学习情境4箱体类零件机械加工工艺文件的制订

学习情境4：箱体类零件机械加工工艺文件的制订一、零件的工艺分析汽车变速箱箱体，它是汽车的基础零件之一，它把变速箱中的轴和齿轮等零件和机构联结为一个整体，使这些零件和机构保持正确的相对位置，以便使其上的各个机构和零件能正确，协调一致的工作。变速箱箱体的加工质量直接影响变速器的装配质量，进而影响汽车的使用性能和寿命。本零件生产类型为中批生产。下面对该零件进行精度分析。对于形状和尺寸（包括形状公差、位置公差）较复杂的零件，一般采取化整体为部分的分析方法，即把一个零件看作由若干组表面及相应的若干组尺寸组成的，然后分别分析每组表面的结构及其尺寸、精度要求，最后再分析这几组表面之间的位置关系。由零件图样，具体技术要求分析如下：平面的加工：①上盖结合面的加工：其表面粗糙度为Ra3.2μm，平面度为0.15mm；②前后端面的加工：其表面粗糙度为Ra3.2μm，前端面T1对O1轴线的端面全跳动为0.08mm。后端面T2对O1轴线的端面圆跳动为0.1mm，前后端面尺寸为371±0.02mm；③两侧窗口面及凸台面的加工：取力窗口面粗糙度为Ra3.2μm，对O2轴的平行度为0.08mm，其公差等级为IT7~IT9,平面度为0.1mm。右侧窗口面的粗糙度值为Ra3.2μm，平面度为0.15mm对O2轴的平行度为150：0.03；④倒档轴孔内端面的加工：其表面粗糙度值为Ra6.3μm，保证尺寸为102.5mm，20mm。其中上盖结合面，前后端面，两侧窗口面为主要加工表面。上盖结合面作为后面工序的主要定位面，最后还要用于装配箱盖；前面T1为变速箱的安装基面；后端面T2为安装轴承端盖用；两侧窗口面用于安装窗口盖。孔的加工：①小孔：⑴上盖结合面：8个M10-6H的螺纹孔：分布于上盖接合面上，两侧中间两组螺纹孔中心线的距离为180mm，另外两组中心线距离为204±0.05vmm,两侧相邻螺纹孔中心线距离为170mm。2个φ12mm的工艺孔：分布于上盖接合面上，一、工艺孔倒前端面的距离为60mm，两工艺孔中心线前后相距250mm，左右相距240mm，粗糙度为Ra1.6μm，对G..A.H位置度公差为0.15mm。⑵前后端面：8个M10-6H的螺纹孔：φ110mm孔周围的四个螺纹孔均匀分布在φ130mm的圆上，一螺纹孔的中心线于对称线夹角为45º，对F.A的位置度公差为φ0.15mm。另外四个分布在φ82mm的圆上，螺纹孔的中心线与对称线夹角为26º、25º、50º、50º，对F.B的位置度公差为φ0.15mm。1个8mm的孔：位于竖直对称线的下部，其中心线距O1轴65mm。4个φ17mm的孔：对F.A的位置度公差为φ0.15mm，水平线上两孔中心线距离270mm，其中一个孔中心线与O1轴水平距离135mm，竖直线上两孔中心距离为100mm。⑶后端面：11个M10-6H的螺纹孔：四个螺纹孔均布在φ90mm的圆周围，其中一螺纹孔的中心线与对称线夹角为45º,对H.B位置度公差为φ0.15mm.六个螺纹孔分布在φ130mm的圆上，左上孔与竖直对称线夹角为60º.54º.56º.70º，对H.A的位置度公差为φ0.15mm。另外一个螺纹孔中心距轴线O330mm。竖直距离为16mm。1个的孔：位于φ100mm的孔中心线的右下方16º。1个M30-6H的螺纹孔：其中心线与O2的水平距离为6mm，竖直距离为82mm。2个φ30mm的孔：粗糙度为Ra1.6μm,对B的位置度公差为150：0.03，其中孔中心线O3距O1.O2轴分别为138.125±0.05和78.084±0.05。⑷取力窗口面6个M10-6H的螺纹孔：对D、B、F的位置度公差为φ0.15mm，对称分布于取力窗口面上左右中心距离为105±0.04mm，上下对称的两组孔中心距分别为155mm、70mm，竖直对称线距T1端面142.5±0.25mm。2个φ10mm的孔：粗糙度为Ra1.6μm，对称分布于取力窗口面上，其中一个孔中心线位于右侧两螺纹孔中心线平面上，与一螺纹孔相距30mm，2个φ10mm孔中心线竖直距离为130±0.04mm。1个M30的加油螺纹孔：螺纹孔上平面Z1与上盖接合面交30º，上平面Z1螺纹孔中心线交点与O1轴线水平相距105mm，与O2轴竖直相距35mm。⑸右侧窗口面及凸台面右侧窗口面6个M14-6H的螺纹孔：对称分布对D、C、H的位置度公差为φ0.15mm，中间对称两组的中心线水平距离为125mm，竖直相距80mm，另外一组位于竖直对称线上，相距140mm，一组的中心线距端面T2为10mm。2个M10-6H和1个M14-6H位于凸台面上，位置度公差为φ0.15mm，其中以个距前端面T1137mm，两个M10-6H螺纹孔中心距为102mm，M14-6H螺纹孔中心线距后端面54mm。