毕业设计新型重型汽车变速箱箱体加工工艺研究.doc

毕业设计论文1 前言1.1、研究背景和意义汽车工业是国民经济的支柱产业，汽车工业的一次技术进步，都会带来显著的经济和社会效益，低能耗，减少环境污染以及节约有限的资源是当汽车工业发展所面临的十分重要而紧迫的问题。世界各国，特别是发达国家，十分重视高性能汽车变速箱的研究开发，包括变速箱箱体的制造。我国变速箱箱体制造技术与发达国家相比在技术水平、生产效率、制造成本、环境保护等四个方面，还存在着相当大的差距。变速箱箱体的加工质量至关重要，它影响着变速箱的装配精度、工作精度、使用性能和寿命。它的一些表面需要较高的平面度和较小表面粗糙度要求，一些孔系需要好的配合精度和好的同轴度，对孔系与平面间的位置精度要求高，我国在这几个方面有待发展。中国在发展变速箱箱体的制造技术方面已迫在眉睫。变速箱箱体的制造技术包括变速箱箱体的加工工艺技术，故对变速箱箱体的加工工艺技术的研究是非常有意义的。1.2 、国内外现状近十年来，中国变速箱箱体制造工艺水平尤其是机加工技术取得了长足的进步与发展，多数主机生产厂通过引进GFM公司、Heller公司的铣床、德国Hegenscheidt的机床等国外制造技术和设备，广泛采用当代先进的铣削工艺。但与国外先进变速箱箱体制造企业比中国变速箱箱体制造技术还存在不小的差距。如： 适应大批量生产的FMC、FMS近几年在中国获得推广应用。但柔性加工刚刚起步，采用的形式多是由加工中心（MC）组成的CNC生产线，适应的生产规模一般偏低，通常在生产纲领2万台以下； 在箱体零件生产中，广泛采用组合专用机床，组成单一品种流水线生产，少数企业采用组合机床加工自动线和加工中心组成的分段自动线承担机体、缸盖的加工。但多数自动线的可调性差，缺乏自动检测和自动补偿装置，机床利用率低，工作可靠性差，不能适应多品种生产； 虽然切削工具以硬质合金和高速钢材质为主，机夹不重磨硬质合金刀具在部分企业中推广应用，而其它先进刀具应用面不广。 检测技术较为落后，除部分骨干企业引进国外三坐标测量机、圆度仪等先进检测仪器外，多数厂家仍以万能检测工具为主，专用高效检测工具少，测量误差大。 因此，在引进先进装备后，国内企业应在消化先进技术，运用先进制造理念，自主开发，因地制宜地提升企业工艺水平方面下大功夫，尽可能缩短与先进国家间的距离国外一些发达国家在变速箱箱体制造上有着非常成熟的技术无论是在制造材料还是在工艺设计方面。材料方面在良好的高温抗氧化性能，稳定的显微组织，热膨胀系数小，高的高温强度，良好的工艺性能四个方面做得非常好。中国汽车变速箱箱体的现实市场和潜在市场无疑都是巨大的。汽车变速箱箱体加工工艺发展了很多年，国内外都有了不少理论和实践经验。然而由于中国在技术上落后于国外一些发达国家造成我国在一些对变速箱要求较高的地方大部分需要进口。1.3、本文研究思路和研究内容本文主要研究变速箱箱体的加工工艺和变速箱箱体的夹具设计。1.3.1本文主要研究内容如下：（1）：前言。主要介绍论文的研究背景及意义及国内外现状，以及本论文所采用的研究思路和论文的整体结构。（2）：零件的分析。介绍零件的作用、加工面、特点、结构工艺性、加工原则、基准面的选择及加工主要工序安排。（3）：零件的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定及切削用量及基本工时的确定（4）：变速箱箱体专用夹具设计。介绍夹具的夹紧方式和定位方式。 2 变速箱箱体的加工工艺的分析2.1 零件的分析 零件图如下前端面后端面右侧面底面2.1.1零件的作用变速箱是汽车的重要组成部分，起到动力输出的作用。变速箱箱体是变速箱的重要零件，变速箱箱体加工精度会直接影响变速箱的质量，其加工效率会直接影响变速箱的成本。由于变速箱功能比较复杂，零件较多，所以，变速箱箱体的加工比较复杂。2.1.2零件的加工面分析从图可观察出，该变速箱箱体是一个簿壁壳体零件。它的加工面及位置关系如下：（1）、以后端面为主要加工表面的加工面。该加工面包括：后端面的铣削加工，后端面平面度要求为0.1mm 与前端面尺寸公差为0.2mm；814工艺孔加工，孔与后端面及两基准孔的位置度公差为0.4mm；8-M12螺纹孔加工，同上；220基准孔加工；20孔加工，孔与右侧面与后端面及上基准孔的位置度公差为0.4mm；RC3/4-14底孔加工，孔与基准孔的尺寸公差为0.5mm；410孔加工，孔与右侧面与后端面及上基准孔的位置度公差为0.4mm。（2）、以前端面为主要加工表面的加工面。