【正文】 6 ............................................. 56 ........................................................ 58 ............................................. 58 總結(jié) ............................................................... 59 致謝 ............................................................... 60 參考文獻 ........................................................... 61 湖 北 汽 車 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè)（設(shè) 計） 論 文 1 第 1 篇 汽車變速箱 箱體 加工工藝規(guī)程設(shè)計 零件的分析 零件的作用 變速箱箱體內(nèi)裝有輸入軸、輸出軸、倒檔軸和齒輪等。 變速箱箱體的主要作用是支承各傳動軸，保證各軸之間的中心距及平行度， 并保證變速箱箱體部件與其相連接的其他部件的正確安裝 。因此汽車變速箱箱體零件的加工質(zhì)量，不但直接影響汽車 變速箱的裝配精度和運動精度，而且還會影響汽車的工作精度、使用性能和壽命 [14]。汽車變速箱主要是實現(xiàn)汽車的變速，改變汽車的運動速度。汽車變速箱箱體零件的頂面用以安裝變速箱蓋，前后端面支承孔用以安裝傳動軸，實現(xiàn)其變速。 從變速箱箱體零件圖來看，它是一個薄壁殼體腔形零件，形狀復(fù)雜，鑄造困難，剛度差，易變形，加工精度要求較高 [15]。 零件的工藝分析 箱體零件的主要技術(shù)要求 汽車箱體零件對一些主要孔與平面有較高技術(shù)要求，主要有：主要孔的尺寸公差、形位公差和表面粗糙度；主要孔與孔、孔與平面的位置公差 ；主要平面的尺寸公差、平面度和表面粗糙度。其主要技術(shù)指標(biāo)如下： （ 1）主要孔（軸承座孔）的尺寸公差不低于 IT7 級； （ 2）孔與孔、孔與平面的位置公差： A. 前后端面 A 和 B 相對于 LL 軸線的跳動量，在 100mm長度上分別不大于 。 B. 軸線 LL 和軸線 MM 在同一平面內(nèi)的不平行度，在變速器箱體整個長度365 上不大于 。 C. 端面 C 相對于軸線 NN 的跳動量，在半徑為 18mm的長度上不大于。 D. 主要孔的表面粗糙度為 ， 前后端面和兩側(cè)表面的表面粗糙 度為。 箱體零件的主要加工表面 由汽車變速箱箱體零件圖可知。汽車變速箱箱體是一個簿壁殼體零件，它的外表面上有五個平面需要進行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上還需加工一系列螺紋孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的湖 北 汽 車 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè)（設(shè) 計） 論 文 2 位置要求?，F(xiàn)分析如下： （ 1）以頂面為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：頂面的銑削加工； 8 10 6MH??的螺孔加工； 12 mm? ?? 的工藝孔加工。其中頂面有表面粗糙度要求 為 m? ， 8個螺孔均有位置度要求為 ? ， 2個工藝孔也有位置度要求為 ? 。 （ 2）以 mm? ? 、 mm? ? 、 mm? ? 的支承孔為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括： 2 個 mm? ? 、 1個 mm? ? 和 1個 mm? ? 的孔；尺寸為 365 ? 與 120 mm? ?? 、 mm? ? 的 3個孔軸線相垂直的前后端面；前后端面上 3 14 6MH? 、 17 10 6MH? 的螺孔，以及4個 15mm? 、 2個 8mm? 的 通 孔；還有另外兩個在同一 軸 心線上與兩端面相垂直的 mm? ?? 倒車齒輪軸孔及其內(nèi)端面和 2個 10 6MH? 的螺孔。其中前后端面有表面粗糙度要求為 m? ， 3 14 6MH? 、 17 10 6MH? 螺孔， 4個 mm15? 、2個 mm8? 通 孔均有位置度要求為 ? ，兩倒車齒輪軸孔內(nèi)端面有尺寸要求為 mm? 及表面粗糙度要求 m? 。 （ 3）以兩側(cè)窗口面為主要加工平面的加工面。這一組加工表面包括：尺寸為 mm0 ? 和 mm0 ? 的兩側(cè)窗口面；與兩側(cè)窗口面相垂直的 12個HM 610? 的 螺孔；與兩側(cè)面成 ?60 角的尺寸為 1? 的錐管螺紋孔（加油孔）。其中兩側(cè)窗口面有表面粗糙度要求為 mRa ? ， 12個螺孔均有位置度要求為? 。【 14】 箱體零件的材料及毛坯 對于汽車上的箱體類零件，由于形狀較為復(fù)雜，通常采用鑄鐵制造毛坯。鑄鐵具有成形容易、可加工性良好，同時吸振性好，成本低等優(yōu)點，故采用 金屬型鑄造 毛坯 ，殼體的材料為 HT200，熱處理硬度 為 190HB； 近來，隨著輕量化技術(shù)的成熟，轎車上的變速器殼體已采用鋁合金壓鑄 ZL10 ZL105 等 [10]。 