【正文】 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文汽車(chē)變速箱箱體加工工藝及銑平面夾具設(shè)計(jì)摘 要本設(shè)計(jì)是汽車(chē)變速箱箱體零件的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)及銑削專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)。汽車(chē)變速箱箱體的主要加工表面是平面及孔系。一般來(lái)說(shuō)，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，本設(shè)計(jì)遵循先面后孔的原則,并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?；鶞?zhǔn)選擇以變速箱箱體的輸入軸和輸出軸的軸承孔作為粗基準(zhǔn)，以頂面與兩個(gè)工藝孔作為精基準(zhǔn)。主要加工工序安排是先以軸承孔系定位加工出頂面，再以頂面與軸承孔系定位加工出工藝孔，在后續(xù)工序中除個(gè)別工序外均用頂面和工藝孔定位加工其他孔系與平面。軸承孔系的加工是采用鏜模法鏜孔，各平面采用銑削法加工，整個(gè)加工過(guò)程以數(shù)控組合機(jī)床為主數(shù)控銑床及加工中心為輔。夾具選用專(zhuān)用夾具，定位元件采用若干個(gè)支撐板一短圓柱銷(xiāo)一短削邊銷(xiāo)，夾緊方式選用氣動(dòng)夾緊、夾緊可靠，然后分析定位誤差和計(jì)算夾緊力，設(shè)計(jì)夾具體，繪制夾具裝配圖。關(guān)鍵字：變速箱箱體 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)AbstractThose are the machining processing procedures and special clamping apparatus design of the automobile gearbox. The main machining surfaces of the automobile gearbox are planes and holes. Generally speaking, to guarantee the accuracy of the planes are easier than the holes’s. Therefore, the design follows the principle of planes first and holes second, and the machining of the holes and the planes are clearly divided into rough machining and finish machining stage. The supporting holes of the input and output shaft of the gearbox are as the rough datum, and the top plane and two fabrication holes are as the finish datum. The main processing process are fastening the gearbox with the supporting holes to process the top plane, then fastening the gearbox with the top plane and two fabrication holes to process the bearing holes. In the subsequent working procedure, in addition to some individual processes, the gearbox is fastened by the top plane and two fabrication holes to processing the othes. The whole processes are given priority to CNC bination machine tools，CNC milling machines and machining centers are plementary. The special clamping apparatus are used in the whole machining process, positioning ponents adopt a number of support plates , a short cylindrical pin and a short cutting edge pin, and the clamping way choose pneumatic and is very the end I analysis the error and calculate the clamping force, design the body of the specific clamping apparatus.Key words: gearbox the design of the process planing the design of the special clamping apparatus目錄第1篇 汽車(chē)變速箱箱體加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 1 1 1 1 1 1 2 3 3 3 4 6 6 6 8 8 8 9 11 12 12 12 13 1毛坯尺寸及工序尺寸的確定 14 14 15 15 16 17 18 21 22 23 23（機(jī)動(dòng)時(shí)間） 2精銑頂面 2鉆擴(kuò)鉸定位孔 26 29 32 35 37 37 38 鉆前后左右端面上通孔及螺紋底孔 42 45 前后左右端面M106H、M146H螺孔螺紋底孔攻絲 47 48 49第2篇 專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì) 50 50 50 524. 銑削力與夾緊力的計(jì)算 53 53 54 55 56 56 56 56 56 58 58總結(jié) 59致謝 60參考文獻(xiàn) 61第1篇 汽車(chē)變速箱箱體加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)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(dòng)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(chē)變速箱箱體零件的加工質(zhì)量，不但直接影響汽車(chē)變速箱的裝配精度和運(yùn)動(dòng)精度，而且還會(huì)影響汽車(chē)的工作精度、使用性能和壽命[14]。汽車(chē)變速箱主要是實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的變速，改變汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)速度。汽車(chē)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(dòng)軸，實(shí)現(xiàn)其變速。從變速箱箱體零件圖來(lái)看，它是一個(gè)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]。汽車(chē)箱體零件對(duì)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(jí)；（2）孔與孔、孔與平面的位置公差：A. 前后端面A和B相對(duì)于LL軸線的跳動(dòng)量。B. 軸線LL和軸線MM在同一平面內(nèi)的不平行度。C. 端面C相對(duì)于軸線NN的跳動(dòng)量。D. 。由汽車(chē)變速箱箱體零件圖可知。