換擋叉加工工藝及銑槽14夾具設(shè)計【課程資料 含全套CAD圖紙】

課程設(shè)計說明書 1 目 錄 1 零件工藝性分析 . 1 擋叉的概述 . 1 擋叉的技術(shù)要求 . 1 析換擋叉的工藝性 . 3 定換擋叉的工藝類型 . 3 2 換擋叉機械加工工藝規(guī)程設(shè)計 . 3 擋叉材料及毛坯制造方法 . 3 定毛坯尺寸公差和加工余量 . 3 位基準(zhǔn)的選擇 . 4 訂工藝路線 . 5 定切削用量及基本工時 . 8 3 銑 槽 14 專用機床夾具設(shè)計 . 12 計主旨 . 12 具設(shè)計 . 13 4 方案綜合評價與結(jié)論 . 13 5 體會與展望 . 14 6 參考文獻(xiàn) . 14 買文檔送全套 紙 交流 414951605 買文檔送全套 紙 交流 414951605 買文檔送全套 紙 交流 414951605 買文檔送全套 紙 交流 414951605 中北大學(xué)課程設(shè)計說明書 2 1 零件工藝性分析 擋叉的概述 擋叉的功用 換擋叉頭以孔套在變素差叉軸上，并用銷釘經(jīng)孔與變速叉軸聯(lián)接，換擋叉腳則夾在雙聯(lián)變換齒輪的槽中，當(dāng)需要變速時，操縱變速桿，變速操縱機構(gòu)就通過換擋叉頭部的操縱槽帶動換擋叉與變速叉軸一起在變速箱中滑移，換擋叉腳撥動雙聯(lián)變速齒輪在花鍵軸上滑動以變換檔位，從而改變機器的運轉(zhuǎn)速度。 擋叉的結(jié)構(gòu)特點 換擋叉在改變檔位時要承受彎曲應(yīng)力和沖擊載荷的作用， 因此該零件應(yīng)具有足夠的強度、剛度和韌性，以適應(yīng)換擋叉的工作條件。該零件的主要工作表面為換擋叉腳兩端面、叉軸孔和鎖銷孔，在設(shè)計工藝規(guī)程時應(yīng)重點予以保證。 擋叉的技術(shù)要求 課程設(shè)計說明書 2 換擋叉零件技術(shù)要求如下表 該換擋叉形狀特殊、結(jié)構(gòu)簡單，屬典型的叉桿類零件。為實現(xiàn)換擋、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。差腳兩端 面以及換 擋叉頭部方槽兩側(cè)面在工作中需承受沖擊載荷為增強其耐磨性，該表面要求高頻淬火處理，硬度為55保證換擋叉換擋時叉腳受力均勻，要求叉腳兩端面對叉軸孔 直度為 保證換擋叉在叉軸上有準(zhǔn) 確的位置，該換檔位準(zhǔn)確，換擋叉采用螺栓螺紋連接定位。為保證整個零件的 硬度和加工性能，要求對整個零件進(jìn)行熱處理、調(diào)質(zhì)，硬度為 18 綜上所述，該換擋叉零件的各項技術(shù)要求制定的較為合理，符合該零件在變速箱中的功用 。 加工表面 尺寸及偏差/差及精度等級 表變粗糙度m 形位公差/擋叉頭兩端面 42 換擋叉頭部上端面 21 換擋叉頭部方槽兩側(cè)面 14 換擋叉頭部方槽底面 16 孔 換擋叉腳兩端面 換擋叉腳內(nèi)表面 課程設(shè)計說明書 3 析換擋叉的工藝性 分析零 件圖可知，撥插頭兩端面和差腳兩端面均要求切削加工，且在軸向方向上均高于相鄰表面，這樣既減少里加工面積，又提高了換擋時叉腳端面的接觸剛度； 16 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（換擋叉腳兩端面、內(nèi)表面 差軸孔 ，其余表面加工精度均較低，不需要高精度機床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達(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)濟的方法保質(zhì)保量的加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。 