五档变速叉-工艺设计说明书.doc

_车辆与交通工程学院课程设计说明书设计类型 工艺课程设计 设计题目 编制五档变速叉工艺规程与第一道工序的机床夹具设计 姓 名 王海源 院 系 车辆与交通工程学院 完成日期 2014.03.09 指导教师 李水良、马心坦 河南科技大学精品资料 目 录1零件的分析11.1 零件的作用11.2 零件的工艺分析11.3生产类型12 工艺规程设计12.1 确定毛坯的制造形式12.2基准的选择22.3制定工艺路线22.4机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定32.5确立切削用量及基本工时33夹具设计63.1 零件在夹具中的定位63.2 零件在夹具中的夹紧63.3 夹具的操作简要说明6结束语7参考文献:8精品资料1零件的分析 1.1 零件的作用本次课程设计题目所给的是五档变速叉，它位于发动机变速机构上，起到换挡作用。 1.2 零件的工艺分析 依据零件加工面与非加工面分述如下： 1 22mm孔。 2 8mm孔。 3 叉头22mm成形面 4 叉头平面 5 叉口内平面 6 8mm孔和22mm孔轴线在水平方向上230.25mm，8mm孔和 22mm孔轴线在竖直方向上780.25mm。 7 8mm孔两轴线同轴度不大于0.2mm，8mm孔两轴线对尺寸23mm的平面内22mm的表面的平行度在长度100mm上不大于0.2mm。 8 8mm孔两轴线对尺寸78mm的平面的平行度在长度100mm上不大于0.4mm。9 8mm孔与15mm两表面壁厚应为2.54.0mm，其余应不小于2.5mm。 1.3生产类型 大批量，通用机床，专用夹具。2 工艺规程设计 2.1 确定毛坯的制造形式 考虑零件在工作过程中所常受到交变及冲击载荷，材料应选45#钢精密模锻毛坯以使金属纤维尽量不被剪断，保证零件工作可靠，也可提高生产率。毛坯公差参考GB/T12362-2003钢制模锻件公差及加工余量。 2.2基准的选择 基准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35的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两块V形块支承这两个35作主要定位面，限制4个自由度，达到完全定位，再以一个平面作为支撑，,然后进行钻削。（2）精基准的选择主要应该考虑基准重合的原则。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，依据基准重合原则，基准统一原则和定位可靠原则，减少尺寸换算，加工8mm孔时以22mm孔为主要定位精基准，加工叉头22mm成形面时以22mm孔为主要定位精基准，铣叉头平面时孔端面及22mm孔为基准。 2.3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夹具,并尽量使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。 工艺路线方案：工序零 模锻毛坯（正火处理）工序一 钻、扩、铰、22mm孔并倒角-以35圆柱下端面及外圆轮廓为定位基准，采用立式钻床Z525和专用夹具。工序二 铣叉口-以孔端面及22mm孔为基准，采用卧式铣床X62和专用夹具。工序三 钻、铰、8mm孔-以22mm孔为主要定位精基准及15mm外圆轮廓为基准，采用立式钻床Z525和专用夹具。工序四 铣叉头成形面-以22mm孔为主要定位精基准及侧面（支撑钉）为基准，采用立式铣床X52和专用夹具。工序五 铣叉头平面-以孔端面及22mm孔及侧面为基准，采用立式铣床X52和专用夹具。工序六 去毛刺-钳工去所有锐边毛刺。工序七 中间检验。工序八 热处理-22mm叉角表面淬火。工序九 修正22mm、8mm孔。工序十 校正23mm、78mm及25mm。工序十一 清洗。工序十二 终检。 2.4机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定 零件材料为45钢，硬度156217HBS，生产类型为大批量，精密模锻毛坯。