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1、 畢業(yè)設計（論文）變速器換擋叉的機械加工工藝及夾具設計院 別控制工程學院專業(yè)名稱過程裝備與控制工程班級學號學生姓名指導教師2013 年 6 月 13 日 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設計（論文） 第 I 頁變速器換擋叉的機械加工工藝及夾具設計摘 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)點是可以從一種速度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。本課題根據(jù)調(diào)查研究所提供的數(shù)據(jù)和有關技術資料，運用機械制造技術理論等相關專業(yè)知識對變速器換擋叉零件的作用和工藝進行了分析和計算，并對該換擋叉的加工工藝以及其夾具進行了優(yōu)化設計。本論文制定了變

2、速器換擋叉的工藝規(guī)程方案，擬定了夾具設計方案并完成了其第五工序的夾具結(jié)構(gòu)設計。最后通過使用 AUTOCAD 繪制裝配圖和零部件圖.關鍵詞：換檔叉；工藝；夾具 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設計（論文） 第 II 頁Transmission shift fork mechanical processing technology and fixture design Author：Bao Lisheng Tutor：Ma LianjieAbstractThe transmission shift fork is located in the spindle box. The main function i

3、s to transfer torque, power transmission gain shift. The advantages can be changed directly to another speed from a speed, without the need to go through a series of intermediate, so the transmission is very convenient; the disadvantage is the relatively complex. This topic provides according to the

4、 investigation data and relevant technical data, application and process knowledge of mechanical manufacturing technology and other related professional theory of transmission shifting fork of the parts are analyzed and calculated, and the processing technology of the shifting fork and the jig desig

5、n is optimized. This paper developed a process scheme of transmission shift fork, the design of fixture and the fixture structure design of the fifth. Finally, by using the AUTOCAD assembly drawing and parts drawing.Keywords: shift fork; technology; fixture 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設計（論文） 第 III 頁目 錄目 錄.III1 緒論.11

6、.1 課題背景.11.2 變速器換擋叉、夾具、組合機床的介紹.21.3 變速器行業(yè)概況.31.4 課題的研究方法.32 零件分析及毛坯的設計.42.1 零件的作用.42.2 零件的工藝分析.42.3 審查換擋叉的工藝性.52.4 毛坯的設計.63 工藝路線的確定.83.1 基面的選擇.83.2 粗基準的選擇.83.3 精基準的選擇.83.4 制定機械加工工藝路線.83.5 工藝路線比較.113.6 選擇量具.124 確定切削用量及時間定額.135 專用夾具的設計.245.1 問題的提出.245.2 夾具設計.24結(jié) 論.27致 謝.28參考文獻.29附 錄.30 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設計（論

7、文） 第 IV 頁 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設計（論文） 第 1 頁1 緒論1.1 課題背景機械加工工藝及其工裝設計是畢業(yè)前對專業(yè)知識的綜合運用訓練。機械加工工藝過程是指用機械加工的方法改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置以及性能使其成為零件的過程。機械加工工藝過程直接決定零件及產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，對產(chǎn)品的成本、生產(chǎn)周期都要較大的影響，是整個工藝過程的重要組成部分。機械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)準備、生產(chǎn)組織、計劃調(diào)度的主要依據(jù)，是指導工人操作的主要技術文件，也是工廠和車間進行設計或技術改造的重要原始資料。工藝規(guī)程的制定須嚴格按照規(guī)定的程序和格式進行，并隨技術的進步和企業(yè)發(fā)展，定期修改完善。隨著科學技術的發(fā)

8、展，各種新材料、新工藝和新技術不斷涌現(xiàn)，機械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機械能、切削力進行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復雜的型面和某些具有特殊要求的零件。車床的換擋叉位于車床變速機構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運動按照操作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件下方的孔與操縱機構(gòu)相連，而上方的半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動下方的齒輪變速。換擋叉是機車變速箱中一個重要的零件，因為其零件尺寸比較小，結(jié)構(gòu)形狀較復雜，但其加工孔和側(cè)面有精度要求，此外還有小頭孔上的槽要求加工，對精度有一定的要求。換擋叉的底面、