该加工面包括：前端面的铣削加工，与后端面的平行度为0.1mm；514孔加工，孔与后端面及两基准孔的位置度公差为0.4mm；11-M12螺纹孔加工，同上；19-M8螺纹孔加工，螺纹孔与前端面及两基准孔的位置度公差为0.4mm；85H7支撑孔加工；88.9H7支撑孔；87.312支撑孔加工；82.93支撑孔加工。（3）、以右侧面为主要加工表面的加工面及左侧面油孔。该加工面包括：右侧面的铣削加工，平面度为0.1mm、与后端面的垂直度公差为0.1mm、与两基准孔的平行度公差为0.1mm；15孔加工，孔与右侧面与后端面及两基准孔的位置度公差为0.4mm；18孔加工；36孔加工，孔与右侧面与后端面及上基准孔的位置度公差为0.4mm；610孔加工，同上；8-M8螺纹孔加工，同上；左侧面油孔。（4）、以底面为主要加工表面的加工面。该加工面包括：底面铣削加工，平面度为0.1mm; 8-M8螺纹孔加工，孔与底面与后端面及上基准孔的位置度公差为0.4mm;2-M6螺纹孔加工，同上。（5）、以顶面为主要加工表面的加工面。该加工面包括：M22x1.5螺纹孔及孔口平面加工，孔与右侧面与后端面及上基准孔的位置度公差为0.4mm；2-M16螺纹孔及螺纹孔口平面加工。2.2 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变速箱箱体零件的主要加工表面是平面及孔系。对于箱体零件来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，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。2.2.1箱体类零件的特点及结构工艺性1、箱体类零件的特点(1)箱体多为铸造件,结构复杂,壁薄且不均匀,其内部呈腔形,零件的整体刚性较差,难以装夹。(2)一般都需要进行多工位孔系及平面加工,形位公差及空间位置度要求较严,要保证其位置精度要求,必须在一次装夹中完成铣面、镗孔、钻、铰孔等多工序。(3)精度要求较高,一般箱体类零件都有很高的轴承孔和表面的形位公差要求及轴承孔尺寸公差要求。(4)加工内容多,通常要经过铣面、销孔钻镗加工、镗削轴承孔、深孔钻削、深槽铣削、攻螺纹等加工,需频繁更换刀具。2、箱体的结构及其工艺性1、基本孔箱体的基本孔，可分为通孔、阶梯孔、盲孔、交叉孔等几类。通孔工艺性最好，通孔内又以孔长L与孔径D之比L/D5的孔，称为深孔，若深度精度要求较高、表面粗糙度值较小时，加工就很困难。阶梯孔的工艺性与“孔径比”有关。孔径相差越小则工艺性越好；孔径相差越大且其中最小的孔径又很小，则工艺性越差。相贯通的交叉孔的工艺性也较差。 盲孔的工艺性最差，因为在精镗或精铰盲孔时，采用特殊工具送进。此外，盲孔的内端面的加工也特别困难，故应尽量避免。 2、同轴孔同一轴线上孔径大小向一个方向递减，可使镗孔时，镗杆从一端伸人，逐个加工或同时加工同轴线上的几个孔，以保证较高的同轴度和生产率。单件小批生产时一般采用这种分布形式。同轴线上的孔的直径大小从两边向中间递减，需调头镗孔，此时孔的同轴度难保证。同轴线上孔的直径的分布形式，应尽量避免中间隔壁上的孔径大于外壁的孔径。因为加工这种孔时，要将刀杆伸进箱体后装刀、对刀，结构工艺性差。 3、装配基面为便于加工、装配和检验，箱体的装配基面尺寸应尽量大，形状应尽量简单。 4、凸台箱体外壁上的凸台应尽可能在一个平面上。以便可以在一次走刀中加工出来。而无须调整刀具的位置，使加工简单方便。 5、紧固孔和螺孔2.2.2变速箱箱体加工工艺所遵守的原则及优化设计1、变速箱加工工艺方案的设计原则（1）、先加工平面再加工孔，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； （2）、先进行粗加工后进行精加工，即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加工精度； （3）、不能较多的使用加工中心，这是因为由于购置加工中心占用资金较大且加工中心的生产效率不及专机效率高, 故设备配置设计时尽量少配置加工中心,对于一些在专用机床上无法完成的关键工序的加工, 可配置加工中心来完成； （4）、充分利用现有设备，变速箱箱体的粗加工可用一些普通机床加工多用这些机床能减少成本； 2、变速箱的箱壳体加工工艺方案的优化设计 与粗加工不同, 壳体的精加工对加工设备的精度、 操作人员的技术水平以及加工环境等相关因素要求均较高, 其壳体的加工水平能直接反映出变速箱的机加工水平。并且壳体的精加工质量直接决定其变速箱的整箱质量。壳体的精加工是变速箱生产过程中的一个至关重要的环节。