變速器換擋(檔)叉機械加工工藝規(guī)程及銑16.5X42.9兩側面夾具設計【銑16.5X42.9兩側面】【含PROE三維】
變速器換擋(檔)叉機械加工工藝規(guī)程及銑16.5X42.9兩側面夾具設計【銑16.5X42.9兩側面】【含PROE三維】,銑16.5X42.9兩側面,含PROE三維,變速器,換擋,機械,加工,工藝,規(guī)程,16.5,X42,側面,夾具,設計,PROE,三維
目錄
1 前言 1
1.1 設計的意義 1
1.2 設計的目的 1
1.3 設計任務和要求 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)程設計 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 8
4 夾具設計 18
4.1問題的提出 18
4.2夾具設計 18
4.3夾具設計及操作說明 23
5 總結 24
致 謝 24
參 考 文 獻 25
附錄:變速器換擋叉機械加工工序卡 26
變速器換擋叉加工工藝及夾具設計
機械設計制造及其自動化 唐銀旺
指導教師 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力。優(yōu)點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;其缺點是比較復雜。
本課題擬使用機械制造技術理論對變速器換擋叉進行加工工藝以及夾具的優(yōu)化設計。通過使用AUTOCAD繪制裝配圖和零部件圖，用PRO/E進行實體建模，同時生成能夠用于實際生產(chǎn)的工程圖紙，并與傳統(tǒng)設計結果進行比較。
關鍵詞：工藝規(guī)程 夾具 PRO/E實體建模
1 前言
1.1 設計的意義
畢業(yè)設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學的基礎理論和專業(yè)理論知識，獨立解決零件工藝和夾具設計問題的能力一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)。
機械加工工藝是實現(xiàn)產(chǎn)品設計，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)進行生產(chǎn)準備，計劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術檢測和健全勞動組織的重要依據(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)濟效益的技術保證。同時夾具作為機械制造系統(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、提高勞動生產(chǎn)率、擴大機床適用范圍、改善操作者勞動條件、降低成本都具有十分突出的貢獻。隨著信息化時代的來臨，企業(yè)對零件的加工工藝及夾具設計、制造提出了更高的要求。然而，在當今許多企業(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化加工的水準。因此，在今后的發(fā)展過程中，隨著機床更加高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保，夾具技術也朝著高精高效模塊組合通用經(jīng)濟方向發(fā)展。使夾具可靠地保證工件的加工質(zhì)量，提高加工效率，減輕勞動強度，充分發(fā)揮和擴大機床的工藝性能。
1.2 設計的目的
本次設計為大學四年所學基礎課程的一次綜合性設計，對于培養(yǎng)我們編制機械加工工藝規(guī)程和機床夾具設計的能力，為到工廠從事工藝與夾具設計具有什么重要的意義。
（1） 培養(yǎng)綜合運用機械制造技術及相關專業(yè)課程（工程材料與熱處理、互換性與測量技術、金屬切削及裝備等）的理論知識，結合金工實習、生產(chǎn)實習中學到的實踐知識，獨立的分析和解決機械加工工藝問題，初步具備設計中等復雜程度的零件的工藝規(guī)程的能力。
（2） 能根據(jù)被加工零件的技術要求，運用夾具設計的基本原理和方法，學會擬定夾具設計方案，完成夾具結構設計，初步具備設計保證加工質(zhì)量的高效、省力、經(jīng)濟合理的專用夾具的能力。
（3） 熟悉和能夠應用有關手冊、標準、圖標等技術資料，分析零件加工的技術要求和本企業(yè)具備的加工條件，掌握從事工藝的方法和步驟。
（4） 進一步熟練機械制圖、設計計算、機構設計、和編寫技術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計打好良好基礎。
1.3 設計任務和要求
