箱体加工工艺

学习情境 4：箱体类零件机械加工工艺文件的制订 一、 零件的工艺分析 汽车变速箱箱体，它是汽车的基础零件之一，它把变速箱中的轴和齿轮等零件和机构 联结为一个整体，使这些零件和机构保持正确的相对位置，以便使其上的各个机构和零件 能正确，协调一致的工作。变速箱箱体的加工质量直接影响变速器的装配质量，进而影响 汽车的使用性能和寿命。本零件生产类型为中批生产。下面对该零件进行精度分析。对于 形状和尺寸（包括形状公差、位置公差）较复杂的零件，一般采取化整体为部分的分析方 法，即把一个零件看作由若干组表面及相应的若干组尺寸组成的，然后分别分析每组表面 的结构及其尺寸、精度要求，最后再分析这几组表面之间的位置关系。由零件图样，具体 技术要求分析如下： 平面的加工： 上盖结合面的加工：其表面粗糙度为 Ra3.2卩m平面度为0.15mm前后端面的 加工：其表面粗糙度为Ra3.2卩m前端面T1对01轴线的端面全跳动为0.08mm后端 面T2对01轴线的端面圆跳动为0.1mm前后端面尺寸为371 0.02mm 两侧窗口面及凸台面的加工：取力窗口面粗糙度为 Ra3.2卩m,对02轴的平行度为 0.08mm其公差等级为IT7IT9,平面度为0.1mm右侧窗口面的粗糙度值为 Ra3.2卩m 平面度为0.15mm对02轴的平行度为150: 0.03 ; 倒档轴孔内端面的加工：其表面粗糙度值为Ra6.3卩m保证尺寸为102.5mm 20mm 其中上盖结合面， 前后端面， 两侧窗口面为主要加工表面。 上盖结合面作为后面工序的 主要定位面，最后还要用于装配箱盖；前面T1为变速箱的安装基面；后端面T2为安装 轴承端盖用;两侧窗口面用于安装窗口盖 孔的加工： 小孔： 上盖结合面： 8 个 M10-6H 的螺纹孔：分布于上盖接合面上，两侧中间两组螺纹孔中心线的距离为 180mn,另外两组中心线距离为204 0.05vmm ,两侧相邻螺纹孔中心线距离为 170mm 2个 12mm的工艺孔：分布于上盖接合面上，一、工艺孔倒前端面的距离为 60mm两 工艺孔中心线前后相距250mm左右相距240mm粗糙度为Ra1.6卩m,对G.A.H位置 度公差为 0.15mm。 前后端面：8个M10-6H的螺纹孔： 110mm孔周围的四个螺纹孔均匀分布在 130mm 的圆上，一螺纹孔的中心线于对称线夹角为 45o,对F.A的位置度公差为 0.15mm 另外四个分布在 82mm勺圆上，螺纹孔的中心线与对称线夹角为 26o、25o、50o、50o, 对F.B的位置度公差为 0.15mm 1个8mm的孔：位于竖直对称线的下部，其中心线距 01轴65mm 4 个 17mm的孔：对F.A的位置度公差为 0.15mm水平线上两孔中心线距离 270mm 其中一个孔中心线与 O1轴水平距离135mm竖直线上两孔中心距离为100mm 后端面： 11 个M10-6H的螺纹孔：四个螺纹孔均布在 90mm的圆周围，其中一螺纹孔的中心线 与对称线夹角为45o,对H.B位置度公差为 0.15mm六个螺纹孔分布在 130mm的圆 上，左上孔与竖直对称线夹角为 60o.54o.56o.70o，对H.A的位置度公差为 0.15mm 另外一个螺纹孔中心距轴线 O330mm竖直距离为16mm 1个的孔：位于 100mm勺孔中心线的右下方16o。 1个M30-6H的螺纹孔：其中心线与 02的水平距离为6mm竖直距离为82mm 2 个 30mm勺孔：粗糙度为Ra1.6卩m对B的位置度公差为150: 0.03，其中孔中心 线03距01 .02轴分别为 138.1250.05 和 78.0840.05。 取力窗口面 6个M10-6H的螺纹孔：对D B、F的位置度公差为 0.15mm对称分布于取力窗口 面上左右中心距离为 105 0.04mn,上下对称的两组孔中心距分别为 155mm 70mm 竖直对称线距 T1 端面 142.5 0.25mm。 2个 10mnt勺孔：粗糙度为Ra1.6卩m,对称分布于取力窗口面上，其中一个孔中心 线位于右侧两螺纹孔中心线平面上， 与一螺纹孔相距30mm 2个 10mn孔中心线竖直 距离为 130 0.04mm。 1个M30的加油螺纹孔：螺纹孔上平面 Z1与上盖接合面交30o,上平面Z1螺纹孔 中心线交点与01轴线水平相距105mm与02轴竖直相距35mm 右侧窗口面及凸台面 右侧窗口面6个M14-6H的螺纹孔：对称分布对 D C H的位置度公差为 0.15mm 中间对称两组的中心线水平距离为 125mm竖直相距80mm另外一组位于竖直对称线 上，相距140mm一组的中心线距端面 T2为10mm 2个M10-6H和1个M14-6H位于凸台面上，位置度公差为 0.15mm其中以个距前 端面T1137mm两个M10-6H螺纹孔中心距为102mm M14-6H螺纹孔中心线距后端面 54mm。 大孔 后端面 100mm勺孔： 孔径尺寸为 100oO.O35mm孔表面粗糙度Ra1.6卩m以上盖接合面为 设计基准，其相关尺寸为 8200.1 mm。 