機械制造技術(shù)課程設(shè)計CA10B解放汽車第四及第五變速叉工藝及車攻M10螺紋孔夾具設(shè)計【全套圖紙】

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1、提供全套，各專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 機械制造技術(shù)課程設(shè)計說明書 設(shè)計題目： CA10B解放牌汽車第四速及第五速變速叉 零件的 機械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計 學(xué)生：__ 學(xué)號：__200911413231__ 班級：_工業(yè)1092____ 指導(dǎo)教師： ____ 廣東海洋大學(xué)工程學(xué)院機械系 2012年 1 月 10 日 序言……………………………………………………………………………………2 一、 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定……………………………………3 （一） 零件的作用…………………………………………………………

2、……3 （二） 零件的技術(shù)要求…………………………………………………………3 （三） 零件的工藝分析…………………………………………………………3 二、 確定毛坯………………………………………………………………………3 （一） 確定毛坯的制造形式……………………………………………………3 （二） 確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量…………………………………3 三 、擬定工藝路線…………………………………………………………………4 （一）定位基準(zhǔn)的選擇……………………………………………………………4 （二）表面加工方法的確定………………………………………………………4 (三)

3、制訂工藝路線……………………………………………………………6 （四）確定切削用量及基本工時…………………………………………………7 四、夾具設(shè)計………………………………………………………………………8 （一）問題的提出………………………………………………………………8 （二）夾具設(shè)計…………………………………………………………………8 五、設(shè)計總結(jié)………………………………………………………………………10 全套圖紙，加153893706 序言 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是在大學(xué)全部基礎(chǔ)課，技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課完成以后進行的，是本

4、專業(yè)進行的一個實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練，讓我們結(jié)合以往學(xué)習(xí)中學(xué)到的理論知識，獨立地分析和解決零件機械制造工藝問題，而且，設(shè)計機床專用夾具，提高了我們的機構(gòu)設(shè)計能力。因此，它在我們大學(xué)四年的的學(xué)習(xí)中占有重要地位. 就我個人而言，希望能通過這次課程設(shè)計對自己即將從事的工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題，解決問題的能力. 由于能力有限，設(shè)計尚有諸多不足之處，懇請各位老師多多指教. 一. 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 (一) 零件的作用 題目所給定的零件是解放汽車第四速及第五速變速叉，它位于變速箱中，主要作用是撥動變速箱中的齒輪，使汽車達到變速的目的. (

5、二) 零件技術(shù)要求 變速叉形狀特殊、結(jié)構(gòu)簡單，屬于典型的叉桿類零件.為實現(xiàn)換檔、變速的功能，其叉軸孔與變速叉軸有配合要求，因此加工精度要求較高.叉腳兩端面在工作中需要承受沖擊載荷，為增強其耐磨性，該表面要求高頻淬火處理，硬度為58～63HRC；為保證變速叉換檔時叉腳受力均勻，要求叉腳兩端面對叉軸孔Φ19的垂直度要求為0.1mm. （三） 零件的工藝分析 此變速叉共有兩組加工表面，它們之間有一定的位置要求，現(xiàn)分述如下: 1.以Φ19mm孔為中心的加工表面. 這組加工表面包括:Φ19mm孔及其倒角，孔上端尺寸為16mm的槽，槽的外側(cè)厚度為10mm的兩個側(cè)面， Φ19mm孔的上端

6、距其中心12mm的兩個端面，還有孔下端M10的螺紋孔. 2.以Φ82.2mm孔為中心的加工表面. 這組加工表面包括: Φ82.2mm的孔及其倒角， Φ82.2mm的孔的側(cè)面，距M10螺紋孔中心線63.7mm.這兩組加工表面有著一定的位置要求，主要是:Φ82.2mm孔與其外端面垂直度公差為0.1mm. 由以上分析可知，對于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助專用夾具加工另一組表面，并保證他們之間的位置精度要求. 二. 確定毛坯 (一) 確定毛坯的制造形式 零件材料為20鋼，由于年產(chǎn)量為5000件，達到大批生產(chǎn)的水平，而且零件經(jīng)常撥動齒輪承受變載荷和沖擊性載荷，因此

