變速器換檔叉加工工藝及夾具設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)學(xué)號(hào)：1253010308 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)老師：變速器換擋叉加工工藝及夾具設(shè)計(jì)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(dòng)力。優(yōu)點(diǎn)是可以從一種速度直接變到另一種速度,而不需要經(jīng)過(guò)中間的一系列,因此變速很方便;其缺點(diǎn)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(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)理論等相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)對(duì)變速器換擋叉零件的作用和工藝進(jìn)行了分析和計(jì)算，并對(duì)該換擋叉的加工工藝以及其夾具進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。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(jì)方案并完成了其第五工序的夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。最后通過(guò)使用AUTOCAD繪制裝配圖和零部件圖，用PRO/E進(jìn)行實(shí)體建模，生成能夠用于實(shí)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(jì)合理。關(guān)鍵詞：換檔叉；工藝規(guī)程；夾具；PRO/E實(shí)體建模目錄前言0設(shè)計(jì)的意義0設(shè)計(jì)的目的0設(shè)計(jì)任務(wù)和要求1零件的分析2零件的作用2零件的工藝分析2工藝規(guī)程設(shè)計(jì)7確定毛坯的制造形式7確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量7鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)及鍛件材質(zhì)系數(shù)的確定7鍛件分模線(xiàn)形狀及零件表面粗糙度8基面的選擇8制定工藝路線(xiàn)9機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸確定11確定切削余量及基本工時(shí)13夾具設(shè)計(jì)27問(wèn)題的提出27夾具設(shè)計(jì)27夾具設(shè)計(jì)及操作說(shuō)明34總結(jié)36致謝38參考文獻(xiàn)40附錄:變速器換擋叉機(jī)械加工工序卡42變速器換擋叉加工工藝及夾具設(shè)計(jì)前言設(shè)計(jì)的意義畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)，獨(dú)立解決零件工藝和夾具設(shè)計(jì)問(wèn)題的能力一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。機(jī)械加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，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(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，計(jì)劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術(shù)檢測(cè)和健全勞動(dòng)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(jì)效益的技術(shù)保證。同時(shí)夾具作為機(jī)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(dòng)生產(chǎn)率、擴(kuò)大機(jī)床適用范圍、改善操作者勞動(dòng)條件、降低成本都具有十分突出的貢獻(xiàn)。隨著信息化時(shí)代的來(lái)臨，出現(xiàn)了更加精密、復(fù)合、智能、環(huán)保的機(jī)床，企業(yè)對(duì)零件的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)、制造提出了更高的要求。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(wú)法滿(mǎn)足流水線(xiàn)自動(dòng)化加工的水準(zhǔn)。因此設(shè)計(jì)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(jī)床的工藝性能的必然要求設(shè)計(jì)的目的本次設(shè)計(jì)為大學(xué)四年所學(xué)基礎(chǔ)課程的一次綜合性設(shè)計(jì)，對(duì)于培養(yǎng)我們編制機(jī)械加工工藝規(guī)程和機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的能力具有重要的意義。（1） 培養(yǎng)綜合運(yùn)用相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程（工程材料、互換性及測(cè)量技術(shù)、金屬切削及裝備等）的理論知識(shí)，結(jié)合金工實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立的分析和解決機(jī)械加工工藝問(wèn)題，初步具備設(shè)計(jì)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)要求，運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，學(xué)會(huì)擬定夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，初步具備設(shè)計(jì)保證加工質(zhì)量的高效、省力、經(jīng)濟(jì)合理的專(zhuān)用夾具的能力。