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变速箱 设计 含有 CAD 文件

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汽车变速箱加工工艺及夹具设计(l论文83页、24903字+CAD图+任务书+外文翻译) 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AbstractThe design is about the special-purpose clamping apparatus of the machining technology process and some working procedures of the car gearbox parts. The main machining surface of the car gearbox parts is the plane and a series of hole. Generally speaking, to guarantee the working accuracy of the plane is easier than to guarantee the holes. So the design follows the principle of plane first and hole second. And in order to guarantee the working accuracy of the series of hole, the machining of the hole and the plane is clearly divided into rough machining stage and finish machining stage. The supporting hole of the input bearing and output bearing is as the rough datum. And the top area and two technological holes are as the finish datum. The main process of machining technology is that first, the series of supporting hole fix and machine the top plane, and then the top plane and the series of supporting hole fix and machine technological hole. In the follow-up working procedure, all working procedures except several special ones fix and machine other series of hole and plane by using the top plane and technological hole. The machining way of the series of supporting hole is to bore hole by coordinate. The combination machine tool and special-purpose clamping apparatus are used in the whole machining process. The clamping way is to clamp by pneumatic and is very helpful. The instruction does not have to lock by itself. So the product efficiency is high. It is applicable for mass working and machining in assembly line. It can meet the design requirements.Key words: Gearbox; machining technology; special-purpose clamping apparatus 目 录第一章 汽车变速箱加工工艺规程设计 (1)1.1零件的分析 (1)1.1.1零件的作用(1)1.1.2零件的工艺分析(1)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 (2)1.2.1孔和平面的加工顺序(2)1.2.2孔系加工方案选择(2)1.3变速箱箱体加工定位基准的选择(5)1.3.1粗基准的选择(5)1.3.2精基准的选择(5)1.4变速箱箱体加工主要工序安排(5)1.