变速箱箱体的加工工艺及专用夹具设计含6张CAD图.zip

XX 设计（XX）任务书学生姓名系部专业、班级指导教师姓名职称从事专业是否外聘是否题目名称变速箱箱体加工工艺与专用机床夹具设计一、设计（论文）目的、意义车辆工程专业主要培养汽车设计制造方面的应用型人才，进行汽车零件加工工艺规程与专用机床夹具设计，能使学生综合运用所学专业知识，如机械制图、测量与公差配合、金属材料与热处理、工程力学、机械制造基础、机械设计、汽车设计、汽车制造工艺等，通过理论联系实际，使这些知识得到进一步巩固、加深和拓展，熟悉机械加工工艺规程编制、机床夹具设计的方法，培养学生设计能力和解决实际问题的能力，对 CAD 绘图、运用设计资料（如手册、图册、技术标准、规范等）以及进行经验估算等技能得到综合训练，力求设计合理，理论联系实际，设计手段具有一定的先进性。二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）设计内容：1.选题的背景、目的及意义；2.分析变速箱箱体零件图和绘制毛坯图；3.制定零件加工工艺路线；4.进行工序设计；5.制定二套夹具设计方案；6.绘制夹具图纸；7.编写设计说明书。技术要求：1.明确设计内容和要求；2.熟悉教材和相关设计指导书，准备设计资料和手册等；3.熟悉绘图软件，提高识图和绘图能力；4.合理制定变速箱箱体零件成批生产的工艺路线；5.合理设计工序，具有工艺尺寸链计算能力；7.设计二套典型专用机床夹具，具有定位误差分析计算的能力；8.绘制夹具装图和非标准零件图；9.设计应理论联系实际，不断发现问题解决问题，方案正确、计算准确、设计合理、图纸及撰写规范。SY-025-BY-2三、设计（论文）完成后应提交的成果变速箱箱体零件图一张，毛坯图一张，设计零件加工工艺规程一套，设计零件加工专用机床夹具二套；CAD 绘制专用机床夹具装配图、零件图折合 0 号图纸 3 张以上，设计说明书 15000 字以上。四、设计（论文）进度安排（1）知识准备、调研、收集资料、完成开题报告 第 12 周（2.283.11）（2）整理资料、提出问题、撰写设计说明书草稿、绘制草图 第 35 周（3.144.1）（3）理论联系实际、分析问题、解决问题，完成分析变速箱箱体零件图和绘制毛坯图、制定变速箱箱体加工工艺路线、进行工序设计、制定夹具设计方案、CAD 绘制夹具装配图等部分设计内容，中期检查 第 68 周（4.44.22）（4）改进完成设计，改进完成设计说明书，指导教师审核，学生修改 第 912 周(4.255.20)（5）评阅教师评阅、学生修改 第 13 周（5.2345.278）（6）毕业设计预答辩 第 14 周（5.306.3）（7）毕业设计修改 第 1516 周（6.66.178）（8）毕业设计答辩 第 17 周（6.206.24）五、主要参考资料1.汽车制造工艺学2.机械制造工艺学3.机械制造工艺学课程设计指导书4.机床夹具设计手册5.机械加工工艺手册6.机械制造工艺学简明设计手册7.东北重型机械学院，洛阳工学院，第一汽车制造厂职工大学编.机床夹具设计手册.上海科学技术出版社8.机床夹具设计图册9.梁秋生.变速箱轴孔的数控加工工艺研究.装备制造技术，2009 年 11 期 10.王治军;郭志强;邢鹏飞;朱彤.小型轮式拖拉机变速箱箱体镗孔工艺研究.拖拉机与农用运输车 2010年 04 期 11.孔繁森.变速箱壳体多工序机加工的质量控制与诊断.吉林大学，2009-0712.网络资源，超星数字图书馆13.近几年相关专业 CNKI 网络期刊等六、备注指导教师签字：年 月 日教研室主任签字：年 月 日XXXXXX 设计（XX）开题报告XX 设计（XX）开题报告设计（论文）题目设计（论文）题目:变速箱箱体加工工艺与专用机床夹具设计 院 系 名 称:院 系 名 称:专 业 班 级:专 业 班 级:学 生 姓 名:学 生 姓 名:导 师 姓 名:导 师 姓 名:开 题 时 间:开 题 时 间:20XX 年 3 月 11 号 指导委员会审查意见：签字：年 月 日XX 设计（XX）开题报告学生姓名系部专业、班级指导教师姓名职称从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称变速箱箱体加工工艺与专用机床夹具设计一、课题研究现状、选题目的和意义1、课题研究现状（1）机械制造业的发展现状国内机械制造业作为一个传统的领域已经发展了很多年，积累了不少理论和实践经验，但随着社会的发展，人们的生活水平日益提高，各个方面的个性化需求越加强烈。机械工业是国民经济的基础行业，工艺工作是机械工业的基础工作。近年来，我国加工工艺技术发展迅速，取得大量成果，为了总结经验在大学最后的一学期总结性的做机械加工工艺编制及夹具设计。通过对产品的研发，我国已建立起了自己的人才培养和软件控制技术开发基地以及高精加工设备生产基地，从而使我国的国民经济综合实力和科学技术水平迅速提高，国防尖端武器的生产、“神州六号”的成功发射与回收、人们生活用品的质量提高，有力地说明了我国先进制造技术的发展状况。先进制造技术这个概念的提出为机械制造业的发展指明了方向。虽然这个名词没有确定的定义，但目前公认的认识是：先进制造技术是传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产，并取得理想技术经济效果的制造技术的总称。它具有如下一些特点：1、从以技术为中心向以人为中心转变，使技术的发展更加符合人类社会的需要。2、从强调专业化分工向模糊分工、一专多能转变，使劳动者的聪明才智能够得到充分发挥。3、从金字塔的多层管理结构向扁平的网络化结构转变，减少层次和中间环节。4、从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变，缩短工作周期，提高工作质量。5、从按照功能划分部门的固定组织形式向动态的自主管理的小组工作方式转变。6、机械制造技术的发展趋势可以概括为：（1）机械制造自动化。（2）精密工程。