拖拉機變速撥叉加工工藝及叉腳兩端面銑削夾具設計【課程資料 含全套CAD圖紙】

買文檔 送全套 紙，交流 14951605 買文檔送 紙， 14951605 或 1304139763 遼寧工程技術大學 課 程 設 計 題 目： 變速撥叉加工工藝及叉腳兩端面銑削夾具設計 班 級： 機 姓 名： 袁帥 指導教師： 張興元 完成日期： 2008 年 6 月 18 日 遼寧工程技術大學課程設計 I 買文檔送 紙， 14951605 或 1304139763 一、設計題目 變速撥叉加工工藝及叉腳兩端面銑削夾具設計 二、設計要求 (1) 被加工零件的零件圖 1 張 (2) 生產類型 :大批大量生產 三、上交材料 (1) 被加工工件的零件圖 1 張 (2) 毛坯圖 1 張 (3) 機械加工工藝過程卡片 (參附表 1) 1 張 (4) 與所設計夾具對應那道工序的工序卡片 1 張 (4) 夾具裝配圖 1 張 (5) 夾具體圖 1 張 (6) 課程設計說明書 (5000 8000 字 ) 1 份 說明書主要包括以下內容（章節(jié)） 目錄 摘要（中外文對照的，各占一頁） 零件工藝性分析 機械加工工藝規(guī)程設計 指定工序的專用機床夾具設計 方案綜合評價與結論 體會與展望 參考文獻 列出參考文獻 (包括書、期刊、報告等， 10 條以上 ) 課程設計說明書一律用 、縱向打印 . 四、進度安排 (參考 ) (1) 熟悉零件 ,畫零件圖 2 天 (2) 選擇工藝方案 ,確定工藝路線 ,填寫工藝過程卡片和工序卡 5 天 (3) 工藝裝備設計 (畫夾具裝配圖及夾具體圖 ) 9 天 (4) 編寫說明書 3 天 (5) 準備及答辯 2 天 遼寧工程技術大學課程設計 、指導教師評語 成 績： 指導教師 日 期 成績評定 采用五級分制，即優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格。 優(yōu)秀：設計方案合理并新穎，設計說明書及設計圖紙規(guī)范、內容豐富。在設計過程中勤奮好學、有創(chuàng)新思想； 良好：設計方案合理，設計說明書及設計圖紙比較規(guī)范、內容比較豐富。在設計過程中勤奮好學、有創(chuàng)新思想； 中等：設計方案一般，設計說明書及設計圖紙欠規(guī)范、內容一般。在設計過程中比較勤奮、創(chuàng)新思想不明顯； 及格：設計方案不完善，存在一些小錯誤，說明書及設計圖紙欠規(guī)范、內容一般。在設計過程中勤奮精神不夠： 不及格： 設計方案有嚴重錯誤，設計說明書及設計圖紙不規(guī)范、內容淺薄。在設計過程中勤奮好學精神不夠。 遼寧工程技術大學課程設計 要 本次課程設計題目是 拖拉機變速撥叉的機械加工工藝及叉腳兩端面銑削夾具設計。內容有：零件的分析、工藝規(guī)程設計和夾具設計。 這是我們在學完了大學的全部基礎課，專業(yè)基礎課以及專業(yè)課之后進行的一個實踐性環(huán)節(jié)，是我們應用所學基礎理論、專業(yè)知識與技能去分析和解決生產實際問題的一次綜合訓練。 我希望通過這次課程設計能鞏固、擴大和強化自己所學到的理論知識與技能，提高自己設計計算、制圖、編寫技術文件的能力，學會正確使用技術資 料、標準、手冊等工具書，并在設計中培養(yǎng)自己理論聯(lián)系實際、嚴肅認真的工作作風和獨立工作能力，為以后進行畢業(yè)設計和畢業(yè)后從事技術工作打下一個良好的基礎。 由于能力有限，設計尚存有許多不足之處，希望各位老師給予指教。 遼寧工程技術大學課程設計 is we in s as as on a we a I to so on to in on is in to a is 遼寧工程技術大學課程設計 V 目 錄 1 零件的工藝分析 1 件的作用 1 件的技術要求 1 查撥叉的工藝性 2 2 工藝規(guī)程設計 3 定毛坯尺寸 3 位基準的選擇 4 面加工方法的確定 5 序順序的安排 5 定工藝路線 6 工余量、工序尺寸和公差的確定 7 削用量及時間定額的計算 7 3 夾具設計 9 具設計任務 9 具的設計 9 4 設計總結 11 參考文獻 12 遼寧工程技術大學課程設計 寧工程技術大學課程設計 寧工程技術大學課程設計 - 1 - 買文檔送 紙， 14951605 或 1304139763 1 零件的工藝分析 件的作用 該撥叉應用在某拖拉機變速箱的換擋機構中。撥叉頭以 30套在變速叉軸上，并用銷釘經 8與變速叉軸聯(lián)結，撥叉腳則夾在雙聯(lián)變速齒輪的槽中。