汽車(chē)變速箱箱體是一個(gè)簿壁殼體零件，它的外表面上有五個(gè)平面需要進(jìn)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；的螺孔加工；的工藝孔加工。其中頂面有表面粗糙度要求為，8個(gè)螺孔均有位置度要求為，2個(gè)工藝孔也有位置度要求為。（2）以、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(gè)、1個(gè)和1個(gè)的孔；尺寸為與、的3個(gè)孔軸線相垂直的前后端面；前后端面上、的螺孔，以及4個(gè)、2個(gè)的通孔；還有另外兩個(gè)在同一軸心線上與兩端面相垂直的倒車(chē)齒輪軸孔及其內(nèi)端面和2個(gè)的螺孔。其中前后端面有表面粗糙度要求為，、螺孔，4個(gè)、2個(gè)通孔均有位置度要求為，兩倒車(chē)齒輪軸孔內(nèi)端面有尺寸要求為及表面粗糙度要求。（3）以?xún)蓚?cè)窗口面為主要加工平面的加工面。這一組加工表面包括：尺寸為和的兩側(cè)窗口面；與兩側(cè)窗口面相垂直的12個(gè)的螺孔；與兩側(cè)面成角的尺寸為的錐管螺紋孔（加油孔）。其中兩側(cè)窗口面有表面粗糙度要求為，12個(gè)螺孔均有位置度要求為?！?4】 對(duì)于汽車(chē)上的箱體類(lèi)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(shí)吸振性好，成本低等優(yōu)點(diǎn)，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(lái)，隨著輕量化技術(shù)的成熟，轎車(chē)上的變速器殼體已采用鋁合金壓鑄ZL10ZL105等[10]。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(lái)說(shuō)，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(duì)于變速箱箱體來(lái)說(shuō)，加工過(guò)程中的主要問(wèn)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。箱體類(lèi)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?yàn)槠矫娴拿娣e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(duì)刀及調(diào)整，也有利于保護(hù)刀具。同時(shí)變速箱箱體零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開(kāi)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]對(duì)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(diǎn)是刀具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)床調(diào)整方便，成本較低，在龍門(mén)刨床上可以利用幾個(gè)刀架，在一次裝夾中，同時(shí)或依次完成若干個(gè)表面的加工或多個(gè)零件的同時(shí)加工，從而較經(jīng)濟(jì)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(dá)。但由于刨削速度低，有空回程損失，同時(shí)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(chē)制造業(yè)中的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體、汽缸蓋的加工中，常采用多軸龍門(mén)銑床，用幾把銑刀同時(shí)加工幾個(gè)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(lái)，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(jìn)，如不重磨刃端銑刀、密齒硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀等高速刀具獲得了廣泛的應(yīng)用。其中不重磨刃端銑刀，每齒進(jìn)給量可達(dá)數(shù)毫米，其生產(chǎn)率較普通精加工端銑刀高倍，因此國(guó)內(nèi)外制造行業(yè)普遍提倡以銑代刨。另外，在組合機(jī)床上，為了提高機(jī)床的工序集中程度，可用多個(gè)密齒硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位銑刀，同時(shí)加工箱體的幾個(gè)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?？紫凳侵赶潴w零件上一系列有位置精度要求的孔的組合?？紫导庸な窍潴w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(chē)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(lèi)孔的公差要求較嚴(yán)，一般為IT7IT9級(jí)，多在鏜床類(lèi)機(jī)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(lèi)孔的公差較大，通常為IT12級(jí)，可在普通立式鉆床、搖臂鉆床或多軸組合機(jī)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(jìn)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(jiǎn)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(jìn)行加工。這種方法的缺點(diǎn)是找正花費(fèi)的時(shí)間長(zhǎng)、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。因此，這種方法僅適用于單件小批量生產(chǎn)中，對(duì)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(dá)到。試鏜法的優(yōu)點(diǎn)是不需要專(zhuān)門(mén)的輔助設(shè)備；其缺點(diǎn)是試鏜和測(cè)量花費(fèi)的時(shí)間較多，生產(chǎn)率較低，而且對(duì)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(chē)變速箱箱體孔系加工一般都在組合鏜床上采用鏜模法進(jìn)行加工。鏜模夾具是按照工件孔系的加工要求設(shè)計(jì)制造的。當(dāng)鏜刀桿通過(guò)鏜套的引導(dǎo)進(jìn)行鏜孔時(shí)，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(guò)模板上的孔將工件上相應(yīng)的孔加工出來(lái)了。當(dāng)采用兩個(gè)或兩個(gè)以上的支承來(lái)引導(dǎo)鏜桿時(shí)，鏜桿與機(jī)床主軸之間必須采用浮動(dòng)連接。采用浮動(dòng)連接時(shí)，機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差對(duì)孔系加工精度影響很小，因而可以在精度較低的機(jī)床上加工出精度較高的平行孔系。在車(chē)床、臥式鏜床或其他機(jī)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(shí)，孔與孔之間的同軸度和平行度可達(dá)。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(shí)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(jī)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)