【生产工艺技术】变速器换挡叉的工艺过程及夹具设计说明书

1、随心编辑,值得下载拥有！ YOUR COMPANY NAME IS HERELOGO 专业|专注|精心|卓越b6ikeZhan9 【生产工艺技术】变速器换 挡叉的工艺过程及夹具设 计说明书 Please en ter your compa nys n ame and contentv 变速器换挡叉的工艺过程及夹具设计 目录 第1章绪论 1 1.1变速器换挡叉概述1 1.2设计任务及意义 1 121设计任务1 1.2.2设计意义1 第2章零件的分析 3 2.1零件的作用3 2.2零件的工艺分析3 第3章工艺规程设计 6 3.1确定毛坏的制造形式6 3.1.1零件的材料.6. 3.1.2确定毛坯的

2、类型、制造方法及尺寸公差 6. 3.1.3确定毛坯的技术要求6. 3.1.4绘制毛坯图.6. 3.2锻件形状复杂系数和锻件材质系数的确定 7 3.3锻件分模线形状和零件表面粗糙度8 3.4基面的选择8 3.5制定工艺路线9 3.6机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确定 11 3.7确定切削余量及基本工时 12 第4章夹具设计 28 4.1问题的提出28 4.2夹具设计29 4.3夹具设计及操作说明 30 第5章总结和展望 31 致谢 32 参考文献 33 附表 34 第 1 章 绪论 1.1 变速器换挡叉概述 换挡叉用于多种机械装置中，各种机床的变速要用到换挡叉，汽车在行驶中 的变速也离不开换挡

3、叉。它位于变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照 操作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。 随着机械制造技术日新月异的发展，制造商不断推出各种各样的先进的变速 器换挡叉制造技术。换挡叉裂解技术就是 20世纪 90年代出现的一种先进的变速 器换挡叉加工新技术，和传统加工技术相比，该技术具有大幅度提高产品质量、 提高生产率、降低生产成本等突出优点而备受业界关注。我们国家正在不断缩小 同先进汽车生产国家在变速器换挡叉上的差距，使我国变速器换挡叉生产水平和 世界先进换挡叉生产水平的差距越来越小，不断增强我国机械行业整体的生产水 平。 1.2 设计任务及意义 1.2.1 设计任务 本课题根据调

4、查研究所提供的数据和有关技术资料，运用机械制造技术理论 等相关专业知识对变速器换挡叉零件的作用和工艺进行了分析和计算，且对该换 挡叉的加工工艺以及其第五道工序的夹具进行了优化设计。 本论文制定了变速器换挡叉的工艺过程方案，拟定了夹具设计方案且完成了 其第五工序的夹具结构设计。 最后通过使用 AUTOCAD 绘制零部件图和装配图， 保证了加工质量的高效、省力、经济合理。本论文就以下几方面内容展开详细的 论述： 1 、工艺规程设计。 2、绘制被加工零件毛坯图、夹具零件图、夹具装配图。 3、按规定格式编制工序卡片及设计计算说明书。 1.2.2 设计意义 随着科技日新月异的不断发展，人们对换挡操作机构

5、的要求也日渐苛刻，不 仅要性能好、油耗小，对换挡操作机构的舒适度的要求也日渐提高，特别是对操 作的舒适性能更是格外的挑剔。和此同时，中国变速器换挡叉市场的竞争也日趋 激烈，世界各种品牌的换挡叉生产商云集中国。为了满足客户的需求，为了提高 换档操作机构的舒适度，为了缩短开发周期尽早将产品投放市场，为了产品在投 放市场后能够安全、稳定和可靠的运行，我们就必须重视换档操纵机构的每一个 环节的开发，就必须掌握和应用目前最先进的方法。只有这样才能节省开发时间 和成本，才能提高产品的性价比和竞争力。因此本论文对变速器换挡叉的研究不 仅有利于提高我们分析问题的理论水平，同时能有利于提高解决问题的实践能力，

6、对产品的实际开发也有十分重要的战略意义。 第 2 章 零件的分析 2.1 零件的作用 题目所给定的零件是变速器换挡叉（如下图 2-1 所示），它位于传动轴的端 部。主要作用是传递扭矩，使变速器获得换挡的动力。该零件是以？ 15.8F8孔套在 轴上，且用M10 X1-7H螺纹孔和轴定位，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和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，从而实现变速器变速。换挡叉的主要工作面为操 纵槽换挡叉脚俩端面，主要配合面为？15.8F8孔，M10 X1-7H螺纹孔和换挡叉脚 侧面。该零件属于特殊形状零件，但复杂程度一般。由

