变速箱壳体零件机械加工工艺工装设计

*学院毕业设计（论文）I变速箱壳体零件机械加工工艺工装设计摘 要：壳体零件是一种典型零件，其加工工艺规程和工装设计具备典型性。按照变速箱壳体零件的构造及其功能，运用定位夹紧的知识实现夹具设计。本文首先介绍了现代机械制造业的现状和机遇以及目前夹具的分类和夹具的发展概况。在对本次课题设计的意义及目的进行了简要的阐述之后，对机械加工中工艺规程和夹具设计的内容进行了详细的阐述。在工艺规程设计中，首先分析了零件的工艺性，然后确定了零件的毛坯类型和尺寸。紧接着确定了零件加工的工艺路线和加工设备，最后对每道工序的切削用量和基本时间进行了计算。在夹具设计过程中，首先分析了设计的任务，然后确定了零件的具体定位方案，接着确定了工件的夹紧方式，选择的是气动夹紧。然后计算了夹紧力和定位误差，最后，确定了导向装置和夹具体设计中应注意的事项。关键词：变速箱壳体；工艺规程；夹具设计 *学院毕业设计（论文）Processing and Tooling Design for Gearbox PartsAbstract: The shell part is a typical part, and its processing technology and tooling design are typical. According to the structure and function of the gearbox housing parts, the fixture design is completed by the knowledge of positioning and clamping. This paper first introduces the status quo and opportunities of modern machinery manufacturing industry and the current classification of fixture and fixture development. After the brief description of the meaning and purpose of the design of this topic, the contents of the process and fixture design in the machining process are expounded in detail.In the process of design, firstly,the technology of the parts is analyzed. And then the parts of the blank type and size are determined.Secondly, the process route and processing equipment of the parts are determined.Finally, the cutting parameters and the basic time of each process are calculated.In the fixture design process, firstly,the design of task is analyzed.Secondly,the specific location lay out of the parts is identified.Thirdly the clamping method of the workpiece is determined and the pneumatic clamping is chosen.And then the clamping force and positioning error are calculated.Finally,the guide mechanics of fixture and the matters needed consideration are determined.Keywords：Gearbox housing; Process specification; Fixture design*学院毕业设计（论文）目 录第 1 章 绪论 .11.1 我国机械制造业的现状和机遇 .11.2 夹具的概念 .11.3 夹具的发展概况 .21.4 课题研究的意义及目的 .3第 2 章 变速箱壳体零件加工工艺规程设计 .42.1 零件的分析 .42.1.1 零件的作用 .42.1.2 零件的工艺分析 .42.1.3 确定生产类型 .52.2 确定毛坯类型及尺寸 .62.2.1 确定毛坯类型 .62.2.2 确定毛坯尺寸 .62.3 机械加工工艺路线设计 .72.3.1 定位基准的选择 .72.3.2 零件各表面加工方法的选择 .82.3.3 制定工艺路线 .82.4 加工机床及工艺装备的选择 .92.4.1 机床选择 .92.4.2 刀具及量具选择 .10*学院毕业设计（论文）2.4.3 选择夹具 .112.5 确定每道工序尺寸 .112.6 确定切削用量和基本时间 .132.6.1 工序 30 粗铣、半精铣 E 面 .132.6.2 工序 40 粗铣、半精铣 F 面 .152.6.3 工序 50 粗镗 146 的孔 .182.6.4 工序 60 粗铣 N 面 .192.6.5 工序 70 粗镗 48 的孔 .202.6.6 工序 80 粗镗 80 的孔 .212.6.7 工序 90 精铣 E 面 .222.6.8 工序 100 精铣 F 面 .232.6.9 工序 110 半精镗 146、48、80 三组平行孔 .252.6.10 工序 120 精镗 146、48、80 三组平行孔 .28第 3 章 专用镗夹具设计 .323.1 确定设计任务 .323.1.1 设计任务 .323.2 夹具设计方法 .323.2.1 夹具类型的确定 .323.2.2 定位方案的确定 .333.2.3 夹紧机构的确定 .343.2.4 夹紧力计算及定位误差分析 .353.2.5 导向装置的设计 .37*学院毕业设计（论文）3.2.6 夹具体的设计 .393.2.7 绘制夹具装配图 .423.3 确定夹具装配图的技术要求和有关尺寸、公差配合 .443.3.1 技术要求 .443.3.2 夹具装配图应有的尺寸及公差 .453.2.3 夹具三维造型图 .45参考文献 .47致谢 .49*学院毕业设计（论文）第 0 页 共 49 页第 1 章 绪论1.1 我国机械制造业的现状和机遇进入 21 世纪，由于在多种因素的共同影响下，我国的制造业得到了飞速的发展。目前，我国的经济正处于一个快速发展的关键阶段，我们仍需要重点关注制造业科学技术水平的提高。为了缩小我国制造业与其他发达国家制造业之间存在的巨大差距，只有跟上世界上先进制造技术发展的潮流，并且给予我国机械制造业足够大的发展空间，才能让我国在市场竞争中与其他国家相比具有竞争力。创新能力不足和核心竞争力低下是我国制造业存在的主要问题，特别体现在某些核心、基础性技术和工艺关键环节，这让我国部分核心基础元器件甚至处在非常被动的局面，从产品结构来看是位于世界机械产业链的中端甚至低端位置，而且品牌效应弱。为了苛求快速的经济发展和能更快的赶上发达国家的制造业发展水平，大肆的依靠资金、劳动力和资源等，而忽略了科技进步的力量和劳动者自身的创造能力。追求产品的生产速度进而忽略了产品的质量，重点引进别国的先进技术而忽略自我的科学研发，这些都造成了我国在一些方面处于受制于人的局面。当前，我国机械制造业在竞争愈来愈剧烈的国际市场当中正面临着严峻的挑战。当今世界，世界经济中心正在逐步向亚洲转移，制造业中心在我国逐渐兴起，全面建设小康社会，需要大规模的工业设备改造，以适应制造业的需要，满足“节约型社会”的需要。这给中国的机械制造业带来了罕见的发展机遇。总体上，我国目前已经基本具有一些条件和能力能够发展为世界上先进制造强国，国家也为我国制造业提供了多种有利发展的条件。并且制造业的产品结构、管理理念和生产模式都在渐渐的发生变革。只要我国机械制造业抓住机会，就可以期待我国能够逐步从制造业大国向制造业强国发生转变。*学院毕业设计（论文）第 1 页 共 49 页1.2 夹具的概念使加工对象在机床上能被有效的固定，并使其有准确的位置的一种装置称为夹具。正确定位是夹具的主要作用，并能使工件在夹具上能被夹紧。在机械加工中，为了使零件的加工精度要求得到保证，往往要求工件在机床和刀具之间需要有正确的位置，不干扰加工并且能使工件在某一个方向准确的夹紧。夹具是工艺设备的重要组成部分，在机械制造中有及其重要的地位。