变速箱中间轴课程设计说明书.doc

课程名称: 汽车制造工艺学课程设计 课程代码：
设计周数： 1 学 分: 1
设计单位： 机电学院 实训地点： 机电学院
设计时间： 2013—06—24至201306-28
课程设计说明书

本栏目应包含以下内容（由实训生本人填写）:
1、设计的任务；
2、设计方法、步骤与内容；
3、 设计的总结与体会
一、 变速箱中间轴的加工工艺设计
1、设计的任务
主要从零件图查阅资料，总结以往所学的知识，分析中间轴加工过程中各部步骤的工艺过程，详述半圆槽加工专用夹具的设计。从毛坯的选择到工件的最终加工完成，每一步都根据查阅资料，按照国家标准进行过程设计，并选择最优方案达到节约成本,方便加工的要求.本设计根据理论分析结合实际操作完善加工的工艺。半圆槽的夹具设计中采用V型块的定位方式,手动偏心轮夹紧，使得零件加工方便，定位精准.因此要求我们起码做到下面的三点要求：
1、能运用汽车制造工艺学课程中基本理论,正确地解决一个零件的制造加工工艺，及工序内容，设备，夹辅具等的选择,保证零件的加工质量。
2、学会使用手册及图标资料，掌握运用标准资料、手册查阅有关技术资料的能力。
3、学生独立完成设计任务内容,利用计算机进行辅助设计，设计资料符合国家职业有关标准。
二、 设计方法、步骤和内容
1.机械加工工艺规程设计
1。1 轴类零件的作用及结构
1．该零件表面由圆柱面、外螺纹、齿轮、半圆槽等组成的。其中多个径向尺寸和轴向尺寸有较高的尺寸精度、表面粗糙度和位置公差要求。零件图尺寸标注完整,符合数控加工尺寸标注要求。该零件属于锻件,毛坯尺寸为Φ70X395mm,切削工艺性良好.
1.2 零件的工艺分析
（1）根据加工余量算出背吃刀量,进行试切削,然后修正背吃刀量。正确使用量具，必须检查和调整零位,仔细计算工件的各部分尺寸，对留有磨削余量的工件，铣半圆槽是留有余量.注意及时关闭机动进给或提前关闭机动进给，用手动进给刀长度尺寸。认真看清图样尺寸要求，正确使用刻度盘，看清刻度值。
（2）车削前，找正后顶尖,使之与主轴轴线重合;调整车床主轴与床身导轨的平行度;尽量减少工件的伸出长度，或另一端顶尖支撑，增加装夹刚性；选择合适的刀具材料，或适当降低切削速度.
（3）消除或防止由于车床刚性不足而引起的震动；增加车刀刚性和正确装夹车刀;同时增加工件的装夹性；合理选择车刀角度；进给量不宜太大,精车余量和切削速度应该选择恰当。
（4）对于齿部加工应注意选择基准面，保证加工精度。一般选择轴端面和轴的中心线为基准。选择既是设计基准又是测量和装配基准的内孔作为定位基准，既符合“基准重合”原则，又能使齿形加工等工序基准统一，只要严格控制内孔精度,在专用芯轴上定位时不需要找正。故生产率高,广泛用于成批生产中。滚齿加工后一般留有0。07～0。10 mm的余量，为剃齿加工。
（5）对于半圆槽的加工采用V型块定位夹紧，因为V型块具有对中性，便于加工时的定位.加工时应在半精车后以及磨削之前铣削加工出来，这样可保证铣键槽时有较精确的定位基准，又可避免在精磨后铣键槽时破坏已精加工的外圆表面.
