变速器换挡叉设计说明书

1、课程设计说明书题 目变速器换挡叉的工艺设计姓名蒋博学号1310100907目录机械自造工艺及夹具课程设计任务书 .3序 言 4零件的分析 .4零件的工艺分析.4确定生产类型4确定毛坯.5工艺规程设计5选择定位基准5制定工艺路线 5机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 6 夹具设计 .16问题提出 1 6 夹具设计 1 6 参考文献 .17机械制造工艺及夹具课程设计任务书设计题目：制定变速器换挡叉的加工工艺 设计要求：中批量生产 手动夹紧 通用工艺装备 设计时间： 2016.5设计内容： 1、熟悉零件图；2、绘制零件图（一张） ；3、绘制毛坯图（一张） ；4、编写工艺过程卡片和工序卡片；5、绘制夹

2、具总装图；6、绘制夹具零件图；7、说明书2016年 05月机械制造装备设计课程设计是我们在学完了大学的全部基础课， 专业基础课以及专业 课后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复习， 也是一次理论联系实际的训练。因此，他在我们的大学四年生活中占有重要的地位。就我个人而言， 我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的训 练，希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力 ，为以后的工 作打下良好的基础。由于能力有限，设计尚有很多不足之处，希望各位老师给予指导。零件的分析题目所给的零件是变速器换档叉。它位于汽车的变速机构上，主要起换档作

3、用。 一零件的工艺分析零件的材料为 35 钢，为此以下是变速器换档叉需要加工的表面以及加工表面之间的 位置要求：1、 孔15.8以及与此孔相通的、M10螺纹孔。2、上下 U 型口及其两端面3、 换档叉底面、下 U型口两端面与孔 15.8中心线的垂直度误差为 0.15mm。由上面分析可知，可以粗加工15的孔，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。 再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，选择以孔为基准加工的面作为孔加工的精基准。最后，以精加工的孔为基准加工其他所有的面。此变速器换档叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。二、确定

4、生产类型已知此换档叉零件的生产纲领为 5000 件/年，零件的质量是 2.26Kg/ 个，查机械制变速器换挡叉设计说明书造工艺设计简明手册第 2 页表 1.1-2，可确定该换档叉生产类型为中批生产，所以初步 确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采 用专用工装。三、确定毛坯1、确定毛坯种类：零件材料为 35 钢。 考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故采用模锻件作为毛坯。查机械制造工艺设计简明手册第 41 页表 2.2-5,选用锻件尺寸公差等级为 12 。工艺规程设计（一 ）选择定位基准：1 粗基准的选择：以零件的

5、圆柱面为主要的定位粗基准2 精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据 “基准重合 ”原则 和基准统一 ”原则，以15.8的孔内表面为辅助的定位精基准。（二） 制定工艺路线 :根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。查 机械制造工艺设计简明手册第 20 页表 1 .4-7、 1 .4-8、 1 .4-1 1 ，选择零件的加工方法及 工艺路线方案如下：工序01粗铳15上、下端面，以外圆为定位基

6、准，采用X51立式铳床加专用夹具；工序 02 铣 16.5*42 面，以外圆为定位基准， 采用 X51 立式铣床加专用夹具；工序03钻15孔，以15孔的上端面为定位基准， 采用Z525立式钻床加专用夹具； 工序04扩15.5孔，以 15上、下端面为定位基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；工序05粗铰15.7孔，以 15上、下端面为定位基准，采用 Z525立式钻床加专用 夹具；工序06 精铰15.8孔，以 15上、下端面为定位基准，采用Z518立式钻床加专用夹具；工序07 粗铳叉口前后两侧面，以15.8孔为定位基准，采用 X51立式铳床加专用夹 具；工序08变速器换挡叉设计说明书粗铳16*56

7、两侧面，以 15.8孔为定位基准，采用X51立式铳床加专用夹具;工序09精铳16*56两侧面，以15.8孔为定位基准，采用X51立式铳床加专用夹具;工序10粗铳叉口 19*5.9两内侧面，以15.8孔为定位基准,采用X51立式铳床加专用夹具;工序11精铳叉口 19*5.9两内侧面，以 15.8孔为定位基准,采用X51立式铳床加专用夹具;工序12粗铳14.2*9.65面、铳11*9.65面，以15.8孔为定位基准，采用X51立式铳床加专用夹具;工序13精铳16.5*42面，以15.8孔为定位基准，采用 X51立式铳床加专用夹具;工序14钻9孔，以15.8孔为定位基准，采用Z525立式钻床并采用专

8、用夹具;工序15攻螺纹，以 15.8孔为定位基准，采用Z525立式钻床并采用专用夹具;工序16去毛刺;工序17终检。（三）机械加工余量、工序尺寸及公差的确定1、圆柱表面工序尺寸：前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下：加工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度 15.8钻0.8111512.5扩0.51015.56.3粗铰0.21015.76.3精铰0.1815.83.22、平面工序尺寸:工序号工序内容加工 余 量基本尺寸经济精度锻件12变速器换挡叉设计说明书01粗铳15上、下端面1202铳 16.5*42 面16.51207粗铳叉口前后

