副變速撥叉課程設(shè)計說明書

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1、 目錄 零件分析 1 一、零件的作用 1 二、零件的工藝分析 1 （一）、確定毛坯 1 （二）、主要尺寸精度和形位公差 1 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 2 一、確定毛坯 2 （一）、確定毛坯種類： 2 二、工藝規(guī)程設(shè)計 2 （一）、選擇定位基準(zhǔn)： 2 （二）、制定工藝路線 3 三、加工余量，工序尺寸及公差的確定 4 （一）、各個工序加工余量，精度等級 4 （二）、確定切屑用量及時間定額 5 夾具設(shè)

2、計 11 一、 定位方案 11 二、 對刀裝置 12 三、 使用方法 12 總結(jié) 12 參考文獻 13 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計 零件分析 一、零件的作用 副變速撥叉應(yīng)用在副變速箱的換檔機構(gòu)中，撥叉頭孔套早變速叉軸上。撥叉 腳則夾在雙聯(lián)變換齒輪的槽中。 當(dāng)需要變速時， 操縱變速桿， 變換操縱機構(gòu)就通過撥叉頭部的操縱 槽帶動撥叉與變速叉軸一起在變速箱中滑移，撥插腳撥動雙聯(lián)變換齒輪在花鍵上滑動一改變檔位， 從而改變速度。 該撥叉變速時要承受彎曲應(yīng)力和沖擊載荷的作

3、用， 因此該零件具有足夠的強度和剛度以及韌性， 以適應(yīng)撥叉的工作條件。該撥叉形狀特殊，結(jié)構(gòu)簡單。為實現(xiàn)變速的功能，其叉軸孔與變速叉軸有配合要求， 因此加工精度要求較高。 叉腳兩端面在工作中需要承受沖擊 載荷，為增強起耐磨性，該表面要求高頻淬火處理，硬度為 48—58HRC。撥叉頭兩端面和叉腳兩端面在軸方向上均高于相鄰表面， 這樣既減少了加工表面又提高了變速時叉腳端面的接觸剛度。 該零件除了主加工表面外， 其余的表面加工精度均較低，不需要高精度的機床加工， 通過銑削、鉆床的粗加工就可以達到加工要求。 二、零件的工藝分析 （一）、確定毛坯

4、 零件材料為 KTH-10，考慮到零件在加工工程中所受沖擊力不大，并且為中 批量生產(chǎn)，因此，選擇金屬模砂型鑄造毛坯。 鑄件要求不能有砂眼、疏孔等缺陷，以保證零件的強度、硬度和剛度，使其 在外力作用下不至于發(fā)生意外事故。 （二）、主要尺寸精度和形位公差 （ 1）Φ 24 的圓柱 1 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計 （ 2）Φ 14 的孔的尺寸精度為 H9（+0.043 0 ），內(nèi)表面粗糙度為 3.2 ，其中心軸線的基準(zhǔn)線偏差為Φ 0.025 （ 3）兩叉頭同側(cè)的表

5、面粗糙度為 6.3 （ 4）零件圖中 14H13（ +0.27 0 ）凹槽表面粗糙度為 12.5 （ 5）叉腳端面 40H(-0.12 -0.24) 表面粗糙度為 12.5 。 零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 一、確定毛坯 （一），確定毛坯種類： 零件材料為 KTH350-10,考慮到零件在加工過程中所受沖擊力不大并且為中 批量生產(chǎn)，所以，選擇金屬模機械砂型鑄造毛坯。查表，選用鑄件尺寸公差等級 為 CT10。保證的尺寸公差在 1-3mm。副變速撥叉毛坯圖見附件一， 零件圖見附

