换档叉零件的机械加工工艺规程制订及其中一道工序专用夹具的设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 1 - 序言 机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课 、 技术基础课以及大部分专业课之后进行的 也是一次理论联系实际的训练 ,因此 ,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计能巩固、扩大和强化自己所学到的理论知识与技能，对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题 、 解决问题的能力。 一、零件的分析 （一） 零件的作用 课题所给的零件是变速器的换档叉。换档叉头上方的孔 操纵机构相连 ，而下方的换档叉脚夹在双联交换齿轮的槽中，用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。两件零件铸为一体，加工时分开。 （二） 零件的工艺分析 零件图上的主要技术要求为：两叉脚口表面淬火至全厚硬度为 45件正火硬度 180毛刺。 1、加工表面及其要求 1） ：孔径 端倒脚 45，表面粗糙度 m 。 2） 换档叉脚端面：保证尺寸 56，表面粗糙度 m 。 3）操纵槽：宽度为 深度为 18称面与 换档叉头端面的距离为 侧面几底面的表面粗糙度为 m 。 4）换档叉脚端面：厚度尺寸为 面粗糙 度 m ，垂直度为 端面与操纵槽的距离为 5）换档叉脚内侧面：宽度尺寸为 51 面粗糙度为 m 。两端倒角 45。 二、工艺规程设计 （一）零件材料 零件为 35钢，是 中碳钢，其强度和球铁接近，其铸造工艺性介于低碳钢和高碳钢之间，可进行热处理，以获得所需要的机械性能。 （二）毛坯选择 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 2 - 1、确定毛坯的类型及制造方法 由于零件的材料为 35钢 ,零件形状不规则 ,因此应选用铸造毛坯。零件的轮廓尺寸不大 ,而且工件上有许多表面不切削加工 ,所以选用砂型机器造型。 2、毛坯的形状 ,尺寸及公差 毛坯的形状及尺寸如图 1所示。选择过零件最高线且平行与换档叉脚对称面的平面作分型面，铸件采用带型芯的分模造型 ,多件同时浇注 ,钢水经两拔叉脚位置经横浇口流入 . 由于该零件属特形零件 ,且利用不加工表面进行定 位的情形较多 , 所以确定铸件尺寸公差等级为 械加工余量等级为 3、确定毛坯的技术要求 1）铸件无明显的铸造缺陷 2）未注圆角为 3）拔摸斜度为 7 4）机加工前正火 ,消除内应力 4、绘毛坯图 根据零件图所示的零件结构形状 ,在各加工表面加上加工余量 ,绘制毛坯图 （三）基准选择 由于附图 1 所示的换档叉零件图多数尺寸及形位公差以 及其端面为设计基准 ,因此必须首先将 及其端面加工好 ,为后续工序准备基准 精基准选择的原则 ,确定各加工 表面的基准如下 : 1) 拔叉头的外轮廓及端面 (粗基准 ) 2) 换档叉脚端面 (粗加工 ): 3) 换档叉脚端面 (精加工 ): 4) 换档叉脚内侧面 : 换档叉脚端面及换档叉脚外侧面 5) 操纵槽 : ,操纵槽 , 换档叉脚内侧面 （四）拟订机械加工工艺路线 1、确定各加工表面的加工方法及加工路线 该换档叉的加工表面为 : 及端面 , 换档叉脚的两侧面及内侧面 ,操纵槽 , 要求和表面粗糙度要求 , 孔的加工路线为钻 樘 饺 ,端面的加工方法为车 , 换档叉脚端面的加工路买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 3 - 线为粗铣 磨 , 换档叉脚内侧面的加工方法为铣削 ,操纵槽的加工方法铣削 , 2、拟订加工工艺路线 1）工艺路线 方案一 工序一 车换档叉头端面 ,钻 ,镗 ,铰 ,孔口倒角 . 