第四速及第五速變速叉零件課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、<p><b>　　機(jī)械制造工藝學(xué)</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)“第四速及第五速變速叉”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備（大批量）</p><p>　　設(shè)計(jì)者： </p><p>　　指導(dǎo)教師：

2、</p><p>　　2009年6月18日</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1、零件的分析.....................................4</p><p>　　零件的作用..................................4</p>

3、<p>　　零件的工藝分析..............................4</p><p>　　2、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)...................................5</p><p>　?。?） 確定毛坯的制造形式...........................5</p><p>　　（2） 基面的選擇........

4、..........................5</p><p>　　制訂工藝路線................................5</p><p>　　機(jī)械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸確定............7</p><p>　　確定切削用量及基本工時(shí).......................8</p><p&g

5、t;　　3、夾具設(shè)計(jì).......................................12</p><p>　?。?）加工要求........... ........... ........... .12</p><p>　　（2）定位與夾緊力方案的選取與分析........... ...........12</p><p>　?。?）夾具結(jié)構(gòu)介紹...

6、........ ........... ..........13</p><p>　?。?）定位誤差的分析計(jì)算........... ........... ......13</p><p>　　（5）本設(shè)計(jì)的主要優(yōu)缺點(diǎn)........... ................ .13</p><p>　　4、參考文獻(xiàn)........................

7、...............14</p><p><b>　　序言</b></p><p>　　機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是在大學(xué)全部基礎(chǔ)課,技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專(zhuān)業(yè)課完成以后進(jìn)行的.這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,因此,它在我們大學(xué)四年的的學(xué)習(xí)中占有重要地位.</p><p>　　就

8、我個(gè)人而言,希望能通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己即將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練,從中鍛煉自己分析問(wèn)題,解決問(wèn)題的能力.</p><p><b>　　1、零件的分析</b></p><p><b>　?。?）零件的作用</b></p><p>　　題目所給定的零件是解放汽車(chē)第四速及第五速變速叉,它位于變速箱中,主要作用是撥動(dòng)變速箱

9、中的齒輪,使汽車(chē)達(dá)到變速的目的.</p><p><b>　　零件的工藝分析</b></p><p>　　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:</p><p>　　1.以Φ19mm孔為中心的加工表面.</p><p>　　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

10、側(cè)厚度為10mm的兩個(gè)側(cè)面, Φ19mm孔的上端距其中心12mm的兩個(gè)端面,還有孔下端M10的螺紋孔.</p><p>　　2.以Φ82.2mm孔為中心的加工表面.</p><p>　　這組加工表面包括: Φ82.2mm的孔及其倒角, Φ82.2mm的</p><p>　　孔的側(cè)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:Φ19m

11、m孔與其外端面垂直度公差為0.1mm.</p><p>　　由以上分析可知,對(duì)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(zhuān)用夾具加工另一組表面,并保證他們之間的位置精度要求. </p><p><b>　　工藝規(guī)程設(shè)計(jì)</b></p><p>　?。?）確定毛坯的制造形式</p><p>　　零件材料為20鋼

12、,零件經(jīng)常撥動(dòng)齒輪承受變載荷和沖擊性載荷,因此應(yīng)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?yàn)榇笈可a(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(yīng)該的.</p><p><b>　　基面的選擇</b></p><p>　　基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一,它對(duì)零件的生產(chǎn)是非常重要的.</p>&l

13、t;p><b>　　1）粗基準(zhǔn)的選擇</b></p><p>　　現(xiàn)選取Φ19mm孔的外輪廓不加工面作為粗基準(zhǔn),利用一組共兩個(gè)V形塊夾持外輪廓做為主要定位面,以限制自由度.</p><p><b>　　2）精基準(zhǔn)的選擇</b></p><p>　　主要考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題,當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí),應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算

14、,這在以后還要專(zhuān)門(mén)計(jì)算,此處不再重復(fù).</p><p><b>　?。?）制訂工藝路線</b></p><p>　　制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀,尺寸精度及位置精度的技術(shù)要求能得到合理的保證.在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批量生產(chǎn)的條件下,可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床以及專(zhuān)用夾具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率.除此之外,還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果,以便使生產(chǎn)成本盡量降低.&l

15、t;/p><p><b>　　工藝路線</b></p><p>　　工序1 粗銑16mm槽,以Φ19mm孔定位.</p><p>　　工序2 粗銑16mm槽的兩側(cè)面,以Φ19mm孔定位.</p><p>　　工序3 粗銑距Φ19mm中心12mm的兩個(gè)端面,以Φ19mm孔及16mm槽底為基準(zhǔn).</p&g

