汽车变速箱加工工艺及夹具设计

经典word整理文档，仅参考，转Word此处可删除页眉页脚。本资料属于网络整理，如有侵权，请联系删除，谢谢！前言………………1第一章CA6140车床后托架的加工工艺设计……21.CA6140车床后托架的结构特点………2.CA6140车床后托架的技术要求3.CA6140车床后托架的材料、毛坯和热处理3.1毛坯材料及热处理3.1.1毛坯材料3.1.2毛坯的热处理3.2毛坯的结构确定3.2.1毛坯的结构工艺要求3.2.2毛坯形状、尺寸确定的要求4.工艺过程设计中应考虑的主要问题4.1加工方法选择的原则4.2加工阶段的划分4.3工序的合理组合4.4加工顺序的安排5.CA6140车床后托架的机械加工工艺过程分析5.1CA6140车床后托架零件图分析5.2CA6140车床后托架的加工工艺的路线5.2.1主要工序的加工工艺路线5.2.2CA6140后托架加工工艺路线的确定6.CA6140车床后托架的工序设计6.1工序基准的选择6.2工序尺寸的确定6.2.1孔中心轴线间的尺寸链的计算6.2.2孔的工序尺寸和公差6.3加工余量的确定6.4确定各工序的加工设备和工艺装备6.4.1机床的选用6.4.2刀具的选用6.4.3其他设备的选用6.5确定切削用量及工时定额6.5.1铣底平面A的切削用量及工时定额6.5.2镗孔加工的切削用量及工时定额6.5.3钻、扩、铰、锪孔加工的切削用量及工时定额第二章夹具设计前言机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量，节约能源，降低消耗的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度，加工操作，安全生产，技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种，上质量，上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。在实际生产中，由于零件的生产类型、材料、结构、形状、尺寸和技术要求等理地安排加工顺序，逐步地把零件加工出来。对于某个具体零件，可采用几种不同的工艺方案进行加工。虽然这些方案订较为合理的工艺过程。在整个加工构成中，夹具不仅仅是为了夹紧、固定被加工零件，设计合理作用。第一章CA6140车床后托架的加工工艺设计1．CA6140车床后托架的结构特点车床后托架是铸造件，从整体形状来看类似长方体。根据要求主要是加工孔和底平面。具体特点如下：40,30.2mm,25.50.03mm要求达到的精度等级为mm000IT7~IT8。粗糙度为（2）其他各个孔的加工都要以底平面为定位基准。所以，底平面的形位公差要达到设计要求。Raum。主要满足加工孔的位置精度。2.CA6140车床后托架的技术要求（1）被加工底面要作为其他孔加工的定位基准，要求平面度公差为0.03，表面粗糙度为（2）40糙度为Raum。、30.2mm、25.50.03mm精度等级为IT7~IT8，表面粗mm000，且依底平面为基准，要求平行度公差为0.07。Raum（3）、2202粗糙度为；为锥孔，且粗糙度为Rz50220Raum（4）其余未注要求的加工表面为不去除材料加工。3.CA6140车床后托架的材料、毛坯和热处理3.1毛坯材料及热处理3.1.1毛坯材料4-71，可得力学性能：最小抗拉强度硬度铸件硬度范围金相组织175145130120H175铁素体+珠光体30-50灰铸体一般的工作条件：（1）承受中等载荷的零件。（2）磨檫面间的单位面积压力不大于490KPa。3.1.2毛坯的热处理灰铸铁（HT150）中的碳全部或大部分以片状石墨方式存在铸铁中，由于片状石墨对基体的割裂作用大，引起应力集中也大；因此，使石墨片得到细化，并3.2毛坯的结构确定3.2.1毛坯的结构工艺要求CA6140车床后托架为铸造件，对毛坯的结构工艺有一定要求：（1）铸件的壁厚应和合适，均匀，不得有突然变化。（2）铸造圆角要适当，不得有尖角。（3）铸件结构要尽量简化，并要有和合理的起模斜度，以减少分型面、芯子、并便于起模。（4）加强肋的厚度和分布要合理，以免冷却时铸件变形或产生裂纹。（5）铸件的选材要合理，应有较好的可铸性。3.2.2毛坯形状、尺寸确定的要求设计毛坯形状、尺寸还应考虑到：（1）各加工面的几何形状应尽量简单。（2）工艺基准以设计基准相一致。（3）便于装夹、加工和检查。（4）结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。4．工艺过程设计中应考虑的主要问题4.1加工方法选择的原则（1）所选加工方法应考虑每种加工方法的经济、精度要求相适应。（2）所选加工方法能确保加工面的几何形状精度，表面相互位置精度要求。