目錄TOC\o"1-3"\h\u序言 零件分析1.1換擋叉的作用換擋叉作用是撥動同步器齒環，以實現各前進檔齒輪的結合與分離，倒檔齒輪無同步器，換擋叉直接撥動倒檔齒輪，以達到切換倒檔。作為汽車變速箱上的重要部件，換擋叉與變速手柄相連，位于手柄下端，撥動中間變速輪，使輸入/輸出轉速比改變。換擋叉是用于變速的，主要用在操縱機構中就是把2個咬合的齒輪撥開來再把其中一個可以在軸上滑動的齒輪撥到另外一個齒輪上以獲得另一個速度。即改變變速箱內部齒輪的位置，實現變速。1.2換擋叉的工藝分析圖1-1換擋叉零件圖從零件圖可以看出，換擋叉共分兩組加工表面，現分述如下：第一組加工表面：Ф19端面、Ф16H8孔、Ф14端面、M10螺紋、寬12端面、寬14槽和R43孔第二組加工表面：Ф20端面、叉腳兩端面、Ф2孔

2工藝規程設計2.1確定毛坯的制造形式換擋叉的零件材料ZG45II，依據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.3-1，P8知，毛坯為鑄鋼件。2.2基面的選擇基準的選擇是工藝規程設計中的重要工作之一。基準選擇的正確、合理，可以保證質量，提高生產效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴重的還會造成零件大批報廢，使生產無法進行。2.2.1粗基準的選擇原則1.如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面之間的位置要求，應以不加工表面作為粗基準。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準。2.如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應選擇該表面作精基準。3.如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應選加工余量較小的表面作粗基準。4.選作粗基準的表面應平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。5.粗基準一般只能使用一次，特別是主要定位基準，以免產生較大的位置誤差。由粗基準選擇原則及換擋叉毛坯圖零件圖知，選用換擋叉Ф19端面和R43孔作為定位粗基準。4.2.2精基準選擇的原則1.用設計基準作為定位基準，實現“基準重合”，以免產生基準不重合誤差。2.當工件以某一組精基準定位可以較方便地加工很多表面時，應盡可能采用此組精基準定位，實現“基準統一”，以免生產基準轉換誤差。3.當精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時，應選擇加工表面本身作為精基準，即遵循“自為基準”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。4.為獲得均勻的加工余量或較高的位置精度，可遵循“互為基準”、反復加工的原則。5.有多種方案可供選擇時應選擇定位準確、穩定、夾緊可靠，可使夾具結構簡單的表面作為精基準。由精基準選擇原則及換擋叉零件圖知，選擇換擋叉Ф20端面、Ф16H8孔和R43孔作為定位精基準。2.3制訂工藝路線制定工藝路線的出發點，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。在生產綱領以確定為大批生產的條件下，可采用通用機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產效率。除此以外，還應考慮經濟效果，以便降低生產成本。工藝路線一：工序01：銑Φ20端面工序02：銑Φ19端面工序03：鉆、擴、鉸Φ15.8孔工序04：磨Φ15.8孔至Φ16H8孔；倒1×45°角工序05：銑寬12端面工序06：粗銑寬14槽工序07：銑M10端面工序08：鉆、攻M10螺紋；倒角至螺紋深度-H8工序09:鉆Φ2孔工序10：粗銑、半精銑叉腳兩端面工序11：粗鏜、半精鏜叉腳內側面工序12：高頻淬火，硬度55-63HRC，淬硬深度1-1.5工序13：半精銑寬14槽工序14：精銑叉腳兩端面工序15：去毛刺工序16：檢驗至圖紙要求入庫工藝路線二：工序01：銑Φ20端面；銑Φ19端面工序02：鉆、擴、粗鉸、精鉸Φ16H8孔；倒1×45°角工序03：銑寬12端面；粗銑寬14槽、半精銑寬14槽；銑M10端面工序04：鉆、攻M10螺紋；倒角至螺紋深度-H8；鉆Φ2孔工序05：粗銑、半精銑、精銑叉腳兩端面；粗鏜、半精鏜叉腳內側面工序06：高頻淬火，硬度55-63HRC，淬硬深度1-1.5工序07：去毛刺工序08：檢驗至圖紙要求入庫工藝路線二，一道工序中需要反復裝夾和調整，比如工序04、工序05和工序06，都需要反復裝夾和調整，雖說減少了員工人數和設備數量，但同時也增加了夾具的難度及員工的技術，不適合大批量，而工藝路線一則沒出現這種問題，故采用工藝路線一。