机械制造技术课程设计CA10B解放汽车第四及第五变速叉工艺及车攻M10螺纹孔夹具设计【全套图纸】

提供全套，各专业毕业设计机械制造技术课程设计说明书设计题目： CA10B解放牌汽车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学生：_学号：_200911413231_班级：_工业1092_指导教师： _广东海洋大学工程学院机械系2012年 1 月 10 日序言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7四、夹具设计8（一）问题的提出8（二）夹具设计8五、设计总结10全套图纸，加153893706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.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: 82.2mm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，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）19mm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XA6132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孔的外轮廓为粗基准定位，选用XA6132型万能升降台铣床及专用夹具.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. .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,取倒角时的主轴转速与铰孔相同.所以总工时t=0.28×2+ 0.41=0.97工序3 粗铣16mm槽,保证尺寸16mm.fz=0.06mm/齿切削速度:参考有关手册,V=22.8m/min.采用W18Cr4V立铣刀,dw=16mm,Z=3,则:ns=454r/minfm=fzznw=0.06*3*420=75.6mm/min工序7 攻螺纹M10. V=6m/min 工序10 精镗82.2mm孔：最后,将以上各工序切削用量，公式的计算结果,连同其他数据,填入机械加工工艺过程卡片.四、夹具设计。（一）研究原始质材为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具经过与指导老师协商，决定设计第7道工序攻M10螺纹的专用夹具。本夹具将用与C620车床。刀具为高速钢螺纹刀，来对工件进行加工。该孔是零件的主要配合面，需要较高的要求，所以主要应该考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度由零件图分析可选用工序1加工的端面作为此工序的定位基准，采用一断面，加一销跟凸块定位限制自由度。（二）夹具设计及操作的简要说明该夹具的原理是，工件16mm槽卡在夹具凸块上，凸块通过螺丝镶在支架上，支架与上端压板通过螺丝镶嵌，另外，利用短销钉将压板与19mm孔连接，限制工件的自由度，另外因为该M10螺纹是用车床攻丝的，所以该螺纹孔圆心为工件的旋转中心。当主轴带动工件旋转时，车刀接近孔，螺纹就攻出来了。五、设计总结通过这次课程设计对我们学生未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼我们问题、解决问题的能力，为今后参加工作打下一个良好的基础。通过本次的课程设计，使我能够对书本的各门专业知识做进一步的了解与学习，对参考资料的查询与合理的应用做了更深入的了解，对制图等表达能力得到进一步的提高。本次进行工件的工艺路线分析、工艺卡的制定、工艺过程的分析、钻孔工序夹具的设计与分析，对我们在大学期间所学的课程进行了实际的应用与综合的学习和检验，为以后的学习和设计积累了不少实用的经验，同时也使我深深体会到扎实学好相关专业知识的重要性和紧迫性。在本次课程设计中，衷心感谢感谢本学期教授我们机械制造技术基础的张健副教授和本次课程设计的指导老师钟罗杰副教授的耐心指导和严格要求，正是老师平时的悉心授课和严格要求，使我比较系统地掌握这门课的知识，使我的课程设计能按时按质完成。感谢和我同一小组的赖平平、叶剑文、李奇宙同学，在这设计过程中和我一起讨论问题，查找资料，帮助我指出出现的错误，帮助我处理遇到的困难。再一次感谢我的良师益友们！