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定(7)1.6确定切削用量及基本工时（机动时间）(12)1.7时间定额计算及生产安排(33)附表1：机械加工工艺规程综合卡片(41)第二章 专用夹具设计(47)2.1加工工艺孔夹具设计(47)2.1.1定位基准的选择(47)2.1.2切削力的计算与夹紧力分析(47)2.1.3夹紧元件及动力装置确定(48)2.1.4钻套、衬套、钻模板及夹具体设计(49)2.1.5夹具精度分析(51)2.1.6夹具设计及作的简要说明(52)2.2粗铣前后端面夹具设计(53)2.2.1定位基准的选择(53)2.2.2定位元件的设计(53)2.2.3定位误差分析(55)2.2.4铣削力与夹紧力计算(55)2.2.5定向键与对刀装置设计(56)2.2.6夹紧装置及夹具体设计(57)2.2.7夹具设计及作的简要说明(59)结束语(59)参考文献(60)致 谢(61)附件1：毕业设计(论文)任务书(62)附件2：毕业设计(论文)指导教师评语(64)附件3：毕业设计(论文)评阅人评语(65)附件4：毕业设计(论文)答辩小组评语(66)外国文献翻译(67) 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 、 用以安装传动轴，实现其变速功能。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； 的螺孔加工； 的工艺孔加工。其中顶面有表面粗糙度要求为 ，8个螺孔均有位置度要求为 ，2个工艺孔也有位置度要求为 。（2）、以 、 、 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 、2个 和1个 的孔；尺寸为 的与 、 的4个孔轴线相垂直的前后端面；前后端面上的3个 、16个 的螺孔，以及4个 、2个 的孔；还有另外两个在同一中心线上与两端面相垂直的 的倒车齿轮轴孔及其内端面和两个 的螺孔。其中前后端面有表面粗糙度要求为 ，3个 、16个 的螺孔，4个 、2个 的孔均有位置度要求为 ，两倒车齿轮轴孔内端面有尺寸要求为 及表面粗糙度要求为 。（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 和 的两侧窗口面；与两侧窗口面相垂直的12个 的螺孔；与两侧面成 角的尺寸为 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 ，12个螺孔均有位置度要求为 。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铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。变速箱箱体零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，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。1.2.2孔系加工方案选择变速箱箱体孔系加工方案，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格最底的机床。根据汽车变速箱箱体零件图所示的变速箱箱体的精度要求和生产率要求，当前应选用在组合机床上用镗模法镗孔较为适宜。吏速箱箱体的机械加工工艺过程 变速箱箱体机械加工生产线的安排是先面后孔的原则，最后加工蛛纹孔。这样安排，可以首先把铸件毛坯的气孔、砂眼、裂纹等缺陷在加工平面时暴露出来，以减少不必要的工时消耗。此外，以平面为定位基准加工内孔可以保证孔与平面、孔与孔之间的相对位置袂度。蛛纹预孔攻丝安排在生产线后段工序加工，能缩短工件油送距离，防止主要输送表面拉伤。变速箱箱体的机械加工工艺过程基本上分三个阶段，即粗加工、半精加工和精加工阶段。从毛坯的粗铣至成品的最终检验共33道工序。其主要加工工序如表3.2.1a 五、变速箱箱体加工工艺过程分析及典型夹具 1.定位基准的选择。变速箱箱体粗基准的选择有两种方式。其一，为了保证主要轴承孔的加工余量均匀，箱体内零件间有足够的装配间隙，以轴承孔作为粗基准。此方式夹具结构复杂，零件定位后需加辅助支承，工件稳定性较差。CA1flC变速箱箱体就是以轴承孔作为粗基准的。其二，是在变速箱箱体的毛坯上铸出作为粗基准的工艺凸台，为此要求工艺凸台至主要工作表面的毛坯面保持严格的尺寸和公差,LF06S带同步器变速箱箱体的粗基准就选用此方式，如图3.2.3所示。这种粗基准选择可保证主要加工平面及轴承孔有足够的加工余量.并使加工余量均匀，工件定位稳定。精基准选择是上盖联接平面和两个工艺孔。此方案可使夹具结构简单、装夹工件方便可靠.适于自动线大t流水生产。可以满足螺纹联接孔的技术要求。但设计基准和工艺基准不重合，箱体前、后端面对轴承孔垂直度的精度不易保证。