倒档变速叉工艺规程设计及铣叉口夹具设计说明书【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 课程设计（论文） 题 目 倒挡变速叉零件的机械加工工艺及夹具设计 所属部 所属专业 机械设计与制造 所属班级 学 号 学生姓名 指导教师 起讫日期 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 I 摘 要 此次设计是对变速叉零件的加工工艺和夹具设计，其零件为锻件，具有体积小，零件复杂的特点，由于面比孔易加工，在制定工艺规程时，就先加工面，再以面为基准来加工其它，其中各工序夹具都采用专用夹具 ,并以操作简单的手动夹紧方式夹紧，其机构设计简单，方便且能满足要求。 关键词 变速叉，加工工艺，专用夹具，设计 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 is to to be is to as n of in at is 文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 3 目 录 摘 要 I I 目 录 3 第 1章 序言 错误 !未定义书签。 第 2章 变速叉的分析 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 第 3章 工艺规程设计 错误 !未定义书签。 工工艺过程 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义 书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 定定位基准 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 4 . 错误 !未定义书签。 工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 动时间） . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 第 4章 铣叉 口夹具设计 18 . 18 . 18 削力及夹紧分析计算 . 18 差分析与计算 . 20 、部件的设计与选用 . 20 . 20 向键与对刀装置设计 . 21 具设计及操作的简要说明 . 22 总结与展望 23 参考文献 24 致 谢 0 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 5 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 6 序 言 机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造 业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。 倒档变速叉 工工艺规程及夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。 本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要 注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。 本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 7 一、 零件的分析 一零件的作用 题目所给的是变速箱中的变速叉，它 的主要作用是推动倒档齿轮向输入轴传动齿轮移动并与之啮合，使汽车实现倒行。再换倒档时，拨叉将受到较大的冲击。 二零件的工艺分析 该拨叉为精密铸件，铸造表面光洁，平整，无裂痕，毛刺，分层，缩孔，缩松等铸造缺陷。 从零件图上看，该零件是典型的叉架 类零件，结构比较复杂，形位精买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 8 度要求不算高。为大批量生产的铸件。其主要加工的有 16 的孔表面粗糙度为 脚面尺寸要求公差尺寸为自由公差，表面粗糙度为 16轴线的垂直度为 粗糙度为 面要求淬火处理，硬度要求为 4553过分析该零件，其布局合理，虽结构复杂，但加工要求比较容易保 证，我们通过专用夹具可保证其加工要求，整个图面清晰，尺寸完整合理，能够完整表达物体的形状和大小，符合要求。 5 个加工表面分别是： （ 1） 16 孔的上端面 ; （ 2）加工 16 的孔内表面； （ 3）拨叉两端面，保证尺寸 9 （ 4）钻，扩，铰螺纹孔； （ 5）加工 弧槽 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 9 二、工艺规程的设计 确定毛坯的制造形式 零件材料为 虑到变速叉运行时经常需要挂档倒车或辅助转向，因此零件在工作过程中经常受到冲 击性载荷，采用这种材料的零件强度也能得到保证。由于零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为 2 级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。 有上述工艺要求与资料，对毛坯初步设计如下 : 6孔 由于 16以铸造，在毛坯设计时，不宜设计底孔，因此毛坯采用实心铸造，以确保毛坯成功率。 叉口两侧面粗糙度均为 行一次粗铣即可满足光洁度要求。根据资料可知，毛坯的叉口厚度定为 粗糙度没有要求，直接铸 出 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 10 基准的选择 基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高，否则，不但使加工工艺问题百出，更有甚者，造成生产无法进行。 