机械制造课程设计说明书《变速器换挡叉》

1、机械制造技术课程设计说明书课程名称：机械制造技术题目名称：变速器换挡叉加工工艺及夹具设计班 级：姓 名：学 号：指导教师：评定成绩：指导老师签名：2009年12月10日目录第一章：零件分析 11.1 、零件的作用 11.2 零件的工艺分析11.3 、尺寸和粗糙度的要求21.4 、位置公差要求 第二章：毛坯的设计2.1 选择毛坯2.2 确定机加工余量、毛坯尺寸和公差2.3 确定机械加工加工余量2.4 确定毛坯2.5 确定毛坯尺寸公差2.6 设计毛坯图 第三章：选择加工方法，拟定工艺路线3.1 、基面的选择3.2 、粗基准的选择3.3 、精基准的选择3.4 、制定机械加工工艺路线第四章：加工设备及

2、道具、夹具、量具的选择 第五章：确定切削用量 第六章：基本时间的确定 第七章：夹具设计 第八章：总结第一章：零件分析1.1 、零件的作用 题目所给定的零件是变速器换档叉，如下图所示。它位于传动轴的端部，主要 作用是换挡。使变速器获得换档的动力。1.2 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两平面。(3) 以15mm槽为基准的两插口端面。(4) 以15.81孔的轴心线为基准的两叉口侧面。(5) 1

3、5mm槽中心的两个侧面及槽外的两端面。( 6)拨槽的最前端面(7)以15mm槽为基准的M10*1-7H的螺纹孔。其中15.81的孔和15mm的槽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1.3 ，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14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11mn和12.7mm上表面的粗糙度为 6.3

4、，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。以15mn拨槽为基准的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53mm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 56,其表面粗糙度 为 12.5以15mn拨槽为基准的M10*1-7H的螺纹孔，先采用8.5的麻花钻钻

5、孔，再采用 10 的丝锥攻丝完成。1.4 、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。第二章：毛坯的设计- 3 - / 26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。2.2 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计算零件的最大轮廓尺寸为：长 147.4mm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

6、为812级取为10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。2.3 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4伽，孔的加工余量按相关表查找选取。2.4 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Ra三1.6.Ra< 1.6的表面，余量要适当加大。分析本零件，加工表面Ra三1.6,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

7、采用模锻毛坯。2.5 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Ra12.5-252.6 设计毛坯图用查表法确定锻件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C 15.81上端面9.650.15213.65C 15.81下端面12.70.15214.7叉口上端面33.50.2231.5叉口下端面39.40.2241.4叉口两侧面530.2249拨槽取前端560.2258拨槽两侧面150.15113下图为零件毛坯图:第三章选择加工方法，拟定工艺路线3.1、基面的选择基面选

8、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。3.2 、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。3.3 、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。3.4 、制定机械加工工艺路线工艺路线一：工

9、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14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

10、，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IT10，粗糙度6.3(6) 加工 0.8*45 °的倒角工序六：(1) ，用8.5的

11、麻花钻钻孔(2) ，用10的丝锥攻丝，加工 M10的螺纹孔。 工序七：(1) ，用无心磨床精加工15.81的孔，粗糙度3.2(2) ，加工 0.4*45°的倒角工序八：( 1 )，钳工，去毛刺工序九：( 1 )，检验工艺路线二：工序一：(1) 用14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 工序二：(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工序三：(1) 粗铣叉口上端面，加工经济精度IT12，

12、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(6) 加工 0.8*45 °的倒角工序四：(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

13、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IT10，粗糙度6.3(6) 加工 0.8*45 °的倒角工序六：(1)，用8.5的麻花钻钻孔(2)，用10的丝锥攻丝，加工 M10的螺纹孔。工序七：(1) ，用无心磨床精加工15.81的孔，粗糙度3.2(2) ，加工 0.4*45 °的倒角工序八：- 8 - / 26工序九：(1)，检验工艺路线三：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

14、叉口下端面，加工经济精度 IT10 ，粗糙度 6.3工序二：(1)用14的麻花钻加工孔，加工经济精度IT13，粗糙度12.5 (专用夹具)6.3(2)用10的立铣刀扩孔到直径为15.5mm加工精度为IT10,粗糙度为工序三：(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) 粗铣拨槽的最前端面，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(6) 加工 0.8*45 °的倒角工序

