機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)CA10B解放汽車第四及第五變速叉加工工藝銑16mm槽夾具設(shè)計(jì)【全套圖紙】

1、序言2一、 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定3（一） 零件的作用3（二） 零件的技術(shù)要求3（三） 零件的工藝分析3二、 確定毛坯3（一） 確定毛坯的制造形式3（二） 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量3三 、擬定工藝路線4（一）定位基準(zhǔn)的選擇4 （二）表面加工方法的確定4(三) 制訂工藝路線6（四）確定切削用量及基本工時(shí)7七、夾具設(shè)計(jì)8（一）問題的提出8（二）夾具設(shè)計(jì)8八、設(shè)計(jì)總結(jié)11九、參考文獻(xiàn)12序言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是在大學(xué)全部基礎(chǔ)課，技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課完成以后進(jìn)行的，是本專業(yè)進(jìn)行的一個(gè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，讓我們結(jié)合以往學(xué)習(xí)中學(xué)到的理論知識(shí)，獨(dú)立地分析和解

2、決零件機(jī)械制造工藝問題，而且，設(shè)計(jì)機(jī)床專用夾具，提高了我們的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。因此，它在我們大學(xué)四年的的學(xué)習(xí)中占有重要地位.就我個(gè)人而言，希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己即將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力.由于能力有限，設(shè)計(jì)尚有諸多不足之處，懇請(qǐng)各位老師多多指教.全套圖紙，加153893706一. 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定(一) 零件的作用題目所給定的零件是解放汽車第四速及第五速變速叉，它位于變速箱中，主要作用是撥動(dòng)變速箱中的齒輪，使汽車達(dá)到變速的目的.(2) 零件技術(shù)要求變速叉形狀特殊、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，屬于典型的叉桿類零件.為實(shí)現(xiàn)換檔、變速的功能，其叉軸孔與變速叉

3、軸有配合要求，因此加工精度要求較高.叉腳兩端面在工作中需要承受沖擊載荷，為增強(qiáng)其耐磨性，該表面要求高頻淬火處理，硬度為5863hrc；為保證變速叉換檔時(shí)叉腳受力均勻，要求叉腳兩端面對(duì)叉軸孔19的垂直度要求為0.1mm.（三） 零件的工藝分析此變速叉共有兩組加工表面，它們之間有一定的位置要求，現(xiàn)分述如下: 1.以19mm孔為中心的加工表面.這組加工表面包括:19mm孔及其倒角，孔上端尺寸為16mm的槽，槽的外側(cè)厚度為10mm的兩個(gè)側(cè)面， 19mm孔的上端距其中心12mm的兩個(gè)端面，還有孔下端m10的螺紋孔.2.以82.2mm孔為中心的加工表面.這組加工表面包括: 82.2mm的孔及其倒角， 82

4、.2mm的孔的側(cè)面，距m10螺紋孔中心線63.7mm.這兩組加工表面有著一定的位置要求，主要是:82.2mm孔與其外端面垂直度公差為0.1mm.由以上分析可知，對(duì)于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助專用夾具加工另一組表面，并保證他們之間的位置精度要求.二. 確定毛坯(一) 確定毛坯的制造形式零件材料為20鋼，由于年產(chǎn)量為5000件，達(dá)到大批生產(chǎn)的水平，而且零件經(jīng)常撥動(dòng)齒輪承受變載荷和沖擊性載荷，因此應(yīng)選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠.因?yàn)闉榇笈可a(chǎn)，且零件的輪廓尺寸不大，故采用模鍛成型.這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的.（2） 確定毛坯的尺

5、寸公差和機(jī)械加工余量根據(jù)上述資料以及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量，工序尺寸及毛胚尺寸如下：1、16mm的槽參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)，表3.1-56可知，因?yàn)槠涔畹燃?jí)太低，可以直接銑.2、槽的側(cè)面參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)，表3.1-56可知,其加工余量z=2mm.3、19mm孔的兩個(gè)上端面機(jī)械加工工藝手冊(cè)，表3.1-56可知,其加工余量z=2mm.4、82.2mm孔的兩側(cè)面參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)，表3.1-56可知,其加工余量z=2mm.精銑余量：?jiǎn)芜?.7mm（工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)表8-31），銑削余量z=2.0-0.7=1.3mm，鍛件偏差mm.由于設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為大量生產(chǎn)，應(yīng)該采取調(diào)整法加工.因

6、此在計(jì)算最大最小加工余量時(shí)，應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定.5、19mm孔參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)，表3.1-56可知,其加工余量2z=2mm.鉆孔18.5mm，鉸孔19mm.6、82.2mm孔參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)，表3.1-56可知,其加工余量2z=2.5mm，粗鏜81.7mm,鉸孔82.2mm.三.擬定工藝路線（一）定位基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，加工工藝過程中會(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)?；孢x擇是工藝規(guī)

