变速器换挡叉的加工工艺规程及工装设计概要Word文件下载.docx
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参考文献:
1、机械制造工艺学
2、机床夹具设计
3、金属机械加工工艺人员手册
4、机床夹具设计设计手册
5、机床夹具设计设计图册
6、实用机械加工手册（有电子版
7、机械加工余量手册（有电子版
8、机械加工工艺师手册（有电子版
摘要（3
引言（4
第一章零件的分析（5
第二章工艺规程的设计（6
2.1确定毛坯的的制造形式（6
2.2基准的选择（6
2.3制订工艺路线（6
2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定（8
2.5确定切削用量及基本工时（9
第三章专用夹具的设计（19
3.1钻、攻M10螺纹的夹具设计（19
3.1.1问题提出（19
3.1.2定位基准的选择（19
3.1.3定位元件的设计（19
3.1.4切削力及夹紧力计算（19
3.1.5夹具设计及操作简要说明（19
3.2铣拨叉宽51面的夹具设计（21
3.2.1问题的提出（21
3.2.2定位基准的选择（21
3.2.3定位元件的设计（21
3.2.4切削力及夹紧力计算（21
3.2.5定向键与对刀装置设计（23
3.2.6夹具设计及操作简要说明（25
总结（26
致谢（27
参考文献（28
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摘要:
本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。
拨叉的加工工艺规程及其铣叉口面与钻M10螺纹的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。
铣叉口面以Φ15.81F8孔及其端面作为来定位基准,以工件的另外一个端面作为辅助基准,实现工件的完全定位,夹紧则是通过调节螺母来实现;
钻M10螺纹以Φ15.81F8孔及其端面作为定位基准,以一削边销作为辅助基准,实现工件的完全定位,夹紧则是由快换垫圈、螺母、心轴等组成。
关键词:
夹紧定位基准
4
ABSTRCT:
Thedesignofthecontentrelatestothemachinerymanufacturingtechnologyandmachinetoolfixturedesign,metalcuttingmachinetool,toleranceandmeasuringandotheraspectsofknowledge.
ForkprocessingproceduresandmillingforkanddrillM10threadsoffixturedesignisincludingmachiningprocessdesign,processdesignandfixturedesigninthreeparts.Millingforkwithdiameter15.81F8holeandendastothelocatingdatumtotheworkpiece,anotherendasauxiliaryreference,realizetheworkpiecepositioning,clampingisrealizedthroughadjustingnut;
screwthreadholedrillingM10than15.81F8anditsfaceasapositioningreference,toanedgecuttingpinasauxiliaryreference,toachieveworkpiecepositioning,clampingisfastchangingwasher,nut,themandrel.
Keywords:
clampingpositioningdatum
引言
机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品,并把它们装备成机械装备的行业。
机械制造业的产品既可以直接供人们使用,也可以为其它行业的生产提供装备,社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。
我们的生活离不开制造业,因此制造业是国民经济发展的重要行业,是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。
从某中意义上讲,机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。
拨叉的加工工艺规程及其铣叉口面与钻M10螺纹的夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行设计之后的下一个教学环节。
正确地解决一个零件在加工中的定位,夹紧以及工艺路线安排,工艺尺寸确定等问题,并设计出专用夹具,保证零件的加工质量。
本次设计也要培养自己的自学与创新能力。
因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。
所以在设计中既要注意基本概念、基本理论,又要注意生产实践的需要,只有将各种理论与生产实践相结合,才能很好的完成本次设计。
本次设计水平有限,其中难免有缺点错误,敬请老师们批评指正。
第一章零件的分析
从变速器换挡叉的零件图上可以看出,它有两组加工表面,这两组加工面之间也有一定的位置要求,现将这两组加工面分述如下:
1.以Ø
15.81mm孔为中心的加工面
这一组加工面包括:
Ø
20.5圆的左右端面,Ø
15.81mm孔以及对其倒角。
2.叉口处的加工面
铣叉口的2端面面,铣叉口内侧面,其中外端面和Φ15.81孔有垂直度要求,这就要求我们要以Φ15.81内孔定位加工这2端面,以保证端面和Φ15.81孔的垂直度。
