【GY158】变速箱体零件的机械加工工艺及夹具设计【机械工艺夹具类毕业设计论文】【优秀】【通过答辩】

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变速箱体零件的机械加工工艺及夹具设计【机械工艺夹具类毕业设计论文】【优秀】【通过答辩】.zip

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A0-夹具装配图.dwg

A2-底座零件图.dwg

A2-支架零件图.dwg

机械加工工艺综合卡.dwg

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关键词：: 变速箱体零件机械加工工艺夹具设计毕业设计论文优秀优良通过答辩

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内容简介：: 太原理工大学阳泉学院第 1 页共 2 页太原理工大学阳泉学院毕业设计任务书毕业生姓名张彪专业机制指导教师姓名姚志平类别学号班级 08机制职称讲师外聘、本校一、毕业设计题目变速箱体零件的工艺规程及工装夹具设计二、毕业设计提供的原始数据资料 1生产纲领：年产 10000 台 2箱体零件图三、毕业设计应完成主要内容： 1、毕业设计说明书： 1）分析零件的工艺性 2）据生产纲领决定生产类型 3）选择毛坯的种类和制造方法 4）拟订工艺过程 5）工序设计及计算 6）编制工艺文件 7）制定箱体加工工艺规程 8）设计箱体镗孔夹具 2、毕业设计图纸： 1）变速箱体加工工艺规程图 2）变速箱体镗孔夹具装配图 3）夹具零件图 4）变速箱体零件图 5）变速箱体毛坯图四、毕业生应提交的毕业设计资料要求 1、毕业设计说明书：设计任依据务书要求，合理选型、步骤齐全、计算精确、独立设计、方案可行。设计说明书中要求必需的插图和必要的表格。毕业设计说明书正文在 40000 字左右毕业设计说明书正文在 40000 字左右。格式按照教务处毕业设计说明书统一规定。 2、毕业设计图纸：严格按照机械制图的要求绘制图纸，内容全面，要求既有使用图，又有手工绘图（ 1/3） 1）变速箱体加工工艺规程图（ 1 张 2）变速箱体镗孔夹具装配图（ 1 张 3）夹具零件图（ 2 张太原理工大学阳泉学院第 2 页共 2 页 4）变速箱体零件图（ 1 张 5）变速箱体毛坯图（ 1 张五、设计进度安排（从第五周起）序号时间周次设计任务完成的内容及质量要求 1 3 月 24 日 3 月 30 日第 5 周熟悉设计任务，借阅设计资料 2 第 6 周分析零件的工艺性 3 第 7 周拟订工艺过程 4 第 8 周工序设计及计算 5 第 9 周镗床结构设计 6 第 10 周镗床结构设计 7 第 11 周绘制装配图 8 第 12 周绘制零件图 9 第 13 周编写设计说明书 10 第 14 周检查修改错误 11 6 月 02 日 6 月 08 日第 15 周打印和装订 12 6 月 09 日 6 月 15 日第 16 周教师评阅和开始答辩六、主要参考文献资料 1、工具书：机械制造工艺手册机床夹具图册 2、参考资料：机械制造工艺学机械机械制造装备设计机械制造技术基础七、签字栏签字栏毕业生姓名专业班级要求设计工作起止日期 2010 年 3 月 24 日 2010 年 6 月 01 日教师审核指导教师（签字）日期 200 年月日教研室主任审查（签字）日期 200 年月日系主任批准（签字）日期 200 年月日太原理工大学阳泉学院毕业设计说明书毕业生姓名：张彪专业：机械设计制造及其自动化学号： 080531032 指导教师：姚志平所属系（部）：机电系二一年五月 I 太原理工大学阳泉学院毕业设计评阅书题目：变速箱体零件的机械加工工艺及夹具设计机电系机械设计制造及其自动化专业姓名张彪设计时间： 2010 年 03 月 17 日 2010 年 06 月 12 日评阅意见：成绩：指导教师：（签字）职务： 201 年月日原理工大学阳泉学院毕业设计答辩记录卡机电系机械设计制造及其自动化专业姓名张彪答辩内容问题摘要评议情况记录员：（签名）成绩评定指导教师评定成绩答辩组评定成绩综合成绩注：评定成绩为 100 分制，指导教师为 30%，答辩组为 70%。专业答辩组组长：（签名） 201 年月日 i 摘要在生产过程中，使生产对象（原材料，毛坯，零件或总成等）的质和量的状态发生直接变化的过程叫工艺过程，如毛坯制造，机械加工，热处理，装配等都称之为工艺过程。在制定工艺过程中，要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步，加工该工序的机车及机床的进给量，切削深度，主轴转速和切削速度，该工序的夹具，刀具及量具，还有走刀次数和走刀长度，最后计算该工序的基本时间。