第四速及第五速變速叉的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)【鏜82.2孔】
第四速及第五速變速叉的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)【鏜82.2孔】,鏜82.2孔,第四,第五,變速,加工,工藝,夾具,設(shè)計(jì),82.2
變速叉的加工工藝及夾具的設(shè)計(jì)
摘 要
我所設(shè)計(jì)的畢業(yè)課題為“變速叉的加工工藝及夾具的設(shè)計(jì)”。對(duì)于變速叉的加工工藝來說 ，我首先對(duì)所要設(shè)計(jì)的零件進(jìn)行技術(shù)調(diào)查，查閱了國(guó)內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn)資料，在此基礎(chǔ)上，對(duì)其用途范圍、性能指標(biāo)、方案對(duì)比等進(jìn)行論證分析。對(duì)于夾具的設(shè)計(jì)我更是查閱了大量的國(guó)內(nèi)外的資料后，擬定了此零件總體方案。然后根據(jù)總體方案的布局形式，規(guī)格參數(shù)，精度性能等要求，對(duì)變速叉的加工工藝及夾具進(jìn)行了專題設(shè)計(jì)。首先是對(duì)零件加工工藝選擇，然后再設(shè)計(jì)專用夾具。
此變速叉共有兩組加工表面,它們之間有一定的位置要求,現(xiàn)分述如下:
1.以Φ19mm孔為中心的加工表面.
這組加工表面包括:Φ19mm孔及其倒角,孔上端尺寸為16mm的槽,槽的外側(cè)厚度為10.8mm的兩個(gè)側(cè)面, Φ19mm孔的上端距其中心12mm的兩個(gè)端面,還有孔下端M10的螺紋孔.
2.以Φ82.2mm孔為中心的加工表面.
這組加工表面包括: Φ82.2mm的孔及其倒角, Φ82.2mm的孔的側(cè)面,距M10螺紋孔中心線63.7mm.這兩組加工表面有著一定的位置要求,主要是:Φ82.2mm孔與其外端面垂直度公差為0.1mm.
關(guān)鍵字：變速叉，加工工藝，夾具，加工表面
SHIFT FOEK PROCESSING TECHNOLOGY ANDTHE DESIGN
OF FIXTURE
ABSTRACT
I graduated from design issues for the "fork speed processing technology and fixture design." The shift fork processing technology, I first of all the parts to be designed to conduct technical surveys, access to the domestic and foreign literature, in this basis, the scope of their use, performance indicators, and analyzed the program and contrast. The design for the fixture I was a lot of access to information at home and abroad, developed the overall plan for this part. Then according to the layout of the form of overall program, specifications, precision performance, etc., on the speed of processing technology and fork conducted a special fixture design. First is the machining process selection, and then design special fixtures.
This shift fork Total two machined surface, they have a certain position among the requirements are summarized as follows:
???? 1. To Φ19 mm hole centered surfaces.
This set of machined surface, including: Φ19 mm hole and chamfer, hole size of 16 mm of the top slot, slot thickness of 10.8mm, two lateral side, Φ19 mm hole center 12mm from its top two face, M10 threaded hole at the bottom there are holes.
2. Φ82.2 mm hole in the center of the machined surface.
This set of machined surface, including: Φ82.2 mm holes and chamfer, Φ82.2 mm holes in the side, away from the M10 threaded hole centerline 63.7mm. This group has a certain surface location of processing requirements, mainly: Φ82 .2 mm hole and its outer end face perpendicularity tolerance of 0.1mm.
