1、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)課程名稱(chēng)機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)題目設(shè)計(jì)變速器換擋叉機(jī)械加工工藝工裝專(zhuān)業(yè)班級(jí)機(jī)設(shè)1094學(xué)生姓名羅成學(xué)號(hào)16指導(dǎo)老師倪小丹審批顓擊2科挈隴設(shè)計(jì)完成日期2012年1月8日設(shè)計(jì)內(nèi)容與設(shè)計(jì)要求一.設(shè)計(jì)內(nèi)容1 1、設(shè)計(jì)機(jī)械加工工藝規(guī)程；2 2、對(duì)指定工序進(jìn)行工序設(shè)計(jì)；3 3、設(shè)計(jì)指定工序的專(zhuān)用夾具。二.設(shè)計(jì)要求1 1、編制零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程，填寫(xiě)工藝過(guò)程卡;2 2、按教師要求設(shè)計(jì)指定工序，填寫(xiě)工序卡；3 3、設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具裝配圖；4 4、設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具夾具體的零件工作圖；5 5、撰寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。生產(chǎn)類(lèi)型：中批說(shuō)明書(shū)內(nèi)容1 1 . .課程設(shè)計(jì)封面;2 2 . .任務(wù)書(shū)（插入零件圖）；3 3 .

2、 .說(shuō)明書(shū)目錄；4 4 . .設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程；5 5 . .參考文獻(xiàn)；6 6 . .總結(jié)與體會(huì)；7 7 . .附錄。進(jìn)度安排第一周：熟悉零件結(jié)構(gòu)及加工要求；設(shè)計(jì)零件機(jī)加工工藝規(guī)程,填寫(xiě)工藝過(guò)程卡片；設(shè)計(jì)指定工序，填寫(xiě)工序卡片。第二周：設(shè)計(jì)指定工序的專(zhuān)用夾具，畫(huà)出夾具裝配圖。第二周：設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具夾具體的零件工作圖；整理設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。參考文獻(xiàn)1 1、李洪主編機(jī)械加工工藝手冊(cè)2 2、王紹俊主編機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)3 3、倪小丹主編機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)4 4、王益民主編機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)5 5、王永康主編機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)6 6、楊黎明主編機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)S61零件的分析11.1零件的作用11

3、.2零件的工藝分析12工藝規(guī)程設(shè)計(jì)32.1確定毛坯的制造形式32.2確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量32.3鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)與鍛件材質(zhì)系數(shù)的確定32.4鍛件分模線形狀與零件表面粗糙度32.5基面的選擇42.6制定工藝路線42.7機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸確定62.8確定切削余量83夾具設(shè)計(jì)9問(wèn)題的提出9夾具設(shè)計(jì)9參考文獻(xiàn)11總結(jié)11附錄：變速器換擋叉機(jī)械加工工序卡121零件的分析零件的作用題目所給定的零件是變速器換檔叉(如下圖所示)，它位于傳動(dòng)軸的端部。主要作用是傳遞扭矩，使變速器獲得換檔的動(dòng)力。該零件是以015.81F8孔套在軸上，并用M10X1-7H螺紋孔與軸定位，換擋叉腳卡在雙聯(lián)齒

4、輪的軸中，變速操作機(jī)構(gòu)通過(guò)換擋叉頭部的操縱槽帶動(dòng)換擋叉與軸一起在變速箱中滑動(dòng)，換擋叉腳撥動(dòng)雙聯(lián)齒輪在花鍵軸上滑動(dòng)，就可實(shí)現(xiàn)變速功能，從而實(shí)現(xiàn)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15.81F8孔，M10X1-7H螺紋孔和換擋叉腳側(cè)面.該零件屬于特殊形狀零件，但復(fù)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(qiáng)度和韌度。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(lèi)：015.81F8孔；2)以015.81F8為基準(zhǔn)的9.650.25兩側(cè)面和叉口5.90.15的上下兩側(cè)面;3)以015.81F8為基準(zhǔn)的其它幾個(gè)平面以及槽；4)M1O