定換擋叉的工藝類型 設(shè)計要求該零件的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。 2 換擋叉機械加工工藝規(guī)程設(shè)計 擋叉材料及毛坯制造方法 由于該換擋叉在工作過程中要承受沖擊載荷，為增強換擋叉的強度和沖擊韌度，獲得纖維組織，毛坯選用鑄件，該換擋叉的輪廓尺寸不大，且生產(chǎn)類型屬于中批生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)率和鑄件精度，以采用砂型鑄造方法制造毛坯。毛坯的拔模斜度為 5。 定毛坯尺寸公差和加工余量 要確定毛 坯的尺寸公差及機械加工余量，應(yīng)先確定如下各項因素。 件機械加工余量等級 查表 2得鑄件機械加工余量等級為 FH，取 G 級。 件公差等級 由于鑄件選擇機器造型，材料為 生產(chǎn)類型為大批量，查表 2得鑄件公差等級 812 級，取 10 級。 定鑄件基本尺寸 課程設(shè)計說明書 4 換擋叉鑄件尺寸公差、加工余量和基本尺寸如下： 位基準(zhǔn)的選擇 基準(zhǔn) 作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面欠 缺。 粗基準(zhǔn)： 選擇換擋叉腳兩端面和內(nèi)表面作為粗基準(zhǔn)。 加工表面 公差等級 加工面基本尺寸 鑄造尺寸公差 機械加工余量公差等級 坯基本尺寸 換擋叉頭部上端面 10 21 擋叉頭部方槽兩側(cè)面 0 換擋叉頭部方槽底面 0 換擋叉頭部兩側(cè)面 10 42 紋孔端面 10 14 6 孔 0 換擋叉腳兩端面 10 8 2 G 擋叉腳內(nèi)表面 10 程設(shè)計說明書 5 基準(zhǔn) 根據(jù)該換擋叉零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇換擋叉頭右端面和叉軸孔 件上的很多表面都可以采用他們作基準(zhǔn)進(jìn)行加工，即遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。 叉軸孔 軸線是設(shè)計基準(zhǔn)，選用其做精基準(zhǔn)定位加工換擋叉腳兩端面，實現(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。 選用換擋叉左端面作為精基準(zhǔn)同樣是遵循了“基準(zhǔn)重合”的原則，因為該 換擋叉在軸方向的尺寸多以該端面作為設(shè)計基準(zhǔn)； 另外，由于換擋叉剛性較差，受力易產(chǎn)生彎曲變形，為了避面在機械加工中產(chǎn)生加緊變形，根據(jù)夾緊力應(yīng)垂直于主要定位基面，并應(yīng)作用在剛度較大部位的原則，夾緊力作用點不能做用在叉桿上。 選用換擋叉頭右端面作精基準(zhǔn)，夾緊可作用在換擋叉左端面上，加緊穩(wěn)定可靠。 訂工藝路線 藝路線方案一 工序 1：粗銑換擋叉頭左右兩端面 工序 2：鉆 16 。 工序 3：拉 16 至圖樣尺寸。 工序 4：锪 16 處倒角 1 45。 工序 5：粗銑換擋叉頭上端面。 工序 6：粗銑 精銑換擋叉頭部方槽。 工序 7：粗銑 精銑 磨削換擋叉腳兩端面。 工序 8：粗銑 精銑換擋叉腳內(nèi)表面。 