機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)副變速撥叉的加工工藝及鉆8.7孔夾具設(shè)計(jì)全套圖紙

1、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目：副變速撥叉零件的加工工藝規(guī)程 及“鉆8.7孔”工序的夾具設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí)；機(jī)械設(shè)計(jì)一班 學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師： 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院2013年 03 月 18 日 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書全套圖紙，加153893706設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)“副變速撥叉”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程 及此零件“鉆8.7孔”工序的專用夾具設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1繪制零件圖一張。（要求計(jì)算機(jī)繪圖） 2編制零件的加工工藝規(guī)程，并填寫加工工藝過程卡及指定工序卡各一張。 3設(shè)計(jì)指定工序的夾具，繪制夾具裝配總圖。 4繪制夾具的非標(biāo)零件圖。 5編寫設(shè)計(jì)說明書一份。班 級(jí)： 學(xué) 生： 指導(dǎo)教師：

2、系 主 任： 2013年 3 月 4 日目 錄1零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1 1.1零件的作用 1 1.2零件的工藝分析 1 1.3確定零件的生產(chǎn)類型 12工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2 3.1定位基準(zhǔn)的選擇 2 3.2擬定工藝路線 4 3.3加工設(shè)備及工藝裝備的選用 6 3.4加工余量、工序尺寸和公差的確定 7 3.5確立切削用量及基本工時(shí) 83專用鉆床夾具設(shè)計(jì) 13 4.1 夾具設(shè)計(jì)任務(wù) 13 4.2 擬定鉆床夾具結(jié)構(gòu)方案與繪制夾具草圖 14 4.3 繪制夾具裝配總圖 14 4.4 夾具裝配圖上標(biāo)注尺寸，定位誤差分析 15課程設(shè)計(jì)總結(jié) 17參考文獻(xiàn) 171零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定1.1零件的

3、作用副變速撥叉是變速箱換擋機(jī)構(gòu)中的一個(gè)重要零件。撥叉頭以孔套在變速叉軸上，并用銷釘經(jīng)孔與變速叉軸連接，撥叉腳則夾在雙聯(lián)變換齒輪的槽中。當(dāng)需要變速時(shí)，操作變速桿，變速操作機(jī)構(gòu)就通過撥叉頭部的操作槽帶動(dòng)撥叉與變速撥叉軸一起在變速箱中滑移，撥叉腳撥動(dòng)雙聯(lián)變換齒輪在花鍵軸上滑動(dòng)以改換檔位。1.2零件的工藝分析由零件圖可知，其材料為kth350-10該材料具有一定的強(qiáng)度、剛度和韌性，易于鍛造、鑄造加工。該零件形狀特殊，結(jié)構(gòu)一般復(fù)雜，屬叉桿類零件。撥叉腳兩端面、變速叉軸孔和兩耳內(nèi)表面是重要工作表面，其他表面加工精度均較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達(dá)到加工要求，而主要加工表面雖然加

4、工精度相對(duì)較高，但也可以再正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量地加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。該零件的主要加工表面為撥叉腳兩端面、變速叉軸孔和鎖銷孔，在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)重點(diǎn)予以保證。1.3確定零件的生產(chǎn)類型按照教學(xué)要求，該副變速撥叉的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。2工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)。1. 精基準(zhǔn)的選擇叉軸孔的軸線是撥叉腳兩端面和兩耳內(nèi)表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，撥叉頭左端面是撥叉軸方向上的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。選用叉軸孔的軸線和撥叉頭左端面做精基準(zhǔn)定位加工撥叉腳兩端面和兩耳內(nèi)表面，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合，保證了被加工表面的