（3） 熟悉和能夠應(yīng)用有關(guān)手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)、圖標(biāo)等技術(shù)資料，分析零件加工的技術(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(jìn)一步熟練機(jī)械制圖、設(shè)計(jì)計(jì)算、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、和編寫(xiě)技術(shù)文件等的基本技能。（5） 培養(yǎng)解決工藝問(wèn)題的能力，為以后去工廠(chǎng)從事工藝及夾具設(shè)計(jì)打好良好基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)任務(wù)和要求按照設(shè)計(jì)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(jìn)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、夾具零件圖、夾具裝配圖等），編寫(xiě)技術(shù)文件等。其基本內(nèi)容如下：（1）工藝規(guī)程設(shè)計(jì)。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(shí)體圖。（3）按規(guī)定格式編制設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。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(dòng)軸的端部。主要作用是傳遞扭矩，使變速器獲得換檔的動(dòng)力。該零件是以015.8F8孔套在軸上，并用M10X1-7H螺紋孔及軸定位，換擋叉腳卡在雙聯(lián)齒輪的軸中，變速操作機(jī)構(gòu)通過(guò)換擋叉頭部的操縱槽帶動(dòng)換擋叉及軸一起在變速箱中滑動(dòng)，換擋叉腳撥動(dòng)雙聯(lián)齒輪在花鍵軸上滑動(dòng)，就可實(shí)現(xiàn)變速功能，從而實(shí)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015.8F8孔，M10X1-7H螺紋孔和換擋叉腳側(cè)面.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表面承受一定的壓力，因此，要求有一定的強(qiáng)度和韌度。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(lèi)：1） 015.8F8孔；2） 以015.8F8為基準(zhǔn)的頂端16x56兩側(cè)面和叉口的前后兩側(cè)面;3） 以015.8F8為基準(zhǔn)的其它幾個(gè)平面以及槽；M10J-7H螺紋。這幾組加工面之間有著一定的位置要求，主要是：015.8F8mm孔的中心線(xiàn)及叉口的前后兩側(cè)面的垂直度公差為0.15mm。⑵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(jí)表面粗糙度Ra形位公差(mm)叉腳兩端面IT126.35.9。丄015|山-0.15叉口兩內(nèi)側(cè)面51+o.i0IT126.3①15.8內(nèi)孔15.8+0.043+0.016IT83.2M10螺紋孔M10X1IT7叉頭凸臺(tái)兩端9.650-0.25IT126.3面叉頭平臺(tái)外表IT136.3面叉頭平臺(tái)凸面11IT1312.5叉頭下表面IT1312.5該變速器換擋叉結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，屬于典型的叉桿類(lèi)零件。為實(shí)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(shí)叉腳受力均勻，要求叉腳兩端面及孔①15.8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(xiàng)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(duì)較大，可防止加工過(guò)程中鉆頭鉆偏，保證孔的加工精度及叉腳兩端面的垂直度。其它表面加工精度較低，通過(guò)銑削、鉆床的粗加工就可達(dá)到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對(duì)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(lái)?？梢?jiàn)該零件工藝性好。圖2-2變速器換擋叉零件圖工藝規(guī)程設(shè)計(jì)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(guò)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(xiàn)［1］表1.3-1,可采用模鍛成型。確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量公差等級(jí):由換擋叉的功用和技術(shù)要求，確定該零件的的公差等級(jí)為普通級(jí)。鍛件重量:已知機(jī)械加工后換擋叉的重量為3kg,由此可初步估計(jì)機(jī)械加工前鍛件毛坯的重量為3.5kg。鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)及鍛件材質(zhì)系數(shù)的確定鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)對(duì)換擋叉零件圖分析計(jì)算，可大概確定鍛件外輪廓包容體出該換擋叉鍛的長(zhǎng)度、寬度和高度，即l=136mm,b=76mm,h=72mm,P=7.8X10-6kg/mma由文獻(xiàn)［2］公式2-3可計(jì)算件的形狀復(fù)雜系數(shù)S=mt/mn=3.5/(136X76X72X7.8X10-6)=3.5/5.8=0.6故屬于S2級(jí)。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)］級(jí)。鍛件分模線(xiàn)形狀及零件表面粗糙度根據(jù)該換擋叉的形位特點(diǎn)，以對(duì)稱(chēng)平分面為分模面，屬平直分模線(xiàn)。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。基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)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(guò)程會(huì)問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。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(shí)要明確哪一方面的要求是主要的。粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以下面的幾點(diǎn)為原則：a.應(yīng)選能加工出精基準(zhǔn)的毛坯表面作粗基準(zhǔn)。b.當(dāng)必須保證加工表面及不加工表面的位置和尺寸時(shí)，應(yīng)選不加工的表面作為粗基準(zhǔn)。c.要保證工件上某重要表面的余量均勻時(shí)，則應(yīng)選擇該表面為定位粗基準(zhǔn)。d.當(dāng)全部表面都需要加工時(shí)，應(yīng)選余量最小的表面作為基準(zhǔn)，以保證該表面有足夠的加工余量。在銃床上加工變速器換檔叉時(shí)，以①15.8mm內(nèi)孔作為粗基準(zhǔn)。滿(mǎn)足粗基準(zhǔn)的選擇原則。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(shí)考慮裝夾方便，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。選擇時(shí)應(yīng)遵循以下原則：①盡量選零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作精基準(zhǔn)，可以避免因基準(zhǔn)不重合引起的定位誤差，這一原則稱(chēng)為“基準(zhǔn)重合”原則。②盡可能使工件各主要表面的加工，采用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)，這是“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。③當(dāng)零件主要表面的相互位置精度要求很高時(shí)，應(yīng)采用互為基準(zhǔn)，反復(fù)加工的原則。④選擇加工表面本身作為定位基準(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(jiǎn)單，操作方便［3］。該零件加工時(shí)，采用①15.8mm內(nèi)孔作為精基準(zhǔn)來(lái)加工換檔叉叉口前后兩側(cè)面。制定工藝路線(xiàn)工藝路線(xiàn)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(gè)表面的加工方法和加工方案，確定各個(gè)表面的加工順序和工序的組合內(nèi)容，它及定位基準(zhǔn)的選擇密切相關(guān)。制定工藝路線(xiàn)的出發(fā)點(diǎn)，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)已確定的條件下，應(yīng)考慮機(jī)床的夾具，并盡量使工序集中來(lái)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)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銃?？紤]到015.8mm孔的精度要求較高，安排為鉆并擴(kuò)鉸加工。精銃時(shí)以015.8mm孔定位能保證端面及軸心的位置精度要求。綜上分析，確定的加工路線(xiàn)方案一如下：工序I 鉆并擴(kuò)鉸015.8mm孔。工序II 粗銃叉口19x5.9兩內(nèi)側(cè)面。工序III粗銃16x56兩側(cè)面。工序W 粗銃叉口前后兩側(cè)面及R105mm的叉部端面。工序V粗銃14.2槽及16.5x42.9面及16.5x14.5面及11x9.65面。工序可 精銃叉口19x5.9兩內(nèi)側(cè)面。工序訓(xùn)精銃16x56兩側(cè)面。工序訓(xùn) 精銃叉口前后兩側(cè)面及R105mm的叉部端面。工序IX 精銃16.5x42.9面。工序X鉆螺紋底孔M10mm及攻M10x1-7H螺紋。工序XI 倒角并檢查。以上工藝過(guò)程詳見(jiàn)“機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片”。工藝路線(xiàn)方案二為：工序I 粗銃叉口19x5.9兩內(nèi)側(cè)面。工序II 鉆并擴(kuò)鉸015.8mm孔。工序III粗銃16x56兩側(cè)面。工序W 粗銃叉口前后兩側(cè)面及R105mm的叉部端面。工序V粗銃14.2槽及16.5x42.9面及16.5x14.5面及11x9.65面。工序可 精銃叉口19x5.9兩內(nèi)側(cè)面。工序訓(xùn)精銃16x56兩側(cè)面。