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課程設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)類型：工藝課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目：編制一四擋變速叉零件的工藝規(guī)程與其第（7）道工序的機(jī)床專用夾具設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí)： 學(xué)生姓名： 完成日期： 指導(dǎo)教師： 第17頁 目 錄 第1章 零件分析 (一) 零件的作用··········································2 (二) 零件的工藝分析······································2 (三) 確定零件的生產(chǎn)類型··································3 第2章 確定毛坯、繪制毛坯簡(jiǎn)圖 (一) 確定毛坯的制造形式··································3 (二) 繪制撥叉鍛造毛坯簡(jiǎn)圖································4 第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) (一) 基面的選擇··········································4 (二) 制訂工藝路線········································5 （3） 確定加工余量.......................................6 （4） 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定（工序8）...8 第4章 鉆床夾具設(shè)計(jì) 第1章 零件分析 (一) 零件的作用 題目所給定的零件是一四檔變速叉,它位于變速箱中,主要重用是撥動(dòng)變速箱中的齒輪,使汽車達(dá)到變速的目的。撥叉是變速箱的換檔機(jī)構(gòu)中的一個(gè)主要零件。撥叉頭以mm孔套在變速叉軸上，并用螺釘經(jīng)螺紋孔與變速叉軸聯(lián)結(jié)，并用mm鎖緊孔鎖緊。撥叉腳則夾在雙聯(lián)變換齒輪的槽中。當(dāng)需要變速時(shí)，操縱變速桿，變速操縱機(jī)構(gòu)就通過撥叉頭部的操縱槽帶動(dòng)撥叉與變速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，從而改變車輛行駛速度。 (二) 零件的工藝分析 由零件圖可知，其材料為45鋼。該材料具有足夠的強(qiáng)度、剛度和韌性，適用于承受彎曲應(yīng)力和沖擊載荷作用的工作條件。 該撥叉形狀特殊、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，屬典型的叉桿類零件。為實(shí)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承受沖擊載荷，為增強(qiáng)其耐磨性，該表面要求高頻淬火處理，硬度為42～50HRC；為保證撥叉換檔時(shí)叉腳受力均勻，要求叉腳兩端面對(duì)叉軸孔mm的垂直度在長(zhǎng)度40上要求為0.10mm。為保證撥叉在叉軸上有準(zhǔn)確的位置，改換檔位準(zhǔn)確，撥叉采用緊固螺釘定位。螺紋孔的尺寸為M12×1.25-2a。 撥叉頭兩端面和叉腳兩端面均要求切削加工，并在軸向方向上均高于相鄰表面，這樣既減少了加工面積，又提高了換檔時(shí)叉腳端面的接觸剛度；mm孔和孔的端面均為平面，可以防止加工過程中鉆頭鉆偏，以保證孔的加工精度；另外，該零件除主要工作表面撥叉腳兩端面、變速叉軸孔mm，其余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、攻絲的粗加工就可以達(dá)到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對(duì)較高，但也可以在正常的生產(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。 該零件的主要工作表面為撥叉腳兩端面和叉軸孔mm(H7)，在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)重點(diǎn)予以保證。 (三) 確定零件的生產(chǎn)類型 撥叉在汽車上屬于常用零件，且撥叉屬輕型零件，該撥叉的生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。 第2章 確定毛坯、繪制毛坯簡(jiǎn)圖 (一) 確定毛坯的制造形式 零件材料為45鋼,零件經(jīng)常撥動(dòng)齒輪承受變載荷和沖擊性載荷,因此應(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?yàn)闉榇笈可a(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) 繪制撥叉鍛造毛坯簡(jiǎn)圖 繪制毛坯圖如上 第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) （一） 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一,它對(duì)零件的生產(chǎn)是非常重要的。