最新变速箱箱体加工专用夹具及组合机床设计.docx

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最新变速箱箱体加工专用夹具及组合机床设计

变速箱箱体加工专用夹具及组合机床设计

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毕业设计（论文）

变速箱箱体加工专用夹具及组合机床设计

DESIGNOFSPECIALJIGANDMODULARMACHINETOOLFORGEARBOXPROCESSING

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摘要

由于变速箱箱体体积小，结构紧凑，输出功率大，因此被大量用于冶金、化工、矿山、船舶、核电等重型机械传动行业。

变速箱有三种轴一个输入、一个传动和一个输出，为了能精确传动，要求对安装三根轴的孔系会要求很高的的位置精确度和尺寸的精确度。

本课题通过对变速箱加工工艺工序进行研究，制定合理的加工工艺路线，采用组合机床对变速箱箱体孔系进行加工，实现一次装夹，完成三个孔系的加工。

为了满足变速箱箱体零件的批量性加工，专门设计了专用的工装夹具，满足变速箱快速安装定位，可靠夹持。

关键词变速箱；组合机床；夹具设计

Abstract

Applicationofcombinedhigh-volumemachiningparts,highefficiency,highproductivityisthedevelopmentdirectionofmachining.Thegraduationprojectisentitled"Twofacemillinggearbox".Thecombinationofmillingmachinetoolrequiredtoachievebothendsofsurface,canbemanual,10mmmillingheadcanbefine-tuning.Makingprocessintheprocess,conductedbyvolumeendsfacemillingprocessingprogram,andtoseekthebesttechnologysolutions,whichillustratestheprocessintheimportanceoftheproductionprocess.Themainelementsofmydesignare:

thegenerallayoutforamachinetooldesign;onthemachinefeedandtransmissionpartsofthedesign;Integrationforthefixturedesign;Withthisdesign,thismachinecanmeetthedesignrequirements,andthetraditionalcomparedtothemachine,thismachinehashighautomation,highproductivityandhighprecision.

KeywordsGearboxcombinationtoolfixturedesign

摘要II

AbstractIII

目录IV

1绪论1

2变速箱零件的分析2

2.1零部件的作用2

3

2.2零件的工艺分析3

2.3变速箱箱体加工方案及采取的措施4

2.3.1确定平面与孔的加工顺序4

2.3.2孔系加工方案选择4

2.3.3方案制定4

2.4工艺过程设计中的主要问题5

2.4.1加工方法的选择原则5

2.4.2加工阶段的划分5

2.4.3工序的合理组合6

2.4.4加工工序的安排7

2.5变速箱箱体加工定位的基准选择7

2.5.1选择粗基准的原则7

2.5.2选择精基准的原则8

精基准的选择原则：

8

2.6变速箱的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定8

结论11

参考文献13

1绪论

机械加工工艺已成为现代企业设计产品，节省资源，确保产品品质，减少能源损耗的不可或缺的手段，现代企业也会根据加工工艺工序来对产品做准备，制定生产计划，加工制作，质量检测，完善生产组织。

同时成为现代企业增加产品品种，完善产品品质，提升加工水平，增加经济收益的重要保证。

在现实的生产过程中，不同的零件在其类型、所用材料、构造、外形、大小、参数要求等等方面都有着不小的差距，同一种机床，同一种加工方式肯定不能将它们妥善加工，只有为其设计一定的工序才可以完成对其的加工。

可知，要想加工好一个零件，不仅要依照零件的细节要求，根据现有的加工条件，总结出对零件表面的工艺，还有能够对零件的工艺顺序有合理的安排，从而加工成零件。

往往会存在多个不同的加工方案，可以用来加工一个零部件，即使这几个方案均能够够加工出满意的零件，但还要能从其制作效率以及成本上出发，选择出其中一个效益最高并且在实际中可以生产的方案。

由此可知，要想制定一个有效且合理的工艺工序，不仅仅要能考虑到被加工零件的尺寸要求精度要求等等细节还要能符合现有的加工条件等等方面。

组合机床的专用夹具在整个加工工艺中有不可或缺的作用，在工艺过程中，专用夹具不但要能夹紧并固定被加工工件，还要能够确保被加工部件位置的精度，提升其生产效率，因此，一个组合机床的专用夹具设计的是否合理，会在很大程度上关系到被加工零部件的尺寸精度。

组合机床简单来说，就是一种专用机床并且效率极高，由较多的通用部件做设计基本，与一些专用零部件组合而成。

适合在大批量生产中针对某一类型的工件的一道或者几道工艺工序做加工。

不仅像专用机床那样，构造简单、自动化并且生产效率高，并且在被加工零件发生变化时还能做出相应的变化，更好的加工出零件。

一般来说，组合机床都是半自动化的，能够同时加工被加工零件的多个面。

从1911年开始，美国开发成功后就开始大量应用于大量生产的各个工业领域，并且随着汽车工业的发展而逐步完善。

组合机床是根据被加工件的工艺要求，按照工序高度集中的原则而设计的，是有大量的通用的部件作设计基础，与一些专用的零部件组合而成，再装配上专用夹具，能够同时让多个刀具一起加工。