工序訓(xùn) 精銃叉口前后兩側(cè)面及R105mm的叉部端面。工序IX 精銃16.5x42.9面。工序X 鉆螺紋底孔M10mm及攻M10x1-7H螺紋。工序XI倒角并檢查。工藝方案的比較及分析：上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是先將定位孔加工出來(lái)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(lái)，然后再加工其它平面，而且為了節(jié)省裝卸時(shí)間將一些粗精加工放在了一個(gè)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(gè)平面的位置及方向誤差，而且需要把粗精加工分開(kāi)才能保證零件的粗糙度。因此決定用方案一進(jìn)行加工。機(jī)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(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：015.8F8內(nèi)孔毛坯為實(shí)心，不沖出孔。內(nèi)孔精度要求IT7,查閱文獻(xiàn)［1］表2.3-8確定孔的加工余量分配：鉆孔：015m擴(kuò)鉆：015.5m2Z=0.5m粗鉸：015.7m2Z=0.1m精鉸：015.8+0.043+0.0162Z=0.1m叉口兩內(nèi)側(cè)面及R105mm的叉部端面。由于兩內(nèi)側(cè)面對(duì)于R28.5中心線(xiàn)有平行度等位置要求，所以可以將其看作內(nèi)孔來(lái)確定加工余量，即051+0.1的孔。毛坯為實(shí)心，已經(jīng)0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(jiǎn)化模煅毛坯的外形，先直接取叉口尺寸為46.5血。表面粗糙度要求R6.3ym，因而需要精銃，此時(shí)粗銃時(shí)單邊余量z=2.0mm，精銃z時(shí)時(shí)單邊余量z=0.25mm。對(duì)于R105mm的叉部端面，選取粗銃時(shí)z=2.0m，精銃時(shí)z=0.2m。16x56兩側(cè)面由于是在臥式銑床上兩把刀同時(shí)銑，所以可以把兩側(cè)面的余量用雙邊余量來(lái)計(jì)算?，F(xiàn)毛坯長(zhǎng)度方向直接取11m。表面粗糙度為R6.3ym，需要精銃，此時(shí)粗銃單邊余量為z=2.0-0.2=1.8m，精銃z時(shí)單邊余量z=0.2。叉口前后兩側(cè)面該端面的表面粗糙度要求R6.3帥，所以先粗銃再精銃。查文獻(xiàn)z［4］中的表4-1查得煅件尺寸公等級(jí)CT分為7-9級(jí)，選用8級(jí)。此時(shí)粗銃單邊余量為z=2.0mm，精銃時(shí)單邊余量z=0.2。14.2槽、16.5X42.9面、16.5x14.5面及11x9.65面同理，因?yàn)樗鼈兊拇植诙纫缶鶠镽12.5卩m，所以只需進(jìn)行粗銃。z此時(shí)粗銃單邊余量Z=2mm。圖3-1變速器換擋叉毛坯圖確定切削余量及基本工時(shí)工序I：鉆、擴(kuò)及鉸鉆015.8F8孑L,本工序采用計(jì)算法確定切削用量。加工條件工件材料：35鋼正火，b二0.55GPa、模鍛。b加工要求：鉆、擴(kuò)及鉸鉆015.8F8孔，R二3.2卩m。z刀具：查閱文獻(xiàn)［5］，根據(jù)表2-125，選擇麻花鉆①15mm、擴(kuò)孑L鉆①15.5mm、鉸刀。計(jì)算切削用量（1）鉆①15mm孔1） 進(jìn)給量f:根據(jù)文獻(xiàn)［7］表2.7,當(dāng)鋼的g<800MPa，d15mm時(shí),b0f=0.29~0.37mm/r，由于本零件在加工015.8mm孔時(shí)，屬于低剛度零件,故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75,則f=（0.29~0.37）x0.75=0.22?0.28mm/r根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū),現(xiàn)取f=0.20mm/r2） 切削速度：根據(jù)文獻(xiàn)［7］表2.13及表2.14,查得切削速度v=18m/min。3）主軸轉(zhuǎn)速：1000v1000x18n= = =382r/mms兀d 兀x15w根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)（見(jiàn)文獻(xiàn)［1］表4.2-2），及382r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為380r/min,故實(shí)際切削速度為：兀d?n兀x15.8x380v=ww= =18.85m/min100010004）切削工時(shí)：按文獻(xiàn)［1］表6.2-5l=43mm,l=9mm,l=3mm12l+1+1 4+2+1 …?t= 12= =0.92mmmnf 300x0.2w(2)擴(kuò)①15.5mm孔1）進(jìn)給量f：根據(jù)文獻(xiàn)［7］表2.10，當(dāng)鋼的g<800MPa，d 15.8mm時(shí)，f=0.6~0.9mm/r，由于本零件在加工015.8mm孔時(shí),0屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則f=（0.6~0.9）x0.75=0.45?0.675mm/r按機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取f=0.50mm/r2）切削速度:擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔的切削速度,根據(jù)文獻(xiàn)［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(shí)心孔時(shí)的切削速度.