變速器換擋叉加工工藝及夾具設計畢業(yè)設計

I變速器換擋叉加工工藝及夾具設計變速器換擋叉加工工藝及夾具設計摘要：摘要：變速器換檔叉位于主軸箱。主要作用是傳遞扭矩，使變速器獲得換檔的動力。優(yōu)點是可以從一種速度直接變到另一種速度,而不需要經過中間的一系列,因此變速很方便;其缺點是比較復雜。本課題根據調查研究所提供的數據和有關技術資料，運用機械制造技術理論等相關專業(yè)知識對變速器換擋叉零件的作用和工藝進行了分析和計算，并對該換擋叉的加工工藝以及其夾具進行了優(yōu)化設計。本論文制定了變速器換擋叉的工藝規(guī)程方案，擬定了夾具設計方案并完成了其第五工序的夾具結構設計。最后通過使用 AUTOCAD 繪制裝配圖和零部件圖，用 PRO/E 進行實體建模，生成能夠用于實際生產的工程圖紙，保證了加工質量的高效、省力、經濟合理。關鍵詞：關鍵詞：換檔叉；工藝規(guī)程；夾具；PRO/E 實體建模 Design of the Process and Fixture for the Transmission Shift ForkAbstract: The transmission shift fork mounted on the spindle box. Main role is to transfer torque to shift the power transmission gain. Advantage is a direct change from one speed to another speed, without the need to go through the middle of the series, so speed is very convenient; the drawback is more complicated.Studies and surveys provide data and technical information of this subject, the use of the expertise of the mechanical manufacturing technology theory analysis and calculation of the transmission shift fork part of the role and process, and the shift fork process and its the fixture has been optimized.This thesis is to develop a program of technical rules for the transmission shift fork to develop a fixture design, and completed its fifth process of fixture structure design. Finally, by using the assembly drawing and parts diagram in AUTOCAD, PRO / E solid modeling, engineering drawings generated can be used for actual production, to ensure efficient processing quality, effort, economical and reasonable.Key words: Shift fork ;process planning;fixture;PRO/E solid modeling 目目 錄錄III1 前言.11.1 設計的意義 .11.2 設計的目的 .11.3 設計任務和要求 .22 零件的分析.22.1 零件的作用 .22.2 零件的工藝分析 .23 工藝規(guī)程設計.53.1 確定毛坯的制造形式 .53.2 確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量 .53.3 鍛件形狀復雜系數與鍛件材質系數的確定 .53.4 鍛件分模線形狀與零件表面粗糙度 .53.5 基面的選擇 .63.6 制定工藝路線 .63.7 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸確定 .83.8 確定切削余量及基本工時 .94 夾具設計.214.1 問題的提出.214.2 夾具設計.214.3 夾具設計及操作說明.265 總結.28致 謝.30參 考 文 獻.31附錄:變速器換擋叉機械加工工序卡.32 1變速器換擋叉加工工藝及夾具設計變速器換擋叉加工工藝及夾具設計1 1 前言前言1.1 設計的意義畢業(yè)設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學的基礎理論和專業(yè)理論知識，獨立解決零件工藝和夾具設計問題的能力一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。機械加工工藝是實現產品設計，保證產品質量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進行生產準備，計劃調度、加工操作、生產安全、技術檢測和健全勞動組織的重要依據，也是企業(yè)上品種、上質量、上水平，加速產品更新，提高經濟效益的技術保證。