按照設計任務，根據(jù)調(diào)查研究所提供的權據(jù)和有關技術資料，進行以下工作：制定工藝規(guī)程方案，繪制有關圖紙（零件圖、毛坯圖、夾具零件圖、夾具裝配圖等），編寫技術文件等。其基本內(nèi)容如下：
（1）工藝規(guī)程設計。
（2）繪制被加工零件毛胚圖、夾具零件圖、夾具裝配圖及相應的PRO/E實體圖。
（3）按規(guī)定格式編制設計計算說明書。
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），它位于傳動軸的端部。主要作用是是傳遞扭矩，使變速器獲得換檔的動力。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，變速操作機構通過換擋叉頭部的操縱槽帶動換擋叉與軸一起在變速箱中滑動，換擋叉腳撥動雙聯(lián)齒輪在花鍵軸上滑動，就可實現(xiàn)變速功能，從而實現(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面.該零件屬于特殊形狀零件，但復雜程度一般。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為基準的頂端兩側面和叉口的前后兩側面；
3）以15.8F8為基準的其它幾個平面以及槽；
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面的垂直度公差為0.15mm。
(2) 換擋叉技術要求
加工表面
尺寸及偏差（mm）
公差及精度等級
表面粗糙度Ra
形位公差（mm）
叉腳兩端面
IT12
6.3
叉口兩內(nèi)側面
IT12
6.3
Φ15.8內(nèi)孔
IT8
3.2
M10螺紋孔
M10×1
IT7
叉頭凸臺兩端面
IT12
6.3
叉頭平臺外表面
IT13
6.3
叉頭平臺凸面
11
IT13
12.5
叉頭下表面
IT13
12.5
該變速器換擋叉結構簡單，屬于典型的叉桿類零件。為實現(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，為增強耐磨性，采用局部淬火，硬度為180HBS左右，為保證換擋叉換擋時叉腳受力均勻，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，該零件得各項技術要求制訂較合理，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)濟得方法保質(zhì)保量地加工出來?？梢娫摿慵に囆院?。
圖2-1 變速器換擋叉PRO/E實體圖
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)程設計
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[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:
由換擋叉的功用和技術要求，確定該零件的的公差等級為普通級。
鍛件重量:
已知機械加工后換擋叉的重量為3kg，由此可初步估計機械加工前鍛件毛坯的重量為3.5kg。
3.3 鍛件形狀復雜系數(shù)與鍛件材質(zhì)系數(shù)的確定
（1）鍛件形狀復雜系數(shù)
對換擋叉零件圖分析計算，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[2]公式2-3可計算件的形狀復雜系數(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。
（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)量分數(shù)少于0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬M1級。
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，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)程設計中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。
(1)粗基準的選擇
選擇定位粗基準是要能加工出精基準，同時要明確哪一方面的要求是主要的。粗基準的選擇應以下面的幾點為原則：a.應選能加工出精基準的毛坯表面作粗基準。b.當必須保證加工表面與不加工表面的位置和尺寸時，應選不加工的表面作為粗基準。c.要保證工件上某重要表面的余量均勻時，則應選擇該表面為定位粗基準。d.當全部表面都需要加工時，應選余量最小的表面作為基準，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，以內(nèi)孔作為粗基準。滿足粗基準的選擇原則。