（3）所选加工方法要与零件材料的可加工性相适应。（4）加工方法要与生产类型相适应。（5）所选加工方法企业现有设备条件和工人技术水平相适应。4.2加工阶段的划分按照加工性质和作用的不同，工艺过程一般可划分为三个加工阶段：（1）粗加工阶段粗加工的目的是切去绝大部分多雨的金属，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。粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切前用量，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。Ra80~umIT11~IT（2）半精加工阶段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Ra10~um。（3）精加工阶段IT9~IT10。表面粗糙度为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几精度,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。度．精加工的加工精度一般为IT6~IT7，表面粗糙度为Ra10~um。(4)光整加工阶段改善很少。一般不能纠正各表面相互位置误差，其精度等级一般为IT5~IT6,表面粗糙度为Ra1.25~um。不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之间。4.3工序的合理组合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：（1）工序分散原则床工艺装备。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。（2）工序集中原则工序数目少，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，调整维修费事，生产准备工作量大。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。但由流水线生产。4.4加工顺序的安排零件的加工过程通常包括机械加工工序，热处理工序，以及辅助工序。在安排加工顺序时常遵循以下原则：见下表1）对于形状复杂、尺寸较大的毛坯，先安排划线工序，为精基准加工提供找正基准2）按“先基准后其他”的顺序，首先加工精基准面3）在重要表面加工前应对精基准进行修正4）按“先主后次，先粗后精”的顺序5）对于与主要表面有位置精度要求的次要表面应安排在主要表面加工之后加工退火与正火毛坯预备性热处理，应安排在机械加工之前进行为消除残余应力，对于尺寸大结构复杂的铸件，需在粗加工前、后各安排时效处理；对于一般铸件在铸造后或则粗加工后安排时效处理；对于精度高的铸件，在半精加工前、后各安排一次时效处理淬火渗碳淬火后工件硬度提高，应安排在精加工阶段的磨削加工前进行渗碳易产生变形，应安排在精加工前一般安排在工艺过程的后部、该表面的最终加工之前一般安排在粗加工全部结束之后，精加工之前；花费工时较多和重要工序的前后荧光检验、磁力探伤主要用于表面质量的检验，通常安排在精加工阶段。荧光如用于检验毛坯的裂纹，则安排在加工前电镀、涂层、发蓝等表面处理工序一般安排在工序的最后进行5．CA6140车床后托架的机械加工工艺过程分析5.1CA6140车床后托架零件图分析由图1-1可知：（1）该零件为铸件，材料为灰铸铁(HT150)，重量为3.05。（2）要求加工40mm、30.2mm、25.5mmIT的精度等级为7，000.030粗糙度Raum，且要求与底平面的平行度公差为0.07。（3）要求精加工底平面粗糙度Raum，平面度公差为0.03。（4）要求加工220、2粗糙度为50。Rz（5）210是锥孔，要求精铰加工，粗糙度1.6。Raum（6）对于25.5mm孔口进行锪平加工。0.030（7）加工螺纹孔M6。5.2CA6140车床后托架的加工工艺的路线拟定工艺路线是制定工艺过程的关键性的一步。在拟定时应充分调查研究，多提几个方案，加以分析比较确定一个最合理方案。