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機械制造工藝學課程設計說明書
設計題目:設計“三四擋撥叉”零件的機械加工工
藝規(guī)程及工藝裝備
設計者:
學號:
班級:
指導教師:
2013年11月
摘要:
本次課設的題目為汽車制造工藝學課程設計,它是一次綜合性課程設計,是以畫法幾何,機械制圖,機械設計等多個學科為基礎知識,通過學生自主努力來完成的一項設計任務。本次課程設計的任務是完成換檔撥叉的工藝設計及有關(guān)工藝裝備的設計
2、。
本篇說明書分析了變速器三四檔撥叉的基本概況,例如:工作環(huán)境,結(jié)構(gòu)特點,材料的性質(zhì)及其加工特性等。分析了零件的主要加工表面的方法,比較詳細地分析了工藝路線的制定和選擇。并且對有關(guān)設備的選擇與應用進行了簡單的介紹,以及對加工中易產(chǎn)生的缺陷和防范措施也做了說明。在夾具設計中,根據(jù)車床、銑床、鉆床夾具的特點,說明了如何進行定位、加緊、以及誤差分析、技術(shù)條件的制定。
說明書在編寫和設計中,參考了有關(guān)文獻和資料,在參考資料索引中有詳細說明。
設計內(nèi)容及說明
主要參數(shù)
第一章 零件圖樣的工藝分析
1.1零件的作用
題目所給的零件是某汽車的第三、四擋撥叉
3、,它主要起換檔作用。按照工作者的要求工作,獲得所需速度和轉(zhuǎn)矩。
1.2零件的工藝分析
1) 以22孔為中心的加工表面
22孔以及在左右端面和上面叉緣處與撥桿接觸處的凹槽,一個以M10的螺紋孔。這三個都沒有高的精度要求。第二章 零件的工藝規(guī)程設計
2.1確定毛坯的制造形式
零件材料為20鋼,考慮零件在機床上運行過程中所受的沖擊大,零件結(jié)構(gòu)又叫簡單,故選用鍛造毛坯,零件的輪廓尺寸不大,從提高生產(chǎn)率和保證加工精度方面考慮鍛造成型是合理的。
設計內(nèi)容及說明
主要參數(shù)
2.2基面的選擇
基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?;孢x擇的正確、合理,
4、可以使加工質(zhì)量得到保證,生產(chǎn)率得以提高,否則加工過程中會出問題,更有甚者,還會造成零件大批報廢,使生產(chǎn)無法正常進行。
1、粗基準的選擇
按照粗基準的選擇原則,選擇重要表面為粗基準,對于本工件,選擇R108到R114的肋板以及22孔兩端面的其中一平面共同構(gòu)成的大平面作為基準。
2、 精基準的選擇
主要應該考慮由于 變速叉剛性差,易產(chǎn)生彎曲變形,精基準選擇在叉軸孔一個端面,用叉軸孔的一個端面作為精基準,定位加工叉軸孔,實現(xiàn)設計基準與 工藝基準重合,保證叉軸孔與端面垂直度,其他軸向尺寸以縱端面作為基準平面,法平面可限制一個移動自由度,后序各工序的加工用叉軸孔端面定位,限制五個自由度,零件
5、裝夾方面,定位準確可靠,夾具結(jié)構(gòu)也簡單。
綜上,確定的主要加工表面的基準時如下:
1、凸臺端面:撥叉?zhèn)缺?
2、22叉軸孔:叉軸孔端面,撥叉內(nèi)圈
設計內(nèi)容及說明
主要參數(shù)
3、撥叉叉口:叉軸孔22,撥叉撥爪外側(cè)面
4、撥叉叉口側(cè)端面:22叉軸孔,撥叉外側(cè)面
5、8鎖緊銷孔
通過以上基準的選擇,可以達到后續(xù)工藝設計要求,進行后續(xù)設計。
2.3制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點,應當使零件的幾何尺寸、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,零件產(chǎn)量為大批量生產(chǎn),因此,萬能機床配合專用夾具,并使工序盡可能集中來提高生
6、產(chǎn)效率。
綜上,工藝方案如下:
Ⅰ、銑叉軸孔端面
Ⅱ、鉆、鉸、锪22軸孔、倒角
Ⅲ、鉆、鉸、锪8孔
Ⅳ、銑叉口,先粗后精
Ⅴ、小叉口銑扁
Ⅵ、銑小叉口上端面
Ⅶ、銑小叉口倒角
設計內(nèi)容及說明
主要參數(shù)
Ⅷ、銑叉頭大扁
Ⅸ、開槽
Ⅹ、大扁倒角
Ⅺ、表面高頻淬火
Ⅻ、終檢
根據(jù)上述方案及加工工藝,查手冊,分別確定各表面的加工余量、工序尺寸及公差。
工序
內(nèi)容
余量
工序尺寸
表面粗糙度
Ⅰ
銑叉軸孔端面
3
72
Ra12.5
Ⅱ
鉆、鉸、锪22軸孔、倒角
11
22
Ra3.2
1、鉆21.5孔
10.7
7、5
21.5
Ra12.5
2、鉸22孔
0.25
22
Ra3.2
3、锪倒角
145
45
Ra12.5
Ⅲ
1、 鉆7.5孔
3.75
7.5
Ra12.5
2、鉸8孔
0.25
8
Ra3.2
Ⅳ
銑叉口
2.0
206
Ra3.2
Ⅴ
小叉口銑扁
2.0/0.5
12
Ra3.2
Ⅵ
銑小叉口上端面
2.0
35
Ra12.5
Ⅶ
銑小叉口倒角
1.0
4
Ra3.2
Ⅷ
銑叉頭大扁
2.0
12
Ra3.2
Ⅸ
開槽
2.5/1.5
18/15
Ra3.2
Ⅹ
大扁倒角
1.
