變速器換擋(檔)叉機(jī)械加工工藝規(guī)程及銑16.5X42.9兩側(cè)面夾具設(shè)計(jì)【銑16.5X42.9兩側(cè)面】【含PROE三維】
變速器換擋(檔)叉機(jī)械加工工藝規(guī)程及銑16.5X42.9兩側(cè)面夾具設(shè)計(jì)【銑16.5X42.9兩側(cè)面】【含PROE三維】,銑16.5X42.9兩側(cè)面,含PROE三維,變速器,換擋,機(jī)械,加工,工藝,規(guī)程,16.5,X42,側(cè)面,夾具,設(shè)計(jì),PROE,三維
目錄
1 前言 1
1.1 設(shè)計(jì)的意義 1
1.2 設(shè)計(jì)的目的 1
1.3 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 2
2 零件的分析 2
2.1 零件的作用 2
2.2 零件的工藝分析 2
3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 5
3.1 確定毛坯的制造形式 5
3.2 確定毛坯的尺寸公差 5
3.3 鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)與鍛件材質(zhì)系數(shù)的確定 5
3.4 鍛件分模線形狀與零件表面粗糙度 5
3.5 基面的選擇 5
3.6 制定工藝路線 6
3.7 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸確定 7
3.8 確定切削余量及基本工時(shí) 8
4 夾具設(shè)計(jì) 18
4.1問題的提出 18
4.2夾具設(shè)計(jì) 18
4.3夾具設(shè)計(jì)及操作說明 23
5 總結(jié) 24
致 謝 24
參 考 文 獻(xiàn) 25
附錄:變速器換擋叉機(jī)械加工工序卡 26
變速器換擋叉加工工藝及夾具設(shè)計(jì)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 唐銀旺
指導(dǎo)教師 陳洪軍
摘要：變速器換檔叉位于主軸箱。主要作用是傳遞扭矩，使變速器獲得換檔的動(dòng)力。優(yōu)點(diǎn)是可以從一種變速直接變到另一種速度,而不需要經(jīng)過中間的一系列,因此變速很方便;其缺點(diǎn)是比較復(fù)雜。
本課題擬使用機(jī)械制造技術(shù)理論對變速器換擋叉進(jìn)行加工工藝以及夾具的優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過使用AUTOCAD繪制裝配圖和零部件圖，用PRO/E進(jìn)行實(shí)體建模，同時(shí)生成能夠用于實(shí)際生產(chǎn)的工程圖紙，并與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行比較。
關(guān)鍵詞：工藝規(guī)程 夾具 PRO/E實(shí)體建模
1 前言
1.1 設(shè)計(jì)的意義
畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)理論知識(shí)，獨(dú)立解決零件工藝和夾具設(shè)計(jì)問題的能力一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。
機(jī)械加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，計(jì)劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術(shù)檢測和健全勞動(dòng)組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證。同時(shí)夾具作為機(jī)械制造系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分，在穩(wěn)定保證工件加工精度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、擴(kuò)大機(jī)床適用范圍、改善操作者勞動(dòng)條件、降低成本都具有十分突出的貢獻(xiàn)。隨著信息化時(shí)代的來臨，企業(yè)對零件的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)、制造提出了更高的要求。然而，在當(dāng)今許多企業(yè)中，像變速器換擋叉等不規(guī)則零件的加工上依然無法滿足流水線自動(dòng)化加工的水準(zhǔn)。因此，在今后的發(fā)展過程中，隨著機(jī)床更加高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保，夾具技術(shù)也朝著高精高效模塊組合通用經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。使夾具可靠地保證工件的加工質(zhì)量，提高加工效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性能。
1.2 設(shè)計(jì)的目的
本次設(shè)計(jì)為大學(xué)四年所學(xué)基礎(chǔ)課程的一次綜合性設(shè)計(jì)，對于培養(yǎng)我們編制機(jī)械加工工藝規(guī)程和機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的能力，為到工廠從事工藝與夾具設(shè)計(jì)具有什么重要的意義。
