leyu·乐鱼(中国)体育官方网站 机械制造技术课程设计-换挡叉机械加工工艺规程及钻φ16孔夹具设计

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目录TOC\o"1-3"\h\u序言零件分析1.1换挡叉的作用换挡叉作用是拨动同步器齿环，以实现各前进档齿轮的结合与分离，倒档齿轮无同步器，换挡叉直接拨动倒档齿轮，以达到切换倒档。作为汽车变速箱上的重要部件，换挡叉与变速手柄相连，位于手柄下端，拨动中间变速轮，使输入/输出转速比改变。换挡叉是用于变速的，主要用在操纵机构中就是把2个咬合的齿轮拨开来再把其中一个可以在轴上滑动的齿轮拨到另外一个齿轮上以获得另一个速度。即改变变速箱内部齿轮的位置，实现变速。1.2换挡叉的工艺分析图1-1换挡叉零件图从零件图可以看出，换挡叉共分两组加工表面，现分述如下：第一组加工表面：Ф19端面、Ф16H8孔、Ф14端面、M10螺纹、宽12端面、宽14槽和R43孔第二组加工表面：Ф20端面、叉脚两端面、Ф2孔

2工艺规程设计2.1确定毛坯的制造形式换挡叉的零件材料ZG45II，依据《机械制造工艺设计简明手册》表1.3-1，P8知，毛坯为铸钢件。2.2基面的选择基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择的正确、合理，可以保证质量，提高生产效率。否则，就会使加工工艺过程问题百出，严重的还会造成零件大批报废，使生产无法进行。2.2.1粗基准的选择原则1.如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面位置精度要求较高的表面作粗基准。2.如果必须首先保证工件某重要表面的加工余量均匀，应选择该表面作精基准。3.如需保证各加工表面都有足够的加工余量，应选加工余量较小的表面作粗基准。4.选作粗基准的表面应平整，没有浇口、冒口、飞边等缺陷，以便定位可靠。5.粗基准一般只能使用一次，特别是主要定位基准，以免产生较大的位置误差。由粗基准选择原则及换挡叉毛坯图零件图知，选用换挡叉Ф19端面和R43孔作为定位粗基准。4.2.2精基准选择的原则1.用设计基准作为定位基准，实现“基准重合”，以免产生基准不重合误差。2.当工件以某一组精基准定位可以较方便地加工很多表面时，应尽可能采用此组精基准定位，实现“基准统一”，以免生产基准转换误差。

3.当精加工或光整加工工序要求加工余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，即遵循“自为基准”原则。该加工表面与其他表面间的位置精度要求由先行工序保证。4.为获得均匀的加工余量或较高的位置精度，可遵循“互为基准”、反复加工的原则。5.有多种方案可供选择时应选择定位准确、稳定、夹紧可靠，可使夹具结构简单的表面作为精基准。由精基准选择原则及换挡叉零件图知，选择换挡叉Ф20端面、Ф16H8孔和R43孔作为定位精基准。2.3制订工艺路线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。在生产纲领以确定为大批生产的条件下，可采用通用机床配以专用工夹具，并尽量使工序集中来提高生产效率。除此以外，还应考虑经济效果，以便降低生产成本。工艺路线一：工序01：铣Φ20端面工序02：铣Φ19端面工序03：钻、扩、铰Φ15.8孔工序04：磨Φ15.8孔至Φ16H8孔；倒1×45°角工序05：铣宽12端面工序06：粗铣宽14槽工序07：铣M10端面工序08：钻、攻M10螺纹；倒角至螺纹深度-H8工序09:钻Φ2孔工序10：粗铣、半精铣叉脚两端面工序11：粗镗、半精镗叉脚内侧面工序12：高频淬火，硬度55-63HRC，淬硬深度1-1.5工序13：半精铣宽14槽工序14：精铣叉脚两端面工序15：去毛刺工序16：检验至图纸要求入库工艺路线二：工序01：铣Φ20端面；铣Φ19端面工序02：钻、扩、粗铰、精铰Φ16H8孔；倒1×45°角工序03：铣宽12端面；粗铣宽14槽、半精铣宽14槽；铣M10端面工序04：钻、攻M10螺纹；倒角至螺纹深度-H8；钻Φ2孔工序05：粗铣、半精铣、精铣叉脚两端面；粗镗、半精镗叉脚内侧面工序06：高频淬火，硬度55-63HRC，淬硬深度1-1.5工序07：去毛刺工序08：检验至图纸要求入库工艺路线二，一道工序中需要反复装夹和调整，比如工序04、工序05和工序06，都需要反复装夹和调整，虽说减少了员工人数和设备数量，但同时也增加了夹具的难度及员工的技术，不适合大批量，而工艺路线一则没出现这种问题，故采用工艺路线一。