1 粗基准的选择 对于零件而言，粗基准的选择对于后面的精加工至关重要，从零件图上看出，变速叉较不规则，所以粗基准不太容易选择，为了保证 16 孔的精度要求，选 16 孔下端面为粗基准。 2 精基准的选择 以 16 孔下端面为粗基准，加工 16 孔的上端面，然后以加工过的上端面为精基准 加工 16 内孔，从而保证加工精度。 制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，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，在生产纲领已确定为大批量生产的条件下，可以考虑采用万能机床以及专用夹具，并尽量使工序集中来提高生买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 11 产率。除此之外还应当考虑经济效果，以便生产成本尽量降低。 10 铸造 铸造 20 铣 粗铣 24右端面 30 钻 钻，扩，铰 16 孔 40 热 淬火 34端面 50 铣 精铣 60 车 车 70 铣 铣宽 1580 钻 钻 丝 5 去毛刺 90 检验 检验入库 变速叉的偏差计算 变速叉底平面和大头孔上平面的偏差及加工余量计算 底平面加工余量的计算。根据工序要求，其加工分粗、精铣加工。各工步余量如下： 粗铣：由参考文献 4表 11 19。其余量值规定为 现取 查 3可知其粗铣时精度等级为 铣平面时厚度偏差取 精铣：由参考文献 3表 59，其余量值规定为 小头孔的偏差及加工余量计算 参照参考文献 3表 2， 25,13 和参考文献 15表 1 8，可以查得： 孔 16： 钻孔的精度等级： 12表面粗糙度 ，尺寸偏差是 扩孔的精度等级： 10表面粗糙度 ，尺寸偏差是 铰孔的精度等级： 8，表面粗糙度 ，尺寸偏差是 粗、精铣 15 槽 参照参考文献 1表 21 5，得其槽边双边粗加工余量 2Z=深加工余量为 由参照参考文献 1表 21 5 的刀具选择可得其极 限偏差：粗加工为 ，精加工为 。 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 12 切削用量以及机床的确定 工序 30： 粗铣 24右端面 机床： 立 式铣床 具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料： 15 100D ，齿数 8，此为细齿铣刀。 因其单边余量： Z=2以铣削深度 2pa 铣该平面 的单边余量： Z=削深度 每齿进给量 根据参考文献 3表 73，取 f /根据参考文献 3表 81，取铣削速度 V m s 每齿进给量 根据参考文献 3表 73，取 0 /fa m m Z ：根据参考文献 3表 81，取铣削速度 V m s 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 2 . 8 6 0 5 3 5 / m i 1 4 1 0 0 按照参考文献 3表 31，取 600 / m 实际铣削速度 v ： 3 . 1 4 1 0 0 6 0 0 3 . 1 4 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 进给量 0 . 1 5 8 6 0 0 / 6 0 1 2 /a Z n m m s 工作台每分进给量 1 2 / 7 2 0 / m i m m s m m 走刀次数为 1 机动时间 2 1221 4 1 1 0 0 2 0 . 3 4 m i ml l lt f 机动时间 2 122 6 8 1 0 0 2 0 . 2 4 m i l lt f 所以该工序总机动时间 22 0 . 5 8 m i nj j jt t t 工序 40： 粗铣 24另外一侧端面 机床： 立 式铣床 具：硬质合金可转位端铣刀（面铣刀），材料： 15 100D ，齿数 8，此为细齿铣刀。 因其单边余量： Z=2以铣削深度 2pa 铣该平面的单边余量： Z=削深度 每齿进给量 根据参考文献 3表 73，取 f /根据参考文献 3表 81，买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 13 取铣削速度 V m s 每齿进给量 根据参考文献 3表 73，取 0 /fa m m Z ：根据参考文献 3表 81，取铣削速度 V m s 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 2 . 8 6 0 5 3 5 / m i 1 4 1 0 0 按照参考文献 3表 31，取 600 / m 实际铣削速度 v ： 3 . 1 4 1 0 0 6 0 0 3 . 1 4 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 进给量 0 . 1 5 8 6 0 0 / 6 0 1 2 /a Z n m m s 工作台每分进给量 1 2 / 7 2 0 / m i m m s m m 走刀次数为 1 机动时间 2 1221 4 1 1 0 0 2 0 . 3 4 m i ml l lt f 机动时间 2 122 6 8 1 0 0 2 0 . 2 4 m i l lt f 所以该工序总机动时间 22 0 . 5 8 m i nj j jt t t 工序 50：钻、扩、铰孔 16。 机床：立式钻床 具：根据参照参考文献 3表 9 选高速钢锥柄麻花钻头。 （ 1）钻孔 切屑用量： 取背吃刀量 8pa 由参考文献 2可查出，根据 进给量 0 /f m m r ，切屑速度： 1 7 / m ， ，则修正后的切屑速度 1 7 0 . 8 8 0 . 7 5 1 1 . 2 2 / m i ，即 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 . 2 2 1 9 8 . 