機械制造專業(yè)畢業(yè)設(shè)計——變速箱殼體機械加工工藝設(shè)計匯總

1、第一章 緒論 第一節(jié) 簡介 在國民經(jīng)濟的各條戰(zhàn)線上廣泛使用著大量的機械、機床、工具、 儀器、儀表等工藝裝備。這些工藝裝備的制造過程總稱為機械制造， 生產(chǎn)這些工藝裝備的工業(yè)即是機械制造業(yè)。 機械制造業(yè)的主要任務(wù)就 是圍繞各種工程材料的加工技術(shù)， 研究其工藝， 并設(shè)計和制造各種工 藝裝備。機械制造業(yè)師國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)和支柱，是向其他部門提供工具、 儀器和各種機械設(shè)備的技術(shù)裝備部。 據(jù)西方工業(yè)國家統(tǒng)計， 機械制造 業(yè)創(chuàng)造了 60%的社會財富，完成了 45%的國民經(jīng)濟收入。如果沒有機 械制造業(yè)提供質(zhì)量優(yōu)良、技術(shù)先進(jìn)的技術(shù)裝備，那么信息技術(shù)、新材 料技術(shù)、海洋工程技術(shù)、 生物工程技術(shù)以及空間技術(shù)等新技術(shù)群

2、的發(fā) 展將會受到嚴(yán)重的制約。 因此，一個國家的經(jīng)濟競爭歸根到底是機械 制造業(yè)的競爭，機械制造業(yè)的發(fā)展水平是衡量一個國家經(jīng)濟實力和科 學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一。21 世紀(jì)是科學(xué)技術(shù)和綜合國力競爭的年代，必須大力發(fā)展機械 制造業(yè)及機械制造技術(shù)。機械制造工藝是各種機械制造方法和制造過程的總稱。 機械制造 工藝過程的基本問題主要包括生產(chǎn)過程與工藝過程、 生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn) 類型、工件的定位于基準(zhǔn)、 機器的裝配等內(nèi)容，闡述機械制造工藝過 程中最基本的概念和內(nèi)涵。第二節(jié) 箱體零件的特點(1) 支承并包容各種傳動零件，如齒輪、軸、軸承等，使它們能 夠保持正常的運動關(guān)系和運動精度。 箱體還可以儲存潤滑劑， 實現(xiàn)各

3、 種運動零件的潤滑。(2) 安全保護(hù)和密封作用， 使箱體內(nèi)的零件不受外界環(huán)境的影響， 又保護(hù)機器操作者的人生安全，并有一定的隔振、隔熱和隔音作用。(3) 使機器各部分分別由獨立的箱體組成， 各成單元， 便于加工、 裝配、調(diào)整和修理。(4) 改善機器造型，協(xié)調(diào)機器各部分比例，使整機造型美觀。 第三節(jié) 設(shè)計的目的：設(shè)計任務(wù)的目的1、培養(yǎng)學(xué)生運用機械制造工藝學(xué)及有關(guān)課程(金屬材料及熱處理、 機械設(shè)計基礎(chǔ)、公差與技術(shù)測量、金屬切削機床、金屬切削原理與刀 具、機械制造工藝與夾具、數(shù)控機床及其維修、數(shù)控特種加工技術(shù)、 UG訓(xùn)練教程等課程)的知識。結(jié)合生產(chǎn)實踐中學(xué)到的知識，獨立的 分析和解決工藝問題，初步具

4、備設(shè)計一個中等復(fù)雜的工藝規(guī)程的能 力。2、能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運用機械制造工藝與夾具的基本 原理和方法，學(xué)會擬訂工藝與夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計。掌 握機械制造工藝的基本理論和夾具設(shè)計方法及典型結(jié)構(gòu)， 注重建立基 本概念和理論的具體應(yīng)用， 學(xué)會對復(fù)雜零件進(jìn)行工藝分析和夾具設(shè)計 的方法。3、培養(yǎng)學(xué)生熟練運用相關(guān)手冊、制作規(guī)范圖表、查閱技術(shù)資料的能4、進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生識圖，制圖，運用和編寫技術(shù)文件等基本技能。5、能夠讓學(xué)生更好的學(xué)習(xí)UG、autoCAD、Mastercam8.0等軟件第四節(jié)設(shè)計的要求與內(nèi)容零件年產(chǎn)量100000件/年，根據(jù)零件圖紙要求制定機械加工工藝。1、確定生產(chǎn)類型，對

