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1、編號：089290141083 北 京 理 工 大 學(xué) 本 科 畢 業(yè) 論 文 題 目：變速器換擋叉加工工藝及夾具設(shè)計 學(xué) 院： 機械工程學(xué)院 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 年級： 08 級 姓 名： 汪龍 指導(dǎo)教師： 霍春明 完成日期： 2012 年 5 月 28 日 I 變速器換擋叉加工工藝及夾具設(shè)計 摘要：變速器換檔叉位于主軸箱。主要作用是傳遞扭矩，使變速器獲得換檔的動力。 優(yōu)點是可以從一種速度直接變到另一種速度,而不需要經(jīng)過中間的一系列,因此變速很 方便;其缺點是比較復(fù)雜。 本課題根據(jù)調(diào)查研究所提供的數(shù)據(jù)和有關(guān)技術(shù)資料，運用機械制造技術(shù)理論等相關(guān)專 業(yè)知識對變速器換擋叉零件的作用和

2、工藝進行了分析和計算，并對該換擋叉的加工工藝以 及其夾具進行了優(yōu)化設(shè)計。 本論文制定了變速器換擋叉的工藝規(guī)程方案，擬定了夾具設(shè)計方案并完成了其第五工 序的夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計。最后通過使用 AUTOCAD 繪制裝配圖和零部件圖，用 PRO/E 進行實體建 模，生成能夠用于實際生產(chǎn)的工程圖紙，保證了加工質(zhì)量的高效、省力、經(jīng)濟合理。 關(guān)鍵詞：換檔叉；工藝規(guī)程；夾具；PRO/E 實體建模 II Design of the Process and Fixture for the Transmission Shift Fork Abstract: The transmission shift fork moun

3、ted on the spindle box. Main role is to transfer torque to shift the power transmission gain. Advantage is a direct change from one speed to another speed, without the need to go through the middle of the series, so speed is very convenient; the drawback is more complicated. Studies and surveys prov

4、ide data and technical information of this subject, the use of the expertise of the mechanical manufacturing technology theory analysis and calculation of the transmission shift fork part of the role and process, and the shift fork process and its the fixture has been optimized. This thesis is to de

5、velop a program of technical rules for the transmission shift fork to develop a fixture design, and completed its fifth process of fixture structure design. Finally, by using the assembly drawing and parts diagram in AUTOCAD, PRO / E solid modeling, engineering drawings generated can be used for act

6、ual production, to ensure efficient processing quality, effort, economical and reasonable. Key words: Shift fork ;process planning;fixture;PRO/E solid modeling 目 錄 III 1 前言 .1 1.1 設(shè)計的意義 .1 1.2 設(shè)計的目的 .1 1.3 設(shè)計任務(wù)和要求 .2 2 零件的分析 .2 2.1 零件的作用 .2 2.2 零件的工藝分析 .2 3 工藝規(guī) 程設(shè)計 .5 3.1 確定毛坯的制造形式 .5 3.2 確定毛坯的尺寸公差和

7、機械加工余量 .5 3.3 鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)與鍛件材質(zhì)系數(shù)的確定 .5 3.4 鍛件分模線形狀與零件表面粗糙度 .5 3.5 基面的選擇 .6 3.6 制定工藝路線 .6 3.7 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸確定 .8 3.8 確定切削余量及基本工時 .9 4 夾具設(shè)計 .21 4.1 問題的提出 .21 4.2 夾具設(shè)計 .21 4.3 夾具設(shè)計及操作說明 .26 5 總結(jié) .28 致 謝 .30 參 考 文 獻 .31 附錄:變速器換擋叉機械加工工序 卡 .32 北京理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1 變速器換擋叉加工工藝及夾具設(shè)計 1 前言 1.1 設(shè)計的意義 畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)的

8、基礎(chǔ)理論和專業(yè)理論知識，獨立解決 零件工藝和夾具設(shè)計問題的能力一個重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。 機械加工工藝是實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計，保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本的重 要手段，是企業(yè)進行生產(chǎn)準備，計劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術(shù)檢測和 健全勞動組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品更新， 提高經(jīng)濟效益的技術(shù)保證。同時夾具作為機械制造系統(tǒng)中不可或缺的重要組成 部分，在保證工件加工精度、提高勞動生產(chǎn)率、擴大機床適用范圍、改善操作 者勞動條件、降低成本都具有十分突出的貢獻。隨著信息化時代的來臨，出現(xiàn) 了更加精密、復(fù)合、智能、環(huán)保的機床，企業(yè)對零件的加工工藝及夾具設(shè)計、 制造提出了更高的要求。

9、然而，在當(dāng)今許多企業(yè)中，像變速器換擋叉等不規(guī)則 零件的加工上依然無法滿足流水線自動化加工的水準。因此設(shè)計高精、高效、 模塊組合、通用的夾具是提高工件的加工質(zhì)量，加工效率，充分發(fā)揮機床的工 藝性能的必然要求。 1.2 設(shè)計的目的 本次設(shè)計為大學(xué)四年所學(xué)基礎(chǔ)課程的一次綜合性設(shè)計，對于培養(yǎng)我們編制 機械加工工藝規(guī)程和機床夾具設(shè)計的能力具有重要的意義。 （1） 培養(yǎng)綜合運用相關(guān)專業(yè)課程（工程材料、互換性與測量技術(shù)、金屬切削 及裝備等）的理論知識，結(jié)合金工實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識，獨立的 分析和解決機械加工工藝問題，初步具備設(shè)計中等復(fù)雜程度的零件的工藝規(guī)程 的能力。 （2） 能根據(jù)被加工零件的技術(shù)

