变速器结合盖机械加工工艺规程及指定工序专用夹具设计毕业设计说明书.doc

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1、毕业设计说明书设计（论文）题目：变速器结合盖机械加工工艺规程及指定工序专用夹具设计（中批量）学生姓名： 学 号： 专业班级： 学 部： 指导教师： 2014年06月1日摘 要汽车变速器左侧盖是汽车变速箱的重要组成部分。它与变速箱箱体装配，为变速箱内部的齿轮，轴等工作元件提供一个稳定的安全的工作环境，防止内部零件在暴露环境下工作。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。制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度等技术要求得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批量生产的前提下，可以

2、考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效益，以便使生产成本尽可能的降低，总之，在制订工艺路线时，应遵循:“优质、高产、低消耗”的原则，使制订的工艺路线在现有的条件下最为合理、通过对该变速器左侧盖零件图的分析及结构形式的了解，从而对变速器进行工艺分析、工艺说明及加工过程的技术要求和精度分析。然后再对变速器左侧盖结合面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。通过对变速箱左侧盖制造活动有一个总体的全貌的了解与把握，能够掌握机械加工的基本知识，能选择加工方法与机床，刀具，卡具及加工参数，具备制定工艺规程的能力及掌握机械加工

3、精度和表面质量的基础初步具备分析及解决现场工艺问题的能力关键词 变速器左侧盖；加工工艺；定位；夹具设计AbstractAutomobile speed aviator left cover is an important component of the gearbox. Box it and gearbox assembly, the internal gear for the transmission, axle components,and other word. It provides a stable and secure working environment to prevent

4、 exposure of internal components in the working environment.This Paper requires that with quality beg development, with benefits seek to live on to store , under the prerequisite of guaranteeing the quality of element processing , have raised productivity and reduced production cost, is one of mainl

5、y direction of domestic and international modern machining technology developing. Make the starting point of the process route, is to make the parts shall be geometric shape, size precision technology requirements get reasonable guarantee. In the production program has determined to be under the pre

6、mise of mass production, can consider to use sex machine tools match with special jig, and try to make process to improve on productivity. In addition, also should consider economic benefit, so as to reduce the production cost as much as possible, in short, in making the process route when, should f

7、ollow: high quality, high yield, low consumption principle, that make the process route in the current conditions the most reasonable Through knowing and analysis the the left side transmission cover part drawing for transmission, so as to analysis the process, make process explanation and analysis

8、the technical requirement and the precision of the left side transmission cover. Then, carry out the design of clamping apparatus and analysis the precision and error for the processing of the contact plane of left side transmission cover, this technology and the design result of clamping apparatus

9、can apply in production requirement.Through the gearbox manufacturing activity on the left side of the cover have a overall understanding and grasp the full picture, able to master the basic knowledge of the mechanical processing, can choose processing methods and machine tool, cutting tool, fixture

10、 and machining parameters, have the ability to process regulations formulated and mastered the basic mechanical machining accuracy and surface quality of the basic capability of analysis and solving process problems.Keywords The left side transmission cover , processing technology , Fixed position ，

11、Tongs design 目 录摘 要IAbstract II第1章 零件的分析 11.1 零件的作用 11.1.1 具有保护作用 11.1.2 具有支撑作用 11.1.3 可以简化箱体设计制造，提高工艺性能11.2 零件的工艺分析 11.2.1 结合面积定位销孔 11.2.2 孔3-13F9的加工要求 21.2.3 导轴孔16E8与13H8要求2第2章 工艺规程设计 32.1 确定毛坯的制造形式 32.1.1 零件的力学性能要求 32.1.2 零件的结构形状和外廓尺寸 32.1.3 生产纲领和批量 32.2 基面的选择 42.2.1 粗基准的选择 42.2.2 精基准的选择 42.3 制造加

12、工工艺路线 42.3.1 工艺路线方案一 52.3.2 工艺路线方案二 52.3.3 工艺路线的分析与比较 62.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 62.4.1 车结合面 72.4.2 两定位销孔8F972.4.3 两内侧面 72.4.4 3-13F9孔 72.4.5 换挡轴孔13H8保证 72.4.6 中间导轴孔13H8和16E8要保证同轴度 72.4.7 钻、扩3-10.6孔 82.4.8 钻、铰6.2孔82.4.9 扩、铰孔、攻丝82.4.10 车沟槽 82.5 确定切削用量及基本工时 8第3章 夹具设计 393.1 问题的提出403.2 夹具设计403.2.1 定位基准的选择