同時夾具作為機械制造系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分，在保證工件加工精度、提高勞動生產率、擴大機床適用范圍、改善操作者勞動條件、降低成本都具有十分突出的貢獻。隨著信息化時代的來臨，出現了更加精密、復合、智能、環(huán)保的機床，企業(yè)對零件的加工工藝及夾具設計、制造提出了更高的要求。然而，在當今許多企業(yè)中，像變速器換擋叉等不規(guī)則零件的加工上依然無法滿足流水線自動化加工的水準。因此設計高精、高效、模塊組合、通用的夾具是提高工件的加工質量，加工效率，充分發(fā)揮機床的工藝性能的必然要求。1.2 設計的目的本次設計為大學四年所學基礎課程的一次綜合性設計，對于培養(yǎng)我們編制機械加工工藝規(guī)程和機床夾具設計的能力具有重要的意義。（1） 培養(yǎng)綜合運用相關專業(yè)課程（工程材料、互換性與測量技術、金屬切削及裝備等）的理論知識，結合金工實習、生產實習中學到的實踐知識，獨立的分析和解決機械加工工藝問題，初步具備設計中等復雜程度的零件的工藝規(guī)程的能力。（2） 能根據被加工零件的技術要求，運用夾具設計的基本原理和方法，學會擬定夾具設計方案，完成夾具結構設計，初步具備設計保證加工質量的高效、省力、經濟合理的專用夾具的能力。（3） 熟悉和能夠應用有關手冊、標準、圖標等技術資料，分析零件加工的技零件的分析2術要求和本企業(yè)具備的加工條件，掌握從事工藝的方法和步驟。（4） 進一步熟練機械制圖、設計計算、機構設計、和編寫技術文件等的基本技能。（5） 培養(yǎng)解決工藝問題的能力，為以后去工廠從事工藝與夾具設計打好良好基礎。1.3 設計任務和要求按照設計任務，根據調查研究所提供的數據和有關技術資料，進行以下工作：制定工藝規(guī)程方案，繪制有關圖紙（零件圖、毛坯圖、夾具零件圖、夾具裝配圖等） ，編寫技術文件等。其基本內容如下：（1）工藝規(guī)程設計。（2）繪制被加工零件毛胚圖、夾具零件圖、夾具裝配圖及相應的 PRO/E 實體圖。（3）按規(guī)定格式編制設計計算說明書。2 2 零件的分析零件的分析2.1 零件的作用題目所給定的零件是變速器換檔叉（如下圖 2-1 所示） ，它位于傳動軸的端部。主要作用是傳遞扭矩，使變速器獲得換檔的動力。該零件是以孔15.8 8F套在軸上，并用 M101-7H 螺紋孔與軸定位，換擋叉腳卡在雙聯齒輪的軸中，變速操作機構通過換擋叉頭部的操縱槽帶動換擋叉與軸一起在變速箱中滑動，換擋叉腳撥動雙聯齒輪在花鍵軸上滑動，就可實現變速功能，從而實現變速器變速。換擋叉的主要工作面為操縱槽換擋叉腳兩端面，主要配合面為孔，M101-7H 螺紋孔和換擋叉腳側面.該零件屬于特殊形狀零件，但15.8 8F復雜程度一般。由于換擋叉在工作是表面承受一定的壓力，因此，要求有一定的強度和韌度。2.2 零件的工藝分析（1）該變速器換檔叉需要加工的表面可大致分為四類： 31）15.8F8 孔；2）以15.8F8 為基準的頂端兩側面和叉口的前后兩側面；16 563）以15.8F8 為基準的其它幾個平面以及槽；4）M10 1-7H 螺紋。這幾組加工面之間有著一定的位置要求，主要是：15.8F8 mm 孔的中心線與叉口的前后兩側面的垂直度公差為 0.15mm。(2)換擋叉技術要求表 2-1 換擋叉技術要求加工表面尺寸及偏差（mm）公差及精度等級表面粗糙度 Ra形位公差（mm）叉腳兩端面015. 09 . 5IT126.3叉口兩內側面1 . 0051IT126.315.8 內孔043. 0016. 08 .15IT83.2M10 螺紋孔M101IT7叉頭凸臺兩端面025. 065. 9IT126.3叉頭平臺外表面IT136.3叉頭平臺凸面11IT1312.5叉頭下表面IT1312.5該變速器換擋叉結構簡單，屬于典型的叉桿類零件。為實現換擋、變速的功能，其叉軸孔和變速叉軸有配合要求，因此加工精度要求高。叉腳兩端面在工作中需承受沖擊載荷，為增強耐磨性，采用局部淬火，硬度為 180HBS 左右，為保證換擋叉換擋時叉腳受力均勻，要求叉腳兩端面與孔 15.8 垂直度要求為0.15mm。換擋叉用螺釘定位，螺紋孔為 M10。綜上所述，該零件得各項技術要求制訂較合理，符合在變速箱中的功用。（3）審查換擋叉的工藝性分析零件圖可知，該換擋叉叉腳兩端面厚度薄于連接的表面，但減少了加工面積，使用淬火處理提供局部的接觸硬度。叉腳兩端面面積相對較大，可防止加工過程中鉆頭鉆偏，保證孔的加工精度及叉腳兩端面的垂直度。其它表面零件的分析4加工精度較低，通過銑削、鉆床的粗加工就可達到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對較高，但也可以在正常得生產條件下，采用較經濟得方法保質保量地加工出來?？梢娫摿慵に囆院?。圖 2-1 變速器換擋叉實體圖圖 2-2 變速器換擋叉零件圖 53 3 工藝規(guī)程設計工藝規(guī)程設計3.1 確定毛坯的制造形式零件的材料為 35 鋼。常用的毛坯件有鑄件、鍛件、型材、沖壓件和焊接件等。考慮到零件在加工過程中經常承受交變載荷及沖擊性載荷，因此應該選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠，且零件的輪廓尺寸不大，參照文獻1表 1.3-1,可采用模鍛成型。