工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种，对中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对机床夹具提出更高的要求。（2）夹具的发展现状 现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（FMS）等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本；2）能装夹一组具有相似性特征的工件；3）能适用于精密加工的高精度机床夹具；4）能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具；5）采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率；6）提高机床夹具的标准化程度。现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化和柔性化等四个方面。（1）标准化 机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准：GB/T2148T225991 以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。（2）精密化 随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达0.1；用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘，其定心精度为 5m。（3）高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高 5 倍左右；在车床上使用高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在试验转速为 9000r/min的条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外，在数控机床上，尤其在加工中心上出现了各种自动装夹工件的夹具以及自动更换夹具的装置，充分发挥了数控机床的效率。（4）柔性化 机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等。为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大夹具的柔性化程度，改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构，发展可调夹具结构，将是当前夹具发展的主要方向。2、选题目的和意义选择这样的一个题目来研究，可以促使学生充分调动本科四年来学的大部分知识，并尝试将这些知识综合运用并和实践经验相结合，培养自觉查手册，设计遵循行业标准，生产不仅要考虑质量还要考虑经济性等一个工艺人员必须具备的素质。有利于加快学生适应生产岗位的步伐，有利于高等教育和企业人才需求的衔接。通过这次设计实践，能更好的掌握和巩固所学的书本知识，学以致用，加强读图，熟悉图纸，分析图纸的能力，是从理论到实际的一个过渡，为毕业走上工作岗位适应具体工作要求做准备。目前，国内外汽车和发动机厂家的变速箱体生产大多数采用流水线专用组合机床，定位方式有所不同，有以凸台面定位的，国外大多数采用一面双销定位，轴承孔和拨叉孔等的加工一般采用粗镗精镗来完成，国外也有较先进的采用先粗镗，再高速铰来加工，提高了生产效率和精度，但需要更精密的机床和控制。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题（一）设计的基本内容1、分析研究部件装配图样和审查零件图 1）分析加工零件的结构特点 2）分析零件的各项技术要求 3）审查零件的机械加工工艺性 2、零件的工艺规程的编制要解决主的问题有：定位基准的选择，工艺路线的制定，应用计算法与查表法确定机械加工余量与工序尺寸，最后为切削用量的确定。3、零件加工的专用车床夹具这部分分中详细论述了车床夹具的组成原理与特点，根据零件结构与工艺性能提出设计方案，然后对方案进行详细的分析，包括原理与结构动作的分析，最后对其进行计算分析，包括定位元件的尺寸公差，定位误差的分析计算，切削力的分析计算，夹紧力的分析计算，强度校核。4、绘制夹具装配图 5、编写设计说明书 （二）拟解决的主要问题（1）制定变速箱箱体零件的工艺路线，（加工时定位基准的选择，零件的加工顺序等）（2）定位基准的选择确定，粗基准的选择原则、精基准的选择原则（3）确定夹具有关尺寸公差和技术要求，进行误差分析（4）专用机床夹具的设计三、技术路线（研究方法）调查研究选择分析变速箱箱体零件图零件的技术要求分析零件的装配工艺性毛坯的确定、零件结构的加工工艺性 零件的工艺规程的编制绘制夹具图纸制定夹具设计方案编写说明书四、进度安排(1)知识准备、调研、收集资料、完成开题报告,第 12 周(2.283.11)(2)整理资料、提出问题、撰写设计说明书草稿、绘制草图，第 35周(3.144.1)(3)理论联系实际、分析问题、解决问题、完成分析变速箱箱体零件图和绘制毛坯图、制定变速箱箱体加工工艺路线、进行工序设计、制定夹具设计方案 CAD 绘制夹具装配图等部分设计内容，中期检查，第 68周(4.44.22)（4）改进完成设计，改进完成设计说明书，指导教师审核，学生修改，第 912 周(4.255.20)(5)评阅教师评阅、学生修改，第 13 周（5.2345.278）(6)毕业设计预答辩，第 14 周（5.306.3）(7)毕业设计修改，第 1516 周（6.66.178）（8）毕业设计答辩，第 17 周（6.206.24）五、参考文献1 王宝玺主编，贾庆祥.汽车制造工艺学。.北京：机械工业出版社，2007.112 王先逵主编，机械制造工艺学.第二版。北京：机械工业出版社，2006.143 李昌年主编，机床夹具设计与制造。北京：机械工业出版社，2006.74 廖念钊主编，莫雨松，李硕根，互换性与技术测量M。