9、大頭孔上兩側(cè)面和大小頭孔粗糙度要求都是 3.2Ra，所以都要求精加工。其大頭孔與側(cè)面有垂直度的公差要求，所要加工的槽，在其槽兩側(cè)面有平行度公差和對稱度公差要求等。因為零件的尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質(zhì)量均影響機器或部件的裝配質(zhì)量，進而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工必須保證精度要求。零件要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質(zhì)量，同時使加工的勞動量最小。而設計和工藝是密切相關的，又是相輔相成的。設計者要考慮加工工藝問題，工藝師要考慮如何從工藝上保證設計者的要求。 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設計（論文） 第 2 頁組合機床是以系列化

10、、標準化的通用部件為基礎配以少量的專用部件組成的專用機床。它適宜于在大批、大量生產(chǎn)中對一種或幾種類似零件的一道或幾道工序進行加工。這種機床既有專用機床的結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)率和自動程度較高的特點又具有一定的重新調(diào)整能力以適應工件變化的需要。組合機床廣泛應用于大批量生產(chǎn)的行業(yè)如：汽車、拖拉機、電動機、內(nèi)燃機、閥門、縫紉機等制造業(yè)。1.2 變速器換擋叉、夾具、組合機床的介紹換擋叉是汽車變速器的重要零部件，它接收換擋手柄傳遞的變速信號，來控制齒輪變速箱以相應的檔位運行。這就要求換擋叉有一定的強度和剛度，工作可靠、穩(wěn)定，以便汽車能很好的變換速度，穩(wěn)定行駛；具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動力矩大、體積小重量輕、傳動效率高、

11、壽命長等特點。本文所涉及的換擋叉是汽車上所使用的。在生產(chǎn)該零件過程中，經(jīng)歷了幾種不同工藝方案的比較，最后選定了合理的工藝方案，從而編制了工藝卡，確定了該工藝每個工序的加工機床，加工刀具測量選用的量具。以及計算了各個加工步驟的切削余量、切削速度、加工時間、進給量和主軸轉(zhuǎn)速等。夾具、量具的選擇夾具在其發(fā)展的 200 多年歷史中，大致經(jīng)歷了三個階段，第一階段，夾具在工件加工、制造的各工序中作為基本的夾持裝置，發(fā)揮著夾固工件的最基本功用。隨著軍工生產(chǎn)及內(nèi)燃機、汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，夾具逐漸在規(guī)模生產(chǎn)中發(fā)揮出其高效率及穩(wěn)定加工質(zhì)量的優(yōu)越性各類定位、夾緊裝置的結(jié)構(gòu)也日趨完善，夾具逐步發(fā)展成為機床工件工藝裝備

12、工藝系統(tǒng)中相當重要的組成部分。這是夾具發(fā)展的第二階段。這一階段夾具發(fā)展的主要特點是高效率。在現(xiàn)代化生產(chǎn)的今天各類高效率自動化夾具在高效高精度及適應性方面已有了相當大的提高。隨著電子技術數(shù)控技術的發(fā)展現(xiàn)代夾具的自動化和高適應性已經(jīng)使夾具與機床逐漸融為一體，使得中小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)效率逐步趨近于專業(yè)化的大批量生產(chǎn)的水平。這是夾具發(fā)展的第三個階段，這一階段夾具的主要特點是高精度。高適應性?？梢灶A見夾具在不一個階段的主要發(fā)展趨勢將是逐步提高智能化水平。1908 年美國福持汽車公司率先制造出第一臺組合機床用于汽車零件的加工。1928 年前蘇聯(lián)開始生產(chǎn)組合機床。我國的組合機床制造技術是從“一五”計劃期間“一

13、汽”、 洛拖引進組合機床開始的。1956 年 3 月當時的第一機械工業(yè)部第二機器管理局批準成立了第一專業(yè)設計處(即現(xiàn)大連組合機床研究所的前 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設計（論文） 第 3 頁身)全面引進了前蘇聯(lián)的組合機床通用部件和設計指導資料開始了我國組合機床的創(chuàng)業(yè)階段。并于同年在大連機床廠制造出我國的第一臺組合機床、1961 年又制造出我國第一條組合機床自動線。組合機床設計制造從“一所一廠”起步已發(fā)展到如今個獨立的配套齊全的行業(yè)。1.3 變速器行業(yè)概況我國汽車變速器行業(yè)在經(jīng)歷了改革改造、引進消化、改制重組，在激烈的市場競爭中在行業(yè)規(guī)模、產(chǎn)品技術、經(jīng)營管理等方面取得了較好的發(fā)展。目前，國內(nèi)汽車變速