关键词：工序工艺工步加工余量定位方案夹紧力 to of or of in as s it as of up a s of of of of to to to of s of of of of a 录摘要 i 一篇工艺部分的设计 1 第一章零件的分析 1 第一节变速箱体的功用和结构特点 1 第二节箱体的工艺性分析 1 一、基本孔 1 二、同轴孔 1 三、装配基面 1 四、凸台 1 五、紧固孔和螺孔 1 第二章工艺规程的设计 2 第一节箱体的材料及毛坯 2 第二节基准的选择 2 一、粗基准的选择 2 二、精基准的选择 2 第三节制定工艺路线 2 第四节机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸 6 第五节确定切削用量及基本工时 7 第二篇夹具设计 47 第一章机床夹具的定位与夹紧 47 第一节概述 47 第二节基准及其分类 48 第三节工件的定位 48 第四节工件的夹紧 50 第五节设计宗旨 52 第二章夹具的设计 52 毕业设计小结 57 参考文献 58 外文资料一 59 中文翻译： 62 外文资料二 64 中文翻译： 66 致谢 67 太原理工大学阳泉学院 1 第一篇工艺部分的设计第一章零件的分析第一节变速箱体的功用和结构特点箱体是机器的基础零件，它将机器和部件中的轴套齿轮等有关零件连接成一个整体，并使之零件保持正确的相对位置，以传递转矩或改变转速来完成规定的运动。箱体外形比较规则，箱体的外表面均为平面，其内部铸有立壁。外立壁上有多个要求较高的孔，用以支撑主轴和传动轴。箱体的壁厚小而不均，结构刚性较差。第二节箱体的工艺性分析一、基本孔箱体的基本孔，可分为通孔、阶梯孔、盲孔等几类。通孔内又以孔长之比短圆柱孔工艺性为最好。在该变速箱体中基本孔有通孔和阶梯孔。二、同轴孔轴孔 80 92 72 直径大小是从两边向中间递减，可采用一根镗杆同时加工，提高了同轴度。轴孔 62 42， 72直径大小是从两边向中间递减，可采用一根镗杆同时加工，提高了同轴度。三、装配基面为了便于加工，装配与检验，箱体的装配尺寸应尽量大，形状应尽量简单，所以选用底面为装配基面。四、凸台箱体外壁上的凸台都在同一平面上，可以在一次进给中加工出来。五、紧固孔和螺孔箱体上紧固孔和螺孔的尺寸规格应尽量一致。以减少刀具数量和换刀次数。太原理工大学阳泉学院 2 第二章工艺规程的设计第一节箱体的材料及毛坯材料为度范围 170 220为灰铸铁不仅成本低，而且具有较好的耐磨性、可铸性、可切削性和阻尼特性，所以毛坯选用灰铸铁铸件。第二节基准的选择基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择的正确与合理性可以使加工质量得到保证，生产效率得到提高；否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。一、粗基准的选择以未加工过的表面进行定位的基准称为粗基准 ,根据粗基准选择原则，现选取凸台为粗基准。二、精基准的选择选择精基准时主要考虑保证加工精度并使工件装夹得方便、准确、可靠。为保证两中心孔轴线尺寸，精基准选择为底面 O。第三节制定工艺路线工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。（一）工序的合理组合确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。确定工序数的基本原则：工序内容简单，有利选择最合理的切削用量，便于采用通用设备；简单的机床工艺装备；生产准备工作量少，产品更换容易；对工人的技术要求水平不高；但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。工序数目少，工件装夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产太原理工大学阳泉学院 3 面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工多个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大批量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。结构简单的专用机床和工夹具组织流水线生产。加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在 c9080 的硝酸钠溶液中进行的。