7、于换挡叉在工作时表面要 承受一定的压力，因此，要求有一定的强度和韧度。 图2-1变速器换挡叉零件图 2.2零件的工艺分析 (1 )该变速器换挡叉需要加工的表面可大致分为四类： ？ 15.8F8 孑L; 以？ 15.8F8为基准的顶端16 X56俩侧面和叉口的前后俩侧面； 以？ 15.8F8为基准的其它几个平面以及槽； M10 X 1-7H螺纹。 这几组加工面之间有着一定的位置要求，主要是：？ 15.8F8 mm 孔的中心 线和叉口的前后俩侧面的垂直度公差为 0.15mm。 表2 1换挡叉技术要求 加工表面 尺寸及偏差 公差及精度等 表面粗糙度Ra 形位公差 (mm ) 级 叉脚俩端面 IT12

8、 6.3 叉口俩内侧面 IT12 6.3 15.8内孔 IT8 3.2 M10螺纹孔 IT7 叉头凸台俩端 IT12 6.3 面 11 叉头平台外表 IT13 6.3 面 叉头平台凸面 IT13 12.5 叉头卜表面 IT13 12.5 为保 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。叉脚俩端面在工作 中需承受冲击载荷，为增强耐磨性，采用局部淬火，硬度为 180HBS左右, 证换挡叉换挡时叉脚受力均匀，要求叉脚 俩端面和孔？ 15.8垂直度要求为 0.15mm 。换挡叉用螺钉定位，螺纹孔为 M10 综上所述，该零件

9、的各项技术要求制订的较合理，符合在其变速箱中的功用 （3）审查换挡叉的工艺性 分析零件图可知，该换挡叉叉脚俩端面厚度薄于连接的表面，但减少了加工 面积，使用淬火处理来保证局部的接触硬度。叉脚俩端面面积相对较大，可防止 加工过程中钻头钻偏，保证孔的加工精度及叉脚俩端面的垂直度。其它表面加工 精度较低，通过铣削、钻床的粗加工就能够达到加工要求；而主要工作表面虽然 加工精度相对较高，但也能够在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量 地加工出来。可见该零件工艺性好。 第 3 章 工艺规程设计 3.1 确定毛坯的制造形式 3.1.1 零件的材料 零件的材料为 35 钢，是中碳钢。其铸造工艺性介于低碳

10、钢和高碳钢之间，可 进行热处理，以获得所需要的机械性能。 3.1.2 确定毛坯的类型、制造方法及尺寸公差 因零件的材料为 35 钢，考虑到零件在加工过程中经常承受交变载荷及冲击 性载荷，因此应该选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠， 且零件的轮廓尺寸不大，参照文献 1表1.3-1, 可采用模锻锻造成型。 变速器换挡叉属特殊形状零件， 且加工过程中利用不加工表面进行定位的工序 较多，又是成批生产，故零件的毛坯选用锻模。锻件公差等级为普通级，加工余 量查表可得，换挡叉脚内侧面留单边余量为 2mm, ? 15.8F8 孔不锻出，孔左右俩 端面的加工余量为 2mm. 换挡叉头俩端面的单

11、边余量为 4.25mm ，换挡叉脚内平端 面为 1.9mm, 外凸端面为 2.2mm, 操纵槽不锻出，单边余量为 7.1mm 。 3.1.3 确定毛坯的技术要求 如图3-1 所示： 未注明锻造圆角为 R15 ，拔模斜度为 7 锻件淬火硬度为 180HBS 材料： 35 钢 3.1.4 绘制毛坯图 根据任务书变速器换挡叉零件图，在各加工表面上加上机械加工余量，绘制 毛坯图（如图 3-1 所示），且标注尺寸和技术要求。 图 3-1 变速器换挡叉毛坯图 3.2 锻件形状复杂系数和锻件材质系数的确定 （1 ） 锻件形状复杂系数 锻件重量: 已知机械加工后换挡叉的重量为 3kg ，由此可初步估计机械加工

12、前锻件毛坯 的重量为 3.5kg 。 对换挡叉零件图分析计算，可大概确定锻件外轮廓包容体出该换挡叉锻件的 长度、宽度和高度，即l=136mm , b=76mm , h=72mm ,p=kg/由文献2公式 2-3 可计算零件的形状复杂系数 (3.3.1) S= =0.6 故属于S2级 2)锻件材质系数 由于该换挡叉材料为 35 钢，是碳的质量分数少于 0.65% 的碳素钢，故该锻件 的材质系数属 M1 级。 3.3 锻件分模线形状和零件表面粗糙度 根据该换挡叉的形位特点，以对称平分面为分模面，属平直分模线。 由零件图可知，该换挡叉各加工表面粗糙度 Ra 均大于等于 3.2um 。 3.4 基面的

