汽车变速箱上盖的机械加工工艺规程及夹具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 汽车变速箱上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安全的工作环境 ， 防止内部零件在暴露环境下工作 。 上盖上还设计了检查 窗 ，是为了便于观查内部元件的工作情况。 本设计说明书是在毕业设计过程中撰写完成的，是对变速箱 上盖 加工 工艺 、 工装设计 的说明、分析和论证。 主要内容有：上盖的工艺规程制定、典型加工工序分析、专用夹具设计、专用刀具设计、专用量具设计。 通过这些我对变速箱上盖零件制造活动有一个总体的，全貌的了解与把握，能够掌握金属切削过程的基本规律，掌握机械 加工的基本知识，能选择加工方法与机床，刀具，夹具及加工参数，具备制定工艺规程的能力和掌握机械加工精度和表面质量的基础，初步具备分析解决现场工艺问题的能力。 关键词： 工艺；工装；夹具；刀具 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is an of it a to of in on of in to of of is in of of of a of of I on an to be to of of to of a of to 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 绪 论 . 1 1 机械加工工艺规程的制定 . 2 零件的工艺性分析 . 2 零件的功用 . 2 零件的结构特点与工艺性 . 2 主要加工表面及其技术要求 . 2 确定生产类型 . 2 零件毛坯选择 . 4 零件毛坯材料选择 . 4 变速箱上盖的毛坯 . 4 毛坯的 制造方式 . 4 零件加工工艺规程的制定 . 5 选择加工方法和加工方案 . 5 定位基准的选择 . 5 热处理及检验的选择与安排 . 6 拟定工艺路线 . 6 选择各工序加工机床设备及工艺装备 . 8 确定各工序的工序尺寸、表面粗糙度及检验方法 . 10 确定典型工序的切削用量及工序基本工时定额 . 11 工艺过程的技术经济性分析 . 15 2 夹具设计 . 16 铣床夹具的设计 . 16 夹具功能简图和工作原理 . 16 铣床夹具的定位方案设计 . 17 铣床夹具的定位误差分析 . 18 切削力与夹紧力的计算 . 18 铣床夹具的夹紧装置与机构设计 . 21 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 铣床夹具的动力装置设计 . 23 钻床夹具的设计 . 24 钻床夹具的定位方案设计 . 24 钻床夹具的定位误差分析 . 25 钻削力与夹紧力的计算 . 26 夹具的夹紧装置与机构设计 . 30 钻床夹具的动力装置设计 . 32 3 专用刀、量具设计 . 33 专用刀具设计 . . 33 钻铰复合刀具设计应考虑的问题 . 33 钻铰复合刀具设计步骤及方法 . 34 钻铰复合刀具结构尺寸图 . 36 专用量具设计 . 37 量规工作尺寸的确定 . 37 量规的技术要求 . 39 量规的结构尺寸 . 39 结 论 . 41 致 谢 . 42 参考文献 . 43 附录 A 英文文献 .录 B 中文翻译 .文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 绪 论 制造业是国家发展与社会进步的基础，而汽车制造将是未来面对普通消费者的主要的机械制造产品，而随着国家的发展人民生活水平的提高，人们对汽车的需求和要求必定变的更多，所以我们有必要对汽车及汽车零件的设计与加工投入更多的精力 。