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1、課程設計任務書 課程名稱 機械制造技術基礎 題 目設計變速器換擋叉機械加工工藝工裝 專業(yè)班級— 學生姓名 學號 指導老師 審 批 任務書下達日期 2011年12月26日 設計完成日期2012年1月6日 設計內容與設計要求 一. 設計內容 1設計機械加工工藝規(guī)程； 2、 對指定工序進行工序設計； 3、 設計指定工序的專用夾具。 二. 設計要求 1編制零件的機械加工工藝規(guī)程，填寫工藝過程卡; 2、 按教師要求設計指定工序，填寫工序卡； 3、 設計專用夾具裝配圖； 4、 設計專用夾具夾具體的零件工作圖； 5、 撰寫設計計算說明書。 生產類型：中批 說

2、明書內容 1. 課程設計封面； 2. 任務書（插入零件圖）； 3. 說明書目錄； 4. 設計計算過程； 5. 參考文獻； 6. 總結與體會； 7. 附錄。 進度安排 第一周：熟悉零件結構及加工要求；設計零件機加工工藝規(guī)程, 填寫工藝過程卡片；設計指定工序，填寫工序卡片。 第二周：設計指定工序的專用夾具，畫出夾具裝配圖。 第二周：設計專用夾具夾具體的零件工作圖；整理設計說明書。 參考文獻 1、 李洪主編《機械加工工藝手冊》 2、 王紹俊主編《機械制造工藝設計手冊》 3、 倪小丹主編《機械制造技術基礎》 4、 王益民主編《機械制造工藝課程設計指導書》 5、 王永康主

3、編《機械制造技術課程設計指導書》 6、 楊黎明主編《機床夾具設計手冊》 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、 技術條件分析 6 二、 工藝規(guī)

4、程的設計 1、 確定毛坯的制造方法 8 2、 基準的選擇 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、 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 9 6、 確定進給量、切削速度、刀具和量具 10 三、 銑夾具設計 1、 確定方案 12 2、 夾緊方案 12 3、 參考文獻 14 四、 心得體會 15 一、零件分析 躍進牌汽車屬于小型機械，查閱《機械制造工藝設計簡明手冊》 ，其生產類型為 中批生產。 （一）變速器換擋叉的作用 圖1-6為躍進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，可撥 動它連同換擋軸一起左右移動，此時，卡入雙聯齒輪退刀槽中的叉口 51 mm利用 兩端面撥動齒輪改變位置，達到變速的目的由。 （二）技術條件分析 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精度，它包括孔的尺寸精度與孔的形狀精度兩項內 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，會產生端面圓跳動，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， 有的會影響安裝精度， 有的雖然 不會影響使用性能，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， 必須嚴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 各表面根據使用需要，規(guī)定了相應的表面粗糙度：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孔的軸心線為基準的兩側面表面粗糙度值為 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)程的設計 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常受到沖擊性載荷， 采用這種材料零 件的強度也能保證。由于零件成批生產，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， 這從而提高生產率

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

10、面都需要加工時， 應選余量最小的表 面作為基準，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，以 15.81mm 內孔作為粗基準。滿足粗基準 的選擇原則。 2、精基準的選擇。精基準的選擇應從保證零件加工精度出發(fā)，同時考慮裝 夾方便，夾具結構簡單。 選擇時應遵循以下原則： ①盡量選零件的設計基準作精 基準，可以避免因基準不重合引起的定位誤差， 這一原則稱為 “基準重合”原則。 ②盡可能使工件各主要表面的加工，采用統一的定位基準，這是“基準統一”原 則。③當零件主要表面的相互位置精度要求很高時， 應采用互為基準，反復加工 的原則。④選擇加工表面本身作為定位基準，即“自為基準”

11、。⑤選擇的定位精 基準，應保證工件定位準確，夾緊可靠，夾具結構簡單，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、操縱槽兩內側面、叉口兩側面、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, 可以預先鑄出然后采用鉆 -擴-絞的方法加工。 4、制定工藝路線： 制定工藝過程的出發(fā)點 , 應

12、當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術 要求能得到合理的保證 ,在生產綱領已確定的情況下 , 可以考慮采用萬能性機床 配以專用夾具 , 并盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效 果，以便使生產成本盡量下降。 ( 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-絞孔①15.81 30 粗銑尺寸 9.650-0.25 前后兩端面 40 銑尺寸 51 兩側面 50 銑尺寸 11 處端面 60 銑尺寸 14.2 兩內側面 70 銑叉口兩側面 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 兩內側面 120鉆M10螺紋孔，攻 M10絲 130 去毛刺 140 局部淬火處理 150 檢驗入庫 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-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 兩側面 60 精銑尺寸 51 兩端面 70 銑叉口兩側面 5.9 0-0.15 80 精銑尺寸 5 .9 0-0.15 兩內側面 90 銑尺寸 11 處端面 100 銑尺