13、选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确和合理，能够 使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程会问题百出，更有 甚者，仍会造成大批零件报废，使生产无法正常进行。 (1) 粗基准的选择 在选择粗基面时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加 工表面和加工表面间的尺寸、位置符合图样要求。粗基准的选择应以下几点为原 则： .应选能加工出精基准的毛坯表面作粗基准。 .当必须保证加工表面和不加工表面的位置和尺寸时，应选不加工的表面作 为粗基准。 .要保证工件上某重要表面的余量均匀时，则应选择该表面为定位粗基准。 .当全部表面都需要加工时，应选余量最小的表面作

14、为基准，以保证该表面 有足够的加工余量 在铣床上加工变速器换挡叉时，以 ? 15.8mm 内孔作为粗基准。满足粗基准的 选 择原则。 (2) 精基准的选择 精基准的选择应从保证零件加工精度出发，同时考虑装夹方便，夹具结构简 单。选择时应遵循以下原则： 尽量选零件的设计基准作精基准，能够避免因基准不重合引起的定位误差， 这一原则称为“基准重合”原则。 尽可能使工件各主要表面的加工，采用统一的定位基准，这是“基准统一” 原则。 当零件主要表面的相互位置精度要求很高时， 应采用互为基准， 反复加工的 原则。 选择加工表面本身作为定位基准，即“自为基准”。 选择的定位精基准，应保证工件定位准确，夹紧可

15、靠，夹具结构简单，操 作方便。该零件加工时，采用 ? 15.8mm 内孔作为精基准来加工换档叉叉口前后俩 侧面。 3.5 制定工艺路线 工艺路线的拟订是制定工艺规程的关键，其主要任务是选择各个表面的加工 方法和加工方案，确定各个表面的加工顺序和工序的组合。制定工艺路线和定位 基准的选择密切相关。制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸 精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定的条件下，应 考虑机床的夹具，且尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，仍应当考虑经济 效果，以便使生产成本尽量降低。 工艺方案分析：由于零件表面精度要求较高，所以安排了粗铣和精铣。考虑 到? 1

16、5.8mm 孔的精度要求较高， 安排为钻且扩铰加工。 精铣时以 ? 15.8mm 孔 定位能保证端面和轴心的位置精度要求。 (1) 综上分析，确定的加工路线方案一如下： 工序I钻且扩铰? 15.8mm 孑L。 工序U 粗铣叉口 19 X5.9俩内侧面。 工序川粗铣16 X56俩侧面。 工序W 粗铣叉口前后俩侧面及R105mm的叉部端面。 工序V 粗铣14.2槽及16.5 X42.9面及16.5 X14.5面及11 X9.65面。 工序切精铣叉口 19 X5.9俩内侧面。 工序精铣16 X56俩侧面。 工序毗精铣叉口前后俩侧面及R105mm的叉部端面。 工序区 精铣16.5 X42.9面。 工序

17、X 钻螺纹底孔M10mm 及攻M10 X1-7H 螺纹。 工序幻倒角且检查。 (2) 工艺路线方案二为： 工序I粗铣叉口 19 X5.9俩内侧面。 工序U 钻且扩铰? 15.8mm 孑L。 工序川粗铣16 X56俩侧面。 工序W 粗铣叉口前后俩侧面及R105mm 的叉部端面。 工序V 粗铣14.2槽及16.5 X42.9面及16.5 X4.5面及11 X9.65面。 工序切 精铣叉口 19 X5.9俩内侧面。 工序精铣16 X56俩侧面。 工序毗精铣叉口前后俩侧面及R105mm 的叉部端面。 工序区 精铣16.5 X42.9面。 工序X 钻螺纹底孔M10mm 及攻M10 X1-7H螺纹。 工序

18、幻倒角且检查。 (3) 工艺方案的比较和分析： 上述俩个工艺方案的特点在于：方案一是先将定位孔加工出来以便于其他面 的加工；方案二则先将叉口内侧面加工出来，然后再加工其它平面，而且为了节 省装卸时间，将一些粗、精加工放在同一个工序中。俩相比较能够见出，先加工 孔再加工其它表面能够更好地保证各个面的位置及方向误差，而且需要把粗、精 加工分开才能保证零件的表面质量要求。因此最终决定选用方案一进行加工 3.6 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确定 变速器换档叉零件为 35 钢，硬度 180-201HBS ，采用在锻锤上合模模锻毛坯。 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序