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 200 （二）工序的集中与分散制订工艺路线时，应考虑工序的数目，采用工序集中或工序分散是其两个不同的原则。所谓工序集中，就是以较少的工序完成零件的加工，反之为工序分散。工序数目少，工件装夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。使用设备少，大批量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费时，生产准备工作量大。工序内容简单，有利选择最合理的切削用量，便于采用通用设备。简单的机床工艺装备，生产准备工作量少，产品更换容易。对工人的技术要求水平不高。但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。工序集中与工序分散各有特点，必须根据生产类型、加工要求和工厂的具体情况进行综合分析决定采用哪一种原则。由于近代数控机床及加工中心的出现，使得工序集中的优点更为突出，即使在单件小批生产中仍可使用工序集中而不致花费过多的生产准备工作量，从而取得良好的经济效果。（三）加工阶段的划分零件的加工质量要求较高时，常把整个加工过程划分为几个阶段：粗加工的目的是切去绝大部分多余的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免浪费工时。太原理工大学阳泉学院 4 粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切销用量，以提高生产率。粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的内应力和变形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为粗糙度为 100 m 。半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。半精加工的公差等级为表面粗糙度为 6.3 m 。精加工阶段切除剩余的少量加工余量 ,主要目的是保证零件的形状位置及精度 ,尺寸精度及表面粗糙度 ,使各主要表面达到图纸要求。另外精加工工序安排在最后 ,可防止或减少工件精加工表面损伤。精加工应采用高精度的机床，小的切削用量，工序变形小，有利于提高加工精度。精加工的加工精度一般为面粗糙度为 1.6 m 。对某些要求特别高的需进行光整加工，主要用于改善表面质量，对尺度精度改善很少。一般不能纠正各表面相互位置误差，其精度等级一般为面粗糙度为 0.8 m 。此外，加工阶段划分后，还便于合理的安排热处理工序。由于热处理性质的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之间。但必须指出加工阶段的划分并不是绝对的。在实际生活中，对于刚性好，精度要求不高或批量小的工件，以及运输装夹困难的重型零件往往不严格划分阶段，在满足加工质量要求的前提下，通常只分为粗、精加工两个阶段，甚至不把粗精加工分开。必须明确划分阶段是指整个加工过程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性质区分。（四）加工工艺路线方案的比较制定工艺路线出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证，在大批量生产条件下可以考虑选用专用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率；除此之外，还应当考虑经济效果，以此使生产成本尽量下降。太原理工大学阳泉学院 5 工艺路线方案一：工序 001 铸造。工序 002 清砂。工序 003 自然时效处理。工序 004 涂底漆。工序 005 粗铣底面 O。工序 006 粗铣 R、 G、 N 面，留精铣余量 1证 N、 20 工序 007 钻铰四个底孔 13沉头孔 26 4 工序 008 加工顶面上的九个螺孔，其中 92柱面上的螺孔至通，其余八个孔深 24纹深 18加工个螺孔，孔深 26纹深 16工个螺孔，孔深 22纹深 16 工序 009 粗镗、轴各孔及 30孔，余量 3 工序 010 人工时效 24h。工序 011 精铣平面 G、 N。工序 012 半精镗、轴各孔及 30孔。保证孔 922 80加工余量工序 013 精镗、轴各孔及 30 图样尺寸。工序 014 钳工、去毛刺、清洗。工序 015 按图样检验。工序 016 入库。工艺路线方案二 : 工序 001 铸造。工序 002 清砂。工序 003 自然时效处理。工序 004 涂底漆。