變速叉Ⅱ型的銑叉口兩面夾具設(shè)計及加工工藝裝備含4張CAD圖,變速,銑叉口,兩面,夾具,設(shè)計,加工,工藝,裝備,CAD 一四擋變速叉零件的工藝規(guī)程及夾具設(shè)計 目 錄 第1章 零件分析 1 1.1 零件的作用 1 1.2 零件的工藝分析 1 1.3 確定零件的生產(chǎn)類型 2 第2章 確定毛坯、繪制毛坯簡圖 3 2.1 確定毛坯的制造形式 3 2.2 繪制撥叉鍛造毛坯簡圖 3 第3章 工藝規(guī)程設(shè)計 4 3.1 基面的選擇 4 3.2 制訂工藝路線 4 3.3 確定加工余量 5 第4章 工序2夾具設(shè)計 15 4.1 研究原始質(zhì)料 15 4.2 切削力及夾緊力的計算 17 4.3 誤差分析與計算 18 4.4 定向鍵與對刀裝置設(shè)計 19 4.5 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) 20 4.6夾具設(shè)計及操作的簡要說明 21 總 結(jié) 23 參考文獻(xiàn) 24 致 謝 25 I 第1章 零件分析 1.1 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,主要作用是撥動變速箱中的齒輪,使汽車達(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，操縱變速桿，變速操縱機(jī)構(gòu)就通過撥叉頭部的操縱槽帶動撥叉與變速叉軸一起在變速箱中滑移，撥叉腳撥動雙聯(lián)變換齒輪在花鍵軸上滑動以改換檔位，從而改變車輛行駛速度。 1.2 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)簡單，屬典型的叉桿類零件。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；為保證撥叉換檔時叉腳受力均勻，要求叉腳兩端面對叉軸孔mm的垂直度在長度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x1.25-2a。 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。由此可見，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)計工藝規(guī)程時應(yīng)重點(diǎn)予以保證。 1.3 確定零件的生產(chǎn)類型 撥叉在汽車上屬于常用零件，且撥叉屬輕型零件，該撥叉的生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。 第2章 確定毛坯、繪制毛坯簡圖 2.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為45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。 2.2 繪制撥叉鍛造毛坯簡圖 繪制毛坯圖如下 第3章 工藝規(guī)程設(shè)計 3.1 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一,它對零件的生產(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的軸線是撥叉腳兩端面設(shè)計基準(zhǔn)，撥叉頭左端面是撥叉軸向方向上尺寸的設(shè)計基準(zhǔn)。選用叉軸孔mm的軸線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)。 3.2 制訂工藝路線 工藝路線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強(qiáng)度、設(shè)備投資、車間面積、生產(chǎn)成本等。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。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。 因此，擬訂工藝路線是制訂工藝規(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，最終確定一個最經(jīng)濟(jì)合理的方案。 經(jīng)過討論，工藝過程如下： 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 1 銑 以上端面為基準(zhǔn)，加工下端面 2 銑 以下端面為基準(zhǔn)，加工上端面 3 鉆 以上端面為基準(zhǔn)鉆擴(kuò)鉸Φ22孔 4 銑 以Φ22孔為基準(zhǔn)，銑寬10mm的2側(cè)面 5 銑 以Φ22孔為基準(zhǔn)，銑寬65mm的內(nèi)側(cè)面 6 銑 以Φ22孔和端面，及65mm叉口內(nèi)側(cè)面為基準(zhǔn)，鉆M12螺紋孔 7 鉆 以Φ22孔和端面，及65mm叉口內(nèi)側(cè)面為基準(zhǔn)，鉆Φ3孔 8 鉆 以Φ22孔和端面，及65mm叉口內(nèi)側(cè)面為基準(zhǔn)，鉆Φ14孔 9 銑 以Φ22孔和端面，及65mm叉口內(nèi)側(cè)面為基準(zhǔn)，銑上下端R75的槽 10 檢驗 檢驗 11 入庫 入庫 3.3 確定加工余量 “變速叉”零件材料為45鋼,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》表2.3-5，取Z=1已能滿足要求 (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》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》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》表2.3-5，取Z=1已能滿足要求。 (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》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》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。 （4） 確定切削用量及工時 工序1：以上端面為基準(zhǔn)，加工下端面 機(jī)床：銑床X51 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù) 銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-81，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺每分進(jìn)給量： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 取 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動時間： 工序2：以上端面為基準(zhǔn)，加工下端面 機(jī)床：銑床X51 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù) 銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-81，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺每分進(jìn)給量： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4-81, 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 取 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動時間： 工序3：鉆、擴(kuò)、鉸?22H7孔 工件材料為HT200，硬度200HBS?？椎闹睆綖?2mm，公差為H7，表面粗糙度。加工機(jī)床為Z525立式鉆床，加工工序為鉆、擴(kuò)、鉸，加工刀具分別為：鉆孔——Φ19mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴(kuò)孔——Φ21.7mm標(biāo)準(zhǔn)高速鋼擴(kuò)孔鉆；鉸孔——Φ22mm標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀。選擇各工序切削用量。 （1）確定鉆削用量 1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-10可查出，由于孔深度比，，故。查Z525立式鉆床說明書，取。 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說明書查出），根據(jù)表28-9，允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。 2）確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)表28-15，由插入法得： ， ， 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對所的結(jié)論進(jìn)行修正。 由參考文獻(xiàn)[7]表28-3，，，故 查Z525機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為： 由表28-5，，故 3）校驗機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率 故選擇的鉆削用量可用。即 ，，， 相應(yīng)地 ，， （2）確定擴(kuò)孔切削用量 1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-31，。根據(jù)Z525機(jī)床說明書，取=0.57mm/r。 2）確定切削速度及 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-33，取。修正系數(shù)： ， 故 查機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為 （3）確定鉸孔切削用量 1）確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表28-36，，按該表注4，進(jìn)給量取小植。查Z525說明書，取。 2）確定切削速度及 由參考文獻(xiàn)[7]表28-39，取。由 參考文獻(xiàn)[7]表28-3，得修正系數(shù)， 故 查Z525說明書，取，實(shí)際鉸孔速度 （4）各工序?qū)嶋H切削用量 根據(jù)以上計算，各工序切削用量如下： 鉆孔：，，， 擴(kuò)孔：，，， 鉸孔：，，， 機(jī)動時間： 工序4：以Φ22孔為基準(zhǔn)，銑寬10mm的2側(cè)面 機(jī)床：X51銑床 刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。 采用高速鋼圓柱銑刀,,Z=10,V=20m/min (2) 精銑R62mm孔的兩端面 機(jī)床：X51銑床 刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。 齒 采用高速鋼圓柱銑刀,V=31m/min. 工序5：以Φ22孔為基準(zhǔn)，銑寬65mm的內(nèi)側(cè)面 機(jī)床：立式銑床X51 刀具：高速剛圓柱形銑刀 粗齒數(shù) 銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表30-13，取 銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝師手冊》表30-23，取， 取=30, =63代入公式（2-1）得： 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表11-4，取 實(shí)際銑削速度： 取=，，=代入公式（2-2）得： 工作臺每分進(jìn)給量： 根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 取，，代入公式（2-3）得： 機(jī)動時間： 工序6：以Φ22孔和端面，及65mm叉口內(nèi)側(cè)面為基準(zhǔn)，鉆M12螺紋孔 (1)鉆M12螺紋孔底孔Φ10 機(jī)床：鉆床Z525 鉆孔選用機(jī)床為Z525搖臂機(jī)床，刀具選用GB1436-85直柄短麻花鉆，《機(jī)械加工工藝手冊》第2卷。 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》第2卷表10.4-2查得鉆頭直徑小于10的鉆孔進(jìn)給量為0.20～0.35。 