90mm勺孔：孔径尺寸为 9000.035 mm孔表面粗糙度Ra1.6卩m,以01轴为设计基 准, 其相关尺寸为 18mm. R121.125 0.05mm。 前端面 110mm勺孔：孔径尺寸为 11O00.035 mm孔表面粗糙度Ra1.6卩m 62mm勺孔：孔径尺寸为 62 0.008 mm孔表面粗糙度Ra1.6卩m与02同轴。. 通过以上分析可知，这四组加工表面应采用“先面后孔”勺加工原则，即先加工平面 再加工孔，并保证它们之间勺位置度要求。 二、 毛坯勺选择 由于灰铸铁具有较好勺耐磨性、减振性和良好勺铸造性 、尺寸稳定性。工艺性能好 和可加工性，线膨胀系数小，而且价格低廉，是箱体类零件广泛应用勺材料。因此选择综 合性好的HT150作为汽车变速箱的制造材料。又因为箱体零件的结构复杂，故常采用砂型 铸造。为了尽量减少铸件内应力对加工质量勺影响，零件在浇铸后均需安排热处理工序， 然后按有关铸件勺技术要求进行验收。 这样即保证成批量生产勺需要， 又大大降低了成本， 提高了工作效率。 三、 定位基准勺选择 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确合理，可以使加工质 量得到保证，生产效率得到提高。否则加工工艺规程中会问题百出，跟有甚者还会造成零 件大批报废。 1、粗基准的选择 在本零件中，七个表面均为加工表面。因为在加工工程中，粗基准要选择重要面，因 此，对于本工件来说，上盖接合面为平面，且作为装配面，使重要面，故在加工时可以充 当以后各工序的基准面， 但是不能选择它作为第一次加工的粗基准。 因为零件为砂型铸造， 上盖接合面的毛坯面存在一定的误差， 不能保证加工精度。 按照有关粗基准的选择原则 （保 证相互的位置精度要求原则。 当零件有不加工表面时， 则应以这些不加工表面作为粗基准； 当零件有若干个不加工表面时，则应与加工表面相对位置要求高的不加工表面作为粗基 准。现在选择工件的前后端面三个孔作为粗基准，可消除 X、Y、Z方向的移动和转动6个 自由度，属于完全定位，重要选择粗基准不仅能满足加工要求，保证加工精度，便于安装， 比较稳定。 2、精基准的选择 根据精基准的选择原则 （基准重合原则， 统一基准原则， 互为基准原则， 自为基准原则， 便于安装原则），上盖接合面可以满足大多数原则， 因此可以选择上盖接合面作为精加工基 准。 另外指出，统一基准原则常常带来基准不重合问题，在这种情况下，要针对具体问题 具体分析，在满足设计要求的前提下，决定最终选择的精基准。 四、工艺路线的拟定 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求 能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大量生产的条件下，可以考虑才用组合（专用） 机床及配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应考虑经济效果， 以使生产成本下降。 工序安排原则： 先加工基准面，在加工其它面；一般情况下，先面后孔；先 加工主要表面后加工次要表面；先安排粗加工工序在安排精加工工序； 依照上述原则，制定工艺路线如下： 工序I:砂型铸造 工序U:热处理去应力 工序川：粗、精铣上盖接合面 工序W:在上盖接合面钻铰孔及攻螺纹孔 工序V:粗铣前、后端面 工序粗铣两侧窗口面及凸台面 工序:钻前后端面孔 工序毗：工件在回转台上回转 90o 工序区：钻两侧窗口面螺纹底孔 工序X:粗铣倒档孔内端面、钻加油孔 工序幻：粗镋前后端面轴承孔、扩倒档轴孔工序XU:在取力窗口面上铰孔 工序XM:精镋前后端面轴承孔、铰倒档轴孔 工序XW:精铣两侧窗口面 工序XV:在前后端面上攻螺纹孔 工序XW:精铣倒档孔内端面、取力窗口面、攻加油孔螺纹 工序X%:在两侧窗口面上攻螺纹 工序X毗：精铣前后端面 工序幻X:取毛刺 工序XX:清洗 工序XXI :终检 五、切削用量选择 例举 1:粗铣 确定切削深度 根据金属机械加工工艺设计手册 P374表5-72，查出精铣时切削深度为2mm公差 为0.7mm,由于总加工余量为4.5mm,故粗铣的加工余量为可选3mm即切削深度即=3mm 确定进给量 根据金属机械加工工艺设计手册 P844表10-108，查得进给量fz = 0.650.80mm/填写该零件的“机械加工工序卡片” O 确定切削速度 根据机械制造工艺设计手册P92表3-30，查得切削速度 V=60120m/min 1000 v = 1000 (120 160) d 3.14 400 =47.7795.54 根据金属机械加工工艺人员手册 P418表6-40选用nw= 64r/min 所以实际切削速度 d n v 1000 3.14 400 64 80.5m/min 1000 nw= 64r/min 时，工作台的每分钟进给量fm应为 fm=fz xz x nw=(0.650.80) x 14X 16=573.3705.6mm/min 根据金属机械加工工艺人员手册 P418表6-40选用fm = 660mm/min 六、填写工艺文件