機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)說明書《變速器換擋叉》

1、機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書課程名稱：機(jī)械制造技術(shù)題目名稱：變速器換擋叉加工工藝及夾具設(shè)計(jì)班 級(jí)：姓 名：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師：評(píng)定成績(jī)：指導(dǎo)老師簽名：2009年12月10日目錄第一章：零件分析 11.1 、零件的作用 11.2 零件的工藝分析11.3 、尺寸和粗糙度的要求21.4 、位置公差要求 第二章：毛坯的設(shè)計(jì)2.1 選擇毛坯2.2 確定機(jī)加工余量、毛坯尺寸和公差2.3 確定機(jī)械加工加工余量2.4 確定毛坯2.5 確定毛坯尺寸公差2.6 設(shè)計(jì)毛坯圖 第三章：選擇加工方法，擬定工藝路線3.1 、基面的選擇3.2 、粗基準(zhǔn)的選擇3.3 、精基準(zhǔn)的選擇3.4 、制定機(jī)械加工工藝路線第四章：加工設(shè)備及

2、道具、夾具、量具的選擇 第五章：確定切削用量 第六章：基本時(shí)間的確定 第七章：夾具設(shè)計(jì) 第八章：總結(jié)第一章：零件分析1.1 、零件的作用 題目所給定的零件是變速器換檔叉，如下圖所示。它位于傳動(dòng)軸的端部，主要 作用是換擋。使變速器獲得換檔的動(dòng)力。1.2 零件的工藝分析由零件圖可知， 該零件的材料為 35#鋼，鍛造成型， 由零件的尺寸公差選擇模鍛 加工成型，保證不加工表面達(dá)到要求的尺寸公差。該零件需要加工的表面可大致分為以下四類：(1) 15.81的孔。(2) 以15.81孔的軸心線為基準(zhǔn)的兩平面。(3) 以15mm槽為基準(zhǔn)的兩插口端面。(4) 以15.81孔的軸心線為基準(zhǔn)的兩叉口側(cè)面。(5) 1

3、5mm槽中心的兩個(gè)側(cè)面及槽外的兩端面。( 6)撥槽的最前端面(7)以15mm槽為基準(zhǔn)的M10*1-7H的螺紋孔。其中15.81的孔和15mm的槽以及叉口的上下端面和叉口的中間兩側(cè)面為主要 的配合面，加工的精度及粗糙度的要求較高，應(yīng)作為加工的重點(diǎn)1.3 ，尺寸和粗糙度的要求15.81的孔的上偏差為+0.043，下偏差為+0.016，配合公差為F8,屬于間隙 配合，孔的內(nèi)表面的粗糙度為3.2，要求較高，鑒于孔徑為15.81，可先采用14的 麻花鉆鉆孔，在用10的立銑刀進(jìn)行擴(kuò)孔，最后用無心砂輪進(jìn)行精加工。15.81的孔的上下兩平面距離孔中心線的尺寸分別為11mn和12.7mm上表面的粗糙度為 6.3

4、，下表面的粗糙度為 12.5，直接采用立銑刀銑削加工即可達(dá)到要求。以15.81的孔的軸心線為基準(zhǔn)的尺寸為9.65mm的兩側(cè)面的表面粗糙度為6.3， 可直接用端面立銑刀進(jìn)行加工保證尺寸要求。以15mn撥槽為基準(zhǔn)的叉口的上下端面的尺寸分別為33.5mm和39.4mm其表面粗糙度為 6.3，可直接用端面立銑刀進(jìn)行加工保證尺寸要求。以15.81的孔的軸心線為基準(zhǔn)的叉口兩側(cè)面尺寸為53mm表面粗糙度為6.3，可直接用端面立銑刀進(jìn)行加工保證尺寸要求。撥槽的最前端面，以15.81孔的下端面為基準(zhǔn)，其尺寸為 56,其表面粗糙度 為 12.5以15mn撥槽為基準(zhǔn)的M10*1-7H的螺紋孔，先采用8.5的麻花鉆鉆

