1、河南科技大学课 程 设 计 说 明 书题 目：高低档变速器换挡叉加工工艺及夹具设计 类 别 ： 年级专业 ： 机电一体化 姓 名 ： 李志峰 河南科技大学课 程 设 计 任 务 书一、题 目： 高低档变速器换挡叉加工工艺及夹具设计 二、时 间 ： 自 年 月 日至 年 月 日止三、要 求： 指导教师 ： 王笑一 下达 时间： 年 月 日目 录第一章：零件分析1.1、零件的作用1.2零件的工艺分析1.3、尺寸和粗糙度的要求1.4、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
2、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
3、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）15mm 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
4、 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 11mm 和 12.7mm，上表面的粗糙度为 6.3，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 15mm 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
5、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 15mm 拨槽为基准的 M10*1-7H 的螺纹孔，先采用 8.5 的麻花钻钻孔，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2.1 选择毛坯该零件的材料为 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
6、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，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 Ra1.6.
7、Ra1.6的表面，余量要适当加大。分析本零件，加工表面 Ra1.6,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15.81 上端面9.65 0.15 2 13.6515.81 下端面12.7 0.15 2 14.7叉口
8、上端面 33.5 0.2 2 31.5叉口下端面 39.4 0.2 2 41.4叉口两侧面 53 0.2 2 49拨槽最前端 56 0.2 2 58拨槽两侧面 15 0.15 1 13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
9、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
10、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，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
11、，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：（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
12、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，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：
