變速器換擋叉的工藝過(guò)程及夾具設(shè)計(jì)

50/53變速器換擋叉的工藝過(guò)程及夾具設(shè)計(jì)目錄第1章緒論 11.1變速器換擋叉概述 11.2設(shè)計(jì)任務(wù)及意義 11.2.1設(shè)計(jì)任務(wù) 11.2.2設(shè)計(jì)意義 1第2章零件的分析 32.1零件的作用 32.2零件的工藝分析 3第3章工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 63.1確定毛坯的制造形式 63.1.1零件的材料 63.1.2確定毛坯的類型、制造方法及尺寸公差 63.1.3確定毛坯的技術(shù)要求 63.1.4繪制毛坯圖 63.2鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)與鍛件材質(zhì)系數(shù)的確定 73.3鍛件分模線形狀與零件表面粗糙度 83.4基面的選擇 83.5制定工藝路線 93.6機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸確定 113.7確定切削余量及差不多工時(shí) 12第4章夾具設(shè)計(jì) 284.1問(wèn)題的提出 284.2夾具設(shè)計(jì) 294.3夾具設(shè)計(jì)及操作講明 30第5章總結(jié)與展望 31致謝 32參考文獻(xiàn) 33附表 34第1章緒論1.1變速器換擋叉概述換擋叉用于多種機(jī)械裝置中，各種機(jī)床的變速要用到換擋叉，汽車在行駛中的變速也離不開換擋叉。它位于變速機(jī)構(gòu)中，要緊起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照操作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。隨著機(jī)械制造技術(shù)日新月異的進(jìn)展，制造商不斷推出各種各樣的先進(jìn)的變速器換擋叉制造技術(shù)。換擋叉裂解技術(shù)確實(shí)是20世紀(jì)90年代出現(xiàn)的一種先進(jìn)的變速器換擋叉加工新技術(shù)，和傳統(tǒng)加工技術(shù)相比，該技術(shù)具有大幅度提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本等突出優(yōu)點(diǎn)而備受業(yè)界關(guān)注。我們國(guó)家正在不斷縮小同先進(jìn)汽車生產(chǎn)國(guó)家在變速器換擋叉上的差距，使我國(guó)變速器換擋叉生產(chǎn)水平與世界先進(jìn)換擋叉生產(chǎn)水平的差距越來(lái)越小，不斷增強(qiáng)我國(guó)機(jī)械行業(yè)整體的生產(chǎn)水平。1.2設(shè)計(jì)任務(wù)及意義1.2.1設(shè)計(jì)任務(wù)本課題依照調(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第五道工序的夾具進(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過(guò)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繪制零部件圖和裝配圖，保證了加工質(zhì)量的高效、省力、經(jīng)濟(jì)合理。本論文就以下幾方面內(nèi)容展開詳細(xì)的論述：1、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)。2、繪制被加工零件毛坯圖、夾具零件圖、夾具裝配圖。3、按規(guī)定格式編制工序卡片及設(shè)計(jì)計(jì)算講明書。1.2.2設(shè)計(jì)意義隨著科技日新月異的不斷進(jìn)展，人們對(duì)換擋操作機(jī)構(gòu)的要求也日漸苛刻，不僅要性能好、油耗小，對(duì)換擋操作機(jī)構(gòu)的舒適度的要求也日漸提高，特不是對(duì)操作的舒適性能更是格外的挑剔。與此同時(shí)，中國(guó)變速器換擋叉市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也日趨激烈，世界各種品牌的換擋叉生產(chǎn)商云集中國(guó)。為了滿足客戶的需求，為了提高換檔操作機(jī)構(gòu)的舒適度，為了縮短開發(fā)周期盡早將產(chǎn)品投放市場(chǎng)，為了產(chǎn)品在投放市場(chǎng)后能夠安全、穩(wěn)定和可靠的運(yùn)行，我們就必須重視換檔操縱機(jī)構(gòu)的每一個(gè)環(huán)節(jié)的開發(fā)，就必須掌握和應(yīng)用目前最先進(jìn)的方法。只有如此才能節(jié)約開發(fā)時(shí)刻和成本，才能提高產(chǎn)品的性價(jià)比和競(jìng)爭(zhēng)力。因此本論文對(duì)變速器換擋叉的研究不僅有利于提高我們分析問(wèn)題的理論水平，同時(shí)能有利于提高解決問(wèn)題的實(shí)踐能力，對(duì)產(chǎn)品的實(shí)際開發(fā)也有十分重要的戰(zhàn)略意義。第2章零件的分析2.1零件的作用題目所給定的零件是變速器換擋叉（如下圖2-1所示），它位于傳動(dòng)軸的端部。要緊作用是傳遞扭矩，使變速器獲得換擋的動(dòng)力。該零件是以?15.8F8孔套在軸上，并用M10×1-7H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(jī)構(gòu)通過(guò)換擋叉頭部的操縱槽帶動(dòng)換擋叉與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)，從而實(shí)現(xiàn)變速器變速。