其精加工工艺方案设计也是本次技改设计的核心之一。为确保变速箱的制造质量,有效提升变速箱的制造水平,必须在壳体的精加工上投入足够的人力和物力, 将箱体的精加工设计成设备工艺先进, 工艺布局合理高效,同行业一流的箱壳体加工线。箱体的精加工生产区域设计在该厂新厂区内的变速箱规划区内进行, 本着从成本、 质量、 创新、 发展的设计原则出发, 将根据具体需要配置先进、高效的新设备的同时有效利用现有的设备资源,争取用最少的资金投入产生最大的效益。由于箱体精加工的加工精度和生产效率直接决定变速箱生产的质量和产量,在配置箱体精加工设备时, 机床的加工精度和生产效率是配置设备的主要决定因素。而在设备的加工精度上,加工中心具有较大的优势。因此, 在箱体精加工各关键工序的设备配置上将考虑加工中心。2.3变速箱箱体加工定位基准的选择 1、粗基准的选择 虽然箱体类零件一般都选择重要孔（如主轴孔）为粗基准，但随着生产类型不同，实现以主轴孔为粗基准的工件装夹方式是不同的。本课题研究的变速箱箱体在加工基准面时采用四周夹紧的夹具它的粗基准不是孔在加工基准面时，基准面以自己作为基准的即粗基准为后端面。2、精基准的选择 从保证箱体孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。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。一般箱体的精基准是典型的一面两孔，就可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。从该变速箱箱体的零件图可分析出该变速箱的精基准是后端面及后端面上的两个220工艺孔。后端面也是变速箱箱体的装配基准，这符合基准统一的原则。2.4变速箱箱体加工主要工序安排该变速箱箱体的加工顺序是，先在组合铣床上粗加工后端面和前端面及右侧面。第二个工序是采用四周夹紧定位在组合铣床上粗加工顶面和底面及左侧面的孔端面。后续工序都是在加工中心上完成的，使用加工中心时采用的夹具有两套。一套是四周夹紧的定位方式，另一套是两孔一面的定位方式。在加工中心上首先加工基准面和基准孔，然后根据基准面和基准孔来加工其他面和孔。在加工其他面的过程中要遵守一些加工原则如先主后次。 加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗液是含0.4%1.1%苏打及0.25%0.5%亚硝酸钠溶液。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。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：粗铣前后端面。后端面以自己作为粗基准再以后端面作为基准加工前端面。选用组合铣床和专用夹具。工序2：粗铣底面。底面以自己和后端面为基准。选用专用组合铣床和专用夹具。工序3：右侧面。右侧面以自己和后端面为基准。选用专用组合铣床和专用夹具。工序4：检验。工序5：精铣后端面、加工8-的孔及孔口平面、加工8-M12螺纹底孔 、加工220基准孔、20孔及孔口沉台加工、RC3/4-14底孔加工、410孔及孔口沉台加工、前端面的铣削加工、514孔及孔口平面加工、11-M12螺纹孔加工、19-M8螺纹孔加工、85H7支撑孔加工、88.9H7支撑孔加工、87.312支撑孔加工、82.93支撑孔加工、右侧面的铣削加工、15孔加工、18孔加工、36孔加工、610孔加工、8-M8螺纹孔加工。加工后端面和后端面基准孔时以自身为基准，加工其他部位时以后端面和后端面基准孔为基准。选用加工中心和专用夹具。工序6：加工加工左侧面M332螺纹底孔、精铣底面、加工8-M8螺纹底孔、2-M6螺纹孔加工、M22x1.5螺纹孔及孔口平面加工、2螺纹孔及螺纹孔口平面加工。以后端面面和后端面两基准孔为基准。选用加工中心和专用夹具。工序7：终检。以上工艺过程详见机械加工工艺过程综合卡片3 变速箱箱体加工工艺计算3.1 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定（1）、前后端面的加工余量。（计算前后端面尺寸）根据工序要求，后端面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下：粗铣：参照实用机械加工工艺手册表3-104，其余量值规定为，现取 参照实用机械加工工艺手册表3-108，粗铣平面时厚度偏差取精铣：参照机械加工余量及公差手册表4-37，其余量值规定为。