变速器换挡叉工艺和铣宽51mm两内侧面夹具设计[版本2]精选面
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版本2
变速器
换挡
工艺
51
mm
侧面
夹具
设计
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精选
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- 内容简介：
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机械制造技术基础课程设计序言机械制造技术基础课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及部分专业课之后进行的，这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己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，为今后的学习、工作打下一个良好的基础。 由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。15一、 零件分析1 零件的作用题目所给的零件是汽车的变速器换档叉，位于汽车变速箱中，主要作用是拔动变速箱中的齿轮，使汽车按照工作者的要求达到换档变速的目的。2 零件工艺分析此变速叉主要有两组加工表面。分述如下：21以15.81为定位基准的加工表面其上方有两肩部平面，此两平面有精度要求，以及有一个14.2的槽以及其倒角，但精度要求不高。此外孔壁上还有一定位孔M10X1-7H带螺纹，孔下端面有一定锥度要求。22以15.81的中心线为中心的加工表面以此中心线对称的51的两侧面，其工作面有精度要求，此外5.9的两侧面也有精度要求,这四个加工表面均以孔为基准定位。由上分析可知，可以先加工15.81的孔，加工此孔时有垂直度要求，然后以此孔为定位基准加工其他表面。二、 工艺规程的设计1 确定毛坯的制造形式零件材料为35钢。考虑到零件在汽车运动中拔动齿轮可能产生一定的冲击力，要求其具有较好的力学性能，故采用锻造工艺。2 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，生产效率得以提高。否则，加工工艺过程中会出现问题，还有可能造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。21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，则应以加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为精基准。根据这个基选择原则，现选取15.81F8的孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，来加工15.81F8的孔。22精基准的选择主要应考虑基准重合的问题。设计基准应尽量与工序基准重合，所以在加工15.81F8时，还是以其外圆轮廓表面为基准加工，此后均以15.81F8为基准加工其它表面。三、 制定工艺路线制定工艺路线是零件加工的出发点,就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卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。还应当考虑经济效益，尽量降低生产成本。工艺路线：工序1：钻孔，以锻造外圆25.5作为定位基准，钻15.81孔。工序2：扩孔，以锻造外圆25.5为定位基准，扩15.81孔。工序3：钻孔，以锻造外圆25.5为定位基准，锪15.81左端面沉头孔。工序4：钻孔，以锻造外圆25.5为定位基准，锪15.81右端面沉头孔。工序5：钻孔，以锻造外圆25.5为定位基准，钻M10底孔。工序6：攻螺纹，以锻造外圆25.5为定位基准，攻M10X1-7H的螺纹孔。工序7：铰孔，以锻造外圆25.5为定位基准，铰15.81F8的孔。工序8：铣，以孔作为定位基准，铣14.2mm的槽。