5、孔，再采用 10 的絲錐攻絲完成。1.4 、位置公差要求由零件圖可知，該零件主要要求保證15.81的孔和叉口的上下端面之間 的垂直度要求，以15.81的孔作為加工叉口上下端面的定位基準(zhǔn)便可以保證其垂直 度的要求。第二章：毛坯的設(shè)計(jì)- 3 - / 26該零件的材料為 35#鋼，考慮到零件在工作時(shí)要求有較高的強(qiáng)度和抗扭性， 非加 工面的尺寸精度要求較高，以及批量為大批量生產(chǎn)，所以采用模鍛毛坯成型。2.2 確定機(jī)加工余量、毛坯尺寸和公差（1）確定最大輪廓尺寸根據(jù)零件圖計(jì)算零件的最大輪廓尺寸為：長(zhǎng) 147.4mm寬76mm高56mm（2）選擇鍛件公差等級(jí)查手冊(cè)模鍛成型，零件材料按中碳鋼，得鍛件公差等級(jí)

6、為812級(jí)取為10級(jí)。（3）求鑄件尺寸公差公差帶相對(duì)于基本尺寸對(duì)稱分布。（4）求機(jī)械加工余量等級(jí)查手冊(cè)得按模鍛成型的方法，鍛件材料為35#鋼的機(jī)械加工余量等級(jí)E-G級(jí)選擇 F級(jí)。2.3 確定機(jī)械加工加工余量 根據(jù)鍛件質(zhì)量、零件表面粗糙度、形狀復(fù)雜程度，取鑄件加工表面的單邊余量為4伽，孔的加工余量按相關(guān)表查找選取。2.4 確定毛坯上面查得的加工余量適用于機(jī)械加工表面粗糙度Ra三1.6.Ra< 1.6的表面，余量要適當(dāng)加大。分析本零件，加工表面Ra三1.6,因此這些表面的毛坯尺寸只需將零件的尺寸加 上所查的余量即可。 （由于有的表面只需粗加工，這時(shí)可取所查數(shù)據(jù)的小值）生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，可

7、采用模鍛毛坯。2.5 確定毛坯尺寸公差 毛坯尺寸公差根據(jù)鍛件質(zhì)量、材質(zhì)系數(shù)、形狀復(fù)雜系數(shù)查手冊(cè)得，本零件毛坯尺寸允許偏差為0.1-0.2mm，表面粗糙度 為Ra12.5-252.6 設(shè)計(jì)毛坯圖用查表法確定鍛件各表面的加工總余量:加工表面基本尺寸鍛件尺寸公差機(jī)械加工余量（單側(cè)）鍛件尺寸C 15.81上端面9.650.15213.65C 15.81下端面12.70.15214.7叉口上端面33.50.2231.5叉口下端面39.40.2241.4叉口兩側(cè)面530.2249撥槽取前端560.2258撥槽兩側(cè)面150.15113下圖為零件毛坯圖:第三章選擇加工方法，擬定工藝路線3.1、基面的選擇基面選

8、擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要設(shè)計(jì)之一，基面的選擇正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程會(huì)問題百出，更有 甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。3.2 、粗基準(zhǔn)的選擇 粗基準(zhǔn)的選擇影響影響各加工面的余量分配及不需加工表面與加工表面之間的位置精度。為了保證叉口上下平面與15.81孔的垂直度要求以及叉口上下面的加工余量分配均勻，所以選擇叉口的上端面作為第一道工序的定位基準(zhǔn)。3.3 、精基準(zhǔn)的選擇以第一道工序中的已加工面作為下到工序的定位平面，以15.81孔的中心軸線為定位基準(zhǔn)，確保設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)的重合，以減少加工誤差。3.4 、制定機(jī)械加工工藝路線工藝路線一：工

