汽車變速箱體加工工藝及夾具設計

1/41此汽車變速箱箱體零件的加工質量，不但形狀復雜，壁薄，需要加工多個平面，孔(1)以頂面為主要加工表面的加工面。的工藝孔(定位銷孔)加工。其中頂面T3有表面粗糙度要求為Ra3.2μm，6(2)以φ85、φ94、φ72mm的支承孔為主要加工表面的加工表面。(3)以前、后側面及下表面為主要加工平面的加工面。2/41m材、鍛件、焊接件等。毛坯的選擇對零件的成本低的灰鑄鐵，箱體采用成本低的灰鑄鐵，箱體采用HT200其抗震性能最小抗拉強度=195M硬度HBW2。(1)粗基準的選擇加工余量以及各加工表面與非加工表面(2)精基準的選擇(主要軸的支持孔)的加工余量均勻，同時定位基面應該形狀簡單，加工方便，3/41T3尺寸218±0.2mm其公差值為0.4mm。查表《標準公差》得其準確度等級得：其加工方法為刨削和圓柱銑刀及端面銑刀銑削(精加工)。)工藝孔φ10鉸，其公差等級為IT7-8粗糙(2)左端面T1，右表面T2主要支撐孔(φ85、φ94兩個φ72)及其表面孔及螺4/412)主要支撐孔(D1、D2、D3、D4)差值為0.054mm查《標準公差值》得及精度等級為IT8查《各種加工T削。(3)左端面φ25孔和φ16孔和φ20內孔2)φ16孔的加工方法：減環(huán)－250－0.25－0.173度及表面粗糙度》選擇端銑(半精銑)，公差等級為IT8-11，粗糙度為Ra2.5-105/41則φ16孔的加工方法為：鉆孔—端銑(半精銑)。Ram經(jīng)濟精度及表2)螺紋孔加工方法：系。(1)孔和平面的加工順序的原則，即先加工箱體上的基準平XX工6/41(2)孔系加工方案選擇面考慮以外，也要適當考慮經(jīng)濟因素，在滿足精當鏜刀桿通過鏜套的引導進行鏜孔時，且鏜桿與構復雜、制造難度大、成本較高，且由于鏜模的上的安裝誤差、鏜桿和鏜套的磨損等原因。用鏜(3)變速箱箱體加工主要工序安排，后續(xù)工序安排應當遵循粗精分開和先面后雜質、體加工路線確定如下：精銑)φ16孔；粗鏜、半精鏜前側面(工作臺轉90°)。以頂面T37/41(具體見附表：工過程卡片)汽車變速箱箱體零件材料采用灰鑄鐵鑄造，箱體材料為HT200，硬度為1、頂面的加工余量(計算頂面與φ85支撐孔軸線尺寸67±0.05)2、兩工藝2、兩工藝孔mm08/41實心不沖孔，參照《機械加工工藝手冊》表2.3-20，現(xiàn)確定其工序6.80mm(麻花鉆直徑)Tm余量(基孔制7級精度的加工)：4.94mm2Z=0.19mmHmm2Z=0.06mmHZ=0.06mmm端銑(半精銑)φ16端銑刀，半精銑=1-2mm。9/410+1.5=144.5mm5=86.5mm加工(1)粗銑底面凸臺：1)選擇刀具：根據(jù)表3.1銑削寬度≤5mm，ap≤70mm；選擇=80mm。Z(表10/413.2):=10°α0=12°由于加工余量不大，故可以再一次切削內完成，則=3.0mm。決定每刀進給=×=1.6×1.0=16mm/=r/min==πnd0=3.14×80×60=15mm/min；=Vf==0.26mm/zc10001000zc根據(jù)銑床說明書，機床主軸允許功率為=7.50.75=5.63kw。故＜，因fVf=17=17mm則l=44+17=61mm故==0.64min(2)半精銑底面凸臺幾何形狀=10°α0=12°度0.50mm；刀具壽命T=180min。決定和：根據(jù)表3.11，ap=40-70mm==11/41kwkw用用。即=1.5mm=95mm/minn=75r/min=18.84mm/min=L式中L=+△,l=44mm根據(jù)表3.25+△=13mm則==0.6minfVf=0.14-0.24mm/z因采用不對稱端銑，故取=0.24mm/z。選擇銑刀磨鈍標準：選擇刀具壽命為180min。決定切削速度和每分進給量：根據(jù)XA5023立式銑床說明書選擇=300r/min=600mm/min===主軸允許功率為：=5.63kw，故＜。因此所選擇的切削4)計算基本工時Vf(2)精銑頂面選擇切削用量：切削深度=1.0mm。