而我将在毕业后前往一家以机械生产为主的企业工作，所以了解机械中零件的加工工艺特点及工艺工装设计是非常必要的。 通过对汽车变速箱上盖工艺工装设计可以对大学四年里所学 习的机械制造工艺学，机床夹具设计，金属切削原理与刀具，互换性与技术测量等许多课程进行复习与提高，并掌握综合应用专业知识的能力。在此设计中，我将绘制一张变速箱上盖零件图；编写上盖加工的工艺规程；设计两套专用夹具；设计专用刀、量具各一套。通过这些对汽车变速器制造活动有一个总体的，全貌的了解与把握，能够掌握金属切削过程的基本规律，掌握机械加工的基本知识，能选择加工方法与机床，刀具，夹具及加工参数，具备制定工艺规程的能力和掌握机械加工精度和表面质量的基础，初步具备分析解决现场工艺问题的能力，了解当今 先进制造技术和先进制造模式的发展状况。并为将来毕业后的工作打下良好的基础。 为了更好的进行此次毕业设计我在校图书馆与辽宁省图书馆借阅了许多资料，其中对设计帮助比较大的有侯家驹编的汽车制造工艺学，张耀宸编的机械加工工艺设计实用手册，杨黎明主编的机床夹具设计手册，现代机械制造工艺装备标准应用手册编委会编的现代机械制造工艺装备标准应用手册等许多图书。 由于本人水平有限，经验不足，设计中必定有许多错误的地方，还请各位老师批评，指正。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 机械加工工艺规程的制定 零件的工艺 性分析 零件的功用 此次设计的课题是关于汽车变速箱上盖的工艺工装设计。变速箱的上盖是汽车变速箱的重要组成部分。汽车变速箱内有很多的精密的齿轮，轴等零件，结构体系也较为复杂。为了保证内部的全部零件不再暴露的环境下工作，防止灰尘油污以及其他一些物质进入到箱体内部腐蚀零件，为箱体做一个上盖是很必需的。 零件的结构特点与工艺性 变速箱上盖是典型的铸造箱盖类零件。结构上的特点就是扁平，长度宽度尺寸大，高度方向尺寸不大。考虑到上盖零件的毛坯选择铸造加工而成，在构型方面基本符合毛坯铸造方法的要 求。非加工的成形面都采用了利于脱模的倒圆角设计。为了能在不拆卸上盖全体的条件下观察与检修内部元件的运作和故障情况，在零件设计时考虑到了在上盖的顶部设计一个检查口，为一凸台结构。与箱体装配的接合面尺寸很大，当用螺栓和定位销将其与变速箱主体结合的时候，大的接合面能保证接合的密封性。但是考虑到加工的质量和经济性，零件设计中简化了加工平面。在能保证接合的要求的前提下，加工表面的粗糙度等精度要求尽量降低。并且还在接合面上设计了装配定位孔和工艺定位孔，保证了装配的精度。 主要加工表面及其技术要求 变速箱上 盖的加工内容主要是关于平面和孔的加工。 平面的加工主要包括： 1、 底部大接合面的加工，技术要求：表面粗糙度 2、 凸台小平面的加工，技术要求：表面粗糙度 大接合面距离要求90 、 上盖内侧两端面的加工 ,技术要求：表面粗糙度 端面之间距离要求 90 孔的加工包括： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 、 大接合面上 14 个直径 11通孔加工，没有特别的技术要求。 2、 2 个直径 13装配定位孔的加工，技术要求：表面 粗糙度 径精度要求 13 、 2 个直径 11工艺定位孔的加工，技术要求：表面粗糙度 径精度要求 11 、 内壁顶部的 4 个 术要求：表面粗糙度 对D 基准位置度要求 最深处至大接合面距离要求 78 m 5、 顶平面的 4 个 纹孔的加工，技术要求：相对于 D 18 6、 凸台上 纹孔的加工，技术要求：表面粗糙度 对于 D 基准位置度要求 孔。 