副變速撥叉工藝及專用夾具設(shè)計說明書

1、北 華 航 天 工 業(yè) 學(xué) 院機(jī)械制造專業(yè)方向課程綜合設(shè)計課程設(shè)計報告報告題目： 機(jī)械制造專業(yè)方向課程綜合設(shè)計 作者所在系部： 機(jī)械工程系 作者所在專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 作者所在班級： 作 者 姓 名 : 指導(dǎo)教師姓名: 完 成 時 間 ： 一、前言二、零件圖的分析1、生產(chǎn)類型2、零件的作用3、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工藝分析三、工藝規(guī)程設(shè)計1、確定毛坯的制造形式2、基面的選擇3、制定工藝路線4、機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定4.1、24mm右端面4.2、14mm的孔4。3、14H13的槽5、確定切削用量5.1、確定工序1：銑削右端面的切削用量5.2、確定工序2：鉆、擴(kuò)、鉸、及精鉸孔的切

2、削用量5.3、確定工序6：銑削14H13的槽的切削用量四、夾具設(shè)計1、問題的提出2、夾具設(shè)計2.1、定位基準(zhǔn)的選擇2.2、切削力及夾緊力計算2.3、定位誤差分析2.4、夾具設(shè)計及操作的簡要說明五、設(shè)計總結(jié)六、參考文獻(xiàn)課程設(shè)計任務(wù)書課題名稱副變速撥叉的工藝和專用工裝設(shè)計完成時間指導(dǎo)教師職稱教授學(xué)生姓名班 級總體設(shè)計要求和技術(shù)要點(diǎn)設(shè)計要求：1、學(xué)會設(shè)計給定零件的工藝規(guī)程,并根據(jù)要求完成機(jī)械加工工藝過程卡片相應(yīng)的內(nèi)容，最終掌握中等復(fù)雜零件的機(jī)械加工工藝過程的設(shè)計能力;2、學(xué)會專用機(jī)床夾具的設(shè)計方法，并完成裝配圖的繪制.3、學(xué)會運(yùn)用各種設(shè)計資料、手冊、國家標(biāo)準(zhǔn)等。技術(shù)要點(diǎn):1、正確分析零件的結(jié)構(gòu)和技術(shù)

3、要求；2、確定合理的機(jī)械加工工藝過程和各工序內(nèi)容,包括定位基準(zhǔn)的確定、加工方案的確定、加工順序的確定、加工階段的劃分、加工余量以及工序尺寸、工時定額、切削用量的確定等;3、根據(jù)某工序要求，確定專用夾具的定位方案、夾緊方案、對刀導(dǎo)引方案等等；4、制定合理的機(jī)床夾具的總體方案，并畫出裝配圖;5、標(biāo)注夾具的技術(shù)要求。工作內(nèi)容及時間進(jìn)度安排本設(shè)計時間為3周，其進(jìn)度和時間安排如下(供參考）：1。 熟悉零件及各種資料，對零件圖進(jìn)行結(jié)構(gòu)和工藝分析 約8%2。 機(jī)械加工工藝過程設(shè)計（毛坯尺寸確定，擬定工藝路線,選擇加工設(shè)備與工藝裝備等） 約8%3.工序內(nèi)容的設(shè)計（加工余量，切削用量，工序尺寸，工序簡圖，填寫工

4、藝過程卡片) 約25%4。 夾具設(shè)計(草圖、總裝圖） 約40%5. 撰寫說明書 約156. 質(zhì)疑或答辯 約4課程設(shè)計成果1零件圖 1張（1：1)2. 機(jī)械加工工藝過程卡片： 1套（按規(guī)定格式）3機(jī)床夾具總裝圖： 1張（1：1）4. 夾具體零件圖 1張（1：1）5. 課程設(shè)計報告: 1份（按規(guī)定格式）前言機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的又一個實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié).這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練,因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位.這次設(shè)計使我

5、們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)中的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識，獨(dú)立地分析和解決了機(jī)械制造工藝問題,設(shè)計了機(jī)床專用夾具這一典型的工藝裝備，提高了結(jié)構(gòu)設(shè)計能力，為今后的畢業(yè)設(shè)計及未來從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)。由于能力有限,經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指正！二、零件圖的分析1、生產(chǎn)類型該零件的生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)。2、零件的作用副變速撥叉零件應(yīng)用在副變速箱的換擋機(jī)構(gòu)中，撥叉頭孔套在變速叉軸上，撥叉腳則夾在雙聯(lián)變換齒輪的槽中.當(dāng)需要變速時，操縱變速桿，變換操縱機(jī)構(gòu)就通過撥叉頭部的操縱槽帶動撥叉與變速叉軸一起在變速箱中滑移，撥叉腳撥動雙聯(lián)變換齒輪在花鍵上滑動以改變檔位，

