CA10B解放汽车第四及第五变速叉加工工艺及钻Φ19孔夹具设计【课程资料 含全套CAD图纸】

买文档送全套 纸 交流 414951605 买文档送全套 纸 交流 414951605 序言 2 一、 零件的工艺分析及生产类型的确定 2 （一） 零件的作用 2 （二） 零件的技术要求 2 （三） 零件的工艺分析 2 （四） 确定生产类型 3 二、 确定毛坯、绘制毛坯简图 3 （一） 确定毛坯种类 3 （二） 确定铸件加工余量及形状 3 （三） 绘制拨叉铸件毛坯简图 4 三 、拟定零件工艺路线 4 （一）定位基准的选择 4 （二）表面加工方法的确定 5 (三 ) 加工阶段的划分 5 （四）工序的集中与分散 5 （五）工序顺序的安排 5 （六）确定工艺路线 6 四、机床设备及工艺装备的选用 6 （一）机床设备的选用 6 （二）工艺装备的选用 7 五、加工余量、工序尺寸和公差的确定 7 六、切削用量、时间定额的计算 7 （一）切削用量的计算 8 （二）时间定额的计算 8 七、 夹具设计 8 （一） 问题的提出 9 （二） 夹具设计 9 八、 设计总结 10 九、参考文献 11 买文档送全套 纸 交流 414951605 买文档送全套 纸 交流 414951605 序言 机械制造工艺学课程设计是在大学全部基础课，技术基础课以及大部 分专业课完成以后进行的，是本专业进行的一个实践性教学环节，也是一次理论联系实际的训练，让我们结合以往学习中学到的理论知识，独立地分析和解决零件机械制造工艺问题，而且，设计机床专用夹具，提高了我们的机构设计能力。因此，它在我们大学四年的的学习中占有重要地位 . 就我个人而言，希望能通过这次课程设计对自己即将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力 . 由于能力有限，设计尚有诸多不足之处，恳请各位老师多多指教 . 买文档送全套 纸 交流 414951605 买文档送全套 纸 交流 414951605 买文档送全套 纸 交流 414951605 买文档送全套 纸 交流 414951605 一 (一 ) 零件的作用 买文档送全套 纸 交流 414951605 买文档送全套 纸 交流 414951605 题目所给定的零件是解放汽车第四速及第五 速变速叉，它位于变速箱中，主要作用是拨动变速箱中的齿轮，使汽车达到变速的目的 . (二 ) 零件技术要求 变速叉形状特殊、结构简单，属于典型的叉杆类零件 速的功能，其叉轴孔与变速叉轴有配合要求，因此加工精度要求较高 增强其耐磨性，该表面要求高频淬火处理，硬度为 58 63保证变速叉换档时叉脚受力均匀，要求叉脚两端面对叉轴孔 19 垂直度要求为 （三） 零件的工艺分析 此变速叉共有两组加工表面，它们之间 有一定的位置要求，现分述如下 : 9 这组加工表面包括 : 19 上端尺寸为 16 的外侧厚度为 两个侧面， 19 的上端距其中心 12两个端面，还有孔下端 这组加工表面包括 : 要是 : 与其外端面垂直度公差为 由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助专用夹具加工另一组表面，并保证他们之间 的位置精度要求 . 二 . 确定毛坯 (一 ) 确定毛坯的制造形式 零件材料为 20 钢 ，零件经常拨动齿轮承受变载荷和冲击性载荷，因此应选用 锻件 ，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠 零件的轮廓尺寸不大，故采用模锻成型 证加工精度上考虑，也是应该的 . （二） 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 根据上述资料以及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量，工序尺寸及毛胚尺寸买文档送全套 纸 交流 414951605 买文档送全套 纸 交流 414951605 如下： 1、 16 参照机械加工工艺手册，表 为其 公差等级太低，可以直接铣 . 2、槽的侧面 参照机械加工工艺手册，表 其加工余量 Z=23、 19 机械加工工艺手册，表 其加工余量 Z=24、 参照机械加工工艺手册，表 其加工余量 Z=边 工艺设计手册表 8铣削余量 Z=件偏差 由于设计规定的零件为大量生产，应该采取调整法加工 按调整法加工方式予以确定 . 5、 19 参照机械加工工艺手册，表 其加工余量 2Z=孔 19 6、 参照机械加工工艺手册，表 其加工余量 2Z=镗 孔 三 拟定工艺路线 （一）定位基准的选择 基准面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。基面选择是工艺规程设计中的重要 工作之一，它对零件的生产是非常重要的 . 主要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，根据该零件的技术要求和装配要求，选择叉轴孔 19 孔左端面作为精基准，零件上买文档送全套 纸 交流 414951605 买文档送全套 纸 交流 414951605 的很多表面都可以采用它们作基准进行加工，叉轴孔 19 轴线是设计基准，选用其作精基准定位加工叉脚两端面和 现了设计基准和工艺基准的重合，保证被加工表面的垂直度要求。