变速器换挡叉加工工艺及夹具设计

变速器换档叉加工工艺及夹具设计专业名称：机械设计制造及其自动化班级学号：1253010308 学生姓名： 指导老师：变速器换挡叉加工工艺及夹具设计摘要：变速器换档叉位于主轴箱。主要作用是传递扭矩，使变速器获得换档的动力。优点是可以从一种速度直接变到另一种速度,而不需要经过中间的一系列,因此变速很方便;其缺点是比较复杂。本课题根据调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，并对该换挡叉的加工工艺以及其夹具进行了优化设计。本论文制定了变速器换挡叉的工艺规程方案，拟定了夹具设计方案并完成了其第五工序的夹具结构设计。最后通过使用AUTOCAD绘制装配图和零部件图，用PRO/E进行实体建模，生成能够用于实际生产的工程图纸，保证了加工质量的高效、省力、经济合理。关键词：换档叉；工艺规程；夹具；PRO/E实体建模目录前言0设计的意义0设计的目的0设计任务和要求1零件的分析2零件的作用2零件的工艺分析2工艺规程设计7确定毛坯的制造形式7确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量7锻件形状复杂系数及锻件材质系数的确定7锻件分模线形状及零件表面粗糙度8基面的选择8制定工艺路线9机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确定11确定切削余量及基本工时13夹具设计27问题的提出27夹具设计27夹具设计及操作说明34总结36致谢38参考文献40附录:变速器换挡叉机械加工工序卡42变速器换挡叉加工工艺及夹具设计前言设计的意义毕业设计是培养学生综合运用所学的基础理论和专业理论知识，独立解决零件工艺和夹具设计问题的能力一个重要的实践性教学环节。机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。同时夹具作为机械制造系统中不可或缺的重要组成部分，在保证工件加工精度、提高劳动生产率、扩大机床适用范围、改善操作者劳动条件、降低成本都具有十分突出的贡献。随着信息化时代的来临，出现了更加精密、复合、智能、环保的机床，企业对零件的加工工艺及夹具设计、制造提出了更高的要求。然而，在当今许多企业中，像变速器换挡叉等不规则零件的加工上依然无法满足流水线自动化加工的水准。因此设计高精、高效、模块组合、通用的夹具是提高工件的加工质量，加工效率，充分发挥机床的工艺性能的必然要求设计的目的本次设计为大学四年所学基础课程的一次综合性设计，对于培养我们编制机械加工工艺规程和机床夹具设计的能力具有重要的意义。（1） 培养综合运用相关专业课程（工程材料、互换性及测量技术、金属切削及装备等）的理论知识，结合金工实习、生产实习中学到的实践知识，独立的分析和解决机械加工工艺问题，初步具备设计中等复杂程度的零件的工艺规程的能力。（2） 能根据被加工零件的技术要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计，初步具备设计保证加工质量的高效、省力、经济合理的专用夹具的能力。（3） 熟悉和能够应用有关手册、标准、图标等技术资料，分析零件加工的技术要求和本企业具备的加工条件，掌握从事工艺的方法和步骤。（4） 进一步熟练机械制图、设计计算、机构设计、和编写技术文件等的基本技能。（5） 培养解决工艺问题的能力，为以后去工厂从事工艺及夹具设计打好良好基础。设计任务和要求按照设计任务，根据调查研究所提供的数据和有关技术资料，进行以下工作：制定工艺规程方案，绘制有关图纸（零件图、毛坯图、夹具零件图、夹具装配图等），编写技术文件等。其基本内容如下：（1）工艺规程设计。2）绘制被加工零件毛胚图、夹具零件图、夹具装配图及相应的PRO/E实体图。（3）按规定格式编制设计计算说明书。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档叉（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，使变速器获得换档的动力。该零件是以015.8F8孔套在轴上，并用M10X1-7H螺纹孔及轴定位，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及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015.8F8孔，M10X1-7H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。零件的工艺分析（1）该变速器换档叉需要加工的表面可大致分为四类：1） 015.8F8孔；2） 以015.8F8为基准的顶端16x56两侧面和叉口的前后两侧面;3） 以015.8F8为基准的其它几个平面以及槽；M10J-7H螺纹。这几组加工面之间有着一定的位置要求，主要是：015.8F8mm孔的中心线及叉口的前后两侧面的垂直度公差为0.15mm。⑵换挡叉技术要求表2-1换挡叉技术要求加工表面尺寸及偏差(mm)公差及精度等级表面粗糙度Ra形位公差(mm)叉脚两端面IT126.35.9。丄015|山-0.15叉口两内侧面51+o.i0IT126.3①15.8内孔15.8+0.043+0.016IT83.2M10螺纹孔M10X1IT7叉头凸台两端9.650-0.25IT126.3面叉头平台外表IT136.3面叉头平台凸面11IT1312.5叉头下表面IT1312.5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180HBS左右，为保证换挡叉换挡时叉脚受力均匀，要求叉脚两端面及孔①15.8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。