2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定由上述資料，再根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4、表1.4-6、表1.4-7和表1.4-8，查出換擋叉表面和孔的加工余量如下：工件毛坯為鑄件，查相關資料知，采用金屬模機械砂型鑄造，鑄造精度等級IT8，加工余量等級MA-G。Φ20端面的加工余量由上述知，鑄造等級IT8，加工余量等級MA-G，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4知，單邊加工余量Z=2.0mm，再由零件圖知，Φ20端面表面粗糙度Ra12.5，根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8知，一步銑削即可滿足其精度要求。Φ19端面的加工余量由上述知，鑄造等級IT8，加工余量等級MA-G，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4知，單邊加工余量Z=2.0mm，再由零件圖知，Φ19端面表面粗糙度Ra12.5，根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8知，一步銑削即可滿足其精度要求。Φ16H8孔的加工余量因孔的尺寸不大，故采用實心鑄造，由零件圖知，Φ16H8孔的表面粗糙度Ra0.2，根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.3-9知，需經鉆、擴、鉸、磨方可滿足其精度要求。首先鉆孔至Φ15，再擴Φ15孔至Φ15.6，然后再鉸Φ15.6孔至Φ15.8，最后磨Φ15.8孔至Φ16H8。寬12端面的加工余量由上述知，鑄造等級IT8，加工余量等級MA-G，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4知，單邊加工余量Z=2.0mm，再由零件圖知，寬12端面表面粗糙度Ra6.3，根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8知，一步銑削即可滿足其精度要求。寬14槽的加工余量因加工表面的尺寸不大，故采用實心鑄造，由零件圖知，寬14槽的表面粗糙度Ra3.2，根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.3-9知，需經粗銑、半精銑方可滿足其精度要求。M10螺紋的加工余量因螺紋孔的尺寸不大，故采用實心鑄造，由零件圖知，M10螺紋的表面粗糙度Ra6.3，根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8知，需經鉆、攻方可滿足其精度要求。首先鉆孔至Φ8.5，再攻絲至M10螺紋Φ2孔的加工余量因加工表面的尺寸不大，故采用實心鑄造，由零件圖知，Φ2孔的表面粗糙度Ra12.5，根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8知，一步鉆削即可滿足其精度要求。叉腳兩端面的加工余量由上述知，鑄造等級IT8，加工余量等級MA-G，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4知，單邊加工余量Z=2.0mm，再由零件圖知，叉腳兩端面表面粗糙度Ra0.8，根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8知，三步銑削（即粗銑、半精銑、精銑）可滿足其精度要求。叉腳R43孔的加工余量由上述知，鑄造等級IT8，加工余量等級MA-G，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4知，單邊加工余量Z=2.0mm，再由零件圖知，叉腳兩端面表面粗糙度Ra3.2，根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8知，兩步鏜削（即粗鏜、半精鏜）可滿足其精度要求。