变速器换挡叉零件的机械加工工艺规程及工艺装备.docx

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变速器换挡叉零件的机械加工工艺规程及工艺装备

机械工程课程设计说书

设计题目变速器换挡叉零件的机械加工工艺规程及工艺装备

指导教师：

马苏常

设计者：

程林林

系别：

机械工程学院

班级：

机自0721班

学号：

03320072102

天津职业技术师范大学

课程设计任务书

机械工程学院机自0721班学生程林林

课程设计课题：

“变速器换挡叉”零件的机械加工工艺规程及工艺装备

一、课程设计工作日自2010年06月28日至2010年7月11日

二、同组学生：

冯小东、谢凡

三、课程设计任务要求（包括课题来源、类型、目的和意义、基本要求、完成时间、主要参考资料等）：

1．设计目的：

（1）能熟练运用机械制造工艺学中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确解决零件加工中的定位、夹紧、工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。

（2）提高结构设计能力。

（3）学会使用手册及图表资科。

2．设计要求：

（生产纲领为大批量生产）

（1）零件图一张

（2）毛坯图一张

（3）编制工艺过程卡片和工序卡片一套

（4）关键工序的专用夹具及夹具装配图一至二张

（5）工艺和夹具三维装配文件（源文件、动画视频）一套

（6）设计说明书一份

（7）设计材料要求提交电子文档和实物资料。

3．主要参考资料：

李益民．机械制造工艺设计简明手册．北京：

机械工业出版社，1994.7，1998重印

赵家齐．机械制造工艺学课程设计指导书．北京：

机械工业出版社，1986

张龙勋．机械制造工艺学课程设计指导书及习题．北京：

机械工业出版社，1999

倪森寿．机械制造工艺与装备习题集和课程设计指导书．北京：

化学工业出版社，2003

李益民．机械制造工艺设计简明手册．北京：

机械工业出版社，1994.7，1998重印

袁长良．机械制造工艺装备设计手册．北京：

中国计量出版社，1992.2

王绍俊．机械制造工艺设计手册．北京：

机械工业出版社，1985

杨叔子．机械加工工艺师手册．北京：

机械工业出版社，2002

指导教师签字：

教研室主任签字：

目录

序言………………………………………………………………………1

一、零件的工艺分析……………………………………………………2

二、工艺过程设计………………………………………………………2

1．定位基准的选择…………………………………………………2

2．毛坯的制造形式…………………………………………………3

3．制定工艺路线……………………………………………………3

三、加工工序设计………………………………………………………5

1．确定切削用量……………………………………………………5

2．确定加工工序……………………………………………………5

四、夹具设计……………………………………………………………6

1．确定设计方案……………………………………………………6

2．定位精度分析……………………………………………………6

五、小结………………………………………………………………14

六、参考文献…………………………………………………………15

附录1：

零件图

附录2：

毛坯图

序言

机械加工工艺规程与工艺装备课程设计是机械制造工艺与机床夹具课程教学的一个不可或缺的辅助环节，是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。

它是我们全面综合运用本课程及其有关先修课程的理论和实践知识进行加工工艺及夹具结构设计的一次重要实践。

同时还能培养我们编制机械加工工艺规程和机床夹具设计的能力，这也是我们在进行毕业设计之前对所学课程的一次深入的综合行链接，也是一次理论联系实际的训练。

因此，它在我们的大学学习生活中占有十分重要的地位。

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行一次适应行训练，从中锻炼自己的分析问题、解决问题的能力，更好的将理论与实际相结合，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。