當需要變速時，操縱變速桿，變速操縱機構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，撥叉腳波動雙聯(lián)變換齒輪 在花鍵軸上滑移以改換檔位，從而改變拖拉機的行駛速度。 該撥叉在改換檔位時要承受彎曲應力和沖擊載荷的作用，因此該零件應具有足夠的強度、剛度和韌性，以適應撥叉的工作條件。該零件的主要工作表面為撥叉腳兩端面、叉軸孔 在設計工藝規(guī)程時應重點予以保證。 件的技術要求 將該撥叉的全部技術要求列于表 1 中 表 1 撥叉零件技術要求表 加工表面 尺寸及偏差 /差及精度等級 表面粗糙度 m 形位公差 /叉頭左端面 撥叉頭右端面 撥叉腳內表面 撥叉腳兩端面 20 8 操縱槽內側面 12 操縱槽底面 5 該撥叉形狀特殊、結構簡單，屬典型的叉桿類零件。為實現(xiàn)換擋、遼寧工程技術大學課程設計 - 2 - 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要承受沖擊載荷，為增強其耐磨性，該表面要求高頻淬火處 理，硬度為 48 58保證撥叉換擋時叉腳受力均勻，要求叉腳兩端面對叉軸孔 垂直度要求為 自身的平面度為 保證撥叉在叉軸上有準確的位置，改換檔位準確，撥叉采用鎖銷定位。鎖銷孔的尺寸為 鎖銷孔的中心線與叉軸孔中心線的垂直度要求為 綜上所述，該零件的各項技術要求制訂的較合理，符合該零件在變速箱中的功用。 查撥叉的工藝性 分析零件圖可知，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，又提高了換擋時叉腳端面的接觸剛度； 30 和 8 的兩端面均為平面，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 ，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條件下，采用較經濟的方法保質保量地加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。 遼寧工程技術大學課程設計 - 3 - 2 工藝規(guī)程設計 定毛坯尺寸 擇毛坯 由于該撥叉在工作過程中要承受沖擊載荷，為增強撥叉的強度和沖擊韌度，獲得纖維組織，毛坯選用鍛件。該撥叉的輪廓尺寸不大，且生產類型屬大批生產，為提高生產率和鍛件精度，宜采用模鍛方法制造毛坯。毛坯的拔模斜度為 5 。 定毛坯的尺寸公差和機械加工余量 由機械制造技術基礎課程設計指導教程（以下簡稱教程）表 2 2知，要確定毛坯的尺寸公差及機械加工余量，應先確定如下各項因素。 （ 1）公差等級 由撥叉的功用和技術要求，確定該零件的公差等級為普通級。 （ 2）鍛件重量 以知機械加工后撥叉件的重量為 此可初步估計機械加工前鍛件毛坯的重量為 6 （ 3）鍛件形狀復雜系數(shù) 對撥叉零件進行分析計算，可大致確定鍛件外廓包容體的長度、寬度和高度，即 l=158b=120h=86教程公式（ 2（ 2計算出該撥叉零件的形狀復雜系數(shù)。 S= 63/ 6 / ( k g m m m m 8 6 m m 7 . 8 1 0 k g / m m l b h ） = 6 / （ 1 5 8 1 2 0 ）6 / 1 2 由于 于 間，故該撥叉的形狀復雜系數(shù)屬2 （ 4）鍛件材質系數(shù) 由于該撥叉材料為 45 鋼，是碳的質量分數(shù)少于 碳素鋼，故該鍛件的材質系數(shù)屬于1 （ 5）鍛件分模線形 狀 遼寧工程技術大學課程設計 - 4 - 根據(jù)該撥叉件的形位特點，選擇零件高度方向的對稱平面為分模面，屬平直分模線。 （ 6）零件表面粗糙度 由零件圖可知，該撥叉各加工表面的粗糙度 m 根據(jù)上述諸原因，可查教程表確定該鍛件的尺寸公差和機械加工余量，所得結果列于表 2 中。 表 2 撥叉鍛造毛坯尺寸公差及機械加工余量 鍛件重量 /容體重量 /狀復雜系數(shù) 材質系數(shù) 公差等級 6 項目 /械加工余量 /寸公差 /注 寬度 （ ）表 2 2） 表 2度 80 （ ）表 2 端面分別取 2和 表 2度 20 （ ）表 2 表 2徑 30 （ ）表 2表 2心距 2：根據(jù)表 2表注，將公差按照 1/2的比例分配，故取公差值為 繪制撥叉鍛造毛坯簡圖 由表 2 所得結果，繪制毛坯圖。 