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本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
蝸輪箱I的
工藝規(guī)程和夾具設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名：
學(xué)生學(xué)號(hào)：
院（系）： 機(jī)電工程學(xué)院
年級(jí)專業(yè)：
指導(dǎo)教師：
二〇〇九年六月
摘 要
蝸輪箱I的工藝規(guī)程和夾具設(shè)計(jì)是一個(gè)貼近實(shí)際的畢業(yè)設(shè)計(jì)。該零件結(jié)構(gòu)有一定復(fù)雜性，有兩個(gè)主軸孔，并且有底面的大平面，因此零件毛坯采用灰鑄鐵鑄造成形，箱體零件是一種典型零件，因此其加工工藝規(guī)程和夾具設(shè)計(jì)也具有典型性。在加工過(guò)程中，采用先面后孔的加工路線，以保證工件的定位基準(zhǔn)統(tǒng)一、準(zhǔn)確。為了消除由粗加工所造成的內(nèi)應(yīng)力、切削力、夾緊力和切削熱對(duì)加工精度的影響，整個(gè)工藝過(guò)程中主要是先加工基準(zhǔn)面，在加工其他的平面和孔，達(dá)到零件圖上的要求。
對(duì)各平面加工時(shí)，首先是考慮定位，以保證平面的尺寸精度、相互位置精度和表面粗糙度，同時(shí)提高了生產(chǎn)率。箱體零件的軸孔是箱體零件的關(guān)鍵，因此我采用專用夾具——臥式鏜床鏜孔來(lái)保證各孔系的尺寸精度、平行度、同軸度等要求，對(duì)其他的油孔、螺紋孔、緊固孔的加工可放到最后進(jìn)行。
蝸輪箱I的主要加工部位為兩端面和軸孔。為了滿足零件要求，采用專用銑床夾具和鏜床夾具來(lái)進(jìn)行加工，將大大提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率。
關(guān)鍵詞：夾具，鏜模，余量，誤差，精度
II
ABSTRACT
I worm me the process of order and fixture design is a graduate close to the actual design. Parts of the structure of a certain complexity, there are two spindle hole, and a large flat bottom, so parts of rough forming a gray iron foundry, cabinet parts is a typical parts, so its processing procedures and fixture design also has typical . In the process, using surface after the first hole of the processing line, to ensure that the workpiece positioning benchmark unified and accurate. In order to eliminate the rough caused by stress, cutting force, the clamping force and cutting heat on the accuracy of processing, the whole process is the first major processing base level, in the processing of the plane and the other hole, reaching parts of the map Requirements.
On the plane processing, the first is to consider positioning, to ensure that the plane the size of accuracy, precision and location of each other surface roughness, while improving productivity. Parts of the box-axis is the key parts box, so I used special fixture - Boring horizontal boring machine to ensure the accuracy of the size of the hole, parallel, coaxial, and other requirements on other hole, thread Hole, fastening holes into the final processing can be carried out.
I worm me the main processing sites at both ends of the shaft and the hole. To meet the requirements of spare parts, used for milling and boring machine fixture fixture for processing, will greatly improve product quality and productivity.
Key words: fixture, boring mode, margin of error, coa
1
目 錄
5.1 鏜主軸孔夾具設(shè)計(jì) 25
5.2.2定位方案及定位元件設(shè)計(jì) 26
5.2.3夾緊方案及夾緊元件設(shè)計(jì) 26
5.2.4夾具體的設(shè)計(jì) 26
5.2.5鏜套，襯套的設(shè)計(jì) 26
5.2.6定位元件的設(shè)計(jì) 28
5.2.7 定位誤差分析 30
5.2.8鏜削力與夾緊力計(jì)算 31
5.2.9夾具精度的計(jì)算 31
5.2.10 夾具操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 32
6 結(jié)論 41
致 謝 43
1 蝸輪箱Ⅰ加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
1.1 零件的分析
1.1.1零件的作用
題目給出的零件是蝸輪箱I。蝸輪箱箱體的主要作用是支承各傳動(dòng)軸，保證各軸之間的中心距及平行度，并保證蝸輪箱各部件的正確安裝。因此蝸輪箱箱體零件的加工質(zhì)量，不但直接影響箱體內(nèi)各個(gè)部件的裝配精度和運(yùn)動(dòng)精度，而且還會(huì)影響工作精度、使用性能和壽命。蝸輪箱安裝軸主要是實(shí)現(xiàn)能量的傳遞。在兩個(gè)軸的端面都有擋蓋，兩個(gè)軸相互垂直安裝，前后端面支承孔、左右端面支撐孔用以安裝傳動(dòng)軸，實(shí)現(xiàn)其能量傳遞。
1.1.2零件的工藝分析
由蝸輪箱零件圖可知：這是一個(gè)簿壁殼體零件，它的外表面上有六個(gè)平面需要進(jìn)行加工，支承孔系在分別在前后和左右端面上。此外各表面上還需加工一系列螺紋孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求。現(xiàn)分析如下：
（1）以頂面為主要加工表面，這一組加工表面包括：頂面的銑削加工；M20螺紋孔的鉆和攻絲。其中頂面有表面粗糙度要求為，螺紋孔因?yàn)槭前惭b吊環(huán)的，精度要求不是很高。
（2）以底面為主要加工表面，這一組加工表面包括：底面的銑削加工；鉆
的工藝孔，因?yàn)榈酌婧凸に嚳锥家鳛橐院蠹庸っ娴亩ㄎ换鶞?zhǔn)，所以精度要求高，底面需要精銑，工藝孔則需要鉸。
