-变速箱体加工工艺及夹具设计电子版本.doc
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1、Good is good, but better carries it.精益求精,善益求善。-变速箱体加工工艺及夹具设计-高等教育自学考试本科毕业论文变速箱体加工工艺及夹具设计考生姓名:准考证号:5专业层次:本科院(系)机械与动力工程指导教师:职称:讲师重庆科技学院二O一二年一月十五日-高等教育自学考试本科毕业论文变速箱体加工工艺及夹具设计考生姓名:准考证号:专业层次:指导教师:院(系):机械与动力工程重庆科技学院二O一二年一月十五日摘要在生产过程中,使生产对象(原材料,毛坯,零件或总成等)的质和量的状态发生直接变化的过程叫工艺过程,如毛坯制造,机械加工,热处理,装配等都称之为工艺过程。在制定
2、工艺过程中,要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步,加工该工序的机车及机床的进给量,切削深度,主轴转速和切削速度,该工序的夹具,刀具及量具,还有走刀次数和走刀长度,最后计算该工序的基本时间,辅助时间和工作地服务时间。变速箱主要是加工表面和轴孔,此外轴孔加工不但要达到孔本身的尺寸精度要求,还要保证与其他轴孔的相互位置精度。另外变速箱体里还装有轴承、齿轮、差速器等组件,这些零件盒组件的装配精度在很大程度上取决于箱体本身的精度。箱体的加工质量还会影响到传动性。夹具是机床的重要组成部件是根据机床的工艺和结构方案的具体要求而设计的。它是用于实现被加工零件的准确定位,夹压,刀具的导向,以及装卸工件时限位
3、等等作用的。车床夹具一般都是在悬臂状态下工作的,为保证加工过程的稳定性;夹具结构应力求简单紧凑,轻便且安全,悬伸长度尽量小,使重心靠近主轴前支承。为保证安全,夹具体应制成圆形,加具体上的各元件不允许伸出夹具体直径之外。此外,夹具的结构还应便于工件的安装、测量和切屑的顺利排出或清理。关键词:工序,工位,工步,加工余量,定位方案,夹紧力,稳定性,安装,排出,清理,轴孔,精度ABSTRACTEnableproducingthetargetinprocessofproduction(rawmaterials,theblank,stateofqualityandquantityonpartbecomea
4、lways)takeplacedirectcourseofchangeaskcraftcourse,iftheblankismade,machining,heattreatment,assembleetc.andcallitthecraftcourse.Inthecourseofmakingthecraft,isitconfirmeveryerectorlocationandworkerstepthatprocessneedthisofprocesstowant,thelocomotiveofprocessing,thisprocess,andtheenteringthegivingamoun
5、tofthelathe,cutdepth,therotationalspeedofthemainshaftandspeedofcutting,thejigofthisprocess,thecutterandmeasuringtool,aonehundredsheetsofnumberoftimesstillleavesandaonehundredsheetsoflengthleaves,calculatebasictimeofthisprocess,auxiliarytimeandservicetimeofplaceofworkingfinally.Thegearboxisthemainpro
6、cessingsurfaceandtheshafthole,inadditiontheshaftholeprocessingmustnotonlyreachtheholeitselfdimensionprecisionrequirement,guaranteeandothershaftholepositionaccuracy.Inadditionthegearboxalsoprovidedwithbearings,gear,gearandothercomponents,thesecomponentsboxcomponentassemblyprecisiondependstoagreatexte
7、ntontheaccuracyofthehousingitself.Theprocessingqualityofthetankwillaffectthetransmissionof.Thefixtureisanimportantpartofthemachineisbasedonthemachinetooltechnologyandstructureoftheprogrammesspecificrequirementsanddesign.Itisusedfortheprocessingofpartsoftheaccuratepositioning,clamping,cuttingguide,as
8、wellastheworkpiecehandlinglimitandsoonthefunctionof.Lathefixtureisgenerallyincantileverstatework,inordertoensurethestabilityofmachiningprocess;fixturestructureshouldbesimpleandcompactstructure,portability,safety,extendedlengthassmallaspossible,sothatthecenterofgravityisclosetothespindlefrontbearing.