3.2 確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量公差等級:由換擋叉的功用和技術要求，確定該零件的的公差等級為普通級。鍛件重量:已知機械加工后換擋叉的重量為 3kg，由此可初步估計機械加工前鍛件毛坯的重量為 3.5kg。3.3 鍛件形狀復雜系數與鍛件材質系數的確定（1）鍛件形狀復雜系數對換擋叉零件圖分析計算，可大概確定鍛件外輪廓包容體出該換擋叉鍛的長度、寬度和高度，即 l=136mm，b=76mm，h=72mm，=7.810-6kg/mm3由文獻2公式 2-3 可計算件的形狀復雜系數S=mt/mn=3.5/（13676727.810-6）=3.5/5.8=0.6故屬于 S 2 級。（2)鍛件材質系數由于該換擋叉材料為 35 鋼，是碳的質量分數少于 0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質系數屬 M1級。3.4 鍛件分模線形狀與零件表面粗糙度根據該換擋叉的形位特點，以對稱平分面為分模面，屬平直分模線。由零件圖可知，該換擋叉各加工表面粗糙度 Ra 均大于等于 3.2um。工藝規(guī)程設計63.5 基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇得正確和合理，可以使加工質量得到保證，生產率得以提高。否則，加工工藝過程會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產無法正常進行。(1)粗基準的選擇選擇定位粗基準是要能加工出精基準，同時要明確哪一方面的要求是主要的。粗基準的選擇應以下面的幾點為原則：a.應選能加工出精基準的毛坯表面作粗基準。b.當必須保證加工表面與不加工表面的位置和尺寸時，應選不加工的表面作為粗基準。c.要保證工件上某重要表面的余量均勻時，則應選擇該表面為定位粗基準。d.當全部表面都需要加工時，應選余量最小的表面作為基準，以保證該表面有足夠的加工余量。在銑床上加工變速器換檔叉時，以內孔作為粗基準。滿足粗基準15.8mm的選擇原則。(2)精基準的選擇精基準的選擇應從保證零件加工精度出發(fā)，同時考慮裝夾方便，夾具結構簡單。選擇時應遵循以下原則：盡量選零件的設計基準作精基準，可以避免因基準不重合引起的定位誤差，這一原則稱為“基準重合”原則。盡可能使工件各主要表面的加工，采用統(tǒng)一的定位基準，這是“基準統(tǒng)一”原則。當零件主要表面的相互位置精度要求很高時，應采用互為基準，反復加工的原則。選擇加工表面本身作為定位基準，即“自為基準” 。選擇的定位精基準，應保證工件定位準確，夾緊可靠，夾具結構簡單，操作方便3。該零件加工時，采用內孔作為精基準來加工換檔叉叉口前后兩側15.8mm面。3.6 制定工藝路線工藝路線的擬訂是制定工藝規(guī)程的關鍵，其主要任務是選擇各個表面的加工方法和加工方案，確定各個表面的加工順序和工序的組合內容，它與定位基準的選擇密切相關。制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領已確定的條件下， 7應考慮機床的夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量降低。工藝方案分析：由于零件表面精度要求較高，所以安排了粗銑和精銑?？紤]到15.8mm 孔的精度要求較高，安排為鉆并擴鉸加工。精銑時以15.8mm孔定位能保證端面與軸心的位置精度要求。(1)綜上分析，確定的加工路線方案一如下：工序 鉆并擴鉸15.8mm 孔。工序 粗銑叉口 19 5.9 兩內側面。工序 粗銑 16 56 兩側面。工序 粗銑叉口前后兩側面及 R105mm 的叉部端面。工序 粗銑 14.2 槽及 16.5 42.9 面及 16.5 14.5 面及 11 9.65 面。工序 精銑叉口 19 5.9 兩內側面。 工序 精銑 16 56 兩側面。工序 精銑叉口前后兩側面及 R105mm 的叉部端面。工序 精銑 16.542.9 面。工序 鉆螺紋底孔 M10mm 及攻 M10 1-7H 螺紋。工序 倒角并檢查。以上工藝過程詳見“機械加工工藝過程綜合卡片” 。(2)工藝路線方案二為：工序 粗銑叉口 195.9 兩內側面。工序 鉆并擴鉸15.8mm 孔。工序 粗銑 16 56 兩側面。工序 粗銑叉口前后兩側面及 R105mm 的叉部端面。工序 粗銑 14.2 槽及 16.542.9 面及 16.514.5 面及 119.65 面。工序 精銑叉口 19 5.9 兩內側面。工序 精銑 16 56 兩側面。工序 精銑叉口前后兩側面及 R105mm 的叉部端面。 工序 精銑 16.542.9 面。工序 鉆螺紋底孔 M10mm 及攻 M10 1-7H 螺紋。工藝規(guī)程設計8工序 倒角并檢查。(3)工藝方案的比較與分析：上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是先將定位孔加工出來以便于其他面的加工；方案二則先將叉口內側面加工出來，然后再加工其它平面，而且為了節(jié)省裝卸時間將一些粗精加工放在了一個工序中。兩相比較可以看出，先加工孔再加工其它平面可以更好的保證各個平面的位置及方向誤差，而且需要把粗精加工分開才能保證零件的粗糙度。因此決定用方案一進行加工。