变速器换挡叉零件的机械加工工艺规程及工艺装备

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1、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

2、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：1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，19863

3、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，19994 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，20035 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6 袁长良.机械制造工艺装备设计手册.北京：中国计量出版社，1992.27 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21. 定位基准的选择22. 毛坯的制造形式33. 制定工艺路线3三、加工工序

4、设计51. 确定切削用量52. 确定加工工序5四、夹具设计61. 确定设计方案62. 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

5、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15.81F8与操纵机构相连

6、，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R 12.51、加工表面及其要求中15.81F8孔：孔径中15.81 + 0.043 mm两端倒脚0.4mm+0.016X45，表面粗糙度R 3.2四也。2 ）换档叉脚端面：保证尺寸56，表面粗糙度3）操纵槽：宽度为14.2 + 0.1 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 秫。4）换档叉脚端

7、面：厚度尺寸为5.9 o mm,表面粗糙度R 6.3 m，对孔15.81F8 的垂直度为0.15mm，外端面与操纵槽的距离为33.5 + 0.15 mm。5）换档叉脚内侧面：宽度尺寸为51 + 0.1-mm，表面粗糙度为R 6.3 m。两端倒角 0.8mmX45。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

8、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15.8 1mm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：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。尽可能使工

9、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。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。选择加工表面本身作为 定位基准，即“自为基准”。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R353）拔摸斜度为74）机加

10、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0 15.81mm孔的精度要求较高，安

11、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1粗铣叉口 19x 5.9两内侧面。工序11 粗铣16x 56两侧面。工序111 粗铣叉口前后两侧面。工序 粗铣14.2槽及16.5 x 42.9面及16.5 x 14.5面及11x 9.65面。工序V 精铣叉口两内侧面。工序丑 精铣16x 56两侧面。工序可 精铣叉口前后两侧面。工序伽 精铣16.5 x 42.9面。工序以 钻并扩铰0 15.81mm孔。工序乂 攻M10x 1-7H螺纹孔。工序XI 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1 钻并扩铰0 15.81mm孔。工序11 粗铣叉

12、口 19x 5.9两内侧面。工序111粗铣16x 56两侧面。工序 粗铣叉口前后两侧面。工序V 粗铣14.2槽及16.5 X 42.9面及16.5 乂 14.5面及11 乂 9.65面，精铣14.2 槽及 16.5X 42.9 面及 16.5X 14.5 面及 11X 9.65 面。工序丑 精铣叉口两内侧面。工序可 精铣16x 56两侧面。工序伽精铣叉口前后两侧面。工序以攻M10 X 1-7H螺纹孔工序乂 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

13、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、0 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哑，精铣时单边余量z=0.25哑。3、16x 56两侧面粗铣单边余量为z=2.0-0.2=1.8哑，精

14、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R 12.5 m，所以只需进行粗铣。Z=2哑。6、16.5 X 14.5 面粗铣单边余量为z=2.0 mm，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 X 5.9两内侧面；保证尺寸50.5 + 0.1 mm0工序II：粗铣16* 56两侧面；保证尺寸10.05 o ；-0.25工序111:粗铣叉口前后两侧面；保证尺寸6.3 0-0.19工序:粗铣14.2槽；保证1 3.8 + o.i0工序V：精铣叉口两内侧面工序研：精铣16乂 56两侧面工序可：精铣叉口前后两侧面；保证尺寸5.9 0- 0.1

15、9工序伽：精铣16.5 x 42.9面工序以：钻、扩及铰钻0 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 ，c b = 0.55 GPa、 模锻。加工要求：钻、扩及铰钻0 15.81F8孔，R = 3.2 rm。z刀具：麻花钻 15 mm、 扩孔钻 15.5 mm、 铰刀工序乂： 攻M10 X 1-7H螺纹孔：工序XI :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15.81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。