（1） 培養(yǎng)綜合運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)及相關(guān)專業(yè)課程（工程材料與熱處理、互換性與測量技術(shù)、金屬切削及裝備等）的理論知識(shí)，結(jié)合金工實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立的分析和解決機(jī)械加工工藝問題，初步具備設(shè)計(jì)中等復(fù)雜程度的零件的工藝規(guī)程的能力。
（2） 能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求，運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，學(xué)會(huì)擬定夾具設(shè)計(jì)方案，完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，初步具備設(shè)計(jì)保證加工質(zhì)量的高效、省力、經(jīng)濟(jì)合理的專用夾具的能力。
（3） 熟悉和能夠應(yīng)用有關(guān)手冊、標(biāo)準(zhǔn)、圖標(biāo)等技術(shù)資料，分析零件加工的技術(shù)要求和本企業(yè)具備的加工條件，掌握從事工藝的方法和步驟。
（4） 進(jìn)一步熟練機(jī)械制圖、設(shè)計(jì)計(jì)算、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、和編寫技術(shù)文件的等的基本技能。
（5） 培養(yǎng)解決工藝問題的能力，為以后去工廠從事工藝與夾具設(shè)計(jì)打好良好基礎(chǔ)。
1.3 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求
按照設(shè)計(jì)任務(wù)，根據(jù)調(diào)查研究所提供的權(quán)據(jù)和有關(guān)技術(shù)資料，進(jìn)行以下工作：制定工藝規(guī)程方案，繪制有關(guān)圖紙（零件圖、毛坯圖、夾具零件圖、夾具裝配圖等），編寫技術(shù)文件等。其基本內(nèi)容如下：
（1）工藝規(guī)程設(shè)計(jì)。
（2）繪制被加工零件毛胚圖、夾具零件圖、夾具裝配圖及相應(yīng)的PRO/E實(shí)體圖。
（3）按規(guī)定格式編制設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。
2 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檔叉（如下圖2-1所示），它位于傳動(dòng)軸的端部。主要作用是是傳遞扭矩，使變速器獲得換檔的動(dòng)力。該零件是以孔套在軸上，并用螺釘徑M10×1-7H螺紋孔與軸定位，換擋叉腳卡在雙聯(lián)齒輪中的軸中，變速操作機(jī)構(gòu)通過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)，就可實(shí)現(xiàn)變速功能，從而實(shí)現(xiàn)變速器變速。換擋叉的主要工作面為操縱槽換擋叉腳兩端面，主要配合面為孔，M10×1-7H螺紋孔和換擋叉腳側(cè)面.該零件屬于特殊形狀零件，但復(fù)雜程度一般。由于換擋叉在工作是表面承受一定的壓力，因此，要求有一定的強(qiáng)度和韌度。
2.2 零件的工藝分析
（1）該變速器換檔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；
4）M101-7H螺紋。
這幾組加工加工面之間有著一定的位置要求，主要是：15.8F8 mm孔的中心線與叉口的前后兩側(cè)面的垂直度公差為0.15mm。
(2) 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（mm）
叉腳兩端面
IT12
6.3
叉口兩內(nèi)側(cè)面
IT12
6.3
Φ15.8內(nèi)孔
IT8
3.2
M10螺紋孔
M10×1
IT7
叉頭凸臺(tái)兩端面
IT12
6.3
叉頭平臺(tái)外表面
IT13
6.3
叉頭平臺(tái)凸面
11
IT13
12.5
叉頭下表面
IT13
12.5
該變速器換擋叉結(jié)構(gòu)簡單，屬于典型的叉桿類零件。為實(shí)現(xiàn)換擋、變速得功能，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，采用局部淬火，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Φ15.8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，該零件得各項(xiàng)技術(shù)要求制訂較合理，符合在變速箱中的功用。
（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，使用淬火處理提供局部的接觸硬度。叉腳兩端面面積相對較大，可防止加工過程中鉆頭鉆偏，保證孔的加工精度及孔叉腳兩端面的垂直度。其它表面加工精度較低，，通過銑削、鉆床的粗加工就可達(dá)到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對較高，但也可以在正常得生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)得方法保質(zhì)保量地加工出來?？梢娫摿慵に囆院谩?
