毕业论文(设计)汽车变速箱壳体加工工艺路线研究

毕业论文(设计)汽车变速箱壳体加工工艺路线研究内容摘要：

时代，也许这是我人生中最难忘的一页，也许这是我的人生转折点，无论如何我都应该好好珍惜这次机会，做好我的点睛之笔。 本次我的毕业设计题目是： BJ130 汽车变速箱壳体工艺及其夹具设计，一般 用于轻型货车，轻型客车上，他的作用是将机器部件和部件中的轴、 轴套、 齿轮等有关零件联成一个整体，并使之保持正确的相对位置，彼此协调工作，以传递动力，改变速度，完成机器部件的预定功能，因此箱体的加工和工艺以及加工质量直接影响到机器的使用性能、精度、和寿命。 BJ130 汽车变速箱壳体的生产纲领为： 5000 件 /年 零件的作用分析 零件的功用 是将机器部件和部件中的轴、 轴套、 齿轮等有关零件联成一个整体，并使之保持正确的相对位置，彼此协调工作，以传递动力，改变速度，完成机器部件的预定功能。 计算生产纲领、确定 生产类型 根据本零件所给的生产纲领为： 5000 件 /年 N=Qn（ 1+α%+β%）件 /年，由零件尺寸特征知道它是属于箱体类小型零件，因此可以确定生产类型为 — 大批量生产。 式中： N—— 零件的计划年产量（件） Q—— 产品年产量（辆） n—— 每台产品该零件数 β—— 废品率，根据生产条件各厂不一样。 生产条件稳定，产品定型，如汽车、机床等产品 β 一般为 %1%；当生产条件不稳定，产品试制，废品率可能高达 50%（如气缸盖铸造）。 一般取 β=210% α—— 备品率，根据用户和维修单位需要考虑，一般由调查和经验决定，可在 0100%之间变化。 一般取 α=20%，代入上式根据手册判断出为 5000 件 /年，大批量生产。 . . 零件的结构特点 1．外形基本上是由六个或五个平面组成的封闭式多面体，又分成整体式和组合式两种，结合面以外边框是平面为主，并带有两个工艺孔，里面为内腔。 2．结构形状比较复杂。 内部常为空腔形，某些部位有“隔墙”，箱体壁薄且厚薄不均。 3．箱壁上通常都布置有平行孔系或垂直孔系； 4．箱体上的加工面，主要是大量的平面，此外还有许多精度要求较高的轴承支承孔和精度要求较低的紧固用孔。 零件的工艺性分析和零件图的审查 该零件的 视图正确、完整、尺寸公差以及技术要求都符合图纸规定要求，但是该零件的形状复杂，有内腔、体积较大、壁厚薄不均匀、有若干精度较高的孔和平面，有较多的紧固螺纹孔等。 主要技术可以归纳为以下几点： 孔径精度 孔径的尺寸精度和几何精度、形状精度会影响轴的回转精度和轴承的使用寿命，因此零件对孔的精度要求较高，粗糙度要求达到。 孔与孔的位置精度 同一轴线上的各个孔的同轴度误差、平行度误差、孔端面垂直度误差，会影响主轴的径向跳动和轴向窜动，同时也使温度增加，并加剧轴承磨损。 一般同轴线上各个孔的同轴度约为最小孔径尺寸的 一半，即 D1 与 D2 的同轴度、 D3 与 D4 的同轴度。 主要平面精度 该零件的主要平面为 T3 面（连接面）、 T T2 面的粗糙度，斜方孔面的粗糙度、和轴承孔内的粗糙度，因为轴承的安装精度较高，所以内孔必须达到 的粗糙度标准。 孔与平面的位置精度 箱体零件一般都规定了主要轴承安装基面的平行度要求，本零件也不例外、 D1 与D D3 与 D4 孔、 T1 与 T2 面都有较高的垂直度，垂直度误差不大于。 . . 