換擋叉的要緊工作面為操縱槽換擋叉腳兩端面，要緊配合面為?15.8F8孔，M10×1-7H螺紋孔和換擋叉腳側(cè)面。該零件屬于專門形狀零件，但復(fù)雜程度一般。由于換擋叉在工作時(shí)表面要承受一定的壓力，因此，要求有一定的強(qiáng)度和韌度。圖2-1變速器換擋叉零件圖2.2零件的工藝分析（1）該變速器換擋叉需要加工的表面可大致分為四類：①?15.8F8孔；②以?15.8F8為基準(zhǔn)的頂端16×56兩側(cè)面和叉口的前后兩側(cè)面；③以?15.8F8為基準(zhǔn)的其它幾個(gè)平面以及槽；④M10×1-7H螺紋。這幾組加工面之間有著一定的位置要求，要緊是：?15.8F8mm孔的中心線與叉口的前后兩側(cè)面的垂直度公差為0.15mm。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形位公差叉腳兩端面叉口兩內(nèi)側(cè)面15.8內(nèi)孔M10螺紋孔叉頭凸臺(tái)兩端面叉頭平臺(tái)外表面叉頭平臺(tái)凸面叉頭下表面11IT12IT12IT8IT7IT12IT13IT13IT136.36.33.26.36.312.512.5該變速器換擋叉結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，屬于典型的叉桿類零件。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，采納局部淬火，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，該零件的各項(xiàng)技術(shù)要求制訂的較合理，符合在其變速箱中的功用。（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，使用淬火處理來(lái)保證局部的接觸硬度。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、鉆床的粗加工就能夠達(dá)到加工要求；而要緊工作表面盡管加工精度相對(duì)較高，但也能夠在正常的生產(chǎn)條件下，采納較經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量地加工出來(lái)?？梢娫摿慵に囆院?。第3章工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.1確定毛坯的制造形式3.1.1零件的材料零件的材料為35鋼，是中碳鋼。其鑄造工藝性介于低碳鋼和高碳鋼之間，可進(jìn)行熱處理，以獲得所需要的機(jī)械性能。3.1.2確定毛坯的類型、制造方法及尺寸公差①因零件的材料為35鋼，考慮到零件在加工過(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,可采納模鍛鍛造成型。②變速器換擋叉屬專門形狀零件，且加工過(guò)程中利用不加工表面進(jìn)行定位的工序較多，又是成批生產(chǎn)，故零件的毛坯選用鍛模。鍛件公差等級(jí)為一般級(jí)，加工余量查表可得，換擋叉腳內(nèi)側(cè)面留單邊余量為2mm,?15.8F8孔不鍛出，孔左右兩端面的加工余量為2mm.換擋叉頭兩端面的單邊余量為4.25mm，換擋叉腳內(nèi)平端面為1.9mm,外凸端面為2.2mm,操縱槽不鍛出，單邊余量為7.1mm。3.1.3確定毛坯的技術(shù)要求如圖3-1所示：①未注明鍛造圓角為R15，拔模斜度為7°②鍛件淬火硬度為180HBS③材料：35鋼3.1.4繪制毛坯圖依照任務(wù)書變速器換擋叉零件圖，在各加工表面上加上機(jī)械加工余量，繪制毛坯圖（如圖3-1所示），并標(biāo)注尺寸和技術(shù)要求。圖3-1變速器換擋叉毛坯圖3.2鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)與鍛件材質(zhì)系數(shù)的確定鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)鍛件重量:已知機(jī)械加工后換擋叉的重量為3kg，由此可初步可能機(jī)械加工前鍛件毛坯的重量為3.5kg。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件的長(zhǎng)度、寬度和高度，即l=136mm，b=76mm，h=72mm，ρ=kg/由文獻(xiàn)[2]公式2-3可計(jì)算零件的形狀復(fù)雜系數(shù)S===0.6(3.3.1)故屬于S2級(jí)。（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?jǐn)?shù)少于0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬M(fèi)1級(jí)。3.3鍛件分模線形狀與零件表面粗糙度依照該換擋叉的形位特點(diǎn)，以對(duì)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。3.4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擇的正確和合理，能夠使加工質(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)造成大批零件報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。(1)粗基準(zhǔn)的選擇在選擇粗基面時(shí)，考慮的重點(diǎn)是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位置符合圖樣要求。粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以下幾點(diǎn)為原則：①.