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1、word 課程設(shè)計說明書 課程名稱機(jī) 械 制 造 技 術(shù) 基 礎(chǔ) 題 目設(shè)計變速器換擋叉機(jī)械加工工藝工裝 專業(yè)班級機(jī)設(shè)1094 學(xué)生羅 成學(xué)號16 指導(dǎo)教師倪小丹 審 批 設(shè)計完成日期 2012年1月8日 設(shè)計容與設(shè)計要求 一．設(shè)計容 　1、設(shè)計機(jī)械加工工藝規(guī)程； 2、對指定工序進(jìn)展工序設(shè)計； 3、設(shè)計指定工序的專用夾具。 二．設(shè)計要求 　1、編制零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程，填寫工藝過程卡； 　2、按教師要求設(shè)計指定工序，填寫工序卡； 3、設(shè)計專用夾具裝配圖； 4、設(shè)

2、計專用夾具夾具體的零件工作圖； 5、撰寫設(shè)計計算說明書。 生產(chǎn)類型：中批 說明書容 1. 課程設(shè)計封面； 2. 任務(wù)書〔插入零件圖〕； 3. 說明書目錄； 4. 設(shè)計計算過程； 5. 參考文獻(xiàn)； 6. 總結(jié)與體會； 7. 附錄。 進(jìn)度安排 第一周：熟悉零件結(jié)構(gòu)與加工要求；設(shè)計零件機(jī)加工工藝規(guī)程，填寫工藝過程卡片；設(shè)計指定工序，填寫工序卡片。 第二周：設(shè)計指定工序的專用夾具，畫出夾具裝配圖。 第二周：設(shè)計專用夾具夾具體的零件工作圖；整理設(shè)計說明書。 參考文獻(xiàn) 　1、洪主編《機(jī)械加工工藝手冊》 　2、王紹俊主編《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》 3、倪小丹主

3、編《機(jī)械制造技術(shù)根底》 　4、王益編《機(jī)械制造工藝課程設(shè)計指導(dǎo)書》 5、王永康主編《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)書》 6、黎明主編《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》 目 錄 1 零件的分析1 1 1 2 工藝規(guī)程設(shè)計3 2.1 確定毛坯的制造形式3 2.2 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量3 2.3 鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)與鍛件材質(zhì)系數(shù)確實定3 2.4 鍛件分模線形狀與零件外表粗糙度3 2.5 基面的選擇4 2.6 制定工藝路線4 2.7 機(jī)械加工余量、工序尺寸與毛坯尺寸確定6 2.8 確定切削余量8 3 夾具設(shè)計9 3.1問題的提出9 3.2夾具設(shè)計9 參

4、 考 文 獻(xiàn)11 總 結(jié)11 附錄:變速器換擋叉機(jī)械加工工序卡12 1 零件的分析 1.1 零件的作用 題目所給定的零件是變速器換檔叉〔如如如下圖所示〕，它位于傳動軸的端部。主要作用是傳遞扭矩，使變速器獲得換檔的動力。該零件是以15.81F8孔套在軸上，并用M10×1-7H螺紋孔與軸定位，換擋叉腳卡在雙聯(lián)齒輪的軸中，變速操作機(jī)構(gòu)通過換擋叉頭部的操縱槽帶動換擋叉與軸一起在變速箱中滑動，換擋叉腳撥動雙聯(lián)齒輪在花鍵軸上滑動，就可實現(xiàn)變速功能，從而實現(xiàn)變速器變速。換擋叉的主要工作面為操縱槽換擋叉腳兩端面，主要配合面為Φ孔，M10×1-7H螺紋孔和換擋叉腳側(cè)面

5、.該零件屬于特殊形狀零件，但復(fù)雜程度一般。由于換擋叉在工作是外表承受一定的壓力，因此，要求有一定的強(qiáng)度和韌度。 1.2 零件的工藝分析 〔1〕該變速器換檔叉需要加工的外表可大致分為四類： 1〕15.81F8孔； 2〕以0兩側(cè)面和叉口0的上下兩側(cè)面； 3〕以15.81F8為基準(zhǔn)的其它幾個平面以與槽； 4〕M101-7H螺紋。 且主要是：15.81F8 mm孔的中心線與叉口的前后兩側(cè)面的垂直度公差為0.15mm。 (2) 換擋叉技術(shù)要求 表2-1 換擋叉技術(shù)要求 加工外表 尺寸與偏差〔mm〕 公差與精度等級 外表粗糙度Ra 形位公差 叉

