变速器换挡叉设计说明书

1、机械制造工艺学课程设计说明书题目：换档叉零件的机械加工工艺规程制订及其中一道工序专用夹具的设计设计人： 陈 真指导教师：周星元武汉科技学院机械制造及其自动化系2008年05月19 日武汉科技学院机械制造工艺学课程设计任务书题目：换档叉零件的机械加工工艺规程制订及第一道工序专用夹具的 设计 内容:(1)零件图1张(2)毛坯图1张(3)机械加工工艺卡片1套(4)夹具总装图1张(5)夹具零件图1张(6)课程设计说明书1份班级：机械设计045学号：0402051224姓名：陈 真指导教师：周星元2008年 05 月19 日序言 机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、 技术基础课以及 大部

2、分专业课之后进行的 .这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深 入的综合性的总复习 ,也是一次理论联系实际的训练 ,因此 ,它在我们四年的大学 生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计能巩固、扩大和强化自己所学到 的理论知识与技能， 对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练， 从中锻炼自 己分析问题、解决问题的能力。一、零件的分析（一）零件的作用课题所给的零件是变速器的换档叉。换档叉头上方的孔15.81F8与操纵机构相连，而下方的换档叉脚夹在双联交换齿轮的槽中， 用于与所控制齿轮所在的 轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。两件零件铸为一体，加工时分开。（二）零件的

3、工艺分析零件图上的主要技术要求为：两叉脚口表面淬火至全厚硬度为45HRC。零件正火硬度180HBS。去毛刺。1 、加工表面及其要求1）15.81F8孔：孔径15.81 0.043 mm,两端倒脚0.4mmX 45 °,表面粗糙度 R a 3.2 m 。2）换档叉脚端面：保证尺寸 56,表面粗糙度 Ra12.5 m。3）操纵槽：宽度为14.2°0.1mm，深度为18mm对称面与换档叉头端面的距离 为20.5mm,两侧面几底面的表面粗糙度为 Ra12.5 m。4）换档叉脚端面：厚度尺寸为5.900,19mm，表面粗糙度Ra6.3 m，对孔15.81F8的垂直度为0.15mm,外

4、端面与操纵槽的距离为 33.5 0.15 mm。5）换档叉脚内侧面：宽度尺寸为51°0.1mm,表面粗糙度为Ra 6.3 m。两端倒角 0.8mm X 45 °。二、工艺规程设计（一）零件材料零件为 35 钢,是中碳钢, 其强度和球铁接近, 其铸造工艺性介于低碳钢 和高碳钢之间,可进行热处理,以获得所需要的机械性能。（二）毛坯选择1、确定毛坯的类型及制造方法由于零件的材料为 35 钢, 零件形状不规则 , 因此应选用铸造毛坯。 零件的 轮廓尺寸不大 , 而且工件上有许多表面不切削加工 , 所以选用砂型机器造型。2、毛坯的形状 , 尺寸及公差毛坯的形状及尺寸如图 1 所示。选

5、择过零件最高线且平行与换档叉脚对 称面的平面作分型面，铸件采用带型芯的分模造型 , 多件同时浇注 ,钢水经两 拔叉脚位置经横浇口流入 .由于该零件属特形零件 , 且利用不加工表面进行定位的情形较多 , 所以 确定铸件尺寸公差等级为GB6414-86的CT9,机械加工余量等级为AM-H.3、确定毛坯的技术要求1）铸件无明显的铸造缺陷2）未注圆角为 R353）拔摸斜度为 7°4）机加工前正火 , 消除内应力4、绘毛坯图根据零件图所示的零件结构形状 , 在各加工表面加上加工余量 , 绘制毛坯 图（三）基准选择由于附图1所示的换档叉零件图多数尺寸及形位公差以© 15.81F8孔及

6、其端面为设计基准，因此必须首先将© 15.81F8孔及其端面加工好，为后续工 序准备基准 . 根据粗, 精基准选择的原则 , 确定各加工表面的基准如下 :1）© 15.81F8孔及其端面：拔叉头的外轮廓及端面（粗基准）2）换档叉脚端面（粗加工）:© 15.81F8孔及其端面3）换档叉脚端面 （精加工 ）：© 15.81F8 孔及换档叉脚端面4）换档叉脚内侧面 : © 15.81F8 孔, 换档叉脚端面及换档叉脚外侧面5）操纵槽 : © 15.81F8 孔, 操纵槽 , 换档叉脚内侧面（四）拟订机械加工工艺路线 1、确定各加工表面的加工

