變速桿加工工藝設(shè)計方案

西北農(nóng)林科技大學(xué)機(jī)械與電子工程學(xué)院《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程作業(yè)變速桿加工工藝設(shè)計分組號3組長組員二零13年11月17日目錄TOC\o"1-3”\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc369273848”一、零件分析 一、零件分析1。1零件結(jié)構(gòu)分析1。1.1分析零件圖及裝配圖變速桿的主要工作部分為彎曲部位較短的一側(cè)，安裝于變速箱內(nèi)部,與變速箱內(nèi)部機(jī)構(gòu)有較高的配合性質(zhì)，因此精度要求較高；而彎曲部位較長側(cè)位于變速箱外部，為操控者手握部位，精度要求不高，只需滿足基本的尺寸要求即可。因此，整個零件加工過程中,需要確保較短側(cè)的加工精度，有良好的加工工藝,另一側(cè)的加工要求可在滿足尺寸要求的前提下選取較低的加工精度.1。1。2結(jié)構(gòu)工藝性分析變速桿結(jié)構(gòu)較為簡單,加工表面都集中于安裝于變速箱內(nèi)部的一側(cè),加工精度高、要求多，而外部的加工工藝要求較低，只需滿足基本尺寸要求即可。故應(yīng)該注意以下幾點：第一、桿上有兩個球面，因為要與其他機(jī)構(gòu)進(jìn)行配合，所以都要有較高的尺寸精度，其上的平面與槽都有很高的粗糙度要求；第二、兩個球面的球心也有較高的相對位置要求，亦有較高的尺寸精度；第三、連接兩個球面的中間軸有一定的錐度；第四、彎曲部位有一定的角度要求及其他尺寸要求，但是要求的精度不高；長桿部分的末端需要切制螺紋，注意提前車削退刀槽。1。2零件技術(shù)要求分析較小的球面的表面粗糙度為Ra<3。2；較大的球面的表面粗糙度為Ra<3。2，其上槽部的加工平面的表面粗糙度為Ra〈6。3；兩個球的直徑公差要求分別為：大-0.2~—0.1，小—0.4~-0.2;兩球心的中心距偏差值為±0.2。1.3確定毛坯毛坯選用直徑為32mm的長直45碳鋼棒料，長度為500mm。二、擬定零件的機(jī)加工工藝路線2.1定位基準(zhǔn)的選擇在棒料兩端鉆頂尖孔，作為車削的基準(zhǔn)，進(jìn)行棒料各部位的車削加工；銑平棒料的一個斷面作為定位基準(zhǔn),確定兩球形及軸肩的位置；球面上的平面及凹槽則通過先加工出一平面或凹槽，作為加工相對應(yīng)位置的平面或凹槽時的基準(zhǔn)。2。2確定各加工表面的加工方案第一、棒料整體采用車削加工,對于有錐度的一段則加入精車工序；第二、棒料上的兩個球心部位采用磨削加工；第三、球面上的平面及凹槽則采用銑削加工;第四、端部的螺紋采用銑削加工，在螺紋銑床上進(jìn)行加工；第五、彎折部分采用沖壓彎曲加工的方法.2.3加工階段的劃分，安排加工順序第一步、對棒料進(jìn)行鉆頂尖孔，并進(jìn)行車削加工；第二步、對有錐度的一段軸進(jìn)行加工;第三步、加工兩個球面；第四步、加工球面上的平面及凹槽;第五步、對棒料進(jìn)行彎折加工;第六步、進(jìn)行螺紋的加工。2。4確定加工集中與分散車削部分及帶錐度的部分軸的加工集中在車床上一次加工完成；兩個球面的加工在所選的磨床上集中加工完成;兩球面上的各加工表面集中在銑床上加工完成；彎曲工序則在沖壓機(jī)上完成;螺紋的加工在螺紋銑床上加工完成.2.5擬定加工工藝路線一、鉆兩個頂尖孔；二、對棒料進(jìn)行車削加工，滿足桿件各部位的尺寸要求;三、車削加工有錐度的部分軸段；四、磨削加工兩球面;五、銑削加工兩球面上的平面及凹槽；六、對桿件進(jìn)行彎曲加工；七、車削加工確定桿件另一端長度；八、銑削加工另一端的螺紋部分。三、選擇加工設(shè)備和工藝裝備3。1機(jī)床設(shè)備的選擇1)普通車床CA6136φ360×50理由:a、軸類零件是回轉(zhuǎn)體，要選用車床而不用磨床，粗加工選普車而不用數(shù)控車床。b、變速桿的尺寸屬于較小尺寸c、粗加工，直徑方向的公差不要很高的精度，大概用普通車床就好。