6、腳兩端面 IT12 叉口兩側(cè)面 IT12 Φ Φ IT8 M10螺紋孔 M10×1 IT7 叉頭凸臺兩端面 IT12 IT13 叉頭上端面 11 IT13 該變速器換擋叉結(jié)構(gòu)簡單，屬于典型的叉桿類零件。為實現(xiàn)換擋、變速的功能，其叉軸孔和變速叉軸有配合要求，因此加工精度要求高。叉腳兩端面在工作中需承受沖擊載荷，為增強(qiáng)耐磨性，采用局部淬火，硬度為180HBS左右，為保證換擋叉換擋時叉腳受力均勻，要求叉腳兩端面與孔Φ15.8垂直度要求為0.15mm。換擋叉用螺釘定位，螺紋孔為M10。 綜上所

7、述，該零件得各項技術(shù)要求制訂較合理，符合在變速箱中的功用。 〔3〕審查換擋叉的工藝性 分析零件圖可知，該換擋叉叉腳兩端面厚度薄于連接的外表，但減少了加工面積，使用淬火處理提供局部的接觸硬度。叉腳兩端面面積相對較大，可防止加工過程中鉆頭鉆偏，保證孔的加工精度與叉腳兩端面的垂直度。其它外表加工精度較低，通過銑削、鉆床的粗加工就可達(dá)到加工要求；而主要工作外表雖然加工精度相對較高，但也可以在正常得生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)得方法保質(zhì)保量地加工出來。 2 工藝規(guī)程設(shè)計 2.1 確定毛坯的制造形式 零件的材料為35鋼。常用的毛坯件有鑄件、鍛件、型材、沖壓件和焊接件等。考慮到零件在加工過程

8、中經(jīng)常承受交變載荷與沖擊性載荷，因此應(yīng)該選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠，且零件的輪廓尺寸不大。 2.2 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 公差等級: 由換擋叉的功用和技術(shù)要求，確定該零件的的公差等級為普通級。 鍛件重量: 機(jī)械加工后換擋叉的重量為3kg，由此可初步估計機(jī)械加工前鍛件毛坯的重量為3.5kg。 2.3 鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)與鍛件材質(zhì)系數(shù)確實定 〔1〕鍛件形狀復(fù)雜系數(shù) 對換擋叉零件圖分析計算，可大概確定鍛件外輪廓包容體出該換擋叉鍛的長度、寬度和高度，即l=136mm，b=76mm，h=72mm，ρ×10-6kg/mm3由文獻(xiàn)[2]公式2-3可計算件的

9、形狀復(fù)雜系數(shù) S=mt/mn=3.5/〔136×76×72××10-6 故屬于S 2級。 〔2)鍛件材質(zhì)系數(shù) 由于該換擋叉材料為35鋼，是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)少于0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬M(fèi)1級。 2.4 鍛件分模線形狀與零件外表粗糙度 根據(jù)該換擋叉的形位特點，以對稱平分面為分模面，屬平直分模線。 由零件圖可知，該換擋叉各加工外表粗糙度Ra均大于等于3.2um。 2.5 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇得正確和合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否如此，加工工藝過程會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無常進(jìn)展。 (1

10、)粗基準(zhǔn)的選擇 選擇定位粗基準(zhǔn)是要能加工出精基準(zhǔn)，同時要明確哪一方面的要主要的。粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以下面的幾點為原如此：a.應(yīng)選能加工出精基準(zhǔn)的毛坯外表作粗基準(zhǔn)。b.當(dāng)必須保證加工外表與不加工外表的位置和尺寸時，應(yīng)選不加工的外表作為粗基準(zhǔn)。c.要保證工件上某重要外表的余量均勻時，如此應(yīng)選擇該外表為定位粗基準(zhǔn)。d.當(dāng)全部外表都需要加工時，應(yīng)選余量最小的外表作為基準(zhǔn)，以保證該外表有足夠的加工余量。 在銑床上加工變速器換檔叉時，以R10.5為半徑的圓作為粗基準(zhǔn)。滿足粗基準(zhǔn)的選擇原如此。 (2)精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)從保證零件加工精度出發(fā)，同時考慮裝夾方便，夾具結(jié)構(gòu)簡單。選擇時應(yīng)遵循以下原如

11、此：①盡量選零件的設(shè)計基準(zhǔn)作精基準(zhǔn)，可以防止因基準(zhǔn)不重合引起的定位誤差，這一原如此稱為“基準(zhǔn)重合〞原如此。②盡可能使工件各主要外表的加工，采用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)，這是“基準(zhǔn)統(tǒng)一〞原如此。③當(dāng)零件主要外表的相互位置精度要求很高時，應(yīng)采用互為基準(zhǔn)，反復(fù)加工的原如此。④選擇加工外表本身作為定位基準(zhǔn)，即“自為基準(zhǔn)〞。⑤選擇的定位精基準(zhǔn)，應(yīng)保證工件定位準(zhǔn)確，夾緊可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便[3]。 該零件加工時，采用Φmm孔作為精基準(zhǔn)來加工換檔叉叉口前后兩側(cè)面。 2.6 制定工藝路線 工藝路線的擬訂是制定工藝規(guī)程的關(guān)鍵，其主要任務(wù)是選擇各個外表的加工方法和加工方案，確定各個外表的加工順序和工序的組合容