(2)精基準的選擇
精基準的選擇應從保證零件加工精度出發(fā)，同時考慮裝夾方便，夾具結構簡單。選擇時應遵循以下原則：①盡量選零件的設計基準作精基準，可以避免因基準不重合引起的定位誤差，這一原則稱為“基準重合”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，這是“基準統(tǒng)一”原則。③當零件主要表面的相互位置精度要求很高時，應采用互為基準，反復加工的原則。④選擇加工表面本身作為定位基準，即“自為基準”。⑤選擇的定位精基準，應保證工件定位準確，夾緊可靠，夾具結構簡單，操作方便[3]。
該零件加工時，采用內(nèi)孔作為精基準來加工換檔叉叉口前后兩側面。
3.6 制定工藝路線
工藝路線的擬訂是制定工藝規(guī)程的關鍵，其主要任務是選擇各個表面的加工方法和加工方案，確定各個表面的加工順序和工序的組合內(nèi)容，它與定位基準的選擇密切相關。制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已確定的條件下，應考慮機床的夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應當考慮經(jīng)濟效果，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。考慮到15.8mm孔的精度要求較高，安排為鉆并擴鉸加工。精銑時以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 鉆并擴鉸15.8mm孔。
工序Ⅱ 粗銑叉口195.9兩內(nèi)側面。
工序Ⅲ 粗銑1656兩側面。
工序Ⅳ 粗銑叉口前后兩側面及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)側面。
工序Ⅶ 精銑1656兩側面。
工序Ⅷ 精銑叉口前后兩側面及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)側面。
工序Ⅱ 鉆并擴鉸15.8mm孔。
工序Ⅲ 粗銑1656兩側面。
工序Ⅳ 粗銑叉口前后兩側面及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)側面。
工序Ⅶ 精銑1656兩側面。
工序Ⅷ 精銑叉口前后兩側面及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：
上述兩個工藝方案的特點在于：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)側面加工出來，然后再加工其它平面，而且為了節(jié)省裝卸時間將一些粗精加工放在了一個工序中。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行加工。
3.7 機械加工余量、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
毛坯為實心，不沖出孔。內(nèi)孔精度要求IT7，查閱文獻[1]表2.3-8確定孔的加工余量分配：
鉆孔：15㎜
擴鉆：15.5㎜ 2Z=0.5㎜
粗鉸：15.7㎜ 2Z=0.1㎜
精鉸： 2Z=0.1㎜
（2）叉口兩內(nèi)側面及R105mm的叉部端面。
由于兩內(nèi)側面對于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。毛坯為實心，已經(jīng)有孔，精度要求為IT8，參照文獻[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，此時粗銑時單邊余量z=2.0㎜，精銑時時單邊余量z=0.25㎜。
對于R105mm的叉部端面，選取粗銑時z=2.0㎜，精銑時z=0.2㎜。
（3）1656兩側面
由于是在臥式銑床上兩把刀同時銑，所以可以把兩側面的余量用雙邊余量來計算?，F(xiàn)毛坯長度方向直接取11㎜。表面粗糙度為，需要精銑，此時粗銑單邊余量為z=2.0-0.2=1.8㎜，精銑時單邊余量z=0.2。
（4）叉口前后兩側面
該端面的表面粗糙度要求，所以先粗銑再精銑。查文獻[4]中的表4-1查得煅件尺寸公等級CT分為7-9級，選用8級。此時粗銑單邊余量為z=2.0mm，精銑時單邊余量z=0.2。
（5）14.2槽、16.542.9面、16.514.5面及119.65面
同理，因為它們的粗糙度要求均為，所以只需進行粗銑。此時粗銑單邊余量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
工序Ⅰ：鉆、擴及鉸鉆15.8F8孔，本工序采用計算法確定切削用量。
加工條件
工件材料：35鋼正火，、模鍛。