1。3 零件毛坯的选择
类型；锻件
理由：轴类毛坯常用圆棒料和锻件；大型轴或结构复杂的轴采用铸件。毛坯经过加热锻造后，可使金属内部纤维组织沿表面均匀分布，获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。根据生产规模的不同，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种.中小批生产多采用自由锻,大批大量生产时采用模锻。
材料；18CrMnTi
1。4工艺方案设计
1．定位基准的选择
定位基准的精度对半圆槽加工精度有直接的影响。轴类加工一般选择顶尖孔定位,半圆槽的加工定位一般选择端面定位。合理地选择定位基准，对于保证零件的尺寸和位置精度有着决定性的作用.由于该传动轴的几个主要配合表面及轴肩面对基准轴线均有径向圆跳动和端面圆跳动的要求，它又是实心轴，所以应选择两端中心孔为基准,采用双顶尖装夹方法,以保证零件的技术要求.
粗基准采用热轧圆钢的毛坯外圆。中心孔加工采用三爪自定心卡盘装夹热轧圆钢的毛坯外圆,车端面、钻中心孔.但必须注意，一般不能用毛坯外圆装夹两次钻两端中心孔，而应该以毛坯外圆作粗基准，先加工一个端面，钻中心孔，车出一端外圆;然后以已车过的外圆作基准，用三爪自定心卡盘装夹(有时在上工步已车外圆处搭中心架）,车另一端面，钻中心孔。如此加工中心孔，才能保证两中心孔同轴。
2。 零件加工流程方案的确定
中间轴的加工大致分为以下步骤：备料→锻造→正火→粗加工外圆表面→割槽→磨削表面→滚齿→铣凹槽→倒角→剃齿→铣端面和螺纹→检验→钳加工螺纹→磨外圆→清洗→检验→入库
加工的第一阶段是通过锻造选择毛坯,再对毛坯进行正火处理,正火处理的目的在于提高工件的且切削性能，细化晶粒，并安排在粗车各外圆之后，半精车各外圆之前.
加工的第二阶段是毛坯最初进入机械加工的阶段。各轴段粗加工半精加工，基准表面的精加工切齿加工。由于下一阶段进行半圆槽加工需要使用端面基准，所以需要使得端面的精度达到规定的技术要求。
加工的第三阶段是半圆槽的加工.采用V型块定位，端面为基准。
加工的第四阶段是剃齿加工。这个阶段的目的，在于修正齿轮经过淬火后所引起的齿形变形,进一步提高齿形精度和降低表面粗糙度，使之达到最终的精度要求。在这个阶段中首先应对定位基准面(孔和端面）进行修整,因淬火以后齿轮的内孔和端面均会产生变形，如果在淬火后直接采用这样的孔和端面作为基准进行齿形精加工,是很难达到齿轮精度的要求的。以修整过的基准面定位进行齿形精加工，可以使定位准确可靠，余量分布也比较均匀,以便达到精加工的目的。
加工的第五阶段是端面螺纹加工。这一阶段主要加工螺纹面,注意选择端面为基准面，保证加工精度.螺纹加工应该在精加工之后，假如在粗加工之前加工螺纹会影响螺纹的精度。轴上的螺纹一般有较高的精度，如安排在局部淬火之前进行加工，则淬火后产生的变形会影响螺纹的精度。因此螺纹加工宜安排在工件局部淬火之后进行。
加工的最后阶段是精磨。这一阶段精磨工件，使得符合工件的加工技术要求。
1.5工艺过程
10 锻造 锻造成型
20 热处理 正火
30 校直 校直/0.50
40 洗钻 洗两端面
50 粗车 粗车短头外圆
60 粗车 粗车长头外圆
70 精车 精车短头外圆
80 精车 精车长头外圆
90 车 割3xΦ39。5槽
100 车 割2XΦ29.5min、3XΦ44.5、3XΦ42.5槽
110 车 割3XΦ52.5、3XΦ49槽
120 车 割3XΦ52、3XΦ51。5槽
130 磨 粗磨外圆至Φ51.8及Φ30.3
140 滚 夹左端Φ30k6外圆顶右端中心孔
150 去毛刺 去滚齿毛刺
