換擋叉零件的機械加工工藝(doc 16頁).doc

摘要制造商不斷推出各種各樣先進的汽車零部件制造技術,撥叉裂解技術就是20世紀90年代出現的一種先進的撥叉加工新技術,和傳統(tǒng)加工技術相比,該技術具有大幅度提高產品質量、提高生產率、降低生產成本等突出優(yōu)點而備受業(yè)界關注。我們國家正在不斷地改變撥叉的傳統(tǒng)加工方法，加快提高撥叉的加工水平，不斷縮小同先進汽車生產國家的差距，例如一汽，二汽，上汽，奇瑞等生產廠與世界先進撥叉生產水平的差距越來越小，不斷加強了我國汽車整體的生產水平。機械制造工藝學課程設計使我們學完了大學的全部基礎課、技術基礎課以及大部分專業(yè)課之后進行的.這是我們在進行畢業(yè)設計之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯系實際的訓練,因此,它在我們四年的大學生活中占有重要的地位。就我個人而言，我希望能通過這次課程設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國的“四化”建設打下一個良好的基礎。 AbstractThe manufactory continuously releases the forerunners car of various each kind zero parts manufacturing technique, stir the fork crack solution technique is the stir of a kind of forerunner fork which appears in 90s for 20 centuries to process a new technique, compared with the traditional processing technology, that technique have significant exaltation product quality, raise rate of production and lower production cost etc. We are just national at constantly the change stir fork of tradition process a method, speed an exaltation to stir process of fork level, continuously contract a together advanced car to produce a national margin, for example one vapor, two vapors, up the vapor, strange Rui etc. produce factory and world forerunner stir fork production the margin of the level more and more small, continuously strengthened our country the car whole production level.The machine manufacturing craft learns a course design to make us to carry on after finishing learns all foundation lessons, lesson and greatly part of professional lessons of the technique foundation of university. This is that we are before carry on graduation design to once go deep into of each course learn of synthetic always review, is also an ories to contact actual training, therefore, it occupies an important position in we the university of four years the life.I am personal but speech, I hope to pass this course design to oneself will carry on the work for be engaged in an adaptability training in the future, toughen oneself to analyze a problem, problem-solving ability from it, lay the next and good foundation for the four turn construction that aftertime attends a motherland.目 錄1 撥叉 41.1撥叉的概述 41.2撥叉的工藝分析 41.3撥叉的工藝規(guī)程設計 51.3.2定位基準 51.3.3制定工藝路線 62確定切削用量及基本工時73專用夾具設計 93.1設計主旨 93.2夾具設計 93.2.1定位基準的選擇 93.2.2切削力和夾緊力的計算 93.2.3定位誤差分析 103.2.4夾具設計及操作的簡要說明 114方案總結 125體會與展望 136參考文獻 141撥叉1.1撥叉的概述1.1.1撥叉的功用撥叉頭以孔套在邊素叉軸上，并用銷釘經孔與變速叉軸聯結，撥叉腳則夾在雙聯變換齒輪的槽中。