中国计量出版社，2000：9-19。5 孙丽媛主编，机械制造工艺及专用夹具设计指导。北京：冶金工业出版，20026 薛源顺,机床夹具设计(第二版)M,机械工业出版社,2003.17 梁秋生主编，变速箱轴孔德数控加工工艺研究.装备制造技术J。2009.118 王志军；郭志强；邢鹏飞；朱彤.小型拖拉机变速箱箱体镗孔工艺研究.拖拉机与农用运输车J。2010.049 孔繁森主编，变速箱壳体多工序机加工的质量控制与诊断J。吉林大学,2009.07 期 10 刘爱荣，程冬梅，高明宪，魏金营主编，夹具设计对定位误差的影响分析J。中州大学学报，2010.0111 李燕玲，李立强主编，斜度可调式专用夹具设计，齐齐哈尔二机床J，2010.2312 李忠海主编，钻孔专用夹具设计与加工，装备制造技术J，2010.0913 陈哲亚主编，利用 CAD 软件实现工装夹具快速设计，天津汽车J，2009.1214 飞跃主编，车床夹具设计分析，机电信息J，2009.3615袁培峰主编，磨床高精度夹具的设计，汽车工艺与材料J，2009.0216 Alexander Hornberg,Handbook of Machine Vision，(October 13,2006)17 Machine Tools N.chernor 1984.(June 10,2007)18 Machine Tool Metalworking John L.Feirer 1973.(June 7,2009)六、备注指导教师意见：签字：年 月 日XX 设计（XX）1 摘 要本次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。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的划分为粗加工和精加工阶段，以保证孔系的加工精度。基准选择以变速箱箱体的输入轴与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。主要加工工序安排先以支承孔系定位加工出上表面。再以顶平面与支承孔系定位加工出孔。整个加工过程均选用组合机床，夹具选用专用夹具夹紧。加紧方式多选用手动夹紧，夹紧可靠。本设计要求“以质量求发展，以效益求生存”，在保证零件加工质量的前提下，提高了生产率，降低了生产成本，是国内外现代机械加工工艺的主要发展方面方向之一。通过对变速箱体零件图的分析及结构形式的了解，从而对变速箱体进行工艺分析、工艺说明及加工过程的技术要求和精度分析。然后再对变速箱体的底孔、轴承孔的加工进行夹具设计与精度和误差分析，该工艺与夹具设计结果能应用于生产要求。关键词：变速箱；加工工艺；定位；夹紧；夹具设计XX 设计（XX）2ABSTRACTThis design is car gear-box parts processing procedure and some process of special jig design.Auto gear-box parts of the main processing surface is flat and hole department.Ensure the machining precision of the plane than guarantee hole machining precision of the easy is.Therefore,this design follow the principle of after make face first hole.And the pores and plane into rough machining clear and precise machining stage,to ensure that the hole is processing precision.Benchmark choose to gear-box input shaft and output axis holes as coarse benchmark,supported by end face and two craft hole as fine a benchmark.Main processing procedure in supporting hole is scheduled to produce the surface.Location Then with the plane and supporting hole is positioning processed from holes.The whole process are chosen combination machine tools,clamping fixture choose special jig.Stepping up way many choose manual clamping,clamping reliable.This design requirements with quality beg development,with benefits of survival,ensure parts processing quality premise,higher productivity and reduced production cost,is domestic and international modern machining technology is one of the main development direction.Based on the analysis of the body parts drawing variable structure and form of understanding,thus the process of speed changing process explanation and analysis,the processing of technical requirements and precision