4 / m i 查参考文献 2表 1 9 5 / m 故实际切屑速度为 1 6 1 9 5 1 1 . 0 2 / m i 0 0 1 0 0 0 。 切屑用时： 1 c o t (1 2 )2 k m m=109 4 5，2 1l 12l 故121 1 2 1 0 1 0 . 2 4 m i n 1 4 . 40 . 4 8 1 9 5l ， 11 0 . 1 6 0 . 2 4 0 . 1 6 2 . 3t s ， 1 1 1 1( ) 0 . 0 6 (1 4 . 4 2 . 3 ) 0 . 0 6 1b x j ft t t t s ，1 1 1 1 1 1 7 . 7d j j f b xt t t t t s （ 2）扩孔 切屑用量： 取背吃刀量 由参考文献 2可查出，根据 进给量 0 /f m m r ，切屑速度： 2 5 / m ， ，则修正后的切屑速度买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 14 2 5 0 . 8 8 0 . 7 5 2 2 . 4 4 / m i ，即 1 0 0 0 1 0 0 0 2 2 . 4 4 3 6 0 . 7 / m i . 8s ， 查参考文献 2表 2 7 2 / m 故实际切屑速度为 1 9 . 8 2 7 2 1 6 . 9 / m i 0 0 1 0 0 0 。 切屑用时： 1 c o t (1 2 )2 k m m=109 4 5，2 1l 12l 故122 1 2 1 0 1 0 . 1 3 m i n 7 . 80 . 6 2 2 7 2l ， 22 0 . 1 6 7 . 8 0 . 1 6 1 . 2 5t s ， 2 2 2 2( ) 0 . 0 6 ( 7 . 8 1 . 2 5 ) 0 . 0 6 0 . 5 4b x j ft t t t s ，2 2 2 2 2 9 . 6d j j f b xt t t t t s （ 3）铰孔 切屑用量： 取背吃刀量 由参考文 献 2可查出，根据 进给量 0 /f m m r ，切屑速度： 8 m ， ，则修正后的切屑速度 8 . 2 0 . 8 8 0 . 9 9 7 . 1 4 / m i ，即 1 0 0 0 1 0 0 0 7 . 1 4 1 1 3 . 6 9 / m i ， 查参考文献 2表 9 7 / m 故实际切屑速度为 2 0 9 7 6 . 0 9 / m i 0 0 1 0 0 0 。 切屑用时： 1 c o t (1 2 )2 k m m=1010D ， 45，2 1l 12l 故123 2 5 0 . 1 9 1 3 0 . 2 9 m i n 1 7 . 40 . 8 1 9 7l ， 33 0 . 1 6 1 7 . 4 0 . 1 6 2 . 8t s ， 3 3 3 3( ) 0 . 0 6 1 . 2b x j ft t t t s ，3 3 3 3 3 2 1 . 4d j j f b xt t t t t s 。 工序 60： 铣叉口 机床： 立 式铣床 具： 根据机械加工工艺手册表 10用硬质合金 镶齿套面铣刀 铣刀寿命 T=180,B=40 1) 削深度 20所以有) 给量 查机械加工工艺师手册表 10表 10 ,进给量 f= 按机床行选取 f= 3) 切削速度 根据机械加工工艺手册表 10 10得 V=115s. 即 V=) 定机床主轴转速 100 机床说明书 (见工艺手册表 6与 近的机床转速为 选取买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 15 所 以实际切削速度000 m 0 m当，工作台的每分钟进给量mf=10 7.5(mm/ 查机床说明书有0(mm/5) 削工时，按工艺手册表 =6090=1.5( 045=铣两次的总时 间为 序 110： 粗磨叉口两侧面及凸台面 。 机床 1)选择砂轮。见机械加工工艺手册第三章中磨料 50 40 167 其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为 46#,硬度为中轮 1 级，陶瓷结合剂， 6 号组织，平型砂轮，其尺寸为 350)切削用量的选择。查机械加工工艺手册表 33 工件速度 18m/ 切削深度 纵向进给量 20行程 ) 3)切削工时 0002式中 9902 t 工序 160： 精磨叉口两侧面 。 机床 1)选择砂轮。见机械加工工艺手册第三章中磨料 50 40 167 其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为 46#,硬度为中轮 1 级，陶瓷结合剂， 6 号组织，平型砂轮，其尺寸为 350)切削用量的选择。查机械加工工艺手册表 33 工件速度 18m/削深度 向进给量 20行 程 ) 3)切削工时 0002式中 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 16 9502 t 0.3(工序 130 ： 钻 纹底孔 ,倒角 机床：钻床 具：根据参照参考文献 3表 9，选硬质合金锥柄麻花钻头 切削深度 据参考文献 3表 查得：进给量 0 /f m m r ,切削速度 。 机床主轴转速 n ： m n ， 按照参考文献 3表 31，取 1 6 0 0 / m 。 实际切削速度 v ： 3 . 1 4 6 1 6 0 0 0 . 5 0 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 切削工时 被切削层长度 l ： 30l 刀具切入长度 1l ： 1 6( 1 2 ) 1 2 0 2 422c t g k c t g m m 刀具切出长度 2l ： 12 取 2 。 加工基本时间 123 0 4 3 0 . 1 1 m i 2 2 1 6 0 0jL l lt 工序 140 ： 攻丝 孔选用机床为 臂机床，刀具选用丝锥，机械加工工艺手册第 2卷。 