1、中北大學課程設計說明書目錄1 .對零件進行工藝分析，畫零件圖1.1 換擋叉的概述21.1 2換擋叉的技術要求21.3 分析換擋叉的工藝性31.4 確定換擋叉的工藝類型32.毛坯的選擇1. 1確定毛坯的類型、制造方法和尺寸及精度等級42. 2確定毛坯的技術要求43. 3繪制毛坯圖43.選擇基準，制訂零件的機械加工工藝路線4. 2 精基準53. 3工藝路線方案53.4 工藝路線確定64確定切削用量及基本工時3.5 切削用量的計算84. 2基本工時的計算85. 4>19、4>20兩端面銃削專用機床夾具設計5.4 約束自由度125. 2設計夾具定位夾緊裝置126. 3定位誤差分析127.

2、參考文獻13中北大學課程設計說明書1 .對零件進行工藝分析，畫零件圖1.1 換擋叉的概述1. L 1換擋叉的功用換擋叉頭以孔套在變素差叉軸上，并用銷釘經孔與變速叉軸聯接，換擋叉腳則夾在雙 聯變換齒輪的槽中，當需要變速時，操縱變速桿，變速操縱機構就通過換擋叉頭部的操縱 槽帶動換擋叉與變速叉軸一起在變速箱中滑移，換擋叉腳撥動雙聯變速齒輪在花鍵軸上滑 動以變換檔位，從而改變機器的運轉速度。1.1 . 2換擋叉的結構特點換擋叉在改變檔位時要承受彎曲應力和沖擊載荷的作用，因此該零件應具有足夠的強 度、剛度和韌性，以適應換擋叉的工作條件。該零件的主要工作表面為換擋叉腳兩端面、 叉軸孔和鎖銷孔，在設計工藝規

3、程時應重點予以保證。1.2 換擋叉的技術要求換擋叉零件技術要求如下表加工表面尺寸及偏差/mm公差及精度等級表變粗糙度Ra/"形位公差/mm換擋叉頭兩端42IT1312. 59中北大學課程設計說明書面換擋叉頭部上 端面21IT136. 3換擋叉頭部方槽兩側面14IT133.2換擋叉頭部方槽底面11產IT143.2加6孔西產IT80.2換擋叉腳兩端面Q-O-1 8-0.2IT110.8(H.l A換擋叉腳表面R43707IT103.2該換擋叉形狀特殊、結構簡單，屬典型的叉桿類零件。為實現換擋、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。差腳兩端面以及換擋叉頭部方槽

4、兩側面在工作中需承受沖擊載荷為增強其耐磨性，該表面要求高頻淬火處理，硬度為 55-63HRC；為保證換擋叉換擋時叉腳受力均勻，要求叉腳兩端面對叉軸孔機1nm垂直 度為0.1。為保證換擋叉在叉軸上有準確的位置，該換檔位準確，換擋叉采用螺栓螺紋連 接定位。為保證整個零件的硬度和加工性能，要求對整個零件進行熱處理、調質，硬度為 18-25HRC。綜上所述，該換擋叉零件的各項技術要求制定的較為合理，符合該零件在變速箱中的 功用。L3分析換擋叉的工藝性分析零件圖可知，撥插頭兩端面和差腳兩端面均要求切削加工，且在軸向方向上均高 于相鄰表面，這樣既減少里加工面積，又提高了換擋時叉腳端面的接觸剛度；加6nlm

5、孔的 端面為平面，可以防止加工過程中鉆頭鉆偏以保證孔的加工精度；另外，該零件除主要工 作表面（換擋叉腳兩端面、表面R43即71111n和差軸孔例6Mmm）外，其余表面加工精度均 較低，不需要高精度機床加工，通過錢削、鉆床的粗加工就可以達到加工要求；而主要工 作表面雖然加工精度相對較高，但也可以在正常的生產條件下，采用較經濟的方法保質保 量的加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。1.4確定換擋叉的工藝類型設計要求該零件的生產類型為大批生產。2.毛坯的選擇2.1確定毛坯的類型、制造方法和尺寸及精度等級由于該換擋叉在工作過程中要承受沖擊載荷，為增強換擋叉的強度和沖擊韌度，獲得纖維 組織，毛坯選用鑄

