两轴式轿车变速器输入轴加工工艺及夹具设计

江西理工大学应用科学学院毕业设计两轴式轿车变速器输入轴加工工艺及夹具设计摘要现代机械加工行业发生着深刻的结构性变化，工艺工装的设计与改良已成为相关企业生存和发展的必要条件。动力装置行业作为一个传统而富有活力的行业，近几十年取得了突飞猛进的发展。在新经济时代，这一行业呈现了新的发展趋势，由此对其动力装置的质量、性能产生了新的变化。输入轴作为动力装置的主要零件，工艺工装的设计与改良直接影响着其质量与性能。变速器输入轴输出轴零件的主要作用是支撑零件、实现回转运动并传递转矩和动力。可见它的作用是相当的大，其质量直接影响着变速器的性能，所以输入轴零件的机械综合性能要求较高，因此设计要求也比较高。本文论述的是两轴式变速器输入轴的加工工艺和夹具设计，着重于几个重要表面的加工，具有一定的尺寸、形状、位置要求，还有一些强度、表面粗糙度要求等，然而这些都会在文中得以体现。关键词：输出轴 工艺 夹具 设计江西理工大学应用科学学院毕业设计IProcessing technology and fixture design of two axle transmission input shaftabstractUndergoing a profound structural change in modern machining industry, design and improvement of technology and equipment has become the necessary conditions related to the survival and development of enterprises. The power device industry as a traditional and vibrant industry in recent years has made rapid development. In the new economic era, the industry presents a new developing trend. Thus, the quality of the power plant, the performance has had the new change. The main parts of the input shaft as a power plant, the design and improvement of technology and equipment directly affects the quality and performance of the transmission input shaft. The main function of the output shaft parts of the supporting parts, rotary motion and transfer torque and powerVisible. It is quite large, its quality directly affects the transmission performance, so the comprehensive mechanical performance requirements of high input shaft parts, so the design requirements are relatively high. This paper discusses the processing technology and fixture design of the two axis of the transmission input shaft processing, focusing on the important surface, has the size, shape, position, and some strength, surface roughness requirements, but these will be reflected in this paper.Key words: output shaft; process; fixture; design江西理工大学应用科学学院毕业设计II目录摘要 .I目录 .III第一章 绪论 .11、1 研究输入轴加工工艺及夹具设计的目的及意义 .11、2 课题背景知识 .21、2、1 变速器输入轴 .21、2、2 制造工艺学相关知识 .31、2、3 专用夹具相关知识 .5第二章 零件的工艺分析及生产类型的确定 .62.1 技术要求分析 .62.2 零件的工艺分析 .6第三章 选择材料、确定尺寸及设计毛坯图 .83.1 选择毛胚材料 .83.2 毛坯尺寸的确定 .83.3 绘制毛坯图 .9第四章 制定工艺规程 .104.1 定位基准的选择 .10第五章 工序设计 .135.1 选择加工设备与工艺装备 .135.2 选用夹具 .18江西理工大学应用科学学院毕业设计III5.3 选用刀具 .185.4 选用量具 .185.5 确定工序尺寸 .18第六章 确定切削用量及基本工时 .246.1 切削用量 .246.1.1 粗车 30k5 的切削用量 .246.1.2 半精车 30k5 的切削用量 .266.1.3 精车 30k5 的切削用量 .276.2 基本时间 .30第七章 夹具设计 .327.1 机床夹具概述 .327.1.1 机床夹具的定义 .327.1.2 机床夹具的组成 .327.1.3 机床夹具的作用 .327.1.4 夹具的分类 .327.1.5 常用定位方法与定位元件 .337.2 设计专用夹具 .367.2.1 选择定位基准 .367.2.2 设计定位元件 .367.2.4 设计夹紧装置 .377.2.5 夹具使用说明 .38结论 .39江西理工大学应用科学学院毕业设计IV致谢 .40参考文献 .41附录 .42附录 A .42附录 B .46江西理工大学应用科学学院毕业设计0第一章 绪论1、1 研究输入轴加工工艺及夹具设计的目的及意义该课题是针对机械制造工艺学和机床夹具设计而设计的题目。