畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-變速叉零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程編制和專用夾具設(shè)計(jì)

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì) 課題： 變速叉零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程編制和專用夾具設(shè)計(jì) 院系名稱： 機(jī)械與電子信息工程學(xué)院 班 級： 專業(yè)名稱： 機(jī)電一體化 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 年 月摘 要變速叉是汽車變速箱中一個(gè)重要的零部件，車輛駕駛者操作變速桿，通過變速叉撥動變換齒輪，改變檔位，從而到達(dá)汽車變速的目的。本次設(shè)計(jì)根據(jù)導(dǎo)師給定的變速叉數(shù)據(jù)，運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)理論知識，繪制變速叉零件圖，設(shè)計(jì)變速叉的毛坯，完成變速叉的機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)，并進(jìn)行相關(guān)分析計(jì)算，這其中包括分析零件的工藝性、粗加工精加工階段的劃分、定位基準(zhǔn)的選擇、加工余量切削用量和工時(shí)的計(jì)算等。最后運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的根本原理和方法，為其中一道工序設(shè)計(jì)夾

2、具方案，畫出裝配圖和零件圖。關(guān)鍵詞：變速叉；工藝；夾具目 錄1 零件分析 41.1零件作用 41.2零件的工藝分析 42 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)42.1確定毛坯的制造形式 52.2基面的選擇 62.3制定工藝路線 7確定加工余量 8確定切削用量及根本工時(shí) 83 . 專用夾具設(shè)計(jì)15設(shè)計(jì)任務(wù)15選擇定位基準(zhǔn)15確定切削力和夾緊力15分析定位誤差17選擇對刀裝置17設(shè)計(jì)思路和使用17總 結(jié)20致 謝21參考文獻(xiàn) 221零件的分析零件的作用設(shè)計(jì)任務(wù)所給的零件是變速叉,它是汽車變速箱中一個(gè)重要的零部件，主要作用是撥動變換齒輪，改變各檔位的別離與結(jié)合，從而使汽車到達(dá)變速的目的。 1.2 零件的工藝分析分析變速

3、叉的零件圖，選擇兩組加工外表1. 以12mm孔為中心的加工面 這一組加工面包括：一個(gè)12mm孔以及對其倒角，各個(gè)槽的側(cè)面和孔2. 以底面為基準(zhǔn)的加工面 這一組加工面包括：24的左右端面 2. 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1 確定毛坯的制造形式根據(jù)零件的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，選用砂型鑄造，工件材料為ZG45 毛坯的設(shè)計(jì)1. 12mm的孔 由于12mm的孔太小，鑄造不方便，所以該孔毛坯采用實(shí)心鑄造。2. 叉口側(cè)面 該叉口兩側(cè)面粗糙度都是，進(jìn)行一次粗銑即可滿足光潔度要求。選加工余量等級為G，尺寸公差等級為9mm。3. 叉口內(nèi)圓面 直接鑄造5. 鉆孔、 12mm，8mm,3mm的孔 因?yàn)榧庸さ目撞淮螅圆涣翳T造底孔。

4、 其它外表都不是不加工外表，故不必留加工余量。毛坯的具體形狀和尺寸見圖1。2.2 基面的選擇粗基準(zhǔn)的選擇：粗基準(zhǔn)的選擇不僅影響到加工面與非加工面的相互位置，還影響到機(jī)械加工余量的分配，所以，產(chǎn)品的質(zhì)量好壞取決于粗基準(zhǔn)的正確與否，當(dāng)零件中同時(shí)有加工外表與非加工外表時(shí)，為了到達(dá)加工外表與非加工外表的位置精度要求的目的，選擇非加工外表作為粗基準(zhǔn)。分析該變速叉結(jié)構(gòu)可選擇24mm外圓外表作為定位粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇：服從基準(zhǔn)重合原那么。 制定工藝路線 出于零件大批量生產(chǎn)的考慮，選用萬能機(jī)床，再配合專用的工裝夾具。同時(shí)為了提高生產(chǎn)率，還應(yīng)使工序集中。除此以外，還要盡最大限度降低生產(chǎn)本錢。 方案一工序：鑄造