19、 尺寸及毛坯尺寸如下： （1）? 15.8F8 内孔 毛坯为实心，不冲出孔。内孔精度要求IT7,查阅文献1表2.3-8确定孔的加 工余量分配： 钻孔：？ 15 mm 扩钻： ? 15.5mm2Z=0.5 mm 粗铰： ? 15.7mm2Z=0.1 mm 精铰： ?2Z=0.1 mm 2 ）叉口俩内侧面及 R105mm 的叉部端面 由于俩内侧面对于 R28.5 中心线有平行度等位置要求，所以能够将其作内孔 来确定加工余量，即？的孔。毛坯为实心，已经有孔，精度要求为IT8，参照文献 1 表2-3.9 确定加工余量分配：为简化模锻毛坯的外形，先直接取叉口尺寸为 46.5mm 。表面粗糙度要求，因而需

20、要精铣，此时粗铣时单边余量 z=2.0 mm ，精 铣时单边余量 z=0.25mm 。 对于R105mm 的叉部端面，选取粗铣时z=2.0mm，精铣时z=0.2mm (3) 16 X 56两侧面 由于是在卧式铣床上俩把刀同时铣，所以能够把俩侧面的余量用双边余量来 计算。现毛坯长度方向直接取 11mm 。表面粗糙度为，需要精铣，此时粗铣单边 余量为 z=2.0-0.2=1.8mm ，精铣时单边余量 z=0.2mm 。 (4) 叉口前后俩侧面 该端面的表面粗糙度要求，所以先粗铣再精铣。查文献 4 中的表4-1 查得锻 件尺寸公等级 CT 分为7-9级，选用 8级。此时粗铣单边余量 z=2.0mm

21、，精铣时单 边余量 z=0.2mm 。 (5) 14.2 槽、16.5 X 42.9 面、16.5 X 14.5 面及 11 X 9.65 面 同理，因为它们的粗糙度要求均为，所以只需进行粗铣。此时粗铣单边余量 Z=2mm 。 3.7 确定切削余量及基本工时 工序I:钻、扩及铰钻？ 15.8F8孑L,本工序采用计算法确定切削用量。 加工条件 工件材料: 35 钢正火, GPa 、模锻。 加工要求：钻、扩及铰钻？15.8F8孔，。 刀具:查阅文献 5 ,根据表 2-125 ,选择麻花钻 ? 15mm 、扩孑钻 ? 15.5mm 、铰刀。 计算切削用量 1 ）钻? 15mm 孔 1) 进给量f :

22、根据文献7表2.7，当钢的MPa , d = ? 15mm 时，f= 0.290.37 mm/r ，由于本零件在加工 ? 15.8 mm 孔时，属于低刚度零件，故进给量应乘系 数0.75，则 f = (0.29 0.37) X0.75= 0.220.28 mm/r 根据机床说明书，现取 f =0.20mm /r 。 2 )切削速度：根据文献 7表2.13 及表2.14 ，查得切削速度 v = 18m/min 。 3 )主轴转速： (3.8.1) 根据机床说明书(见文献 1 表4.2-2 )，和 382r /min 相近的机床转速为 380r/min ，故实际切削速度为： (3.8.2) 4)切

23、削工时：按文献 1表6.2-5 (3.8.3) (2) 扩? 15.5mm 孔 1)进给量f :根据文献7表2.10，当钢的MPa ,d = ? 15.8mm 时， f = 0.6 0.9 mm / r ，由于本零件在加工 ?15.8 mm 孔时，属于低刚度零 件,故进给量应乘系数 0.75，则 f =（0.6 0.9）X0.75=0.45 0.675mm/r 按机床说明书，取 f =0.50mm /ro 2 )切削速度 : 扩孔钻扩孔的切削速度 ,根据文献 1表28-2 确定为 v=0.4 其中为用钻头钻同样尺寸的实心孔时的切削速度。故 v = 0.4 X18.85 = 7.54m/min

24、3 )主轴转速 : (3.8.4) 根据机床说明书(见文献 1表4.2-2 ),选取 4 )机动工时： (3.8.5) (3) 粗铰? 15.7mm 孑L 1 )进给量 f ： 根据文献1表2.10,铰孔时的进给量和切削速度分别为钻孔时的，所以 (3.8.6) 2）切削速度： 查阅文献 1表4.2-2 ，选取 所以实际切削速度为： (3.8.7) 3）切削工时: (3.8.8) 4) 精铰? 15.8mm 孔 因为精铰和粗铰共用一把刀，利用其机床对工件作粗、精铰孔，所以切削用 量及工时均和粗铰相同。 (3.8.9) (3.8.10) 工序U:粗铣叉口 19 X5.9俩内侧面，保证尺寸mm 进给