（3）以、兩個(gè)相互垂直的支承孔為主要加工表面。這一組加工表面包括：鏜、和1個(gè)的孔；另外還有一個(gè)長(zhǎng)120mm的內(nèi)表面，尺寸為的與孔軸線相垂直的前后端面；前后端面上有的螺孔，以及1個(gè)的油孔；尺寸為278mm與孔軸線垂直的左右端面，端面上有的螺紋孔，除此就是前后端面的銑削和左右端面的車削。其中前端面有表面粗糙度要求為，后端面有粗糙度要求為3，左右端面有表面粗糙度要求為，和的螺紋孔都要求均布在圓周上，尺寸圓周表面要求粗糙度為，鏜的這三個(gè)孔的內(nèi)表面的粗糙度要求為，并和兩個(gè)孔的中心線有尺寸要求為，而且這兩個(gè)控的圓度公差要求0.015mm。
1.2零件加工的主要問(wèn)題和工藝過(guò)程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施
由以上分析可知。該零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來(lái)說(shuō)，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對(duì)于蝸輪箱I來(lái)說(shuō)，加工過(guò)程中的主要問(wèn)題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系。
由于生產(chǎn)量也相當(dāng)大，怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是蝸輪箱I加工過(guò)程中的主要考慮因素。
1.2.1孔和平面的加工順序
箱體零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工箱體上的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。蝸輪箱I箱體的加工自然應(yīng)遵循這個(gè)原則。這是因?yàn)槠矫娴拿娣e大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對(duì)刀及調(diào)整，也有利于保護(hù)刀具。
蝸輪箱I零件的加工工藝應(yīng)遵循粗先加工基準(zhǔn)面的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。這樣處理還有一個(gè)好處就是在粗加工以后零件表面有應(yīng)力集中的現(xiàn)象，粗精分開(kāi)可以在粗加工以后進(jìn)行熱處理以消除應(yīng)力。
1.2.2孔系加工方案選擇
蝸輪箱I孔系加工方案，應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇最經(jīng)濟(jì)的機(jī)床。
根據(jù)蝸輪箱I零件圖所示的精度要求和生產(chǎn)率要求，當(dāng)前應(yīng)選用在組合機(jī)床上用鏜模法鏜孔較為適宜。
（1）用鏜模法鏜孔
在大批量生產(chǎn)中，蝸輪箱I箱體孔系加工一般都在組合鏜床上采用鏜模法進(jìn)行加工。鏜模夾具是按照工件孔系的加工要求設(shè)計(jì)制造的。當(dāng)鏜刀桿通過(guò)鏜套的引導(dǎo)進(jìn)行鏜孔時(shí)，鏜模的精度就直接保證了關(guān)鍵孔系的精度。
采用鏜模可以大大地提高工藝系統(tǒng)的剛度和抗振性。因此，可以用幾把刀同時(shí)加工。所以生產(chǎn)效率很高。但鏜模結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大、成本較高，且由于鏜模的制造和裝配誤差、鏜模在機(jī)床上的安裝誤差、鏜桿和鏜套的磨損等原因。用鏜模加工孔系所能獲得的加工精度也受到一定限制。
（2）用臥式鏜孔
在現(xiàn)代生產(chǎn)中，不僅要求產(chǎn)品的生產(chǎn)率高，而且要求能夠?qū)崿F(xiàn)大批量、多品種以及產(chǎn)品更新?lián)Q代所需要的時(shí)間短等要求。鏜模法由于鏜模生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，不大能適應(yīng)這種要求，而臥式鏜孔卻能適應(yīng)這種要求。
綜合以上的特點(diǎn)，本零件孔的加工采用臥式鏜床鏜孔。
1.3蝸輪箱箱體加工定位基準(zhǔn)的選擇
1.3.1粗基準(zhǔn)的選擇
粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：
（1）保證各重要支承孔的加工余量均勻；
（2）保證裝入箱體的零件與箱壁有一定的間隙；
（3）保證和兩個(gè)孔相互位置要求。
為了滿足上述要求，應(yīng)選擇變速箱的主要支承孔作為主要基準(zhǔn)。但是從蝸輪箱的零件結(jié)構(gòu)上看，兩個(gè)主軸孔作為主要基準(zhǔn)是不行的，為了能實(shí)現(xiàn)要求，在加工兩個(gè)孔的時(shí)候都選用底面作為基準(zhǔn)，以減少定位基準(zhǔn)不重合所帶來(lái)的精度誤差。也就是以底面和底面兩個(gè)孔限制6個(gè)自由度。因此，以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要支承孔時(shí)，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對(duì)位置。
1.3.2精基準(zhǔn)的選擇
從保證箱體孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證蝸輪箱I在整個(gè)加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從蝸輪箱I零件圖分析可知，它的底平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面定位僅僅能限制工件的三個(gè)自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個(gè)加工過(guò)程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于前后和左右端面，雖然它是蝸輪箱I的裝配基準(zhǔn)，但因?yàn)樗c蝸輪箱I的主要支承孔系垂直和平行。如果用來(lái)作精基準(zhǔn)加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面都有一定的困難，所以不予采用。
1.4蝸輪箱I加工主要工序安排
對(duì)于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。蝸輪箱I加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以外圓表面定位粗、精加工底平面。第二個(gè)工序是加工定位用的兩個(gè)工藝孔。由于底平面加工完成后一直到蝸輪箱I加工完成為止，除了個(gè)別工序外，都要用作定位基準(zhǔn)。因此，底面上的兩工藝孔的需要鉸。由于M14的油孔要作為加工的螺孔自由度的限制，所以盡管它們?cè)谕黄矫嫔?，但是M14油孔要先的螺孔先加工出來(lái)。
后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開(kāi)和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋頂孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。對(duì)于蝸輪箱I，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進(jìn)行。
加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%—1.1%蘇打及0.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于200mg。