7、 上盖上 纹斜孔的加工，技术要求：孔中心轴线与 Z 轴角度 45 度，高度方向尺寸要求 55 度尺寸要求 26 8、 上盖两端 4 个直径 16深孔钻扩加工，技术要求：表面粗糙度 孔 16 扩孔要求 20 中心线间距 高度方向距大接合面距离 37 线度 对 D 基准位置度 对 E 基准位置度 参见变速箱上盖零件图）。 9、 上盖内壁阶梯孔的加工， 技术要求：孔直径为 912139位要求有 2 个，相对 C 基准的位置度要求 对 F 基准的垂直度要求 确定生产类 型 因变速箱上盖的生产产量很大，采用专用设备和专用工艺装备，广泛采用高效的专用机床等，且大多数设备经常重复进行某个工序的加工。根据变速箱上盖的这些生产特点，确定生产类型为大量生产。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 零件毛坯选择 零件毛坯材料选择 考虑到变速箱上盖的生产类型是大批量生产，结构形状较为复杂，制造精度不高，几何尺寸也比较大，以及考虑到生产经济性。 所以其毛坯的材料选用容易成型，吸震性好，加工工艺性好和成本低的灰口铸铁 ， 其性能 03。 变速箱上盖的毛坯 毛坯图是毛坯制造和编制零件加工工艺的重要零件。制定工艺过程时，需要分析毛坯图，主要是分析粗加工的定位基准，其次分析铸件毛坯的分型面，浇口，冒口的位置，拔模斜度，圆角半径的大小。 铸件毛坯如图 示： （ a） (b) (c) 图 毛坯的制造方式 毛坯制造方法的选择时应考 虑下列因素，生产类型；工件结构和尺寸；工件的机械买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 V 加工性能要求；工件的工艺性能要求。 分析此减速器箱体，毛坯采用砂型浇注成型，在砂型中保温 20到冷却消除铸件的应力，最终进行喷漆处理。分型面选用在轴承孔的轴向垂直面，取外面一侧为上盖，便于浇注，排气和出砂 3。 零件加工工艺规程的制定 选择加工方法和加工方案 上盖零件各个加工表面的加工方法和加工方案具体如下： 1、 底部大接合面：粗铣 精铣； 2、 凸台小平面：粗铣 精铣； 3、 内侧两端面：粗铣 半精铣； 4、 大接合面上 14 个 11：钻孔； 5、 2 个 13孔 6、 2 个 11孔 7、 内壁顶部的 4 个 孔 粗铰； 8、 顶平面的 4 个 纹孔：钻螺纹预孔 攻丝； 9、 凸台上 纹孔：钻螺纹预孔 攻丝； 10、 上盖上 纹斜孔：钻螺纹预孔 攻丝； 11、 上盖两端 4 个 16孔 扩孔； 12、 上盖内壁阶梯孔：钻孔 扩孔； 定位基准的选择 由于各加工阶段的加工性质不同，所以对定位基准的要求也有所不同。粗加工阶段的主要任务是切除大部分余量，切削力大，对定位基准的要求主要 是稳定可靠。定位基准表面应该足够大，并便于施加较大的夹紧力而不致引起工件变形。精加工阶段的主要任务是保证精度问题。此时大部分余量都已经被切除，工件的刚度有所下降，而加工精度要求更高，因此要在选择定位基准是要保证因定位而引起的误差很小。 由于工序性质不同，定位基准也不同。如在第一道工序中只能用毛坯表面来定位，这是粗基准。在以后各工序的加工中，可以采用已经切削加工的表面作为定位基准，这买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 是精基准。 根据以上关于定位基准选择的概述，具体到变速箱上盖的工艺加工过程，定位基准的选择大致如下：开始，先是凸台小平面和上盖 底部大接合面两个加工表面互为基准进行粗精铣加工。