加工要求：鉆、擴及鉸鉆15.8F8孔，。
刀具：查閱文獻[5]，根據(jù)表2-125，選擇麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀。
計算切削用量
（1）鉆孔
1）進給量:根據(jù)文獻[7]表2.7，當鋼的，時，=，由于本零件在加工15.8㎜孔時，屬于低剛度零件，故進給量應乘系數(shù)0.75，則
=（）0.75=
根據(jù)機床說明書，現(xiàn)取=0.20
2）切削速度：根據(jù)文獻[7]表2.13及表2.14，查得切削速度
。
3）主軸轉(zhuǎn)速：
根據(jù)機床說明書（見文獻[1]表4.2-2），與相近的機床轉(zhuǎn)速為380，故實際切削速度為：
4）切削工時：按文獻[1]表6.2-5
（2）擴孔
1）進給量:根據(jù)文獻[7]表2.10，當鋼的，時，=，由于本零件在加工15.8㎜孔時，屬于低剛度零件，故進給量應乘系數(shù)0.75，則
=
按機床說明書，取=0.50
2）切削速度:
擴孔鉆擴孔的切削速度,根據(jù)文獻[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心孔時的切削速度.故
3）主軸轉(zhuǎn)速:
根據(jù)機床說明書（見文獻[1]表4.2-2）,選取
4）機動工時：
（3）粗鉸孔
1）進給量：
根據(jù)文獻[1]表2.10，鉸孔時的進給量和切削速度為鉆孔時的，所以
2)切削速度：
查閱文獻[1]表4.2-2，選取
所以實際切削速度為：
3)切削工時:
（4）精鉸孔
因為與粗鉸時共用一把刀，利用其機床對工件作粗、精鉸孔，所以切削用量及工時均與粗鉸相同。
工序Ⅱ：粗銑叉口195.9兩內(nèi)側面，保證尺寸
進給量：由文獻[1]表3.1-29查得采用硬質(zhì)合金立銑刀,齒數(shù)，。由文獻[6]表5-5得硬質(zhì)合金立銑刀每齒進給量f為，由手冊得f取0.15mm/z。
銑削速度：由文獻[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[1]表4.2-39，取nw=490r/min，故實際切削速度為：
切削工時:
行程
當nw=490r/min時，工作臺的每分鐘進給量:
查閱文獻[1]表4.2-40，取
故有：
工序Ⅲ 粗銑1656兩側面；保證尺寸；
進給量：根據(jù)文獻[7]表3.3得:
切削速度：參考有關手冊，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[1]表4.2-39，取nw=160r/min，故實際切削速度為：
當nw=160r/min時，工作臺的每分鐘進給量fm應為
查閱文獻[1]表4.2-30，有fm=230與該值接近，故選用230。
切削工時：
行程
工序Ⅳ 粗銑叉口前后兩側面及R105mm的叉部端面，保證尺寸。
（1）粗銑叉口前后兩側面
進給量：根據(jù)文獻[7]表3.3得
切削速度：參考有關手冊，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[1]表4.2-39，取nw=37.5r/min，故實際切削速度為：
當nw=37.5r/min時，工作臺的每分鐘進給量fm應為
查閱文獻[1]表4.2-40，剛好有fm=60，故可直接選用該值。
切削工時：行程
則機動工時為
（2）粗銑R105mm的叉部端面
進給量：根據(jù)文獻[7]表3.3得
切削速度：參考有關手冊，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[1]表4.2-39，取nw=37.5r/min
故實際切削速度為：
取nw=37.5r/min時,工作臺的每分鐘進給量fm應為
查閱文獻[1]表4.2-40，剛好有fm=60，故可直接選用該值。
切削工時：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
進給量：根據(jù)機床說明書取fz=0.08mm/z
切削速度：參考有關手冊，確定v=0.45m/s即27m/min ,采用粗齒錐柄立銑刀，dw=14mm 莫氏錐度號數(shù)2,齒數(shù)Z=3則
查閱文獻[1]表4.2-39，取nw=600r/min。
故實際切削速度為：
當nw=600r/min時，工作臺的每分鐘進給量fm 為
查閱文獻[1]表4.2-30，選用fm=150m/min
切削工時：參考文獻[9]表9.4-31
（2）銑面
進給量：根據(jù)文獻[7]表3.3得
切削速度：參考有關手冊，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[1]表4.2-39，取nw=160r/min。故實際切削速度為：
當nw=160r/min時，工作臺的每分鐘進給量fm應為：