analysis.Then in the variable speed cabinet of bearing hole and the clamping fixture design and precision machining procedure and the error analysis,this technology and fixture design results can be applied to production requirements.Key words:gearbox;Processing technology;positioning;Fixture design;Clamping forceXX 设计（XX）3目 录摘要Abstract 第 1 章 绪论 11.1 选题背景 11.2 选题选题的目的及意义 11.3 国内外发展现现状 21.4 设计内容及方法 3第 2 章 变速箱体加工工艺规程设计 42.1 零件的分析 42.1.1 零件的作用 42.1.2 变速箱箱体的结构特点 42.2 变速箱箱体的工艺性 52.2.1 零件的工艺性分析 52.2.2 箱体的材料、毛坯及热处理 52.2.3 毛坯的材料热处理 62.2.4 确定毛坯的制造形式 62.2.5 基面的选择 62.2.6 确定工艺路线 72.2.7 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 82.2.8 确定切削用量 92.3 本章小结 20第 3 章 镗孔夹具设计 213.1 夹具的结构类型 213.1.1 夹紧力大小的确定原则 223.1.2 定位基准的选择 243.1.3 切削力的计算与夹紧力分析 243.1.4 夹紧元件及动力装置确定 253.1.5 镗套、衬套、镗模板及夹具体设计 253.1.6 夹具精度分析 25XX 设计（XX）43.1.7 夹具设计及操作的简要说明 26 3.2 本章小结 26第 4 章 铣床夹具设计 274.1 铣箱体上平面夹具图274.1.1 定位基准的选择 274.1.2 定位元件的设计 274.1.3 定位误差分析 284.1.4 铣削力与夹紧力计算 284.1.5 夹具体槽形与计对刀装置设 294.1.6 夹紧装置及夹具体设计 314.1.7 夹具设计及操作的简要说明 324.2 本章小结 32第 5 章 专用刀具量具的选择345.1 刀具的选择 345.1.1 刀具材料的选择 345.1.2 确定合理的切削方式及工作角度 355.1.3 妥善解决刀具的排屑，容屑，断屑问题 355.1.5 正确选择刀具的轮廓 365.2 专用量具的选择 365.2.1 量规工作尺寸的确定 36 5.2.2 量规的技术要求 375.3 本章小结 37结论 38参考文献 39致谢 40附录 41XX 设计（XX）5第 1 章 绪 论1.1 选题背景材料、结构、工艺是产品设计的物质技术基础，一方面，技术制约着设计；另一方面，技术也推动着设计。从设计美学的观点看，技术不仅仅是物质基础还具有其本身的“功能”作用，只要善于应用材料的特性，予以相应的结构形式和适当的加工工艺，就能够创造出实用，美观，经济的产品，即在产品中发挥技术潜在的“功能”。技术是产品形态发展的先导，新材料，新工艺的出现，必然给产品带来新的结构，新的形态和新的造型风格。材料，加工工艺，结构，产品形象有机地联系在一起的，某个环节的变革，便会引起整个机体的变化。1.2 选题的目的及意义选择这样的一个题目来研究，可以促使学生充分调动本科四年来学的大部分知识，并尝试将这些知识综合运用并和实践经验相结合，培养自觉查手册，设计遵循行业标准，生产不仅要考虑质量还要考虑经济性等一个工艺人员必须具备的素质。有利于加快学生适应生产岗位的步伐，有利于高等教育和企业人才需求的衔接。通过这次设计实践，能更好的掌握和巩固所学的书本知识，学以致用，加强读图，熟悉图纸，分析图纸的能力，是从理论到实际的一个过渡，为毕业走上工作岗位适应具体工作要求做准备。目前，国内外汽车和发动机厂家的变速箱体生产大多数采用流水线专用组合机床，定位方式有所不同，有以凸台面定位的，国外大多数采用一面双销定位，轴承孔和拨叉孔等的加工一般采用粗镗精镗来完成，国外也有较先进的采用先粗镗，再高速铰来加工，提高了生产效率和精度，但需要更精密的机床和控制。1.3、国内外发展现状1、国外机床夹具的发展现状国外生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的 85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具;另一方面，在多品种生产的企业中，每隔 34 年就要更新 5080%左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为 1020%左右。特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统(FMS)等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：XX 设计（XX）6(1)能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本;(2)能装夹一组具有相似性特征的工件;(3)能适用于精密加工的高精度机床夹具;(4)能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具;(5)采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率;(6)提高机床夹具的标准化程度。2、国内机床夹具的发展方向夹具是机械加工不可缺少的部件，在我国机床技术正向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化和柔性化等四个方面。