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1、學習情境 4：箱體類零件機械加工工藝文件的制訂 一、 零件的工藝分析 汽車變速箱箱體，它是汽車的基礎零件之一，它把變速箱中的軸和齒輪等零件和機構 聯(lián)結為一個整體，使這些零件和機構保持正確的相對位置，以便使其上的各個機構和零件 能正確，協(xié)調一致的工作。變速箱箱體的加工質量直接影響變速器的裝配質量，進而影響 汽車的使用性能和壽命。本零件生產類型為中批生產。下面對該零件進行精度分析。對于 形狀和尺寸（包括形狀公差、位置公差）較復雜的零件，一般采取化整體為部分的分析方 法，即把一個零件看作由若干組表面及相應的若干組尺寸組成的，然后分別分析每組表面 的結構及其尺寸、精度要求，最后再分析這幾組表面之間的位
2、置關系。由零件圖樣，具體 技術要求分析如下： 平面的加工： 上蓋結合面的加工：其表面粗糙度為 Ra3.2卩m平面度為0.15mm前后端面的 加工：其表面粗糙度為Ra3.2卩m前端面T1對01軸線的端面全跳動為0.08mm后端 面T2對01軸線的端面圓跳動為0.1mm前后端面尺寸為371 0.02mm 兩側窗口面及凸臺面的加工：取力窗口面粗糙度為 Ra3.2卩m,對02軸的平行度為 0.08mm其公差等級為IT7IT9,平面度為0.1mm右側窗口面的粗糙度值為 Ra3.2卩m 平面度為0.15mm對02軸的平行度為150: 0.03 ; 倒檔軸孔內端面的加工：其表面粗糙度值為Ra6.3卩m保證尺
3、寸為102.5mm 20mm 其中上蓋結合面， 前后端面， 兩側窗口面為主要加工表面。 上蓋結合面作為后面工序的 主要定位面，最后還要用于裝配箱蓋；前面T1為變速箱的安裝基面；后端面T2為安裝 軸承端蓋用;兩側窗口面用于安裝窗口蓋 孔的加工： 小孔： 上蓋結合面： 8 個 M10-6H 的螺紋孔：分布于上蓋接合面上，兩側中間兩組螺紋孔中心線的距離為 180mn,另外兩組中心線距離為204 0.05vmm ,兩側相鄰螺紋孔中心線距離為 170mm 2個 12mm的工藝孔：分布于上蓋接合面上，一、工藝孔倒前端面的距離為 60mm兩 工藝孔中心線前后相距250mm左右相距240mm粗糙度為Ra1.6
4、卩m,對G.A.H位置 度公差為 0.15mm。 前后端面：8個M10-6H的螺紋孔： 110mm孔周圍的四個螺紋孔均勻分布在 130mm 的圓上，一螺紋孔的中心線于對稱線夾角為 45o,對F.A的位置度公差為 0.15mm 另外四個分布在 82mm勺圓上，螺紋孔的中心線與對稱線夾角為 26o、25o、50o、50o, 對F.B的位置度公差為 0.15mm 1個8mm的孔：位于豎直對稱線的下部，其中心線距 01軸65mm 4 個 17mm的孔：對F.A的位置度公差為 0.15mm水平線上兩孔中心線距離 270mm 其中一個孔中心線與 O1軸水平距離135mm豎直線上兩孔中心距離為100mm 后
5、端面： 11 個M10-6H的螺紋孔：四個螺紋孔均布在 90mm的圓周圍，其中一螺紋孔的中心線 與對稱線夾角為45o,對H.B位置度公差為 0.15mm六個螺紋孔分布在 130mm的圓 上，左上孔與豎直對稱線夾角為 60o.54o.56o.70o，對H.A的位置度公差為 0.15mm 另外一個螺紋孔中心距軸線 O330mm豎直距離為16mm 1個的孔：位于 100mm勺孔中心線的右下方16o。 1個M30-6H的螺紋孔：其中心線與 02的水平距離為6mm豎直距離為82mm 2 個 30mm勺孔：粗糙度為Ra1.6卩m對B的位置度公差為150: 0.03，其中孔中心 線03距01 .02軸分別為
6、 138.1250.05 和 78.0840.05。 取力窗口面 6個M10-6H的螺紋孔：對D B、F的位置度公差為 0.15mm對稱分布于取力窗口 面上左右中心距離為 105 0.04mn,上下對稱的兩組孔中心距分別為 155mm 70mm 豎直對稱線距 T1 端面 142.5 0.25mm。 2個 10mnt勺孔：粗糙度為Ra1.6卩m,對稱分布于取力窗口面上，其中一個孔中心 線位于右側兩螺紋孔中心線平面上， 與一螺紋孔相距30mm 2個 10mn孔中心線豎直 距離為 130 0.04mm。 1個M30的加油螺紋孔：螺紋孔上平面 Z1與上蓋接合面交30o,上平面Z1螺紋孔 中心線交點與0
7、1軸線水平相距105mm與02軸豎直相距35mm 右側窗口面及凸臺面 右側窗口面6個M14-6H的螺紋孔：對稱分布對 D C H的位置度公差為 0.15mm 中間對稱兩組的中心線水平距離為 125mm豎直相距80mm另外一組位于豎直對稱線 上，相距140mm一組的中心線距端面 T2為10mm 2個M10-6H和1個M14-6H位于凸臺面上，位置度公差為 0.15mm其中以個距前 端面T1137mm兩個M10-6H螺紋孔中心距為102mm M14-6H螺紋孔中心線距后端面 54mm。 大孔 后端面 100mm勺孔： 孔徑尺寸為 100oO.O35mm孔表面粗糙度Ra1.6卩m以上蓋接合面為 設計