先是以大接合面为粗基准加工小平面，然后在以加工过的小平面为基准加工大接合面；在工序钻、扩、铰接合面上一系列孔以及螺纹预孔的工序当中，考虑到工件加紧的稳定可靠，以及考虑到与设计基准的重合，宜选择大接合面为精基准加工；在铣削内壁两端面的工序时，考虑铣削的力度加大，为保证加紧稳定可靠，依然宜选大接合面为精基准加工；在内壁顶部钻、铰 4 个 虑到保证工件在加工中不变形，宜选小平面为定位基准；在钻、扩内壁阶梯孔、两端 16孔，以及攻丝螺纹预孔的 工序中，考虑到加工方便、加紧可靠、且与设计基准重合等因素，还是选择大接合面为定位基准。 热处理及检验的选择与安排 在本次设计中，因为设计相关的零件材料为铸件，在其装配工作时承受的作用力很小，且没有较高要求的接合或者配合工作面，所以不需要安排调质，正火、退火等等的热处理工序。但需要安排一个清理砂冒口，喷砂的工序。 至于检验工序，考虑到零件本身的加工精度不是很高，且加工过程中变形破坏的可能性不大，所以不需要特别安排中间检验的工序。每道工序结束后，正常用游标卡尺、极限量规等检验。在最后的工序里，再按 图样要求做全面检查即可。 拟定工艺路线 拟订工艺路线是制订工艺规程的关键。工艺路线不仅影响加工质量和效率，而且影响工人劳动强度，设备投资，车间面积，生产成本等，必须进行多种方案的分析比较。加工方法的选择首先要保证加工质量；其次还要考虑生产率和经济性。 机加工工序安排应满足先基准后其他；先主后次，先粗后精，先面后孔等原则。 1、 工艺路线表 表 第一套工艺方案是根据机加工序安排的原则，参考类似零件的加工工艺编排的。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 一套工艺路线方案 (工序号 工序名称 1 铸 造毛坯 2 清理烧冒口，喷砂 3 粗铣，半精铣上盖凸台小平面 4 粗铣，半精铣底部大接合面 5 钻、铰 14 个 11孔 6 钻、铰 2 个 13的装配定位孔。 7 钻、铰 2 个 11工艺定位孔 8 中间检查 9 粗铣、半精铣内侧两端面 10 在内壁顶部钻铰 4 个 深孔 11 在凸台上钻 螺纹孔预孔 12 钻 螺纹斜孔的预孔 13 对 16 螺纹预孔攻丝 14 对 纹预孔攻丝 15 钻、扩上盖内壁 9、 12的阶梯深孔 16 在上盖一端钻、 扩 16深孔 17 在上盖另一端钻、扩 16深孔 18 钳，去毛刺，清洗上油 19 按图样要求检查入库 表 二套工艺方案是参考长春一汽变速箱加工的现场工艺编排的。 表 二套工艺路线方案 (工序号 工序名称 1 铸造毛坯 2 清理烧冒口，喷砂 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 粗铣，半精铣上盖凸台小平面 4 粗铣，半精铣底部大接合面 5 钻、铰 2、铰 2、铰 146 粗铣、半精铣内侧两端面 7 在内壁顶部钻铰 4 个 8 在上盖一端钻、扩、铰 16通孔 9 在上盖另一端钻、扩、铰 16通孔 10 钻、铰、扩上盖内壁 9、 12的阶梯深孔 11 在凸台上钻 螺纹孔预孔并攻螺纹 12 钻 螺纹斜孔的预孔并攻螺纹 13 钳，去毛刺，清洗上油 14 按图样要求检查入库 2、 两套工艺路线方案比较 第一套方案，虽然也能达到加工要求，但是工序明显不如第二套工序集中。钻铰上盖表面的一系列孔可以集中到一个工序中完成，减少装夹的次数，提高效率。钻螺纹预孔完全可以像第二套方案中集中到一个工序中完成。在 第八个工序中，方案一安排了一次中间检查，其实也是没有必要的。因为总体上前面这些加工工序精度要求都不是很高的，而且每道工序完成后都有专用的量具检验。增加一道工序不妥。还有就是第二套方案中将钻扩阶梯孔的工序安排在钻扩两端 16孔之后，因为阶梯孔很深，且与16加工完 16阶梯孔钻铰的时候自然就没有那么多的钻铰深度了，难度降低，更易保证精度。 第二套方案联结紧凑，适当选用一些专用工装、设备，效率和加工精度都更加有保障。