6、件二。 二、工藝規(guī)程設(shè)計 （一）、選擇定位基準(zhǔn)： （ 1）：粗基準(zhǔn)選擇： 以零件的左端面為主要粗基準(zhǔn)， 以零件的左端面外圓為輔助粗基準(zhǔn)。 （ 2）：精基準(zhǔn)選擇：根據(jù)精基準(zhǔn)的選擇原則“基準(zhǔn)統(tǒng)一原則”以及考慮到工件的 裝夾與加工方便， 選用加工后的左端面為主要精基準(zhǔn)， 以零件的左端面外圓為輔助精基準(zhǔn)。 2 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計 （二）、制定工藝路線 考慮到零件的幾何形狀， 尺寸精度以及位置精度等技術(shù)要求， 以及加工時的 經(jīng)

7、濟性，盡量使工序能夠集中起來。零件的加工方法及工藝路線如下： 方案一： 工序一：先鑄件回火 工序二：以Φ 24 外端面為粗定位基準(zhǔn)，粗銑撥叉左右兩端面；用成型刀銑左右兩端面 工序三：以Φ 24 外端面為基準(zhǔn)，銑叉腳右端面；倒角 工序四：以Φ 24 外端面為基準(zhǔn)，鉆，擴，鉸孔 Φ14mm 孔 工序五：以叉腳右端面為精基準(zhǔn)，銑叉腳左端面，倒角；銑 14H13（ 0 0.27 ） 槽 工序六：以叉腳右端面為精基準(zhǔn)，鉆Φ 8.70 0.1 孔 工序七：去毛刺 工序八：終檢 方案二： 工序 1：銑 24 右端面，以 24

8、 左端面為粗基準(zhǔn)，采用立式銑床加專用夾具。 工序 2: 鉆，鉸 14 孔，以 24 右端面以及 24 外圓為基準(zhǔn)，采用立式鉆床以及專 用夾具。 工序 3：銑 24 左端面，以及銑兩叉頭左側(cè)及右側(cè)，以 24 右端面為定位基準(zhǔn)， 采用立式銑床及專用夾具。 工序 4：銑兩叉頭內(nèi)側(cè)，以 14 孔中心為定位基準(zhǔn)，采用臥式銑床及專用夾具。 工序 5：銑槽，以 24 孔表面為定位基面，采用臥式銑床及專用夾具。 工序 6：鉆，鉸 8.7 孔，以 24 孔表面為定位基面，采用立式鉆床及專用夾具。 工序 7：去毛刺。 工序 8：

9、終檢。 通過比較，方案一的加工精度和加工順序都沒有方案二好，因此，將加工 工藝路線確定為 : 方案二 工序 1：銑 24 右端面，以 24 左端面為粗基準(zhǔn)，采用立式銑床加專用夾具。 3 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計 工序 2: 鉆，鉸 14 孔，以 24 右端面以及 24 外圓為基準(zhǔn)，采用立式鉆床以及專 用夾具。 工序 3：銑 24 左端面，以及銑兩叉頭左側(cè)及右側(cè)，以 24 右端面為定位基準(zhǔn)， 采用立式銑床及專用夾具。 工序 4：銑兩叉頭內(nèi)側(cè)，以 14 孔中心為定位基準(zhǔn)，采用臥式銑床

10、及專用夾具。 工序 5：銑槽，以 24 孔表面為定位基面，采用臥式銑床及專用夾具。 工序 6：鉆，鉸 8.7 孔，以 24 孔表面為定位基面，采用立式鉆床及專用夾具。 工序 7：去毛刺。 工序 8：終檢。 三、加工余量，工序尺寸及公差的確定 （一）、各個工序加工余量，精度等級 序 加工表面 加工內(nèi) 加工余 精度等 工序尺 表面粗 工序余 號 容 量（ mm） 級（ CT） 寸（ mm） 糙度 量（ mm） 1 24 右端面 粗銑 3.2 12 73.2 25 0