當需要變速時，操縱邊速桿，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，撥叉腳撥動雙聯變換齒輪在花毽軸上滑動以變換檔位，從而改變機器的運轉速度1。1.1.2 撥叉的結構特點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、鋼度和韌性，以適應撥叉的工作條件2。該零件的主要工作表面為撥叉腳兩端面、叉軸孔和鎖銷孔，在設計工藝規(guī)程時應重點予以保證。1.2撥叉的工藝分析通過對該零件圖的重新繪制，可知原圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差及技術要求齊全。但底座對表面粗糙度要求較高，Ra=1.6。基準孔的表面粗糙度為1.6。該零件不屬于回轉體零件，加工時不能旋轉，其表面均采用銑削加工，其余各表面粗糙度不難獲得，除有要求的表面粗糙度之外，其余表面粗糙度為以不去除表面獲得?；鶞士着c后座底面有垂直度要求，值為0.02。底座上部2* 10H7的孔有同軸度要求，值為0.2，不能一次加工出。左端20的圓柱上表面與內孔側面有垂直度要求，值為0.2，加工時以內孔為基準。R38的半圓粗糙度為12.5，只需粗銑即可，工不成問題?？偟膩碚f，此零件的工藝性較好3。確定撥叉的生產類型依設計題目知：N=4000件/年，撥叉重量為0.98屬輕型零件。該撥叉的生產類型為中批生產4。1.3 撥叉的工藝規(guī)程設計1.3.1 撥叉材料及毛坯制造方法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，毛坯選用鑄件，該撥叉的輪廓尺寸不大，且生產類型屬中批生產，為提高生產率和鑄件精度，以采用砂型鑄造方法制造毛坯5。毛坯的撥模斜度為5。確定毛坯的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，應先確定如下各項因素6。公差等級由于撥差的功用和技術要求。確定該零件的公差等級為普通級.已知機械加工后撥叉件的重量為0.98kg，由此可初步估計機械加工前鑄件毛坯的重量為1.4kg。鑄件的材質系數由于該撥叉材料為QT200，碳的質量分數大于0.65%的彈素鋼，該鑄件的采制系數屬M2級7。毛坯圓角半徑取R=3。以上所取圓角半徑能保證各表面的加工余量8。具體零件尺寸的單加工余量和鍛件尺寸見表（1）。表（1）零件尺寸單面加工余量鍛件尺寸零件尺寸單面加工余量鍛件尺寸a圓柱體上表面432b圓柱體20表面2.525a圓柱體底面3210H7所在物塊2.515a圓柱體20表面2.52560圓柱體上表面422b圓柱體上表面446.560圓柱體底面3b圓柱體底面3R38圓弧3R35115圓臺頂面4185115圓臺底面318.51.3.2 定位基準（1）粗基準的選擇作為粗基準的表面應平整，沒有飛邊，毛刺或其他表面缺欠。粗基準：首選大端面為粗基準，即60的圓柱底面。（2）根據該換檔叉零件的技術要求和裝配要求，選擇換檔叉20H7的孔和底面作為精基準。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9。精基準：選20H7孔為精基準。1.3.3 制定工藝路線1.原加工工序：粗銑底座60表面，粗鉆20H7孔磨底座20H7孔，鉆30孔，粗銑左端圓柱上表面，中部圓柱下表面，粗磨底座20H7與30孔的交接面，左端及中部210H7孔刮底座底面，精鉆左端及中部內孔，磨20H7內孔磨210H7孔半精銑210H7的左右4個端面，磨20H7與30孔的交接面，粗銑R38半圓磨左端10H7的孔去除全部毛刺按零件圖樣要求全面檢查2.加工工藝分析提高了撥叉兩孔中心距尺寸精度工藝改進前，大頭孔與小頭空的鉆、粗鏜以及精鏜均分開為兩道工序，兩次裝夾，故兩孔中心距尺寸公差分布范圍較大；工藝改進后，一次裝夾鉆或鏜兩孔，能夠將撥叉兩孔中心距的尺寸誤差控制在很小范圍內10。 工藝改進后，車大頭外圓位于粗鏜大小孔后，更有利于后續(xù)工序回轉自由度限制的一致性與穩(wěn)定性。保證了兩孔的平行度。 1：由于孔的加工余量大、內應力變形大，因此改進后的工藝，先鉆后孔，后粗磨端面。避免了撥叉在鉆孔工序時，其孔端平面度、平行度被破壞。 2 ：而改進前的撥叉加工工藝，磨削兩端面均直接將工件置于轉盤磨床的磁力吸盤上。這樣，在加工第一面時，有以下因素影響精度:一方面由于撥叉剛性不足，若定位面存在彎曲度，直接置于磁力吸盤上，雖吸平，但加工后彈性恢復，導致已加工的第一面不平；另一平面，整個定位面不平整，定位不穩(wěn)定，改進后的加工方案，采用磨第一面時，工件置于夾具上、定位面采用三點定位（保證了定位的穩(wěn)定性），另小頭外圓2點，大頭外圓1點定位。而夾具置于磁力吸盤上，磁力磁盤對工件不起夾緊作用。磨第二面時，因第一面已磨完，表面平整光潔，故可直接置于磁力吸盤上11。3：改進后的加工工藝，以撥叉整個端面定位，同時鏜兩孔，保證撥叉兩孔的平行度。提高了大小頭孔精度。改進后，撥叉大小銅套孔在精鏜后進行滾壓加工，有利于提高光潔度、尺寸精度，并能產生有利的殘余壓應力；而大頭孔采用衍磨加工，衍磨頭與機床主軸浮動連接，有利于減少主軸回轉中心與被加工孔的同軸度誤差的影響。以上的工藝過程見表“機械加工工藝過程卡片”和“機械加工工藝卡片”12。