机床夹具的种类繁多，但是万变不离其宗，它们有着很多相同的设计原理，下面对夹具中主要的元件和机构共同组成部分阐述如下： 定位支撑元件。其作用为用于工件在制造过程中的找正，是最主要的元件之一。 夹紧元件。其作用是将之前定位过的工件夹紧牢靠，以此来保证在加工过程中工件的位置不移动而造成的偏差，其也是最主要的元件之一。 连接定向元件。夹具与机床工作台、主轴的相互位置以及夹具体与机床的连接都是靠该元件实现的。 对刀元件或导向元件。该类元件用来保证刀具与被加工孔或表面的相互位置。 其他装置或元件。 夹具体。它是用来安装各个元件的载体。1.3 夹具的发展概况随着科学技术发展的日新月异和机械工业技术的突飞猛进，机械市场对产品种类和劳动生产率提出了越来越高的要求。而现代生产要求企业对越来越多种类产品的需求越来越大，所以为了满足企业的需求和市场竞争力，产品的制造往往需要升级更新。但是传统的专用夹具在一般企业中被大量的使用，为了满足市场要求，迎合机械制造业快速发展的趋势，必然会对夹具有着更高层面的要求。国内外发展趋势：夹具是毛坯加工到成品的重要的工艺装备,在现代加工工*学院毕业设计（论文）第 2 页 共 49 页艺高效、高速、复合、精密、环保、智能化发展的引领下,如今夹具技术正在往高效率、高精度、通用化、组合化、经济的方向发展。高效率，为将机床的生产效率提高,双面、四面与多件装夹的夹具大量出现。其夹具的结构变的更为简单化,给工件的加工创造了更多的有利条件。高精度，如今机加工经济精度的提高,企业机加工需要降低工件定位误差,提高其加工精度，那么对夹具的制造精度就更高,如一些高精度夹具其定位精度可以达到5m 的公差 , 夹具的支承面的垂直度精度达到 0. 01mm/300mm ,它的平行度公差更高达 0. 01mm/ 500mm。越来越多的机床夹具的精度都已经达到了微米级。 通用化，机床夹具的通用性对其经济性的影响很大。现代生产要求夹具应用范围广,则其通用性越好,夹具在各使用场合的利用率越高。组件的功能性越强,则可以利用较少的元件组成一套工件加工所需的夹具，这样一套的夹具费用相对就会降低，其成本也就较低，也值得向其它的制造业推广。随着我国经济的飞速发展,企业对产品多元化的需求也就愈来愈多。现今，部分学者提出成组技术的科学理论并实际应用到生产中,很好地解决了生产批量小但是品种繁多的问题，使小批量零件也获得像大批量零件的经济效益。1.4 课题研究的意义及目的制造技术的竞争是当今世界各国经济竞争的重要表现之一，而经济的成功很大部分原因是由先进的制造技术决定的，而制造技术的发展又依赖于机床的发展，而夹具则是机床在机械加工中一个特别重要的装置。所以对夹具的设计研究，为提高机床的加工精度有着至关重要的作用。机床夹具是机床上装夹工件的一种装置，在加工过程中处于合理的位置并且不会随意变动。变速箱壳体的主要作用是包容各零件并支承各传动轴，保证箱体内部零件与其相连的其他部件的正确安装位置。因此对变速箱壳体零件机械加工工装工艺设计研究尤为必要，寻求一个最佳方案，以提高变速箱壳体的加工质量，进而提高整个变速箱的装配精度。本课题通过研究变速箱壳体零件机械加工工艺工装设计，培养我们运用机*学院毕业设计（论文）第 3 页 共 49 页械制造工艺学以及相关课程的知识，能够独立的进行零件的工艺分析，并初步具有能设计较为复杂零件的工艺规程。能根据被加工零件的技术要求，运用机械制造工艺学中所学的知识，学会拟定工艺流程与确定夹具设计方案，完成夹具结构设计。掌握机械制造工艺的基本理论和夹具设计方法，学会对复杂零件进行工艺分析和夹具设计的方法。并培训我们熟练使用相关手册、查阅技术资料、制图、制图、使用和编写技术文件等基本技能。第 2 章 变速箱壳体零件加工工艺规程设计2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用本部分是变速箱的实例。它主要作用是包含所有的传动部件，支撑各传动轴，保证轴之间的中心距离，使轴的内部部位有适当的安装位置，使它们能够保持正常的运动关系和运动精度，并起承载压力及密封的作用。因此，变速箱壳体的加工质量直接影响变速箱的设备精度和运动精度。零件图如图 2-1 所示。*学院毕业设计（论文）第 4 页 共 49 页图 2-1 零件图2.1.2 零件的工艺分析变速箱壳体在结构上薄壁而多孔，结构较为复杂，壳体上的加工面，主要是三组平行孔，且三组孔形状、位置、粗糙度要求都较高，且三