13、 403.2.2 切削力及夹紧力的计算 403.2.3 定位误差分析 423.2.4 夹具设计及操作的简明说明 42结 论 43参考文献 44谢 辞 45注 释 46附 录 47 第1章 零件的分析1.1 零件的作用我们知道，机器上任何一个零件都有其独特的作用主要对于合理的机构部件来说，更有其不可替代的作用。本次设计题目所给定的零件是4T17变速器的左侧盖，就左侧盖具体来说，它主要有一下几种功能：1.1.1 具有保护作用左侧盖安装在变速箱体的一侧，可以阻挡外界杂物、灰尘、烟雾等脏东西进入，从而提高变阻器内零件的使用寿命。另外还可以保护操作人员的安全。1.1.2 具有支撑作用由于变速器在使用过程

14、中，要受到大大小小的力的作用，侧盖可以根据需要，在受力较大的不为，加厚或加设肋板等，辅助的保证箱体刚度、强度、提高整体使用期限。1.1.3 可以简化箱体设计制造，提高工艺性能变速器结构较复杂，需要安装它的箱体也比较难制造，侧盖独立出来，可以减少箱体制造的困难，节省时间，相对降低经济成本，而且还便于拆卸、修理和检查，而且还可以合理的减少使用空间。左侧盖具有的以上功能，主要目的是在力求满足使用性能的前提下，便于制造、安装、使用、检修和合理、经济、美观等角度综合设计改进他的结构尺寸、形状。这些已在零件和毛坯图上以表达出来，在此就不再多描述了。1.2 零件的工艺分析该零件结构形状较为复杂，加工表面较多

15、，具有一定的位置要求，现分述如下：1.2.1 结合面积定位销孔它们是以后各道工序的定位精准（以后各道加工工序均以此一面两孔定位），6.3故精度要求较高。其中结合面要求0.06 ，表面粗糙度 ，两销孔要求8F9，孔中心距要求保证1900.05mm。1.2.2孔3-13F9的加工要求0.03孔3-13F9的加工要求保证同轴度 及对于结合面的两定位销孔连线的平行度 0.10。1.2.3导轴孔16E8与13H8要求0.03导轴孔16E8与13H8要求保证同轴度 。第2章 工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式考虑到变速器用在小型功率的马达上，但强度要求较高且要轻便，综合各方面考虑，可选用铸铝ZL104

16、制造毛坯。在选择铸造方法时，应考虑以下几个因素：2.1.1 零件的力学性能要求相同的材料选择不同的铸造方法，其力学性能有所不同。铸件的强度，离心浇造、压力浇造的铸件、金属型浇注的铸件、砂型浇注的铸件依次递减，由于铸件强度要求较高，应从离心浇注或压力浇注两种方法选择。离心浇注要求最小壁厚35mm,且壁厚均匀，适合于回转体，所以离心铸造浇注不满足要求，而压铸件最大壁厚10mm，形状复杂程度取决于磨具，生产类型为大批量生产，较其它方法要合适。2.1.2 零件的结构形状和外廓尺寸形状复杂和薄壁的毛坯不宜采用金属型铸造，尺寸较大的毛坯不宜采用压力型铸造。外形复杂的小零件宜采用精密铸造方法，以避免机械加工

17、。2.1.3 生产纲领和批量生产纲领大时，宜采用高精度和高生产率的毛坯制造方法，鱼类压铸是生产率最高的铸造方法。综上所述，由于侧盖其结构形状复杂，且有多孔加工而各加工表面精度多为IT11IT13，而且是大批生产，所以采用压力铸造较为合适。铸铝ZL104有以下性能及特点：铸造铝合金比重轻熔点低，导电性导热性和耐腐蚀性优良，而且金属损耗少。采用压力铸造是由于压力铸件的精度及便面质量较其它铸造方法都高，精度IT11IT13，粗糙度Ra6.3Ra1.6.因此对于一些不再当基准或特殊功用的表面不再需机加工；采用压力铸造可直接保证形状复杂的侧盖的质量，而且小孔薄壁处皆可保证铸出，因其冷却速度快又是在压力下