7、方法及加工路线该换档叉的加工表面为 :© 15.81F8 孔及端面 , 换档叉脚的两侧面及内侧面, 操纵槽 ,© 15.81F8 孔. 根据各加工表面的精度要求和表面粗糙度要求 孔的加工路线为钻樘饺 , 端面的加工方法为车 , 换档叉脚端面的加工路 线为粗铣磨 , 换档叉脚内侧面的加工方法为铣削 , 操纵槽的加工方法铣削 © 15.81F8孔的加工方法为钻削.2、拟订加工工艺路线1 ）工艺路线 方案一工序一 车换档叉头端面 , 钻, 镗, 铰© 15.81F8 孔, 孔口倒角 .工序二 校正换档叉脚工序三 粗铣换档叉脚两端面工序四 铣换档叉脚内侧面工序五

8、 铣操纵槽工序六 钻© 15.81F8 孔工序七 去毛刺工序八 换档叉脚局部淬火工序九 校正换档叉脚工序十 磨换档叉脚两端面工序十一 清洗工序十二 清洗检验2）工艺路线 方案二工序一 车换档叉头端面工序二 钻, 镗, 铰© 15.81F8 孔工序三 © 15.81F8 孔口倒角 .工序四 校正换档叉脚工序五 粗铣换档叉脚两端面工序六 铣换档叉脚内侧面工序七 铣操纵槽工序八 © 15.81F8 孔工序九 去毛刺工序十 换档叉脚局部淬火工序十一 校正换档叉脚工序十二 磨换档叉脚两端面工序十三 清洗工序十四 清洗工艺路线方案一是按工序集中原则组织工序,

9、9; 15.81F8孔及端面需 要用采用六角车床和专用夹具加工，优点是工艺路线短，© 15H8孔及其端 面的加工在一台机床上完成 , 减少工件装夹次数 , 易于保证加工面相互位 置精度, 需要的机床数量少 , 减少工件在工序间的运输 , 减少辅助时间和准 备终结时间 . 工艺路线方案二是按序分散原则组织工序，换档叉头端面可 在普通车床上用通用卡盘装夹加工 ,© 15.81F8 孔可在普通钻床上用钻模加工 , 孔口倒角在另一台车床上加工 . 优点是可以采用通用机床和通用夹 具, 缺点是工艺路线太长 , 增加了工件的装夹次数 , 而且工序一和工序二重 复使用粗基准 . 由于本零

10、件形状不规则 , 加工面分散 , 可以采用万能性机床 配以专用夹具 , 并尽量使工序集中， 提高生产率 . 综合上述两个工艺路线方 案的优缺点 , 选择第一个方案 .五） 确定机械加工余量 , 工序尺寸及公差根据上述原始资料及加工工艺 , 查机械制造工艺设计简明手册 （ 以 下简称工艺手册 ）, 分别确定各加工表面的加工余量 , 工序尺寸及公差 如下:工序工序内容单位余量工序尺寸表面粗糙度 Ra工序一1. 车换档叉头端面2.5mm 30mm12.5m2.钻© 15.81F8孔7mm©14mm12.5m3.镗© 15.81F8孔0.8mm©14.8mm6.

11、3m4.铰© 15.81F8孔0.2mm0.043©15.81 0.016 mm 3.2m5.倒孔口角0.4mm0.4mmX 45°12.5m工序三粗铣换档叉脚两端面3.2mm6.3 00.1 mm12.5m工序四铣换档叉脚内侧面3.5mm0.1510 mm6.3m工序五铣操纵槽6.5mm14.20.10 mm12.5m工序六钻© 10H7 孔2.5mm© 10H7mm12.5m工序七磨换档叉脚端面0.3mm5.900.19mm6.3m（六）选择机床设备及工艺装备 根据一般工厂先有的生产条件 , 为了满足生产需要 , 现选用各工序所用的设 备为

12、:工序一 C336-1回转式六角车床，丫T15外圆车刀,© 14mm标准锥柄麻花钻,© 14.8YT15扩孔刀及© 15H8YT15隹柄机用绞刀，0200/0.02mm游标卡尺,钢直尺, © 15H8孔用塞规.工序二钳工台,校正工具工序三X62W卧式铣床,YT15三面刃铣刀,专用夹具,0200/0.02mm游标卡尺 工序四X62W卧式铣床,YT15三面刃铣刀,专用夹具,0200/0.02mm游标卡尺 工序五 X62W卧式铣床,YT15三面刃铣刀，专用夹具,0200/0.02mm游标卡尺 工序六Z515钻床,© 5锥柄麻花钻，专用夹具，0200/