根據(jù)以上分析過(guò)程，現(xiàn)將蝸輪箱I加工工藝路線確定如下：
方案一：
工序1：粗銑底面。以外圓作為粗基準(zhǔn)，內(nèi)表面進(jìn)行夾緊。選用X701銑床和專用夾具。
工序2：鉆、鉸底面工藝孔。同樣以外圓作為基準(zhǔn)，內(nèi)表面進(jìn)行夾緊。選用專用組合鉆床Z35和專用夾具。
工序3：粗銑前后端面。以底面和兩對(duì)稱工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用雙面組合銑床X364和專用夾具。
工序4：粗銑左右兩側(cè)面。以底面和兩對(duì)稱工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用雙面組合銑床X364和專用夾具。
工序5：粗銑頂面。以底面和兩對(duì)稱工藝孔為基準(zhǔn)，選用X701銑床和專用夾具。
工序6：精銑底面。以外圓作為粗基準(zhǔn)，內(nèi)表面進(jìn)行夾緊。選用X701銑床和專用夾具工序
工序7：精銑前后端面。以底面和兩對(duì)稱工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用雙面組合銑床X364和專用夾具。
工序8：精銑左右兩側(cè)面。以底面和兩對(duì)稱工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用雙面組合銑床X364和專用夾具。
工序9：粗鏜主軸孔，以底面和兩對(duì)稱工藝孔為基準(zhǔn)，選用臥式鏜床T611。
工序10：粗鏜主軸孔，同時(shí)鏜孔和尺寸為的右端面，以底面和兩對(duì)稱工藝孔為基準(zhǔn)，同樣選用臥式鏜床T611。
工序11：精鏜主軸孔，以底面和兩對(duì)稱工藝孔為基準(zhǔn)，選用臥式鏜床T611。
工序12：精鏜主軸孔，同時(shí)鏜孔和尺寸為的右端面，以底面和兩對(duì)稱工藝孔為基準(zhǔn)，同樣選用臥式鏜床T611。
工序13：鉆M14油孔。以內(nèi)孔和左端面定位，選用專用組合鉆床Z35和專用夾具。
工序14：鉆M20吊環(huán)孔。以底面和兩對(duì)稱工藝孔為基準(zhǔn)，選用專用組合鉆床Z35和專用夾具。
工序15：鉆、攻孔。以內(nèi)孔和左端面定位，同時(shí)以M14油孔定繞Z軸的旋轉(zhuǎn)，選用專用組合鉆床Z35和專用夾具。
工序16：鉆、攻孔。以內(nèi)孔和底面左端面定位，同時(shí)以M20油孔定繞Z軸的旋轉(zhuǎn)，選用專用組合鉆床Z35和專用夾具。
工序17：清洗，選用清洗機(jī)清洗。
工序18：檢驗(yàn)入庫(kù)。
方案二：
工序1：粗銑底面。以外圓作為粗基準(zhǔn)，內(nèi)表面進(jìn)行夾緊。選用X701銑床和專用夾具。
工序2：鉆、鉸底面工藝孔。同樣以外圓作為基準(zhǔn)，內(nèi)表面進(jìn)行夾緊。選用專用組合鉆床Z35和專用夾具。
工序3：粗銑前后端面。以底面和兩對(duì)稱工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用雙面組合銑床X364和專用夾具。
工序4：粗車左右兩側(cè)面。以底面和兩對(duì)稱工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用雙面組合銑床X364和專用夾具。
工序5：粗銑頂面。以底面和兩對(duì)稱工藝孔為基準(zhǔn)，選用X701銑床和專用夾具。
工序6：精銑底面。以外圓作為粗基準(zhǔn)，內(nèi)表面進(jìn)行夾緊。選用X701銑床和專用夾具工序
工序7：精銑前后端面。以底面和兩對(duì)稱工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用雙面組合銑床X364和專用夾具。
工序8：精銑車左右兩側(cè)面。以底面和兩對(duì)稱工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用雙面組合銑床X364和專用夾具。
工序9：粗鏜主軸孔，以底面和兩對(duì)稱工藝孔為基準(zhǔn)，選用臥式鏜床T611。
工序10：粗鏜主軸孔，同時(shí)鏜孔和尺寸為的右端面，以底面和兩對(duì)稱工藝孔為基準(zhǔn)，同樣選用臥式鏜床T611。
工序11：精鏜主軸孔，以底面和兩對(duì)稱工藝孔為基準(zhǔn)，選用臥式鏜床T611。
工序12：精鏜主軸孔，同時(shí)鏜孔和尺寸為的右端面，以底面和兩對(duì)稱工藝孔為基準(zhǔn)，同樣選用臥式鏜床T611。
工序13：鉆M14油孔。以內(nèi)孔和左端面定位，選用專用組合鉆床Z35和專用夾具。
工序14：鉆M20吊環(huán)孔。以底面和兩對(duì)稱工藝孔為基準(zhǔn)，選用專用組合鉆床Z35和專用夾具。
工序15：鉆、攻孔。以內(nèi)孔和左端面定位，同時(shí)以M14油孔定繞Z軸的旋轉(zhuǎn)，選用專用組合鉆床Z35和專用夾具。
工序16：鉆、攻孔。以內(nèi)孔和底面左端面定位，同時(shí)以M20油孔定繞Z軸的旋轉(zhuǎn)，選用專用組合鉆床Z35和專用夾具。
工序17：清洗，選用清洗機(jī)清洗。
工序18：檢驗(yàn)入庫(kù)。
根據(jù)以上的分析，這兩個(gè)工序過(guò)程主要是左右端面的加工方法不同，根據(jù)零件圖的分析左右端面有一個(gè)凹坑，用雙面銑床不好加工，只好用車床，所以綜合以上的分析，選用第二種工藝程序。
以上工藝過(guò)程詳見(jiàn)機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片（附表1）。
35
2 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“蝸輪箱I箱體”零件材料采用灰鑄鐵制造。材料為HT200，硬度HB為170—241，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。
2.1加工余量的計(jì)算
2.1.1頂面的加工余量
根據(jù)工序要求，頂面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：
粗銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》[2]表3.2-23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2-27粗銑平面時(shí)厚度偏差取。
精銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》[2]表3.2-24，其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。
鑄造毛坯的基本尺寸為根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》表3.1-21,鑄件尺寸公差等級(jí)選用IT7，鑄件尺寸公差為
則： 毛坯的名義尺寸為：
毛坯最小尺寸為：
毛坯最大尺寸為：
粗銑后最大尺寸為：
粗銑后最小尺寸為：
精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，即
2.1.2四個(gè)底孔加工余量
毛坯為實(shí)心，不沖孔。因?yàn)樗膫€(gè)孔是用來(lái)固定箱體的，粗糙度不要求，但是這四個(gè)孔要做為以后加工其他面的定位基準(zhǔn)，所以要有一定的粗糙度要求，現(xiàn)設(shè)表面粗糙度要求為。參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》[2]表3.2-9，確定工序尺寸及加工余量為：
