機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)換擋叉加工工藝及鏜下端R43內(nèi)圈圓弧夾具設(shè)計(jì)（全套圖紙）

1、課程設(shè)計(jì)說明書題 目 設(shè)計(jì)“換擋叉”零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及r43圓弧面加工夾具設(shè)計(jì) 全套圖紙，加153893706班 級 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 設(shè) 計(jì) 者 指導(dǎo)老師 2010年 1月 7日目 錄機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 . .3 序 言 .4一、零件的分析 .4 1.1零件的工藝分析 41.1確定生產(chǎn)類型 . 41.1確定毛坯 4二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì). .42.1選擇定位基準(zhǔn) 52.2制定工藝路線 52.3機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 6三、專用夾具設(shè)計(jì). .63.1設(shè)計(jì)主旨 73.2夾具設(shè)計(jì) 73.2.1定位基準(zhǔn)的選擇 73.2.2切削力和夾緊力的計(jì)算 83.2.3對刀裝置的選擇 93.2.4

2、夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 10四、總結(jié) 11參考文獻(xiàn) 12機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)“換擋叉”零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及r43圓弧面加工夾具設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求：1、未注圓角r23.2、鑄件不得有沙眼、疏松等缺陷。3、熱處理、調(diào)質(zhì)，硬度1825hrc4、t1、t2、t3表面高頻淬火，5563hrc淬硬深度11.55、材料：zg45ii設(shè)計(jì)內(nèi)容：1、熟悉零件圖； 2、繪制零件圖（1張）； 3、繪制毛坯圖（1張）；4、繪制裝配圖（1張）；5、繪制夾具體（1張）； 6、編寫工藝過程卡片（1張）和工序卡片（1張）； 7、課程設(shè)計(jì)說明書（1份） 2010年1月序 言機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是我們在學(xué)完了大

3、學(xué)的全部基礎(chǔ)課，技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課后進(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對所學(xué)的各課程一次深入的綜合性總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此，他在我們的大學(xué)四年生活中占有重要的地位。就我個(gè)人而言，我希望通過這次課程設(shè)計(jì)對自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己的分析問題，解決問題的能力，為今后的工作打下良好的基礎(chǔ)。由于能力有限，設(shè)計(jì)尚有很多不足之處，懇請各位老師給予指教。一、零件的分析題目所給的零件是汽車變速器上的換擋叉。它位于汽車變速器機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使汽車輸出主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照駕駛者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的16孔套在一根固定軸上，r43的圓弧

4、孔套在汽車變速齒輪軸槽上，零件上方的槽與撥桿相連，駕駛者通過撥桿撥動(dòng)整個(gè)換檔叉沿著16的軸線進(jìn)行軸向移動(dòng)，撥動(dòng)齒輪副進(jìn)行嚙合，實(shí)現(xiàn)變速操作。1.1 零件的工藝分析零件采用45剛，考慮到汽車在換速過程中收到撥桿的作用力是沖擊載荷，齒輪嚙合時(shí)對撥叉也有沖擊載荷，因此在加工的時(shí)候應(yīng)盡量保證金屬前衛(wèi)盡量不被切斷，保證零件工作可靠性。零件外圓面難以用切屑進(jìn)行加工，而且外圓面沒有特殊的精度要求，按14級精度取，通過制造就可以獲得所需的表面質(zhì)量。該零件批量生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，故可以采用鑄造加工。這從提高生產(chǎn)效率、保證加工精度上考慮，是應(yīng)該的。零件撥槽上平面、撥槽側(cè)面、20兩端面有粗糙度要求，換擋叉

5、叉頭t1、t2平面相對16孔有垂直度要求，因此應(yīng)以20外圓面為基準(zhǔn)先加工16孔，然后以16孔為精基準(zhǔn)加工叉頭t1、t2平面和撥槽上平面撥槽兩側(cè)面。由上面分析可知，可以粗加工16孔，然后以此作為基準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，并且此換擋叉零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。1.2 確定生產(chǎn)類型 已知此撥叉零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000件/年，零件的質(zhì)量是 1kg/個(gè)，查電子版機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊，可確定該 生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序；加工設(shè)備。 1.3 確定毛

6、坯1、確定毛坯種類：零件材料為zg45ii?？紤]零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，故選擇砂型鑄件及其造型坯。查電子版機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊選用鑄件尺寸公差等級為ct-12。以叉頭左面為鑄造分型面，在t5上平面設(shè)置澆注口。2、確定鑄件加工余量及形狀：查電子版機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊，選用加工余量為ma-h級，并查表確定各個(gè)加工面的鑄件機(jī)械加工余量，鑄件的分型面的選用及加工余量，如下表所示：簡 圖加工面代號基本尺寸加工余量等級加工余量說 明1616h82孔降一級雙側(cè)加工r4343h4.52孔降一級雙側(cè)加工t1-t28h3.52雙側(cè)加工t314h3.52雙側(cè)加工t