图2-2变速器换挡叉零件图工艺规程设计确定毛坯的制造形式零件的材料为35钢。常用的毛坯件有铸件、锻件、型材、冲压件和焊接件等。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,可采用模锻成型。确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量公差等级:由换挡叉的功用和技术要求，确定该零件的的公差等级为普通级。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前锻件毛坯的重量为3.5kg。锻件形状复杂系数及锻件材质系数的确定锻件形状复杂系数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的长度、宽度和高度，即l=136mm,b=76mm,h=72mm,P=7.8X10-6kg/mma由文献［2］公式2-3可计算件的形状复杂系数S=mt/mn=3.5/(136X76X72X7.8X10-6)=3.5/5.8=0.6故属于S2级。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M］级。锻件分模线形状及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。基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确和合理，可以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，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。粗基准的选择选择定位粗基准是要能加工出精基准，同时要明确哪一方面的要求是主要的。粗基准的选择应以下面的几点为原则：a.应选能加工出精基准的毛坯表面作粗基准。b.当必须保证加工表面及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。c.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。d.当全部表面都需要加工时，应选余量最小的表面作为基准，以保证该表面有足够的加工余量。在铳床上加工变速器换档叉时，以①15.8mm内孔作为粗基准。满足粗基准的选择原则。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：①尽量选零件的设计基准作精基准，可以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。②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。③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。④选择加工表面本身作为定位基准，即“自为基准”。⑤选择的定位精基准，应保证工件定位准确，夹紧可靠，夹具结构简单，操作方便［3］。该零件加工时，采用①15.8mm内孔作为精基准来加工换档叉叉口前后两侧面。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内容，它及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，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，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铳。考虑到015.8mm孔的精度要求较高，安排为钻并扩铰加工。精铳时以015.8mm孔定位能保证端面及轴心的位置精度要求。综上分析，确定的加工路线方案一如下：工序I 钻并扩铰015.8mm孔。工序II 粗铳叉口19x5.9两内侧面。工序III粗铳16x56两侧面。工序W 粗铳叉口前后两侧面及R105mm的叉部端面。工序V粗铳14.2槽及16.5x42.9面及16.5x14.5面及11x9.65面。工序可 精铳叉口19x5.9两内侧面。工序训精铳16x56两侧面。工序训 精铳叉口前后两侧面及R105mm的叉部端面。工序IX 精铳16.5x42.9面。工序X钻螺纹底孔M10mm及攻M10x1-7H螺纹。工序XI 倒角并检查。以上工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片”。工艺路线方案二为：工序I 粗铳叉口19x5.9两内侧面。工序II 钻并扩铰015.8mm孔。工序III粗铳16x56两侧面。工序W 粗铳叉口前后两侧面及R105mm的叉部端面。工序V粗铳14.2槽及16.5x42.9面及16.5x14.5面及11x9.65面。工序可 精铳叉口19x5.9两内侧面。工序训精铳16x56两侧面。工序训 精铳叉口前后两侧面及R105mm的叉部端面。工序IX 精铳16.5x42.9面。工序X 钻螺纹底孔M10mm及攻M10x1-7H螺纹。工序XI倒角并检查。工艺方案的比较及分析：上述两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了一个工序中。