2確定切削用量及基本工時工步1：裝配撥叉。本工序采用手動，無計算。工步2：拉削大頭孔的兩端倒角。本工序采用計算法確定切削用量13。1.加工條件 工件材料：45#，=0.60Gpa。機床：臥式三工位機床2.計算切削用量（1）確定進給量f：根據常用金屬材料切削數據手冊表2-10，f小于0.02mm，根據雙面倒角機f取0.018mm。（2）計算切削速度14：按常用金屬材料切削數據手冊公式為=108.6 m/min （2-1）（3）確定機床的主軸轉速：=559r/min （2-2） 按機床說明書，與559相近的機床轉速為560r/min15。所以實際切削速度v=114.35r/min. （4）計算切削工時：按常用金屬材料切削數據手冊表取=12.5mm,=2mm,=0,=0=0.325min （2-3）工步3：精拉大頭兩端面進給量：選用f=0.016mm計算切削速度： =133.8m/min確定主軸轉速：=102r/min 按機床選取n=100r/min.計算切削工時16：=0.064min工步4：精拉大頭孔進給量：選用f=0.015mm計算切削速度：=17.68m/min確定主軸轉速：=212r/min按機床選取n=200r/min計算切削工時：=075min最后，將以上工序切削用量、額定工時、主軸轉速、進給量的結果，連同其他加工數據，一并添入機械加工工藝工程卡片和機械加工工序卡片17。3專用夾具設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，形成大批量生產，通常需要設計專用夾具。經過選擇指導老師和課題，決定設計拉削連桿大端剖分面和66mm內孔的拉床夾具。本夾具將用于立式拉床，刀具為成形拉刀，對工件的大端剖分面和孔同時進行拉削。3.1設計主旨本夾具主要用來拉削連桿大端剖分面和66mm的孔，本連桿的剖分面和大頭孔都有一定的技術要求。因此，在本道工序加工時，主要考慮如何提高加工精度，提高勞動生產率和降低勞動強度。3.2 夾具設計 3.2.1定位基準的選擇 由零件圖可知，以桿身對稱為定位，便于保證對稱度的要求，而且采用雙面拉削，可使部分切削力抵消。以大小頭端面、小頭孔、大頭孔一側外圓面定位，因為端面的面積大，定位穩(wěn)定可靠；用小頭孔定位可直接控制大小頭孔的中心距18。 為了提高加工效率，現決定用雙面拉削刀同時對剖分面和大頭孔同時進行加工。同時，為了縮短輔助時間，采用手動搖柄夾緊裝置。3.2.2 切削力和夾緊力的計算切向力：= =561N背向力：= = =378N進給力：= =558N 夾緊力：N選用搖柄壓緊，實際加緊力N應為 式中，和是夾具定位面及加緊面上的摩擦系數，0.5。此時已大于所需的1460N的夾緊力，故本夾具可安全工作19。3.2.3 定位誤差分析定位元件尺寸及公差的確定本夾具的主要定位元件為一定位銷和手動搖柄，該定位元件的尺寸與公差現規(guī)定為本零件在工作時與其相配元件的公差相同。計算最大轉角零件圖樣規(guī)定66mm的大頭孔中心線與26mm小頭孔中心線轉角公差為。此項技術要求主要由連桿孔來保證。3.2.4 夾具設計及操作的簡要說明 如前所述，在設計夾具時，為提高勞動生產率，應該首先著眼于加緊，本道工序的拉床夾具就選擇了手動加緊方式，本方式簡單、快捷。本工序由于是精加工，切削力較小，同時還有夾緊工件，因此勢必要控制好夾緊力。目前可采取的有效措施有三個：一是選擇好毛坯，提高它的精度、剛性以及抗疲勞性。二是選擇合理的夾緊力，以免在拉削時使工件受到損傷。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。本夾具操作簡單，省時省力20。此外，可以使夾具在一批零件加工之前對好刀，再使機床在工作臺上有一正確的安裝位置，以利于拉削加工。4方案總結汽車產業(yè)逐漸成為我國的支柱產業(yè)，汽車生產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，提高撥叉的技術水平和合理性是汽車研發(fā)部門的重中之重。本次設計出來的撥叉主要考慮了它批量生產時的經濟性和它在使用時的合理性。針對使用特點開發(fā)設計了此種撥叉，在設計過程中，利用了多本參考書和論文，結合了其中的夾具設計和數據，使該設計基本實現了不僅重量輕、剛度大，具有足夠的疲勞強度和沖擊韌性，而且在生產中具有高效率等特點。本設計還存在很多不足之處。一是對AutoCAD軟件的掌握還不夠熟練,在畫圖遇到復雜圖和難的地方時顯得力不從心，使圖不能達到預期設計出來的水平。二是對換檔叉結構和工作原理掌握的不夠熟練，在設計過程中不能全面地考慮問題，造成走許多彎路，設計速度緩慢，這些都需要進一步研究和進一步實踐來解決。我一直都覺得實踐環(huán)節(jié)是將感性認識上升為理性認識的重要過程。在這次工藝學課程設計的過程中，不僅使我對以前學過的機械制造工藝學，熱加工工藝等學科的知識有了更為深刻的認識，同時也很大地鍛煉了我實踐環(huán)節(jié)的能力，感受到了設計帶來的樂趣和魅力，為以后的學習工作奠定了基礎。5體會與展望 進入新世紀以來，世界換檔叉進入了前所未有的高速發(fā)展階段，發(fā)達國家重視換檔叉的發(fā)展，不僅在本國工業(yè)中所占比重、積累、就業(yè)、貢獻均占前列，更在于裝備制造業(yè)為新技術、新產品的開發(fā)和生產提供重要的物質基礎，是現代化經濟不可缺少的戰(zhàn)略性產業(yè)，即使是邁進“信息化社會”的工業(yè)化國家，也無不高度重視換檔差的發(fā)展。全球化的規(guī)模生產已經成