變速器換擋叉工藝工裝設計

1、鎮(zhèn) 江 高 專ZHENJIANG COLLEGE畢 業(yè) 設 計 （論 文）變速器換擋叉工藝工裝設計Transmission shift Forks tooling design 題 目 變速器換擋叉工藝工裝設計 系 名： 機械工程系 專業(yè)班級： 機電W072 學生姓名： 李 婷 學 號： 070108218 指導教師姓名： 張 晶 指導教師職稱： 副教授 二一二年六 月 十五 日目錄摘要3引 言4第一章 零件的分析5第二章 工藝規(guī)程的設計62.1確定毛坯的的制造形式62.2基準的選擇62.3制訂工藝路線62.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定82.5確定切削用量及基本工時9第三章 專用夾

2、具的設計193.1鉆、攻M10螺紋的夾具設計193.1.1問題提出193.1.2 定位基準的選擇193.1.3定位元件的設計193.1.4切削力及夾緊力計算193.1.5 夾具設計及操作簡要說明193.2銑撥叉寬51面的夾具設計213.2.1 問題的提出213.2.2 定位基準的選擇213.2.3定位元件的設計213.2.4 切削力及夾緊力計算213.2.5 定向鍵與對刀裝置設計233.2.6 夾具設計及操作簡要說明25總 結26致 謝27參 考 文 獻282變速器換擋叉專業(yè)班級：機電W072 學生姓名：李婷 指導教師：張晶 職稱：副教授摘 要：本次設計內容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金

3、屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。撥叉的加工工藝規(guī)程及其銑叉口面與鉆M10螺紋的夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。銑叉口面以15.81F8孔及其端面作為來定位基準，以工件的另外一個端面作為輔助基準，實現(xiàn)工件的完全定位，夾緊則是通過調節(jié)螺母來實現(xiàn)；鉆M10螺紋以15.81F8孔及其端面作為定位基準，以一削邊銷作為輔助基準，實現(xiàn)工件的完全定位，夾緊則是由快換墊圈、螺母、心軸等組成。關鍵詞： 夾緊 定位 基準ABSTRCT：The design of the content relates to the machinery manufacturing tec

4、hnology and machine tool fixture design, metal cutting machine tool, tolerance and measuring and other aspects of knowledge.Fork processing procedures and milling fork and drill M10 threads of fixture design is including machining process design, process design and fixture design in three parts. Mil

5、ling fork with diameter 15.81F8hole and end as to the locating datum to the workpiece, another end as auxiliary reference, realize the workpiece positioning, clamping is realized through adjusting nut; screw thread hole drilling M10than 15.81F8and its face as a positioning reference, to an edge cutt

6、ing pin as auxiliary reference, to achieve workpiece positioning, clamping is fast changing washer, nut, the mandrel.Key words: clamping positioning datum引 言機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎

7、及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術水平的重要指標。撥叉的加工工藝規(guī)程及其銑叉口面與鉆M10螺紋的夾具設計是在學完了機械制圖、機械制造技術基礎、機械設計、機械工程材料等進行設計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設計出專用夾具，保證零件的加工質量。本次設計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結合，才能很好的完成本次設計。本次設計水平有限，其中難免有缺點錯誤

8、，敬請老師們批評指正。第一章 零件的分析從變速器換擋叉的零件圖上可以看出，它有兩組加工表面，這兩組加工面之間也有一定的位置要求，現(xiàn)將這兩組加工面分述如下： 1. 以Ø15.81mm孔為中心的加工面 這一組加工面包括：Ø20.5圓的左右端面， Ø15.81mm孔以及對其倒角。 2. 叉口處的加工面 這一組加工面包括：銑叉口的2端面面，銑叉口內側面，其中外端面和15.81孔有垂直度要求，這就要求我們要以15.81內孔定位加工這2端面，以保證端面和15.81孔的垂直度。第二章 工藝規(guī)程的設計 2.1 、確定毛坯的的制造形式零件材料為35，零件在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載

9、荷，采用這種材料零件的強度也能保證。由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用鍛造，鍛造精度為2級，能保證鍛件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應該的。2.2 、基準的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進行。 粗基準的選擇：對于零件的加工而言，粗基準的選擇對后面的精加工至關重要。從零件圖上可以看出，變速器換擋叉較不規(guī)則，所以粗基準不太容易選擇。為了保證Ø15.8mm孔的位置精度的要求，選擇叉口內圓面和20.5的右端