KEY WORDS: shift fork, processing technology, fixture, machined surface
目 錄
前 言 6
第一章 零件的分析 7
1.1零件的作用 7
1.2零件的工藝分析 8
1.3確定各表面加工方案 8
1.4在選擇各表面及孔的加工方法時(shí)，要綜合考慮的因素 8
第二章 工藝規(guī)程的制定 10
2.1確定毛坯的制造形式 10
2.2平面的加工 10
2.3孔的加工方案 10
2.4基面的選擇 10
2.4.1.粗基準(zhǔn)的選擇 11
2.4.2.精基準(zhǔn)的選擇 11
2.5制訂工藝路線 12
2.5.1工序的合理組合 12
2.5.2 工序的集中與分散 12
2.5.3 加工階段的劃分 13
2.5.4加工工藝路線方案的比較及確定 14
2.6機(jī)械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸確定 16
2.7確定切削用量及基本工時(shí) 18
第三章 鏜孔夾具的設(shè)計(jì) 23
3.1 研究原始質(zhì)料 23
3.2 定位基準(zhǔn)的選擇 23
3.3 切削力及夾緊力的計(jì)算 24
3.4 誤差分析與計(jì)算 26
第四章 結(jié)論 27
4.1設(shè)計(jì)中結(jié)論性的問題. 27
4.2 體 會(huì) 28
謝 辭 29
參考文獻(xiàn) 30
附 錄 31
外文資料翻譯 32
前 言
對(duì)于培養(yǎng)工程技術(shù)人才的工科性大學(xué)來說 ，學(xué)生的實(shí)踐就顯得尤為重要，但在大學(xué)的四年里，我們都是以書本上的理論知識(shí)為重，實(shí)踐也大多數(shù)是參觀，自己真正動(dòng)手的機(jī)會(huì)很少，所以我們的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可以說幾乎為零。所以提高學(xué)生的動(dòng)手能力，理論與實(shí)際相結(jié)合來解決實(shí)際工程問題的能力是很有必要的，而大學(xué)最后的畢業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)，就是真正的理論與實(shí)踐相結(jié)合，要求學(xué)生綜合運(yùn)用四年所學(xué)的知識(shí)來解決實(shí)際工程問題，這對(duì)我們來說絕對(duì)是一次很好的鍛煉機(jī)會(huì)，不僅可以溫故以前的所學(xué)的專業(yè)知識(shí)而且可以鍛煉自己解決實(shí)際工程問題的 能力，為將來的工作打下良好的基礎(chǔ)。所以我們應(yīng)該好好珍惜這次難得的機(jī)會(huì)，盡自己最大的努力將畢業(yè)設(shè)計(jì)做好，為自己四年的大學(xué)畫上完美的句號(hào)。
這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我做的題目是“變速叉的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)”。我們知道制造業(yè)是工業(yè)的基礎(chǔ)，也是直接創(chuàng)造社會(huì)財(cái)富的基礎(chǔ)，是人類生存所不可缺少的行業(yè)。世界上各個(gè)國(guó)、造技術(shù)可以很快將發(fā)明制造成產(chǎn)品，首先占領(lǐng)市場(chǎng)。先進(jìn)制造技術(shù)可提高原有產(chǎn)品的質(zhì)量，降低成本等，可獲明顯的經(jīng)濟(jì)效益。總之，先進(jìn)制造技術(shù)是提高本國(guó)產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力的基本保證。制造業(yè)領(lǐng)域很寬廣，但機(jī)械制造業(yè)是制造業(yè)的根本，而機(jī)械加工又是機(jī)械制造業(yè)的根本。作為一名學(xué)機(jī)電專業(yè)的學(xué)生，在將來的工作中肯定也要接觸到各種零件的加工工藝和夾具，所以我要更加珍惜這次難得的機(jī)會(huì)，做好畢業(yè)設(shè)計(jì)為將來的工作打下基礎(chǔ)。
本次設(shè)計(jì)歷時(shí)一個(gè)學(xué)期，在黃桂琴老師的指導(dǎo)和其他老師與同學(xué)的幫助下，終于較為完滿地完成了對(duì)變速叉的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)這項(xiàng)設(shè)計(jì)，下面是我這次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：
第一章 零件的分析
1.1零件的作用
題目所給定的零件是解放汽車第四速及第五速變速叉，它位于變速箱中，主要重用是撥動(dòng)變速箱中的齒輪,使汽車達(dá)到變速的目的。
圖1-1變速叉零件圖
1.2零件的工藝分析
此變速叉共有兩組加工表面，它們之間有一定的位置要求,現(xiàn)分述如下:
1.以Φ19mm孔為中心的加工表面。
這組加工表面包括:Φ19mm孔及其倒角,孔上端尺寸為16mm的槽,槽的外側(cè)厚度為10.8mm的兩個(gè)側(cè)面, Φ19mm孔的上端距其中心12mm的兩個(gè)端面,還有孔下端M10的螺紋孔。
2.以Φ82.2mm孔為中心的加工表面。
這組加工表面包括: Φ82.2mm的孔及其倒角, Φ82.2mm的孔的側(cè)面，距M10螺紋孔中心線63.7mm。這兩組加工表面有著一定的位置要求，主要是:Φ82.2mm孔與其外端面垂直度公差為0.1mm。
由以上分析可知,對(duì)于這兩組加工表面而言，可以先加工其中一組表面，然后借助專用夾具加工另一組表面,并保證他們之間的位置精度要求。
1.3確定各表面加工方案
一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且要有好的機(jī)械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質(zhì)量，同時(shí)是加工的勞動(dòng)量最小。設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。對(duì)于我們?cè)O(shè)計(jì)汽車變速叉的加工工藝來說，應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價(jià)格較底的機(jī)床。
