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1、 上海工程技术大学继续教育学院理工类本科毕业论文 论 文 题 目 箱体零件的加工工艺规程及其夹具设计专 业 班 级 学 号 学 生 指导教师 日 期 摘 要制造工艺是制造技术的灵魂、核心和关键，是生产中最活跃的因素。其过程是采用金属切削刀具或磨具及其他加工方法来加工工件，使工件达到所要求的形状、尺寸、表面粗糙度和力学物理性能，从而生产出合格零件。夹具的使用可以有效的保证加工质量，提高生产效率，降低生产成本，扩大机床的工艺范围，减轻工人劳动强度，保证安全生产等。考虑到机械加工工艺安排及夹具的使用在箱体的生产中直接影响到其加工质量和生产效率等，所以研究箱体的机械加工工艺及夹具设计的课题有着十分重要
2、的意义。当代机械制造业主要采用单件生产、多品种/小批量和重复大批量生产等多种方式。多样化经营模式、工艺复杂，所需设备和工装繁多。目前采用CAPP编制工艺很普遍，成组工序允许采用同一设备和工艺装置，以及相同或相近的机床调整方式来加工全组零件。成组技术亦可应用于零件加工的全工艺过程。采用先进的机床和刀具，工序集中，使加工高效、简洁、可靠，简化生产计划和生产组织工作。夹具最早出现在18世纪后期，随着科学技术的不断进步，夹具已从一种辅助工具发展为门类齐全的工艺装备。近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统等新加工技术的应用，对机床夹具提出了很多新的要求。Manufacturing proce
3、ss is the soul, core and key of manufacturing technology. It is the most active factor in production. The process is to use metal cutting tools or abrasives and other processing methods to process the workpiece, so that the workpiece to achieve the required shape, size, surface roughness and mechani
4、cal and physical properties, so as to produce qualified parts. The use of fixture can effectively ensure the quality of processing, improve production efficiency, reduce production costs, expand the scope of machine tools, reduce labor intensity, and ensure safety in production. Taking into account
5、the arrangements for the use of mechanical processing technology and fixture in the pump body production directly affects the machining quality and production efficiency, has a very important significance of mechanical processing technology and fixture design task so the study on pump body.The moder
6、n machine manufacturing industry mainly adopts many ways, such as single production, multi species / small batch and repeated mass production. Diversified business model, complex process, equipment and tooling required. At present, it is very common to use CAPP to make the whole set of parts. The gr
7、oup process allows the same equipment and process equipment, and the same or similar adjustment of machine tools. Group technology can also be applied to the whole process of parts processing. The use of advanced machine tools and cutting tools, centralized process, so that the processing efficiency
8、, simple and reliable, and simplify production planning and production organization. Fixture first appeared in the late eighteenth Century, with the continuous progress of science and technology, the fixture has developed from an auxiliary tool to a wide range of process equipment. In recent years,
9、the application of new machining technology, such as NC machine tool, machining center, group technology and flexible manufacturing system, has put forward many new requirements for machine tool fixture.目 录第1章 引言11.1课题的提出原因11.2课题的主要内容11.3课题的构思11.4本人所完成的工作量2第2章 零件的工艺设计32.1 零件的功用及工艺分析32.1.1 零件的功用32.1.
10、2零件的工艺分析42.2 工艺规程的设计52.2.1 确定生产类型52.2.3基准的选择52.2.4工序的合理组合62.2.5制定工艺路线62.3机械加工余量及毛坯的尺寸确定102.4确定切削用量及基本工时112.4.1 工序4切削用量的计算以及基本工时的确定112.4.2工序4切削用量的计算以及基本工时的确定132.4.3 工序6切削用量的计算以及基本工时的确定132.4.4 工序7切削用量的计算以及基本工时的确定142.4.5 工序8切削用量的计算以及基本工时的确定15第3章 加工设备与工艺装备选择163.1选择机床163.2选择夹具163.3选择刀具16第4章 零件的车床夹具设计184.
