变速箱箱体加工工艺及夹具设计

1 变速箱箱体加工工艺及夹具设计摘要在生产过程中，使生产对象（原材料，毛坯，零件或总成等）的质和量的状态发生直接变化的过程叫工艺过程，如毛坯制造，机械加工，热处理，装配等都称之为工艺过程。在制定工艺过程中，要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步，加工该工序的机车及机床的进给量，切削深度，主轴转速和切削速度，该工序的夹具，刀具及量具，还有走刀次数和走刀长度，最后计算该工序的基本时间，辅助时间和工作地服务时间。关键词：工序，工位，工步，加工余量，定位方案，夹紧力2 Abstract Enable producing the target in process of production (raw materials, the blank , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the craft course. In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally. Keyword: The process worker one worker's step the surplus of processing orient the scheme clamp strength3 第1章绪言箱体零件是机器或部件的基础零件,它把有关零件联结成一个整体,使这些零件保持正确的相对位置,彼此能协调地工作.因此,箱体零件的制造精度将直接影响机器或部件的装配质量,进而影响机器的使用性能和寿命.因而箱体一般具有较高的技术要求. 由于机器的结构特点和箱体在机器中的不同功用, 箱体零件具有多种不同的结构型式,其共同特点是:结构形状复杂,箱壁薄而不均匀,内部呈腔型;有若干精度要求较高的平面和孔系,还有较多的紧固螺纹孔等. 箱体零件的毛坯通常采用铸铁件.因为灰铸铁具有较好的耐磨性,减震性以及良好的铸造性能和切削性能,价格也比较便宜.有时为了减轻重量,用有色金属合金铸造箱体毛坯(如航空发动机上的箱体等).在单件小批生产中,为了缩短生产周期有时也采用焊接毛坯. 毛坯的铸造方法,取决于生产类型和毛坯尺寸.在单件小批生产中,多采用木模手工造型;在大批量生产中广泛采用金属模机器造型,毛坯的精度较高.箱体上大于30—50mm的孔,一般都铸造出顶孔,以减少加工余量.4 第2章零件工艺的分析2.1零件的工艺分析 2.1.1 要加工孔的孔轴配合度为H7，表面粗糙度为Ra小于1.6um,圆度为0.0175mm,垂直度为 0.08mm,同轴度为0.02mm。 2.1.2 其它孔的表面粗糙度为Ra小于12.5um,锥销孔的表面粗糙度为Ra小于1.6um。 2.1.3 盖体上平面表面粗糙度为Ra小于12.5um,端面表面粗糙度为Ra小于3.2um，机盖机体的结合面的表面粗糙度为Ra小于3.2um，结合处的缝隙不大于0.05mm，机体的端面表面粗糙度为Ra小于12.5um。2.2确定毛坯的制造形式由于铸铁容易成形，切削性能好，价格低廉，且抗振性和耐磨性也较好，因此，一般箱体零件的材料大都采用铸铁，其牌号选用 HT20­40，由于零件年生产量 2 万台，已达到大批生产的水平，通常采用金属摸机器造型，毛坯的精度较高，毛坯加工余量可适当减少。2.3箱体零件的结构工艺性箱体的结构形状比较复杂，加工的表面多，要求高，机械加工的工作量大，结构工艺性有以下几方面值得注意： 2.1.1 本箱体加工的基本孔可分为通孔和阶梯孔两类，其中通孔加工工艺性最好，阶梯孔相对较差。 2.1.2 箱体的内端面加工比较困难，结构上应尽可能使内端面的尺寸小于刀具需穿过之孔加工前的直径，当内端面的尺寸过大时，还需采用专用径向进给装置。 2.1.3 为了减少加工中的换刀次数，箱体上的紧固孔的尺寸规格应保持一致，本箱体分别为直径11和13。5 第3章拟定箱体加工的工艺路线3.1定位基准的选择定位基准有粗基准和精基准只分，通常先确定精基准，然后确定粗基准。 3.1.1 精基准的选择根据大批大量生产的变速器箱体通常以顶面和两定位销孔为精基准，机盖以下平面和两定位销孔为精基准，平面为330X20mm，两定位销孔以直径6mm,这种定位方式很简单地限制了工件六个自由度，定位稳定可靠；在一次安装下，可以加工除定位面以外的所有五个面上的孔或平面，也可以作为从粗加工到精加工的大部分工序的定位基准，实现“基准统一”；此外，这种定位方式夹紧方便，工件的夹紧变形小；易于实现自动定位和自动夹紧，且不存在基准不重合误差。 3.1.2 基准的选择加工的第一个平面是盖或低坐的对和面，由于分离式箱体轴承孔的毛坯孔分布在盖和底座两个不同部分上很不规则，因而在加工盖回底座的对和面时，无法以轴承孔的毛坯面作粗基准，而采用凸缘的不加工面为粗基准。故盖和机座都以凸缘 A面为粗基准。这样可以保证对合面加工后凸缘的厚薄较为均匀，减少箱体装合时对合面的变形。3.2加工路线的拟定 3.2.1 分离式箱体工艺路线与整体式箱体工艺路线的主要区别在于整个加工过程分为两个大的阶段，先对盖和低座分别进行加工，而后再对装配好的整体箱体进行加工。