汽车变速箱壳体工艺及夹具设计Word文档下载推荐.docx

1、根据已有的资料确定整体方案2016.3.3 至 2016.3.232零件加工工艺规程的制定2016.3.24 至 2016.4.293夹具设计2016.4.30 至 2016.5.304完成最终设计及答辩工作2016.5.31 至 2016.6.22审核人年 月 日摘要：本次设计主要是完成汽车变速箱壳体零件的加工工艺规程及一些工序的专 用夹具设计。在本次设计中，由于汽车变速箱壳体零件的主要加工表面是平面及 孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，本 设讣遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加丄明确划分成粗加丄和精加丄阶段 以保证平面及孔系加工精度。基准选择以变速箱壳体

2、的输入轴和输岀轴的支承孔 作为粗基准，以顶面与两个工艺孔作为精基准。主要加工工序安排是先以支承孔 系定位加工出顶平面，再以顶平面与支承孔系定位加工出工艺孔。在后续工序中 除个别工序外均用顶平面和工艺孔定位加工其他孔系与平面。整个加工过程均选 用组合机床。夹具选用专用夹具，夹紧方式多选用气动夹紧，夹紧可靠，并且大 大缩短了辅助时间。因此生产效率较高。适用于大批量、流水线上加工。能够满 足设计要求。关键词：变速箱，加工工艺，专用夹具Auto gearbox housing technology and fixture designAbstract: The design is about the

3、special-purpose clamping apparatus of the machining technology process and some working procedures of the car gearbox parts. The main machining surface of the car gearbox parts is the plane and a series of hole. Generally speaking, to guarantee the working accuracy of the plane is easier than to gua

4、rantee the holers. So the design follows the principle of plane first and hole second. And in order to guarantee the working accuracy of the series of hole, the machining of the hole and the plane is clearly divided into rough machining stage and finish machining stage. The supporting hole of the in

5、put bearing and output bearing is as the rough datum. And the top area and two technological holes are as the finish datum. The main process of machining technology is that first, the series of supporting hole fix and machine the top plane, and then the top plane and the series of supporting hole fi

6、x and machine technological hole In the follow-up working procedure, all working procedures except several special ones fix and machine other series of hole and plane by using the top plane and technological hole.Keywords: Gearbox, machiningtechnology, special-purposeclamping apparatus1绪论12变速箱壳体零件的分

7、析及加工工艺规程的设汁22.1零件的分析22.1.1零件的作用22.1.2零件的工艺分析22.2工艺规程设计3221基准的选择32.2.2制订工艺路线4223机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定52.2.4确定切削用量及工时103钻床专用夹具设汁293.1定位精准的选择293.2切削力的计算与夹紧力分析293.3夹紧原件及动力装置确定303.4夹具的精度分析313.5夹具设计及操作的简要说明324铳床专用夹具设计334.1定位基准的选择334.2定位原件的设计334.3夹具精度分析344.4铳削力及夹紧力的讣算354.5定向键与对刀装置的设计364.6夹紧装置及夹紧力的确定374.7夹具设计

8、及操作的简要说明395结论40参考文献41致谢421绪论制造业是国家发展与社会进步的基础，而汽车制造将是未来面对普通消费者 的主要的机械制造产品，而随着国家的发展人民生活水平的提高，人们对汽车的 需求和要求必定变的更多，所以我们有必要对汽车及汽车零件的设计与加丄投入 更多的精力。变速箱壳体是变速器机零件中结构较为复杂的箱体零件，其精度要求高，加 工工艺复杂，并且加工加工质量的好坏直接影响发动机整个机构的性能，因此， 它成为各个发动机生产厂家所关注的重点零件之一。机械加工工艺规程必须保证 零件的加工质量，达到设讣图纸规定的各项技术要求，同时还应该具有较高的生 产率和经济性。因此，机械加工工艺规程

9、设计是一项重要的工作。变速器箱体零件在整个变速器组成中的功用是保证其他各个部件占据合理 正确的位置，使之有一个协调运动的基础构件。变速箱体零件质量的优点将直接 影响到轴和齿轮等零件的相互位置准确性及变速器组成使用的灵活性与寿命。先进的夹具用在普通的设备上，能挖掘普通设备的潜能，使之提高工效数倍, 保障产品质量。用在类似加工中心的先进机器上，将使先进机器如虎添翼。夹具, 这个投资少见效高的附件，已经到了所有企业都应重视的时候，他已经是我们开 源节流，增效节资的重要手段。所以对专用夹具的研究与设讣也尤为重要。通过对汽车变速箱壳体工业及夹具设计的研究可以对大学四年里所学习的 机械制造工艺学，金属切削