11、 2 兩叉頭右側(cè) 粗銑 4.6 12 10.6 6.3 0 3 14 孔 鉆， 12, 11 12 2 鉸 2 7 14 3.2 0 4 24 左端面 粗銑 3.2 12 70 25 0 5 兩叉頭左側(cè) 粗銑 4.6 12 6 6.3 0 6 兩叉頭內(nèi)側(cè) 粗銑 6 12 40 12.5 0 7 槽 粗銑 2.2 10 14 12.5 0 8 8.7 孔 鉆 7 10 7 1.7 鉸 1.7 10 8.7 25 0

12、 4 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計 （二）、確定切屑用量及時間定額 1、銑 24 端面以及兩叉頭左側(cè) （ 1）、加工條件：被加工材料 KTH350-10 其最小抗拉強度為 330MPa，最低延伸率為 10 的黑心可鍛鑄鐵。零件大小為 x=70mm，y=85mm。 （ 2）、加工要求：銑 24 右端面，加工余量為 3.2mm。 （ 3）、刀具選擇：選擇硬質(zhì)合金端銑刀 YG8，根據(jù) a p 4 ， ae 60 ，選取銑刀直 徑 D=40mm，d=16mm，齒數(shù) 12。在 0.15

13、 ～ 0.3mm/z 之間。 （ 4）、切屑深度 : 因為加工余量較小，一次走刀即可完成。即被吃刀量為 2mm。 （ 5）、選用銑床：查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表 4.2-35 ，選用 X51 立式 銑床，同時查得主軸轉(zhuǎn)速： 100r .min 1 電動機功率： 4.5kw。 （ 6）、確定切屑速度和工作臺每分鐘進給量 f Mz 。查《切削用量簡明手冊》 表 3.27 中公式計算 vc C vd0 qv kv 查表 m a p xv f z yv u p T ae v z v

14、 cv 548, kv 1,T 120 min, m 0.33, ap 2, xv 0.17 yv 0.32, ae 2, uv ， q ， 0 0.22 v 0.22 p v vc 74.8m/min （ 7）、工時定額的確定 完成零件加工的一個工序的時間定額公式： Td Tj T f Tb Tx Tz / N 其中 Td - 單件時間定

15、額； Tj - 基本時間 ； Tf - 輔助時間； Tb - 布置工作時間； Tx - 休息及生 理需要時間； Tz - 準(zhǔn)備與終結(jié)時間； N-一批零件的數(shù)量。 基本時間： Tj ll1 l2 i ; l1 ae (d ae ) 2; l 2 3 計算可得 Tj 0.4 min . f Mz 輔助時間： Tf =0.2 Tj =0.08min. 布置工作時間： Tb =0.05 0.48=0.024min. 休息及生理需要時間 Tz =0.03 0.48 0.02min 5 機械制造工藝

16、學(xué)課程設(shè)計 準(zhǔn)備與終結(jié)時間在中批量生產(chǎn)中可以忽視。 工時定額 T=0.53min 2、 加工 14孔 （ 1）、加工條件：被加工材料 KTH350-10 其最小抗拉強度為 330MPa，最低延伸率為 10 的黑心可鍛鑄鐵，孔直徑為 14mm。鉆孔至 12mm，擴孔至 13.8mm，精鉸至 14mm。 （ 2）、選擇刀具：鉆孔時，高速鋼，鉆頭直徑 12mm，鉸孔時， YG8，鉆頭直徑為 14mm。進給量 f cv d0 zv kv 查《切削用量簡明手冊》 0.3mm/ r ，切削速度 vc x f Tma p yv

17、 表 2.30 算得 vc 12.1m / min 。 （ 3）、選用鉆床：查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表 4.2-14 ，選用立式鉆床 Z525。主軸最大行程 175mm，主軸轉(zhuǎn)速 97r/min ，主軸最大轉(zhuǎn)矩 245.25N，功率 2.8kw 。 （ 4）、時間定額的確定 完成零件加工的一個工序的時間定額公式： Td Tj T f Tb Tx Tz / N 其中 Td - 單件時間定額； Tj - 基本時間 ； Tf - 輔助時間； Tb - 布置工作時間； Tx - 休

