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1、 I西华大学毕业设计说明书摘 要本设计是最终传动箱壳体的工艺设计和夹具设计。最终传动箱是一种支承和包容各种传动机构的箱形零件。设计中先进行了零件的结构和工艺分析，得出零件的加工工艺过程。用几道工序举例说明了几种加工的工序卡的设计方法和过程。由于是专用机床，本次设计中设计了一套专用钻床夹具和专用铣床夹具，其相关的零部件大都查阅的专业工具书。设计过程涉及到机械制造专业的一系列专业知识，包括了毛坯制造、工艺、切削用量、机床、刀具、定位、误差分析、夹紧等。【关键词】工艺、工序、夹具 AbstractThis design is ultimately gearbox shell process desi
2、gn and fixture design. The final transmission box is a kind of transmission of supporting and inclusive of transmission parts. In the beginning of the design ,we analyze the structure of the part, and work out the technology of parts processing. Meanwhile we use a few procedures to illustrates many
3、design methods and process of several processing process card. Due to the special machine tool, we have to designed many special set of drilling fixture and milling special, consult some related parts of these fixtures in the professional dictionaries. The Design process involves a series of mechani
4、cal manufacturing professional expertise, including manufacturing the semifinished product,process, cutting machine, cutter, dosage, orientation, error analysis, clamping, etc.【Key words】 Process; Procedure; Dictionaries1西华大学毕业设计说明书1 1 前言前言毕业设计是大学四年所学知识的综合运用。对于零件的工艺安排、夹具设计是机械系学生都应掌握的最基本的知识。这些内容对于机械加
5、工起着致关重要的作用。零件加工质量的好坏、成本的高低，都是这些内容的直接反映。这次的设计主要内容是加工最终传动箱体零件。它的整个加工过程中涉及到毛坯的制造方法选择、加工余量的计算、工艺路线的确定、机床夹具定位和夹紧装置的设计、机械加工刀具和辅具的选择、加工时间的计算以及专用夹具体的设计等内容。通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，同时发现自己在专业知识方面的不足。为今后的工作打下一个良好的基础。2 2 工艺规程设计工艺规程设计2.12.1 零件分析零件分析最终传动箱体零件较为复杂，内部为空腔，外形不规则。需要加工 5 个平面和一个外圆面
6、，另外后端面上有 6 个孔需要加工，底面和前端面、侧面都有螺纹孔加工。其中有 84 外圆面和后端面加工难度高，表面粗糙度要求 Ra1.6,需用数控机床来加工。4 个主轴孔表面粗糙度也达到 Ra1.6，需用到镗床来精加工。加工时应注意装夹，保证各个孔的位置度、垂直度和同轴度要求。2.1.12.1.1 零件的功用零件的功用最终传动箱，是一种支承和包容各种传动机构的箱形零件。一般由外墙、内支撑墙、轴承座、凸台、法兰及肋等构件组成。传动箱具有密封、防尘、隔热、隔音、储存润滑油和防护和功能。传动箱可采用铸造、压铸或焊接方法制造。2.1.22.1.2 零件的工艺分析零件的工艺分析零件是传递力的箱体结构，要
7、求有很高的强度来受力，采用 HT200 来铸造。需要淬火和表面渗碳处理。有 6 个主要加工表面，4 个主轴孔。其中前端的两个凸台面和后端面在铣床上用端铣刀精铣，4 个主轴孔用镗床经精镗和细镗，外圆面则在数控车床上经精车和细车。后端面上的 6 个孔之间位置要求比较高所以可以一起在专用钻床上一起加工，提高加工效率。底面为定位精基准，应首先加工出来。观察零件结构，加工底面时选用两个大的主轴孔和较大凸台面通过心轴来定位。2西华大学毕业设计说明书2.22.2 制定工艺规程制定工艺规程2.2.12.2.1 确定生产类型确定生产类型（1）确定生产纲领：机械产品在计划期内应当生产的产品产量和进度计划称为该产品
8、的生产纲领。机械产品的生产纲领除了该产品在计划期内的产量以外，还应包括一定的备品率和平均废品率。其计算公式为： (1)Nn式中 n 为零件计划期内的产量；为备品率；平均废品率。由生产任务得：n=6000, =5%,=3%，代入公式计算，N=6000*（1+5%+3%）=6480（2）确定生产类型：最终传动箱壳体长 275mm，宽 138mm，高 200mm，属于中型零件，中型零件生产纲领大于 5000 属于大量生产，最终传动箱壳体生产纲领为 6480 件，属于大量生产。大批大量生产的特点和要求是：广泛采用专用设备和自动生产线，广泛使用高效专用夹具和特种工具，对于毛坯制造采用金属模机器造型、模锻
