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1、机械制造工艺 课程设计说明书题目：题目：变速器换挡叉叉脚外侧面铣夹具设计变速器换挡叉叉脚外侧面铣夹具设计目录目录一、零件分一、零件分析析3 31.1 零件的作用3 31.2 零件的工艺分析3 31.3 尺寸和粗糙度的要求31.4 位置公差要求4 4二、毛坯的设二、毛坯的设计计4 42.1 选择毛坯4 42.2 确定机加工余量、毛坯尺寸和公差4 42.3 确定机械加工加工余量4 42.4 确定毛坯5 52.5 确定毛坯尺寸公差4 42.6 设计毛坯图4 4三、选择加工方法，拟定工艺路三、选择加工方法，拟定工艺路线线7 73.1 基面的选择7 73.2 粗基准的选择8 83.3 精基准的选择141
2、43.4 制定机械加工工艺路线1515四、加工设备及道具、夹具、量具的选四、加工设备及道具、夹具、量具的选择择1515五、确定切削用五、确定切削用量量1818六、基本时间的确六、基本时间的确定定2020七、夹具设七、夹具设计计2525八、总八、总结结2929一、零件分析一、零件分析1.11.1 零件的作用零件的作用题目所给定的零件是变速器换档叉（如下图 2-1 所示） ，它位于传动轴的端部。主要作用是传递扭矩，使变速器获得换档的动力。该零件是以孔套在轴上，15.8 8F并用 M101-7H 螺纹孔与轴定位，换挡叉脚卡在双联齿轮的轴中，变速操作机构通过换挡叉头部的操纵槽带动换挡叉与轴一起在变速箱
3、中滑动，换挡叉脚拨动双联齿轮在花键轴上滑动，就可实现变速功能，从而实现变速器变速。换挡叉的主要工作面为操纵槽换挡叉脚两端面，主要配合面为孔，M101-7H 螺纹孔和换挡15.8 8F叉脚侧面.该零件属于特殊形状零件，但复杂程度一般。由于换挡叉在工作是表面承受一定的压力，因此，要求有一定的强度和韧度。1.21.2 零件的工艺分析零件的工艺分析由零件图可知，该零件的材料为 35#钢，锻造成型，由零件的尺寸公差选择模锻加工成型，保证不加工表面达到要求的尺寸公差。该零件需要加工的表面可大致分为以下四类：（1）15.81 的孔。（2）以 15.81 孔的轴心线为基准的上下两平面。（3）两插口端面。（4）
4、两叉口内侧面。（5）拔槽两个侧面。（6）拨槽的内侧面面（7）M10*1-7H 的螺纹孔。其中 15.8 的孔以及叉口的上下端面和叉口的中间两侧面为主要的配合面，加工的精度及粗糙度的要求较高，应作为加工的重点1.31.3 尺寸和粗糙度的要求尺寸和粗糙度的要求15.81 的孔的上偏差为+0.043，下偏差为+0.016，配合公差为 F8，属于间隙配合，孔的内表面的粗糙度为 3.2，要求较高，鉴于孔径为 15.81，可先采用15.81 的麻花钻钻孔，在用 10 的立铣刀进行扩孔，最后用无心砂轮进行精加工。15.81 的孔的上下两平面距离孔中心线的尺寸分别为 11mm 和 12.7mm，上表面的粗糙度
5、为 6.3，下表面的粗糙度为 12.5，直接采用立铣刀铣削加工即可达到要求。以 15.81 的孔的轴心线为基准的尺寸为 9.65mm 的两侧面的表面粗糙度为6.3，可直接用端面立铣刀进行加工保证尺寸要求。叉口的上下端面的尺寸分别为 33.5mm 和 39.4mm 其表面粗糙度为 6.3，可直接用端面立铣刀进行加工保证尺寸要求。以 15.81 的孔的轴心线为基准的叉口两侧面尺寸为 51mm，表面粗糙度为6.3，可直接用端面立铣刀进行加工保证尺寸要求。拨槽的最前端面，以 15.81 孔的下端面为基准，其尺寸为 11，其表面粗糙度为 12.5M10*1-7H 的螺纹孔，先采用 8.5 的麻花钻钻孔，
6、再采用 10 的丝锥攻丝完成。1.41.4、位置公差要求、位置公差要求由零件图可知，该零件主要要求保证 15.81 的孔和叉口的上下端面之间的垂直度要求，以 15.81 的孔作为加工叉口上下端面的定位基准便可以保证其垂直度的要求。(2)换挡叉技术要求表 2-1 换挡叉技术要求加工表面尺寸及偏差（mm）公差及精度等级表面粗糙度 Ra形位公差（mm）叉脚两端面0 15. 09 . 5IT126.3叉口两内侧面1 . 0051IT126.315.8 内孔043. 0016. 08 .15 IT83.2M10 螺纹孔M101IT7叉头凸台两端面0 25. 065. 9IT126.3叉头平台外表面IT1
7、36.3叉头平台凸面11IT1312.5叉头下表面IT1312.5该变速器换挡叉结构简单，属于典型的叉杆类零件。为实现换挡、变速的功能，其叉轴孔和变速叉轴有配合要求，因此加工精度要求高。叉脚两端面在工作中需承受冲击载荷，为增强耐磨性，采用局部淬火，硬度为 180HBS 左右，为保证换挡叉换挡时叉脚受力均匀，要求叉脚两端面与孔 15.8 垂直度要求为 0.15mm。换挡叉用螺钉定位，螺纹孔为 M10。综上所述，该零件得各项技术要求制订较合理，符合在变速箱中的功用。（3）审查换挡叉的工艺性分析零件图可知，该换挡叉叉脚两端面厚度薄于连接的表面，但减少了加工面积，使用淬火处理提供局部的接触硬度。叉脚两
