换挡叉的机械加工工艺规程与φ16孔的专用夹具设计.docx
《换挡叉的机械加工工艺规程与φ16孔的专用夹具设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《换挡叉的机械加工工艺规程与φ16孔的专用夹具设计.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
换挡叉的机械加工工艺规程与φ16孔的专用夹具设计
内容：
1、零件图…………………………………1张
2、毛坯图………………………………....1张
3、机械加工工艺过程综合卡片…………1套
4、机械加工工序卡片................................2张
5、夹具装配图……………………………1张
6、夹具零件图……………………………1张
7、课程设计说明书………………………1张
设计资料：
该零件图样中批量生产手动夹紧通用工艺装备
目录
一、零件的工艺及性分析生产类型的确定5
1.零件的作用5
2零件的工艺分析5
3.零件的生产类型6
二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图7
1.选择毛坯7
2.确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差7
（1）最大轮廓尺寸7
（2）公差等级CT7
（3）要求的机械加工余量8
（4）公差带的位置10
（5）求毛坯基本尺寸11
3．设计毛坯图12
（1）确定铸造圆角12
（2）确定铸造斜度12
三、选择加工方法，制定工艺路线12
1．定位基准的选择12
（1）、粗基准的选择13
（2）、精基准的选择13
2．零件表面加工方法的选择13
3．制定工艺路线14
（1）工艺路线方案一14
（2）工艺路线方案二15
（3）工艺方案的比较与分析16
四、工序设计16
1．选择加工设备与工艺装备16
五、确定切削用量及基本时间18
1.工序2切削用量及基本时间的确定18
（1）背吃刀量的确定18
（2）进给量的确定18
（3）铣削速度计算19
（4）基本时间19
2.工序8切削用量及基本时间的确定19
（1）背吃刀量的确定19
（2）进给量的确定20
（3）切削速度的确定20
（4）基本时间20
六、φ16孔钻扩铰专用机床夹具设计20
1设计主旨20
2夹具设计20
（1）约束自由度20
（2）设计夹具定位夹紧结构20
（3）定位误差分析21
（4）夹紧力计算21
七、方案综合评价与结论22
1零件的工艺分析及生产类型的确定
换挡叉头以孔套在变素差叉轴上，并用销钉经孔与变速叉轴联接，换挡叉脚则夹在双联变换齿轮的槽中，当需要变速时，操纵变速杆，变速操纵机构就通过换挡叉头部的操纵槽带动换挡叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移，换挡叉脚拨动双联变速齿轮在花键轴上滑动以变换档位，从而改变机器的运转速度。
换挡叉在改变档位时要承受弯曲应力和冲击载荷的作用，因此该零件应具有足够的强度、刚度和韧性，以适应换挡叉的工作条件。
该零件的主要工作表面为换挡叉脚两端面、叉轴孔和锁销孔，在设计工艺规程时应重点予以保证。
2零件的工艺分析
分析零件图可知，拨插头两端面和差脚两端面均要求切削加工，且在轴向方向上均高于相邻表面，这样既减少里加工面积，又提高了换挡时叉脚端面的接触刚度；mm孔的端面为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏以保证孔的加工精度；另外，该零件除主要工作表面（换挡叉脚两端面、内表面mm和差轴孔mm）外，其余表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床的粗加工就可以达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量的加工出来。
由此可见，该零件的工艺性较好。
3.零件的生产类型
依设计题目知：
Q=4000台/年，n=1件/台；结合生产实际，备品率α和废品率β分别取为4%和1%。
代入公式N=Qn（1+α）（1+β）得该零件的生产纲领N=4000×1×（1+4%）×（1+1%）=4201件/年
根据45钢密度为7.85g/cm3，估算零件的重量小于40kg,查表1可知属轻型零件，生产类型为中批生产。
表1生产类型与生产纲领的关系
生产类型
同类零件的年产量/件
重型（零件质量大于2000kg）
中型（零件质量100~2000kg）
轻型（零件质量小于100kg）
单件生产
<5
<20
<100
成批生产
小批生产
5~10
20~200
100~500
中批生产
100~300
200~500
500~5000
大批生产
300~1000
500~5000
5000~50000
大量生产
>1000
>5000
>50000
产品代表
轧钢机
柴油机
缝纫机
已知此拨叉零件的生产纲领为4000件/年，零件的质量是1.0Kg/个，该拨叉生产类型为中批生产，所以初步确定工艺安排为：
加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。
二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图
1.选择毛坯
由于该换挡叉在工作过程中要承受冲击载荷，为增强换挡叉的强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯选用铸件，该换挡叉的轮廓尺寸不大，且生产类型属于中批生产，为提高生产率和铸件精度，以采用砂型铸造方法制造毛坯。
毛坯的拔模斜度为5°。
