变速箱拨叉零件的机械加工工艺规程及钻孔攻丝夹具设

1汽车制造工艺学课程设计设计题目：变速箱拨叉零件的机械加工工艺规程设计者：雷志芳学号：08139023专业：08汽车服务日期：2011-12-182目录机械制造课程设计任务书………………………………………………4页第1章零件分析…………………………………………………………6页1.1零件的作用……………………………………………………6页1.2零件的工艺分析………………………………………………6页1.3确定零件的生产类型…………………………………………7页第2章确定毛培、绘制毛培简图………………………………………7页2.1选择毛坯………………………………………………………7页2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量………………………7页2.3绘制拨叉锻造毛坯简图…………………………………………9页第3章工艺规程设计……………………………………………………9页3.1定位基准的选择………………………………………………9页3.2拟订工艺路线…………………………………………………10页3.3加工设备及工艺装备的选用……………………………………12页3.4加工余量、工序尺寸和公差的确定……………………………13页3.5切削用量的计算………………………………………………15页3.6时间定额的计算………………………………………………17页第4章专用钻床夹具设计………………………………………………21页4.1夹具设计任务…………………………………………………21页4.2拟定钻床夹具结构方案与绘制夹具草图………………………21页4.3绘制夹具装配总图………………………………………………23页34.4夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求……………………23页第5章实训总结……………………………………………………………24页参考文献………………………………………………………………25页附件…………………………………………………………………………26页4机械制造课程设计任务书一、课程设计任务书课程编号课程名称机械制造技术课程设计周数2论文（设计）进度安排上午指导教师布置课程设计任务。明确设计任务，阅读设计任务书和指导书，收集、借阅有关资料、手册。对零件进行工艺分析，画出零件图；确定毛坯的制造方式，绘制毛坯简图。制定机械加工工艺路线，选择定位基准。选择机床及工、夹、量、刃具，确定加工余量及工序间尺寸与公差，确定切削用量。画出毛坯图，填写工艺过程卡及工序卡。针对选择的一道工序，确定该工序夹具设计方案，选择定位元件，计算所需夹紧力，选择夹紧方案。绘制夹具装配图。绘制夹具零件图。整理设计说明书。答辩、评定成绩。具体设计方法、步骤见《机械制造技术基础课程设计指导教程》和教材《机械制造技术基础》。另外主要参考书目：1．机床专用夹具图册2．机械制造装备设计3．机械制造工艺设计简明手册4．机械制造工艺学课程设计指导书5．实用机械加工手册6．实用机械加工工艺手册论文（设计）内容一、设计题目与要求拨叉的机械加工工艺规程及钻孔攻螺纹夹具设计。年产量为5000件（大批生产）。（零件参考图附后）二、设计内容1．对零件进行工艺分析，画零件图；2．确定毛坯的制造方式，绘制毛坯简图；3．制定零件的机械加工工艺路线，填写机械加工工艺过程卡；4．对指定工序，选择机床及工、夹、量、刃具，确定加工余量及工序间尺寸与公差，确定切削用量，填写机械加工工序卡；5．对指定工序进行机床夹具设计计算和机构设计，画夹具装配图；6．对夹具的一个零件设计零件图；7．编写设计计算说明书。要求设计工作要求提交：1．零件图1张（A4）2．毛坯图1张（A4）3．机械加工工艺过程卡1张4．机械加工工序卡至少3张5．夹具结构设计装配图1张（A2～A3）6．夹具结构设计零件图1张（A4）7．课程设计说明书1份，参考龙岩学院毕业设计说明书撰写格式二、设计题目与要求5如图下所以拨叉零件，材料45钢，毛培为锻件，试制零件的机械加工工艺规程及设计加工拨叉头螺纹孔的钻床夹具零件图第1章零件分析1.1零件的作用6拨叉是拖拉机变速箱的换档机构中的一个主要零件。拨叉头以24mm孔套在变速叉轴上，并用螺钉经HM68螺纹孔与变速叉轴联结，拨叉脚则夹在双联变换齿轮的槽中。当需要变速时，操纵变速杆，变速操纵机构就通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移，拨叉脚拨动双联变换齿轮在花键轴上滑动以改换档位，从而改变拖拉机的行驶速度。1.2零件的工艺分析由零件图1.1可知，其材料为45钢。该材料具有足够的强度、刚度和韧性，适用于承受弯曲应力和冲击载荷作用的工作条件。该拨叉形状特殊、结构简单，属典型的叉杆类零件。为实现换档、变速的功能，其叉轴孔与变速叉轴有配合要求，因此加工精度要求较高。叉脚两端面在工作中需承受冲击载荷，为增强其耐磨性，该表面要求高频淬火处理，硬度为48～58HRC；为保证拨叉换档时叉脚受力均匀，要求叉脚两端面对叉轴孔021.0024mm的垂直度要求为0.05mm，其自身的平面度为0.08mm。为保证拨叉在叉轴上有准确的位置，改换档位准确，拨叉采用紧固螺钉定位。螺纹孔的尺寸为HM68。拨叉头两端面和叉脚两端面均要求切削加工，并在轴向方向上均高于相邻表面，这样既减少了加工面积，又提高了换档时叉脚端面的接触刚度；021.0024mm孔和HM68孔的端面均为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度；另外，该零件除主要工作表面(拨叉脚两端面、变速叉轴孔021.0024mm，其余表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床、攻丝的粗加工就可以达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工出来。由此可见，该零件的工艺性较好。该零件的主要工作表面为拨叉脚两端面和叉轴孔021.0024mm(H7)，在设计工艺规程时应重点予以保证。7图1.1（零件图）1.3确定零件的生产类型依设计题目知：产品的年产量为8000台／年，每台产品中该零件数量为1件／台；结合生产实际，备品率%和废品率%分别取3%和0.5%，零件年产量为N=8000台／年×1件／台×(1+3%)×(1+0.5%)=8281.2件／年拨叉属轻型零件，该拨叉的生产类型为大量生产。