2）數(shù)控車床CK6136φ360×50SINUMERIK系統(tǒng)IT理由:a、車床體完成的是回轉(zhuǎn)體軸類零件的半精加工和精加工.b、軸的回轉(zhuǎn)尺寸屬較小尺寸，車床規(guī)格不宜過大。3）、外圓磨床：萬能外圓磨MA1432Bφ320×2000Ra0.32IT1理由：a、上述數(shù)控車床保證了加工零件尺寸精度，但表面粗糙度的保證，則需要磨床的進(jìn)一步加工。b、此磨床用于加工φ30和φ15.5兩處，保證其表面粗糙度Ra3。2um4)、銑床：立式升降臺銑床X53K400×1700或400×2000理由：用于加工(5×2）mm，深度24mm的對稱鍵槽和長度12mm的小端平面。3.2工裝的選擇3。2。1夾具的選擇1）粗車時，選用通用夾具三爪卡盤，同樣適用于數(shù)控車床CA6136:精磨時也選用三爪卡盤。2）銑削加工時選用與X53K立式升降銑床配套的專用夾具:在選用三爪卡盤做夾具的時候，還需要用頂尖來支撐裝夾，從而保證細(xì)長軸的加工準(zhǔn)確性和穩(wěn)定型.3。2.2刀具的選擇a、軸類零件加工的內(nèi)容主要是外圓的加工，且都須粗、精加工分開,往往還有半精加工工序.粗車加工時,主要是注重刀具的效率性能,并且在考慮IT4材料為45鋼的同時,選擇75°外圓車刀，有利于減小振動；精加工主要是滿足零件的尺寸精度,選用90°外圓車刀，適合階梯軸的加工。磨削加工時，選用砂輪。b、銑削鍵槽和小平斷面時，由于需要加工的尺寸較小，通常選用加長立銑刀（直徑選12MM).加工5×2的槽時選用寬度為5mm的割槽刀。3。2.3量具的選擇測量長度方面：在變速桿粗車時不要過分精確的測量尺寸，僅需采用測量范圍:0～150mm，讀數(shù)0。02mm的游標(biāo)卡尺。精加工處用千分尺（0。15—0。03)；測量角度時選用萬能角度尺；測量圓弧采用R規(guī)；測量螺紋選用螺紋卡尺。四、機(jī)械加工工序設(shè)計4。1確定加工余量變速桿的部名稱總加工余量（mm）螺紋部分22退刀槽24斜桿18擋圈12大球體2錐度桿大頭18.4小頭20小球體174.2確定工序尺寸及公差變速桿的部名稱總加工余量（mm)工序加工余量工序尺寸及公差(mm）螺紋部分22先對棒料毛柸整體進(jìn)行車削加工此工序加工余量為1。7mm，再對斜桿、彎曲及大球體上部車削此工序加工余量為16.3mm,然后車退刀槽,最后銑螺紋加工此工序加工余量為4mm。10+0。5—0。5退刀槽24在銑螺紋前已加工完成8+0。2-0.2斜桿18在第一次粗車削加工后再精車削此工序加工余量為16。3mm14+0。2-0。2擋圈12在第二次粗車削時對此部分的加工尺寸如圖所示，此工序加工余量為12mm20+0。2—0。2大球體2在第二次車削完成后對兩球體部分進(jìn)行磨削加工，此工序加工余量為0。3mm30-0。1—0.2錐度桿大頭18.4小頭20進(jìn)行精車工序此工序加工余量為大頭18。4mm小頭20mm13。612+0。2-0。2小球體17同大球體的加工15。5-0。2-0.44。3確定切削用量選擇切削用量的原則是：粗加工時，一般以進(jìn)步生產(chǎn)率為主,但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工本錢;半精加工和精加工時，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的條件下,兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工本錢.1．切削深度t其也稱背吃刀量，在機(jī)床、工件和刀具剛度答應(yīng)的情況下，t即是加工余量，這是進(jìn)步生產(chǎn)率的一個有效措施。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般應(yīng)留一定的余量進(jìn)行精加工.2．切削寬度L在編程中切削寬度稱為步距，一般切削寬度L與刀具直徑D成正比，與切削深度成反比.在粗加工中,步距取得大有利于進(jìn)步加工效率。在使用平底刀進(jìn)行切削時，一般L的取值范圍為：L=（0.6～0.9）D。而使用圓鼻刀進(jìn)行加工，刀具直徑應(yīng)扣除刀尖的圓角部分，即d=D—2r，（D為刀具直徑，r為刀尖圓角半徑），而L可以取得（0。