10、要求，運用夾具設(shè)計的基本原理和方法，學(xué)會 擬定夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，初步具備設(shè)計保證加工質(zhì)量的高效、 省力、經(jīng)濟合理的專用夾具的能力。 （3） 熟悉和能夠應(yīng)用有關(guān)手冊、標準、圖標等技術(shù)資料，分析零件加工的技 零件的分析 2 術(shù)要求和本企業(yè)具備的加工條件，掌握從事工藝的方法和步驟。 （4） 進一步熟練機械制圖、設(shè)計計算、機構(gòu)設(shè)計、和編寫技術(shù)文件等的基本 技能。 （5） 培養(yǎng)解決工藝問題的能力，為以后去工廠從事工藝與夾具設(shè)計打好良好 基礎(chǔ)。 1.3 設(shè)計任務(wù)和要求 按照設(shè)計任務(wù)，根據(jù)調(diào)查研究所提供的數(shù)據(jù)和有關(guān)技術(shù)資料，進行以下工 作：制定工藝規(guī)程方案，繪制有關(guān)圖紙（零件圖、毛坯圖、夾具零

11、件圖、夾具 裝配圖等） ，編寫技術(shù)文件等。其基本內(nèi)容如下： （1）工藝規(guī)程設(shè)計。 （2）繪制被加工零件毛胚圖、夾具零件圖、夾具裝配圖及相應(yīng)的 PRO/E 實 體圖。 （3）按規(guī)定格式編制設(shè)計計算說明書。 2 零件的分析 2.1 零件的作用 題目所給定的零件是變速器換檔叉（如下圖 2-1 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 孔15.8F 套在軸上，并用 M101-7H 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)

12、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 孔， M101-7H 螺紋孔和換擋叉腳側(cè)面.該零件屬于特殊形狀零件，但15.8F 復(fù)雜程度一般。由于換擋叉在工作是表面承受一定的壓力，因此，要求有一定 的強度和韌度。 2.2 零件的工藝分析 （1）該變速器換檔叉需要加工的表面可大致分為四類： 北京理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 3 1） 15.8F8 孔； 2）以 15.8F8 為基準的頂端 兩側(cè)面和叉口的前后兩側(cè)面；165 3）以 15.8F8 為基準的其它幾個平面以及槽； 4）M10 1-7H 螺紋。 這幾組加工面之間有著一定的位置要求，主要是： 15.8F8 mm 孔的中心線與

13、 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 加工表面 尺寸及偏差（mm） 公差及精度等級 表面粗糙度 Ra 形位公差（mm） 叉腳兩端面 015.9IT12 6.3 叉口兩內(nèi)側(cè)面 .0IT12 6.3 15.8 內(nèi)孔 43.168IT8 3.2 M10 螺紋孔 M101 IT7 叉頭凸臺兩端面 025.9IT12 6.3 叉頭平臺外表面 IT13 6.3 叉頭平臺凸面 11 IT13 12.5 叉頭下表面 IT13 12.5 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

14、要求高。叉腳兩端面在 工作中需承受沖擊載荷，為增強耐磨性，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 15.8 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表面，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，保證孔的加工精度及叉腳兩端面的垂直度。其它表面 零件的分析 4 加工精度較低，通過銑削、鉆床的粗加工就可達到加工要求；而

15、主要工作表面 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)濟得方法保 質(zhì)保量地加工出來。可見該零件工藝性好。 圖 2-1 變速器換擋叉實體圖 圖 2-2 變速器換擋叉零件圖 北京理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 5 3 工藝規(guī)程設(shè)計 3.1 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?？紤]到零件在加工過程中經(jīng)常承受交變載荷及沖擊性載荷，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，參照文獻1表 1.3-1,可采用模鍛成型。 3.2 確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量 公差等級: 由換擋叉的功用和技術(shù)要

16、求，確定該零件的的公差等級為普通級。 鍛件重量: 已知機械加工后換擋叉的重量為 3kg，由此可初步估計機械加工前鍛件毛坯 的重量為 3.5kg。 3.3 鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)與鍛件材質(zhì)系數(shù)的確定 （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，=7.810 -6kg/mm3由文獻 2公式 2-3 可計算件的形狀復(fù)雜系數(shù) S=mt/mn=3.5/（13676727.810 -6）=3.5/5.8=0.6 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)量分數(shù)少于

17、 0.65%的碳素鋼，故該鍛 件的材質(zhì)系數(shù)屬 M1級。 3.4 鍛件分模線形狀與零件表面粗糙度 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，該換擋叉各加工表面粗糙度 Ra 均大于等于 3.2um。 工藝規(guī)程設(shè)計 6 3.5 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。否則，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)無法正常進行。 (1)粗基準的選擇 選擇定位粗基準是要能加工出精基準，同時要明確哪一方面的要求是主要 的。粗基準的選擇應(yīng)以下面的幾點為原則：a.應(yīng)選能加工出精