應(yīng)選能加工出精基準(zhǔn)的毛坯表面作粗基準(zhǔn)。②.當(dāng)必須保證加工表面與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)。③.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)。④.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。在銑床上加工變速器換擋叉時(shí)，以?15.8mm內(nèi)孔作為粗基準(zhǔn)。滿足粗基準(zhǔn)的選擇原則。(2)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動(dòng)身，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)，能夠幸免因基準(zhǔn)不重合引起的定位誤差，這一原則稱為“基準(zhǔn)重合”原則。②盡可能使工件各要緊表面的加工，采納統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)，這是“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。③當(dāng)零件要緊表面的相互位置精度要求專門高時(shí)，應(yīng)采納互為基準(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。該零件加工時(shí)，采納?15.8mm內(nèi)孔作為精基準(zhǔn)來(lái)加工換檔叉叉口前后兩側(cè)面。3.5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，其要緊任務(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。制定工藝路線與定位基準(zhǔn)的選擇緊密相關(guān)。制定工藝路線的動(dòng)身點(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，因此安排了粗銑和精銑?？紤]到?15.8mm孔的精度要求較高，安排為鉆并擴(kuò)鉸加工。精銑時(shí)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Ⅰ鉆并擴(kuò)鉸?15.8mm孔。工序Ⅱ粗銑叉口19×5.9兩內(nèi)側(cè)面。工序Ⅲ粗銑16×56兩側(cè)面。工序Ⅳ粗銑叉口前后兩側(cè)面及R105mm的叉部端面。工序Ⅴ粗銑14.2槽及16.5×42.9面及16.5×14.5面及11×9.65面。工序Ⅵ精銑叉口19×5.9兩內(nèi)側(cè)面。工序Ⅶ精銑16×56兩側(cè)面。工序Ⅷ精銑叉口前后兩側(cè)面及R105mm的叉部端面。工序Ⅸ精銑16.5×42.9面。工序Ⅹ鉆螺紋底孔M10mm及攻M10×1-7H螺紋。工序Ⅺ倒角并檢查。(2)工藝路線方案二為：工序Ⅰ粗銑叉口19×5.9兩內(nèi)側(cè)面。工序Ⅱ鉆并擴(kuò)鉸?15.8mm孔。工序Ⅲ粗銑16×56兩側(cè)面。工序Ⅳ粗銑叉口前后兩側(cè)面及R105mm的叉部端面。工序Ⅴ粗銑14.2槽及16.5×42.9面及16.5×4.5面及11×9.65面。工序Ⅵ精銑叉口19×5.9兩內(nèi)側(cè)面。工序Ⅶ精銑16×56兩側(cè)面。工序Ⅷ精銑叉口前后兩側(cè)面及R105mm的叉部端面。工序Ⅸ精銑16.5×42.9面。工序Ⅹ鉆螺紋底孔M10mm及攻M10×1-7H螺紋。工序Ⅺ倒角并檢查。(3)工藝方案的比較與分析：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)約裝卸時(shí)刻，將一些粗、精加工放在同一個(gè)工序中。兩相比較能夠看出，先加工孔再加工其它表面能夠更好地保證各個(gè)面的位置及方向誤差，而且需要把粗、精加工分開才能保證零件的表面質(zhì)量要求。因此最終決定選用方案一進(jìn)行加工。3.6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，采納在鍛錘上合模模鍛毛坯。依照上述原始資料及加工工藝，分不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：（1）?15.8F8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：?15㎜擴(kuò)鉆：?15.5mm 2Z=0.5mm粗鉸：?15.7mm 2Z=0.1mm精鉸：? 2Z=0.1mm（2）叉口兩內(nèi)側(cè)面及R105mm的叉部端面。由于兩內(nèi)側(cè)面關(guān)于R28.5中心線有平行度等位置要求，因此能夠?qū)⑵渥鲀?nèi)孔來(lái)確定加工余量，即?的孔。毛坯為實(shí)心，差不多有孔，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)化模鍛毛坯的外形，先直接取叉口尺寸為46.5mm。表面粗糙度要求，因而需要精銑，現(xiàn)在粗銑時(shí)單邊余量z=2.0mm，精銑時(shí)單邊余量z=0.25mm。關(guān)于R105mm的叉部端面，選取粗銑時(shí)z=2.0mm，精銑時(shí)z=0.2mm。（3）16×56兩側(cè)面由因此在臥式銑床上兩把刀同時(shí)銑，因此能夠把兩側(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11mm。表面粗糙度為，需要精銑，現(xiàn)在粗銑單邊余量為z=2.0-0.2=1.8mm，精銑時(shí)單邊余量z=0.2mm。（4）叉口前后兩側(cè)面該端面的表面粗糙度要求，因此先粗銑再精銑。查文獻(xiàn)[4]中的表4-1查得鍛件尺寸公等級(jí)CT分為7-9級(jí)，選用8級(jí)。