第四速及第五速變速叉說(shuō)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 內(nèi)裝1、零件圖一張2、毛坯圖一張3、機(jī)械加工工藝過(guò)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(shuō)明書一份工程機(jī)械學(xué)院25041004班設(shè)計(jì)者 15王東升指導(dǎo)教師 張接信、高琳完成日期2014年1月15日成績(jī)（長(zhǎng)安大學(xué)）機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)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：長(zhǎng)安大學(xué)機(jī)制教研室2014年1月15日長(zhǎng)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(guò)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(shuō)明書1份班 級(jí) ：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(shí)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）夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)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?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)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(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.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，主要重用是撥動(dòng)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019,0.045 mm孔為中心的加工表面.這組加工表面包括：19 ,0.045 mm孔及其倒角，孔上端尺寸為 16,0.24mm的槽，槽的外側(cè)厚度為10.8mm的兩個(gè)側(cè)面，19 +0.045mm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82.2子mm孔為中心的加工表面.這組加工表面包括：82.2子mm的孔及其倒角，82.2；】mm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：82.2 +1 mm孔與其外端面垂直度公差為0.1mm.0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.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(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 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)中的重要工作之一，它對(duì)零件的生產(chǎn)是 非常重要的.1. 粗基準(zhǔn)的選擇現(xiàn)選取019,0.045 mm孔的外輪廓不加工面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共 兩個(gè)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(shí)，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(wàn)能性機(jī)床以及專用夾具，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16 +0.24mm槽，以19 +0.045 mm孔定位.工序11 粗銑16 +。.24mm槽的兩側(cè)面，以19+o.045 mm孔定位.工序111粗銑距19 +0.045 mm中心12mm的兩個(gè)端面，以19 +0.045 mm孔及16 +0.24mm槽底為基準(zhǔn).工序16 +0.24mm槽兩端1.5*45o倒角.工序V鉆019 00.045 mm孔并倒角.工序巧鉆距槽(16 +0.24mm)12mm底面M10螺紋孔并倒角.工序可 攻螺紋M10.工序伽粗銑82.2 +1 mm孔的兩端面.工序區(qū)粗鏜81.7 +1 mm孔.工序乂精鏜82.2 +i mm孔.工序乂1082.2 +imm 孔 1 *45o倒角工序刈精銑082.2 +imm孔的兩端面.上述方案主要是以19 +0.045 mm孔位基準(zhǔn),來(lái)加工16 +0.24mm 槽,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(shí)也照顧了加工路線方便的特點(diǎn),因此最終確定如下：工序1 粗銑16 +。.24mm槽，以19+°.045 mm孔的外輪廓為粗基準(zhǔn)定位， 選用XA6132型萬(wàn)能升降臺(tái)銑床及專用夾具.工序11粗銑16 +。.24mm槽的兩側(cè)面，以19+。.045 mm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 用夾具.工序111 粗銑190c.045 mm孔上端兩端面，以1900.045 mm孔定位，選用 XA6132型萬(wàn)能升降臺(tái)銑床及專用夾具.工序16 +0.24mm槽1.5*450倒角，選用C620-1車床及專用夾具.0工序V 鉆鉸19 +0.045 mm孔并倒角.