160 铣 铣b=10 t=10 四槽
170 铣 铣平面
180 去毛 去齿轮左端毛刺
190 倒角 到齿轮园脚
200 去毛 去倒角毛刺
210 剃 剃齿m=4。25 z=13 a=20°
220 铣 铣M30X1.5—6g螺纹
230 钳 打印厂标（右端面）
240 检验 热前检验
250 热 渗碳淬火
260 校 校直
270 研 研磨中心孔
280 钳 修正M30X1。5螺纹
290 磨 粗磨各档外圆
300 磨 精磨各档外圆及端面
310 珩 顶两中心孔珩齿
320 洗 清洗
330 检 成品检验，各外圆轴向尺寸及跳动齿形部分为△fa～—0.16
340 入库 上油、包装、入库。
2.专用夹具设计
2.1。1 工件的定位方案设计
变速箱的中间轴，以此轴的中心轴线为定位基准，可使误差趋近于零。由于铣半圆键槽,采用活动V形块控制凸轮与键槽的相对位置。工件外圆及端面在V形块1.2和挡板上定位。
2.1.2确定夹具体的结构形式
铣床常用的通用夹具主要是平口虎钳、液压虎钳、卡盘等，它们都适合装夹形状规则的小型工件。对专用夹具则需要根据零件的具体形状，依据“六点定位”原理进行专门的设计.其中，夹紧机构具有通用性，比较常见的有以下几种：
（1） 螺旋夹紧机构。采用螺旋直接夹紧或采用螺旋与其他元件组合实现夹紧的机构,称为螺旋夹紧机构。螺旋夹紧机构包括螺钉夹紧和螺帽夹紧两类单螺旋夹紧机构.在螺钉头上加了摆车床动压块,以增大接触面积,防止已加工表面受到伤害。此外，螺旋夹紧机构还可与压板结合，形成复合夹紧机构.螺旋央紧机构具有结构简单、增力比较人、自锁性好、夹紧行程不受限制和制造方便等优点,很适用于手动夹紧，圃而在机床夹具中得到广泛的应用.缺点是夹紧动作费时、效率低，因此在机动夹紧机构中应用较少.
（2） 斜楔夹紧机构。斜楔夹紧机构能改变夹紧力的方向，月扁构简单、可靠、增力作用显著，常与汽缸、油缸等联用实现自动夹紧;缺点是行程较小。为增大夹紧行程，在实际应用中常做成双角楔块。设计中，选择楔角既要考虑自锁,又要考虑夹紧行程。
（3） 偏心夹紧机构.是内偏心夹紧元件直接夹紧工件或与其他元件组合快速夹紧工件的机构，称为偏心夹紧机构。偏心夹紧元件有圆偏心和曲线偏心两种形式，曲线偏心制造田难，因此生产巾多用圆偏心夹紧机构.圆偏心夹紧机构动作迅速、效串高，而且结构简单、制造容易，车床在夹具中应用广泛。缺点是夹紧行程小，自锁性能不稳定，仅适用于夹紧表面形状规矩尺寸变化小和加工中无振动的场合。
本夹具可选用偏心夹紧机构，符合工件的加工要求。
三、 设计的总结与体会
经过一个星期的学习和查阅资料，我终于完成了汽车变速器中间轴承的设计。从开始接触课程题目到设计方案的确定，再到课程设计任务书的完成，每走一步对于我来说都是新的尝试和挑战。这也是我在大学期间独立完成的较大的项目。在这段时间里，我学到了很多知识也有也有很多感受.
通过这次设计我开始独立的学习和探索，查看相关资料和书籍，让自己头脑从模糊到逐渐清晰，使自己的设计逐步完善起来，每一次改进都使我受益颇丰.虽然我的设计有很多的不足，但是付出了自己的努力，这是我引以为傲的地方，我相信只有经历过的人才会明白其中的酸甜苦辣。在此感谢老师的指导和同学的热心帮助,让我解决了许多难题。希望这次经历能让我在以后的学习工作中激励.
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年 月 日

注：1、文中单位名称可采用国际通用符号或中文名称，但全文应统一，不可混用。
2、字数1000左右,可另加同规格纸张。
课程设计
指导
教师
评定
成绩评定： 指导教师（签名)：
2011年 6月 25 日