3.7 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸確定變速器換檔叉”零件為 35 鋼，硬度 180-201HBS，采用在鍛錘上合模模煅毛坯。根據上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：（1）15.8F8 內孔毛坯為實心，不沖出孔。內孔精度要求 IT7，查閱文獻1表 2.3-8 確定孔的加工余量分配：鉆孔：15擴鉆：15.5 2Z=0.5粗鉸：15.7 2Z=0.1精鉸： 2Z=0.10.0430.01615.8（2）叉口兩內側面及 R105mm 的叉部端面。由于兩內側面對于 R28.5 中心線有平行度等位置要求，所以可以將其看作內孔來確定加工余量，即的孔。毛坯為實心，已經有孔，精度要求為0.1051IT8，參照文獻1表 2-3.9 確定加工余量分配：為簡化模煅毛坯的外形，先直接取叉口尺寸為 46.5。表面粗糙度要求，因而需要精銑，此時粗銑6.3zRm時單邊余量 z=2.0，精銑時時單邊余量 z=0.25。對于 R105mm 的叉部端面，選取粗銑時 z=2.0，精銑時 z=0.2。（3）16 56 兩側面由于是在臥式銑床上兩把刀同時銑，所以可以把兩側面的余量用雙邊余量 9來計算?，F毛坯長度方向直接取 11。表面粗糙度為，需要精銑，此6.3zRm時粗銑單邊余量為 z=2.0-0.2=1.8，精銑時單邊余量 z=0.2。（4）叉口前后兩側面 該端面的表面粗糙度要求，所以先粗銑再精銑。查文獻4中的表6.3zRm4-1 查得煅件尺寸公等級 CT 分為 7-9 級，選用 8 級。此時粗銑單邊余量為z=2.0mm，精銑時單邊余量 z=0.2。（5）14.2 槽、16.542.9 面、16.514.5 面及 11 9.65 面同理，因為它們的粗糙度要求均為，所以只需進行粗銑。此時粗12.5zRm銑單邊余量 Z=2。圖 3-1 變速器換擋叉毛坯圖3.8 確定切削余量及基本工時工序：鉆、擴及鉸鉆15.8F8 孔，本工序采用計算法確定切削用量。加工條件工件材料：35 鋼正火，、模鍛。0.55bGPa工藝規(guī)程設計10加工要求：鉆、擴及鉸鉆15.8F8 孔，。3.2zRm刀具：查閱文獻5，根據表 2-125，選擇麻花鉆、擴孔鉆15mm、鉸刀。15.5mm計算切削用量（1）鉆孔15mm1）進給量:根據文獻7表 2.7，當鋼的，時，=f800bMPa015dmmf，由于本零件在加工15.8孔時，屬于低剛度零件，故進0.29 0.37/mm r給量應乘系數 0.75，則=（） 0.75=f0.29 0.370.22 0.28/mm r根據機床說明書，現取=0.20f/mm r2）切削速度：根據文獻7表 2.13 及表 2.14，查得切削速度。18/minvm3）主軸轉速：10001000 18382 / min15swvnrd根據機床說明書（見文獻1表 4.2-2） ，與相近的機床轉速為382 /minr380，故實際切削速度為：/minr15.8 38018.85/ min10001000wwdnvm4）切削工時：按文獻1表 6.2-51243,9,3lmm lmm lmm1242 10.92min300 0.2mwllltn f（2）擴孔15.5mm1）進給量:根據文獻7表 2.10，當鋼的，f800bMPa時，=，由于本零件在加工15.8孔時，屬于015.8dmmf0.6 0.9/mm r低剛度零件，故進給量應乘系數 0.75，則 11=f(0.6 0.9) 0.750.45 0.675/mm r按機床說明書，取=0.50f/mm r2）切削速度:擴孔鉆擴孔的切削速度,根據文獻1表 28-2 確定為V=0.4V 鉆其中 V 鉆為用鉆頭鉆同樣尺寸的實心孔時的切削速度.故0.4 18.857.54/ minvm3）主軸轉速:10001000 7.54154.9 / min15.5swvnrd根據機床說明書（見文獻1表 4.2-2）,選取198 / minwnr4）機動工時：1243,3,3lmm lmm lmm12143330.5min198 0.5wllltn f （3）粗鉸孔15.7mm1）進給量：f 根據文獻1表 2.10，鉸孔時的進給量和切削速度為鉆孔時的，所1132以110.20.07/33zffmm r1118.856.28/33zvvmm r10001000 6.28126.6 / min3.14 15.7swvnrd2)切削速度：查閱文獻1表 4.2-2，選取工藝規(guī)程設計12198 / minwnr所以實際切削速度為：3.14 15.7 1989.76/ min10001000wwd nvm3)切削工時:1243,3,4lmm lmm lmm12143343.61min198 0.07wllltn f （4）精鉸孔15.8mm因為與粗鉸時共用一把刀，利用其機床對工件作粗、精鉸孔，所以切削用量及工時均與粗鉸相同。110.20.07/33zffmm r3.14 15.7 1989.76/ min10001000wwd nvm198 / minwnr12143343.61min198 0.07wllltn f 工序：粗銑叉口 195.9 兩內側面，保證尺寸0.1050.5mm進給量：由文獻1表 3.1-29 查得采用硬質合金立銑刀,齒數，。5z 40d 由文獻6表 5-5 得硬質合金立銑刀每齒進給量 f 為，由手冊得 f 取0.15 0.300.15mm/z。