汽车变速箱箱体加工工艺及夹具设计

湖北工业大学继续教育学院毕业论文（设计）I摘要本设计是汽车变速箱箱体零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。汽车变速箱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，本设计遵循先面后孔的原则。并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。基准选择以变速箱箱体的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准，以顶面与两个工艺孔作为精基准。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出顶平面，再以顶平面与支承孔系定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用顶平面和工艺孔定位加工其他孔系与平面。支承孔系的加工采用的是坐标法镗孔。整个加工过程均选用组合机床。夹具选用专用夹具，夹紧方式多选用气动夹紧，夹紧可靠，机构可以不必自锁。因此生产效率较高。适用于大批量、流水线上加工。能够满足设计要求。关键词：变速箱；加工工艺；专用夹具湖北工业大学继续教育学院毕业论文（设计）IIAbstractThedesignisaboutthespecial-purposeclampingapparatusofthemachiningtechnologyprocessandsomeworkingproceduresofthecargearboxparts.Themainmachiningsurfaceofthecargearboxpartsistheplaneandaseriesofhole.Generallyspeaking,toguaranteetheworkingaccuracyoftheplaneiseasierthantoguaranteethehole’s.Sothedesignfollowstheprincipleofplanefirstandholesecond.Andinordertoguaranteetheworkingaccuracyoftheseriesofhole,themachiningoftheholeandtheplaneisclearlydividedintoroughmachiningstageandfinishmachiningstage.Thesupportingholeoftheinputbearingandoutputbearingisastheroughdatum.Andthetopareaandtwotechnologicalholesareasthefinishdatum.Themainprocessofmachiningtechnologyisthatfirst,theseriesofsupportingholefixandmachinethetopplane,andthenthetopplaneandtheseriesofsupportingholefixandmachinetechnologicalhole.Inthefollow-upworkingprocedure,allworkingproceduresexceptseveralspecialonesfixandmachineotherseriesofholeandplanebyusingthetopplaneandtechnologicalhole.Themachiningwayoftheseriesofsupportingholeistoboreholebycoordinate.Thecombinationmachinetoolandspecial-purposeclampingapparatusareusedinthewholemachiningprocess.Theclampingwayistoclampbypneumaticandisveryhelpful.Theinstructiondoesnothavetolockbyitself.Sotheproductefficiencyishigh.Itisapplicableformassworkingandmachininginassemblyline.Itcanmeetthedesignrequirements.Keywords:Gearbox;machiningtechnology;special-purposeclampingapparatus湖北工业大学继续教育学院毕业论文（设计）III目录摘要...................................................IAbstract.........................................................II第1章汽车变速箱加工工艺规程设计.............................11.1零件的分析...................................................11.1.1零件的作用.............................................11.1.2零件的工艺分析.........................................11.2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21.2.1孔和平面的加工顺序.....................................21.2.2孔系加工方案选择.......................................21.3变速箱箱体加工定位基准的选择.................................51.3.1粗基准的选择...........................................51.3.2精基准的选择...........................................61.4变速箱箱体加工主要工序安排...................................61.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.......................81.6确定切削用量及基本工时（机动时间）..........................13第2章专用夹具设计............................................352.1加工工艺孔夹具设计..........................................352.1.1定位基准的选择........................................352.1.2切削力的计算与夹紧力分析..............................362.1.3夹紧元件及动力装置确定................................362.1.4钻套、衬套、钻模板及夹具体设计........................372.1.5夹具精度分析..........................................392.1.6夹具设计及操作的简要说明..............................412.2粗铣前后端面夹具设计.......................................412.2.1定位基准的选择........................................412.2.2定位元件的设计........................................422.2.3定位误差分析..........................................432.2.4铣削力与夹紧力计算....................................442.2.5定向键与对刀装置设计..................................442.2.6夹紧装置及夹具体设计..................................462.2.7夹具设计及操作的简要说明..............................48致谢............................................................49参考文献.........................................................50湖北工业大学继续教育学院毕业论文（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。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湖北工业大学继续教育学院毕业论文（设计）2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mm3.0，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