M10端面的加工余量由上述知，鑄造等級IT8，加工余量等級MA-G，查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4知，單邊加工余量Z=2.0mm，再由零件圖知，M10端面表面粗糙度Ra6.3，根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8知，一步銑削即可滿足其精度要求。2.5確定切削用量及基本工時工序01：銑Φ20端面1.選擇刀具刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工精度相對不高，故分一次（即粗銑）完成，則2）決定每次進給量及切削速度根據X52K型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統剛度。根據表查出，則按機床標準選取＝475當＝475r/min時按機床標準選取3）計算工時切削工時：，，，則機動工時為工序02：銑Φ19端面1.選擇刀具刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工精度相對不高，故分一次（即粗銑）完成，則2）決定每次進給量及切削速度根據X52K型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統剛度。根據表查出，則按機床標準選取＝475當＝475r/min時按機床標準選取3）計算工時切削工時：，，，則機動工時為工序03：鉆、擴、鉸Φ15.8孔工步一：鉆15孔確定進給量：根據參考文獻Ⅳ表2-7根據Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉速，根據參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數i=1則機動工時為 工步二：擴15孔至15.6確定進給量：根據參考文獻Ⅳ表2-7根據Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉速，根據參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數i=1則機動工時為 工步三：鉸15.6孔至15.8確定進給量：根據參考文獻Ⅳ表2-7根據Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據參考文獻Ⅳ表4.2-13，取主軸速度：主軸轉速，根據參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數i=1則機動工時為 工序04：磨Φ15.8孔至Φ16H8孔；倒1×45°角工步一：磨Φ15.8孔至Φ16H8孔機床M2120內圓磨床1)選擇砂輪。見《機械加工工藝手冊》第三章中磨料A46KV6P35040127其含義為：砂輪磨料為剛玉，粒度為46#,硬度為中輪1級，陶瓷結合劑，6號組織，砂輪尺寸為60063305切削用量的選擇。查《機械加工工藝手冊》表33-42有主軸轉速n=200r/min砂輪轉度＝10000r/min工作臺移動速度＝2m/min切削深度Z＝0.1mm進給量=0.002mm/r3)切削工時式中n工件每分鐘轉速（r/min)L磨輪行程長度，mmZ--單邊加工余量考慮磨削加工終了時的無火花磨削以及為削除加工面形狀誤差而進行局部修研的系數，其值由表6.2-9，表6.2-10，知=1.1--軸（縱）向進給量（mm/r）--雙行程磨削深度（或橫向）進給量（mm/r）工步二：倒1×45°角工序05：銑寬12端面1.選擇刀具刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工精度相對不高，故分一次（即粗銑）完成，則2）決定每次進給量及切削速度根據X52K型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統剛度。根據表查出，則按機床標準選取＝475當＝475r/min時按機床標準選取3）計算工時切削工時：，，，則機動工時為工序06：粗銑寬14槽1.選擇刀具刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工精度相對不高，故分一次（即粗銑）完成，則2）決定每次進給量及切削速度根據X62型銑床說明書，其功率為為6.5kw，中等系統剛度。根據表查出，則按機床標準選取＝4753）計算工時切削工時：，，，則機動工時為工序07：銑M10端面1.