1.4在選擇各表面及孔的加工方法時(shí)，要綜合考慮的因素
⑴．要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求，選擇加工方法及分幾次加工。
⑵．根據(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設(shè)備。在單件小批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。如、柴油機(jī)連桿小頭孔的加工，在 小批量生產(chǎn)時(shí)，采用鉆、擴(kuò)、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時(shí)采用拉削加工。
⑶．要考慮被加工材料的性質(zhì)，例如，淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有色金屬由于磨削時(shí)容易堵塞砂輪，一般都采用精細(xì)車削，高速精銑等。
⑷．要考慮工廠或車間的實(shí)際情況，同時(shí)也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有加工方法和設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。
⑸．此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機(jī)械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。
選擇加工方法一般先按這個(gè)零件主要表面的技術(shù)要求選定最終加工方法。再選擇前面各工序的加工方法，如加工某一軸的主要外圓面，要求公差為IT6，表面粗糙度為Ra0.63μm，并要求淬硬時(shí)，其最終工序選用精度，前面準(zhǔn)備工序可為粗車——半精車——淬火——粗磨。
第二章 工藝規(guī)程的制定
2.1確定毛坯的制造形式
零件材料為20鋼,零件經(jīng)常撥動(dòng)齒輪承受變載荷和沖擊性載荷，因此應(yīng)選用鍛件,以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠.因?yàn)闉榇笈可a(chǎn)，且零件的輪廓尺寸不大，故采用模鍛成型.這從提高生產(chǎn)率，保證加工精度上考慮,也是應(yīng)該的。
2.2平面的加工
由參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.1-12可以確定，底面的加工方案為底平面：粗銑——精銑（），粗糙度為6.3~0.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較小。
2.3孔的加工方案
由參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.1-11確定，以為孔的表面粗糙度為1.6，則選孔（Φ10，Φ28）的加工順序?yàn)椋捍昼M——精鏜。
2.4基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一,它對(duì)零件的生產(chǎn)是非常重要的.。
2.4.1.粗基準(zhǔn)的選擇
選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，考慮的重點(diǎn)是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。
粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：
⑴．粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對(duì)稱、少裝夾等。
⑵．選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。
⑶．應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。
⑷．應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)需經(jīng)初加工。
⑸．粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。
要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證變速叉在整個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從變速叉零件圖分析可知，選取Φ19mm孔的外輪廓不加工面作為粗基準(zhǔn),利用一組共兩個(gè)V形塊夾持外輪廓做為主要定位面,以消除自由度。
2.4.2.精基準(zhǔn)的選擇
主要考慮基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不再重復(fù)
2.5制訂工藝路線
對(duì)于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。變速叉的加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。
后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。
2.5.1工序的合理組合
確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè)備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則：
⑴．工序分散原則
工序內(nèi)容簡(jiǎn)單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡(jiǎn)單的機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對(duì)工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長(zhǎng)，生產(chǎn)管理復(fù)雜。
⑵．工序集中原則