18、基準的毛坯表面 作粗基準。b.當(dāng)必須保證加工表面與不加工表面的位置和尺寸時，應(yīng)選不加工 的表面作為粗基準。c.要保證工件上某重要表面的余量均勻時，則應(yīng)選擇該表 面為定位粗基準。d.當(dāng)全部表面都需要加工時，應(yīng)選余量最小的表面作為基準， 以保證該表面有足夠的加工余量。 在銑床上加工變速器換檔叉時，以 內(nèi)孔作為粗基準。滿足粗基準15.8m 的選擇原則。 (2)精基準的選擇 精基準的選擇應(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)遵循以下原則：盡量選零件的設(shè)計基準作精基準，可以避免 因基準不重合引起的定位誤差，這一原則稱為“基準重合”原則。盡可能使 工件各主要表面的加工，采用統(tǒng)

19、一的定位基準，這是“基準統(tǒng)一”原則。當(dāng) 零件主要表面的相互位置精度要求很高時，應(yīng)采用互為基準，反復(fù)加工的原則。 選擇加工表面本身作為定位基準，即“自為基準” 。選擇的定位精基準，應(yīng) 保證工件定位準確，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 內(nèi)孔作為精基準來加工換檔叉叉口前后兩側(cè)15.8m 面。 3.6 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)是選擇各個表面的加 工方法和加工方案，確定各個表面的加工順序和工序的組合內(nèi)容，它與定位基 準的選擇密切相關(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 精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確

20、定的條件下， 北京理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 7 應(yīng)考慮機床的夾具，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)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降低。 工藝方案分析：由于零件表面精度要求較高，所以安排了粗銑和精銑?？?慮到 15.8mm 孔的精度要求較高，安排為鉆并擴鉸加工。精銑時以 15.8mm 孔定位能保證端面與軸心的位置精度要求。 (1)綜上分析，確定的加工路線方案一如下： 工序 鉆并擴鉸 15.8mm 孔。 工序 粗銑叉口 19 5.9 兩內(nèi)側(cè)面。 工序 粗銑 16 56 兩側(cè)面。 工序 粗銑叉口前后兩側(cè)面及 R105mm 的叉部端面。 工序 粗銑 14.2 槽及 16.5 42.9 面

21、及 16.5 14.5 面及 11 9.65 面。 工序 精銑叉口 19 5.9 兩內(nèi)側(cè)面。 工序 精銑 16 56 兩側(cè)面。 工序 精銑叉口前后兩側(cè)面及 R105mm 的叉部端面。 工序 精銑 16.5 42.9 面。 工序 鉆螺紋底孔 M10mm 及攻 M10 1-7H 螺紋。 工序 倒角并檢查。 以上工藝過程詳見“機械加工工藝過程綜合卡片” 。 (2)工藝路線方案二為： 工序 粗銑叉口 19 5.9 兩內(nèi)側(cè)面。 工序 鉆并擴鉸 15.8mm 孔。 工序 粗銑 16 56 兩側(cè)面。 工序 粗銑叉口前后兩側(cè)面及 R105mm 的叉部端面。 工序 粗銑 14.2 槽及 16.5 42.9 面及

22、 16.5 14.5 面及 11 9.65 面。 工序 精銑叉口 19 5.9 兩內(nèi)側(cè)面。 工序 精銑 16 56 兩側(cè)面。 工序 精銑叉口前后兩側(cè)面及 R105mm 的叉部端面。 工序 精銑 16.5 42.9 面。 工序 鉆螺紋底孔 M10mm 及攻 M10 1-7H 螺紋。 工藝規(guī)程設(shè)計 8 工序 倒角并檢查。 (3)工藝方案的比較與分析： 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；方案二則先將叉口內(nèi)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。兩相比較可以看出，先加 工孔再加工其它平面可以更好的保證各個平面的位

23、置及方向誤差，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行加工。 3.7 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸確定 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)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工 序尺寸及毛坯尺寸如下： （1） 15.8F8 內(nèi)孔 毛坯為實心，不沖出孔。內(nèi)孔精度要求 IT7，查閱文獻1表 2.3-8 確定孔 的加工余量分配： 鉆孔： 15 擴鉆： 15.5 2Z=0.5 粗鉸： 15.7 2Z=0.1 精鉸： 2Z=0.10.431658 （2）叉口兩內(nèi)側(cè)面及 R105mm 的叉部端面

24、。 由于兩內(nèi)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 內(nèi)孔來確定加工余量，即 的孔。毛坯為實心，已經(jīng)有孔，精度要求為0.15 IT8，參照文獻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 46.5。表面粗糙度要求 ，因而需要精銑，此時粗銑6.3zRm 時單邊余量 z=2.0，精銑時時單邊余量 z=0.25。 對于 R105mm 的叉部端面，選取粗銑時 z=2.0，精銑時 z=0.2。 （3）16 56 兩側(cè)面 由于是在臥式銑床上兩把刀同時銑，所以可以把兩側(cè)面的余量用雙邊余量 北京理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 9 來計算?，F(xiàn)毛坯長度方向直接取 1

