拨叉工艺规程.doc

摘 要变速叉是汽车变速箱的重要构件之一，在汽车的传动变速系统中广泛采用，以实现传递速度或旋向的变化。本文主要论述了变速叉的工艺规程及变速叉内爪铣床夹具设计。在工艺定制过程中，通过生产批量的分析确定变速叉的加工方案，并寻求最佳的工艺方案。在安排工艺过程时，保证零件加工要求的同时提高生产效率，尽量减少加工余量和切削力可以减少或避免工件的变形。在设计铣变速叉内爪夹具时，结合变速叉的形状特点和加工要求进行定位,并采用catia软件进行三维建模。关键词: 变速叉 加工工艺 夹具设计Abstract The jear shift fork is one of the important parts of transmission gears box， it is widely used in automotive variable speed system in order to transmission speed or change the spin. This paper expounds mainly the design of processing of the gear shift fork and fixture of milling the within claw of the fork. During process planning, it has been defined that the productive process of gear shift fork, and find out the best process plan by analyzing production lot. To ensure the processing requirements of the part and increase productivity, we can reduce or avoid the deformation of the part by reducing the surplus and cutting force when arranging processing. In the design of the fixture of milling the within claw of the fork on the basis of the shape of the fork and specific requirement for positioning, the three-dimensional modeling has been built by using catia Keyword: Gear shift fork ；Processing technology ；Design of clamping device26 目录摘 要IAbstractII1.1变速器变速叉的介绍11.3 变速器行业面临挑战3第2章 零件的加工工艺52.1零件的作用52.2零件的工艺分析62.2.1零件的加工表面及其要求62.2.2 零件材料选择62.3 毛坯选择72.3.1 毛坯的种类72.3.2 选择毛坯时应考虑的因素82.3.3毛坯形状与尺寸的确定92.4 工艺基准选择92.4.1 零件的加工定位原理92.4.2 定位基准的选择原则92.5 拟订加工路线112.5.1确定各加工表面的加工方法及加工路线112.5.2拟定加工路线方案112.7选择机床设备及工艺装备122.8 确定切削用量和基本工时13第3章 夹具设计183.2夹具设计183.2.1 定位方式及元器件的选择183.2.2 切削力及夹紧力的计算203.2.3 定位误差的计算213.3液压缸的选择213.3.1 液压缸作用的大小213.3.2活塞（或缸）的运动速度223.3.3液压缸的分类223.3.4液压缸的安装形式223.3.5采用此类型液压缸的好处233.3.6安装形式的选择233.3.7活塞杆与活塞的连接结构23总 结24参考文献25致 谢26第1章 绪论1.1变速器变速叉的介绍变速叉是汽车变速器的重要零部件，它接收换挡手柄传递的变速信号，来控制齿轮变速箱以相应的档位运行。这就要求变速叉有一定的强度和刚度，工作可靠、稳定，以便汽车能很好的变换速度，稳定行驶；具有结构紧凑、传动力矩大、体积小重量轻、传动效率高、寿命长等特点。其结构图如图1-1所示图1-1 变速叉本文所涉及的变速叉是解放牌汽车上使用的。变速叉的材质要求为45#钢。我厂在生产该零件过程中，经历了几种不同工艺方案的比较，最后选定了合理的工艺方案，从而编制了工艺卡，确定了该工艺每个工序的加工机床，加工刀具测量选用的量具。