查表3.6精銑時0.5-1.0mm/r則：12/41mmz=395；加工時修正系數(shù)=1.26；===1.0故：=×=156.24mm/min==rmin=150.72=150.72mm/min實際每齒進給量=0.079mm/z。(校驗機床功率見上方)則切=Vf===1.72min2)選擇切削用量：rdFfNKMF=1.0；KPF=1.33；KWF=0.9；則軸向力Ff=211013/41系數(shù)為kTV=1.0；kMV=1.0；kSV=0.75；kwV=0.75；kXV=0.84；kLV=1.0；apVapVnn=1000V=1000×9.45=313r/minπd03.14×9.8r擇較低一級的轉數(shù)n=272r/min；f=0.28mm/r。一方案f=0.22mm/rn=392r/minn×f=86.24mm/min二方案f=0.28mm/rn=272r/minn×f=71.16mm/minc時:V=12mm/min,f=0.22mm/min。c檢驗機床的扭矩及功率:鉆床說明書當PE=2.8×0.81=2.27kw。由于Mc＜Mm；==L式中L=+△，l=8mm根據(jù)表2.29+△=4mm則；==0.14minnf(2)粗鉸工藝孔φ10：cncf=0.28。比較兩種方案：14/41mminf=0.22mm/r=L，式中l(wèi)=+△l=8mm根據(jù)表2.29+△=4mm則==0.14minnf=0°=20°=5°2)選擇切削用量：ccn=1000n=1000V=cπd0根據(jù)Z525鉆床說明書，選擇=392r/min,根據(jù)表2.12可以選擇f=0.36mm/r。3)計算基本工時:==L式中l(wèi)=+△l=8mm根據(jù)表2.29+△=4mm則==0.09minnf(1)粗銑左右端面1)選擇刀具：apmmmm采用標準硬質合金端銑刀，所°2)選擇切削用量：中等系統(tǒng)剛度，得=0.14-0.24mm/z。因采用不對稱端銑，故:=0.24mm/z。mm15/41；6×1.1=72r/min6×1.1=318.78r/min6×1.1=72r/min6×1.1=318.78r/min====75.36mm/min=Vf==0.18mm/z。zc0.25mm/min=300mm/min時近似=7.2kw。根據(jù)銑床說明書，機床主軸允許功w新選擇：將進給量降低一級，即mm/min主軸轉速降低一級，即==V=f=czc即：即：=3.0mm=235mm/minn=60r/min=47.1mm/min=0.18mm/z3)計算基本工時：L式中Vf===1.41min。(2)粗銑右端面:==30°=1.5mm。2)選擇切削用量：中等系統(tǒng)剛度，得=0.14-0.24mm/z。因采用不對稱端銑，故=0.24mm/z。決定切削速度和每分鐘進給量：根據(jù)表3.16，=0.26mm/z3.5mm時=70mm/min=117r/min=392mm/min。各修正率為：16/41=1.26===1.0===1.0===1.0===1.0===1.1n==117×1.26×1.1=162.16r/min==329×1.26×1.1=543.31r/min根據(jù)XA6132萬能銑床說明書(選擇n=150r/min=475mm/min時，經(jīng)檢驗機床功率小，故降低選擇)選擇：n=150r/min=375mm/min因此實際切削速===94.2mm/min=Vf==0.16mm/zzc可以采用：=3.0mm=375n=150r/minnmm/zVf切量切量+△=4mm則==0.73min(3)精銑左端面α0=10°=-20°=5°=30°=1.5mm。決定銑削深度。由于加工余量不大，故可在一次走刀內切割，刀具壽命T=420min。決定:據(jù)表3.5精銑時=0.5到1.0之間則=0.02~0。04mm/z取=0.03mm/z.n===188.4mm/min。=Vf==0.04mm/z。