6、從而改變速度.3、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工藝分析該撥叉變速時要承受彎曲應(yīng)力和沖擊載荷的作用，因此該零件應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度以及韌性，以適應(yīng)撥叉的工作條件。該撥叉形狀特殊,結(jié)構(gòu)簡單,為實(shí)現(xiàn)變速的功能,其叉軸孔與變速叉軸有配合要求，因此加工精度要求較高.叉腳兩端面在工作中需要承受沖擊載荷,為增強(qiáng)其耐磨性，該表面要求高頻淬火處理，硬度為48-58HRC。撥叉頭兩端面與叉腳兩端面在軸方向上均高于相鄰表面，這樣既減少了加工表面，又提高了變速時叉腳端面的接觸剛度。通過對該零件的重新繪制,知道圖樣的視圖正確，完整尺寸，公差及技術(shù)要求齊全。但基準(zhǔn)孔14要求R3.2精度較高,要進(jìn)行精絞以達(dá)到粗糙度要求,其余的加工表

7、面精度均較低,不需要高精度的機(jī)床加工，通過銑削、鉆削的粗加工就可以達(dá)到加工要求.該零件結(jié)構(gòu)對基準(zhǔn)的選擇要求高,零件選用材料KTH35010。三、工藝規(guī)程設(shè)計1、確定毛坯的制造形式零件材料為KTH350-10，考慮到零件在加工過程中所受沖擊力不大，并且為中批量生產(chǎn)，所以,選擇金屬模機(jī)械砂型鑄造毛坯.鑄件要求不能有砂眼、疏孔等缺陷，以保證零件的強(qiáng)度、剛度及硬度，使其在外力作用下不至于發(fā)生意外事故。查機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊表1.3-1，選用鑄件尺寸公差等級為CT10,保證的尺寸公差在13mm。2、基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇的正確合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以

8、提高。否則加工工藝過程中會問題百出，更有甚者還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。（1）粗基準(zhǔn)的選擇：以零件的24mm外圓為主要粗基準(zhǔn)，以零件左端面為輔助粗基準(zhǔn)。(2）精基準(zhǔn)的選擇：根據(jù)精基準(zhǔn)的選擇原則“基準(zhǔn)統(tǒng)一原則”以及考慮到工件的裝夾與加工方便,選用孔中心為主要精基準(zhǔn)，以加工后的零件右端面為輔助精基準(zhǔn).3、制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。還應(yīng)當(dāng)考慮加工時的經(jīng)濟(jì)性，盡量使工序能夠集中起來提高生產(chǎn)率。工序1:銑削右端面,以左端面為粗基準(zhǔn)，采用X51型立式銑床、YG8硬質(zhì)合金端銑刀以及專用夾具；工序2：鉆、擴(kuò)、鉸、及精鉸

9、孔，以右端面以及外圓為基準(zhǔn),采用Z525型立式鉆床、錐柄麻花鉆、錐柄擴(kuò)孔鉆、錐柄機(jī)用鉸刀以及專用夾具；工序3：銑削左端面，以右端面為定位基準(zhǔn),采用X51型立式銑床、端銑刀及專用夾具;工序4：粗銑大叉頭外表面，以右端面為定位基準(zhǔn)，采用X51型立式銑床、鑲齒套式面銑刀及專用夾具；工序5:精銑大叉頭外表面，以右端面為定位基準(zhǔn)，采用X51型立式銑床、三面刃銑刀及專用夾具；工序6：銑兩叉頭內(nèi)側(cè)，以孔中心為定位基準(zhǔn)，采用X61W型臥式銑床、細(xì)齒鋸片銑刀及專用夾具；工序7：銑14H13的槽，以孔中心為定位基準(zhǔn)，采用X62型臥式銑床、直齒三面刃銑刀及專用夾具;工序8：鉆mm孔，以孔中心為定位基準(zhǔn)，采用Z32K

10、型搖臂鉆床、直柄麻花鉆及專用夾具;工序9：銑大叉頭右端外端面，以孔中心為定位基準(zhǔn)，采用X61W型臥式銑床、細(xì)齒圓柱形銑刀及專用夾具；工序10:去毛刺；工序11：終檢。4、機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定副變速撥叉零件材料為KTH35010，硬度為198HBS，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，采用金屬模機(jī)械砂型鑄造毛坯.根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差.4。1、24mm右端面查機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊表2。25，可得該零件尺寸公差為CT7-CT9，加工余量等級為F。參照機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊表2.3-21確定工序尺寸及加工余量為：銑削73。2mm Z=1。2

