变速器换挡叉叉脚端面铣夹具设计（全套含CAD图纸）

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 机械制造工艺 课程设计说明书 题目： 变速器换挡叉叉脚端面铣夹具设计 目录 买文档就送全套 纸 01339828 - 2 - 一、零件分析 3 件的作用 3 件的工艺分析 3 寸和粗糙度的要求 3 4 二、毛坯的设计 4 择毛坯 4 坯尺寸和公差 4 定机械加工加工余量 4 定毛坯 5 定毛坯尺寸公差 4 计毛坯图 4 三、选择加工方法，拟定工艺路线 7 面的选择 7 基准的选择 8 14 15 四、加工设备及道具、夹具、量具的选择 15 五、确定切削用量 18 六、基本时间的确定 20 七、夹具设计 25 八、总结 29 买文档就送全套 纸 01339828 - 3 - 一、零件分析 件的作用 题目所给定的零件是变速器换档叉（如下图 2 ，它位于传动轴的端部。主要作用是传递扭矩，使变速器获得换档的动力。该零件是以 F 孔套在轴上，并用 1纹孔与轴定位，换挡叉脚卡在双联齿轮的轴中，变速操作机构通过换挡叉头部的操纵槽带动换挡叉与轴一起在变速箱中滑动，换挡叉脚拨动双联齿轮在花键轴上滑动，就可实现变速功能，从而实现变速器变速。换挡叉的主要工作面为操纵槽换挡叉脚两端面，主要配合面为 F 孔， 1该零件 属于特殊形状零件，但复杂程度一般。由于换挡叉在工作是表面承受一定的压力，因此，要求有一定的强度和韧度。 全套图纸加 Q 401339828买文档就送全套 纸 01339828 - 4 - 件的工艺分析 由零件图可知，该零件的材料为 35#钢，锻造成型，由零件的尺寸公差选择模锻加工成型，保证不加工表面达到要求的尺寸公差。 该零件需要加工的表面可大致分为以下四类： （ 1） （ 2）以 的轴心线为基准的上下两平面。 （ 3）两插口端面。 （ 4）两叉口内侧面。 （ 5）拔槽两个侧面。 （ 6）拨槽的内侧面面 （ 7） 纹孔。 其中 孔以及叉口的上下端面和叉口的中间两侧面为主要的配合面，加工的精度及粗糙度的要求较高，应作为加工的重点 寸和粗糙度的要求 孔的上偏差为 +偏差为 +合公差为 于间隙配合，孔的内表面的粗糙度为 求较高，鉴于孔径为 先采用 用 10的立铣刀进行扩孔，最后用无心砂轮进行精加工。 1表面的粗糙度为 表面的粗糙度为 接采用立铣刀铣削加工即可达到要求。 以 直接用端面立铣刀进行加工保证尺寸要求。 叉口的上下端面的尺寸分别为 直接用端面立铣刀进行加工保证尺寸要求。 以 1面粗糙度为 直接用端面立铣刀进行加工保证尺寸要求。 拨槽的最前端面，以 的下端面为基准，其尺寸为 11，其表面粗糙度为 10*1采用 采用 10的丝锥攻丝完成。 买文档就送全套 纸 01339828 - 5 - 置公差要求 由零件图可知，该零件主要要求保证 孔和叉口的上下端面之间的垂直度要求，以 (2)换挡叉技术要求 表 2挡叉技术要求 加工表面 尺寸及偏差（ 公差及精度等级 表面粗糙度 位公差（ 叉脚两端面 0 口两内侧面 1 叉头凸台两端面 0 叉头平台外表面 叉头平台凸面 11 叉头下表面 该变速器换挡叉结构简单，属于典型的叉杆类零件。为实现换挡、变速的功能，其叉轴孔和变速叉轴有配合要求，因此加工精度要求高。叉脚两端面在工作中需承受冲击载荷，为增强耐磨性，采用局部淬火，硬度为 180保证换挡叉换挡时叉脚受力均匀，要求叉脚两端面与孔 直度要求为 挡叉用螺钉定位，螺纹孔为 综上所述，该零件得各项技术要求制订较合理，符合在变速箱中的功用。 （ 3）审查换挡叉的工艺性 分析零件图可知，该换挡叉叉脚两端面厚度薄于连接的表面，但减少了加工面积，使用淬火处理提供局部 的接触硬度。