變速器換擋叉加工工藝及夾具設(shè)計【機(jī)械制造課程設(shè)計全套文件】
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中北大學(xué)
課 程 設(shè) 計 說 明 書
學(xué)生姓名： 張歡 學(xué) 號： 29
學(xué) 院： 機(jī)械工程與自動化學(xué)院
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化
題 目： 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計
——變速器換擋叉零件的工藝規(guī)程及
夾具設(shè)計
指導(dǎo)教師： 武文革 職稱: 教 授
于大國 職稱: 副教授
2013年1月18日
中北大學(xué)
課程設(shè)計任務(wù)書
2012/2013 學(xué)年第 1 學(xué)期
學(xué) 院： 機(jī)械工程與自動化學(xué)院
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化
學(xué) 生 姓 名： 張歡 學(xué) 號： 29
課程設(shè)計題目： 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計
——變速器換擋叉零件的工藝規(guī)程及夾具設(shè)計
起 迄 日 期：2013年1月2日～2013年1月18日
課程設(shè)計地點： 中北大學(xué)
指 導(dǎo) 教 師： 武文革、于大國
系 主 任： 王 彪
下達(dá)任務(wù)書日期: 2012 年12月29日
課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書
1．設(shè)計目的：
（1）培養(yǎng)學(xué)生運用機(jī)械制造工藝學(xué)及有關(guān)課程(工程材料與熱處理；機(jī)械設(shè)計、互換性與技術(shù)測量、金屬切削機(jī)床、金屬切削原理與刀具等)的知識，結(jié)合生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識，獨立地分析和解決工藝問題，初步具備設(shè)計一個中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。
（2）能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運用夾具設(shè)計的基本原理和方法，學(xué)會擬訂夾具設(shè)計方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。
（3）培養(yǎng)學(xué)生熟悉并運用有關(guān)手冊、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力。
（4）進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生識圖、制圖、運算和編寫技術(shù)文件等基本技能。
2．設(shè)計內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、條件、設(shè)計要求等）：
本次設(shè)計要求編制一個中等復(fù)雜程度零件（不少于10道工序，見附圖）的機(jī)械加工工藝規(guī)程，并設(shè)計其中一道工序的專用夾具，繪制相關(guān)圖紙，撰寫設(shè)計說明書。必須以負(fù)責(zé)的態(tài)度對待自己所作的技術(shù)決定、數(shù)據(jù)和計算結(jié)果。注意理論與實踐的結(jié)合，以期使整個設(shè)計在技術(shù)上是先進(jìn)的，在經(jīng)濟(jì)上是合理的，在生產(chǎn)上是可行的。
具體內(nèi)容如下：
（1）根據(jù)零件圖，確定生產(chǎn)類型（一般為中批或大批生產(chǎn)），對零件進(jìn)行工藝分析。
（2）選擇毛坯種類及制造方法，繪制毛坯圖。
（3）擬訂零件的機(jī)械加工工藝過程，選擇各工序加工設(shè)備及工藝裝備（刀具、夾具、量具、輔具），確定各工序切削用量及工序尺寸。
（4）填寫工藝文件：工藝過程卡片（或工藝卡片）、工序卡片。
（5）設(shè)計指定工序的專用夾具，繪制裝配總圖和主要零件圖1—2張。
（6）撰寫設(shè)計說明書。
3．設(shè)計工作任務(wù)及工作量的要求〔包括課程設(shè)計計算說明書(論文)、圖紙、實物樣品等〕：
1．制定零件在中批生產(chǎn)條件下的機(jī)械加工工藝規(guī)程，畫零件圖，毛坯圖，填寫工藝卡片、工序卡片。
2．專用夾具設(shè)計。設(shè)計某道工序的專用夾具。
3．撰寫課程設(shè)計說明書一份（A4紙）。
4．主要參考文獻(xiàn)：
[1]崇凱.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指南.北京.化學(xué)工業(yè)出版社，2006.12
[2]張龍勛. 機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書及習(xí)題.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2006.1
[3]孟少農(nóng)，機(jī)械加工工藝手冊.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1991.9
[4]艾興，肖詩綱.切削用量簡明手冊.北京:機(jī)械工業(yè)出版社
[5]李益明.機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版
[6] 趙家奇，機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書—2版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2000.10