8～0。9）d。取L=3～4。5mm.3．切削線速度VC也稱單齒切削量，單位為m/min。進(jìn)步VC值也是進(jìn)步生產(chǎn)率的一個有效措施，但VC與刀具耐用度的關(guān)系比較密切.隨著VC的增大,刀具耐用度急劇下降，故VC的選擇主要取決于刀具耐用度。一般好的刀具供給商都會在其手冊或者刀具說明書中提供刀具的切削速度推薦參數(shù)VC。另外，切削速度VC值還要根據(jù)工件的材料硬度來作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。Vc=5m/min.4．主軸轉(zhuǎn)速n主軸轉(zhuǎn)速的單位是r/min，一般根據(jù)切削速度VC來選定.計算公式為：n=63。7r/min其中，DC為刀具直徑(mm)。在使用球頭刀時要作一些調(diào)整，球頭銑刀的計算直徑Deff要小于銑刀直徑DC，故實在際轉(zhuǎn)速不應(yīng)按銑刀直徑DC計算,而應(yīng)按計算直徑Deff計算。Deff=39.8mm5．進(jìn)給速度Vf進(jìn)給速度是指機(jī)床工作臺在作插位時的進(jìn)給速度，Vf的單位為mm/min。Vf應(yīng)根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料來選擇。Vf的增加也可以進(jìn)步生產(chǎn)效率，但是刀具的耐用度也會降低。加工表面粗糙度要求低時,Vf可選擇得大些。進(jìn)給速度可以按下面公式進(jìn)行計算：所以,Vf=29。5mm/min.技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析工藝成本的分析與評比生產(chǎn)成本是制造一個零件或一臺產(chǎn)品需要的全部費用，與完成工序直接有關(guān)的費用稱為第一費用,也稱工藝成本。工藝成本的計算材料或毛坯費（元/件）Ccp=CcWm-CxWx計算式中Cc—材料單位質(zhì)量的價格(元/kg）Cx—廢料單位質(zhì)量的價格（元/kg)Wx—廢料的質(zhì)量（kg）Wm-毛坯的質(zhì)量(kg)操作工人的工資CCG（元/件）CCG=Zz＊Tp(1+a/100）/60計算式中Zz—操作工人每小時工資（元/h)Tp-單位時間（min/件）a—與工人有關(guān)的附加費用（勞保費,獎金等）系數(shù)，一般取12—14。機(jī)床電費CD(元/件）CD=SD＊PG*TB*?FH/60計算式中SD—每千瓦小時電費(元/kw*h）PG—機(jī)床的額定功率（kw)TB—基本時間（min/件）?FH—機(jī)床機(jī)電平均負(fù)荷,一般取?FH=50%—60%機(jī)床折舊費專用機(jī)床折舊費CZJ(元/年）ZZJ=SJ*PJ計算式中SJ—機(jī)床價格（元）PJ—機(jī)床折舊率，折舊年限為10年P(guān)J=10％通用機(jī)床折舊費CTJ（元/年）CTJ=SJ*PJ＊TP/（60*TF*?J)計算式中TF—機(jī)床每年工作總時間（h)?J—機(jī)床利用率一般取80%-95%機(jī)床維修費CJV(元/年）CJV=（10％-15%）*SJ（6）夾具費用專用夾具費CZQ（元/年)CZQ=SQ*(PQ1+PQ2)計算式中SQ—夾具的成本（元）PQ1—夾具折舊率，一般取33％PQ2-夾具維修費折舊百分?jǐn)?shù)，每年10%-20%通用夾具費CTQ(元/件）CTQ=（SQ＊（PQ1+PQ2）＊TP）/(60*TF*?Q）計算式中TF—夾具每年工作總時間(h）?Q-夾具利用率刀具費用CA（元/件)CA=（SA+n＊SR)*TB/(t＊（1+n））計算式中SA—刀具價格(元）n—刀具可用次數(shù)SR—每次刃磨費用,約為刀具價格的30%t—刀具耐用度(min）調(diào)整工人工資CTG(元/年）CTG=ZT*TT*N(1+a/100）/(60＊np)計算式中ZT-調(diào)整工人每小時工資（元/h)TT—調(diào)整一次所需要的時間（min）N-年產(chǎn)量a—與工人有關(guān)的附加費用（勞保費，獎金等）系數(shù)，一般取12—14.