箱体的粗糙度 箱体上规定了粗糙度以外的平面和孔的粗糙度一律为铸造时的粗糙度不用加工，T3 面为 的粗糙度 确定毛坯画出毛坯图 毛坯材料的选择及其加工余量 材料的选择 一般箱体材料查《机械加工工艺手册》常采用灰铸铁 HT100～ HT400 我们这里选用HT200，因其价格便宜、并且有较好的耐磨性、可铸性、切削性和吸震性，有时候为了缩短生产周期和降低成本，在单件生产或某些简易的箱体也可采用焊接，某些情况下采用非灰铸铁。 该零件是用于汽车，采用 HT200 来铸造。 余量的确定 根据原始资料所给数据，计算出生产方式为：大批量生产。 因为是箱体类零件，我们采用机械砂型铸造，效率高能做出复杂的形状，查《机械加工工艺手册》机械砂型的铸造粗糙度等级为 8～ 10 级，从而得到毛坯的余量，取铸件的基本尺寸为 250 630，加工余量等级 8～ 10 根据查表得到单边为 7 ㎝。 而非加工面则不进行余量的取舍，利用铸造出来，冲差为 ㎝。 不含砂眼、疏松、夹渣等„铸造后进行人工时效处理，硬度为RB86～ 98。 T T2 面孔的余量 因为 D1～ D4 孔的尺寸相对较大，查《机械加工工艺手册》余量为： 7 ㎝其余不做考虑，都是实体，利用去除材料的方法得到。 T T2 加工余量公差分布图如图 21 所示。 图 21 T T2加工余量公差分布图 . . 毛坯名义尺 寸： 191+7=198 ㎝。 毛坯最大尺寸： 207+7 2=221 ㎝。 毛坯最小尺寸： 171+14=186 ㎝。 粗铣后最大尺寸： 2186 2=206 ㎝ 粗铣后最小尺寸： 21814=202 ㎝ 图 22 毛坯图 毛坯的铸造形式和热处理 因为该零件的生产为大批量生产，查《机械加工工艺手册》根据零件的复杂情况和性能，确定为机械金属模铸造，毛坯铸造时应该注意防止砂眼和气孔的产生，减少毛坯铸造时产生的残余应力，铸造后安排退火或时效处理，以减少零件的变形，并改善材料切削性能。 我们这里采用人工时效处 理，因为箱体的精度高、形状复杂、壁薄在铸造后应该时效处理。 一般精度要求的箱体，可利用粗、精加工工序之间的自然停放和运输时间，可以得到时效的功能。 但自然时效需要的时间较长，否则会影响箱体精度的稳定性。 对于特别精密的箱体，在粗加工和精加工工序间还应安排一次人工时效，迅速充分地消除内应力，提高精度的稳定性。 箱体的加工部位的加工方法以及工艺 主要加工表面 T3 面， TI， T2 面，斜方孔面， D1～ D6 孔， TI 与 T2 面的螺纹孔， T3 面工艺孔，上下锥孔（注油孔和方油孔），底面。 主要加工表面方法 T3 面：铣床利用端面 铣刀铣削。 T1 T2 面：组合机床两面同时加工，利用卧式铣床。 斜方孔面：立式铣床、圆柱铣刀。 . . 底面：立式铣床、端面铣刀。 进油孔面：镗床 T1 面， T T3 面螺纹 D D6 孔：组合机床上。 箱体加工时应遵循的原则 先面后孔 由于平面面积较大定位稳定可靠，有利与简化夹具结构减少安装变形。 从加工难度来看，平面比孔加工容易。 先加工平面，把铸件表面的凹凸不平和夹砂等缺陷切除，在加工分布在平面上的孔时，对孔的加工和保证孔的加工精度都是有利的。 因此，一般均应先加工平面，这样可以提供稳定的可靠的基准面，同时切除了 铸件的凹凸不平和夹渣等缺陷，对孔的加工和保护切削刃与工件加工时的对刀都很有利。 粗精分开 箱体均为铸件，加工余量较大，而在粗加工中切除的金属较多，因而夹紧力、切削力都较大，切削热也较多。 加之粗加工后，工件内应力重新分布也会引起工件变形，因此，对加工精度影响较大。 