变速器换挡叉设计说明书.pdf

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1、目目录录机械自造工艺及夹具课程设计任务书机械自造工艺及夹具课程设计任务书.3序序言言 4 4零件的分析零件的分析。.4.4零件的工艺分析.4.4确定生产类型.4 4确定毛坯.5.5工艺规程设计工艺规程设计。5 5选择定位基准5 5制定工艺路线5 5机械加工余量、工序尺寸及公差的确定6 6夹具设计夹具设计。1616问题提出116 6夹具设计116 6参考文献参考文献.17.17机械制造工艺及夹具课程设计任务书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，设计钻15孔的钻床夹具设计要求：中批量生产手动夹紧通用工艺装备设计时间：2009。6设计内容：1、熟悉零件图；2、绘制零

2、件图（一张）；13、绘制毛坯图（一张）;4、编写工艺过程卡片和工序卡片；5、绘制夹具总装图;6、绘制夹具零件图;7、说明书2009 年 06 月序言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.

3、零件的分析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，主要起换档作用.一零件的工艺分析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

4、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、确定生产类型二、确定生产类型2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、确定毛坯三、确定毛坯1 1、确定毛坯种类：、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

5、 41页表 2。25,选用锻件尺寸公差等级为CT-12。工艺规程设计工艺规程设计(一一)选择定位基准：选择定位基准：1 粗基准的选择：以零件的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：（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

6、手册第 20 页表 1.4-7、1。4-8、1。411，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：工序 01粗铣15 上、下端面，以外圆为定位基准,采用 X51 立式铣床加专用夹具；工序 02铣 16。542 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Z5

7、18 立式钻床加专用夹具;工序 07粗铣叉口前后两侧面，以 15。8 孔为定位基准,采用 X51 立式铣床加专用夹3具；工序 08粗铣 16*56 两侧面,以 15.8 孔为定位基准，采用X51 立式铣床加专用夹具；工序 09精铣 1656 两侧面，以 15。8 孔为定位基准，采用 X51 立式铣床加专用夹具；工序 10粗铣叉口 19*5。9 两内侧面,以 15.8 孔为定位基准，采用 X51 立式铣床加专用夹具；工序 11精铣叉口 195.9 两内侧面，以 15.8 孔为定位基准，采用 X51 立式铣床加专用夹具;工序 12粗铣 14。29。65 面、铣 11*9。65 面，以15。8 孔为

8、定位基准,采用 X51 立式铣床加专用夹具；工序 13精铣 16。542 面，以 15。8 孔为定位基准，采用 X51 立式铣床加专用夹具；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：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15。8加工内容钻扩粗铰精铰加工余量0.80。5

9、0.20.1精度等级IT11IT10IT10IT8工序尺寸1515。515.715.8表面粗糙度12。56。36。33.22、平面工序尺寸：工序号工序内容加工余4基本尺寸经济精度量01锻件CT1212粗铣 15 上、下端面铣 16。5*42 面粗铣叉口前后两侧面粗铣 16*56 两侧面0207082.10。216.55.99.8512121210粗铣叉口195.9 两内侧面0。551.51212粗铣14。2*9.65面、铣11*9。65 面、铣 16。542 面112110913精铣叉口195.9 两内侧面精铣 1656 两侧面精铣 16.542 面000519.65111010103、确定切

10、削用量及时间定额：工序工序 0101粗铣15 上、下端面，以外圆为定位基准，采用X51 立式铣床加专用夹具刀具：YG6 硬质合金端铣刀。铣削宽度 ae90，深度 ap6，齿数 z=12,故根据机械制造工艺设计简明手册（后简称简明手册）表3。1,取刀具直径 d0=125mm。根据切削用量手册（后简称 切削手册)表 3.16,选择刀具前角 00后角 08，副后角 0=10，刃倾角：s=10，主偏角 Kr=60,过渡刃 Kr=30，副偏角 Kr=5。2.切削用量1）确定切削深度 ap因为余量较小，故选择 ap=4mm，一次走刀即可完成。2）确定每齿进给量 fz采用对称端铣，以提高进给量提高加工效率。

11、根据切削手册表3.5，使用YG6 硬质合金端铣刀加工,机床功率为 4。5kw（据简明手册表 4.235，X51 立式铣床）时：fz=0.090。18mm/z5故选择:fz=0。18mm/z。3）确定刀具寿命及磨钝标准根据切削手册表 3。7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于铣刀直径d0=125mm，故刀具使用寿命 T=180min（据简明手册表 3.8)。4）计算切削速度 vc和每分钟进给量 vf根据切削手册表 3.16,当 d0=125mm，Z=12，ap7。5,fz0。18mm/z时，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系数为：kMV=1

