机械制造工程学课程设计(四川大学)

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§1.1 机床夹具的组成
1.定位装置。 2.夹紧装置。 3.导向、对刀元件。 4.连接元件。 5.其它装置或元件。 6.夹具体。
§1.2
（1）保证加工精度 可以保证加工精度。 （2）提高生产效率 （3）减轻劳动强度 强度。 （4）扩大机床的工艺相对位置，
§1.2 夹具设计的发展的趋势…………………………………………… §1.3 机床夹具的组成…………………………………………………… §1.4
机床夹具的作用…………………………………………………… 4 5 5 5 5 6 6 6 6 8 8 8 8 9 14 15 16
二、 CD130 汽车变速箱体的零件分析………………………………………… §2.1 零件图上的主要技术要求…………………………………………
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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，本零件选取底面作为粗基准。
§3.1.2 精基准选择原则
1.用公用基准作为精基准，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。
方案设计
本夹具主要用来加工 CD130 汽车变速箱箱体的凸台面和窗口面。 由加工本道 工序内容可知，铣削加工要达到的要求为：左右端面有尺寸要求 258.6 0..1mm ， 左侧凸台面与底面工艺孔轴线分别有尺寸要求 38 0.1mm ， 左侧凸台面的尺寸精 度为 19.5 0.1mm 以及凸台面和窗口面均有表面粗糙度要求为 6.3 。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。
本次课程设计是对 CD—130 汽车变速箱箱体夹具进行设计。
§2.1
(1)
零件图上的主要技术要求
铸件应时效处理，硬度 RB86-96
（2） 铸件壁厚允差 0.5mm，不能存在砂眼，疏松，夹渣等缺陷； （3） 孔 D1D2 不同轴度允许误差不大于 0.025mm； （4） 孔 D3D4 不同轴度允许误差不大于 0.025mm； （5） 孔 D5D6 不同轴度允许误差不大于 0.01mm； （6） 孔 D3D4 与 D1D2， D5D6 与 D1D2 轴心线不平行度不大于 0.015／100； （7） 端面 T1，T2 和 T3 的垂直度允差不大于 0.03／100，顶面 T3 的平面度允 差不大于 0.08mm； （8） 端面 T1 与 T2 的平行度允差不大于 0.08mm； （9） 铸件应彻底清砂， 其非加工内表面涂硝基耐油漆， 非加工外表面涂防锈漆。
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工序 13：钻底面放油孔。以顶面和两工艺孔为基准 工序 14：铰箱体两侧窗口面螺纹底孔 工序 15：精镗前后轴承孔。以顶面和两工艺孔为基准。 工序 16：钻扩铰倒车齿轮轴孔 D5、D6。以顶面和两工艺孔为基准。 工序 17：精铣两侧面。以顶面和两工艺孔为基准。 工序 18：前后面攻螺纹：前端面 T1 上 6 个 M8 孔攻螺纹，后端面 T2 上 4 个 M12 孔攻螺纹。以顶面和两工艺孔为基准。 工序 19：精铣倒档孔内端面，窗口侧面攻加油螺孔。以顶面和两工艺孔为基准。 工序 20：窗口面螺纹：右侧面窗口凸台面 6 个 M8 攻螺纹，底面放油孔攻螺纹。 以顶面和两工艺孔为基准。 工序 21：精铣前后端面 T1、T2。以顶面和两工艺孔为基准。 工序 22：去毛刺。 工序 23：清洗：在温度 80°C-90°C 含 0.4﹪-1.1﹪的苏打及 0.25-0.5 亚硝酸 钠溶液中清洗零件,清洗后用压缩空气吹干净。 工序 23：终检。 工序 24：涂漆，非加工内表面涂硝基耐油漆，非加工外表面涂防锈漆。 注意：说明书附有工艺卡片（包括加工设备及刀、夹、量具，加工余量及工序尺 寸与公差，切削用量及基本工时，工时定额等）
§3.2
具体加工工序
根据以上分析过程，现将汽车变速箱箱体加工工艺路线确定如下： 工序 1：铸造毛坯。 工序 2：铸件检验，达到壁厚允差 0.5mm，不能存在砂眼，疏松，夹渣等缺陷。 工序 3：时效处理，硬度 RB86-96。 工序 4：粗、精铣上盖接合面：以 1 个φ92mm 支承孔、1 个φ85mm 支承孔和 1 个φ72mm 支承孔为粗基准，粗、精铣顶面 T3。 工序 5：在上盖接合面钻扩绞孔、攻螺纹：钻顶面 T3 上 6 个 M8 孔；钻、扩、铰 2 个 M10 工艺孔；攻顶面 T3 上 6 个 M8 孔丝。以 1 个φ92mm 支承孔、1 个φ85mm 支承孔和 1 个φ72mm 支承孔为基准。 工序 6：粗铣前后端面：以顶面和两工艺孔为基准。 工序 7：粗铣两侧窗口面及凸台面：以顶面和两工艺孔为基准。 工序 8：钻前后端面孔：钻前端面 T1 上 6 个 M8 的螺孔，钻后端面 T2 上 4 个 M12 螺孔。以顶面和两工艺孔为基准。 工序 9：工件在转台上回转 90°。 工序 10：钻箱体右侧凸台面 6 个 M8 螺纹底孔。以顶面和两工艺孔为基准。 工序 11：粗铣倒档孔内端面，钻加油孔。以顶面和两工艺孔为基准。 工序 12：粗镗前后端面支承孔 D1、D2、D3、D4，扩刀挡孔。以顶面和两工艺孔 为基准。