[7] 李云，機(jī)械制造及設(shè)備指導(dǎo)手冊. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1997.8
5．設(shè)計成果形式及要求：
提供課程設(shè)計說明書一份，要求內(nèi)容與設(shè)計過程相符，且格式要符合規(guī)定要求；
被加工零件的零件圖1張；毛坯圖1張；夾具裝配圖1套；夾具主要零件圖（通常為夾具體）1張；機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片1套。
6．工作計劃及進(jìn)度：
2013年1月2日~1月6日 分析研究被加工零件，畫零件圖；
1月7日~1月10日 工藝設(shè)計：選擇加工方案、確定工藝路線，畫毛坯圖，填寫工藝卡片；
1月11日~1月14日 夾具設(shè)計，畫夾具裝配圖及夾具主要零件圖；
1月15日~1月17日 編寫課程設(shè)計說明書
1月18日 答辯
系主任審查意見：
簽字：
年 月 日
中北大學(xué)課程設(shè)計說明書
目錄
序 言 2
一、零件的分析 3
1.1、零件的工藝分析 3
1.2、確定生產(chǎn)類型 3
1.3、確定毛坯的種類 3
二、工藝規(guī)程設(shè)計 4
2.1、選擇定位基準(zhǔn)： 4
2.2、制定工藝路線: 4
2.3、機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定: 4
三、夾具設(shè)計 16
3.1、問題的提出 16
3.2、夾具設(shè)計 16
四、設(shè)計小結(jié) 17
五、體會與展望 18
六、．參考文獻(xiàn) 18
序 言
機(jī)械制造裝備設(shè)計課程設(shè)計是我們在學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課，專業(yè)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課后進(jìn)行的。這是我們在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計之前對所學(xué)的各科課程一次深入的綜合性總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練。因此，他在我們的大學(xué)四年生活中占有重要的地位。
就我個人而言，我希望通過這次課程設(shè)計對自己未來將從事的工作進(jìn)一步適應(yīng)性的訓(xùn)練，希望自己在設(shè)計中能鍛煉自己的分析問題、解決問題、查資料的能力 ，為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。
由于能力有限，設(shè)計尚有很多不足之處，希望各位老師給予指導(dǎo)
一、 零件的分析
題目所給的零件是變速器換檔叉。它位于汽車的變速機(jī)構(gòu)上，主要起換檔作用。
1.1．零件的工藝分析
零件的材料為35鋼，，為此以下是變速器換檔叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：
1、 孔Φ15.8以及與此孔相通的、M10螺紋孔。
2、 上下U型口及其兩端面
3、換檔叉底面、下U型口兩端面與孔Φ15.8中心線的垂直度誤差為0.15mm。
由上面分析可知，可以粗加工Φ15的孔，然后以此作為基準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，選擇以孔為基準(zhǔn)加工的面作為孔加工的精基準(zhǔn)。最后，以精加工的孔為基準(zhǔn)加工其他所有的面。此變速器換檔叉零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。
1.2、確定生產(chǎn)類型
已知此換檔叉零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000件/年，零件的質(zhì)量是2.26Kg/個，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》第2頁表1.1-2，可確定該換檔叉生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。
1.3、確定毛坯的種類
零件材料為35鋼?？紤]零件在機(jī)床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故采用模鍛件作為毛坯。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》第41頁表2.2-5,選用鍛件尺寸公差等級為CT-12。
二、工藝規(guī)程設(shè)計
2.1、選擇定位基準(zhǔn)：
1 粗基準(zhǔn)的選擇：以零件的圓柱面為主要的定位粗基準(zhǔn)
2 精基準(zhǔn)的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以Φ15.8的孔內(nèi)表面為輔助的定位精基準(zhǔn)。
2.2、制定工藝路線:
根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》第20頁表1.4-7、1.4-8、1.4-11，選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：
工序01 粗銑Φ15 上、下端面，以外圓為定位基準(zhǔn)，采用X51 立式銑床加專用夾具
工序02 鉸的孔，以Φ15孔的上端面為定位基準(zhǔn)，采用Z52立式鉆床加專用夾
具；
工序03 粗銑叉口前后兩側(cè)面，以Φ15.8 孔為定位基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；
工序04 精銑叉口前后兩側(cè)面，以Φ15.8 孔為定位基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；
