1、1换挡叉钻孔 16H8 说明书目录序 言 .1一、零件的分析 .2二、工艺规程的设计 .3三、钻套的设计 .8四夹紧方案的设计 .10五夹具体的设计 .11六其他装置的设计 .12七技术条件的制定 .14八夹具精度的分析 .15九夹具的工作原理简介 .16十心得体会 .16十一. 参考文献 .172序 言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支
2、柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。倒档变速叉工工艺规程及钻孔夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。3
3、一、零件的分析一零件的作用题目所给的是变速箱中的变速叉，它的主要作用是推动倒档齿轮向输入轴传动齿轮移动并与之啮合，使汽车实现倒行。再换倒档时，拨叉将受到较大的冲击。二零件的工艺分析该拨叉为精密铸件，铸造表面光洁，平整，无裂痕，毛刺，分层，缩孔，缩松等铸造缺陷。从零件图上看，该零件是典型的叉架类零件，结构比较复杂，形位精度要求不算高。为大批量生产的铸件。其主要加工的有 16的孔表面粗糙度为 Ra1.6um，斜脚面尺寸要求公差尺寸为自由公差，表面粗糙度为 Ra3.2mm并保证与 16轴线的垂直度为 0.10；R34 面粗糙度为 Ra3.2um，表面要求淬火处理，硬度要求为 4553HRC。通过分析
4、该零件，其布局合理，虽结构复杂，但加工要求比较容易保证，我们通过专用夹具可保证其加工要求，整个图面清晰，尺寸完整合理，能够完整表达物体的形状和大小，符合要求。5个加工表面分别是：（1）16 孔的上端面; （2）加工 16 的孔内表面；（3）拨叉两端面，保证尺寸90.15；（4）钻，扩，铰螺纹孔；（5）加工 R50圆弧槽；4二、工艺规程的设计确定毛坯的制造形式 零件材料为 HT200，考虑到变速叉运行时经常需要挂档倒车或辅助转向，因此零件在工作过程中经常受到冲击性载荷，采用这种材料的零件强度也能得到保证。由于零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为 2级，
5、能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。有上述工艺要求与资料，对毛坯初步设计如下:1.16mm 的孔由于 16mm难以铸造，在毛坯设计时，不宜设计底孔，因此毛坯采用实心铸造，以确保毛坯成功率。2.叉口侧面叉口两侧面粗糙度均为 3.2，进行一次粗铣即可满足光洁度要求。根据资料可知，毛坯的叉口厚度定为 1.5mm。3.叉口内圆面粗糙度没有要求，直接铸出基准的选择基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高，否则，不但使加工工艺问题百出，更有甚者，造成生产无法进行。1 粗基准的选择对于零
6、件而言，粗基准的选择对于后面的精加工至关重要，从零件图上看出，变速叉较不规则，所以粗基准不太容易选择，为了保证 16 孔的精度要求，选 16 孔下端面为粗基准。2 精基准的选择以 16 孔下端面为粗基准，加工 16 孔的上端面，然后以加工过的上端面为精基准加工 16 内孔，从而保证加工精度。制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状，尺寸精度及位置精度的技术要求5能得到合理的保证，在生产纲领已确定为大批量生产的条件下，可以考虑采用万能机床以及专用夹具，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，以便生产成本尽量降低。10 铸造 铸造20 铣 粗铣 24 右端面30
7、钻 钻，扩，铰 16 孔40 热 淬火 E表面和 R34端面50 铣 精铣 R34端面60 车 车 R23内圆70 铣 铣宽 15mm的槽80 钻 钻 M10螺纹底孔，攻丝 M1085 去毛刺90 检验 检验入库机械加工余量、工序尺寸及公差的确定:1、圆柱表面工序尺寸：前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下：加工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度钻 0.8 IT11 15 12.5扩 0.5 IT10 15.5 6.3粗铰 0.3 IT10 15.8 6.316精铰 0.2 IT8 16 3.2确定切削用量及时间定额：1 钻 15 孔
