第四速及第五速變速叉銑槽三維夾具設(shè)計(jì)【含CAD圖紙和三維模型】

第四速及第五速變速叉銑槽三維夾具設(shè)計(jì)【含CAD圖紙和三維模型】,含CAD圖紙和三維模型,第四,第五,變速,叉銑槽,三維,夾具,設(shè)計(jì),cad,圖紙,以及,模型 1、 課程設(shè)計(jì)的目的 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完了《機(jī)械制造工藝與裝備》課程后，一個重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)。不僅要求學(xué)生綜合運(yùn)用本課程的知識內(nèi)容，還需要學(xué)生對前修課程理論知識的運(yùn)用，是畢業(yè)設(shè)計(jì)前的一次綜合訓(xùn)練。通過機(jī)械制造工藝與裝備課程設(shè)計(jì)，學(xué)生更加了解機(jī)械制造的整個過程，要求學(xué)生能夠熟練的運(yùn)用所學(xué)知識取解決問題，鍛煉了學(xué)生各方面的能力： 1. 能熟練運(yùn)用“機(jī)械制造工藝與裝備”課程中的基本理論正確制定一個中等復(fù)雜零件的工藝規(guī)程。 2. 能根據(jù)被加工零件的工藝規(guī)程，運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，設(shè)計(jì)一套專用夾具。 3. 培養(yǎng)學(xué)生熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊、標(biāo)準(zhǔn)、圖表等技術(shù)資料的能力。 4. 進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生識圖、制圖、運(yùn)算和編寫技術(shù)文件的基本技能。 2、 零件的工藝分析 （1） 、題目所設(shè)計(jì)的零件是撥叉，撥叉主要是用在操縱機(jī)構(gòu)中，改變滑移齒輪的位置，實(shí)現(xiàn)變速。撥叉頭以φ19mm孔套在變速叉操縱軸上，通過螺釘與操縱軸連接，撥叉腳則夾在雙聯(lián)變速齒輪的槽中。當(dāng)需要變速時，操縱變速桿，變速操縱機(jī)構(gòu)就通過撥叉頭部的操縱帶動撥叉與變速叉軸一起在變速叉軸一起在變速箱中滑移，撥叉腳撥動雙聯(lián)變速齒輪在花鍵軸上滑動以改換檔位，從而改變速度。 （2） 、零件的工作條件：撥叉工作頻繁，工作過程中受載荷沖擊。 （3） 、零件的設(shè)計(jì)圖紙如下： 根據(jù)圖紙要求分析零件的主要加工表面，可以得出主要加工表面是上端操縱部分及撥叉腳兩端面?？梢院唵蔚姆譃橐韵氯齻€部分： 1、對叉腳兩工作端面以及Φ82的內(nèi)圓弧的加工：加工要求保證端面到螺紋孔中心線距離，保證垂直度以及粗糙度等尺寸要求。 2、對叉頭部分孔臺階面、螺紋孔、倒角等特征加工，保證表面粗糙對和一定的精度要求。 3、對上端凸臺面以及槽的加工（保證對稱度和位置度要求） （四）、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 變速器撥叉腳卡在雙聯(lián)齒輪的槽中，變速操縱機(jī)構(gòu)通過撥叉頭部的孔連接撥叉與軸一起在變速箱中滑動，撥叉腳撥動雙聯(lián)齒輪在花鍵軸上滑移，從而實(shí)現(xiàn)變速。 （五）、零件的材料 零件采用35鋼，35號鋼有良好的塑性和適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，工藝性能較好，大多在正火狀態(tài)和調(diào)質(zhì)狀態(tài)下使用。調(diào)制下硬度為HBS156~207，35號鋼廣泛用于制造各種鍛件和熱壓件、冷拉和頂鍛鋼材等。熱處理規(guī)范：正火,870℃;淬火,850℃;回火,600℃。 3、 毛坯的制定與設(shè)計(jì) （1） 、毛坯的加工方法 考慮到產(chǎn)品的批量，同時產(chǎn)品的形狀較為復(fù)雜，因此采用普通模鍛的方加工出柸樣，毛坯的起模斜度為5°。鍛后制品零件的精度一般為IT11--IT15。模鍛工藝生產(chǎn)效率高，勞動強(qiáng)度低，尺寸精確，加工余量小，可鍛制形狀復(fù)雜的鍛件，因此對于撥叉的毛坯采用普通模鍛的方式。 （2） 、分析撥叉零件尺寸要求 加工表面 零件尺寸 精度等級 表面粗糙度 形位公差 叉腳兩端面 IT15 Ra5 垂直度 0.1 A 叉腳內(nèi)圓面 Φ82 IT11 Ra5 叉頭孔 Φ19 IT8 Ra1 螺紋孔 M10X1-6H IT6 叉腳上端面對螺孔中心線距離 63.7 IT11 槽口內(nèi)各表面 16 IT12 Ra2 對稱度 0.3 B 臺階面 12 IT9 Ra2 叉頭頂凸臺表面 IT12 Ra2 位置度 0.3 A （3）、確定毛坯的機(jī)械加工余量與公差、制定毛坯尺寸 1、查閱模具設(shè)計(jì)手冊（GB/T 12362--2003），根據(jù)零件的尺寸要求結(jié)合查表所得毛坯普通鍛模的單邊余量以及公差等尺寸要求，設(shè)計(jì)出毛坯各部分的大致尺寸，如下表： 加工表面 零件尺寸 零件粗糙度 標(biāo)準(zhǔn)余量 毛坯公差 毛坯尺寸 叉腳兩端面 Ra5 1.7~2.2(取2) 12 叉腳內(nèi)圓面 Φ82 Ra5 2.5 Φ77 叉頭孔中心到底平臺距離 18 1.7~2.2（取2） 1.8 20 叉頭孔深 45 1.7~2.2（取2） 1.8 47 叉腳上端面對螺孔中心線 63.7 1.7~2.2（取2） 1.8 61.7 臺階高度 12 Ra2 1.7~2.2（取2） 1.8 14 叉頭頂凸臺表面 Ra2 1.7~2.2（取2） 1.8 14 2、根據(jù)上表的尺寸繪制毛坯簡圖 4、 加工方案與工藝路線擬定 1、根據(jù)零件的各種尺寸、加工精度以及表面粗糙度等要求，擬定各尺寸合適加工方法： 加工表面 零件尺寸 精度等級 表面粗糙度 加工方法 叉腳兩端面 IT15 Ra5 粗銑-半精銑 叉腳內(nèi)圓面 Φ82 IT11 Ra5 粗鏜-半精鏜 叉頭孔 Φ19 IT8 Ra1 鉆-擴(kuò)-粗鉸-精鉸 螺紋孔 M10X1-6H 鉆鉸孔-絲錐攻螺紋（IT6） 叉腳對螺孔中心線 63.7 IT11 粗銑 槽口內(nèi)各表面 16 IT12 Ra2 粗銑-半精銑-精銑 臺階面 12 IT9 Ra2 粗銑-半精銑-精銑 叉頭頂凸臺表面 IT12 Ra2 粗銑-半精銑-精銑 2、基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇將影響到加工面與不加工面的位置精度，影響到余量分配。當(dāng)零件有未加工表面時，選擇未加工表面作為粗基準(zhǔn)。再選擇上一步加工的平面作為精基準(zhǔn)繼續(xù)加工。 3、工藝路線的的制定 工序一： （1） 、選叉頭Φ19孔的的左端面作為基準(zhǔn)，粗銑右端面，專用夾具。 工序二： （2） 、以右端面為基準(zhǔn)粗銑左端面 采用專用夾具裝夾 工序三： （1） 、麻花鉆頭鉆孔（專用夾具） （2） 、擴(kuò)孔、鉸孔至Φ19的孔，精度為IT8，粗糙度為1 （3） 、锪45度倒角 工序四： （1） 、粗銑孔圓臺的下端面，以Φ19孔的中心線為基準(zhǔn) 工序五： （2）、用Φ7.8的麻花鉆頭鉆孔，粗鉸至Φ8.35，再精鉸至Φ8.5。以Φ19的左端面為定位基準(zhǔn)。保證7級精度用于后面工序定位。 工序六： （1） 、粗銑、半精銑、精銑16的槽、倒角、底面。采用三面刃銑刀全部加工。以Φ8.5孔中心線為定位（專用夾具） 工序七： （1） 、用Φ10的絲錐攻絲，加工M10的螺紋孔 （2） 、锪120度倒角 工序八： （1）、粗銑、半精銑、精銑凸臺兩表面，以Φ19的孔定位（專用夾具） 工序九： （1）、粗銑、半精銑、精銑臺階面，以Φ19的孔定位（專用夾具） 工序十： （1）、粗鏜-半精鏜叉腳內(nèi)圓弧面（專用夾具） 工序十一： （1）、粗銑、半精銑叉腳的上端面，以Φ19的孔為定位，保證位置精度（專用夾具） 工序十二： （1）、粗銑、半精銑叉腳的下端面，以上端面和Φ19的孔為定位（專用夾具） 工序十三： （1）、去毛刺 工序十四： （1）、檢驗(yàn) 工序十五： （1）、入庫 根據(jù)以上指定的各道工序，擬定下表作為總的加工工序路線規(guī)程： 4、擬定總的加工路線 工序號 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 10 模鍛成形 20 正火處理 30 