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（加工余量采用经验估算法或按照技术手册等资料推荐的数据基础为基础，结合生产实际情况和经验来确定：工序尺寸采用“逆推法”）： 加工表面加工内容加工余量精度等级基本尺寸表面粗糙度22mm孔钻IT1120mmRa12.5扩IT921.7mmRa6.3铰IT722mmRa3.28mm孔钻IT117.8mmRa12.5铰IT98mmRa3.2铣叉头22mm成形面铣IT922mmRa3.2铣叉口平面铣IT976mmRa6.3铣叉头平面铣IT1125mmRa12.5 2.5确立切削用量及基本工时 正确的选用切削用量，对保证加工精度、提高生产率、降低刀具的损耗和合理使用机床都能起到很大的作用。由于工件材料、毛坯状况、刀具材料及其几何角度、机床的刚度等许多因素影响，切削用量应结合相关资料，根据实际情况和经验确定。1) 工序0：模锻毛坯2) 工序5：钻、扩、铰、22mm孔并倒角-以35圆柱下端面及外圆轮廓为定位基准。刀具：锥柄麻花钻20mm、锥柄扩孔钻21.7mm、硬质合金锥柄机用铰刀22mm机床：立式钻床Z235夹具：专用夹具 钻孔： 查切削手册：f=0.200.24mm/r 工件材料状态系数Kw=0.9 则f=（0.200.24）X0.9=0.180.216mm/r，取f=0.20mm/r。 查切削手册：取V=18m/min所以n=318r/min,根据机床规格取实际n=335r/min故实际V=18.94m/min。 钻孔切削用时： 刀具行程L+L1+L2=44+2+6=52mm，则钻孔用时Tz=0.78min 扩孔： 查切削手册：取f=0.40mm，v=17m/min, 所以n=249r/min 则实际切削速度v=18.54m/min扩孔切削工时： 刀具工作行程：L+L1+L2=44+2+2=48mm,则扩孔工时为：Ta=0.44min 铰孔： 查切削手册：取取f=0.35mm，v=5m/min 所以 Ns=72.4 r/min 查机床说明书取 n=85 r/min 则实际切削速度 v=5.87m/min 铰孔切削工时: 刀具工作行程：L+L1+L2=44+4+28=76 mm，则铰孔切削工时为：Tm=2.55 min 工序总切削工时：T总=0.78+0.44+2.55+3.77 min3) 工序10 铣叉口以22mm孔及35圆柱下端面为定位基准，采用卧式铣床X62和专用夹具；刀具：直齿三面刃铣刀 外径 D=100mm 厚度 L=10mm 机床：卧式铣床 X62 夹具：专用铣夹具 查机械工人切削手册（以下简称切削手册）得： 取 fz=0.02 mm/r =24m/min， 则 ns=121 r/min，根据机床说明书取 n=150r/min， 故实际切削速度为： v=29.7 m/min 当 nw=150 r/min 时，工作台每分钟进给量应为： fm= fzznw=0.0210150=30mm/min 切削工时： 刀具工作行程：L+L1+L2=30 mm， 则切削工时为： Tm=1 min4) 工序 15： 孔口倒角以外形轮廓面为定位基准 刀具：锥柄锥面锪钻 4090 机床：立式钻床 Z525 夹具：通用夹紧装置 根据切削手册及机床说明书取 n=97r/min，手动进给 切削工时：两边倒角Tm=0.1 min5) 工序 20： 钻、铰8mm 孔以22mm 内孔、叉口角内侧面及外圆轮廓为定位基准 刀具：锥柄长麻花钻7.8mm、硬质合金锥柄机用铰刀8H9 机床：立式钻床 Z525 夹具：专用钻床夹具 钻孔： 查切削手册得：f=0.15mm 得 v=16m/min 所以 ns=653 r/min ，根据机床说明书取 n=680r/min， 故实际切削速度为: v=16.66 m/min 钻孔切削工时： 刀具工作行程：上部位孔刀具行程L+L1+L2=9+2.5+1.5=13 mm，则叉口中间空档部位 采用手动进给，下部位孔刀具行程L+L1+L2=13 mm，则钻孔切削工时为：Tm=0.25 min 铰孔：查切削手册取 f=0.3mm/r，v=3m/min 所以 ns=119 r/min ，查机床说明书取 n=140 r/min 则实际切削速度 v=3.52m/min 