机械制造技术课程设计-倒档变速叉加工工艺及铣E槽夹具设计

目录TOC\o"1-3"\h\u4614序言 序言制定倒挡变速叉的加工工艺，设计E面的铣床夹具，运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。提高结构设计能力。通过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效，省力，经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。学会使用手册以及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称，出处，能够做到熟练的运用。课程设计是我们对我所学知识的深入综合性的总结，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们的大学生活中占有重要的地位。另外在做完这次课程设计之后，我得到一次综合性训练，我在想我能在多个方面得到锻炼。就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己发现问题、分析问题和解决问题的能力，为今后参加祖国建设打一个良好的基础。全套图纸加V信153893706或扣3346389411

第1章倒挡变速叉零件的工艺分析1.1零件的功用题目所给的零件是倒挡变速叉。它位于机床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的φ22孔与操纵机构相连，二下方叉口则是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。1.2零件的工艺分析倒挡变速叉零件所有加工面描述如下：1.倒挡变速叉Ф16孔粗糙度Ra1.62.倒挡变速叉叉口两侧面粗糙度Ra3.23.倒挡变速叉宽15槽粗糙度Ra6.34.倒挡变速叉M10×1螺纹粗糙度Ra12.5其中Ф16孔中心线为基准A，M10×1螺纹与基准A位置度公差Ф0.2，叉口两侧面与基准A的垂直度公差0.1（M）。

第2章倒挡变速叉零件的工艺路线的拟订2.1毛坯的选择倒挡变速叉材料为ZG45，大批量生产，依据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-3知，毛坯精度等级CT8，加工余量等级MA-F。2.2定位基准的选择基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择的正确、合理，可以保证质量，提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。2.2.1粗基准的选择原则1.如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准。2.如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作精基准。3.如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面作粗基准。4.选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。5.粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。由粗基准选择及倒挡变速叉零件图知，选用Ф46孔、Ф24端面和叉口侧面作为定位粗基准。2.2.2精基准选择的原则1.用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。2.当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽可能采用此组精基准定位，实现“基准统一”，以免生产基准转换误差。3.当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。4.为获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可遵循“互为基准”、反复加工的原则。5.有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构简单的表面作为精基准。由精基准选择原则及倒挡变速叉零件图知，选择Ф24端面、Ф16孔和Ф46孔作为定位精基准。2.3表面加工方法的选择由上述资料，再根据《机械制造工艺设计简明手册》表2.4-9，查出倒挡变速叉表面和孔的加工余量如下：1.倒挡变速叉Φ16孔的加工余量倒挡变速叉Φ16孔，单边余量Z=1.5mm，由倒挡变速叉零件知，Φ16孔粗糙度Ra1.6，由《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-9知，两步钻削即扩——铰方可满足要求。扩Φ13m孔至Φ15.8mm；铰Φ15.8mm孔至Φ16。2.倒挡变速叉M101-2a螺纹的加工余量倒挡变速叉M101-2a螺纹，实心铸造，M101-2a螺纹粗糙度Ra12.5，由《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-20知，钻M101-2a螺纹底孔Φ9mm；攻M101-2a螺纹。3.倒挡变速叉15尺寸槽的加工余量倒挡变速叉15尺寸槽，实心铸造。倒挡变速叉15尺寸槽粗糙度Ra6.3，由《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8知，一步铣削即可满足要求。4.倒挡变速叉叉口两侧面的加工余量倒挡变速叉叉口两侧面，单边余量2.0mm，叉口两侧面粗糙度Ra3.2，由《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8知，两步磨削即粗磨——精磨方可满足要求。粗磨单边余量Z=1.5mm

精磨单边余量Z=0.5mm2.4工艺路线的拟订制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领以确定为大批生产的条件下，可采用通用机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产效率。除此以外，还应考虑经济效果，以便降低生产成本。工序01：热处理（叉口面盐炉淬火）工序02：扩Φ13m孔至Φ15.8mm工序03：校正（垂直度不大于0.2）工序04：粗磨叉口两侧面工序05：精磨叉口两侧面工序06：铣宽15尺寸槽工序07：钻M101-2a螺纹底孔Φ9mm工序08：Φ9mm孔倒角工序09：攻M101-2a螺纹工序10：铰Φ15.8mm孔至Φ16工序11：Φ16mm孔倒角工序12：“E”面高频淬火工序13：校正工序14：清洗工序15：终检

