变速箱机械加工工艺规程及专用镗床、铣床夹具设计毕业设计说明书

前言

本次毕业设计是在完成了大学四年的理论学习之后的一次综合性实践环节。在大学期间完成了机械制图、机械加工工艺、数控等方面的知识学习，为了更好地巩固所学理论知识，将理论结合实际，用于解决实际生产中的问题，进行了此次综合性的毕业设计。

箱体类是机器或部件的基础零件，它将机器或部件中的轴、套、齿轮等有关零件组装成一个整体，使它们之间保持正确的相互位置，并按照一定的传动关系协调地传递运动或动力。因此，箱体的加工质量将直接影响机器或部件的精度、性能和寿命。

国内的箱体普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。而且材料品质和工艺水平上还有许多弱点。由于在传动的理论上、工艺水平和材料品质方面没有突破，因此，没能从根本上解决传递功率大、传动比大、体积小、重量轻、机械效率高等这些基本要求。

国外的箱体特别是减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，其工作可靠性好，使用寿命长。但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。当今的箱体是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。

本次毕业设计的主要设计任务及要求是：

新建企业变速箱工艺规程及工装设计。变速箱年产量12000件，备品率：3%，废品率2%。需要完成的任务有：绘制“变速箱”零件图，设计“变速箱”毛坯--零件综合图，设计“变速箱”工艺规程，包括尺寸计算、定位误差计算等，填写工艺卡片一套，编制主要工艺工序卡4张，设计镗削主要孔夹具一套，设计铣平面夹具一套，设计夹具零件一个。

1 工艺规程制定

1.1生产类型

在进行工艺分析及夹具设计之前，为了组织生产，合理配置设备和劳动力，需要进行产品的生产类型确定。根据书《机械制造工艺学》中的有关规范，确定生产类型：

机器产品在计划期内应当生产的产品产量和进度计划成为该产品的生产纲领。机器产品中某零件的生产纲领除了该产品在计划期内的产量以外，尚需包括一定的备品率和平均废品率。机器零件的生产纲领可按下式计算：

N零=N*n（1+α+β）

式中，N零—机器零件的生产纲领；

N—机器产品在计划期内的产量；

n—每台机器产品中零件的数量；

α—备品率；

β—平均废品率。

本次毕业设计产品年产量N为12000件，备品率α为3%，废品率β为2%。每台机器产品中零件的数量n为1，则该工件的生产纲领为：

N零=N*n（1+α+β）=12000*1*（1+3%+2%）=12600 件

机器零件的生产纲领确定之后，还需要根据生产车间的具体情况将零件在计划期间分批投入生产，一次投入或产生同一产品（或零件）的数量称为批量。

按生产专业化程度的不同，又可分为单件生产、成批生产和大量生产三种类型。在成批生产中，又可按批量的大小和产品特征分为小批生产、中批生产和大批生产三种。根据书《机械制造工艺学》中，“表1-1 各种生产类型的划分依据”

表1.1 生产类型

变速箱体较大，属于中型零件，生产纲领为12600件，根据上表，确定生产类型为大量生产。

生产类型不同，则无论是在生产组织、生产管理、车间机床布置，还是在选用毛坯制造方法、机床种类、工具、加工或装配方法及工人技术要求等方面均有所不同。为此，制订机器零件的机械加工工艺过程和机器产品的装配工艺过程时，都必须考虑不同生产类型的特点，以取得最大的经济效益。

全套图纸QQ:360702501

1.2零件分析

零件简图如下所以：

图1.1变速箱箱体零件图

该零件属于壳体类零件，有如下结构特点：

（1）外形复杂，凸台较多；

（2）箱体内部结构复杂，有两个支撑；

（3）A面面积大，长度较长；

（4）多面都有凸台，且凸台高度不一

（5）侧面有五组孔，各孔圆心Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ不在同一平面，且同侧各孔大小不一，同一轴线两侧孔大小也有不同；

（6）A面有多个螺纹孔，大小不一，位置分布不均。

1.2.1毛坯成型方法

在制订加工工艺规程前，还要对毛坯种类及其不同的制造方法进行选择。由于机械零件的加工的工序数量、材料消耗、加工劳动量等在很大程度上与毛坯的选择有关，故正确选择毛坯有重大的经济意义。常用的毛坯种类有：铸件、锻件、型材、焊接件、冲压件等。选择毛坯要考虑的因素有：

①产规模的大小；

②工件结构形状和尺寸大小；

③零件的机械性能要求；

④从工厂现有的设备和技术水平出发考虑可能性和经济性；

⑤利用新工艺、新技术和新材料的可能性。

一般箱体零件材料常选用灰铸铁，其价格便宜，并具有良好的耐磨性可铸性、可切削性和吸振性。由于变速箱箱体结构复杂，且采用HT200，其加工方式选择为铸造。

铸件毛坯的加工方法根据批量而定。单件小批生产时，一般采用木模手工造型，毛坯精度低、加工余量大；大批生产时，采用金属模机器造型，毛坯精度高、加工余量可适当减小。

毛坯铸造时，应防止砂眼和气孔的产生。为了减少毛坯铸造时产生的残余应力，铸造后应安排退火或者时效处理，以减少零件的变形，并改善材料的切削性能。对于精度高或壁薄而且结构复杂的箱体，在粗加工后应进行一次人工时效处理。

综上所述，根据书《机械加工工艺手册I》，“表3.1-17砂型铸造方法的类别、特点和应用范围”，选择毛坯加工方式为铸造，采用机器砂型造型。单件小批生产中直径大于50mm的孔、成批生产中直径大于30mm的孔，一般都在毛坯上铸出预制孔，以减少加工余量。根据工件的外形特点，工件上的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组大孔铸造出来，其余孔系不铸造。其他平面、凸台等铸造出外轮

廓，并留有足够的余量。

1.2.2毛坯加工余量的确定

在实际的加工生产中，合理的选择加工余量对零件的加工和整个工艺过程的经济性都有很大影响。余量过大则造成材料加工时间的浪费，增加机床和刀具消耗；余量过小，回在加工前存在有误差和缺陷层，影响加工质量，造成废品。所以合理的确定加工余量是一项很重要的工作，故应在保证加工质量的前提下尽量减小加工余量。

根据书《机械加工工艺手册I》“表3.1-24 成批和大量生产铸件的尺寸公差等级”中，“砂型机器造型及壳型”中，灰铸铁的铸造等级为8-10级，选择8级。又根据该书中，“表3.1-26铸铁件机械加工余量（JB2854-80）”中，按照铸件基本尺寸（即最大轮廓尺寸）为495mm，铸件精度8级，选择加工余量为“顶、侧面7.5mm，底面5.5mm”。

根据铸造的生产特点，在远离浇注口面所形成的表面，质量比较好，不会产生大量的气泡，所以底面在加工的总余量较小，而上表面就不同离浇注口比较近，在浇注的过程，可能会产生大量的气泡，使得铸件的质量较差，质地不均匀，为了保证最终加工需要达到的机械性能，故加工总余量较大。

由于工件两侧有较多且复杂的凸台面，如果以面A在底面，将造成铸造模具复杂，甚至无法制造。所以，将工件的一个侧面作为浇注时的底面，这样制作模具时，可以上下分模，大大减少制造难度。工件毛坯-零件图示意如下所示：

图1.2毛坯-零件综合图全套图纸QQ:360702501