5、零件進(jìn)行工藝分析。2、擬訂零件的機械加工工藝過程，選擇各工序的加工設(shè)備及工藝裝備（刀具，夾具，量具，輔具），確定各工序切削用量及尺寸。3、填寫工藝文件：工藝過程卡，工序卡。4、三維建模。第二章零件的分析第一節(jié)零件的分析生產(chǎn)類型的劃分，主要取決于零件的復(fù)雜程度和生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小。冋類零件的年產(chǎn)量/件生產(chǎn)類型重型（零件重量大干2000kg）中型（零件重1002000kg）輕型（零件重小于100kg）單件生產(chǎn)V 5V 20V 100小批生產(chǎn)5 10020 200100500中批生產(chǎn)1003002005005005000大批生產(chǎn)30010005005000500050000大量生產(chǎn)> 1000&g

6、t; 5000>50000該零件重小于1OOkg，年產(chǎn)量50000,所以選擇大量生產(chǎn)如圖紙所示，該零件材料為 HT200零件結(jié)構(gòu)的工藝性就是其制造的難易程度， 在滿足使用要求的前 提下制造的可行性和經(jīng)濟性。內(nèi)容包括毛坯制造工藝性、機械加工工 藝性、熱處理工藝性、裝配工藝性。零件的結(jié)構(gòu)工藝要求必須滿足使 用要求、具體生產(chǎn)條件，還要綜合考慮各工藝要求，分清主次。分析零件切削加工工藝性時，零件結(jié)構(gòu)應(yīng)遵循的三個基本原則：(1)有利于提咼切削效率(2)便于加工應(yīng)有較少的切削加工量該零件每一個零件在產(chǎn)品中或在產(chǎn)品的部件中都是有其特定的作用的， 零件的加工結(jié)果必須滿足其所在部件或產(chǎn)品的工作要求。該零件

7、是變速箱殼體，主要起承載壓力的作用，同時起到一個密 封的作用。1、零件各加工面的切削加工工藝性(1) 零件各加工面加工要求應(yīng)有利于切削(2) 切削工藝性隨生產(chǎn)條件(指設(shè)備、批量等)而異2、考慮零件結(jié)構(gòu)的工藝性(1) 零件整體結(jié)構(gòu)應(yīng)便于裝夾(2) 零件整體結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工(3) 零件整體結(jié)構(gòu)應(yīng)便于測量(4) 零件整體結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)(5) 零件整體結(jié)構(gòu)應(yīng)有利于保證加工質(zhì)量(6) 零件整體結(jié)構(gòu)應(yīng)有利于提高生產(chǎn)率(7) 零件整體結(jié)構(gòu)應(yīng)便于裝配、維修(8) 零件整體結(jié)構(gòu)應(yīng)有正確的裝配面1、變速箱殼體在結(jié)構(gòu)上薄壁而多孔， 整個容腔為三組平行孔系所 占據(jù)。2、為提高傳動精度， 應(yīng)保證裝在三組平行孔系

8、中的軸承獲得良好 的配合精度，故48、80及146三孔有較高的尺寸精度要求；除 此而外，為保證傳動平穩(wěn)和減少噪聲， 三組平行孔系之間還有較高的 孔距公差。3、因總體結(jié)構(gòu)和部件位置的限制， 在變速箱殼體的中間部位， 有 兩塊面積不大的外伸安裝面。為整個變速箱的安裝基面，且與 146 孔中心有較高的尺寸要求，其數(shù)值為 124.1 ± 0.05mm保證了傳動位 置和傳動精度的準(zhǔn)確性。第二節(jié) 毛坯的選擇正確地選擇毛坯有重大的經(jīng)濟意義，選擇毛坯需要毛坯制造和機 械加工兩方面的知識，并兼顧冷、熱加工兩方面的要求。主要根據(jù)零 件的力學(xué)性能要求、零件的結(jié)構(gòu)形狀和外廓尺寸、生產(chǎn)綱領(lǐng)和批量、 現(xiàn)場生產(chǎn)條