銑削速度：由文獻6表 5-6 得硬質合金立銑刀切削速度為m/min, 由手45 90冊得 V 取 60m/min.主軸轉速：10001000 60477.7 / min3.14 40swvnrd查閱文獻1表 4.2-39，取 nw=490r/min，故實際切削速度為：3.14 40 49061.54/ min10001000wwd nvm切削工時: 13 行程1250lllmm 當 nw=490r/min 時，工作臺的每分鐘進給量:0.15 5 490367.5/ minmzwffznmm 查閱文獻1表 4.2-40，取320/ minmfmm故有：12500.16min320mmllltf工序 粗銑 16 56 兩側面；保證尺寸；00.2510.05進給量：根據文獻7表 3.3 得:0.08/zfmm z切削速度：參考有關手冊，確定 v=0.35/s，即 21m/min。主軸轉速：采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=40mm，齒數 z=18，。則1510001000 21167 / min3.14 40swvnrd查閱文獻1表 4.2-39，取 nw=160r/min，故實際切削速度為：3.14 40 16020.1/ min10001000wwd nvm當 nw=160r/min 時，工作臺的每分鐘進給量 fm應為0.08 18 160230.4/ minmzwffznmm 查閱文獻1表 4.2-30，有 fm=230與該值接近，故選用 230/minmm。/minmm切削工時：行程1270lllmm 12700.30min230mmllltf工序 粗銑叉口前后兩側面及 R105mm 的叉部端面，保證尺寸。00.196.3（1）粗銑叉口前后兩側面進給量：根據文獻7表 3.3 得 0.08/zfmm z工藝規(guī)程設計14切削速度：參考有關手冊，確定 v=0.45/s，即 27m/min。采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=225mm，齒數 z=20，。則1510001000 2738 / min3.14 225swvnrd查閱文獻1表 4.2-39，取 nw=37.5r/min，故實際切削速度為：3.14 225 37.526.5/ min10001000wwd nvm當 nw=37.5r/min 時，工作臺的每分鐘進給量 fm應為0.08 20 37.560/ minmzwffznmm 查閱文獻1表 4.2-40，剛好有 fm=60，故可直接選用該值。/minmm切削工時：行程1255lllmm 則機動工時為123550.93min60mmllltf（2）粗銑 R105mm 的叉部端面進給量：根據文獻7表 3.3 得 0.08/zfmm z切削速度：參考有關手冊，確定 v=0.45m/s，即 27m/min。采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀 dw=225mm ,齒數 Z=20.則 10001000 2738 / min3.14 225swvnrd查閱文獻1表 4.2-39，取 nw=37.5r/min故實際切削速度為：3.14 225 37.526.5/ min10001000wwd nvm取 nw=37.5r/min 時,工作臺的每分鐘進給量 fm 應為0.08 20 37.560/ minmzwffznmm 查閱文獻1表 4.2-40，剛好有 fm=60，故可直接選用該值。/minmm切削工時：tm=2.53minfmlll2160276工序 粗銑 14.2 槽及 16.5 42.9 面及 16.5 14.5 面及 11 9.65 面 15(1)粗銑 14.2 槽進給量：根據機床說明書取 fz=0.08mm/z 切削速度：參考有關手冊，確定 v=0.45m/s 即 27m/min ,采用粗齒錐柄立銑刀，dw=14mm 莫氏錐度號數 2,齒數 Z=3 則10001000 27614 / min3.14 14swvnrd查閱文獻1表 4.2-39，取 nw=600r/min。故實際切削速度為：3.14 14 60026.38/ min10001000wwd nvm當 nw=600r/min 時，工作臺的每分鐘進給量 fm 為0.08 3 600144/ minmzwffznmm 查閱文獻1表 4.2-30，選用 fm=150m/min切削工時：參考文獻9表 9.4-31121.650.144min150wmmlltf（2）銑面16.5 42.9進給量：根據文獻7表 3.3 得 0.08/zfmm z切削速度：參考有關手冊，確定 v=0.35m/s，即 21m/min。采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=40mm，齒數 z=18。則10001000 21167 / min3.14 40swvnrd查閱文獻1表 4.2-39，取 nw=160r/min。故實際切削速度為：3.14 40 16020.1/ min10001000wwd nvm當 nw=160r/min 時，工作臺的每分鐘進給量 fm應為：0.08 18 160230.4/ minmzwffznmm 查閱文獻1表 4.2-40，有 fm=230與該值接近，故選用 230/minmm。