两相比较可以看出，先加工孔再加工其它平面可以更好的保证各个平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粗糙度。因此决定用方案一进行加工。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煅毛坯。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、工序尺寸及毛坯尺寸如下：015.8F8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：015m扩钻：015.5m2Z=0.5m粗铰：015.7m2Z=0.1m精铰：015.8+0.043+0.0162Z=0.1m叉口两内侧面及R105mm的叉部端面。由于两内侧面对于R28.5中心线有平行度等位置要求，所以可以将其看作内孔来确定加工余量，即051+0.1的孔。毛坯为实心，已经0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：为简化模煅毛坯的外形，先直接取叉口尺寸为46.5血。表面粗糙度要求R6.3ym，因而需要精铳，此时粗铳时单边余量z=2.0mm，精铳z时时单边余量z=0.25mm。对于R105mm的叉部端面，选取粗铳时z=2.0m，精铳时z=0.2m。16x56两侧面由于是在卧式铣床上两把刀同时铣，所以可以把两侧面的余量用双边余量来计算。现毛坯长度方向直接取11m。表面粗糙度为R6.3ym，需要精铳，此时粗铳单边余量为z=2.0-0.2=1.8m，精铳z时单边余量z=0.2。叉口前后两侧面该端面的表面粗糙度要求R6.3帥，所以先粗铳再精铳。查文献z［4］中的表4-1查得煅件尺寸公等级CT分为7-9级，选用8级。此时粗铳单边余量为z=2.0mm，精铳时单边余量z=0.2。14.2槽、16.5X42.9面、16.5x14.5面及11x9.65面同理，因为它们的粗糙度要求均为R12.5卩m，所以只需进行粗铳。z此时粗铳单边余量Z=2mm。图3-1变速器换挡叉毛坯图确定切削余量及基本工时工序I：钻、扩及铰钻015.8F8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，b二0.55GPa、模锻。b加工要求：钻、扩及铰钻015.8F8孔，R二3.2卩m。z刀具：查阅文献［5］，根据表2-125，选择麻花钻①15mm、扩孑L钻①15.5mm、铰刀。计算切削用量（1）钻①15mm孔1） 进给量f:根据文献［7］表2.7,当钢的g<800MPa，d15mm时,b0f=0.29~0.37mm/r，由于本零件在加工015.8mm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=0.22〜0.28mm/r根据机床说明书,现取f=0.20mm/r2） 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：1000v1000x18n= = =382r/mms兀d 兀x15w根据机床说明书（见文献［1］表4.2-2），及382r/min相近的机床转速为380r/min,故实际切削速度为：兀d•n兀x15.8x380v=ww= =18.85m/min100010004）切削工时：按文献［1］表6.2-5l=43mm,l=9mm,l=3mm12l+1+1 4+2+1 …•t= 12= =0.92mmmnf 300x0.2w(2)扩①15.5mm孔1）进给量f：根据文献［7］表2.10，当钢的g<800MPa，d 15.8mm时，f=0.6~0.9mm/r，由于本零件在加工015.8mm孔时,0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/r2）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=0.4V钻其中V钻为用钻头钻同样尺寸的实心孔时的切削速度.故v二0.4x18.85二7.54m/min3）主轴转速:=154.9r/min1000v_1000x=154.9r/min兀d 兀x15.5根据机床说明书（见文献［1］表4.2-2）,选取n二198r/minw4）机动工时：l=43mm,l=3mm,l=3mm12l+1+1 43+3+3 „-.t= 12= =0.5mm1nf198x0.5w粗铰①15.7mm孔进给量f：根据文献［1］表2.10，铰孔时的进给量和切削速度为钻孔时的1~132，所以1f3z1f3z=—x0.2=0.07mm/r=-X18.85=6.28mm/r15/541000v1000X6.28 “一/ .n= = =126.6r/mmsnd3.14x15.7w2）切削速度：查阅文献［1］表4.2-2，选取n二198r/minw所以实际切削速度为：ndn 3.14x15.7x198v=——= =9.76m/min100010003）切削工时:l=43mm,l=3mm,l=4mm12l+1+1 43+3+4 ,.t=1——2= =3.61min1nf198x0.07w（4）精铰①15.8mm孔因为及粗铰时共用一把刀，利用其机床对工件作粗、精铰孔，所以切削用量及工时均及粗铰相同。