变速器箱体加工工艺规程及轴承座孔加工工序夹具设计模板.doc
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1、汽车制造工艺学课程设计说明书题 目: 变速器箱体加工工艺规程及 轴承座孔加工工序夹具设计 系 别: 机电工程系 专 业: 车辆工程(汽车设计) 班 级: 姓 名: 学 号: 指导老师: 日 期: 12月 变速器箱体加工工艺规程及轴承座孔加工工序夹具设计摘要此次课程设计任务确定变速器箱体材料、毛坯,制订加工工艺规程,设计加工工序夹具等。该零件工艺工程中包含了铣平面、镗内孔、钻孔、攻螺纹、铣端面等工序,难度程度适合于工艺课程设计需要。它要求学生综合地利用所学过专业知识,针对一个具体工程实际零件进行机械加工工艺规程制订及专用机床夹具设计,使学生初步含有制订机械加工工艺规程及设计专用机床夹具能力,为随
2、即毕业设计进行一次综合训练和准备,也可为以后所从事车辆设计工作打下坚实基础。变速器箱体是汽车关键零部件,加工工艺过程复杂,适合学生锻炼学习。关键词:变速器箱体;工艺过程;夹具目 录1分析零件并确定其生产类型11.1零件作用:11.2零件生产类型:12选择毛坯尺寸,设计毛坯图22.1选择毛坯22.2确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差22.4确定毛坯尺寸22.5确定毛坯尺寸公差32.6绘制毛坯图33选择加工方法43.1定位基准选择43.2平面加工43.3孔加工43.4螺纹加工44制订工艺路线55工序设计75.1选择加工设备75.2选择夹具75.3选择刀具75.4选择量具76确定切削用量和基础时间96
3、.1工序30 (粗镗67.8mm孔) 切削用量及基础时间确实定96.2工序35 (半精镗71.3mm孔) 切削用量及基础时间确实定96.3工序40 (精镗72mm孔) 切削用量及基础时间确实定106.4工序45 (粗镗57.8mm孔) 切削用量及基础时间确实定116.5工序50 (半精镗61.3mm孔)切削用量及基础时间确实定126.6工序55 (精镗62mm孔) 切削用量及基础时间确实定136.7工序60 (粗镗75.8mm孔) 切削用量及基础时间确实定146.8工序65 (半精镗79.3mm孔) 切削用量及基础时间确实定156.9工序40 (精镗80mm孔) 切削用量及基础时间确实定157
4、专用夹具设计177.1定位方案17参考文件19总结20附录211分析零件并确定其生产类型1.1零件作用:变速器箱体材料HT150,是减速箱箱体零件关键作用:(1) 起支承作用,并在此基础上安装轴、轴承、齿轮等零件;(2)用以连接机器设备和地面基础零件;(3)利用它们结构工艺起到其它零件定位作用。1.2零件生产类型:依据题目可知:Q=5000件年,n=1件台;结合生产实际,备品率和废品率分别取为5和5。代入公式NQ n11 N=5000115155513件年 可知其属于轻型零件,生产类型是大批批量生产。2选择毛坯尺寸,设计毛坯图2.1选择毛坯 该零件材料是HT150,硬度119179HBS, 抗
5、拉强度145MPa. 因为零件年产量为5013件,属于批量生产,而且零件轮廓尺寸不大,能够采取砂型铸造。2.2确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差(1)公差等级CT11CT14,依据等级属于一般级;(2)零件表面粗糙度,由零件图可知,各加工表面粗糙度Ra1.6.2.3确定机械加工余量(1)孔加工余量等级和顶面等级相同,为CT12级,MA-H级;(2)顶面加工余量等级和侧面等级相同,为CT11级,MA-G级;总而言之,确定铸件机械加工余量见下表表2.1铸件机械加工余量最大尺寸要求机械加工余量等级大于至GH40630.71631002.221602502.842.4确定毛坯尺寸总而言之,确定毛坯尺寸见
