K447-一四挡变速叉[一四档拨叉]工艺规程与其中钻φ3孔的机床专用夹具设计【含CAD图纸+PDF图纸+文档】
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机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称一四挡拨叉零件名称一四挡拨叉共1页第1页材 料 牌 号毛 坯 种 类铸件毛坯外形尺寸每毛坯件数1每 台 件 数备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段设 备工 艺 装 备 工 时 准终 单件1铣粗铣、半精铣、精铣B上表面,D上表面,22孔上表面X51专用夹具,端铣刀,游标卡尺2铣粗铣、半精铣、精铣B下表面X51专用夹具,端铣刀,游标卡尺3钻钻、扩、粗铰孔内表面Z525专用夹具,麻花钻,扩孔钻,铰刀,游标卡尺4铣粗铣、半精铣槽两端面X51专用夹具,三面刃铣刀,游标卡尺5铣棒铣槽内R37圆弧X51专用夹具,铣刀,游标卡尺6铣粗铣、半精铣M12下表面X51专用夹具,端铣刀,游标卡尺7钻钻、扩、攻丝M12螺纹孔Z525专用夹具,麻花钻,扩孔钻,丝锥,螺纹塞规,游标卡尺8扩扩14孔Z525专用夹具,扩孔钻,游标卡尺9铣粗铣、半精铣小端宽度3槽X51专用夹具,端铣刀,游标卡尺10钻钻3孔Z525专用夹具,麻花钻,游标卡尺11打标12热处理C端淬火13检测C端检测14清洗15终检 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称一四挡拨叉零件名称一四挡拨叉共1页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号钻孔毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数铸件1设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z525夹具编号夹具名称切削液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1钻3孔专用夹具,麻花钻,游标卡尺30010.120.24.5130.45 设 计(日 期) 校 对(日期) 审 核(日期) 标准化(日期) 会 签(日期)标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期 车辆与交通工程学院课程设计说明书 车辆与交通工程学院课程设计说明书设计类型:工艺课程设计设计题目:编制一四挡变速叉零件的工艺规程与其中钻3孔的机床专用夹具设计专业班级:车辆1201班学生姓名:范洪耀完成日期:2015.12.25指导教师:李水良、徐锐良 目 录第1章 零件分析(一) 零件的作用3(二) 零件的工艺分析3(三) 确定零件的生产类型4第2章 确定毛坯、绘制毛坯简图(一) 确定毛坯的制造形式5(二) 绘制拨叉锻造毛坯简图5第3章 工艺规程设计(一) 基面的选择6(二) 制订工艺路线6(三) 确定加工余量8(四) 确定切削用量及工时9第4章 专用钻床夹具设计(一) 定位方案的分析和定位基准的选择11(二) 工件的定位误差及夹紧力分析12总结14参考资料15第1章 零件分析(一) 零件的作用题目所给定的零件是一四档变速叉,它位于变速箱中,主要作用是拨动变速箱中的齿轮,使汽车达到变速的目的。拨叉是变速箱的换档机构中的一个主要零件。拨叉头以mm孔套在变速叉轴上,并用螺钉经螺纹孔与变速叉轴联结,并用mm锁紧孔锁紧。拨叉脚则夹在双联变换齿轮的槽中。当需要变速时,操纵变速杆,变速操纵机构就通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移,拨叉脚拨动双联变换齿轮在花键轴上滑动以改换档位,从而改变车辆行驶速度。(二) 零件的工艺分析由零件图可知,其材料为45钢。该材料具有足够的强度、刚度和韧性,适用于承受弯曲应力和冲击载荷作用的工作条件。该拨叉形状特殊、结构简单,属典型的叉杆类零件。为实现换档、变速的功能,其叉轴孔与变速叉轴有配合要求,因此加工精度要求较高。叉脚两端面在工作中需承受冲击载荷,为增强其耐磨性,该表面要求高频淬火处理,硬度为4250HRC;为保证拨叉换档时叉脚受力均匀,要求叉脚两端面对叉轴孔mm的垂直度在长度40上要求为0.10mm。为保证拨叉在叉轴上有准确的位置,改换档位准确,拨叉采用紧固螺钉定位。螺纹孔的尺寸为x1.25-2a。