11、mm4。2、14mm的孔查機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊表2.25，可得該零件尺寸公差為CT7CT9，加工余量等級為F。參照機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊表2。2-4及表2.38確定工序尺寸及加工余量為：鉆孔13mm 擴(kuò)孔13。85mm 2Z=0。85mm粗鉸13。95mm 2Z=0。10mm精鉸14mm 2Z=0.05mm4.3、14H13的槽從零件圖上可知尺寸公差為IT13,加工余量等級為F。參照機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊表2.322確定工序尺寸及加工余量為：銑削14mm 2Z=3。0mm5、確定切削用量5。1、確定工序1：銑削右端面的切削用量（1)加工條件工件材料：被加工材料KTH35010 其最小抗

12、拉強(qiáng)度為330MPa,最低延伸率為10。加工要求:銑削至長度為73。2mm.選擇車床:采用X51型立式銑床，電動機(jī)功率：4.5kw。選擇刀具：由于采用YG8硬質(zhì)合金端銑刀。根據(jù)切削用量簡明手冊表3。1，銑削寬度60mm，4mm，直徑為=40mm，齒數(shù)Z=12。（2）計算切削用量確定切削深度：由于單邊余量僅為1.2mm,可在一次走刀內(nèi)切完，故=74.4-73。2=1.2mm。確定進(jìn)給量f：查切削用量簡明手冊表3.5，得每齒進(jìn)給量=0。15-0。24mm/z，查表3.16取=0.18mm/z，則f=0.1812=2.16mm/r.確定切削速度：查切削用量簡明手冊表3。27，, 查表計算得=211.

13、72m/min,.根據(jù)X51型立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表(機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊表4。236)，選擇n=490r/min，則實(shí)際的切削速度v=192。42m/min。工作臺每分鐘進(jìn)給量為：。根據(jù)X51型立式銑床工作臺進(jìn)給量表（機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊表4.237)，選擇，則實(shí)際的每齒進(jìn)給量。5。2、確定工序2：鉆、擴(kuò)、鉸、及精鉸孔的切削用量（1)加工條件工件材料：被加工材料KTH350-10 其最小抗拉強(qiáng)度為330MPa，最低延伸率為10。加工要求：鉆孔至13mm，擴(kuò)孔至13。85mm，精鉸至14mm，通孔。選擇鉆床：選用立式鉆床Z525。選擇刀具：鉆孔時，采用錐柄麻花鉆刀片材料為高速鋼,鉆頭直徑1

14、3mm;擴(kuò)孔時，采用錐柄擴(kuò)孔鉆刀片材料為高速鋼，鉆頭直徑13.85mm；鉸孔時，采用錐柄機(jī)用鉸刀刀片材料為YG8，鉆頭直徑為14mm。(2)計算切削用量1鉆孔13mm確定切削深度：由于單邊余量僅為0。5mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故=0.5mm.確定進(jìn)給量f：查切削用量簡明手冊表2.7，當(dāng)可鍛鑄鐵硬度200HBS,鉆頭直徑為13mm時，f=0。520.64mmr，因?yàn)橹筮€要進(jìn)行鉸孔，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.50，則f=（0.520.64）0。50=0.260。32mmr，根據(jù)Z525機(jī)床說明書，現(xiàn)取f=0.28mmr。確定切削速度：查切削用量簡明手冊表2。15，可得=16.66mmin，所以=40

15、7.93rmin,根據(jù)機(jī)床說明書，取=392rmin，故實(shí)際切削速度為v=14.78mmin。2擴(kuò)孔13.85mm確定切削深度：由于單邊余量僅為0。425mm，可在一次走刀內(nèi)切完，故=0。425mm.確定進(jìn)給量f：查切削用量簡明手冊表2。10,當(dāng)可鍛鑄鐵硬度200HBS，鉆頭直徑為13。85mm時,f=0.70。9mmr，因?yàn)橹筮€要進(jìn)行鉸孔，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0。7，則f=(0。7-0.9）0.7=0。49-0。63mmr，根據(jù)Z525機(jī)床說明書，現(xiàn)取f=0。62mmr。確定切削速度：根據(jù)有關(guān)手冊的規(guī)定，擴(kuò)鉆的切削用量可根據(jù)鉆孔的切削用量選取，v=(）v=5.55-8.33mmin，所以=12

