畢業(yè)設(shè)計(jì)論文----加工工藝及夾具設(shè)計(jì).doc

湖南文理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11汽車變速箱加工工藝規(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汽車變速箱箱體。變速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，并保證變速箱部件與發(fā)動(dòng)機(jī)正確安裝。因此汽車變速箱箱體零件的加工質(zhì)量，不但直接影響汽車變速箱的裝配精度和運(yùn)動(dòng)精度，而且還會(huì)影響汽車的工作精度、使用性能和壽命。汽車變速箱主要是實(shí)現(xiàn)汽車的變速，改變汽車的運(yùn)動(dòng)速度。汽車變速箱箱體零件的頂面用以安裝變速箱蓋，前后端面支承孔mm120、mm80用以安裝傳動(dòng)軸，實(shí)現(xiàn)其變速功能。1.1.2零件的工藝分析由汽車變速箱箱體零件圖可知。汽車變速箱箱體是一個(gè)簿壁殼體零件，它的外表面上有五個(gè)平面需要進(jìn)行加工。支承孔系在前后端面上。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的加工面。這一組加工表面包括：頂面的銑削加工；HM6108的螺孔加工；mm027.0122的工藝孔加工。其中頂面有表面粗糙度要求為mRa3.6，8個(gè)螺孔均有位置度要求為mm3.0，2個(gè)工藝孔也有位置度要求為mm1.0。（2）、以mm03.0120、mm013.080、mm035.0100的支承孔為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：2個(gè)mm03.0120、2個(gè)mm013.080和1個(gè)mm035.0100的孔；尺寸為mm025.0365的與mm03.01202、mm013.0802的4個(gè)孔軸線相垂直的前后端面；前后端面上的3個(gè)HM614、16個(gè)HM610的湖南文理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2螺孔，以及4個(gè)mm15、2個(gè)mm8的孔；還有另外兩個(gè)在同一中心線上與兩端面相垂直的mm020.0015.030的倒車齒輪軸孔及其內(nèi)端面和兩個(gè)HM610的螺孔。其中前后端面有表面粗糙度要求為mRa3.6，3個(gè)HM614、16個(gè)HM610的螺孔，4個(gè)mm15、2個(gè)mm8的孔均有位置度要求為mm3.0，兩倒車齒輪軸孔內(nèi)端面有尺寸要求為mm46.0090及表面粗糙度要求為mRa2.3。（3）、以兩側(cè)窗口面為主要加工平面的加工面。這一組加工表面包括：尺寸為mm01.0160和mm01.0104的兩側(cè)窗口面；與兩側(cè)窗口面相垂直的12個(gè)HM610的螺孔；與兩側(cè)面成60角的尺寸為1的錐管螺紋孔（加油孔）。其中兩側(cè)窗口面有表面粗糙度要求為mRa3.6，12個(gè)螺孔均有位置度要求為mm3.0。1.2箱體加工的主要問題和工藝過程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施由以上分析可知。該箱體零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，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)于變速箱箱體來說，加工過程中的主要問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。由于汽車變速箱的生產(chǎn)量很大。怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是變速箱加工過程中的主要考慮因素。1.2.1孔和平面的加工順序箱體類零件的加工應(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。變速箱箱體的加工自然應(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。變速箱箱體零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開的原則，將孔與平面的加湖南文理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。1.2.2孔系加工方案選擇變速箱箱體孔系加工方案，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)選擇價(jià)格最底的機(jī)床。根據(jù)汽車變速箱箱體零件圖所示的變速箱箱體的精度要求和生產(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，汽車變速箱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）、用坐標(biāo)法鏜孔在現(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，不大能適應(yīng)這種要求，而坐標(biāo)法鏜孔卻能適應(yīng)這種要求。此外，在采用鏜模法鏜孔時(shí)，鏜模板的加工也需要采用坐標(biāo)法鏜孔。用坐標(biāo)法鏜孔，需要將箱體孔系尺寸及公差換算成直角坐標(biāo)系中的尺寸及公差，然后選用能夠在直角坐標(biāo)系中作精密運(yùn)動(dòng)的機(jī)床進(jìn)行鏜孔。零件圖所示變速箱箱體孔系尺寸換算如下：如下圖所示為三個(gè)支承孔中心線所構(gòu)成的坐標(biāo)尺寸關(guān)系。其中：mmOA05.028.150|，mmOB05.035.133|，mmAB05.002.91|。設(shè)加工時(shí)坐標(biāo)系為yx0且mmxOB30現(xiàn)在要計(jì)算OBy、OAx及OAy。湖南文理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4aY由圖可知：mmyOB93.1293035.1332222497.035.133/30|/30cosOB999.76001.1390根據(jù)余弦定理：8004.035.13328.150202.9135.13328.150|2|cos222222OBOAABOBOA827.36根據(jù)幾何關(guān)系可得：mmOAxOA707.60)sin(|mmOAyOA473.137)cos(|孔系中心的直角坐標(biāo)尺寸算出來后。