設(shè)計解放汽車第四及第五變速叉零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝設(shè)備年產(chǎn)量2000件

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1、機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計說明書設(shè)計題目：設(shè)計“解放汽車第四及第五變速叉”零件的機械加工工藝規(guī)程及工藝設(shè)備（年產(chǎn)量2000件）設(shè) 計 者：姜海龍指導(dǎo)老師：劉 軍 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)2012年6月 20 日機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書題目：“解放汽車第四及第五變速叉”的機械加工工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計內(nèi)容：(1)零件圖 1張 (2) 毛坯圖 1張(3)機械加工工藝規(guī)程卡片 1套(4)夾具裝配總圖 1張 (5) 夾具體零件圖 1張 (5)課程設(shè)計說明書 1份原始資料：該零件圖樣一張；生產(chǎn)綱領(lǐng)2000件/年。目錄序言 1 零件的分析 21.1 零件的作用 21.2零件的工藝分析 2 工藝規(guī)程設(shè)計 52.1確定毛

2、坯制造形式 52.2基面的選擇 52.3制訂工藝路線 62.4 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸確定 72.5確定切削用量及基本工時 3 夾具設(shè)計 183.1問題的提出 183.2夾具設(shè)計 18參考文獻 21 序言 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計是在學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進行的一個教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計使我們能綜合運用機械制造工藝學(xué)中的基本理論，對所學(xué)各課程的一次深入的綜合性總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練，獨立地分析和解決工藝問題，初步具備了設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件（解放汽車第四及第五變速叉）的工藝規(guī)程設(shè)計的能力和運用夾具設(shè)計的基本原理和方法，擬訂夾具設(shè)計方案，完成夾具

3、結(jié)構(gòu)設(shè)計的能力，也是熟悉和運用有關(guān)手冊、圖表等技術(shù)資料及編寫技術(shù)文件技能的一次實踐機會，為我們今后的畢業(yè)設(shè)計以及未來從事的工作打下一個良好的基礎(chǔ)。就我個人而言，我希望通過這次課程設(shè)計對自己進行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，希望在設(shè)計中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為自己今后參加祖國的現(xiàn)代化建設(shè)打下一個良好的基礎(chǔ)。由于能力有限，經(jīng)驗不足，設(shè)計中尚有許多不足之處，希望各位老師給予指教。學(xué) 生：姜海龍2012年月20日1零件的分析1.1零件的作用題目所給定的零件是解放汽車第四及第五變速叉，它位于變速箱中，主要功用是撥動變速箱中的齒輪，使汽車達到變速的目的。1.2零件的工藝分析此變速叉共有兩組加工表面，它們之

4、間有一定的位置要求，現(xiàn)分述如下：(1)以孔為中心的加工表面這組加工表面包括： 孔及其倒角，孔上端尺寸為的槽，距孔的中心線12mm的兩個端面，還有孔下端M10的螺紋孔。(2)以孔為中心的加工表面這組加工表面包括：的孔，的孔的兩側(cè)面，距螺紋孔中心線63.7mm。這兩組加工表面還有著一定的位置要求，主要是：孔與其外端面垂直度公差為0.1mm。由以上分析可知，對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的表面，并保證他們之間的位置精度要求。2工藝規(guī)程設(shè)計2.1零件毛坯的制造形式零件材料為20鋼，零件經(jīng)常撥動齒輪承受變載荷和沖擊性載荷，因此應(yīng)選用鍛件，以是金屬線為盡量不被切

5、斷，保證零件工作可靠。因為零件生產(chǎn)綱領(lǐng)為2000件每年，為大批量生產(chǎn)，且零件的輪廓尺寸不大，故可采用模鍛成型。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定位基準(zhǔn)面的選擇 基準(zhǔn)面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，基面的選擇正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。粗基準(zhǔn)的選擇：對于像汽車變速叉這樣的零件來說，選好粗基準(zhǔn)十至關(guān)重要的。先選取孔的外輪廓不加工表面作為粗基準(zhǔn)，可以利用一組共兩個V形塊來夾持外輪廓作為主要的定位面，以消除自由度。精基準(zhǔn)的選擇：考慮到的孔在整個工藝加工過程中始

6、終處于重要的地位，其他加工面都一起軸線為基準(zhǔn)來加工的，再加上考慮到基準(zhǔn)重合的問題，現(xiàn)選取孔軸線為精基準(zhǔn)。2.3制定工藝路線制定工藝路線出發(fā)點，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。受生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為中批量生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機床及專用夾具，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)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降低.初定工藝路線方案為：工序01粗銑的槽，以孔定位。工序02粗銑距孔中心12mm的兩個端面，以孔及的槽底為基準(zhǔn)。工序03鉆鉸孔并锪倒角。工序04鉆距槽（）12mm底面的螺紋底孔并锪倒角。工序05攻絲M10。工序06粗銑的孔兩端面。工序0

