加工汽车变速器上盖组合机床设计-文献综述

加工汽车变速器上盖组合机床设计1、前言组合机床是以通用部件为基础，配以按工件特定外形和加工工艺设计的专用部件和夹具，组成的半自动或自动专用机床。组合机床一般采用多轴、多刀、多工序、多面或多工位同时加工方式，生产效率比通用机床高几倍至几十倍。由于通用部件已经标准化和系列化，可根据需要灵活配置，能缩短设计和制造周期。因此，组合机床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中的广泛应用，并可用以组成自动生产线。组合机床一般用于加工箱体类或非凡外形的零件。加工时，工件一般不旋转，出刀具的旋转运动和刀具与工件的相对进给运动，来实现钻孔、扩孔、锪孔、铰孔、镗孔、铣削平面、切削内外螺纹以及加工外圆和端面等。有的组合机床采用车削头夹持工件使之旋转，出刀具作进给运动，也可实现某些回转体类零件(如飞轮、汽车后桥半轴等）的外圆和端面加工。二十世纪 70 年代以来，随着可转位刀具、密齿铣刀、镗孔尺寸自动检测和刀具自动补偿技术的发展，组合机床的加工精度也有所提高。铣削平面的平面度可达 0.05 毫米-1000 毫米，表面粗糙可抵达 0.63-2.5 微米：镗孔精度可达 IT7-6 级，孔距精度可达 0.02-0.03 微米。专用机床是随着汽车工业的兴起而发展起来的。在专用机床中某些部件因重复使用，逐步发展成通用部件，因而产生组合机床。2、发展现状在看到我国零部件机械行业获得长足发展的同时，一些潜在的问题也不容忽视。首先，我国多数机械企业规模偏小，抵抗风险能力有限，回款率低，流动资金不足。其次，也如同其他产品一样，我国零部件机械存在着科技投入不足、创新能力偏低等问题。对基本研发的投入很少，采用挖人才、 “偷”技术的方式很普遍。所以各家的产品都是大同小异，很少有标志性的技术，原始创新很少。第三，零部件机械厂家正面临着水、电、钢材等原材料持续上涨的压力，利润损失较大，不利于进一步扩大生产。第四，对出口欧洲、美国等发达国家和地区的产品，由于不熟悉其市场准入和标准，经常遭遇“专利门槛”问题，对产品出口产生不利影响。 认清趋势促进发展 。针对上述问题，相关企业要重视创新，主动加大科技投入；树立尊重知识、保护知识产权的法律意识；企业对技术骨干要有留人和防挖办法；可在市场接受的范围内，适当进行涨价，以促进生产发展。 在组合机床自动生产线上可以完成一系列的切削加工工序。组合机床及其自动生产线所使的通用部件是具有特定功能，按标准化、系列化通用化原则设计、制造的组合机床基础设计部件。每种通用部件有合理的规格尺寸系列，有适用的技术参数和完善的配套关系。组合机床以其独特的特点在现代化的生产中占有重要的地位，其特点如下：（1） 组合机床上的通用部件和标准部件占全部机床零部件总重量的 70 80，因此设计周期短，经济效益好。（2） 由于组合机床上采用多刀加工，机床自动化程度高，因此生产率高，产品质量稳定，劳动强度低。（3） 组合机床的通用部件是经过周密设计和长期生产实践考验的，又有专门厂家成批生产，它与一般专用机床比较，其结构稳定，工作可靠，使用和维修方便。（4） 组合机床加工零件，由于采用专用夹具、组合刀具和导向装置等，产品加工质量靠工艺装备保证，对操作工人的技术水平要求不高。（5） 当机床被加工的产品更新时，专用机床的大部分部件要报销。组合机床的通用部件是根据国家标准设计的，并等效于国家标准，因此其通用部件可以重复使用，不必另行设计和制造。（6） 组合机床易于联成组合机床自动线，适用于大规模和自动化生产需要。本次设计的主要是为了使我们通过对组合机床的设计，对其结构及工作原理有个初步了解。同时经过设计完成组合机床达到加工工件的目的。在设计过程中需要查阅多种设计手册，对各种设计手册也有了一定了解，对以后走上工作岗位有很大的帮助，对以往所学的理论知识也是一个巩固，把所学与实践相结合起来。本次设计主要是为了钻汽车变速器上盖 2- 8.5H10 孔和 4- 8.5 孔，年生产汽车变速器上盖 6 万件，单班生产。3、变速器发展趋势：世界最大的手动变速器制造商德国 ZF 公司预测说，到 2012 年北美市场出售的汽车中将只有 6%是手动挡。欧洲与美国有很大的不同。有机构预测，到 2013 年，欧洲有 52%的还是手动挡，配备手制动变速器的将占 10%，配备无极变速器的将占2%，配备双离合器变速器的将占 16%。欧洲人崇尚节能、环保，喜欢开小型车，更青睐手动变速器的经济燃油性。而在日本变速器市场，CVT 的市场份额占据绝对优势。在我国，据调查 2007 年手动变速器的市场比重为 74%,占据较大的市场份额。从2002 年到 2007 年间自动挡变速器占有率从 9%增长到 26%，Global Insight 公司预计到 2012 年自动挡变速器将占据 33%的份额，而乘用车市场自动挡所占的比例可能达到 44%。从 2002 年到 2006 间，女性用户从 20.3%增长到 30.9%，而自动挡变速器使用方便特点深受女性用户群的喜爱。另外在消费者调查中最受关注的汽车配件中，第一名是安全气囊，第二就是自动档的变速器，在中国自动挡的变速器的市场是十分乐观的。