5、1-7H螺紋。且主要是：.一15.81F8mnfl的中心線與叉口的前后兩側(cè)面的垂直度公差為0.15mm(2)換擋叉技術(shù)要求表 2-1 換擋叉技術(shù)要求加上表面尺寸及偏差(mm公差及精度等級(jí)表面粗糙度 Ra 形位公差叉腳兩端面595.9_0.155100.1IT126.3l-L|o 同 41叉口兩內(nèi)側(cè)面IT126.315.81 內(nèi)孔15.81窗3IT83.2M10 螺紋孔M10X1IT7叉頭凸臺(tái)兩端面9.65iIT126.316.5X26.5 端面IT1312.5叉頭上端面11IT1312.5該變速器換擋叉結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，屬于典型的叉桿類(lèi)零件。為實(shí)現(xiàn)換擋、變速的功能，其叉軸孔和變速叉軸有配合要求，因此加

6、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(qiáng)耐磨性，采用局部淬火，硬度為180HB的右,為保證換擋叉換擋時(shí)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M1Q綜上所述，該零件得各項(xiàng)技術(shù)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(duì)較大，可防止加工過(guò)程中鉆頭鉆偏，保證孔的加工精度及叉腳兩端面的垂直度。其它表面加工精度較低，通過(guò)銃削、鉆床的粗加工就可達(dá)到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對(duì)較高，但也可以在

7、正常得生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)得方法保質(zhì)保量地加工出來(lái)。2工藝規(guī)程設(shè)計(jì)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?？紤]到零件在加工過(guò)程中經(jīng)常承受交變載荷及沖擊性載荷，因此應(yīng)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。確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量公差等級(jí)：由換擋叉的功用和技術(shù)要求，確定該零件的的公差等級(jí)為普通級(jí)。鍛件重量：已知機(jī)械加工后換擋叉的重量為3kg,由此可初步估計(jì)機(jī)械加工前鍛件毛坯的重量為3.5kg0鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)與鍛件材質(zhì)系數(shù)的確定(1)鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)對(duì)換擋叉零件圖分析計(jì)算，可大概確定鍛件外輪廓包容體出

8、該換擋叉鍛的長(zhǎng)度、寬度和高度，即l=136mmb=76mmh=72mmp=7.8x10-6kg/mn3由文獻(xiàn)2公式2-3可計(jì)算件的形狀復(fù)雜系數(shù)S=mt/mn=3.5/(136X76X72X7.8X10-6)=3.5/5.8=0.6故屬于S2級(jí)。(2)鍛件材質(zhì)系數(shù)由于該換擋叉材料為35鋼，是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)少于0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬M(fèi)級(jí)。鍛件分模線形狀與零件表面粗糙度根據(jù)該換擋叉的形位特點(diǎn)，以對(duì)稱(chēng)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。基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確和合理，可以使加工質(zhì)量得到保證

9、，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過(guò)程會(huì)問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。(1)粗基準(zhǔn)的選擇選擇定位粗基準(zhǔn)是要能加工出精基準(zhǔn)，同時(shí)要明確哪一方面的要求是主要的。粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以下面的幾點(diǎn)為原則：a.應(yīng)選能加工出精基準(zhǔn)的毛坯表面作粗基準(zhǔn)。b.當(dāng)必須保證加工表面與不加工表面的位置和尺寸時(shí)，應(yīng)選不加工的表面作為粗基準(zhǔn)。c.要保證工件上某重要表面的余量均勻時(shí)，則應(yīng)選擇該表面為定位粗基準(zhǔn)。d.當(dāng)全部表面都需要加工時(shí)，應(yīng)選余量最小的表面作為基準(zhǔn)，以保證該表面有足夠的加工余量。在銃床上加工變速器換檔叉時(shí)，以R10.5為半徑的圓作為粗基準(zhǔn)。滿足粗基準(zhǔn)的選擇原則。精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選

10、擇應(yīng)從保證零件加工精度出發(fā)，同時(shí)考慮裝夾方便，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。選擇時(shí)應(yīng)遵循以下原則：盡量選零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作精基準(zhǔn)，可以避免因基準(zhǔn)不重合引起的定位誤差，這一原則稱(chēng)為“基準(zhǔn)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(zhǔn)，這是“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。當(dāng)零件主要表面的相互位置精度要求很高時(shí)，應(yīng)采用互為基準(zhǔn)，反復(fù)加工的原則。選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，即“自為基準(zhǔn)”。選擇的定位精基準(zhǔn)，應(yīng)保證工件定位準(zhǔn)確，夾緊可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便網(wǎng)。該零件加工時(shí)，采用15.812046mm內(nèi)孔作為精基準(zhǔn)來(lái)加工換檔叉叉口前后兩側(cè)面。制定工藝路線工藝路線的擬訂是制定工藝規(guī)程的關(guān)鍵，其主要任務(wù)是選擇各個(gè)表面的加