czc=0.13mm=160mm/min時=1.6kw根據(jù)銑床說明書，機床主軸允許功率為n=式中LVf17/41則故=(4)精銑右端面：的硬質合金端銑刀，故Z=16銑刀的幾何形狀，=8°=5°=45°=8°=45°=5°=30°=1.5mm=-20°。選擇切削用量=1.0mm量量=0.5~1.0mm/r,則=0.03~0.06mm/z=147.58mm/min。=Vf==0.06mm/z。czc=7.5=7.50.75=5.63kw。故，因此所決定切削用量可以采用，即：mmmminmin=式中LfVf△=200mm，則=200+215=1.77min235m(1)粗銑后側面選擇刀具幾何形狀：由于HBW=180故選擇=10°(假定)=5°=60°=8°=-20°=5°=30°=1.5mm。=10°=-10°選擇切削深度：由于加工余量不大，故可在一次走刀內切完。則=h=3.0mm18/41V=fV=f=z==c=600mm/min時近似為=2.3kw根據(jù)銑床說明書，機床主軸允許功率為=7.5=7.50.75=5.63kw。故因此所決定切削用量可以采用，即：==3.0mm=600mm/minin=0.2Llmm安裝銑刀入切量以及超切Vfmmin(2)半精銑后側面相同，選擇標準硬質合金端銑刀，選擇刀具選擇幾何形狀；=5°=60°=8°=-20°=5°=30°=1.5mm。=10°=-10°=10°=10°選擇切削用量=1.5mm，每齒進給量=0.5~1.0mm/r故：=0.5~0.1mm/z查表可得后刀面最大磨損限度為0.4mm，刀具壽命n決定切削速度和每分進給量，根據(jù)表3.16選擇=124=494.=395：各修正系數(shù)為=1.26===1.0n==494×1.26×1.0=662.44r/min==395×1.26×1.0=497.7r/minVz=f=zVz=f=z==c=660mm/min時近似為=1.1kw根據(jù)銑床說明書，機床主軸允許功率為=7.50.75=5.63kw。故因此所決定切削用量可以采用，即：=1.5mm=475mm/minn=600r/min=150.72m/min=0.079mm/z19/41==L式中+△l=508mm根據(jù)表3.26利用插值法故：入切量以及超切量nfmin(1)粗鏜、半精鏜、精鏜φ85孔的轉速20~1000②②同理半精鏜mmnn===302r/min在鏜床的轉速X圍內，其基本工時為:===0.08minnmmrmm則nn===150r/min在鏜床的轉速X圍內，其基本工時為:L==nf(2)粗鏜、半精鏜、精鏜φ94孔20/41圍，之內，其基本工時為圍，之內，其基本工時為==0.1min0.1minL==nf精鏜時選擇,精鏜時選擇,v=40m/min,f=2mm/r=94mm則L==L==nf(3)粗鏜、半精鏜、精鏜左右端面φ72支撐孔則則n===273r/min，在鏜床的轉速20~1000的X圍之內，則其基本工時：左端面==0.06min；右端面==0.08miv0r/min,f=0.6mm/r,=71.5mm則左端面==0.07min；右端面==0.08min③精鏜時，選擇V=40m/minf=2mm/r=72mm則n===177r/min在鏜床的轉速X圍內，其基本工時為21/41左端左端面=L==0.04min；右端面==0.05minnf(4)粗鏜、半粗鏜前側面(在同一臺臥式鏜床上加工)in==mnnrmin則基本工時，同理，半精加工余量為1.5mm(1)鉆、粗鉸、精鉸φ20孔①鉆削φ20孔選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，其直徑為19.5mm，鉆頭幾何形狀；雙錐、修=100°f7，f=0.70~0.86mm/r按鉆頭強度決定進給量，據(jù)表2.816<<20時f=1.45~1.75mm/r；按機床N是f=0.36mm/r.軸向力軸向力的修正系數(shù)為=0.85.1.0=0.9大軸向力=8830N。由于<，故f=0.36mm/r可用。==22~25m/min修正系數(shù)為=1.0=1.0=0.75=0.75=(22~25)×0.75×0.75=(12~14)m/min22/41=擇=272r/min但因所選轉速較計算轉速為r因為第一方案的乘積大，基本工時較小，故第一方案較好。