變速箱殼體零件的加工工藝設(shè)計(jì)

張秋臣

摘 要：本設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是拖拉機(jī)變速箱殼體的加工工藝設(shè)計(jì)，摒棄傳統(tǒng)的剛性生產(chǎn)線(xiàn)模式，以通用機(jī)床、數(shù)控機(jī)床甚至加工中心代替專(zhuān)用、組合機(jī)床，合理調(diào)整工序，注意其節(jié)拍，合理集中和分散工序，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)柔性化生產(chǎn)，以適應(yīng)多品種小批量的市場(chǎng)模式，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。

關(guān)鍵詞：加工工藝規(guī)程；柔性化生產(chǎn)；工序的集中和分散；切削用量；定位基準(zhǔn)

中圖分類(lèi)號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1002-7661（2014）04-014-01

制造技術(shù)是一個(gè)永恒的主題，是設(shè)想、概念、科學(xué)技術(shù)物化的基礎(chǔ)和手段，是國(guó)家經(jīng)濟(jì)和國(guó)防實(shí)力的體現(xiàn)，是國(guó)家工業(yè)化的關(guān)鍵。工藝技術(shù)是制造技術(shù)的重要組成部分，提高工藝技術(shù)水平是機(jī)電產(chǎn)品提高質(zhì)量、增強(qiáng)國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的有力措施。

傳統(tǒng)大批大量生產(chǎn)方式廣泛采用高效率的專(zhuān)用組合機(jī)床，按流水線(xiàn)排列進(jìn)行生產(chǎn)，可以極大地降低產(chǎn)品成本，具有很高的產(chǎn)能。但是，這些適用于大批、大量生產(chǎn)的傳統(tǒng)的生產(chǎn)線(xiàn)，都有很大的剛性（專(zhuān)用性），很難迅速改變?cè)械纳a(chǎn)對(duì)象，適應(yīng)市場(chǎng)發(fā)展的需求。發(fā)展適應(yīng)多品種、中小批量、高效率、低成本和具有快速響應(yīng)市場(chǎng)能力的以先進(jìn)的制造技術(shù)和組織方式為基礎(chǔ)的生產(chǎn)系統(tǒng)是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。本設(shè)計(jì)以中國(guó)第一拖拉機(jī)制造廠的東方紅拖拉機(jī)變速箱殼體為研究對(duì)象，考慮到變速箱殼體為拖拉機(jī)中的重要部件，產(chǎn)品要求精度高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因而選擇做拖拉機(jī)變速箱殼體加工工藝的設(shè)計(jì)對(duì)自己是個(gè)挑戰(zhàn)又是個(gè)鍛煉。

一、工藝性分析

1.變速箱殼體零件的工藝特點(diǎn)

變速箱內(nèi)裝有輸入軸、輸出軸、其他傳動(dòng)軸和齒輪等。通過(guò)改變安裝在這些軸上的滑移齒輪和固定齒輪的傳動(dòng)比，來(lái)改變拖拉機(jī)的行進(jìn)速度。從而可知，變速箱體的主要功用就是支撐個(gè)傳動(dòng)軸，保證各軸之間的中心距及平行度，并且保證拖拉機(jī)變速箱體部件與其相連接的其他部件的正確安裝。變速箱體的主要技術(shù)要求如下：（1）軸承孔的尺寸精度和幾何形狀精度。（2）軸承孔孔距公差。（3）中心線(xiàn)間的平行度公差。（4）端面對(duì)軸承孔的垂直度公差，（5）軸承孔的同軸度公差。（6）裝配基面的平面度公差。（7）各主要加工表面的粗糙度。（8）各螺紋孔的位置度。

2.毛坯的工藝性

由于灰鑄鐵具有良好的鑄造性和切削性以及較好的耐磨性和減震性，同時(shí)價(jià)格低廉，因此箱體零件的毛坯通常采用鑄鐵件。本箱體材料選用HT150.鑄件表面涂以醇酸底漆。