以及计算了各个加工步骤的切削速度、进给量和主轴转速等。1.2变速器行业概况我国汽车变速器行业在经历了改革改造、引进消化、改制重组，在激烈的市场竞争中在行业规模、产品技术、经营管理等方面取得了较好的发展。目前，国内汽车变速器企业很多。2007年我国生产商用车变速器约2857台，同比曾长21.6%。2007年商用车增幅较大，因此商用车变速器增幅也较大。其中由于2007年重 卡增长76.6%，大客车产量增长46.3%，半挂牵引车增长95.6%，货车底盘增长32.8%，因此重型汽车变速器的增幅也较大，一些企业的出口量也较大(如法士特重型车变速器)。目前国内变速器厂家主要有綦江齿轮传动有限公司、中国第一汽车集团哈尔滨变速箱厂、东风汽车变速箱有限公司、杭州前进齿轮箱集团有限公司等厂家在国内变速器厂家竞争的同时，国外变速器厂家也参与到竞争中，如德国ZF 公司、英国艾里逊、美国伊顿、韩国统一等都看好国内市场，并且已经牢牢占领着高端市场。2004年国家出台的汽车产业发展政策，要求中国汽车零部件企业要适应国际产业发展趋势，积极参与主机厂的产品开发工作。在关键汽车零部件领域要逐步形成系统开发能力，在一般汽车零部件领域要形成先进的产品开发和制造能力，满足国内外市场的需要，努力进入国际汽车零部件采购体系。但中国汽车零部件工业在下一轮发展面临越来越大的困难，民族汽车零部件企业的生存空间正被国际汽车零部件巨头不断挤压。就汽车动力传动系统来看，汽车变速器已经形成机械变速箱MT、机械式自动变速器AMT、无级变速器CVT、双离合器变速器DCT、自动变速器AT等手动档和自动档结构。变速器主要发展方向：安全、环保、节能、操纵轻便化、换档自动化、智能化。大功率、大扭矩。客车最大功率达397kW、2300Nm，如ZF8S180，ZF商用车变速器输入扭矩3300Nm。系列化、多种档位、组合化。如ZF公司拥有16种AT、3种MT、3种CVT；Getrag公司拥有23种MT、AMT。伊顿公司用42种变速器覆盖700-2500Nm商用车。变速器中心距系列化。ZF公司用10种中心距系列，覆盖了所有变速器；伊顿公司用8种中心距系列覆盖了所有机械变速器等等。主箱与副箱组合化。如ZF公司主箱有3、4、5档3种，副箱2档，组合为52(10档)；232(12档)、242(16档)等。大传动比，小档间级差化，重型商用车国外最低档传动比已至17左右，最高档传动比已达到0.7左右。小型化、轻量化。用冲压件代替铸锻件、广泛使用铝镁合金、用电焊代替铆接等；减小中心距，如ZF公司20世纪80年代至90年代末单体变速器中心距减少23mm。换档向轻便化、自动化、智能化、电子集成化方向发展。中国商用车今后有可能大力发展AMT(价格低于AT，与AT相比物美价廉)。改革开放初期，为推动我国汽车工业的快速发展，汽车合资大潮开始涌动。1983年，经国务院批准，中国重型汽车工业联营公司引进奥地利斯太尔公司整车制造技术(含发动机、变速器、车桥)。其中配套变速器的任务交给了陕西齿轮厂（“陕西法士特传动集团有限公司”的前身）和重庆綦江齿轮厂，促进了我国重型汽车变速器的发展。1984年，陕西齿轮厂与美国伊顿公司签署技术转让协议，并在西安建立新的生产基地，开始生产双中间轴变速器。1985年，重庆綦江齿轮厂引进德国采埃孚公司机械变速器系列制造技术，生产重型车变速器，为斯太尔重卡配套。在重型汽车变速器领域，还有两家企业不得不提，一家是山西大同齿轮厂，另外一家是哈尔滨汽车齿轮厂。1986年，大齿引进日产柴TMH402变速器制造技术，生产5挡和6挡的产品，主要为东风卡车配套。1986年12月，哈齿正式隶属解放汽车工业企业联营公司，并更名为第一汽车制造厂哈尔滨汽车齿轮厂。哈齿在吸收日野变速器技术基础上开发出一系列产品，主要为一汽解放卡车配套。不过，严格来讲，大齿和哈齿的变速器与陕齿和綦齿不同，其传递扭矩要小些，在800N/m左右，而陕齿和綦齿的变速器传递扭矩在1000N/m以上。在乘用车方面，1984年，中外合资汽车企业北京吉普汽车有限公司成立。为给北京吉普配套，北京齿轮总厂承担了开发生产吉普车变速器的任务。同样在1984年，上海大众合资公司成立，开始引进桑塔纳项目。上海汽车齿轮总厂承担了为桑塔纳配套国产014变速器的任务。该变速器项目1988年立项，1989年10月出样机，1990年生产了2700台，1991年批量生产2.3万台，本土化率达到88%。1990年，上海汽车齿轮总厂又在014手动变速器的基础上，研制开发了013五挡手动变速器，为桑塔纳2000型轿车配套。随着桑塔纳的热销，上海汽车齿轮总厂成为当时国内最大的汽车变速器生产企业。