第一阶段主要完成平面，，紧固孔和定位空的加工，为箱体的装合做准备；第二阶段为在装合好的箱体上加工轴承孔及其端面。在两个阶段之间应安排钳工工序，将盖与底座合成箱体，并用二锥销定位，使其保持一定的位置关系，以保证轴承孔的加工精度和撤装后的重复精度。表一工艺过程工序号工序名称工序内容工艺装备 1 铸造 2 清砂清除浇注系统，冒口，型砂，飞边，飞刺等6 3 热处理人工时效处理 4 涂漆非加工面涂防锈漆 5 粗铣以分割面为装夹基面，按线找正，夹紧工件，铣顶部平面，保证尺寸3mm 专用铣床 6 粗铣以已加工上平面及侧面做定位基准，装夹工件，铣结合面，保证尺寸12mm，留有磨削余量0.05— 0.06mm 专用铣床 7 磨磨分割面至图样尺寸12mm 专用磨床 8 钻以分割面及外形定位，钻孔专用钻床 9 检验检查各部尺寸及精度表二工艺过程工序号工序名称工序内容工艺装备 1 铸造 2 清砂清除浇注系统，冒口，型砂，飞边，飞刺等 3 热处理人工时效处理 4 涂漆非加工面涂防锈漆 5 粗铣以分割面定位装夹工件，铣底面，保证高度尺寸. 专用铣床 6 粗铣以底面定位，按线找正，装夹工件，铣分割面留磨量. 专用铣床 7 磨以底面定位，装夹工件，磨分割面，保证尺寸. 专用磨床 8 钻钻底面孔专用钻床 9 钻钻攻底孔专用钻7 床 10 钻钻攻螺纹孔专用钻床 11 钳箱体底部用煤油做渗漏试验 12 检验检查各部尺寸及精度表三工艺过程工序号工序名称工序内容工艺装备 1 钳将箱盖，箱体对准和箱，用10—M10 螺栓，螺母紧固 2 钻钻，铰的锥销孔，装入锥销专用钻床 3 钳将箱盖，箱体做标记，编号 4 粗铣以底面定位，按底面一边找正，装夹工件，兼顾其他三面的加工尺寸，铣前后端面，保证尺寸专用铣床 5 粗铣以底面定位，按底面一边找正，装夹工件，兼顾其他三面的加工尺寸，铣左右端面，保证尺寸专用铣床 6 精铣以底面定位，按底面一边找正，装夹工件，兼顾其他三面的加工尺寸，铣前后两端面，保证端面 A的垂直度为0.048 专用铣床 7 精铣以底面定位，按底面一边找正，装夹工件，兼顾其他三面的加工尺寸，铣左右两端面，保证端面 A的垂直度为0.048 专用铣床 8 粗镗以底面定位，以加工过的端面找正，装夹工件，粗镗蜗杆面轴承孔，留加工余量0.2—0.3mm,保证两轴中心线的垂直度公差为0.08，与端面B的位置度公差为0.2mm 专用镗床8 9 粗镗以底面定位，以加工过的端面找正，装夹工件，粗镗蜗轮面轴承孔，留加工余量0.2—0.3mm,保证两轴中心线的垂直度公差为0.08，与端面B的位置度公差为0.2mm 专用镗床 10 检验检查轴承孔尺寸及精度 11 半精镗以底面定位，以加工过的端面找正，装夹工件，半精镗蜗杆面轴承孔，留加工余量0.1—0.2mm 专用镗床 12 半精镗以底面定位，以加工过的端面找正，装夹工件，半精镗蜗轮面轴承孔，留加工余量0.1—0.2mm 专用镗床 13 精镗以底面定位，以加工过的端线找正，装夹工件，按分割面精确对刀（保证分割面与轴承孔的位置度公差为 0.02mm），加工蜗杆面轴承孔专用镗床 14 精镗以底面定位，以加工过的端线找正，装夹工件，按分割面精确对刀（保证分割面与轴承孔的位置度公差为 0.02mm），加工蜗轮面轴承孔专用镗床 15 钻用底面和两销孔定位，用钻模板钻，攻蜗杆轴承空端面螺孔专用钻床 16 钻用底面和两销孔定位，用钻模板钻，攻蜗轮轴承空端面螺孔专用钻床 17 锪孔用带有锥度为90度的锪钻锪轴承孔内边缘倒角4—45度专用钻床 18 钳撤箱，清理飞边，毛刺 19 钳合箱，装锥销，紧固 20 检验检查各部尺寸及精度 21 入库入库9 第4章机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯的尺寸如下： 4.1 箱盖 4.1.1 毛坯的外廓尺寸：考虑其加工外廓尺寸为396×200×230 mm，表面粗糙度要求RZ 为3.2um，根据《机械加工工艺手册》（以下简称《工艺手册》），表2.3—5及表2.3—6，按公差等级7—9级，取7 级，加工余量等级取F级确定，毛坯长：396+2×3.5=403mm宽：200+2×3=206mm高：230+2×2.5=237mm4.1.2主要平面加工的工序尺寸及加工余量：为了保证加工后工件的尺寸，在铣削工件表面时，工序5的铣削深度 ap=2.5mm，工序6的铣削深度ap=2.45mm，留磨削余量0.05mm,工序8的磨削深度ap=0.05mm 4.2箱体4.3.1主要平面加工的工序尺寸及加工余量：为了保证加工后工件的尺寸，在铣削工件表面时，工序4的铣削深度 ap=2.0mm，工序5的铣削深度ap=0. 5mm10 第5章确定切削用量及基本工时 5.1 箱盖 5.1.1 工序5 粗铣顶面（1）加工条件：工件材料：灰铸铁加工要求：粗铣箱盖上顶面，保证顶面尺寸3 mm 机床：卧式铣床X63 刀具：采用高速钢镶齿三面刃铣刀，dw=225mm,齿数Z=20 量具：卡板（2）计算铣削用量已知毛坯被加工长度为125 mm，最大加工余量为Zmax=2.5mm,可一次铣削，切削深度 ap=2.5mm 确定进给量 f：根据《工艺手册》），表2.4—75,确定 fz=0.2mm/Z 切削速度：参考有关手册，确定V=0.45m/s