11、1车床夹具设计184.1.1车床夹具的主要类型184.1.2车床夹具的设计要点184.1.3箱体零件的车床专用夹具的总体设计194.2问题的提出204.3定位基准的选择204.4切削力及夹紧力的计算204.5夹具结构及定位误差的分析224.6车床夹具的截图23第5章 钻床夹具设计255.1问题的提出255.2定位基准的选择255.3切削力及夹紧力的计算265.4定位误差的分析275.5夹具总体方案275.6夹紧装置285.7压板的有限元分析285.8钻套的选择295.9钻模板的设计295.10夹具的装夹与拆卸305.10.1 夹具的装夹305.10.2 夹具的拆卸305.11钻床夹具截图31致
12、 谢33参考文献34331. 引言1.1 课题的提出原因在现代制造业的发展中，机械加工过程越来越柔性化，现代机床夹具的发展方向：标准化、精密化、高效化、柔性化。随着现代科学的快速发展，加工控制和测量技术在不断进步，国外先进的制造工艺是将箱体和泵盖分别加工，然后组合到一起进行产品的总装，在保证精度的前提下，大大提高了加工效率，降低了成本。在大型箱体部件的加工工艺中，采用先进的设备、工装和检测手段确保产品质量，是泵行业不断追求工艺技术创新和突破的努力方向。本设计是一种箱体的工艺设计和夹具设计。该零件是一种支承和包容传动机构的箱体零件。设计中先进行零件的结构和工艺分析，确定粗基准和精基准以及零件的加
13、工余量与毛坯的尺寸，得出零件的加工工艺过程，接着再计算各工序的切削用量以及工时。除此之外，还设计了一套专用车床夹具和专用钻床夹具。首先确定合适的定位基准，设计夹具体，再选择定位元件、夹紧元件等部件。然后计算出定位误差、夹紧力以及切削力，分析夹具的合理性,确保夹具可以安全的工作。1.2 课题的主要内容（1）完成箱体零件的三维造型（2）完成箱体零件的工艺规程及工序卡片（3）完成箱体上一副钻夹具的设计任务（4）完成箱体上一副车夹具的设计任务（5）完成夹具全部零件的三维造型及装配1.3 课题的构思在做铣夹具和钻夹具的过程中，首先要分析箱体零件图及加工的技术要求，其次考虑毛坯的选择，再者要考虑制定机械加
14、工工艺过程中一些关键问题，像基准的选择、零件表面加工方法的选择、加工顺序的安排和组合、加工路线的拟定等等都需要了解大量的资料后精心加以选择和确定，最后结合实际情况设计出方便实用且经济的夹具。1.4 本人所完成的工作量箱体零件的三维造型及零件图，以及工序过程卡，一副钻夹具装配图及零件图，一副铣夹具装配图及零件图，全部零件的三维造型图及装配图。2. 零件的工艺设计2.1 零件的功用及工艺分析2.1.1 零件的功用题目所给的零件是箱体零件，即某种产品的外壳，主要作用是用来支承、包容、保护运动零件或其他零件，也起定位和密封作用，其三维形状以及零件图如下：三维模型如下：图3.1 三维模型图二维零件图如下
15、：图3.2 箱体零件图零件的实际形状如上图所示，从零件图上看，该零件结构比较复杂。2.1.2零件的工艺分析箱体零件共有两组加工表面，它们相互间有一定的加工要求。现分述如下:（1）以20mm孔中心轴线为中心的加工表面。这一组加工表面包括：两个直径50mm的外圆端面，两个直径为90mm的外圆端面及倒角，还有8个15mm的通孔，其中，主要加工表面为8个15mm的通孔。（2）以18mm孔中心轴线为中心的加工表面。这一组加工表面包括：一个50mm的外圆端面，一个mm的孔，一个1:7梯形孔以及退刀槽。这两组加工表面之间有着一定的加工要求，主要是：mm孔的粗糙度要求是6.3； 1:7梯形孔的粗糙度要求是1.