第3章主要工序设计3.1工序02工序02：扩Φ13m孔至Φ15.8mm确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为 3.2工序04工序04：粗磨叉口两侧面机床：平面磨床M72321.选择砂轮。见《机械加工工艺手册》第三章中磨料A46KV6P35040127其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为46#,硬度为中轮1级，陶瓷结合剂，6号组织，砂轮尺寸350mm（外径）2.切削用量的选择。查《机械加工工艺手册》表33-42有主轴转速n=12r/min砂轮转度＝1460r/min工作台移动速度＝5m/min切削深度Z＝1.5mm进给量=0.02mm/r3.切削工时式中n工件每分钟转速（r/min)Z--单边加工余量考虑磨削加工终了时的无火花磨削以及为削除加工面形状误差而进行局部修研的系数，其值由表6.2-9，表6.2-10，知=1.1--轴（纵）向进给量（mm/r）--切入法磨削深度进给量（mm/r）L=mm=65mm+350mm+10mm=425mm3.3工序05工序05：精磨叉口两侧面机床：平面磨床M72321.选择砂轮。见《机械加工工艺手册》第三章中磨料A46KV6P35040127其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为46#,硬度为中轮1级，陶瓷结合剂，6号组织，砂轮尺寸350mm（外径）2.切削用量的选择。查《机械加工工艺手册》表33-42有主轴转速n=15r/min砂轮转度＝1460r/min工作台移动速度＝3m/min切削深度Z＝0.5mm进给量=0.015mm/r3.切削工时式中n工件每分钟转速（r/min)Z--单边加工余量考虑磨削加工终了时的无火花磨削以及为削除加工面形状误差而进行局部修研的系数，其值由表6.2-9，表6.2-10，知=1.1--轴（纵）向进给量（mm/r）--切入法磨削深度进给量（mm/r）L=mm=65mm+350mm+10mm=425mm3.4工序06工序06：铣宽15尺寸槽1.选择刀具刀具选取硬质合金立铣刀，刀片采用YG8铣刀直径，铣刀齿数2.决定铣削用量①决定铣削深度②决定每次进给量及切削速度根据立式铣床X51说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出，切削速度则按机床标准选取＝210③进给量当＝210r/min时按机床标准选取3.计算工时切削工时：，，，走刀次数则机动工时为3.5工序07工序07：钻M101-2a螺纹底孔Φ9mm确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为 3.6工序08工序08：Φ9mm孔倒角确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，盲孔时，走刀次数i=1则机动工时为3.7工序09工序09：攻M101-2a螺纹确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为 3.8工序10工序10：铰Φ15.8mm孔至Φ16确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为 3.9工序11工序11：Φ16mm孔倒角确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取 故实际切削速度为 切削工时：，，盲孔时，走刀次数i=2则机动工时为

第4章铣床夹具设计4.1任务与要求本夹具主要用于铣E面夹具，粗糙度为Ra6.3，精度要求一般靠上，故设计夹具时既要考虑如何提高生产效率，也要考虑E面质量。4.2定位方案设计1.定位基准的选择倒挡变速叉铣E面夹具，定位基准为倒挡变速叉工件右端面和Φ16孔及R23圆弧作为定位基准。①工件右端面与心轴相配合限制三个自由度，即X轴移动、Y轴转动和Z轴转动。②Φ16孔与心轴相配合，限制两个自由度，即Y轴移动和Z轴移动。③R23圆弧与削边销相配合，限制一个自由度，即X轴转动。工件六个自由度被完全限制，属于完全定位，故设计合理。2.定位元件的布置倒挡变速叉对应的定位元件为心轴和削边销。3.定位误差分析与计算①基准位移误差由于定位副的制造误差或定位副配合同间所导致的定位基准在加工尺寸方向上最大位置变动量，称为基准位移误差，用表示。工件以工件右端面和Φ16孔及R23圆弧来定位，铣E面夹具，如果工件内孔直径与轴外圆直径做成完全一致，做无间隙配合，即孔的中心线与轴的中心线位置重合，则不存在因定位引起的误差。但实际上，轴和工件内孔都有制造误差，于是工件套在轴上必然会有间隙，孔的中心线与轴的中心线位置不重合，导致这批工件的加工尺寸H中附加了工件定位基准变动误差，其变动量即为最大配合间隙。按下式计算式中——基准位移误差，mm——孔的最大直径，mm——轴的最小直径，mm=0.017mm②基准不重合误差加工尺寸h的基准是外圆柱面的母线上，但定位基准是工件圆柱孔中心线。这种由于工序基准与定位基准不重合导致的工序基准在加工尺寸方向上的最大位置变动量，称为基准不重合误差，用表示。基准不重合误差为=式中——基准不重合误差，mm——工件的最大外圆面积直径公差，mm=4.3夹紧方案的设计1.夹紧力计算查表4得切削力计算公式：式中，f=1mm/r,查表得=736MPa,即==1547N夹紧元件设计与校核所需夹紧力，查表5得，，安全系数K=式中为各种因素的安全系数，查表得：K==1.872，当计算K<2.5时，取K=2.5孔轴部分由M6螺母锁紧，查表得夹紧力为1903N==4757.5N由上计算得》，因此采用该夹紧机构工作是可靠的。4.4夹具操作使用说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为铣床夹具，选择心轴、快换垫圈和六角螺母等组成的夹紧机构夹紧工件。本工序为铣削余量小，铣削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。

结束语课程设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的课程设计使我们不