18、结晶，表面层结晶细密，强度刚度较高，所以选择铸铝作为左侧盖的材料较为合适。根据左侧盖是大批生产需要较高的生产效率，可通过压铸机实现生产过程的自动化。2.2 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理使用使加工得到保证，生产效率得以提高。否则加工工艺过程中会出现很多问题，更有甚者还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。2.2.1 粗基准的选择粗基准选择的好坏对以后各加工表面的加工余量分配加工，加工表面与不加工表面的相对位置均有较大的影响。因此必须重视粗基准的选择。粗基准选择的要求是能保证加工表面与非加工表面之间的位置要求及合理分配各加工表面的余量，同时选择粗基准是为

19、后续工序提供必要的精基准，具体选择时应考虑以下原则：（1）选择粗基准时，应合理分配各加工表面余量。保证各加工面都有足够的加工余量，选择毛坯余量小的面为粗基准。为了保证加工面的余量均匀，应选重要加工面为粗基准。（2）一般选择不加工表面为粗基准。（3）必须考虑定位准确、夹紧可靠以及夹具结构简单操作方便。（4）粗基准一般只在第一道工序中使用，尽量避免重复使用。根据上述粗基准的选择原则及零件的特点，现选取与结合面平行的不加工表面及其垂直的凸棱作粗基准加工结合面。然后以结合面及已铸出的8-8.5孔中的两个孔定位加工定位销孔。2.2.2 精基准的选择精基准的选择主要考虑的问题是如何保证加工精度和夹具安装的

20、准确方便。根据精基准的四个原则：(1)基准重合原则；（2）基准统一原则；（3）自为基准原则；（4）互为基准原则。以后各道工序均可以以结合面及两定位销孔作精基准，从而做到了基准统一，便于保证各加工表面的相互位置精度，避免基准变换所产生的误差，并可以简化专用夹具的设计和降低制造加工成本。2.3 制造加工工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度等技术要求得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批量生产的前提下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效益，以便使生产成本尽可能的降低，总之，在制订工艺路线时，应遵循:“优质、高产、低消

21、耗”的原则，使制订的工艺路线在现有的条件下最为合理。根据所学的理论知识结合本零件的加工特点，初步拟定了两套工艺路线：2.3.1 工艺路线方案一工序1 车结合面 工序2 钻铰两销孔中间检查 工序3 铣内侧面 工序4 铣13H8下端面 工序5 铣13H8上端面 工序6 铣端面（中间轴孔端面和8孔端面） 工序7 铣中间轴孔另一端面 工序8 钻铰3-13孔 工序9 钻铰3-10.6孔 工序10 钻铰3互锁孔 工序11 钻铰13H8孔，攻丝M18 工序12 镗铰孔16H8、13H8、8H11、锪平面21、扩孔22 工序13 锪11平面、镗铰孔8H11、镗铰23H9、13H8、并倒角 工序14 车沟槽 工

22、序15 锪8平面、钻12.4孔 工序16 挤孔 工序17 清洗 工序18 终检2.3.2 工艺路线方案二工序1 车结合面 工序2 钻铰两销孔 工序3 中间检验 工序4 铣内侧面 工序5 铣13H8下端面 工序6 铣13H8上端面 工序7 铣端面（中间轴孔端面和8孔端面） 工序8 铣中间轴孔另一端面 工序9 钻铰3-13孔 工序10 钻铰3-10.6孔 工序11 钻铰3互锁孔 工序12 钻、扩、铰13H8孔，攻丝M18x1.5 工序13 镗铰孔H168、13H8、8H11、锪平面21、扩孔22 工序14 锪11平面、镗铰孔8H11、镗铰23H9、13H8、并倒角 工序15 锪18平面，钻12.4

23、孔 工序16 车沟槽 工序17 挤孔 工序18 清洗 工序19 终检2.3.3 工艺路线的分析与比较工艺路线的拟定有几个原则：即先基面后其它、先粗后精、先主后次、先面后孔的原则。对比方案一、二可以看出:都先加工定位基准，结合面和定位销钉孔，然后以结合面和定位销孔为精基准加工其它表面。不同之处在于：方案二在加工定位销钉孔工序后加了一道中间检验工序，因此后加工均以一面两孔定位，所以结合面和定位孔的加工时最重要的两道工序，在其后安排检验，可避免出现因定位不准确而造成的废品。方案二季基本上贯彻了这些原则，并且生产率很高，劳动成本低。因此，选择方案二作为此次加工方案较合理。工艺过程详见：“机械加工工艺过