6、件，該換擋叉的輪廓尺寸不大，且生產類型屬于中批生產，為提高生產 率和鑄件精度，以采用砂型鑄造方法制造毛坯。毛坯的拔模斜度為5。查表得鑄件機械加工余量等級為FH,取G級。由于鑄件選擇機器造型，材料為ZG45 H,生產類型為大批量，查表得鑄件公差等級CT為812級，取10級2. 2確定毛坯的技術要求換擋叉鑄件尺寸公差、加工余量和基本尺寸如下：加工表面公差 等級加工面基 本尺寸鑄造尺 寸公差機械加工余 量公差等級RMA毛坯基本尺寸換擋叉頭部上端面10212.4G1.423.6換擋叉頭部方槽 兩側面0換擋叉頭部方槽底面0換擋叉頭部兩側面10422.8G1.446.2螺紋孔端面10142.2G1.416

7、.5加6孔0換擋叉腳兩端面1082G1.411.8換擋叉腳表面10R433.2G1.4R40. 82. 3繪制毛坯圖#中北大學課程設計說明書9£2±U勘3.選擇基準，制訂零件的機械加工工藝路線3.1 粗基準作為粗基準的表面應平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面欠缺。粗基準：選擇換擋叉腳兩端面和表面作為粗基準。3. 2精基準（包°27根據該換擋叉零件的技術要求和裝配要求，選擇換擋叉頭右端面和叉軸孔例6。 mm做為 精基準，零件上的很多表面都可以采用他們作基準進行加工，即遵循了 “基準統一”原則。么位027叉軸孔6。 nun的軸線是設計基準，選用其做精基準定位加工換擋叉腳兩

8、端面，實現了 設計基準和工藝基準的重合，保證了被加工表面的垂直度要求。選用換擋叉左端面作為精基準同樣是遵循了 “基準重合”的原則，因為該換擋叉在軸方向 的尺寸多以該端面作為設計基準；另外，由于換擋叉剛性較差，受力易產生彎曲變形，為了避面在機械加工中產生加緊變形, 根據夾緊力應垂直于主要定位基面，并應作用在剛度較大部位的原則，夾緊力作用點不能 做用在叉桿上。選用換擋叉頭右端面作精基準，夾緊可作用在換擋叉左端面上，加緊穩定可靠。3.3工藝路線方案工序1：粗鐵換擋叉頭左右兩端面工序2：鉆加6mm孔。工序3：拉加6nlm孔至圖樣尺寸。工序4：鉤加6mm孔處倒角1X459 o工序5：粗錢一精錢一磨削換擋

9、叉腳兩端面。工序6：粗錢一精錢換擋叉腳表面。工序7：粗錢換擋叉頭上端面。工序8：粗錢一精錢換擋叉頭部方槽。工序9：粗錢螺紋孔端面。工序10：鉆MIOmm底孔中8. 5mm,倒角120 9 ,攻螺紋UOmm。工序11:鉆通孔中2mm工序12：清洗。工序13：終檢3. 4工藝路線確定在綜合考慮工序順序安排原則的基礎上，表4列出了換擋叉的工藝路線。表4換擋叉工藝路線及定位基準、設備的選用工序號工序名以機床設備刀具定位基準1同時粗錢換擋叉頭左右兩端面臥式雙面錢床三面刃錢刀叉腳左側邊2鉆16mm孔四面組合鉆床麻花鉆、擴孔鉆叉腳表面和叉頂部側面3拉16mm孔拉床拉刀叉腳表面和叉頂部側面4物16mm孔處倒角

10、1X455鉆床鉤鉆叉腳表面和叉頂部側面5粗錢一精錢換擋叉腳兩端面臥式雙面錢床三面刃錢刀16nlm孔，叉頭部右端面6粗錢一精鐵叉腳側面立式錢床X51銃刀16nlm孔，叉腳外曲面7粗錢換擋叉頭上端 面，并粗錢、精錢方 槽立式錢床X51銃刀16nlm孔，叉腳表面8粗貌螺紋孔端面立式錢床X51銃刀16nlm孔，叉腳表面9鉆Ml0mm底孔中8. 5mm 倒角 120° ,攻Ml0mm螺紋四面組合鉆床麻花鉆，鉤鉆16nlm孔，叉腳 表面，叉頭右端面10去毛剌鉗工臺平鏗11中檢12熱處理一換擋叉腳淬火機等中北大學課程設計說明書兩側面和方槽兩側 面高頻淬火13校正換擋叉腳鉗工臺手錘14磨削換擋叉腳兩