16、6；其余各面及孔的粗糙度要求是12.5。2.2 工艺规程的设计2.2.1 确定生产类型（1）确定生产纲领：机械产品在计划期内应当生产的产品产量和进度计划称为该产品的生产纲领。机械产品的生产纲领除了该产品在计划期内的产量以外，还应包括一定的备品率和平均废品率，其计算公式为3.1。 （3.1）式中n为零件计划期内的产量；a为备品率；b平均废品率。由生产任务得：,，代入公式计算，（2）确定生产类型：最终传动箱箱体长110mm，宽80mm，高100mm，属于中型零件，箱体生产纲领为108件，属于小批量生产。2.2.2确定毛坯的制造形式毛坯的铸造方法：由上文可知，该箱体属于小批量生产，对于毛坯制造宜采用
17、金属模机器造型、模锻、压力铸造等。本次采用金属模机器造型，这种铸造方法的特点是铸件内部组织致密，机械性能较高，单位面积的产量高，适用于箱体、泵盖、箱体、减速箱体、汽缸头等中、小型铸件。毛坯的材料是HT200。2.2.3基准的选择选择工件的定位基准，实际上是确定工件的定位基面。根据选定的基面加工与否，又将定位基准分为粗基准和精基准。在起始工序中，只能选择未经加工的毛坯表面作为定位基准，这种基准称为粗基准。用加工过的表面作为定位基准，则称为精基准。在选择定位基准时，是从保证精度要求出发的，因此分析定位基准选择的顺序就应为精基准到粗基准。（1）粗基准的选择选择的原则是：a、非加工表面原则b、加工余量
18、最小原则c、重要表面原则d、不重复使用原则e、便于装夹原则选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续工序提供精基准。粗基准的选择对保证加工余量的均匀分配和加工面与非加工面（作为粗基准的非加工面）的位置关系具有重要影响。根据以上选择的原则，可以选择零件左端面作为粗基准。这样便于加工左右两端面，便于保证其尺寸。（2）精基准的选择选择的原则是：a、基准重合原则b、基准统一原则c、自为基准原则d、互为基准原则e、便于装夹原则选择精基准时应重点考虑如何减少工件的定位误差，保证加工精度，并使夹具结构简单，工件装夹方便。根据以上选择的原则，我们就可以20孔和50右端面定位，用可调辅助支承9
19、0外圆并找正20外圆母线。精基准选择20孔轴线,这样可以便于在一次装夹中车左右端面，完成所需零件形状的加工，所以精基准选择20mm孔轴心线。2.2.4工序的合理组合确定基准以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则：（1）工序分散原则工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。便于采用通用设备。简单的机床工艺装备。生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。（2）工序集中原则工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简
20、化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。2.2.5制定工艺路线加工工艺路线制定的原则是：在保证产品质量的前提下，尽量提高生产效率和降低成本，并且能够充分利用现有的生产条件。制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。根据以上分析制定的工艺路线如下(如图3.2及3.3所示)：工艺
21、路线：（1）工艺路线方案一：工序1：铸造毛坯。工序2：时效处理。工序3：划线。工序4：粗铣左右50mm端面。工序5：粗车90mm外圆端面并倒角C2。工序6：钻八个15mm孔。工序7：粗铣顶面50mm面。工序8：钻、扩36mm孔。工序9：镗梯形孔与退刀槽。工序10：粗铰梯形孔。工序11：钻M8mm底孔6.7mm。工序12：攻螺纹M8。工序13：去毛刺。工序14：清洗。工序15：检验。工序16：入库。（2）工艺路线方案二：工序1：铸造毛坯。工序2：时效处理。工序3：划线。工序4：粗铣左右50mm端面。工序5：粗铣顶面50mm面。工序6：粗车90mm外圆端面并倒角C2。工序7：钻八个15mm孔。工序