工序05 粗銑16*56兩側(cè)面，以Φ15.8孔為定位基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；
工序06 精銑16*56兩側(cè)面，以Φ15.8孔為定位基準(zhǔn)，采用X5立式銑床加專用夾具；
工序07 粗銑叉口19*5.9兩內(nèi)側(cè)面，以Φ15.8孔為定位基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；
工序08 精銑叉口19*5.9兩內(nèi)側(cè)面，以Φ15.8孔為定位基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；
工序09 切槽粗銑16.5x14.5面銑11x9.65 銑16.5x42.9面，以Φ15.8孔為定位基準(zhǔn)，采用 X51 立式銑床加專用夾具；
工序10 精銑 16.5*42面，以Φ15.8孔為定位基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；
工序11 攻螺紋M10x1-H7，以Φ15.8孔為定位基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床并采用專用夾具；
工序12 去毛刺；
工序13 終檢；
2.3、機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定:
1、圓柱表面工序尺寸：
前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個加工工序的加工余量如下：
加工
表面
加工
內(nèi)容
加工余量
精度等級
工序
尺寸
表面粗
糙度
Φ15.8
鉆
0.8
IT11
15
12.5
擴(kuò)
0.5
IT10
15.5
6.3
粗鉸
0.2
IT10
15.7
6.3
精鉸
0.1
IT8
15.8
3.2
2、平面工序尺寸：
工序號
工序
內(nèi)容
加工
余量
基本
尺寸
經(jīng)濟(jì)
精度
鍛件
CT12
07
粗銑叉口前后兩側(cè)面
2.1
5.9
12
08
粗銑16*56兩側(cè)面
0.2
9.85
12
10
粗銑叉口19*5.9兩內(nèi)側(cè)面
0.5
51.5
12
12
粗銑14.2*9.65面、銑11*9.65面、銑16.5*42面
1
12
11
精銑叉口19*5.9兩內(nèi)側(cè)面
0
51
10
09
精銑16*56兩側(cè)面
0
9.65
10
13
精銑16.5*42面
0
11
10
3、 確定切削用量及時間定額：
工序01 粗銑Φ15 上、下端面，以外圓為定位基準(zhǔn)，采用X51 立式銑床加專用夾具
刀具：YG6 硬質(zhì)合金端銑刀。
銑削寬度ae≤90,深度ap≤6,齒數(shù)z=12,故根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊》（后簡稱《簡明手冊》）表3.1，取刀具直徑d0=125mm。根據(jù)《切削用量手冊》（后簡稱《切削手冊》）表3.16，選擇刀具前角γ0＝0°后角α0＝8°，副后角α0’=10°，刃傾角：
λs=－10°,主偏角Kr=60°,過渡刃Krε=30°,副偏角Kr’=5°。
2. 切削用量
1）確定切削深度ap
因為余量較小，故選擇ap=4mm，一次走刀即可完成。
2）確定每齒進(jìn)給量fz
采用對稱端銑，以提高進(jìn)給量提高加工效率。根據(jù)《切削手冊》表3.5，使用YG6 硬質(zhì)
合金端銑刀加工，機(jī)床功率為4.5kw（據(jù)《簡明手冊》表4.2-35，X51 立式銑床）時：
fz=0.09~0.18mm/z
故選擇：fz=0.18mm/z。
3）確定刀具壽命及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)《切削手冊》表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5mm；由于銑刀直徑d0=125mm，
故刀具使用壽命T=180min（據(jù)《簡明手冊》表3.8）。
4）計算切削速度vc 和每分鐘進(jìn)給量vf
根據(jù)《切削手冊》表3.16 ， 當(dāng)d0=125mm ， Z=12 ， ap≤7.5 ， fz≤0.18mm/z 時，
vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系數(shù)為：kMV= 1.0，kSV= 0.8。切削速度計算公式為：
vc=cvd0qvTmapxvfzyvaeuvzpvkv
其中ae = 72mm ， a p = 4mm ， Cv = 245 ， q = 0.2 v ， xv = 0.15 ， y = 0.35 v ，
k v = k Mv ? k Sv = 1.0 × 0.8 = 0.8 ， uv = 0.2 ， p = 0 v ， m = 0.32 ， T = 180 min ，
f z = 0.18 mm /z ， Z = 12 ，將以上數(shù)據(jù)代入公式：
vc=142 m / min
確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
ns=1000vsπdw=361r/min
根據(jù)《簡明手冊》表4.2-36，選擇nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此，實際進(jìn)給量和每
分鐘進(jìn)給量為：
vc=πd0n1000=118m/min
f zc=v fc/ncz=390/300×12 mm/z=0.1mm/z
5)校驗機(jī)床功率
根據(jù)《切削手冊》表3.24，近似為Pcc=3.3kw,根據(jù)機(jī)床使用說明書，主軸允許功率
Pcm=4.5×0.75kw=3.375kw>Pcc。故校驗合格。最終確定:ap=4.0mm，nc=300r/min，vf=390mm/s，
vc=118m/min，fz=0.1mm/z。
6）計算基本工時
tm＝L/ vf，L=l+ y+Δ，l=24mm.
