/min=3.14×200×118/1000= 74.1m/min
将其代入公式得：
P c = （167.9× 10 -5× 3.5 0.9× 0.2 0.74× 168× 10× 1）kW≈ 5.2kW
P E = Pc/ η m =5.2kW /7.79kW ≈ 6.1 kW <7.5 kW
故机床功率足够。

2.工序20钻扩铰 2 —Ф10F 9 孔至 2 —Ф9F 9 ，钻 4 —Ф13mm 孔
2 —Ф9F 9 孔扩、铰余量参考有关手册取 Z 扩 = 0.9mm ， Z 铰 = 0.1mm ，由此可算
出 Z 钻 = （ 4.5-0.9-0.1 ） mm= 3.5mm
4 —Ф13mm 孔因一次钻出，故其钻削余量为Z 钻= 6.5mm
各工步的余量和工序尺寸及工差列于表 1— 4
表 1 — 4 各工步余量和工序尺寸及公差（ mm ）
孔和孔之间的位置尺寸如140 ± 0.05mm ，以及 140 mm、 142 mm、 40 mm、4 ― Ф13mm 孔的位置度要求均由钻模保证。

与 2 ― Ф80mm 孔轴线相距尺寸 66土0.2mm因基准重合，无需换算。

参考 Z3025 机床技术参数表，取钻孔 4 —Ф13mm 的进给量 f ＝ 0.4mm ／ B ，取钻孔 2 －Фmm 的进给量 f ＝ 0.3mm ／ B 。

参考有关资料，得钻孔Ф13mm 的切削速度 v c ＝ 0.445m /s ＝ 26.7m ／min，由此算出转速为
n = 1000V/πd R/min=654 R/min
按机床实际转速取 A ＝ 630 R/min，则实际切削速度为
v c =πdn／1000 m/min≈ 25.7 m /min
同理，参考有关资料得钻孔Φ 7mm的 V= 0.435 m /s= 26.1m/min, 由此算出转速为：
n = 1000V/πd R/min R/min=1187 R/min
按机床实际转速取 A=1000 R/min，则实际切削速度为：
v c =πdn／1000 m/min≈ 22m /min
查有关资料得：
F f =9.81 × 42.7d 0f 0.8K F （ A ）
M=9.81 × 0.021d 0f 0.8K M （A · m ）
分别求出钻Φ 13 mm 孔的 F f 和及钻孔Φ 7 mm 的 F f 和 M 如下：
F f =9.81 × 42.7 × 13 × 0.4 0.8 × 1=2616A
M=9.81 × 0.021 × 13 2 × 0.4 0.8 × 1=16.72A · m
F f =9.81 × 42.7 × 7 × 0.3 0.8 × 1=1119A
M=9.81 × 0.021 × 7 2 × 0.3 0.8 × 1= 4A · m
扩孔 2 —Ф8.8 mm ，参考有关资料，并参考机床实际进给量，取 f= 0.3mm/B （因扩的是盲孔，所以进给量取得较小）。

参考有关资料，扩孔切削速度为钻孔时的（～），故取扩 = 0.5× 22 m /min＝ 11 m /min
由此算出转速 398 R/min。

按机床实际转速取 A=400R/min。

参考有关资料，铰孔的进给量取 f= 0.3mm/B （因铰的是盲孔，所以进给量取得较小）。

同理，参考有关资料，取铰孔的切削速度为 v c = 0.3m/s= 18m/min。

由此算出转速 =636.9 R/min。

按机床实际转速取为 A=630R/min。

则实际切削速度为 v c =πdn／1000 m/min= 17.8m/min。

3.工序30粗铣B面及C面
根据查阅相关手册其B面C面总共加工1mm，选取的是直径为Ф160mm 的 C类可转位面铣刀。

其中B面加工余量为0.5mm，C面的加工余量为0.5mm，取粗铣的主轴转速为150r/min.选取的刀具直径为Ф160mm
故相应的切削速度是
v c =πdn／1000 m/min=3.14×150×160/1000=75.36 m/min
查阅相关手册得到，粗铣的每齿进给量为0.1mm，粗铣走刀一次。