(1)标准化 机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准：GB/T2148T2259-91 以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。(2)精密化 随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达0.1;用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘，其定心精度为 5m。(3)高效化 高效化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高 5 倍左右;在车床上使用高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在试验转速为 9000r/min 的条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外，在数控机床上，尤其在加工中心上出现了各种自动装夹工件的夹具以及自动更换夹具的装置，充分发挥了数控机床的效率。(4)柔性化 机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等。为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大夹具的柔性化程度，改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构，发展可调夹具结构，将是当前夹具发展的主要方向。XX 设计（XX）71.4 设计的主要内容1、分析研究部件装配图样和审查零件图 (1)分析加工零件的结构特点 (2)分析零件的各项技术要求 (3)审查零件的机械加工工艺性 2、零件的工艺规程的编制要解决主的问题有：定位基准的选择，工艺路线的制定，应用计算法与查表法确定机械加工余量与工序尺寸，最后为切削用量的确定。3、零件加工的专用车床夹具这部分分中详细论述了车床夹具的组成原理与特点，根据零件结构与工艺性能提出设计方案，然后对方案进行详细的分析，包括原理与结构动作的分析，最后对其进行计算分析，包括定位元件的尺寸公差，定位误差的分析计算，切削力的分析计算，夹紧力的分析计算，强度校核。4、绘制夹具装配图5、编写设计说明 黑龙江工程学院本科生毕业设计 4第 2 章 变速箱体加工工艺规程设计2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用变速器是由齿轮，齿轮轴和变速器箱体等零件构成。其主要功用是改变汽车的行驶速度，以适应各种不同的路面条件，并可实现倒速行使。变速器箱体零件在整个变速器组成中的功用是保证其他各个部件占据合理正确的位置，使之有一个协调运动的基础构件。变速箱体零件质量的优点将直接影响到轴和齿轮等零件的相互位置准确性及变速器组成使用的灵活性与寿命。变速箱体是个典型的箱体零件，其形状复杂，薄壁（10-20mm）。需要加工多个平面，孔系和螺纹等。钢度低受力和受热等因素影响会产生变形和震动。2.1.2 变速箱体的结构特点机体是机器和部件的基础零件,由它将机器和部件中许多零件连接成一个整体,并使之保持正确的相互位置,彼此能协调地运动.常见的箱体零件有:各种形式的机床主轴箱.减速箱和变速箱等.各种箱体类零件由于功用不同,形状结构差别较大,但结构上也存在着相同的特点:1.尺寸较大机体通常是机器中最大的零件之一,它是其他零件的母体,如大型减速箱体长达56m,宽 34m,重 5060 吨,正因为它是一个母体,所以它是机器整体的最大零件.2.形状复杂其复杂程度取决于安装在箱体上的零件的数量及在空间的相互位置,为确保零件的载荷与作用力,尽量缩小体积.有时为了减少机械加工量或减轻零件的重量,而又要保证足够的刚度,常在铸造时减小壁的厚度,再在必要的地方加筋板.凸台.凸边等结构来满足工艺与力的要求.3.精度要求有若干个尺寸精度和相互位置精度要求很高的平面和孔，这些平面和孔的加工质量将直接影响机器的装配精度，使用性能和使用寿命。4有许多紧固螺钉定位箱孔这些孔虽然没有什么特殊要求。但由于分分布在大型零件上，有时给加工带来很大的困难。黑龙江工程学院本科生毕业设计 5由于箱体有以上共特点，故机械加工劳动量相当大，困难也相当大，例如减速箱体在镗孔时，要如何保证位置度问题，都是加工过程较困难的问题。2.2 变速箱体的工艺性2.2.1 零件的工艺分析要加工孔的孔轴配合度为 H7，表面粗糙度为 Ra 小于 1.6um,圆度为 0.0175mm,垂直度为 0.08mm,同轴度为 0.02mm。其它孔的表面粗糙度为 Ra 小于 12.5um,锥销孔的表面粗糙度为 Ra 小于 1.6um。盖体上平面表面粗糙度为 Ra 小于 12.5um,端面表面粗糙度为 Ra 小于 3.2um。机体的结合面的表面粗糙度为 Ra 小于 3.2um，结合处的缝隙不大于 0.05mm。机体的端面表面粗糙度为 Ra 小于 12.5um。2.2.2 箱体的材料、毛坯及热处理1、毛坯种类的确定常用毛坯种类有：铸件、锻件、焊件、冲压件。各种型材和工程塑料件等。在确定毛坯时，一般要综合考虑以下几个因素：（1）依据零件的材料及机械性能要求确定毛坯。例如，零件材料为铸铁，须用铸造毛坯强度要求高而形状不太复杂的钢制品零件一般采用锻件。（2）依据零件的结构形状和外形尺寸确定毛坯，例如结构比较的零件采用铸件比锻件合理；结构简单的零件宜选用型材，锻件；大型轴类零件一般都采用锻件。（3）依据生产类型确定毛坯。大批大量生产中，应选用制造精度与生产率都比较高的毛坯制造方法。例如模锻、压力铸造等。单件小批生产则采用设备简单甚至用手工的毛坯制造方法，例如手工木模砂型铸造。（4）确定毛坯时既要考虑毛坯车间现有生产能力又要充分注意采用新工艺、新技术、新材料的可能性。本减速器是大批量的生产，材料为 HT200 用铸造成型。2、毛坯的形状及尺寸的确定毛坯的尺寸等于零件的尺寸加上（对于外型尺寸）或减去（对内腔尺寸）加工余量。毛坯的形状尽可能与零件相适应。