7、7粗鏜孔。工序08半精鏜孔。工序09半精銑的孔兩端面。工序10終檢。工序11入庫上述方案雖然遵循了工藝路線擬訂的一般原則，但同時也存在著嚴(yán)重的問題，并且某些工序的安排還存在著一定的偏差。如：先加工基準(zhǔn)面，在加工其他表面；先加工主要表面，后加工次要表面。在整個工藝加工過程中，孔的加工為主要加工工序，應(yīng)當(dāng)先加工等主要問題。為了遵循設(shè)計基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)相重合的原則，應(yīng)先銑孔的兩個端面，加工這兩個端面可以互為基準(zhǔn)來加工，以保證位置要求。然后以其加工過的端面為精基準(zhǔn)來鉆鉸的孔，以的孔的中心線為精基準(zhǔn)來加工其他表面和孔。的孔的中心線在整個工藝加工過程中始終都為精基準(zhǔn)。因此，應(yīng)先將這個主要基準(zhǔn)加工出來。故經(jīng)過

8、劉老師悉心指導(dǎo)后，我們又重新對整個加工工藝過程的工序方案進行了修訂，因此最終確定工藝路線如下：工序01 銑端面。粗銑孔的兩個端面，以孔的外輪廓為基準(zhǔn)，并以兩端面互為基準(zhǔn)。機床選用X5030立式升降臺銑床及專用夾具，刀具選用高速鋼圓柱銑刀。工序02 鉆鉸孔并锪倒角。鉆鉸孔并锪孔的兩端的倒角。以孔的端面和A面為基準(zhǔn)面。機床選用Z5125立式鉆床及專用夾具，刀具選用高速鋼鉆頭、高速鋼鉸刀和90锪鉆。工序03 銑端面。粗銑孔上端的兩個端面，以孔定位。機床選用X5030型立式升降臺銑床及專用夾具，刀具選用高速鋼直齒三面刃圓盤銑刀。工序04 銑槽。粗銑的槽，以孔的外輪廓為基準(zhǔn)，機床選用選用X6030臥式升

9、降臺銑床及專用夾具，刀具選用高速鋼復(fù)合直齒三面刃銑刀。工序05銑端面。粗銑、半精銑孔的兩個端面。以孔定位。機床選用選用X5030立式升降臺銑床及專用夾具，刀具選用高速鋼圓柱銑刀。工序06 鏜孔。粗鏜孔和半精鏜孔。以孔及距中心線63.7mm的面為基準(zhǔn)。機床選用T740雙面臥式金剛鏜床及專用夾具，刀具選用高速鋼雙刃鏜刀。工序 07 滲碳工序 08 半精鏜半圓孔 以孔和下端面為定位基準(zhǔn)，半精鏜半圓孔至82.2mm工序 09 精銑半圓孔下端面 以孔和其下端面為定位基準(zhǔn)，精銑半圓孔下端面工序 10 精銑半圓孔上端面 以孔和其下端面為定位基準(zhǔn)，粗銑半圓孔上端面工序 11 鉆孔。鉆距槽（）12mm底面的孔并

10、锪倒角。以孔及叉口端面為定位基準(zhǔn)。機床選用Z5125立式鉆床及專用夾具，刀具選用高速鋼直柄麻花鉆和90锪鉆。工序12 攻絲M10。機床選用SZ4210攻絲機，刀具選用絲錐M10。以上工藝過程詳見機械加工工序卡片。2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “變速叉”零件材料為20鋼，毛坯重量為1.5kg，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，零件經(jīng)常撥動，采用鍛錘上合模鍛坯。根據(jù)上述資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：（1）粗銑孔的兩個端面按照按查表法確定加工余量，考慮孔的加工深度為45mm，加工表面為圓形且表面粗糙度無要求，其單邊加工余量為Z=3.0mm，以滿足加工要

11、求。參考文獻1機械加工工藝手冊表3.156。（2）鉆鉸孔?？紤]孔在整個加工工藝過程中為主要加工工序，毛坯為實心，其加工余量為2Z=2mm。鉆孔： 18mm鉸孔： 參考文獻2實用機械加工工藝手冊表620。（3）粗銑的槽因為其公差等級太低，可以直接銑出這個槽。參考文獻1機械加工工藝手冊表3.156。（4）粗銑距mm孔中心12mm的兩個端面考慮到孔的兩個上端面粗糙度等級太低，其單邊加工余量為Z=2.0mm。參考文獻1機械加工工藝手冊表3.156。（5）銑孔的兩個側(cè)面考慮到其公差等級太低，其單邊加工余量為Z=2.0mm。參考文獻1機械加工工藝手冊表3.156。半精銑加工，單邊加工余量為Z=0.7mm。