25、1。表面粗糙度為 ，需要精銑，此6.3zRm 時粗銑單邊余量為 z=2.0-0.2=1.8，精銑時單邊余量 z=0.2。 （4）叉口前后兩側(cè)面 該端面的表面粗糙度要求 ，所以先粗銑再精銑。查文獻 4中的表6.3zRm 4-1 查得煅件尺寸公等級 CT 分為 7-9 級，選用 8 級。此時粗銑單邊余量為 z=2.0mm，精銑時單邊余量 z=0.2。 （5）14.2 槽、16.5 42.9 面、16.5 14.5 面及 11 9.65 面 同理，因為它們的粗糙度要求均為 ，所以只需進行粗銑。此時粗12.5zRm 銑單邊余量 Z=2。 圖 3-1 變速器換擋叉毛坯圖 3.8 確定切削余量及基本工時

26、工序：鉆、擴及鉸鉆 15.8F8 孔，本工序采用計算法確定切削用量。 加工條件 工件材料：35 鋼正火， 、模鍛。0.5bGPa 工藝規(guī)程設(shè)計 10 加工要求：鉆、擴及鉸鉆 15.8F8 孔， 。3.2zRm 刀具：查閱文獻5，根據(jù)表 2-125，選擇麻花鉆 、擴孔鉆15 、鉸刀。15.m 計算切削用量 （1）鉆 孔 1）進給量 :根據(jù)文獻7表 2.7，當(dāng)鋼的 ， 時， =f 80bMPa015dmf ，由于本零件在加工 15.8孔時，屬于低剛度零件，故進0.29.37/mr 給量應(yīng)乘系數(shù) 0.75，則 =（ ） 0.75=f0.29.370.2.8/mr 根據(jù)機床說明書，現(xiàn)取 =0.20f/

27、r 2）切削速度：根據(jù)文獻7表 2.13 及表 2.14，查得切削速度 。18/minv 3）主軸轉(zhuǎn)速： 01832/min5swvrd 根據(jù)機床說明書（見文獻1表 4.2-2） ，與 相近的機床轉(zhuǎn)速為382/inr 380 ，故實際切削速度為：/minr 15.0.5/i0wdnv m 4）切削工時：按文獻1表 6.2-51243,9,3llml20.9inmwtnf （2）擴 孔15. 1）進給量 :根據(jù)文獻7表 2.10，當(dāng)鋼的 ，f 80bMPa 時， = ，由于本零件在加工 15.8孔時，屬于0.8dm0.69/mr 低剛度零件，故進給量應(yīng)乘系數(shù) 0.75，則 北京理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論

28、文 11 =f(0.69).750.4.675/mr 按機床說明書，取 =0.50f/r 2）切削速度: 擴孔鉆擴孔的切削速度,根據(jù)文獻1表 28-2 確定為 V=0.4V 鉆 其中 V 鉆為用鉆頭鉆同樣尺寸的實心孔時的切削速度.故0418.57.4/minv 3）主軸轉(zhuǎn)速: 0.15.9/iswnrd 根據(jù)機床說明書（見文獻1表 4.2-2）,選取198/minwr 4）機動工時： 123,3lll2140.5in98wtnf （3）粗鉸 孔5.7m 1）進給量 ：f 根據(jù)文獻1表 2.10，鉸孔時的進給量和切削速度為鉆孔時的 ，所 132 以 10.27/3zf mr856.zv112./

29、in3.4.7swnrd 2)切削速度： 查閱文獻1表 4.2-2，選取 工藝規(guī)程設(shè)計 12 198/minwnr 所以實際切削速度為： 3.415.798.6/min100dv 3)切削工時: 124,lmll2134.61in980.7wtnf （4）精鉸 孔5. 因為與粗鉸時共用一把刀，利用其機床對工件作粗、精鉸孔，所以切削用 量及工時均與粗鉸相同。 10.27/3zf mr41598.6/inwdnv198/ir2143.61min0.7wltnf 工序：粗銑叉口 19 5.9 兩內(nèi)側(cè)面，保證尺寸 0.15m 進給量：由文獻1表 3.1-29 查得采用硬質(zhì)合金立銑刀,齒數(shù) ， 。5z4

30、0d 由文獻6表 5-5 得硬質(zhì)合金立銑刀每齒進給量 f 為 ，由手冊得 f 取.3 0.15mm/z。 銑削速度：由文獻6表 5-6 得硬質(zhì)合金立銑刀切削速度為 m/min, 由手4590 冊得 V 取 60m/min. 主軸轉(zhuǎn)速： 106047./min3.swvnrd 查閱文獻1表 4.2-39，取 nw=490r/min，故實際切削速度為：.10961.54/in0v 切削工時: 北京理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 13 行程 1250lm 當(dāng) nw=490r/min 時，工作臺的每分鐘進給量: .49367.5/minmzwfn 查閱文獻1表 4.2-40，取320/imf 故有： 1250.