我国微型汽车的发展也是从20世纪80年代开始的，主要是引进日本铃木和大发两大系列的产品。与之配套的微型汽车变速器，也随之产生并逐渐提高产量。这期间，国营青山机械厂（重庆青山工业有限责任公司的前身）和唐山齿轮厂是主要的微车变速器生产厂家。1.3 变速器行业面临挑战国内变速器行业虽然已经有了长足进步，但与国际同行比较，差距仍很明显。企业经营规模小，抗风险能力低。缺乏技术含量高、前瞻性、可持续发展的产品。品牌意识不强，标准化程度低。国内企业缺乏高水平的研究开发人员，企业自主开发能力低；企业内部管理水平不高，没有系统的人才培训，人才流失等现象相当严重。国内企业规模小，数量众多，技术、质量参差不齐。国内原材料供应商的质量、技术水平较低，一些关键部件只能依赖进口，增加了零部件企业的生产成本。技术方面：缺乏创新能力，缺少自主的专项、专利技术；新产品、新技术、新工艺落后，将受制于跨国公司；生产工艺先进程度、可靠性较差，自动化程度和生产率相差甚远；研发的人力、物力、财力严重不足。研发手段落后；实车试验及主观评价极少实行。管理及质量方面：虽然业内90左右的企业通过了ISO9000、QS9000、VDA6.1、ISO/TS16949等各类质量体系认证。也有开始运用工业工程、ERP、一体化管理等现代管理技术。然而，因企业变数较多，造成了管理体系动荡，多数认证流于形式；管理滞后，使产品质量稳定性难以保证，对于全球采购50-70ppm要求，只能望而却步。装备及工艺方面：主要企业的装备及工艺基本与国际同行相似，然而行业的装备水平低一档次；成套碳氮共渗设备应用不广，机加工CNC设备采用不普遍，工艺装备对产品的保证能力不强；试验、检测设备的精度不够，可靠性和再生性差。本题目是学完了所有基础课及机械制造技术基础机械设计基础等主要专业课程的实践性环节，在三年级的生产实习中，已对变速叉有了较深的了解，对其零件的作用也有所了解。通过这次毕业设计，对我们的设计能力有所提高，扩大和强化自己所学的理论知识与技能，提高自己的设计计算，制图，编写技术文件的能力，学会正确查阅，使用文献及工具书等资料，并在设计中培养自己理论联系实际，严肃认真的工作作风和独立的工作能力，为以后工作打好基础。第2章 零件的加工工艺2.1零件的作用变速叉操纵变速操纵杆，通过叉型拨杆，变速导块变速叉轴带动叉拨动滑动齿套改换档位，实现汽车行驶的各种速度。变速箱中的拨叉是典型的叉杆类零件，变速叉刚性差，及容易产生弯曲变形，变速叉在改换档位时叉杆受弯曲应力的作用，要求变速叉右足够的刚度，因此变速叉的结构形式，材质选择、以及热处理方式及硬度指标等，均以增强刚度为基点，以适应拨叉的工作条件。 本课题研究的变速叉如下图2-1、2-2所示 图 2-1 变速叉 图2-2 变速叉2.2零件的工艺分析2.2.1零件的加工表面及其要求零件图的主要技术要求为：1、表面E、F渗碳淬火，硬度45-53HRC，淬硬深度1.2-2、0，未注明铸造起模斜度2，圆角半径2-3。加工表面及其要求：1、10孔：孔径10mm，两端倒角1mm*45，表面粗糙度Ra6.3m。2、拨叉头外圆侧端面：保证尺寸45，表面粗糙度Ra12.5m.。3、凸台上端面：保证与10孔的对齐距离为26mm，粗糙度Ra12.5m。4、拨叉脚F端面：厚度为10mm，与10孔轴线的垂直度=0.08mm，表面粗糙度Ra6.3m。5、拨叉脚内端面：两端面的平行度=0.3mm，保证距离44mm，粗糙度Ra6.3m。6、操纵槽：宽度为130.3mm，保证深度距离10孔轴线为12mm，对称面与拨叉头端面的距离为260.2mm，表面粗糙度Ra12.5m。7、M10*1-7H螺纹孔：螺纹孔轴线与拨插头侧端面的距离为17.50.1mm。8、拨叉脚底面：拨叉脚底面与R5圆圆心的距离为24mm2.2.2 零件材料选择1. 满足使用要求设计机械零件的基本原则之一是工作可靠。零件的材料直接影响着其强度、刚度、耐磨性、耐蚀性、耐热性、疲劳寿命、重量、美观等，应根据零件的工况选择适当的材料。如零件承受较大载荷或要求尺寸小重量轻，应选择高强度合金钢；零件承受较大冲击载荷，需要选择韧性好的合金钢；构成摩擦副的零件要求耐磨性好，应按摩擦学设计来选择减摩耐磨性好的材料配对，如磨损主要是磨粒磨损时，一般应选淬火钢；工作时要接触腐蚀性气体或液体的零件，要针对造成腐蚀的具体情况，选择合适的耐腐蚀的材料。当某个零件对设备的正常使用非常重要时，应选择质量可靠的材料。2. 满足工艺要求便于加工是设计机械零件时也必须遵守的一个原则。零件是否便于加工直接关系到零件的成本和制造时间。生产形状复杂铸造毛坯零件，一般要选择铸铁，受力较大时选择铸钢。