第四速及第五速变速叉[831011]工艺及镗82.2mm孔夹具设计.docx

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1、XX大学课程设计变速叉的加工工艺规程及夹具设计课题：专题：机械制造及自动化专业:学生姓名:班级:学号:指导教师:完成时间:本设计是基于解放汽车第四速及第五速变速叉零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。解放汽车第四速及第五速变速叉零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出端面平面，再以端面平面与支承孔系定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用端面平面和工艺孔定位加工其他孔系与平面。大孔系的加工采用的是坐

2、标法镂孔。整个加工过程均选用通用。夹具选用专用夹具，夹紧方式多选用气动夹紧，夹紧可靠，机构可以不必自锁，因此生产效率较高，适用于大批量、流水线上加工，能够满足设计要求。关键词：解放汽车第四速及第五速变速叉零件；工艺；夹具;摘要1第1章机械加工工艺规程设计21.1 零件的分析21.1.1 零件的作用21.1.2 零件的工艺分析21.2 解放汽车第四速及第五速变速叉加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施31.2.1 孔和平面的加工顺序31.2.2 孔系加工方案选择31.3 解放汽车第四速及第五速变速叉加工定位基准的选择41.3.1 粗基准的选择41.3.2 精基准的选择41.4 解放汽车第

3、四速及第五速变速叉加工主要工序安排51.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定81.6 毛坯种类的选择91.7 选择加工设备和工艺装备101.7.1 机床选用101.7.2 选择刀具101.7.3 选择量具101.8 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定101.9 确定切削用量及基本工时（机动时间）12第2章粗镇、精锤82.2mm孔夹具设计172.1 问题的提出172.2 定位基准的选择172.3 夹具方案的确定182.4 误差分析与计算202.5 切削力及夹紧力的计算222.6 键床夹具的分析242.7 本章小结25总结26参考文献27致谢28第1章机械加工工艺规程设计1.1 零件的分

4、析1.1.1 零件的作用题目给出的零件是解放汽车第四速及第五速变速叉。解放汽车第四速及第五速变速叉的主要作用是保证各安装孔之间的中心距及平行度，并保证部件正确安装。因此解放汽车第四速及第五速变速叉零件的加工质量，不但直接影响的装配精度和运动精度，而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。1.1.2 图1.1零件图1.1.3 零件的工艺分析由解放汽车第四速及第五速变速又零件图可知。解放汽车第四速及第五速变速叉零件，它的外表面上有平面需要进行加工。82.2/mm系在前后端面上。此外各表面上还需加工一系列孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下：1 .以中19Wmm孔为中心

5、的加工表面.这组加工表面包括：中19产，mm孔及其倒角，孔上端尺寸为16尸mm的槽，槽的外侧厚度为10.8mm的两个侧面，19mm孔的上端距其中心12mm的两个端面,还有孔下端M1O的螺纹孔.2 .以中82.2：mm孔为中心的加工表面.这组加工表面包括：82.2；mm的孔及其倒角，82.2；mm的孔的侧面,距M1O螺纹孔中心线63.7mm.这两组加工表面有着一定的位置要求,主要是：82.2omm孔与其外端面垂直度公差为0.1mm.1.2解放汽车第四速及第五速变速叉加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施由以上分析可知。该解放汽车第四速及第五速变速叉零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说

6、，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于解放汽车第四速及第五速变速叉来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。由于的生产量很大。怎样满足生产率要求也是加工过程中的主要考虑因素。1.2.1 孔和平面的加工顺序解放汽车第四速及第五速变速叉类零件的加工应遵循先面后孔的原则：即先加工解放汽车第四速及第五速变速叉上的基准平面，以基准平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。解放汽车第四速及第五速变速叉的加工自然应遵循这个原则。这是因为平面的面积大，用平面定位可以确保定位可靠夹紧牢固，因而容易保证孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去铸件表面的凹

7、凸不平。为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀及调整，也有利于保护刀具。解放汽车第四速及第五速变速叉零件的加工工艺应遵循粗精加工分开的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证孔系加工精度。1.2.2 孔系加工方案选择解放汽车第四速及第五速变速叉孔系加工方案，应选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足精度要求及生产率的条件下，应选择价格最底的机床。根据解放汽车第四速及第五速变速叉冬件图所示的解放汽车第四速及第五速变速叉的精度要求和生产率要求，当前应选用在组合机床上用键模法锋孔较为适宜。（1）用馍模法像孔在大批

8、量生产中，解放汽车第四速及第五速变速叉孔系加工一般都在组合像床上采用键模法进行加工。锤模夹具是按照工件孔系的加工要求设计制造的。当键刀杆通过键套的引导进行键孔时，键模的精度就直接保证了关键孔系的精度。采用锋模可以大大地提高工艺系统的刚度和抗振性。因此，可以用几把刀同时加工。所以生产效率很高。但链模结构复杂、制造难度大、成本较高，且由于键模的制造和装配误差、链模在机床上的安装误差、锋杆和键套的磨损等原因。用键模加工孔系所能获得的加工精度也受到一定限制。（2）用坐标法像孔在现代生产中，不仅要求产品的生产率高，而且要求能够实现大批量、多品种以及产品更新换代所需要的时间短等要求。镶模法由于镶模生产成本