還需要進(jìn)一步確定各組成環(huán)的公差。組成環(huán)的公差分配方法有多種，現(xiàn)以等公差分配法為例子說明各組成環(huán)公差的求解方法。已知：mm707.903060.707|CA|mmyyCBOBOA541.7932.129473.137|mmAB084.78|因222|ABCBAC湖南文理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5兩邊微分后得：|2|2|2ABdABCBdCBACdAC若|CBdACd，則有0067.0541.7707.9002.9105.0|CBACABABd|AC|與OAx和OBx構(gòu)成尺寸鏈，其中|AC|為尺寸鏈的封閉環(huán)。按等公差分配原則，OAx及OBx的公差各取mm034.02/。|CB|與OAy及OBy構(gòu)成另一個(gè)尺寸鏈，且|CB|為尺寸鏈的封閉環(huán)。按前述方法可得OAy及OBy的尺寸公差各為mm034.02/。最終求得的變速箱箱體孔系在直角坐標(biāo)中的尺寸及公差為：mmxOA0034.0707.60mmyOA0034.0473.137mmxOB0034.030mmyOB0034.093.129方法來自機(jī)械工人專業(yè)計(jì)算1.3變速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。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)。即以變速箱箱體的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準(zhǔn)以限制工件的四個(gè)自由度，再以另一個(gè)主要支承孔定位限制第五個(gè)自由度。由于是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。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湖南文理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6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)能保證變速箱箱體在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從變速箱箱體零件圖分析可知，它的頂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)加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于前后端面，雖然它是變速箱箱體的裝配基準(zhǔn)，但因?yàn)樗c變速箱箱體的主要支承孔系垂直。如果用來作精基準(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變速箱箱體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)。變速箱箱體加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。第二個(gè)工序是加工定位用的兩個(gè)工藝孔。由于頂平面加工完成后一直到變速箱箱體加工完成為止，除了個(gè)別工序外，都要用作定位基準(zhǔn)。因此，頂面上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時(shí)加工出來。后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋底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)于變速箱箱體，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，但在實(shí)際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互垂直。因此，實(shí)際采用的工藝方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可脹心軸定位來加工端面，這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動(dòng)公差要求。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c9080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。保證湖南文理學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）7零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于mg200。根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將汽車變速箱箱體加工工藝路線確定如下：工序1：粗、精銑頂面。以兩個(gè)mm120的支承孔和一個(gè)mm80的支承孔為粗基準(zhǔn)。選用立軸圓工作臺(tái)銑床，和專用夾具。工序2：鉆頂面孔、鉸工藝孔。以兩個(gè)mm120的支承孔和前端面為基準(zhǔn)。選用專用組合鉆床和專用夾具。工序3：粗銑前后端面。以頂面和兩工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用組合銑床和專用夾具。工序4：粗銑兩側(cè)面及凸臺(tái)。以頂面和兩工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用組合銑床和專用夾具。工序5：粗鏜前后端面支承孔。以頂面和兩工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用組合鏜床和專用夾具。工序6：檢驗(yàn)。工序7：半精銑前后端面。以頂面和兩工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用組合銑床和專用夾具。工序8：鉆倒車齒輪軸孔，鉆前后端面上孔。以頂面和兩工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用組合鉆床和專用夾具。工序9：銑倒