11、工方法和加工方案，確定各個(gè)表面的加工順序和工序的組合內(nèi)容，它與定位基準(zhǔn)的選擇密切相關(guān)。制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的條件下，應(yīng)考慮機(jī)床的夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降低。工藝方案分析：由于零件表面精度要求較高，所以安排了粗銃和精銃?？紤]到015.81mmfL的精度要求較高，安排為鉆并擴(kuò)校加工。精銃時(shí)以015.81mm孔定位能保證端面與軸心的位置精度要求。綜上分析，確定的大致加工路線如下，方案一：工序I鉆并擴(kuò)校015.81mmJL和車(chē)其下端面。工序H銃撥槽的上端

12、面。工序出銃14.20+0.1的兩端面工序IV粗銃叉口5.9,19兩內(nèi)側(cè)面。工序V粗銃9.650025兩側(cè)面。.工序VI粗銃叉口510+0.1的兩內(nèi)端面。工序VH精銃叉口5.9工9兩內(nèi)側(cè)面.0.19工序U精銃9.65225兩側(cè)面。.工序IX精銃叉口510+0.1的兩內(nèi)端面。工序X銃16.5父26.5端面。工序XI鉆螺紋底孔M9mn攻M101-7H螺紋。工序刈去毛刺、倒角并檢查。以上工藝過(guò)程詳見(jiàn)“機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片”。工序I粗銃叉口5.9工9兩內(nèi)側(cè)面。0.19工序II鉆并擴(kuò)校015.8mm?L和車(chē)其下端面工序加粗銃9.650025兩側(cè)面。.工序IV粗銃叉口510+0.1的兩內(nèi)端面。工序V精銃叉

13、口5.909兩內(nèi)側(cè)面。工序VI精銃叉口頭9.65,5兩內(nèi)側(cè)面。工序VH精銃叉口510+0.1的兩內(nèi)端面。工序U銃16.5父26.5端面。工序IX銃撥槽的上端面。工序X銃14.20+0.1的兩端面。工序XI鉆螺紋底孔M9mnR攻M101-7H螺紋。工序刈去毛刺、倒角并檢查。工藝方案的比較與分析：上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是先將定位孔加工出來(lái)以便于其他面的加工；方案二則先將叉口內(nèi)側(cè)面加工出來(lái)，然后再加工其它平面，而且為了節(jié)省裝卸時(shí)間將一些粗精加工放在了一個(gè)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(gè)平面的位置及方向誤差，而且需要把粗精加工分開(kāi)才能保證零件的粗糙度。因此

14、決定用方案一進(jìn)行加工。機(jī)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煨毛坯。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：015.81F8內(nèi)孔毛坯為實(shí)心，不沖出孔。內(nèi)孔精度要求IT7,查閱機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表2.3-8確定孔的加工余量分配：鉆孔：14擴(kuò)鉆：15.5mm2Zb=1.5mm粗錢(qián)：15.7mm2Zb=0.2mm精錢(qián)：15.81；.046mm2Zb=0.1mm(2)叉口51O+0.1兩內(nèi)側(cè)面.由于兩內(nèi)側(cè)面對(duì)于R28.5中心線有平行度等位置要求，所以可以將其看作內(nèi)孔來(lái)確定加工余量，即

15、051才1的孔。毛坯為實(shí)心，已經(jīng)有孔，精度要求為IT8,參照文獻(xiàn)1表2-3.9確定加工余量分配：為簡(jiǎn)化模煨毛坯的外形，先直接取叉口尺寸為 46mm0表面粗糙度要求 Rz6.3km,因而需要精銃，此時(shí)粗銃時(shí)單邊余量z=2mm,精銃時(shí)時(shí)單邊余量z=0.25mm0(3)叉頭9.6525兩側(cè)面由于是在立式銃床上兩把刀組合同時(shí)銃，所以可以把兩側(cè)面的余量用雙邊余量來(lái)計(jì)算。現(xiàn)毛坯長(zhǎng)度方向直接取13.65mm。表面粗糙度為 Rz6.3Nm,需要精銃，此時(shí)粗銃單邊余量為z=2.0-0.2=1.8mm,精銃時(shí)單邊余量z=0.2mm(4)叉口5.919上下兩側(cè)面_0.19由于是在立式銃床上兩把刀組合同時(shí)銃，所以可以