9、件和發(fā)展等條件來選擇毛坯。機械加工中常見的毛坯種類有：(1) 鑄件：用于材料有可鑄性，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的零件(2) 鍛件：零件的機械性能要求高(3) 型材：適用于小批量零件的毛坯(4) 組合焊接件：用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件由于該零件已確定材料為 HT20Q所以選擇砂型鑄造毛坯。灰鑄 鐵有一定的強度， 但塑性和韌性很低， 這種性能特點與石墨本身的性 能及其在鑄鐵組織中的存在形態(tài)有關(guān)。 有良好的減震性， 用灰鑄鐵制 作機器設(shè)備上的底座或機架等零件時，能有效地吸收機器震動的能 量；有良好的潤滑性能；還有良好的導(dǎo)熱性能，這是因石墨是熱的良 好導(dǎo)體；此外其熔煉也比較方便，并且還有良好的鑄造性能。其流動 性能良好，

10、線收縮率和體收縮率較小，鑄件不易產(chǎn)生開裂，因此適宜 于鑄造結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件和薄壁鑄件，如汽車的汽缸體、汽缸蓋等。毛坯的機械加工余量(或毛坯余量)是零件的總加工余量。加工 余量代號用“ MA表示。加工余量等級由精到粗共分為 A, B, C, D, E, F，C, H和J九個等級。經(jīng)查找機械加工工藝手冊,確定最終確定總的加工余量為 3mm。 毛坯圖如下：零件毛坯圖第三節(jié) 零件各表面的最終加工方法三個孔的尺寸要求分別是：146+0.04 ,80+0.03 ,48+0.025其他形位公差要求：兩邊的垂直度為 0.01 ，前面的垂直度為 0.02，孔內(nèi)面的垂直度為 0.02，三個孔的圓度為 0.012。所

11、以變速箱殼體的三個孔最終加工方法為精鏜，其余各表面的 最終加工方法為精銑。第三章 工藝規(guī)程設(shè)計按一定的格式， 用文件的方式規(guī)定零件制造工藝過程和操作方法 等的工藝文件， 稱為機械加工工藝規(guī)程。 工藝規(guī)程是知道施工的技術(shù) 文件。一般包括零件加工工藝路線、工序內(nèi)容、檢驗。工藝規(guī)程的設(shè)計原則：滿足生產(chǎn)綱領(lǐng)的需要、滿足圖紙要求、現(xiàn) 有條件下切實可行、保證技術(shù)先進(jìn)性，良好的工作條件，高的經(jīng)濟效、人益。工藝規(guī)程的設(shè)計步驟： 零件圖紙分析選擇毛坯定位基準(zhǔn) 的選擇確定各表面及路線加工方法擬定零件加工路線 尺寸計算和確定設(shè)備、工裝選擇填寫工藝文件。第一節(jié) 定位基準(zhǔn)的分析定位基準(zhǔn)是加工時， 使工件在機床或夾具中占

12、據(jù)正確位置所用的 基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇要分別按照粗、精基準(zhǔn)的選擇原則進(jìn)行，并具 體確定每道工序的定位和夾緊。粗基準(zhǔn)的選擇重點考慮： 加工表面與不加工表面的相對位置精度、 各加工表面 有足夠的余量。 非加工表面原則：選非加工表面作為粗基準(zhǔn) 加工余量最小原則： 沒有不加工面的， 選擇加工余量最小的表 面作為粗基準(zhǔn) 重要表面原則：選擇重要加工表面為粗基準(zhǔn) 便于工件裝夾原則：選方便夾緊的表面作粗基準(zhǔn) 不重復(fù)使用原則：粗基準(zhǔn)在同一尺寸方向只能用一次由于該變速箱殼體的安裝基面“ B”面積較小，在鏜削加工過程 中無法作為定位基準(zhǔn)，由于 A面與三組平行孔系有0.02mm的垂直度 要求，B面對A面有0.01mm

