變速器換擋叉

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1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 課程名稱 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 題 目設(shè)計(jì)變速器換擋叉機(jī)械加工工藝工裝 專業(yè)班級— 學(xué)生姓名 學(xué)號 指導(dǎo)老師 審 批 任務(wù)書下達(dá)日期 2011年12月26日 設(shè)計(jì)完成日期2012年1月6日 設(shè)計(jì)內(nèi)容與設(shè)計(jì)要求 一. 設(shè)計(jì)內(nèi)容 1設(shè)計(jì)機(jī)械加工工藝規(guī)程； 2、 對指定工序進(jìn)行工序設(shè)計(jì)； 3、 設(shè)計(jì)指定工序的專用夾具。 二. 設(shè)計(jì)要求 1編制零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程，填寫工藝過程卡; 2、 按教師要求設(shè)計(jì)指定工序，填寫工序卡； 3、 設(shè)計(jì)專用夾具裝配圖； 4、 設(shè)計(jì)專用夾具夾具體的零件工作圖； 5、 撰寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。 生產(chǎn)類型：中批 說

2、明書內(nèi)容 1. 課程設(shè)計(jì)封面； 2. 任務(wù)書（插入零件圖）； 3. 說明書目錄； 4. 設(shè)計(jì)計(jì)算過程； 5. 參考文獻(xiàn)； 6. 總結(jié)與體會(huì)； 7. 附錄。 進(jìn)度安排 第一周：熟悉零件結(jié)構(gòu)及加工要求；設(shè)計(jì)零件機(jī)加工工藝規(guī)程, 填寫工藝過程卡片；設(shè)計(jì)指定工序，填寫工序卡片。 第二周：設(shè)計(jì)指定工序的專用夾具，畫出夾具裝配圖。 第二周：設(shè)計(jì)專用夾具夾具體的零件工作圖；整理設(shè)計(jì)說明書。 參考文獻(xiàn) 1、 李洪主編《機(jī)械加工工藝手冊》 2、 王紹俊主編《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊》 3、 倪小丹主編《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》 4、 王益民主編《機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》 5、 王永康主

3、編《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》 6、 楊黎明主編《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》 附零件圖 Ml h I: ZJT O.h呼科 Mil / 人卅 3UQLM 辭林 -璉犧押転1、胖沖r； ].?（廨堆外WMBCi -汨：洼 、零件分析 1、 變速器換擋叉的作用 6 2、 技術(shù)條件分析 6 二、 工藝規(guī)

4、程的設(shè)計(jì) 1、 確定毛坯的制造方法 8 2、 基準(zhǔn)的選擇 8 3、 變速器換擋叉各表面、孔的加工方案 9 4、 制定工藝路線 9 5、 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 9 6、 確定進(jìn)給量、切削速度、刀具和量具 10 三、 銑夾具設(shè)計(jì) 1、 確定方案 12 2、 夾緊方案 12 3、 參考文獻(xiàn) 14 四、 心得體會(huì) 15 一、零件分析 躍進(jìn)牌汽車屬于小型機(jī)械，查閱《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》 ，其生產(chǎn)類型為 中批生產(chǎn)。 （一）變速器換擋叉的作用 圖1-6為躍進(jìn)牌汽車變速器三四檔換擋叉。 它用一 M10*1螺釘通過①15.81F8孔 連接于

5、換擋軸上，操縱桿下端球頭插入 14.2 mm上偏差+0.1下偏差0槽內(nèi)，可撥 動(dòng)它連同換擋軸一起左右移動(dòng)，此時(shí)，卡入雙聯(lián)齒輪退刀槽中的叉口 51 mm利用 兩端面撥動(dòng)齒輪改變位置，達(dá)到變速的目的由。 （二）技術(shù)條件分析 由零件圖可知，該零件的材料為 35 鋼，鍛造成型，兩叉口淬火全厚硬度 45HRC， 零件正火硬度180HBS去毛刺。 1. 孔徑精度 孔徑精度直接影響軸的回轉(zhuǎn)精度，它包括孔的尺寸精度與孔的形狀精度兩項(xiàng)內(nèi) 容。 （1）孔的尺寸精度 ①15.81F8孔的尺寸精度為IT8。 （ 2）孔的幾何形狀精度 作為軸承孔， 其圓柱度要求較為嚴(yán)格， 圓柱度為 0.008 m。