二、機(jī)械加工工藝路線(xiàn)的編制

1.定位基準(zhǔn)的選擇

對(duì)主要定位基準(zhǔn)進(jìn)行分析。

作為一個(gè)薄壁殼體腔型零件，它的形狀復(fù)雜，剛度差，易變形，但加工精度又要求較高。故應(yīng)先加工出定位面，再以定位面為基準(zhǔn)面進(jìn)行精加工，以達(dá)到高精度。擬定的加工路線(xiàn)首先是選擇粗基準(zhǔn)，將四個(gè)定位面加工出來(lái)如前所述，在變速箱的主要技術(shù)要求中，軸承孔的尺寸精度和幾何形狀精度、軸承孔孔距公差、中心線(xiàn)間的平行度公差等要求主要考慮用機(jī)床來(lái)保證其精度；軸承孔的同軸度公差主要體現(xiàn)在鏜軸承孔的加工方面，解決方案是依次鏜出同心孔，也是考慮用機(jī)床的精度來(lái)保證軸承孔的同軸度。

對(duì)于各主要加工表面的粗糙度和各螺紋孔的位置度，由于其加工表面粗糙度要求不甚高，機(jī)床加工過(guò)程即能保證；在攻螺紋之前先鉆出各個(gè)螺紋相應(yīng)的各個(gè)孔，所以各螺紋孔的位置度是在鉆孔的時(shí)候確定的，在鉆孔的時(shí)候采用數(shù)控機(jī)床或者安裝鉆模板的普通鉆床來(lái)保證它們之間的位置度并提高鉆孔效率，所以在攻絲的時(shí)候考慮直接用搖臂鉆床來(lái)攻絲。

裝配基面的平面度公差涉及到密封問(wèn)題，平面度不夠的裝配基面是大平面潤(rùn)滑油漏油的重要原因之一。在對(duì)前、后端面的加工中采用粗、精銑，直到達(dá)到要求。

端面對(duì)軸承孔的垂直度公差是一個(gè)比較重要的技術(shù)要求。變速箱體后端面要與后橋殼體相連，它們之間有一對(duì)中央齒輪傳動(dòng)副傳動(dòng)這里，首先以四個(gè)定位面和前平面上不加工的平面定位，粗銑前、后端面；而后，以前、后端面定位，粗鏜前后面的孔。之后再精銑前、后端面并鏜孔，從而使端面對(duì)軸承孔的垂直度公差得到保證。另外，在基準(zhǔn)選擇的時(shí)候還要注意其它一些問(wèn)題，比如在選擇粗基準(zhǔn)的時(shí)候還要考慮是否能夠合理分配各加工表面的加工余量；粗基準(zhǔn)一般不得重復(fù)使用，以免出現(xiàn)重復(fù)裝夾產(chǎn)生的誤差。精基準(zhǔn)選擇方面盡量考慮選擇被加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)，達(dá)到基準(zhǔn)重合；選擇各加工表面都能共同使用的定位基準(zhǔn)作為精基準(zhǔn)，即統(tǒng)一基準(zhǔn)。

2.加工順序的合理安排

機(jī)械加工工序的安排首先是要保證零件的尺寸精度、幾何形狀精度和加工要素的位置精度。爾后要求合理安排生產(chǎn)節(jié)拍，做到工序集中和工序分散相結(jié)合，提高生產(chǎn)率。

三、機(jī)床的選擇原則及方法

1.選擇各工序加工設(shè)備：變速箱殼體作為箱體零件有兩個(gè)端面需要加工，在前后端面和上平面上有一系列的孔系，由于這里采用將鉆孔、攻絲、鏜孔、銑平面分開(kāi)加工，對(duì)于精加工中的精銑和精鏜孔，采用數(shù)控臥式鏜銑床。對(duì)于前后平面上的孔系的加工，采用立式數(shù)控鉆床進(jìn)行加工，對(duì)其表面的攻絲統(tǒng)一放到后面工序，由搖臂鉆床來(lái)完成，避免了復(fù)雜的換裝刀具的過(guò)程。而其底面的鉆孔、攻絲和锪球面，由于工序不多，放在立式鉆床上即可完成。2.機(jī)床參數(shù)的選擇：（1）變速箱殼體外形尺寸比較大，要求機(jī)床工作臺(tái)尺寸足夠加工本零件。選擇比典型零件大一些的工作臺(tái)，留出安裝夾具所需的空間，還應(yīng)工作臺(tái)有足夠的承載能力。（2）確保所選機(jī)床坐標(biāo)軸的行程足夠加工零件。（3）選擇主軸的轉(zhuǎn)速范圍。

參考文獻(xiàn)：

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