2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定由上述资料，再根据《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4、表1.4-6、表1.4-7和表1.4-8，查出换挡叉表面和孔的加工余量如下：工件毛坯为铸件，查相关资料知，采用金属模机械砂型铸造，铸造精度等级IT8，加工余量等级MA-G。Φ20端面的加工余量由上述知，铸造等级IT8，加工余量等级MA-G，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4知，单边加工余量Z=2.0mm，再由零件图知，Φ20端面表面粗糙度Ra12.5，根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8知，一步铣削即可满足其精度要求。Φ19端面的加工余量由上述知，铸造等级IT8，加工余量等级MA-G，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4知，单边加工余量Z=2.0mm，再由零件图知，Φ19端面表面粗糙度Ra12.5，根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8知，一步铣削即可满足其精度要求。Φ16H8孔的加工余量因孔的尺寸不大，故采用实心铸造，由零件图知，Φ16H8孔的表面粗糙度Ra0.2，根据《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-9知，需经钻、扩、铰、磨方可满足其精度要求。首先钻孔至Φ15，再扩Φ15孔至Φ15.6，然后再铰Φ15.6孔至Φ15.8，最后磨Φ15.8孔至Φ16H8。

宽12端面的加工余量由上述知，铸造等级IT8，加工余量等级MA-G，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4知，单边加工余量Z=2.0mm，再由零件图知，宽12端面表面粗糙度Ra6.3，根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8知，一步铣削即可满足其精度要求。宽14槽的加工余量因加工表面的尺寸不大，故采用实心铸造，由零件图知，宽14槽的表面粗糙度Ra3.2，根据《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-9知，需经粗铣、半精铣方可满足其精度要求。M10螺纹的加工余量因螺纹孔的尺寸不大，故采用实心铸造，由零件图知，M10螺纹的表面粗糙度Ra6.3，根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8知，需经钻、攻方可满足其精度要求。首先钻孔至Φ8.5，再攻丝至M10螺纹Φ2孔的加工余量因加工表面的尺寸不大，故采用实心铸造，由零件图知，Φ2孔的表面粗糙度Ra12.5，根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8知，一步钻削即可满足其精度要求。叉脚两端面的加工余量由上述知，铸造等级IT8，加工余量等级MA-G，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4知，单边加工余量Z=2.0mm，再由零件图知，叉脚两端面表面粗糙度Ra0.8，根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8知，三步铣削（即粗铣、半精铣、精铣）可满足其精度要求。

叉脚R43孔的加工余量由上述知，铸造等级IT8，加工余量等级MA-G，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4知，单边加工余量Z=2.0mm，再由零件图知，叉脚两端面表面粗糙度Ra3.2，根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8知，两步镗削（即粗镗、半精镗）可满足其精度要求。M10端面的加工余量由上述知，铸造等级IT8，加工余量等级MA-G，查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4知，单边加工余量Z=2.0mm，再由零件图知，M10端面表面粗糙度Ra6.3，根据《机械制造工艺设计简明手册》表1.4-8知，一步铣削即可满足其精度要求。2.5确定切削用量及基本工时工序01：铣Φ20端面1.选择刀具刀具选取端面铣刀，刀片采用YG8,，，，。2.决定铣削用量1）决定铣削深度因为加工精度相对不高，故分一次（即粗铣）完成，则2）决定每次进给量及切削速度根据X52K型铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝475当＝475r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时：，，，则机动工时为工序02：铣Φ19端面1.选择刀具刀具选取端面铣刀，刀片采用YG8,，，，。

2.决定铣削用量1）决定铣削深度因为加工精度相对不高，故分一次（即粗铣）完成，则2）决定每次进给量及切削速度根据X52K型铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝475当＝475r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时：，，，则机动工时为工序03：钻、扩、铰Φ15.8孔工步一：钻15孔确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取故实际切削速度为切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为工步二：扩15孔至15.6确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取故实际切削速度为切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为工步三：铰15.6孔至15.8确定进给量：根据参考文献Ⅳ表2-7根据Z525立式钻床说明书，主轴进给量，根据参考文献Ⅳ表4.2-13，取主轴速度：主轴转速，根据参考文献Ⅳ表4.2-12，取故实际切削速度为切削工时：，，，走刀次数i=1则机动工时为工序04：磨Φ15.8孔至Φ16H8孔；倒1×45°角工步一：磨Φ15.8孔至Φ16H8孔机床M2120内圆磨床1)选择砂轮。