圖2-1 變速器換擋叉PRO/E實(shí)體圖
Figure 2-1 transmission shift fork PRO / E solid modeling
圖2-2 變速器換擋叉CAD零件圖
Figure 2-2 CAD Parts of transmission shift fork
3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
3.1 確定毛坯的制造形式
零件的材料為35鋼。常用的毛坯件有鑄件、鍛件、型材、沖壓件和焊接件等?？紤]到零件在加工過程中經(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,可采用模鍛成型。
3.2 確定毛坯的尺寸公差
公差等級(jí):
由換擋叉的功用和技術(shù)要求，確定該零件的的公差等級(jí)為普通級(jí)。
鍛件重量:
已知機(jī)械加工后換擋叉的重量為3kg，由此可初步估計(jì)機(jī)械加工前鍛件毛坯的重量為3.5kg。
3.3 鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)與鍛件材質(zhì)系數(shù)的確定
（1）鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)
對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的長度、寬度和高度，即l=136mm，b=76mm，h=72mm，ρ=7.8×10-6kg/mm3由文獻(xiàn)[2]公式2-3可計(jì)算件的形狀復(fù)雜系數(shù)
S=mt/mn=3.5/（136×76×72×7.8×10-6）=3.5/5.8=0.6
故屬于S 2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)。
3.4 鍛件分模線形狀與零件表面粗糙度
根據(jù)該換擋叉的形位特點(diǎn)，以對稱平分面為分模面，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。
3.5 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擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程會(huì)問題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。
(1)粗基準(zhǔn)的選擇
選擇定位粗基準(zhǔn)是要能加工出精基準(zhǔn)，同時(shí)要明確哪一方面的要求是主要的。粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以下面的幾點(diǎn)為原則：a.應(yīng)選能加工出精基準(zhǔn)的毛坯表面作粗基準(zhǔn)。b.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)。c.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)。d.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[3]。
在銑床上加工變速器換檔叉時(shí)，以內(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出發(fā)，同時(shí)考慮裝夾方便，夾具結(jié)構(gòu)簡單。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)，可以避免因基準(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盡可能使工件各主要表面的加工，采用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)，這是“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。③當(dāng)零件主要表面的相互位置精度要求很高時(shí)，應(yīng)采用互為基準(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)簡單，操作方便[3]。
該零件加工時(shí)，采用內(nèi)孔作為精基準(zhǔn)來加工換檔叉叉口前后兩側(cè)面。
3.6 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，其主要任務(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內(nèi)容，它與定位基準(zhǔn)的選擇密切相關(guān)。制定工藝路線的出發(fā)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，所以安排了粗銑和精銑?？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195.9兩內(nèi)側(cè)面。
工序Ⅲ 粗銑1656兩側(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16.542.9面及16.514.5面及119.65面。
工序Ⅵ 精銑叉口195.9兩內(nèi)側(cè)面。
工序Ⅶ 精銑1656兩側(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16.542.9面。
工序Ⅹ 鉆螺紋底孔M10mm及攻M101-7H螺紋。
工序Ⅺ 倒角并檢查。
以上工藝過程詳見“機(jī)械加工工藝過程綜合卡片”。
(2)工藝路線方案二為：
工序Ⅰ 粗銑叉口195.9兩內(nèi)側(cè)面。
工序Ⅱ 鉆并擴(kuò)鉸15.8mm孔。
工序Ⅲ 粗銑1656兩側(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16.542.9面及16.514.5面及119.65面。
