汽车变速箱箱体加工工艺及粗精铣顶面夹具设计(全套图纸及中英翻译)

汽车变速箱箱体加工工艺及粗精铣顶面夹具设计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；HM6108的螺孔加工；mm027.0122的工艺孔加工。其中顶面有表面粗糙度要求为mRa3.6，8个螺孔均有位置度要求为mm3.0，2个工艺孔也有位置度要求为mm1.0。（2）、以mm03.0120、mm013.080、mm035.0100的支承孔为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：2个mm03.0120、2个mm013.080和1个mm035.0100的孔；尺寸为mm025.0365的与mm03.01202、mm013.0802的4个孔轴线相垂直的前后端面；前后端面上的3个HM614、16个HM610的螺孔，以及4个mm15、2个mm8的孔；还有另外两个在同一中心线上与两端面相垂直的mm020.0015.030的倒车齿轮轴孔及其内端面和两个HM610的螺孔。其中前后端面有表面粗糙度要求为mRa3.6，3个HM614、16个HM610的螺孔，4个mm15、2个mm8的孔均有位置度要求为汽车变速箱箱体加工工艺及粗精铣顶面夹具设计2mm3.0，两倒车齿轮轴孔内端面有尺寸要求为mm46.0090及表面粗糙度要求为mRa2.3。（3）、以两侧窗口面为主要加工平面的加工面。这一组加工表面包括：尺寸为mm01.0160和mm01.0104的两侧窗口面；与两侧窗口面相垂直的12个HM610的螺孔；与两侧面成60角的尺寸为1的锥管螺纹孔（加油孔）。其中两侧窗口面有表面粗糙度要求为mRa3.6，12个螺孔均有位置度要求为mm3.0。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。1.2.1孔和平面的加工顺序箱体类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工箱体上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。变速箱箱体的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。变速箱箱体零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。1.2.2孔系加工方案选择变速箱箱体孔系加工方案，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格最底的机床。汽车变速箱箱体加工工艺及粗精铣顶面夹具设计3根据汽车变速箱箱体零件图所示的变速箱箱体的精度要求和生产率要求，当前应选用在组合机床上用镗模法镗孔较为适宜。（1）、用镗模法镗孔在大批量生产中，汽车变速箱箱体孔系加工一般都在组合镗床上采用镗模法进行加工。镗模夹具是按照工件孔系的加工要求设计制造的。当镗刀杆通过镗套的引导进行镗孔时，镗模的精度就直接保证了关键孔系的精度。采用镗模可以大大地提高工艺系统的刚度和抗振性。因此，可以用几把刀同时加工。所以生产效率很高。但镗模结构复杂、制造难度大、成本较高，且由于镗模的制造和装配误差、镗模在机床上的安装误差、镗杆和镗套的磨损等原因。用镗模加工孔系所能获得的加工精度也受到一定限制。1.3变速箱箱体加工定位基准的选择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。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。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。1.4变速箱箱体加工主要工序安排汽车变速箱箱体加工工艺及粗精铣顶面夹具设计4对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。变速箱箱体加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到变速箱箱体加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因此，顶面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺纹底孔在多轴组合钻床上钻出，因切削力较大，也应该在粗加工阶段完成。对于变速箱箱体，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在c9080的含0.4%—1.1%苏打及0.25%—0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于mg200。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：铸造毛坯。工序2：铸件检验，所铸表面应平整，抽模角度不大于1º不能存在砂眼，疏松，夹渣等缺陷。工序3：时效处理，硬度RB86-96。工序4：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5：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6：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7：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8：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汽车变速箱箱体加工工艺及粗精铣顶面夹具设计5用夹具。工序9：检验。工序10：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11：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。选用专用组合钻床和专用夹具。工序12：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13：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14：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15：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16：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17：两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18：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19：中间检验。工序20：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21：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22：清洗。选用清洗机清洗。工序23：终检。工序24：涂漆，非加工内表面涂硝基耐油漆，非加工外表面涂防锈漆。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HT200，硬度HB为170—220，生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。汽车变速箱箱体加工工艺及粗精铣顶面夹具设计6（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。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精铣后尺寸与零件图尺寸相同，即。mm12.0100（2）、两工艺孔mm027.012。毛坯为实心，不冲孔。两孔精度要求为IT8，表面粗糙度要求为m3.6。参照《机械加工工艺手册》表2.3-47，表2.3-48。确定工序尺寸及加工余量为：钻孔：mm11扩孔：mm85.11mmZ85.02（Z为单边余量）铰孔：812H0.15mm2Z（3）、顶面8螺孔HM610毛坯为实心，不冲孔。参照《机械加工工艺手册》表2.3-71，现确定其工序尺寸及加工余量为：钻孔：mm5.8攻丝：HM610（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，汽车变速箱箱体加工工艺及粗精铣顶面夹具设计7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。精铣前后端面后尺寸与零件图尺寸相同，即mm23.0365（5）、前后端面上16螺孔HM610，3螺孔6H-M14，4孔mm15，倒车齿轮轴孔mm21.00302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，现确定螺孔加工余量为：16螺孔HM610钻孔：mm5.8攻丝：HM6103螺孔6H-M14钻孔：mm9.11攻丝：6H-M14mm154孔，参照《机械加工工艺人员手册》表5-58，确定工序尺寸为：钻孔：mm15倒车齿轮轴孔mm21.00302，参照《机械加工余量与公差手册》表4-23确定工序尺寸及余量为：钻孔：mm15钻孔：mm28mmZ132扩孔：mm8.29mmZ8.12铰孔：830HmmZ2.02（6）、前后端面支承孔mmmmmm035.0013.003.0100,80,120。根据工序要求，前后端面支承孔的加工分为粗镗、精镗两个工序完成，各工序余量如下：汽车变速箱箱体加工工艺及粗精铣顶面夹具设计8根据《机械加工工艺手册》表2.3-11，铸件尺寸公差等级选用CT