18、息及生 理需要時間； Tz - 準(zhǔn)備與終結(jié)時間； N-一批零件的數(shù)量。 鉆孔的基本時間： T j L ll1 l2 ; l1 D cot kr 2;l 2 3 ；計算可得：Tj 3.8min fn fn 2 輔助時間： Tf =0.2 Tj =0.76min. 布置工作時間： Tb =0.05*3.8=0.19min. 休息及生理需要時間 Tz =0.03*3.8 0.11min 準(zhǔn)備與終結(jié)時間在中批量生產(chǎn)中可以忽視。 工時定額 Td Tj Tf Tb Tx Tz

19、 / N 4.86min 鉸孔的基本時間：： Tj L l l1 l 2 ;l1 D d1 cot kr 2;l 2 3 ；計算可得： fn fn 2 6 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計 Tj 4.9 min 輔助時間： Tf =0.2 Tj =0.98min. 布置工作時間： Tb =0.05*4.9=0.25min. 休息及生理需要時間 Tz =0.03*4.9 0.15min 準(zhǔn)備與終結(jié)時間在中批量生產(chǎn)中可以忽視。 工時定額 Td Tj Tf Tb T

20、x Tz / N 6.28min 加工 14 孔所用的額定工時為： T=17.6min 3、加工 8.7 孔 （ 1）、加工條件：被加工材料 KTH350-10 其最小抗拉強度為 330MPa，最低延伸率為 10 的黑心可鍛鑄鐵，孔直徑為 8.7mm。鉆孔至 7mm，精鉸至 8.7mm。 （ 2）、選擇刀具：鉆孔時，高速鋼，鉆頭直徑 7mm，擴孔時，高速鋼，鉆頭直徑 8mm，鉸孔時， YG8，鉆頭直徑為 8.7mm。進給量 f 0.3mm / r ，切削速度 vc cv d0 zv kv 查《切削用量簡明手冊》表 2.30

21、 算得 vc 12.1m / min 擴孔時， x y Tma p f v 高速鋼，鉆頭直徑 8mm， （ 3）、選用鉆床：查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表4.2-14 ，選用立式鉆床 Z525。主軸最大行程 175mm，主軸轉(zhuǎn)速 97r/min ，主軸最大轉(zhuǎn)矩 245.25N，功率 2.8kw 。 （ 4）、時間定額的確定 完成零件加工的一個工序的時間定額公式： Td Tj T f Tb Tx Tz / N 其中 Td - 單件時間定額； Tj - 基本時間

22、 ； Tf - 輔助時間； Tb - 布置工作時間； Tx - 休息及生 理需要時間； Tz - 準(zhǔn)備與終結(jié)時間； N-一批零件的數(shù)量。 鉆孔的基本時間： T j L ll1 l2 ; l1 D cot kr 2;l 2 3 ；計算可得：Tj 2.3min fn fn 2 輔助時間： Tf =0.2 Tj =0.46min. 7 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計 布置工作時間： Tb =0.05*2.3=0.12min. 休息及生理需要時間 Tz =0.03*2.3=0

23、.07min 準(zhǔn)備與終結(jié)時間在中批量生產(chǎn)中可以忽視。 工時定額 Td Tj Tf Tb Tx Tz / N 2.95min 鉸孔的基本時間： Tj L l l1 l 2 ;l1 D d1 cot kr 2;l 2 3 ；計算可得： fn fn 2 Tj 4.6 min 輔助時間： Tf =0.2 Tj =0.92min. 布置工作時間： Tb =0.05 4.6=0.23min. 休息及生理需要時間 Tz =0.03 4.6 0.14min 準(zhǔn)備與終結(jié)時間在中

