【正文】 沈陽理工大學(xué)學(xué)士論文 1 緒論 制造業(yè)是國家發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步的基礎(chǔ)，而汽車制造將是未來面對普通消費(fèi)者的主要的機(jī)械制造產(chǎn)品，而隨著國家的發(fā)展人民生活水平的提高，人們對汽車的需求和要求必定變的更多，所以我們有必要對汽車及汽車零件的設(shè)計(jì)與加工投入更多的精力 。 有必要對汽車變速器的加工工藝進(jìn)行更深層次的了解與學(xué)習(xí)。 通過對汽車變速箱體的工藝工裝設(shè)計(jì)可以對大學(xué)四年里所學(xué)習(xí)的《機(jī)械制造工藝學(xué)》，《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》，《金屬切削原理與刀具》，《互換性與技術(shù)測量》等許多課程進(jìn)行復(fù)習(xí)與提高。在此設(shè)計(jì)中，我將繪制一張變速箱體零件圖；編寫變速箱體加工的工藝規(guī)程 ；設(shè)計(jì)兩套專用夾具；設(shè)計(jì)專用刀、量具各一套。通過這些對汽車變速器制造活動(dòng)有一個(gè)總體的，全貌的了解與把握，能夠掌握金屬切削過程的基本規(guī)律，掌握機(jī)械加工的基本知識，能選擇加工方法與機(jī)床，刀具，夾具及加工參數(shù)，具備制定工藝規(guī)程的能力和掌握機(jī)械加工精度和表面質(zhì)量的基礎(chǔ)，初步具備分析解決現(xiàn)場工藝問題的能力，了解當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和先進(jìn)制造模式的發(fā)展?fàn)顩r。并為將來畢業(yè)后的工作打下良好的基礎(chǔ)。 為了使讀者能更詳盡的了解我做的畢業(yè)設(shè)計(jì)，對汽車變速箱有一個(gè)更深入的了解和把握，此書 對 設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)步驟及工藝規(guī)程，夾具的設(shè)計(jì)都做了 全面的闡述。 本書有如下特點(diǎn)： 此書是我在邊做設(shè)計(jì)邊編寫的， 力求貼近讀者，形式簡潔明快，便于查閱。本書在理論上取其精華，簡明扼要；在文字?jǐn)⑹錾媳M量做到從略從簡，使之條文化或表格化； 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)我對時(shí)間進(jìn)行了細(xì)致的安排。 按設(shè)計(jì)進(jìn)度安排第一周指導(dǎo)老師下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)書，本人填寫開題報(bào)告表，繪制零件圖；２ ３周分析零件加工的工藝方案，編制工藝規(guī)程；接著用４周的時(shí)間設(shè)計(jì)兩套專用夾具；再用１周的時(shí)間設(shè)計(jì)專用刀、量具各一套；余下的時(shí)間撰寫設(shè) 計(jì)說明書及外文簡要。將設(shè)計(jì)的內(nèi)容弄懂弄通弄透準(zhǔn)備最后的終期考核， 畢業(yè)答辯。 為了更 好的進(jìn)行此次畢業(yè)設(shè)計(jì)我在校圖與省 圖借閱了許多資料，其中對設(shè)計(jì)幫助比較大的有侯家駒編的《汽車制造工藝學(xué)》，劉華明編的《機(jī)械加工工藝手冊》，李慶受編的《機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計(jì)實(shí)用手冊》等許多圖書。 此書由本人在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中撰寫，限于水平有限，存在不妥之處，敬請各位老師給予批評指正。