在确定，毛坯的形状时，为了方便加工，有时还要考虑下列问题：（1）为了装夹稳定、加工方便，对于形状不易装夹稳固或不易加工的零件要考虑增加工艺搭子。（2）为了提高机械加工的生产率，有些小零件可以作成一坯多件。黑龙江工程学院本科生毕业设计 6（3）有些形状比较特殊，单纯加工比较困难的零件可以考虑将两个甚至数个合制成一个毛坯。例如连杆与连杆盖在一起模锻，待加工到一定程度再切割分开。在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，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，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。2.2.3 毛坯的材料热处理长期使用经验证明，由于灰口铸铁有一系列的技术上（如耐磨性好，有一定程度的吸震能力、良好的铸造性能等）和经济上的优点，通常箱体材料采用灰口铸铁。最常用的是 HT200，HT2547，当载荷较大时，采用 HT3054，HT3561 高强铸铁。箱体的毛坯大部分采用整体铸铁件或铸钢件。当零件尺寸和重量很大无法采用整体铸件（受铸造能力的限制）时，可以采用焊接结构件，它是由多块金属经粗加工后用焊接的方法连成一整体毛坯。焊接结构有铸焊、铸煅焊、煅焊等。采用焊接结构可以用小的铸造设备制造出大型毛坯，解决铸造生产能力不足的问题。焊前对各种组合件进行粗加工，可以部分地减轻大型机床的负荷。毛坯未进入机械加工车间之前，为不消除毛坯的内应力，对毛坯应进行人工实效处理，对某些大型的毛坯和易变形的零件粗加工后要再进行时效处理。毛坯铸造时，应防止沙眼、气孔、缩孔、非金属夹杂物等缺陷出现。特别是主要加工面要求更高。重要的箱体毛坯还应该达到规定的化学成分和机械性能要求。2.2.4 确定毛坯的制造形式零件的材料 HT200。由于年产量为 4000 件，达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸较大，铸造表面质量的要求高，故可采用铸造质量稳定的，适合大批生产的金属模铸造。便于铸造和加工工艺过程，而且还可以提高生产率。2.2.5 基面的选择（1）粗基准的选择 对于本零件而言，按照互为基准的选择原则，选择本零件的下表面作为加工的粗基准，可用装夹对肩台进行加紧，利用底面定位块支承和底面作为主要定位基准，以限制 z、z、y、y、五个自由度。再以一面定位消除 x、向自由度，达到定位,目的。（2）精基准的选择 主要考虑到基准重合的问题，和便于装夹，采用已加工结束的上、下平面作为精基准。2.2.6 确定工艺路线黑龙江工程学院本科生毕业设计 7变速箱箱体的机械加工质量要求高，加工工作量大，因此箱体零件的结构应具有良好的机械加工工艺性，使之能采用即简单又经济合理的机械加工工艺。所以根据以上要求拟定了两套工艺路线如表 2.1 和表 2.2。表 2.1 工艺路线方案一工序 1铸造工序 2时效工序 3涂底漆工序 4钻箱体各孔工序 5钻前端面各孔工序 6镗左平面各孔工序 7镗右平面各孔工序 8粗,精铣上平面至尺寸工序 9粗,精铣下平面工序 10粗,精铣左端平面工序 11粗,精铣右端平面工序 12粗,精铣前端平面工序 13粗,精铣后端平面工序 14钳工,去除锐边毛剌工序 15钳工,去除锐边毛剌工序 16检验工序 17入库表 2.2 工艺路线方案二工序 1铸造工序 2时效工序 3涂底漆工序 4粗,精铣上平面至尺寸工序 5粗,精铣下平面工序 6粗,精铣箱体宽度侧平面工序 7粗,精镗直径62H12 的孔工序 8粗,精镗直径80H12 的孔工序 9钻30 的孔工序 10加工 6M10 孔黑龙江工程学院本科生毕业设计 8工序 11钻22 的孔工序 12钻 2xM16 的孔工序 13钻台阶小孔工序 16钳工,去除锐边毛剌工序 17检验工序 18入库工艺路线的比较与分析：第二条工艺路线不同于第一条是将铣各平面工序放到前面。加工完上下平面再加工各孔与,其它的先后顺序均没变化。通过分析发现这样的变动提高了生产效率。而且对于零的尺寸精度和位置精度都有太大程度的帮助。采用互为基准的原则，先加工上、下两平面，然后以下、下平面为精基准再加工两平面上的各孔，这样便保证了，上、下两平面的平行度要求同时为加两平面上各孔保证了垂直度要求。符合先加工面再钻孔的原则。若选第一条工艺路线，加工不便于装夹，并且毛坯的端面与轴的轴线是否垂直决定了钻出来的孔的轴线与轴的轴线是非平行这个问题。所以发现第一条工艺路线并不可行。如果选取第二条工艺方案，先加工上、下平面，然后以这些已加工的面为精基准，加工其它各孔便能保证孔的形位公差要求，从提高效率和保证精度这两个前提下，发现第二个方案比较合理。所以我决定以第二个方案进行生产。具体的工艺过程见工艺卡片所示。2.2.7 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定1箱盖（1）毛坯的外廓尺寸考虑其加工外廓尺寸为 396200230 mm，表面粗糙度要求 RZ为 3.2um，根据机械加工工艺手册（以下简称工艺手册），表 2.35 及表 2.36，按公差等级79 级，取 7 级，加工余量等级取 F 级确定。毛坯长：396+23.5=403mm；宽：200+23=206mm；高：230+22.5=237mm。（2）主要平面加工的工序尺寸及加工余量为了保证加工后工件的尺寸，在铣削工件表面时，工序 5 的铣削深度 ap=2.5mm，工序 6 的铣削深度 ap=2.45mm，留磨削余量 0.05mm,工序 8 的磨削深度 ap=0.05mm黑龙江工程学院本科生毕业设计 92.箱体(1)主要平面加工的工序尺寸及加工余量为了保证加工后工件的尺寸，在铣削工件表面时，工序 4 的铣削深度ap=2.0mm，工序 5 的铣削深度 ap=0.5mm。(2)主轴箱体的材料是 HT200，生产类型为大批生产。由于毛坯用采用金属模铸造,毛坯尺寸的确定如下：由于毛坯及以后各道工序或工步的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量，实际上加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。