8、，以 15 孔的下端面为定位基准，采用 Z525立式钻床加专用夹具6加工要求：钻 15 孔，加工余量 0.8;机床：Z525 立式钻床；刀具：根据切削手册表 2.1.2.2，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时 do=15mm，钻头采用双锥后磨横刀，后角 o12，二重刃长度 b=3.5mm,横刀长 b=2mm,宽 l=4mm,棱带长度 ， ， ml5.110230选择切削用量（1）确定进给量按加工要求确定进给量：查切削手册 ， ，由切削手册表 2.7,系数为 0.5,则： rf/53.04.42/16.3ldrm/)50.()(按钻头强度选择:查切削手册表 2.8,钻头允许进给量为： ；rmf/0.2
9、按机床进给机构强度选择：查切削手册表 2.9，机床进给机构允许轴向力为 8330N时，进给量为 。rf/93.0以上三个进给量比较得出，受限制的进给量是工艺要求，其值为：0.2150.265mm/r。根据简明手册表 4.2-16,最终选择进给量 。rf/2.0由于是通孔加工，为避免即将钻穿时钻头折断，故应在即将钻穿时停止自动进给而改为手动进给。根据切削手册表 2.19查出,钻孔时轴向力 Ff=2500N，轴向力修正系数为 1.0，故Ff=2500N。根据 Z525立式钻床使用说明书，机床进给机构允许的最大轴向力为8830NF f，故所选进给量可用。（2）确定钻头磨钝标准及寿命 后刀面最大磨损限
10、度（查简明手册 ）为 0.6mm，寿命 min45T（3）切削速度查切削手册表 2.30，切削速度计算公式为：（m/min）vyxpmvckfaTdz0其中， ， ， ， ， ，5.9Cv18025.0vz1.m22DGTAK， ， ，查得修正系数： ， ， ，故实vx.f 0.vTk85.lv0.1tvk际的切削速度： in/5.98.02.160.5.25.0c （4）检验机床扭矩及功率7查切削手册表 2.20，当 f0.26, do19mm 时，M t=31.78Nm，修正系数均为 1.0，故 MC=31.78 Nm。查机床使用说明书：M m =144.2 Nm。查切削手册表 2.23,
11、钻头消耗功率：P c=1.3kw。查机床使用说明书， 。kwE26.81.02由于 ， ，故切削用量可用，即：mcC， ，rf/2.0in/7rncmin/4.5vc3、计算工时 i0.2.74nfLtm2.扩 15.5 孔，以 15 上、下端面为定位基准，采用 Z525立式钻床加专用夹具；查切削手册表 2.10，扩孔进给量为： ，并由机床使用说明书最rmf/8.07终选定进给量为： 。rmf/81.0根据资料，切削速度 ，其中 为用钻头钻同样尺寸实心孔时的切削速度，故：钻v4.钻， ，根据机床使用说明书选取： in/.3594.0v in/1.698.3rs。i/7rnw基本工时： mi5.
12、0.721.0yLt3 粗铰 15.8 孔，以 15 上、下端面为定位基准，采用 Z525立式钻床加专用夹具；刀具：专用铰刀机床：Z525 立式钻床根据有关手册的规定，铰刀的进给量为 0.81.2mm/z,进给量取 0.81mm/r，机fz fz床主轴转速取为 =140r/min，则其切削速度为：nw。min/91.6dv机动时切削工时， mm，42li37.081.42fntwm4精铰 16 孔，以 15 上、下端面为定位基准，采用 Z518立式钻床加专用夹具；刀具： dw.5机床：Z525 立式钻床根据有关手册的规定，铰刀的进给量取 0.48mm/r，机床主轴转速取为：f=140r/min
13、，则其切削速度为：nw min/27.9dnv8快 换 钻 套机动时切削工时， mm42l420.65min1.8mwtfn三、钻套设计因本次设计的夹具为钻扩铰 16的孔。该夹具适用于 Z3025摇臂钻；（一） 、基准选择分析从对工件的结构形状分析，由于钻的是通孔所以 Z方向的移动可以不必限制，又该零件是在圆柱上钻孔所以 Y方向的转动不必限制。因此该零件只需限制住四个自由度。（二） 、钻套的选择由于该夹具属于钻模，所以该夹具的导引装置是钻套。钻套又分为：1、固定钻套，它的特点是直接压入钻模板或夹具体上的，其外圆与钻模板的配合，因此钻套磨损后不易更换。2、可换钻套，它的特点是在磨损后，可以随时更