14、器企業(yè)很多。2007年我國生產(chǎn)商用車變速器約2857臺，同比曾長21.6%。2007年商用車增幅較大，因此商用車變速器增幅也較大。其中由于2007年重卡增長76.6%，大客車產(chǎn)量增長46.3%，半掛牽引車增長95.6%，貨車底盤增長32.8%，因此重型汽車變速器的增幅也較大，一些企業(yè)的出口量也較大(如法士特重型車變速器)。目前國內(nèi)變速器廠家主要有綦江齒輪傳動有限公司、中國第一汽車集團哈爾濱變速箱廠、東風汽車變速箱有限公司、杭州前進齒輪箱集團有限公司等廠家在國內(nèi)變速器廠家競爭的同時，國外變速器廠家也參與到競爭中，如德國ZF公司、英國艾里遜、美國伊頓、韓國統(tǒng)一等都看好國內(nèi)市場，并且已經(jīng)牢牢占領著高

15、端市場。1.4 課題的研究方法本題目是學完了所有基礎課及機械設計等主要專業(yè)課程的實踐性環(huán)節(jié)，在三年級的生產(chǎn)實習中，已對變速叉有了較深的了解，對其零件的作用也有所了解。通過對換擋叉零件的初步分析，了解其零件的主要特點，加工難易程度，主要加工面和加工粗、精基準，從而制定出換擋叉加工工藝規(guī)程；對于專用夾具的設計，首先分析零件的加工工藝，選取定位基準，然后再根據(jù)切銷力的大小、批量生產(chǎn)情況來選取夾緊方式，從而設計專用夾具。通過這次畢業(yè)設計，對我們的設計能力有所提高，擴大和強化自己所學的理論知識與技能，提高自己的設計計算，制圖，編寫技術文件的能力，學會正確查閱，使用文獻及工具書等資料，并在設計中培養(yǎng)自己理

16、論聯(lián)系實際，嚴肅認真的工作作風和獨立的工作能力，為以后工作打好基礎。 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設計（論文） 第 4 頁2 零件分析及毛坯的設計2.1 零件的作用 題目所給定的零件是變速器換檔叉，如下圖所示。題目所給定的零件是變速器換檔叉,它位于傳動軸的端部。主要作用是傳遞扭矩，使變速器獲得換檔的動力。該零件是以 15.8 孔套在軸上，并用 M101-7H 螺紋孔與軸定位，換擋叉腳卡在雙聯(lián)齒輪的軸中，變速操作機構(gòu)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 1

17、5.8F8 孔，M101-7H 螺紋孔和換擋叉腳側(cè)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 零件的工藝分析由零件圖可知，該零件的材料為 35#鋼，鍛造成型，由零件的尺寸公差選擇模鍛加工成型，保證不加工表面達到要求的尺寸公差。該零件需要加工的表面可大致分為以下四類：1）15.8 的孔。2）以 15.8 孔的軸心線為基準的上下兩平面。3）兩插口端面。4）兩叉口內(nèi)側(cè)面。5）拔槽兩個側(cè)面。6）撥槽的內(nèi)側(cè)面7）M10*1-7H 的螺紋孔。其中 15.8 的孔以及叉口的上下端面和叉口的中間兩側(cè)面為主要的配合面，加工的精度及粗糙度

18、的要求較高，應作為加工的重點。換擋叉技術要求 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設計（論文） 第 5 頁表 2.1 換擋叉加工表面 尺寸及偏差（mm ）表面粗糙度 Ra形位公差叉口兩端面 015. 09 . 56.30.15A叉口兩內(nèi)側(cè)面1 . 00516.315.8 內(nèi)孔043. 0016. 08 .153.2M10 螺紋孔 M101叉頭凸臺兩端面025. 065. 96.3叉頭平臺外表面6.3叉頭平臺凸面 11 12.5叉頭下表面12.5 該變速器換擋叉結(jié)構(gòu)簡單，屬于典型的叉桿類零件。為實現(xiàn)換擋、變速的功能，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

19、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 15.8 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。2.3 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