8第2章确定毛坯、绘制毛坯简图2.1选择毛坯由于该拨叉在工作过程中要承受冲击载荷，为增强拨叉的强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯选用锻件。该拨叉的轮廓尺寸不大，且生产类型属大批生产，为提高生产率和锻件精度，宜采用模锻方法制造毛坯。毛坯的拔模斜度为5°。2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量1．公差等级由拨叉的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。2．锻件重量由于无法得到加工后巴叉的质量，所以先根据图纸画出三维图经过分析（如下截图）得出质量为（密度取7.8×10-6kg／mm3）m=0.32783841kg≈0.33kg可初步估计机械加工前锻件毛坯的重量为0.44kg。3．锻件形状复杂系数对拨叉零件图进行分析计算，可大致确定锻件外廓包容体的长度、宽度和高度，即l=95mm，b=65mm，h=45mm；该拨叉锻件的形状复杂系数为)/(44.0/lbhmmSNt=0.44kg／(95mm×65mm×45mm×7.8×10-6kg／mm3)≈0.44／2.17≈0.203由于0.203介于0.16和0.32之间，故该拨叉的形状复杂系数属S3级。4．锻件材质系数由于该拨叉材料为45钢，是碳的质量分数小于0.65％的碳素钢，故该锻件的9材质系数属M1级。5．锻件分模线形状根据该拨叉件的形位特点，选择零件高度方向通过螺纹孔轴心的平面为分模面，属平直分模线。6．零件表面粗糙度由零件图可知，该拨叉各加工表面的粗糙度Ra均大于等于1.6μm。根据上述诸因素，可查《机械制造设计基础课程设计》表2.13确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果列于表2.1中。表2.1拨叉机械加工余量及锻造毛坯尺寸公差加工表面零件尺寸/mm机械加工余量/mm毛坯公差/mm毛坯尺寸/mm拨叉头左右端面01.0401.5～2（取2）1.6(1.15.0)44(1.15.0)拨叉角内表面R251.5～2（取1.5）1.4(0.14.0)R23.5(0.14.0)拨叉角两端面12008.01.5～2（取2）1.4(0.14.0)16(0.14.0)拨叉头孔021.00242.01.4(0.14.0)20(0.14.0)2.3绘制拨叉锻造毛坯简图由表2.1所得结果，绘制毛坯简图2.3所示。图2.3（毛坯简图）10第3章工艺规程设计3.1定位基准的选择定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。1．精基准的选择叉轴孔021.0024mm的轴线是拨叉脚两端面设计基准，拨叉头左端面是拨叉轴向方向上尺寸的设计基准。选用叉轴孔021.0024mm的轴线和拨叉头左端面作精基准定位加工拨叉脚两端面，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的垂直度要求。另外，由于拨叉件刚性较差，受力易产生弯曲变形，选用拨叉头左端面作精基准，夹紧力作用在拨叉头的右端面上，可避免在机械加工中产生夹紧变形，夹紧稳定可靠。2．粗基准的选择选择变速叉轴孔24mm的外圆面和拨叉头右端面作粗基准。采用24mm外圆面定位加工内孔可保证孔的壁厚均匀；采用拨叉头右端面作粗基准加工左端面，可以为后续工序准备好精基准。3.2拟订工艺路线工艺路线的拟订是制订工艺规程的总体布局，包括：确定加工方法，划分加工阶段，决定工序的集中与分散，加工顺序的安排，以及安排热处理、检验及其他辅助工序(去毛刺、倒角等)。它不但影响加工的质量和效率，而且影响到工人的劳动强度、设备投资、车间面积、生产成本等。因此，拟订工艺路线是制订工艺规程的关键性一步，必须在充分调查研究的基础上，提出工艺方案，并加以分析比较，最终确定一个最经济合理的方案。1．表面加工方法的确定根据零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查《机械制造设计基础课程设计》表2.25平面加工法案的经济精度和表面粗糙度；查《机械制造设计基础课程设计》表2.24孔加工法案的经济精度和表面粗糙度，确定拨叉零件各表面的加工方法，如表3.1所示。表3.1拨叉零件各表面加工方案加工表面尺寸及偏差尺寸精度等级表面粗糙度加工方案备注拨叉角两端面008.012mmIT10Ra3.2μm粗铣—半精铣—磨削拨叉头孔021.0024mmIT7Ra1.6μm钻—扩—粗—精铰螺纹孔M8-6HIT6Ra3.2μm钻—丝锥攻内螺纹11拨叉头左端面01.040mmIT10Ra6.3μm粗铣—半精铣拨叉头右端面01.040mmIT10Ra3.2μm粗铣—半精铣拨叉角内表面R25mmIT12Ra6.3μm粗铣凸台12mmIT13Ra12.5μm粗铣2．加工阶段的划分该拨叉加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工、半精加工和精加工几个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准(拨叉头左端面和叉轴孔)准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗铣拨叉头右端面、拨叉脚内表面、拨叉脚两端面的粗铣、凸台。在半精加工阶段，完成拨叉脚两端面的半精铣加工和螺纹孔的钻孔丝锥攻丝；在精加工阶段，进行拨叉脚两端面的磨削加工。3．工序的集中与分散选用工序集中原则安排拨叉的加工工序。该拨叉的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。4．工序顺序的安排(1)机械加工工序遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准——拨叉头左端面和叉轴孔021.0024mm；遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序；遵循“先主后次”原则，先加工主要表面——拨叉头左端面和叉轴孔021.0024mm和拨叉脚两端面，后加工次要