答辩PPT-拖拉机变速箱箱体机械加工工艺及其夹具设计

1、拖拉机变速箱箱体机械加工工艺及其夹具设计01 |绪论04 |夹具关键部件有限元分析05 | 结论03 | 粗镗轴承孔夹具的设计02 | 工艺规程的编制目 录CONTENTS01 |绪论1、选题的目的及意义农业生产中，变速箱会产生强烈的震动而且会有巨大的噪声影响操作人员驾驶。这是由于箱体加工的精度不高造成，为此需要合理设计加工变速箱箱体，提高加工的精度减少噪声及震动。研究目的 本次设计可以充分利用我在四年基础课程中学到的知识，并应用于实践中。它有助于我在将来的工作中可以更快的适应制造行业。研究意义2、发展现状和发展趋势变速箱箱体在国内外的发展现状国内发展现状：我国这些年变速箱箱体的研究对于外国来

2、说较少，大部分的科研单位主要的研究方向也仅是侧重于结构设计以及工艺分析。国外发展现状：在国外现在的研究侧重于研究怎样去优化制造变速箱箱体所采用的材料的物理性能以及对加工箱体以及箱体的整体结构进行优化。02 |工艺规程的编制本章简述本次设计的流程主要为对零件进行加工工艺分析确定加工工艺路线，在确定加工路线之后确定工序切削用量。箱体零件图零件的工艺分析分析可知为大批量生产，且主要功能为把变速箱与之相配套的轴，套筒，齿轮相关配件装配成一个完整的整体。其结构的分析如下：（1）其零件的基本外形是一个多个平面组成的多面体；（2）箱体内部为空腔形状，而且箱体壁的厚度在每一个地方都是不同的；（3）变速箱箱体壁

3、布有平行孔； （4）其加工的面大部分都是平面，同时拥有多个高精度要求的轴承支撑孔与要求的精度并不高的安装孔。其内部视图如图所示：零件的工艺分析技术要求如下：（1） 对于加工主轴承孔，要保持加工的轴承孔的尺寸，形状的精度以及轴承孔表面的粗糙度。（2） 注意保持孔系轴线间距离的平行度的尺寸精度、同一轴线上各孔的同轴度、孔的端部与孔轴线的垂直度等。（3） 在箱体的基准面加工中，定位的基准面需具有一定的表面平整度以及粗糙度。零件的工艺分析而且在设计变速箱工艺路线需考虑如下三点：1.零件时效处理零件结构较复杂且厚度不均，为防止铸造所产生的内应力影响接下来加工，需加入一道人工时效处理释放铸件内应力防止铸件

4、接下来的加工时发生变形。2.排列加工工序时，先面后孔先加工大平面利于定位和简化结构，减少加工中安装产生的变形且平面加工易于孔的加工。且先加工平面去除表面的异物，这样在加工平面上孔时，更加方便也确保了精度。3.粗加工和精加工步骤应分开工件铸造而成公差很大，切削量也很大且所需很大夹紧力及切削力并产生大量热并且在粗加工后，其内部也由于内力分布改变造成工件变形，影响接下来加工的精度。所以粗精加工应分开进行，使得精加工可以发现问题并解决。零件的工艺路线安排考虑上述因素并确定毛坯余量后进行工艺路线的安排。其工序如下所示：工序1：机器砂型铸造毛坯；工序2：人工时效（500550）度，上漆；工序3：划粗加工线

5、；工序4：粗铣顶平面然后再通过精铣顶平面定位采用大平面及平面上两个毛坯孔定位示意图如下：零件的工艺路线安排工序5：钻，铰、销孔，钻、扩、铰、攻顶平面所有的孔，定位方式上同示意图如下；工序6：粗铣大端面，再粗铣小端面，采用一面两销定位方式，示意图如下：零件的工艺路线安排工序7：铣床加工窗孔面，定位方式不变示意图如图所示：工序8：保持定位，粗镗大小端面所有轴承孔示意图如图所示：零件的工艺路线安排零件的工艺路线安排工序13：定位方式不做更改，加工小平面所有安装孔示意图如图所示：零件的工艺路线安排工序14：定位方式不变加工大平面所有的孔示意图如图所示；工序15：加工工件面上窗孔示意图如图所示：零件的工

6、艺路线安排工序16：定位方式不变加工两个锥孔和B视图的孔示意图如图所示；工序17：去毛刺；工序18：总检并入库；03 | 粗镗轴承孔夹具设计变速箱箱体粗镗轴承孔夹具装配图2.粗镗轴承孔夹具设计 由于粗镗轴承孔精度要求较高，普通夹具不能满足要求，需设计一套夹具首先是确认零件定位方式为一面两销定位方式并计算得两销的中心距及公差。之后确定刀具导引：采用单导轨镗模支架，且为确保加工不会干扰，要求一排轴承孔较高平行度。需要将这些孔夹紧并同时加工完成，所以在刀具上安装多把镗模。为保证精度，钻具两侧支撑。确定镗套材料20钢，渗碳深度0.81.2mm，淬火硬度HRC5560.固定镗套H选为125mm。2.粗镗

7、轴承孔夹具设计在夹紧的机构设计上，由公式确定镗孔力： 然后计算出所需夹紧零件的夹紧力：之后确认夹具关键部件压板的材料，安全系数，极限应力以及许用应力并在接下来有限元分析中验证。04 | 夹具关键部件有限元分析3.轴承孔夹具关键部件有限元分析在有限元分析中，首先是对夹具关键部件，压板进行建模其三位图如图所示： 并对夹具进行单元网格划分数据及图如下： 3.轴承孔夹具关键部件有限元分析夹具的施加载荷以及施加的约束如下图所示： 固定约束位置 施加力的位置 3.轴承孔夹具关键部件有限元分析对压板进行有限元分析，得到应力应变云图如下： 等效应力云图 压板最大位移云图 应力安全系数云图 结果由图可知最大等效应力为172.13MPa，满足小于最大许用应力253MPa。弹性应变量忽略不计，满足要求。图中应力安全系数最低为2.3238，满足最低要求大于1.5。故夹具满足组要求05 | 结论结论首先确定工艺规程的编制，由零件的工艺分析