铸造毛坯的基本尺寸为根据机械加工余量及公差手册表3-5和3-6,铸件尺寸公差等级选用CT7，可得铸件尺寸公差为 毛坯的名义尺寸为：毛坯最小尺寸为：毛坯最大尺寸为：粗铣后最大尺寸为：粗铣后最小尺寸为： 精铣后尺寸与零件图尺寸相同，即（2）、前后端面1314工艺孔的加工余量。毛坯为实心，不冲孔。两孔精度要求为IT13，表面粗糙度要求为。参照机械加工余量及公差手册表4-22该孔只需一次钻孔，故加工余量不需要确定。（3）、后端面两基准孔20。两孔精度要求为IT9，表面粗糙度要求为。参照机械加工余量及公差手册表4-23。确定工序尺寸及加工余量为：钻孔： 扩孔： （Z为单边余量）铰孔： （4）、前后端面19个螺孔参照实用机械加工工艺手册表，现确定其工序尺寸及加工余量为：钻孔： 攻丝： （5）、20孔的加工余量。两孔精度要求为IT12，表面粗糙度要求为。参照机械加工余量及公差手册表4-22该孔只需一次钻孔，故加工余量不需要确定 （6）、410孔的加工余量。两孔精度要求为IT13，表面粗糙度要求为。参照机械加工余量及公差手册表4-22该孔只需一次钻孔，故加工余量不需要确定（7）、后端面RC3/4-14底孔加工余量参照实用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： 攻丝： RC3/4-14（8）、前端面19个螺孔参照实用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： 攻丝： （9）、前端面支承孔。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：粗镗：孔，参照机械加工余量及公差手册表4-24,其余量值为；孔，参照机械加工余量及公差手册表4-24,其余量值为； 孔，参照机械加工余量及公差手册表4-24,其余量值为；孔，参照机械加工余量及公差手册表4-24,其余量值为。精镗：孔，参照机械加工余量及公差手册表4-24,其余量值为；孔，参照机械加工余量及公差手册表4-24,其余量值为；孔，参照机械加工余量及公差手册表4-24,其余量值为；孔，参照机械加工余量及公差手册表4-24,其余量值为。 铸件毛坯的基本尺寸分别为：孔毛坯基本尺寸为；孔毛坯基本尺寸为；孔毛坯基本尺寸为；孔毛坯基本尺寸为。根据根据机械加工余量及公差手册表3-5和3-6,铸件尺寸公差等级选用CT7，铸件尺寸公差分别为： 孔毛坯名义尺寸为；毛坯最大尺寸为；毛坯最小尺寸为；粗镗工序尺寸为；精镗后尺寸与零件图尺寸相同，即。孔毛坯名义尺寸为；毛坯最大尺寸为；毛坯最小尺寸为；粗镗工序尺寸为；精镗后尺寸与零件图尺寸相同，即。孔毛坯名义尺寸为；毛坯最大尺寸为；毛坯最小尺寸为；粗镗工序尺寸为；精镗后尺寸与零件图尺寸相同，即。孔毛坯名义尺寸为；毛坯最大尺寸为；毛坯最小尺寸为；粗镗工序尺寸为；精镗后尺寸与零件图尺寸相同，即。（10）、右侧面加工余量。(右侧面计算长度分别为：右侧面到基准孔轴线尺寸)由工序要求，右侧面需进行粗、精铣加工。各工序余量如下：粗铣：参照实用机械加工工艺手册表3-104，其余量值规定为,现取其为。参照实用机械加工工艺手册表3-108，粗铣平面时厚度偏差取。精铣：参照机械加工余量及公差手册表4-37,其余量值规定为。铸件毛坯的基本尺寸分别为：。根据机械加工余量及公差手册表3-5和3-6,铸件尺寸公差等级选用CT7得铸件尺寸公差为毛坯最小尺寸分别为： 毛坯最大尺寸分别为： 粗铣后最大尺寸分别为： 粗铣后最小尺寸分别为： 精铣后尺寸与零件图尺寸相同，即（11）、右端面15孔的加工余量。毛坯为实心，不冲孔。孔精度要求为IT13，表面粗糙度要求为。参照机械加工余量及公差手册表4-22该孔只需一次钻孔，故加工余量不需要确定（12）、右端面18孔的加工余量。毛坯为实心，不冲孔。孔精度要求为IT12，表面粗糙度要求为。参照机械加工余量及公差手册表4-22该孔只需一次钻孔，故加工余量不需要确定（13）、右端面36孔的加工余量。两孔精度要求为IT13，表面粗糙度要求为。参照机械加工余量及公差手册表4-22该孔只需一次钻孔，故加工余量不需要确定（14）、右端面610孔的加工余量。两孔精度要求为IT13，表面粗糙度要求为。参照机械加工余量及公差手册表4-22该孔只需一次钻孔，故加工余量不需要确定（15）、右端面8个螺孔参照实用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： 攻丝： （16）、底面的加工余量。