10、原理与刀具，互换性与技术测量，机械工 程材料等许多课程进行复习与提高。2变速箱壳体零件的分析及加工工艺规程设计2.1零件的分析2.1.1零件的作用设计题LI给的是变速箱壳体。该零件主要是用来安装并支承各个齿轮传动 轴，使其各轴的间距以及平行度得到保证。并且还需要使它能与发动机正确装 配。所以需要严格保证该工件的加工质量，因为它的加工质量会很大的影响到 汽车变速箱的装配以及运动，进而影响到汽车的运动以及使用寿命。该零件的 上端面是用来安装变速箱的箱盖，前后两个面有两对直径为0120和加0的支承 孔，用来安装输入轴以及输出轴。2.1.2零件的工艺分析经过对设计题LI进行分析我们可以得出：该零件主要

11、是一个壳体零件，加 工内容主要为平面以及孔系。它一共有5个平面需要加工，即上平面，前后两 个端面，两侧端面。其中支承孔位于前后两个端面上。另外各端面上均有一系 列的螺纹孔需要进行加工。根据以上可将该零件的加工分为以下三组进行加 工：以两侧为主要加工平面：（1） 尺寸为160、） mm和104 nun的两侧窗口面；（2） 与两侧窗口面相垂直的12个M10-6H的螺孔；（3） 与两侧面成60。角的尺寸为1的锥管螺纹孔（加油孔）。其中两侧窗口面有表面粗槌度要求为&63“也,12个螺孔均有位置度要求 为 00.3” o以前后端面为主要加工平面：（1） 2个0120加加、2个加加和1个的孔；（2） 尺寸

12、为3650.025/7/?/的与2x0120（、2x08（严 的4个孔轴线相垂 直的前后端面；（3） 前后端面上的3个M14-6H、16个M10-6H的螺孔，以及4个015mm、2个 恥mm的孔；（4）两个在同一中心线上与两端面相垂直的030：仏加加的倒车齿轮轴孔及 其内端面、两个M10-6H的螺孔。在该组加工平面中前后端面有表面粗糙度要求为&63“加，3个 M14-6H、16个M106H的螺孔，4个015?、2个炎和的孔均有位置度要 求为00.3，两倒车齿轮轴孔内端面有尺寸要求为90；“及表面粗糙度要 求为 Ra3.2f.nn。以顶面为主要加工表面：（1） 顶面的铳削加工：8xM106H的螺

13、孔加工；（2） 2x012也叨州的工艺孔加工。其中顶面有表面粗糙度要求为Rgtm , 8个螺孔均有位置度要求为 , 2个匸艺孔也有位置度要求为0.mm。2.2工艺规程设计2.2.1基准的选择粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求：（1） 保证各重要支承孔的加工余量均匀；（2） 保证装入箱体的零件与箱壁有一定的间隙。要想达到设计要求，我们可以将变速箱前后端面的两个主要支承孔确定为粗 基准，通过两个支承孔，我们可以限制该加工零件的5个自由度。并且因为是以 孔为基准加工顶平面，所以等接下来以顶平面为基准加工孔时其加工余量肯定是 均匀的。精基准的选择精基准的选择应该该满足以下要求：（1） 在接下来的加

14、工过程中，基本上都可以用它来作为基准（2） 能够保证该工件上各部分的相对位置针对这些要求，进过分析我选择变速箱壳体的顶平面作为精基准，它具有面 积大、与两个支承孔平行的优点。可作为精基准。所以以该顶平面和该平面上的2个工艺孔定位对该工件进行精加工。2.2.2制订工艺路线对于该零件，我们经过分析可以知道：山于变速箱壳体属于大批量生产，我们应该先将其统一基准加工出来。所 以，该零件加工的第一个工序为主要基准的加工。具体安排为：（1） 先进行顶平面的粗铳以及精铳，以两个主要支承孔进行定位（2） 接下来进行顶平面2个工艺孔的加工。由于在整个加工过程中顶平面 基本上都是被用来当成定位基准，所以，在加工工

15、艺孔的同时应该将该顶平面 上的螺纹孔也一起加工岀来在接下来的工序安排中，工艺路线的安排应该遵循先进行粗加工后进行精 加工，先加工平面后加工孔系。根据以上分析过程，现将汽车变速箱箱体加工工艺路线确定如表2.1所示：表2.1变速箱箱体加工工艺路线表工序号工序内容粗、精铳顶而以两个0 20mm的支承孔和一个（SOinm的支承孔 为粗基准。选用立轴圆工作台铳床，和专用夹具钻顶而孔以及较工艺孔以两个0120mm的支承孔和一个080”的支承孔为基准。选用专用组合钻床和专用夹具粗铳前后端面以顶而以及顶而的两工艺孔为基准。选用专用铳床和专用夹具粗铳两侧面及凸台以顶而和两工艺孔为基准。选用专用组合铳床和专用夹具

