机械制造技术课程设计CA10B解放汽车第四及第五变速叉加工工艺铣16mm槽夹具设计【全套图纸】

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1、提供全套，各专业毕业设计序言2一、 零件的工艺分析及生产类型的确定3（一） 零件的作用3（二） 零件的技术要求3（三） 零件的工艺分析3二、 确定毛坯3（一） 确定毛坯的制造形式3（二） 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量3三 、拟定工艺路线4（一）定位基准的选择4 （二）表面加工方法的确定4(三) 制订工艺路线6（四）确定切削用量及基本工时7七、夹具设计8（一）问题的提出8（二）夹具设计8八、设计总结11九、参考文献12序言机械制造工艺学课程设计是在大学全部基础课，技术基础课以及大部分专业课完成以后进行的，是本专业进行的一个实践性教学环节，也是一次理论联系实际的训练，让我们结合以往学习中学到的

2、理论知识，独立地分析和解决零件机械制造工艺问题，而且，设计机床专用夹具，提高了我们的机构设计能力。因此，它在我们大学四年的的学习中占有重要地位.就我个人而言，希望能通过这次课程设计对自己即将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力.由于能力有限，设计尚有诸多不足之处，恳请各位老师多多指教.全套图纸，加153893706一. 零件的工艺分析及生产类型的确定(一) 零件的作用题目所给定的零件是解放汽车第四速及第五速变速叉，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.(二) 零件技术要求变速叉形状特殊、结构简单，属于典型的叉杆类零件.为实现换档、变速

3、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要承受冲击载荷，为增强其耐磨性，该表面要求高频淬火处理，硬度为5863HRC；为保证变速叉换档时叉脚受力均匀，要求叉脚两端面对叉轴孔19的垂直度要求为0.1mm.（三） 零件的工艺分析此变速叉共有两组加工表面，它们之间有一定的位置要求，现分述如下: 1.以19mm孔为中心的加工表面.这组加工表面包括:19mm孔及其倒角，孔上端尺寸为16mm的槽，槽的外侧厚度为10mm的两个侧面， 19mm孔的上端距其中心12mm的两个端面，还有孔下端M10的螺纹孔.2.以82.2mm孔为中心的加工表面.这组加工表面包括: 82.2

4、mm的孔及其倒角， 82.2mm的孔的侧面，距M10螺纹孔中心线63.7mm.这两组加工表面有着一定的位置要求，主要是:82.2mm孔与其外端面垂直度公差为0.1mm.由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助专用夹具加工另一组表面，并保证他们之间的位置精度要求.二. 确定毛坯(一) 确定毛坯的制造形式零件材料为20钢，由于年产量为5000件，达到大批生产的水平，而且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

5、的.（二） 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量根据上述资料以及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量，工序尺寸及毛胚尺寸如下：1、16mm的槽参照机械加工工艺手册，表3.1-56可知，因为其公差等级太低，可以直接铣.2、槽的侧面参照机械加工工艺手册，表3.1-56可知,其加工余量Z=2mm.3、19mm孔的两个上端面机械加工工艺手册，表3.1-56可知,其加工余量Z=2mm.4、82.2mm孔的两侧面参照机械加工工艺手册，表3.1-56可知,其加工余量Z=2mm.精铣余量：单边0.7mm（工艺设计手册表8-31），铣削余量Z=2.0-0.7=1.3mm，锻件偏差mm.由于设计规定的零件为大量生产

6、，应该采取调整法加工.因此在计算最大最小加工余量时，应按调整法加工方式予以确定.5、19mm孔参照机械加工工艺手册，表3.1-56可知,其加工余量2Z=2mm.钻孔18.5mm，铰孔19mm.6、82.2mm孔参照机械加工工艺手册，表3.1-56可知,其加工余量2Z=2.5mm，粗镗81.7mm,铰孔82.2mm.三.拟定工艺路线（一）定位基准的选择基准面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。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

7、粗基准。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.1.精基准的选择 主要考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，根据该零件的技术要求和装配要求，选择叉轴孔19和孔左端面作为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作基准进行加工，叉轴孔19的轴线是设计基准，选用其作精基准定位加工叉脚两端面和M10螺孔，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证被加工表面的垂直度要求。另外，由于变速叉刚性较差，受力易产生弯曲变形，为了避免在机械加工中产生夹紧变形，根据夹紧力应垂直于主要定位基面，并应作用在刚度较大部位的原则，夹紧力作用点不能作用在叉杆上。选用叉头左端面

