【正文】 功用 此次設(shè)計(jì)的課題是關(guān)于汽車變速箱上蓋的工藝工裝設(shè)計(jì)。變速箱的上蓋是汽車變速箱的重要組成部分。汽車變速箱內(nèi)有很多的精密的齒輪，軸等零件，結(jié)構(gòu)體系也較為復(fù)雜。為了保證內(nèi)部的全部零件不再暴露的環(huán)境下工作，防止灰塵油污以及其他一些物質(zhì)進(jìn)入到箱體內(nèi)部腐蝕零件，為箱體做一個(gè)上蓋是很必需的。 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與工藝性 變速箱上蓋是典型的鑄造箱蓋類零件。結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)就是扁平，長(zhǎng)度寬度尺寸大，高度方向尺寸不大?？紤]到上蓋零 件的毛坯選擇鑄造加工而成，在構(gòu)型方面基本符合毛坯鑄造方法的要求。非加工的成形面都采用了利于脫模的倒圓角設(shè)計(jì)。為了能在不拆卸上蓋全體的條件下觀察與檢修內(nèi)部元件的運(yùn)作和故障情況，在零件設(shè)計(jì)時(shí)考慮到了在上蓋的頂部設(shè)計(jì)一個(gè)檢查口，為一凸臺(tái)結(jié)構(gòu)。與箱體裝配的接合面尺寸很大，當(dāng)用螺栓和定位銷將其與變速箱主體結(jié)合的時(shí)候，大的接合面能保證接合的密封性。但是考慮到加工的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性，零件設(shè)計(jì)中簡(jiǎn)化了加工平面。在能保證接合的要求的前提下，加工表面的粗糙度等精度要求盡量降低。并且還在接合面上設(shè)計(jì)了裝配定位孔和工藝定位孔，保證了裝 配的精度。 主要加工表面及其技術(shù)要求 變速箱上蓋的加工內(nèi)容主要是關(guān)于平面和孔的加工。 平面的加工主要包括： 底部大接合面的加工，技術(shù)要求：表面粗糙度 m。 凸臺(tái)小平面的加工，技術(shù)要求：表面粗糙度 m，至大接合面距離要求 90 ?? mm 上蓋內(nèi)側(cè)兩端面的加工 ,技術(shù)要求：表面粗糙度 m，兩端面之間距離要求 90 ?? mm。 孔的加工包括： 大接合面上 14 個(gè)直徑 11mm 的通孔加工，沒(méi)有特別的技術(shù)要 求。 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 2個(gè)直徑 13mm 的裝配定位孔的加工，技術(shù)要求：表面粗糙度 m，直徑精度要求φ 13 ?? mm 2個(gè)直徑 11mm 的工藝定位孔的加工，技術(shù)要求：表面粗糙度 m，直徑精度要求φ 11 ? mm 內(nèi)壁頂部的 4 個(gè)φ 的深孔加工，技術(shù)要求：表面粗糙度 m，相對(duì) D 基準(zhǔn)位置度要求φ ，孔最深處至大接合面距離要求78 ?? m 頂平面的 4 個(gè) M10 螺紋孔的加工，技 術(shù)要求：相對(duì)于 D 基準(zhǔn)位置度要求φ ，深 18mm。 凸臺(tái)上 M16 螺紋孔的加工，技術(shù)要求：表面粗糙度 m，相對(duì)于D基準(zhǔn)位置度要求 ，通孔。 上蓋上 M14 螺紋斜孔的加工，技術(shù)要求：孔中心軸線與 Z 軸角度 45 度，高度方向尺寸要求 55 ?? mm,深度尺寸要求 26 ?? mm。 上蓋兩端 4個(gè)直徑 16mm 的深孔鉆擴(kuò)加工，技術(shù)要求：表面粗糙度 μ m，鉆孔φ 16 ?? mm,外擴(kuò) 孔要求φ 20 ?? mm,孔中心線間距 ，高度方向距大接合面距離 37 ?? 的形位要求：直線度 ,相對(duì) D 基準(zhǔn)位置度φ ，相對(duì) E 基準(zhǔn)位置度 。（參見變速箱上蓋零件圖）。 