第四速及第五速變速叉說明書教材

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1、機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì)“解放汽車第四速及第五速變 速叉”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備 內(nèi)裝1、零件圖一張2、毛坯圖一張3、機(jī)械加工工藝過程綜合卡片一張4、夾具總裝圖一張5、夾具零件圖一張手繪兩張cad6、說明書一份工程機(jī)械學(xué)院 25041004班設(shè)計(jì)者15王東于指導(dǎo)教師張接信、高琳完成日期2014年1月15日成績（長安大學(xué)）機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)“解放汽車第四速及第五速變速叉”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計(jì)者：王東升指導(dǎo)教師：高琳長安大學(xué)機(jī)制教研室2014年1月15日長安大學(xué)機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目： 設(shè)計(jì)撥叉（ CA6140 車床 ）零件的

2、機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備內(nèi)容： 1.零件圖1 張2. 毛坯圖1 張3. 機(jī)械加工工藝過程綜合卡片1 張4. 夾具裝配圖1 張5. 夾具零件圖3 張6. 課程設(shè)計(jì)說明書1 份班 級 ： 25041004 班 學(xué) 生 ： 王東升指 導(dǎo) 教 師： 高 琳 教研室主任 ：張 接 信2014 年 1 月目錄一 . 序言二 . 零件的分析（一）零件的作用（二）零件的工藝分析三 . 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（一）確定毛坯的制造形式（二）基面的選擇（三）制訂工藝路線（四）機(jī)械加工余量 , 工序尺寸及毛坯尺寸確定（五）確定切削用量及基本工時 四夾具設(shè)計(jì)（一）定位基準(zhǔn)的選擇（二）切削力及夾緊力計(jì)算（三）定位誤差分析（四）夾

3、具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明五 . 參考文獻(xiàn)一序言機(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 . 這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對所學(xué) 各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí) , 也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練 因此 , 它在我們大學(xué)四年的的學(xué)習(xí)中占有重要地位 .就我個人而言 , 希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對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 , 懇請各位老師多多指教 .二 . 零件的分析（ 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

4、重用是撥動變速箱中的齒輪 , 使汽車達(dá)到變速的目的 . （ 二 ） 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1 9 00.045 mm孔為中心的加工表面.這組加工表面包括：1 9 0 0.045 mm孔及其倒角，孔上端尺寸為1600.24 mm勺槽，槽的外側(cè)厚度為10.8mm的兩個側(cè)面，1 9 0 0.045 mn孔的 上端距其中心12mn的兩個端面，還有孔下端M10的螺紋孔.2. 以82.2 Jmm孔為中心的加工表面.這組加工表面包括：82.2 Jmm的孔及其倒角，82.2 Jmm的 孔的側(cè)面，距M10螺紋孔中心線63.7mm這兩組加工

5、表面有著一定的 位置要求，主要是：82.2 01 mm孔與其外端面垂直度公差為 0.1mm.由以上分析可知 , 對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 .三 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)（一）確定毛坯的制造形式零件材料為 20 鋼, 零件經(jīng)常撥動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 為為大批量生產(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 .（二）基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之

6、一 ,它對零件的生產(chǎn)是 非常重要的 .1. 粗基準(zhǔn)的選擇現(xiàn)選取1 9 0 0.045 mm孔的外輪廓不加工面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共 兩個V形塊夾持外輪廓做為主要定位面，以消除自由度.2. 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 , 應(yīng) 該進(jìn)行尺寸換算 ,這在以后還要專門計(jì)算 ,此處不再重復(fù) .( 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

7、果 , 以便使生產(chǎn)成 本盡量降低 .工藝路線工序I 粗銑1600.24 mm槽,以1 9 0 0.045 mn孔定位.工序H 粗銑1600.24 mm槽的兩側(cè)面，以1 9 0 0.045 mn孔定位.工序皿粗銑距1 9 00.045 mm中心12mm的兩個端面，以1 900.045 mn孔及16o0.24mmf底為基準(zhǔn)工序 W 16 o0.24mmf 兩端 1.5*45 0 倒角.工序V 鉆鉸19o0.045 mn孔并倒角.工序W鉆距槽(16 00.24 mm)12m底面M10螺紋孔并倒角.工序 攻螺紋M10.工序忸粗銑82.2 01 mn孔的兩端面.工序區(qū)粗鏜81.7 J mm孔.工序X精鏜