9、两侧面2.15.91208粗铳16*56两侧面0.29.851209精铳16*56两侧面09.651010粗铳叉口 19*5.9两内侧面0.551.51211精铳叉口 19*5.9两内侧面0511012粗铳14.2*9.65面、铳11*9.65 面、铳 16.5*42 面11213精铳16.5*42面011103、确定切削用量及时间定额：工序01粗铳15上、下端面，以外圆为定位基准，采用X51立式铳床加专用夹具刀具：6硬质合金端铳刀。铳削宽度 ，故所选进给量可用。(2) 确定钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度(查简明手册)为0.6,寿命T45 min .(3) 切削速度查切削手册表 2.30

10、,切削速度计算公式为:zvcvd0,vC兀厶()其中，Cv 9.5, d0 18mm, z0.25, m 0.125, ap9, xv0 , yv 0.55,f 0.22，查得修正系数：kTv1.0 , kv0.85 , ktv1.0，故实际的切削速度:Vc9.5 18.2560.125 1 0.220.550.859.5m/ min(4) 检验机床扭矩及功率查切削手册表2.20，当f 0.26, w时9 31.78N?m,修正系数均为1.0,故31.78 N?m。查机床使用说明书：=144.2 N?m。查切削手册表 2.23,钻头消耗功率：1.3。查机床使用说明书，Pe 2.8 0.81 2

11、.26kw。由于Mc Mm , Pc Pe，故切削用量可用，即：f 0.22mm/r , n nc 272r/min , vc 15.4m/min3、计算工时tm42nf 272 0.220.70min变速器换挡叉设计说明书工序04扩15.5孔，以 15上、下端面为定位基准，采用Z525立式钻床加专用夹具;查切削手册表2.10，扩孔进给量为：f 0.70.8mm/r，并由机床使用说明书最终选定进给量为：f 0.81mm/r。根据资料，切削速度 v 0.4v钻，其中v钻为用钻头钻同样尺寸实心孔时的切削速度，故:10003 8,v 0.49.5 3.8m/min.61 1 r / min 根据机床

12、使用说明书sO 1 1 | / 1 1 111 151 pv J/11 1/ b/z |1JyZI 1J19.8选取nw97r / min。基本工时:t L y420.53min97 0.8197 0.81工序05粗铰15.7孔，以15上、下端面为定位基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；刀具：专用铰刀机床：Z525立式钻床根据有关手册的规定，铰刀的进给量为f z 0.81.2,进给量取fz 0.81，机床主轴转速取为nw=140，则其切削速度为：v nd 6.91m/min。机动时切削工时，I 42 ,tm42nw f42140 0.810.37 min工序06精铰15.8孔，以 15上、下

13、端面为定位基准，采用Z518立式钻床加专用夹具;刀具：dw 15.8mm机床：Z525立式钻床根据有关手册的规定，铰刀的进给量取0.48，机床主轴转速取为：nw =140,则其切削速度为：v n d 9.27m/ min机动时切削工时，I 4242 tmn w42140 0.48625 min工序07 粗铳叉口前后两侧面，以 15.8孔为定位基准，采用 X51立式铳床加专用夹具;变速器换挡叉设计说明书刀具：6硬质合金端铳刀，do 40mm, Z 10机床：X51立式铳床查得，取：nw 300r/min，故实际切削速度：d w nwv100040 30037.7m/min1000根据切削手册查得

14、，fz 0.13mm/z,ap 4mm。根据简明手册表 4.2-36当nw 300r/min时，工作台每分钟进给量应为:m fz Z nw 0.13 10 300390mm/min查说明书，取fm 400mm/min计算切削基本工时:L 44.5 y44.5 1054.5mm因此，tm 2L 2*54.50.28 minm390工序08 精铳16*56两侧面，以15.8孔为定位基准，采用X51立式铳床加专用夹具;刀具：6硬质合金端铳刀;机床：X51立式铳床;查切削手册表 3.5,进给量为:0.5 1.0mm/min，取为 0.5参考有关手册，确定 v 124m/min，采用6硬质合金端铳刀，d

15、w 125mm, z 12 , 则:ns1000v1000 上 316r/min125现采用X51立式铳床，根据简明手册表 4.2-36，取nw 300r/min，故实际切削速度:d wnw1000125 300117.75m/minnw 300r/mi n 时,工作台每分钟进给量m fz z nw 0.5 12 3001800mm/ min，取为 980本工序切削时间为:lt 2tm 2-fm1920.04980工序09精铳16*56两侧面，以15.8孔为定位基准，采用 X51立式铳床加专用夹具;刀具：6硬质合金端铳刀，do 40mm, Z 10机床：X51立式铳床d w nw100040