22、8：镗36mm孔。工序9：镗梯形孔与退刀槽。工序10：粗铰梯形孔。工序11：钻M8mm底孔6.7mm。工序12：攻螺纹M8。工序13：去毛刺。工序14：清洗。工序15：检验。工序16：入库。（3）工艺方案比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工以18mm孔为中心的一组表面，然后以此为基准加工八个15mm孔；而方案二则先完成所有面的加工，再加工各孔。经比较可见，先加工以18mm孔为中心的一组表面，然后以此为基准加工八个15mm孔，这时的位置精度交易保证，并且定位及装夹都较方便。但方案一中工序4与工序5中涉及到两个不同的机床，不宜采用组合机床。故决定将方案一中工序4粗铣面改成粗车面，这
23、样工序4与工序5可采用同一个专用夹具，也不用重新装夹，符合工序集中原则。还有就是方案一工序8用钻、扩36mm孔，而方案二工序8用镗36mm孔，这两个工序都可以完成零件的加工，但考虑到两个方案工序9要镗梯形孔及退到槽，如果用钻、扩36mm孔，便要更换机床，让费时间，故采用镗孔方案。具体工艺过程如下：工序1：铸造毛坯。工序2：时效处理。工序3：划线。工序4：粗车左右50mm端面。工序5：粗车90mm外圆端面并倒角C2。工序6：钻八个15mm孔。工序7：粗铣顶面50mm面。工序8：镗36mm孔。工序9：镗梯形孔与退刀槽。工序10：粗铰梯形孔。工序11：钻M8mm底孔6.7mm。工序12：攻螺纹M8。
24、工序13：去毛刺。工序14：清洗。工序15：检验。工序16：入库。以上加工方案大致看来还是合理的。但通过仔细考虑零件的技术要求以及可能采取的加工手段之后，发现仍有问题，主要表现加工8个15mm 孔时，因为该零件的8个15mm 孔全是通孔且加工深度不大，并且到下一表面的距离不大，极易造成钻头折断或擦到下一表面上，甚至会造成零件报废。为了解决这个问题，原有的加工路线仍可保持不变，只是在加工8个15mm 孔时，观察到钻头快钻穿零件时，采用手动进给方式。因为零件是小批量生产，故可以采用手动进给方式。这样既可以避免钻头及零件的报废，同时也照顾了原有的加工路线中装夹方便的特点。还有在加工两个50mm外圆端
25、面以及两个90mm外圆端面时涉及到两次掉头以及需要4次装夹，让费了大量时间。为了解决这一问题，可以先加工50mm以及90mm外圆左端面，再掉头一次加工右端面，减少了装夹的次数以及掉头的次数。因此，最后的加工路线确定如下：工序1：铸造毛坯。工序2：时效处理。工序3：划线。工序4：粗车50mm右外圆端面，粗车90mm右外圆端面并倒角C2。工序5：粗车50mm左外圆端面，粗车90mm左外圆端面倒角C2。工序6：钻八个15mm孔（钻头快钻穿零件时采用手动进给）。工序7：粗铣顶面50mm面。工序8：镗36mm孔。工序9：镗梯形孔与退刀槽。工序10：粗铰梯形孔。工序11：钻M8mm底孔6.7mm。工序12
26、：攻螺纹M8。工序13：去毛刺。工序14：清洗。工序15：检验。工序16：入库。以上工艺过程详见机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片。2.3机械加工余量及毛坯的尺寸确定加工余量是指加工过程中从加工表面所切去的金属层厚度。加工余量有工序余量和加工总余量之分，工序余量是指某一工序所切去的金属层厚度；加工总余量是指某加工表面上切去的金属层总厚度。 （1）粗铣各表面的加工余量：由机械制造技术基础课程设计指导教程表235平面的加工余量，及考虑在铸造过程中，表面会产生气泡等部分，因此，加工余量得留大点。从而得出粗铣各表面的加工余量为3mm。（2）粗车左右50mm端面的加工余量：由机械加工余量实用手册表5
27、-25查得粗车左右50mm面的加工余量为1.6mm。（3）粗车左右50mm外圆的加工余量：由机械制造工艺学查得粗车90mm外圆的加工余量为2mm。（4）加工36mm孔的加工余量：查机械制造工艺设计简明手册表2.3-10得镗孔的加工余量为0.3mm。（5）加工梯形孔的加工余量：查机械制造工艺设计简明手册表2.3-8得先镗出梯形孔，再粗铰，粗铰的加工余量为0.04mm。（6）加工M8孔的加工余量：由机械制造技术基础课程设计指导教程表229查出先钻孔6.7mm，攻螺纹M8的加工余量为1.3mm。由上各个加工余量确定零件的铸件尺寸，毛坯图如图3.3：图3.3 毛坯图2.4确定切削用量及基本工时2.4.