同时手动挡变速器的节能性，经济性以及驾驶娱乐性也决定了其不可替代性。目前，国内企业对变速器的这几种技术都有不同程度的研发，其中，CVT 的产业化和科研水平走在最前面，AMT 正在加速产业化。近日，在国家发改委的推动下，国内 10 家以上整车企业已经和美国博格华纳公司成立了一家名为“中联发实业有限公司”的合资企业，共同研发双离合器变速器的关键技术。全球掌握 DCT 技术的公司主要就是博格华纳公司和舍弗勒公司。4、变速器的一般结构：1、简单式变速器的基本结构：由壳体、传动部分和操纵部分组成。(1)壳体：壳体是基础件，用以安装支承变速器全部零件及存放润滑油。其上有安装轴承的精确镗孔。变速器承受变载荷，所以壳体应有足够的刚度，内壁有加强，形状复杂，多为铸件(材料为灰铸铁，常用 HT200)。为便于安装，传动部分和操纵部分常做成剖分式，箱盖与壳体用螺栓联接并可靠定位。壳体上有加油、放油口，油面检查尺口，还应考虑散热。(2)传动部分：是指齿轮、轴、轴承等传动件。轴的几何尺寸通过强度、刚度计算确定。因主要决定于刚度，而碳钢与合金钢弹性模量近乎相等，所以一般用碳钢(常用 45 钢)。只有齿轮与轴制成一体或轴载荷严重才用合金钢。轴与齿轮多为花键联接(对中性好，能可靠传递动力，挤压应力小等)。轴的花键部分和放轴承处经表面淬火处理。轴多用滚动轴承支承，润滑简单，效率高、径向间隙小，轴向定位应可靠。润滑方式多用飞溅(25ms，只要粘度适宜可甩到壁上)。(3)操纵部分：主要零件位于变速器盖内。2、组成式变速器结构特点：简单式变速器有效率高、构造简单使用方便钧优点矿但档数少，i 变化范围小(牵引力、速度范围小)，只宜在档数不多的某些车工采用。若增加 i 的范围，则使变速器尺寸加大，轴跨度增加，为了既增加档数又不使轴跨度过大，可采用组成式变速器。所谓组成式变速器，通常由两个简单式变速器组合而成，其中档数较多的称为主变速器，较少的称为副变速器。组成式变速器的优点：(1)可以减少齿轮个数，而且档数越多减少齿轮个数的优点愈明显。同简单式变速器相比，它可缩短轴的长度，减少整个变速器的外部尺寸和重量，并且能方便地得到不止一个倒档。所以当前进档数超过六个档时，几乎都用组成式变速器。(2)传动：比变化率 大：若主变速器传动比变化率 zu=3，副变速器fu=4 则 =12；若使简单式变速器 =12，结构往往很难合理。组成式变速器的缺点：（1）档组间传动比有对应关系，不易使每档的 2，(速度及牵引力)都很理想。（2）换档操纵麻烦，有时要操纵两个变速部分，若为插花换档还不便记忆。为了减少操纵动作，最好能顺序换档。为此要求重视档次编排十使第灭档组传动比全部大于第 11 档组，达到多数相领排档的变换只需操纵主变速的目的，这样才最为方便。 5、变速器的基本要求：1、保证汽车有必要的动力性和经济性2、设置空挡，用来切断发动机动力向驱动轮的传输3、设置倒档，使汽车能倒退行驶4、设置动力输出装置，需要时能进行功率输出5、换挡迅速、省力、方便6、工作可靠7、变速器应当具有高的工作效率8、噪声低6、变速器的比较：从全球范围来看，主要的几种自动变速器是 AMT(手自动一体)、AT(自动)、CVT(无极变速)和 DCT(双离合变速器),它们各有优缺点。AT 节能效果差一些，但是舒适性好，元器件可靠性高，其生产历史长，使用范围大。CVT 适合小型车，AMT在换挡时有短暂的中断，舒适性差一些。DCT 结合了手动变速器的燃油经济性和自动变速其的舒适性，它是从传统的手动变速器演变而来，目前代表变速器的最高技术。7、总结在国内外组合机床已发展成为一个新兴的工业部门。由于技术、经济、生产上的原因，早在 50 年代已经迅速发展并具有专门经营这项业务的企业。在技术上，由于传统的普通机床精度低、并且不能同时加工同一零件，导致生产效率低。而社会生产力的巨大发展要求制造技术向高精度与高效率方向前进。而组合机床是以通用部件为基础，配以少量专用部件，对一种或若干种工件按预先确定的工序进行加工的机床。它能对工件进行多刀、多轴、多面、多工位、同时加工。采用组合机床即能提高生产率又能提高加工精度。在经济上，如果就设备以淘汰的形式更换为新设备则耗资巨大，很不经济，而采用组合机床加以现代化，为中小型企业和大企业创造了可观的经济效益。在生产上，组合机床最适合多品种，中小批量生产，很符合现代化机械制造业的生产需要。就本课题的国内外概况而言，我国是拥有上百万台机床的国家，要在短时间内实现机床多方位加工和高效率、高精密、设备的更新，国情上讲全面更新是不大可能的，组合机床的设计就以成为一个重要的研究方向。因此组合机床的设计加以自动化将会使得我们的国家的制造业迅速发展。在组合机床设计中引入了微机，不但技术上具有先进性，同时应用上也比传统的机床有了较大的通用性和可用性。参考文献 1 、沈阳工业大学，大连铁道学院，吉林工学院组合机床设计M上海科技技术出版社.19792、王先奎机械设计工艺学.M机械工业出版社.20063、李庆宇机械制造设计装备设计.M机械工业出版社.20064、机床设计手册编写组机床设计手册M、M北京机械工业出版社.19795、哈尔滨工业大学编专用机床设计与制造