24、批量生產(chǎn)中可以忽視。 工時定額 Td Tj Tf Tb Tx Tz / N 5.9min 加工 14 孔所用的額定工時為： T=12.95min 4、銑槽 （ 1）、加工情況：銑槽寬：14mm，槽長度：19mm，槽深度 16mm。被加工材料 KTH350-10 其最小抗拉強度為 350MPa，最低延伸率為 10 的黑心可鍛鑄鐵。 （ 2）、選用刀具：高速鋼三面刃銑刀。銑刀直徑為 125mm，寬度 14mm，齒數(shù) 20 （ 3）、選機床：查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表 4.2-38 ，選用 X62型臥式 銑床。機床功率為 7.5kw。

25、每齒進給量為 0.06-0.1mm/z 。取 f=0.08mm/z。確定 切屑速度和工作臺每分鐘進給量 f Mz 。查《切削用量簡明手冊》 表 3.27 中公式計 算 vc Cvd0 qv p kv 式中， m xv yz u T ap f z ae v z v Cv 63.4.qv 0.25, xv 0.1, yv 0.2, uv 0.15 pv 0.1, m 0.2, T 120min, a p 16mm, fz 0.08mm / z, ae 14mm, z 20, d

26、125mm,kv 1.0 計算得 v 25.4m/min n 1000 25.4 64.68r / min 125 8 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計 根據(jù) X62 型臥式銑床工作臺進給表（ 4.2-39 ），選擇 n=60r/min=1r/s ，則實際的 切削速度 v=0.36m/s ，工作臺每分鐘進給量為： fMz 0.08 20 60 96mm/ min 根據(jù) X62 型臥式銑床工作臺進給表（ 4.2-

27、40 ），選擇 fMz 75mm / min 。則實際的 每齒進給量為 fz 75 20 0.063mm/ z 60 （ 4）、工時定額的確定 完成零件加工的一個工序的時間定額公式： Td Tj T f Tb Tx Tz / N 其中 Td - 單件時間定額； Tj - 基本時間 ； Tf - 輔助時間； Tb - 布置工作時間； Tx - 休息及生 理需要時間； Tz - 準(zhǔn)備與終結(jié)時間； N-一批零件的數(shù)量。 基本時間： Tj ll1 l2 i ; l1 ae (d

28、 ae ) 2; l 2 3 計算可得 Tj 0.7 min 42s . f Mz 輔助時間： Tf =0.2 Tj =0.14min. 布置工作時間： Tb =0.05 0.7=0.35min. 休息及生理需要時間 Tz =0.03 0.7 0.021min 準(zhǔn)備與終結(jié)時間在中批量生產(chǎn)中可以忽視。 工時定額 T=1.211min=72.66s 5、 銑兩叉頭內(nèi)側(cè) （ 1）、加工情況：兩叉頭內(nèi)側(cè)寬： 40mm，長度： 6mm，深度 18mm。被加工材料 KTH350-10 其最小抗拉強度為 350MPa，最低延伸

29、率為 10 的黑心可鍛鑄鐵。 （ 2）、選用刀具：高速鋼三面刃銑刀。銑刀直徑為 125mm，寬度 40mm，齒數(shù) 20 （ 3）、選機床：查《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》表 4.2-38 ，選用 X62型臥式 銑床。機床功率為 7.5kw。每齒進給量為 0.06-0.1mm/z 。取 f=0.08mm/z。確定 切屑速度和工作臺每分鐘進給量 f Mz 。查《切削用量簡明手冊》 表 3.27 中公式計 算 vc Cvd0qv kv 式中， T m ap xv f zyz aeuv z pv 9 機械制造工

30、藝學(xué)課程設(shè)計 Cv 63.4.qv 0.25, xv 0.1, yv 0.2, uv 0.15 pv 0.1, m 0.2, T 120min, a p 18mm, f z 0.08mm/ z, ae 40mm, z 20, d 125mm, kv 1.0 計算得 v 25.4m/min n 1000 25.4 125 64.68r / min 根據(jù) X62 型臥式銑床工作臺進給表（ 4.2-39 ），選擇 n=60r/