工序 9：粗銑螺紋孔端面。 工序 10：鉆 孔 角 120 ，攻螺紋 工序 11：清洗。 工序 12：終檢。 課程設(shè)計說明書 6 藝路線方案二 工序 1：粗銑換擋叉頭左右兩端面 工序 2：鉆 16 。 工序 3：拉 16 至圖樣尺寸。 工序 4：锪 16 處倒角 1 45。 工序 5：粗銑 精銑 磨削換擋叉腳兩端面。 工序 6：粗銑 精銑換擋叉腳內(nèi)表面。 工序 7：粗銑換擋叉頭上端面。 工序 8：粗銑 精銑換擋叉頭部方槽。 工序 9：粗銑螺紋孔端面。 工序 10：鉆 孔 角 120 ，攻螺紋 工序 11：清洗。 工序 12：終檢。 藝方案的比較與分析 上述兩個方案的特點在于：方案一是先加工換擋叉頭部兩端面及 16加工換擋叉頭部方槽，再加工換擋叉腳部端面及內(nèi)表面，最后加工紋孔。方案二是先加工換擋叉頭部兩端面及 16，再加工換擋叉腳部端面及內(nèi)表面，再加工換擋叉頭部方槽，最后加工 紋孔。顯然在加工換擋叉腳部端面及內(nèi)表面之后在加工換擋叉頭部方槽，較易保證方槽的加工精度和形位公差，所以方案二較合理。 藝路線確定 在綜合考慮工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，表 4 列出了換擋叉的工藝路線。 表 4 換擋叉工藝路線及定位基準(zhǔn)、設(shè)備的選用 工序號 工序名稱 機床設(shè)備 刀具 定位基準(zhǔn) 1 同時粗銑換 擋叉頭左右兩端面 臥式雙面銑床 三面刃銑刀 叉腳左側(cè)邊 2 鉆 16 四面組合鉆 麻花鉆、 叉腳內(nèi)表面和課程設(shè)計說明書 7 床 擴孔鉆 叉頂部側(cè)面 3 拉 16 拉床 拉刀 叉腳內(nèi)表面和叉頂部側(cè)面 4 锪 16處倒角 1 45 鉆床 锪鉆 叉腳內(nèi)表面和叉頂部側(cè)面 5 粗銑 精銑換擋叉腳兩端面 臥式雙面銑床 三面刃銑刀 16，叉頭部右端面 6 粗銑 精銑叉腳內(nèi)側(cè)面 立式銑床刀 16，叉腳外曲面 7 粗銑換擋叉頭上端面，并粗銑、精銑方槽 立式銑床刀 16，叉腳內(nèi) 表面 8 粗銑螺紋孔端面 立式銑床刀 16，叉腳內(nèi)表面 9 鉆 角 120 ，攻 紋 四面組合鉆床 麻花鉆，锪鉆 16，叉腳內(nèi)表面，叉頭右端面 10 去毛刺 鉗工臺 平銼 11 中檢 12 熱處理 換擋叉腳兩側(cè)面和方槽兩側(cè)面高頻淬火 淬火機等 13 校正換擋叉腳 鉗工臺 手錘 14 磨削換擋叉腳兩端面 平面磨床輪 16，叉頭部右端面 15 清洗 清洗機 16 終檢 課程設(shè)計說明書 8 定切削用量及基本工時 削用量的計算 工序 1：同時粗銑換擋叉頭左右兩端面。 該工序就一個工步，即同時粗銑換擋叉頭左右兩個端面。 （ 1）背吃刀量的確定 2）進(jìn)給量的確定 由表 5機床功率 510件 夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工件的每齒進(jìn)給量 為 z。 （ 3）銑削速度計算 由表 5鑲齒銑刀、 d/z=80/10 的條件選取，銑削速度v 可取 為 公式（ 5n=1000v/ d 可求得該工序銑刀轉(zhuǎn)速，即 n=1000 80=照表 4列 立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速 n=160r/取此轉(zhuǎn)速代入公式（ 5可求出該工序的實際銑削速度 v=n d/1000= 工序 2：鉆 16。 （ 1） 背吃刀量的確定 由表 215 （ 2） 進(jìn)給量的確定 查表 5鋼件 45 剛查表得進(jìn)給量取 f =r。 （ 3） 切削速度的確定 查表 5切削速度 v=20m/工序 3：拉 16。 （ 1） 背吃刀量的確定 11516 （ 2） 進(jìn)給量的確定 查表 5拉削進(jìn)給量 z （ 3） 切削速度的確定 查表 5第 2 組切削速度，切削速度為 v=4m/工序 4：锪 16兩端倒角 1 45 （ 1） 背吃刀量的確定 2） 進(jìn)給量的確定 查表 5進(jìn)給量 f =r. （ 3） 切削速度的確定 查表 5切削速度 v=14m/工序 5：粗銑 精銑換擋叉腳兩端面 本工序由兩個工步組成，即工步 1：同時粗銑換擋叉腳兩端面；工步 2：課程設(shè)計說明書 9 同時精銑換擋叉腳兩端面。 （ 1） 背吃刀量的確定 工步 2 的機械加工余量為 1以工步 1 的背吃刀量 步 2 的背吃刀量 12 （ 2） 進(jìn)給量的確定 工步 1：查表 5每齒進(jìn)給量 z；工步 2：查表 5給量 f =r。 （ 3） 銑削速度的確定 工步 1：銑削速度同工序 1，即 :步 2：銑削速度同工步 1，即 工序 6：粗銑 精銑叉腳內(nèi)側(cè)面 本工序由兩個工步組成，即工步 1：粗銑換擋叉腳內(nèi)側(cè)面； 工步 2：精銑換擋叉腳內(nèi)側(cè)面。 （ 1）背吃刀量的確定 工步 2 的機械加工余量為 1以工步 1 pa 步 2 的背吃刀量 12pa （ 2）進(jìn)給量的確定 工步 1：查表 5每齒進(jìn)給量 z；工步 2：查表 5給量 f =r。 （ 3）銑削速度的確定 工步 1：銑削速度同工序 1，即 :步 2：銑削速度同工步 1，即 工序 7：粗銑換擋叉頭上端面，并粗銑、精銑方槽 本工序共有三道工步，即工步 1：粗銑換擋叉頭 上端面；工步 2：粗銑方槽；工步 3：精銑方槽。 （ 1） 背吃刀量的確定 工步 1： 步 2：由于精加工余量為 1以 101112 步 3：該工步進(jìn)給量包括方槽縱向背吃刀量和左側(cè)及右側(cè)橫向背吃刀量，三個背吃刀量相同，即 13 （ 2） 進(jìn)給量的確定 工步 1 和工步 2 的進(jìn)給量相同，即 zz ff mm/z；工步 3 的進(jìn)給量為 f =r。 （ 3） 銑削速度的確定 三個工步的切削速度相同，即 v= 工序 8：粗銑螺紋孔端面 課程設(shè)計說明書 10 （ 1） 背吃刀量的確定 （ 2） 進(jìn)給量的確定 z。 （ 3） 銑削速度的確定 v= 工序 9：鉆 孔 角 120，攻 紋 本工序包括三道工步，即工步 1：用 麻花鉆鉆削底孔；工步 2：用锪鉆鉆削 120 倒角；工步 3：攻 紋。 （ 1） 背吃刀量的確定 工步 1： 步 2：2步 3：pa （ 2） 進(jìn) 給 量 的 確 定 工步 1 ： 查 表 5按 鋼 件 45 剛 查 表 得 進(jìn) 給 量 取1f =r。工步 2：查表 5進(jìn)給量 2f =r；工步 3：由于攻螺紋的進(jìn)給量就是被加工螺紋的螺距，取本螺 紋的螺距為 1以本工步的進(jìn)給量3f=1 （ 3） 切削速度的確定 工步 1：查表 5切削速度 v=20m/步 2：查表 5切削速度 v=14m/步 3：由表 5得攻螺紋的切削速度 v=38m/取 v=3m/公式（ 5 r/由立式鉆床主軸轉(zhuǎn)速表 4轉(zhuǎn)速 44r/ 將 此 轉(zhuǎn) 速 代 入 公 式 （ 5 可 求 出 該 工 步 的 實 際 切 削 速 0/ m/ 工序 10：鉆通孔 