7、應(yīng)選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠.因為為大批量生產(chǎn)，且零件的輪廓尺寸不大，故采用模鍛成型.這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮，也是應(yīng)該的. （二） 確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量 根據(jù)上述資料以及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量，工序尺寸及毛胚尺寸如下： 1、16mm的槽 參照《機械加工工藝手冊》，表3.1-56可知，因為其公差等級太低，可以直接銑. 2、槽的側(cè)面 參照《機械加工工藝手冊》，表3.1-56可知,其加工余量Z=2mm. 3、Φ19mm孔的兩個上端面 機械加工工藝手冊》，表3.1-56可知,其加工余量Z=2mm. 4、Φ82.2mm孔

8、的兩側(cè)面 參照《機械加工工藝手冊》，表3.1-56可知,其加工余量Z=2mm.精銑余量：單邊0.7mm（《工藝設(shè)計手冊》表8-31），銑削余量Z=2.0-0.7=1.3mm，鍛件偏差mm. 由于設(shè)計規(guī)定的零件為大量生產(chǎn)，應(yīng)該采取調(diào)整法加工.因此在計算最大最小加工余量時，應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定. 5、Φ19mm孔 參照《機械加工工藝手冊》，表3.1-56可知,其加工余量2Z=2mm.鉆孔Φ18.5mm，鉸孔Φ19mm. 6、Φ82.2mm孔 參照《機械加工工藝手冊》，表3.1-56可知,其加工余量2Z=2.5mm，粗鏜Φ81.7mm,鉸孔Φ82.2mm. 三.擬定工藝路線

9、 （一）定位基準(zhǔn)的選擇 基準(zhǔn)面選擇是工藝規(guī)程設(shè)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)效率得以提高。否則，加工工藝過程中會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。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)?；孢x擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，它對零件的生產(chǎn)是非常重要的. 1.精基準(zhǔn)的選擇 主要考慮基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算，根據(jù)該零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇叉軸孔Φ19和孔左端面作為精基準(zhǔn)，零件上的很多表面都可以采用它們作基準(zhǔn)進行加工，叉軸孔Φ19的軸線是設(shè)計基準(zhǔn)，

10、選用其作精基準(zhǔn)定位加工叉腳兩端面和M10螺孔，實現(xiàn)了設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合，保證被加工表面的垂直度要求。另外，由于變速叉剛性較差，受力易產(chǎn)生彎曲變形，為了避免在機械加工中產(chǎn)生夾緊變形，根據(jù)夾緊力應(yīng)垂直于主要定位基面，并應(yīng)作用在剛度較大部位的原則，夾緊力作用點不能作用在叉桿上。選用叉頭左端面作精基準(zhǔn)，夾緊可以作用在叉頭的右端即孔Φ19的右端面上，夾緊穩(wěn)定可靠。 2.粗基準(zhǔn)的選擇 作為粗基準(zhǔn)表面應(yīng)該平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面缺欠?，F(xiàn)選取Φ19mm孔的外輪廓不加工面作為粗基準(zhǔn)，用V形塊、支承板和擋銷實現(xiàn)完全定位，以消除自由度. （二）表面加工方法確定 1.根據(jù)變速叉零件圖上各加工表面的

11、尺寸精度和表面粗造度，確定加工工件的各表面的加工方法。 （1）、16mm槽及槽兩側(cè)面，尺寸精度IT13，表面粗糙度Ra10μm，加工方法為粗銑. （2）Φ19mm孔上端面，尺寸精度IT13，表面粗糙度Ra10μm，加工方法為粗銑. （3）Φ19mm孔上端兩側(cè)面，尺寸精度IT13，表面粗糙度Ra10μm，加工方法為粗銑. （4）Φ19mm孔，尺寸精度IT9，表面粗糙度Ra6.3μm，加工方法為鉆-鉸. （5）M10螺紋孔，尺寸精度IT11，表面粗糙度Ra12.5μm，加工方法為鉆. （6）Φ82.2mm孔端面，尺寸精度IT8，表面粗糙度Ra3.2μm，加工方法為精銑. （7）Φ82

