汽车变速箱上盖的加工工艺及工装设计

汽车变速箱上盖的加工工艺及工装设计学院：机电与轨道交通专业：数控学号：2012050515学生姓名：孟翔指导教师：庞浩2013年12月摘要汽车变速箱上盖是汽车变速箱的重要组成部分。它与变速箱箱体装配，为变速箱内部的齿轮、轴等工作元件提供一个稳定安全的工作环境，防止内部零件在暴露环境下工作。上盖上还设计了检查窗，是为了便于观查内部元件的工作情况。本设计说明书是在毕业设计过程中撰写完成的，是对变速箱上盖加工工艺、工装设计的说明、分析和论证。主要内容有：上盖的工艺规程制定、典型加工工序分析、专用夹具设计。变速箱上盖是典型的铸造箱盖类零件。结构上的特点就是扁平，长度宽度尺寸大，高度方向尺寸不大。考虑到上盖零件的毛坯选择铸造加工而成，在构型方面基本符合毛坯铸造方法的要求。非加工的成形面都采用了利于脱模的倒圆角设计。为了能在不拆卸上盖全体的条件下观察与检修内部元件的运作和故障情况，在零件设计时考虑到了在上盖的顶部设计一个检查口，为一凸台结构。与箱体装配的接合面尺寸很大，当用螺栓和定位销将其与变速箱主体结合的时候，大的接合面能保证接合的密封性。夹具主要起保证加工质量，提高劳动生产效率；降低生产成本；扩大机床的工艺范围；减轻劳动强度等功用。通过这些我对变速箱上盖零件制造过程有一个总体的，全貌的了解与把握，能够掌握金属切削过程的基本规律，掌握机械加工的基本知识，能选择加工方法与机床，夹具及加工参数，具备制定工艺规程的能力和掌握机械加工精度和表面质量的基础，初步具备分析解决工艺问题的能力。关键词：工艺；工装；夹具目录摘要...................................................错误!未定义书签。引言...................................................................11、机械加工工艺规程的制定...............................................21.1零件的工艺性分析...................................................21.1.1零件的功用..................................................21.1.2零件的结构特点与工艺性......................................21.1.3主要加工表面及其技术要求....................................21.2确定生产类型......................................................31.3零件毛坯选择.......................................................31.3.1零件毛坯材料选择............................................31.3.2变速箱上盖的毛坯............................................41.3.3毛坯的制造方式..............................................41.4零件加工工艺规程的制定.............................................51.4.1选择加工方法和加工方案......................................51.4.2定位基准的选择..............................................51.4.3热处理及检验的选择与安排....................................61.4.4拟定工艺路线................................................61.4.5选择各工序加工机床设备及工艺装备............................91.4.6确定各工序的工序尺寸、表面粗糙度及检验方法.................101.4.7确定典型工序的切削用量及工序基本工时定额...................121.4.8工艺过程的技术经济性分析...................................162、夹具设计.............................................................172.1钻床夹具的设计....................................................172.1.1钻床夹具的定位方案设计.....................................172.1.2钻床夹具的定位误差分析.....................................182.1.3钻削力与夹紧力的计算.......................................192.1.4夹具的夹紧装置与机构设计...................................232.1.5钻床夹具的动力装置设计.....................................253、结论...............................................................26参考文献.............................................................27致谢................................................................28浙江纺织服装职业技术学院毕业设计（论文）1引言制造业是国家发展与社会进步的基础，而汽车制造将是未来面对普通消费者的主要的机械制造产品，而随着国家的发展人民生活水平的提高，人们对汽车的需求和要求必定变的更多，所以我们有必要对汽车及汽车零件的设计与加工投入更多的精力。