变速器换挡叉的工艺设计

1课程设计说明书题目变速器换挡叉的工艺设计目录机械自造工艺及夹具课程设计任务书……………………..3序言……………………………………………………4零件的分析…………………………………………………..4零件的工艺分析……………………………………….4确定生产类型……….…………………………………42确定毛坯……………………………………………….5工艺规程设计…….…………………………………………5选择定位基准…………………………………………5制定工艺路线…………………………………………5机械加工余量、工序尺寸及公差的确定……………6夹具设计…………………………………………………….16问题提出………………………………………………16夹具设计………………………………………………16参考文献…………………………………………………….17机械制造工艺及夹具课程设计任务书设计题目：制定变速器换挡叉的加工工艺，设计钻φ15及2-M6孔的钻床夹具3设计要求：中批量生产手动夹紧通用工艺装备设计时间：2009.6设计内容：1、熟悉零件图；2、绘制零件图（一张）；3、绘制毛坯图（一张）；4、编写工艺过程卡片和工序卡片；5、绘制夹具总装图；6、绘制夹具零件图；7、说明书2009年06月序言机械制造装备设计课程设计是我们在学完了大学的全部基础课，专业基础课以及专业课后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，他在我们的大学四年生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的训练，希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力，为以后的工作打下良好的基础。由于能力有限，设计尚有很多不足之处，希望各位老师给予指导。零件的分析4题目所给的零件是变速器换档叉。它位于汽车的变速机构上，主要起换档作用。一．零件的工艺分析零件的材料为35钢，，为此以下是变速器换档叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：1、孔Φ15.8以及与此孔相通的、M10螺纹孔。2、上下U型口及其两端面3、换档叉底面、下U型口两端面与孔Φ15.8中心线的垂直度误差为0.15mm。由上面分析可知，可以粗加工Φ15的孔，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，选择以孔为基准加工的面作为孔加工的精基准。最后，以精加工的孔为基准加工其他所有的面。此变速器换档叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。二、确定生产类型已知此换档叉零件的生产纲领为5000件/年，零件的质量是2.26Kg/个，查《机械制造工艺设计简明手册》第2页表1.1-2，可确定该换档叉生产类型为中批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。三、确定毛坯1、确定毛坯种类：零件材料为35钢。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故采用模锻件作为毛坯。查《机械制造工艺设计简明手册》第41页表2.2-5,选用锻件尺寸公差等级为CT-12。工艺规程设计(一)选择定位基准：1粗基准的选择：以零件的圆柱面为主要的定位粗基准2精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以Φ15.8的孔内表面为辅助的定位精基准。(二)制定工艺路线:根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经5济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。查《机械制造工艺设计简明手册》第20页表1.4-7、1.4-8、1.4-11，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：工序01粗铣Φ15上、下端面，以外圆为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；工序02铣16.5*42面，以外圆为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；工序03钻Φ15孔，以Φ15孔的上端面为定位基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；工序04扩Φ15.5孔，以Φ15上、下端面为定位基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；工序05粗铰Φ15.7孔，以Φ15上、下端面为定位基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；工序06精铰Φ15.8孔，以Φ15上、下端面为定位基准，采用Z518立式钻床加专用夹具；工序07粗铣叉口前后两侧面，以Φ15.8孔为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；工序08粗铣16*56两侧面，以Φ15.8孔为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；工序09精铣16*56两侧面，以Φ15.8孔为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；工序10粗铣叉口19*5.9两内侧面，以Φ15.8孔为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；工序11精铣叉口19*5.9两内侧面，以Φ15.8孔为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；工序12粗铣14.2*9.65面、铣11*9.65面，以Φ15.8孔为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；工序13精铣16.5*42面，以Φ15.8孔为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；工序14钻Φ9孔，以Φ15.8孔为定位基准，采用Z525立式钻床并采用专用夹具；工序15攻螺纹，以Φ15.8孔为定位基准，采用Z525立式钻床并采用专用夹具；工序16去毛刺；工序17终检。