工序Ⅵ 精銑叉口195.9兩內(nèi)側(cè)面。
工序Ⅶ 精銑1656兩側(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16.542.9面。
工序Ⅹ 鉆螺紋底孔M10mm及攻M101-7H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，然后再加工其它平面，而且為了節(jié)省裝卸時(shí)間將一些粗精加工放在了一個(gè)工序中。兩相比較可以看出，先加工孔再加工其它平面可以更好的保證各個(gè)平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粗糙度。因此決定用方案一進(jìn)行加工。
3.7 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，采用在鍛錘上合模模煅毛坯。
根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別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：15.5㎜ 2Z=0.5㎜
粗鉸：15.7㎜ 2Z=0.1㎜
精鉸： 2Z=0.1㎜
（2）叉口兩內(nèi)側(cè)面及R105mm的叉部端面。
由于兩內(nèi)側(cè)面對于R28.5中心線有平行度等位置要求，所以可以將其看作內(nèi)孔來確定加工余量，即的孔。毛坯為實(shí)心，已經(jīng)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：為簡化模煅毛坯的外形，先直接取叉口尺寸為46.5㎜。表面粗糙度要求，因而需要精銑，此時(shí)粗銑時(shí)單邊余量z=2.0㎜，精銑時(shí)時(shí)單邊余量z=0.25㎜。
對于R105mm的叉部端面，選取粗銑時(shí)z=2.0㎜，精銑時(shí)z=0.2㎜。
（3）1656兩側(cè)面
由于是在臥式銑床上兩把刀同時(shí)銑，所以可以把兩側(cè)面的余量用雙邊余量來計(jì)算?，F(xiàn)毛坯長度方向直接取11㎜。表面粗糙度為，需要精銑，此時(shí)粗銑單邊余量為z=2.0-0.2=1.8㎜，精銑時(shí)單邊余量z=0.2。
（4）叉口前后兩側(cè)面
該端面的表面粗糙度要求，所以先粗銑再精銑。查文獻(xiàn)[4]中的表4-1查得煅件尺寸公等級(jí)CT分為7-9級(jí)，選用8級(jí)。此時(shí)粗銑單邊余量為z=2.0mm，精銑時(shí)單邊余量z=0.2。
（5）14.2槽、16.542.9面、16.514.5面及119.65面
同理，因?yàn)樗鼈兊拇植诙纫缶鶠?，所以只需進(jìn)行粗銑。此時(shí)粗銑單邊余量Z=2㎜。
圖3-1 變速器換擋叉毛坯圖
Figure 3-1 transmission shift fork blank map
3.8 確定切削余量及基本工時(shí)
工序Ⅰ：鉆、擴(kuò)及鉸鉆15.8F8孔，本工序采用計(jì)算法確定切削用量。
加工條件
工件材料：35鋼正火，、模鍛。
加工要求：鉆、擴(kuò)及鉸鉆15.8F8孔，。
刀具：查閱文獻(xiàn)[5]，根據(jù)表2-125，選擇麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀。
計(jì)算切削用量
（1）鉆孔
1）進(jìn)給量:根據(jù)文獻(xiàn)[7]表2.7，當(dāng)鋼的，時(shí)，=，由于本零件在加工15.8㎜孔時(shí)，屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則
=（）0.75=
根據(jù)機(jī)床說明書，現(xiàn)取=0.20
2）切削速度：根據(jù)文獻(xiàn)[7]表2.13及表2.14，查得切削速度
。
3）主軸轉(zhuǎn)速：
根據(jù)機(jī)床說明書（見文獻(xiàn)[1]表4.2-2），與相近的機(jī)床轉(zhuǎn)速為380，故實(shí)際切削速度為：
4）切削工時(shí)：按文獻(xiàn)[1]表6.2-5
（2）擴(kuò)孔
1）進(jìn)給量:根據(jù)文獻(xiàn)[7]表2.10，當(dāng)鋼的，時(shí)，=，由于本零件在加工15.8㎜孔時(shí)，屬于低剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.75，則
=
按機(jī)床說明書，取=0.50
2）切削速度:
擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔的切削速度,根據(jù)文獻(xiàn)[1]表28-2確定為
V=0.4V 鉆
其中V 鉆為用鉆頭鉆同樣尺寸的實(shí)心孔時(shí)的切削速度.故
3）主軸轉(zhuǎn)速:
根據(jù)機(jī)床說明書（見文獻(xiàn)[1]表4.2-2）,選取
4）機(jī)動(dòng)工時(shí)：
（3）粗鉸孔
1）進(jìn)給量：
根據(jù)文獻(xiàn)[1]表2.10，鉸孔時(shí)的進(jìn)給量和切削速度為鉆孔時(shí)的，所以
2)切削速度：
查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-2，選取
所以實(shí)際切削速度為：
3)切削工時(shí):
（4）精鉸孔
因?yàn)榕c粗鉸時(shí)共用一把刀，利用其機(jī)床對工件作粗、精鉸孔，所以切削用量及工時(shí)均與粗鉸相同。
工序Ⅱ：粗銑叉口195.9兩內(nèi)側(cè)面，保證尺寸
進(jìn)給量：由文獻(xiàn)[1]表3.1-29查得采用硬質(zhì)合金立銑刀,齒數(shù)，。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，由手冊得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m/min, 由手冊得V取60m/min.