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士論文 2 1 機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定 零件的工藝性分析 變速器殼體的四個(gè)軸承孔孔徑分別為 2 0 0 0 1 0 0 1 90,2 0 0,1 1 0 ????? ??? ?？讖捷^大，而孔的長度較短，只有 18mm，形狀公差在尺寸公差之內(nèi)，結(jié)構(gòu)工藝較好。 倒車惰輪軸承孔孔徑為 ??? mm 長度為 。并且是兩段孔，鏜桿直徑只能在 Ф 19Ф 24mm 范圍內(nèi)，因而剛度性較差，加工其軸孔兩端面位置在變速箱的最低處，加工用組合銑刀直徑為Ф 160mm 兩邊刃口距離為 ?? mm 加工工藝性差。 零件 的功用 變速器是由齒輪，齒輪軸和變速器箱體等零件構(gòu)成。其主要功用是改變汽車的行駛速度，以適應(yīng)各種不同的路面條件，并可實(shí)現(xiàn)倒速行使。 變速器箱體零件在整個(gè)變速器組成中的功用是保證 其他各個(gè)部件占據(jù)合理正確的位置，使之有一個(gè)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)構(gòu)件。變速箱體零件質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)將直接影響到軸和齒輪等零件的相互位置準(zhǔn)確性及變速器組成使用的靈活性與壽命。 變速箱體是個(gè)典型的箱體零件，其形狀復(fù)雜，薄壁（ 1020mm）。需要加工多個(gè)平面，孔系和螺紋等。鋼度低受力和受熱等因素影響會(huì)產(chǎn)生變形和震動(dòng)。 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工藝性 變速器箱體零件的主要技術(shù)要求見圖 和圖 。 第一，二軸及中間軸承孔的孔徑尺寸精度為 IT6，公差為 ；表面粗糙度 Ra=μ m,倒車惰輪軸承孔精度為 IT78，表面粗糙度 Ra= m。 第一，二軸承孔與中間軸軸承孔的平行度公差在水平，垂直兩個(gè)平面內(nèi)均。 倒車惰輪軸承孔與中間軸承孔，水平，垂直兩個(gè)平面內(nèi)平行度公差為 。 I．第一軸軸承孔 II．第二軸承孔 III．中間軸承孔 IV．倒車惰輪軸承孔 沈陽理工大學(xué)學(xué)士論文 3 圖 圖 D．前端面 沈陽理工大學(xué)學(xué)士論文 4 E．后端面 F．凸臺面 主要加工表面及其 技術(shù)要求 前后兩端面的平面度均為 ，對第一，第二軸承孔的垂直度 /全長，表面粗糙度為 Ra= m。 取力面的平面度為 ，對中心線垂直度為 ，表面粗糙度 Ra= μ m 。 確定生產(chǎn)類型 制造機(jī)械零件的毛坯一般有鑄件，鍛件，型材，焊接件等。毛坯的選擇對零件工藝過程的經(jīng)濟(jì)性有很大影響，工序數(shù)量，材料消耗，加工工時(shí)在很大程度上取決于所選擇的毛坯。因此，選擇毛坯的種類和制造方法應(yīng)根據(jù)圖紙要求，生產(chǎn)類型及毛坯生產(chǎn)車間的具體情 況綜合考慮，使零件的生產(chǎn)總成本降低，質(zhì)量提高。 變速器箱體零件主要受汽車行駛路面的影響，工作條件比較惡劣。變速器箱體外廓及心腔形狀比較復(fù)雜，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。箱體采用 HT2040 的灰口鑄鐵，其性能 HB170241 20?? 。 零件毛坯的選擇 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。 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，毛坯采用砂型中澆注成型，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面，取外面一側(cè)為上蓋，便于澆注，排氣和出紗。 