8、0
45
Ra12.5
設計內(nèi)容及說明
主要參數(shù)
2.4加工余量及工序尺寸的確定
“變速叉三四檔撥叉”零件材料為20鋼,毛坯重量為1.7kg,生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn),采用模鍛毛坯。
1、 鍛件重量:用毛坯圖的基本尺寸進行計算
2、
3、 由圖紙確定力平直分模線
4、由20鋼鍛造,查《手冊》,厚度方向1.7~2.2mm,長度方向1.7~2.2mm,根據(jù)條件,取軸孔端面的單邊加工余量為3mm,叉口面及側(cè)端面的單邊加工余量為3mm
加工余量分配如下:
尺寸\工序
銑叉軸孔端面
銑叉口
銑叉口側(cè)端面
加工余量/mm
2
2
2
9、設計內(nèi)容及說明
主要參數(shù)
2.5、確定切削用量及基本工時
(1)、工序Ⅰ,銑叉口軸孔端面
立式銑床X51,套式面銑刀細齒,齒數(shù)=12,高速鋼
?確定吃刀量:銑削寬度:,銑削深度:
?確定每齒進給量:取
?確定切削速度和工作每分鐘進給量
取銑削時銑削速度為,則
查表取,則實際切削速度v=29.5m/min
工作臺每分鐘進給量
查表:實際工作臺每分鐘進給量f=75mm/min,實際每齒進給量
2.5、確定切削用量及基本工時
(1)、工序Ⅰ,銑叉口軸孔端面
立式銑床X51,套式面銑刀細齒,齒數(shù)=12,高速鋼
?確定吃刀量:銑削寬度:,銑削深度:
設
10、計內(nèi)容及說明
主要參數(shù)
?確定每齒進給量:取
?確定切削速度和工作每分鐘進給量
取銑削時銑削速度為,則
查表取,則實際切削速度v=29.5m/min
工作臺每分鐘進給量
查表:實際工作臺每分鐘進給量f=75mm/min,實際每齒進給量
?計算基本時間:
故T=0.684mm
(2)、工序Ⅱ,鉆、擴、鉸孔并锪倒角
條件:立式鉆床Z525,錐柄麻花鉆,錐柄機用鉸刀,锪鉆,專用夾具
1) 工位Ⅰ:鉆孔
?確定背吃刀量
?進給量f=0.2mm/r
設計內(nèi)容及說明
主要參數(shù)
?切削速度,
?確定每齒進給量:取
?確定切削速度和工作每分鐘
11、進給量
取銑削時銑削速度為,則
查表取,則實際切削速度v=29.5m/min
工作臺每分鐘進給量
查表:實際工作臺每分鐘進給量f=75mm/min,實際每齒進給量
?計算基本時間:
故T=0.684mm
(2)、工序Ⅱ,鉆、擴、鉸孔并锪倒角
條件:立式鉆床Z525,錐柄麻花鉆,錐柄機用鉸刀,锪鉆,專用夾具
設計內(nèi)容及說明
主要參數(shù)
2) 工位Ⅰ:鉆孔
?確定背吃刀量
?進給量f=0.2mm/r
?切削速度,
查表
?基本時間:
3) 工位Ⅱ:鉸孔
?確定背吃刀量
?進給量f=0.2mm/r
?切削速度,
?基本時間:
4) 工位
12、Ⅲ:锪鉆倒倒角
?確定背吃刀量
?進給量f=0.4mm/r
?切削速度
?基本時間:
(3).工序Ⅲ 銑叉口至206+0.4 +0.2mm
立式銑床x51
錐柄立銑刀 D=18
設計內(nèi)容說明
主要參數(shù)
工步I粗銑叉口
①確定背吃刀量 ap=1.8mm
②進給量: af=0.2mm/r
③切削速度 vc=0.51mm/s=30.6m/min ns=725r/min
④計算基本時間 T=1.307min
工步II精銑叉口
①背吃刀量 ap=0.2mm
②進給量: af=0.2mm/r
③切削速度 v
13、c=0.62mm/s=37.2m/min ns=725r/min
④計算基本時間 T=1.075min
(4)工序Ⅳ 銑叉口,測端面至12-0.2 -0.35
加工條件:萬能臥式銑床x600w
銷齒三面刃銑刀 φ100,齒數(shù)z>10 高速鋼
1)工步Ⅰ 粗銑叉口側(cè)端面
1 背吃刀量:ae =52mm ,ap=0.1mm
2 每齒進給量:af=0.2mm/z
3 切削速度:vc =36m/min ns=118r/min
每分鐘進給量:ft=118mm/min
Afz=0.197mm
4 基本時間
