【文章內(nèi)容簡介】 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )說明書 5 第 2 章 零件的分析 課題簡介 時光如流水，一去不復(fù)返。三年的大學(xué)生活即將結(jié)束，假如任何事情都有完美的開始那么，結(jié)束也應(yīng)該有個完美的結(jié)束，對于我而言大學(xué)四年的學(xué)習(xí)就應(yīng)該是用一個完美的畢業(yè)設(shè)計來結(jié)束我的大學(xué)時代，也許這是我人生中最難忘的一頁，也許這是我的人生轉(zhuǎn)折點，無論如何我都應(yīng)該好好珍惜這次機(jī)會，做好我的點睛之筆。 本次我的畢業(yè)設(shè)計題目是： BJ130 汽車變速箱殼體工藝及其夾具設(shè)計，一般 用于輕型貨車，輕型客車上，他的作用是將機(jī)器部件和部件中的軸、 軸套、 齒輪等有關(guān)零件聯(lián)成一個整體，并使之保持正確的相對位置，彼此協(xié)調(diào)工作，以傳遞動力，改變速度，完成機(jī)器部件的預(yù)定功能，因此箱體的加工和工藝以及加工質(zhì)量直接影響到機(jī)器的使用性能、精度、和壽命。 BJ130 汽車變速箱殼體的生產(chǎn)綱領(lǐng)為： 5000 件 /年 零件的作用分析 零件的功用 是將機(jī)器部件和部件中的軸、 軸套、 齒輪等有關(guān)零件聯(lián)成一個整體，并使之保持正確的相對位置，彼此協(xié)調(diào)工作，以傳遞動力，改變速度，完成機(jī)器部件的預(yù)定功能。 計算生產(chǎn)綱領(lǐng)、確定 生產(chǎn)類型 根據(jù)本零件所給的生產(chǎn)綱領(lǐng)為： 5000 件 /年 N=Qn（ 1+α%+β%）件 /年，由零件尺寸特征知道它是屬于箱體類小型零件，因此可以確定生產(chǎn)類型為 — 大批量生產(chǎn)。 式中： N—— 零件的計劃年產(chǎn)量（件） Q—— 產(chǎn)品年產(chǎn)量（輛） n—— 每臺產(chǎn)品該零件數(shù) β—— 廢品率，根據(jù)生產(chǎn)條件各廠不一樣。生產(chǎn)條件穩(wěn)定，產(chǎn)品定型，如汽車、機(jī)床等產(chǎn)品 β 一般為 %1%；當(dāng)生產(chǎn)條件不穩(wěn)定，產(chǎn)品試制，廢品率可能高達(dá) 50%（如氣缸蓋鑄造）。一般取 β=210% α—— 備品率，根據(jù)用戶和維修單位需要考慮，一般由調(diào)查和經(jīng)驗決定，可在 0100%之間變化。一般取 α=20%，代入上式根據(jù)手冊判斷出為 5000 件 /年，大批量生產(chǎn)。 第 2章 零件的分析 6 零件的結(jié)構(gòu)特點 1．外形基本上是由六個或五個平面組成的封閉式多面體，又分成整體式和組合式兩種，結(jié)合面以外邊框是平面為主，并帶有兩個工藝孔，里面為內(nèi)腔。 2．結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜。內(nèi)部常為空腔形，某些部位有“隔墻”，箱體壁薄且厚薄不均。 3．箱壁上通常都布置有平行孔系或垂直孔系； 4．箱體上的加工面，主要是大量的平面，此外還有許多精度要求較高的軸承支承孔和精度要求較低的緊固用孔。 零件的工藝性分析和零件圖的審查 該零件的 視圖正確、完整、尺寸公差以及技術(shù)要求都符合圖紙規(guī)定要求，但是該零件的形狀復(fù)雜，有內(nèi)腔、體積較大、壁厚薄不均勻、有若干精度較高的孔和平面，有較多的緊固螺紋孔等。 主要技術(shù)可以歸納為以下幾點： 孔徑精度 孔徑的尺寸精度和幾何精度、形狀精度會影響軸的回轉(zhuǎn)精度和軸承的使用壽命，因此零件對孔的精度要求較高，粗糙度要求達(dá)到 。 孔與孔的位置精度 同一軸線上的各個孔的同軸度誤差、平行度誤差、孔端面垂直度誤差，會影響主軸的徑向跳動和軸向竄動，同時也使溫度增加，并加劇軸承磨損。一般同軸線上各個孔的同軸度約為最小孔徑尺寸的 一半，即 D1 與 D2 的同軸度、 D3 與 D4 的同軸度。 主要平面精度 該零件的主要平面為 T3 面（連接面）、 T T2 面的粗糙度，斜方孔面的粗糙度、和軸承孔內(nèi)的粗糙度，因為軸承的安裝精度較高，所以內(nèi)孔必須達(dá)到 的粗糙度標(biāo)準(zhǔn)。 孔與平面的位置精度 箱體零件一般都規(guī)定了主要軸承安裝基面的平行度要求，本零件也不例外、 D1 與D D3 與 D4 孔、 T1 與 T2 面都有較高的垂直度，垂直度誤差不大于 。 