叉脚两端面面积相对较大，可防止加工过程中钻头钻偏，保证孔的加工精度及叉脚两端面的垂直度。其它表面加工精度较低，通过铣削、钻床的粗加工就可达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常得生产条件下，采用较经济得方法保质保量地加工出来。可见该零件工艺性好。 买文档就送全套 纸 01339828 - 6 - 图 2变速器换挡叉零件图 二、毛坯的设计 择毛坯 该零件的材料为 35#钢，考虑到零件在工作时要求有较高的强度和抗扭性，非加工面的尺寸精度要求较高，以及批量为大批量生产，所以采 用模锻毛坯成型。 定机加工余量、毛坯尺寸和公差 (1)确定最大轮廓尺寸 根据零件图计算零件的最大轮廓尺寸为：长 76 56 2）选择锻件公差等级 买文档就送全套 纸 01339828 - 7 - 查手册模锻成型，零件材料按中碳钢，得锻件公差等级为 12 取为 13级。 （ 3）求铸件尺寸公差 公差带相对于基本尺寸对称分布。 （ 4）求机械加工余量等级 查手册得按模锻成型的方法，锻件材料为 35#钢的机械加工余量等级 定机械加工加工余量 根据锻件质量、零件表面粗糙度、形状复杂程度，取铸 件加工表面的单边余量为 2，孔的加工余量按相关表查找选取。 定毛坯 上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度 表面，余量要适当加大。 分析本零件，加工表面 因此这些表面的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查的余量即可。（由于有的表面只需粗加工，这时可取所查数据的小值） 生产类型为大批量生产，可采用模锻毛坯。 定毛坯尺寸公差 毛坯尺寸公差根据锻件质量、材质系数、形状复杂系数查手册得，本零件毛坯尺寸允许偏差为 面粗糙度 为 计毛坯图 查机械制造工艺简明手册表 27确定各表面的加工总余量： 加工表面 基本尺寸 锻件尺寸公差 机械加工余量（单侧） 锻件尺寸 拔槽两侧面 文档就送全套 纸 01339828 - 8 - 口上端面 口下端面 口两侧面 51 47 拔槽内侧面 2、 选择加工方法，拟定工艺路线 面 的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要设计之一，基面的选择正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。 基准的选择 粗基准的选择影响影响各加工面的余量分配及不需加工表面与加工表面之间的位置精度。为了保证叉口上下平面与 的垂直度要求以及叉口上下面的加工余量分配均匀，所以选择叉口的上端面作为第一道工序的定位基准。 基准的选择 以第一道工序中的已加工面作为下到工序的定位平面，以 的中心轴线为定位基准，确保设计基准与工艺基准的重合，以减少加工误差。 定机械加工工艺路线 工艺路线一： 买文档就送全套 纸 01339828 - 9 - 工序一： （ 1）粗铣叉口下端面加工经济精度 糙度 合夹具） （ 2）精铣叉口下端面，加工经济精度 糙度 序二： （ 1）用 工经济精度 糙度 用夹具） （ 2）用 10的立铣刀扩孔到直径为 工精度为 糙度为 序三： （ 1）粗铣叉口上端面，加工经济精度 糙度 合夹具） （ 2）粗 铣叉口中间的两侧面，加工经济精度 糙度 3） 粗铣拨槽下端面，加工经济精度 糙度 4）精铣叉口上端面，加工经济精度 糙度 5）精铣叉口中间的两侧面，加工经济精度 糙度 序四： （ 1）粗铣拨槽的一个侧面，加工经济精度 糙度 用夹具） （ 2）精铣拨槽侧面，加工精度 糙度 序五： （ 1）粗铣拨槽的另一个侧面，加工经济精度 