12、，它與定位基準(zhǔn)的選擇密切相關(guān)。制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度與位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的條件下，應(yīng)考慮機(jī)床的夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)本錢盡量降低。 工藝方案分析：由于零件外表精度要求較高，所以安排了粗銑和精銑?？紤]到15.81mm孔的精度要求較高，安排為鉆并擴(kuò)鉸加工。精銑時以15.81mm孔定位能保證端面與軸心的位置精度要求。 綜上分析，確定的大致加工路線如下， 方案一： 工序Ⅰ 鉆并擴(kuò)鉸15.81mm孔和車其下端面。 工序Ⅱ銑撥槽的上端面。 工序Ⅲ0的兩端面 工序Ⅳ

13、 粗銑叉口兩側(cè)面。 工序Ⅴ 粗銑兩側(cè)面。 工序Ⅵ 粗銑叉口510的兩端面。 工序Ⅶ 精銑叉口兩側(cè)面. 工序Ⅷ 精銑兩側(cè)面。 工序Ⅸ 精銑叉口510的兩端面。 工序Ⅹ。 工序Ⅺ 鉆螺紋底孔M9 mm與攻M101-7H螺紋。 工序Ⅻ 去毛刺、倒角并檢查。 以上工藝過程詳見“機(jī)械加工工藝過程卡片〞。 方案二： 工序Ⅰ 粗銑叉口兩側(cè)面。 工序Ⅱ 鉆并擴(kuò)鉸15.8mm孔和車其下端面。 工序Ⅲ 粗銑兩側(cè)面。 工序Ⅳ 粗銑叉口510的兩端面。 工序Ⅴ兩側(cè)面。 工序Ⅵ 精銑叉口頭兩側(cè)面。 工序Ⅶ 精

14、銑叉口510的兩端面。 工序Ⅷ26.5端面。 工序Ⅸ銑撥槽的上端面。 工序Ⅹ0的兩端面。 工序Ⅺ 鉆螺紋底孔M9 mm與攻M101-7H螺紋。 工序Ⅻ 去毛刺、倒角并檢查。 工藝方案的比擬與分析： 上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是先將定位孔加工出來以便于其他面的加工；方案二如此先將叉口側(cè)面加工出來，然后再加工其它平面，而且為了節(jié)省裝卸時間將一些粗精加工放在了一個工序中。兩相比擬可以看出，先加工孔再加工其它平面可以更好的保證各個平面的位置與方向誤差，而且需要把粗精加工分開才能保證零件的粗糙度。因此決定用方案一進(jìn)展加工。 2.7 機(jī)械加工余量、工序尺寸與毛

15、坯尺寸確定 變速器換檔叉〞零件為35鋼，硬度180-201HBS，采用在鍛錘上合模模煅毛坯。 根據(jù)上述原始資料與加工工藝，分別確定各加工外表的機(jī)械加工余量、工序尺寸與毛坯尺寸如下： 〔1〕 毛坯為實心，不沖出孔?？拙纫驣T7，查閱機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊表2.3-8確定孔的加工余量分配： 鉆孔：Φ14 擴(kuò)鉆：Φ15.5㎜ 2Zb=1.5㎜ 粗鉸：Φ15.7㎜ 2Zb=0.2㎜ 精鉸：Φmm 2Zb=0.1㎜ 〔2〕叉口510兩側(cè)面. 由于兩側(cè)面對于R28.5中心線有平行度等位置要求，所以可以將其看作孔

16、來確定加工余量，即的孔。毛坯為實心，已經(jīng)有孔，精度要求為IT8，參照文獻(xiàn)[1]表2-3.9確定加工余量分配：為簡化模煅毛坯的外形，先直接取叉口尺寸為46㎜。外表粗糙度要求，因而需要精銑，此時粗銑時單邊余量z=2㎜，精銑時時單邊余量z=0.25㎜。 〔3〕叉頭兩側(cè)面 由于是在立式銑床上兩把刀組合同時銑，所以可以把兩側(cè)面的余量用雙邊余量來計算?，F(xiàn)毛坯長度方向直接取13.65㎜。外表粗糙度為，需要精銑，此時粗銑單邊余量為z=2.0-0.2=1.8㎜，精銑時單邊余量z=0.2mm。 〔4〕叉口上下兩側(cè)面 由于是在立式銑床上兩把刀組合同時銑，所以可以把兩側(cè)面的余量用雙邊余量來計算。現(xiàn)毛坯長度方向