上述8項費用均先按工序進(jìn)行計算，然后算出各工序該項費用的總和。可變費用：V=CCP+CCG+CD+CTJ+CJV+CTQ+CA不變費用：S=CTG+CZJ+CJV+CZQ若工件的年產(chǎn)量為N,則工件的全年工藝成本E（元/年）為E=VN+S單件工藝成本Ed（元/件）為Ed=V+S/N以上2式也可以用于計算單個工件的成本。六、工藝文件編制6。1機(jī)械加工工藝卡片工廠工藝過程綜合卡片產(chǎn)品名稱及型號零件名稱花鍵軸零件圖號材料名稱45鋼毛坯種類模鍛零件質(zhì)量(Kg)毛重第1頁序號ZG230-450-GB11352—89尺寸長500,直徑32凈重共1頁性質(zhì)焊接性良好,適于制造平坦的零件每臺件數(shù)1每批件數(shù)工序號工序內(nèi)容加工車間設(shè)備名稱及牌號工藝設(shè)備名稱及編號技術(shù)等級時間定額夾具刀具量具單件準(zhǔn)備終結(jié)10下料20鉆兩個頂尖孔30車削加工數(shù)控車床CK6136三爪卡盤硬質(zhì)合金車刀，麻花鉆游標(biāo)卡尺、千分尺40車削加工有錐度的部分軸段數(shù)控車床CK6136三爪卡盤內(nèi)外圓車刀測量圓弧采用R規(guī)50磨削加工兩球面萬能外圓磨MA1432B三爪卡盤磨刀測量圓弧采用R規(guī)60銑削加工兩球面上的平面及凹槽立式升降臺銑床X53K專用銑床夾具硬質(zhì)合金端銑刀測量角度時選用萬能角度尺70對桿件進(jìn)行彎曲加工80車削加工確定桿件另一端長度數(shù)控車床CK6136插齒刀游標(biāo)卡尺90銑削加工另一端的螺紋部分立式升降臺銑床X53K專用銑床夾具硬質(zhì)合金端銑刀游標(biāo)卡尺、千分尺100檢驗入庫更改內(nèi)容編制校對審核會簽6。2機(jī)械加工工序卡文件編號：(廠名）機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱變速桿零件名稱變速桿共頁第頁車間工序號工序名稱材料牌號端面加工毛坯種類毛坯外形尺寸每毛坯所制作件數(shù)每臺件數(shù)鑄件設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)夾具編號夾具名稱切削液專用夾具工位器具編號工位器具名稱工步號工步內(nèi)容工藝裝備主軸轉(zhuǎn)速（r/min）切削速度（mm/min）進(jìn)給量（mm/min）背吃刀量（mm）進(jìn)給次數(shù)3打頂尖孔數(shù)控車床CK613663.729。514螺紋部分?jǐn)?shù)控車床CK613663.770902215退刀槽數(shù)控車床CK61367516斜桿數(shù)控車床CK61361818擋圈數(shù)控車床CK61361219大球體萬能外圓磨MA1432B210錐度桿萬能外圓磨MA1432B大頭18。4小頭2011小球體萬能外圓磨MA1432B17設(shè)計日期審核日期標(biāo)準(zhǔn)日期會簽日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期七、總結(jié)總結(jié)各小組成員對作業(yè)的貢獻(xiàn),總結(jié)作業(yè)收獲、知識掌握的不足。各小組任務(wù)分配見附錄，

總結(jié)

通過本次的設(shè)計，使我能夠?qū)镜闹R做進(jìn)一步的了解與學(xué)習(xí),對資料的查詢與合理的應(yīng)用做了更深入的了解,本次進(jìn)行工件的工藝路線分析、工藝卡的制定、工藝過程的分析、機(jī)床夾具的設(shè)計與分析，對我們在大學(xué)期間所學(xué)的課程進(jìn)行了實際的應(yīng)用與綜合的學(xué)習(xí)。

在工藝部分中，我們涉及到要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步,加工該工序的機(jī)車及機(jī)床的進(jìn)給量，切削深度，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具,