第四速及第五速變速叉零件課程設計說明書

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1、 機械制造工藝學 課程設計說明書 設計題目：設計“第四速及第五速變速叉”零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備（大批量） 設計者： 指導教師： 2009年6月18日 目錄 1、零件的分析.....................................4 （1） 零件的作用..................................4 （2） 零件的工藝分析..............................4 2、工藝規(guī)程設計...............

2、....................5 （1） 確定毛坯的制造形式...........................5 （2） 基面的選擇..................................5 （3） 制訂工藝路線................................5 （4） 機械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸確定............7 （5） 確定切削用量及基本工時.......................8 3、夾具設計.......................................12 （1）加工要求......

3、..... ........... ........... .12 （2）定位與夾緊力方案的選取與分析........... ...........12 （3）夾具結構介紹........... ........... ..........13 （4）定位誤差的分析計算........... ........... ......13 （5）本設計的主要優(yōu)缺點........... ................ .13 4、參考文獻.......................................14 序言 機械制造工藝學

4、課程設計是在大學全部基礎課,技術基礎課以及大部分專業(yè)課完成以后進行的.這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯(lián)系實際的訓練,因此,它在我們大學四年的的學習中占有重要地位. 就我個人而言,希望能通過這次課程設計對自己即將從事的工作進行一次適應性訓練,從中鍛煉自己分析問題,解決問題的能力. 1、零件的分析 （1）零件的作用 題目所給定的零件是解放汽車第四速及第五速變速叉,它位于變速箱中,主要作用是撥動變速箱中的齒輪,使汽車達到變速的目的. （2） 零件的工藝分析 此變速叉共有兩組加工表面,它們之間有一定的位置要求,現(xiàn)分述如下: 1.以Φ

5、19mm孔為中心的加工表面. 這組加工表面包括:Φ19mm孔及其倒角,孔上端尺寸為16mm的槽,槽的外側厚度為10mm的兩個側面, Φ19mm孔的上端距其中心12mm的兩個端面,還有孔下端M10的螺紋孔. 2.以Φ82.2mm孔為中心的加工表面. 這組加工表面包括: Φ82.2mm的孔及其倒角, Φ82.2mm的 孔的側面,距M10螺紋孔中心線63.7mm。這兩組加工表面有著一定的位置要求,主要是:Φ19mm孔與其外端面垂直度公差為0.1mm. 由以上分析可知,對于這兩組加工表面而言,可以先加工其中一組表面,然后借助專用夾具加工另一組表面,并保證他們之間的位置精度要求. 2、

6、 工藝規(guī)程設計 （1）確定毛坯的制造形式 零件材料為20鋼,零件經(jīng)常撥動齒輪承受變載荷和沖擊性載荷,因此應選用鍛件,以使金屬纖維盡量不被切斷,保證零件工作可靠.因為大批量生產(chǎn),且零件的輪廓尺寸不大,故采用模鍛成型.這從提高生產(chǎn)率,保證加工精度上考慮,也是應該的. （2） 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一,它對零件的生產(chǎn)是非常重要的. 1）粗基準的選擇 現(xiàn)選取Φ19mm孔的外輪廓不加工面作為粗基準,利用一組共兩個V形塊夾持外輪廓做為主要定位面,以限制自由度. 2）精基準的選擇 主要考慮基準重合的問題,當設計基準與工序基準不重合時,應該進行尺寸換算,這在以后還要專

7、門計算,此處不再重復. （3）制訂工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點,應當是使零件的幾何形狀,尺寸精度及位置精度的技術要求能得到合理的保證.在生產(chǎn)綱領已確定為大批量生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用萬能性機床以及專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率.除此之外,還應當考慮經(jīng)濟效果,以便使生產(chǎn)成本盡量降低. 工藝路線 工序1 粗銑16mm槽,以Φ19mm孔定位. 工序2 粗銑16mm槽的兩側面,以Φ19mm孔定位. 工序3 粗銑距Φ19mm中心12mm的兩個端面,以Φ19mm孔及16mm槽底為基準. 工序4 16mm槽兩端1.5450倒角. 工序5 鉆鉸Φ19m

8、m孔并倒角. 工序6 鉆距槽(16mm)底32mm底面M10螺紋孔并倒角. 工序7 攻螺紋M10. 工序8 粗、精銑Φ82.2mm孔的兩端面. 工序9 粗、精鏜Φ82.2mm孔圓弧面 工序10 Φ82.2mm孔1450倒角 工序11 終檢. 上述方案主要是以Φ19mm孔為基準,來加工16mm槽,M10螺紋,槽的兩側面,這樣可以修正由于基準不重合造成的加工誤差,同時也照顧了加工路線方便的特點,因此最終確定如下: 工序1 粗銑16mm槽,以Φ19mm孔的外輪廓為粗基準定位,選用XA6132型萬能升降臺銑床及專用夾具. 工序2 粗銑16