见《机械加工工艺手册》第三章中磨料A46KV6P35040127其含义为：砂轮磨料为刚玉，粒度为46#,硬度为中轮1级，陶瓷结合剂，6号组织，砂轮尺寸为60063305切削用量的选择。查《机械加工工艺手册》表33-42有主轴转速n=200r/min砂轮转度＝10000r/min工作台移动速度＝2m/min切削深度Z＝0.1mm进给量=0.002mm/r3)切削工时式中n工件每分钟转速（r/min)L磨轮行程长度，mmZ--单边加工余量考虑磨削加工终了时的无火花磨削以及为削除加工面形状误差而进行局部修研的系数，其值由表6.2-9，表6.2-10，知=1.1--轴（纵）向进给量（mm/r）--双行程磨削深度（或横向）进给量（mm/r）工步二：倒1×45°角工序05：铣宽12端面1.选择刀具刀具选取端面铣刀，刀片采用YG8,，，，。2.决定铣削用量1）决定铣削深度因为加工精度相对不高，故分一次（即粗铣）完成，则2）决定每次进给量及切削速度根据X52K型铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝475当＝475r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时：，，，则机动工时为工序06：粗铣宽14槽1.选择刀具刀具选取端面铣刀，刀片采用YG8,，，，。

2.决定铣削用量1）决定铣削深度因为加工精度相对不高，故分一次（即粗铣）完成，则2）决定每次进给量及切削速度根据X62型铣床说明书，其功率为为6.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝4753）计算工时切削工时：，，，则机动工时为工序07：铣M10端面1.选择刀具刀具选取端面铣刀，刀片采用YG8,，，，。2.决定铣削用量1）决定铣削深度因为加工精度相对不高，故分一次（即粗铣）完成，则2）决定每次进给量及切削速度根据X52K型铣床说明书，其功率为为4.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝475当＝475r/min时按机床标准选取3）计算工时切削工时：，，，则机动工时为工序08：钻、攻M10螺纹；倒角至螺纹深度-H8工步一：钻M10螺纹底孔Φ8.5选用高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得（《切削》表2.15）562r/min按机床选取n=545r/min切削工时：，，则机动工时为工步二：攻M10螺纹选择M10mm高速钢机用丝锥等于工件螺纹的螺距，即f=0.75mm/r354r/min按机床选取n=392r/min切削工时：，，则机动工时为工步三：倒角至螺纹深度-H8工序09:钻Φ2孔选用高速钢锥柄麻花钻（《工艺》表3.1－6）由《切削》表2.7和《工艺》表4.2－16查得（《切削》表2.15）637r/min按机床选取n=680r/min切削工时：，，则机动工时为工序10：粗铣、半精铣叉脚两端面工步一：粗铣叉脚两端面1.选择刀具刀具选取三面刃铣刀，刀片采用YG8,，，，。

2.决定铣削用量1）决定铣削深度因为加工精度相对不高，故分一次（即粗铣）完成，则2）决定每次进给量及切削速度根据X62型铣床说明书，其功率为为6.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝4753）计算工时切削工时：，，，则机动工时为工步二：半精铣叉脚两端面1.选择刀具刀具选取三面刃铣刀，刀片采用YG8,，，，。2.决定铣削用量1）决定铣削深度因为加工精度相对不高，故分一次（即半精铣）完成，则2）决定每次进给量及切削速度根据X62型铣床说明书，其功率为为6.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝6003）计算工时切削工时：，，，则机动工时为工序11：粗镗、半精镗叉脚内侧面工步一：粗镗叉脚内侧面所选刀具为YT5硬质合金、直径为20mm的圆形镗刀。确定切削深度确定进给量根据表1.5，当粗镗铸件、镗刀直径为20mm、2mm，镗刀伸出长度为34mm时，=0.15～0.30mm/r按卧式铣镗床T68机床的进给量（表4.2-21），选择=0.27mm/r确定切削速度按表1.27的计算公式确定式中=250leyu·乐鱼(中国)体育官方网站，m=0.2,=0.15,=0.2,T=60min,则58.5m/min=438r/min按卧式铣镗床T68机床上的转速，选择基本时间选镗刀的主偏角=45°，则=1.5mm，=8.2mm，=4mm，=0，=0.27mm/r,，工步二：半精镗叉脚内侧面所选刀具为YT5硬质合金、直径为20mm的圆形镗刀。