鉆孔：
擴(kuò)孔： （Z為單邊余量）
鉸孔：
（Z為單邊余量）
鉸孔：
2.1.3頂面的孔
毛坯為實(shí)心，不沖孔。參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》[2]表3.2-9，現(xiàn)確定其工序尺寸及加工余量為：
鉆孔：
擴(kuò)孔：
2.1.4前后端面加工余量
根據(jù)工藝要求，前后端面分為粗銑、精銑加工。各工序余量如下：
粗銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》[2]表3.2-23，其加工余量規(guī)定為，現(xiàn)取。
精銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》[2]表3.2-24，其加工余量取為。
鑄件毛坯的基本尺寸為，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》表3.1-21，鑄件尺寸公差等級(jí)選用IT7?？傻描T件尺寸公差為。
毛坯的名義尺寸為：
毛坯最小尺寸為：
毛坯最大尺寸為：
2.1.5前后端面上螺孔M8，螺孔M10，螺孔M14的加工余量
毛坯為實(shí)心，鑄件。參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》[2]表3.2-20，現(xiàn)確定螺孔加工余量為：
螺孔
鉆孔：
螺孔
鉆孔：
孔
鉆孔：
2.1.6鏜孔的加工余量
根據(jù)工序要求，前后和左右端面配合孔加工分為粗鏜、精鏜兩個(gè)工序完成，各個(gè)工序余量如下：
粗鏜：
孔，參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.3-48,其余量值為；
孔，參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.3-48,其余量值為；孔，參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.3-48,其余量值為。
精鏜：
孔，參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.3-48,其余量值為；
孔，參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.3-48,其余量值為；
孔，參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.3-48,其余量值為。
鑄件毛坯的基本尺寸分別為：
孔毛坯基本尺寸為；
孔毛坯基本尺寸為；
孔毛坯基本尺寸為。
2.1.7兩側(cè)面加工余量
由工序要求，兩側(cè)面需進(jìn)行粗、精銑加工。各工序余量如下：
粗車：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》[2]表3.2-2，其余量值為2.5mm。
精車：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》[2]表3.2-5,其余量值規(guī)定為。
鑄件毛坯的基本尺寸分別為：，。
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.3-11，鑄件尺寸公差等級(jí)選用IT7，再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差分別為。
則兩側(cè)面毛坯名義尺寸分別為：
毛坯最小尺寸分別為：
毛坯最大尺寸分別為：
2.1.8銑孔內(nèi)端面加工余量
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.2-25，只需進(jìn)行粗、精銑加工才能達(dá)到所需表面粗糙度要求及尺寸精度要求。參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》[2]表3.2-23，其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。
鑄件毛坯的基本尺寸為。根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》[2]表2.3-11，鑄件尺寸公差等級(jí)選用IT7，再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差為。
毛坯名義尺寸為：
毛坯最小尺寸為：
毛坯最大尺寸為：
其他各個(gè)面及控的加工余量照以上方式計(jì)算。
3確定切削用量及基本工時(shí)
3.1粗、精銑頂面
機(jī)床：雙立軸圓工作臺(tái)銑床X701
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)
3.1.1粗銑
銑削深度：
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
（式3.1）
式中： ———— 銑削速度
———— 切削圓周直徑
參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.4-81，取
代入（式3.1）得：
， 取n=200r/min
實(shí)際銑削速度：
式中：n為轉(zhuǎn)速
進(jìn)給量：
（式3.2）
式中： ———— 每齒進(jìn)給量
———— 齒輪齒數(shù)
———— 主軸轉(zhuǎn)數(shù)
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.4-73，取
帶入（式3.2）得：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
（式3.3）
式中： ———— 進(jìn)給量
————主軸轉(zhuǎn)數(shù)
代入（式3.2）得：
：
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：
（式3.4）
式中： ———— 銑刀直徑
———— 銑刀寬度
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.4-81,
代入（式3.4）得：
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
3.1.2精銑
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.4-73，取
銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.4-81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，代入（式3.1）得：
，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量，代入（式3.2）得：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
則： 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間
3.2鉆、鉸定位孔
3.2.1鉆孔
機(jī)床：組合鉆床
刀具：麻花鉆
切削深度： 鉆刀直徑取
進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.4-39，取
切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.4-41，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，代入（式3.1）得：
，取
實(shí)際切削速度：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