9、mm槽的兩側面,以Φ19mm孔的外輪廓以及距槽底32mm的面為基準,選用XA6132型萬能升降臺銑床及專用夾具. 工序3 粗銑Φ19mm孔上端兩端面,以Φ19mm孔的外輪廓定位,選用XA6132型萬能升降臺銑床及專用夾具. 工序4 16mm槽1.5450倒角,選用XA6132型萬能升降臺銑床及專用夾具. 工序5 鉆鉸Φ19mm孔并倒角.以Φ19mm孔及端面定位,選用Z5125立式鉆床及專用夾具. 工序6 鉆距槽(16mm)底32mm底面M10螺紋孔并倒角.以Φ19mm孔及16mm槽底定位,選用Z5125立式鉆床及專用夾具. 工序7 攻螺紋M10. 工序8 1

10、）粗銑Φ82.2mm孔的兩端面.以Φ19mm孔定位,選用XA6132型萬能升降臺銑床及專用夾具. 2）精銑Φ82.2mm孔的兩端面. 以Φ19mm孔定位,選用XA6132型萬能升降臺銑床及專用夾具. 工序9 1）粗鏜Φ81.7mm孔.以Φ19mm孔及距其軸線70mm，厚度為6.5mm的面為基準,選用T4145立式單柱坐標鏜床及專用夾具； 2）精鏜Φ82.2mm孔.以Φ19mm孔及距其軸線70mm，厚度為6.5mm的面為基準,選用T4145立式單柱坐標鏜床及專用夾具. 工序10 Φ82.2mm孔1450倒角.選用XA6132型萬能升降臺銑床及專用夾具. 工序11

11、終檢. （4）機械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸確定. “變速叉”零件材料為20鋼,毛坯重量約1.5Kg,生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),采用鍛錘上合模鍛毛坯. 根據(jù)上述資料及加工工藝,分別確定各加工表面的機加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸如下: 1. 16mm槽 參照<<機械加工工藝手冊>>表3.1-56,因為其公差等級較低,可直接銑. 2. 槽的側面 參照<<機械加工工藝手冊>>表3.1-56,其加工余量Z=2mm. 3. Φ19mm孔的兩個上端面 參照<<機械加工工藝手冊>>表3.1-56, 其加工余量Z=2mm. 4. Φ82.2mm孔的兩側面,銑削公差-0.22mm.

12、 參照<<機械加工工藝手冊>>表3.1-56, 其加工余量Z=2mm.精銑余量:單邊0.7mm(見<<工藝設計手冊>>表8-31),銑削余量:Z=2.0-0.7=1.3mm,鍛件偏差mm。 5. Φ19mm孔 參照<<機械加工工藝手冊>>, 其加工余量2Z=2mm.鉆孔Φ18.5mm,鉸孔Φ19mm. 6. Φ82.2mm孔 參照<<機械加工工藝手冊>>, 其加工余量2Z=2.5mm.粗鏜Φ81.7mm,精鏜Φ82.2mm. 7. 厚度為8mm的兩端面尺寸加工余量和工序間余量. 毛坯名義尺寸: 8+22=12mm 毛坯最大尺寸: 12+1.32=14.6mm 毛坯最

13、小尺寸: 12-0.52=11mm 粗銑后最大尺寸: 8+0.72=9.4mm 粗銑后最小尺寸: 9.4-20.22=8.96mm 精銑尺寸與零件尺寸相符,即8mm. （5）確定切削用量及基本工時 工序1 粗銑16mm槽,保證尺寸16mm. =0.06mm/齒 切削速度:參考有關手冊,V=22.8m/min. 采用W18Cr4V立銑刀, =16mm,Z=3,則: ===454r/min =0.063454=81.7mm/min 工序2 粗銑16mm槽兩側面。 齒 切削速度：參考有關手冊，V=27m/min。

14、采用高速鋼三面刃圓盤銑刀，，Z=10。 工序3 粗銑距Φ19mm孔12mm的兩端面。 切削速度：參考有關手冊，確定V=27m/min。 采用高速鋼三面刃圓盤銑刀，，Z=10。 工序4 16mm槽1.5*450倒角,選用XA6132型萬能升降臺銑床,,切削速度:V=27m/min. 工序5 鉆鉸Φ19mm孔,并倒角1450兩端. 1. 鉆孔Φ18.5mm ，V=17m/min 采用高速鋼鉆頭,

15、 2.半精鉸孔Φ19mm. 采用高速鋼絞刀,V=14.7m/min. 3. Φ19mm孔倒角1450兩端. 采用900锪鉆,為縮短輔助時間,取倒角時的主軸轉速與鉸孔相同. 工序6 鉆M10螺紋孔并倒角1200 采用麻花鉆,V=20m/min. 工序7 攻螺紋M10.