5、垂直度要求。另外，由于撥叉圖（一）圖（二）件剛性較差，受力易產(chǎn)生變形，選用撥叉頭左端面做精基準(zhǔn)，夾緊力作用在撥叉頭的右端面上，可避免在機(jī)械加工中產(chǎn)生夾緊變形，加緊穩(wěn)定可靠。2. 粗基準(zhǔn)的選擇選擇變速叉軸孔的外圓面和撥叉頭右端面做粗基準(zhǔn)。采用的外圓面定位內(nèi)孔可保證孔的壁厚均勻；采用撥叉頭右端面做粗基準(zhǔn)加工左端面，可以為后續(xù)準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。3.2擬定工藝路線工藝路線的擬定是制定工藝規(guī)程的總體布局，包括確定加工方法劃分加工階段決定工序的集中與分散、加工順序的安排以及安排熱處理、檢驗(yàn)及其他輔助工序（去毛刺、倒角等）。他不但影響加工的質(zhì)量和效率，而且影響工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、設(shè)備投資、車間面積、生產(chǎn)成本等。因此

6、擬定工藝路線是制定工藝規(guī)程的關(guān)鍵性一步，必須在充分調(diào)查研究的基礎(chǔ)上提出工藝方案，并加以分析比較，最終確定一個(gè)最經(jīng)濟(jì)合理的方案。1. 表面加工方法的確定根據(jù)零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度要求，查參考一表2.25平面加工方案的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度；查參考一表2.24孔加工方案的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度，確定變速副撥叉零件各表面的加工方法，如下表所示：各表面加工方案加工表面尺寸及偏差/mm尺寸精度等級(jí)表面粗糙度/加工方案撥叉頭孔it93.2粗鏜-半精鏜兩耳內(nèi)表面it1312.5粗銑撥叉腳兩端面it126.3粗銑撥叉腳內(nèi)表面it1212.5粗銑撥叉頭左端面70it1225粗銑撥叉頭右端面70it

7、1225粗銑鎖銷孔it1225鉆 2.加工階段的劃分該副變速撥叉加工質(zhì)量較高，可將加工階段劃分為粗加工、半精加工幾個(gè)階段。在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)（撥叉頭左端面和叉軸孔）準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑撥叉頭右端面、兩耳內(nèi)表面、撥叉腳兩端面、撥叉腳內(nèi)表面。在半精加工階段，完成撥叉頭孔的鏜和軸銷孔的鉆加工。3. 工序的集中與分散選用工序集中原則安排撥叉的加工工序。該撥叉的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用萬能型機(jī)床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時(shí)間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加

8、工表面之間的相對(duì)位置精度要求。4. 工序順序的安排 （1）機(jī)械加工工序遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)撥叉頭左端面和叉軸孔；遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序；遵循“先主后次”原則，先加工主要表面叉軸孔和撥叉腳兩端面，后加工次要表面兩耳內(nèi)表面、撥叉腳兩內(nèi)表面；遵循“先面后孔”原則，先加工撥叉頭端面再加工叉軸孔，先加工兩耳內(nèi)表面再鉆銷軸孔。由此初擬定副變速撥叉機(jī)械加工工序安排，如下：副變速撥叉機(jī)械加工工序安排（初擬）工序號(hào)工序內(nèi)容簡(jiǎn)要說明10粗銑撥叉頭兩端面“先基準(zhǔn)后其他”20粗鏜、半粗鏜孔（主要表面）“先面后孔”“先主后次”30銑撥叉腳兩端面（主要表面）“先主后次

9、”40銑撥叉腳內(nèi)表面（次要表面）“先主后次”工序號(hào)工序內(nèi)容簡(jiǎn)要說明50銑兩耳內(nèi)表面（次要表面）“先主后次”60鉆孔（次要表面）“先面后孔” （2）輔助工序在鏜孔后應(yīng)安排倒角，在鉆孔完成后應(yīng)安排去毛刺、清洗和終檢工序。綜上所述，該變速副撥叉工序的安排順序?yàn)椋夯鶞?zhǔn)加工主要表面加工次要表面加工。5. 確定工藝路線圖在綜合考慮工藝順序安排原則的基礎(chǔ)上，擬定撥叉的機(jī)械加工工藝路線，見下圖：變速副撥叉機(jī)械加工工藝路線（修改后）工序號(hào)工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)10粗銑撥叉頭兩端面端面、mm孔、撥叉腳內(nèi)表面20粗鏜、半粗鏜、倒角孔右端面、mm、撥叉腳內(nèi)表面30銑撥叉腳兩端面左端面、mm40銑撥叉腳內(nèi)表面左端面、mm、撥