6、 2. 孔與平面之間的相互位置精度 1） 孔與平面之間的平行度 孔與平面之間的平行度誤差會(huì)影響安裝精度。 ①15.81F8孔與平面平行度誤 差為 0.025 m。 2） 孔與平面之間垂直度 孔的軸線與端面不垂直，會(huì)產(chǎn)生端面圓跳動(dòng)，影響使用性能。 ①15.81F8孔與平面垂直度誤差為 0.025 m； 3. 平面與平面之間的相互位置精度 平面與平面之間的垂直度誤差和平行度誤差， 有的會(huì)影響安裝精度， 有的雖然 不會(huì)影響使用性能，但在加工過程中，需要利用相互垂直的平面作為定位基面時(shí)， 必須嚴(yán)格控制其相互位置精度 (1) 叉口前平面與后平面的平行度誤差為 0.02 mm,與A端面的

7、垂直度誤差為 0.15。 (2) 尺寸為 9.65 的前后兩端面的平行度誤差為 0.02 m。 (3) 操縱槽內(nèi)兩端面的平行度誤差為 0.025 m。 (4) 叉口處尺寸 51 兩端面平行度誤差為 0.05 m。 4. 平面形狀精度 凡定位表面與安裝基面都必須平整光潔, 以增加安裝接觸面積, 提高接觸剛度。 (1) 叉口前平面與后平面的平面度允差均為 0.03 m。 (2) 尺寸為 9.65 的前后兩端面的平面度允差為 0.02 m。 (3) 叉口處尺寸 51 兩端面平面度允差為 0.02 m。 6. 表面粗糙度 各表面根據(jù)使用需要，規(guī)定了相應(yīng)的表面粗糙度：① 15.8

8、1F8孔兩端倒角為 0.4 mx 45o表面粗糙度值為3.2 ,①15.81F8孔的上下兩平面的表面粗糙度值為 6.3和12.5，以①15.81F8孔的軸心線為基準(zhǔn)的兩側(cè)面表面粗糙度值為 6.3，螺 紋孔端面表面粗糙度值為 12.5，叉口半徑為 105處表面粗糙度值為 6.3，叉口的 左右兩端面和前后兩端面表面粗糙度值均為 6.3。 二、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 1、確定毛坯的制造方法： 零件材料為 35 鋼，零件在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷， 采用這種材料零 件的強(qiáng)度也能保證。由于零件成批生產(chǎn)，而且零件的輪廓尺寸不大，選用鍛造， 鍛造精度為 2 級，能保證鍛件的尺寸要求， 這從而提高生產(chǎn)率

9、和保證加工精度上 考慮也是應(yīng)該的。 2、基準(zhǔn)的選擇： 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。 基面選擇得正確與合理， 可以 使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程會(huì)問題百出，更有 甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。 1、粗基準(zhǔn)的選擇。選擇定位粗基準(zhǔn)是要能加工出精基準(zhǔn)，同時(shí)要明確哪一 方面的要求是主要的。 粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以下面的幾點(diǎn)為原則： a. 應(yīng)選能加工出精 基準(zhǔn)的毛坯表面作粗基準(zhǔn)。 b. 當(dāng)必須保證加工表面與不加工表面的位置和尺寸 時(shí)，應(yīng)選不加工的表面作為粗基準(zhǔn)。 c. 要保證工件上某重要表面的余量均勻時(shí)， 則應(yīng)選擇該表面為定位粗基準(zhǔn)。 d. 當(dāng)全部表

10、面都需要加工時(shí)， 應(yīng)選余量最小的表 面作為基準(zhǔn)，以保證該表面有足夠的加工余量。 在銑床上加工變速器換檔叉時(shí)，以 15.81mm 內(nèi)孔作為粗基準(zhǔn)。滿足粗基準(zhǔn) 的選擇原則。 2、精基準(zhǔn)的選擇。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)從保證零件加工精度出發(fā)，同時(shí)考慮裝 夾方便，夾具結(jié)構(gòu)簡單。 選擇時(shí)應(yīng)遵循以下原則： ①盡量選零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作精 基準(zhǔn)，可以避免因基準(zhǔn)不重合引起的定位誤差， 這一原則稱為 “基準(zhǔn)重合”原則。 ②盡可能使工件各主要表面的加工，采用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)，這是“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原 則。③當(dāng)零件主要表面的相互位置精度要求很高時(shí)， 應(yīng)采用互為基準(zhǔn)，反復(fù)加工 的原則。④選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，即“自為基準(zhǔn)”