湖 北 汽 車 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè)（設(shè) 計） 論 文 3 的 加工 方案 選擇 由以上分析可知 ，變速箱 箱體零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于變速箱箱體來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度 [14]，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系。 孔和平面的加工順序 箱體類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工箱體上的基準(zhǔn)平面，再 以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面 ， 然后再加工孔系。這是 因為平面的面積大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。 并且先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平， 為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調(diào)整，也有利于保護刀具。 同時 變速箱箱體零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。 [15] 面的加工方案選擇 對于平面加工的技術(shù)要求，主要有平面本身的尺寸公差、平面度及該平面與其他表面的位置公差。箱體平面加工常用的方法有刨、銑、磨三種。刨削和銑削常作平面的粗加工和半精加工，而磨削則 作平面的精加工。 1）刨削加工 其特點是刀具結(jié)構(gòu)簡單，機床調(diào)整方便，成本較低，在龍門刨床上可以利用幾個刀架，在一次裝夾中，同時或依次完成若干個表面的加工或多個零件的同時加工，從而較經(jīng)濟地保證這些表面的相互位置精度。精刨后的表面粗糙度Ra 值可達 um，平面度可達 。但由于刨削速度低，有空回程損失，同時參加工作的刀具數(shù)目少，故其生產(chǎn)效率低，只適于單件小批生產(chǎn)。 2）銑削加工 銑削生產(chǎn)效率高于刨削，故在汽車制造業(yè)中的發(fā)動機機體、汽缸蓋的加工中，常采 用多軸龍門銑床，用幾把銑刀同時加工幾個平面，這樣 既能保證平面間的位置精度，又能提高生產(chǎn)效率。近年來，由于端銑刀在結(jié)構(gòu)、刀具材料等方面都有了很大的改進，如不重磨刃端銑刀、密齒硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀等高湖 北 汽 車 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè)（設(shè) 計） 論 文 4 速刀具獲得了廣泛的應(yīng)用。其中不重磨刃端銑刀，每齒進給量 2f 可達數(shù)毫米，其生產(chǎn)率較普通精加工端銑刀高 35倍，加工表面的表面粗糙度 Ra 值可達，因此國內(nèi)外制造行業(yè)普遍提倡以銑代刨。另外，在組合機床上，為了提高機 床的工序集中程度，可用多個密齒硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位銑刀，同時加工箱體的幾個面，以提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)率。 [4] 故變速箱箱體的主要平面應(yīng)該采用銑削的加工方法。 孔系加工方案選擇 孔系是指箱體零件上一系列有位置精度要求的孔的組合。孔系加工是箱體零件加工的關(guān)鍵。根據(jù)箱體零件的生產(chǎn)批量的不同和孔系精度要求的不同，所用的加工方法也不同。汽車變速箱箱體零件上的孔，按其工作性質(zhì)和加工精度的不同，可分為主要孔和次要孔。其中軸承座孔為主要孔，這類孔的公差要求較嚴(yán)，一般為 IT7 IT9 級， 多在鏜床類機床（如臥式鏜床、組合鏜床）上加工。次要孔，如螺紋底孔及油孔等，此類孔的公差較大，通常為 IT12 級，可在普通立式鉆床、搖臂鉆床或多軸組合機床上加工。 箱體零件孔系的加工，可在普通鏜床或組合鏜床上進行。獲得孔系各孔之間的位置公差的方法，主要有以下幾種。 （ 1）劃線找正法和試鏜法 按劃線加工孔系是最簡單的方法。加工前按照零件圖在箱體毛坯上各孔的加工位置線，然后按劃出的線逐一找正進行加工。這種方法的缺點是找正花費的時間長、生產(chǎn)率低、加工誤差大，如在臥式鏜床上加工，一般孔距誤差為( )mm? 。因此，這種方法僅適用于單件小批量生產(chǎn)中，對孔距公差要求不高的零件加工或粗加工。 為了提高劃線找正的加工精度，可以采用試鏜法加工孔系。 用這樣的方法鏜孔，孔中心距誤差可達到 ? 。試鏜法的優(yōu)點是不需要專門的輔助設(shè)備；其缺點是試鏜和測量花費的時間較多，生產(chǎn)率較低，而且對工人的技術(shù)水平要求也較高。 （ 2）用鏜模法鏜孔 在大批量生產(chǎn)中，汽車變速箱箱體孔系加工一般都在組合鏜床上采用鏜模法進行加工。鏜模夾具是按照工件孔系的加工要 求設(shè)計制造的。當(dāng)鏜刀桿通過湖 北 汽 車 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè)（設(shè) 計） 論 文 5 鏜套的引導(dǎo)進行鏜孔時，鏜模的精度就直接保證了關(guān)鍵孔系的精度。 