7、4-t642h3.52單側(cè)加工t513h5單側(cè)加工t86h5單側(cè)加工3、繪制鑄件毛坯圖二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1 選擇定位基準(zhǔn)：（1）粗基準(zhǔn)的選擇：以零件16的左端面(t4)為粗基準(zhǔn)叉頭的一個(gè)面(t1)為粗基準(zhǔn)。（2）精基準(zhǔn)的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以粗加工后的孔的內(nèi)圓面(16)和孔的右端面(t6)為定位精基準(zhǔn)。（3）輔助基準(zhǔn)的選擇：t4、r43、t72.2 制定工藝路線:根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用 。查，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：

8、工序i 粗銑t6和t2平面，以t4，采用x5032立式銑床加專用銑夾具；工序ii 粗銑t4和t1平面，t6為基準(zhǔn)，采用x51立式銑床加專用銑夾具；工序iii 鉆16孔，鉆孔大小d=15mm，t6為基準(zhǔn)，采用z4116-a鉆床、鉆模板和專用鉆床夾具；工序iv 擴(kuò)16孔，以t6為基準(zhǔn)，t7為輔助基準(zhǔn)，采用t616臥式鏜床、鏜模和專用鏜床夾具；工序v 粗鉸16，以t6為基準(zhǔn)，t7為輔助基準(zhǔn)，采用t616臥式鏜床、鏜模和專用鏜床夾具工序vi 粗銑t5，以16為定位基準(zhǔn)，采用x51立式銑床加專用銑夾具；工序vii 粗銑t8，以16為定位基準(zhǔn), t4和r43為輔助基準(zhǔn)，采用x51立式銑床加專用銑夾具；工序

9、viii 粗銑t3面，以t6為定位基準(zhǔn)，采用x6132臥式銑床加專用銑夾具； 工序ix 粗鏜r43，以16為基準(zhǔn)，t2為輔助基準(zhǔn)，采用t616臥式鏜床、鏜模和專用鏜床夾具工序x 半精鏜r43，以16為基準(zhǔn)，t2為輔助基準(zhǔn)，采用t616臥式鏜床、鏜模和專用鏜床夾具工序xi 精銑t1平面，以16為定位基準(zhǔn)，采用x51立式銑床加專用銑夾具；工序xii 精銑t2平面，以16為定位基準(zhǔn)，采用x51立式銑床加專用銑夾具；工序xiii 精銑t5，以16為定位基準(zhǔn)，采用x51立式銑床加專用銑夾具；工序xiv 精銑t8，以16為定位基準(zhǔn), t4和r43為輔助基準(zhǔn)，采用x51立式銑床加專用銑夾具；工序xv 鉆2孔

10、，以16為定位基準(zhǔn)，r43為輔助定位基準(zhǔn)，采用z4116-a鉆床鉆模板加專用鉆夾具；工序xvi 鉆m10螺紋孔，以t6為定位基準(zhǔn), 16左端面和r43為輔助基準(zhǔn)，采用z4116-a鉆床鉆模板加專用鉆夾具；工序xvii 車m10螺紋，t6為定位基準(zhǔn), 16左端面和r43為輔助基準(zhǔn)，采用ca6140車床加專用車夾具；工序xviii t1、t2、t3表面高頻淬火，5563hrc；工序xix 精鉸16，以t6面為基準(zhǔn),t7為輔助基準(zhǔn)，采用t616臥式鏜床加專用夾鏜具；工序xx 精銑t3平面，以t6為定位基準(zhǔn)，采用x51立式銑床加專用銑夾具；工序xxi 磨削t1平面，以16為定位基準(zhǔn), 采用hz-y15

11、0內(nèi)圓磨床加專用磨夾具；工序xxii 磨削t2平面，以16為定位基準(zhǔn), 采用hz-y150內(nèi)圓磨床加專用磨夾具；工序xxiii 去毛刺；工序xxiv 終檢。工序xxv 2.3 機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定:2.3.1 圓柱表面工序尺寸 前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個(gè)加工工序的加工余量如下：加工表面加工內(nèi)容加工余量精度等級工序尺寸表面粗糙度工序余量最小最大r43鑄件4ct1212.5粗鏜3.5it116.33.356.51半精鏜1.65it83.21.481.68916鉆孔15it126.314.9115.09擴(kuò)孔0.85it106.30.761.01粗鉸