对于大批量生产是比较合理的方安，加工中辅助时间少，可以高质 、高效达到各工序所需达到的要求。所以选用第二套工艺方案。 选择各工序加工机床设备及工艺装备 各个工序加工机床设备及工艺装备的选用情况具体如下： 1、 粗精铣凸台小平面：立式铣床 用夹具，立铣刀，游标卡尺。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 、 粗精铣上盖底部大接合面：卧式（万能）铣床 用夹具，端铣刀，游标卡尺。 3、 钻铰 14 个 11式钻床 用夹具，专用复合钻铰刀具，游标卡尺。 4、 钻、铰装配定位孔 2：立式钻床 用夹具，专用钻铰复合刀具，专用塞规 。 5、 钻、铰工艺定位孔 2立式钻床 用夹具，专用钻铰复合刀具，专用塞规。 6、 铣内侧两端面：卧式（万能）铣床 用夹具，端铣刀，游标卡尺。 7、 在内壁顶部钻、铰 4 个 式钻床 用夹具，直径 径 用塞规，深度卡尺，孔距量规。 8、 在凸台上钻 纹孔的螺纹预孔：立式钻床 用夹具，直径分别为 标卡尺。 9、 钻 纹斜孔的预孔：立式钻床 用夹具，短麻花钻，游标卡尺。 10、 钻、扩上盖内壁阶梯孔：立式钻床 用夹具，直径 锥柄加长麻花钻，直径分别为 912径 专用塞规，深度卡尺。 11、 对 纹预孔攻丝：立式钻床 用夹具，直径分别 细柄机用丝锥，游标卡尺。 12、 对 纹斜孔预孔攻丝：立式钻床 用夹具，直径 细柄机用丝锥，游标卡尺。 13、 在上盖一端钻、扩 16式钻床，专用 夹具，直径 径 20径 16用塞规，孔距量规，深度卡尺。 14、 在上盖另一端钻、扩 16式钻床，专用夹具，直径 径 20径 16用塞规，孔距量规，深度卡尺。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 X 确定各工序的工序尺寸、表面粗糙度及检验方法 各个工序的工序尺寸、表面粗糙度及检验方法如表 示 3： 表 工序的工序尺寸、表面粗糙度及检验方法 (工序号 工序尺寸 检验方法 1 铸造毛坯 2 清理 3 粗洗上盖凸台小平面到尺寸（件高） 精铣小平面到尺寸（件高） 94，保证图纸尺寸 80,保证 标卡尺 0125； 糙度比较样块 4 粗铣上盖底部大接合面至尺寸（件高） 精铣底部大接合面至尺寸 90 保证 标卡尺 0125； 钻两个工艺定位孔达到 孔至尺寸 11 保证 两 个装配定位孔至尺寸 孔至尺寸 13 ，保证 14 个 11的通孔至尺寸 铰孔至尺寸 11 专用量规 粗糙度比较样块 孔距量规 6 粗铣内壁一端面至尺寸（两端面间距） 92 半精铣内壁一端面至尺寸（两端面间距） 定位孔尺寸保证 147 粗铣内壁另一端面至尺寸（两端面间距） 精铣此端面至尺寸（两端面间距） 90 ,保证表面粗糙度 标卡尺 0150;糙度比较样块 7 在内壁顶部钻 4 个深孔，直径至 度 59 精铰孔至图纸尺寸 保证 用塞规 孔距量规 深度卡尺 粗糙度比较样块 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 在上盖一端钻 2 个通孔至尺寸 两孔至 20 ,深 3，保证 两孔，至尺寸 16 ，保证 用 塞规 孔距量规 深度卡尺 粗糙度比较样块 9 在上盖另一端钻 2 个通孔至尺寸 两孔至 20 ,深 3，保证 两孔，至尺寸 16 ，保证 用塞规 孔距量规 深度卡尺 粗糙度比较样块 10 在上盖内壁钻深孔至尺寸 151 半精铰孔至尺寸 孔至尺寸 9,扩孔深 13 扩孔至尺寸 12,扩孔深 3 专用塞规 深度卡尺 11 在凸台上钻 纹预孔至尺寸 度 20 对 纹预孔攻丝，有效螺纹长度 18 钻 纹预孔至尺寸 孔 对 孔攻丝，攻透，保证 用塞规 深度卡尺 粗糙度比较样块 12 钻 孔的预孔至尺寸 孔 对预孔攻丝，攻透，保证 用塞规 角度仪器 粗糙度比较样块 13 清洗 14 检查入库 确定典型工序的切削用量及工序基本工时定额 选择第 7 道工序，钻铰内壁顶部 深孔。 