汽车变速箱壳体工艺及夹具设计Word文档下载推荐.docx
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根据已有的资料确定整体方案
2016.3.3至2016.3.23
2
零件加工工艺规程的制定
2016.3.24至2016.4.29
3
夹具设计
2016.4.30至2016.5.30
4
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
Autogearboxhousingtechnologyandfixturedesign
Abstract:
Thedesignisaboutthespecial-purposeclampingapparatusofthemachiningtechnologyprocessandsomeworkingproceduresofthecargearboxparts.Themainmachiningsurfaceofthecargearboxpartsistheplaneandaseriesofhole.Generallyspeaking,toguaranteetheworkingaccuracyoftheplaneiseasierthantoguaranteetheholers.Sothedesignfollowstheprincipleofplanefirstandholesecond.Andinordertoguaranteetheworkingaccuracyoftheseriesofhole,themachiningoftheholeandtheplaneisclearlydividedintoroughmachiningstageandfinishmachiningstage.Thesupportingholeoftheinputbearingandoutputbearingisastheroughdatum.Andthetopareaandtwotechnologicalholesareasthefinishdatum.Themainprocessofmachiningtechnologyisthatfirst,theseriesofsupportingholefixandmachinethetopplane,andthenthetopplaneandtheseriesofsupportingholefixandmachinetechnologicalhole・Inthefollow-upworkingprocedure,allworkingproceduresexceptseveralspecialonesfixandmachineotherseriesofholeandplanebyusingthetopplaneandtechnologicalhole.
Keywords:
Gearbox,machiningtechnology,special-purposeclampingapparatus
1绪论1
2变速箱壳体零件的分析及加工工艺规程的设汁2
2.1零件的分析2
2.1.1零件的作用2
2.1.2零件的工艺分析2
2.2工艺规程设计3
221基准的选择3
2.2.2制订工艺路线4
223机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定5
2.2.4确定切削用量及工时10
3钻床专用夹具设汁29
3.1定位精准的选择29
3.2切削力的计算与夹紧力分析29
3.3夹紧原件及动力装置确定30
3.4夹具的精度分析31
3.5夹具设计及操作的简要说明32
4铳床专用夹具设计33
4.1定位基准的选择33
4.2定位原件的设计33
4.3夹具精度分析34
4.4铳削力及夹紧力的讣算35
4.5定向键与对刀装置的设计36
4.6夹紧装置及夹紧力的确定37
4.7夹具设计及操作的简要说明39
5结论40
参考文献41
致谢42
1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）尺寸为365±
0.025/7//?
/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M10—6H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：
8xM10—6H的螺孔加工；
（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
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料为HT150,®
度HB为170—241,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100±
0.1
（2）两工艺孔^1202777^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/wn2Z=0.85〃〃”（Z为单边余量）
狡孔：
012H82Z=0.15mm
（3）顶面8螺孔M10-6H
参照《机加手册》表2.3-71,现确定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365±
0.025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\rnrn
371-0.8=3702加
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365±
0.23加”
（5）前后端面上螺孔M10-6〃,螺孔M14-6H,孔机5mm，倒车齿轮轴孔2X030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
08.5〃"
3螺孔M14-6H
0119”〃？
M14-6H
4-015〃"
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：
029.8〃〃“2Z=1.8/zwh
03OH82Z=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⑷〃?
；
0100吨5〃州孔，参照《机加手册》表2.3-48,其余量值为1丿肿。
铸件毛坯的基本尺寸分别为：
0120"
mm孔毛坯基本尺寸为0120—2—1=01VImm；
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/wn>
l.lmmd.\mmo
0120f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⑴皿〃““孔毛坯名义尺寸为处0-2-1=（jHlmm；
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o
0100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2.0〜2.7mm,现取其为
2.5mm.表3.2-27,粗铳平面时厚度偏差取-0.22nuno
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=1OStnm
毛坯最小尺寸分别为：
164—0.7=163.3〃〃”108—0.6=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104^0Inun。
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1.0〜1.5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=87〃〃"
87-0.55x2=85.9〃〃"
87+0.55x2=88.1/ww
粗铳后尺寸与零件图尺寸相同，即90带⑰“”。
（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〃?
〃？
030・5〃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ap：
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
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