8、82.2 J mm孔.工序幻 82.2 01 mm孔1*45倒角工序刈精銑82.2 o1 mm孔的兩端面.工序X皿終檢.上述方案主要是以1 9 00.045 mm孔位基準(zhǔn)，來加工1600.24 mml,M10 螺紋 , 槽的兩側(cè)面 , 這樣可以修正由于基準(zhǔn)不重合造成的加工誤差 , 同 時也照顧了加工路線方便的特點(diǎn)，因此最終確定如下：工序I 粗銑16 0 0.24mm槽，以1 900.045 mm孔的外輪廓為粗基準(zhǔn)定位，選用XA6132型萬能升降臺銑床及專用夾具.工序H 粗銑160.24mm槽的兩側(cè)面，以19。0045 mn孔的外輪廓以及距槽底32mm勺面為基準(zhǔn)，選用XA6132型萬能升降臺銑床

9、及專 用夾具.工序皿 粗銑1 9 00.045 mm孔上端兩端面，以1 9 00.045 mm孔定位，選用XA6132型萬能升降臺銑床及專用夾具工序W 16 00.24 mm槽1.5*45 0倒角，選用C620-1車床及專用夾具工序V 鉆鉸1 9 00.045 mm孔并倒角.以1 9 00.045 mm孔及端面定位，選 用 Z5125 立式鉆床及專用夾具 .工序W 鉆距槽(16 00.24 mm)12mn底面 M10螺紋孔并倒角.以1 9 00.045 mm孔及160024 mmf底定位，選用Z5125立式鉆床及專 用夾具.工序 攻螺紋M10.工序忸 粗銑82.2 01 mm孔的兩端面.以1

10、9 0 0.045 mm孔定位，選用XA6132型萬能升降臺銑床及專用夾具.工序區(qū) 粗鏜81.7 J mm孔.以1 900.045 mm孔及1600.24 mmW為基準(zhǔn)， 選用 T740 雙面臥式金剛鏜床及專用夾具 .工序X 精鏜82.2 J mn孔.以1 9 0 0.045 mm孔及16 0024 mMf為基準(zhǔn), 選用 T740 雙面臥式金剛鏜床及專用夾具 .工序幻 82.2 01 mm孔1*45倒角.選用C620-1型車床及專用夾具.工序刈 精銑82.2 1mm孔的兩端面.以1 900.045 mm孔定位，選用XA6132型萬能升降臺銑床及專用夾具.工序X皿終檢.（ 四） 機(jī)械加工余量 ,

11、 工序尺寸及毛坯尺寸確定 .“變速叉”零件材料為 20 鋼, 毛坯重量約 1.5Kg, 生產(chǎn)類型為大 批量生產(chǎn) , 采用鍛錘上合模鍛毛坯 .根據(jù)上述資料及加工工藝 , 分別確定各加工表面的機(jī)加工余量 , 工序尺寸及毛坯尺寸如下 :1. 16 00.24 mmf參照機(jī)械加工工藝手冊 表 3.1-56, 因?yàn)槠涔畹燃壧?,可 直接銑 .2. 槽的側(cè)面參照機(jī)械加工工藝手冊 表 3.1-56, 其加工余量 Z=2mm.3. 1 9 0 0.045 mm孔的兩個上端面參照機(jī)械加工工藝手冊 表 3.1-56, 其加工余量 Z=2mm.4. 82.2 01 mn孔的兩側(cè)面，銑削公差-0.22mm.參照

12、機(jī)械加工工藝手冊 表3.1-56,其加工余量Z=2mm精銑 余量：單邊0.7mm（見 工藝設(shè)計(jì)手冊 表8-31）,銑削余 量:Z=2.0-0.7=1.3mm,鍛件偏差 1.5 mm由于設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn) , 應(yīng)該采用調(diào)整法加工 . 因此在計(jì)算最大 , 最小加工余量時 , 應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定 .5. 1 9 00045 mm?L參照 ,其加工余量2Z=2mm鉆孔 18.5 00.045 mm 鉸孔 1 9 00.045 mm.6. 82.2 Jmn孔參照 ,其加工余量 2Z=2.5mm粗鏜 81.7 01mm精鏜 82.2 01mm.厚度為8mm勺兩端面尺寸加工余量和工序間余量.