但是由于我的能力有限在设计的过程中可能会遇到好多不懂或者难以解决的问题，希望老师能够给予帮助，同时通过这次地设计能够加深和老师的沟通。

由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。

一、零件的分析

1.1零件的作用

课题所给的零件是变速器的换档叉。

，它位于传动轴的端部。

主要作用是是传递扭矩，使变速器获得换档的动力。

换档叉头上方的孔Φ15.81F8与操纵机构相连，而下方的换档叉脚夹在双联交换齿轮的槽中，用于与所控制齿轮所在的轴接触，通过上方的力拨动下方的齿轮变速。

1.2零件的工艺分析

零件图上的主要技术要求为：

两叉脚口表面淬火至全厚硬度为45HRC。

零件正火硬度180HBS，去毛刺。

零件图

1、加工表面及其要求

Φ15.81F8孔：

孔径Φ15.81

mm两端倒脚0.4mm×45°，表面粗糙度R

3.2

。

2）换档叉脚端面：

保证尺寸56，表面粗糙度R

12.5

。

3）操纵槽：

宽度为14.2

mm,深度为18mm,对称面与换档叉头端面的距离为20.5mm，两侧面几底面的表面粗糙度为R

12.5

。

4）换档叉脚端面：

厚度尺寸为5.9

mm，表面粗糙度R

6.3

，对孔Φ15.81F8的垂直度为0.15mm，外端面与操纵槽的距离为33.5

mm。

5）换档叉脚内侧面：

宽度尺寸为51

mm，表面粗糙度为R

6.3

。

两端倒角0.8mm×45°。

二、工艺过程设计

2．1定位基准的选择

基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。

基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。

否则，加工工艺过程会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。

1、粗基准的选择。

选择定位粗基准是要能加工出精基准，同时要明确哪一方面的要求是主要的。

粗基准的选择应以下面的几点为原则：

a.应选能加工出精基准的毛坯表面作粗基准。

b.当必须保证加工表面与不加工表面的位置和尺寸时，应选不加工的表面作为粗基准。

c.要保证工件上某重要表面的余量均匀时，则应选择该表面为定位粗基准。

d.当全部表面都需要加工时，应选余量最小的表面作为基准，以保证该表面有足够的加工余量。

在铣床上加工变速器换档叉时，以

内孔作为粗基准。

满足粗基准的选择原则。

2、精基准的选择。

精基准的选择应从保证零件加工精度出发，同时考虑装夹方便，夹具结构简单。

选择时应遵循以下原则：

①尽量选零件的设计基准作精基准，可以避免因基准不重合引起的定位误差，这一原则称为“基准重合”原则。

②尽可能使工件各主要表面的加工，采用统一的定位基准，这是“基准统一”原则。

③当零件主要表面的相互位置精度要求很高时，应采用互为基准，反复加工的原则。

④选择加工表面本身作为定位基准，即“自为基准”。

⑤选择的定位精基准，应保证工件定位准确，夹紧可靠，夹具结构简单，操作方便。

2.2毛坯的制造形式

1、零件的材料为35钢。

常用的毛坯件有铸件、锻件、型材、冲压件和焊接件等。

考虑到零件在加工过程中经常承受交变载荷及冲击性载荷，因此应该选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。

