設計變速器換擋叉零件的機械加工工藝規(guī)程及銑撥叉寬51面工序的專用夾具設計說明書

1、.機械制造技術課程設計說明書設計題目：設計變速器換擋叉零件的機械加工工藝規(guī)程及銑撥叉寬51面工序的專用夾具姓 名： 李冰 學 號： 00000000 班 級: 機電000 指導教師: 000000 河南機電高等?？茖W校2015年11月20日;機械制造技術課程設計說明書目錄第1章 零件的分析1第2章 工藝規(guī)程的設計2 2.1 確定毛坯的的制造形式22.2 基準的選擇22.3 制訂工藝路線32.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定52.5 確定切削用量及基本工時6第3章 專用夾具的設計163.1、銑撥叉寬51面的夾具設計16 3.1.1 問題的提出16 3.1.2 定位基準的選擇16 3.1

2、.3 定位元件的設計16 3.1.4 切削力及夾緊力計算16 3.1.5定向鍵與對刀裝置設計18 3.1.6 夾具設計及操作簡要說明20第1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(nèi)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(nèi)孔定位加工這2端面，以保證端面和15.81

3、孔的垂直度。圖1.1 第2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(zhì)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

4、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(nèi)圓面和20.5的右端面作為粗基準，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(nèi)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

5、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 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05：鍛造。工序10：調(diào)質(zhì)處理工序15：銑20.5左端面工序20：銑20.5右端面及寬11的面工序25：鉆，擴，鉸15.81F8孔工序30：銑寬16.5的面工序35：鉆寬16.5的面上M10的螺紋底孔8.5，

6、攻絲M10工序40：銑叉口的左右端面工序45：銑叉口寬51的面工序50：銑寬9.65的左右端面工序55：銑寬14的槽工序60：清洗去毛刺工序65：驗收工序70：入庫方案二工序05：鍛造工序10：調(diào)質(zhì)處理工序15：銑20.5左端面工序20：銑20.5右端面及寬11的面工序25：銑寬16.5的面鉆，工序30：銑叉口的左右端面工序35：銑叉口寬51的面工序40：擴，鉸15.81F8孔工序45：鉆寬16.5的面上M10的螺紋底孔8.5，攻絲M10工序50：銑寬9.65的左右端面工序55：銑寬14的槽工序60：清洗去毛刺工序65：驗收工序70：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

7、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05：鍛造。工序10：調(diào)質(zhì)處理工序15：銑20.5左端面工序20：銑20.5右端面及寬11的面工序25：鉆，擴，鉸15.81F8孔工序30：銑寬16.5的面工序35：鉆寬16.5的面上M10的螺紋底孔8.5，攻絲M10工序40：銑叉口的左右端面工序45：銑叉口寬51的面工序50：銑寬9.65的左右端面工序55：

8、銑寬14的槽工序60：清洗去毛刺工序65：驗收工序70：入庫2.4 機械加工余量、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

9、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(nèi)圓面 叉口內(nèi)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

10、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，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05：鍛造工序10：調(diào)質(zhì)處理工序15：銑20.5左端面1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量決定銑削深度 因為加工余量不大，故可在一次走刀內(nèi)銑完，則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時按機床標準選取1） 計算工時切削工時：，則機動工時為工序40：銑20.5右端面及寬11的面1. 選擇

11、刀具刀具選取不重磨損硬質(zhì)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(nèi)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時按機床標準選取3）計算工時切削工時：，則機動工時為工序25：鉆，擴，鉸15.81F8孔工步一鉆孔至14確定進給量：根據(jù)參考文獻表2-7，當鋼的，時，。由于本零件在加工14孔時屬于低剛度零件，故進給量應乘以系數(shù)0.75，則根據(jù)Z525機床說明書，現(xiàn)取切削速度：查得切削速度所以 根據(jù)機床說明書，取，故實際切削速度為

12、切削工時：，則機動工時為工步二：擴孔 利用鉆頭將孔擴大至，根據(jù)有關手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取根據(jù)機床說明書，選取 則主軸轉(zhuǎn)速為，并按車床說明書取，實際切削速度為切削工時：，則機動工時為工步3：鉸孔，得按機床實際進給量和實際轉(zhuǎn)速，取，實際切削速度。切削工時：，則機動工時為工序30：銑寬16.5的面1. 選擇刀具刀具選取不重磨損硬質(zhì)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(nèi)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14

13、50r/min時按機床標準選取3）計算工時切削工時：，則機動工時為工序35：鉆寬16.5的面上M10的螺紋底孔8.5，攻絲M10工步一：鉆寬16.5的面上M10的螺紋底孔8.5選用高速鋼錐柄麻花鉆（工藝表3.16） 由切削表2.7和工藝表4.216查得 （切削表2.15） 按機床選取 基本工時：工步二：攻螺紋M10mm 選擇M10mm高速鋼機用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即 按機床選取 基本工時：工序40：銑叉口的左右端面1. 選擇刀具刀具選取三面刃銑刀，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(nèi)銑完，則2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X51型銑

14、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225當225r/min時按機床標準選取3）計算工時切削工時： ，則機動工時為工序45：銑叉口寬51的面臥式銑床X62選擇刀具刀具選取高速鋼三面刃銑刀，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(nèi)銑完，則2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X62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時按機床標準選取3）計算工時切削工時： ，則機動工時為工序50：銑寬9.65的左右端面立式銑床X51選擇刀具刀具選取立銑刀，刀

15、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(nèi)銑完，則2）決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X62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時按機床標準選取3）計算工時切削工時： ，則機動工時為總的工時：T=2t=1.242min工序110：銑寬14.2的槽立式銑床X51選擇刀具刀具選取立銑刀，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(nèi)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

16、，則按機床標準選取1450當1450r/min時按機床標準選取3）計算工時切削工時： ，則機動工時為工序60：清洗去毛刺工序65：驗收工序70：入庫第3章 專用夾具的設計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。有老師分配的任務，我被要求設計工序90：銑叉口寬51的面，選用機床：Z525鉆床，X51銑床3.1、銑撥叉寬51面的夾具設計3.1.1 問題的提出 本夾具主要用于銑撥叉寬51面，屬于工序903.1.2 定位基準的選擇以15.81F8孔及其端面作為定位基準，工件的另外一端面作為輔助基準，來實現(xiàn)工件的完全定位。3.1.3 定位元件的設計定位基準為15.81F8孔及其

17、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3.1.4 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(nèi)。安全系數(shù) K=其中：為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質(zhì)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=+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，3.1.5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 3.1 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