牵引箱加工工艺说明书(燕山大学)

75拖拉机变速箱机械加工工艺规程设计

《金属工艺及机制基础》三级项目报告

内容：小牵引箱的加工工艺制定

班级：机自9班

小组成员：李昊天、张鹏举、李双路、李昊华、卢章念

指导教师：邹琴、朱玉英

提交时间：

75拖拉机变速箱机械加工工艺规程设计

摘要

机械制造业是一个国家技术进步和社会发展的支柱产业之一，无论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各式各样的机械设备。这次三级项目就是选择了这样一个课题——小牵引箱体机械加工工艺设计。在机加工工艺编制方面，主要通过仔细分析产品零件图和相关技术要求，查阅箱体类零件相关资料，结合实习经历等等，考虑了的工艺结构要求、批量要求、经济性、可行性等多方面因素，最终确定了如下工序来完成牵引箱箱体的加工，其中包括各道工序的加工方法，机床、刀具、辅具、量具的选择，基准面的选取，定位和夹紧方案的拟定。

目录

摘要 .............................................................................................................................................................. I I 机械制造业是一个国家技术进步和社会发展的支柱产业之一，无论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各式各样的机械设备。这次三级项目就是选择了这样一个课题——小牵引箱体机械加工工艺设计。在机加工工艺编制方面，主要通过仔细分析产品零件图和相关技术要求，查阅箱体类零件相关资料，结合实习经历等等，考虑了的工艺结构要求、批量要求、经济性、可行性等多方面因素，最终确定了如下工序来完成牵引箱箱体的加工，其中包括各道工序的加工方法，机床、刀具、辅具、量具的选择，基准面的选取，定位和夹紧方案的拟定。......................................................................... I I 目录 .......................................................................................................................................................... III 2.零件的工艺分析 .. (1)

2.1 零件的作用 (1)

2.2 零件的工艺分析 (1)

2.3技术要求 (1)

3 毛坯的选择 (2)

3.1确定毛坯的制造形式 (2)

3.2毛坯的选择 (2)

3.3 毛坯的尺寸和公差 (2)

3.4确定机械加工余量 (3)

3.5 毛坯图的绘制 (5)

4.工艺规程设计 (6)

4.1 工艺路线的安排 (6)

4.1.1 工件的时效处理 (6)

4.1.2 安排加工工艺的顺序时应先面后孔 (6)

4.1.3、粗、精加工阶段要分开 (6)

4.2基准的选择 (6)

4.2.1粗基准的选择 (6)

4.2.2 精基准的选择 (7)

4.3 制定生产工艺路线 (7)

5.1 工序20：铣四个定位平面 (8)

5.4 工序35：粗镗孔并钻孔 (8)

5.8 工序65：三面攻螺纹 (9)

5.9 工序70：钻孔攻螺纹 (9)

参考文献 (11)

2.零件的工艺分析

2.1 零件的作用

题目所给的零件是75拖拉机变速箱箱体，箱体是机器的基础零件，其作用是将机器和部件中的轴、套、齿轮等有关零件联成一个整体，并使之保持正确的相对位置，彼此协调工作，以传递动力、改变速度、完成机器或部件的预定功能。要求箱体零件要有足够的刚度和强度，良好的密封性和散热性。因此，箱体零件的加工质量直接影响机器的性能、精度和寿命。

2.2 零件的工艺分析

此变速箱的外形复杂、体积大，有许多要求高的孔和平面。而主要加工表面是顶面和大、小端面以及轴孔，轴孔之间有相当高的位置和形状的要求 。现分析：

1、结构特点如下：

（1） 外形基本上是矩形面组成的封闭式多面体；

（2） 结构形状比较复杂。内部为空腔形，某些部位有“隔墙”，箱体壁厚薄不均。

（3） 箱壁上通常都布置有平行孔系或垂直孔系；

（4） 箱体上的加工面，主要是大量的平面，此外还有许多精度要求较高的轴承支承孔和精度要求较低的紧固用孔。

2.3技术要求

（1） 轴承支承孔的尺寸精度、形状精度、表面粗糙度要求，孔01.002.0120+-φ，

01.003.0110+

-φ，06.0065+

-φ,04.00

160+-φ,在大端面和小端面处的基本尺寸在250～620之间，所以也同样选用加工余量Z=7mm ，因为两边都需保证表面粗糙度R a 6.3。

（2） 位置精度包括孔系轴线之间的距离尺寸精度和平行度，同一轴线上各孔的同轴度，以及孔端面对孔轴线的垂直度等,直径为90的AB 两孔的同轴度是0.025等。

（3） 此外，为满足箱体加工中的定位需要及箱体与机器总装要求，箱体的装配基准面与加工中的定位基准面应有一定的平面度和表面粗糙度要求；各支承孔与装配基准面之间应有一定距离尺寸精度的要求。