拨叉头两端面和叉脚两端面均要求切削加工,并在轴向方向上均高于相邻表面,这样既减少了加工面积,又提高了换档时叉脚端面的接触刚度;mm孔和孔的端面均为平面,可以防止加工过程中钻头钻偏,以保证孔的加工精度;另外,该零件除主要工作表面拨叉脚两端面、变速叉轴孔mm,其余表面加工精度均较低,不需要高精度机床加工,通过铣削、钻床、攻丝的粗加工就可以达到加工要求;而主要工作表面虽然加工精度相对较高,但也可以在正常的生产条件下,采用较经济的方法保质保量地加工出来。由此可见,该零件的工艺性较好。该零件的主要工作表面为拨叉脚两端面和叉轴孔mm(H7),在设计工艺规程时应重点予以保证。(三) 确定零件的生产类型拨叉在汽车上属于常用零件,且拨叉属轻型零件,该拨叉的生产类型为大量生产。第2章 确定毛坯、绘制毛坯简图(一) 确定毛坯的制造形式零件材料为45钢,零件经常拨动齿轮承受变载荷和冲击性载荷,因此应选用锻件,以使金属纤维尽量不被切断,保证零件工作可靠。因为为大批量生产,且零件的轮廓尺寸不大,故采用模锻成型。这从提高生产率,保证加工精度上考虑,也是应该的。(二) 绘制拨叉锻造毛坯简图绘制毛坯图如下第3章 工艺规程设计(一) 基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一,它对零件的生产是非常重要的。定位基准有粗基准和精基准之分,通常先确定精基准,然后再确定粗基准。1精基准的选择叉轴孔mm的轴线是拨叉脚两端面设计基准,拨叉头左端面是拨叉轴向方向上尺寸的设计基准。选用叉轴孔mm的轴线和拨叉头左端面作精基准定位加工拨叉脚两端面,实现了设计基准和工艺基准的重合,保证了被加工表面的垂直度要求。另外,由于拨叉件刚性较差,受力易产生弯曲变形,选用拨叉头左端面作精基准,夹紧力作用在拨叉凸台上,可避免在机械加工中产生夹紧变形,夹紧稳定可靠。2粗基准的选择选择变速叉轴下部mm的圆弧面和叉爪口内表面作粗基准。采用R37mm圆弧面定可以为后续工序准备好精基准。(二) 制订工艺路线工艺路线的拟订是制订工艺规程的总体布局,包括:确定加工方法,划分加工阶段,决定工序的集中与分散,加工顺序的安排,以及安排热处理、检验及其他辅助工序(去毛刺、倒角等)。它不但影响加工的质量和效率,而且影响到工人的劳动强度、设备投资、车间面积、生产成本等。制订工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状,尺寸精度及位置精度的技术要求能得到合理的保证。生产纲领已确定为大批量生产的条件下,可以考虑采用万能性机床以及专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外,还应当考虑经济效果,以便使生产成本尽量降低。因此,拟订工艺路线是制订工艺规程的关键性一步,必须在充分调查研究的基础上,提出工艺方案,并加以分析比较,最终确定一个最经济合理的方案。经过讨论,工艺过程如下:1铣粗铣、半精铣、精铣B上表面,D上表面,22孔上表面2铣粗铣、半精铣、精铣B下表面3钻钻、扩、粗铰孔内表面4铣粗铣、半精铣槽两端面5铣棒铣槽内R37圆弧6铣粗铣、半精铣M12下表面7钻钻、扩、攻丝M12螺纹孔8扩扩14孔9铣粗铣、半精铣小端宽度3槽10钻钻3孔11打标12热处理C端淬火13检测C端检测14清洗15终检(三) 确定加工余量“变速叉”零件材料为45钢,生产类型为大批量生产,采用锻锤上合模锻毛坯。根据上述原始资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机械加工余量:(1) 粗铣、半精铣、精铣B上表面,D上表面,22孔上表面考虑其加工表面粗糙度要求为,可以先粗铣,半精铣再精铣,根据机械加工工艺手册表2.3-5,取Z=1已能满足要求(2) 粗铣、半精铣、精铣B下表面其表面粗糙度要求为,其加工方式可以分为粗铣、半精铣、精铣三步,根据机械加工工艺手册表2.3-48,确定工序尺寸及余量为:Z=1(3) 钻、扩、粗铰22孔内表面考虑其表面粗糙度要求为,其加工方式可以分为钻、扩、粗铰,根据机械加工工艺手册表2.3-5,钻孔:20mm 扩孔:21.8mm 2Z=1.8铰孔:22mm 2Z=0.2(4) 粗铣、半精铣槽两端面考虑其表面粗糙度要求为,其加工方式可以分为粗铣、半精铣,根据机械加工工艺手册表2.3-5,取Z=1已能满足要求。