工序二 校正换档叉脚 工序三 粗铣换档叉脚两端面 工序四 铣换档叉脚内侧面 工序五 铣操纵槽 工序六 钻 工序七 去毛刺 工序八 换档叉脚局部淬火 工 序九 校正换档叉脚 工序十 磨换档叉脚两端面 工序十一 清洗 工序十二 清洗检验 2）工艺路线 方案二 工序一 车换档叉头端面 工序二 钻 ,镗 ,铰 工序三 口倒角 . 工序四 校正换档叉脚 工序五 粗铣换档叉脚两端面 工序六 铣换档叉脚内侧面 工序七 铣操纵槽 工序八 工序九 去毛刺 工序十 换档叉脚局部淬火 工序十一 校正换档叉脚 工序十二 磨换档叉脚两端面 工序十三 清洗 工序十四 清洗 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 4 - 工艺路线方案一是 按工序集中原则组织工序 , 及端面需要用采用六角车床和专用夹具加工 ,优点是工艺路线短 , 15及其端面的加工在一台机床上完成 ,减少工件装夹次数 ,易于保证加工面相互位置精度 ,需要的机床数量少 ,减少工件在工序间的运输 ,减少辅助时间和准备终结时间 档叉头端面可在普通车床上用通用卡盘装夹加工 , 可在普通钻床上用钻模加工 ,孔口倒角在另一台车床上加工 缺点是工艺路线太长 ,增加了工件的装夹次数 ,而且工序一和工 序二重复使用粗基准 加工面分散 ,可以采用万能性机床配以专用夹具 ,并尽量使工序集中，提高生产率 选择第一个方案 . （五） 确定机械加工余量 ,工序尺寸及公差 根据上述原始资料及加工工艺 , 查机械制造工艺设计简明手册 (以下简称工艺手册 ),分别确定各加工表面的加工余量 ,工序尺寸及公差如下 : 工序 工序内容 单位余量 工序尺寸 表面粗糙度 序一 30 12.5 m 7 14 12.5 m 6.3 m 3.2 m 45 12.5 m 工序三 粗铣换档叉脚两端面 12.5 m 工序四 铣换档叉脚内侧面 51 6.3 m 工序五 铣操纵槽 12.5 m 工序六 钻 10 10 12.5 m 工序七 磨换档叉脚端面 6.3 m （六） 选择机床设备及工艺装备 根据一般工厂先有的生产条件 ,为了满足生产需要 ,现选用各工序所用的设备为 : 工序一 转式六角车床 ,圆车刀 , 14准锥柄麻花钻 , 及 150200/钢直尺 , 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 5 - 15 工序二 钳工台 ,校正工具 工序三 专用夹具 ,0200/工序四 专用夹具 ,0200/工序五 专用夹具 ,0200/工序六 5锥柄麻花钻 ,专用夹具 ,0200/工序七 钳工台 ,校正工具 ,0200/工序八 砂轮 ,专用夹具 ,0200/标卡尺 （七） 确定切削用量及基本工时 1、工序一 车换档叉头端面，钻、镗、铰孔，孔口倒角 加工条件： 圆车刀， 14 5用夹具，柴油冷却。 （ 1） 车换档叉头端面 a 确定背吃刀量 端面的总加工余量为 次走刀加工， b. 确定进给量 根据切削用量简明手册（以下简称切削手册）杆尺寸为 202030及工件直径为 2050，f=r，查工艺手册表 据机床的横向进给量取 f=r。 c. 计算切削速度 根据切削手册表 42，m=0.2,正系数 .8,具寿命选 T=60vc= 42 =126.8(r/d. 确定机床主轴转速 61 0 0 01 0 0 0 w r/根据工艺手册表 807。 3r/近的机床转速为 760r/1000r/60 r/以实际切削速度 v m/e. 计算基本时间 按工艺手册表 L=241 =22 =0,。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 6 - 0 9 0225321 (2) 钻 至 14mm a. 确定进给量 根据切削手册表 2.7,f=r，查工艺手册表 据机床实际进给量取 f=r。 