8、基準，其相關尺寸為 8200.1 mm。 90mm勺孔：孔徑尺寸為 9000.035 mm孔表面粗糙度Ra1.6卩m,以01軸為設計基 準, 其相關尺寸為 18mm. R121.125 0.05mm。 前端面 110mm勺孔：孔徑尺寸為 11O00.035 mm孔表面粗糙度Ra1.6卩m 62mm勺孔：孔徑尺寸為 62 0.008 mm孔表面粗糙度Ra1.6卩m與02同軸。. 通過以上分析可知，這四組加工表面應采用“先面后孔”勺加工原則，即先加工平面 再加工孔，并保證它們之間勺位置度要求。 二、 毛坯勺選擇 由于灰鑄鐵具有較好勺耐磨性、減振性和良好勺鑄造性 、尺寸穩(wěn)定性。工藝性能好 和可加工性
9、，線膨脹系數(shù)小，而且價格低廉，是箱體類零件廣泛應用勺材料。因此選擇綜 合性好的HT150作為汽車變速箱的制造材料。又因為箱體零件的結構復雜，故常采用砂型 鑄造。為了盡量減少鑄件內應力對加工質量勺影響，零件在澆鑄后均需安排熱處理工序， 然后按有關鑄件勺技術要求進行驗收。 這樣即保證成批量生產勺需要， 又大大降低了成本， 提高了工作效率。 三、 定位基準勺選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇的正確合理，可以使加工質 量得到保證，生產效率得到提高。否則加工工藝規(guī)程中會問題百出，跟有甚者還會造成零 件大批報廢。 1、粗基準的選擇 在本零件中，七個表面均為加工表面。因為在加工工程中，
10、粗基準要選擇重要面，因 此，對于本工件來說，上蓋接合面為平面，且作為裝配面，使重要面，故在加工時可以充 當以后各工序的基準面， 但是不能選擇它作為第一次加工的粗基準。 因為零件為砂型鑄造， 上蓋接合面的毛坯面存在一定的誤差， 不能保證加工精度。 按照有關粗基準的選擇原則 （保 證相互的位置精度要求原則。 當零件有不加工表面時， 則應以這些不加工表面作為粗基準； 當零件有若干個不加工表面時，則應與加工表面相對位置要求高的不加工表面作為粗基 準。現(xiàn)在選擇工件的前后端面三個孔作為粗基準，可消除 X、Y、Z方向的移動和轉動6個 自由度，屬于完全定位，重要選擇粗基準不僅能滿足加工要求，保證加工精度，便于
11、安裝， 比較穩(wěn)定。 2、精基準的選擇 根據(jù)精基準的選擇原則 （基準重合原則， 統(tǒng)一基準原則， 互為基準原則， 自為基準原則， 便于安裝原則），上蓋接合面可以滿足大多數(shù)原則， 因此可以選擇上蓋接合面作為精加工基 準。 另外指出，統(tǒng)一基準原則常常帶來基準不重合問題，在這種情況下，要針對具體問題 具體分析，在滿足設計要求的前提下，決定最終選擇的精基準。 四、工藝路線的擬定 制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求 能得到合理的保證。在生產綱領已確定為大量生產的條件下，可以考慮才用組合（專用） 機床及配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應考慮經濟效
12、果， 以使生產成本下降。 工序安排原則： 先加工基準面，在加工其它面；一般情況下，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； 依照上述原則，制定工藝路線如下： 工序I:砂型鑄造 工序U:熱處理去應力 工序川：粗、精銑上蓋接合面 工序W:在上蓋接合面鉆鉸孔及攻螺紋孔 工序V:粗銑前、后端面 工序粗銑兩側窗口面及凸臺面 工序:鉆前后端面孔 工序毗：工件在回轉臺上回轉 90o 工序區(qū)：鉆兩側窗口面螺紋底孔 工序X:粗銑倒檔孔內端面、鉆加油孔 工序幻：粗镋前后端面軸承孔、擴倒檔軸孔工序XU:在取力窗口面上鉸孔 工序XM:精镋前后端面軸承孔、鉸倒檔軸孔 工序XW:精銑兩
13、側窗口面 工序XV:在前后端面上攻螺紋孔 工序XW:精銑倒檔孔內端面、取力窗口面、攻加油孔螺紋 工序X%:在兩側窗口面上攻螺紋 工序X毗：精銑前后端面 工序幻X:取毛刺 工序XX:清洗 工序XXI :終檢 五、切削用量選擇 例舉 1:粗銑 確定切削深度 根據(jù)金屬機械加工工藝設計手冊 P374表5-72，查出精銑時切削深度為2mm公差 為0.7mm,由于總加工余量為4.5mm,故粗銑的加工余量為可選3mm即切削深度即=3mm 確定進給量 根據(jù)金屬機械加工工藝設計手冊 P844表10-108，查得進給量fz = 0.650.80mm/填寫該零件的“機械加工工序卡片” O 確定切削速度 根據(jù)機械制造工藝設計手冊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 根據(jù)金屬機械加工工藝人員手冊 P418表6-40選用nw= 64r/min 所以實際切削速度 d n v 1000 3.14 400 64 80.5m/min 1000 nw= 64r/min 時，工作臺的每分鐘進給量fm應為 fm=fz xz x nw=(0.650.80) x 14X 16=573.3705.6mm/min 根據(jù)金屬機械加工工藝人員手冊 P418表6-40選用fm = 660mm/min 六、填寫工藝文件
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