13、0.02mm游标卡尺 工序七 钳工台,校正工具，0200/0.02mm游标卡尺工序八 M7120A平面磨床,砂轮,专用夹具，0200/0.02mm游标卡尺(七) 确定切削用量及基本工时1、工序一车换档叉头端面，钻、镗、铰孔，孔口倒角加工条件：C336-1回转式六角车床，丫T15外圆车刀，14 mm标准锥柄麻花 钻，© 14.8YT15扩孔刀及© 15H8YT15锥柄机用绞刀，专用夹具，柴油冷却。(1) 车换档叉头端面a. 确定背吃刀量端面的总加工余量为 2.5mm, 一次走刀加工，a p=2.5mmb. 确定进给量根据切削用量简明手册(以下简称切削手册)表1.4，刀杆尺寸为

14、20mm< 20mm, a p < 30mm以及工件直径为2050mm时，f=0.30.4mm/r，查工艺手册表4.2-3，根据机床的横向进给量取f=0.39mm/r 。c. 计算切削速度 根据切削手册表 1.27、表1.28，Cv =242, m=0.2,Xv=0.15,y v=0.35，修正系数 kMv=1.44,k sv=0.8,k kv=1.04,k krv=0.81,刀 具寿命选T=60minvcCvd°qvKTmapXvfzyvaeUvZpv242020150.35602.50.391.44 0.8 1.04 0.81=126.8(r/mi n)d. 确定机床

15、主轴转速=1000vc 1000Sdw126 8807.3(r/mi n)50根据工艺手册表4.2-2,与807。3r/min相近的机床转速为760r/min及1000r/min.现选 nw =760 r/min，所以实际切削速度 v 119.38 m/mine.计算基本时间按工艺手册表6.2-1 ,L=24mm,L+=2mm,L2 =0,L 3 =0。, l h 丨2 丨3 252 虫 c ccx /-、tb-2 3i1 0.091 (mi n)nw f760 0.93(2) 钻© 15.81F8 孔至© 14mma. 确定进给量根据切削手册表 2.7,f=0.310.3

16、7mm/r，查工艺手册表4.2-3，根据机床实际进给量取f=0.35mm/r。b. 选择钻头磨钝标准及耐用度根据切削手册表2.12，取钻头后面上午最大磨损量为0.8mm耐用度T=45min。Cv=6.6,z v=0.4,x v=0,y v=0.5,m=0.2,k Tv =1,k Mv =1,k sv =0.95。Cvd°qv14.22(m/mi n)6 614 0.4% =Kv =00.95TmapXvfzyvaeUvZpv450.2 70 0.350.5= 1000vcdw1000 144.2214323.3(r/mi n)根据工艺手册表4.2-2，按机床实际转速取 nw=285r

17、/min,实际切削速度V= dwn w /1000=12.686(m/mi n)d. 计算基本时间 根据工艺手册表6.2-5 ,1 =30mm,l 1 =D/2ctgk r+(1 2)=5.2 6.2mm,取 l 1 =6mm,l2 =4mmt b =(l+ l 1+ l 2)/n w f=0.401min(3) 扩 © 15.81F8 孔至 © 14.8a. 确定进给量根据切削手册表2.10 , f=0.50.6mm/r,查工艺手册表4.2-3，根据机床实际纵进给量取f=0.35mm/r.b. 确定切削速度为减少辅助时间，参照钻孔取n w =285r/mi n,v=13.

18、25m/mi n.c. 计算基本时间根据工艺手册表6.2-5 ,1 =30mml 1 =( D-d1 )/2 ctgk r +(1 2)=1.23 2.33mm,取 l 1 =3mm, 12 =4mmt b =(l+ l 1 + l 2 ”n wf=0.37min(4) 铰 © 15.81F8 孔a.确定进给量和切削速度根据切削手册表2.25 , f=0.20.4 mm/r, v=812m/min,计算得 ns =169.8 254.65r/min, 查工艺手册 表4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取 f=0.35mm/r, n w =198r/min, 实际切削速度v=9.3

19、3m/min.b.计算基本时间根据工艺手册表6.2-5, I =30mm,l 1=2mm,t b =(l+ l 1 + l 2)/n wf=0.49min(5) 倒 © 15.81F8 孔口角 参照车端面，取nw=760,实际切削速度v=40.59 m/min.2. 工序三粗铣拔叉角两端面加工条件：X62V卧卜式铣床，两把三面刃直齿铣刀，YT15刀片，刀盘直径125mm 宽12mm齿数20,专用夹具，柴油冷却。(1) 确定背吃刀量a p =32.mm.(2) 确定每齿进给量由毛坯图已知铣削宽度ae =20mm铣削深度根据切削手册表3.5，每齿进给量f z =0.090.18mm/z.