25、量：由文献1表3.1-29查得采用硬质合金立铣刀，齿数z = 5 , d = 40 由文献6表5-5得硬质合金立铣刀每齿进给量f为0.150.30，由手册得f 取0 . 1 5mm/z 。 45 90 m/min, 由 (3.8.11) (3.8.12) 铣削速度：由文献 6 表5-6 得硬质合金立铣刀切削速度为 手册得v取60m/min. 主轴转速： 查阅文献 1 表4.2-39 ，取，故实际切削速度为： 切削工时 : 当时，工作台的每分钟进给量 : 查阅文献 1 表4.2-40 ，取 故有： 工序川 粗铣16 X 56俩侧面；保证尺寸； 切削速度：参考有关手册，确定 v=0.35m/s ，

26、即 21m/min 。 主轴转速：采用高速钢镶齿三面刃铣刀，齿数 z=18 ,B =15 查阅文献1表4.2-39 ，取，故实际切削速度为： 当时，工作台的每分钟进给量应为 查阅文献 1 表4.2-30 ，有和该值接近，故选用 230mm /min 则 (3.8.14) (3.8.15) 切削工时： (3.8.17) (3.8.16) 工序W粗铣叉口前后俩侧面及R105mm的叉部端面，保证尺寸 （1 ）粗铣叉口前后俩侧面 进给量：根据文献 7 表3.3 得。 切削速度：参考有关手册，确定 v=0.45m/s ，即 27m/min 采用高速钢镶齿三面刃铣刀，齿数 z=20 ,B =15 。则 查

27、阅文献1表4.2-39 ，取，故实际切削速度为： (3.8.18) 当时，工作台的每分钟进给量应为 查阅文献1表4.2-40 ，刚好有，故可直接选用该值。 切削工时： 则机动工时为 (3.8.19) （2）粗铣 R105mm 的叉部端面 进给量：根据文献 7 表3.3 得 切削速度：参考有关手册，确定 v=0.45m/s ，即 27m/min 采用高速钢镶齿三面刃铣刀 ,齿数 Z=20. 则 (3.8.20) 查阅文献1表4.2-39 ，取 故实际切削速度为： 取时 ,工作台的每分钟进给量应为 (3.8.22) (3.8.22) X 9.65 面 采用粗齿锥柄立铣 (3.8.23) (3.8.

28、24) 查阅文献1表4.2-40 ，刚好有，故可直接选用该值。 切削工时： 工序V 粗铣14.2槽及16.5 X42.9面及16.5 X14.5面及11 (1) 粗铣14.2 槽 进给量：根据机床说明书取 切削速度：参考有关手册，确定 v=0.45m/s 即27m/min , 刀，莫氏锥度号数 2,齿数 Z=3 则 查阅文献 1 表4.2-39 ，取。 故实际切削速度为： 当时，工作台的每分钟进给量为 查阅文献 1 表4.2-30 ，选用 (3.8.25) 切削工时：参考文献 9 表9.4-31 (2)铣 16.5 X42.9面 进给量：根据文献 7 表3.3 得 切削速度：参考有关手册，确定

29、 v=0.35m/s ，即 21m/min 。 采用高速钢镶齿三面刃铣刀，齿数 z=18 。则 (3.8.26) (3.8.27) 查阅文献1表4.2-39 ，取。故实际切削速度为： 当时，工作台的每分钟进给量应为： 查阅文献 1 表4.2-40 ， 有和该值接近，故选用 230mm /min (3.8.28) 切削工时： (3)粗铣 16.5 X14.5 面 进给量：根据文献 7 表3.3 得 切削速度：参考有关手册，确定 v=0.25m/s ，即1 5m/min 。 采用高速钢镶齿三面刃铣刀，齿数 z=18 。则 (3.8.29) 查阅文献 1表4.2-39, 取。故实际切削速度为： (3

30、.8.30) 当时，工作台的每分钟进给量应为 查阅文献 1 表4.2-40 ，有和该值接近，故选用 180mm/min 切削工时： (3.8.31) (4)粗铣铣11 X9.65面 进给量：根据切削手册表 3.3 得 切削速度：参考有关手册，确定 v=0.35m/s ，即2 1 m/min 采用高速钢镶齿三面刃铣刀，齿数 z=18 。则 (3.8.32) 根据机床说明书，取，故实际切削速度为： (3.8.33) 当时，工作台的每分钟进给量应为 查机床说明书，有和该值接近，故选用 230mm/min 。切削工时： (3.8.35) 工序切精铣叉口俩内侧面 进给量：根据文献 7 表3.3 得 :

31、切削速度：参考有关手册，确定 v=0.25m/s ，即 15m/min 采用高速钢镶齿三面刃铣刀，齿数 z=18 。则 (3.8.35) 查阅文献1表4.2-39 ，取 故实际切削速度为： (3.8.36) 当时，工作台的每分钟进给量应为 查阅文献 1 表4.2-40 ，有和该值接近，故选用 190mm /min 切削工时： (3.8.37) 工序精铣16 X56俩侧面 进给量：根据文献 7 表3.3 得 切削速度：参考有关手册，确定 v=0.25m/s ，即 15m/min 采用高速钢立铣刀，齿数 z=18 。则 (3.8.38) (3.8.39) (3.8.40) 查阅文献1表4.2-39

