设计“三四挡拨叉”零件的机械加工工艺流程及工艺装备

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1、机械制造工艺学课程设机械制造工艺学课程设 计说明书计说明书设计题目：设计题目：设计“三四挡拨叉”零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计者：设计者：学号：学号： 班级班级： 指导教师指导教师：2013年11月 摘要：摘要：本次课设的题目为汽车制造工艺学课程设计，它是一次综合性课程设计，是以画法几何，机械制图，机械设计等多个学科为基础知识，通过学生自主努力来完成的一项设计任务。本次课程设计的任务是完成换档拨叉的工艺设计及有关工艺装备的设计。本篇说明书分析了变速器三四档拨叉的基本概况，例如：工作环境，结构特点，材料的性质及其加工特性等。分析了零件的主要加工表面的方法，比较详细地分析了工艺路线的制定和选

2、择。并且对有关设备的选择与应用进行了简单的介绍，以及对加工中易产生的缺陷和防范措施也做了说明。在夹具设计中，根据车床、铣床、钻床夹具的特点，说明了如何进行定位、加紧、以及误差分析、技术条件的制定。说明书在编写和设计中，参考了有关文献和资料，在参考资料索引中有详细说明。设计内容及说明设计内容及说明主要参数主要参数第一章第一章 零件图样的工艺分析零件图样的工艺分析1.11.1零件的作用零件的作用题目所给的零件是某汽车的第三、四挡拨叉，它主要起换档作用。按照工作者的要求工作，获得所需速度和转矩。1.21.2零件的工艺分析零件的工艺分析1.以22孔为中心的加工表面22孔以及在左右端面和上面叉缘处与拨杆

3、接触处的凹槽，一个以M10的螺纹孔。这三个都没有高的精度要求。第二章第二章 零件的工艺规程设计零件的工艺规程设计2.12.1确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式零件材料为20钢，考虑零件在机床上运行过程中所受的冲击大，零件结构又叫简单，故选用锻造毛坯，零件的轮廓尺寸不大，从提高生产率和保证加工精度方面考虑锻造成型是合理的。设计内容及说明设计内容及说明主要参数主要参数2.22.2基面的选择基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确、合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高，否则加工过程中会出问题，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。1 1、粗基准的选择

4、、粗基准的选择按照粗基准的选择原则，选择重要表面为粗基准，对于本工件，选择R108到R114的肋板以及22孔两端面的其中一平面共同构成的大平面作为基准。1.1.精基准的选择精基准的选择主要应该考虑由于 变速叉刚性差，易产生弯曲变形，精基准选择在叉轴孔一个端面，用叉轴孔的一个端面作为精基准，定位加工叉轴孔，实现设计基准与 工艺基准重合，保证叉轴孔与端面垂直度，其他轴向尺寸以纵端面作为基准平面，法平面可限制一个移动自由度，后序各工序的加工用叉轴孔端面定位，限制五个自由度，零件装夹方面，定位准确可靠，夹具结构也简单。 综上，确定的主要加工表面的基准时如下：1、凸台端面：拨叉侧壁2、22叉轴孔：叉轴孔

5、端面，拨叉内圈设计内容及说明设计内容及说明主要参数主要参数3、拨叉叉口：叉轴孔22，拨叉拨爪外侧面4、拨叉叉口侧端面：22叉轴孔，拨叉外侧面5、8锁紧销孔通过以上基准的选择，可以达到后续工艺设计要求，进行后续设计。2.32.3制定工艺路线制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当使零件 的几何尺寸、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，零件 产量为大批量生产，因此，万能机床配合 专用夹具，并使工序尽可能集中来提高生 产效率。 综上，工艺方案如下： 、铣叉轴孔端面 、钻、铰、锪22轴孔、倒角 、钻、铰、锪8孔 、铣叉口，先粗后精 、小叉口铣扁 、铣小叉口上端面 、铣小叉口倒角设

