1、課程設(shè)計說明書課程名稱機械制造技術(shù)基礎(chǔ)題目設(shè)計變速器換擋叉機械加工工藝工裝專業(yè)班級機設(shè)1094學生姓名羅成學號16指導(dǎo)老師倪小丹審批顓擊2科挈隴設(shè)計完成日期2012年1月8日設(shè)計內(nèi)容與設(shè)計要求一.設(shè)計內(nèi)容1 1、設(shè)計機械加工工藝規(guī)程；2 2、對指定工序進行工序設(shè)計；3 3、設(shè)計指定工序的專用夾具。二.設(shè)計要求1 1、編制零件的機械加工工藝規(guī)程，填寫工藝過程卡;2 2、按教師要求設(shè)計指定工序，填寫工序卡；3 3、設(shè)計專用夾具裝配圖；4 4、設(shè)計專用夾具夾具體的零件工作圖；5 5、撰寫設(shè)計計算說明書。生產(chǎn)類型：中批說明書內(nèi)容1 1 . .課程設(shè)計封面;2 2 . .任務(wù)書（插入零件圖）；3 3 .

2、 .說明書目錄；4 4 . .設(shè)計計算過程；5 5 . .參考文獻；6 6 . .總結(jié)與體會；7 7 . .附錄。進度安排第一周：熟悉零件結(jié)構(gòu)及加工要求；設(shè)計零件機加工工藝規(guī)程,填寫工藝過程卡片；設(shè)計指定工序，填寫工序卡片。第二周：設(shè)計指定工序的專用夾具，畫出夾具裝配圖。第二周：設(shè)計專用夾具夾具體的零件工作圖；整理設(shè)計說明書。參考文獻1 1、李洪主編機械加工工藝手冊2 2、王紹俊主編機械制造工藝設(shè)計手冊3 3、倪小丹主編機械制造技術(shù)基礎(chǔ)4 4、王益民主編機械制造工藝課程設(shè)計指導(dǎo)書5 5、王永康主編機械制造技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)書6 6、楊黎明主編機床夾具設(shè)計手冊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32.1確定毛坯的制造形式32.2確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量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9問題的提出9夾具設(shè)計9參考文獻11總結(jié)11附錄：變速器換擋叉機械加工工序卡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，變速操作機構(gòu)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(lián)齒輪在花鍵軸上滑動，就可實現(xiàn)變速功能，從而實現(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：015.81F8孔；2)以015.81F8為基準的9.650.25兩側(cè)面和叉口5.90.15的上下兩側(cè)面;3)以015.81F8為基準的其它幾個平面以及槽；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)簡單，屬于典型的叉桿類零件。為實現(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，為增強耐磨性，采用局部淬火，硬度為180HB的右,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M1Q綜上所述，該零件得各項技術(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。其它表面加工精度較低，通過銃削、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

7、正常得生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟得方法保質(zhì)保量地加工出來。2工藝規(guī)程設(shè)計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(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械加工余量公差等級：由換擋叉的功用和技術(shù)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3.5kg0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)對換擋叉零件圖分析計算，可大概確定鍛件外輪廓包容體出

8、該換擋叉鍛的長度、寬度和高度，即l=136mmb=76mmh=72mmp=7.8x10-6kg/mn3由文獻2公式2-3可計算件的形狀復(fù)雜系數(shù)S=mt/mn=3.5/(136X76X72X7.8X10-6)=3.5/5.8=0.6故屬于S2級。(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)量分數(shù)少于0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬M級。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，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。基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一。基面選擇得正確和合理，可以使加工質(zhì)量得到保證

9、，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)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(yīng)以下面的幾點為原則：a.應(yīng)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(yīng)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(yīng)選擇該表面為定位粗基準。d.當全部表面都需要加工時，應(yīng)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。在銃床上加工變速器換檔叉時，以R10.5為半徑的圓作為粗基準。滿足粗基準的選擇原則。精基準的選擇精基準的選

