K447-一四擋變速叉[一四檔撥叉]機(jī)械加工工藝規(guī)程及鉆M12孔夾具設(shè)計(jì)【含CAD圖紙+PDF圖紙+文檔】

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課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 設(shè)計(jì)類(lèi)型：工藝課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目：編制一四擋變速叉零件的工藝規(guī)程與其第（7）道工序的機(jī)床專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì) 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 學(xué)生姓名： 完成日期： 指導(dǎo)教師： 第17頁(yè) 目 錄 第1章 零件分析 (一) 零件的作用··········································2 (二) 零件的工藝分析······································2 (三) 確定零件的生產(chǎn)類(lèi)型··································3 第2章 確定毛坯、繪制毛坯簡(jiǎn)圖 (一) 確定毛坯的制造形式··································3 (二) 繪制撥叉鍛造毛坯簡(jiǎn)圖································4 第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) (一) 基面的選擇··········································4 (二) 制訂工藝路線(xiàn)········································5 （3） 確定加工余量.......................................6 （4） 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定（工序8）...8 第4章 鉆床夾具設(shè)計(jì) 第1章 零件分析 (一) 零件的作用 題目所給定的零件是一四檔變速叉,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(chē)達(dá)到變速的目的。撥叉是變速箱的換檔機(jī)構(gòu)中的一個(gè)主要零件。撥叉頭以mm孔套在變速叉軸上，并用螺釘經(jīng)螺紋孔與變速叉軸聯(lián)結(jié)，并用mm鎖緊孔鎖緊。撥叉腳則夾在雙聯(lián)變換齒輪的槽中。當(dāng)需要變速時(shí)，操縱變速桿，變速操縱機(jī)構(gòu)就通過(guò)撥叉頭部的操縱槽帶動(dòng)撥叉與變速叉軸一起在變速箱中滑移，撥叉腳撥動(dòng)雙聯(lián)變換齒輪在花鍵軸上滑動(dòng)以改換檔位，從而改變車(chē)輛行駛速度。 (二) 零件的工藝分析 由零件圖可知，其材料為45鋼。該材料具有足夠的強(qiáng)度、剛度和韌性，適用于承受彎曲應(yīng)力和沖擊載荷作用的工作條件。 該撥叉形狀特殊、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，屬典型的叉桿類(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42～50HRC；為保證撥叉換檔時(shí)叉腳受力均勻，要求叉腳兩端面對(duì)叉軸孔mm的垂直度在長(zhǎng)度40上要求為0.10mm。為保證撥叉在叉軸上有準(zhǔn)確的位置，改換檔位準(zhǔn)確，撥叉采用緊固螺釘定位。螺紋孔的尺寸為M12×1.25-2a。 撥叉頭兩端面和叉腳兩端面均要求切削加工，并在軸向方向上均高于相鄰表面，這樣既減少了加工面積，又提高了換檔時(shí)叉腳端面的接觸剛度；mm孔和孔的端面均為平面，可以防止加工過(guò)程中鉆頭鉆偏，以保證孔的加工精度；另外，該零件除主要工作表面撥叉腳兩端面、變速叉軸孔mm，其余表面加工精度均較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過(guò)銑削、鉆床、攻絲的粗加工就可以達(dá)到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對(duì)較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量地加工出來(lái)。由此可見(jiàn)，該零件的工藝性較好。 該零件的主要工作表面為撥叉腳兩端面和叉軸孔mm(H7)，在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)重點(diǎn)予以保證。 (三) 確定零件的生產(chǎn)類(lèi)型 撥叉在汽車(chē)上屬于常用零件，且撥叉屬輕型零件，該撥叉的生產(chǎn)類(lèi)型為大量生產(chǎn)。 第2章 確定毛坯、繪制毛坯簡(jiǎn)圖 (一) 確定毛坯的制造形式 零件材料為45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?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。 (二) 繪制撥叉鍛造毛坯簡(jiǎn)圖 繪制毛坯圖如上 第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) （一） 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。