变速器换档叉的工艺过程及装备设计

-1-目录第一章绪论…………………………………（1）1.1设计目的………………………………………（1）1.2设计任务和要求………………………………（1）第二章零件的分析…………………………………（1）2.1零件的作用…………………………………（1）2.1.1对变速操纵机构的要求…………………………（1）2.2零件的工艺分析……………………………（2）第三章工艺规程设计………………………………（2）3.1确定毛坯的制造形式…………………………（2）3.2基面的选择………………………………………变速器换档叉-2-（3）3.3制订工艺路线…………………………………（4）3.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定……………………………………………………（5）3.5确定基本用量及基本工时……………………………………………………（7）第四章夹具设计………………………………………（13）4.1问题的提出………………………………（13）4.2夹具设计的基本要求和步骤…………………………………………（13）4.2.1基本要求………………………………-3-（13）4.2.2设计步骤……………………………（13）4.3夹具设计………………………………（14）小结…………………………………………（16）致谢…………………………………………（17）参考文献…………………………………（18）变速器换档叉-4-摘要机床变速机构是机床主轴转速或进给量实现变速的具体机构。它要求机床的使用性能良好，制造、安装及维修方便，同时节约成本。变速操纵机构常用于工作部件的启动、停止、变速、变向以及控制各种辅助运动等。本次设计为机床变速换档叉的工艺过程及设计装备，包括它的加工过程及夹具设计，切削用量的选择，加工余量、工艺尺寸及毛坯尺寸的选择，零件的分析等。关键词：变速、工艺、设计、装备-5-第一章绪论1.1设计目的毕业设计是培养学生综合运用所学的基础理论和专业理论知识，独立解决机床设计问题的能力一个重要的实践性教学环节。因此，通过设计应达到下述目的。1）初步掌握正确的设计思想和设计的基本方法\步骤,巩固\深化和扩大所学的知识,培养理论联系实际的工作方法和独立工作能力。2）获得结构设计，零件计算，编写说明书。绘制部件总装图（展开图，装配图）和零件工作图等方面的基本训练及基本技能。3）熟悉有关标准、规格、手册和资料的应用。4）对现有机械结构初具分析能力和改进设计的能力。1.2设计任务和要求设计基本内容及要求按照设计任务，根据调查研究所提供的权据和有关技术资料，进行以下工作：制定工艺方案，确定选择通用部件，设计专用部件，绘制有关图纸（零件图、毛坯图、夹具零件图、总装图等），编写技术文件等。其基本内容如下：1）绘制被加工零件工序图、加工示意图、夹具图。2）零件装配图设计。3）按规定格式编制设计计算说明书。第二章零件的分析2.1零件的作用题目所给的零件是变速器换档叉(见附图1),它位于主轴箱。主要作用:优点是可以从一种变速直接变到另一种速度,而不需要经过中间的一系列,因此变速很方便;其缺点是比较复杂。2.1.1对变速操纵机构的要求变速操纵机构常用于工作部件的启动、停止、变速、变向以及控制各种辅助运动等。这些操纵机构的用途不同，但所应满足的要求合设计原则却没有本质的区别。因此，这里仅仅介绍常用的变速操纵机构。机床的使用质量和结构的复杂程度，在很大的程度上取决于操纵机构设计的完善程度。所以，操纵机构的形式应与机床的性能相适应。一般操纵机构应满足的要求，主要有以下几个方面：1.动作迅速变速器换档叉-6-操纵机构动作是否迅速，对生产率提高或在加工中需要操纵次数较多的机床，尤为重要。2.省力方便生产中，为了减轻工人的疲劳，保证加工质量，设计操纵机构力求省力。一般情况下，许用操纵力不应超过下列数值：台型机床精度位移手轮或仪表机床手轮————2㎏普通机床精度位移手轮或台型机床手轮————4㎏≤10t的普通机床手轮————8㎏普通机床很少操纵手轮或大于10t的机床手轮————16㎏3.