31、16min3mltf 工序 粗銑 16 56 兩側(cè)面；保證尺寸 ；0.25 進給量：根據(jù)文獻7表 3.3 得: .8/zfz 切削速度：參考有關(guān)手冊，確定 v=0.35/s，即 21m/min。 主軸轉(zhuǎn)速：采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，d w=40mm，齒數(shù) z=18， 。則15102167/min3.40swvnrd 查閱文獻1表 4.2-39，取 nw=160r/min，故實際切削速度為：.12.1/in00v 當(dāng) nw=160r/min 時，工作臺的每分鐘進給量 fm應(yīng)為.8630.4/imzwfn 查閱文獻1表 4.2-30，有 fm=230 與該值接近，故選用 230/in 。/in 切

32、削工時： 行程 1270l.3minmtf 工序 粗銑叉口前后兩側(cè)面及 R105mm 的叉部端面，保證尺寸 。0.1963 （1）粗銑叉口前后兩側(cè)面 進給量：根據(jù)文獻7表 3.3 得 0.8/zfz 工藝規(guī)程設(shè)計 14 切削速度：參考有關(guān)手冊，確定 v=0.45/s，即 27m/min。 采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，d w=225mm，齒數(shù) z=20， 。則15102738/min.45swvnrd 查閱文獻1表 4.2-39，取 nw=37.5r/min，故實際切削速度為：.127.6./in00v 當(dāng) nw=37.5r/min 時，工作臺的每分鐘進給量 fm應(yīng)為.83.50/imzwfn 查

33、閱文獻1表 4.2-40，剛好有 fm=60 ，故可直接選用該值。n 切削工時：行程 125l 則機動工時為 1230.9in6mlltf （2）粗銑 R105mm 的叉部端面 進給量：根據(jù)文獻7表 3.3 得 .8/zfmz 切削速度：參考有關(guān)手冊，確定 v=0.45m/s，即 27m/min。 采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀 dw=225mm ,齒數(shù) Z=20.則 102738/in.45swvnrd 查閱文獻1表 4.2-39，取 nw=37.5r/min 故實際切削速度為： 3.14257.6./min00wdnv 取 nw=37.5r/min 時,工作臺的每分鐘進給量 fm 應(yīng)為.83.0

34、/imzwf 查閱文獻1表 4.2-40，剛好有 fm=60 ，故可直接選用該值。n 切削工時：tm= = =2.53minfl21607 工序 粗銑 14.2 槽及 16.5 42.9 面及 16.5 14.5 面及 11 9.65 面 北京理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 15 (1)粗銑 14.2 槽 進給量：根據(jù)機床說明書取 fz=0.08mm/z 切削速度：參考有關(guān)手冊，確定 v=0.45m/s 即 27m/min ,采用粗齒錐柄立銑刀， dw=14mm 莫氏錐度號數(shù) 2,齒數(shù) Z=3 則1027614/min3.swvnrd 查閱文獻1表 4.2-39，取 nw=600r/min。 故實際切削

35、速度為： 3.14602.38/in0wdnv 當(dāng) nw=600r/min 時，工作臺的每分鐘進給量 fm 為.814/mimzwf 查閱文獻1表 4.2-30，選用 fm=150m/min 切削工時：參考文獻9表 9.4-3112.650.14inwmltf （2）銑 面16.549 進給量：根據(jù)文獻7表 3.3 得 .8/zfmz 切削速度：參考有關(guān)手冊，確定 v=0.35m/s，即 21m/min。 采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，d w=40mm，齒數(shù) z=18。則102167/in3.40swvnrd 查閱文獻1表 4.2-39，取 nw=160r/min。故實際切削速度為：.12.1/m

36、in00v 當(dāng) nw=160r/min 時，工作臺的每分鐘進給量 fm應(yīng)為：.8630.4/imzwfn 查閱文獻1表 4.2-40，有 fm=230 與該值接近，故選用 230/in 。/in 切削工時：行程 125l 工藝規(guī)程設(shè)計 16 50.2min3mt （3）粗銑 16.5 14.5 面 進給量：根據(jù)文獻7表 3.3 得 0.8/zfz 切削速度：參考有關(guān)手冊，確定 v=0.25m/s，即 15m/min。 采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，d w=40mm，齒數(shù) z=18。則min/1204.3510rvnws 查閱文獻1表 4.2-39,取 nw=120r/min。故實際切削速度為： i

37、/.510.dv 當(dāng) nw=120r/min 時，工作臺的每分鐘進給量 fm應(yīng)為 in/8.1728.nzfwm 查閱文獻1表 4.2-40，有 fm=180 與該值接近，故選用 180 。/in 切削工時： 行程= 4621l.08mt （4）粗銑銑 面95 進給量：根據(jù)切削手冊表 3.3 得 0.8/zfmz 切削速度：參考有關(guān)手冊，確定 v=0.35/s，即 21m/min。 采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，d w=40mm，齒數(shù) z=18。則in/16740.3210rvnws 根據(jù)機床說明書，取 nw=160r/min，故實際切削速度為： min/1.201.0dv 當(dāng) nw=165r/m

38、in 時，工作臺的每分鐘進給量 fm應(yīng)為 i/4.368.nzfwm 查機床說明書，有 fm=230 與該值接近，故選用 230 。/in/min 北京理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 17 切削工時： 行程 1240lmin8.3mt 工序 精銑叉口兩內(nèi)側(cè)面 進給量：根據(jù)文獻7表 3.3 得: 0./zfz 切削速度：參考有關(guān)手冊，確定 v=0.25m/s，即 15m/min。 采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，d w=40mm，齒數(shù) z=18。則10159/min3.40swvnrd 查閱文獻1表 4.2-39，取 nw=125r/min 故實際切削速度為： 4015.4/in1wdnv 當(dāng) nw=125r/