（计算底面尺寸）根据工序要求，后端面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下：粗铣：参照实用机械加工工艺手册表3-104，其余量值规定为，现取 参照实用机械加工工艺手册表3-108，粗铣平面时厚度偏差取精铣：参照机械加工余量及公差手册表4-37，其余量值规定为。铸造毛坯的基本尺寸为根据机械加工余量及公差手册表3-5和3-6,铸件尺寸公差等级选用CT7，可得铸件尺寸公差为 毛坯的名义尺寸为：毛坯最小尺寸为：毛坯最大尺寸为：粗铣后最大尺寸为：粗铣后最小尺寸为： 精铣后尺寸与零件图尺寸相同，即（17）、底端面8个螺孔加工余量参照实用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： 攻丝： （18）、底端面2个螺孔加工余量参照实用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： 攻丝： （19）、M22x1.5螺纹孔及孔口平面加工和2螺纹孔及螺纹孔口平面加工余量。（计算尺寸2-M16螺纹孔口平面到后端面一基准孔尺寸为和而M22x1.5孔口平面只需保证粗糙度达到6.3）根据工序要求2-M16螺纹孔口平面加工可分为精、粗铣加工。工步余量如下：粗铣：参照实用机械加工工艺手册表3-104，其余量值规定为，现取 参照实用机械加工工艺手册表3-108，粗铣平面时厚度偏差取精铣：参照机械加工余量及公差手册表4-37，其余量值规定为。铸造毛坯的基本尺寸为根据机械加工余量及公差手册表3-5和3-6,铸件尺寸公差等级选用CT7，可得铸件尺寸公差为 毛坯的名义尺寸为：毛坯最小尺寸为：毛坯最大尺寸为：粗铣后最大尺寸为：粗铣后最小尺寸为： 精铣后尺寸与零件图尺寸相同，即和螺纹孔加工余量钻孔： 攻丝： 2螺纹孔加工余量钻孔： 攻丝： 3.2、确定切削用量及基本工时工序1：粗铣前后端面机床：旋转式组合铣床刀具：YG8端铣刀（面铣刀） 齿数铣削深度：每齿进给量：根据实用金属切削加工工艺手册表8-13，取铣削速度：参照实用金属切削加工工艺手册表8-17，取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度与刀具切出长度比切削层长度小很多故可以忽略。走刀次数为1机动时间：工序2：粗铣底面机床：组合铣床刀具：YG8端铣刀（面铣刀） 齿数（1）、粗铣铣削深度：每齿进给量：根据实用金属切削加工工艺手册表8-13，取 铣削速度：参照实用金属切削加工工艺手册表8-17，取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度与刀具切出长度比切削层长度小很多故可以忽略。走刀次数为1机动时间：工序3：粗铣右侧面机床：组合铣床刀具：硬质合金端铣刀YG8铣刀直径，齿数铣削深度：每齿进给量：根据实用金属切削加工工艺手册表8-13，取铣削速度：参照实用金属切削加工工艺手册表8-17，取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：被切削层长度：由毛坯尺寸可知 刀具切入长度与刀具切出长度比切削层长度小很多故可以忽略。走刀次数为1机动时间：工序4：精铣后端面、加工8-的孔及孔口平面、加工8-M12螺纹底孔、加工220基准孔、20孔及孔口沉台加工、RC3/4-14底孔加工、410孔及孔口沉台加工、前端面的精铣削加工、514孔及孔口平面加工、11-M12螺纹孔加工、19-M8螺纹孔加工、85H7支撑孔加工、88.9H7支撑孔、87.312支撑孔加工、82.93支撑孔加工、右侧面的铣削加工、15孔加工、18孔加工、36孔加工、610孔加工、8-M8螺纹孔加工。机床：加工中心（1）精铣后端面刀具：YG8端铣刀（面铣刀） 齿数铣削深度：每齿进给量：根据实用金属切削加工工艺手册表8-13，取铣削速度：参照实用金属切削加工工艺手册表8-17，取机床主轴转速：，取实际铣削速度：进给量：工作台每分进给量：被切削层长度：由毛坯尺寸可知 精铣是刀具切入长度为d即160mm而刀具切出长度比切削层长度小很多故可以忽略。