9、Toensuresafety,thejigbodyshouldbemadeintoacircular,withspecificoneachelementisnotallowedtoextendbeyondtheclampdiameter.Inaddition,thefixturestructureshouldalsofacilitateworkpieceinstallation,measurementandthechipissmoothlydrainedorcleaning.Keyword:Process,position,thestep,thesurplusofprocessing,posi
10、tioning,clampingforce,stability,installation,removal,cleaning,theshafthole,precision目录中文摘要I英文摘要II1绪论12零件工艺的分析22.1零件的工艺分析22.2确定毛坯的制造形式22.3箱体零件的结构工艺性23拟定箱体加工的工艺路线33.1定位基准的选择33.1.1精基准的选择33.1.2基准的选择33.2加工路线的拟定34加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定84.1箱盖、箱体84.1.1毛坯的外廓尺寸84.1.2主要平面加工的工序尺寸及加工余量84.1.3主要平面加工的工序尺寸及加工余量85确定切削用量及基
11、本工时95.1箱盖95.1.1粗铣顶面95.1.2粗粗铣结合面95.1.3磨分割面105.1.4钻孔115.2机座145.2.1粗铣箱体下平面145.2.2粗铣箱体分割面155.2.3磨箱体分割面155.2.4钻孔165.2.5钻孔195.2.6钻孔205.3机体225.3.1钻、铰2个孔225.3.2半精铣前后端面235.3.3半精铣左右端面245.3.4精前后铣端面255.3.5精前后铣端面265.3.6粗镗275.3.7粗镗275.3.8半精镗285.3.9半精镗295.3.10精镗295.3.11精镗305.3.12钻螺纹孔315.3.13钻孔325.3.14锪孔336专用夹具的设计3
12、46.1夹具设计346.2粗铣前后端面夹具设计356.2.1定位基准的选择366.2.3定位误差分析376.2.4铣削力与夹紧力计算376.2.5夹紧装置及夹具体设计386.2.6夹具设计及操作的简要说明397结论40致谢41参考文献421绪论箱体零件是机器或部件的基础零件,它把有关零件联结成一个整体,使这些零件保持正确的相对位置,彼此能协调地工作。因此,箱体零件的制造精度将直接影响机器或部件的装配质量,进而影响机器的使用性能和寿命。因而箱体一般具有较高的技术要求。由于机器的结构特点和箱体在机器中的不同功用,箱体零件具有多种不同的结构型式,其共同特点是:结构形状复杂,箱壁薄而不均匀,内部呈腔型
13、;有若干精度要求较高的平面和孔系,还有较多的紧固螺纹孔等。箱体零件的毛坯通常采用铸铁件。因为灰铸铁具有较好的耐磨性,减震性以及良好的铸造性能和切削性能,价格也比较便宜。有时为了减轻重量,用有色金属合金铸造箱体毛坯(如航空发动机上的箱体等)。在单件小批生产中,为了缩短生产周期有时也采用焊接毛坯。毛坯的铸造方法,取决于生产类型和毛坯尺寸。在单件小批生产中,多采用木模手工造型;在大批量生产中广泛采用金属模机器造型,毛坯的精度较高。箱体上大于3050mm的孔,一般都铸造出顶孔,以减少加工余量。机械加工过程中,用来固定加工对象,使其占有正确的位置以接受施工,检测的装置,都称“夹具”。机床夹具是机床的一种
14、附加装置,安装工件后使之获得相对于机床或刀具的正确位置,并把工件可靠地夹紧。在实际生产中,由于零件的生产类型、材料、结构、形状、尺寸和技术要求等不同,针对某一零件往往不是单独在一种机床上加工形成的。要经过一定工艺过程才能完成其加工。因此,不仅要根据零件的具体要求。结合现场实际的具体条件,对零件的个组成表面选择合适的加工方法,还要合理地安排加工工序,逐步地把零件加工出来。对于某个具体零件。可以采用几种不同的工艺方案进行加工。虽然这些方案都可以加工出这些零件,但从生产效率和经济效益上来讲,其中有种方案比较合理且切实可行。因此必须根据零件的具体要求和可能加工条件的,拟定较为合理的工艺过程。在整个加工
15、过程中夹具不仅仅是为了夹紧、固定加工零件。设计合理的夹具,还要求保证加工零件的位置精度,提高加工生产效率。所以各种夹具的设计质量将直接影响被加工零件的精度要求,在机械加工工艺过程中起到重要作用。随着机械加工行业的迅猛发展,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。因此研究变速箱体零件工艺规程与夹具设计具有很强的现实意义。通过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,并根据实际设计适合的专用夹具从而适应并发展机械加工技术。2零件工艺的分析2.1零件的工艺分析图2.1变速器箱体结构简图要加工孔的孔轴配合度为H7,表面粗糙度为Ra小于1.6