上蓋內(nèi)壁階梯孔的加工， 技術(shù)要求：孔直徑為 φ ? mm, φ 9mm,φ12mm，深 139mm,形位要求有 2 個(gè)，相對(duì) C 基準(zhǔn)的位置度要求 φ ,相 對(duì) F基準(zhǔn)的垂直度要求 . 確定生產(chǎn)類型 因變速箱上蓋的生產(chǎn)產(chǎn)量很大，采用專用設(shè)備和專用工藝裝備，廣泛采用高效的專用機(jī)床等，且大多數(shù)設(shè)備經(jīng)常重復(fù)進(jìn)行某個(gè)工序的加工。根據(jù)變速箱上蓋的這些生產(chǎn)特點(diǎn)，確定生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。 零件毛坯選擇 零件毛坯材料選擇 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 考慮到變速箱上蓋的生產(chǎn)類型是大批量生產(chǎn)，結(jié)構(gòu)形狀較為復(fù)雜，制造精度不高，幾何尺寸也比較大，以及考慮到生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性。 所以其毛坯的材料選用容易成型，吸震性好，加工工藝性好和成本低的灰口鑄鐵 ， HT2040. 其性能HB170241 20?? [3]。 變速箱上蓋的毛坯 毛坯圖是毛坯制造和編制零件加工工藝的重要零件。制定工藝過(guò)程時(shí)，需要分析毛坯圖，主要是分析粗加工的定位基準(zhǔn)，其次分析鑄件毛坯的分型面，澆口，冒口的位置，拔模斜度，圓角半徑的大小。 鑄件毛坯如圖 11 所示： （ a） (b) (c) 圖 11 鑄件毛胚圖 毛坯的制造方式 毛坯制造方法的選擇時(shí)應(yīng)考慮下列因素，生產(chǎn)類型；工件結(jié)構(gòu)和尺寸；工件的機(jī)械加工性能要求；工件的工藝性能要求。 分析此減速器箱體，毛坯采用砂型澆注成型，在砂型中保溫 2030min，直到冷卻消除鑄件的應(yīng)力，最終進(jìn)行噴漆處理。分型面選用在軸承孔的軸向垂直沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 面，取外面一側(cè)為上蓋，便于澆注，排氣和出砂 [3]。 零件加工工藝規(guī)程的制定 選擇加工方法和加工方案 上蓋零件各個(gè)加工表面的加工方法和加工方案具體如下： 底部大接合面：粗銑 — 精銑； 凸臺(tái)小平面：粗銑 — 精銑； 內(nèi)側(cè)兩端面：粗銑 — 半精銑 ； 大接合面上 14 個(gè)φ 11mm 的通孔：鉆孔； 2個(gè)φ 13mm 的裝配定位孔的：鉆孔 鉸孔； 2個(gè)φ 11mm 的工藝定位孔：鉆孔 鉸孔； 內(nèi)壁頂部的 4 個(gè)φ 的深孔：鉆孔 — 粗鉸； 頂平面的 4個(gè) M10 螺紋孔：鉆螺紋預(yù)孔 — 攻絲； 凸臺(tái)上 M16 螺紋孔：鉆螺紋預(yù)孔 — 攻絲； 上蓋上 M14 螺紋斜孔：鉆螺紋預(yù)孔 — 攻絲； 1 上蓋兩端 4 個(gè)φ 16mm 的深孔：鉆孔 — 擴(kuò)孔； 1 上蓋內(nèi)壁階梯孔：鉆孔 — 擴(kuò)孔； 定位基準(zhǔn)的選擇 由于各加工階段的加工性質(zhì)不同，所以對(duì)定位基準(zhǔn)的要求也有所不同。粗加工階段的主要任務(wù)是切除大部分余量， 切削力大，對(duì)定位基準(zhǔn)的要求主要是穩(wěn)定可靠。定位基準(zhǔn)表面應(yīng)該足夠大，并便于施加較大的夾緊力而不致引起工件變形。精加工階段的主要任務(wù)是保證精度問(wèn)題。此時(shí)大部分余量都已經(jīng)被切除，工件的剛度有所下降，而加工精度要求更高，因此要在選擇定位基準(zhǔn)是要保證因定位而引起的誤差很小。 由于工序性質(zhì)不同，定位基準(zhǔn)也不同。