（三）机械加工余量、工序尺寸及公差的确定:1、圆柱表面工序尺寸：6前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下：加工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度Φ15.8钻0.8IT111512.5扩0.5IT1015.56.3粗铰0.2IT1015.76.3精铰0.1IT815.83.22、平面工序尺寸：工序号工序内容加工余量基本尺寸经济精度锻件CT1201粗铣Φ15上、下端面1202铣16.5*42面16.51207粗铣叉口前后两侧面2.15.91208粗铣16*56两侧面0.29.851210粗铣叉口19*5.9两内侧面0.551.51212粗铣14.2*9.65面、铣11*9.65面、铣16.5*42面11211精铣叉口19*5.9两内侧面0511009精铣16*56两侧面09.651013精铣16.5*42面011103、确定切削用量及时间定额：工序01粗铣Φ15上、下端面，以外圆为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具刀具：YG6硬质合金端铣刀。铣削宽度ae≤90,深度ap≤6,齿数z=12,故根据《机械制造工艺设计简明手册》（后简称《简明手册》）表3.1，取刀具直径d0=125mm。根据《切削用7量手册》（后简称《切削手册》）表3.16，选择刀具前角γ0＝0°后角α0＝8°，副后角α0’=10°，刃倾角：λs=－10°,主偏角Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副偏角Kr’=5°。2.切削用量1）确定切削深度ap因为余量较小，故选择ap=4mm，一次走刀即可完成。2）确定每齿进给量fz采用对称端铣，以提高进给量提高加工效率。根据《切削手册》表3.5，使用YG6硬质合金端铣刀加工，机床功率为4.5kw（据《简明手册》表4.2-35，X51立式铣床）时：fz=0.09~0.18mm/z故选择：fz=0.18mm/z。3）确定刀具寿命及磨钝标准根据《切削手册》表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于铣刀直径d0=125mm，故刀具使用寿命T=180min（据《简明手册》表3.8）。4）计算切削速度vc和每分钟进给量vf根据《切削手册》表3.16，当d0=125mm，Z=12，ap≤7.5，fz≤0.18mm/z时，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系数为：kMV=1.0，kSV=0.8。切削速度计算公式为：vpvevzvpTvvckzuayfxaqdcvvm0其中mmae72，mmap4，245vC，2.0qv，15.0xv，35.0yv，8.08.00.1kkkSvMvv，2.0uv，0pv，32.0m，min180T，zmmfz/18.0，12Z，将以上数据代入公式：min/1428.0122.07235.008.015.041802.012524532.0mvc确定机床主轴转速：min/3611000rdvnwcs。根据《简明手册》表4.2-36，选择nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此，实际进给量和每8分钟进给量为：vc=10000nd=100030012514.3m/min=118m/minfzc=vfc/ncz=390/300×12mm/z=0.1mm/z5)校验机床功率根据《切削手册》表3.24，近似为Pcc=3.3kw,根据机床使用说明书，主轴允许功率Pcm=4.5×0.75kw=3.375kwPcc。故校验合格。最终确定:ap=4.0mm，nc=300r/min，vf=390mm/s，vc=118m/min，fz=0.1mm/z。6）计算基本工时tm＝L/vf，L=l+y+Δ，l=24mm.查《切削手册》表3.26，入切量及超切量为：y+Δ=40mm，则：tm＝L/Vf=(24*2+40)/390=0.22min。工序02铣16.5*42面，以外圆为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；刀具：YG6硬质合金端铣刀；机床：X51立式铣床；查《切削手册》表3.5，进给量为：min/0.1~5.0mmfz，取为0.5mm/r参考有关手册，确定min/124mv，采用YG6硬质合金端铣刀，12,125zmmdw，则：min/31612512410001000rdvnws现采用X51立式铣床，根据《简明手册》表4.2-36，取min/300rnw，故实际切削速度：min/75.11710003001251000mndvww当min/300rnw时，工作台每分钟进给量：min/1800300125.0mmnzffwzm，取为980mm/min本工序切削时间为：905.098042flttmmmin工序03钻Φ15孔，以Φ15孔的上端面为定位基准，采用Z525立式钻床加专用夹具1.加工条件工件材料：35钢,σb=170~240MPa，锻造;工件尺寸：aemax=72mm，l=176mm;加工要求：钻Φ15孔，加工余量0.8;机床：Z525立式钻床；刀具：根据《切削手册》表2.1.2.2，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=15mm，钻头采用双锥后磨横刀，后角αo＝12°，二重刃长度bε=3.5mm,横刀长b=2mm,宽l=4mm,棱带长度mml5.11，1002°，30°2.选择切削用量（1）确定进给量按加工要求确定进给量：查《切削手册》，rmmf/53.0~43.0，367.11830dl，由《切削手册》表2.7,系数为0.5,则：rmmf/)265.0~215.0(5.0)53.0~43.0(按钻头强度选择:查《切削手册》表2.8,钻头允许进给量为：rmmf/0.2；按机床进给机构强度选择：查《切削手册》表2.9，机床进给机构允许轴向力为8330N时，进给量为rmmf/93.0。以上三个进给量比较得出，受限制的进给量是工艺要求，其值为：0.215~0.265mm/r。根据《简明手册》表4.2-16,最终选择进给量rmmf/22.0。由于是通孔加工，为避免即将钻穿时钻头折断，故应在即将钻穿时停止自动进给而改为手动进给。根据《切削手册》表2.19查出,钻孔时轴向力Ff=2500N，轴向力修正系数为1.0，故Ff=2500N。根据Z525立式钻床使用说明书，机床进给机构允许的最大轴向力为8830N