铰孔切削工时：刀具工作行程：上部位孔刀具行程L+L1+L2=9+2+15=36 mm，则叉口中间空档部位采用手动，下部位孔刀具行程L+L1+L2=9+2+15=36 mm，则铰孔切削工时为： Tm=1.71 min 工序总切削工时：T 总=0.25+1.71=1.96 min6) 工序 25： 铣叉头成形面以22mm 内孔、叉口内侧端面为定位基准 刀具：直柄立铣刀8mm 机床：立式铣床 X52 夹具：专用铣夹具 查切削手册得：v=20m/min 则 ns=795 r/min， 查机床说明书取 n=750r/min 利用专用铣夹具加工，采用手动进给。7 ) 工序 30： 铣叉头平面以22mm 内孔、叉口内侧端面为定位基准 刀具：锥柄立铣刀40 Z6 机床：立式铣庆 X52 夹具：专用铣床夹具 查切削手册得：fz=0.08 mm/z 根据机床说明书取 n=190r/min， 故实际切削速度为: v=23.8 m/min 当 n=190r/min 时，工作台每分钟进给量为： fm=fzn=0.086190=91.2mm/min 根据机床说明书工作台纵向进给量取 fm=95 mm/min 切削工时： 刀具工作行程：L+L1+L2=22+13+2=37 mm 则切削工时为：Tm=0.39 min8) 工序 35： 去毛刺去所有加工面的锐边毛刺 工具：平锉（中粗齿）10 寸 3夹具设计 由于该零件是中批量生产，所以采用专用夹具，操作迅速、方便、省力，以保证较高 的加工精度和生产效率。 3.1 零件在夹具中的定位 零件的定位利用六点定位原理。以零件35mm的外圆轮廓为定位基准面，v型块和三个支撑钉销限制的 5个自由度，限位销限制 1 个自由度。 3.2 零件在夹具中的夹紧 夹紧装置要在零件夹紧过程中不能破坏零件在定位时所获得的正确位置，操作方便结构简单，且夹紧力可靠。利用 V 形压紧零件叉头外轮廓，可起定位作用，并可 保证加工时壁厚均匀。采用螺旋夹紧机构，结构简单，制造容易，夹紧行程大，扩力 比大，自锁性能好。 3.3 夹具的操作简要说明加工时先调整好夹具与机床主轴的相对位置（钻套轴线与机床主轴同轴）。在装夹零件时，先将零件22 孔与夹具销轴配合，逆时针旋转零件把零件叉角内平面放于支承板上，移动 V 形块使其与零件叉角外轮廓实现定位夹紧，调整机床进行加工；铰孔时，松开钻套螺钉，取下速换钻套，换上铰套进行铰孔。拆卸零件时，移开V 形块，顺时针方向旋转零件旋出钻模板并向上可取下零件。 结束语这次课程设计是对我在大学学习中所学知识的重要总结，它将我所学的科学理论知识与社会实践相结合，是我们大学生从学校步入社会的主要载体之一。也正因为如此，我们应该认真的面对，做到一丝不苟。在这两个星期里，通过老师的细心指导，在团队成员的枳极帮助和我的不懈努力下，我完成了这个重要的课程设计。在这次设计中我遇到不少难以解决的问题，比如：夹具的设计问题、CAD的绘图问题以及说明书的编写问题。通过对这些问题的认识，我知道自己的一些薄弱环节；也通过解决这些问题，我更进一歩的对所学专业知识的巩固加深。所谓温故而知新，在这些知识的基础上还明白了许多课本所未涉及的知识，令人振奋！这次设计使我能综合运用汽车制造工艺学中的基本理论，并能结合生产实习中学到的实践经验知识，独立的分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力和学到了夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，培养了我的熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力，进一歩培养了我的识图、制图、图表和编写技术文件等基本技能，为未來从事的工作打下良好的基础。 致谢精品资料参考文献: 1 浦林袢 金属切削机床夹具设计手册 北京：机械工业出版社 ，1995 2赵家齐 编:机械制造工艺学课程指导书 北京： 机械工业出版社 ， 2000 3陈明 主编.机械制造工艺学 北京： 机械工业出版社 ，20054 陈宏钧实用金属切削手册M，北京：机械工业出版社，2005。5 陈宏钧实用机械加工工艺手册M，北京：机械工业