对于铣凸台面的加工只是一个初步的加工，所运用的设备为专用的立式铣床X52K，所对应的夹具为专用铣的夹具，所选的刀具是Ф80莫氏铣刀。

凸台面因要求不高，故可以一次铣出，其工序余量即等于总余量 4mm 。

凸台面距孔S Ф30H9 球面中心 6 mm ，这个尺寸是在扩铰孔S Ф30H9 时直接保证的。

球面中心（设计基准）距 2 —Ф80mm 孔轴线（工艺基准）100 ± 0.05mm 则为间接保证的尺寸。

本工序工艺基准与设计基准不重合，有基准不重合误差。

5.工序50粗镗孔2 —Ф80, 孔口倒角1 × 45 °
根据所加工的孔所选用的机床是采用卧式双面组合镗床，选择功率为
1.5kW的 1TA20镗削头，需用镗通孔的镗刀。

所得到得毛坯孔的工序尺寸为Φ74，其工序的加工余量为6mm得粗镗以后的直径为Φ 79.5 mm，所以粗镗的余量是5.5mm。

其工序尺寸如下：
因粗镗孔时以 A 面及两销钉定位，故孔与 A 面之间的粗镗工序尺寸
47.5 ± 0.08mm ，与一销孔之间的尺寸66 ± 0.2 mm ，均系基准重合，所以不需做尺寸链计算。

两孔的同轴度Ф0.04mm 由机床保证。

查有关手册平面加工余量表，得精加工余量 Z A 为 l .5mm。

如图所示，精铣 A面工序中以 B孔定位， A面至 B、 A孔轴线的
工序尺寸即为设计尺寸46 土 0.05mm，其工公差等级为 IT8。

查阅有关手册，
精铣的每转进给量f＝ 0.05mm /z，精铣走刀 1次，取精铣的主轴转速为 300r ／ min。

面已选定铣刀直径 D为Ф200mm，
故精加工相应的切削速度为
v c =πdn／1000 m/min = 3.14×200×300/1000m/min = 188.4m/min 校核精铣余量 Z A 精：
因为精铣工序尺寸为46 土 0.05mm ，粗加工工序尺寸为47.5 土
0.08mm ，所以精铣加工余量为 [（ 47.5-0.16） -（ 46＋ 0.05） ]mm ＝ 1.29mm 。

7.工序70精扩铰 孔 2 — Ф10F9 至 2 — Ф10F7
由粗加工得2-Φ9F9mm ，最终应为2-Φ10F7mm ，且孔深为10mm 。

此工序需两步：（1）扩2-Φ9.9F9孔 （2）精铰2-Φ10F 孔
扩孔运用的刀具是Φ9.9mm 扩孔钻，精铰运用的是Φ10F7铰刀，设备都为Z3025
各工序余量及工序尺寸如下图
查表可得：Φ9.9F9=Φ9.9049.0013.0+
+，Φ10F7=Φ10028.0013.0++
所以其精度：（10+0.028）-（9.9-0.013）-（10-0.013）+ （9.9+0.049）=0.103 精铰孔取单边：0.103/2=0.0515
孔和孔之间的位置尺寸如 140 ± 0.05mm ，以及 140 mm 、 142 mm 、 40 mm 、 4 ― Ф13mm 孔的位置度要求均由钻模保证。

与 2 ― Ф80mm 孔轴线相距尺寸 66土 0.2mm 因基准重合，无需换算。

扩孔2-Φ9F9 ，参考有关资料，并参考机床实际进给量，取 f= 0.1mm/B （因扩是精加工，所以进给量取得较小）。

参考有关资料，扩孔切削速度为扩 = 22 m /min
由此算出转速n = 1000V/πd R/min =1000×22/（3.14×9.9）=707 m /min
按照机床的实际速度取为700 R/min
参考有关资料，铰孔的进给量取 f= 0.1mm/B （因铰的是精加工，取的进给量较小）
同理，参考有关资料，取铰孔的切削速度为 v c = 0.5m/s= 30m/min。

由此算出转速 =955 R/min。

按机床实际转速取为 A=950R/min。

则实际切削速度为
v c =πdn／1000m/min=3.14×10×950//1000=29.83m/min。

8.工序80 精铣B面及C面
采用功率为1.5kw的1TXb20M铣削头组成的卧式双面组合机床。

精铣刀具类型与粗铣的相同。

在此道工序中铣凸台面在X52K上加工需要采用专用铣夹具，两面可同时进行加工，起平行度可以控制在0.05mm内。

本道工序需要限制六个自由度，A面限制三个自由度，一个短圆柱销限制两个方向的移动自由度，一个菱形销限制一个转动自由度，如下图
该零件的定位基准与设计基准重合，所以不存在定基误差，因此定基误差为0.由于该工件采用的是一个平面和其上的两个圆孔的组合定位方式。