了解机械中零件的加工工艺特点及工艺工装设计是非常必要的。通过对汽车变速箱上盖工艺工装设计可以对大学里所学习的《机械制造工艺》，《机床夹具设计》，《互换性与技术测量》等许多课程进行复习与提高，并掌握综合应用专业知识的能力。在此设计中，我将绘制一张变速箱上盖零件图；编写上盖加工的工艺规程；设计一套专用夹具以及绘制夹具图，夹具体零件图。通过这些对汽车变速器制造活动有一个总体的，全貌的了解与把握，能够掌握金属切削过程的基本规律，掌握机械加工的基本知识，能选择加工方法与机床，夹具及加工参数，具备制定工艺规程的能力和掌握机械加工精度和表面质量的基础，初步具备分析解决现场工艺问题的能力，了解当今先进制造技术和先进制造模式的发展状况。并为将来毕业后的工作打下良好的基础。为了更好的进行此次毕业设计我在图书馆借阅了许多资料，其中对设计帮助比较大的有侯家驹编的《汽车制造工艺学》，张耀宸编的《机械加工工艺设计实用手册》，杨黎明主编的《机床夹具设计手册》，现代机械制造工艺装备标准应用手册编委会编的《现代机械制造工艺装备标准应用手册》等许多图书。由于本人水平有限，经验不足，设计中必定有许多错误的地方，还请各位老师批评，指正。21、机械加工工艺规程的制定1.1零件的工艺性分析1.1.1零件的功用此次设计的课题是关于汽车变速箱上盖的工艺工装设计。变速箱的上盖是汽车变速箱的重要组成部分。汽车变速箱内有很多的精密的齿轮，轴等零件，结构体系也较为复杂。为了保证内部的全部零件不再暴露的环境下工作，防止灰尘油污以及其他一些物质进入到箱体内部腐蚀零件，为箱体做一个上盖是很必需的。1.1.2零件的结构特点与工艺性变速箱上盖是典型的铸造箱盖类零件。结构上的特点就是扁平，长度宽度尺寸大，高度方向尺寸不大。考虑到上盖零件的毛坯选择铸造加工而成，在构型方面基本符合毛坯铸造方法的要求。非加工的成形面都采用了利于脱模的倒圆角设计。为了能在不拆卸上盖全体的条件下观察与检修内部元件的运作和故障情况，在零件设计时考虑到了在上盖的顶部设计一个检查口，为一凸台结构。与箱体装配的接合面尺寸很大，当用螺栓和定位销将其与变速箱主体结合的时候，大的接合面能保证接合的密封性。但是考虑到加工的质量和经济性，零件设计中简化了加工平面。在能保证接合的要求的前提下，加工表面的粗糙度等精度要求尽量降低。并且还在接合面上设计了装配定位孔和工艺定位孔，保证了装配的精度。1.1.3主要加工表面及其技术要求变速箱上盖的加工内容主要是关于平面和孔的加工。平面的加工主要包括：1、底部大接合面的加工，技术要求：表面粗糙度Ra6.3μm。2、凸台小平面的加工，技术要求：表面粗糙度Ra6.3μm，至大接合面距离要求902.02.0mm3、上盖内侧两端面的加工,技术要求：表面粗糙度Ra12.5μm，两端面之间距离要求902.02.0mm。4、孔的加工包括：1、大接合面上14个直径11mm的通孔加工，没有特别的技术要求。32、2个直径13mm的装配定位孔的加工，技术要求：表面粗糙度Ra1.6μm，直径精度要求φ1303.003.0mm3、2个直径11mm的工艺定位孔的加工，技术要求：表面粗糙度Ra1.6μm，直径精度要求φ11027.00mm4、内壁顶部的4个φ9.6mm的深孔加工，技术要求：表面粗糙度Ra6.3μm，相对D基准位置度要求φ0.2mm，孔最深处至大接合面距离要求782.02.0m5、顶平面的4个M10螺纹孔的加工，技术要求：相对于D基准位置度要求φ0.4mm，深18mm。6、凸台上M16螺纹孔的加工，技术要求：表面粗糙度Ra6.3μm，相对于D基准位置度要求0.4mm，通孔。7、上盖上M14螺纹斜孔的加工，技术要求：孔中心轴线与Z轴角度45度，高度方向尺寸要求5515.015.0mm,深度尺寸要求262.02.0mm。8、上盖两端4个直径16mm的深孔钻扩加工，技术要求：表面粗糙度Ra6.3μm，钻孔φ16077.0050.0mm,外扩孔要求φ2005.005.0mm,孔中心线间距30.1mm，，高度方向距大接合面距离371.01.0mm.其中一端两个深孔的加工提出更高的形位要求：直线度0.03mm,相对D基准位置度φ0.2mm，相对E基准位置度0.3mm。（参见变速箱上盖零件图）。9、上盖内壁阶梯孔的加工，技术要求：孔直径为φ8.52.00mm,φ9mm,φ12mm，深139mm,形位要求有2个，相对C基准的位置度要求φ0.3mm,相对F基准的垂直度要求0.06mm.1.2确定生产类型因变速箱上盖的生产产量很大，采用专用设备和专用工艺装备，广泛采用高效的专用机床等，且大多数设备经常重复进行某个工序的加工。根据变速箱上盖的这些生产特点，确定生产类型为大量生产。1.3零件毛坯选择1.3.1零件毛坯材料选择4考虑到变速箱上盖的生产类型是大批量生产，结构形状较为复杂，制造精度不高，几何尺寸也比较大，以及考虑到生产经济性。所以其毛坯的材料选用容易成型，吸震性好，加工工艺性好和成本低的灰口铸铁，HT20-40.其性能HB170-24120[3]。1.3.2变速箱上盖的毛坯毛坯图是毛坯制造和编制零件加工工艺的重要零件。制定工艺过程时，需要分析毛坯图，主要是分析粗加工的定位基准，其次分析铸件毛坯的分型面，浇口，冒口的位置，拔模斜度，圆角半径的大小。铸件毛坯如图1-1所示：（a）(b)(c)图1-1铸件毛胚图1.3.3毛坯的制造方式毛坯制造方法的选择时应考虑下列因素，生产类型；工件结构和尺寸；工件的机械加工性能要求；工件的工艺性能要求。分析此减速器箱体，毛坯采用砂型浇注成型，在砂型中保温20-30min，直到冷却消除铸件的应力，最终进行喷漆处理