9、序一：(1) 粗銑叉口下端面加工經(jīng)濟(jì)精度IT12，粗糙度12.5 (組合夾具)(2) 精銑叉口下端面，加工經(jīng)濟(jì)精度IT10，粗糙度6.3 工序二：(1) 用14的麻花鉆加工孔，加工經(jīng)濟(jì)精度IT13，粗糙度12.5 (專用夾具)(2) 用10的立銑刀擴(kuò)孔到直徑為15.5mm加工精度為IT10,粗糙度為6.3工序三：(1) 粗銑叉口上端面，加工經(jīng)濟(jì)精度IT12，粗糙度12.5 (組合夾具)(2) 粗銑叉口中間的兩側(cè)面，加工經(jīng)濟(jì)精度IT12，粗糙度12.5(3) 粗銑撥槽下端面，加工經(jīng)濟(jì)精度IT12，粗糙度12.5(4) 精銑叉口上端面，加工經(jīng)濟(jì)精度IT10，粗糙度6.3(5) 精銑叉口中間的兩側(cè)面

10、，加工經(jīng)濟(jì)精度IT10，粗糙度6.3 工序四：(1) 粗銑撥槽的一個(gè)側(cè)面，加工經(jīng)濟(jì)精度IT12，粗糙度12.5 (專用夾具)(2) 精銑撥槽側(cè)面，加工精度 IT10 ，粗糙度 6.3 工序五：(1) 粗銑撥槽的另一個(gè)側(cè)面，加工經(jīng)濟(jì)精度 IT12，粗糙度12.5 (專用夾具)(2) 粗銑撥槽的中間兩個(gè)小側(cè)面，加工經(jīng)濟(jì)精度IT12，粗糙度12.5(3) 粗銑撥槽的最前端面，加工經(jīng)濟(jì)精度IT12，粗糙度12.5(4) 精銑撥槽側(cè)面，加工精度IT10，粗糙度6.3(5) 精銑撥槽的中間的兩個(gè)小側(cè)面，加工精度IT10，粗糙度6.3(6) 加工 0.8*45 °的倒角工序六：(1) ，用8.5的

11、麻花鉆鉆孔(2) ，用10的絲錐攻絲，加工 M10的螺紋孔。 工序七：(1) ，用無心磨床精加工15.81的孔，粗糙度3.2(2) ，加工 0.4*45°的倒角工序八：( 1 )，鉗工，去毛刺工序九：( 1 )，檢驗(yàn)工藝路線二：工序一：(1) 用14的麻花鉆加工孔，加工經(jīng)濟(jì)精度IT13，粗糙度12.5 (專用夾具)(2) 用10的立銑刀擴(kuò)孔到直徑為15.5mm加工精度為IT10,粗糙度為6.3 工序二：(1) 粗銑叉口下端面加工經(jīng)濟(jì)精度IT12，粗糙度12.5 (組合夾具)(2) 精銑叉口下端面，加工經(jīng)濟(jì)精度IT10，粗糙度6.3工序三：(1) 粗銑叉口上端面，加工經(jīng)濟(jì)精度IT12，

12、粗糙度12.5 (組合夾具)(2) 粗銑叉口中間的兩側(cè)面，加工經(jīng)濟(jì)精度 IT12，粗糙度12.5(3) 粗銑撥槽下端面，加工經(jīng)濟(jì)精度IT12，粗糙度12.5(4) 精銑叉口上端面，加工經(jīng)濟(jì)精度IT10，粗糙度6.3(5) 精銑叉口中間的兩側(cè)面，加工經(jīng)濟(jì)精度 IT10，粗糙度6.3(6) 加工 0.8*45 °的倒角工序四：(1) 粗銑撥槽的一個(gè)側(cè)面，加工經(jīng)濟(jì)精度IT12，粗糙度12.5 (專用夾具)(2) 精銑撥槽側(cè)面，加工精度IT10，粗糙度6.3工序五：(1) 粗銑撥槽的另一個(gè)側(cè)面，加工經(jīng)濟(jì)精度 IT12，粗糙度12.5 (專用夾具)(2) 粗銑撥槽的中間兩個(gè)小側(cè)面，加工經(jīng)濟(jì)精度