（式3.5）
式中： ———— 鉆孔的孔徑
———— 鉆頭的主偏角
由實(shí)際鉆孔知道，取16mm,所以代入（式3.5）得：
刀具切出長(zhǎng)度：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
3.2.2鉸定位孔
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.4-58，取
切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.4-60，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，代入（式3.1）得：
，取
實(shí)際切削速度：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
（式3.6）
式中： ———— 鉆孔的孔徑
———— 鉸刀的主偏角
———— 擴(kuò)，較前孔的直徑
經(jīng)查手冊(cè)得：=17.85mm，則代入（式3.6）得：
刀具切出長(zhǎng)度：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
定位孔加工機(jī)動(dòng)時(shí)間：
本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間。
3.3 粗鏜的主軸孔
機(jī)床：組合鏜床
刀具：高速鋼刀具
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.4-66，刀桿伸出長(zhǎng)度取，因此確定進(jìn)給量
切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.4-66，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，代入（式3.1）得：
，取
實(shí)際切削速度：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
（式3.7）
式中： ————切削深度
————鏜刀的主偏角
則代入（式3.7）得：
刀具切出長(zhǎng)度： ， 取
行程次數(shù)：
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
3.4 精鏜的主軸孔
機(jī)床：組合鏜床
刀具：高速鋼刀具
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)切削深度，再參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.4-66。
因此確定進(jìn)給量
切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.4-66，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，代入（式3.1）得：
，取
實(shí)際切削速度：
工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度，代入（式3.7）得：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
行程次數(shù)：
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
則：本工序用的時(shí)間：
3.5加工螺孔
3.5.1鉆孔
機(jī)床：組合鉆床
刀具：麻花鉆
切削深度： 鉆刀直徑取
進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.4-39，取
切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.4-41，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，代入（式3.1）得：
，取
實(shí)際切削速度：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度，代入（式3.5）得：
刀具切出長(zhǎng)度：
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
3.5.2 攻絲
機(jī)床：組合攻絲機(jī)
刀具：釩鋼機(jī)動(dòng)絲錐
進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量
切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.4-105，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，代入（式3.1）得：
，取
絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取
實(shí)際切削速度：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度： （盲孔）
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
則：本工序用的時(shí)間：
3.6粗、精車兩側(cè)面
3.6.1 粗車
車床：臥式車床
刀具：硬質(zhì)合金端面車刀
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.4-3，取
切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.4-9，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，代入（式3.1）得：
，取
實(shí)際切削速度：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度，代入（式3.5）得：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
3.6.2 精車
車床：臥式車床
刀具：硬質(zhì)合金端面車刀
切削深度：
進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.4-4，取
切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.4-9，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，代入（式3.1）得：
，取
實(shí)際切削速度：
被切削層長(zhǎng)度：
刀具切入長(zhǎng)度，代入（式3.5）得：
刀具切出長(zhǎng)度： 取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
則：本工序用的時(shí)間：
注：其他的孔面的加工切削用量和工序時(shí)間見(jiàn)工藝過(guò)程卡。
4 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排
根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，該臥掄箱的年產(chǎn)量為5萬(wàn)件。一年以240個(gè)工作日計(jì)算，每天的產(chǎn)量應(yīng)不低于209件。設(shè)每天的產(chǎn)量為210件。再以每天8小時(shí)工作時(shí)間計(jì)算，則每個(gè)工件的生產(chǎn)時(shí)間應(yīng)不大于2.29min。