2 1）背吃刀量的確定 2 （ 2）進(jìn)給量的確定 f = （ 3）切削速度的確定 v=20m/ 本工時的計算 工序 1：同時粗銑換擋叉頭左右兩端面 按表 5 課程設(shè)計說明書 11 l =2284640080(1()(21 22 l sf i 工序 2：鉆 16 根據(jù)表 5 l =42 o 1(c o 1 12l sf i 工序 3：拉 16 設(shè)拉刀長度為 400 st j 0042 工序 5：粗銑 精銑換擋叉腳兩端面 l =1961640 080(1()(21 22 l i 工序 6：粗銑 精銑叉腳內(nèi)側(cè)面 l =2676640080(1()(21 22 l i 工序 7：粗銑換擋叉頭上端面，并粗銑、精銑方槽 （ 1） 粗銑換擋叉頭上端面時所用基本工時計算： l =42764640080(1()(21 22 l sf i （ 2） 粗銑方槽所用基本工時為 l =1244640 080(1()(21 22 l 課程設(shè)計說明書 12 sf i （ 3） 精銑方槽兩側(cè)面所用基本工時為 l =1244640 080(1()(21 22 l i 工序 8：粗銑螺紋孔端面 l =1496640 080(1()(21 22 l sf i 工序 9：鉆 孔 紋 （ 1 ）鉆 孔 用基本工時為 l =81(c 1 12l sf i （ 2）攻 紋所用基本工時為 l =8212)31(1 pl 212)32(1 pl mm j i 28441 22802121 工序 10：鉆通孔 2mm l =29 1(c 1 12l sf i 3 銑槽 14 專用機床夾具設(shè)計 計主旨 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，形成大批量生產(chǎn)，通常需要設(shè)課程設(shè)計說明書 13 計專用夾具。 經(jīng)過選擇課題和指導(dǎo)老師的幫助，決定設(shè)計槽 14 銑床 夾具。本夾具將用于臥式銑床，刀具為 三面刃銑刀 ，對工件的兩端面同時進(jìn)行銑削。 具設(shè)計 束自由度 由于加工 19、 20 兩端面，所以至少要約束 Z 軸的平移、 X 軸旋轉(zhuǎn)和 Y 軸的旋轉(zhuǎn)。 計夾具定位夾緊結(jié)構(gòu) 因為只需約束三個自由度， 所 以 設(shè)計 為小 圓面、 支 撐板 和大 圓柱銷 定 位 結(jié)構(gòu)來限制自由度，詳見右圖。 位誤差分析 工件在豎直平面內(nèi)最大轉(zhuǎn)角誤差 db= 7.0 o 小圓面上偏差； 支撐板上偏差； L 為二者之間距離 。 緊力計算 J 1 2=0*00*3000N=25 4 方案綜合評價與結(jié)論 此方案雖然也存在不足之處，但總體上可以滿足要求，而且操作和經(jīng)濟性都很方便。汽車產(chǎn)業(yè)逐漸成為我國的支柱產(chǎn)業(yè)，汽車生產(chǎn)商不斷加強在汽車研發(fā)上的物力、財力、和人力的投入。撥叉作為汽車上不可缺少的零件，它的好與壞直接影響汽車的傳輸動力效率，課程設(shè)計說明書 14 提高撥叉的技術(shù)水平和合理性是汽車在研發(fā)部門的重中之重。 在設(shè)計過程中，與同組的其他人員有異同的地方，例如換擋叉的 工藝路線，工序過程，經(jīng)過我們的反復(fù)討論和分析，再根據(jù)我們在設(shè)計撥叉時所采用的車型不同，最終我們采取了比較合理的設(shè)計方案。在不斷修改的過程中，使我們在設(shè)計時考慮問題更加縝密