13、的垂直度要求，所以從粗加工開始就必 須注意保證該零件孔與面及面與面的垂直度要求。 粗加工時， 可選該 殼體不加工的毛坯側(cè)面作粗基準(zhǔn)，校正后對A面及其相對的另一側(cè)面 進(jìn)行粗加工， 再分別以該兩面作為基準(zhǔn)面對三孔進(jìn)行依次粗鏜； 在對 A面及其對應(yīng)面進(jìn)行半精銑時，還應(yīng)充分注意其兩面的平行度要求。精基準(zhǔn)的選擇 重點考慮：減少定位誤差、保證加工精度。 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則 同一工件進(jìn)行不同內(nèi)容的多道工序加工中， 前后工序應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)系統(tǒng)，即各加工工序之間的定位基準(zhǔn)盡量統(tǒng)一。 基準(zhǔn)重合原則 工件定位基準(zhǔn)的選擇應(yīng)盡量選在工序基準(zhǔn)上， 也就是要使工件的定位基準(zhǔn)與本工序的工序基準(zhǔn)盡量重合。在進(jìn)入半精加工及精加

14、工時， 應(yīng)充分考慮以 A 面作為基準(zhǔn)來精銑相對應(yīng)的另一面及鏜削三組平行孔系。在鏜削 146孔時，找正A面 或采用心軸與端面垂直的檢具進(jìn)行找正，以保證三組平行孔系對 A面 的垂直度要求。在最后精加工時，仍以 A面作定位基準(zhǔn)，并以B安裝 面作輔助基準(zhǔn)，以減少最后刮削 B安裝面時的鏟刮工作量。第二節(jié) 零件各表面加工方法的選擇 選擇表面加工方法時， 先根據(jù)表面的精度和粗糙度要求選定最終 加工方法（按經(jīng)濟精度），然后再確定精加工前準(zhǔn)備工序的加工方法。選擇加工方法的依據(jù)： 被加工表面的加工精度、粗糙度 被加工表面的性質(zhì) 生產(chǎn)類型 工廠的生產(chǎn)條件 零件的形狀、尺寸與重量三個孔加工方法：粗鏜半精鏜精鏜 其余各

15、表面：粗銑半精銑精銑第三節(jié) 工藝路線的制定 工藝路線的擬定是指制定零件加工所經(jīng)過的有關(guān)部門和工序的 先后順序， 是工藝規(guī)程制定的總體設(shè)計。 其主要任務(wù)包括加工方法的 確定、加工順序的安排、工序集中與分散等內(nèi)容。工藝路線不但影響 加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率，而且影響工人的勞動強度，影響設(shè)備投資、車間面積、生產(chǎn)成本等，是制訂工藝規(guī)程的關(guān)鍵一步工序第一種第二種1粗加工前面粗加工前面2粗加工后面半精加工前面3粗加工側(cè)面粗加工后面4粗加工三個孔半精加工后面5半精加工前面粗加工側(cè)面6半精加工后面半精加工側(cè)面7半精加工側(cè)面粗加工三個孔8半精加工三個孔半精加工三個孔9精加工前面精加工前面10精加工后面精加工后面11精

16、加工側(cè)面精加工側(cè)面12精加工三個孔精加工三個孔加工時應(yīng)遵循基準(zhǔn)（面）先行、先粗后精的原則。首先對平面和 孔進(jìn)行粗加工，再進(jìn)行半精加工基準(zhǔn)面、孑L,消除粗加工時所產(chǎn)生的 變形，以確保殼體的高精度要求。按照傳動路線和齒輪的傳動關(guān)系， 應(yīng)先鏜146孔，其次鏜48孑L,最后鏜80孑L,保證三組平行孔 系孔距間獲得較高的尺寸精度，并注意必須換算坐標(biāo)尺寸。孔146與孔48的坐標(biāo)關(guān)系如下：水平方向位移量 X仁18mm垂直方向位移量丫仁V孔48與80的坐標(biāo)位置關(guān)系如下：水平方向位移量 X2=68mm垂直方向位移量 Y2二 V87x87-68x68=54.27mm1、工藝過程卡第四節(jié) 填寫工藝規(guī)程文件機械加工工