加工叉頭圓臺的右端面 左端面為基準(zhǔn) 40 加工叉頭圓臺的左端面 右端面為基準(zhǔn) 50 鉆-擴(kuò)-粗鉸-精鉸Φ19的孔，锪45度倒角 孔的下端面 60 粗銑孔圓臺的下端面 Φ19的孔中心線 70 鉆Φ7.8的孔，粗鉸至Φ8.35，再精鉸至Φ8.5 Φ19孔的左端面 80 粗銑-半精銑-精銑16mm槽及倒角 Φ8.5孔中心線 90 對Φ8.5的孔攻絲，加工M10的螺紋孔，锪120度倒角 Φ19孔的左端面 100 粗銑-半精銑-精銑凸臺兩表面至10mm尺寸要求 Φ19的孔中心線 110 粗銑、半精銑、精銑臺階面至12mm尺寸要求 Φ19的孔中心線 120 粗鏜-半精鏜叉腳內(nèi)圓弧面至Φ82尺寸要求 Φ19的孔中心線 130 粗銑、半精銑叉腳的上端面 Φ19的孔中心線 140 粗銑、半精銑叉腳的下端面 Φ19的孔、叉腳上端面 150 去毛刺 160 檢驗(yàn) 170 入庫 5、 機(jī)床設(shè)備和工藝設(shè)備的選擇 1、機(jī)床和工藝設(shè)備的選擇應(yīng)在滿足零件加工工藝的需要和可靠的保證零件加工質(zhì)量的前提下，以降低生產(chǎn)成本。撥叉零件是大批生產(chǎn)，可選用相應(yīng)的通用機(jī)床進(jìn)行加工。機(jī)床夾具要求能保證加工精度、提高生產(chǎn)效率、擴(kuò)大加床的加工范圍等功能。由于撥叉類零件為大批量生產(chǎn)，針對不同的工序采用不同的專用夾具可以保證加工精度、提高效率。根據(jù)各道工序的特點(diǎn)制定下表的工藝設(shè)備的選擇： 工序號 工序內(nèi)容 加工設(shè)備 刀具選擇 10 模鍛成形 20 正火處理 30 銑叉頭圓臺的右端面 立式銑床X5032 端銑刀 40 銑叉頭圓臺的左端面 立式銑床X5032 端銑刀 50 鉆-擴(kuò)-粗鉸-精鉸Φ19的孔，锪45度倒角 立式鉆床Z5140 Φ18直柄麻花鉆 擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔至Φ18.8選用直柄機(jī)用鉸刀粗鉸至Φ18.94，再精鉸至Φ19。 90度圓柱柄錐形锪鉆 60 粗銑孔圓臺的下端面 立式銑床X5032 端銑刀 70 鉆Φ7.8孔，粗鉸至Φ8.35，再精鉸至Φ8.5 立式鉆床Z5140 直柄麻花鉆Φ7.8 直柄機(jī)用鉸刀 80 粗銑-半精銑-精銑16mm槽及倒角 臥式銑床X6132 P10三面刃銑刀全部成型 90 對Φ8.5的孔攻絲，加工M10的螺紋孔，锪120度倒角 立式鉆床Z5140 M10細(xì)柄機(jī)用絲錐， 120度圓柱柄錐形锪鉆 100 粗銑-半精銑-精銑凸臺兩表面至10mm尺寸要求 立式銑床X5032 端銑刀 110 粗銑、半精銑、精銑臺階面至12mm尺寸要求 立式銑床X5032 端銑刀 120 粗鏜-半精鏜叉腳內(nèi)圓弧面至Φ82尺寸要求 T611臥式鏜床 鏜刀 130 粗銑、半精銑叉腳的上端面 立式銑床X5032 端銑刀 140 粗銑、半精銑叉腳的下端面 立式銑床X5032 端銑刀 150 去毛刺 鉗工臺 銼刀 160 檢驗(yàn) 170 入庫 2、 量具的選擇 加工過程中涉及到孔的加工，槽的加工，端面、臺階面、倒角等的加工。因此選用以下量具進(jìn)行檢測：游標(biāo)卡尺（測量長度和軸徑）、塞規(guī)（檢測孔的精度）、角規(guī)（測量倒角）。 6、 工序余量、尺寸公差的確定 （1）、工序30、工序40 首先以叉頭Φ19孔的的左端面作為基準(zhǔn)，粗銑右端面。再以右端面為定位粗銑左端面。采用查表法加工余量如下表： 工序號 工步名稱 單邊余量/mm 加工經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸/mm 尺寸、公差/mm 粗糙度/um 40 粗銑左端 面 1 IT11（0.16） 45 45 5 30 粗銑右端面 1 IT11（0.16） 46 46 5 （2）、工序50 采用Φ18直柄麻花鉆孔，Φ18.7擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔、Φ19的直柄機(jī)用鉸刀進(jìn)行鉸孔，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。