16、5粗镇前后端而支承孔选用专用组合锂床和专用 夹具6检验7半精铳前后端而8钻倒车齿轮轴孔，钻前后端而上孔。选用专用组合钻床和专用9铳倒车齿轮轴孔内端面，钻加油孔选用专用组合铳床和专用 夹具10钻两侧面孔选用&用组介钻床和专用11精镇支承孔12攻1锥螺纹孔选用专用组合攻线机和专用夹具13前后端面孔攻丝选用专用组合攻丝机和专14两侧窗口而上螺孔攻丝15顶而螺孔攻丝16中间检验17精铳两侧而18精铳前后端面以两个如20”支承孔和一个工艺孔为基准。选用专用组合铳床和专用夹具19淸洗。选用淸洗机淸洗20终检以上工艺过程详见机械加工工艺过程卡片。223机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定变速箱壳体采用的材

17、料为HT150, 度HB为170241,生产类型为大批 量生产，采用铸造毛坯。（1） 顶面的加工余量。（计算顶面与0120也%曲支承孔轴线尺寸100 0.12mm）根据要求，该工序分两步。各工步余量如下：粗铳：参照机械加工工艺手册第1卷（以下简称机加手册）表3.2-23。 其余量值规定为2.7 3.4”，现取3.0”。表3.2-27粗铳平面时厚度偏差取 -0.28/n/n。精铳：参照机加手册表2.3-59,其余量值规定为1.5加叽铸造毛坯的基本尺寸为100+3.5 + 1.5 = 105枷机根据机加手册表2.3-11以及表2.3-9。其公差等级为CT7所以铸件尺寸 公差为1.2川。毛坯的名义尺

18、寸为：100+3.5 +1.5 = 105加？毛坯最小尺寸为：105 - 0.6 = 104.4”毛坯最大尺寸为：105 + 0.6 = 105.6劝粗铳后最大尺寸为：100+1.5 = 101.5加加粗铳后最小尺寸为：101.5-0.28 = 101.2刀沏精铳后尺寸与零件图尺寸相同，即1000.1（2） 两工艺孔12027 77 o参照机加手册表2.3-47,表2.3-48o确定工序尺寸及加工余量为：钻孔： 011”扩孔： （f 1.85/wn 2Z = 0.85” （Z 为单边余量）狡孔： 012H8 2Z = 0.15mm（3） 顶面8螺孔M10-6H参照机加手册表2.3-71,现确定

19、其工序尺寸及加工余量为：08.5”攻丝： M10 6H（4） 前后端面加工余量。（计算长度为3650.025加加）前后端面的加工分为分为粗、半精铳、精铳加工。各工序余量如下：粗铳:参照机加手册表3.2-23,其加工余量规定为2.7 3.5伽，现取 3.0?。半精铳：参照机加手册，其加工余量值取为2.5加参照机加手册，其加工余量取为0.5mm 铸件毛坯的基本尺寸为365+0.5 + 2.5 + 3 = 371加加，根据机加手册表 2.3-11以及2.3-9可得铸件尺寸公差为1.6mm.:. 毛坯的名义尺寸为：365 + 0.5 + 2.5 + 3 = 37 rnrn371-0.8 = 3702加

20、371 + 0.8 = 371.8枷”粗铳询后端面工序尺寸定为368 0.25mm半精铳前后端面工序尺寸定为365.5 0.25曲精铳前后端面后尺寸与零件图尺寸相同，即3650.23加”（5）前后端面上螺孔M10 - 6,螺孔M14-6H,孔机5mm，倒车齿轮轴 孔2 X 030严rmn加工余量。参照机加手册表2.3-71，现确定螺孔加工余量为：16 螺孔 M10 6H 08.53 螺孔M14-6H 0119”？ M14-6H4-015孔，参照机加手册表5-58,确定工序尺寸为： 15mm参照机加手册表4-23确定倒车齿轮轴孔工序尺寸及余量为： 015” 028” 2Z = 13mm扩孑L：

21、029.8“ 2Z = 1.8/zwh03OH8 2Z = O.2加加（6）前后端面支承孔0120也03讪,080颍肋弘is也035加。根据工序要求，前后端面支承孔的加工分为粗锂、精锤两个工序完成，各 工序余量如下：粗镇：0120也叫切孔，参照机加手册表2.348,其余量值为2mm: 080祂此讪孔,参照机加手册表2.3-4&其余量值为2/沏； 0100咖为州孔，参照机加手册表2.3-48,其余量值为加加。精锂：0120池加“孔，参照机加手册表2.34&其余量值为5”；080也叫肿孔，参照机加手册表2.3-48,M余量值为?；0100吨5州孔，参照机加手册表2.3-48,其余量值为1丿肿。铸件