12、參考文獻8機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表831。（6)鏜的孔其雙邊加工余量為Z=2.5mm,粗鏜，半精鏜。參考文獻1機械加工工藝手冊表3.157。的孔兩端面尺寸加工余量和工序間余量毛皮名義尺寸： 毛皮最大尺寸： 毛皮最小尺寸： 粗銑后最大尺寸： 粗銑后最小尺寸： 半精銑尺寸與零件尺寸相符即。.確定切削用量及基本工時工序01 銑端面粗銑孔的兩個端面（1）加工條件工件材料：20鋼，模鍛件，HBS156。機床：X5030立式升降臺銑床，電動機功率。刀具：高速鋼圓柱銑刀（2）計算切削用量零件材料為20鋼，故所用高速鋼圓柱銑刀，取銑刀直徑d=100mm，Z=10齒。參考文獻2實用機械加工工藝手冊表10228

13、。由于粗銑加工單邊余量為3mm，小于5mm，切削深度 每齒進給量 參考文獻2實用機械加工工藝手冊表1190。切削速度 參考文獻2實用機械加工工藝手冊表1194。計算轉(zhuǎn)速 根據(jù)機床使用說明，取主軸實際轉(zhuǎn)速 參考文獻3實用機械加工工藝手冊表621.則實際切削速度為 當(dāng)時，刀具每分鐘進給量應(yīng)為 （3)計算基本工時取 則機動工時為 工序02 鉆鉸孔并锪倒角(1)鉆孔1）機床和刀具的選擇機床：選用Z5125立式鉆床刀具：選用高速鋼鉆頭，2）計算切削用量切削深度 進給量 參考文獻2實用機械加工工藝手冊表11266。切削速度 參考文獻2實用機械加工工藝手冊表11266。計算轉(zhuǎn)速 根據(jù)機床使用說明，取主軸實際

14、轉(zhuǎn)速 參考文獻3實用機械加工工藝手冊表631。則實際切削速度為 當(dāng)時，刀具每分鐘進給量應(yīng)為3）計算基本工時取 則機動工時為 (2)鉸孔1）機床和刀具的選擇機床：選用Z5125立式鉆床刀具：選用高速鋼鉆頭，2）計算切削用量切削深度 參考文獻2實用機械加工工藝手冊表11282。進給量 參考文獻2實用機械加工工藝手冊表11282。切削速度 參考文獻2實用機械加工工藝手冊表11282。計算轉(zhuǎn)速 根據(jù)機床使用說明，取主軸實際轉(zhuǎn)速 參考文獻3實用機械加工工藝手冊表631。則實際切削速度為 當(dāng)時，刀具每分鐘進給量應(yīng)為 3）計算基本工時取 則機動工時為 锪孔兩端倒角采用锪鉆，為了縮短輔助時間，取倒角時主軸轉(zhuǎn)度

15、與鉸孔時的主軸轉(zhuǎn)速相同，即。工序03 銑端面(1)粗銑孔上端的兩個端面 1）機床和刀具的選擇機床：選用X5030立式升降臺銑床，電動機功率。刀具：選用高速鋼直齒三面刃圓盤銑刀， 齒。 2）計算切削用量切削深度 參考文獻2實用機械加工工藝手冊表1190。每齒進給量 參考文獻2實用機械加工工藝手冊表1190。切削速度 參考文獻2實用機械加工工藝手冊表1194。計算轉(zhuǎn)速 根據(jù)機床使用說明，取主軸實際轉(zhuǎn)速 參考文獻3實用機械加工工藝手冊表621。則實際切削速度為 當(dāng)時，刀具每分鐘進給量應(yīng)為 3)計算基本工時則機動工時為 工序04 銑槽（1）粗銑的槽1）機床和刀具的選擇機床：選用選用X6030臥式升降臺

