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1、精品 料推荐学习情境 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
2、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 m,平面度为0.15mm; 前后端面的加工:其表面粗糙度为 Ra3.2m,前端面 T1 对 O1轴线的端面全跳动为 0.08mm。后端面 T2 对 O1轴线的端面圆跳动为 0.1mm,前后端面尺寸为 3710.02mm; 两侧窗口面及凸台面的加工:取力窗口面粗糙度为 Ra3.2m,对 O2 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Ra3.2m,平面度为 0.15mm对O2轴的平行度为150:0.03 ;倒档轴孔内端面的加工:
3、其表面粗糙度值为Ra6.3m,保证尺1精品 料推荐寸为 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180mm,另外两组中心线距离为2040.05vmm , 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
4、250mm,左右相距240mm,粗糙度为 Ra1.6m,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的圆上,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 O1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
5、中心线与 O1轴水平距离 135mm,2精品 料推荐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.54 o.56 o.70 o,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的孔中心线的右下方 16o。1 个 M30-6H的螺纹孔:其中心线与 O2的水平距离为 6mm,竖直距离为 82mm。2
6、个 30mm的孔:粗糙度为 Ra1.6m,对 B的位置度公差为 150:0.03 ,其中孔中心线O3 距 O1.O2 轴分别为 138.125 0.05 和78.084 0.05 。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 1050.04mm,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 10mm的孔:粗糙度为Ra1.6m,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 10mm孔中心线竖直距离
7、为1300.04mm。1 个 M30的加油螺纹孔:螺纹孔上平面 Z1 与上盖接合面交 30o,3精品 料推荐上平面 Z1 螺纹孔中心线交点与O1 轴线水平相距105mm,与 O2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
8、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的孔:孔径尺寸为 10000.035 mm,孔表面粗糙度Ra1.6m,以上盖接合面为设计基准,其相关尺寸为820 0.1 mm。90mm的孔:孔径尺寸为 90 00.035 mm,孔表面粗糙度Ra1.6 m,以O1 轴为设计基准 ,其相关尺寸为18mm. R121.1250.05mm。前端面110mm的孔:孔径尺寸为 1100 0.035 mm,孔表面粗糙度 Ra1.6m62mm的孔:孔径尺寸为 620.0.008040 mm,孔表面粗糙度 Ra1.6m与 O2同轴。 .4精品 料推荐通过以上分析可知,这四
9、组加工表面应采用“先面后孔”的加工原则,即先加工平面再加工孔,并保证它们之间的位置度要求。二、毛坯的选择由于灰铸铁具有较好的耐磨性、减振性和良好的铸造性、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的材料。 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的影响,零件在浇铸后均需安排热处理工序,然后按有关铸件的技术要求进行验收。这样即保证成批量生产的需要,又大大降低了成本,提高了工作效率。三、定位基准的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
10、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5精品 料推荐时,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
11、。)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
12、。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:砂型铸造6精品 料推荐工序:热处理去应力工序:粗、精铣上盖接合面工序:在上盖接合面钻铰孔及攻螺纹孔工序: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:工件在回转台上回转90o工序:钻两侧窗口面螺纹底孔工序:粗铣倒档孔内端面、钻加油孔工序:粗镋前后端面轴承孔
13、、扩倒档轴孔工序:在取力窗口面上铰孔工序:精镋前后端面轴承孔、铰倒档轴孔工序:精铣两侧窗口面工序:在前后端面上攻螺纹孔工序:精铣倒档孔内端面、取力窗口面、攻加油孔螺纹工序:在两侧窗口面上攻螺纹工序:精铣前后端面工序:取毛刺工序:清洗工序:终检7精品 料推荐五、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ap3mm。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/齿确定切削
14、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,则 ns 1000v = 1000 (120 160)d3.14 400=47.7795.54根据金属机械加工工艺人员手册P418 表 6-40选用nw64r/min所以实际切削速度d n3.1440064v 1000100080.5m/minnw64r/min时,工作台的每分钟进给量fm 应为fm=fz znw=(0.650.80)1416=573.3705.6mm/min根据金属机械加工工艺人员手册P418 表 6-40选用fm660mm/min8精品 料推荐六、填写工艺文件填写该零件的“机械加工工序卡片” 。9