選擇刀具刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工精度相對不高，故分一次（即粗銑）完成，則2）決定每次進給量及切削速度根據X52K型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統剛度。根據表查出，則按機床標準選取＝475當＝475r/min時按機床標準選取3）計算工時切削工時：，，，則機動工時為工序08：鉆、攻M10螺紋；倒角至螺紋深度-H8工步一：鉆M10螺紋底孔Φ8.5選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得（《切削》表2.15）562r/min按機床選取n=545r/min切削工時：，，則機動工時為工步二：攻M10螺紋選擇M10mm高速鋼機用絲錐等于工件螺紋的螺距，即f=0.75mm/r354r/min按機床選取n=392r/min切削工時：，，則機動工時為工步三：倒角至螺紋深度-H8工序09:鉆Φ2孔選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得（《切削》表2.15）637r/min按機床選取n=680r/min切削工時：，，則機動工時為工序10：粗銑、半精銑叉腳兩端面工步一：粗銑叉腳兩端面1.選擇刀具刀具選取三面刃銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工精度相對不高，故分一次（即粗銑）完成，則2）決定每次進給量及切削速度根據X62型銑床說明書，其功率為為6.5kw，中等系統剛度。根據表查出，則按機床標準選取＝4753）計算工時切削工時：，，，則機動工時為工步二：半精銑叉腳兩端面1.選擇刀具刀具選取三面刃銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工精度相對不高，故分一次（即半精銑）完成，則2）決定每次進給量及切削速度根據X62型銑床說明書，其功率為為6.5kw，中等系統剛度。根據表查出，則按機床標準選取＝6003）計算工時切削工時：，，，則機動工時為工序11：粗鏜、半精鏜叉腳內側面工步一：粗鏜叉腳內側面所選刀具為YT5硬質合金、直徑為20mm的圓形鏜刀。確定切削深度確定進給量根據表1.5，當粗鏜鑄件、鏜刀直徑為20mm、2mm，鏜刀伸出長度為34mm時，=0.15～0.30mm/r按臥式銑鏜床T68機床的進給量（表4.2-21），選擇=0.27mm/r確定切削速度按表1.27的計算公式確定式中=250，m=0.2,=0.15,=0.2,T=60min,則58.5m/min=438r/min按臥式銑鏜床T68機床上的轉速，選擇基本時間選鏜刀的主偏角=45°，則=1.5mm，=8.2mm，=4mm，=0，=0.27mm/r,，工步二：半精鏜叉腳內側面所選刀具為YT5硬質合金、直徑為20mm的圓形鏜刀。1）確定切削深度2）確定進給量根據表1.5，當粗鏜鑄件、鏜刀直徑為20mm、2mm，鏜刀伸出長度為34mm時，=0.15～0.30mm/r按臥式銑鏜床T68機床的進給量（表4.2-21），選擇=0.19mm/r3）確定切削速度按表1.27的計算公式確定式中=250，m=0.2,=0.15,=0.2,T=60min,則65m/min=482r/min按臥式銑鏜床T68機床上的轉速，選擇4）基本時間選鏜刀的主偏角=45°，則=0.5mm，=8.2mm，=4mm，=0，=0.19mm/r,，工序12：高頻淬火，硬度55-63HRC，淬硬深度1-1.5工序13：半精銑寬14槽1.選擇刀具刀具選取硬質合金三面刃銑刀，刀片采用YG8,銑刀直徑，齒數2.決定銑削用量①決定銑削深度半精銑寬14槽，故②決定每次進給量及切削速度根據臥式銑床X62說明書，其功率為為7.5kw，中等系統剛度。根據表查出，切削速度則按機床標準選取＝190③進給量當＝190r/min時按機床標準選取3.計算工時公式如下：式中寬14槽最長為12mm，取=12mm≈30.4+（1～3）mm≈（31.4～33.4）mm取，=工序14：精銑叉腳兩端面1.選擇刀具刀具選取三面刃銑刀，刀片采用YG8,，，，。2.決定銑削用量1）決定銑削深度因為加工精度相對不高，故分一次（即精銑）完成，則2）決定每次進給量及切削速度根據X62型銑床說明書，其功率為為6.5kw，中等系統剛度。根據表查出，則按機床標準選取＝7503）計算工時切削工時：，，，則機動工時為