16、t;<p>　　工序4 16mm槽兩端1.5×450倒角.</p><p>　　工序5 鉆鉸Φ19mm孔并倒角.</p><p>　　工序6 鉆距槽(16mm)底32mm底面M10螺紋孔并倒角.</p><p>　　工序7 攻螺紋M10.</p><p>　　工序8 粗、精銑Φ82.2mm

17、孔的兩端面.</p><p>　　工序9 粗、精鏜Φ82.2mm孔圓弧面 </p><p>　　工序10 Φ82.2mm孔1×450倒角</p><p>　　工序11 終檢.</p><p>　　上述方案主要是以Φ19mm孔為基準(zhǔn),來(lái)加工16mm槽,M10螺紋,槽的兩側(cè)面,這樣可以修正由于基準(zhǔn)不重合造成的加工誤差,

18、同時(shí)也照顧了加工路線方便的特點(diǎn),因此最終確定如下:</p><p>　　工序1 粗銑16mm槽,以Φ19mm孔的外輪廓為粗基準(zhǔn)定位,選用XA6132型萬(wàn)能升降臺(tái)銑床及專(zhuān)用夾具.</p><p>　　工序2 粗銑16mm槽的兩側(cè)面,以Φ19mm孔的外輪廓以及距槽底32mm的面為基準(zhǔn),選用XA6132型萬(wàn)能升降臺(tái)銑床及專(zhuān)用夾具.</p><p>　　工序3

19、粗銑Φ19mm孔上端兩端面,以Φ19mm孔的外輪廓定位,選用XA6132型萬(wàn)能升降臺(tái)銑床及專(zhuān)用夾具.</p><p>　　工序4 16mm槽1.5×450倒角,選用XA6132型萬(wàn)能升降臺(tái)銑床及專(zhuān)用夾具.</p><p>　　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(zhuān)用夾具.</p><p>　　工序6

20、 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(zhuān)用夾具.</p><p>　　工序7 攻螺紋M10.</p><p>　　工序8 1）粗銑Φ82.2mm孔的兩端面.以Φ19mm孔定位,選用XA6132型萬(wàn)能升降臺(tái)銑床及專(zhuān)用夾具. </p><p>　　2）精銑Φ82.2mm孔的兩端面. 以Φ1

21、9mm孔定位,選用XA6132型萬(wàn)能升降臺(tái)銑床及專(zhuān)用夾具.</p><p>　　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(zhǔn),選用T4145立式單柱坐標(biāo)鏜床及專(zhuān)用夾具；</p><p>　　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(zhǔn),選用T4145立式單柱坐標(biāo)鏜床及專(zhuān)用夾具.</p&g

22、t;<p>　　工序10 Φ82.2mm孔1×450倒角.選用XA6132型萬(wàn)能升降臺(tái)銑床及專(zhuān)用夾具. </p><p>　　工序11 終檢.</p><p>　?。?）機(jī)械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸確定.</p><p>　　“變速叉”零件材料為20鋼,毛坯重量約1.5Kg,生產(chǎn)類(lèi)型為大批量生產(chǎn),采用鍛錘上合模鍛毛坯.<

23、/p><p>　　根據(jù)上述資料及加工工藝,分別確定各加工表面的機(jī)加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸如下:</p><p><b>　　16mm槽</b></p><p>　　參照<<機(jī)械加工工藝手冊(cè)>>表3.1-56,因?yàn)槠涔畹燃?jí)較低,可直接銑.</p><p><b>　　槽的側(cè)面</b

24、></p><p>　　參照<<機(jī)械加工工藝手冊(cè)>>表3.1-56,其加工余量Z=2mm.</p><p>　　Φ19mm孔的兩個(gè)上端面</p><p>　　參照<<機(jī)械加工工藝手冊(cè)>>表3.1-56, 其加工余量Z=2mm.</p><p>　　Φ82.2mm孔的兩側(cè)面,銑削公差-0.2

25、2mm. </p><p>　　參照<<機(jī)械加工工藝手冊(cè)>>表3.1-56, 其加工余量Z=2mm.精銑余量:單邊0.7mm(見(jiàn)<<工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)>>表8-31),銑削余量:Z=2.0-0.7=1.3mm,鍛件偏差mm。</p><p>　　5. Φ19mm孔</p><p>　　參照<<機(jī)械加工工藝手冊(cè)&