采用加工方法一般所能达到的公差等级和表面粗糙度以及需留以及需留的加工余量参考参数)加工加工方法表面表面公差等级公差等加工余量说明IT12~IT1111~101~5指尺寸在IT10~IT910~80.50~1.60直径180以0.2~0.5下,长度在0.1~0.25500以下,铸0.25~0.85件的直径车1.6车0.8磨1.0磨0.4磨0.1孔25孔6.36量0.10~0.030.3~0.5>1.8内钻扩1~34~5IT13~IT1110IT10~IT98指孔径在180以下,铸镗6.3IT10~IT99~81.0~1.80.5~0.80.1~0.3件直径的余量.L/d<2L/d=2~108760.1~0.55时,加工误0.04~0.2差增加IT70.2~0.30.2~0.50.1~0.20.01~0.020.9~2.30.2~0.30.161.2~2倍IT8IT7~IT6610~14IT7~IT65~4平粗刨,粗铣12.51~3IT14~IT1111~9指平面最大尺寸500以下的铸件的平面IT100.050.03量0.0310~14IT50.01~0.03表1-15.2.1主要工序的加工工艺路线（1）根据孔40的技术要求，由《公差与配合技术手册》得：mm0es25，ei0；根据公式25；查《互换性与技术测量》表1-8得：Tesei精度等级7IT同理可得：孔30.2孔25.5精度等级为IT7精度等级为IT8mm00.03mm01-1可得孔的加工工艺路线为：粗镗——半精镗——精镗（2）根据孔220、2mm粗糙度为Rz50，查《公差与配合技术手册》得：Ra与Rz有一定的线性关系：4.50.971即：Ra11.939查《公差与配合技术手册》表33，取Raum1-1可得孔的加工工艺路线为：钻孔——扩孔（3）孔210锥孔粗糙度为Raum1-1可得孔的加工工艺路线为：粗铰——精铰（4）底平面A粗糙度为Raum1-1可得孔的加工工艺路线为：粗铣——精铣——细铣5.2.2CA6140后托架加工工艺路线的确定（1）加工工艺路线方案在保证零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技术条件下，成批量生产本，拟订两个加工工艺路线方案：见下表：粗刨底平面A侧面和两侧面粗铣底平面A底面和侧面粗镗孔：粗镗孔：30.2、25.5精刨底平面A侧面和两侧面精铣底平面A半精镗孔：底面和侧面半精镗孔：底面和侧面40细精铣底平A侧面和两孔锪钻孔：精镗孔：钻：锪钻孔：扩孔底面和侧面钻：扩孔1313底面和侧面10底面和孔底面和孔底面和孔细精铣底平面侧面和两孔A170180倒角去毛刺检验（2）加工工艺路线方案的论证010和030平面的平面度公差。方案Ⅰ比方案Ⅱ铣平面生产效率底，采用铣较经济合理。012给以后的定位及装配得到可靠的保证。030主要定位面之一，为提高定位精度。4）方案Ⅱ把细精铣底平面A和精铣孔40mm、30.2mm、0025.50.03安排在后工序中，是以免划伤而影响美观及装配质量。mm05）方案Ⅱ符合粗精加工分开原则。铸件毛坯尺寸：长：220mm宽：60mm高：69.46mm孔：34.2、24.4、19.7除去浇冒口，锋边及型砂石墨化退火，来消除铸铁表层和壁厚较薄的部位可能出现的白口组织（有大量的渗040检验检验毛坯11装12装A夹；卧式铣镗床(精铣底平面11装A12装半精镗孔：40、夹；卧式铣镗床TX30.2将孔2、2、2钻到直径d10mm将213扩孔到要求尺寸13装JC锪孔42、220铰钳钻13装攻丝铣细精铣底平面A工件用专用夹具JC11装夹；镗工件用专用夹具JC12装精镗孔：4030.2夹；卧式铣镗床(210220230钳检验入库清洗，涂防锈油6.CA6140车床后托架的工序设计选择、工艺装备的选择、切削用量的选择和时间定额的确定。6.1工序基准的选择和测量基准重合。工序基准的选择应注意以下几点：（1）利于减少检验工作量。（2）计基准重合。（3）尺寸一致。6.2工序尺寸的确定6.2.1孔40mm、30.2mm、25.5mm中心轴线间的尺寸链的计算000.030（1）尺寸链图（如图1-1）（2）封闭环基本尺寸n1由公式：A=Ai得：A=126mm00i1图1-1（3）封闭环公差mn1A0Aiii1im1mn1AAA0iii1im1TAA0.2mm000（4）中间偏差n1i00i1（5）封闭环极限偏差Es1/T0.1mm；Ei1/T0.1mm00000（6）封闭环极限尺寸A1260.1mm06.2.2孔40mm、30.2mm、25.5mm的工序尺寸和公差0.03000(1)孔40mm,粗糙度要求为Ra,加工路线为:0粗镗——半精镗——精镗查表1-1确定各工序的基本余量为:粗镗:3.6mm半精镗:1.6mm精镗:0.6mm总余量:5.8mm各工序的工序尺寸:精镗后:由零件图可知40mm；0半精镗:400.639.4mm；粗镗后:39.41.637.8mm；毛坯孔：37.83.634.2mm；各工序的公差按加工方法的经济精度确定，标注为：精镗后:由零件图可知40mm；0半精镗:按IT10级查《互换性与技术测量》表18；可得39.4mm0.10粗镗后:按IT11级查《互换性与技术测量》表18；可得37.8mm0毛坯孔：34.2mm121-2）（2）孔30.2,粗糙度要求为Ra1.6mm0同理：精镗后:由零件图可知30.2mm0半精镗:29.6mm0粗镗后:280.13mm0毛