机械制造专业毕业设计——变速箱壳体机械加工工艺设计概要

变速器壳机械工艺设计第一章简介第一节简介国民经济的各条战线上广泛使用了大量的机器、机床、工具、仪表等工艺设备。这些工艺和设备的制造过程总是称为机械制造，生产这些工艺设备的行业是机械制造。机械制造业的主要任务是以各种工程材料的加工技术为中心研究其技术，设计、制造各种工艺设备。机械制造商国民经济的基础和支柱是向其他部门提供工具、仪器及各种机械设备的技术装备部。据西方工业国统计，机械制造业创造了60%的社会财富，实现了国民经济收入的45%。如果没有提供质量优秀、技术领先的技术设备的机械制造业，信息技术、新材料技术、海洋工程技术、生物工程技术、宇宙技术等新技术群的发展将受到严重制约。因此，一个国家的经济竞争归根到底是机械制造业的竞争，机械制造业的发展水平是衡量一个国家经济实力和科技水平的重要标志之一。21世纪是科学技术和综合国力竞争的时代，要大力发展机械制造业和机械制造技术。机械制造过程是各种机械制造方法和制造过程的总称。机械制造过程的基本问题主要包括生产过程和工艺、生产程序和生产类型、工件的位置标准、机械装配等，并说明了机械制造过程的最基本的概念和意义。第ii节盒子零件性质(1)支撑并包括各种驱动零件(例如齿轮、轴、轴承等)，从而保持正常的运动关系和运动精度。箱子还可以储存润滑剂，实现各种运动部件的润滑。(2)通过安全保护和密封作用，箱子里的零件受到外部环境的保护，机器操作人员的生命安全，具有一定的防尘、隔热、隔音作用。(3)机器的各个部分分别由单独的箱子组成，便于加工、组装、调整和维修。(4)改善机器的形状，调整机器各部分的比例，使整个机器的形状好看。第三节设计的目的：设计任务的目的1、使用机械制造技术和相关课程(金属材料和热处理、机械设计基础、公差和技术测量、金属切削机械、金属切削原理和工具、机械制造工艺和设备、CNC机床及其维护、CNC特殊加工技术、UG培训课程等)的知识对学生进行培训。具有在生产实践中所学的知识，并具有独立分析和解决工艺问题设计中等水平复杂工艺规则的能力。2、根据加工零件的技术要求，可以学习如何使用机械制造工艺和夹具的基本原理和方法完成工艺和夹具设计、夹具结构设计。了解机械制造过程的基本理论和设备设计方法和一般结构，着重建立基本概念和理论的具体应用，学习复杂零件的工艺分析和设备设计方法。3、培养学生熟练使用相关说明书、制作规格表和复习技术资料的能力。4.进一步发展学生指导、制图、技术文件使用和编写等基本技术。5，帮助学生更好地学习UG，autoCAD，Mastercam8.0等软件第四节设计要求和内容按零件年产量/年、零件图纸要求开发加工技术。1、确定生产类型，对部件执行工艺分析。2、开发部件的加工工艺，选择各工艺的加工设备和工艺设备(工具、夹具、仪表、辅助设备)，确定各工艺的切削用量和尺寸。3、创建流程文件：流程卡、流程卡。4、3d塑型。第二章零件分析零件分析的第一部分2.1.1零件的材料2.1.1.1生产类型生产类型的划分主要取决于零件的复杂性和生产纲领的大小。类似部件的年产量/部件生产类型重量(大于2000千克的部件重量)中型(部件重量100-2000千克)轻量级(部件重量小于100千克)单品生产520 1000 5000 50000选择“批量生产”:重量小于100千克，年产量 50000。2.1.1.2零件材料如图面中所示，零件材料为HT200。2.1.2零件工艺分析零件结构的可加工性是制造多么容易，满足使用要求的同时，制造的可行性和经济性。内容包括毛坯制造工艺、加工技术、热处理工艺、装配工艺。