6、下表表2.2毛坯尺寸零件尺寸单边余量铸件尺寸零件尺寸单边余量铸件尺寸326233062H72.167.82302.123472H72.167.880H72.175.8-72H72.187.8-2.5确定毛坯尺寸公差表2.3毛坯尺寸公差铸件尺寸偏差铸件尺寸偏差300+1.9-0.957.8+1.4-0.6234+1.9-0.967.8+1.4-0.676+1.4-0.667.8+1.4-0.62.6绘制毛坯图。毛坯图阅附录43选择加工方法3.1定位基准选择3.1.1粗基准选择箱体上平面是精度要求不高面,关键是粗加工后为下底面作为精基准,所以上平面粗基准是下底面。3.1.2精基准选择箱体下底面是零
7、件设计、装配基准和测量基准。为避免因为基准而产生基准不重合误差,确保加工精度,应选加工后上平面做为精基准,即遵照“基准重合”标准,又遵照“互为基准”标准。3.2平面加工上平面和下底面粗糙度值要求Ra6.3,其距离尺寸234mm,相当于IT11级,故能够用粗面铣。左右两端面粗糙度值要求Ra3.2,垂直度要求0.03,可用鼓式铣床端面铣刀铣削。3.3孔加工孔加工方法有钻、扩、镗、拉、磨等。对于孔径小于50孔,毛坯图中为铸出要求精度不高表面粗糙度、位置、尺寸公差能够用钻床加工。零件图中22、13孔用钻床直接钻出。零件图中未铸出30H7,粗造度值Ra1.6通孔用定心钻出后,再经过扩孔、粗铰、精铰加工。
8、对于已铸出57.8、67.8和75.8通孔毛坯,可采取在镗床上镗孔方法,经过粗镗、半精镗、精镗加工对于箱体上平面上8个M10螺纹孔及前后端面共13个M10螺纹孔,全部属于未注公差尺寸,可在毛坯上一次分别钻出8.4深24mm圆孔和8.4深22mm圆孔。右端面上2个M16螺纹孔,属未注公差尺寸,毛坯上一次钻出13.6深22圆孔。3.4螺纹加工箱体顶面上8个M10螺纹孔、前后端面M10螺纹孔及后端面M16螺纹孔应采取攻螺纹方法。4制订工艺路线制订工艺路线标准是先加工基准表面后加工其它表面,先加工面后加工孔,先安排粗加工后安排精加工,先加工关键表面后加工次要表面。最终工艺路线安排以下:表4.1工艺路线
9、工序号工序名称工序内容定位基准工艺装备05铣1) 粗铣上顶面,铣削2mm,确保粗造度值Ra6.32) 粗铣下底面,铣削2mm,确保粗造度值Ra6.31) 下底面2) 上定面X3132立式平面铣床10铣1) 粗铣前端面1.3mm,精铣前端面0.7mm,确保粗糙度值Ra3.22) 粗铣后端面1.3mm,精铣后端面0.7mm,确保粗糙度值Ra3.2后端面鼓形铣床端铣刀15钻钻箱体定位4个13mm圆通孔下底面三面组合钻床13mm钻头20钻钻箱体定位4个22mm深4mm沉头孔下底面三面组合钻床22mm钻头25钻钻箱体顶面8个8.4深24mm深孔下底面三面组合钻床8.4mm钻头30镗在箱体前端面已铸出2个
10、67.8通孔中粗镗,确保留有加工余量0.7mm下底面及67.8mm孔T68卧室铣床、TG3硬质合金镗刀35镗在箱体前端面已粗镗出2个71.3通孔中半精镗, 确保留有加工余量0.7mm下底面及71.3mm孔T68卧室铣床、TG6硬质合金镗刀40镗在箱体前端面已半精镗出2个71.8通孔中精镗,确保表面粗造度值1.6下底面及71.8mm孔T68卧室铣床、TG8硬质合金镗刀45镗在箱体后端面已铸出57.8通孔中粗镗,确保留有加工余量0.7mm下平面T68卧室铣床、TG3硬质合金镗刀50镗在箱体后端面已粗加工61.3通孔中半精镗,确保留有加工余量0.2mm下平面T68卧室铣床、TG6硬质合金镗刀55镗在