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)。 1．精基準(zhǔn)的選擇 叉軸孔mm的軸線(xiàn)是撥叉腳兩端面設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，撥叉頭左端面是撥叉軸向方向上尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。選用叉軸孔mm的軸線(xiàn)和撥叉頭左端面作精基準(zhǔn)定位加工撥叉腳兩端面，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合，保證了被加工表面的垂直度要求。另外，由于撥叉件剛性較差，受力易產(chǎn)生彎曲變形，選用撥叉頭左端面作精基準(zhǔn)，夾緊力作用在撥叉凸臺(tái)上，可避免在機(jī)械加工中產(chǎn)生夾緊變形，夾緊穩(wěn)定可靠。 2．粗基準(zhǔn)的選擇 選擇變速叉軸下部mm的圓弧面和叉爪口內(nèi)表面作粗基準(zhǔn)。采用R37mm圓弧面定可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。 （二）制訂工藝路線(xiàn) 工藝路線(xiàn)的擬訂是制訂工藝規(guī)程的總體布局，包括：確定加工方法，劃分加工階段，決定工序的集中與分散，加工順序的安排，以及安排熱處理、檢驗(yàn)及其他輔助工序(去毛刺、倒角等)。它不但影響加工的質(zhì)量和效率，而且影響到工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、設(shè)備投資、車(chē)間面積、生產(chǎn)成本等。 因此，擬訂工藝路線(xiàn)是制訂工藝規(guī)程的關(guān)鍵性一步，必須在充分調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，提出工藝方案，并加以分析比較，最終確定一個(gè)最經(jīng)濟(jì)合理的方案。 經(jīng)小組討論，首先初步制定如下工藝流程： 1 銑 粗銑、半精銑、精銑B上表面，D上表面，φ22孔上表面 2 銑 粗銑、半精銑、精銑B下表面 3 鉆 鉆、擴(kuò)、粗鉸φ22孔內(nèi)表面 4 倒角 φ22孔兩端倒1x45°角 5 銑 粗銑、半精銑65槽兩端面 6 銑 粗銑、半精銑M12下表面 7 鉆 鉆、擴(kuò)、攻絲M12螺紋孔 8 擴(kuò) 擴(kuò)φ14孔 9 銑 粗銑、半精銑小端寬度3槽 10 鉆 鉆φ3孔 11 打標(biāo) 12 熱處理 C端淬火 13 檢測(cè) C端檢測(cè) 14 清洗 15 終檢 （三） 確定加工余量 “變速叉”零件材料為45鋼,生產(chǎn)類(lèi)型為大批量生產(chǎn),采用鍛錘上合模鍛毛坯。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量： (1) 粗銑、半精銑、精銑B上表面，D上表面，φ22孔上表面 考慮其加工表面粗糙度要求為，可以先粗銑，半精銑再精銑，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-5，取Z=1已能滿(mǎn)足要求 (2) 粗銑、半精銑、精銑B下表面 其表面粗糙度要求為，其加工方式可以分為粗銑、半精銑、精銑三步，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-48，確定工序尺寸及余量為：Z=1 (3) 鉆、擴(kuò)、粗鉸φ22孔內(nèi)表面 考慮其表面粗糙度要求為，，其加工方式可以分為鉆、擴(kuò)、粗鉸，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-5， 鉆孔：φ20mm 擴(kuò)孔：φ21.8mm 2Z=1.8 鉸孔：φ22mm 2Z=0.2 (4) 粗銑、半精銑槽兩端面 考慮其表面粗糙度要求為，其加工方式可以分為粗銑、半精銑，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-5，取Z=1已能滿(mǎn)足要求。 (5) 鉆、擴(kuò)、攻絲M12螺紋孔 其表面粗糙度要求為，其加工方式可以分為鉆，擴(kuò)，攻絲三步，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-48，確定工序尺寸及余量為： 鉆孔：φ11 擴(kuò)孔：φ11.85 2Z=0.85 (6) 粗銑、半精銑小端寬度3槽 其表面粗糙度要求為，其加工方式可以分為粗銑、半精銑兩步，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-48，確定工序尺寸及余量為：Z=1 (7) 鉆φ3孔 考慮其表面粗糙度要求為，只要求粗加工，一步鉆到位。 （四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定（工序7） 加工螺紋孔M12×1.25-2a 其加工方式可以分為鉆通孔，然后擴(kuò)，攻螺紋三步，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》查表，確定工序尺寸及余量為： 1. 鉆孔： 2.