糙度 用夹具） （ 2）粗铣拨槽的中间两个小侧面，加工经济精度 糙度 3）粗铣拨槽的最前端面，加工经济精度 糙度 4）精铣拨槽侧面，加工精度 糙度 5）精铣拨槽的中间的两个小侧面，加工精度 糙度 6）加工 5的倒角 工序六： 买文档就送全套 纸 01339828 - 10 - (1)，用 （ 2），用 10的丝锥攻丝，加工 工序七： （ 1），用无心磨床精加工 糙度 2），加工 5的倒角 工序八： （ 1），钳工，去毛刺 工序九： （ 1），检验 工艺路线二： 工序一： （ 1）用 工经济精度 糙度 用夹具） （ 2）用 10的立铣刀扩孔到直径为 工精度为 糙度为 序二： （ 1）粗铣叉口下端面加工经济精度 糙度 合夹具） （ 2）精铣叉口下端面，加工经济精度 糙度 序三： （ 1）粗铣叉口上端面，加工经济精度 糙度 合夹具） （ 2）粗铣叉口中间的两侧面，加工经济精度 糙度 3） 粗铣拨槽下端面，加工经济精度 糙度 4）精铣叉口上端面，加工经济精度 糙度 5）精铣叉口中间的两侧面，加工经济精度 糙度 6）加工 5的倒角 买文档就送全套 纸 01339828 - 11 - 工序四： （ 1）粗铣拨槽的一个侧面，加工经济精度 糙度 用夹具） （ 2）精铣拨槽侧面，加工精度 糙度 序五： （ 1）粗铣拨槽的另一个侧面，加工经济精度 糙度 用夹具） （ 2）粗铣拨槽的中间两个小侧面，加工经济精度 糙度 3）粗铣拨槽的最前端面，加工经济精度 糙 度 4）精铣拨槽侧面，加工精度 糙度 5）精铣拨槽的中间的两个小侧面，加工精度 糙度 6）加工 5的倒角 工序六： (1)，用 （ 2），用 10的丝锥攻丝，加工 工序七： （ 1），用无心磨床精加工 糙度 2），加工 5的倒角 工序八： （ 1），钳工，去毛刺 工序九： （ 1），检验 工艺路线三： 工序一： （ 1）粗铣叉口下端面加工经济精度 糙度 合夹具） 买文档就送全套 纸 01339828 - 12 - （ 2）精铣 叉口下端面，加工经济精度 糙度 序二： （ 1）用 工经济精度 糙度 用夹具） （ 2）用 10的立铣刀扩孔到直径为 工精度为 糙度为 序三： （ 1）粗铣叉口上端面，加工经济精度 糙度 合夹具） （ 2）粗铣叉口中间的两侧面，加工经济精度 糙度 3）粗铣拨槽的最前端面，加工经济精度 糙度 4）精铣叉口上端面，加工经济精度 糙度 5）精铣叉 口中间的两侧面，加工经济精度 糙度 6）加工 5的倒角 工序四： （ 1） 粗铣拨槽下端面，加工经济精度 糙度 序五： （ 1）粗铣拨槽的一个侧面，加工经济精度 糙度 用夹具） （ 2）粗铣叉口中间的两侧面，加工经济精度 糙度 3）精铣拨槽侧面，加工精度 糙度 4）粗铣拨槽的另一个侧面，加工经济精度 糙度 用夹具） （ 5）精铣拨槽侧面，加工精度 糙度 6）加工 5的倒角 工序六： (1)，用 （ 2），用 10的丝锥攻丝，加工 买文档就送全套 纸 01339828 - 13 - 工序七： （ 1），用无心磨床精加工 糙度 2），加工 5的倒角 工序八： （ 1），钳工，去毛刺 工序九： （ 1），检验 工艺路线四： 工序一： （ 1）用 工经济精度 糙度 用夹具） （ 2）用 10的立铣刀扩孔到直径为 工精度为 糙度为 序二： （ 1） 粗铣叉口上端面加工经济精度 糙度 组合夹具） （ 2） 粗铣叉口最上端面加工经济精度 糙度 序三： （ 1）粗铣叉口下端面加工经济精度 糙度 合夹具） （ 2）粗铣叉口中间的两侧面，加工经济精度 糙度 序四： （ 1）下叉口淬火处理，硬度要求为 45 工序五： （ 1）精铣叉口上端面，加工经济精度 糙度 序六： （ 1） 精铣叉口的下端面，加工经济精度 糙度 文档就送全套 纸 01339828 - 14 - （ 2） 精铣叉口中间的两侧面，加工经济精度 糙度 3） 加工 5的倒角。 