生产形状复杂、单件或小批量的零件，可以用钢板或型钢焊接。冲压件应选择塑性好的低碳钢或铜合金等材料。在机器制造过程中，切削加工方法占有重要位置，材料的切削加工性能主要指材料被切削的难易程度、材料被切削后的表面粗糙度和刀具的寿命。材料成分、组织和热处理不同的零件，其切削加工性是不同的，甚至差异很大。对大批量生产的零件，要特别重视材料的机械加工性能。在材料手册中，对具体材料的加工性能有简要的说明。设计零件时，也要注意热处理工艺性。如结构形状复杂的零件，应选择选择淬透性好的钢材，其变形小。3. 满足经济性要求降低零件成本，是提高产品价格竞争力的一个重要途径。价格低廉，是设计零件时要遵守的原则之一。在满足使用性能的前提下，选用零件材料时要注意降低零件的总成本。零件的总成本主要包含材料的价格和加工等费用。不同材料的价格可能相差几倍，甚至几十倍。在金属材料中，碳钢和铸铁的价格相对较低，其加工工艺性能较好。所以，在满足机械性能要求的前提下，宜优先选择碳钢或铸铁。在选材时还应考虑材料的供应情况。本零件材料采用45钢，能承受大的冲击力作用，塑性、韧性和其他方面的力学性能也都比较高。2.3 毛坯选择2.3.1 毛坯的种类毛坯是指根据零件（或产品）所要求的形状、工艺尺寸等制成的为提供进一步加工用的生产对象。毛坯主要通过铸造、锻压、焊接等方法获得，也可以直接选用型材作为毛坯。1. 铸件铸造是指将熔融的具有一定化学成分的合金浇入事先造好的铸型型腔内，待其冷却凝固后获得一定形状和性能铸件的工艺工程。铸件毛坯的制造方法可分为砂型铸造、金属型铸造、精密铸造、压力铸造等。铸造能够满足形状复杂的大中型零件毛坯的成型要求，但铸件晶粒粗大，组织疏松，成分不均匀，有内应力，力学性能差，但铸件减振性能、耐磨性好。适用于各种性状复杂的零件，铸件材料有铸铁、铸钢及钢等有色金属。 2. 锻件锻件是指对坯料施加外力，使其产生塑性变形，改变尺寸、形状和性能，获得的毛坯。锻件可分为自由锻件和模锻件。自由锻是指只用简单的通用性工具，或在锻造设备的上、下砥铁间直接使坯料变形而获得所需几何形状及内部质量锻件的方法。自由锻工艺灵活，所用工具、设备简单，通用性大，成本低，可锻造小至几克、大到数百吨的锻件。但自由锻毛坯精度低、加工余量大、生产率低，劳动条件差，适用于单件小批量生产以及大型零件毛坯。模锻是用高强度金属制造的成型锻件的模具，其上有与锻件形状一致的模膛，使坯料在模膛内受压变形。在变形过程中由于模膛对金属坯料流动的限制，因而锻造终了时能得到和模膛形状一致的锻件。模锻件毛坯精度高、加工余量小、生产率高，适用于中批以上生产的中小型毛坯。常用的锻件材料为中、低碳钢及低合金钢。3. 轧制件轧制是将金属坯料通过一对旋转轧辊的间隙（各种形状），因受轧辊的压缩使材料截面减小，长度增加的压力加工方法，这是生产钢材最常用的生产方式，主要用来生产型材、板材、管材。主要包括各种热轧和冷轧圆钢、方钢、六角钢、八角钢等型材，热轧毛坯精度较低，冷轧毛坯精度较高。 4. 焊接件焊接是通过加热、加压，或两者并用，使两个分离的物体产生原子（分子）间结合而连接成整体的过程。是将型材或板料等焊接成所需的毛坯，简单方便，但需经过时效处理消除应力后才能进行机械加工。 5. 其他毛坯 如冲压件、粉末冶金和塑料压制件等。 2.3.2 选择毛坯时应考虑的因素 1. 零件的材料及力学性能要求 零件的材料选定后，毛坯的种类一般可大致确定。例如，铸铁和某些金属只能铸造；对于主要的钢质零件为获得良好的力学性能，应选用锻件毛坯。 2. 零件的结构形状和尺寸 毛坯的形状和尺寸应尽量与零件的形状和尺寸接近，形状复杂和大型零件的毛坯多用铸造；板状钢质零件多用锻造；轴类零件毛坯，如各台阶直径相差不大，可选用棒料；如各台阶直径相差较大，易用锻件。对于锻件，尺寸大时可选用自由锻，尺寸小且批量较大时可选用模锻。 3. 生产纲领的大小 大批量生产时，应选用精度和生产率较高的毛坯制造方法，如模锻、金属型机器造型铸造等。单件小批生产时应选用木模手工造型造成自由锻造。 4. 现有生产条件 选用毛坯时，要充分考虑现有的生产条件，如现场毛坯制造的实际水平和能力，外协生产的可能性。 5. 充分考虑利用好技术、新工艺、新材料的可能性 为节约材料和能源，随着毛坯专业化生产的发展，精铸，冷扎，冷挤压等毛坯制造方法的应用将日益广泛，应用这些方法后，可大大减少机械加工量，甚至不需要切削加工，其经济效益非常显著。 2.3.3毛坯形状与尺寸的确定 毛坯尺寸和零件图上的设计尺寸之差称为加工余量，又叫毛坯余量。毛坯尺寸的公差、毛坯余量的大小同毛坯的制造方法有关。生产中可参照有关工艺手册和标准确定。