加工条件：立式钻床 用刀具，专用夹具。 1、 钻孔至 深 59定背吃刀量 *d=钻头： 于工件材料是 170， 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 得： 进给量 f= T=2100s=35,3； 刀具材料选用高速钢，由资料查知： 1 2 , ； 又查表得： K7； 由于： 式中 v 钻削速度（ m/s）； f 钻削进给量（ mm/r）； 背吃刀量（ T 耐用度（ t）； 0d钻头直径 ( 、系数 ,由被加工的材料性质和钻削条件决定； 所以由以上数据可知道： 4 ； 由于： 01000 （ 式中 n 钻头转速（ r/ v 钻头切削速度（ r/ 0d钻头直径（ 所以： m 0 01 ； 查表 1n 取标准值 500r/文献中知： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3210（ 式中 1l 为钻孔深度（ 32 分别为刀具切入、退出长度（ n 钻头转速（ r/ f 钻头纵向进给量 (mm/r)。 而 所以： m 0 T 2、 铰孔至 达图纸要 求 铰刀选用直径 柄长刃机用铰刀， 由于工件材料是 170，所以查资料知：进给量 f=r。刀具材料选用高速钢 3,7。 查知： , 又查表得： 3,7， 由于： 0160 （m/s （ 式中 v 铰削速度（ m/s）； f 铰削进给量（ mm/r）； 背吃刀量（ T 耐用度（ t）； 0d铰刀直径 ( 、 系数 ,由被加工的材料性质和铰削条件决定。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 以由以上数据可知： 5 由于： 01000 （ 式中 n 铰刀转速（ r/ v 铰刀切削速度（ r/ 0d铰刀直径（ 所以： m 查 表 1n 取标准值 250r/文献中知： 3210而 所以： m 0 9 T 3、 辅助时间计算 由文献查表得： 件重量为 30间， 退 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 XV ,3 总的辅助时间为： m i ). . . . . .(4 98172,0 4、加工此工序所需的总时间 加工此工序所需的总时间 T 计算如下： m )(4 ,0,00 工艺过程的技术经济性分析 制订工艺规程时，在保证质量的前提下，往往会出现几 种不同的方案。其中有些方案生产率很高，但设备和工夹具的投资比较大；另一些方案可能投资比较省，但生产率较低。因此，不同的方案就有不同的经济效果。本设计的减速器壳体属于大量生产。其长年生产所以本设计中采用大投资建立生产线将有利于提高生产率。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 夹具设计 广义上说，为使工艺过程的任何工序保证质量，提高生产效率，减轻工人劳动强度及工作安全等的一切附加装置称为夹具。机床夹具是将工件进行定位，夹紧，将刀具进行导向和对刀，以保证工件和刀具之间相对位置关系的附加装置，简称夹具。 夹具主要起保证加工 质量，提高劳动生产效率；降低生产成本；扩大机床的工艺范围；减轻劳动强度等功用。 在本毕业设计中主要设计两道工序的专用夹具，一套为铣上盖凸台小平面的铣床夹具 ;一套为钻、扩上盖内壁阶梯孔的钻床夹具。 铣床夹具的设计 夹具功能简图和工作原理 一般夹具由以下几个