16、3000037.7m/ min根据切削手册查得，fz 0.13mm/z,ap 4mm。根据简明手册表 4.2-36查得，取：nw 300r/min，故实际切削速度：当nw 300r/min时，工作台每分钟进给量应为:fmfz Z nw 0.13 10 300390mm/ min查说明书，取fm 400mm/min计算切削基本工时：L 19 y 19 10 29mm2L 2* 29 因此，tm0.15minfm 390工序10粗铳叉口 19*5.9两内侧面，以15.8孔为定位基准，采用 X51立式铳床加专用夹具。刀具：6硬质合金端铳刀，do 40mm, Z 10机床：X51立式铳床根据切削手册查

17、得，fz 0.13mm/z,ap 4mm。根据简明手册表 4.2-36查得，取：nw 300r/min，故实际切削速度：d w nw100040 300100037.7m/ min当nw 300r/min时，工作台每分钟进给量应为:fmfz Z nw 0.13 10 300390mm/ min查说明书，取fm 400mm/min计算切削基本工时：L 19 y 19 10 29mm因此，tm2L 38O.lminfm 390工序11精铳叉口 19*5.9两内侧面，以15.8孔为定位基准，采用 X51立式铳床加专用夹具;精铳叉口 19*5.9两内侧面，以15.8孔为定位基准，采用X51立式铳床加专

18、用夹具；机床：X51立式铳床刀具：硬质合金立铳刀（镶齿螺旋形刀片），由切削手册表3.6查得：V0.45m/s,d 40, z 6, f z 0.08mm/min即 27m, 因 此1000vnsd w1000 2740-214r / min。现采用X51立式铳床，取 nw 210r / min ,工作台每分钟进给量 fm应为：fm fz z nw 0.08 6210100.8mm/min ,查机床使用说明书，取fm 100mm/min。铳削基本工时:tm190.19 min1002tm 0.19 20.38min工序12粗铳14.2*9.65面、铳11*9.65面，以15.8孔为定位基准，采用

19、 X51立式铳床加专用 夹具；专用夹具刀具：6硬质合金端铳刀，do 40mm, Z 10机床：X51立式铳床根据切削手册查得,0.13mm/z,ap 4mm。根据简明手册表 4.2-36查得，取：nw 300r/min，故实际切削速度:dw nw100040 300100037.7m/ min当nw 300r/min时，工作台每分钟进给量应为:fmfz Z nw 0.13 10 300390mm/ min查说明书，取fm 400mm/ min计算切削基本工时：L 43 27变速器换挡叉设计说明书9.5* 2 89mm因此，tm -890.23min390工序13精铳16.5*42面，以15.8

20、孔为定位基准，采用X51立式铳床加专用夹具刀具：6硬质合金端铳刀;机床：X51立式铳床;查切削手册表 3.5,进给量为:0.5 1.0mm/min，取为 0.5参考有关手册，确定 v 124m/ min，采用6硬质合金端铳刀，dw 125mm, z 12 , 则:ns 輕 1000 124 316r/min125现采用X51立式铳床，根据简明手册表4.2-36，取nw 300r/min，故实际切削速度:dwnw1000125 3001000117.75m/minnw 300r/mi n 时,工作台每分钟进给量f z z nw 0.5 12 3001800mm/ min，取为 980本工序切削时

21、间为:丝 0.05980工序14钻9孔,以15.8孔为定位基准，采用Z525立式钻床并采用专用夹具(1)钻螺纹底孔9机床：Z525立式钻床刀具：高速钢麻花钻根据切削手册查得，进给量为0.180.22,现取 0.22, 17m，则:ns 皿602r/min9查简明手册表 4.2-15，取nw 600r/min。所以实际切削速度为:dwnw10009 60016.956m/min1000计算切削基本工时:3.90.03min600 0.22工序15攻螺纹，以15.8孔为定位基准，采用Z525立式钻床并采用专用夹具。机床：Z525立式钻床刀具：丝锥M10 , 1切削用量选为：v 0.1m/s6m/

22、min，机床主轴转速为：ns 318r / min，按机床使用说明书选取：nw 272r /min，则v 5.1m/ min ；机动时，I 4 4 8mm,计算切削基本工时：0.03 min1 272五、夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。并设计工序一一钻15.8孔的钻夹具。两夹具将分别用于Z525立式钻床，刀具为15.8直柄麻花钻。（一）问题的提出本夹具主要用来钻15.8孔，在加工时应保证 15.8孔的垂直度要求。此外，在本工序加工时还应考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度。精度不是主要考虑的问题。（二）夹具设计1、定位基准选择由零件图可知，钻15.8孔,相对于 15孔端面的垂直度要求，