以19 +0.045 mm孔及端面定位，選 用Z5125立式鉆床及專用夾具.工序巧鉆距槽(16 +0.24 mm)12mm底面M10螺紋孔并倒角.以019 +0.045 mm孔及16 +0.24mm槽底定位，選用Z5125立式鉆床及專 用夾具.工序可 攻螺紋M10.工序伽粗銑82.2 +1 mm孔的兩端面.以0 19 +0.045mm孔定位，選用XA6132型萬(wàn)能升降臺(tái)銑床及專用夾具.工序區(qū) 粗鏜81 .7 +i mm 孑L.以19 +0.045 mm 孔及 16 +0.24mm 槽為基準(zhǔn)， 000選用T740雙面臥式金剛鏜床及專用夾具.工序乂 精鏜82.2 +i mm孔.以019 +0.045 mm孔及16 +0.24mm槽為基準(zhǔn), 000選用T740雙面臥式金剛鏜床及專用夾具.工序XI 82.2；imm孔1*450倒角.選用C620-1型車床及專用夾具. 工序刈 精銑82.2子mm孔的兩端面.以019.0.045mm孔定位，選用XA6132型萬(wàn)能升降臺(tái)銑床及專用夾具.工序乂111終檢.（四）機(jī)械加工余量,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 +0.24 mm 槽參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)表3.1-56,因?yàn)槠涔畹燃?jí)太低，可 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,其加工余量Z=2mm.3. 019 +0.045 mm孔的兩個(gè)上端面參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)表3.1-56,其加工余量Z=2mm.4. 082.2 +1 mm孔的兩側(cè)面，銑削公差-0.22mm.參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)表3.1-56,其加工余量Z=2mm.精銑 余量：?jiǎn)芜?.7mm （見 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 +1.3 mm。-0.5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(shí)，應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定.5. 19 +0.045 mm 孔參照 <<機(jī)械加工工藝手冊(cè)，其加工余量2Z=2mm.鉆孔18.5 +0.045 mm,鉸孔 19 +0.045 mm.6. 82.2 +imm 孔參照 <<機(jī)械加工工藝手冊(cè)，其加工余量2Z=2.5mm.粗鏜81.7 +i mm，精鏜82.2 +i mm.厚度為8mm的兩端面尺寸加工余量和工序間余量.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 +0.2 mm.-0.3（五）確定切削用量及基本工時(shí)工序1粗銑16 +0.24mm槽，保證尺寸16 +0.24mm.f =0.06mm/齒 z切削速度:參考有關(guān)手冊(cè),V=22.8m/min.采用 W18Cr4V 立用刀,d =16mm,Z=3，則: wn=性=1000*22.8 =454r/mins 兀dw 3.14*16f =f zn =0.06*3*420=75.6mm/minl +1 +1 = 22mm工序IIt = '+ + 匕=22朱.=0.29 min m f75.6m粗銑 16 +0.24 mm0槽兩側(cè)面。f = 0.12mm / 齒z切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，V=27m/min。采用高速鋼三面刃圓盤用刀，dw = 80mm , Z=10。1000v 1000*27n = - = 314*80 = 107.5 r / min wf = f zn = 0.12*10*90 = 108mm/min1 +1 +1 = 60 mm=0.56 mint =mm工序111粗用19 +0.045 mm孔上端兩端面。0f = 0.12mm / 齒切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定V=27m/min。采用高速鋼三面刃圓盤用刀，dw = 80mm ,Z=10。1000v 1000*27n =，兀 d 3.14*80w=108r/minf = fzn = 0.12*10*90 = 108mm /minl +1 +1 = 12 mm_1 +1 +1'm/m16,0.24mm槽1.5*45。倒角，選用臥式車床C620-1,f = 0.08 mm / r當(dāng)采用高速鋼車刀時(shí)，切削速度:V=16mm/min.1000v 1000*27= 318r /min 兀 163.14*161%08 = 0.20 min工序V1 +1 1 nJm鉆鉸19 +0.045mm孔,并倒角1*45。兩端. 01.鉆孔18.5 +0.045 mm0f = 0.35 0.43 = 0.35mm / rd = 18.5mm, V=17m/min.采用高速鋼鉆頭,1000v1000*17 eg / .n = 一16 = 314*185 = 285r / min1 +1 +1 = 40 mmt = 1 +1 +12 =40= 0.41minm n f 285*0.35w m2.鉸孔19 +0.045 mm.0f = 0.7 mm / r采用高速鋼絞刀,V=14.7m/min.1000v 1000*14.7n =s兀19=246r /min 3.14*19t = I +1 +1 =45=0.28minm n f 250*0.73.19 +0.045 mm孔倒角1*45。