查《切削手冊》表3. 26，入切量及超切量為：y+Δ=40mm，則：
tm＝L/ Vf=(24*2+40)/390=0.22min。
工序02 鉸的孔，以Φ15 孔的上端面為定位基準(zhǔn)，采用 Z525 立式鉆床加專用夾具；
一、鉆Φ15孔，以Φ15孔的上端面為定位基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床加專用夾具
1. 加工條件
工件材料：35鋼,σb =170~240MPa，鍛造;工件尺寸：aemax=72mm，l=176mm;
加工要求：鉆Φ15孔，加工余量0.8;
機(jī)床：Z525立式鉆床；
刀具：根據(jù)《切削手冊》表2.1.2.2，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時do=15mm，鉆頭采用雙錐后磨橫刀，后角αo＝12°，二重刃長度bε=3.5mm,橫刀長b=2mm,寬l=4mm,棱帶長度，°，°
2.選擇切削用量
（1）確定進(jìn)給量
按加工要求確定進(jìn)給量：查《切削手冊》，，，由《切削手冊》表2.7,系數(shù)為0.5,則：
按鉆頭強(qiáng)度選擇:查《切削手冊》表2.8,鉆頭允許進(jìn)給量為：；
按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度選擇：查《切削手冊》表2.9，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許軸向力為8330N時，進(jìn)給量為。
以上三個進(jìn)給量比較得出，受限制的進(jìn)給量是工藝要求，其值為：0.215~0.265mm/r。根據(jù)《簡明手冊》表4.2-16,最終選擇進(jìn)給量。
由于是通孔加工，為避免即將鉆穿時鉆頭折斷，故應(yīng)在即將鉆穿時停止自動進(jìn)給而改為手動進(jìn)給。
根據(jù)《切削手冊》表2.19查出,鉆孔時軸向力Ff=2500N，軸向力修正系數(shù)為1.0，故Ff=2500N。根據(jù)Z525立式鉆床使用說明書，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的最大軸向力為8830N﹥Ff，故所選進(jìn)給量可用。
（2）確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
后刀面最大磨損限度（查《簡明手冊》）為0.6mm，壽命．
?。?）切削速度
查《切削手冊》表2.30，切削速度計算公式為：
（m/min）
其中，，，，，，，，，查得修正系數(shù)：，，，故實際的切削速度：
（4）檢驗機(jī)床扭矩及功率
查《切削手冊》表2.20，當(dāng)f≤0.26, do≤19mm時，Mt=31.78N?m，修正系數(shù)均為1.0，故MC=31.78 N?m。
查機(jī)床使用說明書：Mm =144.2 N?m。
查《切削手冊》表2.23,鉆頭消耗功率：Pc=1.3kw。
查機(jī)床使用說明書，。
由于，，故切削用量可用，即：
，，
3、計算工時
二、 擴(kuò)Φ15.5孔，以Φ15上、下端面為定位基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床加專用夾具；
查《切削手冊》表2.10，擴(kuò)孔進(jìn)給量為：，并由機(jī)床使用說明書最終選定進(jìn)給量為：。
根據(jù)資料，切削速度 ，其中為用鉆頭鉆同樣尺寸實心孔時的切削速度，故：，，根據(jù)機(jī)床使用說明書選?。?。
基本工時：
三、粗鉸Φ15.7孔，以Φ15上、下端面為定位基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床加專用夾具；
刀具：專用鉸刀
機(jī)床：Z525立式鉆床
根據(jù)有關(guān)手冊的規(guī)定，鉸刀的進(jìn)給量為0.8～1.2mm/z,進(jìn)給量取0.81mm/r，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速取為=140r/min，則其切削速度為：
。
機(jī)動時切削工時，mm，
四、 精鉸Φ15.8孔，以Φ15上、下端面為定位基準(zhǔn)，采用Z518立式鉆床加專用夾具；
刀具：
機(jī)床：Z525立式鉆床
根據(jù)有關(guān)手冊的規(guī)定，鉸刀的進(jìn)給量取0.48mm/r，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速取為：=140r/min，則其切削速度為：
機(jī)動時切削工時，mm
工序03 粗銑叉口前后兩側(cè)面，以Φ15.8孔為定位基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；
刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀，
機(jī)床：X51立式銑床
根據(jù)《切削手冊》查得，。根據(jù)《簡明手冊》表4.2-36查得，?。海蕦嶋H切削速度：
當(dāng)時，工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：
查說明書，取
計算切削基本工時：
因此，
工序04 精銑叉口前后兩側(cè)面，以Φ15.8 孔為定位基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；
刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀，
機(jī)床：X51立式銑床
根據(jù)《切削手冊》查得，。根據(jù)《簡明手冊》表4.2-36查得，?。?，故實際切削速度：
當(dāng)時，工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：
查說明書，取