16、把兩側(cè)面的余量用雙邊余量來(lái)計(jì)算。現(xiàn)毛坯長(zhǎng)度方向直接取9.9mm0表面粗糙度為 Q6.3Nm,需要精銃，此時(shí)粗銃單邊余量為z=2.0-0.2=1.8mm,精銃時(shí)單邊余量z=0.2mm(5)14.20+0.1槽、16.5X26.5端面及11父9.65面同理，因?yàn)樗鼈兊拇植诙纫缶鶠?Rz12.5Nm,所以只需進(jìn)行粗銃。此時(shí)粗銃單邊余量Z=2mm0各加工表面總加工余量表:加工表面基本尺寸毛坯尺寸(粗)力口工余量(單側(cè))mm(精)加工余量mm鉆 015.81 內(nèi)孔15.81需314擴(kuò) 015.81 內(nèi)孔1.5絞 015.81 內(nèi)孔0.20.1銃 51。0.1兩側(cè)面+015104620.5銃9.65、2

17、5兩側(cè)面9.6504).2513.651.80.2銃 5.9iq卜兩側(cè)面0.195905.9-0.195.91.80.214.20+0.1槽、16.5X26.5端面及 11 黑 9.65 面2圖 3-1 變速器換擋叉毛坯圖2.8確定切削余量銃16.5父26.5面.機(jī)床：X51立式銃床。.刀具：硬質(zhì)合金端銃刀。.背吃刀量：*=2mm。.確定刀具壽命：刀具為080,Z=4,查文獻(xiàn)63.8,銃刀的壽命為 180min。.每齒進(jìn)給量：根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)表3.3得每齒進(jìn)給量fz=0.150.30mm/z取fz=0.20mm/z。.切削速度Vc和每分鐘進(jìn)給量Vf查文獻(xiàn)6表3.16,Vc=86m/min,

18、n=275r/min,Vf=432mm/min查修正系數(shù)Kv=1.13,Kf=0.45,所以修正后的切削速度和每分鐘進(jìn)給量為：Vc=VcxKv=86x1.13=97.18m/minVf=VxKf=432x0.45=195mm/min則轉(zhuǎn)速=1000Vc100097.18vc=386.8m/mind二3.1480查閱機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表4.2-36,取nw=200r/min,vf二165mm/min故實(shí)際切削速度和進(jìn)給量為:3.1480200二50.2m/min1000fznz2004165=0.2mm/z10003夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。

19、根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，我分配的是設(shè)計(jì)加工變速器換檔叉16.5x26.5側(cè)面的銃床夾具。本夾具用于X51立式銃床，刀具為480nm硬質(zhì)合金端銃刀。問(wèn)題的提出本夾具主要用來(lái)粗銃變速器換檔叉16.5X26.5面，這個(gè)面對(duì)*15.81孔有一定的位置度要求。因此，在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，而精度不是主要問(wèn)題。夾具設(shè)計(jì)(1)定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，叉口兩端面對(duì) 55.8 孔有位置度要求。為了達(dá)到夾緊定位要求，據(jù)夾具手冊(cè)知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工，所以應(yīng)該選擇*15.81孔作為主要定位基準(zhǔn)面，同時(shí)以叉口兩內(nèi)側(cè)面作為輔助定位基準(zhǔn)。(2)定位分析工件在心軸、端面、階梯銷(xiāo)上實(shí)現(xiàn)完全定位。其中心軸限制了工件在X、Y軸上的移動(dòng)及轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，端面限制Z軸的移動(dòng)自由度；階梯銷(xiāo)限制了工件在Z轉(zhuǎn)動(dòng)自由度；隆術(shù)襄堂L刖方總睨療困可未姓R布按防我怖作不符書(shū)一孔,H噩好斡，.更具律用性mw工工件蚓格3函圖 4-