(5) 钻、扩、攻丝M12螺纹孔其表面粗糙度要求为,其加工方式可以分为钻,扩,攻丝三步,根据机械加工工艺手册表2.3-48,确定工序尺寸及余量为:钻孔:11 扩孔:11.85 2Z=0.85 (6) 粗铣、半精铣小端宽度3槽其表面粗糙度要求为,其加工方式可以分为粗铣、半精铣两步,根据机械加工工艺手册表2.3-48,确定工序尺寸及余量为:Z=1 (7) 钻3孔考虑其表面粗糙度要求为,只要求粗加工,一步钻到位。(四)确定切削用量及工时(工序11)工序11钻3孔,由于孔的直径较小,且深度为6mm很短,且锁紧孔的功能,不对孔内径粗糙度有太大要求,所以直接由人工进给。1基本时间的计算因为孔由人工直接钻通,取人工平均值,=3s2辅助时间的计算辅助时间 与基本时间之间的关系为=(0.150.2) ,取 =0.15 则工序11的辅助时间为:=0.153=0.45s3其他时间的计算除了作业时间(基本时间与辅助时间之和)以外,每道工序的单件时间还包括布置工作地时间、休息与生理需要时间和准备与终结时间。由于拨叉的生产类型为大批生产,分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微,可忽略不计;布置工作地时间是作业时间的27,休息与生理需要时间是作业时间的24,均取为3,则各工序的其他时间(+)可按关系式(3+3) (+) 计算,工序11的其他时间:扩孔工步的其他时间:+ =6(3s+0.45s)=0.207s;4单件时间的计算工序11的单件时间=3s+0.45s+0.207=3.657s。第4章 专用钻床夹具设计(一) 定位方案的分析及定位基准的选择加工3孔,首先考虑孔的轴线与孔的轴线有几何关系,所以定位时采用孔内表面作为基准,槽作为另一基准,因为采用立钻,刀具自上而下且垂直于底面,钻孔时不用再夹紧。夹具采用一面两长销的定位原则限制了五个自由度,为不完全定位。本道工序采用工件右侧22孔的中心线作为定位精基准。 定位方案示意图(二)工件的定位误差及夹紧力分析 本工序的要求是:钻位于上平面3的孔,Ra=12.5,精度要求较低,直接一步钻到位。 该工序所规定的工序公差。与机床夹具有关的加工误差,一般可用下式表示: 由参考文献13可得: 销定位误差=TD+Td+X=0+0.013+0=0.013mm 夹紧误差 : 其中接触变形位移值: 磨损造成的加工误差:通常不超过 夹具相对刀具位置误差:取误差总和为0.0266mm 从以上的分析可见,所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。夹紧力的计算 钻床为立式钻床,刀具为直柄短麻花钻。从机械加工工艺手册表10.4-17中查出 M=3.26N.m Pm=0.26kw F =1000N V=21m/min 计算切削力 F=1000*kmm=1000*1.11=1110N 切削功率P=0.26*kmm=0.26*1.11=0.29kw 扭矩M=3.26*kmm=3.26*1.11=3.6186N.m 机床的有效功率Pe=2.2kwP 它小于机床的最大进给力24500 N和最大扭转力矩980 Nm故机床刚度足够。总 结弹指一挥间,大学生活瞬间即逝。在最后阶段,在老师认真的指导下和自己的不懈努力下终于完成了这次课程设计。在这次课程设计中,我将在课堂上所学到的相关的机械制造工艺和工程制图知识都运用到设计里面,又一次的巩固了所学内容,甚感欣慰。在完成这一设计的过程中,我遇到了许多困难。面对它们,我并没有心灰意冷,而是查资料、寻找别人的帮助。在老师的指导和同学的帮助下,我一个个的解决了它们,获得了最后胜利!在这里,对帮助我完成这次毕业设计的指导老师和同学表示真诚的谢意。这两周来他们不断的引导我、教导我,让我在这次课程设计中学到了很多知识!对于我不懂的问题,只要我提出他们就毫不吝啬的、不厌其烦地帮我解决,再一次表示我对你们最真诚的谢意。参 考 文 献1 陈宏钧实用金属切削手册M,北京:机械工业出版社,2005。2 陈宏钧实用机械加工工艺手册M,北京:机械工业出版社,2003。 3 李洪机械加工工艺手册M,北京:机械工业出版社,1990。4 马贤智机械加工余量与公差手册M,北京:中国标准出版社,1994。5 杨叔子机械加工工艺师手册M,北京:机械工业出版社,2001。6 李庆余,张佳机械制造装备设计 M,北京:机械工业出版社,2003。7 王光斗,王春福机床夹具设计手册M,上海科学技术出版社,2000。8 何玉林,沈荣辉,贺元成机械制图M,北京:机械工业出版社,2000。9 邓文英金属工艺学M,北京:高等教育出版社,2001评 语成绩 指导教师(签名) 日期 第18页
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