走刀次数为1机动时间：（2）加工8-的孔及孔口平面加工8-的孔刀具：硬质合金钻头 齿数切削深度：进给量：根据实用金属切削加工工艺手册表5-7，取切削速度：参照实用金属切削加工工艺手册表5-7，机床主轴转速：，取实际切削速度： 被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间：加工8-孔口平面刀具：硬质合金反刮刀 齿数进给量：根据实用金属切削加工工艺手册表8-16，取切削深度：切削速度：参照实用金属切削加工工艺手册表8-17，取机床主轴转速：，取实际切削速度：被切削层长度：刀具切入长度： 即可得刀具切出长度：取工作台每分进给量：走刀次数为1机动时间： （3）加工8-M12螺纹底孔钻8M12-6H螺孔刀具：硬质合金钻头 齿数切削深度：进给量：根据实用金属切削加工工艺手册表5-7，取切削速度：参照实用金属切削加工工艺手册表5-7，取机床主轴转速：，取实际切削速度： 被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间：钻8-M12螺纹孔口倒角刀具：硬质合金点钻头 齿数进给量：根据实用金属切削加工工艺手册表5-7，取切削速度：参照实用金属切削加工工艺手册表5-7，取机床主轴转速：，取实际切削速度： 被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取走刀次数为1机动时间：8-M12螺孔攻丝刀具：钒钢机动丝锥 进给量：由于其螺距,因此进给量切削速度：参照实用机械加工工艺手册表11-60，取机床主轴转速：，取丝锥回转转速：取实际切削速度： 被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： （盲孔）机动时间：（4）加工220基准孔钻基准孔刀具：硬质合金钻头 齿数切削深度：进给量：根据实用金属切削加工工艺手册表5-7，取切削速度：参照实用金属切削加工工艺手册表5-7，取机床主轴转速：，取实际切削速度： 被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间：铰基准孔切削深度：进给量：根据实用金属切削加工工艺手册表5-18，取切削速度：根据实用金属切削加工工艺手册表5-18，取机床主轴转速：，取实际切削速度： 被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间t：基准孔加工机动时间：(5) 85H7支撑孔加工刀具：硬质合金镗刀头 齿数粗镗85H7孔切削深度：进给量：根据实用机械加工工艺手册表9-145 确定进给量切削速度：参照机械加工工艺手册表2.4-66，取机床主轴转速：，取实际切削速度： 工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：精镗85H7孔切削深度：进给量：根据切削深度，根据实用机械加工工艺手册表9-145。因此确定进给量切削速度：参照实用机械加工工艺手册表9-145，取机床主轴转速：，取实际切削速度：工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间： (6) 88.9H7支撑孔加工刀具：硬质合金镗刀头 齿数粗镗88.9H7孔切削深度：进给量：根据实用机械加工工艺手册表9-145 确定进给量切削速度：参照实用机械加工工艺手册表9-145，取机床主轴转速：，取实际切削速度： 工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间：精镗85H7孔切削深度：进给量：根据切削深度，根据实用机械加工工艺手册表9-145。因此确定进给量切削速度：参照实用机械加工工艺手册表9-145，取机床主轴转速：，取实际切削速度：工作台每分钟进给量：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度： 取行程次数：机动时间： 其他工序参照上面的工序来定切削用量和机动时间3.3时间定额计算及生产安排参照机械加工工艺手册表2.5-2，机械加工单件（生产类型：中批以上）时间定额的计算公式为： （大量生产时）因此在大批量生产时单件时间定额计算公式为： 其中： 单件时间定额 基本时间（机动时间） 辅助时间。用于某工序加工每个工件时都要进行的各种辅助动作所消耗的时间，包括装卸工件时间和有关工步辅助时间 布置工作地、休息和生理需要时间占操作时间的百分比值工序1：粗铣前后端面机动时间：辅助时间：参照机械加工工艺手册表2.5-43，取工步辅助时间为。而取装卸工件时间为。则：根据机械加工工艺手册表2.5-48，单间时间定额： 工序2：粗铣底面机动时间：辅助时间：参照机械加工工艺手册表2.5-43，取工步辅助时间为。而取装卸工件时间为。则：根据机械加工工艺手册表2.5-48，单间时间定额： 工序3：粗铣右侧面机动时间：辅助时间：参照机械加工工艺手册表2.5-43，取工步辅助时间为。