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mm的軸線是撥叉腳兩端面設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，撥叉頭左端面是撥叉軸向方向上尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。選用叉軸孔mm的軸線和撥叉頭左端面作精基準(zhǔn)定位加工撥叉腳兩端面，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垂直度要求。另外，由于撥叉件剛性較差，受力易產(chǎn)生彎曲變形，選用撥叉頭左端面作精基準(zhǔn)，夾緊力作用在撥叉凸臺(tái)上，可避免在機(jī)械加工中產(chǎn)生夾緊變形，夾緊穩(wěn)定可靠。 2．粗基準(zhǔn)的選擇 選擇變速叉軸下部mm的圓弧面和叉爪口內(nèi)表面作粗基準(zhǔn)。采用R37mm圓弧面定可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。 （二）制訂工藝路線 工藝路線的擬訂是制訂工藝規(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)。它不但影響加工的質(zhì)量和效率，而且影響到工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、設(shè)備投資、車間面積、生產(chǎn)成本等。 因此，擬訂工藝路線是制訂工藝規(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。 經(jīng)小組討論，首先初步制定如下工藝流程： 1 銑 粗銑、半精銑、精銑B上表面，D上表面，φ22孔上表面 2 銑 粗銑、半精銑、精銑B下表面 3 鉆 鉆、擴(kuò)、粗鉸φ22孔內(nèi)表面 4 倒角 φ22孔兩端倒1x45°角 5 銑 粗銑、半精銑65槽兩端面 6 銑 粗銑、半精銑M12下表面 7 鉆 鉆、擴(kuò)、攻絲M12螺紋孔 8 擴(kuò) 擴(kuò)φ14孔 9 銑 粗銑、半精銑小端寬度3槽 10 鉆 鉆φ3孔 11 打標(biāo) 12 熱處理 C端淬火 13 檢測(cè) C端檢測(cè) 14 清洗 15 終檢 （三） 確定加工余量 “變速叉”零件材料為45鋼,生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),采用鍛錘上合模鍛毛坯。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量： (1) 粗銑、半精銑、精銑B上表面，D上表面，φ22孔上表面 考慮其加工表面粗糙度要求為，可以先粗銑，半精銑再精銑，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-5，取Z=1已能滿足要求 (2) 粗銑、半精銑、精銑B下表面 其表面粗糙度要求為，其加工方式可以分為粗銑、半精銑、精銑三步，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-48，確定工序尺寸及余量為：Z=1 (3) 鉆、擴(kuò)、粗鉸φ22孔內(nèi)表面 考慮其表面粗糙度要求為，，其加工方式可以分為鉆、擴(kuò)、粗鉸，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-5， 鉆孔：φ20mm 擴(kuò)孔：φ21.8mm 2Z=1.8 鉸孔：φ22mm 2Z=0.2 (4) 粗銑、半精銑槽兩端面 考慮其表面粗糙度要求為，其加工方式可以分為粗銑、半精銑，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-5，取Z=1已能滿足要求。 (5) 鉆、擴(kuò)、攻絲M12螺紋孔 其表面粗糙度要求為，其加工方式可以分為鉆，擴(kuò)，攻絲三步，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-48，確定工序尺寸及余量為： 鉆孔：φ11 擴(kuò)孔：φ11.85 2Z=0.85 (6) 粗銑、半精銑小端寬度3槽 其表面粗糙度要求為，其加工方式可以分為粗銑、半精銑兩步，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-48，確定工序尺寸及余量為：Z=1 (7) 鉆φ3孔 考慮其表面粗糙度要求為，只要求粗加工，一步鉆到位。 （四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定（工序7） 加工螺紋孔M12×1.25-2a 其加工方式可以分為鉆通孔，然后擴(kuò)，攻螺紋三步，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》查表，確定工序尺寸及余量為： 1. 鉆孔： 2.