3夾具設計我選擇的夾具任務是：換擋叉鉆、擴、鉸Φ15.8孔的夾具，選用機床：立式鉆床Z525。3.1問題的提出換擋叉Φ15.8孔，粗糙度Ra0.8，精度要求一般較高，因此設計夾具時，既要考慮如何提高勞動生產率，也要考慮Φ15.8孔質量。3.2夾具方案設計3.2.1定位方案圖3-1工序卡選擇工件Φ20端面、R43孔及尺寸12側面定位，對應的定位元件為定位套、A型支承釘A12×12、R43孔和A型支承釘A8×8。1.Φ20端面、叉腳端面與定位套、A型支承釘A12×12相配合限制三個自由度，即X軸轉動、Y軸轉動和Z軸移動。2.R43孔與定位銷相配合限制兩個自由度，即X軸移動和Y軸移動。3.尺寸12側面與A型支承釘A8×8限制一個自由度，即Z軸轉動。工件六個自由度被完全限制，屬于完全定位3.2.2夾緊裝置1.設計夾緊機構一般應遵循以下主要原則：①.夾緊必須保證定位準確可靠，而不能破壞定位。②.工件和夾具的變形必須在允許的范圍內。③.夾緊機構必須可靠。夾緊機構各元件要有足夠的強度和剛度，手動夾緊機構④.必須保證自鎖，機動夾緊應有聯鎖保護裝置，夾緊行程必須足夠。⑤.夾緊機構操作必須安全、省力、方便、迅速、符合工人操作習慣。⑥.夾緊機構的復雜程度、自動化程度必須與生產綱領和工廠的條件相適應。圖3-2夾緊機構2.鉆削力計算查《簡明機床夾具設計手冊》表3-3得切削力計算公式：由鉆、擴、鉸Φ15.8孔的鉆削力計算，由于鉆孔時切削力最大，故采用此處計算，由鉆Φ15孔切削工時知，，=0.28mm由《簡明機床夾具設計手冊》表3-3知即≈667×15×0.41×0.75N≈3077N3.夾緊力計算所需夾緊力，查表5得，，安全系數K=式中為各種因素的安全系數，查表得：K==1.872，當計算K<2.5時，取K=2.5孔軸部分由M6螺母鎖緊，查表得夾緊力為2903N==7257.5N由上計算得》，因此采用該夾緊機構工作是可靠的。3.2.3對刀及導向裝置Ф16孔加工鉆、擴、鉸即可，故選用快換鉆套（其結構如下圖示），根據工藝要求：即用Φ15的麻花鉆鉆孔，查機床夾具標準件可知Φ15相配的快換鉆套的具體結構如下圖3-3快換鉆套具體的尺寸如下圖3-4快換鉆套規格及主要尺寸因為鉆套和夾具體是間隙配合，加工的時間鉆套靠壓緊螺釘把他壓緊在鉆模板上，以防止加工的時間工件的旋轉，有上圖可知和鉆套相配的螺釘的尺寸為M8，查機床夾具標準件可知，M8鉆套壓緊螺釘的具體結構如下圖3-5鉆套螺釘具體的尺寸如下圖3-6鉆套螺釘規格及主要尺寸3.3夾具工作原理圖3-6裝配圖1.保證加工精度這是必須做到的最基本要求。其關鍵是正確的定位、夾緊和導向方案，夾具制造的技術要求，定位誤差的分析和驗算。2.夾具的總體方案應與年生產綱領相適應在大批量生產時，盡量采用快速、高效的定位、夾緊機構和動力裝置，提高自動化程度，符合生產節拍要求。在中、小批量生產時，夾具應有一定的可調性，以適應多品種工件的加工。3.安全、方便、減輕勞動強度機床夾具要有工作安全性考慮，必要時加保護裝置。要符合工人的操作位置和習慣，要有合適的工件裝卸位置和空間，使工人操作方便。大批量生產和工件笨重時，更需要減輕工人勞動強度。4.排屑順暢機床夾具中積集切屑會影響到工件的定位精度，切屑的熱量使工件和夾具產生熱變形，影響加工精度。清理切屑將增加輔助時間，降低生產率。因此夾具設計中要給予排屑問題充分的重視。5.機床夾具應有良好的強度、剛度和結構工藝性機床夾具設計時，要方便制造、檢測、調整和裝配，有利于提高夾具的制造精度。換擋叉鉆、擴、鉸Φ15.8孔的夾具，通過定位套、A型支承釘A12×12、定位銷和A型支承釘A8×8，夾緊則是由螺桿、圓墊圈、六角螺母、可調支承釘、移動壓板和六角法蘭面螺母等組成，快換鉆套、襯套和鉆模板等組成導向裝置引導麻花鉆對中。3.4誤差分析圖3-7定位銷定位1.基準位移誤差由于定位副的制造誤差或定位副配合同間所導致的定位基準在加工尺寸方向上最大位置變動量，稱為基準位移誤差，用表示。工件以R43孔在軸上定位鉆、擴、鉸Φ15.8孔，如果工件內孔直徑與軸外圓直徑做成完全一致，做無間隙配合，即孔的中心線與軸的中心線位置重合，則不存在因定位引起的誤差。但實際上，軸和工件內孔都有制造誤差，于是工件套在軸上必然會有間隙，孔的中心線與軸的中心線位置不重合，導致這批工件的加工尺寸H中附加了工件定位基準變動誤差，其變動量即為最大配合間隙。按下式計算式中——基準位移誤差，mm——孔的最大直徑，mm——軸的最小直徑，mm=0.1635mm2.基準不重合誤差加工尺寸h的基準是外圓柱面的母線上，但定位基準是工件圓柱孔中心線。這種由于工序基準與定位基準不重合導致的工序基準在加工尺寸方向上的最大位置變動量，稱為基準不重合誤差，用表示。基準不重合誤差為=式中——基準不重合誤差，mm——工件的最大外圓面積直徑公差，mm