组合机床具有很高的加工精度，加工方式具有针对性，自动化程度高并且生产效率高，在一定程度上实现了自动化的加工。

自动化机床的适应性也很强，在被加工的零件发生变动时，仅仅需要整合一下组合机床上原有的通用部件，再把专用部件做下微调，便可以继续加工。

尤其是在数字化自动机床还未被人们所熟知的这一段时间内，对人类的生产加工做出了巨大贡献，在车铣端面和钻镗孔系时作用明显，在加工壳体或是箱体类的零件时被普遍使用。

2变速箱零件的分析

2.1零部件的作用

由于变速箱箱体体积小，结构紧凑，输出功率大，因此被大量用于冶金、化工、矿山、船舶、核电等重型机械传动行业。

变速箱有三种轴一个输入、一个传动和一个输出，为了能精确传动，要求对安装三根轴的孔系会要求很高的的位置和尺寸的精确度。

图2-1圆柱齿轮变速箱

变速箱箱体的主要功能就是支承各个动轴，以实现各个动轴定位的准确，保障各轴的距离与平行度，并且能使变速箱箱体和其他相关联零部件准确的安装。

图2-2圆柱齿轮变速箱体壳

图2-3圆柱齿轮变速箱盖板

2.2零件的工艺分析

变速箱箱体是一个簿壁壳体的零件，一共需要加工箱体的外表面的五个面。

前后端面上有3个轴承孔。

并且五个表面还需加工一些螺纹孔。

因此我将其分为三组面进行加工，以确保各个平面之间位置的相对精度。

本课题的设计任务是对变速箱三个轴承孔进行镗削加工，轴承孔尺寸分别为Φ500mm、Φ280mm、Φ240mm。

轴撑孔的自身圆柱度要求0.01mm。

三个孔之间的平行度要求0.01mm.

图2-4变速箱零件图

2.3变速箱箱体加工方案及采取的措施

综上所述，箱体的表面和各个孔为该箱体零件的重要工艺点。

一般来说，平面比孔系更容易加工。

因此，对于变速箱箱体来说，加工过程中最主要的问题是保证加工孔时的位置和尺寸的精度，使之能与平面有较好的配合。

2.3.1确定平面与孔的加工顺序

为了保障孔与平面之间的相对位置精度，如果被加工工件有较大的平面可以用来做基准面时，就要以较大的平面作为基准（在这个平面已经被加工过后），这就是先面后孔原则（箱体类的零件）。

遵循这个原则，不仅可以精确定位，装配也比较容易。

并且对于毛坯而言，从保障加工精度方面，也是应该先加工平面，因为直接在毛坯上钻孔的话，钻头很容易发生偏斜。

即使被加工工件真的没有符合要求的平面，也同样要以它的其他表面作为定位基准，需要先加工其他表面以保证加工精度（先孔后面的原则）。

进一步提升孔的加工精度，便于对刀并调整刀具，同时也能更好的保护刀具。

变速箱箱体零件的加工工艺应分开进行粗加工和精加工，同时为保障被加工部件的加工精确度，也应事先精确标明要进行粗加工与精加工的区域。

2.3.2孔系加工方案选择

选择合适的机床，不仅要能适合被加工零件的孔系加工方案有不错的生产效率（达到所要求的加工精度要求），还要能够为经济效益着想，要在众多满足方案要求的机床中选择其中最实惠的机床。

根据以上准则，使用镗模法是目前最适合组合机床的镗孔方法。

所使用的镗模的精度和被加工的孔的精度有直接联系，由于在加工时镗刀是径直通过镗套来进行镗孔的，并且孔系加工的要求决定了镗模的制作。

在组合镗床上要想能够大量的加工箱体的孔隙，几乎都会使用镗模法来加工。

采用镗模可以很大程度上提高工艺系统的稳定性。

甚至可以用几个孔同时用刀加工。

所以加工单件工件耗时很少。

然而，镗模的制作难度高、构造繁杂、制作成本较大，且由于镗模在制作、装配、在组合机床上的安装时会产生一点位置偏差，再加上镗套和镗杆在使用时会有一定的磨损，因此镗模加工孔系并不能做出很高的加工精度。

2.3.3方案制定

图2-5变速箱箱体

根据以上的分析，为了保证三个轴承孔形状及位置精度，就有必要设计出加工该箱体专用的镗削组合机床和其适用的专用夹具，先将变速箱壳体进行组装，在进行轴承孔的加工。

2.4工艺过程设计中的主要问题

2.4.1加工方法的选择原则

（1）所选的加工方法的精度要求和它们的经济性要能相互适应。

（2）要能够保障加工表面的几何精度和各个平面之间的位置精度。

（3）要考虑到零件材料的加工特殊性。

（4）所选的方法要适合加工零件类型。

（5）工厂所能用的加工设备和工人的技术要能达到加工要求。

2.4.2加工阶段的划分

加工阶段可以分为3个阶段：

1.粗加工阶段