8、端面面积相对较大，可防止加工过程中钻头钻偏，保证孔的加工精度及叉脚两端面的垂直度。其它表面加工精度较低，通过铣削、钻床的粗加工就可达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常得生产条件下，采用较经济得方法保质保量地加工出来。可见该零件工艺性好。图 2-2 变速器换挡叉零件图二、毛坯的设计二、毛坯的设计2.12.1 选择毛坯选择毛坯该零件的材料为 35#钢，考虑到零件在工作时要求有较高的强度和抗扭性，非加工面的尺寸精度要求较高，以及批量为大批量生产，所以采用模锻毛坯成型。2.22.2 确定机加工余量、毛坯尺寸和公差确定机加工余量、毛坯尺寸和公差(1)确定最大轮廓尺寸根据零件图
9、计算零件的最大轮廓尺寸为：长 15.817.4mm，宽 76mm，高 56mm（2）选择锻件公差等级查手册模锻成型，零件材料按中碳钢，得锻件公差等级为 1215.81 级取为 13级。（3）求铸件尺寸公差公差带相对于基本尺寸对称分布。（4）求机械加工余量等级查手册得按模锻成型的方法，锻件材料为 35#钢的机械加工余量等级 E-G 级选择 F 级。2.32.3 确定机械加工加工余量确定机械加工加工余量根据锻件质量、零件表面粗糙度、形状复杂程度，取铸件加工表面的单边余量为 2，孔的加工余量按相关表查找选取。2.42.4 确定毛坯确定毛坯上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度 Ra1.6.Ra1
10、.6的表面，余量要适当加大。分析本零件，加工表面 Ra1.6,因此这些表面的毛坯尺寸只需将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，这时可取所查数据的小值）生产类型为大批量生产，可采用模锻毛坯。2.52.5 确定毛坯尺寸公差确定毛坯尺寸公差毛坯尺寸公差根据锻件质量、材质系数、形状复杂系数查手册得，本零件毛坯尺寸允许偏差为 0.1-0.2mm，表面粗糙度 为 Ra12.5-252.62.6 设计毛坯图设计毛坯图查机械制造工艺简明手册表 1.427 确定各表面的加工总余量：加工表面基本尺寸锻件尺寸公差机械加工余量（单侧）锻件尺寸拔槽两侧面9.650.25213.6515.81 下端
11、面12.70.15215.81.7叉口上端面33.50.2231.5叉口下端面39.40.2241.4叉口两侧面510.2247拔槽内侧面15.81.20.1210.2表表 2-12-1三、三、选择加工方法，拟定工艺路线选择加工方法，拟定工艺路线3.13.1 基面的选择基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要设计之一，基面的选择正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。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，使生产无法进行。3.23.2 粗基准的选择粗基准的选择粗基准的选择影响影响各加工面的余量分配及不需加工表面与加工表面之间的位置精度。为了保证叉口上下平面与
12、15.81 孔的垂直度要求以及叉口上下面的加工余量分配均匀，所以选择叉口的上端面作为第一道工序的定位基准。3.33.3 精基准的选择精基准的选择以第一道工序中的已加工面作为下到工序的定位平面，以 15.81 孔的中心轴线为定位基准，确保设计基准与工艺基准的重合，以减少加工误差。3.43.4 制定机械加工工艺路线制定机械加工工艺路线工艺路线一：工序一：（1）粗铣叉口下端面加工经济精度 IT12，粗糙度 12.5（组合夹具）（2）精铣叉口下端面，加工经济精度 IT10，粗糙度 6.3工序二：（1）用 15.81 的麻花钻加工孔，加工经济精度 IT13，粗糙度 12.5（专用夹具）（2）用 10 的
13、立铣刀扩孔到直径为 15.5mm，加工精度为 IT10,粗糙度为 6.3工序三：（1）粗铣叉口上端面，加工经济精度 IT12，粗糙度 12.5（组合夹具）（2）粗铣叉口中间的两侧面，加工经济精度 IT12，粗糙度 12.5（3） 粗铣拨槽下端面，加工经济精度 IT12，粗糙度 12.5（4）精铣叉口上端面，加工经济精度 IT10，粗糙度 6.3（5）精铣叉口中间的两侧面，加工经济精度 IT10，粗糙度 6.3工序四：（1）粗铣拨槽的一个侧面，加工经济精度 IT12，粗糙度 12.5（专用夹具）（2）精铣拨槽侧面，加工精度 IT10，粗糙度 6.3工序五：（1）粗铣拨槽的另一个侧面，加工经济精度 IT12，粗糙度 12.5（专用夹具）（2）粗铣拨槽的中间两个小侧面，加工经济精度 IT12，粗糙度 12.5（3）粗铣拨槽的最前端面，加工经济精度 IT12，粗糙度 12.5（4）精铣拨槽侧面，加工精度 IT10，粗糙度 6.3（5）精铣拨槽的中间的两个小侧面，加工精度 IT
