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任务书课程设计题目为设计换挡叉零件的机械__工艺规程及工艺装备生产纲领中批或大批生产(4000件/年)设计的要求包括以下几个部分零件图1张毛坯图1张机械__工艺过程卡1张机械__工序卡片1套夹具设计装配图1张主要零件图1张课程设计说明书1份课程设计总学时数为2周,其进度及时间大致分配如下
①熟悉零件,画零件图约占8%(1天)
①选择__方案,确定工艺路线和工艺尺寸,画毛坯图、填写工艺过程卡片、工序卡片约占25%(3天)
③工艺装备设计画总装图及主要零件图约占45%(5天)其中查资料,讨论工件在夹具中的定位、夹紧方案1天结构设计2天夹具装配图标注1天绘制零件图1天
④编写设计说明书约占14%(2天)
⑤准备及答辩约占8%(1天)班级君远1002姓名学号指导老师目录1.对零件进行工艺分析,画零件图
95.φ
19、φ20两端面铣削专用机床夹具设计
1.1换挡叉的概述换挡叉头以孔套在变素差叉轴上,并用销钉经孔与变速叉轴联接,换挡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换挡叉头部的操纵槽带动换挡叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移,换挡叉脚拨动双联变速齿轮在花键轴上滑动以变换档位,从而改变机器的运转速度换挡叉在改变档位时要承受弯曲应力和冲击载荷的作用,因此该零件应具有足够的强度、刚度和韧性,以适应换挡叉的工作条件该零件的主要工作表面为换挡叉脚两端面、叉轴孔和锁销孔,在设计工艺规程时应重点予以保证
1.2换挡叉的技术要求换挡叉零件技术要求如下表__表面尺寸及偏差/mm公差及精度等级表变粗糙度Ra/形位公差/mm换挡叉头两端面42IT
1312.5换挡叉头部上端面21IT
136.3换挡叉头部方槽两侧面14IT
133.2换挡叉头部方槽底面IT
143.2孔IT
80.2换挡叉脚两端面IT
110.8换挡叉脚内表面IT
103.2该换挡叉形状特殊、结构简单,属典型的叉杆类零件为实现换挡、变速的功能,其叉轴孔与变速叉轴有配合要求,因此__精度要求较高差脚两端面以及换挡叉头部方槽两侧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55-63HRC;为保证换挡叉换挡时叉脚受力均匀,要求叉脚两端面对叉轴孔mm垂直度为
0.1为保证换挡叉在叉轴上有准确的位置,该换档位准确,换挡叉采用螺栓螺纹连接定位为保证整个零件的硬度和__性能,要求对整个零件进行热处理、调质,硬度为18-25HRC综上所述,该换挡叉零件的各项技术要求制定的较为合理,符合该零件在变速箱中的功用
1.3分析换挡叉的工艺性分析零件图可知,拨插头两端面和差脚两端面均要求切削__,且在轴向方向上均高于相邻表面,这样既减少里____,又提高了换挡时叉脚端面的接触刚度;mm孔的端面为平面,可以防止__过程中钻头钻偏以保证孔的__精度;另外,该零件除主要工作表面(换挡叉脚两端面、内表面mm和差轴孔mm)外,其余表面__精度均较低,不需要高精度机床__,通过铣削、钻床的粗__就可以达到__要求;而主要工作表面虽然__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的__出来由此可见,该零件的工艺性较好
1.4确定换挡叉的工艺类型设计要求该零件的生产类型为大批生产2.毛坯的选择
2.1确定毛坯的类型、制造方法和尺寸及精度等级由于该换挡叉在工作过程中要承受冲击载荷,为增强换挡叉的强度和冲击韧度,获得纤维组织,毛坯选用铸件,该换挡叉的轮廓尺寸不大,且生产类型属于中批生产,为提高生产率和铸件精度,以采用砂型铸造方法制造毛坯毛坯的拔模斜度为5°查表得铸件机械__余量等级为F~H,取G级由于铸件选择机器造型,材料为ZG45Ⅱ,生产类型为大批量,查表得铸件公差等级CT为8~12级,取10级
2.2确定毛坯的技术要求换挡叉铸件尺寸公差、__余量和基本尺寸如下__表面公差等级__面基本尺寸铸造尺寸公差机械__余量公差等级R__毛坯基本尺寸换挡叉头部上端面
10212.4G
1.
423.6换挡叉头部方槽两侧面—————0换挡叉头部方槽底面—————0换挡叉头部两侧面
10422.8G
1.
446.2螺纹孔端面
10142.2G
1.
416.5孔—————0换挡叉脚两端面1082G
1.
411.8换挡叉脚内表面10R
433.2G
1.4R
40.