记忆方便，安全可靠为避免操纵错误并节省时间，以及防止意外事故，应尽量减少操纵机构的数量，操纵的运动方向和手轮操纵方向一致为好。手柄应以不同形状或颜色加以区分，以便记忆。为保证安全，应防止手柄特别是运转手柄碰伤人员；电器应注意防护和绝缘等。4.控制准确对于精密机床部件移动准确要求较高时,设计时应特别注意。一般操纵机构大致都由三大部分组成：操纵部件（如手轮、手柄等）；传动装置，可以是机械装置（如杠杆、齿轮齿条、丝杠螺母和凸轮等）、液压装置或电气装置等；执行部件（如拨叉、滑块等）。2.2零件的工艺分析变速器换档叉有组加工表面,他们有一定的加工要求。现分析如下：1.以9.65025.0表面为中心,加工043.0016.08F81.15的孔。2.以043.0016.08F81.15孔为中心,加工1.0051和019.09.5的表面。这组加工表面之间有着一定的位置要求,主要是：(1)019.09.5和15.05.33的表面与043.0016.08F81.15孔的轴线的垂直度公差为0.15。由以上分析可知,对于这组加工表面而言,应该先加工043.0016.08F81.15孔，然后借助于专用夹具加工1.0051和019.09.5的表面。并且保证它们的位置精度要求。第三章工艺规程设计3.1确定毛坯的制造形式零件材料为35钢。考虑到车床主轴在运行中要经常的加速及正、反向转动,零件在工作过程中则经常承受交变载荷及冲击性载荷,因此-7-应该选用锻件,保证零件工作可靠。由零件年产量为4000件,已达到大批量生产的水平,而且零件的轮廓尺寸不大,故可采用金属型铸造。这样即保证了产量,也保证了零件的精度要求。3.2基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理,可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。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。1.粗基准的选择（1）当有不加工表面时，应选择不加工表面作为粗基准如果有几个不加工表面时，应选择与加工表面有密切关系的不加工面作为粗基准。（2）具有较多的加工表面时，应从以下几点着重考虑合理分配各加工表面的余量。1）应选择零件上加工余量最小的面为粗基准。2）对一些重要表面要求切除余量少而均匀时，就应选择该表面作为准，以满足其工艺要求。3）粗基准的选择应使各加工面切除的总的材料量为最小。（3）粗基面在同一尺寸方向上，一般只允许使用一次。（4）粗基面应相当平整，无浇冒口、飞边等缺陷，使工件定位可靠稳定。选择9.65025.0表面为粗基准2.精基准的选择精基准的好坏会直接影响加工精度与质量，影响工件安装的可靠性与方便程度，一般可按下列原则来选取：（1）尽可能把设计基准作为定位基准———基准重合原则（2）尽可能选用统一的定位基准加工各个表面———基准统一的原则（3）以加工表面本身作为定位基准———自为基准的原则（4）加工表面与定位基面反复轮换使用———互为基准的原则选择043.0016.08F81.15孔为精基准变速器换档叉-8-3.3制订工艺路线制订工艺路线的出发点,应该是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。1.工艺路线方案一工序Ⅰ按照图示要求,铸出毛坯。工序Ⅱ粗铣9.65025.0表面。工序Ⅲ精铣9.65025.0表面。工序Ⅳ粗镗043.0016.08F81.15的孔。工序Ⅴ精镗043.0016.08F81.15的孔。工序Ⅵ倒圆角0.4X45°。工序Ⅶ粗铣019.09.5的表面。工序Ⅷ精铣019.09.5的表面。工序Ⅸ粗铣1.0051的表面。工序Ⅹ精铣1.0051的表面。工序Ⅺ倒角0.8X45°两端。工序Ⅻ检查。2.工艺路线方案二工序Ⅰ按照图示要求,铸出毛坯。工序Ⅱ粗镗043.0016.08F81.15的孔。