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )說明書 7 箱體的粗糙度 箱體上規(guī)定了粗糙度以外的平面和孔的粗糙度一律為鑄造時的粗糙度不用加工，T3 面為 的粗糙度 確定毛坯畫出毛坯圖 毛坯材料的選擇及其加工余量 材料的選擇 一般箱體材料查《機(jī)械加工工藝手冊》常采用灰鑄鐵 HT100～ HT400 我們這里選用HT200，因其價格便宜、并且有較好的耐磨性、可鑄性、切削性和吸震性，有時候為了縮短生產(chǎn)周期和降低成本，在單件生產(chǎn)或某些簡易的箱體也可采用焊接，某些情況下采用非灰鑄鐵。該零件是用于汽車，采用 HT200 來鑄造。 余量的確定 根據(jù)原始資料所給數(shù)據(jù)，計算出生產(chǎn)方式為：大批量生產(chǎn)。因為是箱體類零件，我們采用機(jī)械砂型鑄造，效率高能做出復(fù)雜的形狀，查《機(jī)械加工工藝手冊》機(jī)械砂型的鑄造粗糙度等級為 8～ 10 級，從而得到毛坯的余量，取鑄件的基本尺寸為 250 630，加工余量等級 8～ 10 根據(jù)查表得到單邊為 7 ㎝。而非加工面則不進(jìn)行余量的取舍，利用鑄造出來，沖差為 ㎝。不含砂眼、疏松、夾渣等?鑄造后進(jìn)行人工時效處理，硬度為RB86～ 98。 T T2 面孔的余量 因為 D1～ D4 孔的尺寸相對較大，查《機(jī)械加工工藝手冊》余量為： 7 ㎝其余不做考慮，都是實體，利用去除材料的方法得到。 T T2 加工余量公差分布圖如圖 21 所示。 圖 21 T T2加工余量公差分布圖 第 2章 零件的分析 8 毛坯名義尺寸： 191+7=198 ㎝。 毛坯最大尺寸： 207+7 2=221 ㎝。 毛坯最小尺寸： 171+14=186 ㎝。 粗銑后最大尺寸： 2186 2=206 ㎝ 粗銑后最小尺寸： 21814=202 ㎝ 圖 22 毛坯圖 毛坯的鑄造形式和熱處理 因為該零件的生產(chǎn)為 大批量生產(chǎn)，查《機(jī)械加工工藝手冊》根據(jù)零件的復(fù)雜情況和性能，確定為機(jī)械金屬模鑄造，毛坯鑄造時應(yīng)該注意防止砂眼和氣孔的產(chǎn)生，減少毛坯鑄造時產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，鑄造后安排退火或時效處理，以減少零件的變形，并改善材料切削性能。我們這里采用人工時效處理，因為箱體的精度高、形狀復(fù)雜、壁薄在鑄造后應(yīng)該時效處理。一般精度要求的箱體，可利用粗、精加工工序之間的自然停放和運(yùn)輸時間，可以得到時效的功能。但自然時效需要的時間較長，否則會影響箱體精度的穩(wěn)定性。 對于特別精密的箱體，在粗加工和精加工工序間還應(yīng)安排一次人工時效，迅速充分地 消除內(nèi)應(yīng)力，提高精度的穩(wěn)定性。 箱體的加工部位的加工方法以及工藝 主要加工表面 T3 面， TI， T2 面，斜方孔面， D1～ D6 孔， TI 與 T2 面的螺紋孔， T3 面工藝孔，上下錐孔（注油孔和方油孔），底面。 主要加工表面方法 T3 面：銑床利用端面銑刀銑削。 T1 T2 面：組合機(jī)床兩面同時加工，利用臥式銑床。 斜方孔面：立式銑床、圓柱銑刀。 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )說明書 9 底面：立式銑床、端面銑刀。 進(jìn)油孔面：鏜床 T1 面， T T3 面螺紋 D D6 孔：組合機(jī)床上。 箱體加工時應(yīng)遵循的原則 先面后孔 由于平面面積較大定位穩(wěn)定可靠，有利與簡化夾 具結(jié)構(gòu)減少安裝變形。從加工難度來看，平面比孔加工容易。先加工平面，把鑄件表面的凹凸不平和夾砂等缺陷切除，在加工分布在平面上的孔時，對孔的加工和保證孔的加工精度都是有利的。因此，一般均應(yīng)先加工平面，這樣可以提供穩(wěn)定的可靠的基準(zhǔn)面，同時切除了鑄件的凹凸不平和夾渣等缺陷，對孔的加工和保護(hù)切削刃與工件加工時的對刀都很有利。 粗精分開 箱體均為鑄件，加工余量較大，而在粗加工中切除的金屬較多，因而夾緊力、切削力都較大，切削熱也較多。加之粗加工后，工件內(nèi)應(yīng)力重新分布也會引起工件變形，因此，對加工精度影響較大。為此，把 粗精加工分開進(jìn)行，有利于把已加工后由于各種原因引起的工件變形充分暴露出來，然后在精加工中將其消除，箱體零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壁薄厚不均，主要平面和孔系的加工精度要求又高，因此應(yīng)將主要表面的粗精加工工序進(jìn)行分段，消除粗加工時造成的內(nèi)應(yīng)力，切削力、??