鑄件毛坯圖如圖 ： 沈陽理工大學(xué)學(xué)士論文 5 （ a） (b) (c) 沈陽理工大學(xué)學(xué)士論文 6 (d ) 圖 零件加工工藝規(guī)程的制定 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定位，這種定位基準(zhǔn)稱為粗基準(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)，這種定位基準(zhǔn)稱為精基準(zhǔn) [9]。 選擇加工方法和加工方案 銑削變 速箱體上蓋連接臺平面工序是箱體零件加工的第一工序，為后面的工序加工提供精基準(zhǔn)，該平面技術(shù)要求平面度為 ，表面粗糙度 Ra 為 m，加工余量。 該工序中兩個(gè)工位：工位 1 粗銑；工位 2 半精銑，有兩個(gè)銑頭，工作臺帶動(dòng)工件同時(shí)移動(dòng)，刀具不動(dòng)。 工藝孔的加工 ， 基準(zhǔn)面的等級，定位孔的尺寸精度及定位銷孔對基準(zhǔn)面連接上蓋及影響箱體的定位精度此工序?yàn)榈诙拦ば?，其中兩個(gè)工位：工位 1 鉆定位銷孔至 Ф M10 螺紋孔 Ф 8mm此工序定位如圖 。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士論文 7 圖 此工位 N=500r/min f= 工位 2 絞 ?? 工藝孔，并擴(kuò)鉆 螺紋孔 Ф 。定位方式同工位 1，n=250r/min,f=1mm。此工序加工也是工作臺移動(dòng)，要保證孔距精度 ? 軸承孔的精鏜加 工 采用一面兩銷定位，雙面臥式組合機(jī)床，兩側(cè)面同時(shí)加工，保證 100,90 ??? ?? ， ???? ，第 I， II 軸承孔中心線相對于與上蓋結(jié)合面平行度,第 I， II 軸承孔相對與軸承孔中 ?? 外圓柱面（內(nèi)孔面）平行度為 。 變速箱體前后端面加工 即是兩側(cè)面的精銑，為了保證兩端面相對軸承孔的垂直度，采用軸承孔為定位基準(zhǔn)，保證尺寸精度 0 ? ，平面度 ，垂直度 。 定位 基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)選擇的原則是相互位置要求原則；余量均勻原則；余量足夠原則；切除總余量最少原則；粗基準(zhǔn)不重復(fù)原則。變速箱體加工的粗基準(zhǔn)選擇有兩種方法： 沈陽理工大學(xué)學(xué)士論文 8 ⑴ 為了保證主要軸承孔的加工余量均勻，箱體零件內(nèi)有足夠的移動(dòng)間隙，以軸承孔作為基準(zhǔn)的方法，此方式夾具結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，零件定位需加輔助支承，工作臺定位性差。 ⑵ 直接利用零件上鑄造 的前面臺階面，由于此面是取力面，在后面工序中需進(jìn)行精加工，可用其 作為粗基準(zhǔn)，而且不需要加輔助支承，夾具相對比較簡單如圖 圖 綜上所述，二方案定位比較好，所以第一道工序采用此方案為粗基準(zhǔn)。 精基準(zhǔn)的選擇原則：基準(zhǔn)重合原則；基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；自為基準(zhǔn)原則；互為基準(zhǔn)原則。變速器箱體零 件基準(zhǔn)選擇由第二道工序加工后產(chǎn)生大部分工序中都采用與上蓋聯(lián)結(jié)表面同兩個(gè)工藝孔為基準(zhǔn)，這種方式定位基準(zhǔn)可使夾具結(jié)構(gòu)簡單，夾緊工件牢固可靠，特別適用自動(dòng)或大量生產(chǎn)中，可滿足螺紋連接孔的技術(shù)要求，但設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)不重合，影響配合面加工精度，但由于零件相配合的工件較為簡單，位置，形狀等公差要求不太高，所以采用此方案為基準(zhǔn)，在后幾套工序中可采用由一面兩孔定位基準(zhǔn)加工出來軸承孔作為精基準(zhǔn)以提高相互位置精度。 擬訂工藝路線 表 的第一套工藝方案是根據(jù)機(jī)加工工序安排的原則自行編排出來的。 