10、擇應(yīng)從保證零件加工精度出發(fā)，同時考慮裝夾方便，夾具結(jié)構(gòu)簡單。選擇時應(yīng)遵循以下原則：盡量選零件的設(shè)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(yīng)采用互為基準，反復(fù)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(yīng)保證工件定位準確，夾緊可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便網(wǎng)。該零件加工時，采用15.812046mm內(nèi)孔作為精基準來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)是選擇各個表面的加

11、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(nèi)容，它與定位基準的選擇密切相關(guān)。制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當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)考慮機床的夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，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。考慮到015.81mmfL的精度要求較高，安排為鉆并擴校加工。精銃時以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鉆并擴校015.81mmJL和車其下端面。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。以上工藝過程詳見“機械加工工藝過程卡片”。工序I粗銃叉口5.9工9兩內(nèi)側(cè)面。0.19工序II鉆并擴校015.8mm?L和車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(nèi)側(cè)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

14、決定用方案一進行加工。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)孔毛坯為實心，不沖出孔。內(nèi)孔精度要求IT7,查閱機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表2.3-8確定孔的加工余量分配：鉆孔：14擴鉆：15.5mm2Zb=1.5mm粗錢：15.7mm2Zb=0.2mm精錢：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)孔來確定加工余量，即

15、051才1的孔。毛坯為實心，已經(jīng)有孔，精度要求為IT8,參照文獻1表2-3.9確定加工余量分配：為簡化模煨毛坯的外形，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，此時粗銃時單邊余量z=2mm,精銃時時單邊余量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銃，所以可以把兩側(cè)面的余量用雙邊余量來計算。現(xiàn)毛坯長度方向直接取13.65mm。表面粗糙度為 Rz6.3Nm,需要精銃，此時粗銃單邊余量為z=2.0-0.2=1.8mm,精銃時單邊余量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銃，所以可以

16、把兩側(cè)面的余量用雙邊余量來計算。現(xiàn)毛坯長度方向直接取9.9mm0表面粗糙度為 Q6.3Nm,需要精銃，此時粗銃單邊余量為z=2.0-0.2=1.8mm,精銃時單邊余量z=0.2mm(5)14.20+0.1槽、16.5X26.5端面及11父9.65面同理，因為它們的粗糙度要求均為 Rz12.5Nm,所以只需進行粗銃。此時粗銃單邊余量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 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63.8,銃刀的壽命為 180min。.每齒進給量：根據(jù)切削用量簡明手冊表3.3得每齒進給量fz=0.150.30mm/z取fz=0.20mm/z。.切削速度Vc和每分鐘進給量Vf查文獻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查閱機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表4.2-36,取nw=200r/min,vf二165mm/min故實際切削速度和進給量為:3.1480200二50.2m/min1000fznz2004165=0.2mm/z10003夾具設(shè)計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。

19、根據(jù)設(shè)計任務(wù)書，我分配的是設(shè)計加工變速器換檔叉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。問題的提出本夾具主要用來粗銃變速器換檔叉16.5X26.5面，這個面對*15.81孔有一定的位置度要求。因此，在本道工序加工時，主要應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，而精度不是主要問題。夾具設(shè)計(1)定位基準的選擇由零件圖可知，叉口兩端面對 55.8 孔有位置度要求。為了達到夾緊定位要求，據(jù)夾具手冊知定位基準應(yīng)盡可能與工序基準重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采用同一定位基準進行加工，所以應(yīng)該選擇*15.81孔作為主要定位基準面，同時以叉口兩內(nèi)側(cè)面作為輔助定位基準。(2)定位分析工件在心軸、端面、階梯銷上實現(xiàn)完全定位。其中心軸限制了工件在X、Y軸上的移動及轉(zhuǎn)動自由度，端面限制Z軸的移動自由度；階梯銷限制了工件在Z轉(zhuǎn)動自由度；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一孔,H噩好斡，.更具律用性mw工工件蚓格3函圖 4-