八3fz=3x0.2=0.07mm/rndnV= w~~wndnV= w~~w1000 =9.76m/min1000n二198r/minwl+1+1 43+3+4 .t=1——2= =3.61mm1nf198x0.07w工序II：粗铳叉口19X5.9两内侧面，保证尺寸50.5+0.1mm0进给量：由文献［1］表3.1-29查得采用硬质合金立铳刀，齿数z=5，d=40。由文献［6］表5-5得硬质合金立铳刀每齿进给量f为0.15~0.30，由手册得f取0.15mm/z。铣削速度：由文献［6］表5-6得硬质合金立铣刀切削速度为45〜90m/min,由手册得V取60m/min.主轴转速：1000v1000x60 -/ .n= = =477.7r/mmsnd3.14x40w查阅文献［1］表4.2-39，取n=490r/min,故实际切削速度为:wndn 3.14x40x490v= = =61.54m/mm10001000切削工时:仃程=l+1+1=50mm12当n=490r/min时，工作台的每分钟进给量:wf=fxzxn=0.15x5x490=367.5mm/minmz w查阅文献［1］表4.2-40，取f=320mm/min

m故有：1+1+1 50门1<•t= +2= =0.16mmm f 320m工序III粗铣16x56两侧面；保证尺寸10.050 ；-0.25进给量：根据文献［7］表3.3得:fz=0.08mm/z切削速度：参考有关手册，确定v=0.35/s，即21m/min。主轴转速：采用高速钢镶齿三面刃铳刀，d=40mm，齿数z=18,p=15。。w则1000v1000x21n= = =167r/mmsnd3.14x40w查阅文献［1］表4.2-39，取n=160r/min,故实际切削速度为:wndn 3.14x40x160v=卄十= =20.1m/mm10001000当n=160r/min时，工作台的每分钟进给量f应为wmf=fxzxn-0.08x18x160=230.4mm/minmz w查阅文献［1］表4.2-30,有f=230mm/min及该值接近，故选用m切削工时：仃程-1+1+1-70mm121+1+1 70t- 12- -0.30mmm f 230m工序w粗铣叉口前后两侧面及R105mm的叉部端面，保证尺寸6.30 。-0.19（1）粗铣叉口前后两侧面进给量：根据文献［7］表3.3得fz-0.08mm/z切削速度：参考有关手册，确定v=0.45/s，即27m/min。采用高速钢镶齿三面刃铳刀，d=225mm，齿数z=20，3-15。。则w1000v1000x27n- - -38r/mms兀d 3.14x225w查阅文献［1］表4.2-39，取n=37.5r/min，故实际切削速度为：w兀dn3.14x225x37.5v- - -26.5m/min10001000当n=37.5r/min时，工作台的每分钟进给量f应为wmf-fxzxn-0.08x20x37.5-60mm/minmz w查阅文献［1］表4.2-40，刚好有f=60mm/min，故可直接选用该m值。切削工时：行程-1+1+1-55mm12则机动工时为

l+1+1l+1+1m60二0.93min粗铳R105mm的叉部端面进给量：根据文献［7］表3.3得f=°08mm/z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铳刀dw=225mm,齿数Z=20.则1000v1000X27 “/•n= = =38r/mms兀d3.14x225w查阅文献［1］表4.2-39，取n=37.5r/minw故实际切削速度为：兀dn 3.14x225x37.5v= = =26.5m/min10001000取nw=37.5r/min时，工作台的每分钟进给量fm应为f=fxzxn=0.08x20x37.5=60mm/minmz w查阅文献［1］表4.2-40，刚好有f=60mm/min，故可直接选用该m值。切削工时：tm二1+'I+12= =2.53minfm 60工序V粗铳14.2槽及16.5X42.9面及16.5x14.5面及11x9.65面(1)粗铣14.2槽进给量：根据机床说明书取fz=0.08mm/z切削速度：参考有关手册，确定v=0.45m/s即27m/min,采用粗齿锥柄立铳刀，dw=14mm莫氏锥度号数2,齿数Z=3则

1000v1000X27 •n= = =614r/mms兀d3.14x14w查阅文献［1］表4.2-39，取nw=600r/min。故实际切削速度为：兀dn 3.14x14x600““/.v= = =26.38m/mm10001000当nw=600r/min时，工作台的每分钟进给量fm为f=fxzxn=0.08x3x600=144mm/minmz w查阅文献［1］表4.2-30，选用fm=150m/min切削工时：参考文献［9］表9.4-31l+l21.65150l+l21.65150=0.144min(2)铳16.5x42.9面进给量：根据文献［7］表3.3得f=0.08mm/zz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铳刀，d=40mm，齿数z=18。则w1000v1000x21n= = =167r/mms兀d 3.14x40w查阅文献［1］表4.2-39，取n=160r/min。故实际切削速度为：w兀dn3.14x40x160 __...v= = =20.1m/min10001000当n=160r/min时，工作台的每分钟进给量f应为：wmf=fxzxn=0.08x18x160=230.4mm/minmz w查阅文献［1］表4.2-40,有f=230mm/min及该值接近，故选用m230mm/min。切削工时：行程=/+/+/=55mm12