39、min 時，工作臺的每分鐘進給量 fm應(yīng)為.8280/imzwf 查閱文獻1表 4.2-40，有 fm=190 與該值接近，故選用 190/in 。/in 切削工時： 行程 1250l.6min9mt 工序 精銑 16 56 兩側(cè)面 進給量：根據(jù)文獻7表 3.3 得 0.8/zfmz 切削速度：參考有關(guān)手冊，確定 v=0.25m/s，即 15m/min。 采用高速鋼立銑刀，d w=40mm，齒數(shù) z=18。則10159/in3.40svnrd 查閱文獻1表 4.2-39，取 nw=125r/min 故實際切削速度為： 工藝規(guī)程設(shè)計 18 3.140251.7/min0wdnv 當(dāng) nw=125

40、r/min 時，工作臺的每分鐘進給量 fm應(yīng)為.880/imzwf 查閱文獻1表 4.2-40，有 fm=190 與該值接近，故選用 190/in 。/in 切削工時： 行程 1270l 70.3min19mt 工序 精銑叉口前后兩側(cè)面及 R105mm 的叉部端面,保證尺寸 0.195 (1)精銑叉口前后兩側(cè)面 進給量:根據(jù)文獻7表 3.3 得 0.8/zfz 切削速度：參考有關(guān)手冊，確定 v=0.35m/s，即 21m/min。 采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，d w=225mm，齒數(shù) z=20， 。則810219.7/min3.45swvnrd 查閱文獻1表 4.2-39，取 nw=30r/mi

41、n 故實際切削速度為： 3.142501.2/in0wdnv 當(dāng) nw=30r/min 時，工作臺的每分鐘進給量 fm應(yīng)為.8348/imzwf 查閱文獻1表 4.2-40，有 fm=47.5 與該值接近，故選用 47.5n 。/in 切削工時：行程 ，則機動工時為125l.in4mtf (2)精銑 R105mm 的叉部端面 進給量：根據(jù)文獻7表 3.3 得 fz=0.08mm/z 切削速度:參考有關(guān)手冊,確定 V=0.45m/s 即 27m/min 北京理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 19 采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀 dw=225mm ,齒數(shù) Z=20.則102738/min.45swvnrd 查閱文獻

42、1表 4.2-39 取 nw=37.5r/min。 故實際切削速度為： 3.14257.6./in00wdnv 當(dāng) nw=37.5r/min 時,工作臺的每分鐘進給量 fm 應(yīng)為.83.0/mimzwf 查閱文獻1表 4.2-40,有 fm=60m/min,故直接選用該值 切削工時： 1276.53in0mltf 工序 精銑 16.5 42.9 面 進給量：根據(jù)文獻7表 3.3 得 .8/zfmz 切削速度：參考有關(guān)手冊，確定 v=0.25m/s，即 15m/min。 采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，d w=40mm，齒數(shù) z=18， 。則810159.4/in3.0swvnrd 查閱文獻1表 4.

43、2-39，取 nw=125r/min。 故實際切削速度為： 3.140251.7/min0wdnv 當(dāng) nw=125r/min 時，工作臺的每分鐘進給量 fm應(yīng)為.880/imzwf 查閱文獻1表 4.2-40，有 fm=190 與該值接近，故選用 190/in 。/in 切削工時： 行程 125l 工藝規(guī)程設(shè)計 20 50.29min1mt 工序 鉆螺紋底孔 M10mm 及攻 M10 1-7H 螺紋孔 （1）鉆螺紋底孔 M10mm 進給量：根據(jù)文獻7表 2-7 得 f=0.1mm/r 切削速度：根據(jù)文獻7表 2-13，2-14 查得切削速度 v=20mm/min 所以: 1020637/mi

44、n.41swvnrd 根據(jù)機床說明書,取 nw=637r/min 故實際切削速度為： 3.140672.1/min0wdnv 切削工時： 12.1in637mwltnf （2）攻螺紋 M10 1-7H 螺紋 進給量：根據(jù)文獻7表 2-7 得 f=0.1mm/r 切削速度：參考有關(guān)手冊,選取 v=0.1m/s=6m/min10619/min3.40swvnrd 按機床說明書選取 nw=195r/min,故實際切削速度為：.56./i10v 機動工時： ，其中切入 l1=3mm，切出23.0.49min91mwltnf l2=3mm，l=3.5mm。 工序 倒角并檢查。 分析零件圖可知，該零件上共

45、有三處倒角需要加工，其中位于叉口和槽口 北京理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 21 處的倒角均是 ，孔口處的倒角為 。0.845o 0.45o 采用 90锪鉆在轉(zhuǎn)塔六角車床上依次加工這三處倒角。可以選取主軸轉(zhuǎn)速 n=545r/min 手動進給。 最后，將以上各工序切削用量、工時定額的計算結(jié)果，連同其它加工數(shù)據(jù)， 一并填入機械加工工藝過程綜合卡片，見附表。 4 夾具設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書，決定設(shè)計加工變速器換檔叉 16.5 42.9 兩側(cè)面的銑床夾 具。本夾具用于臥式銑床,刀具為 40高速鋼鑲齒三面刃銑刀,同時對 2 個面 進行加工. 4.1