工序七： （ 1）粗铣拨槽的 一个侧面，加工经济精度 糙度 2）粗铣拨槽的中间两侧面，加工经济精度 糙度 3）精铣拨槽的一个侧面，加工经济精度 糙度 4）精铣拨槽的中间两侧面，加工经济精度 糙度 5）加工 5的倒角 工序八： （ 1）粗铣拨槽的另一个侧面，加工经济精度 糙度 用夹具） （ 2）精铣拨槽侧面，加工精度 糙度 3）加工 5的倒角 工序九： （ 1） 粗铣拨槽下端面，加工经济精度 糙度 2)，用 （ 3），用 10的丝锥攻丝，加工 工序十： （ 1），用无心磨床精加工 糙度 2），加工 5的倒角 工序十一： （ 1），钳工，去毛刺 工序十二： （ 1），检验 买文档就送全套 纸 01339828 - 15 - 艺路线比较 上述四个工艺路线，路线一和路线三先加工拨叉的底平面，后加工孔，遵循先面后孔的原则，路线二和路线四是鉴于孔的加工要求较高，与底面的垂直度要求也较高，并且是很多尺寸的设计基准，为遵循基准统一的原则，同时也更能保证叉口上下两平面与孔的垂直度要求，所以路线 二和路线四要优于路线一和路线三。而由于叉口的下端面是一上端面为基准的，为遵循互为基准的原则，保证底面的加工尺寸精度，应先加工上叉口，后加工下叉口，所以路线四优于路线二，固选择路线四为最终的工艺路线。 工序号 工序内容 简要说明 00 模锻成型 05 正火处理 10 加工 15 粗加工叉口上端面和拨槽的最上端面 20 粗加工叉口下端面及中间侧面 25 两叉口淬火处理 30 精加工叉口上端面 35 精加工叉口下端面及中间侧面 买文档就送全套 纸 01339828 - 16 - 40 加工拨槽的侧面及中加面 45 加工拨槽的另一个侧面 50 加工拨槽下端面及 螺纹孔 55 精加工 60 钳工 65 检验 表 3、加工设备及道具、夹具、量具的选择 由于生产类型为大批量，故加工设备以通用机床为主，辅以少量专用机床，其生产方式以通用机床专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线，工件在各机上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。 据不同的工序选择不同的机床 10工序是加工 用 麻花钻钻孔，再用选用 15的扩孔钻扩孔，可选用立式摇臂钻床完成 。 15工序是粗铣叉口上端面，可选用立式铣床完成。 20工序是粗铣叉口下端面及中间两侧面，可以选用立式铣床完成。 30工序是精加工叉口上端面，选用立式铣床完成。 35工序是粗铣叉口上端面及中间两侧面，可以选用立式铣床完成。 40 工序是铣削加工拨槽的侧面以及拨槽的中间两个小侧面，可选用卧式铣床来完成。 45 工序是加工拨槽的另一个侧面，在上道工序的基础将夹具旋转 180，同样的采用卧式铣床。 50 工序是铣削拨槽的下端面和钻孔加工 的螺纹孔，可以选用卧式铣床完买文档就送全套 纸 01339828 - 17 - 成 55 为精加工 孔，采用万能 无心磨床来保证精度。 具选择 选用硬质合金铣刀，硬质合金钻头，硬质合金扩孔钻、加工中碳钢零件采用 加工用 精加工为 序号 工序内容 所选刀具 00 模锻成型 05 正火处理 10 加工 孔 15的扩孔钻 15 粗加工叉口上端面和拨槽的最前端面 20的端面铣刀 20 粗加工叉口下端面及中间侧面 20的端面铣刀和 10的立铣刀 25 两叉口淬火处理 30 精加工叉口上端面并倒角 20的端面铣刀 35 精加工叉口下端面及中间侧面并倒角 20的端面铣刀和 10的立铣刀 买文档就送全套 纸 01339828 - 18 - 40 加工拨槽的侧面及中间侧面 20的端面铣刀和 10的立铣刀 45 加工拨槽的另一个侧面 20的端面铣刀 50 加工拨槽下端面及 20的端面铣刀和 0 的丝锥 55 精加工 轮 60 钳工 65 检验 表 4择量具 本零件属于成批生产，一般情况下尽量采用通用夹具。