28、1 工序4切削用量的计算以及基本工时的确定工序4：粗车50mm右外圆端面，粗车90mm右外圆端面并倒角（第一步）（1）确定端面最大加工余量 毛坯的长度方向加工余量为1.6mm，故可一次走刀完成，所以可得 长度加工公差按IT12级。取-0.46mm（入体方向）。（2）确定进给量f根据切削用量手册表4，当刀杆尺寸为16mm25mm，以及工件直径在60到100之间时：按C620-1车床说明书取：（3）计算切削速度：查切削用量手册表21，切削速度的计算公式为3.2（寿命选T=60min）： （3.2）式中：加工材料系数加工形式系数刀具材料系数系数指数修正系数，见切削用量手册表211，即公式3.3： （
29、3.3）式中：钢和铸铁的强度和硬度改变时切削速度的修正系数毛坯表面状态改变时切削速度的修正系数车削方式改变时切削速度的修正系数车刀主偏角改变时切削速度的修正系数刀具材料改变时切削速度的修正系数所以 即 所以 （4）确定机床主轴转速： （3.4）按机床说明书，与134r/min相近的机床转速为120r/min和150r/min。现取机转速为150r/min，如果选取120r/min，则速度损失较大。所以实际切削速度。（5）计算切削工时： （3.5）根据切削用量手册表20，（y为入切量，为超切量），故 2.4.2工序4切削用量的计算以及基本工时的确定工序4：粗车50mm右外圆端面，粗车90mm右外
30、圆端面并倒角C2（第二步）（1）确定进给量f根据切削用量手册表4，当刀杆尺寸为16mm25mm, 以及工件直径在60到100之间时：按C620-1车床说明书取：（2）计算切削速度：查切削用量手册表21，切削速度的计算公式为（3.2）（寿命选T=60min）： 即 式中， ，。修正系数，见切削用量手册表211，即：。所以 所以 （3）确定机床主轴转速：由公式3.4得 按机床说明书，与303r/min相近的机床转速为230r/min和305r/min。现取机床转速为305r/min。如果选230r/min，则速度损失较大。此时实际切削速度。（4）计算切削工时：根据切削用量手册表20，由公式3.5得
31、：2.4.3 工序6切削用量的计算以及基本工时的确定 工序6：钻八个15mm孔（1） 选择钻头选择高速钢麻花钻头，其直径d0=15mm。钻头的几何形状为（查切削用量手册第三章表1及表二）：双锥修磨横刃，=30，2=118，21=70，b1=3.5mm，a0=12，=55，b=2mm，l=4mm。（2）选择切削用量1）决定进给量fa、按加工要求决定进给量：根据表5（查切削用量手册第三章）当加工要求为7级精度，钢的强度b0.784GPa，d0=15mm时，f=0.350.43mm/r。由于l/d=12/15=0.8，故应乘孔深系数klf=0.95，则f=(0.350.43) 0.95=0.330.
32、41mm/rb、按钻头强度决定进给量：根据表7（查切削用量手册第三章），当b=0.628GPa,d0=15mm，钻头强度允许的进给量f=1.11mm/r。c、按机床进给机构决定进给量：根据表8（查切削用量手册第三章），当b0.628GPa，d020.5mm，机床进给机构允许的轴向力为8330N时，进给量为0.53mm/r。从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为f=0.350.43mm/r，根据Z535机床说明书，选择f=0.36mm/r。由于加工通孔，为了避免孔即将钻穿时钻头容易折断，故宜在孔即将钻穿时停止自动进给而采用手动进给。2）决定切削速度由表10及11（查切削用
33、量手册第三章），查得vi=0.46m/s。切削速度的修正系数为：kTv=1.0，kcv=1.0，klv=0.85，ktv=1.0，则 由公式3.4得 （3）计算基本工时 （3.6） 式中L=l1+l2+l3，l1=12mm，l2=9mm，l3=3mm，则2.4.4 工序7切削用量的计算以及基本工时的确定工序7：粗铣顶面50mm面（1） 选择刀具铣刀直径的大小直接影响切削力、扭矩、切削速度和刀具材料的消耗，不能任选取。查（切削用量手册第五章表1及表9），采用标准镶齿圆柱铣刀，故齿数Z=8；铣刀几何形状（切削用量手册第五章表2）：n=15,0=12。（2） 选择切削用量1） 决定铣削宽度ae由于加