/minmm切削工時：行程1255lllmm 工藝規(guī)程設計16550.25min230mt （3）粗銑 16.5 14.5 面進給量：根據文獻7表 3.3 得 0.08/zfmm z切削速度：參考有關手冊，確定 v=0.25m/s，即 15m/min。采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=40mm，齒數 z=18。則min/1204014. 31510001000rdvnws查閱文獻1表 4.2-39,取 nw=120r/min。故實際切削速度為：min/1 .1510001204014. 31000mndvww當 nw=120r/min 時，工作臺的每分鐘進給量 fm應為min/8 .1721201808. 0mmnzffwzm查閱文獻1表 4.2-40，有 fm=180與該值接近，故選用 180/minmm。/minmm切削工時：行程=4621lll26. 018046mt（4）粗銑銑面11 9.65進給量：根據切削手冊表 3.3 得 0.08/zfmm z切削速度：參考有關手冊，確定 v=0.35/s，即 21m/min。采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=40mm，齒數 z=18。則min/1674014. 32110001000rdvnws根據機床說明書，取 nw=160r/min，故實際切削速度為：min/1 .2010001604014. 31000mndvww當 nw=165r/min 時，工作臺的每分鐘進給量 fm應為min/4 .2301601808. 0mmnzffwzm查機床說明書，有 fm=230與該值接近，故選用 230。/minmm/minmm 17切削工時：行程1240lllmm min18. 023040mt工序 精銑叉口兩內側面進給量：根據文獻7表 3.3 得:0.08/zfmm z切削速度：參考有關手冊，確定 v=0.25m/s，即 15m/min。采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=40mm，齒數 z=18。則10001000 15119 / min3.14 40swvnrd查閱文獻1表 4.2-39，取 nw=125r/min故實際切削速度為：40 11514.4/ min10001000wwd nvm當 nw=125r/min 時，工作臺的每分鐘進給量 fm應為0.08 18 125180/ minmzwffznmm 查閱文獻1表 4.2-40，有 fm=190與該值接近，故選用 190/minmm。/minmm切削工時：行程1250lllmm 500.26min190mt 工序 精銑 16 56 兩側面進給量：根據文獻7表 3.3 得 0.08/zfmm z切削速度：參考有關手冊，確定 v=0.25m/s，即 15m/min。采用高速鋼立銑刀，dw=40mm，齒數 z=18。則10001000 15119 / min3.14 40swvnrd查閱文獻1表 4.2-39，取 nw=125r/min故實際切削速度為：工藝規(guī)程設計183.14 40 12515.7/ min10001000wwd nvm當 nw=125r/min 時，工作臺的每分鐘進給量 fm應為0.08 18 125180/ minmzwffznmm 查閱文獻1表 4.2-40，有 fm=190與該值接近，故選用 190/minmm。/minmm切削工時：行程 1270lllmm 700.37min190mt 工序 精銑叉口前后兩側面及 R105mm 的叉部端面,保證尺寸00.195.9(1)精銑叉口前后兩側面進給量:根據文獻7表 3.3 得 0.08/zfmm z切削速度：參考有關手冊，確定 v=0.35m/s，即 21m/min。采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=225mm，齒數 z=20，。則8 10001000 2129.7 / min3.14 225swvnrd查閱文獻1表 4.2-39，取 nw=30r/min故實際切削速度為：3.14 225 3021.2/ min10001000wwd nvm當 nw=30r/min 時，工作臺的每分鐘進給量 fm應為0.08 20 3048/ minmzwffznmm 查閱文獻1表 4.2-40，有 fm=47.5與該值接近，故選用 47.5/minmm。/minmm切削工時：行程，則機動工時為1255lllmm 12551.22min45mmllltf(2)精銑 R105mm 的叉部端面進給量：根據文獻7表 3.3 得 fz=0.08mm/z 切削速度:參考有關手冊,確定 V=0.45m/s 即 27m/min 19采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀 dw=225mm ,齒數 Z=20.則10001000 2738 / min3.14 225swvnrd查閱文獻1表 4.2-39 取 nw=37.5r/min。故實際切削速度為： 3.14 225 37.526.5/ min10001000wwd nvm當 nw=37.5r/min 時,工作臺的每分鐘進給量 fm 應為0.08 20 37.560/ minmzwffznmm 查閱文獻1表 4.2-40,有 fm=60m/min,故直接選用該值切削工時：1276 22.53min60mmllltf工序 精銑 16.542.9 面進給量：根據文獻7表 3.3 得 0.08/zfmm z切削速度：參考有關手冊，確定 v=0.25m/s，即 15m/min。