計算切削基本工時：
因此，
工序05 粗銑16*56兩側(cè)面，以Φ15.8孔為定位基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；
刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀；
機(jī)床：X51立式銑床；
查《切削手冊》表3.5，進(jìn)給量為：，取為0.5mm/r
參考有關(guān)手冊，確定，采用YG6硬質(zhì)合金端銑刀，，則：
現(xiàn)采用X51立式銑床，根據(jù)《簡明手冊》表4.2-36，取，故實際切削速度：
當(dāng)時，工作臺每分鐘進(jìn)給量：，取為980mm/min
本工序切削時間為：
min
工序06 精銑16*56兩側(cè)面，以Φ15.8孔為定位基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；
刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀，
機(jī)床：X51立式銑床
根據(jù)《切削手冊》查得，。根據(jù)《簡明手冊》表4.2-36查得，取：，故實際切削速度：
當(dāng)時，工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：
查說明書，取
計算切削基本工時：
因此，
工序07粗銑叉口19*5.9兩內(nèi)側(cè)面，以Φ15.8孔為定位基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具。
刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀，
機(jī)床：X51立式銑床
根據(jù)《切削手冊》查得，。根據(jù)《簡明手冊》表4.2-36查得，?。?，故實際切削速度：
當(dāng)時，工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：
查說明書，取
計算切削基本工時：
因此，
工序08 精銑叉口19*5.9兩內(nèi)側(cè)面，以Φ15.8孔為定位基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；
精銑叉口19*5.9兩內(nèi)側(cè)面，以Φ15.8孔為定位基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；
機(jī)床：X51立式銑床
刀具：硬質(zhì)合金立銑刀（鑲齒螺旋形刀片），由《切削手冊》表3.6查得：，,即27m/min，因此，?，F(xiàn)采用X51立式銑床，取 ，工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：，
查機(jī)床使用說明書，取 。
銑削基本工時：
工序09 切槽粗銑16.5x14.5面銑11x9.65 銑16.5x42.9面，以Φ15.8 孔為定位基準(zhǔn)，采用 X51 立式銑床加專用夾具；
一、 銑16.5*42面，以外圓為定位基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；
刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀；
機(jī)床：X51立式銑床；
查《切削手冊》表3.5，進(jìn)給量為：，取為0.5mm/r
參考有關(guān)手冊，確定，采用YG6硬質(zhì)合金端銑刀，，則：
現(xiàn)采用X51立式銑床，根據(jù)《簡明手冊》表4.2-36，取，故實際切削速度：
當(dāng)時，工作臺每分鐘進(jìn)給量：，取為980mm/min
本工序切削時間為：
min
二、粗銑14.2*9.65面、銑11*9.65面，以Φ15.8孔為定位基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具；
專用夾具
刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀，
機(jī)床：X51立式銑床
根據(jù)《切削手冊》查得，。根據(jù)《簡明手冊》表4.2-36查得，?。?，故實際切削速度：
當(dāng)時，工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：
查說明書，取
計算切削基本工時：
因此，
工序10 精銑16.5*42面，以Φ15.8孔為定位基準(zhǔn)，采用X51立式銑床加專用夾具
刀具：YG6硬質(zhì)合金端銑刀；
機(jī)床：X51立式銑床；
查《切削手冊》表3.5，進(jìn)給量為：，取為0.5mm/r
參考有關(guān)手冊，確定，采用YG6硬質(zhì)合金端銑刀，，則：
現(xiàn)采用X51立式銑床，根據(jù)《簡明手冊》表4.2-36，取，故實際切削速度：
當(dāng)時，工作臺每分鐘進(jìn)給量：，取為980mm/min
本工序切削時間為：
min
工序11 攻螺紋M10x1-H7，以Φ15.8 孔為定位基準(zhǔn)，采用 Z525 立式鉆床并采用專用夾
具；
一、鉆Φ9孔，以Φ15.8孔為定位基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床并采用專用夾具
（1）鉆螺紋底孔mm
機(jī)床：Z525立式鉆床
刀具：高速鋼麻花鉆
根據(jù)《切削手冊》查得，進(jìn)給量為0.18～0.22mm/z,現(xiàn)取f=0.22mm/z，v=17m/min，則：
查《簡明手冊》表4.2-15，取。所以實際切削速度為：
計算切削基本工時：
二、 攻螺紋，以Φ15.8孔為定位基準(zhǔn)，采用Z525立式鉆床并采用專用夾具。
機(jī)床：Z525立式鉆床
刀具：絲錐M10，P=1mm