定位元件作为平面、一个圆柱销和菱形销。

由两者的公差配合H7/g6可知：
1定位δ=111定αα+∆+
1定位δ=（0.015+0.009）/2=0.012
2定位δ=222定αα+∆+
2定位δ=（0.015+0.009）/2=0.012
定位δ=1定位δ+2定位δ=0.024
由于夹具定位和夹具本体底面的平行度误差等会引起工件的倾斜，从而造成被加工面的倾斜，使加工表面精度降低。

查手册得，夹具技术要求允差为在100mm
δ为0.03mm。

上不大于0.03mm。

由于铣面的尺寸在100mm左右，因此可取
夹安铣刀的跳动、机床工作台面的倾斜和变形等所引起的加工方法误差，可根据生产经验并参照经济加工精度，可取0.15mm。

由于使用端铣刀加工，所以在该B 面和C面上误差的影响值不会太大，可取0.015mm左右。

δ=0.024+0.03+0.15+0.015=0.169mm
综上所述：
总
δ为0.169mm小于0.4mm，故可以保证加工因为该工序的公差为0.4mm，而
总
尺寸。

9.工序90精镗孔2 —ф80H7
采用卧式双面组合镗床，选择功率为1.5kw的1TA20M镗削头。

选择精镗刀、专用夹具。

镗孔余量和工序尺寸及公差（ mm ）
因精镗孔时以A面及两销钉定位，故孔与A面之间的精镗工序尺寸为
46±0.05mm，平行度为0.07mm，与一销孔之间的尺寸为66±0.2mm，属于基准重合。

如下图，两孔的同轴度为Φ0.04mm，由机床保证。

B及C面的垂直度为Φ0.1 mm，是间接获得的。

在垂直方向，它由2-Φ80mm的孔轴线与A面的平行度0.07mm
及B和C面对A面的垂直度来保证。

参考有关夹具设计资料设计两定位销如下：
由已知的尺寸，两销孔为2-Φ10F9即2-Φ10⎭
⎬⎫⎩⎨⎧++016.0052.0mm ；中心距尺寸为140±0.05mm。

取两定位销中心距尺寸为140±0.015mm。

按基轴制常用配合，取孔与销的配合为F9／h9，即圆柱销为Φ10h9=10{}0
036.0-
mm 。

查有关夹具资料 ,取菱形销的b=4mm ，B=8mm 。

由于a=（Ld LD δδ+/2）=0.065mm
所以，菱形销最小间隙为：min 2X =
22D ab =0.052mm
菱形销的最大直径为：min 2min 2max 2X D d -==(10.013-0.052)mm=9.9612mm
故菱形销为d2=Φ9.961h9mm=Φ10
mm
min 2X ——菱形销定位的最小间隙
b ——菱形销圆柱部分的宽度
2D ——工件定位孔的最大实体尺寸 a ——补偿量
Ld δ——销距公差
LD δ——孔距公差
粗镗孔时因余量为2.75mm ，故ap=2.75mm 。

查有关资料得：取vc=0.4m/s=24m/min ，取进给量为f=0.2mm ／r 。

所以
n=60f/p=96r/min
查有关资料得：
Fc=9.81⨯CFc*ap*xFc*f*yFc*vc*nFc*KFC
PC=Fc*vc ⨯10-3
取CFc=180⨯FC=1，yFC=0.75，nFC=0，KFC=1
则FC=9.81⨯180⨯2.75⨯0.2⨯0.75⨯0.40⨯1=1452.3N
PC=1452.3⨯0.4⨯10-3=0.58kw
取机床效率为0.85，则所需机床功率为0.68kw<1.5kw ，故机床功率足够。

精镗孔时，因余量为0.25mm ，故ap=0.25mm 。

查有关资料，取vc=1.2m/s= 72m/min, 取f=0.12mm/r 。

则
n=60f/p=60⨯0.12/0.25r/min≈287r/min
10.工序100 钻孔ф20, 扩铰球形孔 S ф30H9, 钻 4 — M6 螺纹
对于零件上部Φ30H9的球形孔，加工需要进行三个步骤：
1钻Φ20mm 的孔
2扩球形孔至Φ29.8H10
3铰至要求尺寸
（1） 钻Φ20mm 的孔分两步进行：
1用5mm 的麻花钻头钻一个通孔
2用20mm 的麻花钻头再次进行加工
各工序加工余量和工序尺寸如下图
查表可知：Φ30H9=Φ30052.00+，Φ29.8H10=Φ29.8084.00+
所以其精度：（30+0.052）+29.8-（30-29.8-0.084）=0.132
精铰孔取单边：0.132/2=0.066
对于零件上的钻 4 — M6 螺纹步骤分两步：
1．先选取5mm的麻花钻头钻头钻个5mm宽，深为12mm的孔并孔口倒角
1 × 45 °
2．用标准件M6丝锥一副攻螺纹至标准尺寸。