26、gt;>, 其加工余量2Z=2mm.鉆孔Φ18.5mm,鉸孔Φ19mm.</p><p>　　6. Φ82.2mm孔</p><p>　　參照<<機(jī)械加工工藝手冊(cè)>>, 其加工余量2Z=2.5mm.粗鏜Φ81.7mm,精鏜Φ82.2mm.</p><p>　　7. 厚度為8mm的兩端面尺寸加工余量和工序間余量.</p>

27、<p><b>　　毛坯名義尺寸:</b></p><p>　　8+2×2=12mm</p><p><b>　　毛坯最大尺寸:</b></p><p>　　12+1.3×2=14.6mm</p><p><b>　　毛坯最小尺寸:</b>&l

28、t;/p><p>　　12-0.5×2=11mm</p><p><b>　　粗銑后最大尺寸:</b></p><p>　　8+0.7×2=9.4mm</p><p><b>　　粗銑后最小尺寸:</b></p><p>　　9.4-2×0.22=8

29、.96mm</p><p>　　精銑尺寸與零件尺寸相符,即8mm.</p><p>　?。?）確定切削用量及基本工時(shí)</p><p>　　工序1 粗銑16mm槽,保證尺寸16mm.</p><p><b>　　=0.06mm/齒</b></p><p>　　切削速度:參考有關(guān)手冊(cè),V=22.8

30、m/min.</p><p>　　采用W18Cr4V立銑刀, =16mm,Z=3,則:</p><p>　　===454r/min</p><p>　　=0.06×3×454=81.7mm/min</p><p>　　工序2 粗銑16mm槽兩側(cè)面。</p><p><b>　　齒<

31、;/b></p><p>　　切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，V=27m/min。</p><p>　　采用高速鋼三面刃圓盤(pán)銑刀，，Z=10。</p><p>　　工序3 粗銑距Φ19mm孔12mm的兩端面。</p><p>　　切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定V=27m/min。</p><p>　　采用高速鋼三面刃

32、圓盤(pán)銑刀，，Z=10。</p><p>　　工序4 16mm槽1.5*450倒角,選用XA6132型萬(wàn)能升降臺(tái)銑床,,切削速度:V=27m/min.</p><p>　　工序5 鉆鉸Φ19mm孔,并倒角1×450兩端.</p><p><b>　　鉆孔Φ18.5mm</b></p><p>　　，V

33、=17m/min</p><p><b>　　采用高速鋼鉆頭,</b></p><p>　　2.半精鉸孔Φ19mm.</p><p>　　采用高速鋼絞刀,V=14.7m/min.</p><p>　　3. Φ19mm孔倒角1×450兩端.</p><p>　　采用900锪鉆,為縮短輔助時(shí)

34、間,取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與鉸孔相同.</p><p>　　工序6 鉆M10螺紋孔并倒角1200</p><p>　　采用麻花鉆,V=20m/min.</p><p>　　工序7 攻螺紋M10.</p><p><b>　　V=6m/min</b></p><p>　　工序8 精銑Φ

35、82.2mm孔的兩端面</p><p>　　1.粗銑Φ82.2mm孔端面.</p><p>　　采用高速鋼圓柱銑刀, ,Z=10,V=20m/min</p><p>　　2.精銑Φ82.2mm孔的兩端面</p><p>　　采用高速鋼圓柱銑刀,V=31m/min.</p><p><b>　　,z=10 &l

36、t;/b></p><p>　　工序9 精鏜Φ82.2mm孔圓弧面.</p><p>　　1、粗鏜Φ81.7mm孔圓弧面</p><p>　　采用高速鋼雙刃鏜刀,V=40m/min.</p><p>　　2、精鏜Φ82.2mm孔圓弧面.</p><p>　　采用高速鋼雙刃鏜刀,V=35m/min</p

37、><p>　　工序10 Φ82.2mm孔1×450倒角</p><p>　　XA6132型萬(wàn)能升降臺(tái)銑床，，V=16m/min</p><p>　　工序11 終檢，將以上各工序切削用量，公式的計(jì)算結(jié)果,連同其他數(shù)據(jù),填入機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片.</p><p><b>　　3、夾具設(shè)計(jì)</b></p&g

38、t;<p>　　為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。</p><p>　　本夾具設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)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(biāo)鏜床。刀具為高速鋼雙刃鏜刀，對(duì)工件的Φ82.2mm圓弧面進(jìn)行加工。</p><p><b>　　夾具設(shè)計(jì)：</b></p><

