变速器换挡叉工艺和铣宽9.65mm的2侧面夹具设计【4张CAD图纸、工艺卡片和说明书】

本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。
变速换挡叉加工工艺规程及其铣槽的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。

关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。

ABSTRCT

This design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.
The reduction gear box body components technological process and its the processing ￠ 140 hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.

Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error

目    录

序言…………………………………………………………………1

一. 零件分析  ……………………………………………………2
1.1 零件作用  ………………………………………………2
1.2零件的工艺分析 …………………………………………3

二. 工艺规程设计…………………………………………………4
2.1确定毛坯的制造形式 ……………………………………4
2.2基面的选择传 ……………………………………………5
2.3制定工艺路线 ……………………………………………8
2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 …………11
2.5确定切削用量及基本工时………………………………14

三  夹具设计……………………………………………………14
3.1问题的提出………………………………………………14
3.2定位基准的选择…………………………………………14
3.3切削力及夹紧力计算……………………………………15
3.4定位误差分析……………………………………………17
3.5定向键和导向装…………………………………………20
3.6夹具设计及操作简要说明………………………………22

总 结………………………………………………………………23
致 谢………………………………………………………………24
参考文献 …………………………………………………………25

一、零件的分析

（一）零件的作用
题目所给的零件是变速器换挡叉。它位于变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的φ15.8孔与操纵机构相连，二下方的宽51的则是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。两件零件铸为一体，加工时分开。
（二）零件的工艺分析
变速器换挡叉共有两处加工表面，其间有一定位置要求。分述如下：
1. 以φ15.8为中心的加工表面
这一组加工表面包括：φ15.8的孔，以及其上下端面，上端面与孔有位置要求，孔壁上有一个装配时钻铰的锥孔，一个M8的螺纹孔。下端有一个47°的斜凸台。这三个都没有高的位置度要求。
2. 以宽51mm为中心的加工表面
这一组加工表面包括：φ56的孔宽51的面，以及其上下两个端面。

二、      工艺规程设计

(一)确定毛坯的制造形式
 零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，故选择铸件毛坯。
（二）基面的选择
 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，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。
 （1）粗基准的选择。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取φ15.8孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，用一个经过特殊加工的定位销定位，这样就限制了空间的5个自由度，又因为钻削时钻削力是向下的，因此上下的自由度不需要限制 （2）精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。
（三）制定工艺路线
  制定工艺路线得出发点,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情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。
 1.工艺路线方案一
工序一 铸造
工序二 时效处理
工序三 铣左右端面
工序四 铣宽51m的槽。
工序五 铣宽9.65mm的2面及顶面。
工序六 铣厚5.9的2侧面。
工序七 钻，扩，绞15.8的孔。
工序八 铣宽16.5mm的面。
工序九 铣宽14.2mm的槽。
工序十 钻M10的孔
工序十一：检验
工序十二：入库

方案二：
工序一 铸造
工序二 时效处理
工序三 铣左右端面
工序四钻，扩，绞15.8的孔
工序五 铣宽9.65mm的2面及顶面。
工序六 铣厚5.9的2侧面。
工序七。铣宽51m的槽。
工序八 铣宽16.5mm的面。
工序九 铣宽14.2mm的槽。
工序十 钻M10的孔
工序十一：检验
工序十二：入库
方案一和方案二的区别在于方案二在先开始钻孔，这样不利于保证钻孔的精度，根据加工 的先面后孔原则，我们应该先加工面然后在加工孔，这样一是有利于后序加工的定位，保证了加工精度同时也提高 了效率，适合于批量生产。综上所述，我们选择方案一，

具体的工艺路线如下
工序一 铸造
工序二 时效处理
工序三 铣左右端面
工序四 铣宽51m的槽。
工序五 铣宽9.65mm的2面及顶面。
工序六 铣厚5.9的2侧面。
工序七 钻，扩，绞15.8的孔。
工序八 铣宽16.5mm的面。
工序九 铣宽14.2mm的槽。
工序十 钻M10的孔
工序十一：检验
工序十二：入库

（四）机械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的确定
 ”变速器换挡叉”；零件材料为HT200，硬度190～210HB，毛皮重量2.2kg，生产类型大批量，铸造毛坯。
据以上原始资料及加工路线，分别确定各家工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
 1. 外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差（，φ15.8端面）。
查《机械制造工艺设计简明手册》（以下称《工艺手册》）表2.2～2.5，取φ15.8，φ56端面长度余量均为1（均为双边加工）
铣削加工余量为：
粗铣 0.8mm
精铣 0.2mm
 2. 内孔（φ58已铸成孔）
 查《工艺手册》表2.2～2.5，取φ50已铸成孔长度余量为2.5，即铸成孔半径为45mm。
 工序尺寸加工余量：
钻孔  2mm
 扩孔  0.125mm
 铰孔  0.035mm
 
 3. 其他尺寸直接铸造得到
由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工。因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。

（五）确立切削用量及基本工时
工序一：铣左右端面
工步一：铣左端面
1. 加工条件
工件材料：HT200,σb =0.16GPa HB=190~241,铸造。
加工要求：粗铣φ15.8左端面。
机床：X51立式铣床。
刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae<=60,深度ap<=4,齿数z=10,故据《切削用量简明手册》（后简称《切削手册》）取刀具直径do=80mm。选择刀具前角γo＝＋5°后角αo＝8°，副后角αo’=8°，刀齿斜角λs=－10°,主刃Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副刃Kr’=5°过渡刃宽bε=1mm。
2. 切削用量
1）铣削深度 因为切削量较小，故可以选择ap=1.5mm，一次走刀即可完成所需长度。
2）每齿进给量 机床功率为7.5kw。查《切削手册》f=0.14~0.24mm/z。由于是对称铣，选较小量f=0.14 mm/z。