15、四：(1)粗铣拨槽下端面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5工序五：(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) 粗铣叉口中间的两侧面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5(3) 精铣拨槽侧面，加工精度IT10，粗糙度6.3(4) 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)(5) 精铣拨槽侧面，加工精度IT10，粗糙度6.3(6) 加工 0.8*45 °的倒角工序六：(1)，用8.5的麻花钻钻孔(2),用10的丝锥攻丝，加工 M10的螺纹孔。 工序七：(1) ,用无心磨床精加工15.81的孔，粗糙度3.2(2)

16、，加工 0.4*45°的倒角工序八：( 1 )，钳工，去毛刺工序九：( 1 )，检验工艺路线四：工序一：(1) 用14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 工序二：(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) 粗铣叉口最上端面加工经济精度IT12，粗糙度12.5 工序三：(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) 粗铣叉口中间的两侧面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5 工序四：( 1 )下叉口淬火处理，

17、硬度要求为 45HRC。工序五：(1)精铣叉口上端面，加工经济精度IT10，粗糙度6.3工序六：（1） 精铣叉口的下端面，加工经济精度 IT10 ，粗糙度 6.3（2） 精铣叉口中间的两侧面，加工经济精度 IT10 ，粗糙度 6.3（3）加工 0.8*45 °的倒角。工序七：（1）粗铣拨槽的一个侧面，加工经济精度 IT12 ，粗糙度 12.5（2）粗铣拨槽的中间两侧面，加工经济精度IT12 ，粗糙度 12.5（3）精铣拨槽的一个侧面，加工经济精度 IT10 ，粗糙度 6.3（4）精铣拨槽的中间两侧面，加工经济精度IT10 ，粗糙度 6.3（5）加工 0.8*45 °的倒角工

18、序八：（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）精铣拨槽侧面，加工精度IT10，粗糙度6.3（3）加工 0.8*45 °的倒角工序九：（1）粗铣拨槽下端面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5，用8.5的麻花钻钻孔（3），用10的丝锥攻丝，加工 M10的螺纹孔。工序十：（1），用无心磨床精加工15.81的孔，粗糙度3.2（2），加工 0.4*45 °的倒角工序十一：（ 1 ），钳工，去毛刺工序十二：- 11 - / 263.5工艺路线比较上述四个工艺路线，路线一和路线三先加工拨叉的底平面，后加工孔，遵循先 面后孔的原则，路线二和路

19、线四是鉴于孔的加工要求较高，与底面的垂直度要求也 较高，并且是很多尺寸的设计基准，为遵循基准统一的原则，同时也更能保证叉口 上下两平面与孔的垂直度要求，所以路线二和路线四要优于路线一和路线三。而由 于叉口的下端面是一上端面为基准的，为遵循互为基准的原则，保证底面的加工尺 寸精度，应先加工上叉口，后加工下叉口，所以路线四优于路线二，固选择路线四 为最终的工艺路线。拟定工艺过程工序号工序内容简要说明00模锻成型05正火处理10加工15.81的孔15粗加工叉口上端面和拨槽的最上端面20粗加工叉口下端面及中间侧面25两叉口淬火处理30精加工叉口上端面35精加工叉口下端面及中间侧面40加工拨槽的侧面及中

20、加面45加工拨槽的另一个侧面50加工拨槽下端面及M10的螺纹孔55精加工15.8160钳工65检验第四章 加工设备及道具、夹具、量具的选择由于生产类型为大批量，故加工设备以通用机床为主，辅以少量专用机床，其 生产方式以通用机床专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水生产线，工件在各机 上的装卸及各机床间的传送均由人工完成。4.1 根据不同的工序选择不同的机床10工序是加工15.81的孔，先用14的麻花钻钻孔，再用选用15的扩孔钻扩孔，可选用立式摇臂钻床完成。15 工序是粗铣叉口上端面，可选用立式铣床完成。20工序是粗铣叉口下端面及中间两侧面，可以选用立式铣床完成。30工序是精加工叉口上端面，选用立式铣床完成