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.n = 246r /min工序巧鉆M10螺紋孔并倒角1200f = 0.1mm / r采用麻花鉆,V=20m/min.1000v 1000*20 ，.n = 10*314 = 637 r / min工序可t = / + + 4 ='5= 0.24 minm n f 637*0.1w m攻螺紋M10.V=6m/min1000v 1000*20 n =， 兀 d 10*3.14=238r / min工序伽=0.24 min粗銑82.2+1 mm孔端面.0f = 0.2 mm / r采用高速鋼圓柱銑刀，dw =100mm , Z=10,V=20m/min1000v 1000*20n = d = 100*314 = 63.7 r / min工序IXt = 60 =60= 0.75minm fn d 0.2*65*100粗鏜81.7 +imm孔f = 1.0 mm / r采用雙刃鏜刀,V=40m/min.1000V 1000*40n = = 817*314 = 156r / mint = 0.96 min精鏜82.2 +1 mm 孔.0f = 0.6mm / rV=35m/min1000V1000*35n =s 兀 d 82.2*3.14=136 r / min工序刈t = 0.64 min82.2+1 mm 孔 1 *45o倒角.0f = 0.08 mm / rV=16m/min1000V 1000*16.n = 82 2*3 14 = "r / mint = 0.48min m 0.08*65工序XII精銑82.2+1 mm孔的兩端面0f = 0.06mm / 齒采用高速鋼圓柱銑刀,V=31m/min.z -10d = 100 mm1000v 1000*31 z . n = 98 r / min， 兀 d 100*3.14工序XIII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(guò)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?；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)， 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，加HM10螺紋孔加工精度并不高，該孔對(duì)后續(xù)加工 過(guò)程的精度影響不大。所以，加工這個(gè)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(lái) 實(shí)現(xiàn)完全定位。為了提高加工效率，縮短輔助時(shí)間，決定用簡(jiǎn)單的螺旋壓板來(lái)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 1438.12008)其中：d=18.5mm，l=233，l135, Z=1機(jī)床：采用Z525型立式鉆床由金屬切削機(jī)床夾具手設(shè)計(jì)冊(cè)所列公式可得：F = CFt0.86So.7D -0.86BZK查表3-56得其中：修正系數(shù)、=1.0C = 68.2 t = 1mm s z = 0. 12mmD = 100 B = 80mm K = 7.82 z = 1代入上式，可得F=1509N因在計(jì)算切削力時(shí)，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù) K= K1K 2 K 3 K 4其中：K1為基本安全系數(shù)1.5；K2為加工性質(zhì)系數(shù)1.1；K 3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10-2得FJ 丁 3Lf1 + H取 f=1，則 F =IM =1481.66NJ 3 x 62 x 0.11 +18夾緊螺母：公稱直徑d=12mm，材料Q235性能級(jí)數(shù)為8級(jí)c b = 6 x 100MPab = 8 x - = 480MPa螺母疲勞極限：c = 0.32b = 0.32 x 600 = 192MPa-1B極限應(yīng)力幅：b=竺£b = 5.76MPaa limk-1c許用應(yīng)力幅:b = j. = 17.3MPaa螺母的強(qiáng)度校核：螺母的許用切應(yīng)力為u=白s=3.54 取s=4得 口= 120 MPa4x Fh = 2.8 <t滿足要求2nd 2C技 x 4 x 村=15 MPa < b nd 2c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差基本有毛坯而產(chǎn)生，加工孔的時(shí)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(lái)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(gè)工件的精度。（四）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。提高夾具性價(jià)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. <<機(jī)械加工工藝手冊(cè) >>,孟少農(nóng)主編，機(jī)械工業(yè)出版社.2. <<機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) >>,張耀宸主編，航空工業(yè)出版社.3. <<機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)>>，華楚生主編，重慶大學(xué)出版社.4. <<機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) 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