11、。⑤選擇的定位精 基準(zhǔn)，應(yīng)保證工件定位準(zhǔn)確，夾緊可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。 3、變速器換擋叉各表面、孔的加工方案： （1）支架各表面的加工方案 ：變速器換擋叉的加工表面有尺寸 9.65 前后兩端面、 尺寸 51 兩端面、尺寸 11 處端面、操縱槽兩內(nèi)側(cè)面、叉口兩側(cè)面、螺紋孔端面， 由于它們的粗糙度要求都在 3.2 —12.5 之間，所以都可以用先粗銑、 再精銑的加 工方法。 (2) 孔的加工方案：①15.81F8孔的加工精度為IT8，配合公差為F8,屬于間 隙配合。鑒于孔徑為 15.8, 可以預(yù)先鑄出然后采用鉆 -擴(kuò)-絞的方法加工。 4、制定工藝路線： 制定工藝過程的出發(fā)點(diǎn) , 應(yīng)

12、當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù) 要求能得到合理的保證 ,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下 , 可以考慮采用萬能性機(jī)床 配以專用夾具 , 并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效 果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 ( 1 )工藝路線方案一： 00 模型鍛造 10 正火處理 20車A端面，鉆-擴(kuò)-絞孔①15.81 30 粗銑尺寸 9.650-0.25 前后兩端面 40 銑尺寸 51 兩側(cè)面 50 銑尺寸 11 處端面 60 銑尺寸 14.2 兩內(nèi)側(cè)面 70 銑叉口兩側(cè)面 5.9 0-0.15 80 銑螺紋孔端面 90 精銑尺寸 51 兩端面 100 精銑

13、尺寸 9.650-0.25 兩端面 110 精銑尺寸 5 . 9 0-0.15 兩內(nèi)側(cè)面 120鉆M10螺紋孔，攻 M10絲 130 去毛刺 140 局部淬火處理 150 檢驗(yàn)入庫 2)工藝路線方案二： 00 模型鍛造 10 正火處理 20車A端面，鉆-擴(kuò)-絞孔①15.81 30 粗銑尺寸 9.65 0-0.25 前后兩端面 40 精銑尺寸 9.65 0-0.25 兩端面 50 銑尺寸 51 兩側(cè)面 60 精銑尺寸 51 兩端面 70 銑叉口兩側(cè)面 5.9 0-0.15 80 精銑尺寸 5 .9 0-0.15 兩內(nèi)側(cè)面 90 銑尺寸 11 處端面 100 銑尺

14、寸 14.2 兩內(nèi)側(cè)面 110 銑螺紋孔端面 120鉆M10螺紋孔，攻 M10絲 130 去毛刺 140 局部淬火處理 150 檢驗(yàn)入庫 工藝方案的比較與分析 ： 上述兩個(gè)方案比較： 方案一先完成所有表面的粗加工， 再完成精加工， 而方案二 精加工與粗加工穿插在一起加工， 這就使得方案二加工出來的產(chǎn)品比方案一加工 的產(chǎn)品，精度和表面質(zhì)量更高，選取方案一為最終方案。 5、 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 工序 30粗銑尺寸 9.65 0-0.25 前后兩端面，其加工余量為 2mm 其粗糙度要求為6.3，其加工余量為Z=2伽 6、 確定進(jìn)給量、切削速度、刀具和量具：

15、 切削用量包括背吃刀量ap、進(jìn)給量f和切削速度v。確定順序先確定ap、 f 再確定 v。 1）切削用量 本工序?yàn)榇帚?9.65 00.25兩端面，粗銑 10.3 端面，所選刀 具為高速鋼三面刃銑刀 求得 V=21.68, n=86.3 r/min，選用 n=95r/min=1.58r/s ，則實(shí)際切削速度 v=0.38m/s，實(shí)際的每齒進(jìn)給量為fz=0.08mm/z。 Fc=596N 巳=0.23KW 故選擇可用。 fz=0.08mm/z, fMz =47.5mm/min, n=95r/min，v=0.38m/s (2)基本時(shí)間 三面刃銑刀銑平面的基本事件為 l li I2

16、「= f— TMz 式中 I =58mm h = 0.5 d Jd2 a； 1 ~ 3 ，ae =18.4mm d=80mm h =3.07mm l2=2mm fMz =47.5mm/min Tj =1.33mi n=80s 因?yàn)橐婋p面，一換面時(shí)間30S計(jì)算，總共需要190s。 三、銑夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。并 設(shè)計(jì)工序30――粗銑9.650-0.25的兩端面的夾具。夾具將立式銑床X51,刀具分別 為YG6硬質(zhì)合金端銑刀。 1. 定位裝置 對于夾具設(shè)計(jì)中工序 30——粗銑9.650-0.25的兩端面的工件定位，工件在心