毛坯余量的确定后，将毛坯余量附加在零件相应的加工表面上，即可大致确定毛坯的形状和尺寸，此外还要考虑毛坯制造、机械加工及热处理等许多工艺因素。下面尽从机械加工工艺角度分析在确定毛坯形状和尺寸时应注意的问题。1. 工艺凸台 为了加工时装夹方便，有些毛坯需要铸出工艺搭子。这种情况下，除了将毛坯余量附加在零件相应的加工表面上外，还要把工艺凸台或工艺搭子附加在零件上。2. 一坯多件 为了提高零件机械加工的生产率，对于需经锻造的小零件，可以将若干零件合锻为一件毛坯，经平面加工后再切割分离成单个零件。显然，在确定毛坯的长度时，应考虑切割零件所用锯片的厚度和切割的零件数。3. 组合毛坯为了保证加工质量，同时也为了加工方便，通常将轴承、瓦块、砂轮平衡块及车床的开合螺母外壳之类的分离零件的毛坯先作成一个整体毛坯，加工到一定阶段后再切割分离。零件的材料为45号钢，零件年产量为8000件，属于大批生产，零件的轮廓尺寸不大，而且工件上有许多表面不切削加工，所以选择用砂机器造型。查机械制造工艺设计简明手册确定铸件尺寸公差等级为CT9，机械加工余量为AM-H。2.4 工艺基准选择2.4.1 零件的加工定位原理1. 基准及其分类所谓基准是指用来确定生产对象上几何要素的几何关系所依据的那些点，线，面。根据基准的作用不同，可分为设计基准和工艺基准两大类。工艺基准可分为工序基准，定位基准，测量基准，装配基准。2. 工件定位的基本原理工件定位：工件相对于机床处于一个正确的位置。要保证加工精度，安装于机床或夹具上的工件还必须相对于刀具有一个正确的位置。在生产加工中工件与刀具之间的相对位置常用试切法或调整法来保证。要遵循六点原则，即用合理分布的六个支承点来限制六个自由度，使工件在机床上或夹具中的位置完全确定下来。2.4.2 定位基准的选择原则设计基准已由零件图给定，但定位基准可以不同的选择方案。在最初工序只能用工件毛坯上的未加工的表面作为定位基准，这样的基准称为粗基准。用已经加工过的表面作为定位基准则称为精基准。另外，为了满足工艺需要，在工件上专门设计的定位基准（顶尖孔），称为辅助基准。1. 粗基准的选择 为了保证加工表面与不加工表面的位置尺寸要求，应选择不加工表面作粗基准。若要保证某加工表面切除的余量厚度均匀，应选择该表面作为基准。为保证各加工表面都有足够的加工余量，应选择毛坯余量小的表面作为粗基准。选择粗基准的表面，应尽可能平整，不能有飞边、浇注系统、冒口或其他表面缺陷，以便使工件定位稳定可靠，夹紧方便。重复使用同一粗基准所加工的两组表面之间的位置误差会相当大，一般情况下粗基准不重复使用。2. 精基准的选择选择精基准主要应考虑如何减少定位误差，保证加工精度，使工件装夹方便，可靠，夹紧结构简单。遵循基准重合原则，基准统一原则，自为基准原则，互为基准原则。基准重合原则：应尽可能选择所加工表面的工序基准为精基准，这样可以避免由于基准不重合引起的定位误差。统一基准原则：应尽可能选择用同一组精基准加工工件上尽可能多的表面，以保证所加工的各个表面之间具有正确的相对位置。例如，加工轴类零件时，一般都采用两个顶尖孔作为统一的精基准来加工轴类零件上的所有的外圆表面和端面，这样可以保证各外圆表面间的同轴度和端面对轴心线的垂直度。采用统一基准进行加工还有减少夹具种类、降低夹具设计制造费用的作用。互为基准原则：当工件上两个加工表面之间的位置精度妖气比较高时，可以采用两个加工表面互为基准的方法加工。例如，车床主轴前后支承轴颈与主轴锥孔间有严格的同轴度要求，常先以主轴锥孔作为定为基准磨主轴前、后支承轴颈表面，然后再以前、后支承轴颈表面为定位基准磨主轴锥孔，最后达到图样上规定的同轴度要求。自为基准原则：一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均匀，常以加工表面自身为精基准进行加工。拨叉零件图上多数尺寸及形位公差以10孔及其右端面为设计基准（精基准），因此必须首先将10孔及其右端面加工好，为后续工序准备基准。根据粗、精基准选择原则，确定个加工表面的基准如下：(1)拨叉头外圆右端面（即10孔右端面）：拨叉头外圆左端面，拨叉头外圆柱面，凸台侧面。(2)10孔：拨叉头外圆柱面，外圆右端面，凸台侧面。(3）拨叉脚内端面：10孔及其端面，拨叉侧面。(4)拨叉脚F端面（即拨叉脚侧面）：10孔及其右端面及拨叉脚内端面。(5)拨叉头凸台高度面：10孔及拨叉脚F端面，拨叉脚内端面。(6)M10*1螺纹孔：拨叉脚内端面，10孔及其端面。(7)操纵槽：10孔及其端面，拨叉脚内端面。