3 毛坯的选择

3.1确定毛坯的制造形式

该零件材料为HT200，考虑到其内部复杂，因此应该选用铸造件，保证零件工作可靠。由于零件年产量为44100件，属于大量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故可以采用铸造成型。这从提高生产率，保证加工精度考虑也是应该的。查《机械加工技术手册》机械加工工艺部分各种生产类型的特点和要求，该零件的毛坯采用金属模机器造型。3.2毛坯的选择

根据一般箱体类零件可知选用材料为HT200，确定毛坯为铸件又已知零件生产纲领为44100件/年，其生产类型为大批量生产。毛坯的铸造方法采用砂型机器造型及公差等级为10级。为了消除残余应力，铸造后应安排人工时效。

3.3 毛坯的尺寸和公差

由于毛坯及以后各道工序的加工都有加工公差，因此，所规定的加工余量其实是名义上的加工余量。实际上，加工余量有最大及最小之分。

由于本工序规定的零件为大批量生产，应该采用调整法加工，因此，在计算最大、最小加工余量时，应按调整法加工方式确定。

根据上述原始资料及加工工艺 分别确定各加工表面的机械加工余量 工序尺寸及毛坯的尺寸如下：

毛坯名义尺寸：160-2 7=146（mm）

毛坯最大尺寸：160-2x7+0.9=146.9（mm）

毛坯最小尺寸；160-2x7-0.9 =145.1（mm）

粗镗后最大尺寸：160-2x7+0.25=146.25（mm）

粗镗后最小尺寸：160-2x0.5=149（mm）

图1.1 04.00

160+-φ工序间尺寸公差分布图 ○1 镗削公差：按照《机械加工工艺手册》第一卷表 5.2-7粗镗的加工精度为IT7-IT8，取IT8级查表3.1-21尺寸公差可得1.8mm ，ES=0.9，EI=-0.9。

○

2 精镗是选用高速钢刀具，查表11.4-2卧式镗床的加工精度±0.02-0.05，取±0.03。卧式镗床的镗削用量查表11.4-1可得a p =0.6～1.2，本工序取双边为1mm ，粗镗时a p =5～8，取双边为6.5 mm 。

精镗后尺寸为01.00160+-φ在图纸的尺寸公差范围内，即04.00

160+-φ。 表1-1 加工余量计算表

3.4确定机械加工余量

根据上述资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：

上顶面的铸件基本尺寸为363在250～620之间，根据铸件的尺寸公差等级10级确

定加工余量Z=7mm ，就是在高度方向上毛坯尺寸比零件尺寸多7mm ，查表3.1-26。

在大端面和小端面处的基本尺寸在250～620之间，所以也同样选用加工余量Z=7mm ，因为两边都需保证表面粗糙度R a 6.3，因此，在长度方向上的总加工余量2Z=14mm ，查表3.1-26。

根据在窗口面处的铸件基本尺寸选择加工余量Z=5mm ，在宽度方向离01.003.0110+

-φ的毛

坯尺寸是210，其余加工部分的表面加工余量为3mm 或者4 mm ，查表3.1-26。

查表3.1-26，凡是Φ65以上的孔都是铸造的通孔，铸件的加工余量2Z=14mm ，孔的公差等级都介于IT6～IT8之间，确定工序尺寸余量为：

毛坯孔为Φ146：粗镗至Φ159时的加工余量2Z=13mm ；精镗04.00

160+-φ成时的加工余量2Z=1mm 。

毛坯孔为Φ96的孔 ：粗镗至Φ109时的加工余量2Z=13mm ；精镗01.003.0110+

-φ 成时的

加工余量2Z=1mm 。

毛坯孔Φ106的孔：粗镗至Φ119时的加工余量2Z=13mm ：精镗04.00

120+-φ成时的加工余量2Z=1mm 。

毛坯孔为Φ66的孔：粗镗至Φ79时的加工余量2Z=13mm ；精镗03.0080+

-φ成时的加工

余量2Z=1mm 。

毛坯孔为Φ53的孔：粗镗至Φ64时的加工余量2Z=11mm ；精镗06.00

160+-φ成时的加工余量2Z=1mm 。

3.5 毛坯图的绘制

4.工艺规程设计

4.1 工艺路线的安排

车床主轴箱要求加工的表面很多。在这些加工表面中，平面加工精度比孔的加工精度容易保证，于是，箱体中主轴孔（主要孔）的加工精度、孔系加工精度就成为工艺关键问题。因此，在工艺路线的安排中应注意三个问题：