17、藝過程卡產(chǎn)品型號零件圖號共7頁產(chǎn)品名稱變速箱殼體零件名稱殼體第1頁材料牌號ZL107毛坯種類 鑄件毛坯尺寸重量5.62Kg序號名稱工序內(nèi)容車間設(shè)備工藝裝備工時1備料鑄造成型車間鑄造機2銃粗銃各個外表面數(shù)控車間專用夾具銃刀3鏜粗鏜三個孔數(shù)控車間專用夾具鏜刀4銃半精銃各個外表面數(shù)控車間專用夾具銃刀5鏜半精鏜三個孔數(shù)控車間專用夾具鏜刀6銃精銃各個外表面數(shù)控車間專用夾具銃刀7鏜精鏜三個孔數(shù)控車間專用夾具鏜刀891011標(biāo)記處數(shù)更改牽2、工序卡機械加工工序卡片產(chǎn)品型號產(chǎn)品名稱毛坯種類_鑄_件設(shè)備名稱立式銃床夾具編號變速箱車間工位器具編號工步零件圖號零件名稱工序號毛坯外形尺寸設(shè)備型號X52K主軸轉(zhuǎn)速切削速

18、度變速箱殼體工序名稱r/minm/min共 7 頁第 1 頁粗銃各面每毛坯可制件數(shù)1設(shè)備編號夾具名稱專用夾具工位器具名稱進(jìn)給量mm/r切削深度mm材料牌號HT200每臺件數(shù)同時加工件數(shù)1切削液工序工時（分）準(zhǔn)終單件進(jìn)給次數(shù)工步工時機動輔助粗銃前面粗銃后面粗銃側(cè)面面銃刀面銃刀立銃刀標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字日期設(shè)計（日期）300300300303030校對（日期）1.51.51.5審核（日期）標(biāo)準(zhǔn)化（日期）會簽（日期）機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱變速箱零件名稱變速箱殼體共 7頁第2頁車間工序號工序名稱材料牌號2粗鏜三個孔HT200毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制

19、件數(shù)每臺件數(shù)P鑄件11設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)1立式加工中心1夾具編號夾具名稱切削液專用夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時（分）準(zhǔn)終單件工步工步內(nèi)容工藝裝備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1粗鏜146的孔專用夾具8006011.512粗鏜48的孔專用夾具8006011.513粗鏜80的孔專用夾具8006011.51校對（日期）審核（日期）標(biāo)準(zhǔn)化（日期）會簽（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字日期設(shè)計（日期）機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱變速箱零件名稱變速箱殼體共 7頁第 3頁車間工序號工序名稱材

20、料牌號3半精銃各面HT200毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)鑄件11設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)立式銃床1夾具編號夾具名稱切削液專用夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時（分）準(zhǔn)終單件工步工步內(nèi)容工藝裝備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1半精銃前面專用夾具500202112半精銃后面專用夾具500202113半精銃側(cè)面專用夾具50020211校對（日期）審核（日期）標(biāo)準(zhǔn)化（日期）會簽（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字日期設(shè)計（日期）機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱變速箱零件名稱變速箱殼體共 7

21、頁第 4 頁車間工序號工序名稱材料牌號4半精鏜三個孔HT200毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)鑄件11設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)立式加工中心1夾具編號夾具名稱切削液專用夾具工位器具編號工位器具名稱工序工時（分）準(zhǔn)終單件工步工步內(nèi)容工藝裝備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1半精鏜146的孔專用夾具1000501.2112半精鏜48的孔專用夾具1000501.2113半精鏜80的孔專用夾具1000501.211校對（日期）審核（日期）標(biāo)準(zhǔn)化（日期）會簽（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字日期設(shè)計（日期）機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱變速箱零件名稱變速箱殼體共 7頁第 5 頁車間工序號工序名稱材料牌號5精銑各面