2.确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差
查《铸件尺寸公差与机械加工余量》确定步骤如下
（1）最大轮廓尺寸
根据零件图计算轮廓尺寸，长100mm，宽42mm，高136mm。
故最大轮廓尺寸为136mm.。
（2）公差等级CT
由于铸件选择机器造型，材料为ZG45Ⅱ，生产类型为大批量，查表2得铸件公差等级CT为8~12级，取10级。
表2大批量生产的毛坯铸件的公差等级
方法
公差等级CT
铸件材料
钢
灰铸铁
球墨铸铁
可锻铸铁
铜合金
锌合金
砂型铸造
手工造型
11~14
11~14
11~14
11~14
10~13
10~13
砂型铸造
机器造型和壳型
8~12
8~12
8~12
8~12
8~10
8~10
金属型铸造
8~10
8~10
8~10
8~10
7~9
压力铸造
6~8
4~6
熔模
铸造
水玻璃
7~9
7~9
7~9
5~8
硅溶胶
4~6
4~6
4~6
4~6
（3）要求的机械加工余量
由表3得铸件机械加工余量等级为F~H，取G级。
表3毛坯铸件典型的机械加工余量等级
方法
要求的机械加工余量等级
铸件材料
钢
灰铸铁
球墨铸铁
可锻铸铁
铜合金
锌合金
砂型铸造
手工造型
G~K
F~H
F~H
F~H
F~H
F~H
砂型铸造
机器造型和壳型
F~H
E~G
E~G
E~G
E~G
E~G
金属型铸造
D~F
D~F
D~F
D~F
D~F
压力铸造
B~D
B~D
熔模铸造
E
E
E
E
对所有加工表面取同一个数值，由表4查最大轮廓尺寸为136mm，机械加工余量等级为H级，得RMA数值为3mm
表4要求的铸件机械加工余量（RMA）/mm
最大尺寸
要求的机械加工余量等级
大于
至
C
D
E
F
G
H
I
J
40
0.2
0.3
0.4
0.5
0.5
0.7
1
1.4
40
63
0.3
0.3
0.4
0.5
0.7
1
1.4
2
63
100
0.4
0.5
0.7
1
1.4
2
2.8
4
100
160
0.5
0.8
1.1
1.5
2.2
3
4
6
160
250
0.7
1
1.4
2
2.8
4
5.5
8
250
400
0.9
1.3
1.4
2.5
3.5
5
7
10
400
630
1.1
1.5
2.2
3
4
6
9
12
（4）公差带的位置
根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT为9，由表6得公差带的位置（注：
除非另有规定，公差带应相对于基本尺寸对称分布，即一半在基本尺寸之上，一半在基本尺寸之下）
表6铸件尺寸公差/mm
毛坯铸件基本尺寸
铸件尺寸公差等级CT
大于
至
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
10
0.26
0.36
0.52
0.74
1
1.5
2
2.8
4.2
10
16
0.28
0.38
0.54
0.78
1.1
1.6
2.2
3.0
4.4
16
25
0.30
0.42
0.58
0.82
1.2
1.7
2.4
3.2
4.6
6
25
40
0.32
0.46
0.64
0.9
1.3
1.8
2.6
3.6
5
7
40
63
0.36
0.50
0.70
1
1.4
2
2.8
4
5.6
8
63
100
0.40
0.56
0.78
1.1
1.6
2.2
3.2
4.4
6
9
100
160
0.44
0.62
0.88
1.2
1.8
2.5
3.6
5
7
10
160
250
0.50
0.72
1
1.4
2
2.8
4
5.6
8
11
250
400
0.56
0.78
1.1
1.6
2.2
3.2
4.4
6.2
9
12
400
630
0.64
0.9
1.2
1.8
2.6
3.6
5
7
10
14
（5）求毛坯基本尺寸
换挡叉铸件尺寸公差、加工余量和基本尺寸如下
表5换挡叉毛坯（铸件）尺寸/mm
加工表面
公差等级
加工面基本尺寸
铸造尺寸公差
机械加工余量公差等级
RMA
毛坯基本尺寸
换挡叉头部上端面
10
21
2.4
G
1.4
23.6
换挡叉头部方槽两侧面
—
—
—
—
—
0
换挡叉头部方槽底面
—
—
—
—
—
0
换挡叉头部两侧面
10
42
2.8
G
1.4
46.2
螺纹孔端面
10
14
2.2
G
1.4
16.5
孔
—
—
—
—
—
0
换挡叉脚两端面
10
8
2
G
1.4
11.8
换挡叉脚内表面
10
R43
3.2
G
1.4
R40.8
3．设计毛坯图
（1）确定铸造圆角
对于金属型铸造铸件一般统一用R3、R5。
查《金属加工工艺及工装设计》表1-16，最小铸造圆角为R2。
（2）确定铸造斜度
查《金属加工工艺及工装设计》表1-15，取铸造圆角为1.14°。
三、选择加工方法，制定工艺路线
1．定位基准的选择
（1）、粗基准的选择
选择粗基准主要是选择第一道机械加工工序的定位基准，以便为后续的工序提供精基准。
选择粗基准的出发点是：
一要考虑如何分配各加工表面的余量：
二要考虑怎样保证不加工面与加工面间的尺寸及相互位置要求。
粗基准：
选择换挡叉脚两端面和内表面作为粗基准。
（2）、精基准的选择
根据该换挡叉零件的技术要求和装配要求，选择换挡叉头右端面和叉轴孔mm做为精基准，零件上的很多表面都可以采用他们作基准进行加工，即遵循了“基准统一”原则。
叉轴孔mm的轴线是设计基准，选用其做精基准定位加工换挡叉脚两端面，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的垂直度要求。
选用换挡叉左端面作为精基准
升级会员 