11、端面平面磨床M7120A砂輪16nlm孔，叉頭部右端面15清洗清洗機16終檢4確定切削用量及基本工時4.1 切削用量的計算工序I：同時粗銃換擋叉頭左右兩端面。該工序就一個工步，即同時粗銃換擋叉頭左右兩個端面。（1）背吃刀量的確定 ap =（46.2 - 42）-2 = 2.1mni（2）進給量的確定由表，按機床功率5'10kW,工件一夾具系統剛度為中等條件選取，該工件的每齒 進給量/.取為0.08mm/zo（3）銃削速度計算由表，按鑲齒銃刀、d/z=80/10的條件選取，銃削速度v可取為44.9m/min。由公 式（5T） "1000" nd 可求得該工序鐵刀轉速，

12、BP n=1000X44. 9m/min/ u X80=178. 65r/min> 參 照表所列X51型立式銃床的主軸轉速，取轉速n=160r/min,再取此轉速代入公式，可求出該工序 的實際鐵削速度v=n n d/1000=40. 2m/mino工序2：鉆中16mm孔。（1） 背吃刀量的確定由表，ap =15mmo（2） 進紿量的確定查表，按鋼件45剛查表得進紿量取/=0.25nun/r。（3） 切削速度的確定查表得切削速度v=20m/min.工序3：拉中16mm孔。（1） 背吃刀量的確定ap =16-15 = lmm0（2） 進給量的確定查表得拉削進給量，=005min/z#中北大學

13、課程設計說明書（3） 切削速度的確定 查表，取第2組切削速度，切削速度為v=4m/min.工序4：鉤16mm孔兩端倒角1X45。(1) 背吃刀量的確定 詢=lxsin45°=0.7mm(2) 進給量的確定 查表，取進給量/=S(3) 切削速度的確定查表，取切削速度v=14m/min.工序5：粗銃一精銃換擋叉腳兩端面本工序由兩個工步組成，即工步1：同時粗銃換擋叉腳兩端面；工步2：同時精銃換擋叉腳兩端面。(1) 背吃刀量的確定工步2的機械加工余量為1mm,所以工步1的背吃刀量6=1.9-l=0.9nun；工步2的背吃刀量%,2=1加。(2) 進給量的確定 工步1：取每齒進紿量工=0.08

14、mm/z；工步2：進給量/=1.5mm/r。(3) 銳削速度的確定工步1：銃削速度同工序1,即：w=40.2m/min；工步2：銃削速度同工步1, 即 V2=40. 2m/min.工序6：粗錢一精鐵叉腳側面本工序由兩個工步組成，即工步1：粗銃換擋叉腳側面；工步2：精銳換擋叉腳側面。(1)背吃刀量的確定工步2的機械加工余量為1mm,所以工步1的背吃刀量加=2.2-l = 1.2mm；工 步2的背吃刀量,2=1麗。(2)進紿量的確定 工步1：查表，取每齒進給量/：= 0.08mm/z；工步2：查表，進給量/ =1. 5mm/r。(3)銃削速度的確定工步1：銃削速度同工序1,即:Vi=40.2m/m

15、in；工步2：銃削速度同工步1,即 v2=40. 2m/min工序7：粗銃換擋叉頭上端面，并粗鐵、精銃方槽本工序共有三道工步，即工步1：粗錢換擋叉頭上端面；工步2：粗銃方槽；工步3：精銃方槽。(1) 背吃刀量的確定 工步1：2.6mm：工步2：由于精加工余量為1mm,所以?。? 11-1 = 10mm；一工步3：該工步進給量包括方槽縱向背吃刀量和左側及右側橫向背吃刀量，三個背吃刀量相同， 即 a "3 = 1mm。(2) 進給量的確定 工步1和工步2的進給量相同，即八=fz2 =0.08 mm/z；工步3的進給量為(3) 詵削速度的確定三個工步的切削速度相同，即v=40,2m/min

