减速箱体夹具设计说明书DOC.docx
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机械制造技术基础课程设计
说明书
设计题目:
变速箱体加工工艺规程及夹具设计
晋中学院机械学院
专业:
机械设计制造及其自动化班级:
13机自本三
学生姓名:
武宏杰学号:
1314112335
指导教师:
田富根
2016年4月20日
1.零件分析
1.1零件的作用…………………………………………………
1.2零件的工艺分析……………………………………………
1.3确定零件的生产类型………………………………………
2.确定毛坯类型绘制毛坯件图
2.1选择毛坯……………………………………………………
2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量……………………
2.3绘制变速箱体毛坯件图……………………………………
3.工艺规程设计
3.1定位基准的选择……………………………………………
3.2拟定工艺路线的制定………………………………………
3.3加工设备及工艺装备的使用………………………………
3.4加工余量、工序尺寸和公差的确定………………………
3.5切削用量的确定……………………………………………
3.6时间定额的计算……………………………………………
4.专用镗床夹具设计
4.1夹具设计任务………………………………………………
4.2拟定镗床夹具结构方案与绘制夹具草图…………………
4.3绘制夹具装配总图…………………………………………
4.4夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求………………
4.5夹具专用零件图设计绘制…………………………………
致谢（略）………………………………………………………
参考文献（略）……………………………………………………
附录（略）………………………………………………………
1零件分析
1.1零件的作用
箱体零件是机器或部件的基础零件，它把有关零件联结成一个整体，使这些零件保持正确的相对位置。
变速箱体中的主轴时车床的关键零件。
主轴在轴承上运转的平稳性直接影响工件加工质量，一旦主轴的旋转精度降低，则机床的价值也将大打折扣。
图1-1减速箱体
1.2零件的工艺分析
零件的材料为HT200,灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，减震性能良好。
传动箱体需要加工表面以及加工表面的位置要求。
现在分析如下：
（1）主要加工表面：
1）铣上下平面保证尺寸230mm，平行度误差为0.03
2）铣侧面保证尺寸190mm，平行度误差为0.02
3）镗上下面平面各孔到所要尺寸，并保证各误差要求
4）钻侧面5*M10螺纹孔
5）钻孔攻丝上平面各孔
（2）主要基准面
1）以上平面为基准的加工平面
这一组加工表面包括：
变速箱体上表面各孔，变速箱体上表面。
2）以下平面为基准的加工平面
这一组加工表面包括：
主要是下平面各孔及螺纹孔
1.3确定零件的生产类型
由题目可知，生产批量为中批量生产，查机械制造技术基础课程设计指导书表2.2估计变速箱体质量为20kg,可知变速箱体为轻型零件。
2确定毛坯类型绘制毛坯图
2.1选择毛坯
变速箱体的材料为灰铸铁，铸造而成，因为生产效率很高，所以可以免去每次造型起模斜度为5度
2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量
铸件的公差等级由箱体的功能和技术要求，确定该零件的公差等级为一般精度。
根据上述各因素，由表2.8，2.10，2.13
表2.1变速箱体加工余量和毛坯尺寸公差
加工表面
零件尺寸
机械加工余量
毛坯尺寸
左侧面
326
3.5
329.5
右侧面
326
5
331
上端面
230
2.8
232.8
下端面
230
4
234
Φ80
72
3
69
Φ80
80
3
77
Φ80
62
3
59
Φ80
92
3
89
Φ80
42
1.5
40.5
2.3绘制变速箱体铸造毛坯图
由表2.1所得结果，绘制毛坯图如图2-1所示。
3工艺规程设计
机械加工工艺规程是实现产品设计，保证产品质量，节约能源，降低消耗的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度，加工操作安全生产，技术检验和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种，上质量，上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。
在实际生产中，由于另外的生产类型，材料，结构，形状，尺寸和技术要求等不同，针对某一零件，往往不是单独在一种方法就能够完成的，而是要经过一定的工艺过程才能完成其加工。
因此，不仅要根据零件的具体要求，结合现场的具体条件，对零件各组成表面选择合适的加工方法，还要合理的安排加工顺序，逐步得到把零件加工出来。
对于某个具体零件，可采用集中不同的工艺方案进行加工。
虽然这些方案都可以，加工出合格的零件，但从生产效率和经济效益来看，要选择合适的方案，拟定合理的工艺过程。
3.1基准的选择
加工的第一个平面是盖或底座的对和面，由于分离式箱体轴承孔的毛坯孔分布在盖和底座两个不同部分上很不规则，因而在加工盖和底座的面时，无法以轴承孔的毛坯面作粗基准，而采用凸缘的不加工面为粗基准。
故盖和机座都以凸缘A面为粗基准。
这样可以保证对面加工后凸缘的厚薄较为均匀，减少箱体装合时对合面的变形。
3.1.1粗基准的选择
根据大批大量生产的变速器箱体，通常以顶面和两定位销孔为精基准，机盖以下平面和定位销孔为精基准，平面为330X20mm,两定位销孔以直径6mm,这种定位方式很简单地限制了工件的6个自由度，定位稳定可靠；在一次安装下，可以加工除定位面以外的所有5个面上的孔或平面，也可以作为从粗加工到精加工的大部分工序的定位基准，实现“基准统一”；此外，这种定位方式夹紧方便，工件的夹紧变形小，易于实现自动定位和自动夹紧，且不存在基准不重合误差。
