汽车变速箱箱体加工工艺及夹具设计[1]

攀枝花学院毕业设计（论文）1第一章汽车变速箱加工工艺规程设计1.1零件的分析1.1.1零件的作用题目给出的零件是汽车变速箱箱体。变速箱箱体的主要作用是支承各传动轴，保证各轴之间的中心距及平行度，并保证变速箱部件与发动机正确安装。因此汽车变速箱箱体零件的加工质量，不但直接影响汽车变速箱的装配精度和运动精度，而且还会影响汽车的工作精度、使用性能和寿命。汽车变速箱主要是实现汽车的变速，改变汽车的运动速度。汽车变速箱箱体零件的顶面用以安装变速箱盖，前后端面支承孔mm120、mm80用以安装传动轴，实现其变速功能。1.1.2零件的工艺分析由汽车变速箱箱体零件图可知。汽车变速箱箱体是一个簿壁壳体零件，它的外表面上有五个平面需要进行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上还需加工一系列螺纹孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下：（1）、以顶面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：顶面的铣削加工；1.2变速箱箱体加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施由以上分析可知。该箱体零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于变速箱箱体来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。由于汽车变速箱的生产量很大。怎样满足生产率要求也是变速箱加工过程中的主要考虑因素。1.3.1粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求：（1）、保证各重要支承孔的加工余量均匀；（2）、保证装入箱体的零件与箱壁有一定的间隙。攀枝花学院毕业设计（论文）2为了满足上述要求，应选择变速箱的主要支承孔作为主要基准。即以变速箱箱体的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度，再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此，以后再用精基准定位加工主要支承孔时，孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此，孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。1.3.2精基准的选择从保证箱体孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置。精基准的选择应能保证变速箱箱体在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从变速箱箱体零件图分析可知，它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于前后端面，虽然它是变速箱箱体的装配基准，但因为它与变速箱箱体的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难，所以不予采用。1.4变速箱箱体加工主要工序安排根据以上分析过程，现将汽车变速箱箱体加工工艺路线确定如下：工序1：粗、精铣顶面。以两个mm120的支承孔和一个mm80的支承孔为粗基准。选用立轴圆工作台铣床，和专用夹具。工序2：钻顶面孔、铰工艺孔。以两个mm120的支承孔和前端面为基准。选用专用组合钻床和专用夹具。工序3：粗铣前后端面。以顶面和两工艺孔为基准。选用专用组合铣床和专用夹具。工序4：粗铣两侧面及凸台。以顶面和两工艺孔为基准。选用专用组合铣床和专用夹具。工序5：粗镗前后端面支承孔。以顶面和两工艺孔为基准。选用专用组合镗床和专用夹具。工序6：检验。工序7：半精铣前后端面。以顶面和两工艺孔为基准。选用专用组合铣床和专用夹具。工序8：钻倒车齿轮轴孔，钻前后端面上孔。以顶面和两工艺孔为基准。攀枝花学院毕业设计（论文）3选用专用组合钻床和专用夹具。工序9：铣倒车齿轮轴孔内端面，钻加油孔。以顶面和两工艺孔为基准。选用专用组合铣床和专用夹具。工序10：钻两侧面孔。以顶面和两工艺孔为基准。选用专用组合钻床和专用夹具。工序11：精镗支承孔。以顶面和两工艺孔为基准。选用专用组合镗床和专用夹具。工序12：攻1锥螺纹孔。以顶面和两工艺孔为基准。选用专用组合攻丝机和专用夹具。工序13：前后端面孔攻丝。以顶面和两工艺孔为基准。选用专用组合攻丝机和专用夹具。工序14：两侧窗口面上螺孔攻丝。以顶面和两工艺孔为基准。选用专用组合攻丝机和专用夹具。工序15：顶面螺孔攻丝。以顶面和两工艺孔为基准。选用专用组合攻丝机和专用夹具。工序16：中间检验。工序17：精铣两侧面。以顶面和两工艺孔为基准。选用专用组合铣床和专用夹具。工序18：精铣前后端面。以两个mm120支承孔和一个工艺孔为基准。选用专用组合铣床和专用夹具。工序19：清洗。选用清洗机清洗。工序20：终检。以上工艺过程详见机械加工工艺过程综合卡片（附表1）。1.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“汽车变速箱箱体”零件材料采用灰铸铁制造。变速箱材料为HT150，硬度HB为170—241，生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。（1）、顶面的加工余量。（计算顶面与mm03.0120支承孔轴线尺寸mm12.0100）根据工序要求，顶面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下：粗铣：参照《机械加工工艺手册第1卷》表3.2-23。其余量值规定为mm4.3~7.2，现取mm0.3。表3.2-27粗铣平面时厚度偏差取mm28.0。精铣：参照《机械加工工艺手册》表2.3-59，其余量值规定为mm5.1。攀枝花学院毕业设计（论文）4铸造毛坯的基本尺寸为。