14、寸 14.2 兩內側面 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 檢驗入庫 工藝方案的比較與分析 ： 上述兩個方案比較： 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品比方案一加工 的產品，精度和表面質量更高，選取方案一為最終方案。 5、 機械加工余量、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、 確定進給量、切削速度、刀具和量具：

15、 切削用量包括背吃刀量ap、進給量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 本工序為粗銑 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 ，則實際切削速度 v=0.38m/s，實際的每齒進給量為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 因為要銑雙面，一換面時間30S計算，總共需要190s。 三、銑夾具設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。并 設計工序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硬質合金端銑刀。 1. 定位裝置 對于夾具設計中工序 30——粗銑9.650-0.25的兩端面的工件定位，工件在心

17、軸、?擋板、螺栓及支承釘上實現完全定位。其中心軸限制了工件在 Z軸上的移 動機轉動自由度和X軸的移動自由度；擋板和和螺釘連接限制了工件在 丫軸上的 移動自由度；支承釘限制工件在 丫軸上的轉動自由度。實現了完全定位。 2、切削力及夾緊力的計算 確定夾緊力方向和作用點的原則： (1 )夾緊力方向應該朝向主要定位基準面 (2) 夾緊力方向應該朝向工件剛性好的方向 (3) 夾緊力方向應該盡可能實現“三力”同向，以利于減小夾緊所需的 夾緊力 (4) 夾緊力的作用點應落在定位元件的支承區(qū)域內 (5) 夾緊力的作用點應盡量靠近加工部位 參照《機床夾具設計手冊》［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Kp (HB)0.6 0.95 p 190 即：Ff 1980.69( N) 實際所需夾緊力：《機床夾具設計手冊》⑸得: Wk Ff K 安全系數K可按下式計算： K K0K1K2K3K4K5K6 式中：K。~K6為各種因素的安全系數(如加工余量不均勻，加工性質, 刀具鈍化，斷續(xù)切削等)，見參考文獻 《機床夾具設計手冊》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) 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作 方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。 螺旋夾緊時產生的夾緊力： 池 QL tan, ztan( 2) 5830(N) 式中參數由《機床夾具設計手冊》⑸可查得： 端部當量摩擦半徑 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《機床夾具設計手冊》［5］得：原動力計算公式：Wk Ff K 由上述計算易得：W Wk 因此采用該夾緊機構工作是可靠的。 參考文獻 1、倪小丹、楊繼榮、熊運昌主編《

20、機械制造技術基礎》北京，清華大學出版社， 2007 2、倪森壽主編《機械制造工藝與裝配習題集與課程設計指導書》北京，化學工 業(yè)出版社， 2003 3、吳拓、方瓊珊主編《機械制造工藝與機床夾具課程設計指導書》 北京，機械 工藝出版社， 2005 4、王啟平主編《機械制造工藝學》哈爾濱，哈爾濱工業(yè)大學出版 1999 5、《機床夾具設計手冊》上海，上?？茖W技術出版社，第二版， 1987 6、《互換性與技術測量基礎》胡鳳蘭主編，高等教育出版社， 2010 心得體會 作為本學期的一次課程設計， 需要我們綜合前階段所學習的機械制圖、 金屬 工藝學、金屬材料、機械設計基礎、互換性與測量技術、

21、機械制造工藝學等多門 課程的知識，同時還要運用數學、力學等基礎學科知識以及設計手冊上的標準。 這次實習使我學習了和了解了機械加工的基本過程， 獲得基本生產的感性知 識，理論聯系實際， 擴大知識面； 同時專業(yè)實習又是鍛煉和培養(yǎng)自我業(yè)務能力及 素質的重要渠道 ， 通過這次課程設計， 我明白了做設計的一些要領。 首先自己有很多不足， 從設計的一些基本素質， 到自我學習的能力， 很多方面都需要提高的。 特別是夾 具體的設計，要考慮的東西很多。 機械制造裝備設計在夾具體設計方面還研究得 不是很透徹。 從一些數據的處理到方案的實施， 感覺沒有很好的基礎， 做起來比 較困難。總的來說，感覺時間緊了些， 有時候有點焦頭爛額， 但是只要細細研究， 還是能做出來的。在以后的學習中，我更要注意知識的積累和靈活應用。 希望自己在以后設計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。 15