20、質(zhì)保量地加工出來?？梢娫摿慵に囆院?。 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設計（論文） 第 6 頁圖 2.1 換擋叉零件圖2.4 毛坯的設計1 選擇毛坯該零件的材料為 35#鋼，考慮到零件在工作時要求有較高的強度和抗扭性，非加工面的尺寸精度要求較高，以及批量為大批量生產(chǎn)，所以采用模鍛毛坯成型。2 確定機械加工余量、毛坯尺寸和公差（1）確定最大輪廓尺寸根據(jù)零件圖計算零件的最大輪廓尺寸為：長 136mm，寬 80mm，高 70mm（2）選擇鍛件公差等級查手冊模鍛成型，零件材料按中碳鋼，得鍛件公差等級為 1214 級取為 13 級。（3）求鑄件尺寸公差公差帶相對于基本尺寸對稱分布。（4）求機械加工余量等級查手冊

21、得按模鍛成型的方法，鍛件材料為 35#鋼的機械加工余量等級 E-G 級選擇 F 級。3 確定機械加工余量 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設計（論文） 第 7 頁 根據(jù)鍛件質(zhì)量、零件表面粗糙度、形狀復雜程度，取鑄件加工表面的單邊余量查表選，鉆 0.8，擴 0.5，粗鉸 0.2 精鉸 0.1，其他按相關表查找選取。4 確定毛坯上面查得的加工余量適用于機械加工表面粗糙度 Ra1.6.Ra1.6的表面，余量要適當加大。分析本零件，加工表面 Ra1.6,因此這些表面的毛坯尺寸只需將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，這時可取所查數(shù)據(jù)的小值）生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，可采用模鍛毛坯。5 確定毛坯

22、尺寸公差毛坯尺寸公差根據(jù)鍛件質(zhì)量、材質(zhì)系數(shù)、形狀復雜系數(shù)查手冊得，本零件毛坯尺寸允許偏差為 0.1-0.2mm，表面粗糙度為 Ra12.5-25。6 設計毛坯圖查機械制造工藝簡明手冊表 1.4-27 確定各表面的加工總余量：表表 2.12.1 毛坯尺寸圖（具體參照毛坯圖）毛坯尺寸圖（具體參照毛坯圖）加工表面基本尺寸鍛件尺寸拔槽兩側(cè)面9.651215.81 下端面12.713.7叉口上端面33.532.4叉口下端面39.440.4叉口兩側(cè)面5148拔槽內(nèi)側(cè)面14.2毛坯，未鍛出 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設計（論文） 第 8 頁3 工藝路線的確定3.1 基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設計中的重要設計之

23、一，基面的選擇正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程會問題百,出生產(chǎn)無法進行。3.2 粗基準的選擇粗基準的選擇影響影響各加工面的余量分配及不需加工表面與加工表面之間的位置精度。為了保證叉口上下平面與 15.81 孔的垂直度要求以及叉口上下面的加工余量分配均勻，所以選擇叉口的上端面作為第一道工序的定位基準。.3.3 精基準的選擇以第一道工序中的已加工面作為下到工序的定位平面，以 15.81 孔的中心軸線為定位基準，確保設計基準與工藝基準的重合，以減少加工誤差。3.4 制定機械加工工藝路線工藝路線一：工序一：鉆，擴，鉸 15.81工序二：粗銑 15 上、下端面工序三

24、：粗銑叉口前后兩側(cè)面工序四：精銑叉口前后兩側(cè)面工序五：粗銑 1656 兩側(cè)面工序六：精銑 1656 兩側(cè)面 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設計（論文） 第 9 頁工序七：粗銑叉口 195.9 兩內(nèi)側(cè)面工序八：精銑叉口 195.9 兩內(nèi)側(cè)面工序九：銑槽、粗銑 16.5x14.5 面 銑 11x9.65 面 銑 16.5x42.9 面工序十：精銑 16.5x14.5 面工序十一：攻螺紋 M10 x1-H7工藝路線二：工序一：粗銑 15 上、下端面工序二：粗銑叉口前后兩側(cè)面工序三：精銑叉口前后兩側(cè)面工序四：粗銑 1656 兩側(cè)面工序五：精銑 1656兩側(cè)面工序六：粗銑叉口 195.9 兩內(nèi)側(cè)面工序七：精銑叉