②大孔⑴后端面φ100mm的孔：孔径尺寸为φ1000.0350mm，孔表面粗糙度Ra1.6μm，以上盖接合面为设计基准，其相关尺寸为820.10mm。φ90mm的孔：孔径尺寸为φ900.0350mm，孔表面粗糙度Ra1.6μm，以O1轴为设计基准,其相关尺寸为18mm.R121.1250.05mm。⑵前端面φ110mm的孔：孔径尺寸为φ1100.0350mm，孔表面粗糙度Ra1.6μmφ62mm的孔：孔径尺寸为φ620.0080.040mm，孔表面粗糙度Ra1.6μm与O2同轴。.通过以上分析可知，这四组加工表面应采用“先面后孔”的加工原则，即先加工平面再加工孔，并保证它们之间的位置度要求。二、毛坯的选择由于灰铸铁具有较好的耐磨性、减振性和良好的铸造性、尺寸稳定性。工艺性能好和可加工性，线膨胀系数小，而且价格低廉，是箱体类零件广泛应用的材料。因此选择综合性好的HT150作为汽车变速箱的制造材料。又因为箱体零件的结构复杂，故常采用砂型铸造。为了尽量减少铸件内应力对加工质量的影响，零件在浇铸后均需安排热处理工序，然后按有关铸件的技术要求进行验收。这样即保证成批量生产的需要，又大大降低了成本，提高了工作效率。三、定位基准的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得到提高。否则加工工艺规程中会问题百出，跟有甚者还会造成零件大批报废。1、粗基准的选择在本零件中，七个表面均为加工表面。因为在加工工程中，粗基准要选择重要面，因此，对于本工件来说，上盖接合面为平面，且作为装配面，使重要面，故在加工时可以充当以后各工序的基准面，但是不能选择它作为第一次加工的粗基准。因为零件为砂型铸造，上盖接合面的毛坯面存在一定的误差，不能保证加工精度。按照有关粗基准的选择原则（保证相互的位置精度要求原则。当零件有不加工表面时，则应以这些不加工表面作为粗基准；当零件有若干个不加工表面时，则应与加工表面相对位置要求高的不加工表面作为粗基准。）现在选择工件的前后端面三个孔作为粗基准，可消除X、Y、Z方向的移动和转动6个自由度，属于完全定位，重要选择粗基准不仅能满足加工要求，保证加工精度，便于安装，比较稳定。2、精基准的选择根据精基准的选择原则（基准重合原则，统一基准原则，互为基准原则，自为基准原则，便于安装原则），上盖接合面可以满足大多数原则，因此可以选择上盖接合面作为精加工基准。另外指出，统一基准原则常常带来基准不重合问题，在这种情况下，要针对具体问题具体分析，在满足设计要求的前提下，决定最终选择的精基准。四、工艺路线的拟定制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大量生产的条件下，可以考虑才用组合（专用）机床及配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应考虑经济效果，以使生产成本下降。工序安排原则：⑴先加工基准面，在加工其它面；⑵一般情况下，先面后孔；⑶先加工主要表面后加工次要表面；⑷先安排粗加工工序在安排精加工工序；依照上述原则，制定工艺路线如下：工序Ⅰ：砂型铸造工序Ⅱ：热处理去应力工序Ⅲ：粗、精铣上盖接合面工序Ⅳ：在上盖接合面钻铰孔及攻螺纹孔工序Ⅴ：粗铣前、后端面工序Ⅵ：粗铣两侧窗口面及凸台面工序Ⅶ：钻前后端面孔工序Ⅷ：工件在回转台上回转90º工序Ⅸ：钻两侧窗口面螺纹底孔工序Ⅹ：粗铣倒档孔内端面、钻加油孔工序Ⅺ：粗镋前后端面轴承孔、扩倒档轴孔工序ⅩⅡ：在取力窗口面上铰孔工序ⅩⅢ：精镋前后端面轴承孔、铰倒档轴孔工序ⅩⅣ：精铣两侧窗口面工序ⅩⅤ：在前后端面上攻螺纹孔工序ⅩⅥ：精铣倒档孔内端面、取力窗口面、攻加油孔螺纹工序ⅩⅦ：在两侧窗口面上攻螺纹工序ⅩⅧ：精铣前后端面工序ⅪⅩ：取毛刺工序ⅩⅩ：清洗工序ⅩⅩⅠ：终检五、切削用量选择例举1：粗铣确定切削深度根据《金属机械加工工艺设计手册》P374表5-72，查出精铣时切削深度为2mm，公差为0.7mm，由于总加工余量为4.5mm，故粗铣的加工余量为可选3mm，即切削深度ap＝3mm。确定进给量根据《金属机械加工工艺设计手册》P844表10-108，查得进给量fz＝0.65~0.80mm/齿确定切削速度根据《机械制造工艺设计手册》P92表3-30，查得切削速度V=60~120m/min，则ns＝==47.77~95.54根据《金属机械加工工艺人员手册》P418表6-40选用nw＝64r/min所以实际切削速度v＝＝＝80.5m/minnw＝64r/min时，工作台的每分钟进给量fm应为fm=fz×z×nw=(0.65~0.80)×14×16=573.3~705.6mm/min根据《金属机械加工工艺人员手册》P418表6-40选用fm＝660mm/mindv100040014.3)160~120(10001000nd10006440014.3六、填写工艺文件填写该零件的“机械加工工序卡片”。