6、计内容及说明设计内容及说明主要参数主要参数、铣叉头大扁 、开槽 、大扁倒角 、表面高频淬火 、终检 根据上述方案及加工工艺，查手册，分别 确定各表面的加工余量、工序尺寸及公差 。工序内容余量工序尺寸表面粗糙度铣叉轴孔端面372Ra12.5钻、铰、锪22轴孔、倒角1122Ra3.21、钻21.5孔10.7521.5Ra12.52、铰22孔0.2522Ra3.23、锪倒角145 45 Ra12.5钻7.5孔3.757.5Ra12.52、铰8孔0.258Ra3.2铣叉口2.0206Ra3.2小叉口铣扁2.0/0.512Ra3.2铣小叉口上端2.035Ra12.5面铣小叉口倒角1.04Ra3.2铣叉头

7、大扁2.012Ra3.2开槽2.5/1.518/15Ra3.2大扁倒角1.045 Ra12.5设计内容及说明设计内容及说明主要参数主要参数2.42.4加工余量及工序尺寸的确定加工余量及工序尺寸的确定 “变速叉三四档拨叉”零件材料为20钢 ，毛坯重量为1.7kg，生产类型为大批生 产，采用模锻毛坯。 锻件重量：用毛坯图的基本尺寸进行计算由图纸确定力平直分模线 4、由20钢锻造，查手册，厚度方向 1.72.2mm，长度方向1.72.2mm，根据 条件，取轴孔端面的单边加工余量为3mm ，叉口面及侧端面的单边加工余量为3mm加工余量分配如下：尺寸工序铣叉轴孔端面铣叉口铣叉口侧端面加工余量/mm222

8、设计内容及说明设计内容及说明主要参数主要参数2.52.5、确定切削用量及基本工时、确定切削用量及基本工时 （1）、工序，铣叉口轴孔端面立式铣床X51，套式面铣刀细齿，齿数=12， 高速钢 确定吃刀量：铣削宽度：，铣削深度 ： 确定每齿进给量：取 确定切削速度和工作每分钟进给量取铣削时铣削速度为,则查表取，则实际切削速度v=29.5m/min 工作台每分钟进给量查表：实际工作台每分钟进给量f=75mm/min，实际每 齿进给量 2.52.5、确定切削用量及基本工时、确定切削用量及基本工时 （1）、工序，铣叉口轴孔端面立式铣床X51，套式面铣刀细齿，齿数=12， 高速钢 确定吃刀量：铣削宽度：，铣

9、削深度 ：设计内容及说明设计内容及说明主要参数主要参数确定每齿进给量：取 确定切削速度和工作每分钟进给量取铣削时铣削速度为,则查表取，则实际切削速度v=29.5m/min 工作台每分钟进给量查表：实际工作台每分钟进给量f=75mm/min，实际每 齿进给量 计算基本时间：故T=0.684mm （2）、工序，钻、扩、铰孔并锪倒角条件：立式钻床Z525，锥柄麻花钻，锥柄机用铰刀，锪 钻，专用夹具 工位：钻孔 确定背吃刀量 进给量f=0.2mm/r设计内容及说明设计内容及说明主要参数主要参数切削速度， 确定每齿进给量：取 确定切削速度和工作每分钟进给量取铣削时铣削速度为,则查表取，则实际切削速度v=

10、29.5m/min 工作台每分钟进给量查表：实际工作台每分钟进给量f=75mm/min，实际每 齿进给量 计算基本时间：故T=0.684mm （2）、工序，钻、扩、铰孔并锪倒角条件：立式钻床Z525，锥柄麻花钻，锥柄机用铰刀，锪 钻，专用夹具设计内容及说明设计内容及说明主要参数主要参数 工位：钻孔 确定背吃刀量 进给量f=0.2mm/r切削速度， 查表基本时间： 工位：铰孔 确定背吃刀量 进给量f=0.2mm/r 切削速度，基本时间： 工位：锪钻倒倒角 确定背吃刀量 进给量f=0.4mm/r切削速度 基本时间： （3）.工序 铣叉口至206+0.4 +0.2mm立式铣床x51锥柄立铣刀 D=1

11、8设计内容说明设计内容说明主要参数主要参数 工步I粗铣叉口确定背吃刀量 ap=1.8mm进给量： af=0.2mm/r切削速度 vc=0.51mm/s=30.6m/min ns=725r/min计算基本时间 T=1.307min工步II精铣叉口背吃刀量 ap=0.2mm进给量： af=0.2mm/r切削速度 vc=0.62mm/s=37.2m/min ns=725r/min计算基本时间 T=1.075min（4）工序 铣叉口，测端面至12-0.2 -0.35加工条件：万能卧式铣床x600w销齿三面刃铣刀 100，齿数z10 高速钢1）工步 粗铣叉口侧端面背吃刀量：ae =52mm ，ap=0.