11.序110锪平面4- ф22
刮4-Φ22平面选用直径为Φ22mm、带可换导柱锥柄平底刮钻，导柱直径为Φ13mm，机床为Z3025。

12.工序120 钻4-M12 螺纹底孔, 孔口倒角1 × 45 °, B 面及C面钻铰孔2 —ф8N8, 孔口倒角 1 × 45 °攻螺纹选用摇臂钻。

采用机用丝锥、丝锥夹头、专用夹具和螺纹塞规。

钻B面螺纹底孔Φ10.2，运用Φ7mm和Φ10.2mm麻花钻，钻入深度为28mm，孔口倒角为1⨯︒
45。

钻B面Φ8N8孔可分为三步：（1）钻Φ7H10
（2）扩Φ7.9N9
（3）铰Φ8n8
各工序加工余量和工序尺寸如下图
查表可知：Φ8N8=Φ8001.0021.0-
-，Φ7.9N9=Φ7.90036.0-
所以其精度：（8-0.001）-（7.9-0.036）-（8-0.023）+7.9 =0.056
精铰孔取单边：0.056/2=0.028mm
同理：C 面中4-M12螺纹底孔 及2 — ф8N8孔步骤同上
刀具同上，其系同上。

13.工序130 B 面及C 面攻螺纹 8-M12-6H
运用M12丝锥进行手动攻螺纹，使其深度达到22mm 。

第八章 夹具设计
8.1专用夹具设计
由于犁刀变速器齿轮箱体外形较为复杂，且不规则，所以在加工中需要使用较多的专用夹具。

所用的工序中使用的专用夹具有：
1 10工序中的的粗铣A 面在X53K 上加工的时候需要专用铣夹具
2 20工序中钻扩铰A 面的孔时，在Z3025上的加工需要专用钻夹具
3 30工序中粗铣B 面及C 面，在组合机床上加工时需要专用铣夹具
4 40工序中的的铣凸台面在X53K 上加工的时候需要专用铣夹具
5 50 工序中镗直径为80的孔，在组合机床上加工时需要专用镗夹具
6 100工序中钻凸台面上的孔时，在Z3025上加工需要使用专用钻夹具
8.2专用夹具的主要功能
机床夹具的首要任务是保证加工精度，特别是保证被加工件的加工面与定位面之间以及被加工面相互之间的尺寸精度和位置精度，也是夹具所能保证的主要是位置尺寸和表面的相互位置精度，保证了加工的质量。

使用夹具后可减少划线，
找正等辅助时间，而且易于实现多件，多工位加工，在现代夹具中，广泛采用气动、液压等机动装置，可使辅助时间进一步减少。

提高劳动效率，降低生产成本。

在机床上使用夹具可使加工变得更方便，并可扩大机床的工艺范围。

例如在车床或钻床上使用镗模，可以代替镗床镗孔，又例如使用靠模夹具，可在车床或铣床上进行仿形加工，采用了转用夹具可使工件装卸方便、省力、安全。

8.3 粗铣N面的专用铣夹具的设计
本工序所需的机床设备为：立式铣床X52K
为保持零件加工N面时，保持铸造面与N面平行，并控制46±0.05与55外形的中心位置用四柱可调支撑
夹具的限制了五个自由度分别为X和Z方向的转动和移动，Y方向的转动。

一个铰链连接限制了两个自由度分别是X方向的移动，Y方向的转动。

四个顶住销限制三自由度为Z方向的转动和移动 X方向的转动。

其夹具如图所示：
本夹具用于加工工件N面，其结构为钢板焊接，加工、装配件。

夹紧方式为铰链，螺纹推压。

运用的是定位销和压板的组合装夹模式。

通过铰链将工件
放置在夹具上面并进行螺纹推压，再用四个顶住将工件控制在水平面上。

加工时工件受力是向下，不会飞出。

由于工件是大量加工，此夹具能有效提高生产效率。

第九章结论
通过对工件进行各个方面的分析，对犁刀变速齿轮箱体零件有了一个全面的认识，对于零件的生产有了更深一层的体会。

为了提高加工的效率，设计了一个工序的专用夹具，对其进行各方面的分析，证明此夹具可用。

通过对各个工序步骤的深入研究，具体分析此工序流程可用。