采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=40mm，齒數 z=18，。則8 10001000 15119.4 / min3.14 40swvnrd查閱文獻1表 4.2-39，取 nw=125r/min。故實際切削速度為：3.14 40 12515.7/ min10001000wwd nvm當 nw=125r/min 時，工作臺的每分鐘進給量 fm應為0.08 18 125180/ minmzwffznmm 查閱文獻1表 4.2-40，有 fm=190與該值接近，故選用 190/minmm。/minmm切削工時：行程1255lllmm 工藝規(guī)程設計20550.29min190mt 工序 鉆螺紋底孔 M10mm 及攻 M10 1-7H 螺紋孔（1）鉆螺紋底孔 M10mm進給量：根據文獻7表 2-7 得 f=0.1mm/r切削速度：根據文獻7表 2-13，2-14 查得切削速度 v=20mm/min所以:10001000 20637 / min3.14 10swvnrd根據機床說明書,取 nw=637r/min故實際切削速度為：3.14 10 63720.1/ min10001000wwd nvm切削工時：1242 10.11min637 0.1mwllltn f（2）攻螺紋 M10 1-7H 螺紋進給量：根據文獻7表 2-7 得 f=0.1mm/r切削速度：參考有關手冊,選取 v=0.1m/s=6m/min10001000 6191 / min3.14 10swvnrd按機床說明書選取 nw=195r/min,故實際切削速度為：3.14 10 1956.1/ min10001000wwd nvm機動工時：，其中切入 l1=3mm，切出123.5330.49min195 0.1mwllltn f l2=3mm，l=3.5mm。工序 倒角并檢查。分析零件圖可知，該零件上共有三處倒角需要加工，其中位于叉口和槽口 21處的倒角均是，孔口處的倒角為。0.8 45o0.4 45o采用 90锪鉆在轉塔六角車床上依次加工這三處倒角。可以選取主軸轉速n=545r/min手動進給。最后，將以上各工序切削用量、工時定額的計算結果，連同其它加工數據，一并填入機械加工工藝過程綜合卡片，見附表。4 4 夾具設計夾具設計為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。根據設計任務書，決定設計加工變速器換檔叉 16.5 42.9 兩側面的銑床夾具。本夾具用于臥式銑床,刀具為40高速鋼鑲齒三面刃銑刀,同時對 2 個面進行加工.4.1 問題的提出本夾具主要用來粗銑變速器換檔叉 16.5 42.9 兩側面，這兩個側面對孔有一定的位置度要求。因此，在本道工序加工時，主要應考慮如何提高15.8勞動生產率，降低生產成本，而精度不是主要問題。4.2 夾具設計(1)定位基準的選擇由零件圖可知，叉口兩端面對孔有位置度要求。為了達到夾緊定位要15.8求，據夾具手冊知定位基準應盡可能與工序基準重合，在同一工件的各道工序中，應盡量采用同一定位基準進行加工，所以應該選擇孔作為主要定15.8位基準面，同時以叉口兩內側面作為輔助定位基準。(2)定位分析工件在心軸、檔板、螺栓及支承釘上實現完全定位。其中心軸限制了工件在 Z 軸上的移動及轉動自由度和 Y 軸的移動自由度；檔板和螺釘限制了工件在X 軸上的移動自由度和轉動自由度；支承釘限工件在 Y 軸上的轉動自由度，又由于是兩個平面同時加工，所以實現了完全定位。夾具設計22(3)切削力及夾緊力計算刀具：高速鋼鑲齒三面刃銑刀，40,18mm z根據文獻7表 3.28 得0/FFFFxuqwyFpzeFC af az dMn其中650,3.1,1.0,0.08,0.72,20,0.86,FpFzFeFcamm xfmm yamm umm 040,0.86,0,18FFdmm qmm wz所以0.720.860.86650 3.1 0.082018/403242FN當用兩把刀銑削時，26484FFN實水平分力：1.17132.4FFNH實垂直分力：0.31945.2FFN實V在計算切削力時，必須把安全系數考慮在內。安全系數。1234KK K K K其中，為基本安全系數 1.5；1K為加工性質系數 1.1；2K為刀具鈍化系數 1.1；3K為斷續(xù)切削系數 1.1。4K所以1.5 1.1 1.1 1.1 1.1 7132.415664HFKFNN (4)定位誤差分析夾具的主要定位元件是一心軸，所以定位誤差主要就是心軸與工件孔之間的裝配誤差，即軸與孔的配合誤差。孔的尺寸為，所選擇的配合0.0430.01615.8 8F軸的尺寸為。0.020015.8 7h所以定位誤差為mm，而孔的公差為 IT8=0.572，max0.04300.043b所以，即最大側隙能滿足零件的精度要求。max8dbIT 23圖 4-1 夾具體圖夾具設計24圖 4-2 夾具體實體圖圖 4-3 夾具裝配圖 25圖 4-4 夾具裝配實體圖圖 4-5 心軸圖夾具設計26圖 4-6 心軸實體圖4.3 夾具設計及操作說明如前所述,在設計夾具時,因為加工工件及夾具的結構都比較簡單，為了節(jié)約成本，我們應著眼于手動夾緊而不采用機動夾緊。