參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.5-2，機(jī)械加工單件（生產(chǎn)類型：中批以上）時(shí)間定額的計(jì)算公式為：
（大量生產(chǎn)時(shí)）
因此在大批量生產(chǎn)時(shí)單件時(shí)間定額計(jì)算公式為：
（式4-1）
式中：————單件時(shí)間定額
————基本時(shí)間（機(jī)動(dòng)時(shí)間）
————輔助時(shí)間：用于某工序加工每個(gè)工件時(shí)都要進(jìn)行的各種輔助動(dòng)
—布置工作地、休息和生理需要時(shí)間占操作時(shí)間的百分比值
所消耗的時(shí)間，包括裝卸工件時(shí)間和有關(guān)工步輔助時(shí)間
4.1粗、精銑頂面
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
輔助時(shí)間：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-45，取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，這又是毛坯面加工，參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-46，所以取裝卸工件時(shí)間可以忽略。則。
：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.5-48，
單間時(shí)間定額，代入（式4-1）得：
，
因此一臺(tái)機(jī)器能滿足生產(chǎn)要求。
4.2鉆、鉸定位孔
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
輔助時(shí)間：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5-41，取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為。則
：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.5-43，
單間時(shí)間定額，代入（式4-1）得：
因此布置一臺(tái)機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。
4.3粗、精車兩側(cè)面
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
輔助時(shí)間：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.5-22，取工步輔助時(shí)間為0.54min。參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.5-23，取裝卸工件時(shí)間為0.8min。則
：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.5-48，
單間時(shí)間定額，代入（式4-1）得：
因此應(yīng)布置兩臺(tái)機(jī)床同時(shí)完成本工序的加工。當(dāng)布置兩臺(tái)機(jī)床時(shí)，。
4.4鉆、攻螺紋孔
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
鉆孔的輔助時(shí)間：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.5-41，取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為。
則。
攻絲輔助時(shí)間：參照鉆孔輔助時(shí)間，取裝卸工件輔助時(shí)間為，工步輔助時(shí)間為。則
：參照鉆孔值，取
單間時(shí)間定額，代入（式4-1）得：
因此布置一臺(tái)機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。
4.5粗鏜主軸孔
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
輔助時(shí)間：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.5-37，取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為。則。
：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]表2.5-39，
單間時(shí)間定額，代入（式4-1）得：
因此應(yīng)布置六臺(tái)機(jī)床同時(shí)完成本工序的加工。當(dāng)布置六臺(tái)機(jī)床時(shí)，。
即能滿足生產(chǎn)要求。
注：其他的孔面的加工的時(shí)間額定見(jiàn)工藝過(guò)程卡。
5 專用夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。在加工蝸輪箱零件時(shí)，需要設(shè)計(jì)專用夾具。
根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計(jì)內(nèi)容，需要設(shè)計(jì)加工主軸孔的夾具一套。主軸孔的加工將用在組合鏜床上加工，刀具為硬質(zhì)合鏜刀W18Cr14C對(duì)蝸輪箱的孔進(jìn)行鏜孔加工。
5.2 鏜主軸孔夾具設(shè)計(jì)
本工序?yàn)殓M兩個(gè)主軸孔之一的孔的工序，為了保證其加工精度，在鏜孔前所有的表面均已加工達(dá)到規(guī)定的尺寸和位置精度要求。
5.2.1工件加工工藝分析
孔在零件上是一個(gè)水平的長(zhǎng)孔，水平距離278mm為自由公差，中心線到另一主軸孔的中心線尺寸為，有偏差0.09的要求，孔內(nèi)壁粗糙度要達(dá)，所以位置精度要還是高，靠臥式鏜床可以加工達(dá)到精度。
鏜模要保證以下精度：
中心線到另一主軸孔的中心線尺寸為，有偏差0.09的要求，孔內(nèi)壁粗糙度要達(dá)。
5.2.2定位方案及定位元件設(shè)計(jì)
根據(jù)零件結(jié)構(gòu)分析可得，因?yàn)楣ぜ酌媸枪ぜ脑O(shè)計(jì)基準(zhǔn)，也是裝配基準(zhǔn)。所以以底平面為主要的定位面，則采用經(jīng)典的一面兩銷定位，底面將限制工件Z方向的移動(dòng)、X方向上的旋轉(zhuǎn)、Y方向上的旋轉(zhuǎn)三個(gè)自由度。一個(gè)圓柱銷限制X方向和Y方向的移動(dòng)，另一個(gè)削邊銷則限制Z方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。
這樣可以限制工件的六個(gè)自由度,實(shí)現(xiàn)完全定位?？紤]到盡可能的減小工件裝夾時(shí)的轉(zhuǎn)角誤差，同時(shí)使工件能順利裝卸，故在工件的加工側(cè)面使用四個(gè)彈簧壓塊進(jìn)行壓緊。
5.2.3夾緊方案及夾緊元件設(shè)計(jì)
由于該工序?yàn)榭准庸?，在鏜削時(shí)，切向力垂直于底座，可以幫助工件夾緊。根據(jù)工件加工分析，孔有很長(zhǎng)一段距離需要鏜削加工，所以軸向力只有用四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)彎壓板的夾緊力和工件自身的重力一起產(chǎn)生的摩擦力來(lái)克服。整個(gè)夾緊機(jī)構(gòu)采用轉(zhuǎn)動(dòng)壓板式螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)彎壓板采用標(biāo)準(zhǔn)件：壓板30320GB2178-80。
5.2.4夾具體的設(shè)計(jì)
