汽车变速器体的工艺及夹具设计.docx
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汽车变速器体的工艺及夹具设计
摘要
本课题主要是对汽车变速器的机械加工工艺规程的设计以及工艺装备的设计（年产量为5000件），为企业解决实际的问题。
本课题的设计综合运用了我们所学的机械制图、机械设计基础、机床概论、机械制造工艺学、机床夹具设计等专业理论知识，通过设计提高我的基础理论和查阅各种资料的综合分析的能力，使我得到一次运用所学知识的综合训练。
关键词:
变速器，加工工艺，工艺装备
目录
第1章零件的分析…………………………………………………4
1.1零件的结构、形状、技术要求………………………………………4
1.2零件的加工方法选择………………………………………………5
1.3零件的加工方案选择………………………………………………6
1.4确定切削用量及基本工时……………………………………………7
1.5机械加工工艺过程卡………………………………………………7
1.6机械加工工序卡……………………………………………………9
第2章钻床夹具的设计……………………………………………10
2.1问题的提出………………………………………………………10
2.2夹具设计…………………………………………………………10
2.3组合车床夹具的结构设计…………………………………………11
2.3.1定位元件的选用…………………………………………………11
2.3.2夹紧元件的选择…………………………………………………11
2.3.3夹具体的设计……………………………………………………12
2.3.4支架的设计………………………………………………………12
2.4组合车床夹具设计及操作的简要说明………………………………13
第3章铣床夹具的设计……………………………………………14
3.1立式铣床夹具的设计………………………………………………14
3.1.1问题的提出………………………………………………………14
3.1.2定位基准的选择…………………………………………………14
3.1.3夹具的结构设计…………………………………………………14
3.1.4定位元件的选择及要求……………………………………………14
3.1.5夹紧元件的选择…………………………………………………15
3.1.6夹具体的设计……………………………………………………15
2.3.5夹紧方案的设计…………………………………………………15
2.3.6夹紧元件结构……………………………………………………16
2.3.7夹具与工作台的联结方式…………………………………………16
3.2夹具设计及操作的简要说明………………………………………16
结论…………………………………………………………………17
致谢…………………………………………………………………18
参考文献……………………………………………………………19
第1章零件的分析
1.1零件的作用
题目所给定的零件是汽车上面的变速器体，该变速器体用于放置变速器，起固定和防止撞击破坏引起不必要的麻烦。
1.2零件的工艺分析
1.2.1零件的结构，形状，技术要求。
零件的结构如图（1-1）所示：
1-1零件结构图
该零件的上表面至下表面为290,上下表面的粗糙度为1.6.
A）该零件直径75孔的端面距离为366,粗糙度为3.2。
B）该零件直径75孔的精度等级为6级,采用基轴制,粗糙度为0.8,相对于底面的平行度为0.05,其轴线距底面为205公差为0.1
C）上表面上的六个直径为8.5孔的表面粗糙度为1.6
零件的技术要求：
1该变速器体的材料为HT20-40，2为未注铸造圆角R3-5，3铸件不允许有夹渣、裂纹、气孔等缺陷。
1.3零件的加工方法选择
表1-1零件的加工方法选择
加工面
加工方法
设备
刀具
定位夹紧
上表面A
铣
立铣X62
ø40端面铣刀
以底面B定位,在底面与空腔上夹紧
下表面B
铣
立铣X62
ø40端面铣刀
以顶面A定位,在119*119长方体的上面与空腔上夹紧
直径75的孔
钻
钻床
钻头，
以工件的B面定位,在加上工件左侧一点及E面两点.在底面与空腔上夹紧
两侧面
铣
立铣X62
ø50立式铣刀
以A面定位.在零件上表面上夹紧.
钻A面上孔
钻,铰
组合机床
ø8.5麻花钻头
以B面定位加上ø75的两端定位及夹紧.在零件左侧上夹紧
镗75孔
镗
镗床
镗刀
以工件的B面定位,在加上工件左侧一点及E面两点.在底面与空腔上夹紧
1.2.3零件的加工方案的选择
表1-2零件的加工方案的选择
序号
工序名称
工序内容
设备及工艺装备
说明
1
铸
2
热处理
3
粗铣底面
立铣X62,ø40端面铣刀
以顶面A定位在119*119长方体的上面与空腔上夹紧
4
铣
铣A面约3至4mm
立铣X62ø40端面铣刀
以底面B定位,在底面与空腔上夹紧
5
精铣
铣B面至A面为267
立铣X62,ø40端面铣刀
以顶面A定位在119*119长方体的上面与空腔上夹紧
6
铣
铣侧面
立铣X62,ø50立式铣刀
以A面定位加上ø75的两端定位.在零件左侧上夹紧.
7
铣
铣C面约2至3mm
Ø40的端面铣刀
以工件的B面定位,在加上工件左侧一点及E面两点.在工件A面上加紧
8
铣
铣D面至C面为366
Ø40的端面铣刀
以工件的B面定位,在加上工件右侧一点及E面两点.在工件A面上加紧
9
镗
镗Ø75的孔
以工件的B面定位,在加上工件左侧一点及E面两点.
10
钻
钻A面上孔
ø8.5麻花钻头,立式钻床
以B面定位加上ø75的两端定位及夹紧.在零件左侧上夹紧
11
热处理
12
去毛刺
13
检验
1.4确定切削用量及基本工时
1.4.1工序5：
铣B面。
本工序采用计算法确定切削用量。
a、加工条件
工件材料:
HT200铸造
b、加工要求
精铣B面，表面粗糙度为1.6
c、机床：
X62立式铣床.
d、刀具：
刀片材料硬质合金ø40端面铣刀.