5、。工序：時(shí)效處理工序：銑24左端面工序：銑24右端面工序V：鉆擴(kuò)鉸12的孔工序I：銑寬mm的兩側(cè)面工序：銑寬mm內(nèi)面工序：銑寬7的兩側(cè)面工序：銑寬mm的槽工序X：鉆8mm孔工序XI：鉆3孔工序XII：入庫。方案二工序：鑄造。工序：時(shí)效處理工序：鉆擴(kuò)鉸12的孔工序：銑24左端面工序V：銑24右端面工序I：銑寬mm的兩側(cè)面工序：銑寬mm內(nèi)面工序：銑寬7的兩側(cè)面工序：銑寬mm的槽工序X：鉆8mm孔工序XI：鉆3孔工序XII：入庫。比擬兩個(gè)工藝方案可以看出：方案二是先鉆擴(kuò)鉸12的孔，再銑24兩端面；而方案一那么與其相反，先銑完24左右端面后開始鉆，擴(kuò)，絞12的孔，然后再以12孔為定位基準(zhǔn)銑各個(gè)槽和側(cè)面

6、，經(jīng)比擬可見，方案一能更好的保證加工精度，綜合考慮選方案一，具體工藝過程如下：工序：鑄造。工序：時(shí)效處理工序：銑24左端面工序：銑24右端面工序V：鉆擴(kuò)鉸12的孔工序I：銑寬mm的兩側(cè)面工序：銑寬mm內(nèi)面工序：銑寬7的兩側(cè)面工序：銑寬mm的槽工序X：鉆8mm孔工序XI：鉆3孔工序XII：入庫。2.4 確定加工余量變速叉零件材料為ZG45，生產(chǎn)類型為大批大量生產(chǎn)，制造毛坯的方法：鑄造毛坯。依據(jù)上述原始資料和已經(jīng)制定出的加工工藝路線，分別確定各加工外表的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1. 12mm的孔鉆孔：11擴(kuò)孔：鉸孔：12H11mm 2. 叉口側(cè)面 銑： 2Z=3mm 2.5 確定切削

7、用量及根本工時(shí)工序：鑄造工序II：時(shí)效處理工序III：銑變速叉左端面1. 選擇刀具刀具選端銑刀，刀片采用YG8,，。2. 決定銑削用量1決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，故可在一次走刀?nèi)銑完，那么2決定每次進(jìn)給量及切削速度 銑床功率為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。查表得 ，那么按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取1450當(dāng)1450r/min時(shí)按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取切削工時(shí)：，那么機(jī)開工時(shí)為工序IV：銑變速叉左端面與工序I相似，在此就不多做說明工序V：鉆，擴(kuò)，絞12孔工步一：鉆孔至11確定進(jìn)給量：查機(jī)床夾具手冊得，當(dāng)鋼的，時(shí)，。進(jìn)給量還應(yīng)乘以系數(shù)0.75，那么查表，取切削速度：查表，得切削速度所以 查表取，故實(shí)際切削速度為切削工時(shí)

8、：，那么機(jī)開工時(shí)為工步二：擴(kuò)孔用鉆頭將的孔擴(kuò)大到，查表，取那么主軸轉(zhuǎn)速為，查表取，實(shí)際切削速度為切削工時(shí)：，那么機(jī)開工時(shí)為工步三：鉸孔查機(jī)床夾具手冊，得查表，按機(jī)床實(shí)際進(jìn)給量和實(shí)際轉(zhuǎn)速，取，實(shí)際切削速度。切削工時(shí)：，那么機(jī)開工時(shí)為工序VI：兩個(gè)側(cè)面1. 選擇刀具刀具選取立銑刀，。2. 決定銑削用量(1).決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，故可在一次走刀?nèi)銑完，那么(2)決定每次進(jìn)給量及切削速度 取功率為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，那么按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取975當(dāng)975r/min時(shí)按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取3.計(jì)算工時(shí)切削工時(shí)： ，那么機(jī)開工時(shí)為臥式銑床X621選擇刀具刀具選取高速鋼三面刃銑刀，刀片采用