各工步余量尺寸如下表 工步名稱 單邊余量/mm 加工經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸/mm 尺寸、公差/mm 粗糙度/um 精鉸Φ19的孔 0.03 IT8（0.033） Φ19 Φ19 1 粗鉸至 Φ18.94 0.07 IT10（0.084） Φ18.94 Φ18.94 3.2 擴(kuò)孔至 Φ18.8 0.4 IT11(0.13) Φ18.8 Φ18.8 6.3 鉆Φ18孔 9 IT12(0.18) Φ18 Φ18 6.3 （3）、工序60、工序70 工序60和工序70表格如下： 工序號 工步名稱 單邊余量/mm 加工經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸/mm 尺寸、公差/mm 粗糙度/um 60 粗銑圓臺下端面 2 IT11（0.16） 18 18 5 70 精鉸Φ8.5的孔 0.075 IT7(0.015) Φ8.5 Φ8.5 1.6 粗鉸至Φ8.35的孔 0.275 IT10(0.058) Φ8.35 Φ8.35 3.2 鉆Φ7.8的孔 3.9 IT12(0.15) Φ7.8 Φ7.8 3.2 （4）、工序80 粗銑-半精銑-精銑16mm槽,分為三個工步: 工步名稱 單邊寬度余量/mm 加工經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸/mm 尺寸、公差/mm 粗糙度/um 精銑至16mm寬 0.5 IT8（0.027） 16 16 2 半精銑至15mm寬 1.5 IT9（0.043） 15 15 3.2 粗銑12mm寬 6 IT11(0.11) 12 12 6.3 （5）、工序100、工序110 工序100為粗銑-半精銑-精銑凸臺兩表面至10mm要求。工序110為粗銑、半精銑、精銑臺階面至12mm。 工序號 工步名稱 單邊余量/mm 加工經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸/mm 尺寸、公差/mm 粗糙度/um 100 精銑凸臺 0.4 IT8(0.022) 10 10 2 半精銑 0.6 IT9(0.043) 10.8 10.8 3.2 粗銑凸臺 1 IT11(0.11) 12 12 6.3 110 精銑臺階 0.4 IT8(0.027) 12 12 2 半精銑 0.6 IT9(0.043) 12.4 12.4 3.2 粗銑臺階 1 IT11(0.11) 13 13 6.3 （6）、工序120 該道工序是粗鏜-半精鏜叉腳內(nèi)圓弧面達(dá)到Φ82尺寸要求以及粗糙度要求： 工步名稱 單邊余量/mm 加工經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸/mm 尺寸、公差/mm 粗糙度/um 半精鏜圓弧面 1 IT9（0.027） Φ82 Φ82 5 粗鏜圓弧面 1.5 IT11（0.19） Φ80 Φ82 6.3 （7） 、工序130，工序140 這兩道工序均與撥叉腳端面加工有關(guān)，分別為粗銑和半精銑撥叉腳端面： 工序號 工步名稱 單邊余量/mm 加工經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸/mm 尺寸、公差/mm 粗糙度/um 140 半精銑下端面 0.5 IT9(0.036) 8 5 粗銑下端面 1.5 IT11(0.043) 9 6.3 130 半精銑上端面 0.5 IT9(0.074) 63.7 5 粗銑上端面 1.5 IT11(0.19) 63.2 6.3 7、 撥叉零件針對銑槽加工的夾具設(shè)計(jì) 對于撥叉零件上部槽的加工，根據(jù)以上分析，得出該槽的加工方案為銑削加工，采用臥式銑床（三面刃銑刀）。同時槽的基準(zhǔn)為下端的孔的中心線，保證對稱度的要求。 1、確定定位方案 根據(jù)零件圖上位置要求，槽的基本尺寸為，同時有對稱度的要求，基準(zhǔn)為下端孔的中心線。所以選用下端孔的中心線作為主要定位基準(zhǔn)。由于采用臥式銑床加工，零件必須限制三個轉(zhuǎn)動自由度，以及兩個移動的自由度，考慮到零件加工的復(fù)雜性，將零件的六個自由度均限制。 