12、0.1it96.30.030.143精鉸0.05it70.20.0070.0682孔鉆孔2it126.322.1m10鉆孔8.5it126.38.58.65車螺紋1.5it76.31.351.5152.3.2平面工序尺寸工序號工序內(nèi)容加工余量基本尺寸經(jīng)濟(jì)精度工序尺寸偏差工序余量最小最大t1、t2鑄件3.5215ct122.21粗銑t22.212.8it110.094.42精銑t119.6it90.9641.113磨削t1平面0.383it80.2780.3364粗銑t12.210.6it112.092.315精銑t218.6it90.9641.0366磨削t2平面0.38.0it80.2780

13、.322鑄件3.527ct122.17粗銑t32.5212it112.97.2110精銑t3 1214it91.892.043t4、t6鑄件3.5249ct122.811粗銑t63.545.5it110.546.312粗銑t43.542it113.343.66鑄件518ct122.313粗銑t5414it111.596.314精銑t5113it90.9571.11鑄件511ct122.215粗銑t847it111.716.216精銑t816it90.971.092.3.3 確定切削用量及時(shí)間定額工序 粗銑20、50下端面，以t2為粗基準(zhǔn)1. 加工條件工件材料：zg45,b =600mpa，鑄造

14、;工件尺寸：aemaxt6=20mm，l t6=36mm；aemaxt2 =15mm;加工要求：粗銑t6和t2平面加工余量分別為3.5mm、2.2mm機(jī)床：x5032立式銑床；刀具：yt15硬質(zhì)合金端銑刀。銑削寬度ae60,深度ap4，故根據(jù)電子版機(jī)械加工工藝設(shè)手冊（后簡稱工藝手冊）表3.1，取刀具直徑d0=80mm。然后選擇刀具前角0+5后角08，副后角0=10，刃傾角s=15,主偏角kr=60,過渡刃kr=30,副偏角kr=5。2. 切削用量(1)t6平面1）確定切削深度ap 因?yàn)橛嗔枯^小，故選擇ap=3.5mm，一次走刀即可完成。2）確定每齒進(jìn)給量fz 由于本工序?yàn)榇旨庸?，尺寸精度和表?/p>

15、質(zhì)量可不考慮，從而可采用不對稱端銑，以提高進(jìn)給量提高加工效率。根據(jù)工藝手冊，使用yt15硬質(zhì)合金端銑刀加工，機(jī)床功率為9kw（據(jù)工藝手冊，x5032立式銑床）時(shí)： fz=0.120.18mm/z故選擇：fz=0.18mm/z。3）確定刀具壽命及磨鈍標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南表5-148，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.21.8mm，選擇磨損量為1.2；由于銑刀直徑d0=80mm，故刀具使用壽命t=120min（機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南表5-149）。4）計(jì)算切削速度vc和每分鐘進(jìn)給量vf根據(jù)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南表2-17，當(dāng)d0=80mm，z=12，ap3.5，fz0.1

16、8mm/z時(shí)。各修正系數(shù)為：kmv= 1.0，ksv= 0.8。切削速度計(jì)算公式為： （2-1）其中 ， ，將以上數(shù)據(jù)代入公式2-1得：確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 。 （2-2）根據(jù)簡明手冊表4.2-36，選擇nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此，實(shí)際進(jìn)給量和每分鐘進(jìn)給量為： vc=m/min=144m/min （2-3）f zc=v fc/ncz=390/30012 mm/z=0.1mm/z5）計(jì)算基本工時(shí) tml/ vf，l=l+ y+，l=176mm. （2-4）查切削手冊表3. 26，入切量及超切量為：y+=40mm，則：tml/ vf=(176+40)/390=0.81m

17、in。三、專用夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，形成大批量生產(chǎn)，通常需要設(shè)計(jì)專用夾具。 經(jīng)過選擇指導(dǎo)老師和課題，決定設(shè)計(jì)鏜下端r43內(nèi)圈圓弧專用夾具。本夾具將用于立式鏜床。3.1設(shè)計(jì)主旨本夾具主要用來鏜下端r43內(nèi)圈圓弧設(shè)計(jì)，零件都有一定的技術(shù)要求。因此，在本道工序加工時(shí)，主要考慮如何提高加工精度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。3.2 夾具設(shè)計(jì) 3.2.1定位基準(zhǔn)的選擇工件以16mm的內(nèi)孔和撥叉頭左端面作為定位基準(zhǔn)，采用平面與定位心軸組合定位方案。其中定位平面限制三個(gè)自由度，定位銷限制兩個(gè)自由度，再以一個(gè)定位支承釘頂再撥叉桿幅板的一個(gè)側(cè)面限制一個(gè)自由度，實(shí)現(xiàn)完全定位。采