9、YG8,，。2決定銑削用量(1).決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅士稍谝淮巫叩秲?nèi)銑完，那么(2).決定每次進(jìn)給量及切削速度 取功率為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，那么按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取1450當(dāng)1450r/min時(shí)按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取3.計(jì)算工時(shí)切削工時(shí)： ，那么機(jī)開工時(shí)為工序VIII：銑7mm的兩側(cè)面立式銑床X511選擇刀具刀具選取面銑刀，刀片采用YG8,，。2決定銑削用量(1).決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅士稍谝淮巫叩秲?nèi)銑完，那么(2).決定每次進(jìn)給量及切削速度 取功率為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。根據(jù)表查出 ，那么按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取1450當(dāng)1450r/min時(shí)按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取3.計(jì)算工

10、時(shí)切削工時(shí)： ，那么機(jī)開工時(shí)為的槽的切削用量及根本工時(shí)同上工序X ：鉆8孔的切削用量及根本工時(shí)(1)鉆8mm孔機(jī)床：Z525立式鉆床 刀具：根據(jù)?機(jī)械加工工藝手冊?表10-61選取高速鋼麻花1)進(jìn)給量 2)切削速度V=2434m/min. 取V=30m/min3)確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速ns= 2002r/min與2388r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為2021r/min?，F(xiàn)選取=2021r/min。所以實(shí)際切削速度=4) t=i ;其中l(wèi)=26mm; =4mm; =0mm; t= =0.115(min)工序XI：鉆3孔與工序X相似，工序XII：質(zhì)檢，入庫。3專用夾具設(shè)計(jì)3.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 零件的加工需要借助

11、于夾具，分析變速叉的結(jié)構(gòu)，考慮到零件的定位基準(zhǔn)，選擇容易加工裝夾具，結(jié)合零件圖設(shè)計(jì)出專用夾具。本夾具主要用來在銑床上來的側(cè)面。3.2 選擇定位基準(zhǔn)按照上述工藝路線，的側(cè)面時(shí)，12的孔已經(jīng)加工好，為了盡量減少定位誤差，選擇已加工好的12孔和其兩端面作為定位基準(zhǔn)，用兩銷和已加工好的12孔及其端面作為定位夾具。出于定位簡單裝夾方便的考慮，選用簡單的偏心輪作為夾緊機(jī)構(gòu)。3.3 確定切削力和夾緊力1.選擇刀具： 采用立銑刀 d=30mm 機(jī)床： X51立式銑床 由3 所列公式 得 查表 得： 修正系數(shù) z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在計(jì)算切削力時(shí)，須把平安系數(shù)考慮在內(nèi)。平安系數(shù) K=其中

12、： 所以 2夾緊力的計(jì)算 選用夾緊螺釘夾緊機(jī)構(gòu) 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 選取直徑d=15mm的夾緊螺釘 螺釘疲勞極限： 極限應(yīng)力幅：許用應(yīng)力幅：螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 s=3.54 取s=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具平安可靠，使用偏心輪夾緊機(jī)構(gòu)即可指定可靠的夾緊力 分析定位誤差為了服從基準(zhǔn)重合的原那么，選擇12mm孔作為定位基準(zhǔn)，與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，本夾具能可靠地實(shí)現(xiàn)定位，裝夾方便，能加工出滿足精度要求的零件。選擇對刀裝置對刀裝置采用對刀塊與塞尺配合使用，這樣一來，在變速叉加工之前就能很好的對刀。同時(shí)，夾具體底面定位鍵的運(yùn)用也可以確