主軸轉(zhuǎn)速：
查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-39，取nw=490r/min，故實(shí)際切削速度為：
切削工時(shí):
行程
當(dāng)nw=490r/min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：
工序Ⅲ 粗銑1656兩側(cè)面；保證尺寸；
進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)[7]表3.3得:
切削速度：參考有關(guān)手冊，確定v=0.35/s，即21m/min。
主軸轉(zhuǎn)速：采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=40mm，齒數(shù)z=18，。則
查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-39，取nw=160r/min，故實(shí)際切削速度為：
當(dāng)nw=160r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量fm應(yīng)為
查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-30，有fm=230與該值接近，故選用230。
切削工時(shí)：
行程
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：根據(jù)文獻(xiàn)[7]表3.3得
切削速度：參考有關(guān)手冊，確定v=0.45/s，即27m/min。
采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=225mm，齒數(shù)z=20，。則
查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-39，取nw=37.5r/min，故實(shí)際切削速度為：
當(dāng)nw=37.5r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量fm應(yīng)為
查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-40，剛好有fm=60，故可直接選用該值。
切削工時(shí)：行程
則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
（2）粗銑R105mm的叉部端面
進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)[7]表3.3得
切削速度：參考有關(guān)手冊，確定v=0.45m/s，即27m/min。
采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀dw=225mm ,齒數(shù)Z=20.則
查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-39，取nw=37.5r/min
故實(shí)際切削速度為：
取nw=37.5r/min時(shí),工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量fm應(yīng)為
查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-40，剛好有fm=60，故可直接選用該值。
切削工時(shí)：tm===2.53min
工序Ⅴ 粗銑14.2槽及16.542.9面及16.514.5面及119.65面
(1)粗銑14.2槽
進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)床說明書取fz=0.08mm/z
切削速度：參考有關(guān)手冊，確定v=0.45m/s即27m/min ,采用粗齒錐柄立銑刀，dw=14mm 莫氏錐度號(hào)數(shù)2,齒數(shù)Z=3則
查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-39，取nw=600r/min。
故實(shí)際切削速度為：
當(dāng)nw=600r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量fm 為
查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-30，選用fm=150m/min
切削工時(shí)：參考文獻(xiàn)[9]表9.4-31
（2）銑面
進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)[7]表3.3得
切削速度：參考有關(guān)手冊，確定v=0.35m/s，即21m/min。
采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=40mm，齒數(shù)z=18。則
查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-39，取nw=160r/min。故實(shí)際切削速度為：
當(dāng)nw=160r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量fm應(yīng)為：
查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-40，有fm=230與該值接近，故選用230。
切削工時(shí)：行程
（3）粗銑16.514.5面
進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)[7]表3.3得
切削速度：參考有關(guān)手冊，確定v=0.25m/s，即15m/min。
采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=40mm，齒數(shù)z=18。則
查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-39,取nw=120r/min。故實(shí)際切削速度為：
當(dāng)nw=120r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量fm應(yīng)為
查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-40，有fm=180與該值接近，故選用180。
切削工時(shí)：
行程=
（4）粗銑銑面
進(jìn)給量：根據(jù)《切削手冊》表3.3得
切削速度：參考有關(guān)手冊，確定v=0.35㎜/s，即21m/min。
采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=40mm，齒數(shù)z=18。則
根據(jù)機(jī)床說明書，取nw=160r/min，故實(shí)際切削速度為：