24、程卡片”。2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定4T17变速器左侧盖零件材料为ZL104，硬度为5070HB，毛坯重量为0.9kg，生产类型为大成批生产，采用压力铸造毛坯。根据上诉原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸如下：2.4.1 车结合面此表面为以后各道工序的基面，分粗铣和半精铣两工步进行，最后保证工序尺寸100.018mm，确定余量如下：3.2粗铣 Z=1.8mm 半精铣 Z=0.2mm 表面质量： 1006、 2.4.2 两定位销孔8F9两孔是以后各工序的定位基准，要保证1900.05mm 钻孔7.8 Z=3.9mm 铰孔8F9 Z=0.1m

25、m12.52.4.3 两内侧面要保证两内侧面间距离为,保证表面质量 ，加工质量Z=2mm。3.22.4.4 3-13F9孔要保证两侧面对应孔的同轴度0.03，孔内表面 ，中间孔与两侧面孔间距离为，孔到定位基准面130.1mm。扩孔到12.8 2Z=1.8mm 铰孔到13F9 2Z=0.23.22.4.5 换挡轴孔13H8保证 扩孔到12.6 2Z=1.6mm铰孔到13H8 2Z=0.4mm3.22.4.6 中间导轴孔13H8和16E8要保证同轴度 表面质量 ，需同时加工。镗孔至15 2Z=1.5mm 铰孔至15E8 2Z=1mm铰孔至13H8 2Z=0.5mm2.4.7 钻、扩3-10.6孔钻

26、孔至9 2Z=6mm 扩孔至10.6 2Z=1.6mm2.4.8 钻、铰6.2孔钻孔至6 2Z=6mm 铰孔至6.2 2Z=0.2mm2.4.9 扩、铰孔、攻丝扩孔至12.6 2Z=1.6mm扩孔至20 2Z=0.2mm扩孔至 2Z=3mm 铰孔至 2Z=0.4mm锪至至30 Z=1.8mm扩孔至16.5 2Z=1.5mm攻丝 2Z=1.5mm2.4.10 车沟槽2Z=4.2mm2.5 确定切削用量及基本工时工序1：车结合面1、加工条件：加工材料：铝硅合金ZL104 b=29kgf/mm2压铸件加工要求：结合面为以后各道工序的基面，故精度要求高，分粗车、精车两步进行。尺寸 10+0.2mm 机

27、床：C620普通车床刀具：刀片材料W18Cr4V 刀杆尺寸16X25mm22、计算切削用量（1）粗铣结合面1）毛坯壁厚加工余量1+0.25mm粗车 p=0.7mm p=0.7mm2)铝合金铸件粗车进给量0.20.8mm/r 取 f=0.71mm/r(按机床说明书取) f=0.71mm/r3）计算切削速度 （切削用量手册P42表21） 其中T=60min=0.28 yv=0.50 Cv=328Kv=0.752得VC=97m/min VC=97m/min4）计算机床主轴转速 按机床说明书取n=480 n=480则实际切削速度V=Vcx480/514=90m/min v=90m/min5）计算切削工

28、时T1=(l+y)/(nf)=(60+1)/(480x0.71)=0.178min t=0.178min(2)精车结合面1）p=0.3mm p=0.3mm2) 选进给量f=0.2mm/r f=0.2mm/r3)切削速度=328x0.752/()=202.5m/min4)机床主轴转速nc1000vc/3.14/d=1000x202.5/3.14/60=1074.8r/min按机床说明书取n=955r/min切削工时t2=(l+y)/ n/f=0.319min t2=0.319minT=t1+t2=0.178+0.319=0.497min工序2 ：钻、铰销孔 8F91、加工条件： 加工要求：两孔为

29、以后各道工序的定位孔，精度要求较高，其中心距要求190 0.05mm，深度要求：有效深度7mm不许透。机床：摇臂钻床Z35 刀具：高速钢麻花钻d=7.8mm。 硬质合金铰刀d=8mm。2、计算切削用量：（1）钻孔至7.8mm1）切深：a=3.9mm a=3.9mm2）f=0.4mm/r （查机制加工工艺手册表4.2-13） f=0.4mm/r3)切削速度其中T=35 m=0.125 y=0.4 C=40.7 d=7.8 Z=0.25 x=0 计算得V=40m/min V=40m/min4)计算机床主轴转速 按机床说明书取n=1700r/min n=1700r/min 故实际切削速度 V=42m