20、因工件刚性差，取 f z =0.09mm/z.(3) 选择铣刀磨钝标准及耐用度根据切削手册表3.7，铣刀刀齿后面最大磨损量为1.2mm耐用度为T=150min.(4) 确定切削速度和工作台每分钟进给量根据切削手册表3.27，Cv =600,q v =0.21,=0.4,x v =0,y v =0.12,u v =0.4,P V =0,m=0.35,k v =1.1.VcTmapXC；d；XuvZPvKv=126-86m/min n s =(1000 x 126.86)/( x 125)=323r/min根据工艺手册表 4.2-39,与323r/min相近的主轴转速为 300r/min和 375

21、r/min，取 n=300r/min,实际切削速度 v=117.8m/min工作台每分钟进给量为f Mz =0.09 x 20 x 60=108mm/min,根据工艺手册表4.2-40, X62W 铣床与 108mm/min相近的进作台进给量为95mm/min和118mm/min选择f Mz =95mm/min则实际的每齿进给量为 fz =95/ (20 x 60) =0.079mm/z(5)计算基本时间根据工艺手册表 6.2-7, I =2 X - 352 6271mm, I产，a°(d ae)+ ( 13) ,a e=20mm,d=125mm,l=48mm,l2 =4mm,f M

22、z =95mm/min,i=1t b=(l+ l 1+ l 2)" f Mz=1.3mm3. 工序四铣拔叉脚内侧面加工条件：X62W卧式铣床，两把三面刃直齿铣刀，YT15刀片，刀盘直径125mm 宽12mm齿数20,专用夹具，柴油冷却。(1) 确定被吃刀量由毛坯图已知铣削宽度 a e =20mm铣削深度a p =3.5mm.(2) 确定切削速度和工作台每分钟进给量取n=300r/min,实际切削速度v=117.8m/min,工作 台每分钟 进给量fMz=118mm/min,实际每齿 进给量 f z=118/ (20 X 60) =0.099mm/z.(3) 计算基本时间 l=7.6m

23、m, l 1 =48mm2 =4mm,f Mz =118mm/mi n, i=1t b =(7.6+48+4)/95=0.63mi n4. 工序五铣操纵槽加工条件：X62W卧式铣床，三面刃直齿铣刀，YT15刀片，刀盘直径125mm 宽12mm齿数20,专用夹具，柴油冷却。(1) 确定背吃刀量由毛坯图已知铣削宽度ae=12mm铣削深度ap=13mm.(2) 确定每齿进给量取f z =0.06mm/z.确定切削速度和工作台每分钟进给量根据表3.27，Cv=270,q v=0.21,x v=0.1,y v=0.4,u v=0.3,P V =0,m=0.35,k v=1.1.V c=Cvd°

24、qvpv Kv =201.51 m/minTmapXvfzyvaeUvZns=(1000 X 201.51)/( X 125)=513r/min根据工艺手册表4.2-39，取与513r/min相近的主轴转速nw =475 r/min 实际切削速度v=186.5m/min工作台每分钟进给量为fMz=0.06X 20X 60=72 mm/min,根据工艺手册表4.2-40,取X62W铣床与72 mm/min相近的进作台进给量fMz=75 mm/min则实际的每齿进给量为f z =75/ (20X 60) =0.0625 mm/z.(4) 计算基本时间 l=22mm, l 1=48mm,l2 =4mm,f Mz =72mm/mi n,t b= (22+48+4) /72=1.03 min5、工序六，钻 10H7孔加工条件：Z515钻床，10m m,标准麻花钻，专用夹具。(1) 确定进给量由于孔径很小，宜采用手动进给。(2) 选择钻头磨钝标准及耐用度根据切削手册表 2.12，取钻头后面的最大磨损量为0.8mm;耐用度T=15mim0.16mm/r, 查得 =17m/min,n s=1082,查工艺手册表 4.2-18,按机床