擴(kuò)孔： 攻螺紋孔：M12 工序7：鉆、擴(kuò)、攻絲M12螺紋孔 機(jī)床：Z525立式鉆床 刀具：錐柄長(zhǎng)麻花鉆、錐柄高速鋼擴(kuò)孔鉆 （1）、鉆9.8mm孔 切削深度： 進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》查表，取 由于本零件在加工孔時(shí)屬于底剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》查表，取 取切削速度 取, =9.8代入公式（2-1）得 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：=780r/min 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》查表，取n=680r/min 實(shí)際切削速度 =πn/1000=20.9m/min 被切削層長(zhǎng)度：41mm 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度：3mm 走刀次數(shù)為1 取 l=41mm,=4mm, =3mm,f=0.17mm/r,n=680r/min 機(jī)動(dòng)時(shí)間：(l++)/（fn）=0.42min （2）、擴(kuò)孔 切削深度： 進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊(cè)》查表，取 由于本零件在加工孔時(shí)屬于底剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》查表，取 取切削速度 取=24, =10.2mm代入公式（2-1）得 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： n=1000V/π=749r/min 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》查表，取n=680r/min 實(shí)際切削速度： =πn/1000=21.8m/min 被切削層長(zhǎng)度：27mm 刀具切入長(zhǎng)度：8mm 刀具切出長(zhǎng)度：0 走刀次數(shù)為1 取 l=27mm,=8mm, =0mm,f=0.17mm/r,n=680r/min 機(jī)動(dòng)時(shí)間：(l++)/(fn)=0.3min 第四章 專用鉆床夾具設(shè)計(jì) （一）加工鉆、擴(kuò)、攻絲M12螺紋孔夾具設(shè)計(jì) 本夾具主要用來鉆、擴(kuò)、攻絲M12螺紋孔，其加工質(zhì)量直接影響以后各工序的加工精度。本道工序加工時(shí)主要應(yīng)考慮如何保證其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 （二）定位基準(zhǔn)的選擇 （3） 定位誤差分析 本工序選用的工件以圓孔在間隙心軸上定位，心軸為水平放 置，由于定位副間存在橫向間隙，因此必將引起橫向基準(zhǔn)位移誤差。 式中 ——定位副間的最小配合間隙（mm）； ——工件圓孔直徑公差（mm）； ——心軸外圓直徑公差（mm）。 （四）切削力的計(jì)算與夾緊力分析 由于本道工序主要完成工藝孔的鉆、擴(kuò)加工，而鉆削力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于擴(kuò)和鉸的切削力。因此切削力應(yīng)以鉆削力為準(zhǔn)。由《切削手冊(cè)》得： 鉆削力 鉆削力矩 F=3218N T=12265N*mm 本道工序加工工藝孔時(shí)，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進(jìn)行夾緊立計(jì)算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強(qiáng)度、剛度適當(dāng)即能滿足加工要求。 (五）鉆套設(shè)計(jì) 工藝孔的加工需鉆、擴(kuò)切削才能滿足加工要求。故選用快換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時(shí)間。 d H D 公稱尺寸 允差 15 20 22 -0.010 -0.015 34 30 12 5.5 22 12 55 心得體會(huì) 加工工藝設(shè)計(jì)主要是確定加工工藝路線，機(jī)械加工余量和切削用量、基本工時(shí)的確定，夾具的設(shè)計(jì)主要是要設(shè)計(jì)出正確的定位夾緊機(jī)構(gòu)。在本設(shè)計(jì)中工件的加工工藝路線正確合理，夾具的定位夾緊機(jī)構(gòu)也能達(dá)到定位夾緊的目的，能保證加工工件的精度。在設(shè)計(jì)中遇到了很多問題，如出現(xiàn)工藝路線的不合理，甚至出現(xiàn)不能保證加工所要求達(dá)到的精度。在進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)時(shí)，因定位基準(zhǔn)選擇不合理，出現(xiàn)過定位或欠定位造成加工的零件的精度得不到保證。在選擇夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)由于機(jī)構(gòu)的大小，尺寸等不合理，而達(dá)不到夾緊的目的，也可能因夾緊力作用點(diǎn)或作用面的位置不合理而使工件產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)。不過在指導(dǎo)老師的悉心認(rèn)真的指導(dǎo)下，經(jīng)過兩個(gè)星期自身的不斷努力，這些問題都一一解決。在這個(gè)過程中，對(duì)機(jī)械加工工藝和夾具設(shè)計(jì)有關(guān)的知識(shí)有了更深的理解，增強(qiáng)了對(duì)本專業(yè)綜合知識(shí)運(yùn)用的能力，使我對(duì)專業(yè)知識(shí)、技能有了進(jìn)一步的提高，為以后從事專業(yè)技術(shù)的工作打下基礎(chǔ)。 評(píng) 語 成績(jī) 指導(dǎo)教師（簽名） 日期