切削用量選為：，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為：，按機(jī)床使用說明書選?。海瑒t ；機(jī)動時，，計算切削基本工時：
工序12 去毛刺
工序13 終檢
三、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。并設(shè)計工序5、6——鉆Φ15.8孔和銑大平面的夾具。兩夾具將分別用于Z518立式鉆床和立式銑床X51，刀具分別為高速鋼麻花鉆和YG6硬質(zhì)合金端銑刀。
3.1、問題的提出
本夾具主要用來粗銑叉口前后兩側(cè)面，在加工時應(yīng)保證和Φ15.8孔的垂直度要求。此外，在本工序加工時還應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度。精度不是主要考慮的問題。
3.2、夾具設(shè)計
1、定位基準(zhǔn)選擇
由零件圖可知, 叉口前后兩側(cè)面,相對于Φ15孔有0.15的垂直度要求，為使定位誤差為零，應(yīng)該選擇孔中心為定位基準(zhǔn)保證該垂直度。
2、切削力及夾緊力計算
根據(jù)《切削手冊》查得，。根據(jù)《簡明手冊》表4.2-36查得，?。海蕦嶋H切削速度：
當(dāng)時，工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：
查說明書，取
計算切削基本工時：
因此，
3、夾具設(shè)計及操作的簡要說明
如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該考慮提高勞動生產(chǎn)率。為此，設(shè)計采用了快換裝置。拆卸時，松開夾緊螺母扣，拔下固定V型塊，實現(xiàn)工件的快換。
四、設(shè)計小結(jié)
汽車產(chǎn)業(yè)逐漸成為我國的支柱產(chǎn)業(yè)，汽車生產(chǎn)商不斷加強(qiáng)在汽車研發(fā)上的物力、財力、和人力的投入。撥叉作為汽車上不可缺少的零件，它的好與壞直接影響汽車的傳輸動力效率，提高撥叉的技術(shù)水平和合理性是汽車研發(fā)部門的重中之重。
在設(shè)計過程中，與同組的其他人員有異同的地方，例如：換擋叉的工藝路線，工序過程。經(jīng)過我們的反復(fù)討論和分析，再根據(jù)我們在設(shè)計撥叉時所采用的車型不同，最終我們采取了比較合理的設(shè)計方案。在不斷修改的過程中，使我們在設(shè)計時考慮問題更加縝密、設(shè)計出來的產(chǎn)品更加合理。
本設(shè)計還存在很多不足之處。一是由于本人對CAXA畫圖軟件的掌握還不夠熟練,在畫圖遇到復(fù)雜圖和難的地方時顯得力不從心，使圖不能達(dá)到預(yù)期設(shè)計出來的水平。二是本人對換檔叉結(jié)構(gòu)和工作原理掌握的不夠熟練，在設(shè)計過程中不能全面地考慮問題，造成走許多彎路，設(shè)計速度緩慢，這些都需要進(jìn)一步研究和進(jìn)一步實踐來解決。
五、體會與展望
進(jìn)入新世紀(jì)以來，世界換檔叉進(jìn)入了前所未有的高速發(fā)展階段，發(fā)達(dá)國家重視換檔叉的發(fā)展，不僅在本國工業(yè)中所占比重、積累、就業(yè)、貢獻(xiàn)均占前列，更在于裝備制造業(yè)為新技術(shù)、新產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)提供重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，是現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)不可缺少的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，即使是邁進(jìn)“信息化社會”的工業(yè)化國家，也無不高度重視換檔差的發(fā)展。全球化的規(guī)模生產(chǎn)已經(jīng)成為各大跨國公司發(fā)展的主流。在不斷聯(lián)合重組，擴(kuò)張競爭實力的同時，各大企業(yè)業(yè)紛紛加強(qiáng)對其主干業(yè)務(wù)的投資與研發(fā)，不斷提高系統(tǒng)成套能力和個性化，多樣化市場適應(yīng)能力。
六．參考文獻(xiàn)
1、趙家奇,機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)書(2版),機(jī)械工業(yè)出版社,2006年.
2、曾志新,呂明主編,機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ),:武漢理工大學(xué)出版社,2001年.
3、李益明主編,機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊,機(jī)械工業(yè)出版社,1993年.
4、肖詩綱主編,切削用量手冊,機(jī)械工業(yè)出版社,1993年.
5、金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計手冊.上海柴油機(jī)廠工藝設(shè)備研究所編,機(jī)械工業(yè)出版社，1987年
19
機(jī)械設(shè)計制造及其自動化
機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片
工序名稱
鉸的孔
工序號
02
零件名稱
變速器換擋叉
零件號
1
零件重量
同時加工零件數(shù)
1
材 料
毛 坯
牌 號
硬 度
型 號
重 量
35
HBS180
鍛造
設(shè) 備
夾 具
名 稱
專 用
工 具
名 稱
型 號
轉(zhuǎn)塔鉆床
Z620
專用夾具
安 裝
工 步
安裝及工步說明
刀 具
量 具
走 刀
長 度
走 刀
次 數(shù)
切 削 深 度
進(jìn)給量
主 軸
轉(zhuǎn) 速
切 削
速 度
基 本
工 時
1.
2.
3.
4.
