機電及自動化學(xué)院機電及自動化學(xué)院專業(yè)課程綜合設(shè)計設(shè)計題目：變速器四、五檔變速叉 專 業(yè)：屆 別：學(xué) 號：姓 名：指導(dǎo)老師：2011 年 7 月前言《機械制造工藝學(xué)》課程設(shè)計是我們學(xué)完了機械制圖、機械制造工藝學(xué)、工程材料、機械設(shè)計、CAD/CAM 等專業(yè)基礎(chǔ)課和主要專業(yè)課，又經(jīng)過了機械設(shè)計課程設(shè)計之后，進行的又一次實踐性環(huán)節(jié)，特別強調(diào)對機械制造工藝學(xué)和工程材料這兩門課程的運用，同時也有對刀具和切屑的部分知識的綜合，因此這是我們對以前所學(xué)各門課程的一次較為深入的綜合總復(fù)習(xí)，同時還要對相關(guān)課外知識進行查閱和學(xué)習(xí)，也是一次對我們實際運用知識解決問題能力的練習(xí)。并且，這次課程設(shè)計同樣也會用到以前的金工實習(xí)和認知實習(xí)的相關(guān)知識，也可以說這是對兩次實習(xí)效果的一次檢驗。通過這次課程設(shè)計，將會鞏固對機械加工工藝規(guī)程設(shè)計的理論知識，并初步學(xué)會自己完成制定簡單零件加工工藝規(guī)程。本次設(shè)計的內(nèi)容是變速器四五檔變速叉加工工藝及主要工序工裝設(shè)計。具體是工藝設(shè)計，工序卡、工藝過程卡的編制，銑床的夾具設(shè)計。就我個人而言，通過本次課程設(shè)計，我希望能夠提高自己分析問題、解決問題的能力，能夠更深入理解課本知識，并能夠很好的應(yīng)用到實際工作之中，為以后更好地勝任我的工作崗位打好基礎(chǔ)。由于知識、能力有限，在設(shè)計中仍有許多不足之處，希望指導(dǎo)老師給予指教。目錄1、任務(wù)介紹……………………………………………………12、變速叉工藝分析……………………………………13、變速叉工藝規(guī)程設(shè)計……………………………33.1、確定變速叉毛坯的制造形式…………………………33.2、基準選擇……………………………………………………33.3、制定工藝路線………………………………………………33.4、加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的確定…………………63.5、各種機床與刀具選擇………………………………………73.6、確定切屑用量………………………………………………83.7、基本工時的確定……………………………………………83.8、計算時間定額和提高生產(chǎn)率的工藝途徑簡介……………183.9、工藝方案的比較與技術(shù)經(jīng)濟分析…………………………194、小結(jié)…………………………………………………………195 參考文獻…………………………………………………… 206、附件…………………………………………………………201、任務(wù)介紹本次《機械制造工藝學(xué)》課程設(shè)計我拿到的題目是“變速器四、五級變速叉工藝規(guī)程設(shè)計” 。材料為 ZG45，生產(chǎn)批量為中批量生產(chǎn)，其他要求及零件參數(shù)見變速叉二維零件圖，要求設(shè)計該變速叉的機械加工工藝規(guī)程，具體要求內(nèi)容為：（1）根據(jù)生產(chǎn)類型，對零件進行工藝分析；（2）選擇毛坯種類及制造方法，繪制毛坯圖；（3）制訂零件的機械加工工藝過程，選擇工序加工設(shè)備及工藝裝備，確定各工序切削用量及工序尺寸，并計算工序的工時定額；（4）填寫工藝文件；（5）撰寫設(shè)計說明書；2、變速叉工藝分析由零件圖可知，該零件是叉架類零件，形狀不規(guī)則，尺寸精度，形狀精度要求均較高，其材料為該材料具有較高的強度，耐磨性耐熱性適用于承受較大力，要求耐磨較高的零件，零件的主要技術(shù)要求分析如下：主要加工面為 Φ19 孔需要半精鏜以達到粗糙度要求 Ra3.2，以及孔口倒角也有 Ra6.3 的粗糙度要求，還有孔下端 M10 的螺紋孔。