定位基準(zhǔn)：在下端Φ8.5的孔中，加入一個短銷釘（由彈簧支撐，浮動），保證中心線的基準(zhǔn)要求，同時限制了零件兩個移動的自由度，如下圖所示元件3。 輔助定位：以上還不夠約束元件定位，因此在Φ19的孔中加入長的圓銷進(jìn)行輔助定位，如下圖元件1所示。 輔助支撐：考慮到零件的夾緊要求，在Φ19的孔的左端面用螺栓和一個小平面作為可調(diào)的輔助支撐。將長的圓銷與該輔助支撐做成一體，可以調(diào)節(jié)。這樣長的圓銷限制了零件的兩個轉(zhuǎn)動和兩個移動的自由度，兩者組合起來限制了零件的六個自由度，如下圖元件1所示。 經(jīng)過前面加工的零件的孔為Φ8.5H7,與銷孔的配合為H7/g6，查公差表得，孔為Φ8.5（），銷為Φ8.5（）。根據(jù)銷孔配合的定位誤差計(jì)算。按任意邊接觸計(jì)算，不考慮同軸度誤差時，其工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，不存在基準(zhǔn)不重合誤差。其基準(zhǔn)位置誤差計(jì)算公式為：?jw=D-d=8.5+0.015-8.5+0.012=0.027。槽的對稱度公差為0.22。定位誤差符合加工要求。定位準(zhǔn)確。 2、 確定對刀裝置 根據(jù)加工零件的形狀，采用標(biāo)準(zhǔn)直角對刀塊。對刀塊的直角邊與零件槽相互對應(yīng)，間距為塞尺厚度，選3mm的塞尺。確定對刀裝置位置及尺寸,如下圖： 3、 確定夾緊機(jī)構(gòu) 根據(jù)零件加工的要求，加工力的來源以及加工力的大小，采用傳統(tǒng)的螺旋夾緊夾緊機(jī)構(gòu)。夾具的具體布局如下示意圖：選用壓板壓住工件，兩根螺柱構(gòu)成類似杠桿機(jī)構(gòu)，可以較大對力進(jìn)行放大，同時自鎖性能好，結(jié)構(gòu)簡單,采用彈簧方便裝夾。 8、 課設(shè)感悟 本次課程設(shè)計(jì)讓我真切的體會到機(jī)械制造過程的復(fù)雜，讓我對機(jī)械制造有了更深的認(rèn)識。課設(shè)的要求不僅僅局限于課本上的知識，更多的在于培養(yǎng)我們的機(jī)械素養(yǎng)。通過這一段時間的學(xué)習(xí)，我深刻的體會到完成工件的加工設(shè)計(jì)不僅僅是幾門課程就能解決的，幾乎運(yùn)用了大學(xué)所學(xué)習(xí)到的所有專業(yè)課程的知識，有的時候有這些知識還是不夠的，還需要通過大量的查找標(biāo)準(zhǔn)，查閱資料，這樣才能真正的完成課設(shè)。 本次課設(shè)可以分成兩部分，前一部分則是對零件的工藝進(jìn)行規(guī)劃分析，設(shè)計(jì)零件由毛坯到零件的整個過程，就像真正的工程師一樣，設(shè)計(jì)零件的加工工序規(guī)程，這對我來說是一個新的鍛煉，通過大量查閱相關(guān)書籍，有關(guān)機(jī)床、刀具、模具制造的標(biāo)準(zhǔn)，才能完整的確定一個零件的每道工序，才能保證零件能夠制造出來。設(shè)計(jì)零件不同于畫畫，零件的設(shè)計(jì)必須嚴(yán)格按照工藝標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格的制定一系列的加工余量，這樣才能保證加工出來的零件符合標(biāo)準(zhǔn)。后一部分則是對零件加工中銑槽夾具的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)夾具時，要分析工件的加工要求，確定合理的定位方案，經(jīng)過向老師請教，老師給予了我們很大的幫助，讓我對定位方案有了深層次的認(rèn)識，其次就是夾緊方案，夾緊方案需要考慮到加工面以及放置形式。再來就是對刀裝置，本次設(shè)計(jì)讓我對銑床夾具的對刀裝置有了極強(qiáng)的認(rèn)識，深刻體會到它發(fā)揮的作用。 通過本次課程設(shè)計(jì)，不僅僅讓我對機(jī)械制造工藝與裝備這門課有了深的理解，而且讓我體會到機(jī)械設(shè)計(jì)涵蓋的知識面是很廣泛的，同時還極大的鍛煉了我對機(jī)械制圖的運(yùn)用。最后，非常感謝這段時間老師的幫助！ 九、參考文獻(xiàn) [1] 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