現(xiàn)在粗銑單邊余量z=2.0mm，精銑時(shí)單邊余量z=0.2mm。（5）14.2槽、16.5×42.9面、16.5×14.5面及11×9.65面同理，因?yàn)樗鼈兊拇植诙纫缶鶠椋虼酥恍柽M(jìn)行粗銑?，F(xiàn)在粗銑單邊余量Z=2mm。3.7確定切削余量及差不多工時(shí)工序Ⅰ：鉆、擴(kuò)及鉸鉆?15.8F8孔，本工序采納計(jì)算法確定切削用量。加工條件工件材料：35鋼正火，GPa、模鍛。加工要求：鉆、擴(kuò)及鉸鉆?15.8F8孔，。刀具：查閱文獻(xiàn)[5]，依照表2-125，選擇麻花鉆?15mm、擴(kuò)孔鉆?15.5mm、鉸刀。計(jì)算切削用量（1）鉆?15mm孔1）進(jìn)給量f:依照文獻(xiàn)[7]表2.7，當(dāng)鋼的MPa，d=?15mm時(shí)，f=0.29～0.37mm/r，由于本零件在加工?15.8mm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）×0.75=0.22～0.28mm/r依照機(jī)床講明書，現(xiàn)取f=0.20mm/r。2）切削速度：依照文獻(xiàn)[7]表2.13及表2.14，查得切削速度v=18m/min。3）主軸轉(zhuǎn)速： (3.8.1)依照機(jī)床講明書（見文獻(xiàn)[1]表4.2-2），與382r/min相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為380r/min，故實(shí)際切削速度為： (3.8.2)4）切削工時(shí)：按文獻(xiàn)[1]表6.2-5 (3.8.3)（2）擴(kuò)?15.5mm孔1）進(jìn)給量f:依照文獻(xiàn)[7]表2.10，當(dāng)鋼的MPa,d=?15.8mm時(shí)，f=0.6～0.9mm/r，由于本零件在加工?15.8mm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=(0.6～0.9)×0.75=0.45～0.675mm/r按機(jī)床講明書，取f=0.50mm/r。2）切削速度:擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔的切削速度,依照文獻(xiàn)[1]表28-2確定為v=0.4其中為用鉆頭鉆同樣尺寸的實(shí)心孔時(shí)的切削速度。故v=0.4×18.85=7.54m/min3）主軸轉(zhuǎn)速: (3.8.4)依照機(jī)床講明書（見文獻(xiàn)[1]表4.2-2）,選取4）機(jī)動(dòng)工時(shí)： (3.8.5)（3）粗鉸?15.7mm孔1）進(jìn)給量f：依照文獻(xiàn)[1]表2.10，鉸孔時(shí)的進(jìn)給量和切削速度分不為鉆孔時(shí)的～，因此 (3.8.6)2)切削速度：查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-2，選取因此實(shí)際切削速度為： (3.8.7)3)切削工時(shí): (3.8.8)（4）精鉸?15.8mm孔因?yàn)榫q與粗鉸共用一把刀，利用其機(jī)床對(duì)工件作粗、精鉸孔，因此切削用量及工時(shí)均與粗鉸相同。(3.8.9) (3.8.10)工序Ⅱ：粗銑叉口19×5.9兩內(nèi)側(cè)面，保證尺寸mm進(jìn)給量：由文獻(xiàn)[1]表3.1-29查得采納硬質(zhì)合金立銑刀,齒數(shù)z=5，d=40。由文獻(xiàn)[6]表5-5得硬質(zhì)合金立銑刀每齒進(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： (3.8.11)查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-39，取，故實(shí)際切削速度為： (3.8.12)切削工時(shí):當(dāng)時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量:查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-40，取故有： (3.8.13)工序Ⅲ粗銑16×56兩側(cè)面；保證尺寸；進(jìn)給量：依照文獻(xiàn)[7]表3.3得:切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定v=0.35m/s，即21m/min。主軸轉(zhuǎn)速：采納高速鋼鑲齒三面刃銑刀，，齒數(shù)z=18，β=15°。則 (3.8.14)查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-39，取，故實(shí)際切削速度為： (3.8.15)當(dāng)時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-30，有與該值接近，故選用230mm/min。切削工時(shí)： (3.8.16)工序Ⅳ粗銑叉口前后兩側(cè)面及R105mm的叉部端面，保證尺寸（1）粗銑叉口前后兩側(cè)面進(jìn)給量：依照文獻(xiàn)[7]表3.3得。切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定v=0.45m/s，即27m/min。采納高速鋼鑲齒三面刃銑刀，，齒數(shù)z=20，β=15°。則 (3.8.17)查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-39，取，故實(shí)際切削速度為： (3.8.18)當(dāng)時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-40，剛好有，故可直接選用該值。