10、叉腳內(nèi)表面50銑兩耳內(nèi)表面左端面、mm、撥叉腳內(nèi)表面60鉆孔左端面、mm、撥叉腳內(nèi)表面70去毛刺80校正撥叉腳90清洗100終檢3.3加工設(shè)備及工藝裝備的選用機(jī)床和工藝裝備的選擇應(yīng)在滿足零件加工工藝的需要和可靠地保證零件加工質(zhì)量的前提下，與生產(chǎn)批量和生產(chǎn)節(jié)拍相適應(yīng)，并應(yīng)優(yōu)先考慮采用標(biāo)準(zhǔn)化的工藝裝備和充分利用現(xiàn)有條件，以降低生產(chǎn)準(zhǔn)備費(fèi)用。副變速撥叉的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以選用高效的專用設(shè)備和組合機(jī)床，也可選用通用設(shè)備，所選用的夾具均為專用夾具。根據(jù)參考一表3.6立式銑床各種型號(hào)及主要參數(shù)、表4.16銑刀的種類用途、表4.2孔加工刀具的類型及應(yīng)用、表4.38游標(biāo)卡尺，各工序加工設(shè)備及工藝裝備的選

11、用見下表：加工設(shè)備及工藝裝備工序號(hào)工序內(nèi)容加工設(shè)備工藝裝備10粗銑撥叉頭兩端面立式銑床x51高速鋼套式銑刀、游標(biāo)卡尺20粗鏜、半粗鏜、倒角孔立式銑床x51鏜刀、卡尺、錐柄圓柱塞規(guī)30銑撥叉腳兩端面立式銑床x51高速鋼套式銑刀、游標(biāo)卡尺40銑撥叉腳內(nèi)表面立式銑床x51高速直齒三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺50銑兩耳內(nèi)表面立式銑床x51高速直齒三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺60鉆孔立式鉆床z525麻花鉆、游標(biāo)卡尺、錐柄圓柱塞規(guī)70去毛刺鉗工臺(tái)80校正撥叉腳鉗工臺(tái)手錘90清洗清洗機(jī)100終檢塞規(guī)、百分尺、卡尺等 3.4加工余量、工序尺寸和公差的確定1.工序10粗銑撥叉頭兩端面以右端面定位，粗銑左端面，銑削量2mm，以左

12、端面定位，粗銑右端面，銑削量為2mm。2. 工序20粗鏜、半粗鏜孔鑄造后雙側(cè)余量一半為2mm，粗鏜雙側(cè)余量3mm，半精鏜雙側(cè)余量1mm。3. 工序30銑撥叉腳兩端面鑄造后雙側(cè)余量一半為2mm粗銑雙側(cè)余量4mm。4.工序40銑撥叉腳內(nèi)表面鑄造后雙側(cè)余量一半為2mm粗銑雙側(cè)余量4mm。5.工序50銑兩耳內(nèi)表面 鑄造后雙側(cè)余量一半為2mm粗銑雙側(cè)余量4mm。6. 工序60鉆孔一次鉆孔。3.5確立切削用量及基本工時(shí)1.工序10粗銑撥叉頭兩端面該工序分兩個(gè)公步，公步1是以右端面定位，粗銑左端面；工步2是以左端面定位，粗銑右端面，它們所選用的背吃刀量、切削速度和進(jìn)給量是一樣的。 （1）背吃刀量 由于切削量

13、較小，故選擇 =2mm。一次走刀即可完成。 （2）進(jìn)給量x51型立式銑床功率為4.5kw，查參考一表5.8高速鋼套式面銑刀粗銑平面進(jìn)給量，按機(jī)床、工件、夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進(jìn)給量取為0.08mm/z。 （3）銑削速度 由本工序采用高速鋼整體銑刀、=40mm，齒數(shù)=12。查參考一表5.8高速鋼整體銑刀銑削速度，確定銑削速度=44.9m/min，則=357.3r/min 由本工序采用x51型立式銑床，查參考一表3.6，取轉(zhuǎn)速=380r/min，故實(shí)際切削速度=47.7m/min 當(dāng)=380r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量=364.8mm/min也可根據(jù)參考一表3.7查得機(jī)床的

