机械制造技术课程设计-汽车变速拨叉加工工艺及钻φ6孔夹具设计

目录TOC\o"1-3"\h\u29237第1章计算生产纲领、确定生产类型 全套图纸加V信153893706或扣3346389411第1章计算生产纲领、确定生产类型1.1生产纲领生产纲领：企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。年生产纲领是包括备品和废品在内的某产品的年产量。零件的生产纲领按下式计算。N=Qn(1+a+)式中：N——零件的生产纲领（件/年）Q——机器产品的年产量（台/年）n——每台产品中该零件的数量（件/台）a——备品百分率——废品百分率1.2变速叉生产类型根据不同类型的生产纲领对生产类型进行划分，得到如下的三个结果：1.单件生产：设计生产的产品数量在三种生产类型中最少，并且定制性和专业化产品很高，比如制造新的产品，专用的零件或者定制化程度高的产品和零件。2、批量生产：产品数量较多，同一种产品在一年中批量生产，并以循环重复的方式进行生产。而小批量生产则向单件生产靠拢，大批量生产则向批量生产靠拢。3.大量生产：设计生产的产品数量在三种生产类型中最少，因此需要引入流水线工作重复的进行生产，达到巨大的出货量。生产类型的判断要根据不同的特性和各种，具体情况见表2-1。表1-1：生产类型与生产纲领的关系生产类型重型（零件质量大于2000kg）中型（零件质量为100-2000kg）轻型（零件质量小于100kg）单件生产小于等于5小于等于20小于等于100小批生产5-10020-200100-500中批生产100-300200-500500-5000大批生产300-1000500-50005000-50000大量生产大于1000大于5000大于50000生产纲领：年生产纲领是在一整个年度计划时间内生产的合格品，废品以及备用产品的总数量，有如下公式计算。N=Qn(1+a+)式中：N——零件的生产纲领（件/年）Q——机器产品的年产量（台/年）n——每台机器在年度计划内可以生产的产品数量（件/台）a——备品百分率——废品百分率N=Qn(1+a+)=20001（1+10%+1%）件/年=2220件/年零件在重量和体积上确定为轻型小体积来那个键，根据表2-1将生产类型确定为小批量生产。

第2章零件分析2.1零件的作用变速器换挡叉又叫拨叉,作用是拨动同步器齿环,以实现各前进档齿轮的结合与分离,倒档齿轮无同步器,拨叉直接拨动倒档齿轮,以达到切换倒档。作为汽车变速箱上的重要部件，拨叉与变速手柄相连，位于手柄下端，拨动中间变速轮，使输入/输出转速比改变。拨叉是用于变速的，主要用在操纵机构中就是把2个咬合的齿轮拨开来再把其中一个可以在轴上滑动的齿轮拨到另外一个齿轮上以获得另一个速度。即改变变速箱内部齿轮的位置，实现变速。2.2零件分析图2-1变速拨叉零件图变速叉Φ30端面粗糙度Ra12.5，Φ16孔为基准A，粗糙度Ra3.2；叉脚120.2两侧面粗糙度Ra6.3；叉脚两外端面粗糙度Ra6.3，与基准A的垂直度公差0.09；Φ6孔为基准B，粗糙度Ra3.2，与基准A的垂直度公差0.08；与基准B的平行度公差0.1。