故v二0.4x18.85二7.54m/min3）主軸轉(zhuǎn)速:=154.9r/min1000v_1000x=154.9r/min兀d 兀x15.5根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)（見(jiàn)文獻(xiàn)［1］表4.2-2）,選取n二198r/minw4）機(jī)動(dòng)工時(shí)：l=43mm,l=3mm,l=3mm12l+1+1 43+3+3 ?-.t= 12= =0.5mm1nf198x0.5w粗鉸①15.7mm孔進(jìn)給量f：根據(jù)文獻(xiàn)［1］表2.10，鉸孔時(shí)的進(jìn)給量和切削速度為鉆孔時(shí)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：查閱文獻(xiàn)［1］表4.2-2，選取n二198r/minw所以實(shí)際切削速度為：ndn 3.14x15.7x198v=——= =9.76m/min100010003）切削工時(shí):l=43mm,l=3mm,l=4mm12l+1+1 43+3+4 ,.t=1——2= =3.61min1nf198x0.07w（4）精鉸①15.8mm孔因?yàn)榧按帚q時(shí)共用一把刀，利用其機(jī)床對(duì)工件作粗、精鉸孔，所以切削用量及工時(shí)均及粗鉸相同。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：粗銃叉口19X5.9兩內(nèi)側(cè)面，保證尺寸50.5+0.1mm0進(jìn)給量：由文獻(xiàn)［1］表3.1-29查得采用硬質(zhì)合金立銃刀，齒數(shù)z=5，d=40。由文獻(xiàn)［6］表5-5得硬質(zhì)合金立銃刀每齒進(jìn)給量f為0.15~0.30，由手冊(cè)得f取0.15mm/z。銑削速度：由文獻(xiàn)［6］表5-6得硬質(zhì)合金立銑刀切削速度為45?90m/min,由手冊(cè)得V取60m/min.主軸轉(zhuǎn)速：1000v1000x60 -/ .n= = =477.7r/mmsnd3.14x40w查閱文獻(xiàn)［1］表4.2-39，取n=490r/min,故實(shí)際切削速度為:wndn 3.14x40x490v= = =61.54m/mm10001000切削工時(shí):仃程=l+1+1=50mm12當(dāng)n=490r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量:wf=fxzxn=0.15x5x490=367.5mm/minmz w查閱文獻(xiàn)［1］表4.2-40，取f=320mm/min

m故有：1+1+1 50門(mén)1<?t= +2= =0.16mmm f 320m工序III粗銑16x56兩側(cè)面；保證尺寸10.050 ；-0.25進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)［7］表3.3得:fz=0.08mm/z切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定v=0.35/s，即21m/min。主軸轉(zhuǎn)速：采用高速鋼鑲齒三面刃銃刀，d=40mm，齒數(shù)z=18,p=15。。w則1000v1000x21n= = =167r/mmsnd3.14x40w查閱文獻(xiàn)［1］表4.2-39，取n=160r/min,故實(shí)際切削速度為:wndn 3.14x40x160v=卄十= =20.1m/mm10001000當(dāng)n=160r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量f應(yīng)為wmf=fxzxn-0.08x18x160=230.4mm/minmz w查閱文獻(xiàn)［1］表4.2-30,有f=230mm/min及該值接近，故選用m切削工時(shí)：仃程-1+1+1-70mm121+1+1 70t- 12- -0.30mmm f 230m工序w粗銑叉口前后兩側(cè)面及R105mm的叉部端面，保證尺寸6.30 。-0.19（1）粗銑叉口前后兩側(cè)面進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)［7］表3.3得fz-0.08mm/z切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定v=0.45/s，即27m/min。采用高速鋼鑲齒三面刃銃刀，d=225mm，齒數(shù)z=20，3-15。。則w1000v1000x27n- - -38r/mms兀d 3.14x225w查閱文獻(xiàn)［1］表4.2-39，取n=37.5r/min，故實(shí)際切削速度為：w兀dn3.14x225x37.5v- - -26.5m/min10001000當(dāng)n=37.5r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量f應(yīng)為wmf-fxzxn-0.08x20x37.5-60mm/minmz w查閱文獻(xiàn)［1］表4.2-40，剛好有f=60mm/min，故可直接選用該m值。切削工時(shí)：行程-1+1+1-55mm12則機(jī)動(dòng)工時(shí)為