12、.2mm孔，尺寸精度IT9，表面粗糙度Ra3.2μm，加工方法為精鏜. 2.加工階段的劃分 該變速叉加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分粗加工半精加工和精加工幾個階段。 在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)Ф19mm孔準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可以采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他的加工表面的精度要求；然后粗銑16mm槽及槽兩側(cè)面，粗銑上端面及兩側(cè)面，叉腳的兩端面。在半精加工階段，完成了叉腳的兩內(nèi)端面的半粗銑，鉆M10螺栓孔；在精加工階段，進行Ф19mm孔，Ф19mm孔的全部加工工序。 3.工序的集中與分散 本題選用工序集中原則安排變

13、速叉的加工工序。該零件的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用萬能型機床配以專用工，夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中的原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾加工多個工步，有利于保證各加工表面之間的相對位置度精度要求。 4.工序的安排 (1) 機械加工工序 ①．遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)—叉軸Ф19mm孔 ②． 遵循“先粗加工后精加工”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 ③．遵循“先主要后次要”原則，先加工主要表面—叉軸孔徑Ф19mm的上端面和Ф19mm孔，后加工次要表面—叉腳的兩外端面。 ④．遵循“先加工面后加工

14、孔”的原則，先加工叉軸Ф19mm孔的兩端面，后加工Ф19mm孔和Ф28mm孔. (2)熱處理工序 模鍛成型后切邊,進行調(diào)質(zhì),調(diào)質(zhì)硬度為241~285HBS，并進行酸洗，噴丸處理。噴丸可以提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛坯表面因脫碳而對機械加工帶來的不利影響。叉腳兩端面在精加工之前進行局部高頻淬火，提高其耐磨性和在工作中承受沖擊載荷的能力。 (3)輔助工序 粗加工叉腳兩端面和熱處理后，安排校直工序；在半精加工后，安排去毛刺和中間檢查工序；精加工后安排去毛刺，清洗和終檢工序。 綜上所述，該變速叉工序的安排順序為：基準(zhǔn)加工－主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工－

15、主要表面半精加工和次要表面加工－熱處理－主要表面精加工。 （三）制訂工藝路線 制訂工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度的技術(shù)要求能得到合理的保證.愛生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床以及專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率.除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降低. 工藝路線 工序1 粗銑Φ19mm孔上端兩端面，以Φ19mm孔定位，選用XA6132型萬能升降 臺銑床及專用夾具. 工序2 鉆鉸Φ19mm孔并倒角.以Φ19mm孔及端面定位，選用Z525立式鉆床及專 用夾具. 工序3 粗銑16mm槽，以Φ1

16、9mm孔的外輪廓為粗基準(zhǔn)定位，選用XA6132型萬能 升降臺銑床及專用夾具. 工序4 粗銑16mm槽的兩側(cè)面，以Φ19mm孔的外輪廓以及距槽底32mm的面為基 準(zhǔn)，選用XA6132型萬能升降臺銑床及專用夾具. 工序5 16mm槽1.5*450倒角，選用C620-1車床及專用夾具. 工序6 鉆距槽(16mm)12mm底面M10螺紋孔并倒角.以Φ19mm孔及16mm槽底 定位，選用Z5125立式鉆床及專用夾具. 工序7 攻螺紋M10. 工序8 粗銑Φ82.2mm孔的兩端面.以Φ19mm孔定位，選用XA6132型萬能升降臺銑 床及專用夾具. 工序9 粗鏜Φ81.7mm

17、孔.以Φ19mm孔及距中心線63.7mm的面為基準(zhǔn)，選用T740 雙面臥式金剛鏜床及專用夾具. 工序10 精鏜Φ82.2mm孔. .以Φ19mm孔及距中心線63.7mm的面為基準(zhǔn)，選用T740 雙面臥式金剛鏜床及專用夾具. 工序11 Φ82.2mm孔1*450倒角.選用C620-1型車床及專用夾具. 工序12 精銑Φ82.2mm孔的兩端面. 以Φ19mm孔定位，選用XA6132型萬能升降臺銑床及專用夾具. 工序13 終檢. （四）確定切削用量及基本工時 下面，只寫工序2、3、7、10的切削用量及基本工時的計算方法，其他工序用同樣的方法即可算出. 工序2 1.