14、進(jìn)給量為300mm/min。 （4）基本工時(shí)由于該工序包括兩個(gè)工步，每個(gè)工步的基本加工時(shí)間計(jì)算查參考一表5.41銑削基本時(shí)間計(jì)算，。確定=14mm,=2mm，=24mm；則該工序的基本時(shí)間為，則該工序基本工時(shí)為16s。2.工序20粗鏜、半粗鏜、倒角孔該工序分為三個(gè)工步： （1）粗鏜孔工步取背吃刀量=1.5mm，查參考一表5.57高速鋼鏜刀鏜孔的切削用量得，切削速度取=35m/min,進(jìn)給量取=0.8mm/r,則= =1114r/min由本工序采用x51立式銑床，取轉(zhuǎn)速 =1225r/min,故實(shí)際切削速度為 =m/min=38.46m/min （2）半鏜孔工步取背吃刀量=0.5，查參考一表5.

15、57高速鋼鏜刀鏜孔的切削用量得，切削速度去=20m/min，進(jìn)給量取0.2mm/r,則=490r/min又本工序采用x51立式銑床，取轉(zhuǎn)速=490r/min,故實(shí)際切削速度為=20m/min。 （4）基本工時(shí)由參考一表5.37鏜孔基本時(shí)間的計(jì)算，因此粗鏜工步基本工時(shí)為11s，半精鏜工步基本工時(shí)為46s。3. 工序30銑撥叉腳兩端面該工序分兩個(gè)公步，公步1是粗銑撥叉腳左端面；工步2是粗銑撥叉腳右端面。它們所選用的背吃刀量、切削速度和進(jìn)給量是一樣的。 （1）背吃刀量 由于切削量較小，故選擇 =2mm。一次走刀即可完成。 （2）進(jìn)給量x51型立式銑床功率為4.5kw，查參考一表5.8高速鋼套式面銑刀

16、粗銑平面進(jìn)給量，按機(jī)床、工件、夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進(jìn)給量取為0.08mm/z。 （3）銑削速度 由本工序采用高速鋼整體銑刀、=40mm，齒數(shù)=12。查參考一表5.8高速鋼整體銑刀銑削速度，確定銑削速度=44.9m/min，則=357.3r/min 由本工序采用x51型立式銑床，查參考一表3.6，取轉(zhuǎn)速=380r/min，故實(shí)際切削速度=47.7m/min 當(dāng)=380r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量=364.8mm/min也可根據(jù)參考一表3.7查得機(jī)床的進(jìn)給量為300mm/min。 （4）基本工時(shí) 由于該工序包括兩個(gè)工步，每個(gè)工步的基本加工時(shí)間計(jì)算查參考一表5.41銑削基本

17、時(shí)間計(jì)算，確定=14mm,=2mm，=62mm；則該工步的基本時(shí)間為，該工序基本工時(shí)為32s。 4. 工序40銑撥叉腳內(nèi)表面該工序分兩個(gè)公步，公步1是粗銑撥叉腳左內(nèi)表面；工步2是粗銑撥叉腳右內(nèi)表面，它們所選用的背吃刀量、切削速度和進(jìn)給量是一樣的。 （1）背吃刀量 由于切削量較小，故選擇 =2mm。一次走刀即可完成。 （2）進(jìn)給量、銑削速度 x51型立式銑床功率為4.5kw，查機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)（第三版）下文簡(jiǎn)稱參考二表14-77高速鋼整體三面刃銑刀銑平面及凸臺(tái)的切屑速度采用直齒三面刃銑刀、=68mm，齒數(shù)=16，每齒進(jìn)給量=0.08mm,銑削速度=49m/min，則=229.5r/min 由