切削工時(shí)：則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 (3.8.19)（2）粗銑R105mm的叉部端面進(jìn)給量：依照文獻(xiàn)[7]表3.3得切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定v=0.45m/s，即27m/min。采納高速鋼鑲齒三面刃銑刀,齒數(shù)Z=20.則 (3.8.20)查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-39，取故實(shí)際切削速度為： (3.8.21)取時(shí),工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-40，剛好有，故可直接選用該值。切削工時(shí)： (3.8.22)工序Ⅴ粗銑14.2槽及16.5×42.9面及16.5×14.5面及11×9.65面(1)粗銑14.2槽進(jìn)給量：依照機(jī)床講明書取切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定v=0.45m/s即27m/min,采納粗齒錐柄立銑刀，莫氏錐度號(hào)數(shù)2,齒數(shù)Z=3則 (3.8.23)查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-39，取。故實(shí)際切削速度為： (3.8.24)當(dāng)時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量為查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-30，選用切削工時(shí)：參考文獻(xiàn)[9]表9.4-31 (3.8.25)（2）銑16.5×42.9面進(jìn)給量：依照文獻(xiàn)[7]表3.3得切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定v=0.35m/s，即21m/min。采納高速鋼鑲齒三面刃銑刀，，齒數(shù)z=18。則 (3.8.26)查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-39，取。故實(shí)際切削速度為： (3.8.27)當(dāng)時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-40，有與該值接近，故選用230mm/min。切削工時(shí)： (3.8.28)（3）粗銑16.5×14.5面進(jìn)給量：依照文獻(xiàn)[7]表3.3得切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定v=0.25m/s，即15m/min。采納高速鋼鑲齒三面刃銑刀，，齒數(shù)z=18。則 (3.8.29)查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-39,取。故實(shí)際切削速度為： (3.8.30)當(dāng)時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-40，有與該值接近，故選用180mm/min。切削工時(shí)： (3.8.31)（4）粗銑銑11×9.65面進(jìn)給量：依照《切削手冊(cè)》表3.3得切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定v=0.35m/s，即21m/min。采納高速鋼鑲齒三面刃銑刀，，齒數(shù)z=18。則 (3.8.32)依照機(jī)床講明書，取，故實(shí)際切削速度為： (3.8.33)當(dāng)時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為查機(jī)床講明書，有與該值接近，故選用230mm/min。切削工時(shí)： (3.8.34)工序Ⅵ精銑叉口兩內(nèi)側(cè)面進(jìn)給量：依照文獻(xiàn)[7]表3.3得:切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定v=0.25m/s，即15m/min。采納高速鋼鑲齒三面刃銑刀，，齒數(shù)z=18。則 (3.8.35)查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-39，取故實(shí)際切削速度為： (3.8.36)當(dāng)時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-40，有與該值接近，故選用190mm/min。切削工時(shí)： (3.8.37)工序Ⅶ精銑16×56兩側(cè)面進(jìn)給量：依照文獻(xiàn)[7]表3.3得切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定v=0.25m/s，即15m/min。采納高速鋼立銑刀，，齒數(shù)z=18。則 (3.8.38)查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-39，取故實(shí)際切削速度為： (3.8.39)當(dāng)時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-40，有與該值接近，故選用190mm/min。切削工時(shí)： (3.8.40)工序Ⅷ精銑叉口前后兩側(cè)面及R105mm的叉部端面,保證尺寸(1)精銑叉口前后兩側(cè)面 進(jìn)給量:依照文獻(xiàn)[7]表3.3得切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定v=0.35m/s，即21m/min。