工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡(jiǎn)化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。
一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專用機(jī)床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。
加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%—1.1%蘇打及0.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。
2.5.2 工序的集中與分散
制訂工藝路線時(shí)，應(yīng)考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個(gè)不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。
⑴．工序集中的特點(diǎn)
工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡(jiǎn)化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。
⑵．工序分散的特點(diǎn)
工序內(nèi)容簡(jiǎn)單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡(jiǎn)單的機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對(duì)工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長(zhǎng)，生產(chǎn)管理復(fù)雜。
工序集中與工序分散各有特點(diǎn)，必須根據(jù)生產(chǎn)類型。加工要求和工廠的具體情況進(jìn)行綜合分析決定采用那一種原則。
一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專用機(jī)床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。
由于近代計(jì)算機(jī)控制機(jī)床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點(diǎn)更為突出，即使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費(fèi)過多的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量，從而可取的良好的經(jīng)濟(jì)效果。
2.5.3 加工階段的劃分
零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí)，常把整個(gè)加工過程劃分為幾個(gè)階段：
⑴．粗加工階段
粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準(zhǔn)，粗加工時(shí)能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報(bào)廢或修補(bǔ)，以免浪費(fèi)工時(shí)。
粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機(jī)床，選用大的切前用量，以提高生產(chǎn)率、粗加工時(shí)，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級(jí)為IT11~IT12。粗糙度為Ra80~100μm。
⑵．半精加工階段
半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級(jí)為IT9~IT10。表面粗糙度為Ra10~1.25μm。
⑶．精加工階段
精加工階段切除剩余的少量加工余量，主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達(dá)到圖紙要求，另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。
精加工應(yīng)采用高精度的機(jī)床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般為IT6~IT7，表面粗糙度為 Ra10~1.25μm。
⑷．光整加工階段
對(duì)某些要求特別高的需進(jìn)行光整加工，主要用于改善表面質(zhì)量，對(duì)尺度精度改善很少。一般不能糾正各表面相互位置誤差，其精度等級(jí)一般為IT5~IT6,表面粗糙度為Ra1.25~0.32μm。
此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì)的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。
但須指出加工階段的劃分并不是絕對(duì)的。在實(shí)際生活中，對(duì)于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及運(yùn)輸裝夾費(fèi)事的重型零件往往不嚴(yán)格劃分階段，在滿足加工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個(gè)階段，甚至不把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個(gè)加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū)分。例如工序的定位精基準(zhǔn)面，在粗加工階段就要加工的很準(zhǔn)確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。
2.5.4加工工藝路線方案的比較及確定
制訂工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度的技術(shù)要求能得到合理的保證。愛生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機(jī)床以及專用夾具，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)成本盡量降低。