另外，由于变速叉刚性较差，受力 易产生弯曲变形，为了避免在机械加工中产生夹紧变形，根据夹紧力应垂直于主要定位基面，并应作用在刚度较大部位的原则，夹紧力作用点不能作用在叉杆上。选用叉头左端面作精基准，夹紧可以作用在叉头的右端即孔 19 右端面上，夹紧稳定可靠。 作为粗基准表面应该平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺欠。现选取 19 的外轮廓不加工面作为粗基准，用 承板和挡销实现完全定位，以消除自由度 . （二）表面加工方法确定 定加工工件的各表面的加工方法。 （ 1）、 16寸精度 面粗糙度 m，加工方法为粗铣 . （ 2） 19寸精度 面粗糙度 m，加工方法为粗铣 . （ 3） 19寸精度 面粗糙度 m，加工方法为粗铣 . （ 4） 19尺寸精度 面粗糙度 m，加工方法为钻 （ 5） 寸精度 面粗糙度 m，加工方 法为钻 . （ 6） 端面，尺寸精度 面粗糙度 m，加工方法为粗铣 （ 7） 寸精度 面粗糙度 m，加工方法为粗镗 该变速叉加工质量要求较高，可将加工阶段划分粗加工半精加工和精加工几个阶段。 在粗加工阶段，首先将精基准 19后续工序都可以采用精基准定位加工，保证其他的加工表面的精度要求；然后粗铣 16铣上端面及两侧面，叉脚的两端面。在 半精加工阶段，完成了叉脚的两内端面的半粗铣，钻 栓孔；在精加工阶段，进行 19 19 本题选用工序集中原则安排变速叉的加工工序。该零件的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工，夹具，以提高生产率；而且运用工序集中的原则使工件买文档送全套 纸 交流 414951605 买文档送全套 纸 交流 414951605 的装夹次数少，不但缩短辅助时间，而且由于在一次装夹加工多个工步，有利于保证各加工表面之间的相对位置度精度要求。 一 ) 机械加工工序 (1)遵 循“先基准后其他”原则，首先加工精基准 叉轴 19(2) 遵循“先粗加工后精加工”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 (3)遵循“先主要后次要”原则，先加工主要表面 叉轴孔径 19 19加工次要表面 叉脚的两外端面。 (4)遵循“先加工面后加工孔”的原则，先加工叉轴 19加工 19 28 二 )热处理工序 模锻成型后切边 ,进行调质 ,调质硬度为 241285进行酸洗，喷丸处理。喷丸可以提高表面硬度 ，增加耐磨性，消除毛坯表面因脱碳而对机械加工带来的不利影响。叉脚两端面在精加工之前进行局部高频淬火，提高其耐磨性和在工作中承受冲击载荷的能力。 三）辅助工序 粗加工叉脚两端面和热处理后，安排校直工序；在半精加工后，安排去毛刺和中间检查工序；精加工后安排去毛刺，清洗和终检工序。 综上所述，该变速叉工序的安排顺序为：基准加工主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工主要表面半精加工和次要表面加工热处理主要表面精加工。 （六）制订工艺路线 制订工艺路线的出发点，应当是使零件的 几何形状，尺寸精度及位置精度的技术要求能得到合理的保证 以考虑采用万能性机床以及专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率 应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降低 . 工艺路线 工序 1 粗铣 19 上端两端面，以 19 用 专用夹具 . 工序 2 钻铰 19 并倒角 9 及端面定位，选用 式钻床及专用夹具 . 买文档送全套 纸 交流 414951605 买文档送全套 纸 交流 414951605 工序 3 粗铣 16 以 19 工序 4 粗铣 16 19 的外轮廓以及距槽底 32面为基准，选用 专用夹具 . 工序 5 16 50倒角，选用 工序 6 钻距槽 (16 210螺纹孔并倒角 9 6 用 式钻床及专用夹具 . 工序 7 攻螺纹 工序 8 粗铣 的两端面 9 定位， 选用 万能升降台铣床及专用夹具 . 工序 9 粗镗 9 用 工序 10 精镗 . 9 及距中心线 面为基准，选用 工序 11 *450倒角 620 工序 12 精铣 的两端面 . 以 19 定位，选用 万能升降台铣床及专用夹具 . 工序 13 终检 . （七） 序尺寸和公差的确定 在此只确定工序 1的加工余量和工序尺寸公差，其他的类同。如附表 机械加工工序卡片所示。 