采納高速鋼鑲齒三面刃銑刀，，齒數(shù)z=20，β=8°。則 (3.8.41)查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-39，取故實(shí)際切削速度為： (3.8.42)當(dāng)時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-40，有與該值接近，故選用45mm/min。切削工時(shí)則機(jī)動(dòng)工時(shí) (3.8.43)(2)精銑R105mm的叉部端面進(jìn)給量：依照文獻(xiàn)[7]表3.3得切削速度:參考有關(guān)手冊(cè),確定v=0.45m/s即27m/min采納高速鋼鑲齒三面刃銑刀,齒數(shù)Z=20.則 (3.8.44)查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-39取。故實(shí)際切削速度為： (3.8.45)當(dāng)時(shí),工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-40,有,故直接選用該值切削工時(shí)： (3.8.46)工序Ⅸ精銑16.5×42.9面進(jìn)給量：依照文獻(xiàn)[7]表3.3得切削速度：參考有關(guān)手冊(cè)，確定v=0.25m/s，即15m/min。采納高速鋼鑲齒三面刃銑刀，，齒數(shù)z=18，β=8°。則 (3.8.47)查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-39，取。故實(shí)際切削速度為： (3.8.48)當(dāng)時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-40，有與該值接近，故選用190mm/min。切削工時(shí)： (3.8.49)工序X鉆螺紋底孔M10mm及攻M10×1-7H螺紋孔（1）鉆螺紋底孔M10mm進(jìn)給量：依照文獻(xiàn)[7]表2-7得f=0.1mm/r切削速度：依照文獻(xiàn)[7]表2-13，2-14查得切削速度v=20m/min因此: (3.8.50)依照機(jī)床講明書,取故實(shí)際切削速度為： (3.8.51)切削工時(shí)： (3.8.52)（2）攻螺紋M10×1-7H螺紋進(jìn)給量：依照文獻(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/min (3.8.53)按機(jī)床講明書選取故實(shí)際切削速度為： (3.8.54)機(jī)動(dòng)工時(shí)： (3.8.55)其中切入，切出，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0.8×45°，孔口處的倒角為0.4×45°。采納90°锪鉆在轉(zhuǎn)塔六角車床上依次加工這三處倒角。能夠選取主軸轉(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，見附表。第4章夾具設(shè)計(jì)夾具作為輔助裝置，其設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞對(duì)零件的加工質(zhì)量、效率、成本以及工人的勞動(dòng)強(qiáng)度均有直接的阻礙，因此在進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)時(shí)，必須使加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、勞動(dòng)條件和經(jīng)濟(jì)性等幾方面達(dá)到統(tǒng)一，其中保證加工質(zhì)量是最差不多的要求，然而依照實(shí)際情況有時(shí)會(huì)有所側(cè)重，如對(duì)位置精度要求專門高的加工，往往著眼于保證加工精度，關(guān)于位置精度要求不高的而加工批量較大的情況，則著眼于提高夾具的工作效率?？傊诳紤]上述四方面要求時(shí)，應(yīng)在滿足加工要求的前提下，依照具體情況處理好生產(chǎn)率與勞動(dòng)條件、生產(chǎn)率與經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系。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)專用夾具。依照設(shè)計(jì)任務(wù)書，設(shè)計(jì)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φ40mm高速鋼鑲齒三面刃銑刀,同時(shí)對(duì)2個(gè)面進(jìn)行加工。圖4-1夾具體圖4.1問(wèn)題的提出本夾具要緊用來(lái)粗銑變速器換檔叉16.5×42.9兩側(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)，要緊應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，而精度不是要緊問(wèn)題。4.2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)到定位夾緊要求，據(jù)《夾具手冊(cè)》知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采納同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工，因此應(yīng)該選擇?15.8孔作為要緊定位基準(zhǔn)面，同時(shí)以叉口兩內(nèi)側(cè)面作為輔助定位基準(zhǔn)。