变速器换挡叉工艺和铣宽9.65mm的2侧面夹具设计【课程资料 含全套CAD图纸】

买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 课程设计说明书 设计题目 设计“变速器换挡叉”零件的机械加工工艺及铣宽 的夹具设计 设计者 指导教师 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 摘 要 本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。 变速换挡叉加工工艺规程及其铣槽的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件 各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。 关键词 ：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 so on 140 is as as on in to is on to a of is on to as as in to 文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 目 录 序言 1 一 . 零件分析 2 件作用 2 3 二 . 工艺规程设计 4 制造形式 4 5 8 序尺寸及毛坯尺寸的确定 11 14 三 夹具设计 14 题的提出 14 位基准的选择 14 削力及夹紧力计算 15 位误差分析 17 向键和导向装 20 具设计及操作简要说明 22 总 结 23 致 谢 24 参考文献 25 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 一 、 零件的分析 （一） 零件的作用 题目所给的零件是变速器换挡叉。它位于变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的 下方的 宽 51的 则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。两件零件铸为一体，加工时分开 。 （二） 零件的工艺分析 变速器换挡叉共有两处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下： 1. 以 中心的加工表面 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 这一组加工表面包括： 孔，以及其上下端面，上端面与孔有位置要求，孔壁上有一个装配时钻铰的锥孔，一个 端有一个 47 的斜凸台。这三个都没有高的位置度要求。 2. 以 宽 51这一组加工 表面包括： 56的孔宽 51的面，以及其上下两个端面。 二 、 工艺规程设计 (一 )确定毛坯的制造形式 零件材料为 虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，故选择铸件毛坯。 （二） 基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。 （ 1）粗基准的选择。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表 面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取 一个经过特殊加工的定位销定位，这样就限制了空间的 5 个自由度，又因为钻削时钻削力是向下的，因此上下的自由度不需要限制（ 2）精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。 （三） 制定工艺路线 制定工艺路线得出发点 ,应当是使零件的几何形状 、 尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证 ,在生产 纲领已确定的情况下 ,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具 ,并尽量使买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 工序一 铸造 工序二 时效处理 工序三 铣左右端面 工序四 铣宽 51m 的槽 。 工序五 铣宽 2面及顶面 。 工序六 铣厚 侧面 。 工序七 钻，扩，绞 工序八 铣宽 面 。 工序九 铣宽 槽 。 工序十 钻 孔 工序十一：检验 工序十二：入库 方案二 ： 工序一 铸造 工序二 时效处理 工 序三 铣左右端面 工序四 钻，扩，绞 工序五 铣宽 2面及顶面 。 工序六 铣厚 侧面 。 工序七。 铣宽 51m 的槽 。 工序八 铣宽 面 。 工序九 铣宽 槽 。 工序十 钻 孔 工序十一：检验 工序十二：入库 方案一和方案二的区别在于方案二在先开始钻孔，这样不利于保证钻孔的精度，根据加工 的先面后孔原则，我们应该先加工面然后在加工孔，这样一是有利于后序加工的定位，保证了加工精度同时也提高 了效率，适合于批量生产。综上所述，我们选择方案一， 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 具体的工艺路线 如下 工序一 铸造 工序二 时效处理 工序三 铣左右端面 工序四 铣宽 51m 的槽 。 工序五 铣宽 2面及顶面 。 工序六 铣厚 侧面 。 工序七 钻，扩，绞 工序八 铣宽 面 。 工序九 铣宽 槽 。 工序十 钻 孔 工序十一：检验 工序十二：入库 （四） 机械加工余量 、 工序尺寸及毛皮尺寸的确定 ”变速器换挡叉 ”；零件材料为 度 190 210皮重量 产类型大批量，铸造毛坯。 据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表 面的机械加工余量 、 工序尺寸及毛坯尺寸如下： 1. 外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差（， 查机械制造工艺设计简明手册（以下称工艺手册） 56端面长度余量均为 1（均为双边加工） 铣削加工余量为： 粗铣 铣 . 内孔（ 58已铸成孔） 查工艺手册表 50 铸成孔半径为 45 工序尺寸加工余量： 钻孔 2孔 孔 . 其他尺寸直接铸造得到 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工。因此在计算最大 、 最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。 （ 五）确立切削用量及基本工时 工序一：铣左右端面 工步一：铣左端面 1. 加工条件 工件材料： b =B=190241,铸造。 加工要求：粗铣 端面。 机床： 式铣床。 刀具： 质合金钢端铣刀 ,牌号 削宽度 校验合格。 最终确定 75r/75mm/s ， V c= f z=z。 6）计算基本工时 L/ 32+10)/475= 工步二：铣 右端面。 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 1. 加工条件 工件材料： b =B=190241,铸造。 加工要求：粗铣 右 端面。 机床： 式铣床。 刀具： 质合金钢端铣刀 ,牌号 削 宽度 校验合格。 最终确定 75r/75mm/s ， V c= f z=z。 6）计算基本工时 L/ 20+10)/475= 其余铣床加工工时计算如上，在此不再累述。 工序七 以 上端面为精基准，钻 、 扩 、 铰 、 精铰 ，保证垂直度误差不超过 的精度达到 1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时 头采用双头刃磨法，后角买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 o 12 ，二重刃长度 刀长 b= l=3带长度 1202 100 30 （ 1）决定进给量 查切 所以， 按钻头强度选择 按机床强度选择 最终决定选择机床已有的进给量 经校验m a 校验成功。 （ 2）钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度 （查切）为 . 命 （ 3）切削速度 查切 18修正系数 10故 18 。 m 81 0 0 00rd vn s 查切机床实际转速为 72 故实际的切削速度 0 00 （ 4）校验扭矩功率 c 60 m 所以 M 验成立。 