为此，把粗精加工分开进行，有利于把已加工后由于各种原因引起的工件变形充分暴露出来，然后在精加工中将其消除，箱体零件结构复杂，壁薄厚不均，主要平面和孔系的加工精度要求又高，因此应将主要表面的粗精加工工序进行分段，消除粗加工时造成的内应力，切削力、„ „等因素。 拟订零件机械加工工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度以及位置精度，技术要求，能得到合理的保证，在尽可能的情况下进行合理、经济、降低成本的前提下加工。 能够减少装夹次数，减少机床的使用次数，和高效率的加工，把工序集中起来提高生产率。 定位基准的选择 定位基准面选择是拟订零件的加工路线，确定加工方案先要做的是选择合理、适当的工件基准面，选择不当将直接影响加工质量和生产效率。 在选择时应该注意考虑以下三个方面： 以哪个表面作为加工时的粗、精基准面来达到统一基准，才能保证加工 精度使整个机械加工工艺过程顺利进行。 为加工上述精基面或统一基准，应采用哪个表面作为粗基准。 . . 是否有个别工序为了特殊的加工要求，需要采用统一的基准以外的精基准面的选择，根据精基准面的选择原则，首先应该考虑到基准重合的问题，既在可能的情况下，应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，根据工件的特点和加工要求，选择 T3 面为精基准面。 粗基准的选择 根据零件的结构和形状，粗基准选用底面进行粗基准的加工，主要考虑各加工面能否分配到加工余量，以及非加工面之间是否具有准确的相对位置，而毛坯其他次要面为次基准。 精 基准的选择 精基准选择是应该符合 “基准重合”“基准统一”的原则，保证主要加工面加工表面加工余量均匀，同时定位基面应形状简单、加工方便、以保证定位和夹紧可靠。 我们箱体零件采用“一面两孔”定位，从而达到了“基准统一”。 加工结合面 T3 时我利用T1 面和两个轴承孔。 加工工序方案确定 根据上面的方法和原则以及加工顺序的安排得到以下两套方案： 方案一： 工序号 工序名称 10 机械砂型铸造 20 人工时效上油漆 30 粗铣 T3 面 40 粗铣底面 50 粗铣两侧面 60 粗铣斜方孔面 70 钻 T3 面两个工艺孔 80 粗精镗  8  72 轴承孔，工作台回转 90176。 镗锥孔面。 90 钻 T1 面 、 R8 圆孔 100 清洗 找正 划线 110 精铣 T3 面 120 精铣 T1 面 . . 130 精铣斜方孔 140 钻 倒角 攻 螺纹 T1 面 M8 150 钻 倒角 攻螺纹 T2 面 M8 160 钻 倒角 攻螺纹 T3 面 M8 170 钻 倒角 攻螺纹 斜方孔面 M8 180 加工上下锥孔（加油孔） 190 清洁 上防锈油漆 200 总检入库 方案二： 10 机械砂型铸造 20 人工时效 、上漆 30 粗铣底面 40 粗铣 T3 面 50 粗铣 T T2 面 60 找正、划线、检查 70 钻 T3 面工艺孔 80 粗铣斜方孔面 90 清洗、找正、划线、检查 100 粗 精镗 85 、 72 回转工作台 90176。 镗上加油孔平面。 110 钻 绞  25 、 20 （ D D6） 120 铣 T1 面 、 R8 130 精铣 T3 面 140 精铣 T T2 面 150 精铣斜方孔面 160 检查、清洁、找正、划线。 170 钻、倒角、攻螺纹 T1 面 M12 180 钻、倒角、攻螺纹 T2 面 M 8 190 钻、倒角、攻螺纹 T3 面 M 8 200 钻、倒角、。