零件的结构工艺要求必须满足使用要求，具体生产条件，综合考虑各工艺要求，区分第一和第二。分析零件切削过程时，零件结构必须遵循的三个基本原则如下：(1)有助于提高切削效率(2)加工方便(3)加工量要少这个零件2.1.1.1部件的角色每个零件在产品或产品的组合中扮演着独特的角色，零件的加工结果必须符合零件或产品的工作需求。这个零件是变速器壳，主要起到传送载荷的作用，同时还起到密封的作用。2.1.1.2零件图的结构特点和技术要求1、零件加工表面加工技术(1)零件的每个加工面加工要求必须适合切削(2)切削工艺取决于生产条件(指设备、布置等)2、考虑部件结构进程(1)零件的整体结构必须易于夹住(2)零件的整体结构应易于加工(3)部件的整体结构应易于测量(4)部件的整体结构应尽可能采用标准化参数。(5)零件的整体结构应有助于确保加工质量。(6)零部件的整体结构应该有助于提高生产率(7)部件的整体结构应易于组装、维护(8)部件的整个结构必须具有正确的装配体表面1、变速器壳在有3组平行孔的薄壁结构中有孔。2、安装在三组平行孔系统中的轴承必须确保良好的配合精度，因此 48、 80和 146 3孔具有较高的尺寸精度要求。此外，为了保证无缝传动并降低噪音，在三组平行孔系统之间存在较高的孔距离公差。3、由于整体结构和零件位置限制，变速器壳体的中间部分有两个较小的扩展安装面。 146孔中心的尺寸要求大、124.10.05mm的整个齿轮箱的安装基础。确保传输位置和传输精度的正确性。第ii节选择毛坯正确选择毛坯具有经济意义，选择毛坯需要对毛坯制造和加工两方面的知识，同时考虑冷热和加工这两个要求。主要根据零件的机械特性要求、零件的结构形状和外部轮廓尺寸、生产程序和布局、现场生产条件和开发等条件选择毛坯。2.2.1选择毛坯的种类加工过程中的典型库存类型包括：(1)铸件：材料可铸造，用于结构更复杂的零件(2)锻造：零件的机械特性要求高(3)型材：适用于小批量零件的毛坯(4)组合熔接件：用于结构复杂的零件由于零件已确定为HT200，因此选择砂型铸造毛坯。灰铸铁有一定的强度，但塑性和韧性很低。此特性特性与石墨本身的特性及在铸铁组织中的存在形式有关。冲击吸收性好，能有效地吸收灰铸铁在机械设备上制造底座、机架等部件时机器振动的能量；具有良好的润滑性能。石墨是热的好导体，所以导热性好。冶炼也比较方便，铸造性能也很好。其流动性好，线收缩率和体内收缩率小，铸件不易产生裂纹，适合汽车气缸、气缸盖等铸造结构复杂的铸件和薄壁铸件。2.2.2毛坯的加工毛利毛坯的加工馀量(或毛坯馀量)是零件的总加工馀量。处理残值代码显示为“MA”。加工毛利等级从定型到粗体分为a、b、c、d、e、f、c、h、j 9等级。找到机械加工工艺手册，最终确定总处理剩馀量为3mm。公母模仁胚料插图如下所示：零件公母模仁胚料图表第三节零件表面的最终加工方法三个孔的尺寸要求分别为 146 0.04、 80 0.03和 48 0.025其他形位公差要求：两侧的垂直度为0.01，前面的垂直度为0.02，孔内面的垂直度为0.02，三个孔的圆形度为0.012。因此，变速器壳的三个孔用精密镗孔完成，其余表面的最终加工用精铣完成。第三章工艺规则设计根据特定格式以文件方式规定零件制造工艺和操作方法等的工艺文件称为机械加工过程。工艺程序是了解施工的技术文件。通常包括部件加工工艺路线、工序说明和检验。工艺程序的设计原则：满足生产计划的要求，满足图纸要求，在现有条件下可行，确保技术进步，良好的工作条件，高经济效益。工艺过程的设计阶段：分析零件图选择毛坯选择定位标准确定各曲面和加工方法创建零件加工路径尺寸计算和确定设备，选择工具创建工艺文件。