根据机械加工工艺手册第 2卷表 则取 确定切削速度，根据机械加工工艺 手册第 2卷表 削速度计算公式为 m 3 查得参数为 , 具耐用度 T=35则 v = =1.6 所以 n =72 选取 所以实际切削速度为 1000 v =确定切削时间（一个孔） t = 28 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 17 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 18 第 4 章 铣叉口夹具设计 究原始质料 利用本夹具主要用来 铣叉口 ，要满足对称度要求以及其两边的平行度要求。在铣此槽时，为了保证技术要求，最关键是找到定位基准。同时，应考虑如何提高劳动生产率和降低劳动强度。 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。 16 的孔和其两端面都已加工好，为了使定位误差减小，选择已加工好的 16 孔和其端面作为定位精基准，来设计本道工序的夹具，以两销和两已加工好的 16 孔的端面作为定位夹具。 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。 削力及夹紧分析计算 刀具：错齿三面刃铣刀（硬质合金） 由 3 所列公式 得 查表 8 得其中： 修正系数 0.1C 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。 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 19 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=20料 45钢 性能级数为 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 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 20 差分析与计算 （ 1）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一定位销，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 等于孔与销配合的最大间隙量。本夹具是用来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，工件始终靠近定位销的一面，而挡销的偏角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。 夹紧误差 ： co s)( m a x 其中接触变形位移值： 1( ) ( )1 9 . 6 2 a Z a Z l 查 5表 1 2 15 有 10 . 0 0 4 , 0 . 0 0 1 6 , 0 . 4 1 2 , 0 . 7R a z H C n 。 c o s 0 . 0 0 2 8j j y 磨损造成的加工误差： 通常不超过 夹具相对刀具位置误差： 取 误差总和： 0 . 0 8 5 0 . 3jw m m m m 从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。 、部件的设计与选用 位销选用 本夹具选用一可换定位销和固定棱形销来定位，其参数如下表： 表 位销 d H D 1D h 1h b 1d C 1C 公称尺寸 允差 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 21 12 16 15 2 5 1 4 1 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。定向键可承受铣削时产生的扭转力矩 ，可减轻夹紧夹具的螺栓的负荷，加强夹具在加工中的稳固性。 根据 80 定向键结构如图所示： 具体槽形与螺钉 根据 T 形槽的宽度 a=18向键的结构尺寸如表 表 向键 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 18 5 12 4 12 8 + 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。 塞尺选用平塞尺，其结构如图 示： 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 22 标记四周倒圆图 塞尺 塞尺尺寸参数如表 表 尺 公称尺寸 H 允差 d C 3 具设计及 操作的简要说明 如前所述，应该注意提高生产率，但该夹具设计采用了手动夹紧方式，在夹紧和松开工件时比较费时费力。由于该工件体积小，经过方案的认真分析和比较，选用了手动夹紧方式（螺旋夹紧机构）。这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大，在机床夹具中很广泛的应用。 此外，当夹具有制造误差，工作过程出现磨损，以及零件尺寸变化时，影响定位、夹紧的可靠。为防止此现象，选用可换定位销。以便随时根据情况进行调整换取。 买文档就送您 纸， Q 号交流 11970985 或 401339828 23 总结与展望 在本次设计中，考虑到零件的加工难易、材料、成本等问题，所选用的零、部件都是操作简单，通用 性较强的标准件，从现时以最低的成本实现最先进的加工。但也有不足之处：特别是对于镗孔夹具，在刀具加工完退出工件孔时，有可能会划伤工件内孔表面，本可以在夹具体内部设置液压升降系统，使工件孔与定位立台可升可降，这样，在刀具退出时，使定位立台连同工件孔一起升起，从而避免划伤。但考虑到成本问题，未采用这种方法。为此，镗孔的专用夹具还有待改进。无论怎样，这次的课程设计使我获益良多，是我在学校的最后一次答卷，也是我成功迈向社会的第一步。 买文档就送