(2)定位分析工件在心軸、擋板、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)和轉(zhuǎn)動(dòng)自由度以及Y軸的移動(dòng)自由度；擋板和螺栓限制了工件在X軸上的移動(dòng)自由度和轉(zhuǎn)動(dòng)自由度；支承釘限制了工件在Y軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，又由因此兩個(gè)平面同時(shí)加工，因此實(shí)現(xiàn)了完全定位。(3)切削力及夾緊力計(jì)算刀具：高速鋼鑲齒三面刃銑刀，?40mm,z=18依照文獻(xiàn)[7]表3.28得 (4.2.1)其中，因此當(dāng)用兩把刀銑削時(shí)， (4.2.2)水平分力： (4.2.3)垂直分力： (4.2.4)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=K1K2K3K4。其中，K1為差不多安全系數(shù)1.5；K2為加工性質(zhì)系數(shù)1.1；K3為刀具鈍化系數(shù)1.1；K4為斷續(xù)切削系數(shù)1.1。因此 (4.2.5)(4)定位誤差分析夾具的要緊定位元件是心軸，因此定位誤差要緊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?，所選擇的配合軸的尺寸為?。因此定位誤差為=0.043?0=0.043mm，而孔的公差為IT8=0.572，因此<IT8，即最大側(cè)隙能滿足零件的精度要求。4.3夾具設(shè)計(jì)及操作講明如前所述,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)夾緊而不采納機(jī)動(dòng)夾緊。夾具以?15.8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專門好的對(duì)刀。第5章總結(jié)與展望提高車輛的換擋安全性和舒適性，縮短變速器換擋叉產(chǎn)品的開發(fā)周期，節(jié)約制造成本，是關(guān)系當(dāng)今汽車生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)展的關(guān)鍵因素之一。本文要緊從換擋叉的性能要求動(dòng)身，不僅詳細(xì)闡述了變速器換擋叉工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，其中一道工序的夾具設(shè)計(jì)也是本文的重點(diǎn)內(nèi)容之一。在設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行了簡(jiǎn)單對(duì)比和優(yōu)化，節(jié)約了開發(fā)時(shí)刻和開發(fā)成本。全文的具體研究工作和結(jié)論如下：1、依照變速器換擋叉的性能要求進(jìn)行變速器換擋叉的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，從產(chǎn)品開發(fā)的源頭——設(shè)計(jì)時(shí)期，操縱產(chǎn)品的質(zhì)量，為產(chǎn)品的安全性、可靠性奠定基礎(chǔ)。2、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，本文進(jìn)行了加工變速器換檔叉粗銑16.5×42.9面的銑床夾具的設(shè)計(jì)。限于篇幅和時(shí)刻緣故，本文沒(méi)有對(duì)變速器換擋叉進(jìn)行PRO/E實(shí)體設(shè)計(jì)，也沒(méi)有涉及變速器的無(wú)極變速（CVT）、雙離合器變速器（DCT）、自動(dòng)變速器（AT）等前沿性課題。本次設(shè)計(jì)僅限于變速器換擋叉工藝規(guī)程的簡(jiǎn)單優(yōu)化和其中一道工序的夾具設(shè)計(jì)。希望在以后的學(xué)習(xí)中能不斷提高和完善PRO/E實(shí)體設(shè)計(jì)能力，緊跟新技術(shù)的進(jìn)展，把握變速器換擋叉生產(chǎn)技術(shù)的最新進(jìn)展動(dòng)態(tài)，用新技術(shù)完善變速器換擋叉產(chǎn)品。致謝本課題從選題、開題、設(shè)計(jì)資料的收集，到論文的撰寫、修改，無(wú)不飽含著導(dǎo)師老師的智慧和心血。這期間，老師在學(xué)術(shù)上給了我熱情的指導(dǎo)和關(guān)懷，其廣博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)深深地感染了我，使我終身受益。在此畢業(yè)設(shè)計(jì)完成之際，謹(jǐn)向劉老師致以崇高的敬意和衷心的感謝！除此之外，我還要感謝四年來(lái)孜孜不倦栽培我的各位領(lǐng)導(dǎo)和我的各科老師！在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，要特不感謝同學(xué)和朋友們給予我的無(wú)私關(guān)心。同時(shí)我在設(shè)計(jì)過(guò)程中還參閱了大量的文獻(xiàn)資料，在此也一并向這些文獻(xiàn)的原作者表示感謝！由于這是我第一次做畢業(yè)設(shè)計(jì)，時(shí)刻也比較倉(cāng)促，對(duì)一些知識(shí)也只是一知半解，里面難免有專門多錯(cuò)誤和不足，望指導(dǎo)老師和評(píng)閱老師給予批判指正！感謝！參考文獻(xiàn)[1]李益民.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1994.[2]鄒青.