7、程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，它對(duì)零件的生產(chǎn)是非常重要的.1.精基準(zhǔn)的選擇 主要考慮基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，根據(jù)該零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇叉軸孔19和孔左端面作為精基準(zhǔn)，零件上的很多表面都可以采用它們作基準(zhǔn)進(jìn)行加工，叉軸孔19的軸線是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，選用其作精基準(zhǔn)定位加工叉腳兩端面和m10螺孔，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合，保證被加工表面的垂直度要求。另外，由于變速叉剛性較差，受力易產(chǎn)生彎曲變形，為了避免在機(jī)械加工中產(chǎn)生夾緊變形，根據(jù)夾緊力應(yīng)垂直于主要定位基面，并應(yīng)作用在剛度較大部位的原則，夾緊力作用點(diǎn)不能作用在叉桿上。選用叉頭左端面作精基準(zhǔn)，夾緊可以作用在

8、叉頭的右端即孔19的右端面上，夾緊穩(wěn)定可靠。2.粗基準(zhǔn)的選擇作為粗基準(zhǔn)表面應(yīng)該平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面缺欠。現(xiàn)選取19mm孔的外輪廓不加工面作為粗基準(zhǔn)，用v形塊、支承板和擋銷實(shí)現(xiàn)完全定位，以消除自由度.（二）表面加工方法確定1.根據(jù)變速叉零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗造度，確定加工工件的各表面的加工方法。（1）、16mm槽及槽兩側(cè)面，尺寸精度it13，表面粗糙度ra10m，加工方法為粗銑.（2）19mm孔上端面，尺寸精度it13，表面粗糙度ra10m，加工方法為粗銑.（3）19mm孔上端兩側(cè)面，尺寸精度it13，表面粗糙度ra10m，加工方法為粗銑.（4）19mm孔，尺寸精度it9

9、，表面粗糙度ra6.3m，加工方法為鉆-鉸.（5）m10螺紋孔，尺寸精度it11，表面粗糙度ra12.5m，加工方法為鉆.（6）82.2mm孔端面，尺寸精度it8，表面粗糙度ra3.2m，加工方法為精銑.（7）82.2mm孔，尺寸精度it9，表面粗糙度ra3.2m，加工方法為精鏜. 2.加工階段的劃分 該變速叉加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分粗加工半精加工和精加工幾個(gè)階段。 在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)19mm孔準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可以采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他的加工表面的精度要求；然后粗銑16mm槽及槽兩側(cè)面，粗銑上端面及兩側(cè)面，叉腳的兩端面。在半精加工階段，完成了叉腳的兩內(nèi)端面的半粗銑，

10、鉆m10螺栓孔；在精加工階段，進(jìn)行19mm孔，19mm孔的全部加工工序。 3.工序的集中與分散 本題選用工序集中原則安排變速叉的加工工序。該零件的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用萬能型機(jī)床配以專用工，夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中的原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但縮短輔助時(shí)間，而且由于在一次裝夾加工多個(gè)工步，有利于保證各加工表面之間的相對(duì)位置度精度要求。 4.工序的安排(1) 機(jī)械加工工序遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)叉軸19mm孔 遵循“先粗加工后精加工”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 遵循“先主要后次要”原則，先加工主要表面叉軸孔徑19mm的上端面和19mm孔，后加工次

11、要表面叉腳的兩外端面。 遵循“先加工面后加工孔”的原則，先加工叉軸19mm孔的兩端面，后加工19mm孔和28mm孔.(2)熱處理工序 模鍛成型后切邊,進(jìn)行調(diào)質(zhì),調(diào)質(zhì)硬度為241285hbs，并進(jìn)行酸洗，噴丸處理。噴丸可以提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛坯表面因脫碳而對(duì)機(jī)械加工帶來的不利影響。叉腳兩端面在精加工之前進(jìn)行局部高頻淬火，提高其耐磨性和在工作中承受沖擊載荷的能力。 (3)輔助工序 粗加工叉腳兩端面和熱處理后，安排校直工序；在半精加工后，安排去毛刺和中間檢查工序；精加工后安排去毛刺，清洗和終檢工序。 綜上所述，該變速叉工序的安排順序?yàn)椋夯鶞?zhǔn)加工主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工主要表

12、面半精加工和次要表面加工熱處理主要表面精加工。 （三）制訂工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度的技術(shù)要求能得到合理的保證.愛生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床以及專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率.除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降低.工藝路線工序1 粗銑19mm孔上端兩端面，以19mm孔定位，選用x5112型萬能升降臺(tái)銑床及專用夾具.工序2 鉆鉸19mm孔并倒角.以19mm孔及端面定位，選用z525立式鉆床及專用夾具.工序3 粗銑16mm槽, 以19mm孔及端面定位，選用x5112立銑床及專用夾具.工序4 粗銑