13、保夾具在銑床工作臺上的安裝位置正確。 3.6 設(shè)計(jì)思路和使用 出于定位簡單裝夾方便的考慮，本夾具采取壓緊螺釘夾緊方式。加工過程中銑切削余量和切削力都不大，一般的手動夾緊便可以到達(dá)要求。本夾具的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡單裝夾方便。夾具的夾緊力不大，故使用手動夾緊。為提高生產(chǎn)力，使用偏心輪夾緊機(jī)構(gòu)。夾具零件圖見圖2圖2 夾具零件圖夾具裝配圖見圖3圖3 夾具裝配圖總 結(jié)為期兩周的夾具課程設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束，課程設(shè)計(jì)作為?機(jī)械制造技術(shù)根底?, ?機(jī)床夾具設(shè)計(jì)?課程的重要環(huán)節(jié)，使理論與實(shí)踐更加接近，理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性認(rèn)識。本次課程設(shè)計(jì)主要經(jīng)歷了兩個(gè)階段：第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)。第二階段是專用夾具設(shè)

14、計(jì)。第一階段我們運(yùn)用了基準(zhǔn)選擇、切削用量選擇計(jì)算、機(jī)床選用、時(shí)間定額計(jì)算等方面的知識；夾具設(shè)計(jì)的階段運(yùn)用了工件定位、夾緊機(jī)構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的知識。通過此次設(shè)計(jì)，使我們根本掌握了零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟等。學(xué)會了查相關(guān)手冊、選擇使用工藝裝備等等?？偟膩碚f，這次設(shè)計(jì)，使我們在根本理論的綜合運(yùn)用及正確解決實(shí)際問題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我們的思考、解決問題創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力、為以后的設(shè)計(jì)工作打下了較好的根底。由于能力所限，設(shè)計(jì)中還有許多缺乏之處，懇請老師指正由于能力所限，設(shè)計(jì)中還有許多缺乏之處，懇請老師指正致 謝 經(jīng)過這段時(shí)間的不斷努力，本次論文終于到

15、了結(jié)束的時(shí)候了，在寫這篇論文的時(shí)候，經(jīng)歷了許多的困難，主要是我的缺乏實(shí)踐和技術(shù)方面的知識，俗話說；活到老學(xué)到老。知識是學(xué)不完的，我不要求最好，只要自己做到比上一次有進(jìn)步就夠了。在我編寫論文的時(shí)候，多虧了指導(dǎo)老師和同學(xué)的熱心幫助，尤其是指導(dǎo)老師，為了讓我們謝好論文，我們有問題時(shí)候都熱心的一一解答，任勞任怨，他只會給我們一個(gè)框架，讓我們自由發(fā)揮，贊成我們的才能，只有我們遇到困惑是，才會提點(diǎn)我們，正式這樣，我們有時(shí)候會靈光一閃，想出好點(diǎn)子，讓論文變的更加完美，思路更加清晰，結(jié)構(gòu)更加完整，考慮更加全面，所以在此，我要感謝我的指導(dǎo)老師本論文的完成，這里還要感謝本論文所引用文獻(xiàn)的著者，如果沒有他們這座橋梁

16、，我們很難完成這篇論文的寫作，這就是所謂的前人栽樹后人乘涼。在此，特別感謝此論文中所引用文獻(xiàn)的著者。在此我還要感謝我的老師和朋友，正應(yīng)為有了老師的這幾年來的悉心教導(dǎo)，我們才有了通向成功的鑰匙，在上課之前，老師為了讓我們學(xué)的更加深刻，易于理解，總是不停地，反復(fù)的備課，每天總是想著讓我們多多實(shí)踐，為我們爭取實(shí)踐的時(shí)機(jī) ，在論文的編寫過程中，同學(xué)們和老師為我提供了大量的資料和珍貴的意見，在此，我特別感謝老師和同學(xué)們的幫助。 由于我的學(xué)術(shù)水平有限，論文難免有缺乏之處，還望老師和同學(xué)們批評指正。 參 考 文 獻(xiàn)1 孫麗媛機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)北京：冶金工業(yè)出版社，2021 2 周鳳云工程材料及應(yīng)用武漢：華中科技大學(xué)，2002 3 鞠魯粵機(jī)械制造根底上海：上海交通大學(xué)出版社，2021 4 劉萬菊數(shù)控加工工藝及編程北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006 5 王伯平互換性與測量技術(shù)根底北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20216 王先逵 機(jī)械制造工藝學(xué)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20067 濮良