一四挡变速叉机械加工工艺规程及钻M12孔夹具设计【含CAD图纸、说明书】

河南科技大学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档变速叉零件名称变速叉共页第1页车间工序号工序名称材 料 牌 号7钻、扩，攻M12螺纹毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数模锻件230*100*401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专用夹具工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件立铣刀工步号工 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钻长25mm的通孔锥柄长麻花钻68020.90.1741 1 0.42min2扩长25mm的孔锥柄高速钢扩孔钻68021.80.1727 10.3min3攻M12螺纹孔丝锥1954.89 0.22510.35min 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 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第（7）道工序的机床专用夹具设计专业班级：学生姓名：完成日期：指导教师：第17页目 录第1章 零件分析(一) 零件的作用2(二) 零件的工艺分析2(三) 确定零件的生产类型3第2章 确定毛坯、绘制毛坯简图(一) 确定毛坯的制造形式3(二) 绘制拨叉锻造毛坯简图4第3章 工艺规程设计(一) 基面的选择4(二) 制订工艺路线5（3） 确定加工余量.6（4） 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定（工序8）.8第4章 钻床夹具设计第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,主要重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M121.25-2a。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上第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。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。 经小组讨论，首先初步制定如下工艺流程：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22孔内表面4倒角22孔两端倒1x45角5铣粗铣、半精铣65槽两端面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）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定（工序7） 加工螺纹孔M121.25-2a其加工方式可以分为钻通孔，然后扩，攻螺纹三步，根据机械加工工艺手册查表，确定工序尺寸及余量为：1. 钻孔： 2.扩孔： 攻螺纹孔：M12工序7：钻、扩、攻丝M12螺纹孔机床：Z525立式钻床刀具：锥柄长麻花钻、锥柄高速钢扩孔钻（1）、钻9.8mm孔切削深度：进给量：根据机械加工工艺师手册查表，取由于本零件在加工孔时属于底刚度零件，故进给量应乘系数0.75，则根据机械制造工艺设计简明手册查表，取取切削速度取, =9.8代入公式（2-1）得机床主轴转速：=780r/min 根据机械制造工艺设计简明手册查表，取n=680r/min实际切削速度 =n/1000=20.9m/min被切削层长度：41mm刀具切入长度：刀具切出长度：3mm走刀次数为1取 l=41mm,=4mm, =3mm,f=0.17mm/r,n=680r/min 机动时间：(l+)/（fn）=0.42min（2）、扩孔切削深度：进给量：根据机械加工工艺师手册查表，取由于本零件在加工孔时属于底刚度零件，故进给量应乘系数0.75，则根据机械制造工艺设计简明手册查表，取取切削速度取=24, =10.2mm代入公式（2-1）得机床主轴转速： n=1000V/=749r/min根据机械制造工艺设计简明手册查表，取n=680r/min实际切削速度： =n/1000=21.8m/min被切削层长度：27mm刀具切入长度：8mm刀具切出长度：0走刀次数为1取 l=27mm,=8mm, =0mm,f=0.17mm/r,n=680r/min 机动时间：(l+)/(fn)=0.3min第四章 专用钻床夹具设计（一）加工钻、扩、攻丝M12螺纹孔夹具设计本夹具主要用来钻、扩、攻丝M12螺纹孔，其加工质量直接影响以后各工序的加工精度。本道工序加工时主要应考虑如何保证其尺寸精度要求和表面粗糙度要求，以及如何提高劳动生产率，降低劳动强度。（二）定位基准的选择 （3） 定位误差分析 本工序选用的工件以圆孔在间隙心轴上定位，心轴为水平放 置，由于定位副间存在横向间隙，因此必将引起横向基准位移误差。式中 定位副间的最小配合间隙（mm）； 工件圆孔直径公差（mm）； 心轴外圆直径公差（mm）。（四）切削力的计算与夹紧力分析由于本道工序主要完成工艺孔的钻、扩加工，而钻削力远远大于扩和铰的切削力。因此切削力应以钻削力为准。由切削手册得：钻削力 钻削力矩 F=3218N T=12265N*mm本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。 (五）钻套设计工艺孔的加工需钻、扩切削才能满足加工要求。故选用快换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。 dHD公称尺寸允差152022-0.010-0.0153430125.5221255心得体会加工工艺设计主要是确定加工工艺路线，机械加工余量和切削用量、基本工时的确定，夹具的设计主要是要设计出正确的定位夹紧机构。在本设计中工件的加工工艺路线正确合理，夹具的定位夹紧机构也能达到定位夹紧的目的，能保证加工工件的精度。在设计中遇到了很多问题，如出现工艺路线的不合理，甚至出现不能保证加工所要求达到的精度。在进行夹具设计时，因定位基准选择不合理，出现过定位或欠定位造成加工的零件的精度得不到保证。在选择夹紧机构时由于机构的大小，尺寸等不合理，而达不到夹紧的目的，也可能因夹紧力作用点或作用面的位置不合理而使工件产生翻转。不过在指导老师的悉心认真的指导下，经过两个星期自身的不断努力，这些问题都一一解决。在这个过程中，对机械加工工艺和夹具设计有关的知识有了更深的理解，增强了对本专业综合知识运用的能力，使我对专业知识、技能有了进一步的提高，为以后从事专业技术的工作打下基础。评 语成绩 指导教师（签名） 日期