17、直接取9.9㎜。外表粗糙度為，需要精銑，此時粗銑單邊余量為z=2.0-0.2=1.8㎜，精銑時單邊余量z=0.2mm。 〔5〕0 同理，因為它們的粗糙度要求均為，所以只需進(jìn)展粗銑。此時粗銑單邊余量Z=2㎜。 各加工外表總加工余量表： 加工外表 根本尺寸 毛坯尺寸 〔粗〕加工余量〔單側(cè)〕mm 〔精〕加工余量 mm 鉆 Φ 14 擴(kuò) 絞 銑510兩側(cè)面 510 46 2 銑兩側(cè)面 銑上下兩側(cè)面 0 2 圖3-1 變速器換擋叉毛坯圖 2.8 確定切削余量

18、 (1).機(jī)床：X51立式銑床。 (2).刀具：硬質(zhì)合金端銑刀。 (3).背吃刀量：ap =2mm。 (4).確定刀具壽命：刀具為80，Z=4，查文獻(xiàn)[6]3.8，銑刀的壽命為180min。 (5).每齒進(jìn)給量：根據(jù)切削用量簡明手冊表3.3得 每齒進(jìn)給量fz=0.15～0.30 mm/z，取fz=0.20 mm/z 。 (6).切削速度Vc和每分鐘進(jìn)給量Vf 查文獻(xiàn)[6]表3.16，Vc=86m/min，n=275r/min, Vf=432mm/min。查修正系數(shù)Kv=1.13,Kf=0.45,所以修正后的切削速度和每分鐘進(jìn)給量為： Vc =Vc x

19、Kv=86 x 1.13=97.18 m/min Vf=Vf x Kf=432 x 0.45=195 mm/min 如此轉(zhuǎn)速 = 查閱機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊表4.2-36,取,v f=165mm/min故實際切削速度和進(jìn)給量為： 3 夾具設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計專用夾具。 26.5側(cè)面的銑床夾具。本夾具用于X51立式銑床,刀具為80㎜硬質(zhì)合金端銑刀。 26.5面，這個面對1孔有一定的位置度要求。因此，在本道工序加

20、工時，主要應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)本錢，而精度不是主要問題。 (1)定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，叉口兩端面對孔有位置度要求。為了達(dá)到夾緊定位要求，據(jù)《夾具手冊》知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)展加工，所以應(yīng)該選擇1孔作為主要定位基準(zhǔn)面，同時以叉口兩側(cè)面作為輔助定位基準(zhǔn)。 (2)定位分析 工件在心軸、端面、階梯銷上實現(xiàn)完全定位。其中心軸限制了工件在X、Y軸上的移動與轉(zhuǎn)動自由度，端面限制Z軸的移動自由度；階梯銷限制了工件在Z轉(zhuǎn)動自由度； 圖4-1 總裝圖 圖4-2 夾具體零件圖 18 /

21、18 參考文獻(xiàn) [1] 洪主 《機(jī)械加工工藝手冊》第四版 ，1996. [2] 王紹俊 《機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊》機(jī)械工業(yè)，1985 [3] 倪小丹 《機(jī)械制造技術(shù)根底》清華大學(xué)，2007 [4] 王益民 《機(jī)械制造工藝課程設(shè)計指導(dǎo)書》 [5] 王永康 《機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)書》 [6] 黎明 《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》第一版 國防工業(yè)，1966 總結(jié) 這次的課程設(shè)計的主要容是完成汽車變速器換檔叉的機(jī)械加工工藝工裝過程綜合卡片、與其中一道工序的夾具設(shè)計，畫出所設(shè)計零件的毛坯圖和零件圖，夾具體的CAD零件圖和裝配

22、圖。 通過這三周的課程設(shè)計，明顯的感覺到了自己的不足，只學(xué)點理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，其過問教師，問同學(xué)，學(xué)到了很多課本上沒有的，雖說很累，但累在其中，從到了很多東西，通過查閱圖書館資料、上網(wǎng)，同時也學(xué)會了些word排版，CAD等軟件的使用，所以這三周并沒有白費(fèi)。其中更要感的是我的指導(dǎo)教師，認(rèn)真仔細(xì)的為我們指導(dǎo)。 附錄:變速器換擋叉機(jī)械加工工序卡 工程學(xué)院 機(jī)械加工工序卡片 零件名稱 工序名稱 工序號 變速器換檔叉 銑端面 100 材料名稱 材料牌號 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 夾具名稱 夾具編號 額定時間 共 1頁 毛坯 35鋼 立式銑床 X51 專用夾具 第1頁 工序簡圖 工步號 工步容 進(jìn)給量 mm/z 切削速度 m/min 刀具 量具 名稱 規(guī)格 名稱 規(guī)格 1 銑銑端面 硬質(zhì)合金端銑刀 80 卡板 更改容 班 級 機(jī)設(shè)1094 設(shè)計者 羅成 設(shè)計日期 2013/1/7