鉆孔
擴(kuò)15.5孔
粗鉸孔
精鉸孔
麻花鉆
擴(kuò)孔鉆
鉸刀
游標(biāo)卡尺
55
49
50
50
1
1
1
1
7.5
0.25
0.1
0.05
0.2㎜/r
0.5mm/r
0.07mm/
r
0.07mm/r
r
300
195
195
195
14.13
5.652
9.61
9.61
55.2
30
86.4
64.2
設(shè) 計 者
張歡
指 導(dǎo) 教 師
武文革
共 11 頁
第 2 頁
機(jī)械設(shè)計制造及其自動化
機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片
工序名稱
粗銑叉口兩內(nèi)側(cè)面
工序號
07
零件名稱
變速器換擋叉
零件號
零件重量
同時加工零件數(shù)
1
材 料
毛 坯
牌 號
硬 度
型 號
重 量
35
HBS180
鍛造
設(shè) 備
夾 具
名 稱
專 用
工 具
名 稱
型 號
臥式銑床
X620
專用夾具
安 裝
工 步
安裝及工步說明
刀 具
量 具
走 刀
長 度
走 刀
次 數(shù)
切 削 深 度
進(jìn)給量
主 軸
轉(zhuǎn) 速
切 削
速 度
基 本
工 時
粗銑叉口兩內(nèi)側(cè)面
硬質(zhì)合金立銑刀
游標(biāo)卡尺
卡板
50
1
2mm
0.15mm
450r/min
56.52m/min
10
設(shè) 計 者
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武文革
共11頁
第 7 頁
機(jī)械設(shè)計制造及其自動化
機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片
工序名稱
粗銑16x56兩側(cè)面
工序號
05
零件名稱
變速器換擋叉
零件號
零件重量
同時加工零件數(shù)
1
材 料
毛 坯
牌 號
硬 度
型 號
重 量
35
HBS180
鍛造
設(shè) 備
夾 具
名 稱
專 用
工 具
名 稱
型 號
臥式銑床
X620
專用夾具
安 裝
工 步
安裝及工步說明
刀 具
量 具
走 刀
長 度
走 刀
次 數(shù)
切 削 深 度
進(jìn)給量
主 軸
轉(zhuǎn) 速
切 削
速 度
基 本
工 時
粗銑16x56兩側(cè)面
高速鋼鑲齒三面刃銑刀
游標(biāo)卡尺
卡板
70
1
2mm
0.08mm/r
165r/min
20.7m/min
20
設(shè) 計 者
張歡
指 導(dǎo) 教 師
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第 5頁
機(jī)械設(shè)計制造及自動化
機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片
工序名稱
粗銑叉口前后兩側(cè)面
工序號
03
零件名稱
變速器換擋叉
零件號
零件重量
同時加工零件數(shù)
1
材 料
毛 坯
牌 號
硬 度
型 號
重 量
35
HBS180
鍛造
設(shè) 備
夾 具
名 稱
專 用
工 具
名 稱
型 號
臥式銑床
X620
專用夾具
安 裝
工 步
安裝及工步說明
刀 具
量 具
走 刀
長 度
走 刀
次 數(shù)
切 削 深 度
進(jìn)給量
主 軸
轉(zhuǎn) 速
切 削
速 度
基 本
工 時
粗銑叉口前后兩側(cè)面
高速鋼
鑲齒三
面刃
銑刀
游標(biāo)卡尺
卡板
55
1
2mm
0.08mm/r
165r/min
26.7m/min
60
設(shè) 計 者
張歡
指 導(dǎo) 教 師
武文革
共11 頁
第 3 頁
機(jī)械設(shè)計制造及其自動化
機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片
工序名稱
切槽粗銑16.5x14.5面銑11x9.65 銑16.5x42面
工序號
09
零件名稱
變速器換擋叉
零件號
零件重量
同時加工零件數(shù)
1
材 料
毛 坯
牌 號
硬 度
型 號
重 量
35
HBS180
鍛造
設(shè) 備
夾 具
名 稱
專 用
工 具
名 稱
型 號
臥式銑床
X620
專用夾具
安 裝
工 步
安裝及工步說明
刀 具
量 具
走 刀
長 度
走 刀
次 數(shù)
切 削 深 度
進(jìn)給量
主 軸
轉(zhuǎn) 速
切 削
速 度
基 本
工 時
1.
2.
3.
4.