用鏜模法加工孔系， 工件裝夾在鏜模上，鏜桿被支承在鏜模的導(dǎo)套里，增加了系統(tǒng)的剛性。 這樣鏜刀便通過模板上的孔將工件上相應(yīng)的孔加工出來了。當(dāng)采用兩個或兩個以上的支承來引導(dǎo)鏜桿時，鏜桿與機床主軸之間必須采用浮動連接。采用浮動連接時，機床主軸回轉(zhuǎn)誤差對孔系加工精度影響很小，因而可以在精度較低的機床上加工出精度較高的平行孔系。在車床、臥式鏜床或其他機床上均可安裝鏜模加工孔系。當(dāng)從一端加工、鏜桿兩端均有導(dǎo)向支承時，孔與孔之間的同軸度和 平行度可達 0. 02 0. 03mm mm。 采用鏜?？梢源蟠蟮靥岣吖に囅到y(tǒng)的剛度和抗振性。因此，可以用幾把刀同時加工。所以生產(chǎn)效率很高。但鏜模結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大、成本較高，且由于鏜模的制造和裝配誤差、鏜模在機床上的安裝誤差、鏜桿和鏜套的磨損等原因。用鏜模加工孔系所能獲得的加工精度也受到一定限制。 （ 3）用坐標(biāo)法鏜孔 坐標(biāo)法鏜孔是先把被加工孔系的位置尺寸轉(zhuǎn)換為兩個相互垂直的坐標(biāo)尺寸，然后在機床上利用坐標(biāo)尺寸的測量裝置確定主軸與工件之間的相互位置，從而保證孔系的加工精度。坐標(biāo)法鏜孔的孔 距精度取決于坐標(biāo)的移動精度，也就是取決于坐標(biāo)測量裝置的精度。 采用坐標(biāo)法加工孔系時，要特別注意選擇基準(zhǔn)孔和鏜孔順序，否則坐標(biāo)尺寸的累積差將影響孔距精度?；鶞?zhǔn)孔應(yīng)盡量選擇本身尺寸精度高、表面粗糙度值小的孔，以便加工過程中檢驗其坐標(biāo)尺寸。 在現(xiàn)代化的汽車制造廠中，在中小批量生產(chǎn)箱體零件時，還可以使用自動換刀數(shù)字程序控制鏜銑床。這種機床通用性很高，又具有生產(chǎn)率高的特點，是介于萬能機床和專用機床之間的一種新型機床。 實際 生產(chǎn)中，不僅要求產(chǎn)品的生產(chǎn)率高，而且要求能夠?qū)崿F(xiàn)大批量、多品種以及產(chǎn)品更新?lián)Q代所需要的時間短等 要求。鏜模法由于鏜模生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)周期長，不大能適應(yīng)這種要求，而坐標(biāo)法鏜孔卻能適應(yīng)這種要求。此外，在采用鏜模法鏜孔時，鏜模板的加工也需要采用坐標(biāo)法鏜孔。 [15] 綜合上述各種 變速箱箱體孔系加工方案， 除了 應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價格最底的機床。根據(jù)汽車變速箱箱體零件圖所示的變速箱箱體的精度要求和生產(chǎn)率要求，當(dāng)前應(yīng)選用在組合機床上用鏜模法鏜孔較為適宜。 湖 北 汽 車 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè)（設(shè) 計） 論 文 6 加工箱體類零件時，基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下 要求： （ 1）保證各重要支承座孔的加工余量均勻； （ 2）保證裝入箱體的零件與箱體內(nèi)壁要有足夠的間隙； （ 3）要盡可能使基準(zhǔn)重合以及基準(zhǔn)統(tǒng)一，以減少定位誤差和避免加工過程中的誤差累積，從而保證箱體零件的加工精度。 粗基準(zhǔn)的選擇 為了滿足上述要求，應(yīng)選擇變速箱的主要支承孔作為主要基準(zhǔn)。即以變速箱箱體的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準(zhǔn)。也就是以前后端面上距頂平面最近的孔作為主要基準(zhǔn)以限制工件的四個自由度，再以另一個主要支承孔定位限制第五個自由度。由于是以孔作為粗基準(zhǔn)加工精基準(zhǔn)面。因此，以后再用精基準(zhǔn)定位加 工主要支承孔時，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置。 雖然箱體類零件一般都是選擇主要孔為粗基準(zhǔn)，但是隨著生產(chǎn)類型的不同，實現(xiàn)以主要孔為粗基準(zhǔn)的工件的裝夾方式是不同的。中小批量生產(chǎn)時，由于毛坯的精度較低，一般采用劃線找正。大批量生產(chǎn)時，毛坯精度較高，可以直接以主要孔在夾具上定位，采用專用夾具裝夾。 精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇最常見的有兩種方案：一種方案是利用一個平面和該平面上的兩個工藝孔定位，即通常所說的一面兩孔定位，一 般工藝孔孔徑公差采用79HH，兩工藝孔中心距 ( )mm? 。另一種方案是用三個互相垂直的平面作定位基準(zhǔn)，該方案適用于不具備一面兩孔定位基準(zhǔn)的條件的一些箱體零件。生產(chǎn)批量大時常采用第一種方案。 從保證箱體孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置 。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證變速箱箱體在整