而取装卸工件时间为。则：根据机械加工工艺手册表2.5-48，单间时间定额： 因每件加工时间只要小于20分钟故上面3个工序可由一台组合铣床即可工序4在加工中心所需时间大致为2200秒因每件加工时间20分钟故此工序需两台卧式加工中心工序5在加工中心所需时间大致为800秒=13.3分钟20分钟故此工序需一台卧式加工中心 该加工中心选用卧式加工中心HN100卧式加工中心HN100介绍X轴行程（主轴头左右） 2030mmY轴行程（主轴头上下） 1650mmZ轴行程（工作台进出） 1200mm工作台台面 1000mm1000mm工作台分度 1度最大托盘承重 3500kg主轴转速 6000min主轴最大扭矩 1200N.m主轴锥孔 No.50进给速度 20m/min刀库容量 60-239把机床内工件最大回转直径 机床高度 4、专用夹具的设计为了保证变速箱箱体的加工质量，在加工变速箱箱体零件时，需要设计专用夹具来保证面与面、面与孔、孔与孔的位置关系。 根据毕业设计要求设计一套夹具即在加工中心上加工底和顶面的加工面为主用的夹具。4.1定位基准的选择 由零件图，加工以底和顶面为主的加工面采用传统的两孔一面比较合适，故本夹具采用固定后端面和后端面两基准孔来限定变速箱箱体的自由度。后端面也是装配面，以它为基准面时，可以达到装配基准、设计基准，定位基准统一。4.2定位元件的设计工件以一面两孔定位时，夹具上的定位元件是：一面两销。其中一面为支承板，两销为一短圆柱销和一削边销。因此进行定位元件的设计主要是对短圆柱销和短削边销进行设计，而支承板只要保证有一定刚度就行。由零件图可看出两基准孔中心距为两工艺孔尺寸为。根据机床夹具设计手册削边销与圆柱销的设计计算过程如下：（1）、确定两定位销中心距尺寸及其偏差 = （2）、确定圆柱销直径及其公差 （基准孔最小直径） 取f7 所以圆柱销尺寸为 （3）、削边销的宽度b和B （由机床夹具设计手册表3-2） （4）、削边销与基准孔的最小配合间隙 其中： 基准孔最小直径 圆柱销与基准孔的配合间隙（5）、削边销直径及其公差 按定位销一般经济制造精度，其直径公差带为，则削边销的定位圆柱部分定位直径尺寸为 。（6）、补偿值 4.3定位误差的分析本夹具选用的定位元件为一面两销定位。其定位误差主要为：（1）、移动时基准位移误差 = = (2)、转角误差 此夹具所对应的工序的设计基准基本上都与定位基准重合，故基准不重合误差为0，即该工序的的定位误差为基准位移误差，完全可以满足该工序加工精度的要求。4.4铣削力与夹紧力计算根据机械加工工艺手册可查得：铣削力计算公式为圆周分力 查表可得： 代入得 =查表可得铣削水平分力、垂直分力、轴向分力与圆周分力的比值为： 当用两把铣刀同时加工时铣削水平分力 铣削加工产生的水平分力应由夹紧力产生的摩擦力平衡。 即： （） 计算出的理论夹紧力F再乘以安全系数k既为实际所需夹紧力 即： 取k=2 夹具的夹紧装置为手动装置该装置由压紧螺母夹具简图如下1 支承板 2、19 导向件 3、5、11、18为支撑件 4、7、8、12、13、15、16、17为压紧件 6、9、10、18定位件 5结 论5.1结论变速箱箱体是变速箱的基础零件，它将变速箱中有关部件的轴、齿轮等相关零件连接成一个整体，并使之保持正确的相互位置，以传递转矩或改变转速来完成规定的运动。故箱体的加工质量，直接影响到变速箱的性能、精度和寿命。变速箱箱体类零件的结构复杂，壁薄且不均匀，加工部位多，加工难度大。变速箱箱体类零件主要是加工平面和孔。在加工平面和孔时要特别注意平面和孔的加工精度和平面与平面、平面和孔、孔与孔的位置关系。5.2展望在未来的研究中，应注意：在数据条件具备的情况下，从多个方向分析零件，了解零件的结构工艺特性并根据零件结构工艺特性分析出最优化的机械加工工艺方法。在考虑机械加工工艺时要考虑人为因素和非人为因素。参 考 文 献 1 杨洪波 林辉 王友刚 刘海永 变速器箱体机械加工工艺过程的改进J 临沂工程机械有限公司 , Transmission box machining process improvement，编辑部邮箱 2002年8月2熊举化 变速箱加工工艺方案的优化设计策略J 技术论坛，technology forom, 编辑部邮箱2001年第4月3 王志生 尺寸链换算在箱体平面孔系加工中的运用 J 镇江华晨华通路面机械有限公司, Brilliance China General Machinery Co., Ltd. Zhenjiang road，编辑部邮箱 2002 年第29卷4 刘玉梅1, 邢鹏飞2, 王治军2, 戚殿兴2 东方红中等功率轮式拖拉机变速箱箱体分离叉轴孔、 滑杆孔加工工艺研究J 1 . 