10、面作為粗基準，以保證孔的軸心線與叉口的X、Y方向的位置要求以及Ø15.8mm孔軸心線的垂直度，依照粗基準的選擇原則（即當零件有不加工表面時，應該以這些不加工表面作為粗基準，若零件有若干個不加工表面時，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面做為粗基準）來選取。工件被放在支撐板上，限制三個自由度；工件的大叉口內表面緊靠在兩個支承釘?shù)耐鈭A柱面上，限制兩個自由度；小頭Ø15mm 孔的端面緊靠在支承釘上，限制一個自由度，實現(xiàn)完全定位。 對于精基準而言，主要應該考慮基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，此處不再重復。 2.3 、

11、制訂工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能型機床配以專用夾具，并盡量使工序集中在提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降下來。 方案一工序10：鍛造。工序20：調質處理工序30：銑20.5左端面工序40：銑20.5右端面及寬11的面工序50：鉆，擴，鉸15.81F8孔工序60：銑寬16.5的面 工序70：鉆寬16.5的面上M10的螺紋底孔8.5，攻絲M10 工序80：銑叉口的左右端面工序90：銑叉口寬51的面工序100：銑寬9.65的左右端面工序110：銑寬1

12、4的槽工序120：清洗去毛刺工序130：驗收工序140：入庫方案二工序10：鍛造工序20：調質處理工序30：銑20.5左端面工序40：銑20.5右端面及寬11的面工序50：銑寬16.5的面鉆，工序60：銑叉口的左右端面工序70：銑叉口寬51的面工序80：擴，鉸15.81F8孔工序90：鉆寬16.5的面上M10的螺紋底孔8.5，攻絲M10工序100：銑寬9.65的左右端面工序110：銑寬14的槽工序120：清洗去毛刺工序130：驗收工序140：入庫對方案一和方案二進行比較，可知方案二將15.8孔的加工放在銑叉口的左右端面后，由零件圖我們知道，15.8孔和銑叉口的左右端面有垂直度要求，為了保證他們

13、之間的垂直度要求，應將15.8孔的加工放到前面，這樣不但可以保證他們之間的垂直度要求，而且為后面工序的加工，提供了定位基準，節(jié)省了時間，進而提高了效率，所以我們選擇方案一。具體的加工路線如下工序10：鍛造。工序20：調質處理工序30：銑20.5左端面工序40：銑20.5右端面及寬11的面工序50：鉆，擴，鉸15.81F8孔工序60：銑寬16.5的面工序70：鉆寬16.5的面上M10的螺紋底孔8.5，攻絲M10工序80：銑叉口的左右端面工序90：銑叉口寬51的面工序100：銑寬9.65的左右端面工序110：銑寬14的槽工序120：清洗去毛刺工序130：驗收工序140：入庫2.4 、機械加工余量、

14、工序尺寸及毛坯尺寸的確定撥叉零件材料為 35，硬度選用180HBS，毛坯重約1Kg。生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，采用鍛造， 2級精度組。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量，對毛坯初步設計如下： 1. Ø20.5圓的左右端面Ø20.5圓的左右端面的粗糙度為12.5,進行一次粗銑即可滿足要求，查機械工藝學及夾具設計指導表2-12，知Z=2.0mm2. Ø15.8mm的孔 M10因為孔最大只有15.8mm，因此在鑄造時不容易鑄造出，因此在毛坯的設計時，不宜設計底孔。因此毛坯采用實心鑄造。以確保毛坯的成功率。2. 叉口側面 該叉口兩側面粗糙度都是6.3，進行

15、一次粗銑即可滿足光潔度要求。根據(jù)資料可知，選取加工余量等級為G，選取尺寸公差等級為9級。所以根據(jù)相關資料和經(jīng)驗可知，毛坯的叉口厚度定為2.0mm，符合要求。3. 叉口內圓面 叉口內圓面的圓弧半徑為R28.5mm，光潔度要求沒有，直接鑄造出來，查資料知，砂型鑄造機械翻砂造型的尺寸公差等級為810級，4.寬9.65和16.5的面寬9.65和16.5的兩側面，粗造度為6.3,12.5，進行一次粗銑即可滿足要求，查機械工藝學及夾具設計指導表3-3知Z=2.0mm5.寬14.2的槽因其寬度只有14.2，粗糙度為12.5，所以直接鑄造成實心其它表面均為不加工表面，而且鍛造出的毛坯表面就能滿足它們的精度要求