當(dāng)nw=165r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量fm應(yīng)為
查機(jī)床說明書，有fm=230與該值接近，故選用230。
切削工時(shí)：
行程
工序Ⅵ 精銑叉口兩內(nèi)側(cè)面
進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)[7]表3.3得:
切削速度：參考有關(guān)手冊，確定v=0.25m/s，即15m/min。
采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=40mm，齒數(shù)z=18。則
查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-39，取nw=125r/min
故實(shí)際切削速度為：
當(dāng)nw=125r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量fm應(yīng)為
查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-40，有fm=190與該值接近，故選用190。
切削工時(shí)：
行程
工序Ⅶ 精銑1656兩側(cè)面
進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)[7]表3.3得
切削速度：參考有關(guān)手冊，確定v=0.25m/s，即15m/min。
采用高速鋼立銑刀，dw=40mm，齒數(shù)z=18。則
查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-39，取nw=125r/min
故實(shí)際切削速度為：
當(dāng)nw=125r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量fm應(yīng)為
查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-40，有fm=190與該值接近，故選用190。
切削工時(shí)：
行程
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:根據(jù)文獻(xiàn)[7]表3.3得
切削速度：參考有關(guān)手冊，確定v=0.35m/s，即21m/min。
采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=225mm，齒數(shù)z=20，。則
查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-39，取nw=30r/min
故實(shí)際切削速度為：
當(dāng)nw=30r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量fm應(yīng)為
查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-40，有fm=47.5與該值接近，故選用47.5。
切削工時(shí)：行程，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為
(2)精銑R105mm的叉部端面
進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)[7]表3.3得 fz=0.08mm/z
切削速度:參考有關(guān)手冊,確定V=0.45m/s即27m/min
采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀dw=225mm ,齒數(shù)Z=20.則
查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-39取nw=37.5r/min。
故實(shí)際切削速度為：
當(dāng)nw=37.5r/min時(shí),工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量fm應(yīng)為
查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-40,有fm=60m/min,故直接選用該值
切削工時(shí)：
工序Ⅸ 精銑16.542.9面
進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)[7]表3.3得
切削速度：參考有關(guān)手冊，確定v=0.25m/s，即15m/min。
采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=40mm，齒數(shù)z=18，。則
查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-39，取nw=125r/min。
故實(shí)際切削速度為：
當(dāng)nw=125r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量fm應(yīng)為
查閱文獻(xiàn)[1]表4.2-40，有fm=190與該值接近，故選用190。
切削工時(shí)：
行程
工序Ⅹ 鉆螺紋底孔M10mm及攻M101-7H螺紋孔
（1）鉆螺紋底孔M10mm
進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)[7]表2-7得 f=0.1mm/r
切削速度：根據(jù)文獻(xiàn)[7]表2-13，2-14查得切削速度v=20mm/min
所以:
根據(jù)機(jī)床說明書,取nw=637r/min
故實(shí)際切削速度為：
切削工時(shí)：
（2）攻螺紋M101-7H螺紋
進(jìn)給量：根據(jù)文獻(xiàn)[7]表2-7得 f=0.1mm/r
切削速度：參考有關(guān)手冊,選取v=0.1m/s=6m/min
按機(jī)床說明書選取nw=195r/min,故實(shí)際切削速度為：
機(jī)動(dòng)工時(shí)：，其中切入l1=3mm，切出l2=3mm，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，孔口處的倒角為。
采用90°锪鉆在轉(zhuǎn)塔六角車床上依次加工這三處倒角?？梢赃x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)械加工工藝過程綜合卡片，見附表。
4 夾具設(shè)計(jì)
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。
根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，決定設(shè)計(jì)加工變速器換檔叉16.542.9兩側(cè)面的銑床夾具。本夾具用于臥式銑床,刀具為40㎜高速鋼鑲齒三面刃銑刀,同時(shí)對2個(gè)面進(jìn)行加工.