l+1+1l+1+1m60二0.93min粗銃R105mm的叉部端面進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)［7］表3.3得f=°08mm/z切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定v=0.45m/s，即27m/min。采用高速鋼鑲齒三面刃銃刀dw=225mm,齒數(shù)Z=20.則1000v1000X27 “/?n= = =38r/mms兀d3.14x225w查閱文獻(xiàn)［1］表4.2-39，取n=37.5r/minw故實(shí)際切削速度為：兀dn 3.14x225x37.5v= = =26.5m/min10001000取nw=37.5r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量fm應(yīng)為f=fxzxn=0.08x20x37.5=60mm/minmz w查閱文獻(xiàn)［1］表4.2-40，剛好有f=60mm/min，故可直接選用該m值。切削工時(shí)：tm二1+'I+12= =2.53minfm 60工序V粗銃14.2槽及16.5X42.9面及16.5x14.5面及11x9.65面(1)粗銑14.2槽進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)取fz=0.08mm/z切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定v=0.45m/s即27m/min,采用粗齒錐柄立銃刀，dw=14mm莫氏錐度號(hào)數(shù)2,齒數(shù)Z=3則

1000v1000X27 ?n= = =614r/mms兀d3.14x14w查閱文獻(xiàn)［1］表4.2-39，取nw=600r/min。故實(shí)際切削速度為：兀dn 3.14x14x600““/.v= = =26.38m/mm10001000當(dāng)nw=600r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量fm為f=fxzxn=0.08x3x600=144mm/minmz w查閱文獻(xiàn)［1］表4.2-30，選用fm=150m/min切削工時(shí)：參考文獻(xiàn)［9］表9.4-31l+l21.65150l+l21.65150=0.144min(2)銃16.5x42.9面進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)［7］表3.3得f=0.08mm/zz切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定v=0.35m/s，即21m/min。采用高速鋼鑲齒三面刃銃刀，d=40mm，齒數(shù)z=18。則w1000v1000x21n= = =167r/mms兀d 3.14x40w查閱文獻(xiàn)［1］表4.2-39，取n=160r/min。故實(shí)際切削速度為：w兀dn3.14x40x160 __...v= = =20.1m/min10001000當(dāng)n=160r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量f應(yīng)為：wmf=fxzxn=0.08x18x160=230.4mm/minmz w查閱文獻(xiàn)［1］表4.2-40,有f=230mm/min及該值接近，故選用m230mm/min。切削工時(shí)：行程=/+/+/=55mm12

tm=230=0.25min粗銃16.5x14.5面進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)［7］表3.3得f=0.08mm/zz切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定v=0.25m/s，即15m/min。采用高速鋼鑲齒三面刃銃刀，d=40mm，齒數(shù)z=18。則w1000v1000X15“c,?n= = =120r/mins 兀d 3.14x40w查閱文獻(xiàn)［1］表4.2-39,取n=120r/min。故實(shí)際切削速度為:w兀dn 3.14x40x120._...v=ww= =15.1m/min10001000當(dāng)n=120r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量f應(yīng)為wmf=fxzxn=0.08x18x120=172.8mm/minmz w查閱文獻(xiàn)［1］表4.2-40,有f=180mm/min及該值接近，故選用m180mm/min。切削工時(shí)：行程=l+1+1=4612=0.26=0.26t=m180粗銃銃iix9.65面進(jìn)給量：根據(jù)《切削手冊(cè)》表3.3得f=0.08mm/zz切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定v=0.35mm/s，即21m/min。采用高速鋼鑲齒三面刃銃刀，d=40mm，齒數(shù)z=18。則w1000v1000x21n= = =167r/mms兀d 3.14x40w根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取n=160r/min,故實(shí)際切削速度為：w兀dn 3.14x40x160__...v=卄十= =20.1m/min10001000當(dāng)n=165r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量f應(yīng)為wmf=fxzxn=0.08x18x160=230.4mm/minmz w查機(jī)床說(shuō)明書(shū)，有f=230mm/min及該值接近，故選用m切削工時(shí)：仃程=l+1+1=40mm12t= =0.18minm230工序可精銃叉口兩內(nèi)側(cè)面進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)［7］表3.3得：f=0.08mm/zz切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定v=0.25m/s，即15m/min。采用高速鋼鑲齒三面刃銃刀，d=40mm，齒數(shù)z=18。則w1000v1000x15n= = =119r/mmsnd3.14x40w查閱文獻(xiàn)［1］表4.2-39，取n=125r/minw故實(shí)際切削速度為：ndn nx40x115v=卄十= =14.4m/mm10001000當(dāng)n=125r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量f應(yīng)為wmf=fxzxn-0.08x18x125=180mm/minmz w查閱文獻(xiàn)［1］表4.2-40,有f=190mm/min及該值接近，故選用m190mm/min。切削工時(shí)：仃程-1+1+1-50mm1250-0.26mint-0.26minm190工序訓(xùn)精銃16x56兩側(cè)面