第3章工艺规程设计3.1确定毛坯制定形式变速叉零件材料为45，由《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-25知，变速叉厚度方向与水平方向单边余量2.0mm。3.2基准选择3.2.1精基准选择1.在对精基准时进行选择的时候，要充分的考虑各方面的问题，不仅要有利于加工的进行，并且还要保证夹具的加紧方便，紧固，稳定，满足工作中的性能要求。2.遵循基准重合原则，把设计基准和定位基准统一起来，避免因为基准的重复变换导致产生较大的加工误差，使得产品报废。3.尽量的将分钟误差同意起来。4.可以选择自身做为基准。5.利用“互为基准”使变速叉加工余量均匀，且在重复加工中保证其位置精度。6.观看变速叉零件图，选择外圆作为定位精基准，简化夹具结构，铰链压板夹紧机构夹紧工件，夹紧可靠。以变速叉Φ30底面、Φ30外圆和叉脚内侧面作为定位基准，以变速叉零件图和基准统一原则。3.2.2粗基准选择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。由变速拨叉的零件图及以及根据上述原则选择的粗基准，选择变速叉Φ30顶面、Φ16孔和叉脚内侧面作为定位粗基准。3.3工艺规程设计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：锻造工序02：调质处理工序03：铣Φ30顶面工序04：铣Φ30底面工序05：钻孔至Φ15；扩Φ15孔至Φ15.8；铰Φ15.8孔至Φ16；倒角C1工序06：粗铣120.2两端面工序07：粗铣叉脚两端面工序08：淬火工序09：半精铣120.2两端面工序10：半精铣叉脚两端面工序11：钻孔至Φ5.8；铰Φ5.8孔至Φ6工序12：去毛刺工序13：检验至图纸求工序14：包装、入库3.4选择切削用量、确定时间定额工序03：铣Φ30顶面1.选择刀具刀具选取硬质合金立铣刀，刀片采用YG8,，，2.决定铣削用量①决定铣削深度表面粗糙Ra12.5，一步铣削即可满足其精度要求，故②决定每次进给量及切削速度根据立式铣床X52K说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝190当＝190r/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工序04：铣Φ30底面1.选择刀具刀具选取硬质合金立铣刀，刀片采用YG8,，，2.决定铣削用量①决定铣削深度表面粗糙Ra12.5，一步铣削即可满足其精度要求，故②决定每次进给量及切削速度根据立式铣床X52K说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝190当＝190r/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工序05：钻孔至Φ15；扩Φ15孔至Φ15.8；铰Φ15.8孔至Φ16；倒角C1工步一：钻孔至Φ15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 工步二：扩Ф15孔至Ф15.8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 工步三：铰Ф15.8孔至Ф16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 工步四：倒角C1工序06：粗铣120.2两端面1.选择刀具刀具选取硬质合金立铣刀，刀片采用YG8,，，2.决定铣削用量①决定铣削深度表面粗糙Ra6.3，两步铣削即可满足其精度要求，粗铣②决定每次进给量及切削速度根据立式铣床X52K说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝300当＝300r/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工序07：粗铣叉脚两端面1.选择刀具刀具选取硬质合金立铣刀，刀片采用YG8,，，2.决定铣削用量①决定铣削深度表面粗糙Ra6.3，两步铣削即可满足其精度要求，粗铣②决定每次进给量及切削速度根据立式铣床X52K说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝300当＝300r/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工序08：淬火工序09：半精铣120.2两端面1.选择刀具刀具选取硬质合金立铣刀，刀片采用YG8,，，2.决定铣削用量①决定铣削深度表面粗糙Ra6.3，两步铣削即可满足其精度要求，半精铣②决定每次进给量及切削速度根据立式铣床X52K说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝475当＝475r/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工序10：半精铣叉脚两端面1.选择刀具刀具选取硬质合金立铣刀，刀片采用YG8,，，2.决定铣削用量①决定铣削深度表面粗糙Ra6.3，两步铣削即可满足其精度要求，半精铣②决定每次进给量及切削速度根据立式铣床X52K说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝475当＝475r/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工序11：钻孔至Φ5.8；铰Φ5.8孔至Φ6工步一：钻Φ5.8孔定进给量：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：，，通孔时，走刀次数i=2则机动工时为 工步二：铰Φ5.8孔至Φ6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：，，通孔时，走刀次数i=2则机动工时为

