汽车变速箱箱体加工工艺及铣端面夹具设计(2)

由于汽车变速箱的生产量很大。怎样满足生产率要求也是变速箱加工过程中的主要考虑因素。

2.2.1孔和平面的加工顺序

箱体类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工箱体上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。变速箱箱体的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去铸件表面的凹凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。变速箱箱体零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。

2.2.2孔系加工方案选择

变速箱箱体孔系加工方案，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格最底的机床。根据汽车变速箱箱体零件图所示的变速箱箱体的精度要求和生产率要求，当前应选用在组合机床上用镗模法镗孔较为适宜。

（1）用镗模法镗孔

在大批量生产中，汽车变速箱箱体孔系加工一般都在组合镗床上采用镗模法进行加工。镗模夹具是按照工件孔系的加工要求设计制造的。当镗刀杆通过镗套的引导进行镗孔时，镗模的精度就直接保证了关键孔系的精度。

采用镗模可以大大地提高工艺系统的刚度和抗振性。因此，可以用几把刀同时加工。

“兰州交通大学博文学院”2009级机电工程系机械设计制造及其自动化(4)班。

所以生产效率很高。但镗模结构复杂、制造难度大、成本较高，且由于镗模的制造和装配误差、镗模在机床上的安装误差、镗杆和镗套的磨损等原因。用镗模加工孔系所能获得的加工精度也受到一定限制。

（2）用坐标法镗孔

在现代生产中，不仅要求产品的生产率高，而且要求能够实现大批量、多品种以及产品更新换代所需要的时间短等要求。镗模法由于镗模生产成本高，生产周期长，不大能适应这种要求，而坐标法镗孔却能适应这种要求。此外，在采用镗模法镗孔时，镗模板的加工也需要采用坐标法镗孔。

用坐标法镗孔，需要将箱体孔系尺寸及公差换算成直角坐标系中的尺寸及公差，然后选用能够在直角坐标系中作精密运动的机床进行镗孔。

如下图所示为三个支承孔中心线所构成的坐标尺寸关系。其中：

|OA| 150.28 0.05mm，|OB| 133.35 0.05mm，|AB| 91.02 0.05mm。设加工时坐标系为x0y且xOB 30mm现在要计算yOB、xOA及yOA。

图2-1 坐标尺寸关系

由图可知： yOB .352 302 129.93mm

cos 30/|OB| 30/133.35 0.22497

76.999

90 13.001

根据余弦定理：

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|OA|2 |OB|2 |AB|2150.282 133.352 91.022

cos 0.8004 2|OA||OB|2 150.28 133.35

36.827

根据几何关系可得： xOA |OA|sin( ) 60.707mm

yOA |OA|cos( ) 137.473mm

孔系中心的直角坐标尺寸算出来后。还需要进一步确定各组成环的公差。组成环的公差分配方法有多种，现以等公差分配法为例子说明各组成环公差的求解方法。

已知： |CA| 60.707 30 90.707mm

|CB| yOA yOB 137.473 129.932 7.541mm

|AB| 78.084mm

因 |AC|2 |CB|2 |AB|2

两边微分后得：

2|AC| d|AC| 2|CB| d|CB| 2|AB| d|AB|

若 d|AC| d|CB| ，则有 d|AB| |AB| 0.05 91.02 0.0067 |AC||CB|90.707 7.541

xOA|AC|与xOA和xOB构成尺寸链，其中|AC|为尺寸链的封闭环。按等公差分配原则，

及xOB的公差各取 /2 0.034mm。

|CB|与yOA及yOB构成另一个尺寸链，且||CB|为尺寸链的封闭环。按前述方法可得yOA及yOB的尺寸公差各为 /2 0.034mm。

最终求得的变速箱箱体孔系在直角坐标中的尺寸及公差为：

xOA 60.707 0.0034mm

yOA 137.473 0.0034mm

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xOB 30 0.0034mm

yOB 129.93 0.0034mm

2.3变速箱箱体加工定位基准的选择

2.3.1粗基准的选择

粗基准选择应当满足以下要求：

（1）保证各重要支承孔的加工余量均匀；

（2）保证装入箱体的零件与箱壁有一定的间隙。

为了满足上述要求，应选择变速箱的主要支承孔作为主要基准。即以变速箱箱体的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。也就是以前后端面上距顶平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度，再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此，以后再用精基准定位加工主要支承孔时，孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此，孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。

2.3.2精基准的选择

从保证箱体孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置 。精基准的选择应能保证变速箱箱体在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从变速箱箱体零件图分析可知，它的顶平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于前后端面，虽然它是变速箱箱体的装配基准，但因为它与变速箱箱体的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难，所以不予采用。

2.4变速箱箱体加工主要工序安排

对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。变速箱箱体加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工顶平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于顶平面加工完成后一直到变速箱箱体加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因此，顶面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序

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中同时加工出来。

后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺纹底孔在多轴组合钻床上钻出，因切削力较大，也应该在粗加工阶段完成。对于变速箱箱体，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此，实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。

加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在80 90 c的含0.4%—1.1%苏打及0.25%—0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于200mg。

根据以上分析过程，现将汽车变速箱箱体加工工艺路线确定如下：

工序1：粗、精铣顶面。以两个 120mm的支承孔和一个 80mm的支承孔为粗基准。选用立轴圆工作台铣床，和专用夹具。

工序2：钻顶面孔、铰工艺孔。以两个 120mm的支承孔和前端面为基准。选 …… 此处隐藏：2676字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……