坯孔：24.4mm12加工余量、工序尺寸及公差分布图略（3）孔25.50.03mm,粗糙度要求为Ra1.60同理：精镗后:由零件图可知25.50.03mm0半精镗:24.2mm0粗镗后:21.70.13mm0毛坯孔：19.7mm12加工余量、工序尺寸及公差分布图略φφφφ图1-26.3加工余量的确定加工余量、工序尺寸及偏差查《实用机械加工工艺手册》表6-20，并计算列表如下：加工表面加工内加工余量表面粗尺寸及偏备注差容糟度Ra12.5底平面A350.16280030.229.620025.524.20042312.5攻丝深39mm12.5666.4确定各工序的加工设备和工艺装备6.4.1机床的选用查《机械加工工艺手册》可得：卧式铣镗床，可用于镗、铣加工。台式钻床(Z4020)，可用于钻、扩、铰及攻丝。6.4.2刀具的选用查《机械加工工艺手册》可得：高速钢端面铣刀，铣刀材料：WCrV，刀具的角度取：10~15408~125~815~25DmmZ80n332240JB/T3411841999镗刀杆：•320240JB/T3411•841999316240JB/T3411•841999镗刀材料：YT5，刀具的角度取：10860粗900精钻头：直柄麻花钻/T6135.31996)直柄短麻花钻/T6135.21996)直柄长麻花钻6/T6135.41996)直柄扩孔钻/T1996)锪钻：带导柱直柄平底锪钻(42/T1984)(20/T1984)/T1984)锥铰刀：公制/莫氏4号锥直柄铰刀，刀具材料：WCrV6.4.3其他设备的选用夹具：夹具采用专用的镗、铣、钻夹具量具选用：锥柄双头塞规，多用游标卡尺辅助设备：锉刀、钳子等6.5确定切削用量及工时定额6.5.1铣底平面A的切削用量及工时定额2.4-730.25/Z，afa2.0mm，v2.5m/s；由铣刀直径Dmm，铣刀齿数Z8；则：pc主轴转速1000/r78/min，则取nr/nvDDn6380实际铣削速度v2.64m/s1000100060cfaZn0.25880/602.6mm/rMf铣刀切入时取：la(Da)1.0~1.515mm，a60mm1eee铣刀切出时取：l22被切削层长度：由毛坯尺寸可知L76mmLllB根据《机械制造工艺学》表140可得：且i，i21fDMdB60mm，DD63mmdLll2加工基本时间：i35.77s12f2.6M（2）精铣根据《机械加工工艺手册》表2.473查得：0.15/Z，afa0.3mm，v3.0m/s；则：主轴转速n1000v/D95.54r/min，则取pcnr/Dn63100实际铣削速度v3.29m/s1000100060cfaZn0.158100/602mm/rMfLll2同理：加工基本时间i46.5s12f2M2.473查得：0.10/，Zafa0.16mm，v3.5m/s；则：主轴转速n1000v/D106.16r/min，则pc取120/minnrDn63120实际铣削速度v3.96m/s1000100060cfaZn0.108100/601.34mm/rMfLll2同理：加工基本时间i69.40s12fM6.5.2镗孔加工（40mm、30.2mm、25.5mm）的切削用量及工00.0200.030时定额（1）加工孔40mm01)粗镗孔40mm0切削用量的计算:加工余量Zb37.834.23.6mm,采用一次走刀。切削深度a1.8mmp根据《机械加工工艺手册》表66查得：粗镗孔40mm的进给量0f0.4/r,切削速度v0.4m/s，1000/nvDr223.5/min，c则：取/nrDn34.2250实际铣削速度v0.45m/s1000100060c镗刀切入时取：l1镗刀切出时取：l22被切削层长度：由毛坯尺寸可知L60mm工时定额的计算：根据《机械制造工艺学》表140可得：LllZ加工基本时间：Ti且，D34.2mm；i12fnajpLll32所以Ti38.24s12fn0.4/j2)半精镗孔40mm0切削用量的计算:加工余量Zb39.437.81.6mm,采用一次走刀。切削深度a0.8mmp根据《机械加工工艺手册》表66查得：半精镗孔40mm的进给量0f/r,切削速度v0.5m/s1000/vDnr252.8/min，c则：取nr/Dn37.8250实际铣削速度v0.49m/s1000100060c镗刀切入时取：l1镗刀切出时取：l22被切削层长度：由毛坯尺寸可知60Lmm工时定额的计算：根据《机械制造工艺学》表140可得：LllZ加工基本时间：Ti且，38.7mm；Di12fnajpLll32所以Ti52s12fn0.3/j3)精镗孔40mm0切削用量的计算:加工余量Zb4039.40.6mm,采用一次走刀。