故選擇=14m/min,f=0.28mm/r.fmmrn==272r/min=16.5m/min+n②粗鉸φ20孔選擇鉸刀：選擇硬質合金鉸刀，其中=19.94mm.鉸刀的幾何形狀：=-5°=15°=-10°=15°=20°=8~12m/min選擇=12m/min；=0.06~0.15mm則：n==切切+△=7mm則L=508+25=533mm則=0.29min。③精鉸φ20孔=8°=15°=20°23/41r==切切+△=7mm則L=508+25=533mm則=0.47min。(2)鉆、粗鉸、精鉸φ25孔①鉆削φ25孔22mm=4.5mmb=2.5mmf，f=0.78~0.96mm/rm是工藝要求，其值為f=0.39~0.48mm/r根據(jù)z525鉆床說明書，選擇f=0.48mm/r.軸向力軸向力的修正系數(shù)為=1.0.1.0=0.9=8830N。由于<決定切削速度：有表2.15，f=0.40~0.53mm/r>20mm時，=23~n==24/41=15m/min,f=0.36mm/r.故切削用量可用，即：f=0.36mm/r,n==195r/min=14m/min+故=②粗鉸φ25孔選擇鉸刀：選擇硬質合金鉸刀，其中=24.94mm.鉸刀的幾何形狀：=-5°=15°=8°=15°=20°r12m/min選擇=12m/min=0.06~0.15mm，則：===③精鉸φ25孔=8°=15°=20°r15m/min選擇=15m/min=0.15~0.25mm則：25/41===191r/min切=(3)鉆削、半精銑φ16孔①鉆削φ16孔mmmf.7，f=0.70~0.86mm/rf=0.81mm/r.=7260N軸向力的修正系數(shù)為=1.0.1.0=0.9，故：向力=8830N。由于<；故f=0.,81mm/r可用。m決定切削速度：有表2.15，f=0.70~0.95mm/r20mm時，=16~mmin=0.75=0.75；=1.0=1.0=1.0=1.0故：10)m/min選擇=10m/min則：==rmin矩與功率：根據(jù)表f=0.81mm/r,n==195r/min=9.8m/min26/41m故=②半精銑(端銑)φ16孔0.5mm則=6(0.2~0.5)=1.2~3mm/r，選擇=2mm/r。==選擇：高選擇：高速鋼麻花鉆，其直徑為10.20mm.鉆頭幾何形狀：標準=10°=50°=100°f7，f=0.52~0.64mm/r；據(jù)表2.8可得=10.5~13mm時f=1.22~1.45mm/r；據(jù)表2.9可得=3580N軸向力的修正系數(shù)為=1.0.1.0=0.9，故：0×1.0×0.9=3222N22.15，f=0.53~0.70mm/r=14~min27/41==根據(jù)鉆床說明書，可選擇=265r/min=8.7m/minZmm/r,n==272r/min由于<,故=②底面孔式φ12+故=③下面孔式φ12+故=(2)φ12孔攻絲。速鋼機動絲錐(W18Gr4V),=0.148m/s=8.88m/s。查表3.1普通螺紋基本尺==根據(jù)鉆床說明書，可選擇=272r/min=8.8m/min。28/41====30.02=0.06min②底面孔式φ12通孔通孔0.06min③下面孔式φ12通孔0.09minf2.7，f=0.36~0.44mm/r據(jù)表據(jù)表2.8可得=6.7~8.4mm時f=0.720~0.86mm/r.由于機床的允許軸向=2500N軸向力的修正系數(shù)為=1.0.1.0=0.9故：=8830N。由于<決定切削速度：有表2.15，f=0.30~0.40mm/r8mm時，=16~=1.0=1.0故：10)m/min選擇=10m/min則：==根據(jù)鉆床說明書，可選擇=392r/min=8.36m/min29/41f=0.36mm/r,n==392r/min=8.36m/min故=故=③頂面③頂面M8螺孔中+△l=14mm根據(jù)表2.29入切量及出切+△=3mm故=2)φ8孔攻絲。