14、换，因为它在钻模板与钻套之间加了衬套。3、快换钻套，它的特点是当加工同一孔时需要更换几把刀具依次进行钻、扩、铰孔加工时，则要求钻套孔径适应不同刀具的需要。为了缩短钻套更换时间，应采用快换钻套。在更换钻套时，只需要将它反时针方向转动，使钻套上削边部分对正螺钉头部，即可快速取出。4、特殊钻套它的特点是工件的形状或尺寸的限制，不能采用上述标准钻套时采用的。由于该孔的表面质量要求较高，不能一次加工出来，它需要经过钻扩铰才能达到加工要求。按照上面所述应该选择快换钻套。 （附图）（三） 、钻套内径与公差带的确定钻套的结构尺寸在标准中已有规定，设计时，可以参照国标或有关手册。但钻套的内径及公差带的确定要自行
15、设计。因为钻套与刀具的配合间隙的大小，直接影响被加工孔的位置精度，因此应根据钻套所引导的刀具种类和被加工孔的精度要求按照下述方法确定钻套的内径与公差带。91、钻套内径的基本尺寸，应等于所引导刀具的最大尺寸。2、因为由钻套引导的刀具，都是标准的钻头、扩孔钻、铰刀这一类定尺寸的刀具，所以钻套内径与刀具的配合，应按基轴制来选定。3、钻套内径与刀具之间，应保证有一定的配合间隙，以防止俩者发生咬死现象。一般根据所引导的刀具的种类和工件精度要求来选取钻套的公差带，扩孔和钻孔时选取 F7，粗铰时选取 G7，精铰时选用 G6。4、由于标准钻头的最大尺寸都是所加工孔的基本尺寸，故钻头的钻套内径就只须按孔的基本尺
16、寸取公差带为 F7即可。5、如果钻套引导的不是刀具的切削部分，而是刀具的导柱部分时，也可按基孔制的相应配合选取钻套内径，即：H7/f6 H7/f6 H6/g5。因为该工件先用 15的麻花钻钻孔，该麻花钻的最大极限尺寸就是 15mm取其规定的公差带为 F7。故钻套内径尺寸与公差带为15F7。根据 GB1141-1973，15.8mm 一号扩孔钻的尺寸为 15.8-0.25-0.21。扩孔钻的最大极限尺寸为 15.79mm。故扩孔时钻套内径的尺寸与公差带应为 15F7。铰孔时使用的是标准铰刀 16N7。铰孔时钻套内径的基本尺寸为 16.008（即铰刀的最大极限尺寸） ，其公差带按 G6选取，则钻套
17、内径的尺寸与公差带为 16.008G6。（四） 、导向长度 H的确定钻套的导向长度 H对刀具的导向作用影响很大，H 较大时，刀具在钻套内不易产生偏向斜，但会加快刀具与钻套的磨损；H 过小时，则钻孔时导向性不好。通常取导向长度 H与孔径之比为 H/d=12.5。当精度要求较高或加工孔径较小时，由于所用的钻头刚性较差，则 H/D值可取大些。因该孔的直径为 16，取 2倍直径，则 H=32mm。 （附图 3-2）图 3-2 图 3-3（五） 、排屑间隙 h的确定排屑间隙 h值的大小（附图 3-3）对于排屑、导向有很大的影响。h 值过小，切屑不能自由排出，特别是加工塑性材料时，切屑易阻塞在工件与钻套之
18、间，有可能钻套顶出，还会损10坏加工表面和将钻头折断。h 值过大，则将使刀具的引偏增大，不能发挥钻套引导刀具的作用而影响加工精度。确定 h值时，可按下面的经验公式进行。加工铸铁时h=(0.30.6)d加工钢件等塑性材料时h=(0.51.0)d式中 d-钻头直径（mm） 。式中系数的选取方法是；材料越硬，系数应取小值；钻小孔时，系数应取大值。但也有几种特殊情况需另行考虑。1、孔的位置精度要求高，需要钻套引导作用良好时，可允许取小的 h值（h=0） 。2、在斜面上钻孔或钻斜孔时，为了减少刀具引偏或折断刀具，h 值尽可能取小些（h=0.3d） 。3、钻深孔（L/d5）时，要求排屑畅快，这时，h=1.
19、5d。因为该工件的材料是 HT200，属于第一个经验公式的范围。取系数为 0.4则排屑间隙 h的值为 6.4取 7。四、夹紧方案的设计（一） 、夹紧装置的作用工件的定位是使工件在夹具上占有一个正确的位置。但要使工件在加工过程中此加工位置不变，即不会由于切削力、工件重力、惯性力和离心力等的作用发生位置的变化或产生振动，夹具上还应设有夹紧装置把工件压紧夹牢在定位元件上，以保证加工工件精度和安全。（二） 、夹紧装置的组成加紧装置一般分为俩大组成部分：1、产生力源（原始作用力）部分 对于力源来自机械或电力的，一般称为传动装置。常用的有气压、液压、电力等传动装置。力源来自人力的，则称为手动夹紧。2、夹紧部分 接受和传递原始作用力使之变为夹紧力并夹紧工件的部分。在夹紧装置的设计中，要求其结构合理、简单，操作方便，使用安全，夹紧可靠。要满足这些要求，必须正确的解决夹紧力的大小、方向、作用点问题。（三） 、夹紧力的确定1、夹紧力的方向