查閱文獻[1]表4.2-40，有fm=230與該值接近，故選用230。
切削工時：行程
（3）粗銑16.514.5面
進給量：根據(jù)文獻[7]表3.3得
切削速度：參考有關手冊，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[1]表4.2-39,取nw=120r/min。故實際切削速度為：
當nw=120r/min時，工作臺的每分鐘進給量fm應為
查閱文獻[1]表4.2-40，有fm=180與該值接近，故選用180。
切削工時：
行程=
（4）粗銑銑面
進給量：根據(jù)《切削手冊》表3.3得
切削速度：參考有關手冊，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)機床說明書，取nw=160r/min，故實際切削速度為：
當nw=165r/min時，工作臺的每分鐘進給量fm應為
查機床說明書，有fm=230與該值接近，故選用230。
切削工時：
行程
工序Ⅵ 精銑叉口兩內(nèi)側面
進給量：根據(jù)文獻[7]表3.3得:
切削速度：參考有關手冊，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[1]表4.2-39，取nw=125r/min
故實際切削速度為：
當nw=125r/min時，工作臺的每分鐘進給量fm應為
查閱文獻[1]表4.2-40，有fm=190與該值接近，故選用190。
切削工時：
行程
工序Ⅶ 精銑1656兩側面
進給量：根據(jù)文獻[7]表3.3得
切削速度：參考有關手冊，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[1]表4.2-39，取nw=125r/min
故實際切削速度為：
當nw=125r/min時，工作臺的每分鐘進給量fm應為
查閱文獻[1]表4.2-40，有fm=190與該值接近，故選用190。
切削工時：
行程
工序Ⅷ 精銑叉口前后兩側面及R105mm的叉部端面,保證尺寸
(1)精銑叉口前后兩側面
進給量:根據(jù)文獻[7]表3.3得
切削速度：參考有關手冊，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[1]表4.2-39，取nw=30r/min
故實際切削速度為：
當nw=30r/min時，工作臺的每分鐘進給量fm應為
查閱文獻[1]表4.2-40，有fm=47.5與該值接近，故選用47.5。
切削工時：行程，則機動工時為
(2)精銑R105mm的叉部端面
進給量：根據(jù)文獻[7]表3.3得 fz=0.08mm/z
切削速度:參考有關手冊,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[1]表4.2-39取nw=37.5r/min。
故實際切削速度為：
當nw=37.5r/min時,工作臺的每分鐘進給量fm應為
查閱文獻[1]表4.2-40,有fm=60m/min,故直接選用該值
切削工時：
工序Ⅸ 精銑16.542.9面
進給量：根據(jù)文獻[7]表3.3得
切削速度：參考有關手冊，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[1]表4.2-39，取nw=125r/min。
故實際切削速度為：
當nw=125r/min時，工作臺的每分鐘進給量fm應為
查閱文獻[1]表4.2-40，有fm=190與該值接近，故選用190。
切削工時：
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
進給量：根據(jù)文獻[7]表2-7得 f=0.1mm/r
切削速度：根據(jù)文獻[7]表2-13，2-14查得切削速度v=20mm/min
所以:
根據(jù)機床說明書,取nw=637r/min
故實際切削速度為：
切削工時：
（2）攻螺紋M101-7H螺紋
進給量：根據(jù)文獻[7]表2-7得 f=0.1mm/r
切削速度：參考有關手冊,選取v=0.1m/s=6m/min
按機床說明書選取nw=195r/min,故實際切削速度為：
機動工時：，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
手動進給。
最后，將以上各工序切削用量、工時定額的計算結果，連同其它加工數(shù)據(jù)，一并填入機械加工工藝過程綜合卡片，見附表。
4 夾具設計
為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。
根據(jù)設計任務書，決定設計加工變速器換檔叉16.542.9兩側面的銑床夾具。本夾具用于臥式銑床,刀具為40㎜高速鋼鑲齒三面刃銑刀,同時對2個面進行加工.