工藝路線
工序Ⅰ 粗銑16mm槽，以Φ19mm孔定位
工序Ⅱ 粗銑16mm槽的兩側(cè)面,以Φ19mm孔定位
工序Ⅲ 粗銑距Φ19mm中心12mm的兩個(gè)端面，以Φ19mm孔及16mm槽底為基準(zhǔn)
工序Ⅳ 16mm槽兩端1.5*450倒角
工序Ⅴ 鉆鉸Φ19mm孔并倒角
工序Ⅵ 鉆距槽(16mm)12mm底面M10螺紋孔并倒角
工序Ⅶ 攻螺紋M10
工序Ⅷ 粗銑Φ82.2mm孔的兩端面
工序Ⅸ 粗鏜Φ81.7mm孔
工序Ⅹ 精鏜Φ82.2mm孔
工序Ⅺ Φ82.2mm孔1*450倒角
工序Ⅻ 精銑Φ82.2mm孔的兩端面
工序ⅩⅢ 終檢
上述方案主要是以Φ19mm孔位基準(zhǔn),來加工16mm槽，M10螺紋，槽的兩側(cè)面，這樣可以修正由于基準(zhǔn)不重合造成的加工誤差，同時(shí)也照顧了加工路線方便的特點(diǎn),因此最終確定如下:
工序Ⅰ 粗銑16mm槽,以Φ19mm孔的外輪廓為粗基準(zhǔn)定位，選用XA6132型萬能升降臺(tái)銑床及專用夾具
工序Ⅱ 粗銑16mm槽的兩側(cè)面,以Φ19mm孔的外輪廓以及距槽底32mm的面為基準(zhǔn)，選用XA6132型萬能升降臺(tái)銑床及專用夾具
工序Ⅲ 粗銑Φ19mm孔上端兩端面，以Φ19mm孔定位，選用XA6132型萬能升降臺(tái)銑床及專用夾具
工序Ⅳ 16mm槽1.5*450倒角，選用C620-1車床及專用夾具
工序Ⅴ 鉆鉸Φ19mm孔并倒角，以Φ19mm孔及端面定位，選用Z5125立式鉆床及專用夾具
工序Ⅵ 鉆距槽(16mm)12mm底面M10螺紋孔并倒角，以Φ19mm孔及16mm槽底定位，選用Z5125立式鉆床及專用夾具
工序Ⅶ 攻螺紋M10
工序Ⅷ 粗銑Φ82.2mm孔的兩端面，以Φ19mm孔定位，選用XA6132型萬能升降臺(tái)銑床及專用夾具
工序Ⅸ 粗鏜Φ81.7mm孔，以Φ19mm孔及距中心線63.7mm的面為基準(zhǔn),選用T740雙面臥式金剛鏜床及專用夾具
工序Ⅹ 精鏜Φ82.2mm孔，以Φ19mm孔及距中心線63.7mm的面為基準(zhǔn),選用T740雙面臥式金剛鏜床及專用夾具
工序Ⅺ Φ82.2mm孔1*450倒角.選用C620-1型車床及專用夾具
工序Ⅻ 精銑Φ82.2mm孔的兩端面.，以Φ19mm孔定位，選用XA6132型萬能升降臺(tái)銑床及專用夾具
工序ⅩⅢ 終檢
2.6機(jī)械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸確定
“變速叉”零件材料為20鋼,毛坯重量約1.5Kg，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),采用鍛錘上合模鍛毛坯。
根據(jù)上述資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下:
1. 16mm槽
參照<<機(jī)械加工工藝手冊(cè)>>表3.1-56，因?yàn)槠涔畹燃?jí)太低，可直接銑
2. 槽的側(cè)面
參照<<機(jī)械加工工藝手冊(cè)>>表3.1-56,其加工余量Z=2mm
3. Φ19mm孔的兩個(gè)上端面
參照<<機(jī)械加工工藝手冊(cè)>>表3.1-56, 其加工余量Z=2mm
4. Φ82.2mm孔的兩側(cè)面，銑削公差-0.22mm
參照<<機(jī)械加工工藝手冊(cè)>>表3.1-56, 其加工余量Z=2mm。精銑余量:單邊0.7mm(見<<工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)>>表8-31)，銑削余量:Z=2.0-0.7=1.3mm，鍛件偏差mm。
由于設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整法加工。因此在計(jì)算最大,最小加工余量時(shí)，應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確定。
5. Φ19mm孔
參照<<機(jī)械加工工藝手冊(cè)>>, 其加工余量2Z=2mm。鉆孔Φ18.5mm,鉸孔Φ19mm
6. Φ82.2mm孔
參照<<機(jī)械加工工藝手冊(cè)>>, 其加工余量2Z=2.5mm。粗鏜Φ81.7mm，精鏜Φ82.2mm
厚度為8mm的兩端面尺寸加工余量和工序間余量
毛坯名義尺寸:
8+2*2=12mm
毛坯最大尺寸:
12+1.3*2=14.6mm
毛坯最小尺寸:
12-0.5*2=11mm
粗銑后最大尺寸:
8+0.7*2=9.4mm
粗銑后最小尺寸:
9.4-2*0.22=8.96mm
精銑尺寸與零件尺寸相符，即8mm
2.7確定切削用量及基本工時(shí)
工序Ⅰ 粗銑16mm槽,保證尺寸16mm
fz=0.06mm/齒
切削速度:參考有關(guān)手冊(cè),V=22.8m/min
采用W18Cr4V立銑刀,dw=16mm,Z=3,則:
ns===454r/min
fm=fzznw=0.06*3*420=75.6mm/min
工序Ⅱ 粗銑16mm槽兩側(cè)面
齒
切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，V=27m/min
采用高速鋼三面刃圓盤銑刀，，Z=10
工序Ⅲ 粗銑Φ19mm孔上端兩端面
齒
切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定V=27m/min
采用高速鋼三面刃圓盤銑刀，，Z=10
工序Ⅳ 16mm槽1.5*450倒角,選用臥式車床C620-1,
當(dāng)采用高速鋼車刀時(shí),切削速度:V=16mm/min
工序Ⅴ 鉆鉸Φ19mm孔,并倒角1*450兩端
1.鉆孔Φ18.5mm
,V=17m/min
采用高速鋼鉆頭,
2.鉸孔Φ19mm
采用高速鋼絞刀,V=14.7m/min
3. Φ19mm孔倒角1*450兩端
采用900锪鉆,為縮短輔助時(shí)間,取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與鉸孔相同
工序Ⅵ 鉆M10螺紋孔并倒角1200
采用麻花鉆,V=20m/min
工序Ⅶ 攻螺紋M10
V=6m/min
工序Ⅷ 粗銑Φ82.2mm孔端面
采用高速鋼圓柱銑刀,,Z=10,V=20m/min
工序Ⅸ 粗鏜Φ81.7mm孔
采用雙刃鏜刀,V=40m/min.