(1)底座的長(zhǎng)度根據(jù)工件的尺寸而定，工件的表面為光面，所以取鏜模與工件表面之間的距離為30mm，底座的尺寸為：
L=497mm B=462mm
(2) 鏜模板的尺寸也根據(jù)工件而定，其尺寸為：
L=200mm B=70mm H=182mm
(3) 根據(jù)各孔的位置和精度要求，采用鏜套進(jìn)行加工來(lái)提高加工精度，下面對(duì)鏜套進(jìn)行設(shè)計(jì)選取。
5.2.5鏜套，襯套的設(shè)計(jì)
對(duì)各種套選擇的分析：孔的加工需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的多次的鏜削，所以要有很好的潤(rùn)滑和減少摩擦的鏜套裝置。所以選用滾珠軸承外滾式回轉(zhuǎn)式鏜套以減少鏜削時(shí)鏜桿與鏜套的摩擦。根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第2卷》[2]可以查得襯套，導(dǎo)套的種
尺寸。
圖5.3 鏜套結(jié)構(gòu)圖
表5.3 鏜套結(jié)構(gòu)參數(shù)
d
H
D
公稱尺寸
允差
54
53
65
-0.010
-0.023
80
75
18
1.5
35
38
2
圖5.4 固定襯套
表5.4 固定襯套結(jié)構(gòu)參數(shù)
d
H
D
C
公稱尺寸
允差
公稱尺寸
允差
50
+0.016
+0.025
45
58
+0.039
+0.023
2.5
1
夾具體的設(shè)計(jì)主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個(gè)整體。這些主要元件設(shè)計(jì)好后即可畫出夾具的設(shè)計(jì)裝配草圖。整個(gè)夾具的結(jié)構(gòu)見(jiàn)鏜孔夾具裝配圖所示。
5.2.6定位元件的設(shè)計(jì)
本工序選用的定位基準(zhǔn)為一面兩孔定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是一面兩銷。因此進(jìn)行定位元件的設(shè)計(jì)主要是對(duì)短圓柱銷和短削邊銷進(jìn)行設(shè)計(jì)。
由加工工藝孔工序簡(jiǎn)圖可計(jì)算出兩工藝孔中心距。
由于兩工藝孔沒(méi)有位置度公差，所以兩工藝孔的中心距。。
根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》[15]削邊銷與圓柱銷的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程如下：
圖5.5 兩銷定位尺寸關(guān)系圖
（1）確定兩定位銷中心距尺寸及其偏差
==
（2）確定圓柱銷直徑及其公差
（—基準(zhǔn)孔最小直徑）
取f7
所以圓柱銷尺寸為
（3）削邊銷的寬度b和B （由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》[15]）
（4）削邊銷與基準(zhǔn)孔的最小配合間隙
（式5-3）
其中： ———— 基準(zhǔn)孔最小直徑
———— 圓柱銷與基準(zhǔn)孔的配合間隙
———— 基準(zhǔn)孔中心距偏差
———— 定位銷中心距偏差
代入（式5-3）得：
（5）削邊銷直徑及其公差
（6）、補(bǔ)償值
（式5-4）
式中： ———— 基準(zhǔn)孔中心距偏差
———— 定位銷中心距偏差
———— 定位孔與定位銷最小配合間隙
由前面的計(jì)算分析代入（式5-4）得：
按定位銷一般經(jīng)濟(jì)制造精度，其直徑公差帶為，則削邊銷的定位圓柱部分定位直徑尺寸為 。
5.2.7 定位誤差分析
1 基準(zhǔn)不重合誤差
在加工過(guò)程中，定位基準(zhǔn)為底平面，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為中心線，所以基準(zhǔn)不重合，并且兩基準(zhǔn)的垂直距離為mm，有公差0.180mm的要求，另外根據(jù)給出的零件圖上這兩個(gè)主軸孔還有圓度公差的要求為0.015mm ,故基準(zhǔn)不重合所帶來(lái)的誤差0.105mm。
2 一面兩銷定位誤差
(1)移動(dòng)時(shí)基準(zhǔn)位移誤差
（式5-5）
式中： ———— 圓柱銷孔的最大偏差
———— 圓柱銷孔的最小偏差
————圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙
代入（式5-5）得： =
=
(2) 轉(zhuǎn)角誤差
（式5-6）
式中： ———— 圓柱銷孔的最大偏差
———— 圓柱銷孔的最小偏差
———— 圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙
———— 削邊銷孔的最大偏差
———— 削邊銷孔的最小偏差
———— 削邊銷定位孔與定位銷最小配合間隙
其中：
則代入（式5-6）得：
則：
5.2.8鏜削力與夾緊力計(jì)算
根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[1]可查得：
鏜削力計(jì)算公式為：
圓周分力 ：
（式5-7）
式中： ———— 切削深度
———— 進(jìn)給量
———— 材料硬度
由前面計(jì)算和查表可得：，
mm，
代入得（式5-7）得： =6690.95N
而徑向受力為：
代入以上數(shù)據(jù)得： =394.92N
在鏜削中受到的扭矩為：
==25897.23N
5.2.9夾具精度的計(jì)算
夾具精度計(jì)算是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，它是檢驗(yàn)夾具是否合乎零件加工要求。利用夾具在機(jī)床上加工工件時(shí)，機(jī)床、夾具、工件、刀具等形成一個(gè)封閉的加工系統(tǒng)，它們之間相互聯(lián)系，最后形成工件和刀具之間的正確位置關(guān)系，從而保證工序尺寸的要求。這些聯(lián)系環(huán)節(jié)中的任何誤差，都將以加工誤差的形式直接影響工件的加工精度，這些誤差主要有：
（1）因工件在夾具中定位不準(zhǔn)確，使工件的原始基準(zhǔn)偏離規(guī)定位置而產(chǎn)生工件定位誤差Δdw。
（2）因夾具在機(jī)床上安裝不準(zhǔn)確，使夾具的安裝面偏離規(guī)定位置而產(chǎn)生夾具安裝誤差Δa。
（3）因刀具相對(duì)夾具位置不準(zhǔn)確，或刀具與導(dǎo)向、對(duì)刀元件之間的配合間隙引起的導(dǎo)向或?qū)Φ墩`差Δt。
（4）因機(jī)床精度、刀具制造精度和磨損，加工調(diào)整、加工變形等因素引起的與加工方法有關(guān)的加工方法誤差Δg。
為了使夾具能加工出合格的工件，上述各項(xiàng)誤差的總和應(yīng)不超過(guò)工序尺寸（或位置要求）的公差Δk。即
Δdw+Δa+Δt+Δg〈Δk
上式稱為誤差計(jì)算不等式，其中各項(xiàng)誤差都是在工序尺寸方向上的分量，如果工序尺寸（包括位置精度要求）不止一個(gè)，則只有在每個(gè)工序尺寸的誤差計(jì)算不等式都能滿足要求時(shí)，所設(shè)計(jì)的夾具才能保證加工要求。
在夾具設(shè)計(jì)中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定以后，應(yīng)對(duì)所設(shè)計(jì)的夾具進(jìn)行精度分析和誤差計(jì)算，在是合計(jì)過(guò)程中，取鏜桿與鏜套的配合性質(zhì)為H7/h6。同時(shí)為了保證中心線與底面的平行度要求，鏜套中心線應(yīng)與夾具體底面平行，其平行度公差為0.02/100。
(1) 工件定位誤差△dw的確定
根據(jù)前面定位誤差分析可得，誤差為+0.025mm。