13、毛坯名義尺寸 :8+2*2=12mm毛坯最大尺寸 :12+1.3*2=14.6mm毛坯最小尺寸 :12-0.5*2=11mm粗銑后最大尺寸 :8+0.7*2=9.4mm粗銑后最小尺寸 :9.4-2*0.22=8.96mm精銑尺寸與零件尺寸相符 , 即 8 00.23 m m .（ 五） 確定切削用量及基本工時工序I 粗銑1600.24 mm槽,保證尺寸16 0024 mm.f z=0.06mm/齒切削速度：參考有關(guān)手冊，V=22.8m/min.采用 W18Cr4立銑刀，dw=16mm,Z=3則:1000V ns= dw= 1000*22.83.14*16=454r/ minf m=f zz n

14、w=0.06*3*420=75.6mm/minl l1 l2 22mmtm f一22756 0.29 minm工序H 粗銑1600.24 mnW兩側(cè)面。fz 0.12mm/ 齒切削速度：參考有關(guān)手冊，V=27m/mir。采用高速鋼三面刃圓盤銑刀，dw 80mm，Z=101000v1000*27ns107.5r / mindw3.14*80fm fzznw 0.12*10*90 108mm/minl l1 l2 60mmtm ； 260108 0.56minf m工序皿 粗銑19。0.045 mm孔上端兩端面。fz 0.12mm/ 齒切削速度：參考有關(guān)手冊，確定 V=27m/min采用高速鋼三面

15、刃圓盤銑刀，dw 80mm , Z=10ns1000v1000*27dw 3.14*80108r / minfm fzzrw 0.12*10*90108mm/minl l1 l2 12mmtm 1 f 2 12108 0.11min f m工序W 160024 mmf 1.5*45 0倒角，選用臥式車床C620-1,fz 0.08mm/r當(dāng)采用高速鋼車刀時，切削速度：V=16mm/min1000v1000*27ns318r/mintm163.14*16nw f m12108 .20min工序V鉆鉸1 9 0 0.045 mn孔,并倒角1*450兩端.1.鉆孔 18.5 00.045 mmz 0

16、.35 0.43 0.35mm/ rdw 18.5mm, V=17m/min.米用咼速鋼鉆頭,1000v1000*172.nstm16l1 l2l l1nw f m3.14*18.5285r / min40mm400.41min285*0.35鉸孔 1 9 00.045 mm.fz 0.7mm/ r采用高速鋼絞刀,V=14.7m/min.1000v1000*14.7.ns246r / min193.14*19l l1 l245tm -0.28minnw fm250*0.73.1 9 00.045 mm孔倒角1*45兩端.采用90锪鉆，為縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉(zhuǎn)速與鉸孔相同.ns 246r

17、 / min鉆M10螺紋孔并倒角120fz 0.1mm/ r采用麻花鉆，V=20m/min.ns1000v1000*20d 10*3.14637r / min l h I215tm 120.24min工序mnwfm637*0.1攻螺紋M10.V=6m/min工序忸nstm1000v1000*20d 10*3.14I h l216nw fm 195*1粗銑82.2 01 mn孔端面.238r / min0.24 minfz 0.2mm/r采用高速鋼圓柱銑刀，dw1000v1000*20nsd 100*3.14100mm, Z=10,V=20m/min63.7r /mintm0.75min60 6

18、0fznwdw 0.2*65*100z w w工序區(qū)粗鏜81.7 01 mm孔fz 1.0mm/r采用雙刃鏜刀，V=40m/min.1000v1000*40ns156r/mins tm 0.96 min工序X精鏜82.2 01 mm孔.fz 0.6mm/ rV=35m/minns1000vd1000*3582.2*3.14136r /mintm 0.64 min工序幻 82.2 J mm孔 1*450倒角.fz 0.08mm/rV=16m/minns62r / min1000v1000*16工序百tm50.08*650.48min精銑82.2 01mm孔的兩端面fz 0.06mm/ 齒采用高速