根据零件的表面的精度要求，尺寸和形状特点，参考相关资料，选择如下： 10工序采用游标卡尺和塞规。 15、 20、 30、 35、 40、 45工序采用游标卡尺和标准粗糙度块。 倒 50角度，采用万能角度卡尺。 50工序采用塞规检验。 五、确定切削用量 工序一： 工步一：用 麻花钻钻孔 a p=0 0m/n=(1000 50)/(轴最大转速 r/所以取 n=1135r/1135 1000=步二 ：用 15 的扩孔钻扩孔 a p=0 0m/文档就送全套 纸 01339828 - 19 - n=(1000 50)/(15)=轴最大转速 r/所以取 n=1060r/1060 5)/1000=序二： 工步一：粗铣叉口上端面 已知工件材料为 35#钢，选择镶齿套式面铣刀，齿数 z=10，材料 。 确定每齿进给量和背吃刀量。 查表取每齿进给量，查表取 z 背吃刀量取 4表得： V=64m/ 算实际主轴转速 主轴转速 n=1000 64/（ 20） =r/表得 n=1000 r/ 计算 000 20/1000=率校核 经检查所有要求符合要求 工步二：精铣叉口上端面 选择镶齿套式面铣刀，齿数 z=10，材料 V=124m/ 计算实际主轴转速 主轴转速 n=1000 124/（ 20） =r/算 00 80/1000=m/算得 n=494 r/际转速 V=150 m/ 经检查所有参数符合要求。 工步三：粗铣叉口中间的侧面 选择普通的 10 立铣刀，齿数为 Z=20，材料 V=20m/ 计算实际主轴转速 主轴转速 n=1000 20/（ 10） =636.9 r/ n=630 r/文档就送全套 纸 01339828 - 20 - 计算 30 10/1000=算得 n=630 r/际转速 V= 经检查所有参数符合要求。 工步四：精铣叉口中间的侧面 转速及切削速度同上。 工序三： 工步一 :粗铣下端面，刀具、转速及切削用量同上表面的加工。 工步二：精铣下端面同上 工序四、五：刀具、转速及切削用量同工序一 工序六： 工步一：粗铣拨槽的下面，刀具、转速及切削用量同上表面的加工 工步二：用 麻花钻钻孔 用 切削用量 f 刀具采用莫式锥柄麻花钻钻头，直径 d=用切削液。 1. 确定进给量 f 由于孔径和深度均很小，宜采用手动进给 2. 选用钻头磨钝标准和耐用度 根据表 5头后刀面最大磨损量为 0. 确定切削速度 v 由表 5 b=670上的 35#刚的加工性为 5类，根据表 5定进给量=r 由表 5查 v=16m/535 卧式钻床说明书选择主轴实际转速 =工步三：用 10 的丝锥攻丝 螺纹的螺距为 P=1深 = S=200r/=S*P=200mm、基本时间的确定 时定额的计算 工时定额是指完成零件加工的就一个工序的时间定额 买文档就送全套 纸 01339828 - 21 - j+b+z/N 其中： 动时间），通过计算求得 般取（ 15% j;般按作业时间的（ 估算 般按作业时间的（ 估算 量生产时， 准备与终结时间忽略不计 是指一批零件的个数 表 6序 工步 计算公式 计算结果（ 工序一 1 钻： l+l1+(f n) l=16 +(1 10 扩： l+l1+(f n) 2110 2 l=16 铣： l+(f n) 文档就送全套 纸 01339828 - 22 - 工 序 二 2 .5(10 d:铣刀直径 序 三 1 铣： l+(f