12、1mm每齿进给量：af=0.2mm/z切削速度：vc =36m/min ns=118r/min每分钟进给量：ft=118mm/minAfz=0.197mm基本时间：T=0.932min设计内容说明设计内容说明主要参数主要参数 2）工步 精铣叉口侧端面背吃刀量：ae =52mm ，ap=0.1mm每齿进给量：af=0.1mm/z切削速度：vc =36m/min f=80mm/min基本用时： T=6.375min（5）工序 铅锁紧销孔 8F8 立式钻床 z525 锥柄麻花钻8 p14锥柄机用铰刀 81）工步 铅锁紧销孔 7.8背吃刀量：ap=4mm进给量：f=0.2mm/z切削速度：vc =6.

13、833m/min基本时间： T=0.809min2) 工步 绞锁紧销孔 8背吃刀量：ap=0.1mm进给量：f=6.833mm/z切削速度：vc =0.5m/min基本时间： T=0.324min设计内容说明设计内容说明主要参数主要参数 第三章第三章 夹具设计夹具设计 为了提高生产率，保证加工质量，降低劳动强度， 故设计专用夹具。 铣叉口侧端面的专用铣床夹具，本夹具将用于x62w 万能卧式铣床，刀具为两把高速钢错齿三面刃铣刀，对 两侧加工面同时铣削。 根据变速叉零件的结构特点，叉口两侧面需一次装 夹完成铣削，以保证较高平行度。 问题的提出问题的提出 本专用夹具为铣叉口侧面而设计，对瓶响度有一定

14、 要求，在加工本道工序前，叉轴端面、叉轴孔都已 加工，因此考虑其作为定位基准，同时考虑加工精 度与劳动效率，设计适合大批量生产场合的夹具。 夹具设计夹具设计 1 1、定位基准的选择、定位基准的选择 读零件图，考虑以加工叉轴孔端面、叉轴孔，为保 证在水平厚度方向上定位以及行位要求，选取叉轴 孔的一个端面作为定位基面。为保证其垂直度，选 取叉口的一个面作为定位基准。设计内容说明设计内容说明主要参数主要参数 为保证加工效率，可用两把三面刃铣刀一次对两侧 端面进行加工。 考虑装夹方便采用勾板和紧固螺钉进行夹紧 2 2、切削力及夹紧力的计算、切削力及夹紧力的计算 工序III 铣叉口至mm 立式铣床x51

15、 锥柄立铣刀 D=18 工步I粗铣叉口确定背吃刀量 ap=1.8mm 进给量： af=0.2mm/r 切削速度 vc=0.51mm/s=30.6m/min ns=725r/min 计算基本时间 T=1.307min 工步II精铣叉口 背吃刀量 ap=0.2mm 进给量： af=0.2mm/r 切削速度 vc=0.62mm/s=37.2m/min ns=725r/min 计算基本时间 T=1.075minap=1.8mm vc=30.6m/m in ns=725r/mi n T=1.307min ap=0.2mm af=0.2mm/r vc =37.2m/min ns=725r/mi n T=1

16、.075min设计内容说明设计内容说明主要参数主要参数 1.定位误差分析 定位原件尺寸级公差的确定 夹具的主要定位原件为拨叉轴孔相配合的卡销，该定 位销的尺寸与公差规定与本零件在工作时与其配叉轴孔 的尺寸与公差相同，而平放的拨叉右端采用挡销进行定 位右端采用偏心夹紧机构夹紧。 4、夹具设计操作的说明 由于该夹具所受力垂直于支撑钉，因不需太大的夹紧 力，只需支撑即可。 5、夹紧步骤a将拨叉放置夹具的适当位置b将压紧装置转至对应位置旋一圈即可压紧c转动偏心夹紧机构夹紧，即可开始加工 五、课程设计心得五、课程设计心得 经过为期两周的机械工艺学课程设计，使我对工件的 加工，夹具的使用有了更深的了解，同时结合了长春实习期间所看为课程设计提供了很好的实物基础。 六、参考