位基準的選擇 基準的選擇 遼寧工程技術大學課程設計 - 5 - 根據(jù)該撥叉零件的技術 要求和裝配要求，選擇撥叉頭左端面和叉軸孔 為精基準，零件上的很多表面都可以采用他們作基準進行加工，即遵循了“基準統(tǒng)一”原則。叉軸孔 軸線是設計基準，選用器作精基準定位加工撥叉腳兩端面和鎖銷孔 現(xiàn)了設計基準和工藝基準的重合，保證了被加工表面的垂直度要求。撥叉在軸向方向上的尺寸多以撥叉頭左端面作設計基準。 基準的選擇 作為粗基 準的表面應平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面欠缺。所以選擇變速叉軸孔 30 外圓面和撥叉頭右端面作粗基準。 面加工方法的確定 根據(jù)撥叉零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法，如表 3 所示。 表 3 撥叉零件各表面加工方案 加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度 m 加工方案 撥叉頭左端面 銑 撥叉頭右端面 銑 撥叉腳內表面 銑 撥叉腳兩端面 銑 30擴 鉸 8 精鉸 操縱槽內側面 銑 操縱槽底面 銑 序順序的安排 械加工工序 （ 1）遵循“先基準后其他”原則，首先加工精基準 撥叉頭左端面和叉軸孔 （ 2）遵循“先粗后精”原則，先 安排粗加工工序，后安排精加遼寧工程技術大學課程設計 - 6 - 工工序。 （ 3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面 撥叉頭左端面和叉軸孔 撥叉腳兩端面，后加工次要表面 操縱槽底面和內側面。 （ 4）遵循“先面后孔”原則，先加工撥叉頭端面，在加工叉軸孔 30 ；先銑操縱槽，在鉆銷軸孔 8 處理工序 模鍛成型后切邊，進行調質，調質硬度為 241 285進行酸洗、噴丸 處理。叉腳兩端面在精加工之前進行局部高頻淬火，提高其耐磨性和在工作中承受沖擊載荷的能力。 助工序 粗加工撥叉腳兩端面和熱處理后，安排校直工序；在半精加工后，安排去毛刺和中間檢驗工序；精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。 綜上所述，該撥叉工序的安排順序為：基準加工 主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工 主要表面半精加工和次要表面加工 熱處理 主要表面精加工。 定工藝路線 在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎上，表 4 列出了撥叉的工藝路線。 表 4 撥叉工藝路線及設備、工裝的選用 工序號 工序名稱 機床設備 刀具 量具 1 粗銑撥叉頭兩端面 立式銑床 銑刀 游標卡尺 2 半精銑撥叉頭左端面 立式銑床 銑刀 游標卡尺 3 粗擴、精擴、鉸 30 孔 四面組合鉆床 麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀 卡尺、塞規(guī) 4 校正撥叉腳 鉗工臺 手錘 5 粗銑撥叉腳兩端面 臥式銑床 銑刀 游標卡尺 遼寧工程技術大學課程設計 - 7 - 6 銑叉爪口內側面 立式銑床 刀 游標卡尺 7 粗銑操縱槽底面和內側面 立式銑床 槽銑刀 卡規(guī)深度游標卡尺 8 鉆、粗鉸 、精鉸 8 孔 四面組合鉆床 鉆頭復合鉸刀 卡尺、塞規(guī) 9 去毛刺 鉗工臺 平銼 10 中檢 卡尺、百分表、塞規(guī) 11 熱處理 撥叉腳兩端面局部淬火、低溫回火 淬火機等 12 校正撥叉腳 鉗工臺 手錘 13 磨削撥叉腳兩端面 平面磨床 輪 游標卡尺 14 清洗 清洗機 15 終檢 卡尺、百分表、塞規(guī) 工余量、工序尺寸和公差的確定 由于設計撥叉腳兩端面銑削夾具，所以計算工序 5、 13 的加工余量、工序尺寸和 公差的確定。 這兩道工序的加工過程為 （ 1）以撥叉頭左端面為基準定位，粗銑撥叉腳兩端面，保證工序尺寸1P，查表確定經濟加工精度等級為 （ 2）以撥叉頭兩端面為基準定位，磨削撥叉腳兩端面，保證工序尺寸2P，達到零件圖的要求，2P=20 根據(jù)上面資料和加工工藝，查機械制造工藝設計手冊，確定加工余量、工序尺寸為： 工序 工序內容 單邊余 量 工序尺寸 5 粗銑撥叉腳兩端面 3 磨削撥叉腳兩端面 0 削用量及時間定額的計算 計算做夾具設計部分的工序的切削用量和時間定額。所以計算工序 5（ 粗銑撥叉腳兩端面）部分。 