則取 確定切削速度，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》第2卷表10.4-9 切削速度計算公式為 （3-20） 查得參數(shù)為，刀具耐用度T=35 則 ==1.6 所以 ==72 選取 所以實(shí)際切削速度為=2.64 確定切削時間（一個孔） = (2)攻絲M12 刀具：釩鋼機(jī)動絲錐 進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量 切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊》表2.4.105，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取 絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取 實(shí)際切削速度： 由工序4可知： 走刀次數(shù)為1 機(jī)動時間： 工序7：以Φ22孔和端面，及65mm叉口內(nèi)側(cè)面為基準(zhǔn)，鉆Φ3孔 刀具：我選擇直柄麻花鉆：d =3, l= 117, l1 =75 ，刀具材料W18Cr4V； 機(jī)床：Z525 計算切削用量 進(jìn)給量：根據(jù)在《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》表14-34中及機(jī)床，選用f=0.10mm/ r 。 計算切削速度：按照在《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊》表中14-29公式計算： 查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》[2]表5-134，，取，，取，主軸轉(zhuǎn)速：（r/min） 根據(jù)機(jī)床選取n=1360(r/min) ，所以實(shí)際切削速度 （r/min） 計算切削工時 ,式中，，，所以 ==0.22（min） 工序8：以Φ22孔和端面，及65mm叉口內(nèi)側(cè)面為基準(zhǔn)，鉆Φ14孔 （1） 切削深度 。 （2） 進(jìn)給量和切削速度的確定 選硬質(zhì)合金鉆頭直柄麻花鉆，鉆頭參數(shù)如下：，查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》[2]表5-134，，取，，取，根據(jù)上面數(shù)據(jù)，計算主軸轉(zhuǎn)速，查立式鉆床Z525主軸轉(zhuǎn)速表，取n=1360r/min，計算實(shí)際切削速度，。 （3） 基本時間的確定，首先查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南》[2]表2-2查得鉆削機(jī)動時間計算公式，，，=（1~4）， 鉆孔深度，，，所以 工序9：以Φ22孔和端面，及65mm叉口內(nèi)側(cè)面為基準(zhǔn)，銑上下端R75的槽 機(jī)床：銑床X62 刀具：高速剛鋸片銑刀 粗齒數(shù) 銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表30-13，取 銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝師手冊》表30-23，取， 取=30, =63代入公式（2-1）得： 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》表11-5，取 實(shí)際銑削速度： 取=，，=代入公式（2-2）得： 工作臺每分進(jìn)給量： 根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 取，，, 代入公式（2-3）得： 機(jī)動時間： 總 結(jié) 加工工藝的編制和專用夾具的設(shè)計，使對零件的加工過程和夾具的設(shè)計有進(jìn)一步的提高。在這次的設(shè)計中也遇到了不少的問題，如在編寫加工工藝時，對所需加工面的先后順序編排，對零件的加工精度和勞動生產(chǎn)率都有相當(dāng)大的影響。在對某幾個工序進(jìn)行專用夾具設(shè)計時，對零件的定位面的選擇，采用什么方式定位，夾緊方式及夾緊力方向的確定等等都存在問題。這些問題都直接影響到零件的加工精度和勞動生產(chǎn)率，為達(dá)到零件能在保證精度的前提下進(jìn)行加工，而且方便快速，以提高勞動生產(chǎn)率，降低成本的目的。通過不懈努力和指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下，針對這些問題查閱了大量的相關(guān)資料。最后，將這些問題一一解決，并夾緊都采用了手動夾緊，由于工件的尺寸不大，所需的夾緊力不大。 完成了本次設(shè)計，通過做這次的設(shè)計，使對專業(yè)知識和技能有了進(jìn)一步的提高，為以后從事本專業(yè)技術(shù)的工作打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。 16 參考文獻(xiàn) [1] 黃如林，切削加工簡明實(shí)用手冊[M]，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004。 [2] 余光國，馬俊，張興發(fā)，機(jī)床夾具設(shè)計[M]，重慶：重慶大學(xué)出版社，1995。 [3] 李洪，機(jī)械加工工藝手冊[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990。 [4] 方昆凡，公差與配合手冊[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999。 [5] 王光斗，王春福，機(jī)床夾具設(shè)計手冊[M]，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2000。 [6] 東北重型機(jī)械學(xué)院等，機(jī)床夾具設(shè)計手冊[M]，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1979。 [7] 吳宗澤，機(jī)械設(shè)計實(shí)用手冊[M]，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000。 [8] 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