4.1問題的提出
本夾具主要用來粗銑變速器換檔叉16.542.9兩側(cè)面，這兩個(gè)側(cè)面對孔有一定的位置度要求。因此，在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，而精度不是主要問題。
4.2夾具設(shè)計(jì)
(1)定位基準(zhǔn)的選擇
由零件圖可知，叉口兩端面對孔有位置度要求。為了達(dá)到夾緊定位要求，據(jù)《夾具手冊》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)盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工，所以應(yīng)該選擇孔作為主要定位基準(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、檔板、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)及轉(zhuǎn)動(dòng)自由度和Y軸的移動(dòng)自由度；檔板和螺釘限制了工件在X軸上的移動(dòng)自由度和轉(zhuǎn)動(dòng)自由度；支承釘限工件在Y軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，又由于是兩個(gè)平面同時(shí)加工，所以實(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，
根據(jù)文獻(xiàn)[7]表3.28得
其中
所以
當(dāng)用兩把刀銑削時(shí)，
水平分力：
垂直分力：
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)。
其中，為基本安全系數(shù)1.5；
為加工性質(zhì)系數(shù)1.1；
為刀具鈍化系數(shù)1.1；
為斷續(xù)切削系數(shù)1.1。
所以
(4)定位誤差分析
夾具的主要定位元件是一心軸，所以定位誤差主要就是心軸與工件孔之間的裝配誤差，即軸與孔的配合誤差?？椎某叽鐬?，所選擇的配合軸的尺寸為。
所以定位誤差為mm，而孔的公差為IT8=0.572，
所以，即最大側(cè)隙能滿足零件的精度要求。
圖4-1 夾具體CAD圖
Figure 4-1 CAD map 0f specific folders
圖4-2 夾具體PROE實(shí)體圖
Figure 4-2 Entity diagram PROE of specific folder
圖4-3 夾具裝配CAD圖
Figure 4-3 CAD chart fixture assembly
圖4-4 夾具裝配PROE實(shí)體圖
Figure 4-4 Entity diagram fixture assembly PROE
圖4-5 心軸CAD圖
Figure 4-5 Figure mandrel CAD
圖4-6 心軸PRO/E實(shí)體圖
Figure 4-6 spindle PRO / E solid modeling
4.3夾具設(shè)計(jì)及操作說明
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)都比較簡單，為了節(jié)約成本，我們應(yīng)著眼于手動(dòng)夾緊而不采用機(jī)動(dòng)夾緊。夾具以 φ15.8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；夾具上裝有對刀塊裝置，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對刀。
5 總結(jié)
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是完成汽車變速器換檔叉的機(jī)械加工工藝過程綜合卡片、及其中一道工序的夾具設(shè)計(jì)，畫出所設(shè)計(jì)零件的毛坯圖和零件圖，夾具體的CAD零件圖和裝配圖，以及夾具體的PRO/E實(shí)體圖和夾具裝配圖對應(yīng)的PRO/E實(shí)體圖。
在設(shè)計(jì)中主要是充分運(yùn)用CAD軟件繪圖功能和PRO/E軟件三維造型功能。在原有的躍進(jìn)牌汽車變速器換檔叉工藝的基礎(chǔ)上，加以改進(jìn)，以通過改進(jìn)來達(dá)到、提高換檔叉加工工藝性，從而進(jìn)一步降低零件的生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性。
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、修改無不飽含著導(dǎo)師陳洪軍老師的智慧和心血。這期間，導(dǎo)師在學(xué)術(shù)上給了我熱情的指導(dǎo)和關(guān)心，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?qū)熂案骺评蠋熤乱猿绺叩木匆夂椭孕牡母兄x！
在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，要特別感謝同學(xué)和朋友們給予的無私幫助和很多有效的建議。同時(shí)設(shè)計(jì)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！
由于這是我的第一次實(shí)體設(shè)計(jì)，時(shí)間也比較倉促，對一些知識(shí)也只是一知半解，里面難免有很多錯(cuò)誤和不足，望指導(dǎo)老師和評閱老師給予批評指正！謝謝！
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 李益民.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊[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，熊萬武.機(jī)械加工余量手冊[M].國防工業(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[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，肖詩綱.切削用量簡明手冊[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2005.
[8] 于駿一,鄒青.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[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.
[10] 陳心德.生產(chǎn)運(yùn)營管理[M].清華大學(xué)出版社,2005.
[11] 吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999.
[12] 李天遠(yuǎn).簡明機(jī)械工程師手冊[M].上冊.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].中國電子商務(wù)，2010，（12）.