4.1.1 工件的时效处理

箱体结构复杂壁厚不均匀，铸造内应力较大。由于内应力会引起变形，因此铸造后应安排人工时效处理以消除内应力减少变形。一般精度要求的箱体，可利用粗、精加工工序之间的自然停放和运输时间，得到自然时效的效果。但自然时效需要的时间较长，否则会影响箱体精度的稳定性。

对于特别精密的箱体，在粗加工和精加工工序间还应安排一次人工时效，迅速充分地消除内应力，提高精度的稳定性。

4.1.2 安排加工工艺的顺序时应先面后孔

由于平面面积较大定位稳定可靠，有利于简化夹具结构减少安装变形。从加工难度来看，平面比孔加工容易。先加工平面，把铸件表面的凹凸不平和夹砂等缺陷切除，在加工分布在平面上的孔时，对便于孔的加工和保证孔的加工精度都是有利的。因此，一般均应先加工平面。

4.1.3、粗、精加工阶段要分开

箱体均为铸件，加工余量较大，而在粗加工中切除的金属较多，因而夹紧力、切削力都较大，切削热也较多。加之粗加工后，工件内应力重新分布也会引起工件变形，因此，对加工精度影响较大。为此，把粗精加工分开进行，有利于把已加工后由于各种原因引起的工件变形充分暴露出来，然后在精加工中将其消除。

4.2基准的选择

4.2.1粗基准的选择

对于箱体类零件而言，一般以较大的平面为基准。根据此零件依据粗基准的选用原

则：以平整且面积较大的表面作为粗基准；粗基准一般只能使用一次。因此，选用箱体的大端面做为粗基准，用大端面和两个直径为100的孔来定位，主要是根据一般箱体类零件采用孔是主要孔，并保证其具有均匀余量的定位原则。

4.2.2 精基准的选择

精基准的选用原则主要考虑到基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时应该进行尺寸换算。对此零件应尽量使“基准重合”和“基准统一”。

4.3 制定生产工艺路线

由于生产类型为大批量，年产量为44100件，箱体类零件外型比较复杂，工序比较多，需用到组合钻床加工小孔，再配以专用夹具，使工序尽量集中来提高生产率，同时也要保证精度要求等。

工序05：机器砂型铸造毛坯

工序10：人工时效，温度（500～550）℃，上漆

工序15：划粗加工线

工序20：铣四个定位平面，以大端面和Ф为111 和Ф151的毛坯孔为定位基准铣四个定位平面

工序25：铣前后平面，以四个定位平面为基准，铣前后平面保证

0.60363+

- 工序30：铣上平面，以四个定位平面和前平面为基准，铣上平面保证0.60300+

-

工序35：粗镗孔并钻孔 以四个定位平面为基准，粗镗04.00160+-φ至159φ和04.00

120+-φ至119φ的孔，粗镗01.002.0120+-φ至119φ和01.003.0110+-φ至109φ的孔（从大端），粗镗01.003.0110+-φ至109

φ和009.0026.0110+-φ至109φ的孔，粗镗06.00

65+-φ至64φ和03.0080+

-φ至79φ及01.003.0110+-φ至109φ的三孔 工序40：去毛刺,检验并做简单的清扫

工序45：精镗孔 以四个定位平面和前平面为基准，精镗04.00160+-φ和04.00

120+-φ成，精镗01.002.0120+-φ和01.003.0110+-φ 成，精镗74φ并倒角（从大端），精镗01.003.0110+-φ和009.0026.0110+-φ成，精

镗06.00

65+-φ、03.0080+-φ和01.003.0110+-φ的孔成，钻、扩、铰05.00223+--φ的孔至大端面（从小端） 工序50：在三个平面上钻孔，以前平面和Ф160和Ф110的孔为定位基准，在三个平面上钻孔

工序55：倒角

工序60：铰孔及锪沉孔，以前平面和Ф160和Ф110的孔为定位基准铰孔及锪沉孔

工序65；三面攻螺纹，以前平面和Ф160和Ф110的孔为定位基准三面攻螺纹

工序70：钻孔攻螺纹，以前平面和Ф160和Ф110的孔为定位基准钻孔攻螺纹

工序75：钻孔攻螺纹锪球面，以前平面和Ф160和Ф110的孔为定位基准钻孔攻螺纹锪球面

工序80：锪内平面，在组合机床上以前平面和Ф160和Ф110的孔为定位基准锪内平面

工序85：去毛刺、刻线、打号

工序90：检验,

工序95：清洗

5.1 工序20：铣四个定位平面

（1）刀具的选择

此窗口面选用硬质合金端铣刀加工，根据表9.2-41及硬质合金端铣刀标准GB5342-85选择铣刀直径d=200mm ，齿数z=12， 铣刀几何参数可根据表9.2-27选择，r 0=5°，a 0＇=8°， β=-5°， κr =60°， κr ’=5°，