12、。0，kSV=0。8。切削速度计算公式为：其中，,，,，将以上数据代入公式:确定机床主轴转速：.根据简明手册表 4。236，选择 nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此，实际进给量和每分钟进给量为：vc=m/min=118m/minfzc=vfc/ncz=390/300 12 mm/z=0。1mm/z5)校验机床功率根据切削手册表 3。24，近似为 Pcc=3.3kw,根据机床使用说明书，主轴允许功率Pcm=4。5 0。75kw=3。375kw Pcc.故 校 验 合 格。最 终 确 定：ap=4.0mm，nc=300r/min,vf=390mm/s，vc=118m/min,

13、fz=0。1mm/z。6）计算基本工时tmL/vf，L=l+y+，l=24mm.查切削手册表 3.26，入切量及超切量为：y+=40mm，则：tmL/Vf=（24*2+40)/390=0.22min。工序工序 0202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；刀具:YG6 硬质合金端铣刀;机床：X51 立式铣床;查切削手册表 3.5,进给量为：，取为 0.5mm/r参考有关手册，确定，采用YG6 硬质合金端铣刀，则：现采用 X51 立式铣床，根据简明手册表4。2-36，取，故实际切削速度:当时,工作台每分钟进给量：，取为 980mm/min本工序切削时间为：6m

14、in工序工序 0303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1。加工条件工件材料：35 钢,b=170240MPa，锻造;工件尺寸：aemax=72mm，l=176mm；加工要求：钻15 孔，加工余量 0.8；机床:Z525 立式钻床;刀具：根据切削手册表2.1。2。2，选择高速钢麻花钻钻头,粗钻时 do=15mm,钻头采用双锥后磨横刀，后角 o12,二重刃长度 b=3。5mm，横刀长 b=2mm，宽 l=4mm，棱带长度，2。选择切削用量（1）确定进给量按加工要求确定进给量:查切削手册,，由切削手册表2。7,系数为 0。5，则：按钻头强度选择：查切削手册

15、表2。8，钻头允许进给量为：；按机床进给机构强度选择:查切削手册表 2.9，机床进给机构允许轴向力为8330N时,进给量为.以上三个进给量比较得出，受限制的进给量是工艺要求，其值为：0.2150.265mm/r。根据简明手册表 4。2-16，最终选择进给量.由于是通孔加工,为避免即将钻穿时钻头折断，故应在即将钻穿时停止自动进给而改为手动进给.根据切削手册表2.19 查出,钻孔时轴向力 Ff=2500N，轴向力修正系数为1。0，故Ff=2500N。根据 Z525 立式钻床使用说明书,机床进给机构允许的最大轴向力为8830NFf，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

16、简明手册）为 0.6mm，寿命(3）切削速度查切削手册表 2。30，切削速度计算公式为：（m/min）其中，,，,，查得修正系数：，故实际的切削速度：（4）检验机床扭矩及功率查切削手册表 2.20，当 f0。26,do19mm 时，Mt=31.78Nm,修正系数均为 1.0，7故 MC=31。78 Nm。查机床使用说明书：Mm=144.2 Nm。查切削手册表 2。23，钻头消耗功率：Pc=1.3kw。查机床使用说明书，.由于，故切削用量可用,即：，,3、计算工时工序工序 0404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

17、量为:，并由机床使用说明书最终选定进给量为：.根据资料，切削速度，其中为用钻头钻同样尺寸实心孔时的切削速度,故:，根据机床使用说明书选取：.基本工时：工序工序 0505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 0。81。2mm/z,进给量取 0.81mm/r，机床主轴转速取为=140r/min,则其切削速度为：.机动时切削工时，mm，工序工序 0606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;刀具：机床:Z525 立式钻床根据有关手册

18、的规定，铰刀的进给量取0.48mm/r,机床主轴转速取为：=140r/min,则其切削速度为：机动时切削工时，mm工序工序 0707粗铣叉口前后两侧面，以 15.8 孔为定位基准,采用 X51 立式铣床加专用夹具；刀具：YG6 硬质合金端铣刀，机床：X51 立式铣床根据切削手册查得,。根据简明手册表4.236 查得，取：，故实际切削速度:8当时，工作台每分钟进给量应为:查说明书，取计算切削基本工时:因此,工序工序 0808精铣 1656 两侧面，以 15.8 孔为定位基准，采用 X51 立式铣床加专用夹具;刀具：YG6 硬质合金端铣刀；机床：X51 立式铣床;查切削手册表 3.5，进给量为：，

19、取为 0。5mm/r参考有关手册，确定,采用 YG6 硬质合金端铣刀，则：现采用 X51 立式铣床，根据简明手册表4.236，取,故实际切削速度：当时，工作台每分钟进给量：，取为 980mm/min本工序切削时间为：min工序工序 0909精铣 16*56 两侧面,以 15.8 孔为定位基准，采用X51 立式铣床加专用夹具；刀具：YG6 硬质合金端铣刀,机床：X51 立式铣床根据切削手册查得，。根据简明手册表4。2-36 查得，取：，故实际切削速度：当时，工作台每分钟进给量应为：查说明书，取计算切削基本工时:因此，工序工序 1010粗铣叉口 195。9 两内侧面，以 15。8 孔为定位基准，采