16、 V=6m/min 工序8 精銑Φ82.2mm孔的兩端面 1.粗銑Φ82.2mm孔端面. 采用高速鋼圓柱銑刀, ,Z=10,V=20m/min 2.精銑Φ82.2mm孔的兩端面 采用高速鋼圓柱銑刀,V=31m/min. ,z=10 工序9 精鏜Φ82.2mm孔圓弧面. 1、粗鏜Φ81.7m

17、m孔圓弧面 采用高速鋼雙刃鏜刀,V=40m/min. 2、精鏜Φ82.2mm孔圓弧面. 采用高速鋼雙刃鏜刀,V=35m/min 工序10 Φ82.2mm孔1450倒角 XA6132型萬能升降臺銑床，，V=16m/min 工序11 終檢，將以上各工序切削用量，公式的計算結果,連同其他數(shù)據(jù),填入機械加工工藝過程卡片. 3、夾具設計

18、為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 本夾具設計主要設計第9、10道工序――鏜Φ82.2mm圓弧面的鏜床夾具。本夾具將用于T4145立式單柱坐標鏜床。刀具為高速鋼雙刃鏜刀，對工件的Φ82.2mm圓弧面進行加工。 夾具設計： 1、加工要求： 工件加工要求達到的粗糙度為3.2，為大批量生產(chǎn)，有一定的位置精度要求，但沒有給出具體的平行度與垂直度要求，因此在達到加工精度要求的基礎上，夾具要求盡可能簡單，同時還要考慮到夾緊的快速與方便性。 2、定位與夾緊力方案的選取與分析 本加工工序以Φ19mm孔及距其軸線70mm，厚度為6.5mm的面為定位基準，定

19、位元件為圓柱定位銷和垂直于夾具底板的夾具體上端面及其凸臺。首先，圓柱定位銷限制了工件 沿X，Y，Z方向上的移動的自由度和 沿X，Y軸旋轉的自由度，其次，夾具體凸臺的側面限制了工件 沿Z軸旋轉的自由度，最后，夾具體與工件接觸的水平端面起支承作用。夾緊力的作用點有四個，其中在圓柱銷上直接做出一段螺紋，并用螺母和開口墊圈鎖緊，另外兩個作用點在垂直于底板的夾具體的兩側，并用螺旋夾緊機構夾緊，最后一個夾緊力為水平方向，防止工件松脫繞圓柱銷旋轉。 3、夾具結構介紹 本鏜模主要由定位圓柱銷、夾具底板、垂直夾具體、安裝鏜套的夾具體、鏜套和夾緊裝置六大部分組成，其中圓柱銷起定位作用，中間的夾具體起定位

20、和支承作用，鏜套起刀具導向作用和減小鏜桿徑向撓動作用，鏜刀通過垂直進給對圓弧面進行切削。 4、定位誤差的分析計算 （1）定位元件尺寸及公差的確定 夾具的主要定位元件為一圓柱銷，與工件的裝配尺寸為19 H7/g6 mm，查表得，19 H7的上偏差ES＝＋0.021，下偏差EI＝0，即：；19 g6的上偏差為es＝－0.007，下偏差ei＝－0.020，即：。而距Φ19mm孔軸線70mm，厚度為6.5mm的定位面與工件的為平面接觸，同時，也不必考慮轉角定位誤差，所以此定位誤差為0，所以只需計算由圓柱銷定位而引起的定位誤差。 （2）定位誤差的計算

21、 此為圓柱銷間隙配合的定位誤差： mm 因為工件所允許的定位誤差為0.3，所以最大的誤差也能滿足零件的精度要求。 5、本設計的主要優(yōu)缺點 優(yōu)點： 本夾具的定位與夾緊設計較為合理，達到了完全定位的要求，同時并沒有過定位現(xiàn)象，夾緊力的作用點靠近加工位置，減小切削力對工件造成的翻轉力。而且夾緊力的方向與切削力方向一致且垂直于工件，不但減小了所需的夾緊力，而且不破壞定位，防止工件受到破壞。中間的夾具體起支承作用，減小工件的變形和破壞。最后，作用于圓柱銷的夾緊力使工件在加工時更加穩(wěn)定。 缺點： 本夾具設計為主軸進給式切削，由于

22、主軸加工時不斷伸出，可能造成因主軸剛性不足產(chǎn)生徑向撓動而導致加工孔徑不同的后果。本夾具的設計定位基準其實以距19mm中線63.7mm的平面為定位基準最佳，考慮到該平面較小，較難定位，夾具設計復雜，所以選擇了在它左邊相對上凸的平面作為定位基準。 4、參考文獻 1.<<機械加工工藝手冊>>,孟少農(nóng)主編,機械工業(yè)出版社. 2.<<機械制造工藝學課程設計指導書>>,趙家齊主編,機械工業(yè)出版社. 3. <<機床夾具設計手冊>>，電子版 4. <<實用機械加工工藝手冊>>，陳宏均主編，機械工業(yè)出版社，電子版 5. <<機械零件切削加工工藝與技術標準實用手冊>>,馮道主編，電子版 6. <<機械制圖與計算機繪圖>>，周靜卿主編，中國農(nóng)業(yè)大學出版社 13