4.1問題的提出
本夾具主要用來粗銑變速器換檔叉16.542.9兩側面，這兩個側面對孔有一定的位置度要求。因此，在本道工序加工時，主要應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，而精度不是主要問題。
4.2夾具設計
(1)定位基準的選擇
由零件圖可知，叉口兩端面對孔有位置度要求。為了達到夾緊定位要求，據(jù)《夾具手冊》知定位基準應盡可能與工序基準重合，在同一工件的各道工序中，應盡量采用同一定位基準進行加工，所以應該選擇孔作為主要定位基準面，同時以叉口兩內(nèi)側面作為輔助定位基準。
(2)定位分析
工件在心軸、檔板、螺栓及支承釘上實現(xiàn)完全定位。其中心軸限制了工件在Z軸上的移動及轉(zhuǎn)動自由度和Y軸的移動自由度；檔板和螺釘限制了工件在X軸上的移動自由度和轉(zhuǎn)動自由度；支承釘限工件在Y軸上的轉(zhuǎn)動自由度，又由于是兩個平面同時加工，所以實現(xiàn)了完全定位。
(3)切削力及夾緊力計算
刀具：高速鋼鑲齒三面刃銑刀，
根據(jù)文獻[7]表3.28得
其中
所以
當用兩把刀銑削時，
水平分力：
垂直分力：
在計算切削力時，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。孔的尺寸為，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實體圖
Figure 4-6 spindle PRO / E solid modeling
4.3夾具設計及操作說明
如前所述,在設計夾具時,因為加工工件及夾具的結構都比較簡單，為了節(jié)約成本，我們應著眼于手動夾緊而不采用機動夾緊。夾具以 φ15.8孔為定位基準，以叉口為輔助基準以實現(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
本次畢業(yè)設計的主要內(nèi)容是完成汽車變速器換檔叉的機械加工工藝過程綜合卡片、及其中一道工序的夾具設計，畫出所設計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實體圖和夾具裝配圖對應的PRO/E實體圖。
在設計中主要是充分運用CAD軟件繪圖功能和PRO/E軟件三維造型功能。在原有的躍進牌汽車變速器換檔叉工藝的基礎上，加以改進，以通過改進來達到、提高換檔叉加工工藝性，從而進一步降低零件的生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的經(jīng)濟性。
致 謝
本課題從選題、開題、設計資料的收集，到論文的撰寫、修改無不飽含著導師陳洪軍老師的智慧和心血。這期間，導師在學術上給了我熱情的指導和關心，其廣博的知識、嚴謹?shù)淖黠L深深地感染了我，使我終身受益。在此畢業(yè)設計完成之際，謹向?qū)熂案骺评蠋熤乱猿绺叩木匆夂椭孕牡母兄x！
在畢業(yè)設計過程中，要特別感謝同學和朋友們給予的無私幫助和很多有效的建議。同時設計還參閱了大量的文獻資料，在此也一并向這些文獻的原作者表示感謝！
由于這是我的第一次實體設計，時間也比較倉促，對一些知識也只是一知半解，里面難免有很多錯誤和不足，望指導老師和評閱老師給予批評指正！謝謝！
參 考 文 獻
[1] 李益民.機械制造工藝設計簡明手冊[M].機械工業(yè)出版社，1994.
[2] 鄒 青.機械制造技術基礎課程設計指導教程[M].機械工業(yè)出版社，2004.
[3] 張世昌，李旦，高航.機械制造技術基礎[M].高等教育出版社，2007.
[4] 孫本緒，熊萬武.機械加工余量手冊[M].國防工業(yè)出版社，1999.
[5] 陳心昭，蔡蘭.機械加工工藝裝備設計手冊[M].機械工業(yè)出版社，1998.
[6] 田春霞.數(shù)控加工工藝[M].機械工業(yè)出版社，2006.
[7] 艾興，肖詩綱.切削用量簡明手冊[M].機械工業(yè)出版社,2005.
[8] 于駿一,鄒青.機械制造技術基礎[M].北京:機械工業(yè)出版社,2007
[9] 楊叔子.機械加工工藝師手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001.
[10] 陳心德.生產(chǎn)運營管理[M].清華大學出版社,2005.
[11] 吳宗澤.機械設計實用手冊[M].北京：化學工業(yè)出版社，1999.
[12] 李天遠.簡明機械工程師手冊[M].上冊.云南科技出版社，1988.
[13] 劉守勇.機械制造工業(yè)與機床夾具[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000.
[14] 牛文志.機床夾具設計的幾點注意事項[J].金屬加工，2010,（14).
[15]宋春霞.淺談機械的設計與制造[J].中國電子商務，2010，（12）.
31
附錄:變速器換擋叉機械加工工序卡
零件號
材料
35鋼
編制
唐銀旺
日期11.5.20
機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
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㎜
進給量㎜/z
主軸轉(zhuǎn)速r/min
切削速度 m/min
工時定額（min）
基本時間
輔助時間
工作地服務時間
Ⅰ
1
1
2
3
4
鉆孔
擴15.5孔
粗鉸孔
精鉸孔
C325
轉(zhuǎn)塔車床
專用夾具
麻花鉆
擴孔鉆
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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