22、毛坯的基本尺寸分别为：0120 mm孔毛坯基本尺寸为01202 1 = 01 VI mm ；080也叫呦 孔毛坯基本尺寸为80-2-1 = ；0100、“孔毛坯基本尺寸为0100-2-1 = 097 o根据机加手册表2.3-11以及表2.3-9可得铸件尺寸公差分别为：1.2/wnl. lmmd. mmo0120 f 孔毛坯名义尺寸为 120 - 2 -1 = 0117mm ；毛坯最大尺寸为0117 + 0.6 = 117.6mm ；毛坯最小尺寸为17 - 0.6 = 116.4：粗镇工序尺寸为019驟咖;精镇后尺寸与零件图尺寸相同，即0120也叫肿。处皿“孔毛坯名义尺寸为处0-2-1 = （j

23、Hlmm ；毛坯最大尺寸为。77 + 0.55 = 77.55加?毛坯最小尺寸为077-0.55 = 76.45”:粗镇工序尺寸为079器伽加;精锂后尺寸与零件图尺寸相同，即080赵加o0100磁 孔毛坯名义尺寸为0100-2-1 = 097曲；97 + 0.55 = 97.55mm :毛坯最小尺寸为。97 -0.55 = 96.45” :粗镇工序尺寸为099鴛紡加;精镇后尺寸与零件图尺寸相同，即0100弋宓州。（7）两侧面及凸台加工余量。由工序要求，两侧面需进行粗、精铳加工。参照机加手册表3.2-23,其余量值为2.02.7mm,现取其为2.5mm.表3.2-27,粗铳平面时厚度偏差取-0.

24、22nun o参照机加手册表2.3-59,其余量值规定为1.5伽。160 + 2.5 + 1.5 = 1647；/?/, 104+2.5 + 1.5 = 108/沏。根据机加手册表2.3-11以及表2.3-9可得则两侧面毛胚名义尺寸为：106 + 2.5 + 1.5 = 164讪 104+2.5 +1.5 = 1 OStnm毛坯最小尺寸分别为：1640.7 = 163.3” 1080.6 = 107.4”毛坯最大尺寸分别为：164+ 0.7 = 164.7劝108+0.6 = 10&6加加粗铳后最大尺寸分别为：160 +1.5 = 161.5加? 104+1.5 = 105.5mm粗铳后最小尺

25、寸分别为：161.5-0.22 = 161.28加 105.5-0.22 = 105.28” 精铳后尺寸与零件图尺寸相同，即16020Inun和1040Inun。由工序要求可知，凸台只需进行粗铳加工。其工序余量如下：参照机加手册表3.2-23,其余量规定为1.01.5呦,现取其为1.5/w/n 铸件毛坯的基本尺寸20+1.5 = 21.5加加。根据机加手册表2.3-11,铸件 尺寸公差等级选用CT7,再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为0.82/枷?则凸台毛坯名义尺寸为：20 + 1.5 = 21.5呦？21.5 0.41 = 21.09枷21.5 + 0.41 = 21.91”粗铳后尺寸与零件

26、图尺寸相同，即20苫需沏。（8） 两侧面螺孔加工余量参照机加手册表2.3-71,现确定螺孔加工余量为： 08.5” M10-6H（9） 倒车齿轮轴孔内端面加工余量（计算长度90；“）根据机加手册表2.2-25,只需进行粗铳加工即能达到所需表面粗糙度要 求3.2“”及尺寸精度要求。因此倒车齿轮轴孔内端面只进行粗铳加工。参照机加手册表3.2-23,其余量值规定为1.5 2.0加，现取1.5呦。铸件毛坯的基本尺寸为90-1.5x2 = 87/0根据机加手册表2.3-11,以 及表2.3-9可得铸件尺寸公差为.毛坯名义尺寸为：90-1.5x2 = 8787-0.55x2 = 85.987 + 0.55x2 = 88.1/ww粗铳后尺寸与零件图尺寸相同，即90带“”。（10） 加油孔加工余量毛坯为实心，不冲孔。参照机加手册表2.3-71,现确定其余量为： 钻孔： 028.5?？ 0305切2Z = 2mm r锥管螺纹孔2.2.4确定切削用量及基本工时工序1：粗、精铳顶面机床：双立轴圆工作台铳床X701刀具：硬质合金端铳刀（面铳刀） = 400/?/?7 齿数Z = 14（1） 粗铳铳削深度a p ： ap = 3mm每齿进给量df：根据机械加工工艺手册表2.4-73,取d/=0.25?/Z 铳