mm1055.15.3100根据《机械加工工艺手册》表2.3-11,铸件尺寸公差等级选用CT7，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为。mm2.1毛坯的名义尺寸为：mm1055.15.3100毛坯最小尺寸为：mm4.1046.0105毛坯最大尺寸为：mm6.1056.0105粗铣后最大尺寸为：mm5.1015.1100粗铣后最小尺寸为：mm22.10128.05.101精铣后尺寸与零件图尺寸相同，即。mm12.0100（4）、前后端面加工余量。（计算长度为mm025.0365）根据工艺要求，前后端面分为粗铣、半精铣、半精铣、精铣加工。各工序余量如下：粗铣：参照《机械加工工艺手册第1卷》表3.2-23，其加工余量规定为mm5.3~7.2，现取mm0.3。半精铣：参照《机械加工工艺手册第1卷》，其加工余量值取为mm5.2。精铣：参照《机械加工工艺手册》，其加工余量取为mm5.0。铸件毛坯的基本尺寸为mm37135.25.0365，根据《机械加工工艺手册》表2.3-11，铸件尺寸公差等级选用CT7。再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为mm6.1。毛坯的名义尺寸为：mm37135.25.0365毛坯最小尺寸为：mm2.3708.0371毛坯最大尺寸为：mm8.3718.0371粗铣前后端面工序尺寸定为mm25.0368半精铣前后端面工序尺寸定为mm25.05.365精铣前后端面后尺寸与零件图尺寸相同，即mm23.0365。铸件毛坯的基本尺寸分别为：mm03.0120孔毛坯基本尺寸为mm11712120；攀枝花学院毕业设计（论文）5mm013.080孔毛坯基本尺寸为mm771280；mm035.0100孔毛坯基本尺寸为mm9712100。根据《机械加工工艺手册》表2.3-11，铸件尺寸公差等级选用CT7，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差分别为：。、、mmmmmm1.11.12.1mm03.0120孔毛坯名义尺寸为mm11712120；毛坯最大尺寸为mm6.1176.0117；毛坯最小尺寸为mm4.1166.0117；粗镗工序尺寸为mm17.010.0119；精镗后尺寸与零件图尺寸相同，即mm03.0120。mm013.080孔毛坯名义尺寸为mm771280；毛坯最大尺寸为mm55.7755.077；毛坯最小尺寸为mm45.7655.077；粗镗工序尺寸为mm17.010.079；精镗后尺寸与零件图尺寸相同，即mm013.080。mm035.0100孔毛坯名义尺寸为mm9712100；毛坯最大尺寸为mm55.7955.097；毛坯最小尺寸为mm45.9655.097；粗镗工序尺寸为mm17.010.099；精镗后尺寸与零件图尺寸相同，即mm035.0100。（7）、两侧面及凸台加工余量。(两侧面计算长度分别为：侧面到支承孔mm013.080轴线尺寸mm01.0160和mm01.0104。凸台计算长度为：凸台到定位孔轴线尺寸mm90.060.020)由工序要求，两侧面需进行粗、精铣加工。各工序余量如下：攀枝花学院毕业设计（论文）6粗铣：参照《机械加工工艺手册第1卷》表3.2-23，其余量值为2.7mm~2.0,现取其为mm5.2。表3.2-27，粗铣平面时厚度偏差取mm22.0。精铣：参照《机械加工工艺手册》表2.3-59,其余量值规定为mm5.1。铸件毛坯的基本尺寸分别为：mm1645.15.2160，mm1085.15.2104。根据《机械加工工艺手册》表2.3-11，铸件尺寸公差等级选用CT7，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差分别为mm4.1和mm2.1。则两侧面毛坯名义尺寸分别为：mm1645.15.2106mm1085.15.2104毛坯最小尺寸分别为：mm3.1637.0164mm4.1076.0108毛坯最大尺寸分别为：mm7.1647.0164mm6.1086.0108粗铣后最大尺寸分别为：mm5.1615.1160mm5.1055.1104粗铣后最小尺寸分别为：mm28.16122.05.161mm28.10522.05.105精铣后尺寸与零件图尺寸相同，即mm01.0160和mm01.0104。由工序要求可知，凸台只需进行粗铣加工。其工序余量如下：参照《机械加工工艺手册第1卷》表3.2-23，其余量规定为mm5.1~0.1，现取其为mm5.1。铸件毛坯的基本尺寸mm5.215.120。根据《机械加工工艺手册》表2.3-11，铸件尺寸公差等级选用CT7，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为mm82.0。则凸台毛坯名义尺寸为：mm5.215.120毛坯最小尺寸为：mm09.2141.05.21毛坯最大尺寸为：mm91.2141.05.21粗铣后尺寸与零件图尺寸相同，即mm90.060.020。根据《机械加工工艺手册》表2.2-25，只需进行粗铣加工即能达到所需表面粗糙度要求m2.3及尺寸精度要求。因此倒车齿轮轴孔内端面只进行粗铣加工。参照《机械加工工艺手册第1卷》表3.2-23，其余量值规定为mm0.2~5.1，现取mm5.1。铸件毛坯的基本尺寸为mm8725.190。根据《机械加工工艺手册》表2.3-11，铸件尺寸公差等级选用CT7，再查表2.3-9可得铸件尺寸公差为mm1.1。毛坯名义尺寸为：mm8725.190毛坯最小尺寸为：mm9.85255.087攀枝花学院毕业设计（论文）7毛坯最大尺寸为：mm1.88255.087粗铣后尺寸与零件图尺寸相同，即mm46.0090。（10）、加油孔加工余量毛坯为实心，不冲孔。参照《机械加工工艺手册》表2.3-71，现确定其余量为：钻孔：mm5.28扩孔：mm5.30mmZ22攻丝：1锥管螺纹孔1.6确定切削用量及基本工时（机动时间）工序1：粗、精铣顶面机床：双立轴圆工作台铣床X701刀具：硬质合金端铣刀（面铣刀）mmdw400齿数14Z（1）、粗铣铣削深度pa：mmap3每齿进给量fa：根据《机械加工工艺手册》表2.4-73，取Zmmaf/25.0铣削速度V：参照《机械加工工艺手册》表2.4-81，取smV/4机床主轴转速n：min/19140014.3604100010000rdVn