11、箱体后端面已半精加工61.8通孔中精镗,确保表面粗造度值1.6下平面T68卧室铣床、TG8硬质合金镗刀工序号工序名称工序内容定位基准工艺装备60镗在箱体后端面已铸出75.8通孔中粗镗,确保留有加工余量0.7mm下平面及62mmT68卧室铣床、TG3硬质合金镗刀65镗在箱体后端面已粗加工79.3通孔中半精镗,确保留有加工余量0.2mm下平面及62mmT68卧室铣床、TG6硬质合金镗刀70镗在箱体前端面已半精加工79.8通孔中精镗,确保表面粗造度值1.6下平面及62mmT68卧室铣床、TG8硬质合金镗刀75钻1) 钻箱体后端面7个8.4深22mm深孔2) 钻箱体前端面5个8.4深22mm深孔前端面
12、三面组合钻床8.4mm钻头80钻钻箱体前端面2个13.6深16mm深孔后端面三面组合钻床13.6mm钻床85攻1) 在顶面8个8.4孔中攻M10深18螺纹孔2) 在前端面5个8.4孔中攻M10深16螺纹孔3) 在后端面7个8.4孔中攻M10深16螺纹孔下底面专用攻丝机90攻在前端面2个13.6孔中攻M10深16螺纹孔后端面专用攻丝机95钻钻箱体前端面2个3定心通孔后端面及72mm孔钻铰定位机床100扩在箱体前端面2个28通孔中扩孔至29.8后端面钻铰定位机床105铰在箱体前端面2个29.8通孔中粗铰孔至29.8后端面钻铰定位机床110铰在箱体前端面2个29.8通孔中精铰孔至30H7后端面钻铰定
13、位机床(续)5工序设计5.1选择加工设备(1)工序05、10加工上顶面、下底面、两端面要求表面粗造度值不高,通常铣床粗加工即可取得;(2)工序15、20、25螺纹孔表面粗造度值,公差等级没有要求,通常定尺寸钻刀加工,再经过专用攻丝机攻丝后能够取得;(3)工序30、35、40、45、50、55、60、65、70镗孔:因为加工零件孔径尺寸较大,零件外廓尺寸较大,故宜在镗床上镗孔,选择常见T68卧室镗床。同时各加工表面粗造度和尺寸公差不高,能够经过粗镗、半精镗、精镗后直接抵达要求;(4)工序75、80、85、90、95、100、105、110钻、扩、铰孔:钻铰定位机床。5.2选择夹具对于成批生产零件
14、,大多数采取专用夹具。为确保加工质量、操作方便、满足高效前提下,能够部分采取通用夹具。本机械加工工艺规程中只在镗孔中设计采取专用镗床夹具。5.3选择刀具在箱体零件加工中,采取了铣、钻、镗、攻螺纹等多个加工方法,和之对应,初选刀具以下:(1)铣刀。工序05、10采取端铣刀来进行加工。工序05和10中要求铣削深度为2mm,选择高速刚镶齿套式端铣刀。(2)镗刀。加工铸铁零件可采取YG类硬质合金,粗加工是用YG3,半精加工时用YG6,精加工时用YG8,镗杆直径为20mm圆形镗刀进行加工。(3)钻头。从零件要求和加工经济性考虑,采取锥柄麻花钻完成加工工序。(4)丝锥。依据上表可知,选择M10、M16丝柄
15、机用丝锥完成攻螺纹工序。5.4选择量具(1)螺纹孔加工零件要求不需精度要求,故能够用定尺寸钻头钻孔后再攻丝直接达成。(2)工序05、10铣削加工面表面粗造度6.3能够用激光数显外表面粗造度检验仪,垂直度0.03用精光平面度测量仪;(3)镗孔直径大小、表面粗造度量具能够选择三牙锁紧圆柱塞规,适合批量生产零件测量;(4)30H7圆通孔用锥柄圆柱塞规,适合批量生产。6确定切削用量和基础时间6.1工序30 (粗镗67.8mm孔) 切削用量及基础时间确实定本工序为粗镗,采取YG3硬质合金刀具,依据加工条件和工件材料查资料3表5-35、查表5-36、查表5-37、查表5-38得刀具参数为主偏角r=30o