31
附錄:變速器換擋叉機(jī)械加工工序卡
零件號(hào)
材料
35鋼
編制
唐銀旺
日期11.5.20
機(jī)械加工工藝過程卡片
零件類型
變速器
換檔叉
毛坯重量
3.5kg
指導(dǎo)
陳洪軍
生產(chǎn)類型
毛坯種類
模鍛件
審核
工序
安裝
工步
工序說明
工序簡圖
機(jī)床
夾具或輔助夾具
刀
具
量
具
走刀次數(shù)
走刀長度
㎜
切削深度㎜
進(jìn)給量㎜/z
主軸轉(zhuǎn)速r/min
切削速度 m/min
工時(shí)定額（min）
基本時(shí)間
輔助時(shí)間
工作地服務(wù)時(shí)間
Ⅰ
1
1
2
3
4
鉆孔
擴(kuò)15.5孔
粗鉸孔
精鉸孔
C325
轉(zhuǎn)塔車床
專用夾具
麻花鉆
擴(kuò)孔鉆
鉸刀
卡
尺
1
1
1
1
55
49
50
50
43
0.25
0.1
0.05
0.2
㎜/r
0.5
mm/r
0.07
mm/r
0.07
mm/r
380
198
198
198
18.85
7.54
9.76
9.76
0.92
0.5
3.61
3.61
Ⅱ
1
1
粗銑叉口兩內(nèi)側(cè)面
X60
臥式銑床
專用夾具
硬質(zhì)合金立銑刀
卡
尺
1
19
2
0.15
490
61.54
0.16
Ⅲ
1
1
粗銑16x56兩側(cè)面
X60
臥式銑床
專用夾具
高速鋼鑲齒三面刃銑刀
卡
尺
1
60
2
0.08
160
20.1
0.30
Ⅳ
1
1
2
粗銑叉口前后兩側(cè)面
粗銑R105叉部端面
X60
臥式銑床
專用夾具
高速鋼鑲齒三面刃銑刀
卡
尺
1
55
76
2
0.08
37.5
26.5
0.93
2.53
Ⅴ
1
1
2
3
4
粗銑14.2槽
粗銑16.5x42.9面
粗銑16.5x14.5面粗銑119.65 面
X60
臥式銑床
專用夾具
切槽刀
高速鋼鑲齒三面刃銑刀
卡
尺
1
1
1
1
21.6
55
46
40
2
2
2
2
0.08
600
160
120
160
26.38
20.1
15.1
20.1
0.144
0.25
0.26
0.18
Ⅵ
1
1
精銑叉口兩內(nèi)側(cè)面
X60
臥式銑床
專用夾具
高速鋼鑲齒三面刃銑刀
卡
尺
1
50
0.2
0.08
125
14.4
0.26
Ⅶ
1
1
精銑16x56兩側(cè)面
X60
臥式銑床
專用夾具
高速立銑刀
卡
尺
1
70
0.2
0.08
125
15.7
0.37
Ⅷ
1
1
2
精銑叉口前后兩側(cè)面
精銑R105叉部端面
X60
臥式銑床
專用夾具
高速鋼鑲齒三面刃銑刀
卡
尺
1
1
55
76
0.2
0.08
30
37.5
21.2
26.5
1.22
2.53
Ⅸ
1
1
精銑16.5x42.9面
X60
臥式銑床
專用夾具
高速鋼鑲齒三面刃銑刀
卡
尺
1
55
0.2
0.08
125
15.7
0.29
Ⅹ
1
1
2
鉆螺紋底孔M10
攻M10x1-7H螺紋
Z525
立式鉆床
專用夾具
硬質(zhì)合金鋼麻花鉆
M6絲錐
1
1
7
9.5
4
0.1
637
195
20.1
6.1
0.11
0.49
Ⅺ
1
1
倒角
C325
轉(zhuǎn)塔車床
專用夾具
90°锪鉆
545
The Process.and Fixture Design of the Transmission Shift Fork
Mechanical Design, Manufacturing and Automation:Tang yin wang
Tutor:Cheng hong jun
Abstract: The transmission shift fork mounted on the spindle box. Main role is to transfer torque to shift the power transmission gain. Advantage is a direct change from one speed to another speed, without the need to go through the middle of the series, so speed is very convenient; the drawback is more complicated.
The subject of the proposed use of mechanical theory of manufacturing technology for processing of the transmission shift fork technology and optimization of fixture design Assembly drawing by using AUTOCAD and parts diagram, with PROE for solid modeling, and can be used to generate the actual production of engineering drawings, and the results were compared with the traditional design.
Key words: process planning fixture PRO/E solid modeling
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