且零件的轮廓尺寸不大，故可采用模锻成型。

2、确定毛坯的技术要求

1）铸件无明显的铸造缺陷

2）未注圆角为R3~5

3）拔摸斜度为7°

4）机加工前正火,消除内应力

4、绘毛坯图

根据零件图所示的零件结构形状,在各加工表面加上加工余量,绘制毛坯图。

2.3制订工艺路线

工艺路线的拟订是制定工艺规程的关键，其主要任务是选择各个表面的加工方法和加工方案，确定各个表面的加工顺序和工序的组合内容，它与定位基准的选择密切相关。

制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。

在生产纲领已确定的条件下，应考虑机床的夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。

除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降低。

工艺方案分析：

由于零件表面精度要求较高，所以安排了粗铣和精铣。

考虑

15.81mm孔的精度要求较高，安排为钻、扩、铰加工。

1．综上分析，确定的加工路线方案一如下：

工序Ⅰ粗铣叉口19

5.9两内侧面。

工序Ⅱ粗铣16

56两侧面。

工序Ⅲ粗铣叉口前后两侧面。

工序Ⅳ粗铣14.2槽及16.5

42.9面及16.5

14.5面及11

9.65面。

工序Ⅴ精铣叉口两内侧面。

工序Ⅵ精铣16

56两侧面。

工序Ⅶ精铣叉口前后两侧面。

工序Ⅷ精铣16.5

42.9面。

工序Ⅸ钻并扩铰

15.81mm孔。

工序Ⅹ攻M10

1-7H螺纹孔。

工序

检查。

以上工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片”。

2．工艺路线方案二为：

工序Ⅰ钻并扩铰

15.81mm孔。

工序Ⅱ粗铣叉口19

5.9两内侧面。

工序Ⅲ粗铣16

56两侧面。

工序Ⅳ粗铣叉口前后两侧面。

工序Ⅴ粗铣14.2槽及16.5

42.9面及16.5

14.5面及11

9.65面，精铣14.2槽及16.5

42.9面及16.5

14.5面及11

9.65面。

工序Ⅵ精铣叉口两内侧面。

工序Ⅶ精铣16

56两侧面。

工序Ⅷ精铣叉口前后两侧面。

工序Ⅸ攻M10

1-7H螺纹孔

工序Ⅹ检查。

3．工艺方案的比较与分析：

上述两个工艺方案的特点在于：

方案一是先将叉口内侧面加工出来，然后再加工其它平面。

方案二是先将定位孔加工出来在进行其他面的加工；而且为了节省装卸时间将一些粗精加工放在了一个工序中。

两相比较可以看出，先加工孔叉口内侧面再加工其它平面可以更好的保证各个平面的位置及方向误差，而且需要把粗精加工分开才能保证零件的粗糙度。

因此决定用方案一进行加工。

三、加工工序设计

3.1机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确定

“变速器换档叉”零件为35钢，硬度180-201HBS，采用在锻锤上合模模煅毛坯。

根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：

1、

15.81F8内孔的加工余量分配：

2、叉口两内侧面

粗铣单边余量z=2.0㎜，精铣时单边余量z=0.25㎜。

3、16

56两侧面

粗铣单边余量为z=2.0-0.2=1.8㎜，精铣时单边余量z=0.2。

4、叉口前后两侧面

因为它们的粗糙度要求均为

，所以只需进行粗铣。

Z=2㎜。

6、16.5

14.5面

粗铣单边余量为z=2.0mm，精铣时单边余量z=0.2。

3．2确定切削余量及基本工时

工序Ⅰ：

粗铣叉口19

5.9两内侧面；保证尺寸

工序Ⅱ：

粗铣16

56两侧面；保证尺寸

；

工序Ⅲ：

粗铣叉口前后两侧面；保证尺寸

工序Ⅳ：

粗铣14.2槽；保证

工序Ⅴ：

精铣叉口两内侧面

工序Ⅵ：

精铣16

56两侧面

工序Ⅶ：

精铣叉口前后两侧面；保证尺寸

工序Ⅷ：

精铣16.5

42.9面

工序Ⅸ：

钻、扩及铰钻

15.81F8孔，本工序采用计算法确定切削用量。

加工条件如下：

工件材料：

35钢正火，

、模锻。

加工要求：

钻、扩及铰钻

15.81F8孔，

。

刀具：

麻花钻

、扩孔钻

、铰刀

工序Ⅹ：

攻M10

1-7H螺纹孔：

工序

：

检查。

最后，将以上各工序切削用量、工时定额的计算结果，连同其它加工数据，一并填入机械加工工艺过程综合卡片，见附表。

四、夹具设计

4.1夹具设计任务：

已知材料为35号刚，毛坯为锻件正火硬度45HRC。

所用钻床为Z525型立式钻床，大批量生产，要求为加工孔

设计一钻床夹具。

4.2问题的提出

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。

在本道工序加工时，主要应考虑如何提高劳动生产率，降低生产成本。

4.3夹具设计

1、定位基准的选择

选择叉口的底面作为主要定位基准面，同时以叉口内侧面作为辅助定位基准。

2、定位分析

工件在定位销和平面上实现完全定位。

其中叉口的底面限制Z方向定的移动，和X及Y方向的转动，而定位销限制了X和Y方向的移动，从而实现了完全定位。

夹具装配图

4.4定位误差分析

夹具的主要定位元件是叉口的底面，和定位销。

夹具的定位误差主要是由定位销与夹具体的装配引起的，故夹具的定位销的装配误差也就是夹具的定位误差。

4.5夹具设计及操作说明

如前所述,在设计夹具时,因为加工工件及夹具的结构都比较简单，为了节约成本，我们应着眼于手动夹紧而不采用机动夹紧。

夹具已平面和定位销做定位元件实现了完全定位，夹具采用活动的微型快作为加紧装置为手动夹紧，夹具上装有导向元件可换钻套可以方便的实现快速更换。

夹具体底面上的一对定位螺钉可使整个夹具在机床工作台上有正确的安装位置,以利于钻削加工。

小结

这次的夹具课程设计已经接近尾声，回顾整个过程，我在老师的指导下，取得了可喜的成绩，课程设计作为《机械制造工艺学》、《机床夹具设计》课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。

本次课程设计主要经历了两个阶段：

第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计。

第一阶段我们运用了基准选择、切削用量选择计算、机床选用、时间定额计算等方面的知识；夹具设计的阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。

通过此次设计，使我们基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤等。

学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。

总的来说，这次设计，使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等方面得到了一次较好的训练。

提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力，为以后的设计工作打下了较好的基础。

由于能力所限，设计中还有许多不足之处，恳请各位老师、同学们批评指正！

参考文献

[1]赵家齐主编.机械制造工艺学课程设计指导书.北京.机械工业出版社，2000

[2]李益民主编.机械制造工艺设计简明手册.北京：

机械工业出版社，1994

[3]孙本绪、熊万武编.机械加工余量手册.北京：

国防工业出版社，1999

[4]机床夹具设计手册.北京：

中国科学技术出版社

[5]杨叔子主编.机械加工工艺师手册.北京：

机械工业出版社，2001

[6]刘守勇主编.机械制造工业与机床夹具.北京：

机械工业出版社，2000

[7]田春霞主编.数控加工工艺.北京：

机械工业出版社，2006

[8]杜可可主编.机械制造技术基础课程设计指导.北京：

人民邮电出版社.2007

[9]倪林涛主编.机械制造工艺与装备习题集和课程设计指导书.北京：

化学工业出版社.2003.8

[10]叶伟昌主编机械工程及其自动化简明设计手册（上册）.北京：

机械工业出版社.2003.3

[11]孙京平魏伟主编.互换性与测量技术基础.北京：

中国电力出版社.2009

[12]朱冬梅胥北澜主编.画法几何及机械制图.北京：

高等教育出版社2007