進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)［7］表3.3得f=0.08mm/zz切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定v=0.25m/s，即15m/min。采用高速鋼立銃刀，d=40mm，齒數(shù)z=18。則w1000v1000X15 /?n= = =119r/mms兀d 3.14x40w查閱文獻(xiàn)［1］表4.2-39，取n=125r/minw故實(shí)際切削速度為：兀dn 3.14x40x125v=w-w= =15.7m/min10001000當(dāng)n=125r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量f應(yīng)為wmf=fxzxn=0.08x18x125=180mm/minmz w查閱文獻(xiàn)［1］表4.2-40,有f=190mm/min及該值接近，故選用m190mm/min。切削工時(shí)：仃程=l仃程=l+1+1=70mm1270t=m190=0.37min工序訓(xùn) 精銃叉口前后兩側(cè)面及R105mm的叉部端面，保證尺寸5.90-0.19精銑叉口前后兩側(cè)面進(jìn)給量:根據(jù)文獻(xiàn)［7］表3.3得f=0.08mm/zz切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定v=0.35m/s，即21m/min。采用高速鋼鑲齒三面刃銃刀，d=225mm，齒數(shù)z=20，p=8。。則

w1000v1000x21n= = =29.7r/mins兀d 3.14x225w查閱文獻(xiàn)［1］表4.2-39，取n=30r/minw故實(shí)際切削速度為：兀dn3.14x225x30v=ww= =21.2m/min10001000當(dāng)n=30r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量f應(yīng)為wmf=fxzxn-0.08x20x30-48mm/minmz w查閱文獻(xiàn)［1］表4.2-40，有f=47.5mm/min及該值接近，故選用m47.5mm/min。切削工時(shí)：行程-1+1+1-55mm，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為121+1+1 1 2

fm精銃R105mm的叉部端面進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)［7］表3.3得fz=0.08mm/z切削速度:參考有關(guān)手冊(cè)，確定V=0.45m/s即27m/min采用高速鋼鑲齒三面刃銃刀dw=225mm,齒數(shù)Z=20.則1000v1000x27n- - -38r/mms兀d3.14x225w查閱文獻(xiàn)［1］表4.2-39取nw=37.5r/min。故實(shí)際切削速度為：兀dn3.14x225x37.5v- - -26.5m/min10001000當(dāng)nw=37.5r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量fm應(yīng)為f-fxzxn-0.08x20x37.5-60mm/minmz w查閱文獻(xiàn)［1］表4.2-40,有fm=60m/min,故直接選用該值切削工時(shí)：1+1+176x2 .t— +2— —2.53mmmf60m工序IX精銃16.5x42.9面進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)［7］表3.3得f-0.08mm/zz

切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定v=0.25m/s，即15m/min。采用高速鋼鑲齒三面刃銃刀，d=40mm，齒數(shù)z=18,p=8。。則w1000v1000x15n= = =119.4r/mms兀d 3.14x40w查閱文獻(xiàn)［1］表4.2-39,取n=125r/min。w故實(shí)際切削速度為：兀dn 3.14x40x1251000v= = =15.7m/min10001000當(dāng)n=125r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量f應(yīng)為wmf-fxzxn=0.08x18x125=180mm/minmz w查閱文獻(xiàn)［1］表4.2-40,有f=190mm/min及該值接近，故選用m190mm/min。切削工時(shí)：仃程=l+1+1=55mm12t= =0.29minm190工序X 鉆螺紋底孔M10mm及攻M10x1-7H螺紋孔(1)鉆螺紋底孔M10mm進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)［7］表2-7得f=0.1mm/r切削速度：根據(jù)文獻(xiàn)［7］表2-13,2-14查得切削速度v=20mm/min所以:1000v1000x20n= = =637r/mins兀d3.14x10根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取nw=637r/min故實(shí)際切削速度為：兀dn 3.14x10x6371000v=卄十= =20.1m/min10001000