46、 問題的提出 本夾具主要用來粗銑變速器換檔叉 16.5 42.9 兩側(cè)面，這兩個側(cè)面對 孔有一定的位置度要求。因此，在本道工序加工時，主要應(yīng)考慮如何提高15.8 勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，而精度不是主要問題。 4.2 夾具設(shè)計 (1)定位基準的選擇 由零件圖可知，叉口兩端面對 孔有位置度要求。為了達到夾緊定位要15.8 求，據(jù)夾具手冊知定位基準應(yīng)盡可能與工序基準重合，在同一工件的各道 工序中，應(yīng)盡量采用同一定位基準進行加工，所以應(yīng)該選擇 孔作為主要定15.8 位基準面，同時以叉口兩內(nèi)側(cè)面作為輔助定位基準。 (2)定位分析 工件在心軸、檔板、螺栓及支承釘上實現(xiàn)完全定位。其中心軸限制了工件 在 Z

47、 軸上的移動及轉(zhuǎn)動自由度和 Y 軸的移動自由度；檔板和螺釘限制了工件在 X 軸上的移動自由度和轉(zhuǎn)動自由度；支承釘限工件在 Y 軸上的轉(zhuǎn)動自由度，又 由于是兩個平面同時加工，所以實現(xiàn)了完全定位。 夾具設(shè)計 22 (3)切削力及夾緊力計算 刀具：高速鋼鑲齒三面刃銑刀， 40,18mz 根據(jù)文獻7表 3.28 得 0/FFxuqwypzeCafdMn 其中 650,3.1,.,.8,0.72,0.86,F zFeFcfyamu 4861FFdmq 所以 0.72.860.8653.1/432N 當(dāng)用兩把刀銑削時， 實 水平分力： .72.FNH實 垂直分力： 031945實V 在計算切削力時，必須把

48、安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù) 。1234K 其中， 為基本安全系數(shù) 1.5；1K 為加工性質(zhì)系數(shù) 1.1；2 為刀具鈍化系數(shù) 1.1；3 為斷續(xù)切削系數(shù) 1.1。4K 所以 1.5.1.732.4156HFN (4)定位誤差分析 夾具的主要定位元件是一心軸，所以定位誤差主要就是心軸與工件孔之間 的裝配誤差，即軸與孔的配合誤差。孔的尺寸為 ，所選擇的配合0.431658F 軸的尺寸為 。0.21587h 所以定位誤差為 mm，而孔的公差為 IT8=0.572，max.430.b 所以 ，即最大側(cè)隙能滿足零件的精度要求。maxdbIT 北京理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 23 圖 4-1 夾具體圖 夾具設(shè)計

49、24 圖 4-2 夾具體實體圖 圖 4-3 夾具裝配圖 北京理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 25 圖 4-4 夾具裝配實體圖 圖 4-5 心軸圖 夾具設(shè)計 26 圖 4-6 心軸實體圖 4.3 夾具設(shè)計及操作說明 如前所述,在設(shè)計夾具時,因為加工工件及夾具的結(jié)構(gòu)都比較簡單，為了節(jié) 約成本，我們應(yīng)著眼于手動夾緊而不采用機動夾緊。夾具以 15.8 孔為定位 基準，以叉口為輔助基準以實現(xiàn)完全定位和夾緊，以便裝卸；夾具上裝有對刀 塊裝置，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對刀。 北京理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 27 5 總結(jié) 本次畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容是完成汽車變速器換檔叉的機械加工工藝過程綜 合卡片、及其中一道工序的夾

50、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 零件圖和裝配圖，以及夾具體的 PRO/E 實體圖和夾具裝配圖對應(yīng)的 PRO/E 實體圖。 在設(shè)計中主要是充分運用 CAD 軟件繪圖功能和 PRO/E 軟件三維造型功能。 在原有的躍進牌汽車變速器換檔叉工藝的基礎(chǔ)上，加以改進，以通過改進來達 到、提高換檔叉加工工藝性，從而進一步降低零件的生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的經(jīng) 濟性。 致謝 28 致 謝 本課題從選題、開題、設(shè)計資料的收集，到論文的撰寫、修改，無不飽含著導(dǎo)師霍春 明老師的智慧和心血。這期間，霍老師在學(xué)術(shù)上給了我熱情的指導(dǎo)和關(guān)心，其廣博的知識、 嚴謹?shù)淖黠L(fēng)深深地感染了我，使我終身受益。在此

51、畢業(yè)設(shè)計完成之際，謹向霍老師及各科 老師致以崇高的敬意和衷心的感謝！ 在畢業(yè)設(shè)計過程中，要特別感謝同學(xué)和朋友們給予的無私幫助和很多有效的建議。同 時設(shè)計還參閱了大量的文獻資料，在此也一并向這些文獻的原作者表示感謝！ 由于這是我的第一次實體設(shè)計，時間也比較倉促，對一些知識也只是一知半解，里面 難免有很多錯誤和不足，望指導(dǎo)老師和評閱老師給予批評指正！謝謝！ 北京理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 29 參 考 文 獻 1 李益民.機械制造工藝設(shè)計簡明手冊M. 機械工業(yè)出版社，1994. 2 鄒 青.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程M. 機械工 業(yè)出版社， 2004. 3 張世昌，李旦，高航.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)M.