等因素。 擬訂零件機(jī)械加工工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度以及位置精度，技術(shù)要求，能得到合理的保證，在盡可能的情況下進(jìn)行合理、經(jīng)濟(jì)、降低成本的前提下加工。能夠減少裝夾次數(shù)，減少機(jī)床的使用次數(shù)，和高效率的加工，把工序集中起來提高生產(chǎn)率。 定位 基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)面選擇是擬訂零件的加工路線，確定加工方案先要做的是選擇合理、適當(dāng)?shù)墓ぜ鶞?zhǔn)面，選擇不當(dāng)將直接影響加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。在選擇時應(yīng)該注意考慮以下三個方面： 以哪個表面作為加工時的粗、精基準(zhǔn)面來達(dá)到統(tǒng)一基準(zhǔn)，才能保證加工精度使整個機(jī)械加工工藝過程順利進(jìn)行。 為加工上述精基面或統(tǒng)一基準(zhǔn)，應(yīng)采用哪個表面作為粗基準(zhǔn)。 第 2章 零件的分析 10 是否有個別工序為了特殊的加工要求，需要采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)以外的精基準(zhǔn)面的選擇，根據(jù)精基準(zhǔn)面的選擇原則，首先應(yīng)該考慮到基準(zhǔn)重合的問題，既在可能的情況下，應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計基 準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，根據(jù)工件的特點和加工要求，選擇 T3 面為精基準(zhǔn)面。 粗基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和形狀，粗基準(zhǔn)選用底面進(jìn)行粗基準(zhǔn)的加工，主要考慮各加工面能否分配到加工余量，以及非加工面之間是否具有準(zhǔn)確的相對位置，而毛坯其他次要面為次基準(zhǔn)。 精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)選擇是應(yīng)該符合 “基準(zhǔn)重合”“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則，保證主要加工面加工表面加工余量均勻，同時定位基面應(yīng)形狀簡單、加工方便、以保證定位和夾緊可靠。我們箱體零件采用“一面兩孔”定位，從而達(dá)到了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”。加工結(jié)合面 T3 時我利用T1 面和兩個軸承孔。 加工工序方案確 定 根據(jù)上面的方法和原則以及加工順序的安排得到以下兩套方案： 方案一： 工序號 工序名稱 10 機(jī)械砂型鑄造 20 人工時效上油漆 30 粗銑 T3 面 40 粗銑底面 50 粗銑兩側(cè)面 60 粗銑斜方孔面 70 鉆 T3 面兩個工藝孔 80 粗精鏜 ? 8 ? 72 軸承孔，工作臺回轉(zhuǎn) 90176。鏜錐孔面 。 90 鉆 T1 面 、 R8 圓孔 100 清洗 找正 劃線 110 精銑 T3 面 120 精銑 T1 面 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 (論文 )說明書 11 130 精銑斜方孔 140 鉆 倒角 攻螺紋 T1 面 M8 150 鉆 倒角 攻螺紋 T2 面 M8 160 鉆 倒角 攻螺紋 T3 面 M8 170 鉆 倒角 攻螺紋 斜方孔面 M8 180 加工上下錐孔（加油孔） 190 清潔 上防銹油漆 200 總檢入庫 方案二： 10 機(jī)械砂型鑄造 20 人工時效 、上漆 30 粗銑底面 40 粗銑 T3 面 50 粗銑 T T2 面 60 找正、劃線、檢查 70 鉆 T3 面工藝孔 80 粗銑斜方孔面 90 清洗、找正、劃線、檢查 100 粗 精鏜 85? 、 72? 回轉(zhuǎn)工作臺 90176。鏜上加油孔平面。 110 鉆 絞 ?