CALOC变速箱箱体的两个工艺孔安排在箱体的对角线上，对角线的长短影响定位精度。LFi)55带同步器变速箱箱体的两个工艺孔安排在箱体的同一侧上，这既可满足定位精度，又可使夹具结构简单、调整容易。如图3.2.4所示。工艺基准为两个12*g918，中心距为3fi7 t.US)二的孔，而装配用的基准定位环孔为两个$13级罗mm孔，二者不能互代，因生产线较长，经多次装夹，定位精度下降或丧失。定位环孔长度仅有5二，从产品的结构上也不允许将装配其准孔作为工尹孔用。 以一面两销作为精基准，不适合于中小批量多品种的生产。目前先进国家已采用柔性生产线来加工变速箱箱体，用铣削过的平面作为精基准，这祥改换品种容易，便生严线更具有灵活性。 2.关键工序及典型夹具。关键工序及典型夹具分述如下: 变速箱箱体上盖接合面:铣削变速箱箱体上盖接合面安排在第一道工序，作为后面工序加工的精基准 CA 15变速箱箱体此工序加工，选用50年代苏联产的532/73转盘式铣床。一个主轴箱上安装粗铣、半精铣两个铁头，工作台为回转式。主切削参数:粗铣端铣刀转速。二9D r / min，半精铣端铁刀转速。= iao:/rain，走刀量f = b30 mm / min，粗铣加工余量为5 mm，半精铣的加工余量为0.5二。以轴承孔为定位基准(见图3.2.5)。用单轨吊将工件吊装在夹具上，锥顶尖将i4I, B轴承孔。该平面的技术要求:平面度公差为0.1。，表面粗糙度为R,3.2hem,加工余量为5.。顶紧，锥顶尖顶紧A轴承孔。这种方法零件夹持稳定性不好，只能保证平面度公差0.15，表面粗糙度R.6.3 gym,达不到设计要求。 LFE15S带同步器变速箱箱体的此2序采用卧式双铣头双工位移动工作台式组合机床。作为第一道工序，上料方式采用单轨吊，起重点为轴承孔。该方法零件定位稳定，起吊灵活方便。在半精铣前降低夹紧力，以消除粗铣时因夹紧力过大造成的工件变形，并且工件的内应力也可得到瞬时释放与平衡。粗铣端铣刀选用机夹密齿铣刀，用以切除铸件毛坯余童。半精铣也选用机夹密齿铣刀，上有修光刀齿。表面粗糙度可达, 3.2 m o由于半精铣切削余量较小，可减少热变形。主要切削参数:粗铣端铣刀转速n=50 r/rnin,半精铣端铣刀转速n二100 r/min.粗铣切削速度v = fit . 83 m/min，半精铣切削速度。=125.65 m/min,粗铁切削深度。，3一5 mm，半精帆切削深度OP二。. 5 mm o 图 3.2.6为其夹具结构原理图。将工件吊至2,3.4支承板上，手动将工件推向前并向左，使工件工艺凸台紧靠支承板前面及左面，油缸7辅助顶紧工件，压板1,5在油缸9,10作用下夹紧工件，完成工件的安装。 工艺孔的加工:基准面的平面度、定位销孔的尺寸精度及定位销孔对基准平面的垂直度影响着变速箱箱体的定位精度。 CAjS.变速箱箱体定位销孔的加工设备为立式单面多轴钻孔组合机，活动式钻模板，高速钢复合钻饺刀具。由于受复合钻头的引导结构限制，钻头和铰刀连接部分刚性非常差，切削时易产生弯曲变形。钻孔时钻头的引导在铰刀上，导向部位距工件较远，易引偏，铰孔不能修正这些位置误差。定位销孔尺寸的加工精度为1I8，位置公差为土O.U8二。主要切削参数:切削速度。= 9 .5 m/nun，走刀量f二0.3 mm/r，转速n = 252 rlmin。此切削参数钻孔时切削速度偏低，而铰孔时切削速度又偏高，切削参数未尽合理。 LF()bS带同步器变速箱箱体工艺孔的加工设备是卧式单面移动工作台式三工位组合机床，固定式钻模板。第一工位钻中心孔，第二工位钻孔 ii. s ,第三工位铰孔声12十吕.18。钻中心孔可以保证定位销孔的位篮尺寸(36 D.os)，二、三工位最后保证定位销孔的尺寸精度。这种工艺方法消除了复合钻铰刀加工定位销孔的弊病。 轴承孔的精挺加工:CA15变速箱箱体轴承孔的加工设备为双面卧式组合机床，采用惶模架结构。轴承孔的尺寸精度、水平和垂直两个平面的平行度、两端孔的同轴度，都取决于幢模架和铿杆的配合精度。此种结构方式不能采用高速锉削，切削速度一般不大于SD mrnlmin,性模和惶杆之间的间隙为D.D1 mm一O.DS，如过小，镬模导套和惶杆易研死，过大又很难控制精度，因此，此种工艺方式只能保证轴承孔尺寸精度r价，水平和垂直两个平面的平行度公差为n.m全长。 1.Fnss带同步器变速箱箱体轴承孔稍度实现起来难度很大，因此采用日本国生产的卧式五轴金刚健床。刀具为硬质合金机央刀具，刀尖圆角半径为a.8二。采用一面两销定位，且两销结构形式为死销，定位精度高。主要切削参数:四个铀承孔的切削速度，=los .倒车惰轮轴孔的切削速度v =80 m/min，走刀量f 2g n,直径切削余量为D.55 mm。切削余量较小，又是薄壁零件，夹紧力为5 880 IV，不宜过大，作用点在箱壁处，防止受力、受热变形。位头的材料为高弹性合金钢。此工序可以保证孔径公差峨，表面粗糙度R,1 .6 um.轴承孔相互之间在水平和垂直两个平面内的平行度公差为0 . D4 mm/科6nuna 图3.2.7为精健轴承