16、um,圆度为0.0175mm,垂直度为0.08mm,同轴度为0.02mm。其它孔的表面粗糙度为Ra小于12.5um,锥销孔的表面粗糙度为Ra小于1.6um。盖体上平面表面粗糙度为Ra小于12.5um,端面表面粗糙度为Ra小于3.2um,机盖机体的结合面的表面粗糙度为Ra小于3.2um,结合处的缝隙不大于0.05mm,机体的端面表面粗糙度为Ra小于12.5um。2.2确定毛坯的制造形式由于铸铁容易成形,切削性能好,价格低廉,且抗振性和耐磨性也较好,因此,一般箱体零件的材料大都采用铸铁,其牌号选用HT20-40,由于零件年生产量2万台,已达到大批生产的水平,通常采用金属摸机器造型,毛坯的精度较高,
17、毛坯加工余量可适当减少。2.3箱体零件的结构工艺性箱体的结构形状比较复杂,加工的表面多,要求高,机械加工的工作量大,结构工艺性有以下几方面值得注意:本箱体加工的基本孔可分为通孔和阶梯孔两类,其中通孔加工工艺性最好,阶梯孔相对较差。箱体的内端面加工比较困难,结构上应尽可能使内端面的尺寸小于刀具需穿过之孔加工前的直径,当内端面的尺寸过大时,还需采用专用径向进给装置。为了减少加工中的换刀次数,箱体上的紧固孔的尺寸规格应保持一致,本箱体分别为直径11和13。3拟定箱体加工的工艺路线3.1定位基准的选择定位基准有粗基准和精基准只分,通常先确定精基准,然后确定粗基准3.1.1精基准的选择根据大批大量生产的
18、变速器箱体通常以顶面和两定位销孔为精基准,机盖以下平面和两定位销孔为精基准,平面为330X20mm,两定位销孔以直径6mm,这种定位方式很简单地限制了工件六个自由度,定位稳定可靠;在一次安装下,可以加工除定位面以外的所有五个面上的孔或平面,也可以作为从粗加工到精加工的大部分工序的定位基准,实现“基准统一”;此外,这种定位方式夹紧方便,工件的夹紧变形小;易于实现自动定位和自动夹紧,且不存在基准不重合误差。3.1.2基准的选择加工的第一个平面是盖或低坐的对和面,由于分离式箱体轴承孔的毛坯孔分布在盖和底座两个不同部分上很不规则,因而在加工盖回底座的对和面时,无法以轴承孔的毛坯面作粗基准,而采用凸缘的
19、不加工面为粗基准。故盖和机座都以凸缘A面为粗基准。这样可以保证对合面加工后凸缘的厚薄较为均匀,减少箱体装合时对合面的变形。3.2加工路线的拟定分离式箱体工艺路线与整体式箱体工艺路线的主要区别在于,加工过程分为两个大的阶段,先对盖和低座分别进行加工,而后再对装配好的整体箱体进行加工。第一阶段主要完成平面,紧固孔和定位空的加工,为箱体的装合做准备;第二阶段为在装合好的箱体上加工轴承孔及其端面。在两个阶段之间应安排钳工工序,将盖与底座合成箱体,并用二锥销定位,使其保持一定的位置关系,以保证轴承孔的加工精度和撤装后的重复精度。表3.1工艺过程1工序号工序名称工序内容工艺装备1铸造2清砂清除浇注系统,冒
20、口,型砂,飞边,飞刺等3热处理人工时效处理4涂漆非加工面涂防锈漆5粗铣以分割面为装夹基面,按线找正,夹紧工件,铣顶部平面,保证尺寸3mm专用铣床6粗铣以已加工上平面及侧面做定位基准,装夹工件,铣结合面,保证尺寸12mm,留有磨削余量0.050.06mm专用铣床7磨磨分割面至图样尺寸12mm专用磨床8钻以分割面及外形定位,钻孔专用钻床9检验检查各部尺寸及精度表3.2工艺过程2工序号工序名称工序内容工艺装备1铸造2清砂清除浇注系统,冒口,型砂,飞边,飞刺等3热处理人工时效处理4涂漆非加工面涂防锈漆5粗铣以分割面定位装夹工件,铣底面,保证高度尺寸.专用铣床6粗铣以底面定位,按线找正,装夹工件,铣分割
21、面留磨量.专用铣床7磨以底面定位,装夹工件,磨分割面,保证尺寸.专用磨床8钻钻底面孔专用钻床9钻钻攻底孔专用钻床10钻钻攻螺纹孔专用钻床11钳箱体底部用煤油做渗漏试验12检验检查各部尺寸及精度表3.3工艺过程3工序号工序名称工序内容工艺装备1钳将箱盖,箱体对准和箱,用10M10螺栓,螺母紧固2钻钻,铰的锥销孔,装入锥销专用钻床3钳将箱盖,箱体做标记,编号4粗铣以底面定位,按底面一边找正,装夹工件,兼顾其他三面的加工尺寸,铣前后端面,保证尺寸专用铣床5粗铣以底面定位,按底面一边找正,装夹工件,兼顾其他三面的加工尺寸,铣左右端面,保证尺寸专用铣床6精铣以底面定位,按底面一边找正,装夹工件,兼顾其他
22、三面的加工尺寸,铣前后两端面,保证端面A的垂直度为0.048专用铣床7精铣以底面定位,按底面一边找正,装夹工件,兼顾其他三面的加工尺寸,铣左右两端面,保证端面A的垂直度为0.048专用铣床8粗镗以底面定位,以加工过的端面找正,装夹工件,粗镗蜗杆面轴承孔,留加工余量0.20.3mm,保证两轴中心线的垂直度公差为0.08,与端面B的位置度公差为0.2mm专用镗床9粗镗以底面定位,以加工过的端面找正,装夹工件,粗镗蜗轮面轴承孔,留加工余量0.20.3mm,保证两轴中心线的垂直度公差为0.08,与端面B的位置度公差为0.2mm专用镗床10检验检查轴承孔尺寸及精度11半精镗以底面定位,以加工过的端面找正
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