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 m 2 1050 m 由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。 扩铰和精铰的切削用量如下： 扩钻： 72 铰孔： 72 铣 槽，卧式铣床 择刀具 刀具选取高速钢三面刃铣刀，刀片采用 p ， 00 ， 5 ， 4z 。 2. 决定铣削用量 1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在 一次走刀内铣完，则 p 2） 决定每次进给量及切削速度 根据 铣床说明书，其功率为为 等系统刚度。 根据表查出 齿/2.0 z ，则 m 510001000 rd vn s 按机床标准选取1450 r 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 m 771000 1450501000 w 当1450r/ 1 1 6 01 4 5 按机床标准选取 11603） 计算工时 切削工时： 61 ， 2 ，则机动工时为 m 4 5 35621 fn 10 的螺纹孔 以 为精基准，钻 纹底孔，攻 纹。 1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时 角 o 16 ，二重刃长度 1202 450 30 （ 1）决定进给量 查切 0 22 按钻头强度选择 按机床强度选择 最终决定选择机床已有的进给量 经校验校验成功。 （ 2）钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限度（查切）为 命 （ 3）切削速度 查切 18修正系数 10故 18 。 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 m 4 3 21 0 0 00rd vn s 查切机床实际转速为 360 故实际的切削速度 （ 4）校验扭矩功率 M P 故满足条件，校验成立。 m 6 0 24 m 攻丝 10 15 17 按机床选取 95 ，则 机动时 ， 1 ， 攻 孔 m 5 )24()( 1 nf m 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 三、 夹具设计 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。 由指导老师的分配，决定设计第 4 道工序铣四周槽面的铣床夹具。 题的提出 本夹具主要用于铣宽 ，精度要求不高，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑。因为 和买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 中心线孔有垂直度要求，因此我们要以已加工的 位基准的选择 拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否 则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。 孔已加工好，为了使定位误差减小，选择已加工好的 设计本道工序的夹具，以两销和已加工好的 15孔及其端面作为定位夹具。为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用简单的螺母作为夹紧机构。 （ 1）刀具： 采用锯片铣刀 160z=24,用两把锯片铣刀保证同时安装在主轴上面中间用隔套把两把铣刀隔开，保证两把铣刀之间距离为 7样就可以一次铣出两个面，并且尺寸易保证。 机床： 由 3 所列公式 得 查表 8 得其中： 修正系数 0.1纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 30 q X y u 8 z=24 0 代入上式，可得 F= 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。 安全系数 K=4321 1K 为基本安全系数 K 为加工性质系数 K 为断续切削系数 以 （ 2） 夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 21 其中 F= G N 夹紧螺钉： 公称直径 d=15料 45钢 性能级数为 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 006 M P 8 0108 螺钉疲劳极限： M P 极限应力幅： M P 许用应力幅： M P aS 螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 s= 取 s=4 得 满足要求 M P 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠， 使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力 定位误差分析 a) 定位元件尺寸及公差 确定。 夹具的主要定位元件为一平面和两定位销，孔与销间隙配合。 （ 2） 工件的工序基准为孔心，当工件孔径为最大，定位销的孔径为最小时，孔心在任意方向上的最大变动量等于买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来在铣床上加工，所以工件上孔与夹具上的定位销保持固定接触。此时可求出孔心在接触点与销中心连线方向上的最大变动量为孔径公差多一半。工件的定位基准为孔心。工序尺寸方向与固定接触点和销中心连线方向相同，则其定位误差为： 本工序采用一定位销，一挡销定位，工件始终靠近挡销的一面， 而定位销的会使工件自重带来一定的平行于夹具体底版的水平力，因此，工件不在在定位销正上方，进而使加工位置有一定转角误差。但是，由于加工是自由公差，故应当能满足定位要求。 。 向键与对刀装置设计 定向键安装在夹具底面的纵向槽中，一般使用两个。其距离尽可能布置的远些。通过定向键与铣床工作台 T 形槽的配合，使夹具上定位元件的工作表面对于工作台的送进方向具有正确的位置。 根据 80定向键结构如图所示： 夹具体槽形与螺钉图 根据 a=25向键的结构尺寸如下 ： 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 表 定向键数据表 B L H h D 1h 夹具体槽形尺寸 2B 2h 公称尺寸 允差 d 允差 4d 公称尺寸 允差D 25 0 14 6 15 6 24 + 对刀装置由对刀块和塞尺组成，用来确定刀具与夹具的相对位置 。 由于本道工序是完成后钢板弹簧吊耳内侧端面的粗铣加工，所以选用直角对刀块。直角对刀块的结构和尺寸如图所示： 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 图 对刀块图 塞尺选用平塞尺，其结构如下图所示： 标记 四周倒圆图 平塞尺图 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 塞尺尺寸为： 表 平塞尺尺寸表 公称尺寸 H 允差 d C 3 夹具设计及操作简要说明 如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比 。本道工序为铣床夹具选择了压紧螺钉夹紧方式。本工序为铣切削余量小，切削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。 本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。 夹具的夹紧力不大，故使用手动夹紧。为了提高生产力，使用快速螺旋夹紧机构。 装配图附图如下 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 夹具体附图如下 买文档赠送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 买文档送全套 纸 资料 Q 号： 414951605 总 结 课程设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤 和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟练的利用我们手中的各种设计手册和 制图软件，为我们踏入设计打下了好的基础。 课程设计使我们认识到了只努力的学好书本上的知识是不够的，还应该更好的做到理论和实践的结合。因此同学们非常感谢老师给我们的辛勤指导，