9、高，生产周期长，不大能适应这种要求，而坐标法像孔却能适应这种要求。此外，在采用馍模法馍孔时，链模板的加工也需要采用坐标法像孔。用坐标法链孔，需要将解放汽车第四速及第五速变速叉孔系尺寸及公差换算成直角坐标系中的尺寸及公差，然后选用能够在直角坐标系中作精密运动的机床进行像孔。1.3解放汽车第四速及第五速变速叉加工定位基准的选择1.3.1 粗基准的选择粗基准选择应当满足以下要求：（1）保证各重要支承孔的加工余量均匀；（2）保证装入解放汽车第四速及第五速变速叉的零件与箱壁有一定的间隙。为了满足上述要求，应选择的主要支承孔作为主要基准。即以解放汽车第四速及第五速变速叉的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。

10、也就是以前后端面上距端面平面最近的孔作为主要基准以限制工件的四个自由度，再以另一个主要支承孔定位限制第五个自由度。由于是以孔作为粗基准加工精基准面。因此，以后再用精基准定位加工主要支承孔时，孔加工余量一定是均匀的。由于孔的位置与箱壁的位置是同一型芯铸出的。因此，孔的余量均匀也就间接保证了孔与箱壁的相对位置。现选取中19135Inn1孔的外轮廓不加工面作为粗基准,利用一组共两个V形块夹持外轮廓做为主要定位面，以消除自由度.1.3.2 精基准的选择从保证解放汽车第四速及第五速变速叉孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置。精基准的选择应能保证解放汽车第四速及第五速变速叉在整个加工过程中基本上都能用统

11、一的基准定位。从解放汽车第四速及第五速变速叉零件图分析可知，它的端面平面与各主要支承孔平行而且占有的面积较大，适于作精基准使用。但用一个平面定位仅仅能限制工件的三个自由度，如果使用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。至于前后端面，虽然它是解放汽车第四速及第五速变速叉的装配基准，但因为它与解放汽车第四速及第五速变速叉的主要支承孔系垂直。如果用来作精基准加工孔系，在定位、夹紧以及夹具结构设计方面都有一定的困难，所以不予采用。精基准的选择主要考虑基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸换算,这在以后还要专门计算,此处不再重复.1.4 解

12、放汽车第四速及第五速变速叉加工主要工序安排对于大批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。解放汽车第四速及第五速变速叉加工的第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔定位粗、精加工端面平面。第二个工序是加工定位用的两个工艺孔。由于端面平面加工完成后一直到解放汽车第四速及第五速变速叉加工完成为止，除了个别工序外，都要用作定位基准。因此，端面面上的螺孔也应在加工两工艺孔的工序中同时加工出来。后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺纹底孔在多轴组合钻床上钻出，因切削力较大，也应该在粗加工阶段完成。对于解放汽车第四速及第五速变速叉，需要精加工的是支承孔前后

13、端平面。按上述原则亦应先精加工平面再加工孔系，但在实际生产中这样安排不易于保证孔和端面相互垂直。因此，实际采用的工艺方案是先精加工支承孔系，然后以支承孔用可胀心轴定位来加工端面，这样容易保证零件图纸上规定的端面全跳动公差要求。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可以安排在粗、精加工阶段中分散进行。加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在80-90。C的含0.4%1.1%苏打及0.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于200吆。根据以上分析过程，现将解放汽车第四速及第五速变速叉加工工艺路线确定如下：工艺路线一：工艺路线工序I粗

14、铳16产mm槽，以19尸，mm孔定位.工序II粗铳16产Inm槽的两侧面，以19尸5加孔定位.工序I粗铳距19/Wmm中心12mm的两个端面，以1925m孔及16尸mm槽底为基准.工序IV16Amm槽两端15*45倒角.工序V钻钱190tw5mm孔并倒角.工序V1钻距槽（16-,mm）12mm底面M1O螺纹孔并倒角.工序Vn攻螺纹M10.工序Vn1粗铳82.2：mm孔的两端面.工序IX粗镜817mm孔.工序X精镜82.2：Imn1孔.工序X182.2rm孔1*45倒角工序刈精铳82.2；mm孔的两端面.工序Xin终检.工艺路线二：工序I粗铳16r24mm槽，以19,N5m1孔的外轮廓为粗基准定

15、位,选用XA6132型万能升降台铳床及专用夹具.工序粗铳16r4mn槽的两侧面，以19045mm孔的外轮廓以及距槽底32mm的面为基准,选用XA6132型万能升降台铳床及专用夹具.工序In粗铳中19产5m孔上端两端面，以19A$mm孔定位,选用XA6132型万能升降台铳床及专用夹具.工序IV16cJ024n槽1.5*45倒角，选用C620-1车床及专用夹具.工序V钻钱19泮5m孔并倒角.以19r045mm孔及端面定位，选用Z5U9立式钻床及专用夹具.工序V1钻距槽（161mm）12m底面MIO螺纹孔并倒角.以19（T，廊孔及16024mm槽底定位,选用Z5119立式钻床及专用夹具.工序Vn攻螺纹M1O.工序W1粗铳82.21mm孔的两端面.以19045m孔定位,选用XA6132型万能升降台铳床及专用夹具.工序IX粗锋81.7；Imm孔.以19产,加孔及距中心线63.7mm的面为基准,选用T740双面卧式金刚镶床及专用夹具.工序X精镇中82.2fmm孔以19廿O4mm孔及距中心线63.7n11的面为基准,选