16、，所以，不需要在其它表面上留有加工余量。2.5、確定切削用量及基本工時工序10：鍛造工序20：調質處理工序30：銑20.5左端面1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質合金套式端銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量1） 決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內銑完，則2） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X51型銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，則按機床標準選取1450當1450r/min時3.2、銑撥叉寬51面的夾具設計3.2.1 問題的提出 本夾具主要用于銑撥叉寬51面，屬于工序903.2.2 定位基準的選擇以15.81F8孔及其端面作為定位基準，工件的

17、另外一端面作為輔助基準，來實現(xiàn)工件的完全定位。3.2.3 定位元件的設計定位基準為15.81F8孔及其端面、工件另外一端面，對應該的定位元件分別為：心軸、夾具體表面、削邊銷3.2.4 切削力及夾緊力計算 （1）刀具： 采用三面刃銑刀 80mm 機床： X62臥式銑床 由3 所列公式 得 查表 9.48 得其中： 修正系數(shù) z=24 代入上式，可得 F=986.1N 因在計算切削力時，須把安全系數(shù)考慮在內。安全系數(shù) K=其中：為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 （2）夾緊力的計算選用夾緊螺釘夾緊機 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=

18、+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=6，材料45鋼 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應力幅：許用應力幅：螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(shù)脑S用切應力為 s=3.54 取s=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠，3.2.5定向鍵與對刀裝置設計定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有正確的位置。根據(jù)GB220780定向鍵結構如圖所示：圖 3.3 夾具體槽形與螺釘圖根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結構尺寸如下：表 3.1 定向鍵數(shù)據(jù)表 BLHhD夾具體槽形

19、尺寸公稱尺寸允差d允差公稱尺寸允差D18-0.011-0.02725125126.817+0.0236對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。塞尺選用平塞尺，其結構如下圖所示： 圖 3.5 平塞尺圖塞尺尺寸為：表 3.2 平塞尺尺寸表公稱尺寸H允差dC1-0.0060.253.2.6 夾具設計及操作簡要說明本工件采用夾具體表面、心軸、削邊銷來實現(xiàn)工件的定位， 夾緊則是通過調節(jié)螺母來實現(xiàn)，這樣操作簡單，迅速，特別適合大批量生產(chǎn)，總體來說這套夾具是非常不錯的。能滿足批量生產(chǎn)要求夾具裝配圖如下：總 結設計是大學學習中最重要的一門科目，它要求我們把大學里學到的所有知識系統(tǒng)的組織起來，

20、進行理論聯(lián)系實際的總體考慮，需把金屬切削原理及刀具、機床概論、公差與配合、機械加工質量、機床夾具設計、機械制造工藝學等專業(yè)知識有機的結合起來。同時也培養(yǎng)了自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設計中既了解了基本概念、基本理論，又注意了生產(chǎn)實踐的需要，將各種理論與生產(chǎn)實踐相結合，來完成本次設計。設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),更是在學完大學所學的所有專業(yè)課及生產(chǎn)實習的一次理論與實踐相結合的綜合訓練。這次設計雖然只有三個月時間，但在這三個月時間中使我對這次設計有了很深的體會。 這次設計使我以前所掌握的關于零件

21、加工方面有了更加系統(tǒng)化和深入合理化的掌握。比如參數(shù)的確定、計算、材料的選取、加工方式的選取、刀具選擇、量具選擇等； 也培養(yǎng)了自己綜合運用設計與工藝等方面的知識； 以及自己獨立思考能力和創(chuàng)新能力得到更進一步的鍛煉與提高；再次體會到理論與實踐相結合時，理論與實踐也存在差異?；仡櫰鸫舜卧O計，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到完成定稿，從理論到實踐，在整整一學期的日子里，可以說學到了很多很多的的東西，同時鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正的實用，在生產(chǎn)過程中得到應用。在設計的過程中遇到了許多問題，當然也發(fā)現(xiàn)了