8、作精基准，夹紧可以作用在叉头的右端即孔19的右端面上，夹紧稳定可靠。2.粗基准的选择作为粗基准表面应该平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺欠。现选取19mm孔的外轮廓不加工面作为粗基准，用V形块、支承板和挡销实现完全定位，以消除自由度.（二）表面加工方法确定1.根据变速叉零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗造度，确定加工工件的各表面的加工方法。（1）、16mm槽及槽两侧面，尺寸精度IT13，表面粗糙度Ra10m，加工方法为粗铣.（2）19mm孔上端面，尺寸精度IT13，表面粗糙度Ra10m，加工方法为粗铣.（3）19mm孔上端两侧面，尺寸精度IT13，表面粗糙度Ra10m，加工方法为粗铣.（4）1

9、9mm孔，尺寸精度IT9，表面粗糙度Ra6.3m，加工方法为钻-铰.（5）M10螺纹孔，尺寸精度IT11，表面粗糙度Ra12.5m，加工方法为钻.（6）82.2mm孔端面，尺寸精度IT8，表面粗糙度Ra3.2m，加工方法为精铣.（7）82.2mm孔，尺寸精度IT9，表面粗糙度Ra3.2m，加工方法为精镗. 2.加工阶段的划分 该变速叉加工质量要求较高，可将加工阶段划分粗加工半精加工和精加工几个阶段。 在粗加工阶段，首先将精基准19mm孔准备好，使后续工序都可以采用精基准定位加工，保证其他的加工表面的精度要求；然后粗铣16mm槽及槽两侧面，粗铣上端面及两侧面，叉脚的两端面。在半精加工阶段，完成了

10、叉脚的两内端面的半粗铣，钻M10螺栓孔；在精加工阶段，进行19mm孔，19mm孔的全部加工工序。 3.工序的集中与分散 本题选用工序集中原则安排变速叉的加工工序。该零件的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工，夹具，以提高生产率；而且运用工序集中的原则使工件的装夹次数少，不但缩短辅助时间，而且由于在一次装夹加工多个工步，有利于保证各加工表面之间的相对位置度精度要求。 4.工序的安排(1) 机械加工工序遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准叉轴19mm孔 遵循“先粗加工后精加工”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 遵循“先主要后次要”原则，先加工主要表面叉轴孔径19mm的上端

11、面和19mm孔，后加工次要表面叉脚的两外端面。 遵循“先加工面后加工孔”的原则，先加工叉轴19mm孔的两端面，后加工19mm孔和28mm孔.(2)热处理工序 模锻成型后切边,进行调质,调质硬度为241285HBS，并进行酸洗，喷丸处理。喷丸可以提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛坯表面因脱碳而对机械加工带来的不利影响。叉脚两端面在精加工之前进行局部高频淬火，提高其耐磨性和在工作中承受冲击载荷的能力。 (3)辅助工序 粗加工叉脚两端面和热处理后，安排校直工序；在半精加工后，安排去毛刺和中间检查工序；精加工后安排去毛刺，清洗和终检工序。 综上所述，该变速叉工序的安排顺序为：基准加工主要表面粗加工及一些

12、余量大的表面粗加工主要表面半精加工和次要表面加工热处理主要表面精加工。 （三）制订工艺路线 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.爱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.工艺路线工序1 粗铣19mm孔上端两端面，以19mm孔定位，选用X5112型万能升降台铣床及专用夹具.工序2 钻铰19mm孔并倒角.以19mm孔及端面定位，选用Z525立式钻床及专用夹具.工序3 粗铣16mm槽, 以19mm孔及端面定位，选用X5112立铣床

13、及专用夹具.工序4 粗铣16mm槽的两侧面，以19mm孔的外轮廓以及距槽底32mm的面为基准，选用XA6132型万能升降台铣床及专用夹具.工序5 16mm槽1.5*450倒角，选用C620-1车床及专用夹具.工序6 钻距槽(16mm)12mm底面M10螺纹孔并倒角.以19mm孔及16mm槽底定位，选用Z5125立式钻床及专用夹具.工序7 攻螺纹M10.工序8 粗铣82.2mm孔的两端面.以19mm孔定位，选用XA6132型万能升降台铣床及专用夹具.工序9 粗镗81.7mm孔.以19mm孔及距中心线63.7mm的面为基准，选用T740双面卧式金刚镗床及专用夹具.工序10 精镗82.2mm孔. .