工序 005 粗铣底面 O。工序 006 钻铰四个底孔 13沉头孔 26 4 工序 007 粗铣 R、 G、 N 面，留精铣余量 1证 N、 20 太原理工大学阳泉学院 6 工序 008 加工顶面上的九个螺孔，其中 92柱面上的螺孔至通，其余八个孔深 24纹深 18加工个螺孔，孔深 26纹深 16工个螺孔，孔深 22纹深 16 工序 009 粗镗、轴各孔及 30孔，余量 3 工序 010 人工时效 24h。工序 011 精铣平面 G、 N。工序 012 半精镗、轴各孔及 30孔。保证孔 922 80加工余量工序 013 精镗、轴各孔及 30 工序 014 钳工、去毛刺、清洗。工序 015 按图样检验。工序 016 入库。两个工艺方案的比较与分析：两个工艺方案中除了 6、 7 两道工序的先后顺序不同外，其余工序都相同。方案二采用基面先行的原则，先加工基准面，后加工其它面，相对于工艺方案一更合理，所以本次设计选择工艺路线方案二。第四节机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸变速箱体零件材料为产类型为大批量生产，毛坯采用铸件。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工面的机械加工余量。工序尺寸及毛坯尺寸如下：内孔表面（ 80 92 72 62 42、 72 30 内孔 80面粗糙度要求为 1.6 m ，公差等级为七级，查实用机械加工工艺手册表 3半精镗据其尺寸，适用粗镗的双边余量 2Z=4精镗双边余量 2Z=4镗的双边余量 2Z=2 Z 半精镗 +2+2+1=5 内孔 42、 92 72 62 800 G、参照实用机械加工工艺手册，因其表面粗糙度要求为 3.2 m ，所以采用粗铣据其尺寸，粗铣的加工余量为 Z=铣的加工余量为 Z=1 太原理工大学阳泉学院 7 Z 精铣 = O、参照实用机械加工工艺手册，因其表面粗糙度要求为 6.3 m ，所以采用粗铣。根据其尺寸，粗铣的加工余量为 Z= 第五节确定切削用量及基本工时工序 001 铸造。工序 002 清砂。工序 003 自然时效处理。工序 004 涂底漆。工序 005 粗铣底面 O。一、粗铣底面 O （一）加工条件工件材料：度 200 220件。工件尺寸：宽度 90，长度 92 的平面。加工要求：用标准硬质合金端铣刀粗铣，加工余量 Z= 机床：选用门铣床。（二）选择刀具切削用量简明手册（以下简称切削用量）表择图一所示）。根据切削用量表于铣削宽度 60,故选择 150 。由于采用标准硬质合金端铣刀，故齿数 Z=22（切削用量表切削用量表由于铸件硬度 250选择： 45k ， 20 5 80 （假定 c ）， 100 ， 20s ，00 太原理工大学阳泉学院 8 图一（三）选择切削用量于粗加工余量不大，故可在一次走刀完成，则：。由于采用不对称端铣刀来提高进给量，根据切削用量表使用床功率 15，有 z 但因采用不对称端铣，故取。z / 根据切削用量表刀刀齿后刀面最大磨损量为于铣刀直径150 ，故刀具寿命 T=300切削用量表削用量表查出，当 150 ， Z=22，p ， z /时，有 3 4 58 各修正系数为： M S 太原理工大学阳泉学院 9 故 m m 73 m m m m 74 r r 258 mm 根据 80 rn c 30 因此，实际切削速度和每齿进给量为 m 000 c 2180 230 根据切削用量表铸件硬度为 208 24860， Z=22， 150 ， 35 时，近似为。1根据床主轴允许的功率为故P ，因此所选择的切削用量可以采用，即 i i i ，根据公式：fm 式中 92 ，根据切削用量表对称安装铣刀，入切量及超切量 5 ，则算得 87)95392( m 04 87 太原理工大学阳泉学院 10 工序 006 钻铰四个底孔 13沉头孔 26 4 一、钻四个通孔 10 （一）加工条件加工材料 : 度 200 220件。工艺要求：孔径 0 ，孔深 7 ，通孔，用乳化液冷却。机床：选用臂钻床加专用夹具。（二）选择钻头选择高速钢麻花钻头（如图二所示），其直径。00 钻头几何形状为（根据切削用量表 24 ， 1202 ，，02 后角 160 ， 65 ，横刃长度，弧面长度。图二（三）选择切削用量 f 按加工要求决定进给量：根据切削用量表铸铁硬度大于 20000 时，有。由于所以应乘孔深修整系数 95.0 按钻头进给机构强度决定进给量：根据切削用量表灰铸铁硬度b=200 220 ，钻头强度允许的进给量。太原理工大学阳泉学院 11 按机床进给机构强度决定进给量：根据切削用量表灰铸铁硬度，，机床进给机构允许的轴向力 2000 时，有。