r k ε=30°，s b =1mm 。

5.4 工序35：粗镗孔并钻孔

○1粗镗0.040160+-?至159?和0.040120+-?至119?的孔

（1）刀具的选择

两孔有较高的同轴度要求，故采用两把组合镗刀一次加两孔，查表11.2-2单刃镗刀的规格2020100B H L ??=??，材料为硬质合金。

粗镗时的加工余量单边被确定为6mm ，可在一次走刀内完成，故

6p a mm =。

④钻0.050322+--?的孔 第一步：钻孔

（1）钻头的选择

由于从大端面到小端面的孔有363的深度，长径之比为363/22=14，而内孔表面粗

糙度a R 3.2，精度在H8级。因此，可采用内排屑深孔钻，根据内排屑深孔钻（BAT ）的

说明，采用焊接结构，刀刃成两个阶梯。其规格为钻头直径22mm ，公差为

0.01214-，L 为

85 mm ，L 为30 mm ，a 为3 mm ，螺纹线数为3 mm ，P 为12 mm 。 第二步：扩孔

扩孔钻的选择

选用21.8mm ?标准高速钢扩孔钻，其几何参数选择为：00r =，010a =?，45r k =?，

10ρ=?，0f λ=。

5.7 工序65：铰孔及锪沉孔

○1铰05.00223+

--φ孔

（1）绞刀的选择

选用22?mm 标准高速钢绞刀，其几何参数00r =，08a =?，5r k =?。

5.8 工序65：三面攻螺纹

①钻、攻610 1.56M H -?-的螺纹孔

（1）确定刀具：查表16.2-4采用标准GB3464-83M10 ?1.5的粗柄带颈机用丝锥。几何参数d=10mm ， p =1.5mm ，l =20mm ，mm l 151=。

5.9 工序70：钻孔攻螺纹

钻深23攻深15的4-M10-6H 和钻通的2-M10-6H 螺纹孔

（1）确定刀具：查表16.2-4采用标准GB3464-83M10 ?1的粗柄带颈机用丝锥。几何参数10d mm =，1p mm =，20l mm =，115l mm =。

6 结论

本次设计是在学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。

经过这次设计之后使我掌握了机械加工工艺规程的制定内容和顺序：分析被加工零件—选择毛坯设计—工艺过程—工序设计—编制工艺文件。首先重要分析了零件的技术要求，包括被加工面的尺寸精度和几何形状精度，各被加工表面之间的相互位置精度，

轴承孔的同轴度和平行度，被加工表面的表面加工质量及热处理要求，对毛坯的要求等等。并对达到各个技术要求的主要影响因素进行了分析，进一步明了制订工艺规程时应解决的主要问题，为制订合理的工艺规程作好了准备。毛坯是根据零件所要求的形状、尺寸等而确定和设计。工艺过程的设计主要涉及的问题是划分工艺过程的组成、选择定位基准、选择零件表面加工方法、安排加工顺序和组合工序等。工序设计的主要内容是为每一工序选择机床和工艺装备，确定加工余量、工序尺寸和公差、确定切削用量、工时定额及工人技术等级等。最后就是编制所须的工艺文件。

在整个设计过程中遇到了很多的问题，通过各种途径想方设法的解决，比如说：在考虑零件的加工方法的时候，轴承孔要用镗床加工，在我的脑海里面镗床是长什么样的都不清楚，还不要说什么加工动作。老师给我详细的说了但我还是很模糊，就自己跑到厂里面去仔细了解镗床的加工过程。从遇到问题到解决问题的过程中，不仅仅只解决了问题相关的知识还学到了很多。这次设计结束我不但了解到箱体类零件的工艺，还学到了整个工艺设计的方法和过程。

这次的毕业设计主要是工艺和专用夹具的设计，综合了我所学的专业知识，对我以后在工作中起到相当大的作用，对我们毕业生来说是一次相当大的锻炼。

致谢

经过这次的毕业设计让我学到了不少东西，为我在以后的工作和学习中打下了坚实的基础，把我大学四年所学的知识全部复习了一遍。

我在郑州科技学院四年的学习生活中，有很多帮助过我的良师益友，在我的学业过程中家人、老师和同学的支持和帮助使我一点点的进步。

首先，感谢所有在校期间传授我知识的老师，尤其是我的导师李明老师，在百忙之中抽出时间给我的论文进行了耐心、细致的指导，帮助我顺利完成毕业论文，从论文选题，到写作过程以及到后期的修改，都离不开老师们不知疲倦的教诲。

其次，感谢学校给我们提供的良好的学习环境，使我得以方便地查找资料和写作，最后成稿。

最后，我要感谢四年的大学生活，感谢机制班的所有老师同学以及我的家人和那些永远也不能忘记的朋友，他们的支持与情感，是我永远的财富，也是我前进的所有动力。

参考文献

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