13、16mm槽的兩側(cè)面，以19mm孔的外輪廓以及距槽底32mm的面為基準(zhǔn)，選用xa6132型萬能升降臺(tái)銑床及專用夾具.工序5 16mm槽1.5*450倒角，選用c620-1車床及專用夾具.工序6 鉆距槽(16mm)12mm底面m10螺紋孔并倒角.以19mm孔及16mm槽底定位，選用z5125立式鉆床及專用夾具.工序7 攻螺紋m10.工序8 粗銑82.2mm孔的兩端面.以19mm孔定位，選用xa6132型萬能升降臺(tái)銑床及專用夾具.工序9 粗鏜81.7mm孔.以19mm孔及距中心線63.7mm的面為基準(zhǔn)，選用t740雙面臥式金剛鏜床及專用夾具.工序10 精鏜82.2mm孔. .以19mm孔及距中心線6

14、3.7mm的面為基準(zhǔn)，選用t740雙面臥式金剛鏜床及專用夾具.工序11 82.2mm孔1*450倒角.選用c620-1型車床及專用夾具.工序12 精銑82.2mm孔的兩端面. 以19mm孔定位，選用xa6132型萬能升降臺(tái)銑床及專用夾具.工序13 終檢.（四）確定切削用量及基本工時(shí)下面，只寫工序2、3、7、10的切削用量及基本工時(shí)的計(jì)算方法，其他工序用同樣的方法即可算出. 工序2 1.鉆孔18.5mm ,v=17m/min. 2.鉸孔19mm. 采用高速鋼絞刀,v=14.7m/min. 3. 19mm孔倒角1*450兩端. 采用900锪鉆,為縮短輔助時(shí)間,取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與鉸孔相同.所以總工

15、時(shí)t=0.28×2+ 0.41=0.97工序3 背吃刀量=16mm 由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程中的表5-15,選取選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.03mm/r。 切削速度的計(jì)算 由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程中的表5-15 ,直徑16mm高速鋼銑刀可取21m/min,v=dn/1000=21m/min.解得n=378r/min時(shí)間定額的計(jì)算(1) 基本時(shí)間tm 計(jì)算, 基本時(shí)間可由公式tj=l/fmz = (l+l1+l2)/fn求得tj2.1min.(2) 輔助時(shí)間ta0.6min工序7 攻螺紋m10. v=6m/min 工序10 精鏜82.2mm孔：工序3-粗銑16mm

16、槽.16mm槽的精度等級(jí)為it13,ra10.由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程中的中的表1-20可以查出精車的精度可以太到要求,高速鋼立銑刀加工過的表面可以達(dá)到ra5,也滿足了要求.所以一次性粗銑可以完成本工序.(八) 切削用量、時(shí)間定額的計(jì)算1 背吃刀量=16mm2 由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程中的表5-15,選取選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.03mm/r。 3 切削速度的計(jì)算 由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程中的表5-15 ,直徑16mm高速鋼銑刀可取21m/min,v=dn/1000=21m/min.解得n=378r/min4時(shí)間定額的計(jì)算(3) 基本時(shí)間tm 計(jì)算, 基本時(shí)間

17、可由公式tj=l/fmz = (l+l1+l2)/fn求得tj2.1min.(4) 輔助時(shí)間ta0.6min三.夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。一. 提出問題二. 本夾具要用于粗銑16mm槽,it13,ra10沒有很高的要求.因此, 我們應(yīng)首先考慮如何提高生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。三. 夾具的設(shè)計(jì) 1. 定位基準(zhǔn)的選擇擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因

18、此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。此零件圖沒有較高的技術(shù)要求，也沒有較高的平行度和對(duì)稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高加工精度。在本設(shè)計(jì)中，粗銑16mm槽對(duì)精度要求很低,運(yùn)用19mm孔及端面定位設(shè)計(jì)專用夾具.2. 切削力和夾緊力計(jì)算刀具: 16gb6117高速鋼立銑刀機(jī)床: x5112型立銑床 根據(jù)<簡(jiǎn)明金屬切削計(jì)算手冊(cè)>:銑削力 cp=68,ap=5mm,fz=0.03mm/z,b=16mm,z=5,d=16,k=0.9,k1=0.7.fc=68*5*0.05*16*5*10*0.9*0.7/11=779n安全系數(shù) k=1.5*1.1*1.1*1.1*1.1=2.2fc*k=1713n（2）夾緊力的計(jì)算由機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程=2fl/d2tan(+)+3/2f*(d3-d3)/(d2-d2)f=1713,l=13, d2=9.5, tan(+)=0.3,f=0.1,d=14,d=10.解得fj=2119n.調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，可得到可靠的夾緊力3. 定位誤差分析銑16槽,用已經(jīng)加工的19孔的左端面定位,屬于用一個(gè)平面定位另一個(gè)平面, dw(a)=0,dw(b)=th=0.05.可以達(dá)到16mm槽的要求. 能保證整個(gè)工件的精度。4. 夾具