工序Ⅲ精镗043.0016.08F81.15的孔。工序Ⅳ倒角0.4X45°。工序Ⅴ粗铣9.65025.0表面。工序Ⅵ精铣9.65025.0表面。工序Ⅶ粗铣1.0051的表面。工序Ⅷ精铣1.0051的表面。工序Ⅸ粗铣019.09.5的表面。工序Ⅹ精铣019.09.5的表面。工序Ⅺ倒角0.8X45°两端。工序Ⅻ检查。3.工艺方案的比较与分析上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工9.65025.0的表面,然后以此为基准加工043.0016.08F81.15的孔；而方案二则与此相反,先加工043.0016.08F81.15的孔,然后再以此043.0016.08F81.15的孔为基准加工9.65025.0的表面。两相比较可以看出,先加工9.65025.0的表面,再加工043.0016.08F81.15的孔可以容易的保证位置精度,并且定位及装夹都很方-9-便。故选择方案一。3.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“变速器换档叉”零件材料为35钢,硬度HBS180,生产类型为大批量生产,采用模锻毛坯。1.043.0016.08F81.15的孔(1)确定加工路线由成品尺寸043.0016.08F81.15mm，Ra3.2um，HBS180的要求查《机械加工工艺及装备》表5-5，确定工艺路线。孔直径043.0016.081.15,其T=0.027,公差等级为IT9；硬度HSB180,粗糙度Ra3.2um。由《机械加工工艺及装备》表5-13得：粗镗-精镗。（2）确定各路线的经济精度由《机械加工工艺及装备》表5-5得：粗镗IT11；精镗IT9（3）查表确定各工序的加工余量由《机械加工工艺及装备》表5-22：精镗余量0.5㎜由于粗镗前的孔是锻造而成，并非用钻头钻出，故先确定毛坯的总余量。参照《机械加工工艺及装备》表5-16经修正后：毛坯锻件孔的余量为6±2㎜则由ZΣ=niZi1可知：粗镗余量为6㎜-0.5㎜=5.5㎜(4)计算各工序的基本尺寸精镗后的工序基本尺寸为81.15㎜粗镗后的工序基本尺寸为)5.081.15(㎜=31.15㎜毛坯基本尺寸为)5.531.15(㎜=81.9㎜(5)各道工序的工序尺寸公差查公差表：精镗IT9，即81.15IT9=0.027粗镗IT11，即31.15IT11=0.19故精镗工序尺寸为034.0016.081.15㎜粗镗工序尺寸为19.0031.15㎜毛坯公差对称分布，故毛坯尺寸为281.9㎜(6)最大、最小加工余量计算精镗加工时：Zbmax=844.15㎜-31.15㎜=0.534㎜变速器换档叉-10-Zbmin=826.15㎜-5.15㎜=0.326㎜粗镗加工时：Zbmax=5.15㎜-81.7㎜=7.69㎜Zbmin=31.15㎜-81.11㎜=3.5㎜2.511.00的表面(1)确定加工路线由成品尺寸511.00㎜，Ra6.3um，HSB180的要求查表，确定工艺路线。表面尺寸511.00，其T=0.1，公差等级为IT9；硬度HSB180，粗糙度Ra6.3um。由《机械加工工艺及装备》表5-13得：粗铣-精铣。(2)确定各路线的经济精度由《机械加工工艺及装备》表5-5查得：粗铣IT11；精铣IT9。(3)查表确定各工序的加工余量由《机械加工工艺及装备》表5-22：精铣余量1㎜由于表面是锻造而成，故因确定毛坯的总余量。参照《机械加工工艺及装备》表5-16经修正后：毛坯锻件表面的余量为11±4㎜则由ZΣ=niZi1可知：粗铣余量为11㎜–1㎜=10㎜(4)计算各工序的基本尺寸精铣后工序基本尺寸为51㎜粗铣后工序基本尺寸为(51-1)㎜=50㎜毛坯基本尺寸为(50-10)㎜=40㎜(5)各道工序的工序尺寸公差查公差表：精铣IT9，即51IT9=0.1㎜精铣IT11，即50IT11=0.19㎜按“入体”分布，故精铣工序尺寸为511.00㎜粗铣工序尺寸为5019.00㎜毛坯公差对称分