30、/min5)计算切削工时 t=0.059min（2）铰孔至8F91)切深a=0.1mm a=0.1mm2)进给量f=0.2mm/r (机械工业简明手册P146表4.2-9) f=0.2mm 3）选切削速度V=24m/min V=24m/min4)主轴转速 按机床说明书取n=950r/min n=950r/min 故实际切削速V=24m/min V=24m/min5)切削工时 t=0.105min t=0.164min工序3：中间检查检查两销孔尺寸满足1900.05工序4：铣内侧面1、12.5加工条件加工要求：表面质量 ，保证两平面间距，粗铣一次即可完成。机床：卧式升降台X63T。刀具：选两把高

31、速钢镶齿三面刀铣刀，d=200mm,齿数z=20。2、计算切削用量1）铣削深度a=2mm a=2mm铣削宽度a=64mm a=64mm2）进给量f 每齿进给量a=0.15mm/z(机械加工工艺手册P9-100) 进给量 f=3mm/r3)计算铣削速度其中T=180 m=0.2 y=0.4 C=148 u=0.3q=0.25 x=0.1 p=0.1 计算得V=311m/min V=311m/min4)主轴转速按机床说明书选取n=560r/min n=560r/min故实际切削速度 V=352m/min5)铣削时间 t=0.054min工序5：铣13H8下端面12.51、加工条件加工要求：表面质量

32、 ，保证尺寸410.3，一次加工即达到加工要求。机床：立式铣床X52k。刀具：高速钢粗铣锥柄立铣刀。d=32mm，齿数z=42、计算切削用量1)铣深a=1mm a=1mm 宽度a=30mm a=30mm2)进给量f 每齿进给量a=0.5mm a=0.5mm(机械加工工艺手册P9-100)（第一卷）f=4a=2mm/r f=2mm/r3)切削速度其中T=90 d=32 m=0.33 y=0.2 C=148u=0.3 q=0.45 x=0.1 p=0.1 u=0.3 计算得V=57m/min V=57m/min4)计算主轴转速 n=567r/min按机床说明书选取n=600r/min n=600r

33、/min故实际切削速度 V=60m/min5)铣削工时 t=0.03min工序6：铣13H8孔另一个端面12.51、加工条件加工要求：表面质量 ，保证尺寸410.3，一次粗铣即达到加工要求。机床：立式铣床X52k。刀具：高速钢粗齿铣锥柄式立铣刀。d=32mm，齿数z=42、计算切削用量1)铣深a=1mm a=1mm 宽度a=22mm a=22mm2)进给量f 每齿进给量a=0.1mm/z a=0.1mm/z(机械加工工艺手册P9-100)（第一卷）进给量f=4a=0.4mm/r f=0.4mm/r3)选铣削速度V=75,m/min V=75m/min(机械工程手册表46.4-7)（第八卷）4）

34、主轴转速 n=746r/min 按机床说明书选取n=750r/min n=750r/min 故实际铣削V=75.36m/min V=75.36m/min5）切削工时 t=0.1min工序7：铣中间轴孔端面及8孔端面1、加工条件：加工要求：铣轴孔端面及8孔端面，R=12.5mm。机床：X52k刀具：硬质合金YG6，高速钢粗齿锥柄立铣刀。 d=80mm，齿数z=42、计算切削用量（1）铣轴孔端面1）切削深度a=1mm a=1mma=40mm a=40mm2）进给量f当使用YG6刀具，且机床功率为7Kw时 a=0.140.24mm/z 取a=0.2mm/z （按切削手册P150表21） 则f=za=

35、0.8mm/r f=0.8mm/r3）铣削速度铣削速度的计算公式为：其中T=180min m=0.2 y=0.4 C=124 K=0.1 p=0.1 u=0.15 q=0.25 x=0.1计算得V=31.6m/min V=31.6m/min4）确定机床主轴转速按机床说明书选取：n=150r/min n=150r/min（机制工艺简明手册表6.2-7）故实际切削速度 V=37.7m/min5）计算切削工时 t=0.3min（2）铣8孔端面时的切削工时 t=0.2minT=t+t=0.3+0.2=0.5min t=0.5min工序8：铣中间轴另一端面12.51、加工条件加工要求：端面粗糙度 。机床：K52k