2.5 拟订加工路线2.5.1确定各加工表面的加工方法及加工路线该零件的加工表面为：10mm内孔及其端面，拨叉脚内端面，拨叉脚侧端面，拨叉头凸台高度面，M10*1螺纹孔，操纵槽，拨叉脚底面。根据各加工表面的精度要求和表面粗糙度要求，10mm内孔端面的加工方法为铣削；10内孔的加工方法为钻、粗铰、精铰组合加工；拨叉两内侧面的加工方法为铣削；拨叉脚侧面加工方法为铣削；拨叉头凸台高度面的加工方法为铣削；螺纹孔的加工方法为钻削；操纵槽的加工路线为铣削加工。2.5.2拟定加工路线方案1、工艺路线方案一工序I 铣拨叉头外圆右端面工序II 钻，粗、精铰10孔并倒角。工序III 铣拨叉脚内端面保证44mm。工序IV 铣拨叉脚F端面。工序V 铣拨叉凸台高度面26mm。工序VI 钻孔8.5mm， 攻丝M10。工序VII 铣操纵槽130.3mm。工序VIII 拨叉脚F端面以及操纵槽E端面淬火。工序IX 清洗。工序X 检验。2、工艺路线方案二工序I 铣拨叉头外圆右端面。工序II 钻9.8孔。工序III 粗铰至9.96mm。工序IV 精铰至10mm。工序V 倒角。 工序VI 铣拨叉脚内端面保证44mm。工序VII 铣拨叉脚F端面。工序VIII 铣拨叉凸台高度面26mm。工序IX 钻孔8.5mm。工序X 攻丝M10。工序XI 铣操纵槽130.3mm工序XII 拨叉脚F端面以及操纵槽E端面淬火。工序XIII 清洗。工序XIV 检验。工艺路线方案一是先加工主要表面后加工工次要表面，保证主要加工表面的质量。工艺路线方案二是按工序分散原则组织工序，可在普通机床上加工，但工艺路线变长，增加了工件的装卡次数。且主要加工表面质量不易保证，若主要表面加工不满足要求，则浪费次要表面的加工时间。综合上述两工艺路线方案，选择第一方案。2.6 确定机械加工余量、工序尺寸及公差根据上述原始资料及加工工艺，查机械制造工艺设计简明手册（以下简称工艺手册）,分别确定个加工表面的加工余量、工序尺寸及公差如下：工序 工序内容 单边余量 (mm) 工序尺寸(mm) 表面粗糙度Ra(m)工序I 铣拨叉头外圆端面 3.5 45 6.3工序II 钻9.8mm 4.9 9.8 12.5 粗铰至9.96mm 0.08 9.96 6.3 精铰至10mm 0.02 10 6.3 倒角 1 1*45 12.5工序III铣拨叉凸台高度面 3.5 26 12.5工序IV 铣拨叉脚F端面 3 10 6.3工序V 铣拨叉脚内端面 3.5 44 6.3工序VI 钻孔8.5mm 4.25 8.5 12.5 攻丝M10 M101工序VII 铣操纵槽 6.5 130.3 6.32.7选择机床设备及工艺装备为了满足生产需要，现选用各工序所用的设备为：工序I：采用卧式万能铣床X62W，端铣刀30mm，专用夹具，游标卡尺。工序II：Z515钻床，钻头（9.8mm），铰刀（9.96mm和10mm），鍃钻，专用夹具，塞规。工序III：采用卧式万能铣床X62W，三面刃铣刀，专用夹具，游标卡尺。工序IV：采用卧式万能铣床X62W，三面刃铣刀，专用夹具，游标卡尺。工序V：采用卧式万能铣床X62W，端铣刀30mm，专用夹具，游标卡尺。工序VI：Z515钻床，麻花钻8.5mm，丝锥M101，专用夹具，塞规。工序VII：采用卧式万能铣床X62W，直柄立铣刀，专用夹具，游标卡尺。2.8 确定切削用量和基本工时1、工序I 铣拨叉头外圆端面。加工条件：卧式万能铣床X62W，端铣刀30mm，齿数12，高速钢，专用夹具，游标卡尺。(a)确定背吃刀量 端面的总加工余量为3.5mm，一次走刀加工， a=3.5mm，铣削宽度a=22mm。(b)确定每齿进给量 根据切削手册表3.3f=0.10mm/s。(c)确定切削速度和工作台每分钟进给量，根据切削手册表3.27，确定铣削速度为=0.5m/s=30m/min，那么n=1000 v/d=100030/30=318（r/min）根据工艺手册表4.2-39，与318r/min相近的机床转速为300r/min,所以实际切削速度为=28.26 mmin 。工作台每分钟进给量：f=0.101260=72mm/min.根据工艺手册表4.2-40取f=80mm/min。则实际每齿的进给量f=0.11mm/s。（d）计算基本时间 根据工艺手册表6.2-7, l=22mm，l=0.5(d-)+(13)=6.89.8mm,l=2.T=0.385min2、工序II 钻，粗、精铰10孔并倒角加工条件：Z515钻床，钻头（9.8mm），铰刀（9.96mm和10mm），专用夹具，塞规。工位I 钻孔9.8mm（a）确定背吃刀量a=4.9mm。（b）确定进给量 根据切削手册表2.7，f=0.220.28mm/r,查工艺手册表4.217取f=0.25mm/r。