擴(kuò)孔： 攻螺紋孔：M12 工序7：鉆、擴(kuò)、攻絲M12螺紋孔 機(jī)床：Z525立式鉆床 刀具：錐柄長(zhǎng)麻花鉆、錐柄高速鋼擴(kuò)孔鉆 （1）、鉆9.8mm孔 切削深度： 進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》查表，取 由于本零件在加工孔時(shí)屬于底剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》查表，取 取切削速度 取, =9.8代入公式（2-1）得 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：=780r/min 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》查表，取n=680r/min 實(shí)際切削速度 =πn/1000=20.9m/min 被切削層長(zhǎng)度：41mm 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度：3mm 走刀次數(shù)為1 取 l=41mm,=4mm, =3mm,f=0.17mm/r,n=680r/min 機(jī)動(dòng)時(shí)間：(l++)/（fn）=0.42min （2）、擴(kuò)孔 切削深度： 進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》查表，取 由于本零件在加工孔時(shí)屬于底剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》查表，取 取切削速度 取=24, =10.2mm代入公式（2-1）得 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： n=1000V/π=749r/min 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》查表，取n=680r/min 實(shí)際切削速度： =πn/1000=21.8m/min 被切削層長(zhǎng)度：27mm 刀具切入長(zhǎng)度：8mm 刀具切出長(zhǎng)度：0 走刀次數(shù)為1 取 l=27mm,=8mm, =0mm,f=0.17mm/r,n=680r/min 機(jī)動(dòng)時(shí)間：(l++)/(fn)=0.3min 第四章 專(zhuān)用鉆床夾具設(shè)計(jì) （一）加工鉆、擴(kuò)、攻絲M12螺紋孔夾具設(shè)計(jì) 本夾具主要用來(lái)鉆、擴(kuò)、攻絲M12螺紋孔，其加工質(zhì)量直接影響以后各工序的加工精度。本道工序加工時(shí)主要應(yīng)考慮如何保證其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 （二）定位基準(zhǔn)的選擇 （3） 定位誤差分析 本工序選用的工件以圓孔在間隙心軸上定位，心軸為水平放 置，由于定位副間存在橫向間隙，因此必將引起橫向基準(zhǔn)位移誤差。 式中 ——定位副間的最小配合間隙（mm）； ——工件圓孔直徑公差（mm）； ——心軸外圓直徑公差（mm）。 （四）切削力的計(jì)算與夾緊力分析 由于本道工序主要完成工藝孔的鉆、擴(kuò)加工，而鉆削力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于擴(kuò)和鉸的切削力。因此切削力應(yīng)以鉆削力為準(zhǔn)。由《切削手冊(cè)》得： 鉆削力 鉆削力矩 F=3218N T=12265N*mm 本道工序加工工藝孔時(shí)，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進(jìn)行夾緊立計(jì)算無(wú)太大意義。只需定位夾緊部件的銷(xiāo)釘強(qiáng)度、剛度適當(dāng)即能滿(mǎn)足加工要求。 (五）鉆套設(shè)計(jì) 工藝孔的加工需鉆、擴(kuò)切削才能滿(mǎn)足加工要求。故選用快換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時(shí)間。 d H D 公稱(chēng)尺寸 允差 15 20 22 -0.010 -0.015 34 30 12 5.5 22 12 55 心得體會(huì) 加工工藝設(shè)計(jì)主要是確定加工工藝路線(xiàn)，機(jī)械加工余量和切削用量、基本工時(shí)的確定，夾具的設(shè)計(jì)主要是要設(shè)計(jì)出正確的定位夾緊機(jī)構(gòu)。在本設(shè)計(jì)中工件的加工工藝路線(xiàn)正確合理，夾具的定位夾緊機(jī)構(gòu)也能達(dá)到定位夾緊的目的，能保證加工工件的精度。在設(shè)計(jì)中遇到了很多問(wèn)題，如出現(xiàn)工藝路線(xiàn)的不合理，甚至出現(xiàn)不能保證加工所要求達(dá)到的精度。在進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)時(shí)，因定位基準(zhǔn)選擇不合理，出現(xiàn)過(guò)定位或欠定位造成加工的零件的精度得不到保證。在選擇夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)由于機(jī)構(gòu)的大小，尺寸等不合理，而達(dá)不到夾緊的目的，也可能因夾緊力作用點(diǎn)或作用面的位置不合理而使工件產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)。不過(guò)在指導(dǎo)老師的悉心認(rèn)真的指導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)兩個(gè)星期自身的不斷努力，這些問(wèn)題都一一解決。在這個(gè)過(guò)程中，對(duì)機(jī)械加工工藝和夾具設(shè)計(jì)有關(guān)的知識(shí)有了更深的理解，增強(qiáng)了對(duì)本專(zhuān)業(yè)綜合知識(shí)運(yùn)用的能力，使我對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)、技能有了進(jìn)一步的提高，為以后從事專(zhuān)業(yè)技術(shù)的工作打下基礎(chǔ)。 評(píng) 語(yǔ) 成績(jī) 指導(dǎo)教師（簽名） 日期