由于所以应乘孔深修整系数 95.0 2 4 0 按钻头进给机构强度决定进给量：根据切削用量表灰铸铁硬度b=200 220 ，钻头强度允许的进给量。按机床进给机构强度决定进给量：根据切削用量表灰铸铁硬度太原理工大学阳泉学院 21 ，，机床进给机构允许的轴向力 5880给量为 r 。从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为，选择。由于是加工通孔，为了避免即将钻穿时钻头容易折断，故在孔即将钻穿时停止自动进给而采用手动进给。由表查钻孔时的轴向力 ,当 ,/时 ,轴向力120 。轴向力的修整系数均为。NF f 2120 机床进给机构强度允许的最大轴向力为，由于m a x ,m a x ,5880 f 所以选择。根据切削用量表 0 时，钻头后刀面最大磨损量取为命。根据切削用量表铸铁硬度小于 200 217工性属于 6类 .。由表工性属于 6 类，，标准钻头的进给量 14，0 。切削速度的修正系数为： 0.1故 vc m m m01000d m 0 r 18 r 选择 00 ，但因所选转速较计算转速高，会使刀具寿命下降，故可将进给量降低一级，即取。根据切削用量表， mmd ，根据切削用量表铸铁硬度b170 2130 ，进给量f /， 5 时，。根据工艺手册确定太原理工大学阳泉学院 22 由于M ，P ，故选择的切削用量可用，即， 00 c ， 4 根据公式式中， 6 ，入切量及超切量由切削用量表出，则算得 m 1)( fn m 由于采用组合机床加工，以面孔的工时。二、攻螺纹 18一）加工条件工件材料：硬度 200 220铸件。加工要求：深 18 机床：选用双面钻组合机床加专用夹具。刀具：钒钢机动丝锥。（二）选择切削用量 13.0 mv c m 1 0 01 0 0 0 rD vn s 时 : 02121 11 Lt m 31(1 太原理工大学阳泉学院 23 32(2 m 18 由于采用组合机床加工，面的螺孔深度小于顶面的螺孔，所以基本工时也小于顶面的螺孔的基本工时。工序 009 粗镗、轴各孔及 30孔，余量 3 一、粗镗孔 70 （一）加工条件加工要求：粗镗孔 70，留加工余量 3 机床：选用式铣镗床加专用夹具。刀具：高速钢单刃镗刀。（二）选择切削用量根据机械加工工艺师手册表 29得。取。取 m 0m 20 则 1000 m 1 9m 01 0 0 0 r 根据工艺手册表择。05 m 3211 )32(1 32 太原理工大学阳泉学院 24 3 其中 )32(1 =4mm 2 3 m 5422 二、粗镗孔 82 （一）加工条件加工要求：粗镗孔 82，留加工余量 3 机床：选用式铣镗床加专用夹具。刀具：高速钢单刃镗刀。（二）选择切削用量根据机械加工工艺师手册表 29得。取。取 m 0m 20 则 1000 m 04m 01000 根据工艺手册表择。05 m 3211 )32(1 太原理工大学阳泉学院 25 32 3 其中 )32(1 =4mm 2 3 m 5438 三、粗镗孔 2 62 （一）加工条件加工要求：粗镗孔 62，留加工余量 3 机床：选用式铣镗床加专用夹具。刀具：高速钢单刃镗刀。（二）选择切削用量根据机械加工工艺师手册表 29得。取。取 m 0m 20 则 1000 m 33m 01000 根据工艺手册表择。05 m 3211 太原理工大学阳泉学院 26 )32(1 32 3 其中 )32(1 =4mm 2 3 m 54262 四、粗镗孔 52 （一）加工条件加工要求：粗镗孔 52，留加工余量 3 机床：选用式铣镗床加专用夹具。刀具：高速钢单刃镗刀。（二）选择切削用量根据机械加工工艺师手册表 29得。取，取 m 0m 20 则 1000 m 5 01 0 0 0 r 根据工艺手册表择。05 太原理工大学阳泉学院 27 m 3211 )32(1 32 3 其中 )32(1 =4mm 2 3 m 5422 五、粗镗孔 32 （一）加工条件加工要求：粗镗孔 32，留加工余量 3 机床：选用式铣镗床加专用夹具。刀具：高速钢单刃镗刀。（二）选择切削用量根据机械加工工艺师手册表 29得。取 m 0m 20 取则 1000 m 27m 01 0 00 太原理工大学阳泉学院 28 根据工艺手册表择。05 m 3211 )32(1 32 3 其中 )32(1 =4mm 2 3 m 5422 六、粗镗孔 2 20 （一）加工条件加工要求：粗镗孔 20，留加工余量 3 机床：选用式铣镗床加专用夹具。刀具：高速钢单刃镗刀。（二）选择切削用量根据机械加工工艺师手册表 29得。取。取 m 0m 20 则太原理工大学阳

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