17、軸、?擋板、螺栓及支承釘上實(shí)現(xiàn)完全定位。其中心軸限制了工件在 Z軸上的移 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度和X軸的移動(dòng)自由度；擋板和和螺釘連接限制了工件在 丫軸上的 移動(dòng)自由度；支承釘限制工件在 丫軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。實(shí)現(xiàn)了完全定位。 2、切削力及夾緊力的計(jì)算 確定夾緊力方向和作用點(diǎn)的原則： (1 )夾緊力方向應(yīng)該朝向主要定位基準(zhǔn)面 (2) 夾緊力方向應(yīng)該朝向工件剛性好的方向 (3) 夾緊力方向應(yīng)該盡可能實(shí)現(xiàn)“三力”同向，以利于減小夾緊所需的 夾緊力 (4) 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承區(qū)域內(nèi) (5) 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工部位 參照《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》［5］可得. 切削力公式:

18、 Ff 412D1.2f 0.75KP 式中 D 15.8mm，f 0.3mm/r 查表手冊得：修正系數(shù)Kp (HB)0.6 0.95 p 190 即：Ff 1980.69( N) 實(shí)際所需夾緊力：《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》⑸得: Wk Ff K 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算： K K0K1K2K3K4K5K6 式中：K。~K6為各種因素的安全系數(shù)(如加工余量不均勻，加工性質(zhì), 刀具鈍化，斷續(xù)切削等)，見參考文獻(xiàn) 《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》⑸ 可得: K 1.2 1.2 1.0 1.2 1.3 1.0 1.0 2.25 所以 WK K Ff 1980.69 2.25 4456.5

19、5(N) 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作 方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力： 池 QL tan, ztan( 2) 5830(N) 式中參數(shù)由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》⑸可查得： 端部當(dāng)量摩擦半徑 9.33 螺紋半徑rz 5.675 螺紋處摩擦角1 90； 螺紋端部摩擦角 2 950 螺紋升角 1 36 其中：作用力臂 L 43mm ,原始作用力Q 80N 由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》［5］得：原動(dòng)力計(jì)算公式：Wk Ff K 由上述計(jì)算易得：W Wk 因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。 參考文獻(xiàn) 1、倪小丹、楊繼榮、熊運(yùn)昌主編《

20、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》北京，清華大學(xué)出版社， 2007 2、倪森壽主編《機(jī)械制造工藝與裝配習(xí)題集與課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》北京，化學(xué)工 業(yè)出版社， 2003 3、吳拓、方瓊珊主編《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》 北京，機(jī)械 工藝出版社， 2005 4、王啟平主編《機(jī)械制造工藝學(xué)》哈爾濱，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版 1999 5、《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》上海，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，第二版， 1987 6、《互換性與技術(shù)測量基礎(chǔ)》胡鳳蘭主編，高等教育出版社， 2010 心得體會(huì) 作為本學(xué)期的一次課程設(shè)計(jì)， 需要我們綜合前階段所學(xué)習(xí)的機(jī)械制圖、 金屬 工藝學(xué)、金屬材料、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、互換性與測量技術(shù)、

21、機(jī)械制造工藝學(xué)等多門 課程的知識，同時(shí)還要運(yùn)用數(shù)學(xué)、力學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科知識以及設(shè)計(jì)手冊上的標(biāo)準(zhǔn)。 這次實(shí)習(xí)使我學(xué)習(xí)了和了解了機(jī)械加工的基本過程， 獲得基本生產(chǎn)的感性知 識，理論聯(lián)系實(shí)際， 擴(kuò)大知識面； 同時(shí)專業(yè)實(shí)習(xí)又是鍛煉和培養(yǎng)自我業(yè)務(wù)能力及 素質(zhì)的重要渠道 ， 通過這次課程設(shè)計(jì)， 我明白了做設(shè)計(jì)的一些要領(lǐng)。 首先自己有很多不足， 從設(shè)計(jì)的一些基本素質(zhì)， 到自我學(xué)習(xí)的能力， 很多方面都需要提高的。 特別是夾 具體的設(shè)計(jì)，要考慮的東西很多。 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)在夾具體設(shè)計(jì)方面還研究得 不是很透徹。 從一些數(shù)據(jù)的處理到方案的實(shí)施， 感覺沒有很好的基礎(chǔ)， 做起來比 較困難。總的來說，感覺時(shí)間緊了些， 有時(shí)候有點(diǎn)焦頭爛額， 但是只要細(xì)細(xì)研究， 還是能做出來的。在以后的學(xué)習(xí)中，我更要注意知識的積累和靈活應(yīng)用。 希望自己在以后設(shè)計(jì)中能鍛煉自己的分析問題、解決問題、查資料的能力 ，為 以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。 15