切削深度a0.3mmp根据《机械加工工艺手册》表66查得：精镗孔40mm的进给量0f0.2/r,切削速度v0.6m/sn1000v/D290.9r/min，c则：取300/minnrDn39.4300实际铣削速度v0.62m/s1000100060c镗刀切入时取：l1镗刀切出时取：l22被切削层长度：由毛坯尺寸可知L60mm工时定额的计算：根据《机械制造工艺学》表140可得：LllZ加工基本时间：Ti且，D39.4mm；i12fnajpLll32所以Ti65s12fn0.2/j（2）孔30.2mm0同理可得：1)粗镗孔30.2mm，a1.8mm，D24.4mm0p根据《机械加工工艺手册》表66查得：进给量0.4/,切削速度rfv0.4m/s，则：主轴转速n1000v/D313.3/min，则：取300/rnrcDn24.4300实际铣削速度v0.38m/s1000100060c镗刀切入时取：l1镗刀切出时取：l22被切削层长度：由毛坯尺寸可知60LmmLll32所以加工基本时间：Ti32.5s12fn0.4/j2)半精镗孔30.2mm，a0.8mm，D28mm，L60mm0p根据《机械加工工艺手册》表66查得：进给量0.3r/,切削速度fv0.5m/s，则：主轴转速n1000v/D341.2/min，则：取350/rnrcDn28350实际铣削速度v0.52m/s1000100060cLll32所以加工基本时间：Ti37.14s12fn0.3/j2)精镗孔30.2mm，a0.3mm，D29.6mm，L60mm0p根据《机械加工工艺手册》表66查得：进给量f0.2/r,切削速度v0.6m/s，则：主轴转速n1000v/D387.4r/min，则：取nr/cDn29.6400实际铣削速度v0.62m/s1000100060cLll320.2/所以加工基本时间：Ti50s12fnj（3）孔25.5mm0同理可得：1)粗镗孔25.5mm，a1.8mm，D19.7mm，L45mm0p根据《机械加工工艺手册》表66查得：进给量0.4/,切削速度rfv0.4m/s，则：主轴转速n1000v/D387.9/min，则：取400/rnrcDn400实际铣削速度v0.42m/s1000100060c镗刀切入时取：l1镗刀切出时取：l22被切削层长度：由毛坯尺寸可知45mmLLll32所以加工基本时间：Ti19.23s12fn0.4/j2)半精镗孔25.5mm，a0.8mm，D21.7mm，L45mm0p根据《机械加工工艺手册》表66查得：进给量0.3r/,切削速度fv0.5m/s，则：主轴转速n1000v/D440.3/min，则：取450/rnrcDn21.7450实际铣削速度vm/s1000100060cLll32所以加工基本时间：Ti22.72s12fn0.3/j2)精镗孔25.5mm，a0.3mm，D24.2mm，L45mm0p根据《机械加工工艺手册》表66查得：进给量f0.2/r,切削速度v0.6m/s，则：主轴转速n1000v/D469.8r/min，则：取r/ncDn24.2450实际铣削速度v0.57m/s1000100060cLll320.2/所以加工基本时间：Ti33.3s12fnj6.5.3钻、扩、铰、锪孔加工的切削用量及工时定额（1）将202323、、、10钻到直径dmm根据《机械加工工艺手册》表39查得：进给量f0.30~0.36/r,切削速度v0.37m/s，切削深度5；acp1000v0.37机床主轴转速/，取700/minnrnr3.14d3.1410700100060dn实际切削速度v0.36m/s1000c被切削层长度：LD刀具切入长度：~2)120217l221r刀具切出长度：1~4取3mmlmml22Lll1000v根据《机械制造工艺学》表140可得：D10mm；所以加工基本时间：且n，12DfnLll351.43s12fn/（2）扩孔213扩孔213根据《机械加工工艺手册》表，切削深度1.52.4-52，取1.3f/，mmrv0.7m/sc；ap1000v0.7机床主轴转速n1028.9r/，取/nrc3.14d3.14131200100060dn实际切削速度0.78m/sv1000c被切削层长度：80LmmDd1310刀具切入长度：ctgk~2)12015.5mml221r刀具切出长度：1~4取3mmlmml22Lll1000v根据《机械制造工艺学》表140可得：Dmm；所以加工基本时间：且n，12DfnLll5.534.05s12fn1.3/（3）铰锥孔2铰锥孔20根据《机械加工工艺手册》表60查表：f~0.36mm/r，v0.35m/s，切削深度a0.25；cp1000v0.35机床主轴转速636.9/，取nr/ncr10.5d3.1410.5650100060dn实际切削速度v0.36m/s1000c被切削层长度：LDd1110刀具切入长度：ctgk