切槽
粗銑16.5x14.5面
銑11x9.65
銑16.5x42.9面
切槽刀
高速鋼鑲齒三面刃銑刀
游標(biāo)卡尺
卡板
55
25
40
55
2
2
2
2
2
2
2
2
0.15mm/r
0.08mm/r
0.08mm/r
0.05mm/r
190r/min
165r/min
165r/min
165r/min
8.35m/min
20.7m/min
20.7m/min
20.7m/min
24
7
12
18
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張歡
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第9頁
機(jī)械設(shè)計制造及其自動化
機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片
工序名稱
精銑叉口兩內(nèi)側(cè)面
工序號
08
零件名稱
變速器換擋叉
零件號
零件重量
同時加工零件數(shù)
1
材 料
毛 坯
牌 號
硬 度
型 號
重 量
35
HBS180
鍛造
設(shè) 備
夾 具
名 稱
專 用
工 具
名 稱
型 號
臥式銑床
X620
專用夾具
安 裝
工 步
安裝及工步說明
刀 具
量 具
走 刀
長 度
走 刀
次 數(shù)
切 削 深 度
進(jìn)給量
主 軸
轉(zhuǎn) 速
切 削
速 度
基 本
工 時
精銑叉口兩內(nèi)側(cè)面
高速鋼鑲齒三面刃銑刀
游標(biāo)卡尺
卡板
50
1
0.2mm
0.08mm/r
115r/min
14.4m/min
20
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張歡
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第 8頁
機(jī)械設(shè)計制造及其自動化
機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片
工序名稱
精銑16x56兩側(cè)面
工序號
06
零件名稱
變速器換擋叉
零件號
零件重量
同時加工零件數(shù)
1
材 料
毛 坯
牌 號
硬 度
型 號
重 量
35
HBS180
鍛造
設(shè) 備
夾 具
名 稱
專 用
工 具
名 稱
型 號
臥式銑床
X620
專用夾具
安 裝
工 步
安裝及工步說明
刀 具
量 具
走 刀
長 度
走 刀
次 數(shù)
切 削 深 度
進(jìn)給量
主 軸
轉(zhuǎn) 速
切 削
速 度
基 本
工 時
精銑16x56兩側(cè)面
高速立銑刀
游標(biāo)卡尺
卡板
70
1mm
0.2mm
0.08mm/r
/r
115r/min
14.4
26
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張歡
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第6頁
機(jī)械設(shè)計制造及其自動化
機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片
工序名稱
精銑叉口前后兩側(cè)面
工序號
04
零件名稱
變速器換擋叉
零件號
零件重量
同時加工零件數(shù)
1
材 料
毛 坯
牌 號
硬 度
型 號
重 量
35
HBS180
鍛造
設(shè) 備
夾 具
名 稱
專 用
工 具
名 稱
型 號
臥式銑床
X620
專用夾具
安 裝
工 步
安裝及工步說明
刀 具
量 具
走 刀
長 度
走 刀
次 數(shù)
切 削 深 度
進(jìn)給量
主 軸
轉(zhuǎn) 速
切 削
速 度
基 本
工 時
精銑叉口前后兩側(cè)面
高速鋼
鑲齒三
面刃
銑刀
游標(biāo)卡尺
卡板
55
1
0.2mmm
0.08mm/r
29.5r/min
20.8m/min
74
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機(jī)械設(shè)計制造及其自動化
機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片
工序名稱
精銑16.5x42面
工序號
10
零件名稱
變速器換擋叉
零件號
零件重量
同時加工零件數(shù)
1
材 料
毛 坯
牌 號
硬 度
型 號
重 量
35
HBS180
鍛造
設(shè) 備
夾 具
名 稱
專 用
工 具
名 稱
型 號
臥式銑床
X620
專用夾具
安 裝
工 步
安裝及工步說明
刀 具
量 具
走 刀
長 度
走 刀
次 數(shù)
切 削 深 度
進(jìn)給量
主 軸
轉(zhuǎn) 速
切 削
速 度
基 本
工 時
精銑16.5x42.9面
高速鋼
鑲齒三
面刃
銑
刀
游標(biāo)卡尺
卡板
55
1
0.2
0.08mm/r
115r/min
14.4m/s
30
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第10頁
機(jī)械設(shè)計制造及其自動化
機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片
工序名稱
攻螺紋M10x1-H7
工序號
11
零件名稱
變速器換擋叉
零件號
零件重量
同時加工零件數(shù)
1
材 料
毛 坯
牌 號
硬 度
型 號
重 量
35
HBS180
鍛造
設(shè) 備
夾 具
名 稱
專 用
工 具
名 稱
型 號
鉗工臺
專用夾具
安 裝
工 步
安裝及工步說明
刀 具
量 具
走 刀
長 度
走 刀
次 數(shù)
切 削 深 度
進(jìn)給量
主 軸
轉(zhuǎn) 速
切 削
速 度
基 本
工 時
攻螺紋M10x1-H7
M10絲錐
27
1
5
1.25mm/r
190r/s
5.97m/s
86
設(shè) 計 者
張歡
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