第一节位置基准分析位置基准是加工时用于确保工件在机床或夹具中占据正确位置的基准。位置基准的选择分别根据确定每个工序的定位和夹紧的粗基准选择原则进行。3.1.1选择粗糙标准主要考虑：加工曲面和未加工曲面的相对位置精度，每个加工曲面都有足够的可用空间。非共面原理：选择非共面作为粗糙标准加工剩馀量最小原则：如果没有加工面，选择加工剩馀量最小的表面作为粗糙标准重要的表面原理：选择重要的加工表面作为粗糙的标准工件夹紧原理：选择方便的夹紧表面作为粗糙的基准不重复使用原则：粗基准只能在相同的尺寸方向上使用一次齿轮箱外壳的装配基准面b区域较小，无法在镗孔程序中用作位置基准。由于面a和三个平行孔集的垂直要求为0.02mm，而b对面a的垂直要求为0.01mm，因此必须从区域粗加工开始检查零件孔和面的垂直要求。在粗加工中，可选外壳以未加工毛坯的一侧为粗加工基准，修正后粗加工a侧和另一侧的另一侧，然后基于该侧依次镗孔3个孔。进行a面及其表面的半精加工铣削时，请注意两侧的平行度要求。3.1.2选择清除标准主要考虑：减少位置误差，确保处理精度。标准统一原则在相同工件执行不同内容的多工序加工中，前/后工序必须尽可能使用相同的位置基准系统。也就是说，每个加工工艺之间的位置标准必须尽可能均匀。基准匹配原则必须尽可能选择工件的定位基准作为工艺基准。也就是说，要确保工件的定位基准尽可能地与此工序的工艺基准匹配。开始半精加工和精加工时，必须充分考虑与a侧精加工铣削相对应的其他面和镗孔三个平行孔集。 146镗孔时，使用中心轴和端面垂直的计量器寻找正a面，或确保三组平行孔的a面垂直要求。最终精加工使用a面作为位置基准，使用b安装面作为辅助基准，以减少上次削b安装面时的铲刮工作。第二节零件表面处理方法的选择选择表面粗糙度方法时，在确定精加工前准备过程的处理方法之前，必须根据表面的精度和粗糙度选择最终处理方法(基于经济精度)。处理方法选择标准：加工表面的加工精度、粗糙度加工表面的特性生产类型工厂生产条件零件的形状、尺寸和重量三种孔加工方法：粗镗半镗精密镗其馀每个曲面：粗加工铣削半精加工铣削精加工铣削第三节工艺路线开发工艺路线的创建是指进行零件加工的相关部门和工序的先到先得开发，是建立工艺程序的总体设计。主要任务包括确定处理方法、指定处理顺序、集中和分散进程。工艺路线是建立工艺程序的关键步骤，因为它不仅影响加工质量和生产效率，还影响工人的劳动强度、设备投资、车间面积、生产成本等。工序第一种第二种123456789101112粗加工前部粗加工后侧粗加工粗加工三个孔半精加工前半精加工后半精加工侧半精加工三个孔收尾前完成后完成侧面精加工三个孔粗加工前部半精加工前粗加工后半精加工后侧粗加工半精加工侧粗加工三个孔半精加工三个孔收尾前完成后完成侧面精加工三个孔加工时，必须遵循基准(面)前置和后置精加工原则。首先粗加工平面和孔，然后创建半精加工基准、孔，移除粗加工期间创建的变形，以确定外壳的精度要求。根据传递路径和齿轮的传递关系，必须先镗孔 146孔、镗孔 48孔、镗孔 80孔，以提高三个平行孔集之间的尺寸精确度并转换座标标注。孔 146和孔 48的坐标关系如下：水平方向位移X1=18mm垂直方向位移量Y1=142.5 x 142.5-18x 18=141.36mm孔 48和 80的坐标位置关系如下：水平方向位移量X2=68mm垂直方向位移量Y2=87x 87-68x 68=54.27mm28第四节编写流程程序文档1、进程卡加工工艺卡产品型号零件图面号码共7页产品名称变速器壳零件名称薄壳第1页材料等级ZL107毛坯类型铸件毛坯尺寸重量5.62公斤序号名字工序说明车间设备工艺设备工作时间1准