9、、压力铸造等。2.2.22.2.2 零件毛坯的确定零件毛坯的确定毛坯的铸造方法：由上文可知，最终传动箱壳体属于大量生产，对于毛坯制造宜采用金属模机器造型、模锻、压力铸造等。本次采用金属模机器造型，这种铸造方法的特点是铸件内部组织致密，机械性能较高，单位面积的产量高，适用于泵体、泵盖、壳体、减速箱体、汽缸头等中、小型铸件。毛坯的材料是HT200。最小铸孔的尺寸见表 1表 1生产类型通圆孔不通圆孔通方孔不通方孔大批大量1215mm1518mm1518mm1620mm由此确定哪些孔可以在毛坯上铸出来，哪些要经过机械加工。确定 4 个主轴孔可以铸造出来，其他孔均不铸造出来。毛坯的加工余量与尺寸公差：最
10、终传动箱壳体零件毛坯采用金属模机器造型，零件最大外廓尺寸为 275mm，查参考文献1第 1012 页得铸件机械加工余量等级一般为 7 级。根据此精度等级和零件公称尺寸可查得铸件机械加工余量和铸件尺寸3西华大学毕业设计说明书公差。本次设计最终传动箱铸件的各加工面的单边加工余量取 6mm；中间吊耳的上面和侧面需要钻螺纹孔，余量去 5mm。由上各个加工余量确定零件的铸件尺寸，毛坯图如图 2.112 7?0.0 48 ? 0 .0 154 8?0.0 259 6?0 .0 3529 ?0.02 121 ?0.02 19 0 ? 0 .0 354 2?0.0 257 3?0 .0 36 8 ? 0 .0
11、 35图 2.1.毛坯剖视图2.2. 3 3 工艺过程设计工艺过程设计2.3.12.3.1 零件定位基准的选择零件定位基准的选择（1）精基准的选择：精基准的选择原则一般包括以下五个方面。第一，用设计基准作为精基准以便消除基准不重合误差，即所谓的“基准重合原则” 。第二，当工件以某一个表面定位可以方便加工其它表面时，常采用该表面为精基准，即所谓的“基准统一原则” 。第三，当精加工表面或者光整加工工序余量要求尽量小4西华大学毕业设计说明书而均匀时，应选择该加工表面作为精基准，即所谓的“自为基准原则” 。第四，为了获得均匀的加工余量和较高的位置精度，可采用“互为基准”的原则。第五，精基准的选择应使定
12、位准确，夹紧可靠。为此，精基准的面积与被加工表面相比，应有较大的长度和宽度，以提高其位置精度。 最终传动器壳体的加工中，采用底面上左右两端的螺纹底孔和底面为定位精基准，这不但可以使加工方便，而且夹具设计简单，也易于保证各个面的位置精度和表面质量。因此最终传动器壳体加工采用底面和两螺纹底孔作为精基准，既满足“基准统一原则，也满足第五条原则。而且轴承孔，工艺凸台这些面的工序基准也是结合面，因此也满足了“基准重合原则” 。（2）粗基准的选择：粗基准的选择原则一般有有四个。第一，如果必须保证工件加工表面和不加工表面的位置要求，则应以不加工表面作为粗基准。第二，如果必须保证某重要表面的加工余量必须以该表
13、面作为粗基准。第三，选择为粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、或飞边等缺陷。第四，粗基准只能使用一次，不能重复使用。在最终传动箱壳体的加工中，只有加工底面是需要采用粗基准，它是整个工艺过程的精基准，而轴承孔是整个工艺过程中最重要的加工表面，为保证轴承孔的精度，加工底面时最好采用心轴穿进两主轴孔，和前段较大端面组成一面两销作为粗基准，这样有利于保证在加工轴承孔时余量的均匀。2.3.22.3.2 表面加工方法的选择表面加工方法的选择底面为精基准，表面粗糙度为 Ra3.2，用铣刀一道工序加工出来，经过粗铣、半精铣、精铣。前端两凸台面粗糙度为 Ra3.2，后端凸台面表面粗糙度为 Ra6.3 都要经过粗
14、铣、半精铣、精铣。后端面上粗糙度为 Ra1.6，精度很高，并且端面上还有一个 84 的凸台面，不容易加工。用数控铣床粗铣、半精铣、精铣。左端的两小凸台面和上端面上需钻螺纹孔，故需要一次粗铣。85、80、62、72 都是主轴孔表面粗糙度为 Ra1.6，精度高，用镗床粗镗、半精镗、精镗、细镗。54、60、24 孔只需粗镗。前端面上的 6 个螺纹孔：为了提高效率，先在专用钻床上钻底孔，再倒角、攻丝。后端面上的 2-14.5 有一个 32 的沉孔，所以先钻 14.5 孔，然后用锪钻5西华大学毕业设计说明书锪出 32 孔。2M12 螺纹孔经钻孔、倒角、攻丝。2.3.32.3.3 加工阶段的划分加工阶段的
15、划分（一）划分加工阶段的原因划分加工阶段的原因在于：1、粗加工时切去的余量较大，因此产生的切削力和切削热都较大，功率的消耗也较多，所需的夹紧力也大，从而在加工过程中工艺系统的受力变形、受热变形、和工件的残余应力变形也都大，不可能达到高的加工精度和表面质量，需要有后续的加工阶段逐步减小切削用量，逐步修正工件的原有误差。2、粗加工阶段中可采用功率大而精度一般的高效率设备，而精加工阶段则应采用相应的精密机床。这样，既发挥了机床设备的各自性能特点，又可延长高精度机床的使用寿命。3、零件的工艺过程插入了必要的热处理工序，这样也就使工艺过程以热处理为界，自然地划分为几个各具不同特点和目的的加工阶段。（二）
16、最终传动箱壳体加工阶段的划分先加工出底面作为定位精基准，接着可以大致划分为以下几个主要阶段。由于加工的余量比较大，所以先粗铣、半精铣几个主要加工表面；粗镗 4 个主轴孔；半精铣各个面，半精镗 4 个主轴孔，待半精加工完成后，表面达到一定的精度和表面粗糙度，保证一定的加工余量；钻孔、倒角、攻丝；把精加工放在后面，需要超精加工的表面如 84 外圆面和主轴孔放在最后用细车、细镗完成。2.3.42.3.4 机械加工顺序的安排机械加工顺序的安排加工顺序安排的原则：1、作为精基准的表面应在工艺过程一开始就进行加工，因为后续工序中加工其它表面时要用它来定位。2、在加工精基准表面时，要用粗基准定位。3、精基准加工好以后，接着应对精度要求较高的各主要表面进行粗加工半精加工和精加工，次要表面的加工可穿插在主要表面加工工序之间。4、对于和主要表面有位置要求的次要表面，应安排在主要表面加工之后。5、对于易出现废