如在第一道工序中只能用毛坯表面來(lái)定位，這是粗基準(zhǔn)。在以后各工序的加工中，可以采用已經(jīng)切削加工的表面作為定位基準(zhǔn)，這就是精基準(zhǔn)。 根據(jù)以上關(guān)于定位基準(zhǔn)選擇的概述，具體到變速箱上蓋的工藝加工過(guò)程，定位基準(zhǔn)的選擇大致如 下：開始，先是凸臺(tái)小平面和上蓋底部大接合面兩個(gè)加沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 工表面互為基準(zhǔn)進(jìn)行粗精銑加工。先是以大接合面為粗基準(zhǔn)加工小平面，然后在以加工過(guò)的小平面為基準(zhǔn)加工大接合面；在工序鉆、擴(kuò)、鉸接合面上一系列孔以及螺紋預(yù)孔的工序當(dāng)中，考慮到工件加緊的穩(wěn)定可靠，以及考慮到與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的重合，宜選擇大接合面為精基準(zhǔn)加工；在銑削內(nèi)壁兩端面的工序時(shí)，考慮銑削的力度加大，為保證加緊穩(wěn)定可靠，依然宜選大接合面為精基準(zhǔn)加工；在內(nèi)壁頂部鉆、鉸 4個(gè)φ 深孔工序中，考慮到保證工件在加工中不變形，宜選小平面為定位基準(zhǔn)；在鉆、擴(kuò)內(nèi)壁階梯孔、兩端φ 16mm 深孔，以及攻絲螺紋預(yù)孔的工序中，考慮到加工方便、加緊可靠、且與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合等因素，還是選擇大接合面為定位基準(zhǔn)。 熱處理及檢驗(yàn)的選擇與安排 在本次設(shè)計(jì)中，因?yàn)樵O(shè)計(jì)相關(guān)的零件材料為鑄件，在其裝配工作時(shí)承受的作用力很小，且沒(méi)有較高要求的接合或者配合工作面，所以不需要安排調(diào)質(zhì)，正火、退火等等的熱處理工序。但需要安排一個(gè)清理砂冒口，噴砂的工序。 至于檢驗(yàn)工序，考慮到零件本身的加工精度不是很高，且加工過(guò)程中變形破壞的可能性不大，所以不需要特別安排中間檢驗(yàn)的工序。每道工序結(jié)束后，正常用游標(biāo)卡尺、極限量規(guī)等 檢驗(yàn)。在最后的工序里，再按圖樣要求做全面檢查即可。 擬定工藝路線 擬訂工藝路線是制訂工藝規(guī)程的關(guān)鍵。工藝路線不僅影響加工質(zhì)量和效率，而且影響工人勞動(dòng)強(qiáng)度，設(shè)備投資，車間面積，生產(chǎn)成本等，必須進(jìn)行多種方案的分析比較。加工方法的選擇首先要保證加工質(zhì)量；其次還要考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。 機(jī)加工工序安排應(yīng)滿足先基準(zhǔn)后其他；先主后次，先粗后精，先面后孔等原則。 工藝路線表 表 11 的第一套工藝方案是根據(jù)機(jī)加工序安排的原則，參考類似零件的加工工藝編排的。 表 12第二套工藝方案是參考汽變速箱加工的現(xiàn)場(chǎng) 工藝編排的。 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 表 11 第一套工藝路線方案 (mm) 工序號(hào) 工序名稱 1 鑄造毛坯 2 清理燒冒口，噴砂 3 粗銑，半精銑上蓋凸臺(tái)小平面 4 粗銑，半精銑底部大接合面 5 鉆、鉸 14個(gè)φ 11 孔 6 鉆、鉸 2個(gè)φ 13 的裝配定位孔。 7 鉆、鉸 2個(gè)φ 11 工藝定位孔 8 中間檢查 9 粗銑、半精銑內(nèi)側(cè)兩端面 10 在內(nèi)壁頂部鉆鉸 4個(gè)φ 的深孔 11 在凸臺(tái)上鉆 M10， M16