18、鉆孔Φ18.5mm ,V=17m/min. 2.鉸孔Φ19mm. 采用高速鋼絞刀,V=14.7m/min. 3. Φ19mm孔倒角1*450兩端. 采用900锪鉆,為縮短輔助時間,取倒角時的主軸轉(zhuǎn)速與鉸孔相同. 所以總工時t=0.28×2+ 0.41=0.97 工序3 粗銑16mm槽,保證尺寸

19、16mm. fz=0.06mm/齒 切削速度:參考有關(guān)手冊,V=22.8m/min. 采用W18Cr4V立銑刀,dw=16mm,Z=3,則: ns===454r/min fm=fzznw=0.06*3*420=75.6mm/min 工序7 攻螺紋M10. V=6m/min 工序10 精鏜Φ82.2mm孔： 最后,將以上各工序切削用量，公式的計算結(jié)果,連同其他數(shù)據(jù),填入機械加工工藝過程卡片. 四、夾具設(shè)計。 （一）研究原始質(zhì)材 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度

20、，需要設(shè)計專用夾具 經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計第7道工序——攻M10螺紋的專用夾具。本夾具將用與C620車床。刀具為高速鋼螺紋刀，來對工件進行加工。該孔是零件的主要配合面，需要較高的要求，所以主要應(yīng)該考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度．由零件圖分析可選用工序1加工的端面作為此工序的定位基準(zhǔn)，采用一斷面，加一銷跟凸塊定位限制自由度。 （二）夾具設(shè)計及操作的簡要說明 該夾具的原理是，工件16mm槽卡在夾具凸塊上，凸塊通過螺絲鑲在支架上，支架與上端壓板通過螺絲鑲嵌，另外，利用短銷釘將壓板與Φ19mm孔連接，限制工件的自由度，另外因為該M10螺紋是用車床攻絲的，所以該螺紋孔圓心為工件的旋轉(zhuǎn)中

21、心。當(dāng)主軸帶動工件旋轉(zhuǎn)時，車刀接近孔，螺紋就攻出來了。 五、設(shè)計總結(jié) 通過這次課程設(shè)計對我們學(xué)生未來將從事的工作進行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉我們問題、解決問題的能力，為今后參加工作打下一個良好的基礎(chǔ)。 通過本次的課程設(shè)計，使我能夠?qū)镜母鏖T專業(yè)知識做進一步的了解與學(xué)習(xí)，對參考資料的查詢與合理的應(yīng)用做了更深入的了解，對制圖等表達能力得到進一步的提高。本次進行工件的工藝路線分析、工藝卡的制定、工藝過程的分析、鉆孔工序夾具的設(shè)計與分析，對我們在大學(xué)期間所學(xué)的課程進行了實際的應(yīng)用與綜合的學(xué)習(xí)和檢驗，為以后的學(xué)習(xí)和設(shè)計積累了不少實用的經(jīng)驗，同時也使我深深體會到扎實學(xué)好相關(guān)專業(yè)知識的重要性和緊迫性。 在本次課程設(shè)計中，衷心感謝感謝本學(xué)期教授我們《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》的張健副教授和本次課程設(shè)計的指導(dǎo)老師鐘羅杰副教授的耐心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求，正是老師平時的悉心授課和嚴(yán)格要求，使我比較系統(tǒng)地掌握這門課的知識，使我的課程設(shè)計能按時按質(zhì)完成。感謝和我同一小組的賴平平、葉劍文、李奇宙同學(xué)，在這設(shè)計過程中和我一起討論問題，查找資料，幫助我指出出現(xiàn)的錯誤，幫助我處理遇到的困難。 再一次感謝我的良師益友們！