18、本工序采用x51型立式銑床，查參考一表3.6，取轉(zhuǎn)速=210r/min，故實(shí)際切削速度=44.8m/min 當(dāng)=210r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量=268.8mm/min也可根據(jù)參考一表3.7查得機(jī)床的進(jìn)給量為250mm/min。 （3）基本工時(shí)由于該工序包括兩個(gè)工步，它們所選用的背吃刀量、切削速度和進(jìn)給量是一樣的，所以兩工步基本工時(shí)也相同。偏角，查參考一表5.41銑削基本時(shí)間計(jì)算，確定=14mm,=2mm，=6mm；則每個(gè)工步工序的基本時(shí)間為，該工序基本工時(shí)為10s。5. 工序40銑兩耳內(nèi)表面該工序分兩個(gè)公步，工步一是粗銑左耳內(nèi)表面，工步二是粗銑右耳內(nèi)表面，由于它們的機(jī)械加工余量，粗糙

19、度要?dú)庀嗤虼怂鼈兯x用的背吃刀量、切削速度和進(jìn)給量是一樣的。 （1）背吃刀量 由于切削量較小，故選擇 =2mm。一次走刀即可完成。 （2）進(jìn)給量、銑削速度 x51型立式銑床功率為4.5kw，查機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)（第三版）下文簡(jiǎn)稱參考二表14-77高速鋼整體三面刃銑刀銑平面及凸臺(tái)的切屑速度采用直齒三面刃銑刀、=68mm，齒數(shù)=16，每齒進(jìn)給量=0.08mm,銑削速度=49m/min，則=229.5r/min 由本工序采用x51型立式銑床，查參考一表3.6，取轉(zhuǎn)速=210r/min，故實(shí)際切削速度=44.8m/min 當(dāng)=210r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量=268.8mm/min也可根

20、據(jù)參考一表3.7查得機(jī)床的進(jìn)給量為250mm/min。 （3）基本工時(shí) 由于該工序包括兩個(gè)工步，它們所選用的背吃刀量、切削速度和進(jìn)給量是一樣的，所以兩工步基本工時(shí)也相同。偏角，查參考一表5.41銑削基本時(shí)間計(jì)算，確定=14mm,=2mm，=15mm；則每個(gè)工步工序的基本時(shí)間為，該工序基本工時(shí)為16s。6.鉆孔 （1）切削用量由工件材料為kth350-10、孔mm、查參考二表10-22麻花鉆，選定直徑的麻花鉆，查參考一表5.19高速鋼麻花鉆鉆削碳鋼的切削用量得，切削速度=20m/min，進(jìn)給量=0.20mm/r，取=8.7mm，則=r/min=732.1r/min由本工序采用z525型立式鉆床，

21、由表3.17得，轉(zhuǎn)速=680r/min，故實(shí)際切削速度為=18.58m/min （2）基本工時(shí) 由參考一表5.39，工步，則該工序的基本時(shí)間為4專用鉆床夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計(jì)的工序鉆8.7孔的夾具設(shè)計(jì)。4.1 問題的提出 本夾具主要用于鉆8.7孔，需要考慮保證精度要求和如何提高生產(chǎn)效率上。我們采用14作為定位基準(zhǔn)。4.2 定位基準(zhǔn)的選擇擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量。基準(zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。選擇14孔和其端面作為定位基準(zhǔn)，來設(shè)計(jì)本道工序的夾具，以圓柱銷和擋銷作為定位夾具，端面限制3個(gè)自由度，圓柱銷限制2個(gè)自由度，擋銷限制1個(gè)自由度，這樣空間的六個(gè)自由度就限制完全了，同時(shí)采用手柄夾緊即可滿足要求。4.3切削力及夾緊力計(jì)算 由于本道工序主要完成孔的鉆孔加工，鉆削力。由切削手冊(cè)得：鉆削力 式（5-2）鉆削力矩 式（5-3）式中： 代入公式（5-2）和（5-3）得 本道工序加工孔時(shí)，夾緊力方向與鉆削力方向相同。