遼寧工程技術大學課程設計 - 8 - 序 5 粗銑撥叉腳兩平面 加工條件： 式銑床，兩把三面刃直齒銑刀， 片，刀盤直徑 125 12數(shù) 20，專用夾具。 （ 1）確定背吃刀量 由上面的計算可知銑削深度（背吃刀量 ）削寬度0 （ 2）確定每齒進給量 根據(jù)切削手冊表 齒進給量z。因工件剛性差，取z。 （ 3）選擇銑刀磨鈍標準及耐用度 根據(jù)切削手冊表 刀刀齒后面最大磨損量為 用度 T=150 （ 4）確定切削速度和工作臺沒分鐘進給量 根據(jù)切削手冊表 00，.4， m= 0 . 2 10 . 3 5 0 0 . 1 2 0 . 4 06 0 0 1 2 5 1 0 7 . 8 71 5 0 3 . 2 0 . 0 9 3 0 2 0vv v v y u pm p z a f a z （ m/ 1 0 0 0 1 0 7 . 8 7125 275（ r/ 根據(jù)機械制造工藝設計簡明手冊表 275r/近的主軸轉速為 235r/ 300r/ n=235r/際切削速度 v=作臺每分鐘進給量為0 3 0 6 0 1 6 2 （ mm/根據(jù)機械制造工 藝設計簡明手冊表 床與之相近的進給量為 150mm/ 190mm/擇50mm/實際的每齒進給量為 150 0 . 0 8 33 0 6 0mm/z （ 5）計算基本時間 根據(jù)機械制造工藝設計簡明手冊表 照零件圖， l =120l= ( ) (1 3 )d a=552 2l， i=1. 12 1 2 0 5 5 2 1 1 . 1 8 m i l 。 遼寧工程技術大學課程設計 - 9 - 3 夾具設計 具設計任務 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 我設計第 5 道工序 粗銑撥叉腳兩端面的銑床夾具。本夾具將用于 式銑床。刀具為兩把直齒三面刃銑刀，對工件的兩個端面同時進行粗加工。因為撥叉腳兩端面還有后序工序 磨削，所以加工時對精度的要求不是特別嚴格。 具的設計 位方案確定 工件以 30內孔和撥叉頭左端面作為定位基準，采用平面與定位心軸組合定位方案。其中定位平面限制三個自由度，定位銷限制兩個自由度，再以一個定位支承釘頂再撥叉桿幅板的一個側面限制一個自由度，實現(xiàn)完全定位。采用螺母加開口墊圈夾緊工件，用壓板壓住工件幅板的另一側完成輔助定位與夾緊，以承受切削力。定位元件的工作表面與夾具體底面的垂直度要求保證滿足零件定位基準與工序基準的垂直度要求，以保證零件圖的要求。加工時，隨著銑刀的進給工件可能會產生轉角誤差，但這屬于自由公差，故應能滿足定位要求。 削力及夾緊力分 析 刀具：硬質合金直齒三面刃銑刀， 125Z=20， B=12據(jù)機械加工工藝手冊公式和表 10 可知一把刀的切削力為 0F F y uF p f a a a 其中2 4 5 0 , 2 . 2 , 0 . 0 9 , 3 0 , 1 . 1 , 0 . 8 , 0 . 9 , 0 . 1 , 1 . 1F P f e F F F F FC a m m a m m a m m x y u w q 所以 1 . 1 0 . 8 0 . 91 . 1 0 . 12 4 5 0 2 . 2 0 . 0 9 3 0 2 0 10401 2 5 2 3 5k N 。因為采用兩把銑刀，遼寧工程技術大學課程設計 - 10 - 所以實際主切削力為 1040 2=2080，水平分力 1 F=2288N 垂直分力24N。 在應用本夾具加工時，工件在加工工程中受到切削力的影響可能引起工件的振動或工件的轉動。 切削力對夾緊力影響不大，故夾緊力只需達到將工件固定即可。 工件受到軸向力不大，所以采用裝配圖中的夾緊方式滿足加工的要求。輔助支承和輔助夾緊功能限制了工件的轉動，使工作可靠。采用螺旋夾緊，夾緊力足夠，滿足加工條件。 刀裝置 采用對刀塊及塞尺對刀。根據(jù)銑削方式設計相應的對刀塊，滿足加工條件的要求。 具設計及操作的主要說明 如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。由于工件受到切削力的影響較小，所以采用手動夾緊。為了提高生產力，使用快速螺旋夾緊機構。本夾具的最大優(yōu)點就是結構簡單緊湊。 進行加工時，每次安裝一個工件。工件以內孔及端面和筋部定位，限制六個不定自由度。轉動螺母，通過快換墊圈夾緊。在轉動另一個螺母帶動壓板繞 支點轉動，將工件從筋部夾緊，定位可靠。 遼寧工程技術大學課程設計 - 11 - 4 設計總結 為期三周的工藝、夾具課程設計基本結束，回顧整個過程，我覺得受益