tm=230=0.25min粗铳16.5x14.5面进给量：根据文献［7］表3.3得f=0.08mm/zz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铳刀，d=40mm，齿数z=18。则w1000v1000X15“c,•n= = =120r/mins 兀d 3.14x40w查阅文献［1］表4.2-39,取n=120r/min。故实际切削速度为:w兀dn 3.14x40x120._...v=ww= =15.1m/min10001000当n=120r/min时，工作台的每分钟进给量f应为wmf=fxzxn=0.08x18x120=172.8mm/minmz w查阅文献［1］表4.2-40,有f=180mm/min及该值接近，故选用m180mm/min。切削工时：行程=l+1+1=4612=0.26=0.26t=m180粗铳铳iix9.65面进给量：根据《切削手册》表3.3得f=0.08mm/zz切削速度：参考有关手册，确定v=0.35mm/s，即21m/min。采用高速钢镶齿三面刃铳刀，d=40mm，齿数z=18。则w1000v1000x21n= = =167r/mms兀d 3.14x40w根据机床说明书，取n=160r/min,故实际切削速度为：w兀dn 3.14x40x160__...v=卄十= =20.1m/min10001000当n=165r/min时，工作台的每分钟进给量f应为wmf=fxzxn=0.08x18x160=230.4mm/minmz w查机床说明书，有f=230mm/min及该值接近，故选用m切削工时：仃程=l+1+1=40mm12t= =0.18minm230工序可精铳叉口两内侧面进给量：根据文献［7］表3.3得：f=0.08mm/zz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铳刀，d=40mm，齿数z=18。则w1000v1000x15n= = =119r/mmsnd3.14x40w查阅文献［1］表4.2-39，取n=125r/minw故实际切削速度为：ndn nx40x115v=卄十= =14.4m/mm10001000当n=125r/min时，工作台的每分钟进给量f应为wmf=fxzxn-0.08x18x125=180mm/minmz w查阅文献［1］表4.2-40,有f=190mm/min及该值接近，故选用m190mm/min。切削工时：仃程-1+1+1-50mm1250-0.26mint-0.26minm190工序训精铳16x56两侧面

进给量：根据文献［7］表3.3得f=0.08mm/zz切削速度：参考有关手册，确定v=0.25m/s，即15m/min。采用高速钢立铳刀，d=40mm，齿数z=18。则w1000v1000X15 /•n= = =119r/mms兀d 3.14x40w查阅文献［1］表4.2-39，取n=125r/minw故实际切削速度为：兀dn 3.14x40x125v=w-w= =15.7m/min10001000当n=125r/min时，工作台的每分钟进给量f应为wmf=fxzxn=0.08x18x125=180mm/minmz w查阅文献［1］表4.2-40,有f=190mm/min及该值接近，故选用m190mm/min。切削工时：仃程=l仃程=l+1+1=70mm1270t=m190=0.37min工序训 精铳叉口前后两侧面及R105mm的叉部端面，保证尺寸5.90-0.19精铣叉口前后两侧面进给量:根据文献［7］表3.3得f=0.08mm/zz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铳刀，d=225mm，齿数z=20，p=8。。则

w1000v1000x21n= = =29.7r/mins兀d 3.14x225w查阅文献［1］表4.2-39，取n=30r/minw故实际切削速度为：兀dn3.14x225x30v=ww= =21.2m/min10001000当n=30r/min时，工作台的每分钟进给量f应为wmf=fxzxn-0.08x20x30-48mm/minmz w查阅文献［1］表4.2-40，有f=47.5mm/min及该值接近，故选用m47.5mm/min。切削工时：行程-1+1+1-55mm，则机动工时为121+1+1 1 2

fm精铳R105mm的叉部端面进给量：根据文献［7］表3.3得fz=0.08mm/z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铳刀dw=225mm,齿数Z=20.则1000v1000x27n- - -38r/mms兀d3.14x225w查阅文献［1］表4.2-39取nw=37.5r/min。故实际切削速度为：兀dn3.14x225x37.5v- - -26.5m/min10001000当nw=37.5r/min时，工作台的每分钟进给量fm应为f-fxzxn-0.08x20x37.5-60mm/minmz w查阅文献［1］表4.2-40,有fm=60m/min,故直接选用该值切削工时：1+1+176x2 .t— +2— —2.53mmmf60m工序IX精铳16.5x42.9面进给量：根据文献［7］表3.3得f-0.08mm/zz