工序9：铣，以孔作为定位基准，粗铣9.65肩部两侧面。工序10：铣，以孔作为定位基准，精铣9.65肩部两侧面。工序11：铣，以孔作为定位基准，粗铣9.65X11的端面。工序12：铣，以孔作为定位基准，粗铣孔下端面。工序13：铣，以孔作为定位基准，粗铣拔叉的左端面。工序14：铣，以孔作为定位基准，粗铣拔叉的右端面。工序15：铣，以孔作为定位基准，精铣拔叉的左端面。工序16：铣，以孔作为定位基准，精铣拔叉的右端面。工序17：铣，以孔作为定位基准，粗铣拔叉51的内侧两端面。工序18：铣，以孔作为定位基准，精铣拔叉51的内侧两端面。工序19：检查，入库。四、 确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸“汽车变速器换挡叉”零件材料为35钢，硬度为180HBS生产类型为大批量，锻造毛坯。据以上原始资料及加工路线,分别确定各加工表面的机械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸如下：1. 孔15.81F8mm的钻削加工钻孔14mm，加工余量为1.81mm；扩孔15mm，加工余量为0.81mm；锪左端面沉头孔mm，加工余量为0；锪左端面孔15.81mm的倒角,加工余量为0；锪右端面沉头孔mm，加工余量为0；锪右端面孔15.81mm的倒角,加工余量为0；铰孔15.81mm，加工余量为0。2. 底孔M10X1mm的钻削加工：钻10mm底孔，加工余量为0；攻M10X1mm的螺纹孔，加工余量为0。3. 铣14.2mm的槽：铣宽度为14.2mm的槽，加工余量为0；铣宽度为14.2mm槽的两侧面倒角。4. 铣削9.65肩部的两侧面：粗铣：加工余量为1mm；精铣：加工余量为0mm。5. 铣削9.65的端面：粗铣：加工余量为0mm。6. 铣15.81F8mm孔的下端面：粗铣：加工余量为0。7. 铣削拔叉的端面：粗铣拔叉的端面：加工余量为1mm；精铣拔叉的端面：加工余量为0mm。8. 铣削拔叉51的两内侧面：粗铣：加工余量为1mm；精铣：加工余量为0mm。因此，零件毛坯的最终尺寸为：15.81F8上两肩部宽度尺寸为：13.65mm；前端面距后端面长度尺寸为：58mm；孔中心线距下端面的距离为：14mm；拔叉两端面的厚度为：9.7mm；拔叉两内侧面的宽度为：47mm；精加工完后尺寸与零件尺寸相符。五、 确定切削用量及基本工时工序1：钻15.81F8mm的孔，钻孔保证尺寸14F8mm的孔，参照机械制造技术基础课程设计指导教程，表521可得：f=0.26mm/r, dw=14mm, v=20m/min采用高速钢麻花钻: 工序2：扩孔15.81F8mm，扩孔保证尺寸15.81F8mm的孔参照机械制造技术基础课程设计指导教程，表5-24：可得： f=0.4mm/r, dw =15mm, v=50m/min采用硬质合金扩孔钻：工序3：锪15。81F8mm左端的沉头孔，锪沉头孔保证尺寸20，深为2mm的沉头孔。参照实用机械加工工艺手册可得f=0.08mm/r, dw =20mm, v=10m/min采用高速钢平面锪钻锪左端面倒角，参照实用机械加工工艺手册可得：f=0.1mm/r, dw =20mm, v=15m/min采用高速钢锥面锪钻工序4：锪15。81F8mm右端的沉头孔，锪沉头孔保证尺寸20，深为2mm的沉头孔。参照实用机械加工工艺手册可得f=0.08mm/r, dw =20mm, v=10m/min采用高速钢平面锪钻锪右端面倒角，参照实用机械加工工艺手册可得：f=0.1mm/r, dw =20mm, v=15m/min采用高速钢锥面锪钻工序5：钻10mm的底孔，保证尺寸10，机械制造技术基础课程设计指导教程，表5-21，可得：f=0.2mm/r, dw =10mm, v=20m/min采用高速钢麻花钻工序6：攻的螺纹孔，参照实用机械加工工艺手册可得：f=1mm/r, dw =10mm, v=6m/min高速钢螺母丝锥W18Cr4V工序7：铰孔15.81F8,保证孔的尺寸为15.81F8，参照机械制造技术基础课程设计指导教程5-28可得f=0.7mm/r, dw =15.81mm, v=7m/min采用硬质合金铰刀工序8：铣14.2mm的槽，保证其尺寸为14.2mm，参照机械制造技术基础课程设计指导教程，可得， ， ， 