32、 ，取 故实际切削速度为： 当时，工作台的每分钟进给量应为 查阅文献1表4.2-40 ，有和该值接近，故选用 190mm /min 切削工时： (3.8.41) 工序毗 精铣叉口前后俩侧面及R105mm 的叉部端面，保证尺寸 (1) 精铣叉口前后俩侧面 进给量:根据文献 7表3.3 得 切削速度：参考有关手册，确定 v=0.35m/s，即21m/min。 采用高速钢镶齿三面刃铣刀，齿数 z=20= 8 。贝U 查阅文献 1表4.2-39 ，取 故实际切削速度为： (3.8.43) 当时，工作台的每分钟进给量应为 查阅文献 1 表4.2-40 ， 有和该值接近，故选用 45mm /min 切削工

33、时 则机动工时 (3.8.43) 精铣R105mm 的叉部端面 进给量：根据文献 7 表3.3 得 切削速度:参考有关手册，确定v=0.45m/s即27m/min 采用高速钢镶齿三面刃铣刀，齿数Z=20.则 (3.8.44) 查阅文献 1 表4.2-39 取。 故实际切削速度为： 当时,工作台的每分钟进给量应为 (3.8.45) 查阅文献 1表4.2-40, 有,故直接选用该值 切削工时： (3.8.46) 工序区 精铣16.5 X42.9面 进给量：根据文献 7 表3.3 得 切削速度：参考有关手册，确定 v=0.25m/s ，即1 5m/min 。 采用高速钢镶齿三面刃铣刀，齿数 z=18

34、 ,B = 8 。则 (3.8.47) 查阅文献 1 表4.2-39 ，取。 故实际切削速度为： (3.8.48) 当时，工作台的每分钟进给量应为 查阅文献 1 表4.2-40 ， 有和该值接近，故选用 190mm /min 切削工时： 工序X钻螺纹底孔MIOmm 及攻M10 X1-7H 螺纹孔 (3.8.49) 1)钻螺纹底孔 M10mm 进给量：根据文献7表2-7得f=0.1mm/r 切削速度：根据文献 7 表2-13 ，2-14 查得切削速度 v=20m/min 所以: (3.8.50) 根据机床说明书 ,取 故实际切削速度为： 切削工时： (2)攻螺纹M10 X1-7H 螺纹 进给量：

35、根据文献7表2-7得f=0.1mm/r 切削速度：参考有关手册，选取v=0.1m/s=6m/min 按机床说明书选取故实际切削速度为： (3.8.51) (3.8.52) (3.8.53) 机动工时： (3.8.55) (3.8.54) 其中切入，切出， l=3.5mm0 工序幻倒角且检查。 分析零件图可知，该零件上共有三处倒角需要加工，其中位于叉口和槽口处 的倒角均是0.8 X45。，孔口处的倒角为0.4 M5 。 采用 90 锪钻在转塔六角车床上依次加工这三处倒角。能够选取主轴转速 n=545r/min, 手动进给。 最后，将之上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其它加工数据， 一且

36、填入机械加工工艺过程综合卡片，见附表。 第4章夹具设计 夹具作为辅助装置，其设计质量的好坏对零件的加工质量、效率、成本以及 工人的劳动强度均有直接的影响，因此在进行夹具设计时，必须使加工质量、生 产率、劳动条件和经济性等几方面达到统一，其中保证加工质量是最基本的要求， 可是根据实际情况有时会有所侧重，如对位置精度要求很高的加工，往往着眼于 保证加工精度，对于位置精度要求不高的而加工批量较大的情况，则着眼于提高 夹具的工作效率。总之，在考虑上述四方面要求时，应在满足加工要求的前提下， 根据具体情况处理好生产率和劳动条件、生产率和经济性的关系。 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要

37、设计专用夹具。 根据设计任务书，设计加工变速器换档叉16.5 X42.9俩侧面的铣床夹具。本夹具 用于卧式铣床，刀具为 40mm高速钢镶齿三面刃铣刀，同时对2个面进行加工。 图 4-1 夹具体图 4.1 问题的提出 本夹具主要用来粗铣变速器换档叉16.5 X42.9俩侧面，这俩个侧面对？15.8孔 有一定的位置度要求。因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何提高劳动生产 率，降低生产成本，而精度不是主要问题。 4.2 夹具设计 (1) 定位基准的选择 由零件图可知，叉口俩端面对 ? 15.8孔有位置度要求。为了达到定位夹紧要求， 据夹具手册知定位基准应尽可能和工序基准重合，在同一工件的各道工序中