16、銑床刀具：選用高速鋼復(fù)合直齒三面刃銑刀， 齒 .2）計算切削用量切削深度 每齒進給量 參考文獻2實用機械加工工藝手冊表1190。切削速度 參考文獻2實用機械加工工藝手冊表1194。計算轉(zhuǎn)速 根據(jù)機床使用說明，取主軸實際轉(zhuǎn)速 參考文獻3實用機械加工工藝手冊表621。則實際切削速度為 當(dāng)時，刀具每分鐘進給量應(yīng)為 3）計算基本工時 則機動工時為 工序05 銑端面 （1）粗銑的兩個端面 1)機床和刀具的選擇 機床：X5030型立式升降臺銑床，電動機功率.刀具：選用高速鋼圓柱銑刀， 2）計算切削用量切削深度 參考文獻2實用機械加工工藝手冊表1190。每齒進給量 參考文獻2實用機械加工工藝手冊表1190。

17、切削速度 參考文獻2實用機械加工工藝手冊表1194。計算轉(zhuǎn)速 根據(jù)機床使用說明，取主軸實際轉(zhuǎn)速 參考文獻3實用機械加工工藝手冊表621。則實際切削速度為 3）計算基本工時取 切入深度 切出深度 則機動工時為 工序06 鏜孔（1）粗鏜孔1）機床和刀具的選擇機床：選用T617A 臥式鏜床刀具：選用高速鋼雙刃鏜刀2）計算切削用量切削深度 進給量 參考文獻2實用機械加工工藝手冊表11313。切削速度 參考文獻2實用機械加工工藝手冊表11313。計算轉(zhuǎn)速 根據(jù)機床使用說明，取主軸實際轉(zhuǎn)速 參考文獻3實用機械加工工藝手冊表637。則實際切削速度為 當(dāng)時，刀具每分鐘進給量應(yīng)為3）計算基本工時取 切入深度 切

18、出深度 則機動工時為 3)計算基本工時取 切入深度 切出深度 則機動工時為 工序07 滲碳工序08 半精鏜半圓孔1）機床和刀具的選擇機床：選用T617A 臥式鏜床刀具：選用高速鋼雙刃鏜刀2)計算切削用量切削深度 進給量 參考文獻2實用機械加工工藝手冊表11313。切削速度 參考文獻2實用機械加工工藝手冊表11313。計算轉(zhuǎn)速 根據(jù)機床使用說明，取主軸實際轉(zhuǎn)速 參考文獻2實用機械加工工藝手冊表637。則實際切削速度為 當(dāng)時，刀具每分鐘進給量應(yīng)為 工序09 精銑半圓孔下端面精銑1）機床和刀具的選擇機床：X5030立式升降臺銑床，電動機功率。刀具：選用硬質(zhì)合金鑲齒端面銑刀， 2）計算切削用量切削深度

19、 參考文獻2實用機械加工工藝手冊表1191。每齒進給量 參考文獻2實用機械加工工藝手冊表1191。切削速度 參考文獻2實用機械加工工藝手冊表1194。計算轉(zhuǎn)速 根據(jù)機床使用說明，取主軸實際轉(zhuǎn)速 參考文獻3實用機械加工工藝手冊表621。則實際切削速度為 當(dāng)時，刀具每分鐘進給量應(yīng)為3）計算基本工時取 切入深度 切出深度 則機動工時為 工序10 精銑半圓孔上端面（1）半精銑1）機床和刀具的選擇機床：X5030立式升降臺銑床，電動機功率。刀具：選用硬質(zhì)合金鑲齒端面銑刀， 2）計算切削用量切削深度 參考文獻2實用機械加工工藝手冊表1191。每齒進給量 參考文獻2實用機械加工工藝手冊表1191。切削速度

20、參考文獻2實用機械加工工藝手冊表1194。計算轉(zhuǎn)速 根據(jù)機床使用說明，取主軸實際轉(zhuǎn)速 參考文獻3實用機械加工工藝手冊表621。則實際切削速度為 當(dāng)時，刀具每分鐘進給量應(yīng)為 3）計算基本工時取 切入深度 切出深度 則機動工時為 工序11 鉆孔（1）鉆距槽（）12mm底面8.7的孔 1)機床和刀具的選擇機床：選用Z5125立式鉆床刀具：高速鋼直柄麻花鉆，2）計算切削用量切削深度 進給量 參考文獻2實用機械加工工藝手冊表11266。切削速度 參考文獻2實用機械加工工藝手冊表11266。計算轉(zhuǎn)速 根據(jù)機床使用說明，取主軸實際轉(zhuǎn)速 參考文獻3實用機械加工工藝手冊表631。則實際切削速度為 當(dāng)時，刀具每分