34、工余量不大，故可在一次走刀内切完，则 ae=h=3mm;2） 决定没齿进给量af根据X62W型铣床说明书（切削用量手册第六章，常见铣床的技术资料，表24），其功率为7kW，中等系统刚度，则af=0.120.20mm/z，现取af=0.20mm/z。3） 决定切削速度v和没秒进给量vf根据表9（切削用量手册第五章），当d0=100mm，z=8mm，ap=41130mm，ae=3mm，af0.24mm/z时，vt=0.32m/s，nt=1.03r/s，vft=1.73mm/s。各修正系数为：kMv=kMn=kMv=0.69 ksv=ksn=ksvf=0.8故 v=vtkv=0.320.690.8=
35、0.18m/s； n=ntkn=1.030.690.8=0.52r/s; vf=vftkv=1.730.690.8=0.95mm/s。根据X62W型铣床说明书，选择nc=0.625r/s，vfc=1.0mm/s。因此实际切削速度和没齿进给量为： （3.7） （3.8）（3） 计算基本工时由公式3.6即 式中L=l1+l2+l3，由于是粗铣，故整个铣刀刀盘不必铣过整个工件，利用作图法，可得出的行程L=l1+l2+l3=69mm，故2.4.5 工序8切削用量的计算以及基本工时的确定工序8：镗36mm孔（1）选择机床 选用T740金刚镗床。（2）粗镗孔至38.7mm，单边余量Z=0.3mm，一次镗去
36、全部余量，进给量f=0.1mm/r。根据有关手册，确定金刚镗床的切削速度为v=100m/min，则：由公式3.4得 由于T740金刚镗床主轴转速为无级调速，故以上转速可以作为加工时使用的转速。（3）计算切削工时：切削工时：l=30mm，l2=3mm，l3=4mm，则：3. 加工设备与工艺装备选择3.1选择机床（1）选择机床应遵循如下原则：（2）机床的加工范围应与零件的外廓尺寸相适应；（3）机床的精度应与工序加工要求的精度相适应；（4）机床的生产率应与零件的生产类型相适应。在箱体的加工过程中，为了提高生产率将大量使用专用机床，如钻孔、镗孔工序中会用到专用钻床和专用镗床。在铣端面、倒角和攻丝工序中
37、会用到通用机床。通用机床是在机械加工工艺人员手册上查找，具体机床的选用见后面的加工工艺过程卡。3.2选择夹具机床夹具是在切削加工中，用以准确地确定工件位置，并将工件牢固地夹紧的一种工艺装备。它的主要作用是：可靠地保证工件的加工精度；提高加工效率；减轻劳动强度；充分发挥和扩大机床的工艺性能。夹具的种类很多，按夹具的应用范围分类，可分为通用夹具、专用夹具、成组夹具、组合夹具；按夹具上的动力源分类，可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力夹具和真空夹具等。在单件、小批量生产时，应尽可能采用通用夹具。为提高生产率，在条件允许时也可采用组合夹具。中批以上生产时，应采用专用夹具，以提高生产效率，
38、夹具的精度应与工序的加工精度相适应。箱体的生产属于小批量生产，为了提高生产率，加工中应该采用专用夹具。为此要为生产线上的工序专门设计一套夹具。对于动力源，由于箱体的加工属于小批量生产，可以采用手动旋转六角螺母夹紧，这样便于操作，减少工作强度，以及材料成本。3.3选择刀具刀具的选择主要取决于工序所采用的加工方法、加工表面的尺寸、工件材料、所要求的精度和表面粗糙度、生产率及经济性等，在选择时一般尽可能采用标准刀具，必要时可采用高生产率的复合刀具和其它一些专用刀具。最终传动箱箱体的加工基本都采用标准刀具, 可以在机械加工工艺手册上查到。铣平面时大都采用镶齿套式面铣刀，铣面时用数控铣床加工，选用直柄立