1.4.2计算切削用量
（1）粗铣B面,在长度方向上的余量为20.
a、已知毛坯长度方向的加工余量为10+1.5-1.7mm,一次加工ap=2mm计
长度加工公差按IT12级，取-0.46mm（入体方向）。
b、进给量f根据《切削用量简明手册》（第三版）（以下简称《切削手册》，当ap≤3mm以及工件直径为80mm时
f=1~2mm/r
按说明书见《切削手册》取
F=1.5mm/r
C、计算切削速度按《切削手册》表1.27，切削速度的计算公式为（寿命选T=60min）
Vc=CvKv/Tmapxvfyv（m/min）
其中Cv=242,Xv=0.15,yv=0.35,m=0.2。
修正系数Kv见《切削手册》表1.28即
Kmv=1.44,Ksv=0.8,Kkv=1.04,Kkrv=0.81,KBv=0.97。
所以Vc=242×1.44×0.8×1.04×0.81×0.97/800.2×20.15×1.50.35
=102.6（m/min）
d、确定机床主轴转速
ns=1000vc/∏dw=1000×102.6/∏×65=523（r/min）
按机床说明书（见《工艺手册》表4.2-8），与523r/min相近的机床转速为480r/min及600r/min。
现取nw=600r/min如果选nw=480r/min，则速度损失太大。
所以实际切削速度为vc=122m/min
1.4.3钻孔ø8.5mm
根据有关资料介绍，利用钻头进行铰钻时，其进给量与切削速度与钻同样尺寸的实心孔时的进给量与切削速度的关系为：
f=（1.2~1.8）f钻
v=（1/2~1/3）v钻
式中f钻，v钻—加工实心孔时的切削用量。
现已知：
f钻=0.56mm/r（《切削手册》表2-7）
v钻=19.25m/min（《切削手册》表2.13）
并令
f=1.35f钻=0.76mm/r按机床选取f=0.76mm/r
v=0.4v钻=7.7m/min
ns=1000/∏D=1000×7.7/∏×12=204r/min
按机床选取nw=200r/min
所以实际切削速度v=∏×12×200/1000=75m/min
第2章钻床夹具的设计
为提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，设计专用夹具。
经过老师的指导与协商，决定设计第12道工序，它们分别是钻六个ø8.5的孔其中两个用钻铰复合刀加工到ø8.5H7。
2.1.钻ø26与ø40的孔夹具的设计
本夹具将用于组合机床，刀具为ø8.5的麻花钻头和钻铰复合刀。
2.1问题的提出
本夹具主要用钻直径8.5孔，这个孔为通空，采用基空制,精度等级为6级.
2.2夹具设计
基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。
否则，加工工艺过程中会问题百出，甚至造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。
基准的选择：
对于该工序而言,采用B面为定位基准。
设计基准应该是变速器体顶面作为主要定位面，限制工件的3个自由度，为保证工件上两轴承孔的加工余量均匀，用该两个毛呸孔定位基准，限制2个自由度，又为了保证工件上两轴承孔处壁厚一致，用两毛呸面177.5mm作定位基准，在自动定心的卡爪2上定位，限制最后一个自由度。
因为该夹具用于加工批量大的场合，加工要求相对来说比较高，因此，决定采用气动夹紧。
定位方案和夹紧如图（2-1）所示：
图2-1定位方案和夹紧
2.3夹具的结构设计
2.3.1定位元件的选用
本夹具的定位面为夹具体上的底面，固定定位销为短心轴,活动定位销为螺柱式,采用螺母进行锁紧与拆卸.
定位面是平面。
材料为45Cr优质炭素结构钢，支撑钉与工件定位基面的接触的表面，尺寸精度不低于IT8，定位元件-支撑钉的工作表面粗糙度大于Ra1.6微米，选用Ra0.8或Ra0.4，采用调整法和修配法提高装配精度，保证支撑钉在同一个平面上。
定位心轴的材料选用45钢，心轴外圆柱表面与工件定位面配合的表面，尺寸精度不低于IT8，选用IT7或IT6制造，并经过调质处理，提高表面硬度和耐磨性。
硬度HRC55~62。
该心轴为刚性心轴的结构形式。
是间隙配合的心轴，多用于定心精度不高生产批量不大的场合，要求水泵叶轮以孔和端面组合定位。
2.3.2夹紧元件的选择
本夹紧方案采用夹紧螺母、垫圈与心轴联结夹紧，通过于心轴的联结把水泵叶轮固定到夹具上，心轴的具体形状尺寸等见图纸车夹具中心轴。
当工件加工完毕后，松开螺母，卸下工件。
再装上下一个工件，夹紧后即可加工下底面。
由于采用手动夹紧，也只能用与中小批生产的场合。
2.3.3夹具体的设计
夹具体是与车床联结的元件，本车床夹具体材料为HT20-40，盘形类零件，夹具体为铸件。
2.3.4支架的设计
该支架是用来固定定位元件用的，材料为：
HT100，支架采用铸件。
2.3.5夹紧方案的设计
加工前，水泵叶轮在夹具上获得正确的位置后，还必须在夹具上设置夹紧机构，将水泵叶轮夹紧，以保证水泵叶轮在切削力、离心力等外力作用下仍然保持定位时所占据的位置不变。
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