==根據(jù)鉆床說明書，可選擇=392r/min=8m/min①前側面孔式中φ12中+△,l=17mm根據(jù)表2.29，30/41==②底面孔式φ②底面孔式φ12通孔中+l=12mm根據(jù)表2.29,故故:=③下面孔式③下面孔式φ12通孔中+△l=14mm根據(jù)表2.29,故故:=時，提高勞動生成率；擴大的定位并未提出具體的要求，是自由公差2)夾具設計軸向力:F=CdMffyMk=4200.0061.01.00.81.0=2.52NiF0F扭矩:M=CdzMfyMk=0.2060.0062.01.00.81.0=7.416106N?McM0MFF，31/41加工采用一面兩孔組合定位，定位元件采用一個平面和兩個短圓柱銷(其等于兩孔中心距的基本尺寸；兩銷中大時，取小值，反之2minD72Δ≈2b(δLD+δLd)=2×8×(0.022+2minD722.019mm，則ei=-0.01-0.019mm=-0.029mm，則削邊銷的基本尺寸及公差為：?0.029。?0.029。柱銷及孔的公差分析可得：?1min=0.012mm，則?D1X=?D1Y=δD1+δd1+1min1maxΔ=Δ=0.056mm；2>削邊銷孔中心線(21min1maxnmax?D(α)=2α=2cot=2cot=0.074°：32/413)夾具設計及操作的簡要說明(2)蓋板式鉆模1)問題的提出的定位并未提出具體的要求，是自由公差2)夾具設計和夾緊裝置直接安裝在鉆模板上。鉆簡單輕便，切屑易于清除，常用于床身、箱體等以用于中小批量生產(chǎn)中的中小工件加工。加工小在鉆模板的4個支撐釘(以加工過33/41加工采用一面兩孔組合定位，定位元件采用一個平面和兩個短圓柱銷(其等于兩孔中心距的基本尺寸；兩銷中大時，取小值，反之孔配合的最小間隙，再計算削邊銷直徑尺2minD72Δ≈2b(δLD+δLd)=2×8×(0.022+2minD722.019mm，則ei=-0.01-0.019mm=-0.029mm，則削邊銷的基本尺寸及公差為：?0.029。?0.029。柱銷及孔的公差分析可得：?1min=0.012mm，則?D1X=?D1Y=δD1+δd1+1min1maxΔ=Δ=0.056mm；2>菱形銷孔中心線(21min1maxnmax?D(α)=2α=2cot=2cot=0.074°3)夾具設計及操作的簡要說明34/41鏜主要支承孔夾具設計(1)工件加工工藝分析m中心線在一個軸線上的孔同軸度要求(2)定位方案及定位元件設計所以以底平面為主要的定位面，則采用經(jīng)典的一面兩銷定位，底面將限制工件(3)夾緊方案及夾緊元件設計距離需要鏜削加工，所以軸向力只有用二個重力一起產(chǎn)生的摩擦力來克服。整個夾緊機(4)夾具體的設計1)底座的長度根據(jù)工件的尺寸而定，工件的表面為光面，由于這是一個組的具體情況來看mmmmmmmm3)根據(jù)各孔的位置和精度要求，采用鏜套進行加工來提高加工精度，下面(5)定位元件的設計由加工工藝孔工序簡圖可計算出兩工藝孔中心距L。L=2602+1602=305.29mmgg35/41基基準孔中心距距1)確定兩定位銷中心距尺寸L及其偏差6xLxL=L=305.29mmxg111Lx53Lg32)確定圓柱銷直徑d及其公差61d1d=D=10mm(D—基準孔最小直徑)11124)削邊銷與基準孔的最小配合間隙代入(式5-3)得：=20.02724(0.03)2=0.0073mm2185)削邊銷直徑d及其公差22226)補償值c代入(式5-4)得：c=6+6=0+0.010.008=0.002mmLgLx21min(6)定位誤差分析1)基準不重合誤差m36/412)一面兩銷定位誤差1>移動時基準位移誤差編代入(式5-5)得：2>轉角誤差代入(式5-6)得：j.y12>轉角誤差代入(式5-6)得：(7)鏜削力與夾緊力計算ppmax3maxmin3zpxpmppmax3maxmin3zpxp(8)夾具精度的計算它是檢驗夾具是否合乎零件加工要，機床、夾具、工件、刀具等形成一個