16、、前角o=10o 、刃倾角s=-5o 、刀尖圆弧半径度r=1.6mm。查表5-39知,选择杆部直径为20mm圆形镗刀。由表5-40知,镗刀合理耐用度T=60min。6.1.1确定粗镗67.8孔切削用量(1)确定背吃刀量ap 由前述可知粗镗时双边余量为3.5mm,粗糖后孔直径为71.3mm,故单边余量为2.1mm,即a p=2.1mm。(2)确定进给量f 依据表5-41可知,当镗加工铸件,镗刀杆直径为20mm,a p=2.1mm,镗刀伸出长度为326mm时,f=1.11.6mm/r。查表4 3.1-42,根据T68进给量值,选择f=1.43mm/r。(3)确定切削速度v 依据表5-43计算公式确
17、定切削速度 V=Cv/(Tm axv fyv) 式中,Cv=158,xv=0.15,yv =0.3,m=0.2。所以 V=158/(600.2 x 2.10.15 x 1.430.3 )=57.5m/minn=1000x57.5/(3.14x71.3)=256.8m/min查表4 3.1-41依据T68卧室镗床上主轴转速选择n=200r/min,实际切削速度为V=(3.14x71.3x200)/1000=44.8m/min6.1.2基础时间tm 由表5-47得到镗孔基础时间为tm =(l+l1+l2+l3)i/(fn)=(22+5.6+4)x1/(200x1.43)=0.11min6.2工序3
18、5 (半精镗71.3mm孔) 切削用量及基础时间确实定本工序为半精镗,采取YG6硬质合金刀具,依据加工条件和工件材料查资料3表5-35、查表5-36、查表5-37、查表5-38得刀具参数为主偏角r=30o 、前角o=10o 、刃倾角s=-5o 、刀尖圆弧半径度r=1.6mm。查表5-39知,选择杆部直径为20mm圆形镗刀。由表5-40知,镗刀合理耐用度T=60min。6.2.1确定半精镗71.3mm孔切削用量(1)确定背吃刀量ap 由前述可知半精镗时双边余量为0.5mm,半精镗后孔直径为71.8mm,故单边余量为0.25mm,即a p=0.25mm。(2)确定进给量f 依据表5-41可知,当镗
19、加工铸件,镗刀杆直径为20mm,a p=0.25mm,镗刀伸出长度为326mm时,f=1.11.6mm/r。查表4 3.1-42,根据T68进给量值,选择f=1.43mm/r。(3)确定切削速度v 依据表5-43计算公式确定切削速度 V=Cv/(Tm axv fyv) 式中,Cv=158,xv=0.15,yv =0.4,m=0.2。所以 V=158/(600.2 x 0.250.15 x 1.430.4 )=78.1m/minn=1000x78.1/(3.14x71.8)=346.4m/min查表4 3.1-41依据T68卧室镗床上主轴转速选择n=315r/min,实际切削速度为V=(3.14
20、x71.8x315)/1000=71.0m/min6.2.2基础时间tm 由表5-47得到镗孔基础时间为tm =(l+l1+l2+l3)i/(fn)=(22+2.43+4)x1/(315x1.43)=0.06min6.3工序40 (精镗72mm孔) 切削用量及基础时间确实定本工序为半精镗,采取YG8硬质合金刀具,依据加工条件和工件材料查资料3表5-35、查表5-36、查表5-37、查表5-38得刀具参数为主偏角r=30o 、前角o=10o 、刃倾角s=-5o 、刀尖圆弧半径度r=1.6mm。查表5-39知,选择杆部直径为20mm圆形镗刀。由表5-40知,镗刀合理耐用度T=60min。6.3.1
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