第二章工艺规程的设计
2.1、确定毛坯的的制造形式
零件材料为35,零件在工作过程中经常受到冲击性载荷,采用这种材料零件的强度也能保证。
由于零件成批生产,而且零件的轮廓尺寸不大,选用锻造,锻造精度为2级,能保证锻件的尺寸要求,这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。
2.2、基准的选择
基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一,基面选择的正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。
否则,不但使加工工艺过程中的问题百出,更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法进行。
粗基准的选择:
对于零件的加工而言,粗基准的选择对后面的精加工至关重要。
从零件图上可以看出,变速器换挡叉较不规则,所以粗基准不太容易选择。
为了保证Ø
15.8mm孔的位置精度的要求,选择叉口内圆面和Ф20.5的右端面作为粗基准,以保证孔的轴心线与叉口的X、Y方向的位置要求以及Ø
15.8mm孔轴心线的垂直度,依照粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时,应该以这些不加工表面作为粗基准,若零件有若干个不加工表面时,则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面做为粗基准来选取。
工件被放在支撑板上,限制三个自由度;
工件的大叉口内表面紧靠在两个支承钉的外圆柱面上,限制两个自由度;
小头Ø
15mm孔的端面紧靠在支承钉上,限制一个自由度,实现完全定位。
对于精基准而言,主要应该考虑基准重合的问题,当设计基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸换算,这在以后还要专门计算,此处不再重复。
2.3、制订工艺路线
制订工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。
在生产纲领已确定为成批生产的条件下,可以考虑采用万能型机床配以专用夹具,并尽量使工序集中在提高生产率。
除此以外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量降下来。
方案一
工序10:
锻造。
工序20:
调质处理
工序30:
铣Φ20.5左端面
工序40:
铣Φ20.5右端面及宽11的面
工序50:
钻,扩,铰Φ15.81F8孔
工序60:
铣宽16.5的面
工序70:
钻宽16.5的面上M10的螺纹底孔Φ8.5,攻丝M10
工序80:
铣叉口的左右端面
工序90:
铣叉口宽51的面
工序100:
铣宽9.65的左右端面
工序110:
铣宽14的槽
工序120:
清洗去毛刺
工序130:
验收
工序140:
入库
方案二
锻造
铣宽16.5的面钻,
扩,铰Φ15.81F8孔
对方案一和方案二进行比较,可知方案二将Φ15.8孔的加工放在铣叉口的左右端面后,由零件图我们知道,Φ15.8孔和铣叉口的左右端面有垂直度要求,为了保证他们之间的垂直度要求,应将Φ15.8孔的加工放到前面,这样不但可以保证他们之间的垂直度要求,而且为后面工序的加工,提供了定位基准,节省了时间,进而提高了效率,
所以我们选择方案一。
具体的加工路线如下
2.4、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
拨叉零件材料为35,硬度选用180HBS,毛坯重约1Kg。
生产类型为成批生产,采用锻造,2级精度组。
根据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的加工余量,对毛坯初步设计如下:
1.Ø
20.5圆的左右端面
20.5圆的左右端面的粗糙度为12.5,进行一次粗铣即可满足要求,查《机械工艺学及夹具设计指导》表2-12,知Z=2.0mm
2.Ø
15.8mm的孔M10
因为孔最大只有15.8mm,因此在铸造时不容易铸造出,因此在毛坯的设计时,不宜设计底孔。
因此毛坯采用实心铸造。
以确保毛坯的成功率。
2.叉口侧面
该叉口两侧面粗糙度都是6.3,进行一次粗铣即可满足光洁度要求。
根据资料可知,
选取加工余量等级为G,选取尺寸公差等级为9级。
所以根据相关资料和经验可知,毛坯的叉口厚度定为2.0mm,符合要求。
3.叉口内圆面
叉口内圆面的圆弧半径为R28.5mm,光洁度要求没有,直接铸造出来,查资料知,砂型铸造机械翻砂造型的尺寸公差等级为8~10级,4.宽9.65和16.5的面
宽9.65和16.5的两侧面,粗造度为6.3,12.5,进行一次粗铣即可满足要求,查《机械工艺学及夹具设计指导》表3-3知Z=2.0mm5.宽14.2的槽
因其宽度只有14.2,粗糙度为12.5,所以直接铸造成实心
其它表面均为不加工表面,而且锻造出的毛坯表面就能满足它们的精度要求,所以,不需要在其它表面上留有加工余量。
2.5、确定切削用量及基本工时
铣Φ20.5左端面1.选择刀具
刀具选取不重磨损硬质合金套式端铣刀,刀片采用YG8,
mm
ap0.2=,mmd250=,min/125mv=,4=z
。
2.决定铣削用量
1决定铣削深度
因为加工余量不大,故可在一次走刀内铣完,则
ap0.2=
2决定每次进给量及切削速度
根据X51型铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。
根据表查出齿/2.0mmfz=,则
min
/39.113725
125
10001000rd
v