38、， 应尽量采用同一定位基准进行加工，所以应该选择 ? 15.8孔作为主要定位基准面， 同时以叉口俩内侧面作为辅助定位基准。 (2) 定位分析 工件在心轴、挡板、螺栓及支承钉上实现完全定位。其中心轴限制了工件在 Z 轴上的移动和转动自由度以及 Y 轴的移动自由度；挡板和螺栓限制了工件在 X 轴 上的移动自由度和转动自由度；支承钉限制了工件在 Y 轴上的转动自由度，又由 于是俩个平面同时加工，所以实现了完全定位。 (3) 切削力及夹紧力计算 刀具：高速钢镶齿三面刃铣刀， ? 40mm,z =18 根据文献 7 表3.28 得 (4.2.1) 其中， 所以 当用俩把刀铣削时， (4.2.2) 水平分

39、力：(4.2.3) 垂直分力：(4.2.4) 在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内。安全系数K = K1 K2 K3 K4 其中， K1 为基本安全系数 1.5 ； K2 为加工性质系数 1.1 ； K3 为刀具钝化系数 1.1 ； K4 为断续切削系数 1.1 。 所以 (4.2.5) (4) 定位误差分析 夹具的主要定位元件是心轴，所以定位误差主要是心轴和工件孔之间的装配 误差，即轴和孔的配合误差。孔的尺寸为 ? ，所选择的配合轴的尺寸为 ? 。 所以定位误差为 = 0.043 - 0=0.043 mm ，而孔的公差为 IT8=0.572 ，所以 IT8，即最大侧隙能满足零件的精度要求。

40、 4.3 夹具设计及操作说明 如前所述 ,在设计夹具时 ,因为加工工件及夹具的结构都比较简单，为了节约成 本，我们应着眼于手动夹紧而不采用机动夹紧。夹具以 ? 15.8 孔为定位基准，以 叉口为辅助基准以实现完全定位和夹紧，以便装卸；夹具上装有对刀块装置，可 使夹具在一批零件的加工之前很好的对刀。 第 5 章 总结和展望 提高车辆的换挡安全性和舒适性，缩短变速器换挡叉产品的开发周期，节约 制造成本，是关系当今汽车生产企业发展的关键因素之一。本文主要从换挡叉的 性能要求出发，不仅详细阐述了变速器换挡叉工艺规程设计，其中一道工序的夹 具设计也是本文的重点内容之一。在设计过程中进行了简单对比和优化，

41、节约了 开发时间和开发成本。全文的具体研究工作和结论如下： 1、根据变速器换挡叉的性能要求进行变速器换挡叉的工艺规程设计，从产品 开发的源头设计阶段，控制产品的质量，为产品的安全性、可靠性奠定基础。 2、为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，本文进行了加工变 速器换档叉粗铣16.5 X42.9面的铣床夹具的设计。 限于篇幅和时间原因，本文没有对变速器换挡叉进行 PRO/E 实体设计，也 没有涉及变速器的无极变速（CVT）、双离合器变速器（DCT）、自动变速器（AT） 等前沿性课题。本次设计仅限于变速器换挡叉工艺规程的简单优化和其中一道工 序的夹具设计。希望在以后的学习中能不断提高和完

42、善 PRO/E 实体设计能力， 紧跟新技术的发展，把握变速器换挡叉生产技术的最新发展动态，用新技术完善 变速器换挡叉产品 致谢 本课题从选题、开题、设计资料的收集，到论文的撰写、修改，无不饱含着 导师老师的智慧和心血。这期间，老师在学术上给了我热情的指导和关心，其广 博的知识、严谨的作风深深地感染了我，使我终身受益。在此毕业设计完成之际, 谨向刘老师致以崇高的敬意和衷心的感谢！除此之外，我仍要感谢四年来孜孜不 倦栽培我的各位领导和我的各科老师！ 在毕业设计过程中，要特别感谢同学和朋友们给予我的无私帮助。同时我在 设计过程中仍参阅了大量的文献资料，在此也一且向这些文献的原作者表示感谢! 由于这是

43、我第一次做毕业设计，时间也比较仓促，对一些知识也只是一知半 解，里面难免有很多错误和不足，望指导老师和评阅老师给予批评指正！谢谢！ 参考文献 1 李益民 .机械制造工艺设计简明手册 M. 机械工业出版社， 1994. 2 邹青.机械制造技术基础课程设计指导教程 M. 机械工业出版社， 2004. 3 张世昌，李旦，高航 .机械制造技术基础 M. 高等教育出版社， 2007. 4 孙本绪，熊万武 .机械加工余量手册 M. 国防工业出版社， 1999. 5 陈心昭，蔡兰 .机械加工工艺装备设计手册 M. 机械工业出版社， 1998. 6 田春霞.数控加工工艺M.机械工业出版社，2006. 7 艾兴