13、IT12，粗糙度12.5(3) 粗銑撥槽的最前端面，加工經(jīng)濟(jì)精度IT12，粗糙度12.5(4) 精銑撥槽側(cè)面，加工精度IT10，粗糙度6.3(5) 精銑撥槽的中間的兩個(gè)小側(cè)面，加工精度IT10，粗糙度6.3(6) 加工 0.8*45 °的倒角工序六：(1)，用8.5的麻花鉆鉆孔(2)，用10的絲錐攻絲，加工 M10的螺紋孔。工序七：(1) ，用無心磨床精加工15.81的孔，粗糙度3.2(2) ，加工 0.4*45 °的倒角工序八：- 8 - / 26工序九：(1)，檢驗(yàn)工藝路線三：工序一：(1)粗銑叉口下端面加工經(jīng)濟(jì)精度 IT12 ，粗糙度 12.5 (組合夾具)(2)精銑

14、叉口下端面，加工經(jīng)濟(jì)精度 IT10 ，粗糙度 6.3工序二：(1)用14的麻花鉆加工孔，加工經(jīng)濟(jì)精度IT13，粗糙度12.5 (專用夾具)6.3(2)用10的立銑刀擴(kuò)孔到直徑為15.5mm加工精度為IT10,粗糙度為工序三：(1) 粗銑叉口上端面，加工經(jīng)濟(jì)精度IT12，粗糙度12.5 (組合夾具)(2) 粗銑叉口中間的兩側(cè)面，加工經(jīng)濟(jì)精度IT12，粗糙度12.5(3) 粗銑撥槽的最前端面，加工經(jīng)濟(jì)精度IT12，粗糙度12.5(4) 精銑叉口上端面，加工經(jīng)濟(jì)精度IT10，粗糙度6.3(5) 精銑叉口中間的兩側(cè)面，加工經(jīng)濟(jì)精度IT10，粗糙度6.3(6) 加工 0.8*45 °的倒角工序

15、四：(1)粗銑撥槽下端面，加工經(jīng)濟(jì)精度IT12，粗糙度12.5工序五：(1) 粗銑撥槽的一個(gè)側(cè)面，加工經(jīng)濟(jì)精度IT12，粗糙度12.5 (專用夾具)(2) 粗銑叉口中間的兩側(cè)面，加工經(jīng)濟(jì)精度IT12，粗糙度12.5(3) 精銑撥槽側(cè)面，加工精度IT10，粗糙度6.3(4) 粗銑撥槽的另一個(gè)側(cè)面，加工經(jīng)濟(jì)精度IT12，粗糙度12.5 (專用夾具)(5) 精銑撥槽側(cè)面，加工精度IT10，粗糙度6.3(6) 加工 0.8*45 °的倒角工序六：(1)，用8.5的麻花鉆鉆孔(2),用10的絲錐攻絲，加工 M10的螺紋孔。 工序七：(1) ,用無心磨床精加工15.81的孔，粗糙度3.2(2)

16、，加工 0.4*45°的倒角工序八：( 1 )，鉗工，去毛刺工序九：( 1 )，檢驗(yàn)工藝路線四：工序一：(1) 用14的麻花鉆加工孔，加工經(jīng)濟(jì)精度IT13，粗糙度12.5 (專用夾具)(2) 用10的立銑刀擴(kuò)孔到直徑為15.5mm加工精度為IT10,粗糙度為6.3 工序二：(1) 粗銑叉口上端面加工經(jīng)濟(jì)精度IT12，粗糙度12.5 (組合夾具)(2) 粗銑叉口最上端面加工經(jīng)濟(jì)精度IT12，粗糙度12.5 工序三：(1) 粗銑叉口下端面加工經(jīng)濟(jì)精度IT12，粗糙度12.5 (組合夾具)(2) 粗銑叉口中間的兩側(cè)面，加工經(jīng)濟(jì)精度IT12，粗糙度12.5 工序四：( 1 )下叉口淬火處理，