机械制造工艺学和机床夹具设计均是机械工程专业的重要培养方向。而汽车是当今社会主要的交通工具，因此也形成了巨大的汽车交易市场。尾随市场带来的残酷的竞争，提高变速器零件加工工艺成为了必然。然机械制造工艺学是机械工程专业的重要培养方向，对汽车零部件加工工艺规程及专用机床夹具设计，对学生所学的专业知识加以运用，通过理论与实际相结合，使所学的知识得到进一步加深，熟悉机械制造加工工艺的加工工艺卡片编制以及机床专用夹具的设计方法，以便培养学生在机械加工方面的解决实际问题的能力及设计能力，这样可以综合对 CAD 的二维绘图和 SOLIDWORKS 的三维绘图、运用设计资料以及进行经验估算等技能的训练，力求设计合理，理论实际相结合，设计手法具有一定的先进性。（1）我们通过了解输入轴结构以及对输入轴零件图的分析，可以培养我们对过去掌握的知识加以运用以及增强我们分析图纸的能力，通过绘制变速器输入轴的零件图，我们不仅能增强我们对 autoCAD 及 soliworks 软件的运用能力，也能更深的了解输入轴的结构。（2）拟定工艺路线和制定工艺规程，确定加工余量、切削余量、工艺尺寸、误差及工时定额等的计算，定位误差分析等。通过这些设计计算和分析，让我们深入的了解输入轴的加工过程、加工尺寸、工艺路线以及加工余量的确定，也要我们学会选择机床并与之相匹配。这样可以对我们学习过的知识的加以运用和理解。（3）在这个设计过程中，我们还必须考虑夹具的选择和设计，夹具设计的优良将会影响到工件的加工精度和加工时间的长短，从而影响产品的合格率和生产率，然而专用夹具对保证加工精度、提高生产率和减轻工人劳动量都起到很大作用。夹具设计这也是这次设计的重点，也是一个难点。两轴式轿车变速器输入轴加工工艺及夹具设计是毕业设计的课题，也是在我们学完了大学的全部必修课、专业课及各种技能训练之后进行的。这也是我们在学校的最后的一名学科，也从可以说是一场训练，这不仅教会我们如何分析问题以及解决问题的能力，为了在步入社会这个大家庭做好充分的准备。我相信通过这次两轴式轿车变速器输入轴加工工艺及其夹具的设计，我们能够了解制定零件机械加工工艺规程和分析工艺，还有如何设计机床专用夹具。并熟悉相关的设计资料，以及使用有关手册和图纸。也要绘制出专用夹具的装配图以及零件图，培养我们都 CAD 及 soliworks 软件绘图的运用能力，装配及计算，熟悉软件的基本技能。这也将作为我们如果以后有机会从事机械制造或夹具设计的相关单位的一次磨练。江西理工大学应用科学学院毕业设计11、2 课题背景知识1、2、1 变速器输入轴汽车的发展的历程很短，但发展很迅速，在一百多年的时间里就遍及全球。变速器作为汽车里最为最重要的传动机构，所以变速器的发展于为重要，变速器也发展的很完善。而输入轴作为变速器的输入机构的主要零件。（1）变速器的分类按传动比变化可分为：有级式、无级式和综合式；按操纵方式可分为：自动操纵式、半自动操纵式、强制操纵式；按工作轴可分为：三轴式和两轴式。图 1.1 三轴式变速器图 1.2 三轴式变速器传动简图江西理工大学应用科学学院毕业设计2图 1.3 两轴式变速器及传动简图我们研究的是两轴式变速器，对其结构分析1）两轴式变速器前进挡从输入轴到输出轴只有一对齿轮传递动力；倒挡传动路线也只有一个中间齿轮，因而机械效率高，噪声小。2）两轴式变速器没有中间档，因而最高档的机械效率比直接档略低。3）前进挡几乎都采用常啮合斜齿轮，传动平稳；由同步器换挡，即迅速又无冲击噪声。4）同步器即可装在输入轴上，也可装在输出轴上，整体结构紧凑。5）悬臂式输入轴与曲轴无支靠关系，变速器稍后移，即可更换离合片，省掉抬下工序。（2）输入轴的作用输入轴其主要作用，一是承受载荷；二是传递转矩；三是支撑传动零部件。零件的材料为 20CrMoH 钢，是用于要求强度及韧性均极高的轴。综合技术要求等文件，选用锻件。1、2、2 制造工艺学相关知识（1）机械加工工艺过程机械加工工艺过程是指采用金属切削刀具或磨具来加工工件，使之达到所要求的形状、尺寸、表面粗糙度和力学物理性能，成为合格零件的生产过程。机械加工工艺过程是由若干个工序组成；每个工序又可细分为安装、工位、工步和走刀。 2（2）生产类型及工艺特点1）生产纲领生产纲领是指在生产计划内，应该生产的产量和进度。 2大部分的年生产纲领计算公式，如下：江西理工大学应用科学学院毕业设计3%)1(QnN（N 指零件的年生产纲领；Q 指产品的年产量；n 指每台产品中，该零件的数量；是指备品率；是指废品率） 2生产纲领的作用是设计及修改工艺规程的重要依据2）生产批量生产批量是指一次投入或产出的同一产品的数量 2生产批量的计算公式，如下： FNAn(n指每批生产零件的数量；N 指零件的年生产纲领规定的数量；A 指零件应当储备的时间；F 指平均每年的工作日天数） 2（3）机械加工工艺规程1）机械加工工艺规程的作用不得随意可修改图纸及尺寸必须符合生产纲领的要求。在符合生产纲领要求和技术要求的前提下，选择要求工艺成本最低。 2尽量减轻工人的劳动强度，确保生产安全。 22）机械加工工艺规程的步骤和内容分析装配图和零件图工艺审查熟悉或确定毛胚拟定机械加工工艺路线确定工艺装备确定各个工序的技术要求及检验方法进行加工余量、工序尺寸和公差的计算 2切削用量的计算工时定额的计算整理工艺文件江西理工大学应用科学学院毕业设计41、2、3 专用夹具相关知识（1）工件装夹工件装夹工件的夹紧和定位，夹紧是指在加工零件定位后加以固定，定位是指把加工零件放到准备加工的位置，等待加工。 9工件装夹的方法可以分为找正装夹和专用夹具装夹。 91）找正装夹直接找正装夹：是指利用各种测量工具，并直接在机床上找工件的加工面设计基准。 9划线找正装夹：是指用划线针划线来找设计基准在机床的位置 92）专用夹具夹紧用于大量生产（2）机床夹具的组成表 1-1 夹具的组成（3）机床夹具的作用1）保证加工精度，稳定加工质量。2）缩短辅助时间，提高劳动生产率。3）扩大机床的使用范围。4）减少了机床操作者的劳动强度，并降低生产成本。5）保