18、用螺母加開口墊圈夾緊工件，用壓板壓住工件幅板的另一側(cè)完成輔助定位與夾緊，以承受切削力。定位元件的工作表面與夾具體底面的垂直度要求保證滿足零件定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)的垂直度要求，以保證零件圖的要求。加工時(shí)，隨著銑刀的進(jìn)給工件可能會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)角誤差，但這屬于自由公差，故應(yīng)能滿足定位要求。3.2.2 切削力和夾緊力的計(jì)算切向力：= =561n 背向力：= = =378n 進(jìn)給力：= =558n 夾緊力：n選用搖柄壓緊，實(shí)際加緊力n應(yīng)為 式中，和是夾具定位面及加緊面上的摩擦系數(shù)，0.5。此時(shí)已大于所需的1460n的夾緊力，故本夾具可安全工作。3.2.3 對刀裝置的選擇采用直角對刀塊對刀。根據(jù)銑削方式設(shè)計(jì)相應(yīng)的

19、對刀塊，滿足加工條件的要求。3.2.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，應(yīng)該首先著眼于加緊，本道工序的拉床夾具就選擇了手動(dòng)加緊方式，本方式簡單、快捷。本工序由于是精加工，切削力較小，同時(shí)還有夾緊工件，因此勢必要控制好夾緊力。目前可采取的有效措施有三個(gè)：一是選擇好毛坯，提高它的精度、剛性以及抗疲勞性。二是選擇合理的夾緊力，以免在拉削時(shí)使工件受到損傷。在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。本夾具操作簡單，省時(shí)省力。此外，可以使夾具在一批零件加工之前對好刀，再使機(jī)床在工作臺上有一正確的安裝位置，以利于拉

20、削加工。4體會(huì)與展望機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)是機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程教學(xué)的一個(gè)不可或缺的輔助環(huán)節(jié)。它使我全面地綜合運(yùn)用本課程及其有關(guān)先修課程的理論和實(shí)踐知識進(jìn)行加工工藝及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一次重要實(shí)踐。培養(yǎng)了自己編制機(jī)械加工工藝規(guī)程和機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的能力，為以后搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)和去工廠從事工藝與夾具設(shè)計(jì)做了一些必要的準(zhǔn)備。通過本課程設(shè)計(jì)自己的收獲如下： 1 培養(yǎng)了自己綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)及相關(guān)專業(yè)課程（工程材料與熱處理、機(jī)械設(shè)計(jì)、互換性與測量技術(shù)、金屬切削加工及裝備等）的理論知識，結(jié)合金工實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識，獨(dú)立地分析和解決機(jī)械加工工藝問題，初步具備設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件的工藝

21、規(guī)程的能力 2 根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，學(xué)會(huì)了擬訂夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 3 使自己提高了應(yīng)用有關(guān)手冊、標(biāo)準(zhǔn)、圖表等技術(shù)資料的能力，掌握了從事工藝設(shè)計(jì)的方法和步驟。 4 進(jìn)一步培養(yǎng)了自己機(jī)械制圖、設(shè)計(jì)計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和編寫技術(shù)文件等的基本技能。 5 培養(yǎng)了自己解決工藝問題的能力，為今后進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)和去工廠從事工藝與夾具設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)。5方案綜合評價(jià)與結(jié)論根據(jù)面向并行工程的夾具設(shè)計(jì)策略和實(shí)現(xiàn)方法，對設(shè)計(jì)和制造出來的夾具進(jìn)行多方面的綜合評價(jià)，其內(nèi)容包括定位的確定性、夾具可制造性、夾具可裝配性、夾具結(jié)構(gòu)柔性、夾具精度、工件使用性能、夾具的經(jīng)濟(jì)性、夾具的剛性和強(qiáng)度。 在夾具的綜合評價(jià)中，各單項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)是構(gòu)成綜合評價(jià)值的重要一環(huán)。由于各單項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)含義不同，所以評價(jià)的方法也不盡相同。對于夾具的剛性和強(qiáng)度需要通過力學(xué)運(yùn)算進(jìn)行校核；對于夾具精度需要通過定位誤差計(jì)算確定工件的定位精度、測量出夾具系統(tǒng)的精度。定位的確定性是判斷工件是否完全定位，工件的使用性能是指工件安裝的便利性和夾具