16、。工序8：粗銃螺紋孔端面(1) 背吃刀量的確定ap =16.5-14 = 2.5mmo(2) 進給量的確定/.= 0.08mm/zo(3) 銃削速度的確定v=40. 2m/mino工序9：鉆MlOmm底孔中8.5mm,倒角120,攻MlOmm螺紋本工序包括三道工步，即工步1:用中8. 5mm的麻花鉆鉆肖U底孔；工步2：用鉤鉆鉆削120°倒角； 工步3：攻MlOrnn螺紋。(1) 背吃刀量的確定 工步 1： a. =8.5 mm；工步 2： «.=0. 5mm；工步 3： a. = 10-8.5 = 1.5mmo(2) 進給量的確定工步1：查表，按鋼件45剛查表得進給量取工=

17、0.05nlm/r。工步2：查表，取 進給量力二0-10mm/r；工步3：由于攻螺紋的進紿量就是被加工螺紋的螺距，取本螺紋的螺距為 1mm,所以本工步的進給量/j = lmmo(3) 切削速度的確定工步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：由表差得攻螺紋的切削速度v=38m/min,暫取v=3m/min。由公式求該工步的主軸轉速 n = x 100039.8 r/min,又由立式鉆床主軸轉速表4-9,取轉速44r/min。再將此轉速代入 公式可求出該工步的實際切削速度y = % 1000=3.32m/min。工序10：鉆通孔2mm(1)背吃

18、刀量的確定 ap =2mm。(2)進紿量的確定 / =0. 08mnio(3)切削速度的確定 v=20m/min, 4. 2基本工時的計算工序1：同時粗銃換擋叉頭左右兩端面按表，取/ =22mm ,= 0.5(J - yj(l2-ae2) + (1 - 3) = 0.5 x (80- v'6400-484) +1 = 2.54 mm , /2 = 2 mm/ + /j + /222 + 2.54 + 2fMz 0.08x10x1600.21 niin =12.4s中北大學課程設計說明書15工序2：鉆16mm孔根據表，取=42mmL =cotK,. +(1 2) = xcot54c +1

19、 q 6.4mm22mm二巴442 + 6.4 + Uo§n 9s0.1x960工序3：拉中16mm孔設拉刀長度為400mm,則42 + 400 八一.（ t i =0.1 Imin = 6.05'4000工序5：粗銃一精錢換擋叉腳兩端面/ =19mm , /i = 0.5(J -yd2 3-ae2 ) + (1 - 3) = 0.5x (80-76400-361) + 1 = 2.14 mm ,mm/ + /+/) . 22 + 2.14 + 2.='-xi =x4 x 0.82 min = 49sfstz0.08x10x160工序6：粗銃一精鐵叉腳側面I =26m

20、m ,=0.5(" - Jc/' -a二)+ (1 3) = 0.5x(80-J6400-676) +1 = 2.2mm= / + /1+Axj= 26 + 2.2 + 2 x4比094ml門=56.65 fMz 0.08x10x160工序7：粗銃換擋叉頭上端面，并粗鐵、精錢方槽（1） 粗銃換擋叉頭上端面時所用基本工時計算:I =42mm ,/i = O.5(f7 - Ji") +(i 3)= o.5 x (80 - J64001764) + 1 = 7.5/)= 2mm/ =12mm ,0.5(J Mf") +(1 3) = 0.5 x (80 - V6

21、400-144) + 1 = 1.5mm人=2mm/ + /)+/-,42 + 7.5 + 2.='-=、0.40 nun = 24.15fMz 0.08x10x160=Z + Zi+Zl = 12 + L x 0.12 nin = 7.3sf業0.08x10x160/ =12mm ,6 = 0.5(J - M Y ) +(1 3) = 0.5 x (80 - V6400-144) + 1 = 1.5mm人=2mm中北大學課程設計說明書=匕上也 x i = 一 Hi -X? X 0.24 min = 14.6s fMz 0.08x10x160工序8：粗銃螺紋孔端面I =14mm ,I、= 0.5(J-汗-/2) + (1 3) = 0.5x(80-,6400-196) + 1 = 1.6mmmm/ + /1+/)14 + 1.6 + 2.=!-=x 0.14 nun = 8.3sfMz 0.08x10x160工序9：鉆Ml0mm底孔8. 5mm,攻Ml0mm螺紋(1)鉆MIOmm底孔8.5mm所用基本工時為二