機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)CA10B解放汽車(chē)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】

序言2一、 零件的工藝分析及生產(chǎn)類(lèi)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(wèn)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(zhuān)業(yè)課完成以后進(jìn)行的，是本專(zhuān)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)立地分析和解決零件機(jī)械制造工藝問(wèn)題，而且，設(shè)計(jì)機(jī)床專(zhuān)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(guò)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(wèn)題，解決問(wèn)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(lèi)型的確定(一) 零件的作用題目所給定的零件是解放汽車(chē)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(chē)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(lèi)零件.為實(shí)現(xiàn)換檔、變速的功能，其叉軸孔與變速叉軸有配合要求，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， 82.2mm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(zhuān)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(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)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)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(wèn)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(méi)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(xiāo)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，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，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(lèi)型為大批生產(chǎn)，可以采用萬(wàn)能型機(jī)床配以專(zhuān)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(lái)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(ài)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(wàn)能性機(jī)床以及專(zhuān)用夾具，并盡量使工序集中來(lái)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(wàn)能升降臺(tái)銑床及專(zhuān)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(zhuān)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(zhuān)用夾具.工序4 粗銑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(wàn)能升降臺(tái)銑床及專(zhuān)用夾具.工序5 16mm槽1.5*450倒角，選用C620-1車(chē)床及專(zhuān)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(zhuān)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(wàn)能升降臺(tái)銑床及專(zhuān)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(zhuān)用夾具.工序10 精鏜82.2mm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(zhuān)用夾具.工序11 82.2mm孔1*450倒角.選用C620-1型車(chē)床及專(zhuān)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(wàn)能升降臺(tái)銑床及專(zhuān)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(xiě)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.所以總工時(shí)t=0.282+ 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(chē)的精度可以太到要求,高速鋼立銑刀加工過(guò)的表面可以達(dá)到Ra5,也滿(mǎn)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(zhuān)用夾具。一. 提出問(wèn)題二. 本夾具要用于粗銑16mm槽,IT13,Ra10沒(méi)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。基準(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(méi)有較高的技術(shù)要求，也沒(méi)有較高的平行度和對(duì)稱(chēng)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(zhuān)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. 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，降低成本。提高夾具性?xún)r(jià)比。本道工序銑16槽夾具選擇了螺螺栓夾緊方式。本工序?yàn)榇帚娤饔嗔看螅孕枰欢ǖ膴A緊才能達(dá)到本工序的要求。本夾具的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單.四. 設(shè)計(jì)小結(jié)為期一個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束了，在這段時(shí)間里，通過(guò)本次設(shè)計(jì)，使我了解了從事設(shè)計(jì)的基本過(guò)程，進(jìn)一步鞏固了我的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和鍛煉了我獨(dú)立思考問(wèn)題的能力。在這次課程設(shè)計(jì)進(jìn)行過(guò)程中，我有很深的體會(huì)和學(xué)習(xí)到很多東西。首先，我學(xué)會(huì)了查閱資料和獨(dú)立思考。我設(shè)計(jì)的題目是CA10B 解放牌汽車(chē)的第四速及第五速變速叉零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)，其中主要涉及夾具設(shè)計(jì)，由于平時(shí)所學(xué)知識(shí)有限，所以設(shè)計(jì)過(guò)程中必須查閱其他相關(guān)的書(shū)籍或資料。其次，我體會(huì)到了做任何事都要有耐心。一個(gè)星期時(shí)間說(shuō)長(zhǎng)也不長(zhǎng)，但每天都要重復(fù)查資料、計(jì)算、畫(huà)圖這些工作，久之久之也覺(jué)得非?？菰餆o(wú)味。特別是畫(huà)圖的時(shí)候，有時(shí)候一天就畫(huà)了那么一小部分，一條條的線讓人眼花繚亂。因此，要順利完成任務(wù)，必須要有耐心和韌性，還要細(xì)心。我想這些在以后工作中也是必不可少的。由于本人缺少經(jīng)驗(yàn)，知識(shí)水平所限，在處理實(shí)際問(wèn)題時(shí)考慮不夠全面，在查閱有關(guān)資料時(shí)往往花很多的時(shí)間也找不到需要的資料，這在一定程度上也約束了設(shè)計(jì)的進(jìn)度和質(zhì)量。設(shè)計(jì)中存在的不足之處，希望老師給予批評(píng)指正!參考文獻(xiàn)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)機(jī)械加工工藝手冊(cè)12