14、以19mm孔及距中心线63.7mm的面为基准，选用T740双面卧式金刚镗床及专用夹具.工序11 82.2mm孔1*450倒角.选用C620-1型车床及专用夹具.工序12 精铣82.2mm孔的两端面. 以19mm孔定位，选用XA6132型万能升降台铣床及专用夹具.工序13 终检.（四）确定切削用量及基本工时下面，只写工序2、3、7、10的切削用量及基本工时的计算方法，其他工序用同样的方法即可算出. 工序2 1.钻孔18.5mm ,V=17m/min. 2.铰孔19mm. 采用高速钢绞刀,V=14.7m/min. 3. 19mm孔倒角1*450两端. 采用900锪钻,为缩短辅助时间,取倒角时的主轴

15、转速与铰孔相同.所以总工时t=0.282+ 0.41=0.97工序3 背吃刀量=16mm 由机械制造技术基础课程设计指导教程中的表5-15,选取选取该工步的每转进给量f=0.03mm/r。 切削速度的计算 由机械制造技术基础课程设计指导教程中的表5-15 ,直径16mm高速钢铣刀可取21m/min,v=dn/1000=21m/min.解得n=378r/min时间定额的计算(1) 基本时间tm 计算, 基本时间可由公式tj=L/fmz = (l+l1+l2)/fn求得tj2.1min.(2) 辅助时间ta0.6min工序7 攻螺纹M10. V=6m/min 工序10 精镗82.2mm孔：工序3-

16、粗铣16mm槽.16mm槽的精度等级为IT13,Ra10.由机械制造技术基础课程设计指导教程中的中的表1-20可以查出精车的精度可以太到要求,高速钢立铣刀加工过的表面可以达到Ra5,也满足了要求.所以一次性粗铣可以完成本工序.(八) 切削用量、时间定额的计算1 背吃刀量=16mm2 由机械制造技术基础课程设计指导教程中的表5-15,选取选取该工步的每转进给量f=0.03mm/r。 3 切削速度的计算 由机械制造技术基础课程设计指导教程中的表5-15 ,直径16mm高速钢铣刀可取21m/min,v=dn/1000=21m/min.解得n=378r/min4时间定额的计算(3) 基本时间tm 计算

17、, 基本时间可由公式tj=L/fmz = (l+l1+l2)/fn求得tj2.1min.(4) 辅助时间ta0.6min三.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。一. 提出问题二. 本夹具要用于粗铣16mm槽,IT13,Ra10没有很高的要求.因此, 我们应首先考虑如何提高生产效率，降低劳动强度。三. 夹具的设计 1. 定位基准的选择拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精

18、度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。在本设计中，粗铣16mm槽对精度要求很低,运用19mm孔及端面定位设计专用夹具.2. 切削力和夹紧力计算刀具: 16GB6117高速钢立铣刀机床: X5112型立铣床 根据:铣削力 Cp=68,ap=5mm,fz=0.03mm/z,B=16mm,z=5,d=16,K=0.9,K1=0.7.Fc=68*5*0.05*16*5*10*0.9*0.7/11=779N安全系数 K=1.5*1.

19、1*1.1*1.1*1.1=2.2Fc*K=1713N（2）夹紧力的计算由机械制造技术基础课程设计指导教程=2FL/d2tan(+)+3/2f*(D3-d3)/(D2-d2)F=1713,L=13, d2=9.5, tan(+)=0.3,f=0.1,D=14,d=10.解得Fj=2119N.调节夹紧力调节装置，可得到可靠的夹紧力3. 定位误差分析铣16槽,用已经加工的19孔的左端面定位,属于用一个平面定位另一个平面, dw(A)=0,dw(B)=Th=0.05.可以达到16mm槽的要求. 能保证整个工件的精度。4. 夹具设计及操作的简要说明如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉

20、。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序铣16槽夹具选择了螺螺栓夹紧方式。本工序为粗铣削余量大，所以需要一定的夹紧才能达到本工序的要求。本夹具的最大优点就是结构简单.四. 设计小结为期一个星期的课程设计已经结束了，在这段时间里，通过本次设计，使我了解了从事设计的基本过程，进一步巩固了我的专业知识和锻炼了我独立思考问题的能力。在这次课程设计进行过程中，我有很深的体会和学习到很多东西。首先，我学会了查阅资料和独立思考。我设计的题目是CA10B 解放牌汽车的第四速及第五速变速叉零件的机械加工工艺规程及夹具设计，其中主要涉及夹具设计，由于平时所学知识有限，所以设计过程中必须查阅其他相关的书籍或资料。其次，我体会到了做任何事都要有耐心。一个星期时间说长也不长，但每天都要重复查资料、计算、画图这些工作，久之久之也觉得非常枯燥无味。特别是画图的时候，有时候一天就画了那么一小部分，一条条的线让人眼花缭乱。因此，要顺利完成任务，必须要有耐心和韧性，还要细心。我想这些在以后工作中也是必不可少的。由于本人缺少经验，知识水平所限，在处理实际问题时考虑不够全面，在查阅有关资料时往往花很多的时间也找不到需要的资料，这在一定程度上也约束了设计的进度和质量。设计中存在的不足之处，希望老师给予批评指正!参考文献机械制造技术基础课程设计指导教程机械制造技术基础机械加工工艺手册12