夾具以 15.8 孔為定位基準，以叉口為輔助基準以實現完全定位和夾緊，以便裝卸；夾具上裝有對刀塊裝置，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對刀。 275 5 總結總結本次畢業(yè)設計的主要內容是完成汽車變速器換檔叉的機械加工工藝過程綜合卡片、及其中一道工序的夾具設計，畫出所設計零件的毛坯圖和零件圖，夾具體的 CAD 零件圖和裝配圖，以及夾具體的 PRO/E 實體圖和夾具裝配圖對應的PRO/E 實體圖。在設計中主要是充分運用 CAD 軟件繪圖功能和 PRO/E 軟件三維造型功能。在原有的躍進牌汽車變速器換檔叉工藝的基礎上，加以改進，以通過改進來達到、提高換檔叉加工工藝性，從而進一步降低零件的生產成本，提高產品的經濟性。致謝28致致 謝謝本課題從選題、開題、設計資料的收集，到論文的撰寫、修改，無不飽含著導師霍春明老師的智慧和心血。這期間，霍老師在學術上給了我熱情的指導和關心，其廣博的知識、嚴謹的作風深深地感染了我，使我終身受益。在此畢業(yè)設計完成之際，謹向霍老師及各科老師致以崇高的敬意和衷心的感謝！在畢業(yè)設計過程中，要特別感謝同學和朋友們給予的無私幫助和很多有效的建議。同時設計還參閱了大量的文獻資料，在此也一并向這些文獻的原作者表示感謝！由于這是我的第一次實體設計，時間也比較倉促，對一些知識也只是一知半解，里面難免有很多錯誤和不足，望指導老師和評閱老師給予批評指正！謝謝！ 29參參 考考 文文 獻獻1 李益民.機械制造工藝設計簡明手冊M.機械工業(yè)出版社，1994.2 鄒 青.機械制造技術基礎課程設計指導教程M.機械工業(yè)出版社，2004.3 張世昌，李旦，高航.機械制造技術基礎M.高等教育出版社，2007.4 孫本緒，熊萬武.機械加工余量手冊M.國防工業(yè)出版社，1999.5 陳心昭，蔡蘭.機械加工工藝裝備設計手冊M.機械工業(yè)出版社，1998.6 田春霞.數控加工工藝M.機械工業(yè)出版社，2006.7 艾興，肖詩綱.切削用量簡明手冊M.機械工業(yè)出版社,2005.8 于駿一,鄒青.機械制造技術基礎M.北京:機械工業(yè)出版社,2007 9 楊叔子.機械加工工藝師手冊M.北京：機械工業(yè)出版社，2001.10 陳心德.生產運營管理M.清華大學出版社,2005.11 吳宗澤.機械設計實用手冊M.北京：化學工業(yè)出版社，1999.12 李天遠.簡明機械工程師手冊M.上冊.云南科技出版社，1988.13 劉守勇.機械制造工業(yè)與機床夾具M.北京：機械工業(yè)出版社，2000.14 牛文志.機床夾具設計的幾點注意事項J.金屬加工，2010,（14).15宋春霞.淺談機械的設計與制造J.中國電子商務，2010， （12）.30附錄附錄: :變速器換擋叉機械加工工序卡變速器換擋叉機械加工工序卡零件號材料35 鋼編制汪龍日期12.5.20零件類型變速器換檔叉毛坯重量3.5kg指導霍春明機械加工工藝過程卡片生產類型毛坯種類模鍛件審核工時定額（min）工序安裝工步工序說明工序簡圖機床夾具或輔助夾具刀具量具走刀次數走刀長度切削深度進給量/z主軸轉速r/min切削速度 m/min 基本時間輔助時間工作地服務時間 11234鉆孔15擴15.5 孔粗鉸孔15.7精鉸孔15.8C325轉塔車床專用夾具麻花鉆15mm擴孔鉆15.5mm鉸刀卡尺111155495050430.250.10.050.2/r0.5mm/r0.07mm/r0.07mm/r38019819819818.857.549.769.760.920.53.613.613111粗銑叉口兩內19 5.9側面X60臥式銑床專用夾具硬質合金立銑刀卡板11920.1549061.540.1611粗銑 16x56兩側面X60臥式銑床專用夾具高速鋼鑲齒三面刃銑刀40mm15卡板16020.0816020.10.30112粗銑叉口前后兩側面粗銑 R105 叉部端面X60臥式銑床專用夾具高速鋼鑲齒三面刃銑刀225mm15卡板15576 20.0837.526.50.932.5311234粗銑 14.2 槽粗銑16.5x42.9 面粗銑16.5x14.5 面粗銑X60臥式銑床專用夾具切槽刀高速鋼鑲齒三面刃銑刀40mm卡板111121.655464022220.0860016012016026.3820.115.120.10.1440.250.260.183211 9.65 面1511精銑叉口兩內側面X60臥式銑床專用夾具高速鋼鑲齒三面刃銑刀40mm8 卡板1500.20.0812514.40.261 1精銑 16x56兩側面X60臥式銑床專用夾具高速立銑刀卡板1700.20.0812515.70.37112精銑叉口前后兩側面精銑 R105 叉部端面X60臥式銑床專用夾具高速鋼鑲齒三面刃銑刀225mm8 卡板1155760.20.083037.521.226.51.222.533311精銑16.5x42.9 面X60臥式銑床專用夾具高速鋼鑲齒三面刃銑刀40mm8 卡板1550.20.0812515.70.29112鉆螺紋底孔M10攻 M10 x1-7H螺紋Z525立式鉆床專用夾具硬質合金鋼麻花鉆M6 絲錐1179.540.163719520.16.10.110.49 11倒角并檢查C325轉塔車床專用夾具90锪鉆545