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铳刀，d=40mm，齿数z=18,p=8。。则w1000v1000x15n= = =119.4r/mms兀d 3.14x40w查阅文献［1］表4.2-39,取n=125r/min。w故实际切削速度为：兀dn 3.14x40x1251000v= = =15.7m/min10001000当n=125r/min时，工作台的每分钟进给量f应为wmf-fxzxn=0.08x18x125=180mm/minmz w查阅文献［1］表4.2-40,有f=190mm/min及该值接近，故选用m190mm/min。切削工时：仃程=l+1+1=55mm12t= =0.29minm190工序X 钻螺纹底孔M10mm及攻M10x1-7H螺纹孔(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=20mm/min所以:1000v1000x20n= = =637r/mins兀d3.14x10根据机床说明书，取nw=637r/min故实际切削速度为：兀dn 3.14x10x6371000v=卄十= =20.1m/min10001000

切削工时：l+l+l4+2+1 •mnf 637x0.1w(2)攻螺纹M10xl-7H螺纹进给量：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/min1000vn1000vnd1000x63.14x10=191r/min按机床说明书选取nw=195r/min,故实际切削速度为:ndnV= ndnV= w_w1000 =6.1m/min1000机动工时：t二1+JI=3.5+3+3二0.49min，其中切入ll=3mm，切出mnf 195x0.1wl2=3mm，l=3.5mm。工序XI 倒角并检查。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0.8x45。，孔口处的倒角为0.4x45。。采用90°锪钻在转塔六角车床上依次加工这三处倒角。可以选取主轴转速n=545r/min手动进给。最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其它加工数据，一并填入机械加工工艺过程综合卡片，见附表。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。根据设计任务书，决定设计加工变速器换档叉16.5x42.9两侧面的铳床夹具。本夹具用于卧式铳床，刀具为©40mm高速钢镶齿三面刃铣刀,同时对2个面进行加工.问题的提出本夹具主要用来粗铣变速器换档叉16.5x42.9两侧面，这两个侧面对©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。夹具设计(1)定位基准的选择由零件图可知，叉口两端面对©15.8孔有位置度要求。为了达到夹紧定位要求，据《夹具手册》知定位基准应尽可能及工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工，所以应该选择015.8孔作为主要定位基准面，同时以叉口两内侧面作为辅助定位基准。定位分析工件在心轴、档板、螺栓及支承钉上实现完全定位。其中心轴限制了工件在Z轴上的移动及转动自由度和Y轴的移动自由度；档板和螺钉限制了工件在X轴上的移动自由度和转动自由度；支承钉限工件在Y轴上的转动自由度，又由于是两个平面同时加工，所以实现了完全定位。切削力及夹紧力计算刀具：咼速钢镶齿二面刃铳刀，040mm,z=18根据文献［7］表3.28得F=CaxFfyauFz/dqFMnwFFpze0其中c=650,a=3.1mm,x=1.0,f=0.08mm,y=0.72,a=20mm,u=0.86mm,F p F z F e Fd=40mm,q=0.86mm,w=0,z=180FF所以F=650x3.1x0.08o.72x200.86x18/400.86=3242N当用两把刀铣削时，F=2F=6484N实水平分力：F=1.1F=7132.4NH 实垂直分力：FV=0.3F=1945.2N实在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内。安全系数K=KKKK。1234其中，K为基本安全系数1・5；1K为加工性质系数1・1；2K为刀具钝化系数1・1；3K为断续切削系数1・1。4所以F'=KF=1.5X1.1X1.1X1.1X1.1X7132.4N=15664NH定位误差分析夹具的主要定位元件是一心轴，所以定位误差主要就是心轴及工件孔之间的装配误差，即轴及孔的配合误差。孔的尺寸为015.8F8+0.043，所选择的配合轴的尺寸为015.8h7+0.020。+0.016 0所以定位误差为Ab=0.043-0=0.043mm，而孔的公差为maxIT8=0・572，所以M vIT8，即最大侧隙能满足零件的精度要求。maxd图4-1夹具体图图4-2夹具体实体图A-Aa e4二花liOQ图4-3夹具装配图图4-4夹具装配实体图044图4-5心轴图图4-6心轴实体图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e15.8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。35/54总结本次毕业设计的主要内容是完成汽车变速器换档叉的机械加工工艺过程综合卡片、及其中一道工序的夹具设计，画出所设计零件的毛坯图和零件图，夹具体的CAD零件图和装配图，以及夹具体的PRO/E实体图和夹具装配图对应的PRO/E实体图。在设计中主要是充分运用CAD软件绘图功能和PRO/E软件三维