第4章钻Φ6孔夹具设计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。设计工序11：钻孔至Φ5.8；铰Φ5.8孔至Φ6夹具。本夹具将用于Z525立式钻床。4.1问题的提出本夹具主要用于钻孔至Φ5.8；铰Φ5.8孔至Φ6，粗糙度Ra3.2，精度要求较高，为此，设计夹具时既要考虑提高生产效率上，也要考虑Φ6孔质量。4.2定位元件及夹紧元件的选择采用已加工过的我们采用已经加工过的Φ30顶面、Φ16孔和叉脚120.2两端面定位，定位分析：Ф30顶面作为第一定位基准，与定位销相配合，限制三个自由度，即X轴转动、Y轴移动和Z轴转动；Ф16孔作为第二定位基准，与定位销相配合，限制两个自由度，即X轴移动和Z轴移动；叉脚120.2两端面作为第三定位基准，与削边定位销相配合，限制一个自由度，即Y轴转动，工件六个自由度被完全限制，属于完全定位。4.3切削力和夹紧力的计算由钻Φ5.8孔的工时计算知，，=0.28mm由《简明机床夹具设计手册》表3-3知即所需夹紧力，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=2.153，当计算K<2.5时，取K=2.5孔轴部分由M10螺母锁紧，查表得夹紧力为3550N夹紧力远大于钻削力，故夹紧可靠4.4定位误差分析1、移动时基准位移误差（式4-1）式中：————定位销孔的最大偏差————定位销孔的最小偏差————定位销与定位销最小配合间隙代入（式4-1）得：=0.005mm-0.025+0.032mm=0.057mm2、转角误差（式4-2）式中：——定位销孔的最大偏差——定位销孔的最小偏差——定位销孔与定位销最小配合间隙——削边定位销孔的最大偏差——削边定位销孔的最小偏差——削边定位销孔与削边定位销最小配合间隙其中：则代入（式4-2）得：则：≈0.0278°4.5夹具设计的基本要求夹具在机械加工中起着重要的作用，它直接影响机械加工的质量、工人的劳动强度、生产率和加工成本。因此对设计的夹具，提出以下几点基本要求。1.能稳定可靠地保证工件的加工技术要求。若工件达不到加工技术要求，成为废品，则夹具设计是失败的，该夹具不能用与生产。2.操作简单，便于工件安装，减轻工人的劳动强度，节省工件安装时间，降低辅助工时，保证高的生产效率。3.具有良好的工艺性，便于制造，降低夹具制造成本，从而降低分摊在工件上的加工成本。为保证上述基本要求，夹具的生产过程应按下面程序进行：夹具生产任务书—夹具的结构设计—使用、制造部门会签——夹具制造——夹具验收——生产使用。夹具生产任务书是由工艺人员在编制工艺规程时，根据生产需要而提出的。任务书中包含内容有设计理由、使用车间、使用设备，该夹具所使用工件工序的工序图并在工序图上要标明工序要求、加工表面、尺寸精度要求及定位定位基准、夹紧点。这是设计夹具的依据，也是验收制造夹具的依据。夹具结构设计是设计人根据夹具设计任务书的加工要求，提出几种可行方案、分析比较、进行误差计算，以确定出合理方案，进行设计。夹具结构设计完成后，要会同使用部门、制造部门就夹具的结构合理性、结构工艺性和经济性进行审核、会签、交付制造。制成的夹具要同设计人员。工艺人员、使用部门、制造部门共同进行验证。当确认夹具可保证工件该工序加工要求，能保证生产率、操作方便、安全，就可交付生产车间使用。4.6夹具设计及操作简要说明如前所述，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。本道工序为钻床夹具选择由螺母、圆垫圈、移动压板、调节支承、螺杆和弹簧组成夹紧机构夹紧工件。本工序为钻削余量小，钻削力小，所以一般的手动夹紧就能达到本工序的要求。

总结与体会本次设计的完成离不开老师的辛勤指导和同学们的热情帮助，再次向他们表示最衷心的感谢。设计以机械加工工艺路线为主线，进一步拟定加工方法，通过分析零件图纸、选用机械加工设备等，初步拟定加工面法。加工路线确定后，切削用量和加工工时的计算要熟悉和使用有关手册查看工艺参数。将计算出来的资料和加工方法，刀具，机床设备，填入过程档案。在设计中体会到前面所学课程的重要性，并从这个设计中得到巩固和拓展，同时也提高了自己独立思考、独立工作的能力，为毕业后走上社会，从事相关的技术工作奠定了一个良好的基础。设计以设计钻孔夹具为主的机械加工工艺规程。《机械加工工艺规程设计》运用了《基准选择》等知识，《工件定位》、《夹紧机构》等知识在《夹具设计》中均有应用。通过这一设计，使我基本掌握了零件的加工工艺分析，工艺文件的编写，设计专用夹具的方法步骤等，并能熟练掌握其中的各个环节。学习了相关的手册，工艺装备的选用和使用方法等。这个设计还是有不少不足的地方。由于知识掌握得不够扎实，在设计过程中考虑问题不够周全，没有做到面面俱到、融会贯通。还有待于进一步的学习与实践。这次设计，让理论与实际相结合，才能真正掌握相关知识，虽然这次做的还不尽完美，但是我会不断的提高自己的技术水平。

致谢学习多年，至此将要离开，回想起来感慨万千，这一路上有太多的美好，也有太多的遗憾，有太多的收获，也有太多的不舍，这次的设计，对于我个人的影响非常大，它不单单是一次最终的考核，更为主要的是，因为这个毕业设计，让我们更加清楚的知道了自己在走向社会之后所需要面对的是什么。理论学习多年，在这么长的时间里，对于知识的掌握有了一个比较扎实的基础，但是局限性很大，并未接触过实践，而这次的设计，正好符合将理论结合在实践上这个要求，在这过程中，我们每个人都感受很深，我们懂得了学习的最终目的是为了真正的应用于实践，对于知识的使用也更加的有心得，对于问题的解决也更加有经验，不得不说，在这个过程中，老师的帮助是一个绕不开的话题，因为老师的教导，让我们能够在这么短的时间里，快速的进入到实践的状态，也让我们能够快速掌握理论结合实践的方法，这对于我们的成长道路来说，影响是非常大的，在此，我也想告诉老师一句，您辛苦了，我们也必然不会忘记您的教导。除此之外，那些人生中遇见的同学，也感谢你们给了我一个快乐的学生时代，祝愿你们在以后的日子里，他们都能不断的前进，不断的成长，也感谢答辩老师在百忙之中抽