工序Ⅹ 精鏜Φ82.2mm孔
V=35m/min
工序Ⅺ Φ82.2mm孔1*450倒角
V=16m/min
工序Ⅻ 精銑Φ82.2mm孔的兩端面
齒
采用高速鋼圓柱銑刀,V=31m/min.
工序ⅩⅢ 終檢
最后,將以上各工序切削用量，公式的計(jì)算結(jié)果,連同其他數(shù)據(jù),填入機(jī)械加工工藝過程卡片。
第三章 鏜孔夾具的設(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。在加工變速叉時(shí)，需要設(shè)計(jì)專用夾具。
根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計(jì)內(nèi)容，需要設(shè)計(jì)粗鏜Φ82.2mm孔夾具一套。粗鏜
Φ82.2mm孔.以Φ19mm孔及距中心線63.7mm的面為基準(zhǔn),選用T740雙面
臥式金剛鏜床及專用夾具.
3.1 研究原始質(zhì)料
利用本夾具主要用來鏜加工孔Φ82.2mm。加工時(shí)除了要滿足粗糙度要求外，還應(yīng)滿足孔軸線對(duì)側(cè)平面的平行度公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
3.2 定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知：孔Φ82.2mm的軸線與底平面有平行度公差要求，在對(duì)孔進(jìn)行加工前，已先對(duì)Φ19mm孔進(jìn)行了粗精加工，兩側(cè)面也進(jìn)行了粗銑。因此，選Φ19mm的孔為定位精基準(zhǔn)（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）來滿足平行度公差要求。
孔Φ19mm、Φ82.2mm的軸線間有位置公差，選擇左側(cè)面為定位基準(zhǔn)來設(shè)計(jì)鏜模，從而滿足孔軸線間的位置公差要求。工件定位用底平面和兩個(gè)側(cè)面來限制六個(gè)自由度。
3.3 切削力及夾緊力的計(jì)算
鏜刀材料：（硬質(zhì)合金鏜刀）
刀具的幾何參數(shù)：
由參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》查表可得：
圓周切削分力公式： 式（3.1）
式中
式（3.2）
查表得： 取
由表可得參數(shù)：
即：
同理：徑向切削分力公式 ： 式（3.3）
式中參數(shù)：
即：
軸向切削分力公式 ： 式（3.4）
式中參數(shù)：
即：
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即：
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算，有：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，見《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表可得：
所以，由式（2.6）有：
由式（2.7）有：
由式（2.8）有：
螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算，有：
式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可查得：
其中：
螺旋夾緊力：
該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件。受力簡(jiǎn)圖如下：
圖3-1 弧形壓塊受力簡(jiǎn)圖
由表得：原動(dòng)力計(jì)算公式
即： 式（3.5）
由上述計(jì)算易得：
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(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
3.4 誤差分析與計(jì)算
該夾具以兩個(gè)平面定位，要求保證孔軸線與左側(cè)面間的尺寸公差以及孔軸線與底平面的平行度公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。
（1）工件定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，故不存在基準(zhǔn)不重合誤差。即△B=0
（2）定位基準(zhǔn)和限位基準(zhǔn)不重合，定位基準(zhǔn)單方向移動(dòng)。其最大移動(dòng)量為：
△i=（TD+Td）∕2
△Y=△i=(0.045+0.033)/2=0.039mm<0.1mm
從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。
第四章 結(jié)論
經(jīng)過這一段時(shí)間設(shè)計(jì)，到今天為止，可以說已經(jīng)結(jié)束了。在本設(shè)計(jì)中雖說有很多缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，但通過本次設(shè)計(jì)使知識(shí)的到了深化，現(xiàn)將本次設(shè)計(jì)中一些結(jié)論性東西和體會(huì)分述如下：
4.1設(shè)計(jì)中結(jié)論性的問題.