17、硬度要求為 45HRC。工序五：(1)精銑叉口上端面，加工經(jīng)濟(jì)精度IT10，粗糙度6.3工序六：（1） 精銑叉口的下端面，加工經(jīng)濟(jì)精度 IT10 ，粗糙度 6.3（2） 精銑叉口中間的兩側(cè)面，加工經(jīng)濟(jì)精度 IT10 ，粗糙度 6.3（3）加工 0.8*45 °的倒角。工序七：（1）粗銑撥槽的一個(gè)側(cè)面，加工經(jīng)濟(jì)精度 IT12 ，粗糙度 12.5（2）粗銑撥槽的中間兩側(cè)面，加工經(jīng)濟(jì)精度IT12 ，粗糙度 12.5（3）精銑撥槽的一個(gè)側(cè)面，加工經(jīng)濟(jì)精度 IT10 ，粗糙度 6.3（4）精銑撥槽的中間兩側(cè)面，加工經(jīng)濟(jì)精度IT10 ，粗糙度 6.3（5）加工 0.8*45 °的倒角工

18、序八：（1） 粗銑撥槽的另一個(gè)側(cè)面，加工經(jīng)濟(jì)精度IT12，粗糙度12.5 （專用夾具）（2）精銑撥槽側(cè)面，加工精度IT10，粗糙度6.3（3）加工 0.8*45 °的倒角工序九：（1）粗銑撥槽下端面，加工經(jīng)濟(jì)精度IT12，粗糙度12.5，用8.5的麻花鉆鉆孔（3），用10的絲錐攻絲，加工 M10的螺紋孔。工序十：（1），用無心磨床精加工15.81的孔，粗糙度3.2（2），加工 0.4*45 °的倒角工序十一：（ 1 ），鉗工，去毛刺工序十二：- 11 - / 263.5工藝路線比較上述四個(gè)工藝路線，路線一和路線三先加工撥叉的底平面，后加工孔，遵循先 面后孔的原則，路線二和路

19、線四是鑒于孔的加工要求較高，與底面的垂直度要求也 較高，并且是很多尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，為遵循基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則，同時(shí)也更能保證叉口 上下兩平面與孔的垂直度要求，所以路線二和路線四要優(yōu)于路線一和路線三。而由 于叉口的下端面是一上端面為基準(zhǔn)的，為遵循互為基準(zhǔn)的原則，保證底面的加工尺 寸精度，應(yīng)先加工上叉口，后加工下叉口，所以路線四優(yōu)于路線二，固選擇路線四 為最終的工藝路線。擬定工藝過程工序號(hào)工序內(nèi)容簡(jiǎn)要說明00模鍛成型05正火處理10加工15.81的孔15粗加工叉口上端面和撥槽的最上端面20粗加工叉口下端面及中間側(cè)面25兩叉口淬火處理30精加工叉口上端面35精加工叉口下端面及中間側(cè)面40加工撥槽的側(cè)面及中

20、加面45加工撥槽的另一個(gè)側(cè)面50加工撥槽下端面及M10的螺紋孔55精加工15.8160鉗工65檢驗(yàn)第四章 加工設(shè)備及道具、夾具、量具的選擇由于生產(chǎn)類型為大批量，故加工設(shè)備以通用機(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)床，其 生產(chǎn)方式以通用機(jī)床專用夾具為主，輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線，工件在各機(jī) 上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完成。4.1 根據(jù)不同的工序選擇不同的機(jī)床10工序是加工15.81的孔，先用14的麻花鉆鉆孔，再用選用15的擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔，可選用立式搖臂鉆床完成。15 工序是粗銑叉口上端面，可選用立式銑床完成。20工序是粗銑叉口下端面及中間兩側(cè)面，可以選用立式銑床完成。30工序是精加工叉口上端面，選用立式銑床完成