b. 选择钻头磨钝标准及耐用度 根据切削手册表 钻头后面上午最大磨损量为 用度 T=45 c. 计算切削速度 根据切削手册表 .6,.4,.5,m=0.2, cv= m/ 41 0 0 01 0 0 0 w r/根据工艺手册表 机床实际转速取 85r/际切削速度 V= dw 1000=m/d. 计算基本时间 根据工艺手册表 l =30D/2(1 2)= 6mm,4mm l+ (3) 扩 至 14.8 a. 确定进给量 根据切削手册表 f=r,查工艺手册表 据机床实际纵进给量取 f=r. b. 确 定 切 削 速 度 为 减 少 辅 助 时 间 ， 参 照 钻 孔 取285r/v=c. 计算基本时间 根据工艺手册表 l =30 2 1 2)=取 mm l+ 4) 铰 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 7 - a. 确定进给量和切削速度 根据切削手册表 f=.4 mm/r， v=8 12m/算得 查工艺手册表 机床实际进给量和实际转速，取 f=r, 98r/际切削速度 v=b. 计算基本时间 根据工艺手册表 l =302l+ (5) 倒 口角 参照车端面，取 760，实际切削速度 v=m/2. 工序三 粗铣拔叉角两端面 加工条件： 把三面刃直齿铣刀， 盘直径 125 12数 20，专用夹具，柴油冷却。 (1) 确定背吃刀量 由毛坯图已知铣削宽度 0削深度(2) 确定每齿进给量 根据切削手册表 齿进给量 z. (3) 选择铣刀磨钝标准及耐用度 根据切削手册表 刀刀齿后面最大磨损量为 用度为 T=150(4) 确定切削速度和工作台每分钟进给量 根据切削手册表 v=600,0.4,V=0,m=1000 ( 125)=323r/据工艺手册表 323r/近的主轴转速为 300r/375r/ n=300r/际切削速度 v=作台每分钟进给量为 20 60=108mm/根据工艺手册表 床与 108mm/近的进作台进给量为 95mm/118mm/择 5mm/实际的每齿进给量为 5/（ 20 60）=z (5) 计算基本时间 根据工艺手册表 l =2 22 635 71)ad(e +（ 1买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 8 - 3） ,0mm,d=125mm,48mm,495mm/i=1 l+ i/ . 工序四 铣拔叉脚内侧面 加工条件 : 两把三面刃直齿铣刀， 盘直径 125 12数 20，专用夹具，柴油冷却。 (1) 确定被吃刀量 由毛坯图已知铣削宽度 0削深度(2) 确定切削速度和工作台每分钟进给量 取 n=300r/际切削速度 v=工作台每分钟进给量 f 118mm/际每齿进给量118/（ 20 60） =z. (3) 计算基 本时间 l=48mm,4118mm/i=1 8+4)/95= 铣操纵槽 加工条件： 式铣床 ,三面刃直齿铣刀， 盘直径 125 12数 20，专用夹具，柴油冷却。 (1) 确定背吃刀量 由毛坯图已知铣削宽度 2削深度 3(2) 确定每齿进给量 取 z. (3) 确定切削速度和工作台每分钟进给量根据表 70,.1,.4,V=0,m=V c=m/1000 ( 125)=513r/据工艺手册 表 与 513r/近的主轴转速 75 r/v=作台每分钟进给量为 20 60=72 mm/根据工艺手册 2 mm/75 mm/实际的每齿进给量为 75/（ 20 60） =mm/z. (4) 计算基本时间 l=2248mm,472mm/ 22+48+4） /72=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 9 - 5、工序六，钻 10 加工条件： 床， 10标准麻花钻，专用夹具。 (1) 确定进给量 由于孔径很小，宜采用手动进给。 (2) 选择钻头磨钝标准及耐用度 根据切削手册表 钻头后面的最大磨损量为 用度 T=153) 确定切削速度 根据根据切削手册表 表 5类加工性暂定 f=r,查得 =17m/082,查工艺手册表 机床实际转速选取 100r/ =(4) 计算基本时间切削手册表 L=23 1 = +(12)= 取 L 1 =4 2 =4 tb=LL w 21 =423 = 4 、工序十 磨换档叉脚端面 加工条件 : 平面磨床 , 砂轮 , 专用夹具 . (1) 选择砂轮 根据 工艺手册第三章中磨料选择各表 ,选择40 127 砂轮 ,即砂轮 磨料为白刚玉 ,粒度为 46# ,硬度为中软 1 级 ,陶瓷结合济 ,6号组织 ,平型砂轮 ,其尺寸为 350 40 127(D B d). (2) 选择切削用量 砂轮转速 500r/砂=s,工件速度 w =10m/向进给量 双行程 . (3) 计算基本时间 根据工艺手册表 工长度 L=710 件一起加工 ,单面加工余量 数 K=削一面的机动时间为 t=0002= 01 0 本时间为 八） 填写工艺文件 按上述确定的工艺过程填写机械加工工艺卡片和机械加工工序卡片 二、夹具设计 （一）问题的提出 为了提高劳动生产率 ,保证加工质量 ,降低劳动强度 ,需要设计专用夹具 决定设计第六道工序 5的钻床夹具 . 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 10 - 10为螺纹孔 ,用于圆锥销连接拔叉头和轴 孔径 10 1面粗糙度为 m。 本工序的加工条件为 床 , 10 标准麻花钻 10纵槽 ,拔叉头内侧面均已加工 ,达设计图样要求 ,拔叉脚端面已粗加工 . 为淬硬钢实心毛坯上钻孔的经济精度为 2,表面粗糙度为 m,在钻夹具上加工时适当控制切削用量 ,可以保证孔的尺寸精度要求和表面粗糙度要求 主要应考虑要如何保证孔轴线与 轴线的位置度要求 . （二） 夹具设计 1、定位方案及定位元件选择 ,设计 （ 1）定位方案的选择 根 据工序加工要求 ,工件在夹具中的定位有两种方案可供选择 . 方案一 :以 为只要定位基准 ,限制 4 个自由度 ,以操纵槽为止推基准 ,限制一个自由度 ,以拔叉脚内侧面为防转基准 ,限制一个自由度 方案二 :以 限制 4个自由度 , 15限制一个自由度 ,以拔叉脚内侧面为防转基准 ,限制一个自由度 ,夹紧 方案一是按照基准重合原则确定的 ,不存在基准不重合误差 ,有利于保证加工精度 ,而且夹紧点靠近加工面 ,夹紧力方向与切削力方向相反 ,可以抵消部切切削力 ,有利于提高夹紧刚性 夹紧力过大容易引起定位元件变形 . 方案二是按照基准统一原则确定的，有利于夹具的设计制造 ,夹紧力方向指向定位元件刚性较大的方向 钻头进给的轴向力完全有定位元件承受 ,会引起定位元件变形 . 本工序加工的 10是穿过 的通孔 ,在定位销上必须开一个直径大于 10径向孔 ,以便加工时钻头通过定位销 ,而定位销的直径仅为 15孔后定位销轴向的强度较小 ,定位销不宜承受夹紧力 沿工件轴向几乎没有切削力 ,所需要的夹紧力不大 及本工序加工的具体情况 ,采用选用方案一 . 2、定位元件设 计 根据定位方案一 ,设计定位元件的结构如图 , 15采用圆柱心轴定位 ,买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 11 - 操纵槽才用圆偏心轮式的定心夹紧装置 ,拔叉脚内侧面采用圆柱挡销定位 3、定位误差计算 圆柱心轴与工件 15 1578响位置度的定位误差为 : D =(15+(件小于工件相应位置度公差的三分之一 ,即 D =以定位方案能够满足加工要求。 4、导向方案及导向元件的选择和设计 导向方案选择 导向方案如附图所 示。由于零件的生产类型为大批生产，考虑钻套磨损后可以更换，选择标准结构的可换钻套。根据夹具手册表 套至工件表面的距离按（ d=5考虑本工序加工时钻头较细