（c）确定切削速度 根据切削手册表2.30,取v=0.17.m/s=10m/min。n=325r/min。根据工艺手册表4.2-18，取实际切削速度为n=320r/min。（d）计算基本时间 根据工艺手册表6.2-5，l=45mm，l=ctr+（12）=4.25.2mm,取l=5mm，l=0mmT= =0.625（min）工位II粗铰孔9.96mm(a) 确定背吃刀量a=0.08mm。(b) 确定进给量 根据切削手册表2.11，f=0.40.9mm/r,取f=0.9mm/r。(c) 确定切削速度 为减少辅助时间取n=320r/min。(d) 计算基本时间 根据工艺手册表6.2-5和表6.2-6，l=45mm，l=ctr+（12）=1.022.02mm,取l=2mm，l=22mmT= =0.240（min）工位III精铰孔10mm（a) 确定背吃刀量a=0.02mm。（b) 确定进给量 根据切削手册表2.11，f=0.40.9mm/r,取 f=0.65mm/r。（c) 确定切削速度 为减少辅助时间取n=320r/min。（d) 计算基本时间 根据工艺手册表6.2-5和表6.2-6，l=45mm，l=ctr+（12）=1.002.00mm,取l=1.5mm，l=8mmT= =0.262（min）工位IV 倒角参照工序I铣平面，取切削速度为n=300r/min。3、工序III 铣拨叉脚内端面保证44mm。加工条件：卧式万能铣床X62W，直齿三面刃铣刀，刀盘直径125mm，宽12mm,齿数20，专用夹具，游标卡尺。(a)确定背吃刀量 端面的总加工余量为3.5mm，一次走刀加工， a=3.5mm，铣削宽度a=22mm。(b)确定每齿进给量 根据切削手册表3.5f=0.09mm/s。(c)确定切削速度和工作台每分钟进给量，根据切削手册表3.27，确定铣削速度为=2.1m/s=127m/min。n=1000 v/d=1000127/125=323.57（r/min）根据工艺手册表4.2-39，与323.57r/min相近的机床转速为300r/min,所以实际切削速度为=117.75 mmin。工作台每分钟进给量：f=0.092060=108mm/min.根据工艺手册表4.2-40取f=100mm/min。则实际每齿的进给量f=0.08 mm/s。（d）计算基本时间 根据工艺手册表6.2-7, l=22mm，l=+（13）=50mm,l=4T=0.76min4、工序IV 铣拨叉脚F端面加工条件：卧式万能铣床X62W，直齿三面刃铣刀，刀盘直径125mm，宽12mm,齿数20，专用夹具，游标卡尺。(a)确定背吃刀量 端面的总加工余量为3mm，一次走刀加工， a=3mm，铣削宽度a=23mm。(b)确定每齿进给量 根据切削手册表3.5f=0.10mm/s。(c)确定切削速度和工作台每分钟进给量，根据切削手册表3.27，确定铣削速度为=2.1m/s=127m/minn=1000 v/d=1000127/125=323.57（r/min）根据工艺手册表4.2-39，与323.57r/min相近的机床转速为300r/min,所以实际切削速度为=117.75 mmin。 工作台每分钟进给量：f=0.102060=120mm/min.根据工艺手册表4.2-40取f=130mm/min。则实际每齿的进给量f=0.11mm/s。（d）计算基本时间 根据工艺手册表6.2-7, l=28mm，l=+（13）=50mm,l=4T=0.631min5、工序V 铣拨叉凸台高度面26mm。加工条件：采用卧式万能铣床X62W，端铣刀30mm，专用夹具，游标卡尺。（a）确定背吃刀量 端面的总加工余量为3.5mm，一次走刀加工， a=3.5mm，铣削宽度a=23mm。（b）确定每齿进给量 根据切削手册表3.3f=0.10mm/s。（c）确定切削速度和工作台每分钟进给量，根据切削手册表3.27，确定铣削速度为=0.5m/s=30m/minn=1000 v/d=100030/30=318（r/min）根据工艺手册表4.2-39，与318r/min相近的机床转速为300r/min,所以实际切削速度为= 28.26mmin。 工作台每分钟进给量：f=0.101260=72mm/min.根据工艺手册表4.2-40取f=80mm/min。则实际每齿的进给量f=0.11mm/s。（d）计算基本时间 根据工艺手册表6.2-7, l=37mm，l=0.5(d-)+(13)=6.49.4mm,l=2T=0. 568min6、工序VI 钻孔8.5mm攻丝M10。