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2004.[3]張世昌，李旦，高航.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M].高等教育出版社，2007.[4]孫本緒，熊萬(wàn)武.機(jī)械加工余量手冊(cè)[M].國(guó)防工業(yè)出版社，1999.[5]陳心昭，蔡蘭.機(jī)械加工工藝裝備設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1998.[6]田春霞.數(shù)控加工工藝[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2006.[7]艾興，肖詩(shī)綱.切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2005.[8]盧秉恒.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007[9]楊叔子.機(jī)械加工工藝師手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.[10]陳心德.生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)治理[M].清華大學(xué)出版社,2005.[11]吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)有用手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999.[12]李天遠(yuǎn).簡(jiǎn)明機(jī)械工程師手冊(cè)[M].上冊(cè).云南科技出版社，1988.[13]劉守勇.機(jī)械制造工業(yè)與機(jī)床夾具[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.[14]牛文志.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)[J].金屬加工，2010,（14).[15]宋春霞.淺談機(jī)械的設(shè)計(jì)與制造[J].中國(guó)電子商務(wù)，2010，（12）.附表機(jī)械加工工序卡片工序名稱鉸的孔工序號(hào)10零件名稱變速器換擋叉零件號(hào)1零件重量同時(shí)加工零件數(shù)1材料毛坯牌號(hào)硬度型號(hào)重量35HBS180鑄造3.5kg設(shè)備夾具名稱專用工具名稱型號(hào)轉(zhuǎn)塔鉆床C325專用夾具安裝工步安裝及工步講明刀具量具走刀長(zhǎng)度走刀次數(shù)切削深度(mm)進(jìn)給量(mm/r)主軸轉(zhuǎn)速(r/min)切削速度(m/min)基本工時(shí)(min)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554950501111430.250.10.050.20.50.070.0738019819819818.857.549.769.760.920.53.613.61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(hào)20零件名稱變速器換擋叉零件號(hào)零件重量同時(shí)加工零件數(shù)1材料毛坯牌號(hào)硬度型號(hào)重量35HBS180鑄造設(shè)備夾具名稱專用工具名稱型號(hào)臥式銑床X60專用夾具安裝工步安裝及工步講明刀具量具走刀長(zhǎng)度走刀次數(shù)切削深度(mm)進(jìn)給量(mm/r)主軸轉(zhuǎn)速(r/min)切削速度(m/min)基本工時(shí)(min)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19120.1549061.540.16機(jī)械加工工序卡片工序名稱粗銑16x56兩側(cè)面工序號(hào)30零件名稱變速器換擋叉零件號(hào)零件重量同時(shí)加工零件數(shù)1材料毛坯牌號(hào)硬度型號(hào)重量35HBS180鑄造設(shè)備夾具名稱專用工具名稱型號(hào)臥式銑床X60專用夾具安裝工步安裝及工步講明刀具量具走刀長(zhǎng)度走刀次數(shù)切削深度(mm)進(jìn)給量(mm/r)主軸轉(zhuǎn)速(r/min)切削速度(m/min)基本工時(shí)(min)粗銑16x56兩側(cè)面高速鋼鑲齒三面刃銑刀游標(biāo)卡尺卡板60120.0816020.10.30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(hào)40零件名稱變速器換擋叉零件號(hào)零件重量同時(shí)加工零件數(shù)1材料毛坯牌號(hào)硬度型號(hào)重量35HBS180設(shè)備夾具名稱專用工具名稱型號(hào)臥式銑床X60專用夾具安裝工步安裝及工步講明刀具量具走刀長(zhǎng)度走刀次數(shù)切削深度(mm)進(jìn)給量(mm/r)主軸轉(zhuǎn)速(r/min)切削速度(m/min)基本工時(shí)(min)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5576220.0837.526.50.932.53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16.5x42.9面工序號(hào)50零件名稱變速器換擋叉零件號(hào)零件重量同時(shí)加工零件數(shù)1材料毛坯牌號(hào)硬度型號(hào)重量35HBS180鑄造設(shè)備夾具名稱專用工具名稱型號(hào)臥式銑床X60專用夾具安裝工步安裝及工步講明刀具量具走刀長(zhǎng)度