由于本设计规定零件为大批量生产，应该采用调整法加工，因此计算最大与最小余量时应按调整法加工方式予以确定。2.2.8 确定切削用量1.工序 1 粗、精铣变速箱体下平面（1）粗铣下平面工件材料：HT200，铸造；机床：X52K 立式铣床；刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：15YT，100Dmm，齿数8Z，此为粗齿铣刀。单边余量：Z=3mm；所以铣削深度pa：3pamm。每齿进给量fa：取0.12/famm Z；铣削速度V：参照参考文献7 机械加工工艺师手册,取1.33/Vm s。机床主轴转速n：1000Vnd （2.1）式中：V铣削速度；d刀具直径。由式 2.1 机床主轴转速n：10001000 1.33 60254/min3.14 100Vnrd按照参考文献参考文献7 机械加工工艺师手册取300/minnr。实际铣削速度v：3.14 100 3001.57/10001000 60dnvm s黑龙江工程学院本科生毕业设计 10进给量fV：0.12 8 300/604.8/ffVa Znmm s 工作台每分进给量mf：4.8/288/minmffVmm smma：根据参考文献查参考文献7 机械加工工艺师手册，40amm。（2）精铣下平面工件材料：HT200，铸造；n机床：X52K 立式铣床；刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：15YT，100Dmm，齿数 12，此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量：Z=2mm；铣削深度pa：2pamm；每齿进给量fa：根据参考文献7 机械加工工艺师手册，取0.08/famm Z。铣削速度V：参照参考文献7 机械加工工艺师手册，取0.32/Vm s。机床主轴转速n，由式（2.1）有：10001000 0.32 6061/min3.14 100Vnrd按照参考文献7 机械加工工艺师手册取,75/minnr。实际铣削速度v：3.14 100 750.4/10001000 60dnvm s进给量fV，由式（1.3）得：0.15 12 75/602.25/ffVa Znmm s工作台每分进给量mf：2.25/135/minmffVmm smm被切削层长度l：由毛坯尺寸可知396lmm。刀具切入长度1l：2210.5()(1 3)lDDa220.5(10010040)(1 3)7mm刀具切出长度2l，取mml22。黑龙江工程学院本科生毕业设计 11走刀次数为 1机动时间1jt：121396721.13min288jmllltf根据参考文献4 机械加工工艺手册,可查得铣削的辅助时间11.04ft。精铣的切削工时被切削层长度l：由毛坯尺寸可知396lmm；刀具切入长度1l：精铣时1100lDmm；刀具切出长度2l：取mml22。走刀次数为 1机动时间2jt：122396 10021.09min135jmllltf可查得铣削的辅助时间21.04ft。铣下平面的总工时为：t=1jt+2jt+1ft+2ft=1.13+1.04+1.04+1.09=2.58min2.工序 2 加工其它平面，各切削用量与加工上平面相近，因此省略不算，参照工序 1 执行。3.工序 3 粗精铣左右端的侧面（1）粗铣左右端的侧面工件材料：HT200，铸造；机床：X52K 立式铣床；刀具：硬质合金三面刃圆盘铣刀（面铣刀），材料：15YT，100Dmm，齿数8Z，此为粗齿铣刀。单边余量 Z=3mm；所以铣削深度3pamm。每齿进给量fa；取0.12/famm Z铣削速度V。参照参考文献7 机械加工工艺师手册，取1.33/Vm s。由式 2.1 得机床主轴转速n：10001000 1.33 60254/min3.14 100Vnrd按照参考文献4 机械加工工艺手册，取300/minnr。黑龙江工程学院本科生毕业设计 12实际铣削速度v：3.14 100 3001.57/10001000 60dnvm s进给量fV：0.12 8 300/604.8/ffVa Znmm s 工作台每分进给量mf：4.8/288/minmffVmm smma：所以 60amm。被切削层长度l：由毛坯尺寸可知60lmm。刀具切入长度1l：2210.5()(1 3)lDDa （2.2）220.5(10010060)(1 3)1113mm刀具切出长度2l：取mml22。走刀次数为 1（2）精铣左右端侧平面工件材料：HT200，铸造；机床：X52K 立式铣床；刀具：高速钢三面刃圆盘铣刀（面铣刀）：15YT，100Dmm，齿数 12，此为细齿铣刀。精铣该平面的单边余量：Z=2mm；铣削深度pa：2pamm；每齿进给量fa：0.08/famm Z；铣削速度V，取0.32/Vm s。机床主轴转速n，由式（2.1）有：10001000 0.32 6061/min3.14 100Vnrd按照参考文献4 机械加工工艺手册，75/minnr。实际铣削速度v：3.14 100 750.4/10001000 60dnvm s进给量fV，由式（2.3）有：黑龙江工程学院本科生毕业设计 130.15 12 75/602.25/ffVa Znmm s工作台每分进给量mf：2.25/135/minmffVmm smm被切削层长度l：由毛坯尺寸可知210lmm；刀具切入长度1l：精铣时1100lDmm；刀具切出长度2l：取mml22。走刀次数为 1根据参考文献9金属切削手册,1t=249/（37.5x3)=2.21min；根据参考文献4 机械加工工艺手册,可查得铣削的辅助时间10.41ft；根据参考文献9 上海金属切削技术协会，金属切削手册,切削工时：2t=249/(37.53)=2.21min；根据参考文献4 机械加工工艺手册,可查得铣削的辅助时间20.41ft。