3.1.2粗基准的选择
按以下几点要求选择箱体零件重要孔系的Φ80和Φ72毛坯体和箱体侧面壁作为粗基准:
第一，在保证各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔加工余量尽量均匀；第二，装入箱体内的旋转零件要与箱体内壁有足够的间隙；此外还应能保证准确的定位，可靠的夹紧。
3.2拟定工艺路线
根据各表面加工要求和各种加工方法能到达的经济精度，确定各表面的技工方法如下：
地面粗铣，顶面粗铣，两侧面粗铣一半精铣，各纵向孔粗镗一半精镗，2-Φ30、2-Φ22孔钻-扩-粗绞-精绞，螺纹孔，钻孔-攻螺纹。
根据先面后孔、先主要表面后次要表面和弦粗加工后精加工的原则，将顶面底面和两侧面的粗铣放在前面，精加工放在后面，每一个阶段中又首先加工面。
然后再镗各纵向孔。
2-Φ22、2-Φ30和各个螺纹孔放在最后加工。
各纵向孔有同轴速度要求，并且表面粗糙度要求较高，故他们的加工宜采用工序集中的原则，即在一次装夹下将两面或者两孔同时加工出来，以保证其精度。
1）表面加工的方法
根据零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查表2.25平面加工方法的经济精度和表面粗糙度；查表2.24孔加工方案的经济精度和表面粗糙度，确定箱体零件各表面的加工方法，如表3-1所示
表3-1箱体零件各表面的加工
加工表面
尺寸及偏差
尺寸精度登记
表面粗糙度
加工方案
左侧面
326
IT10
Ra12.5
粗铣一半精铣
右侧面
326
IT10
Ra12.5
粗铣一半精铣
上端面
230
IT8
Ra6.3
粗铣一半精铣
下端面
230
IT8
Ra6.3
粗铣一半精铣
Φ72孔
72
IT8
Ra3.2
粗扩-精扩
Φ80孔
80
IT8
Ra3.2
粗扩-精扩
Φ62孔
62
IT8
Ra3.2
粗扩-精扩
Φ92孔
92
IT8
Ra3.2
粗扩-精扩
Φ42孔
42
IT8
Ra3.2
粗扩-精扩
2）加工阶段的划分
该箱体加工质量要求较高，可将加工阶段划分为粗加工、半精加工和精加工几个阶段。
在粗加工阶段，首先将精基准准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；在半精加工阶段，完成端面的精铣加工和螺纹孔的钻、铰加工；在精加工阶段，进行箱体端面的削加工。
3）工序顺序的安排
（1）机械加工工序
遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准；遵循“先精后粗”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序；遵循“先主后次”原则，先加工主要表面，后加工次要表面；遵循“先面后孔”原则。
由此初拟箱体机械加工工序安排，见表3-2。
表3-2托架机械加工工序安排（初拟）
工序号
工序内容
简要说明
10
粗铣底面
“先精后粗”
20
粗铣顶面
“先精后粗”
30
粗铣两侧面
“先精后粗”
40
粗镗各纵向孔
“先主后次”“先面后孔”
50
半精铣两侧面
“先精后粗”“先主后次”
60
半精镗各纵向孔
“先精后粗”“先主后次”
70
精镗各纵向孔
“先精后粗”“先主后次”
80
钻扩饺2-Φ30
“先面后孔”
90
钻扩饺2-Φ22
“先面后孔”
100
钻7×M10螺纹底孔（深22）孔口倒角45度，攻螺纹深16，钻5×
M10螺纹底孔，孔口倒角45度
钻2×M16螺纹底孔孔口倒角45度
“先面后孔”
110
钻顶面8×M10和M10螺纹底孔深24，孔口倒角45度，攻螺纹深18
“先面后孔”
120
钻底面沉头孔，铰孔Φ13，锪孔Φ26深4
“先面后孔”
130
钻G1/8、G1/4螺纹底孔，孔口倒角45度，攻螺纹
“先面后孔”
另外一位同学的加工工序安排是：
粗精铣底面——粗铣两侧面——粗镗各纵向孔——粗镗各纵向孔——精镗各纵向孔——半精铣两侧面——钻扩饺2-Φ30——钻7×M10螺纹底孔（深22）孔口倒角45度，攻螺纹深16，钻5×M10螺纹底孔，孔口倒角45度，钻2×M16螺纹底孔孔口倒角45度
（1）热处理工序
铸造成形后，进行调质处理，调质硬度为241～285HBS，箱体上端面进行局部淬火。
（2）辅助工序
粗加工箱体上端面和热处理后，应安排校直工序；在半精加工后，安排去毛刺和中间检验工序；精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序
综上所述，该托架工序的安排顺序为：
基准加工—主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工—主要表面精加工和次要表面加工—热处理—主要表面精加工。
4）确定工艺路线
在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，拟定托架的机械加工工艺路线，见表3-3。
表3-3箱体机械加工工艺路线
工序号
工序内容
定位基准
10
粗（精）铣箱体两侧面
箱体前后端面
20
粗（精）铣箱体上下端面
箱体上下端面
30
粗扩、精扩孔2×Φ72mm
箱体下端面
40
粗扩、精扩孔Φ62mm
箱体下端面
50
粗扩、精扩孔Φ80mm
箱体下端面
60
粗扩、精扩孔Φ92mm
箱体下端面
70
粗扩、精扩孔Φ42mm
箱体下端面
80
粗扩、精扩孔2×Φ22mm
箱体下端面
90
钻底面沉头孔，铰孔Φ13，锪孔Φ26深4
箱体下端面
100
去毛刺
110
中检
3.3加工设备及工艺装备的选用
机床和工艺装备的选择应在满足零件加工工艺的需要和可靠的保证零件加工质量的前提下与生产节拍相适应，并应优先考虑采用标准化的工艺装备和充分利用现有条件，以降低生产准备费用。
箱体的生产类型为中批生产，可以选用高效的专用设备和组合机床，也可选用通用设备，所选用的夹具均为专用夹具。
各工序加工及工艺装备的选用见表3-4.
工序号·
工序内容
加工设备
工艺装
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