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1、學(xué)習(xí)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(chǔ)零件之一,它把變速箱中的軸和齒輪等零件和機構(gòu) 聯(lián)結(jié)為一個整體,使這些零件和機構(gòu)保持正確的相對位置,以便使其上的各個機構(gòu)和零件 能正確,協(xié)調(diào)一致的工作。變速箱箱體的加工質(zhì)量直接影響變速器的裝配質(zhì)量,進而影響 汽車的使用性能和壽命。本零件生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。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(fù)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(yīng)的若干組尺寸組成的,然后分別分析每組表面 的結(jié)構(gòu)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(guān)系。由零件圖樣,具體 技術(shù)要求分析如下: 平面的加工: 上蓋結(jié)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(cè)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(cè)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(nèi)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(jié)合面, 前后端面, 兩側(cè)窗口面為主要加工表面。 上蓋結(jié)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(cè)窗口面用于安裝窗口蓋 孔的加工: 小孔: 上蓋結(jié)合面: 8 個 M10-6H 的螺紋孔:分布于上蓋接合面上,兩側(cè)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(cè)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(cè)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(cè)窗口面及凸臺面 右側(cè)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(shè)計
8、基準,其相關(guān)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(shè)計基 準, 其相關(guān)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(yīng)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(yīng)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(jié)構(gòu)復(fù)雜,故常采用砂型 鑄造。為了盡量減少鑄件內(nèi)應(yīng)力對加工質(zhì)量勺影響,零件在澆鑄后均需安排熱處理工序, 然后按有關(guān)鑄件勺技術(shù)要求進行驗收。 這樣即保證成批量生產(chǎn)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(shè)計中的重要工作之一?;孢x擇的正確合理,可以使加工質(zhì) 量得到保證,生產(chǎn)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(dāng)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(guān)粗基準的選擇原則 (保 證相互的位置精度要求原則。 當(dāng)零件有不加工表面時, 則應(yīng)以這些不加工表面作為粗基準; 當(dāng)零件有若干個不加工表面時,則應(yīng)與加工表面相對位置要求高的不加工表面作為粗基 準?,F(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(zhuǎn)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(shè)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(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求 能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大量生產(chǎn)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(chǎn)率。除此之外,還應(yīng)考慮經(jīng)濟效
12、果, 以使生產(chǎn)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(yīng)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(cè)窗口面及凸臺面 工序:鉆前后端面孔 工序毗:工件在回轉(zhuǎn)臺上回轉(zhuǎn) 90o 工序區(qū):鉆兩側(cè)窗口面螺紋底孔 工序X:粗銑倒檔孔內(nèi)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(cè)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(nèi)端面、取力窗口面、攻加油孔螺紋 工序X%:在兩側(cè)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(shè)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(shè)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(shè)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(yīng)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