工序 19 由表 2查得，铰孔余量 Z 铰 =孔余量 Z 钻 =表 1依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，铰： ： 再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，铰： ： 综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，铰： 19的上偏差 下偏差 0： 19的上偏差 偏差 0 (八 ) 切削用量、时间定额的计算 买文档送全套 纸 交流 414951605 买文档送全套 纸 交流 414951605 一、切削用量的计算 （ 1） 钻孔工步 1） 背吃刀量的确定 取 2） 进给量的确定 由表 5取该工步的每转进给量 f=r。 3） 切削速度的计算 由表 5工件材料为 20 钢的条件选取，切削速度 v 可取为16m/公式（ 5n=1000v/ d 可得该工序钻头转速 n=266，参照表 4列 转速 n=285r/将此转速代入公式（ 5可求出该工序的实际钻削速度 v=n d/1000=285r/x 7m/ （ 2）铰工步 1） 背吃刀量的确定 取 2） 进给量的确定 由表 5取该工步的每转进给量 f=r。 3） 切削速度的计算 由表 5削速度 v 可取为 15m/公式（ 5 n =1000v/ d 可求得该工序铰刀转速 n =244r/照表 4列 立式钻床的主轴转速，取转速 n=246r/将此转速代入公式（ 5可求出该工序的实际切削速度 v = 000=246r/x 000 = 二、时间定额的计算 1. 基本时间 算 工序 5 钻铰 19 1）钻孔工步 根据表 5孔的基本时间可由公式 (l+l1+得 2）铰孔工步 根据表 5圆柱孔的基本时间可由公式 (l+l1+得 3) 锪孔 19 端面 和倒角 ,被吃刀量 a=表 5取 0 . 1 5 /zf m m r 10 / 。 采 用 高 速 钢 锪 钻 1 0 0 0 1 0 0 0 1 09 1 / m i 1 4 3 5s 根据 4取 97 / ，则9 7 3 . 1 4 3 51 0 . 7 / m i 0 0 1 0 0 2 0 . 1 4 m i 0 . 1 5 有两个端面，则 t = 2文档送全套 纸 交流 414951605 买文档送全套 纸 交流 414951605 2. 辅助时间 计算 根据 第五章第二节所述，辅助时间和基本时间 间的关系为 工序的辅助时间为： 三 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。 一 . 提出问题 本夹具要用于粗钻，铰孔 19，对孔的要求有：粗糙度等级为 ，有很高的垂直度要求，此孔将做为加工其他各工作面的基准。因此，在本道工序加工时，我们应首先考虑保证孔的各加工精度，如何提高生产效率，降低劳动强度。 二 . 夹具的设计 1. 定位基准的选 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。 在本设计中，加工 19 的孔是比较重要的一步，因为此 孔将是后续加工过程中所要用到的重要基准。所以，加工这个孔一定要保证精度，由于其他基准都不存在，此孔只能运用毛坯的外轮廓定位来设计夹具。 为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用简单的螺旋压板来作为夹紧机构。 2. 切削力和夹紧力计算 （ 1） 刀具： 高速钢直柄麻花钻头（ 85） d=1 l=198、 35 机床： 立式钻床 由金属切削机床夹具手设计册所列公式 得 0 . 8 6 0 . 7 0 . 8 6f z t S D B Z K 查表 3其中： 修正 系数 0.1 1t 买文档送全套 纸 交流 414951605 买文档送全套 纸 交流 414951605 100D 80B Z=1 代入上式 ， 可得 F=1509N 因在计算切削力时， 须把安全系数考虑在内。 安全系数 K= 4321 其中： 1K 为基本安全系数 K 为加工性质系数 K 为刀具钝化系数 K 为断续切削系数 以 3 0 1 2 . 7 1F K F N （ 2）夹 紧力的计算 选用钩形压板夹紧机构 查指导教程得31 则 3 0 1 2 . 7 1 1 4 8 1 . 6 63 6 2 0 . 1118夹紧螺母： 公称直径 d=12料 性能级数为 8 级 006 M P 8 0108 螺母疲劳极限： M P 极限应力幅： M P 许用应力幅： M P aS 螺母的强度校核：螺母的许用切应力为 买文档送全套 纸 交流 414951605 买文档送全套 纸 交流 414951605 s= 取 s=4 得 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 3. 定位误差分析 次工序的定位误差基本有毛坯而产生，加工孔的时候工件还只是毛坯，没有任何的基准，只有依靠毛坯轮廓来定位，但由于毛坯留有较大的加工余量，在保证此工序加工精度后，以此孔做为基准然后加工轮廓或其他工作部位，仍然能保证整个工件的精度。 4. 夹具设计及操作的简要说明 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。本道工序为钻床夹具选择了螺旋型压板夹紧方式。本工序为粗钻削余量大，钻削力大，所以需要一定的夹紧才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 四 . 设