19、鋼圓柱銑刀,V=31m/min.dw 100mm z 101000v1000*31ns98r/mins d 100*3.14+ 60 彳.tm1minm 58.8工序X皿終檢。最后，將以上各工序切削用量，公式的計(jì)算結(jié)果，連同其他數(shù)據(jù)，填入機(jī)械加工工藝過程卡片.四.夾具設(shè)計(jì)（一）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。基準(zhǔn)選擇不當(dāng)往往會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。 因此應(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)，

20、 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 行度和對稱度要求，所以應(yīng)考慮如何提高勞動效率，降低勞動強(qiáng)度， 提高加工精度。在本設(shè)計(jì)中，加工M10螺紋孔加工精度并不高，該孔對后續(xù)加工 過程的精度影響不大。所以，加工這個孔要保證精度，可用已加工的 槽和19孔兩端面作為基準(zhǔn)設(shè)計(jì)夾具。用定位螺紋、墊塊和螺釘來 實(shí)現(xiàn)完全定位。為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定用簡單的螺旋壓板來作為夾緊機(jī)構(gòu)(二) 切削力和夾緊力計(jì)算a、切削力的計(jì)算刀具：根據(jù)表 3-4 可得， 采用高速鋼直柄麻花鉆頭 ( GB/T 1438.1 2008)其中：d=18.5mm 1=233 , l 1=135, Z=1

21、機(jī)床：采用 Z52 5型立式鉆床由金屬切削機(jī)床夾具手設(shè)計(jì)冊所列公式可得：FCFt 0.86SZ0.7D 0. 86BZKp查表 3-56 得其中： 修正系數(shù) kv 1.0CF 68.2 t 1mm SZ0. 12mmD 100 B 80mm K p 7.82 Z 1 代入上式，可得 F=1509N 因在計(jì)算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。 安全系數(shù) K= K1K 2K3K4其中：Ki為基本安全系數(shù)1.5 ；K2為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 ；K3為刀具鈍化系數(shù)1.1 ；K4為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 ；所以可得切削力為： F KF 3012.71Nb、夾緊力的計(jì)算選用鉤形壓板夾緊機(jī)構(gòu) 查課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程表

22、10-2 得FjF3LfH取 f=1，貝S FjI/。 1481.66N1 18夾緊螺母：公稱直徑d=12mm材料Q235性能級數(shù)為8級B6 100MPas 8 10480MPa螺母疲勞極限：1 0.32 B 0.32 600 192MPa極限應(yīng)力幅：kmkaiim 151.76MPak許用應(yīng)力幅：a17.3MPaSa螺母的強(qiáng)度校核：螺母的許用切應(yīng)力為-ss=3.54取s=4得120 MPa4 Fh2 de22.8滿足要求經(jīng)校核：滿足強(qiáng)度要求，該夾具安全可靠。使用快速螺旋定位1.3 4 Nd2e15MPa機(jī)構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力（三）定位誤差分析本工序的定位誤

23、差基本有毛坯而產(chǎn)生， 加工孔的時候工件還只是毛坯，沒有任何的基準(zhǔn)，只有依靠毛坯輪廓來定位，但由于毛坯留有較大的加工余量，在保證此工序加工精度后，以此孔作為基準(zhǔn)然后加 工輪廓或其他工作部位，仍然能保證整個工件的精度（四）夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。 應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工 序?yàn)殂@床夾具選擇了螺旋型壓板夾緊方式。本工序?yàn)榇帚@削余量大， 鉆削力大，所以需要一定的夾緊才能達(dá)到本工序的要求。五參考文獻(xiàn)1. , 孟少農(nóng)主編 , 機(jī)械工業(yè)出版社 .2. , 張耀宸主編 , 航空工業(yè)出版社.3. , 華楚生主編 , 重慶大學(xué)出版社 .4. , 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 李益 民, 機(jī)械工業(yè)出版社 .