21、鐘進給量應(yīng)為 3）計算基本工時取 切入深度 切出深度 則機動工時為 （2）锪倒角采用锪鉆，為了縮短輔助時間，取倒角時主軸轉(zhuǎn)度與鉆孔時的主軸轉(zhuǎn)速相同，即。工序12 攻絲（1）攻絲M101)機床和刀具的選擇機床：選用SZ4210攻絲機刀具：選用絲錐M102）計算切削用量進給量 參考文獻2實用機械加工工藝手冊表1160。切削速度 參考文獻2實用機械加工工藝手冊表1160。計算轉(zhuǎn)速 根據(jù)機床使用說明，取主軸實際轉(zhuǎn)速 則實際切削速度為 當(dāng)時，刀具每分鐘進給量應(yīng)為3）計算基本工時取 切入深度 切出深度 則機動工時為 3夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證零件產(chǎn)品的加工質(zhì)量，降低工人勞動強度，為此需要設(shè)計專用夾

22、具。經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，我們決定設(shè)計第10道工序精銑半圓孔上端面的銑床專用夾具。本夾具用于X5030立式升降臺銑床，刀具采用硬質(zhì)合金鑲齒端面銑刀，對工件半圓孔上端面進行銑削加工。3.1問題的提出利用本夾具主要用來精銑半圓孔上端面。本工序?qū)︺娖矫婢扔幸欢ㄒ笃矫娲植诙?.2，垂直度0.1，厚度公差等級IT1112，因此在本道工序加工時，主要考慮如何在保證加工精度的前提下提高勞動生產(chǎn)率，降低工人勞動強度。3.2夾具設(shè)計3.2.1定位基準(zhǔn)的選擇出于定位簡單和快速的考慮，選取孔和下端面為基準(zhǔn)定位，夾緊裝置采用鉤形螺栓螺母組合夾緊裝置，來實現(xiàn)六點定位。3.2.2 切削力及夾緊力的計算刀具:硬質(zhì)合金鑲齒

23、端面銑刀， 參考文獻1機械加工工藝手冊（第三篇）表9.4-10。代入計算故銑削力 水平分力 垂直分力 由夾緊機構(gòu)產(chǎn)生的實際夾緊力應(yīng)滿足下式:安全系數(shù)K 可按下式計算 基本安全系數(shù) 取=1.3 加工性質(zhì)系數(shù) 取=1.0 刀具鈍化系數(shù) 取=1.3 切削特點系數(shù) 取=1.0 夾緊力穩(wěn)定系數(shù) 取=1.3 手動加緊是手柄的位置 取=1.0 -僅有力矩作用與工件時與支撐面接觸情況 取=1.0 參考文獻4機械夾具設(shè)計手冊（第三篇）表121。故。水平夾緊力 垂直夾緊力 綜上結(jié)果所述，夾緊力是比較小的，用手動夾緊機構(gòu)。3.2.3 定位誤差分析1定位元件尺寸及公差確定。夾具的主要定位元件為固定定位銷及可調(diào)支撐心軸

24、。固定定位銷的尺寸19mm，且與19mm孔為過渡配合。2零件圖規(guī)定82.2mm的上表面對19mm孔的軸心線的垂直度公差為0.1，應(yīng)為用短的固定定位銷定位，且任意邊接觸，定位誤差為。 3.2.4夾具設(shè)計及操作的簡要說明本夾具用于在立式升降臺銑床銑床上加工撥叉82.2mm上平面，工件以與此相平行的下平面為及其19孔為定位基準(zhǔn)，用固定短銷、可調(diào)心軸支撐實現(xiàn)定位。采用鉤形螺栓夾緊機構(gòu)夾緊工件。當(dāng)加工完時，松開帶肩六角螺母并撥偏鉤形螺栓來取下工件。應(yīng)為夾緊力不大，故采用手動夾緊即可。參考文獻1孟少農(nóng)主編. 機械加工工藝手冊M. 北京：機械工業(yè)出版社，1992.2陳宏鈞主編. 使用機械加工工藝手冊M. 北京：機械工業(yè)出版社，2003.3陳宏鈞主編. 使用機械加工工藝手冊M. 北京：機械工業(yè)出版社，1996.4王光斗 王春福主編. 機械夾具設(shè)計手冊（第三版）M. 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 2002.5徐鴻本主編. 機床夾具設(shè)計手冊M. 沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2004.6楊叔子主編. 機械加工工藝師手冊M. 北京：機械工業(yè)出版社，2001.7林文煥 陳本通 編著. 機床夾具設(shè)計M. 北京： 國防工業(yè)出版社，1987.8李益民 主編. 機械制造工藝簡明手冊M. 北京：機械工業(yè)出版社，1997.9王先逵主編. 機械制造工藝學(xué)第2版M. 北京：機械工業(yè)出版社，2006.1.