39、p><b>　　1、加工要求：</b></p><p>　　工件加工要求達(dá)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(méi)有給出具體的平行度與垂直度要求，因此在達(dá)到加工精度要求的基礎(chǔ)上，夾具要求盡可能簡(jiǎn)單，同時(shí)還要考慮到夾緊的快速與方便性。</p><p>　　2、定位與夾緊力方案的選取與分析</p><p>　　本加工工序以

40、Φ19mm孔及距其軸線70mm，厚度為6.5mm的面為定位基準(zhǔn)，定位元件為圓柱定位銷(xiāo)和垂直于夾具底板的夾具體上端面及其凸臺(tái)。首先，圓柱定位銷(xiāo)限制了工件 沿X，Y，Z方向上的移動(dòng)的自由度和 沿X，Y軸旋轉(zhuǎn)的自由度，其次，夾具體凸臺(tái)的側(cè)面限制了工件 沿Z軸旋轉(zhuǎn)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(diǎn)有四個(gè)，其中在圓柱銷(xiāo)上直接做出一段螺紋，并用螺母和開(kāi)口墊圈鎖緊，另外兩個(gè)作用點(diǎn)在垂直于底板的夾具體的兩側(cè)，并用螺旋夾

41、緊機(jī)構(gòu)夾緊，最后一個(gè)夾緊力為水平方向，防止工件松脫繞圓柱銷(xiāo)旋轉(zhuǎn)。</p><p><b>　　3、夾具結(jié)構(gòu)介紹</b></p><p>　　本鏜模主要由定位圓柱銷(xiāo)、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(xiāo)起定位作用，中間的夾具體起定位和支承作用，鏜套起刀具導(dǎo)向作用和減小鏜桿徑向撓動(dòng)作用，鏜刀通過(guò)垂直進(jìn)給對(duì)圓弧面進(jìn)行切削。</

42、p><p>　　4、定位誤差的分析計(jì)算</p><p>　　（1）定位元件尺寸及公差的確定</p><p>　　夾具的主要定位元件為一圓柱銷(xiāo)，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

43、定位面與工件的為平面接觸，同時(shí)，也不必考慮轉(zhuǎn)角定位誤差，所以此定位誤差為0，所以只需計(jì)算由圓柱銷(xiāo)定位而引起的定位誤差。</p><p>　?。?）定位誤差的計(jì)算</p><p>　　此為圓柱銷(xiāo)間隙配合的定位誤差：</p><p><b>　　mm</b></p><p>　　因?yàn)楣ぜ试S的定位誤差為0.3，所以最大的誤

44、差也能滿足零件的精度要求。</p><p>　　5、本設(shè)計(jì)的主要優(yōu)缺點(diǎn)</p><p><b>　　優(yōu)點(diǎn)：</b></p><p>　　本夾具的定位與夾緊設(shè)計(jì)較為合理，達(dá)到了完全定位的要求，同時(shí)并沒(méi)有過(guò)定位現(xiàn)象，夾緊力的作用點(diǎn)靠近加工位置，減小切削力對(duì)工件造成的翻轉(zhuǎn)力。而且?jiàn)A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

45、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(xiāo)的夾緊力使工件在加工時(shí)更加穩(wěn)定。</p><p><b>　　缺點(diǎn)：</b></p><p>　　本夾具設(shè)計(jì)為主軸進(jìn)給式切削，由于主軸加工時(shí)不斷伸出，可能造成因主軸剛性不足產(chǎn)生徑向撓動(dòng)而導(dǎo)致加工孔徑不同的后果。本夾具的設(shè)計(jì)定位基準(zhǔn)其實(shí)以距19mm中線63.7mm的平面為定位基準(zhǔn)

46、最佳，考慮到該平面較小，較難定位，夾具設(shè)計(jì)復(fù)雜，所以選擇了在它左邊相對(duì)上凸的平面作為定位基準(zhǔn)。</p><p><b>　　4、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1.<<機(jī)械加工工藝手冊(cè)>>,孟少農(nóng)主編,機(jī)械工業(yè)出版社.</p><p>　　2.<<機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)>>,趙家齊主編

47、,機(jī)械工業(yè)出版社.</p><p>　　3. <<機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)>>，電子版</p><p>　　4. <<實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè)>>，陳宏均主編，機(jī)械工業(yè)出版社，電子版</p><p>　　5. <<機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊(cè)>>,馮道主編，電子版</p><p