82.3绘制毛坯图3.选择基准,制订零件的机械__工艺路线
3.1粗基准作为粗基准的表面应平整,没有飞边、毛刺或其他表面欠缺粗基准选择换挡叉脚两端面和内表面作为粗基准
3.2精基准根据该换挡叉零件的技术要求和装配要求,选择换挡叉头右端面和叉轴孔mm做为精基准,零件上的很多表面都可以采用他们作基准进行__,即遵循了“基准统一”原则叉轴孔mm的轴线是设计基准,选用其做精基准定位__换挡叉脚两端面,实现了设计基准和工艺基准的重合,保证了被__表面的垂直度要求选用换挡叉左端面作为精基准同样是遵循了“基准重合”的原则,因为该换挡叉在轴方向的尺寸多以该端面作为设计基准;另外,由于换挡叉刚性较差,受力易产生弯曲变形,为了避面在机械__中产生加紧变形,根据夹紧力应垂直于主要定位基面,并应作用在刚度较大部位的原则,夹紧力作用点不能做用在叉杆上选用换挡叉头右端面作精基准,夹紧可作用在换挡叉左端面上,加紧稳定可靠
3.3工艺路线方案工序1粗铣换挡叉头左右两端面工序2钻mm孔工序3拉mm孔至图样尺寸工序4锪mm孔处倒角1×45º工序5粗铣—精铣—磨削换挡叉脚两端面工序6粗铣—精铣换挡叉脚内表面工序7粗铣换挡叉头上端面工序8粗铣—精铣换挡叉头部方槽工序9粗铣螺纹孔端面工序10钻M10mm底孔Φ
8.5mm,倒角120º,攻螺纹M10mm工序11钻通孔Φ2mm工序12清洗工序13终检
3.4工艺路线确定在综合考虑工序顺序安排原则的基础上,表4列出了换挡叉的工艺路线表4换挡叉工艺路线及定位基准、设备的选用工序号工序名称机床设备刀具定位基准1同时粗铣换挡叉头左右两端面卧式双面铣床三面刃铣刀叉脚左侧边2钻Φ16mm孔四面组合钻床麻花钻、扩孔钻叉脚内表面和叉顶部侧面3拉Φ16mm孔拉床拉刀叉脚内表面和叉顶部侧面4锪Φ16mm孔处倒角1×45º钻床锪钻叉脚内表面和叉顶部侧面5粗铣—精铣换挡叉脚两端面卧式双面铣床三面刃铣刀Φ16mm孔,叉头部右端面6粗铣—精铣叉脚内侧面立式铣床X51铣刀Φ16mm孔,叉脚外曲面7粗铣换挡叉头上端面,并粗铣、精铣方槽立式铣床X51铣刀Φ16mm孔,叉脚内表面8粗铣螺纹孔端面立式铣床X51铣刀Φ16mm孔,叉脚内表面9钻M10mm底孔Φ
8.5mm倒角,攻M10mm螺纹四面组合钻床麻花钻,锪钻Φ16mm孔,叉脚内表面,叉头右端面10去毛刺钳工台平锉11中检12热处理—换挡叉脚两侧面和方槽两侧面高频淬火淬火机等13校正换挡叉脚钳工台手锤14磨削换挡叉脚两端面平面磨床M7120A砂轮Φ16mm孔,叉头部右端面15清洗清洗机16终检4确定切削用量及基本工时
4.1切削用量的计算工序1同时粗铣换挡叉头左右两端面该工序就一个工步,即同时粗铣换挡叉头左右两个端面
(1)背吃刀量的确定mm
(2)进给量的确定由表,按机床功率5~10kW、工件—夹具系统刚度为中等条件选取,该工件的每齿进给量取为
0.08mm/z
(3)铣削速度计算由表,按镶齿铣刀、d/z=80/10的条件选取,铣削速度v可取为
44.9m/min由公式(5-1)n=1000v/πd可求得该工序铣刀转速,即n=1000×
44.9m/min/π×80=
178.65r/min,参照表所列X51型立式铣床的主轴转速,取转速n=160r/min再取此转速代入公式,可求出该工序的实际铣削速度v=nπd/1000=
40.2m/min工序2钻Φ16mm孔
(1)背吃刀量的确定由表,mm
(2)进给量的确定查表,按钢件45刚查表得进给量取=
0.25mm/r
(3)切削速度的确定查表得切削速度v=20m/min.工序3拉Φ16mm孔
(1)背吃刀量的确定mm
(2)进给量的确定查表得拉削进给量=
0.05mm/z
(3)切削速度的确定查表,取第2组切削速度,切削速度为v=4m/min.工序4锪Φ16mm孔两端倒角1×45º
(1)背吃刀量的确定mm
(2)进给量的确定查表,取进给量=
0.10mm/r.