16、8。02-192.14rmin，根據(jù)機(jī)床說明書，取=140rmin,故實(shí)際切削速度為v=6.07mmin。3鉸、及精鉸mm確定切削深度:由于單邊余量為0。075，故=0。075mm。確定進(jìn)給量f：查切削用量簡明手冊表2.25，當(dāng)可鍛鑄鐵硬度200HBS,鉸刀直徑為14mm時，f=0。2-0。45mmr，根據(jù)Z525機(jī)床說明書，現(xiàn)取f=0.28mmr.確定切削速度：查切削用量簡明手冊表2.25，當(dāng)可鍛鑄鐵硬度200HBS,鉸刀直徑為14mm時,查切削用量簡明手冊表2.25，當(dāng)可鍛鑄鐵硬度200HBS,鉸刀直徑為14mm時,=8-12mmin，所以=181.89272.84rmin，根據(jù)機(jī)床說明書

17、，取=195rmin,故實(shí)際切削速度為v=8。58mmin。5.3確定工序6：銑14H13的槽的切削用量(1）加工條件：工件材料：被加工材料KTH350-10，其最小抗拉強(qiáng)度為330MPa，最低延伸率為10。加工要求：銑槽寬:14mm，槽長度:19mm，槽深度16mm.選擇機(jī)床：X62型臥式銑床，機(jī)床功率為7.5kw。選擇刀具：高速鋼三面刃銑刀。銑刀直徑為125mm，寬度14mm，齒數(shù)20。（查機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊表1.4.8。1）（2）計算切削用量確定切削深度：由于單邊余量為16mm，所以=16mm.確定每齒進(jìn)給量:查切削用量簡明手冊表3.3，得每齒進(jìn)給量=0.080.12mm/z，取=

18、0.08mm/z。確定切削速度:查切削用量簡明手冊表3.27， 式中，計算得=25。4m/min，。根據(jù)X62型臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速表（機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊表4。239），選擇n=60r/min,則實(shí)際的切削速度v=23。56m/min。工作臺每分鐘進(jìn)給量為：。根據(jù)X62型臥式銑床工作臺進(jìn)給量表（機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊表4。2-40)，選擇。則實(shí)際的每齒進(jìn)給量。最后，將以上各工序的切削用量的計算結(jié)果，連同其他加工數(shù)據(jù)，一并填入機(jī)械加工工藝過程綜合卡片。四、夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具。我決定設(shè)計第6道工序-銑兩叉頭內(nèi)側(cè)。本夾具將用于X61W型臥式銑

19、床，刀具為細(xì)齒鋸片銑刀，對工件兩個面同時進(jìn)行加工。1、問題的提出本夾具主要用來粗銑兩叉頭內(nèi)側(cè)面，主要是要保證兩端面間距40B12mm,因其要求表面粗糙度為12.5,精度要求不高，所以在本道工序加工時，主要考慮如何提高勞動生產(chǎn)率,降低勞動強(qiáng)度,而精度則不是主要問題.2、夾具設(shè)計2.1、定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，工件以已加工的孔軸及其端面定位.用定位銷進(jìn)行定位，其限制了零件的兩個轉(zhuǎn)動自由度和兩個移動自由度,由孔的右端面及一個墊塊限制了其一個移動自由度，由叉桿幅板右側(cè)面與夾緊裝置限制了其1個轉(zhuǎn)動自由度，通過以上定位裝置來限制其6個自由度，實(shí)現(xiàn)完全定位。根據(jù)生產(chǎn)要求,通過手動夾緊就可以滿足要求，采用

20、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)對工件進(jìn)行夾緊.2.2、切削力及夾緊力計算刀具：細(xì)齒鋸片銑刀，40mm，Z=40，切削力F=（見切削用量簡明手冊表3。28）其中：所以F=65.13(N）水平分力：F=1。1F=71。64（N),垂直分力:F=0。3F=19。54（N)在計算切削力時,必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)K=KKKK。其中:為基本安全系數(shù)1.5；為加工性質(zhì)系數(shù)1。1;為刀具頓化系數(shù)1。1；為斷續(xù)切削系數(shù)1.1。所以F=KF=1.51。11.11.171.64143。03(N）為克服水平切削力，實(shí)際夾緊力N為N(）=KF，故N=。其中及為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，則N=286。06（N）.2.3、定位誤差分析（1）定位元件尺寸及公差的確定.夾具的主要定位元件為一水平放置的定位銷，查機(jī)床夾具設(shè)計手冊可得，該定位銷尺寸及上下偏差為14。（2）定位誤差計算。=0.025mm。從零件圖可知,14孔的軸線的直線度誤差為0.025mm，所以上述定位誤差可以允許。2。4、夾具設(shè)計及操作的簡要說明因?yàn)椴孱^內(nèi)側(cè)端面精度要求不高,所以粗銑完就能滿足其精度要求，根據(jù)生產(chǎn)要求，通過手動夾緊就可以滿足要求，采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)對工件進(jìn)行夾緊。夾具上裝有對刀塊，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對刀（與塞尺配合使用）；采用直角對刀塊（GB2242-8