31、min=1r/s ，則實際的 切削速度 v=0.36m/s ，工作臺每分鐘進給量為： fMz 0.08 20 60 96mm/ min 根據(jù) X62 型臥式銑床工作臺進給表（ 4.2-40 ），選擇 fMz 75mm / min 。則實際的 每齒進給量為 fz 75 20 0.063mm/ z 60 （ 4）、工時定額的確定 完成零件加工的一個工序的時間定額公式： Td Tj T f Tb Tx Tz / N

32、其中 Td - 單件時間定額； Tj - 基本時間 ； Tf - 輔助時間； Tb - 布置工作時間； Tx - 休息及生 理需要時間； Tz - 準(zhǔn)備與終結(jié)時間； N-一批零件的數(shù)量。 Tj l l1 l2 i ; l1 ae (d ae ) 2; l 2 3 基本時間： f Mz 計算可得 Tj 0.7 min 42s . 輔助時間： Tf =0.2 Tj =0.14min. 布置工作時間： Tb =0.05 0.7=0.35min. 休息及生理需要時間 Tz =0.03 0.7 0

33、.021min 準(zhǔn)備與終結(jié)時間在中批量生產(chǎn)中可以忽視。 工時定額 T=1.211min=72.66s 10 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計 夾具設(shè)計 一、定位方案 本夾具是在工序 4 用臥式銑床銑兩叉頭兩個側(cè)面。 工件以已加工的孔軸及其 端面定位，限制四個自由度，以螺釘壓板限制二個自由度，實現(xiàn)完全定位。據(jù)生 產(chǎn)要求，通過手動夾緊就可以滿足要求，用螺釘壓板夾緊工件。 所設(shè)計的夾具 裝配圖如圖所示：

34、 11 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計 一、對刀裝置 采用直角對刀塊（ JB/T8031

35、.3-1999) 及平面塞尺 (JB/T8032.1-1999) 對刀。 對刀塊用螺釘固定在夾具上， 定位銷可以作上下調(diào)節(jié)以適應(yīng)不同形狀尺寸的零件 的安裝，實現(xiàn)成組加工。 二、使用方法 安裝工件時， 先將螺釘壓板 4 轉(zhuǎn)開，把工件從夾具前方放入夾具， 并使各定 位表面靠緊各自的定位元件。然后擰緊夾緊螺母，即可進行加工。 總結(jié) 為期兩周的夾具課程設(shè)計已經(jīng)結(jié)束， 課程設(shè)計作為 《機械制造工藝學(xué)》 課程的重要環(huán)節(jié)， 使理論與實踐更加接近， 加深了理論知識的理解， 強化了生產(chǎn)實習(xí)中的感性認識。 本次課程設(shè)計主要經(jīng)歷了兩個

36、階段： 第一階段是機械加工工藝規(guī)程設(shè)計， 第二階段是專用夾具設(shè)計。 第一階段我們運用了基準(zhǔn)選擇、 切削用量選擇計算、 機床選用、時間定額計算等方面的知識； 第二階段運用了工件定位、 夾緊機構(gòu)及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面的知識。 通過此次設(shè)計，使我們基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。 總的來說，這次設(shè)計，使我們在基本理論的綜合運用及正確解決實際問題等 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)計的能力， 為 12 13 再次感謝在這次課程設(shè)計中何彪老師給予的指導(dǎo)和幫助。 參考文獻 機械制造工藝學(xué)課程設(shè)計 以后的設(shè)計工作打下了較好的基礎(chǔ)。 《機械制工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書》 ---------- 趙家齊 編 《金屬機械制加工工藝人員手冊》 ---------- 趙如福 編 《機床夾具設(shè)計手冊》 -------- 東北重型機械學(xué)院、 洛陽工學(xué)院、 第一汽車制造 廠職工大學(xué)編 《機械制造工藝學(xué)》 ----------- 《機械制圖》 -----------------  王先逵主編 王蘭美主編