(3)切削速度的确定查表,取切削速度v=14m/min.工序5粗铣—精铣换挡叉脚两端面本工序由两个工步组成,即工步1同时粗铣换挡叉脚两端面;工步2同时精铣换挡叉脚两端面
(1)背吃刀量的确定工步2的机械__余量为1mm,所以工步1的背吃刀量mm;工步2的背吃刀量mm
(2)进给量的确定工步1取每齿进给量=
0.08mm/z;工步2进给量=
1.5mm/r
(3)铣削速度的确定工步1铣削速度同工序1,即:v1=
40.2m/min;工步2铣削速度同工步1,即v2=
40.2m/min.工序6粗铣—精铣叉脚内侧面本工序由两个工步组成,即工步1粗铣换挡叉脚内侧面;工步2精铣换挡叉脚内侧面
(1)背吃刀量的确定工步2的机械__余量为1mm,所以工步1的背吃刀量mm;工步2的背吃刀量mm
(2)进给量的确定工步1查表,取每齿进给量=
0.08mm/z;工步2查表,进给量=
1.5mm/r
(3)铣削速度的确定工步1铣削速度同工序1,即:v1=
40.2m/min;工步2铣削速度同工步1,即v2=
40.2m/min工序7粗铣换挡叉头上端面,并粗铣、精铣方槽本工序共有三道工步,即工步1粗铣换挡叉头上端面;工步2粗铣方槽;工步3精铣方槽
(1)背吃刀量的确定工步1mm;工步2由于精__余量为1mm,所以mm;工步3该工步进给量包括方槽纵向背吃刀量和左侧及右侧横向背吃刀量,三个背吃刀量相同,即mm
(2)进给量的确定工步1和工步2的进给量相同,即mm/z;工步3的进给量为=
1.5mm/r
(3)铣削速度的确定三个工步的切削速度相同,即v=
40.2m/min工序8粗铣螺纹孔端面
(1)背吃刀量的确定mm
(2)进给量的确定=
0.08mm/z
(3)铣削速度的确定v=
40.2m/min工序9钻M10mm底孔Φ
8.5mm,倒角120,攻M10mm螺纹本工序包括三道工步,即工步1用Φ
8.5mm的麻花钻钻削底孔;工步2用锪钻钻削倒角;工步3攻M10mm螺纹
(1)背吃刀量的确定工步1mm;工步2=
0.5mm;工步3mm
(2)进给量的确定工步1查表,按钢件45刚查表得进给量取=
0.10mm/r;工步3由于攻螺纹的进给量就是被__螺纹的螺距,取本螺纹的螺距为1mm,所以本工步的进给量=1mm
(3)切削速度的确定工步1查表得切削速度v=20m/min;工步2查表,取切削速度v=14m/min工步3由表差得攻螺纹的切削速度v=3~8m/min,暂取v=3m/min由公式求该工步的主轴转速r/min,又由立式钻床主轴转速表4-9,取转速44r/min再将此转速代入公式可求出该工步的实际切削速度m/min工序10钻通孔Φ2mm
(1)背吃刀量的确定mm
(2)进给量的确定=
0.08mm
(3)切削速度的确定v=20m/min
4.2基本工时的计算工序1同时粗铣换挡叉头左右两端面按表,取=22mm,mm,mm工序2钻Φ16mm孔根据表,取=42mm,mm,mm工序3拉Φ16mm孔设拉刀长度为400mm,则工序5粗铣—精铣换挡叉脚两端面=19mm,mm,mm工序6粗铣—精铣叉脚内侧面=26mm,mm,mm工序7粗铣换挡叉头上端面,并粗铣、精铣方槽
(1)粗铣换挡叉头上端面时所用基本工时计算=42mm,mm,mm
(2)粗铣方槽所用基本工时为=12mm,mm,mm
(3)精铣方槽两侧面所用基本工时为=12mm,mm,mm工序8粗铣螺纹孔端面=14mm,mm,mm工序9钻M10mm底孔Φ
8.5mm,攻M10mm螺纹
(1)钻M10mm底孔Φ
8.5mm所用基本工时为=8mm,mm,mm
(2)攻M10mm螺纹所用基本工时为=8mm,mm,mm工序10钻通孔Φ2mm=29mm,mm,mm
5.φ
19、φ20两端面铣削专用机床夹具设计
5.1约束自由度由于__
19、20两端面,所以至少要约束Z轴的平移、X轴的旋转和Y轴的旋转
5.2设计夹具定位夹紧装置因为只需约束三个自由度,所以设计为小圆面、支撑板和大圆柱销定位结构来限制自由度,详见夹具图
5.3定位误差分析工件在竖直平面内最大转角误差为为小圆面上偏差;为支撑板上偏差;L为二者之间距离
6.____《金属__工艺及工装设计》化工工业出版,主编黄如林,汪群,
2006.3《机械制造课程设计指导书》化工工业出版,主编王祟凯。