n) .5(10 d:铣刀直径 序 四 1 铣： l+(f n) .5(10 d:铣刀直径 序 四 1 铣： l+(f n) .5(10 d:铣刀直径 序 五 1 铣： l+(f n) .5(10 d:铣刀直径 钻： l+l1+(f n) l=16 文档就送全套 纸 01339828 - 23 - 3 +(1 10 序 六 1 序额 的确定 （ 1） j+b+z/N = 19+ b+ (18%(5%(f)+3%(f) =(18%(5%（ (18%( +3%（ (18% ( +d=8% %(8% 3%(8% =92s (2)工序二的时间定额： j+b+z/N =f+x =( + 18% ( 5%(f)+ 3% (f) =( + 18% ( 5%( + 18% (买文档就送全套 纸 01339828 - 24 - +3%( + 18% ( 1=d=8% %(8% 3%(8% =3)工序三的时间定额： j+b+z/N =f+x =8% %(f) + 3% (f) = 8% %( 8% 3%( 8% =8% %(8% 3%(8% = 4）工序四的时间定额： j+b+z/N =f+x =8% %(f) + 3% (f) = 8% %( 8% 3%( 8% =8% %(8% 3%(8% = 5）工序五德时间定额： j+b+z/N =f+x =8% %(f) + 3% (f) = 8% %( 8% 3%( 8% 买文档就送全套 纸 01339828 - 25 - =8% %(8% 3%(8% 6）工序六的时间定额： j+b+z/N =f+x =8% %(f) + 3% (f) = 8% %( 8% 3%( 8% =8% %(8% 3%(8% 文档就送全套 纸 01339828 - 26 - 第 5 章 铣叉脚端面夹具的设计 设计工序：铣叉脚端面的夹具的设计 题的提出 本夹具要用于铣叉脚端面的夹具的设计夹具精度等级 为 糙度为 道工序只精铣一下即达到各要求，因此，在本道工序加工时，我们应首先考虑保证铣叉脚端面的夹具的设计夹具设计的各加工精度，如何提高生产效率，降低劳动强度。 具设计 位基准的选择 拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件 的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。 了使定位误差减小，选择已加工好的 设计本道工序的夹具，以两销和两已加工好的 为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用简单的螺母作为夹紧机构。 削力和夹紧力计算 （ 1）刀具： 刀 机床： 卧式铣床 由 3 所列公式 得 查表 8 得其中： 修正系数 0.1纸 01339828 - 27 - 30 q X y u 8 z=24 0 代入上式 ， 可得 F= 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。 安全系数 K=4321 1K 为基本安全系数 K 为加工性质系数 K 为断续切削系数 以 （ 2）夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 21 其中 F= G N 夹紧螺钉： 公称直径 d=20料 45 钢 性能级数为 006 M P 8 0108 螺钉疲劳极限： M P 极限应力幅： M P 许用应力幅： M 螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 s= 取 s=4 得 买文档就送全套 纸 01339828 - 28 - 满足要求 M