25、口 195.9 兩內(nèi)側(cè)面工序八：鉆，擴，鉸15.81 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設計（論文） 第 10 頁工序九：銑槽 粗銑 16.5x14.5 面 銑 11x9.65 面 銑 16.5x42.9 面工序十：精銑 16.5x14.5 面工序十一：攻螺紋 M10 x1-H7工藝路線三：工序一：粗銑 15 上、下端面工序二：鉆，擴，鉸15.81工序三：粗銑叉口前后兩側(cè)面工序四：精銑叉口前后兩側(cè)面工序五：粗銑 1656 兩側(cè)面工序六：精銑 1656 兩側(cè)面工序七：粗銑叉口 195.9 兩內(nèi)側(cè)面工序八：精銑叉口 195.9 兩內(nèi)側(cè)面工序九：銑槽 粗銑 16.5x14.5 面 銑 11x9.65 面 銑 1

26、6.5x42.9 面工序十：精銑 16.5x14.5 面工序十一： 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設計（論文） 第 11 頁攻螺紋 M10 x1-H73.5 工藝路線比較上述三個工藝路線，路線一是先加工孔，然后加工孔兩側(cè)面，路線二是把孔加工放到最后，由于孔的加工要求比較高，與底面的垂直度要求也較高，并且是很多尺寸的設計基準。路線三是鑒于孔的加工要求較高，為遵循基準統(tǒng)一的原則，同時也更能保證叉口上下兩平面與孔的垂直度要求，故選擇路線三為最終的工藝路線。表表 3-23-2 工序路線圖工序路線圖工序號工序內(nèi)容簡要說明10粗銑 15 上、下端面X51 立式銑床，YG6 硬質(zhì)合金端銑刀15鉆，擴，鉸15.81Z

27、525 立式鉆床，麻花鉆，擴孔鉆，專用鉸刀20粗銑叉口前后兩側(cè)面X51 立式銑床，YG6 硬質(zhì)合金端銑刀25精銑叉口前后兩側(cè)面X51 立式銑床，YG6 硬質(zhì)合金端銑刀30粗銑 1656 兩側(cè)面X51 立式銑床，YG6 硬質(zhì)合金端銑刀35精銑 1656 兩側(cè)面X51 立式銑床，YG6 硬質(zhì)合金端銑刀40粗銑叉口 195.9 兩內(nèi)側(cè)面X51 立式銑床，YG6 硬質(zhì)合金端銑刀45精銑叉口 195.9 兩內(nèi)側(cè)面X51 立式銑床，硬質(zhì)合金立銑刀50銑槽 粗銑 16.5x14.5 面 銑11x9.65 面 銑 16.5x42.9 面X51 立式銑床，YG6 硬質(zhì)合金端銑刀 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設計（論文

28、） 第 12 頁55精銑 16.5x14.5 面X51 立式銑床，YG6 硬質(zhì)合金端銑刀60鉆螺紋孔高速鋼麻花鉆，絲錐 M10，P=1mm65檢驗3.6 選擇量具 該零件屬于批量生產(chǎn)，一般采用通用量具。 選擇鉆-擴-鉸 15.81F8 孔量具. 現(xiàn)按照計量器的不確定地選擇該表面加工時所用量具,叉頭兩端面間距 56mm，換擋叉頭兩側(cè)面間距 9.65(0-0.25)mm,粗糙度要求分別為 Ra12.5um 和 Ra6.3um.查表 5-56 和表 5-59，可選用 0-200mm/0.02mm 的游標卡尺達要求。鉸孔 15.81F8，由于精度高，加工時每個工件部需要進行測量，故選用極限量規(guī)，孔量具

29、選用錐柄圓柱塞規(guī)。 選擇銑換擋叉腳兩端面,內(nèi)側(cè)面,銑操縱槽的量具,換擋叉腳兩端面的距離, ,內(nèi)側(cè)面,均可選用分度值為 0.02mm,測量范圍為 0-200mm 的游標卡尺。 攻螺紋孔 M101-7H 鉆螺紋孔表面，可選用 0-200mm/0.02mm 的游標卡尺 對換擋叉腳的兩端面吹砂 查表機械制造技術基礎畢業(yè)設計5-56 和表 5-59，可選用 0-200mm/0.02mm 的游標卡尺。 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設計（論文） 第 13 頁4 確定切削用量及時間定額通過確定各工序的切削用量和時間定額，制作工序卡片，工序卡片見補充卡片。計算如下：工序10 粗銑15 上、下端面，以外圓為定位基準，采