粗精铣宽度为 396mm 的下平台的总工时：t=1t+2t+1ft+2ft=2.21+2.21+0.41+0.41=5.24min4工序 4 粗精镗62H12 的孔（1）粗镗62H12 的孔机床：卧式镗床618T刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：5YT；切削深度pa：2.0pamm，毛坯孔径057dmm；进给量f：刀杆伸出长度取mm200，切削深度为Fa=2.0mm。因此确定进给量0.2/fmm r；切削速度V：取2.4/144/minVm sm。机床主轴转速n：10001000 144804.56/min3.14 57Vnrd，按照参考文献3 机床夹具设计，取1000/minnr。实际切削速度v：3.14 57 10002.98/10001000 60dnvm s工作台每分钟进给量mf：0.2 1000200/minmffnmm黑龙江工程学院本科生毕业设计 14被切削层长度l：190lmm刀具切入长度1l：12.5(2 3)26.3330pralmmtgktg刀具切出长度2l：mml532；取mml42。行程次数i：1i机动时间1jt：1211906.3340.227min200jmllltf工步辅助时间为：2.61min（2）精镗孔62H12机床：卧式镗床618T；刀具：硬质合金镗刀；镗刀材料：5YT；切削深度pa：0.5pamm；进给量f：根据参考文献3 机床夹具设计，刀杆伸出长度取mm200，切削深为Fa=0.5mm，因此确定进给量0.15/fmm r。切削速度V：取3.18/190.8/minVm sm。机床主轴转速n：010001000 190.81029/min3.14 61Vnrd，取1000/minnr实际切削速度v，：3.14 61 10003.09/10001000 62dnvm s工作台每分钟进给量mf：0.15 1000150/minmffnmm被切削层长度l：35lmm刀具切入长度1l：10.5(2 3)22.8730pralmmtgktg刀具切出长度2l：mml532；取mml42。行程次数i：1i机动时间1jt：黑龙江工程学院本科生毕业设计 15121352.8740.279min150jmllltf所以该工序总机动工时：0.2270.2790.506minjt 工步辅助时间为：1.86min5.工序 5 粗镗80H12 的孔（1）粗精镗80H12 的孔机床：卧式镗床618T刀具：硬质合金镗刀，镗刀材料：5YT；切削深度pa：2.0pamm；毛坯孔径075dmm；进给量f：刀杆伸出长度取mm200，切削深度为Fa=2.0mm。因此确定进给量。切削速度V：取1.92/115/minVm sm。机床主轴转速n：10001000 115488.32/min3.14 75Vnrd，取600/minnr。实际切削速度v：3.14 75 6001.79/10001000 79dnvm s工作台每分钟进给量mf：0.2 600120/minmffnmm被切削层长度l：65lmm。刀具切入长度1l：12.0(2 3)25.4530pralmmtgktg刀具切出长度2l：mml532；取mml42。行程次数i：1i机动时间1jt：121655.4540.496min150jmllltf工步辅助时间为：2.61min黑龙江工程学院本科生毕业设计 16（2）精镗下端孔到80H12机床：卧式镗床618T刀具：硬质合金镗刀；镗刀材料：5YT；切削深度pa：0.5pamm；进给量f：刀杆伸出长度取mm200，切削深度为Fa=0.5mm；因此确定进给量0.15/fmm r。切削速度V：取2.86/171.72/minVm sm。机床主轴转速n：010001000 171.72770.2/min3.14 71Vnrd，取800/minnr实际切削速度v，：3.14 61 8003.09/10001000 72dnvm s工作台每分钟进给量mf：0.15 800120/minmffnmm被切削层长度l：65lmm。刀具切入长度1l：10.5(2 3)22.8730pralmmtgktg刀具切出长度2l：mml532，取mml42。行程次数i：1i。机动时间1jt：121652.8740.599min120jmllltf所以该工序总机动工时：0.4960.5991.094minjt 工步辅助时间为：1.56min6.工序 6 钻下平在 2-30工件材料为 HT200 铁，孔的直径为 30mm。加工机床为 Z535 立式钻床，加工工序为选用30 的麻花钻头。进给量f：取rmmf/25.0；切削速度V：取smV/43.0。黑龙江工程学院本科生毕业设计 17由式（2.1）机床主轴转速n：010001000 0.43 60456/min3.14 30Vnrd，取900/minnr实际切削速度V：03.14 30 9000.85/10001000 60d nVm s 被切削层长度l：45lmm刀具切入长度1l：15(1 2)12023.522rDlctgkctgmm刀具切出长度2l：02l走刀次数为 1被切削层长度l：45lmm；刀具切入长度1l：14.5lmm；刀具切出长度2l：02l。走刀次数为 1机动时间jt：12453.50.118min0.25 800jllltfn钻削的辅助时间11.77ft7工序加工 6M10 底孔工件材料为 HT200 铁，孔的直径为 9mm。加工机床为 Z535 立式钻床，加工工序为选用9 的麻花钻头。进给量f：取rmmf/25.0；切削速度V：参照参考文献4 机械加工工艺手册，取smV/43.0。由式（2.1）机床主轴转速n：010001000 0.43 60821/min3.14 10Vnrd，取900/minnr实际切削速度V：03.14 9 9000.47/10001000 60d nVm s 被切削层长度l：22lmm刀具切入长度1l：黑龙江工程学院本科生毕业设计 1817(1 2)12024.122rDlctgkctgmm刀具切出长度2l：02l走刀次数为 1根据参考文献4 机械加工工艺手册，可查得钻削的辅助时间11.77ft。8.工序 8 钻22 孔工件材料