14、:T=0.932min
設計內(nèi)容說明
主要參數(shù)
2)工步Ⅱ 精銑叉口側(cè)端面
1 背吃刀量:ae =52mm ,ap=0.1mm
2 每齒進給量:af=0.1mm/z
3 切削速度:vc =36m/min f=80mm/min
4 基本用時: T=6.375min
(5)工序Ⅴ 鉛鎖緊銷孔 φ8F8
立式鉆床 z525 錐柄麻花鉆φ8 p14
錐柄機用鉸刀 φ8
1)工步Ⅰ 鉛鎖緊銷孔 φ7.8
1 背吃刀量:ap=4mm
2 進給量:f=0.2mm/z
3 切削速度:vc =6.833m/min
4 基本時間: T=
15、0.809min
2) 工步Ⅱ 絞鎖緊銷孔 φ8
1 背吃刀量:ap=0.1mm
2 進給量:f=6.833mm/z
3 切削速度:vc =0.5m/min
4 基本時間: T=0.324min
設計內(nèi)容說明
主要參數(shù)
第三章 夾具設計
為了提高生產(chǎn)率,保證加工質(zhì)量,降低勞動強度,故設計專用夾具。
銑叉口側(cè)端面的專用銑床夾具,本夾具將用于x62w萬能臥式銑床,刀具為兩把高速鋼錯齒三面刃銑刀,對兩側(cè)加工面同時銑削。
根據(jù)變速叉零件的結(jié)構(gòu)特點,叉口兩側(cè)面需一次裝夾完成銑削,以保證較高平行度。
(一) 問題的提出
本專用夾具為銑叉口側(cè)面而設計,對瓶響度
16、有一定要求,在加工本道工序前,叉軸端面、叉軸孔都已加工,因此考慮其作為定位基準,同時考慮加工精度與勞動效率,設計適合大批量生產(chǎn)場合的夾具。
(二) 夾具設計
1、定位基準的選擇
讀零件圖,考慮以加工叉軸孔端面、叉軸孔,為保證在水平厚度方向上定位以及行位要求,選取叉軸孔的一個端面作為定位基面。為保證其垂直度,選取叉口的一個面作為定位基準。
設計內(nèi)容說明
主要參數(shù)
為保證加工效率,可用兩把三面刃銑刀一次對兩側(cè)端面進行加工。
考慮裝夾方便采用勾板和緊固螺釘進行夾緊
2、切削力及夾緊力的計算
工序III 銑叉口至mm
立式銑床x51
錐柄立銑刀 D=18
⑴工步I粗
17、銑叉口
①確定背吃刀量 ap=1.8mm
②進給量: af=0.2mm/r
③切削速度 vc=0.51mm/s=30.6m/min ns=725r/min
④計算基本時間 T=1.307min
⑵工步II精銑叉口
①背吃刀量 ap=0.2mm
②進給量: af=0.2mm/r
③切削速度 vc=0.62mm/s=37.2m/min ns=725r/min
④計算基本時間 T=1.075min
ap=1.8mm
vc=30.6m/min
ns=725r/min
T=1.3
18、07min
ap=0.2mm
af=0.2mm/r
vc
=37.2m/min
ns=725r/min
T=1.075min
設計內(nèi)容說明
主要參數(shù)
3、 定位誤差分析
①定位原件尺寸級公差的確定
夾具的主要定位原件為撥叉軸孔相配合的卡銷,該定位銷的尺寸與公差規(guī)定與本零件在工作時與其配叉軸孔的尺寸與公差相同,而平放的撥叉右端采用擋銷進行定位右端采用偏心夾緊機構(gòu)夾緊。
4、夾具設計操作的說明
由于該夾具所受力垂直于支撐釘,因不需太大的夾緊力,只需支撐即可。
5、夾緊步驟
a將撥叉放置夾具的適當位置
b將壓緊裝置轉(zhuǎn)至對應位置旋一圈即可壓緊
c轉(zhuǎn)動偏心夾緊機構(gòu)夾緊,即可開始加工
五、課程設計心得
經(jīng)過為期兩周的機械工藝學課程設計,使我對工件的加工,夾具的使用有了更深的了解,同時結(jié)合了長春實習期間所看為課程設計提供了很好的實物基礎。
六、參考文獻
1、 《現(xiàn)代機床夾具設計》吳拓編 化學工業(yè)出版社
設計內(nèi)容說明
主要參數(shù)
2、 《機械制造技術(shù)基礎課程設計》尹成湖編 高等教育出版社
3、 《機械制造工藝學課程設計指導書》趙家齊編 機械工業(yè)出版社
專心---專注---專業(yè)