采用硬质合金圆盘铣刀工序9：铣床粗铣肩部的两侧面，参照实用机械加工工艺手册可得：， ， ， 采用高速钢三面刃圆盘铣刀工序10：精铣肩部两侧面，参照实用机械加工工艺手册可得：， ， ， 采用高速钢三面刃圆盘铣刀工序11：铣的端面，保证左右两端尺寸距离为56mm，参照机械制造技术基础课程设计指导教程表5-13，可得， ， ， 采用高速钢立铣刀工序12：铣孔下端面，保证所铣平面与孔中心线的距离12.7mm参照机械制造技术基础课程设计指导教程，表5-13，可得， ， ， 采用高速钢立铣刀工序13：粗铣拔叉的左端面，参照机械制造技术基础课程设计指导教程，表5-12，可得， ， ， 采用硬质合金圆柱铣刀工序14：粗铣拔叉的右端面，参照机械制造技术基础课程设计指导教程，表5-12，可得， ， ， 采用硬质合金圆柱铣刀工序15：精锐拔叉的左端面，参照实用机械加工工艺手册可得：， ， ， 采用高速钢圆柱铣刀工序16：精铣拔叉右端面，保证端面距离尺寸1.9mm，参照实用机械加工工艺手册可得：， ， ， 采用高速钢圆柱铣刀工序17：粗铣拔叉51mm内侧的两端面，参照机械制造技术基础课程设计指导教程，可得， ， ， 采用硬质合金三面刃圆盘铣刀工序18：精铣拔叉51mm内侧的两端面，参照机械制造技术基础课程设计指导教程，可得， ， ， 工序19：检查。最后,将以上各工序切削用量，公式的计算结果,连同其他数据,填入机械加工工序卡中。六、选用量具本零件为大批量生产，一般均选用通用量具,选择方法有两种：一是按计量器具的不确定度选择，二是按计量器具的测量方法极限误差选择。1 选择孔的量具：铰孔15.81F8精度要求较高，查表后可选用千分尺(GB6309-86)测量。10mm的底孔可选用内径百分表测量。2 选择端面的量具：由零件图可见各端面的公差精度要求都不是很高，所以为了方便起见可全部选用游标卡尺(GB1214-85)测量。七、 专用夹具设计为了提高劳动效率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具，经过与指导教师的协商，决定设计第18道工序精铣拔叉51的内侧两端面铣床夹具，本夹具将用于X60卧式铣床。刀具为2把硬质合金三面刃圆盘铣刀。1 定位基准的选择所选加工表面的加工精度不是太高，出于定位简单和快速的考虑，经研究决定选择以15.81F8的孔为定位基准，用长圆柱销限制4个自由度，再在靠近加工面处采用辅助支承以及在待加工面用自定位块定位，然后使用垫圈和螺母夹紧，在辅助支承处用杠杆夹紧机构夹紧以增强工件的刚度。2 切削力和夹紧力的计算计算切削力：刀具为2把硬质合金三面刃圆盘铣刀，100mm，z=10查切削手册得 ，其中： =650，=3mm，=10，=0.72，=40mm，=0.86，=100mm，=0.86，=0，Z=10所以 =1456（N）当用两把铣刀铣削时，=2F=2912（N）水平分力： =1.1=3203（N）垂直分力： =0.3=873（N）在计算切削力时必须把安全系数考虑在内，安全系数K=其中：为基本安全系数1.5；为加工性质系数1.1；为刀具钝化系数1.1；为断续切削系数1.1。所以 计算加紧力：为克服水平切削力，所需夹紧力N有 所以 其中及为夹具定位面及夹尽面上的摩擦系数，0.25，则 查手册得螺旋手柄的力为：且斜楔机构的扩力比为3.42，所以辅助支承的实际夹紧力为=23.4223.422200=15048(N)由上可见大于所需夹紧力N，故夹具可安全工作。3 夹具设计及操作的简要说明设计专用夹具，最根本的目的是在保证使用方便和安全的情况下尽量提高劳动生产率。本道工序中，由于加工的工作面较薄，所以除了在定位孔处采用长圆柱销定位并用螺母夹紧外，还在靠近工作面处用辅助支承定位，并用杠杆斜楔夹紧机构进行夹紧，增强刚度，使加工安全可靠。为了提高定位精度和加工精度，夹具上还装有自定位块，使工件加工面很容易准确定位，同时具有对刀块的作用，因此在加工另一相同工件时，不用重新对刀即可进行加工，提高劳动生产率。夹具装配图及夹具零件图分别见附图。小结通过这次课程设计，能使我们更好的掌握已学的专业理论知识，对机械
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