表 第 一套工藝路線方案 工序號 工序名稱 1 鑄造毛坯 2 清理燒冒口，噴砂 3 粗銑，半精銑低平面 4 鉆擴(kuò)（絞）孔，工藝孔 5 粗銑右端面 沈陽理工大學(xué)學(xué)士論文 9 6 粗銑左端面 7 粗鏜左右兩面孔 8 粗銑，半精銑凸臺面 9 檢查 10 鉆凸臺面上的孔，攻螺紋 11 鉆右面各孔并攻螺紋 12 鉆左面各孔并攻螺紋 13 精鏜左面孔 14 精鏜右面孔 15 精銑右端面 16 精銑 左端面 17 精銑底面 18 鉆底面各孔和攻螺紋 19 鉗，去毛刺，清洗上油 20 按圖樣要求檢查入庫 表 第 二套工藝方案是參考長春一汽變速箱加工的現(xiàn)場工藝編制。 表 第二套 工藝路線方案 工序號 工序名稱 1 鑄造毛坯 2 清理 3 粗銑底平面（上蓋接倉面） 4 鉆擴(kuò)（絞）孔，工藝孔 5 銑前后臺面兩角地面臺階（主要是靠近底平面凸出部分） 6 粗銑兩側(cè)面和半精銑側(cè)面 7 粗鏜側(cè)面上的孔并同時(shí)鉆 Ф 27mm 的孔 8 鉆側(cè)面各孔（兩側(cè)面同時(shí)加工） 9 攻兩側(cè)面各孔螺紋 沈陽理工大學(xué)學(xué)士論文 10 10 粗銑前面臺階面，半精銑前面臺階面 11 鉆前臺階面各孔 12 攻 11Ф 13 洗 Ф 26通孔處 臺階并鉆孔 14 攻螺紋 15 鉆底面孔（除工序 7 中加工完的孔） 16 攻底面各孔的螺紋（除螺紋定位孔為的所有孔） 17 銑 箱內(nèi)部臺階孔（ Ф 27孔內(nèi)部的凸起部分） 18 半精鏜側(cè)面孔（兩面同時(shí)鏜） 19 精鏜兩側(cè)面孔到尺寸 20 精銑兩側(cè)面 21 清洗 22 檢查 第一套工序，工序少加工快，但由于某些工序排 的順序不太合適，加工主要面時(shí)工序安排尚可。但不關(guān)緊要的工序穿插其中較為欠妥，雖然也能達(dá)到加工要求，但效果不如第二套。 第二套工序聯(lián)結(jié)緊湊，比較合理加工中輔助時(shí)間比較少，而且加工中精基 準(zhǔn)的選擇各工序都很合理，適合流水線生產(chǎn)，根據(jù)零件的特點(diǎn)，可以達(dá)到各工序所需要要求。所以加工路線選第二套工序。 選擇各工序加工機(jī)床 設(shè)備 及工藝裝備 確定工序的設(shè)備包括機(jī)床設(shè)備，刀具，夾具，量具和輔助裝備。選用機(jī)床時(shí)，應(yīng)使機(jī)床的規(guī)格與 零件外型尺寸相適應(yīng)，機(jī)床的精度與工序要求的精度適應(yīng)，機(jī)床的自動(dòng)化程度與生產(chǎn)類型相適應(yīng)。同時(shí)應(yīng)考慮本廠 現(xiàn)有設(shè)備情況。 表 各工序機(jī)床設(shè)備及工藝裝備表 工序號 機(jī)床設(shè)備，刀具和工藝設(shè)備 1 —— 2 —— 沈陽理工大學(xué)學(xué)士論文 11 3 銑床 XA5040A 專用夾具 端銑刀 4 臥式 組合機(jī)床 ZHSU1023 BS042100 專用夾具 專用刀具 Ф 12 絞刀， Ф 擴(kuò)孔鉆 5 組合機(jī)床 專用夾具 端銑刀 6 臥式銑床 專用夾具 端銑刀 7 臥式組合機(jī)床 ZHSU1023 BS042100 專用夾具 專用刀具 可調(diào)整式鏜刀，Ф 26錐柄麻花鉆 8 專用鉆孔機(jī)床 專用夾具 專用刀具 錐柄階梯麻花鉆，Ф 8麻花鉆 9 自動(dòng)螺紋攻絲機(jī) 專用夾具 M10 絲錐（細(xì)柄機(jī)用） 10 臥式機(jī)床 X52 專用夾具 端銑刀 11 搖臂鉆床 專用夾具 專用刀具 12 自動(dòng)螺紋攻絲 機(jī) 專用夾具 M10 絲錐 沈陽理工大學(xué)學(xué)士論文 12 13 臥式組合機(jī)床 ZHSU1023 BS042100 專用夾具 削平型直柄立銑刀，錐柄階梯麻花鉆 14 自動(dòng)螺紋攻絲機(jī) 專用夾具 M10 絲錐 15 搖臂鉆床 專用夾具 錐柄階梯麻花鉆 16 自動(dòng)螺紋攻絲機(jī) SZ4210 專用夾具 細(xì)柄機(jī)用 絲錐 17 臥式組合機(jī)床 BS04234 專用夾具 組合銑刀，端銑刀 18 臥式組合機(jī)床