另一個加工面為叉腳內(nèi)表面 Ra6.3 粗糙度要求以及叉腳工作表面 B 加工精度要求，工作面 A 的粗糙度要求，以及 A 面距 M10 螺紋孔中心線 76mm，且工作便面 B 與 Φ19 孔的軸線的垂直度為 0.15.3、變速叉工藝規(guī)程設(shè)計3.1、確定變速叉毛坯的制造形式由于零件的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，又是薄壁件，所以采用蠟?zāi)＞荑T造，工件材料為 ZG45,毛坯的尺寸精度要求為 IT11~12 級，這從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮，也是正確的選擇。3.2、基準選擇1.粗基準的選擇先選取 Φ19mm 孔的外輪廓不加工面作為粗基準，利用一組共兩個 V 形塊夾持外廓作為主要定位面，以消除自由度。2.精基準的選擇基準選擇得好環(huán)會直接影響加工精度，影響工件安裝的可靠性與方便程度。在加工 Φ19mm 孔以后，各工序則以該孔為定位精基準，從靠近叉腳的長圓柱端面為軸向尺寸的定為基準。這樣就滿足了基準重合的原則和互為基準的原則。在加工某些表面時，可能會出現(xiàn)基準不重合，這時需要進行尺寸鏈的換算。3.3、制定工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點,應(yīng)當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理保證.由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批量生產(chǎn),可以考慮采用萬能性機床配以專用共夾具, 并盡量使用工序集中來提高生產(chǎn)效率.除此以外, 還應(yīng)該考慮經(jīng)濟效果 ,以便使生產(chǎn)成本盡量下降.毛坯為精鑄件，清理后，退火處理，以消除鑄件的內(nèi)應(yīng)力及改善機械加工的性能，在毛坯車間調(diào)整變速叉爪變形，銑去澆冒口，達到毛坯的技術(shù)要求，然后送到機械加工車間來加工。工序：工序 1：整形。工序 2：銑叉頭左右兩端面。工序 3：鉆，鉸 Φ19 的孔。工序 4：倒角（在車床上進行加工）。工序 5：銑工作面 A 工序 6：銑 138 的兩端面。5.0?工序 7：銑 76 的工作面 B。.工序 8：鉆 M10 螺紋孔。工序 9：攻 M10 螺紋工序 9：倒角，去毛刺。工序 10：終檢。根據(jù)此工序安排，編出機械加工工藝過程卡及工序卡片。見附表：機械加工工藝過程卡和機械加工工序卡3.4、加工余量、工序尺寸和毛坯尺寸的確定1. 叉頭圓柱端面。參照《機械加工工藝手冊》表 3.1-56。 ，其加工余量 Z=2mm。2. Φ19 mm 孔45.0?參照《機械加工工藝手冊》表 3.1-56。其加工余量 2Z=2mm。鉆孔 Φ18.5mm，鉸孔 Φ19 mm。45.0?45.0?3.叉腳相距 138 mm 的側(cè)面，銑削公差為-0.22mm。5.0?參照《機械加工工藝手冊》表 3.1-56。其加工余量 Z=2mm，精銑余量：單邊0.7mm，銑削余量：Z=2-0.7=1.3mm ，鍛件偏差 mm。3.150??由于設(shè)計規(guī)定的零件為較大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(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。4. 138 mm 的兩端面5.0?參照《機械加工工藝手冊》 ，其加工余量 Z=2mm。粗鏜 136 mm，精鏜 1385.0?mm。5.0?厚度為 8mm 的兩端面尺寸加工余量和工序間余量。毛坯名義尺寸：8+2*2=12毛坯最大尺寸：12+1.3*2=14.6mm毛坯最小尺寸：9.4-2*0.22=8.96mm精銑尺寸與零件尺寸相符，即 8 mm。2.03??3.5、各種機床與刀具選擇詳見工序卡。3.6、確定切屑用量根據(jù)工件尺寸和相關(guān)要求，并參考《實用機械加工工藝手冊》等資料，可得工件尺寸和切屑深度的選擇為：粗銑每齒進給量為 0.16mm，半精銑每轉(zhuǎn)進給量為 1.0mm，精銑每轉(zhuǎn)進給量為 0.5mm；鉆孔進給量和速度：Φ10 進給量為 0.5mm/r； ;Φ19 進給量為 0.7mm/r;锪端面進給量為 0.2 mm/r。攻絲進給量為 0.3 mm/r，速度為 0.3m/s3.7、基本工時的確定（1）工序 1：粗銑兩端面切屑深度分別為:2.0mm銑平面參數(shù)：每齒進給量為 af=0.16mm/z，采用 W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號 YG6，齒數(shù)為 Z=10，直徑 D=100mm.