1）确定切削深度2）确定进给量根据表1.5，当粗镗铸件、镗刀直径为20mm、2mm，镗刀伸出长度为34mm时，=0.15～0.30mm/r按卧式铣镗床T68机床的进给量（表4.2-21），选择=0.19mm/r3）确定切削速度按表1.27的计算公式确定式中=250，m=0.2,=0.15,=0.2,T=60min,则65m/min=482r/min按卧式铣镗床T68机床上的转速，选择4）基本时间选镗刀的主偏角=45°，则=0.5mm，=8.2mm，=4mm，=0，=0.19mm/r,，工序12：高频淬火，硬度55-63HRC，淬硬深度1-1.5工序13：半精铣宽14槽1.选择刀具刀具选取硬质合金三面刃铣刀，刀片采用YG8,铣刀直径，齿数2.决定铣削用量①决定铣削深度半精铣宽14槽，故②决定每次进给量及切削速度根据卧式铣床X62说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出，切削速度则按机床标准选取＝190③进给量当＝190r/min时按机床标准选取3.计算工时公式如下：式中宽14槽最长为12mm，取=12mm≈30.4+（1～3）mm≈（31.4～33.4）mm取，=工序14：精铣叉脚两端面1.选择刀具刀具选取三面刃铣刀，刀片采用YG8,，，，。2.决定铣削用量1）决定铣削深度因为加工精度相对不高，故分一次（即精铣）完成，则2）决定每次进给量及切削速度根据X62型铣床说明书，其功率为为6.5kw，中等系统刚度。根据表查出，则按机床标准选取＝7503）计算工时切削工时：，，，则机动工时为

3夹具设计我选择的夹具任务是：换挡叉钻、扩、铰Φ15.8孔的夹具，选用机床：立式钻床Z525。3.1问题的提出换挡叉Φ15.8孔，粗糙度Ra0.8，精度要求一般较高，因此设计夹具时，既要考虑如何提高劳动生产率，也要考虑Φ15.8孔质量。3.2夹具方案设计3.2.1定位方案图3-1工序卡选择工件Φ20端面、R43孔及尺寸12侧面定位，对应的定位元件为定位套、A型支承钉A12×12、R43孔和A型支承钉A8×8。1.Φ20端面、叉脚端面与定位套、A型支承钉A12×12相配合限制三个自由度，即X轴转动、Y轴转动和Z轴移动。2.R43孔与定位销相配合限制两个自由度，即X轴移动和Y轴移动。3.尺寸12侧面与A型支承钉A8×8限制一个自由度，即Z轴转动。工件六个自由度被完全限制，属于完全定位3.2.2夹紧装置1.设计夹紧机构一般应遵循以下主要原则：①.夹紧必须保证定位准确可靠，而不能破坏定位。②.工件和夹具的变形必须在允许的范围内。③.夹紧机构必须可靠。夹紧机构各元件要有足够的强度和刚度，手动夹紧机构④.必须保证自锁，机动夹紧应有联锁保护装置，夹紧行程必须足够。⑤.夹紧机构操作必须安全、省力、方便、迅速、符合工人操作习惯。⑥.夹紧机构的复杂程度、自动化程度必须与生产纲领和工厂的条件相适应。图3-2夹紧机构2.钻削力计算查《简明机床夹具设计手册》表3-3得切削力计算公式：由钻、扩、铰Φ15.8孔的钻削力计算，由于钻孔时切削力最大，故采用此处计算，由钻Φ15孔切削工时知，，=0.28mm由《简明机床夹具设计手册》表3-3知即≈667×15×0.41×0.75N≈3077N3.夹紧力计算所需夹紧力，查表5得，，安全系数K=式中为各种因素的安全系数，查表得：K==1.872，当计算K

结论通过这次的课程设计，我学到了许多新的知识，同时加深，对旧知识的理解.1.综合素质的提高此次课程设计，本人将二年内学到的知识与教学中遇到的问题结合起来，能解决一些以前不能解决的问题，对《机械制造》有了更深的了解与认识。2.独立工作能力的提高课程设计要求每个学生均能独立思考，提出自己的独特见解，这是常规教学所无法比拟的。3.计算机应用能力的提高此次课程设计，所有的图纸都是通过CAD系统软件设计绘出，这让我学会了用CAD系统绘图，还学会了各系统之间的联接与转换，提高了自己的计算机应用能力。在这次设计过程中，多次得到黄老师的指导与关心，才使本人有这么大的提高，本人深表感谢。由于时间关系，在设计中难免出现一些不足，恳请老师及时指出。

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