1. 對(duì)工件進(jìn)行加工時(shí)，為了保證加工要求，首先要使工件相對(duì)于刀具及機(jī)床有正確的位置，并使這個(gè)位置在加工過程中不因外力的影響而變動(dòng)。為此，在進(jìn)行機(jī)械加工前，首先要將工件裝夾好。
工件的裝夾方法有兩種：一種是工件直接裝夾在機(jī)床的工作臺(tái)或花盤上；另一種是工件裝夾在夾具上。
采用第一種方法夾工件時(shí)，一般要先按圖樣要求在工件表面劃線，劃出加工表面的尺寸和位置，裝夾時(shí)用劃針或百分表找正后再夾緊。這種方法無需專用裝備，但效率低，一般用于小批生產(chǎn)。批量較大時(shí)，大都用夾具裝夾工件。
2. 用夾具裝夾工件有下列優(yōu)點(diǎn)：
（1）能穩(wěn)定地保證工件的加工精度 用夾具裝夾工件時(shí)，工件相對(duì)于刀具及機(jī)床的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，使一批工件的加工精度趨于一致。
（2）能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 使用夾具裝夾工件方便、快速，工件不需要?jiǎng)澗€找正，可顯著地減少輔助工時(shí)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；工件在夾具中裝夾后提高了工件的剛性，因此可加大切削用量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；可使用多件、多工位裝夾工件的夾具，并可采用高效夾緊機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步提高生產(chǎn)率。
4.2 體 會(huì)
經(jīng)過實(shí)習(xí)—整理材料—設(shè)計(jì)計(jì)算—制圖幾個(gè)階段的工作，畢業(yè)設(shè)計(jì)到現(xiàn)在已經(jīng)結(jié)束了。在黃桂琴老師的悉心指導(dǎo)下，使我基本上做到了畢業(yè)設(shè)計(jì)要求我們的目的。在此，我忠心地向黃老師及幫助過我的老師和同學(xué)表示感謝。
在設(shè)計(jì)的起初，我對(duì)自己設(shè)計(jì)的題目感到特別的棘手，在老師的不厭其煩的講解下，才使我邁出了關(guān)鍵性的一步。在設(shè)計(jì)的起初，感到費(fèi)勁的是知識(shí)都處于混亂狀態(tài)。通常為了查一個(gè)問題要翻閱好幾本書才能弄清楚。這都是自己平時(shí)只為了學(xué)習(xí)而學(xué)習(xí)，不把知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合的結(jié)果。
本設(shè)計(jì)中幾乎涉及到了三年的全部課程，這就使我靜下心來好好地理解一下三年的基本知識(shí)，從而使知識(shí)得到了鞏固和完善，這次設(shè)計(jì)還提高了我的專業(yè)素質(zhì)，為今后走向社會(huì)、更好地工作，奠定了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
在設(shè)計(jì)過程中，我翻閱了大量的工具書和手冊(cè)，使自己的知識(shí)得到了升華，相信對(duì)走上了工作崗位會(huì)有很好的推動(dòng)作用。
然而由于本人能力有限和時(shí)間倉促，在設(shè)計(jì)中，肯定有好多缺陷和不足，但我深信，隨著時(shí)間的推移和自身的努力。我的專業(yè)知識(shí)將會(huì)不斷發(fā)展和提高。
謝 辭
在這三年中我學(xué)到了許多專業(yè)知識(shí)，提高了理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力，提高了自學(xué)能力，這都得感謝老師的細(xì)心教導(dǎo)和培養(yǎng)，在此，我向給予我教育和幫助的老師說聲謝謝。在校期間所學(xué)到的東西應(yīng)該對(duì)我以后工作和生活有很大幫助。
經(jīng)過近半年的努力我終于完成了這篇論文，機(jī)械設(shè)計(jì)課程是我們的主要課程，自從接觸了這門課程我便對(duì)她產(chǎn)生了濃厚的興趣，所以在做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)我毅然的選擇了機(jī)械設(shè)計(jì)的畢業(yè)設(shè)計(jì)。
回首這幾個(gè)月來的設(shè)計(jì)過程，可以說是收獲良多，也付出了不少心力。它檢驗(yàn)了我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)這門課程的掌握程度，通過老師們和同學(xué)們的幫助今天我的設(shè)計(jì)終于做完了。雖然在畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到很多困難，但在做的過程中我真正掌握和領(lǐng)會(huì)了各項(xiàng)知識(shí)。面對(duì)問題仔細(xì)揣摩，查閱各方文件資料，也得到老師和同學(xué)的幫助。
所以，我特別感謝黃桂琴以及其他帶畢業(yè)設(shè)計(jì)的老師在本次設(shè)計(jì)中給予我們幫助和指導(dǎo)！也感謝對(duì)本次設(shè)計(jì)提供幫助的人。
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附 錄
變速叉實(shí)物圖：
31
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