刀具壽命 180min,則每轉(zhuǎn)進給量為:f=af Z=1.6mm/r?切屑速度為:V=1.0m/s轉(zhuǎn)速：nr/min代人相關(guān)數(shù)據(jù)可得:n =191.08r/min根據(jù)機床型號，選擇轉(zhuǎn)速 n=160 r/min銑削基本時間 i代人相關(guān)數(shù)據(jù)得：tj=32.82s（2）鉆鉸 Φ19 孔，并倒角 1*45 兩端。1.鉆孔 φ18.5 mm045.?F=0.35~0.43=0.35mm/rd=18.5mm，V=17m/min。采用高速鉆頭，N==285r/minT==0.41min2.鉸孔 φ19 mm.045.?F=0.7mm/r采用高速鋼鉸刀，V=14.7m/min。N==246r/minT==0.28min3. φ19 mm 孔倒角 1*45 兩端045.?采用 90 锪 鉆 ,為 縮 短 輔 助 時 間 ， 取 倒 角 時 的 主 軸 轉(zhuǎn) 速 與 鉸 孔 相 同 。N=246r/min（ 3） 粗 銑 A 工 作 面F=0.2mm/r采 用 高 速 鋼 圓 柱 銑 刀 ， d=100mm， Z=10， V=20m/minN==6.37r/minT==0.75min（4）粗銑叉口 138 兩端面5.0?采 用 高 速 鋼 圓 柱 銑 刀 ， d=100mm， Z=10， V=20m/minN==6.37r/minT==0.75minT 總=1.5min（5）粗銑 76 兩端面5.0?F=0.2mm/r采 用 高 速 鋼 圓 柱 銑 刀 ， d=100mm， Z=10， V=20m/minN==6.37r/minT==0.75minT 總=1.5min（6）攻螺紋 M10.V=6m/minN==238r/minT==0.24min（7）倒角T=6*0.48min=2.88min3.8、計算時間定額和提高生產(chǎn)率的工藝途徑簡介單件時間的計算公式為：由于生產(chǎn)批量為中批量，所以時間定額為：本次設(shè)計沒有具體計算輔助時間、布置工作地點時間和休息和生理需要時間，在中批量生產(chǎn)中，輔助時間可按基本時間的百分比進行估算，并在實際中修改，使之趨于合理。基本時間和輔助時間總和稱為操作時間，布置工作地點時間一般按操作時間的 2% 7%來計算，休息和生理需要時間一般按操作時間的2%來計算。另外，由于生產(chǎn)批量為中批量，故忽略了準備與終結(jié)時間。為了提高生產(chǎn)率，必須盡量減少時間定額，由于此處加工工藝已確定，故不能再減少基本時間，應(yīng)從以下三方面著手來減少時間定額以提高生產(chǎn)效率：（1）減少輔助時間和輔助時間與基本時間重疊；（2）減少布置工作地點時間；（3）減少準備于終結(jié)時間。3.9、工藝方案的比較與技術(shù)經(jīng)濟分析在工藝規(guī)程設(shè)計最后一般還應(yīng)該對所設(shè)計工藝方案進行比較與技術(shù)經(jīng)濟分析，主要評價指標為零件（或工序）的全年工藝成本和單個零件（或單個工序）的工藝成本，其計算公式分別如下：VNV式中 V 為每件零件的可變費用（元/件） ，N 為零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件） ，為全年不變費用（元） 。本文未就對所設(shè)計工藝方案進行工藝方案的比較與技術(shù)經(jīng)濟分析。4、小結(jié)本次《機械制造工藝學(xué)》課程設(shè)計的設(shè)計題目是變速器四五級變速叉的工藝設(shè)計，通過這次設(shè)計讓我知道更多的變速器的知識，但是由于自己相關(guān)專業(yè)知識知貧乏以及是第一次做工藝設(shè)計，當中出現(xiàn)問題當屬正常，希望老師諒解，并多多批評和指正。5、參考文獻[1] 王先逵.機械制造工藝學(xué)（第 2 版）.北京：機械工業(yè)出版社，2006.1[2] 崇凱.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.12[3] 沈蓮.機械工程材料（第 2 版）.北京：機械工業(yè)出版社，2007.8[4] 陳宏鈞.實用機械加工工藝手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1996.12