加工条件：Z515钻床，钻头（8.5mm），丝锥M101，专用夹具，塞规。工位I钻孔8.5mm（a）确定背吃刀量a=4.25mm。（b）确定进给量 根据切削手册表2.7，f=0.220.28mm/r,查工艺手册表4.217取f=0.24mm/r。（c）确定切削速度 根据切削手册表2.30,取v=0.17.m/s=10m/minn=375r/min。根据工艺手册表4.2-18，取实际切削速度为n=430r/min。（d）计算基本时间 根据工艺手册表6.2-5，l=26mm，l=ctr+（12）=3.84.8mm,取l=4mm，l=3mmT= =0.320（min）工位II攻丝M10（a）确定进给量 取=0.2mm/r。（b）确定切削速度 查切削手册表3.27，V=0.196m/s=11.76 mmin。（c）确定主轴转速=374rmin。根据工艺手册，表4.2-18：=430r/min（d）计算基本时间 根据工艺手册表6.2-14l=21,l=（13）P=13，l=(23)P=23，T=(+)i=0.16min7、工序VII 铣操纵槽130.3mm加工条件：采用卧式万能铣床X62W，直柄立铣刀13mm，齿数4，高速钢，专用夹具，游标卡尺。（a）确定背吃刀量，铣削宽度= 13mm，铣削深度=14mm。（b）确定每齿进给量，根据切削手册表3.4，取f=0.15mm/z。（c）确定切削速度和工作台每分钟进给量。根据切削手册表3.27，确定铣削时的铣削速度为=0.25 m/s=15 m/minn= =367.5r/min 根据工艺手册表4.2-39， 取n=380 rmin, 实际切削速度= 15.51 mmin，工件台每分钟进给量为： =0.15460 =36mm/min，根据工艺手册表4.2-40：取=40 mmmin，则实际每齿进给量f=0.17mmz。（d）计算基本时间 根据工艺手册表6.2-7, l=7.5mm，l=+（13）=3mm,l=4则T=0.36min第3章 夹具设计3.1 问题的提出变速箱变速叉是长春一汽变速箱分厂生产的汽车部件，变速叉夹持困难，加工时易产生振动，所以在设计夹具时，要保证加工精良，提高生产率，改善劳动条件。确定设计铣拨叉拨爪内侧面的夹具，本道工序的加工要求为：两拨爪间的距离是44mm，两表面位置度要求平行度小于0.3mm。3.2夹具设计本次夹具设计的总体图形如图3-1所示图3-1 拨叉内端面铣夹具3.2.1 定位方式及元器件的选择10mm的孔及其端面作为定为基准，可限制5个自由度，以拨叉脚侧面为基准可以限制围绕10mm孔中心线旋转的自由度。在拨叉叉脚处以弹性销作辅助支撑。夹紧采用气压夹紧，活塞杆上装有液压缸，活塞运动时推动圆柱心轴运动并靠压块来来夹紧工件。在绘制夹具总图时，根据工件、定位元件、夹紧装置及其辅助机构在总体上的配置，夹具体的外形尺寸便已大体确定。然后进行造型设计，再根据强度和刚度要求选择断面的结构形状和壁厚尺寸。夹具体上设计有螺孔、销孔，并且要求定位定位器和夹紧器的销孔在装配时配作。在机床上加工工件时，为了使工件在该工序所加工的表面能达到规定的尺寸和位置公差要求，在开动机床进行加工之前，必须首先使工件占有一定正确位置。通常把确定工件在机床上或夹具中占有正确位置的过程，称为定位。当工件定位后，为了避免在加工过程中受到切削力、重力等的作用而破坏定位，还应该用一定的机构或装置将工件加以固定。工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作，称为夹紧。将工件定位、夹紧的过程称为装夹。工件装夹是否正确、迅速、方便和可靠，将直接影响工件的加工质量、生产效率、制造成本和操作安全。在成批、大量生产中，工件的装夹是通过机床夹具来实现的。机床夹具在生产中应用十分广泛。机床夹具的作用可归结为以下四个方面：保证加工精度 机床夹具可准确确定工件、刀具和机床之间的相对位置，可以保证加工精度。提高生产效率 机床夹具可快速地将工件定位和夹紧，减少辅助时间减轻劳动强度 采用机械、气动、液压等夹紧机构，可以减轻工人的劳动强度扩大机床的工艺范围 利用机床夹具，可使机床的加工范围扩大，例如在卧式车床刀架处安装镗孔夹具，可对箱体孔进行镗孔加工。定位器的作用是要使工件在夹具中具有准确和确定不便的位置，在保证加工要求的情况下，限制足够的自由度。工件的定位原理：自由物体在空间直角坐标系中有六个自由度，即沿OX,OY,OZ三个轴向的平动自由度和三个绕轴的转动自由度。要使工件在夹具体中具有准确和确定不变的位置，则必须限制六个自由度。工件的六个自由度均被限制的定位叫做完全定位；工件被限制的自由度少于六个，但仍然能保证加工要求的定位