20、用 X51 立式铣床加专用夹具。刀具：YG6 硬质合金端铣刀，机床：X51 立式铣床根据切削手册查得，。根据简明手册表4.236 查得,取：，故实际切削速度:当时，工作台每分钟进给量应为：查说明书,取计算切削基本工时：因此，9工序工序 1111精铣叉口 19*5.9 两内侧面，以 15.8 孔为定位基准，采用X51 立式铣床加专用夹具；精铣叉口 19*5.9 两内侧面，以 15.8 孔为定位基准,采用 X51 立式铣床加专用夹具;机床：X51 立式铣床刀具：硬质合金立铣刀(镶齿螺旋形刀片），由切削手册表 3.6 查得:，,即 27m/min，因此,。现采用 X51 立式铣床，取，工作台每分钟进

21、给量应为:，查机床使用说明书，取。铣削基本工时：工序工序 1212粗铣 14.2*9.65 面、铣 11*9.65 面，以15.8 孔为定位基准，采用X51 立式铣床加专用夹具；专用夹具刀具：YG6 硬质合金端铣刀,机床:X51 立式铣床根据切削手册查得，.根据简明手册表4。2-36 查得，取：，故实际切削速度：当时，工作台每分钟进给量应为:查说明书，取计算切削基本工时：因此，工序工序 1313精铣 16。5*42 面，以 15.8 孔为定位基准，采用X51 立式铣床加专用夹具刀具：YG6 硬质合金端铣刀;机床：X51 立式铣床；查切削手册表 3。5，进给量为：，取为 0.5mm/r参考有关手

22、册，确定，采用YG6 硬质合金端铣刀,，则：现采用 X51 立式铣床，根据简明手册表4。236，取，故实际切削速度:当时，工作台每分钟进给量：，取为 980mm/min本工序切削时间为：min工序工序 1414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 mm机床：Z525 立式钻床刀具：高速钢麻花钻10根据切削手册查得,进给量为 0.180.22mm/z，现取 f=0.22mm/z，v=17m/min，则:查简明手册表 4。2-15，取。所以实际切削速度为：计算切削基本工时：工序工序 1515攻螺纹,以 15.8 孔为定位基准,采用 Z525 立

23、式钻床并采用专用夹具。机床：Z525 立式钻床刀具：丝锥 M10,P=1mm切削用量选为:，机床主轴转速为：，按机床使用说明书选取：,则;机动时,，计算切削基本工时：五、夹具设计五、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 5、6钻 15.8 孔和铣大平面的夹具。两夹具将分别用于Z518 立式钻床和立式铣床X51，刀具分别为高速钢麻花钻和YG6 硬质合金端铣刀。(一）问题的提出一）问题的提出1。本夹具主要用来钻 15.8 孔，该孔为精加工，在加工时应保证孔的精度及垂直度要求.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，而其位置尺寸为

24、自由公差。（二）夹具设计（二）夹具设计1、定位基准选择由零件图可知，15 孔为以下所有加工的基准，相对于大叉口两侧面有垂直度的要求,为使定位误差为满足要求，应该选择孔的端面为定位基准.为了提高加工效率，现决定采用手动夹紧工件快换装置，并采用快换钻套以利于在钻底孔后攻螺纹。2、切削力及夹紧力计算刀具:硬质合金麻花钻，。由实际加工的经验可知,钻削时的主要切削力为钻头的切削方向,即垂直于工作台,查切削手册表 2.3,切削力计算公式为：其中：，,，与加工材料有关，取 0。94；与刀具刃磨形状有关,取 1.33；与刀具磨钝标准有关，取 1。0,则：使用两个 V 型块在两边适当夹紧后本夹具即可安全工作。3

25、、夹具设计及操作的简要说明如前所述，在设计夹具时，应该考虑提高劳动生产率。为此,设计采用了快换装置。11拆卸时,松开夹紧螺母扣，拔下固定V 型块，实现工件的快换。六六.设计心得设计心得这次课程设计,我明白了做设计的一些要领。首先自己有很多不足，从设计的一些基本素质,到自我学习的能力，很多方面都需要提高的。特别是夹具体的设计，要考虑的东西很多。机械制造装备设计在夹具体设计方面还研究得不是很透彻.从一些数据的处理到方案的实施,感觉没有很好的基础，做起来比较困难。总的来说，感觉时间紧了些,有时候有点焦头烂额，但是只要细细研究,还是能做出来的.在以后的学习中，我更要注意知识的积累和灵活应用。七参考文献七参考文献1、赵家奇,机械制造工艺学课程设计指导书(2 版），机械工业出版社，2006 年。2、曾志新,吕明主编,机械制造技术基础，:武汉理工大学出版社，2001 年。3、李益明主编,机械制造工艺设计简明手册,机械工业出版社,1993 年。4、肖诗纲主编,切削用量手册,机械工业出版社，1993 年。5、金属切削机床夹具设计手册。上海柴油机厂工艺设备研究所编，机械工业出版社，1987年12