52、高等教育出版社，2007. 4 孫本緒，熊萬武.機械加工余量手冊M.國防工業(yè)出版社，1999. 5 陳心昭，蔡蘭.機械加工工藝裝備設(shè)計手冊M.機械工 業(yè)出版社，1998. 6 田春霞.數(shù)控加工工藝M. 機械工業(yè)出版社， 2006. 7 艾興，肖詩綱.切削用量簡明手冊M.機械工業(yè)出版社 ,2005. 8 于駿一,鄒青.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)M. 北京: 機械工業(yè)出版社,2007 9 楊叔子.機械加工工藝師手冊M. 北京：機械工業(yè)出版社，2001. 10 陳心德.生產(chǎn)運營管理M. 清華大學(xué)出版社,2005. 11 吳宗澤.機械設(shè)計實用手冊M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999. 12 李天遠.簡明機械工程

53、師手冊M. 上冊.云南科技出版社，1988. 13 劉守勇.機械制造工業(yè)與機床夾具M. 北京：機械工業(yè) 出版社， 2000. 14 牛文志.機床夾具設(shè)計的幾點注意事項J. 金屬加工，2010,（14). 15宋春霞.淺談機械的設(shè)計與制造J. 中國電子商務(wù)， 2010，（12）. 30 附錄:變速器換擋叉機械加工工序卡 零件號 材料 35 鋼 編制 汪龍 日期 12.5.20 零件類型 變速 器 換檔 叉 毛坯重量 3.5kg 指導(dǎo) 霍春明 機械加工工藝過程卡片 生產(chǎn)類型 毛坯種類 模鍛件 審核 工時定額 （min） 工 序 安 裝 工 步 工序說明 工序簡圖 機床 夾具 或輔 助夾 具 刀 具

54、 量 具 走 刀 次 數(shù) 走刀 長度 切削 深度 進給 量 /z 主 軸 轉(zhuǎn) 速 r/m in 切削 速度 m/min 基本 時間 輔 助 時 間 工 作 地 服 務(wù) 時 間 1 1 2 3 4 鉆 孔5 擴 15.5 孔 粗鉸 孔.7 精鉸 孔58 C325 轉(zhuǎn)塔 車床 專用 夾具 麻花鉆 15m 擴孔鉆 . 鉸刀 卡 尺 1 1 1 1 55 49 50 50 43 0.25 0.1 0.05 0.2 /r 0.5 mm/r 0.07 mm/r 0.07 mm/r 380 198 198 198 18.85 7.54 9.76 9.76 0.92 0.5 3.61 3.61 31 1 1

55、粗銑叉口 兩內(nèi)95. 側(cè)面 X60 臥式 銑床 專用 夾具 硬質(zhì)合金 立銑刀 卡 板 1 19 2 0.15 490 61.54 0.16 1 1 粗銑 16x56 兩側(cè)面 X60 臥式 銑床 專用 夾具 高速鋼鑲 齒三面刃 銑刀 40m15 卡 板 1 60 2 0.08 160 20.1 0.30 1 1 2 粗銑叉口前 后兩側(cè)面 粗銑 R105 叉 部端面 X60 臥式 銑床 專用 夾具 高速鋼鑲 齒三面刃 銑刀 25m1 卡 板 1 55 76 2 0.08 37. 5 26.5 0.93 2.53 1 1 2 3 4 粗銑 14.2 槽 粗銑 16.5x42.9 面 粗銑 16.5x

56、14.5 面 粗銑 X60 臥式 銑床 專用 夾具 切槽刀 高速鋼鑲 齒三面刃 銑刀 40m 卡 板 1 1 1 1 21.6 55 46 40 2 2 2 2 0.08 600 160 120 160 26.38 20.1 15.1 20.1 0.14 4 0.25 0.26 0.18 32 11 9.65 面 15 1 1 精銑叉口兩 內(nèi)側(cè)面 X60 臥式 銑床 專用 夾具 高速鋼鑲 齒三面刃 銑刀 40m8 卡 板 1 50 0.2 0.08 125 14.4 0.26 1 1 精銑 16x56 兩側(cè)面 X60 臥式 銑床 專用 夾具 高速立銑 刀 卡 板 1 70 0.2 0.08 1

57、25 15.7 0.37 1 12 精銑叉口前 后兩側(cè)面 精銑 R105 叉 部端面 X60 臥式 銑床 專用 夾具 高速鋼鑲 齒三面刃 銑刀 25m8 卡 板 1 1 55 76 0.2 0.08 30 37. 5 21.2 26.5 1.22 2.53 33 1 1 精銑 16.5x42.9 面 X60 臥式 銑床 專用 夾具 高速鋼鑲 齒三面刃 銑刀 40m8 卡 板 1 55 0.2 0.08 125 15.7 0.29 1 1 2 鉆螺紋底孔 M10 攻 M10 x1-7H 螺紋 Z525 立式 鉆床 專用 夾具 硬質(zhì)合金 鋼麻花鉆 M6 絲錐 1 1 7 9.5 4 0.1 637 195 20.1 6.1 0.11 0.49 1 1 倒角并檢查 C325 轉(zhuǎn)塔 車床 專用 夾具 90锪鉆 545 文檔來源網(wǎng)絡(luò)，版權(quán)歸原作者。 如有侵權(quán)，請告知，我看到會立刻處理。