出后再对其进行一次半精加工就可以。对于其他小于 50 的孔其中大部分是以 顶、采用一面两孔定位方式，这些孔包括垂直于箱体表面的四个阶梯孔，以及其 他定位孔，剩余的螺纹孔按同样的加工方法加工[4]。 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。
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§2.2 铣床传动前箱体的加工部分
平面加工 其中包括箱体的顶面、底面，和顶、底面上的各类孔的平面，
以及锁定箱盖的加工表面。 还有箱体的上下外侧面，以及以及锁定箱盖的加工表 面，总的来说，零件所需加工的平面并不多，位置精度要求不太高，用半精加工 就可以实现其设计要求。
孔加工
该零件的孔加工较多，而且要求较高，对于大于 50 的孔只需铸
三、加工工艺分析
§3.1 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，选择定位基准必须从零件整 个工艺过程的全局出发，具体情况具体分析，使先行工序为后续工序创造条件， 使每个工序都有合适的基准和定位 夹紧方式。基面选择的正确与合理，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。
机床夹具可快速地将工件定位和夹紧，减少辅助时间。 采用机械、气动、液动等夹紧机构，可以减轻工人的劳动
利用机床夹具，可使机床的加工范围扩大，例如在
卧式车床刀架处安装镗孔夹具，可对箱体孔进行镗孔加工。
§1.3
夹具设计中的特点
1.保证工件的加工精度。2.提高生产效率、降低制造成本。 3.操作方便、省力和安全。4.便于排屑。5.有良好的结构工艺性。 因此，夹具设计要保证以下几个条件。 1.夹具的结构应与其用途及生产规模相适应。 2.保证工件的精度。 3.保证使用方便与安全。 4.正确处理作用力的平衡问题。 5.结构简单，有良好的结构工艺性和劳动条件。 6.注意夹具与机床、辅助工具、刀具、量具之间的联系。 7.应能降低工件的制造成本。
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§1.4
夹具设计的发展的趋势
在机械制造中， 为了适应新产品的不断发展要求。因此在夹具设计过程中有 朝着下列方向发展的趋势 1.功能柔性化。 2.传动高效化。 3.自动化。 4.制造的精密化。 5.旋转夹具的高速化。 6.机构标准化 7.模块化。 8.设计自动化。
二、 CD-130 汽车变速箱体的零件分析
四、具体工序夹具设计 ——粗铣窗口面及凸台面的铣床夹具
铣床夹具主要用于加工零件的平面、凹槽、花键和各种成型面，特别是一些 复杂的型面加工，更多的采用铣削。铣削加工时切削用量较大，且为断续切削， 故切削力较大，冲击和震动也较严重，因此设计铣床夹具时，应注意工具的装夹 刚性和夹具在工作台上的平稳性。
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§4.1
题
目
CD-130 汽车变速箱体夹具设计
彭亮 机械制造工程学 0943021022
学生姓名 课 学 专 程 号 业
机械设计制造及其自动化
王杰
指导教师
2013 年 1 月 12 日
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目录
一、绪论………………………………………………………………………… §1.1 3
夹具设计中的特点………………………………………………… 3 4 4
具体加工工序………………………………………………………
四、 粗铣窗口面及凸台面的铣床夹具………………………………………… §4.1 §4.2 方案设计…………………………………………………………… 粗铣窗口面及凸台面的夹具设计………………………………… 定 位基准的选择……………………………………………… 定位元件的设计……………………………………………… 铣削力与夹紧力的计算……………………………………… 夹紧装置及夹具体设计……………………………………… 夹具设计及操作的简要说明…………………………………
§4.2.1 §4.2.2 §4.2.3 §4.2.4 §4.2.5
五 、设计小结…………………………………………………………………… 17 六、 参考文献…………………………………………………………………… 17
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一、绪论
“机械制造技术基础课程设计”是机械类专业重要的实践教学环节,旨在培 养学生设计“机械加工工艺规程”和“机床夹具”的工程实践能力。 本次课程设 计的重点是机床夹具的设计。 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、专用夹具、通用可调夹具和成组夹具、组合夹具合随行夹具几种. 在机床上加工工件时， 为了使工件在该工序所加工的表面能达到规定的尺寸 和位置公差要求，在开动机床进行加工之前，必须首先使工件占有一正确位置。 通常把确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程，称为定位。当工件定位 后，为了避免在加工中受到切削力、重力等的作用而破坏定位，还应该用一定的 机构或装置将工件加以固定。 工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位 位置不变的操作，称为加紧。将工件定位、夹紧的过程称为装夹。工件装夹是否 正确、迅速、方便和可靠，将直接影响工件的加工质量、生产效率、制造成本和 操作安全。在成批、大量生产中，工件的装夹是通过机床夹具来实现的。机床夹 具在生产中应用十分广泛。