44、，肖诗纲 .切削用量简明手册 M. 机械工业出版社 ,2005. 8 卢秉恒 .机械制造技术基础 M. 北京:机械工业出版社 ,2007 9 杨叔子 .机械加工工艺师手册 M. 北京：机械工业出版社， 2001. 10 陈心德 .生产运营管理 M. 清华大学出版社 ,2005. 11 吴宗泽 .机械设计实用手册 M. 北京：化学工业出版社， 1999. 12 李天远 .简明机械工程师手册 M. 上册.云南科技出版社， 1988. 13 刘守勇 .机械制造工业和机床夹具 M. 北京：机械工业出版社， 2000. 14 牛文志.机床夹具设计的几点注意事项J.金属加工，2010, (14). 15

45、宋春霞.浅谈机械的设计和制造J.中国电子商务，2010，( 12). 附表 机械加工工序卡片 工序名称 零件名称 零件重量 35 铰的孔 变速器换挡叉 HBS180 工序号 零件号 同时加工零件数 铸造 10 3.5kg 安 装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀 长度 走刀 次数 切削 深度 (mm) 进给量 (mm/r) 主轴 转速 (r/mi n) 切削 速度 (m/mi n) 基本 工时 (mi n) 1. 钻孔 麻花钻 55 1 43 0.2 380 18.85 0.92 游标 2. 扩15.5孔 扩孔钻 卡尺 49 1 0.25 0.5 198 7.54 0.5 铰刀 3. 粗

46、铰孔 50 1 0.1 0.07 198 9.76 3.61 转塔钻床 专用夹具 C325 机械加工工序卡片 工序名称 粗铣叉口俩内侧面 工序号 20 零件名称 变速器换挡叉 零件号 零件重量 同时加工零件数 1 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重 量 35 HBS180 铸造 设备 夹具 名称 专用 工具 名称 型号 卧式铣床 X60 专用夹具 安 装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀 长度 走 刀 次 数 切削 深度 (mm) 进给量 (mm/r) 主轴 转速 (r/mi n) 切削 速度 (m/mi n) 基本 工时 (mi n) 粗铣叉口俩内侧面 硬质 合金 立铣 刀 游标 卡尺

47、卡板 19 1 2 0.15 490 61.54 0.16 机械加工工序卡片 工序名称 粗铣16x56俩侧面 工序号 30 零件名称 变速器换挡叉 零件号 零件重量 同时加工零件数 1 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重 量 35 HBS180 铸造 设备 夹具 名称 专用 工具 名称 型号 卧式铣床 X60 专用夹具 安装工步安装及工步说明刀具量具 走刀 走刀切削进给量 主轴 切削 基本 长度 次数 深度 (mm) (mm/r) 转速 (r/mi n) 速度 (m/mi n) 工时 (mi n) 咼速钢 镶齿三 游标 卡尺 粗铣16x56俩侧面 面刃铣 刀 卡板 60 1 2 0.08 160

48、 20.1 0.30 机械加工工序卡片 工序名称 粗铣叉口前后俩侧面 工序号 40 零件名称 变速器换挡叉 零件号 零件重量 同时加工零件数 1 材料 毛坯 牌号硬度 型 号重 量 35 HBS180 设备 夹具 名 称 专用 工具 名 称 型号 卧式铣床 X60 专用夹具 安 装 工 步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀 长度 走刀 次数 切削 深度 (mm) 进给量 (mm/r) 主轴 转速 (r/mi n) 切削 速度 (m/mi n) 基本 工时 (mi n) 粗铣叉口前后俩侧面 咼速钢 镶齿三 面刃 铣刀 游标 卡尺 卡板 55 76 2 2 0.08 37.5 26.5 0.93 2.53 机械加工工序卡片 工序名称 切槽粗铣16.5x14.5 面铣 11x9.65 铣 16.5x42.9 面 工序号 50 零件名称 变速器换挡叉 零件号 零件重量 同时加工零件数 1 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重 量 35 HBS180 铸造 设备 夹具 名称 专用 工具 名称 型号 卧式铣床 X60 专用夹具 安装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀 长度 走刀 次数 切削 深度 (mm) 进给量 (mm/r) 主轴 转速 (r/mi n) 切削 速度 (m/mi n) 基本 工时 (mi n) 1. 切槽 切槽刀 游标 21.6 1 2 0.08 6000 26