(2) 夾具安裝誤差△a的確定
因孔的的加工長(zhǎng)度為260mm。故安裝誤差為:
△a=260=0.052mm
(3) 對(duì)刀誤差△t的確定
鏜桿與鏜套的配合性質(zhì)為H7/h6。所以：
鏜孔，鏜套為42，鏜桿為42，△t=0.044mm。
各項(xiàng)誤差按概率發(fā)相加，為：
綜上所述,所設(shè)計(jì)的夾具能滿足加工精度要求。
5.2.10 夾具操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明
夾具的裝配圖見(jiàn)圖號(hào)JJZP-1，夾具的設(shè)計(jì)思路：根據(jù)需要鏜的孔分析，在零件圖的底面有四個(gè)工藝孔，所以在鏜的時(shí)候采取一面兩銷的定位，從裝配圖就可以分析得到，一面指的與夾具體14接觸的支撐面，同時(shí)用圓柱銷21和削邊銷23共同限制工件的6個(gè)自由度，夾緊用的是轉(zhuǎn)動(dòng)壓板1進(jìn)行夾緊。
下面對(duì)工件的裝卸進(jìn)行說(shuō)明：工件在裝夾的時(shí)候，先把定位面放到工件的上面，用沉頭螺釘13使之與工件連接，放上圓柱銷21，同時(shí)放上削邊銷23在圓柱銷的對(duì)角，放上工件，且工件的兩個(gè)對(duì)角工藝孔和兩個(gè)銷相配合，擰緊螺母24使轉(zhuǎn)動(dòng)壓板1對(duì)工件進(jìn)行夾緊，在工件的一邊立有鏜模支架22，用的是螺栓2和圓錐銷4與夾具體連接，在鏜模上裝有鏜套10，深溝滾子軸承8，并且用端蓋7和密封圈12把深溝滾子軸承固定在鏜模支架上，并且在鏜套上有開(kāi)口的鍵槽和一個(gè)裝上一個(gè)鉤型鍵9，開(kāi)口鍵槽主要是在進(jìn)刀的時(shí)候，刀尖能通過(guò)鏜套，另一個(gè)鉤型鍵9是與鏜桿上的槽相配合，在加工完的時(shí)候能順利的退刀。工件加工完以后，通過(guò)鏜套上的鉤型鍵和開(kāi)口鍵槽退出鏜桿和鏜刀，擰松螺母24使轉(zhuǎn)動(dòng)壓板松開(kāi)，取出加工完的工件，裝夾下個(gè)待加工的工件。
需要說(shuō)明的是本夾具設(shè)計(jì)中的夾緊機(jī)構(gòu)，本夾具中的夾緊機(jī)構(gòu)是轉(zhuǎn)動(dòng)壓板1頂桿16和螺栓18，再加上套在螺栓上的彈簧25共同組成。工作原理是這樣的：螺栓和頂桿都一夾具體連接，彈簧套在螺栓上，在螺栓和頂桿上有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)壓板相連，在需要夾緊的時(shí)候，只需要擰緊螺母24這樣就可以同過(guò)彈簧壓緊。在的時(shí)候松開(kāi)的時(shí)候同樣也是擰松螺母24。
5.3 鏜組合鏜孔夾具設(shè)計(jì)
本工序?yàn)殓M、和右端面的工序，為了保證其加工精度，在鏜孔前所有的表面均已加工達(dá)到規(guī)定的尺寸和位置精度要求。
面均已加工達(dá)到規(guī)定的尺寸和位置精度要求。
5.3.1工件加工工藝分析
這組工序加工的孔在零件上是由、和面組成的一個(gè)的長(zhǎng)孔，但是這組孔都在一個(gè)水平線上，水平距離200mm為自由公差，其中孔的水平距離為75mm，孔水平距離為125mm，中心線到另一主軸孔的中心線尺寸為，有偏差0.09的要求，孔內(nèi)壁粗糙度要達(dá)，所以位置精度要還是高，靠臥式鏜床可以加工達(dá)到精度。
鏜模要保證以下精度：
中心線到另一主軸孔的中心線尺寸為，有偏差0.09的要求，孔內(nèi)壁粗糙度要達(dá)。
5.3.2定位方案及定位元件設(shè)計(jì)
根據(jù)零件結(jié)構(gòu)分析可得，因?yàn)楣ぜ酌媸枪ぜ脑O(shè)計(jì)基準(zhǔn)，也是裝配基準(zhǔn)。所以以底平面為主要的定位面，則采用經(jīng)典的一面兩銷定位，底面將限制工件Z方向的移動(dòng)、X方向上的旋轉(zhuǎn)、Y方向上的旋轉(zhuǎn)三個(gè)自由度。一個(gè)圓柱銷限制X方向和Y方向的移動(dòng)，另一個(gè)削邊銷則限制Z方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。
這樣可以限制工件的六個(gè)自由度,實(shí)現(xiàn)完全定位。考慮到盡可能的減小工件裝夾時(shí)的轉(zhuǎn)角誤差，同時(shí)使工件能順利裝卸，故在工件的加工側(cè)面使用四個(gè)彈簧壓塊進(jìn)行壓緊。
5.3.3夾緊方案及夾緊元件設(shè)計(jì)
由于該工序?yàn)榭准庸?，在鏜削時(shí)，切向力垂直于底座，可以幫助工件夾緊。根據(jù)工件加工分析，孔有很長(zhǎng)一段距離需要鏜削加工，所以軸向力只有用四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)彎壓板的夾緊力和工件自身的重力一起產(chǎn)生的摩擦力來(lái)克服。整個(gè)夾緊機(jī)構(gòu)采用轉(zhuǎn)動(dòng)壓板式螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)彎壓板采用標(biāo)準(zhǔn)件：壓板30320GB2178-80。
5.3.4夾具體的設(shè)計(jì)
（1） 底座的長(zhǎng)度根據(jù)工件的尺寸而定，工件的表面為光面，由于這是一個(gè)組合的夾具，所以根據(jù)零件和夾具體的具體情況來(lái)看，所以鏜孔鏜模與工件表面之間的距離為15mm，鏜孔鏜模與工件表面之間的距離為43mm，底座的尺寸為：
L=462mm B=584mm
（2） 鏜模支架尺寸也根據(jù)工件而定，鏜孔其尺寸為：
L=100mm B=126mm H=282mm
鏜孔其尺寸為：
L=100mm B=200mm H=332mm
（3） 根據(jù)各孔的位置和精度要求，采用鏜套進(jìn)行加工來(lái)提高加工精度，下面對(duì)鏜套進(jìn)行選取。
5.3.5鏜套，襯套的設(shè)計(jì)
對(duì)各種套選擇的分析：孔的加工需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的多次的鏜削，所以要有很好的潤(rùn)滑和減少摩擦的鏜套裝置。所以選用滾珠軸承外滾式回轉(zhuǎn)式鏜套以減少鏜削時(shí)鏜桿與鏜套的摩擦。根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第2卷》[13]可以查得襯套，導(dǎo)套的各種尺寸。
圖5.6 鏜套結(jié)構(gòu)圖
表5.6 鏜鏜套結(jié)構(gòu)參數(shù)
d
H
D
公稱尺寸
允差
42
35
50
-0.009
-0.020
62
60
15
1.5
26
30
2
表5.7 鏜鏜套結(jié)構(gòu)參數(shù)
d
H
D
公稱尺寸
允差
148
108
120
+0.022
+0.035
140
135
18
2
65
65
3
2
圖5.7 固定襯套
表5.8 鏜襯套其結(jié)構(gòu)參數(shù)
d
H
D
C
公稱尺寸
允差
公稱尺寸
允差
50
+0.016
+0.025
45
58
+0.039
+0.023
2.5
1
表5.9 鏜襯套其結(jié)構(gòu)參數(shù)
d
H
D
C
公稱尺寸
允差
公稱尺寸
允差
110
+0.025
+0.040
108
140
+0.052
+0.027
3
2
夾具體的設(shè)計(jì)主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個(gè)整體。這些主要元件設(shè)計(jì)好后即可畫出夾具的設(shè)計(jì)裝配草圖。整個(gè)夾具的結(jié)構(gòu)見(jiàn)鏜孔夾具裝配圖所示。
5.3.6定位元件的設(shè)計(jì)
本工序選用的定位基準(zhǔn)為一面兩孔定位，所以相應(yīng)的夾具