ns=⨯⨯=
=
ππ
按机床标准选取wn=1450min/r
min/35.1591000
1450
251000
mdnvw
=⨯⨯=
当wn=1450r/min时
rmmznffwzm/1160145042.0=⨯⨯==
按机床标准选取rmmfm/1160=3计算工时
切削工时:
mml5.20=,mml21=,mml32=,则机动工时为
min268.02
.01450325.202
1=++=
++=
Xf
nllltwm
铣Φ20.5右端面及宽11的面1.选择刀具
mml5.20=,mml111=,mml32=,则机动工时为
min363.02
.014503115.202
钻,扩,铰Φ15.81F8孔工步一钻孔至φ14
确定进给量f:
根据参考文献Ⅳ表2-7,当钢的MPab800<
σ,mmd140φ=时,
rmf/47.0~39.0=。
由于本零件在加工Φ14
孔时属于低刚度零件,故进给量应乘
以系数0.75,则
（rmmf/35.0~29.075.047.0~39.0=⨯=
根据Z525机床说明书,现取rmmf/25.0=
切削速度:
根据参考文献Ⅳ表2-13及表2-14,查得切削速度min/18mv=所以
/7.30114
18
10001000rdv
nw
s=⨯⨯=
根据机床说明书,取min/375rnw=,故实际切削速度为
min/37.221000
375
141000
mndvw
w=⨯⨯=
mml45=,mml71=,mml32=,则机动工时为
min448.025
.037537452
1=⨯++=
f
工步二:
扩孔mm15φ
利用钻头将mm14φ孔扩大至mm15φ,根据有关手册规定,扩钻的切削用量可根
据钻孔的切削用量选取
（（r
mmff/87.0~585.075.065.08.1~2.18.1~2.1=⨯⨯==钻
根据机床说明书,选取rmmf/57.0=
/4~61231~2
1
31~21mvv=⨯⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫⎝⎛=钻
则主轴转速为min/34~6.51rn=,并按车床说明书取min/68rnw=,实际切削速度为
min/238.41000
68
151000
mml45=,mml5.01=,mml32=,则机动工时为
min006.157
.06835.0452
工步3:
铰mmF88.15φ孔
根据参考文献Ⅳ表2-25,rmmf/4.0~2.0=,min/12~8mv=,得
/65.254~8.169rns=
查参考文献Ⅴ表4.2-2,按机床实际进给量和实际转速,取rmmf/35.0=,
/198rnw=,实际切削速度min/33.9mv=。
mml45=,mml4.01=,mml32=,则机动工时为
min606.035
.019834.0452
1.选择刀具
mmap0.2=,mmd250=,min/125mv=,4=z。
mmap0.2=
min/39.113725125
10001000rdvns=⨯⨯==ππ
min/35.159********
251000mdnvw
=⨯⨯==ππ
按机床标准选取rmmfm/1160=
3计算工时
mml5.16=,mml21=,mml32=,则机动工时为
min264.02.0475325.1621=++=++=Xfnllltwm
钻宽16.5的面上M10的螺纹底孔Φ8.5,攻丝M10工步一:
钻宽16.5的面上M10的螺纹底孔Φ8.5
选用mm5.8φ高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表3.1-6
由《切削》表2.7和《工艺》表4.2-16查得0.28/fmmr=机
16/mincVm=查（《切削》表2.151000100016600（/min8.5
cVnrDππ⨯===⨯查查按机床选取545/minnr=机8.5545
1455（/min10001000
cDnVmππ⨯⨯===机机基本工时:
12
10330.10（min5450.28llltnf++++===⨯机机
攻螺纹M10mm
选择M10mm高速钢机用丝锥
f等于工件螺纹的螺距p,即1.25/fmmr=
7.5/mincVm=机
min/（298105
.710001000rDVncw=⨯⨯==ππ
按机床选取272/minnr=机
6.8/mincVm=机基本工时:
10330.05（min2721.25llltnf++++===⨯机
刀具选取三面刃铣刀,刀片采用YG8,
mmap0.2=,mmd2100=,min/125mv=,4=z。
min/6.189210125
按机床标准选取wn=225min/r
min/4.1481000225
2101000mdnvw
当wn=225r/min时
rmmznffwzm/18022542.0=⨯⨯==
按机床标准选取rmmfm/200=
mml481=,mml32=,则机动工时为
（min472.02.037534821=+=+=Xfnlltwm
卧式铣床X62
选择刀具
刀具选取高速钢三面刃铣刀,刀片采用YG8,
mmap0.2=,mmd500=,min/75mv=,4=z。
根据X62型铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等系统刚度。
min/2.11945075
min/47710001450
501000mdnvw
mml191=,mml32=,则机动工时为
min232.02.0145031921=+=+=Xfnlltwm
立式铣床X51
刀具选取立铣刀,刀片采用YG8,
根据X62型铣床说明书,其功率为为7.5kw,中等
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