39、式铣刀。镗刀则根据孔的大小不同分别选取。钻孔时大都选用锥柄麻花钻，这种钻头有足够的强度，排屑容易。对于刀具的材料，常用的刀具材料有碳素工具钢、高速钢、硬质合金。其中碳素工具钢指含碳的质量分数在0.65%1.35% 的优质钢碳钢。常用牌号有T8A、T10A和T12A等，其中以T12A用的最多，淬火后硬度可达（5864）HRC，红硬性达250300C左右，允许的切削速度Vc=510m/min，所以一般用于制造手用和切削速度很低得工具，如锉刀、手用锯条、丝锥和板牙等。而高速钢是在高碳钢中加入较多的合金元素W、Gr、V、Mo等与C生成碳化物制得的。加入合金元素后，细化了晶粒，提高了合金的硬度。所以一般
40、高速钢的淬火硬度可达（6367）HRC，红硬性可达550650.允许的切削速度Vc可比合金工具钢提高12倍。它具有较高的强度，在所有刀具材料中它的抗弯强度和冲击韧度最高，是制造各种刃型复杂刀具的主要材料。而硬质合金的耐热性比高速钢高得多，约在8001000C，允许的切削速度约是高速钢的410倍。硬度很高，但它的抗弯强度为1.11.5GPa，只是高速钢的一半，冲击韧度不足高速钢的1/251/10.由于它的耐热性与耐磨性好，因而在刃型不太复杂的刀具上的应用日益增多，如车刀，铣刀，镗刀，小尺寸钻头，丝锥等刀具上。综上所述，端面套式面铣刀材料选择硬质合金，加工孔用的麻花钻、扩孔钻、锪钻、丝锥都采用高速
41、钢材料，镗梯形孔孔用镗刀刀尖部分材料也选用硬质合金。具体刀具型号及规格见后面的加工工艺过程表格。4. 零件的车床夹具设计4.1车床夹具设计车床夹具主要用于零件的旋转表面以及端面。因而车床夹具的主要特点是工件加工表面的中心线与机床主轴的回转轴线同轴。4.1.1车床夹具的主要类型（1） 安装在车床主轴上的夹具。这类夹具很多，有通用的三爪卡盘、四爪卡盘，花盘，顶尖等，还有自行设计的心轴；专用夹具通常可分为心轴式、夹头式、卡盘式、角铁式和花盘式。这类夹具的特点是加工时随机床主轴一起旋转，刀具做进给运动。定心式车床夹具：在定心式车床夹具上，工件常以孔或外圆定位，夹具采用定心夹紧机构。角铁式车床夹具：在车
42、床上加工箱体、支座、杠杆、接头等零件的回转端面时，由于零件形状较复杂，难以装夹在通用卡盘上，因而须设计专用夹具。这种夹具的夹具体呈角铁状，故称其为角铁式车床夹具。花盘式车床夹具：这类夹具的夹具体称花盘，上面开有若干个T形槽，安装定位元件、夹紧元件和分度元件等辅助元件，可加工形状复杂工件的外圆和内孔。这类夹具不对称，要注意平衡。（2） 安装在托板上的夹具。某些重型、畸形工件，常常将夹具安装在托板上。刀具则安装在车床主轴上做旋转运动，夹具做进给运动。由于后一类夹具应用很少，属于机床改装范畴。而生产中需自行设计的较多是安装在车床主轴上的专用夹具，所以箱体零件在车床上加工用专用夹具。4.1.2车床夹具
43、的设计要点（1）定位装置的设计特点和夹紧装置的设计要求当加工回转表面时，要求工件加工面的轴线与机床主轴轴线重合，夹具上定位装置的结构和布置必须保证这一点。当加工的表面与工序基准之间有尺寸联系或相互位置精度要求时，则应以夹具的回转轴线为基准来确定定位元件的位置。工件的夹紧应可靠。由于加工时工件和夹具一起随主轴高速回转，故在加工过程中工件除受切削力矩的作用外，整个夹具还要受到重力和离心力的作用，转速越高离心力越大，这些力不仅降低夹紧力，同时会使主轴振动。因此，夹紧机构必须具有足够的夹紧力，自锁性能好，以防止工件在加工过程中移动或发生事故。对于角铁式夹具，夹紧力的施力方式要注意防止引起夹具变形。（2）夹具找正基准的设置为保证车床夹具的安装精度，安装时应对夹具的限制基面仔细找正。若限为基面偏离回转中心，则应在夹具体上专门制一个孔（或外圆）作为找正基面，使该面与机床主轴同轴，同时它也作为夹具设计、装配和测量基准。为保证加工精度，车床夹具的设计中心与主轴回转中心的同轴度应控制在0.01mm之内，限制端面对主轴回转中心的跳动量也不应大于0.01mm。（3）定位元件的设计在车床上加工回转表面，要求工件加工面的轴线必须和车床主轴的旋线重合。夹具上定位元件的结构设计与布置，必须保证工件的定位基面、加工面和机床主轴三