邵阳学院, 湖南 邵阳; 2. 中国一拖集团有限公司, 河南 洛阳, 1. Shaoyang College, Shaoyang, Hunan; 2. China First Tractor Group Co., Ltd., Luoyang, Henan, 编辑部邮箱2007 年11月5 杨 莉 基于特征的零件工艺路线的优化设计J 陕西科技大学机电工程学院, 陕西咸阳, Institute of Electrical and Mechanical Engineering, Shaanxi University of Science and Technology, Xianyang, Shaanxi, 编辑部邮箱 2005年第1月6 李艳平 减少机械加工精度误差的措施J 唐山陆凯科技有限公司, Lu Kai Technology Co., Ltd. in Tangshan, 编辑部邮箱 2010年第10期 7 王学让 精密键床加工箱体零件时减少端面跳动的途径J 河南机电高等专科学校, Henan Mechanical College, 编辑部邮箱 2001年9月8 薛东岭 王保铭 赵 泽 精膛时提高箱体孔同轴度精度的途径J 河南新飞电器集团公司 河南机电高等专科学校 , Henan Electric Corporation of Henan Mechanical Flying College Henan Mechanical College, 编辑部邮箱 2004年第8月 9 刘文彦1, 张学文2, 甘树坤1, 郭奇1 偏微分方程在箱体孔系加工中的应用J 1. 吉林化工学院 机电工程系, 吉林; 2. 吉林机电工程学校 机电工程科, 吉林 , 1. Jilin Institute of Electrical and Mechanical Engineering, Jilin; 2. Jilin School of Electrical and Mechanical Branch Electrical and Mechanical Engineering, Jilin, 编辑部邮箱 2001年第6月10 赵保东 石材机械主轴箱体同轴孔系的几种加工方法J 厦门银华机械厂, Xiamen Yinhua Machinery Factory, 编辑部邮箱 2005年8期11 董宝山 提高同轴孔系加工精度的方法J 企业园地 , Company Corner, 编辑部邮箱 2002年12期12 赵俊伟 吕宝占 武良臣 箱体类零件加工中同轴度误差产生的原因J 焦作工学院机械工程系, Jiaozuo Institute of Technology Department of Mechanical Engineering, 编辑部邮箱 2001年4月 13 秦莉， 王裕喆 箱体零件在加工中心机床上加工的工艺方案探讨J 一拖第三装配厂工艺部，河南 洛阳, Process delayed the Ministry of the third assembly plant in Luoyang, Henan Jiaozuo Institute of Technology Department of Mechanical Engineering, 编辑部邮箱 2010年9期14 樊 琳 在车床上镗削变速箱孔系的三工位夹具J 工艺装备, Process equipment, 编辑部邮箱 2002年6月15 郭华胜 铸钢齿轮箱箱体机械加工工艺的改进J 中国南车集团机车车辆工程研究所, China South Locomotive and Rolling Stock Engineering Group, 编辑部邮箱 2004年10月16 M.M.Joshi Maintenance Method For Critical Equipments Of Coal Handling PlantJ17 Walter Nederbragt, Robert Allen, Shaw Feng The NIST Design/Process Planning Integration ProjectJ National Institute of Standards and Technology, Manufacturing Systems Integration Division袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