切削工時(shí)：l+l+l4+2+1 ?mnf 637x0.1w(2)攻螺紋M10xl-7H螺紋進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)［7］表2-7得f=0.1mm/r切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，選取v=0.1m/s=6m/min1000vn1000vnd1000x63.14x10=191r/min按機(jī)床說(shuō)明書(shū)選取nw=195r/min,故實(shí)際切削速度為:ndnV= ndnV= w_w1000 =6.1m/min1000機(jī)動(dòng)工時(shí)：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 倒角并檢查。分析零件圖可知，該零件上共有三處倒角需要加工，其中位于叉口和槽口處的倒角均是0.8x45。，孔口處的倒角為0.4x45。。采用90°锪鉆在轉(zhuǎn)塔六角車(chē)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(dòng)進(jìn)給。最后，將以上各工序切削用量、工時(shí)定額的計(jì)算結(jié)果，連同其它加工數(shù)據(jù)，一并填入機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片，見(jiàn)附表。夾具設(shè)計(jì)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，決定設(shè)計(jì)加工變速器換檔叉16.5x42.9兩側(cè)面的銃床夾具。本夾具用于臥式銃床，刀具為?40mm高速鋼鑲齒三面刃銑刀,同時(shí)對(duì)2個(gè)面進(jìn)行加工.問(wèn)題的提出本夾具主要用來(lái)粗銑變速器換檔叉16.5x42.9兩側(cè)面，這兩個(gè)側(cè)面對(duì)?15.8孔有一定的位置度要求。因此，在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，而精度不是主要問(wèn)題。夾具設(shè)計(jì)(1)定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，叉口兩端面對(duì)?15.8孔有位置度要求。為了達(dá)到夾緊定位要求，據(jù)《夾具手冊(cè)》知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能及工序基準(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)行加工，所以應(yīng)該選擇015.8孔作為主要定位基準(zhǔn)面，同時(shí)以叉口兩內(nèi)側(cè)面作為輔助定位基準(zhǔn)。定位分析工件在心軸、檔板、螺栓及支承釘上實(shí)現(xiàn)完全定位。其中心軸限制了工件在Z軸上的移動(dòng)及轉(zhuǎn)動(dòng)自由度和Y軸的移動(dòng)自由度；檔板和螺釘限制了工件在X軸上的移動(dòng)自由度和轉(zhuǎn)動(dòng)自由度；支承釘限工件在Y軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，又由于是兩個(gè)平面同時(shí)加工，所以實(shí)現(xiàn)了完全定位。切削力及夾緊力計(jì)算刀具：?jiǎn)J速鋼鑲齒二面刃銃刀，040mm,z=18根據(jù)文獻(xiàn)［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當(dāng)用兩把刀銑削時(shí)，F(xiàn)=2F=6484N實(shí)水平分力：F=1.1F=7132.4NH 實(shí)垂直分力：FV=0.3F=1945.2N實(shí)在計(jì)算切削力時(shí)，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)K=KKKK。1234其中，K為基本安全系數(shù)1?5；1K為加工性質(zhì)系數(shù)1?1；2K為刀具鈍化系數(shù)1?1；3K為斷續(xù)切削系數(shù)1?1。4所以F'=KF=1.5X1.1X1.1X1.1X1.1X7132.4N=15664NH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及工件孔之間的裝配誤差，即軸及孔的配合誤差?？椎某叽鐬?15.8F8+0.043，所選擇的配合軸的尺寸為015.8h7+0.020。+0.016 0所以定位誤差為Ab=0.043-0=0.043mm，而孔的公差為maxIT8=0?572，所以M vIT8，即最大側(cè)隙能滿(mǎn)足零件的精度要求。maxd圖4-1夾具體圖圖4-2夾具體實(shí)體圖A-Aa e4二花liOQ圖4-3夾具裝配圖圖4-4夾具裝配實(shí)體圖044圖4-5心軸圖圖4-6心軸實(shí)體圖4.3夾具設(shè)計(jì)及操作說(shuō)明如前所述,在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，因?yàn)榧庸すぜ皧A具的結(jié)構(gòu)都比較簡(jiǎn)單，為了節(jié)約成本，我們應(yīng)著眼于手動(dòng)夾緊而不采用機(jī)動(dòng)夾緊。夾具以e15.8孔為定位基準(zhǔn)，以叉口為輔助基準(zhǔn)以實(shí)現(xiàn)完全定位和夾緊，以便裝卸；夾具上裝有對(duì)刀塊裝置，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對(duì)刀。35/54總結(jié)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是完成汽車(chē)變速器換檔叉的機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片、及其中一道工序的夾具設(shè)計(jì)，畫(huà)出所設(shè)計(jì)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(shí)體圖和夾具裝配圖對(duì)應(yīng)的PRO/E實(shí)體圖。在設(shè)計(jì)中主要是充分運(yùn)用CAD軟件繪圖功能和PRO/E軟件三維