30、用X51 立式銑床加專用夾具刀具：YG6 硬質(zhì)合金端銑刀。 銑削寬度ae90,深度ap6,齒數(shù)z=12,故根據(jù)機械制造工藝設計簡明手冊（后簡稱簡明手冊）表3.1，取刀具直徑d0=125mm。根據(jù)切削用量手冊（后簡稱切削手冊）表3.16，選擇刀具前角00后角08，副后角0=10，刃傾角：s=10,主偏角Kr=60,過渡刃Kr=30,副偏角Kr=5。2. 切削用量1）確定切削深度ap因為余量較小，故選擇ap=4mm，一次走刀即可完成。2）確定每齒進給量fz采用對稱端銑，以提高進給量提高加工效率。根據(jù)切削手冊表3.5，使用YG6 硬質(zhì)合金端銑刀加工，機床功率為4.5kw（據(jù)簡明手冊表4.2-35，X

31、51 立式銑床）時：=0.090.18mm/zzf故選擇：=0.18mm/z。zf3）確定刀具壽命及磨鈍標準根據(jù)切削手冊表3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為1.5mm；由于銑刀直徑d0=125mm，故刀具使用壽命T=180min（據(jù)簡明手冊表3.8）。4）計算切削速度vc 和每分鐘進給量vf根據(jù)切削手冊表3.16 ， 當=125mm ， Z=12 ， 7.5 ， 0.18mm/z 時，0dpazf=98m/min,=250r/min,vft=471mm/min。各修正系數(shù)為：kMV= 1.0，kSV= 0.8。切削tvtn 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設計（論文） 第 14 頁速度計算公式為：vpv

32、vevzvpmvvckzuayfxaTqdcv0其中 = 72mm ， = 4mm ， Cv = 245 ， q = 0.2 v ， = 0.15 ， y = 0.35 v ，eapavxv= k Mv k Sv = 1.0 0.8 = 0.8 ， uv = 0.2 ， p = 0 v ， m = 0.32 ， T = 180 min ，vkf z = 0.18 mm /z ， Z = 12 ，將以上數(shù)據(jù)代入公式：=142 m / mincv確定機床主軸轉(zhuǎn)速： min/3611000rdvnwsc根據(jù)簡明手冊表4.2-36，選擇nc=300r/min,=390mm/min,因此，實際進給量和每

33、cf分鐘進給量為：min/11810000mndvc=v =390/30012 mm/z=0.1mm/zzcfccnf5)校驗機床功率根據(jù)切削手冊表3.24，近似為Pcc=3.3kw,根據(jù)機床使用說明書，主軸允許功率Pcm=4.50.75kw=3.375kwPcc。故校驗合格。最終確定:ap=4.0mm，nc=300r/min，=390mm/s，fv=118m/min，=0.1mm/z。cvzf6）計算基本工時L/vf，L=l+ y+，l=24mm.mt查切削手冊表3. 26，入切量及超切量為：y+=40mm，則：L/ Vf=(24*2+40)/390=0.22min。mt工序 15 鉸的孔，

34、以 15 孔的上端面為定位基準，采用 Z525 立式鉆床加專043. 0016. 08F8 .15用夾具；一、鉆 15 孔，以 15 孔的上端面為定位基準，采用 Z525 立式鉆床加專用夾具 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設計（論文） 第 15 頁1. 加工條件工件材料：35 鋼,b =170240MPa，鍛造;工件尺寸：aemax=72mm，l=176mm;加工要求：鉆 15 孔，加工余量 0.8;機床：Z525 立式鉆床；刀具：根據(jù)切削手冊表 2.1.2.2，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時 do=15mm，鉆頭采用雙錐后磨橫刀，后角 o12，二重刃長度 b=3.5mm,橫刀長 b=2mm,寬l=4m

35、m,棱帶長度， mml5 . 111002302.選擇切削用量 （1）確定進給量按加工要求確定進給量：查切削手冊 ，rmmf/53. 043. 0，由切削手冊表 2.7,系數(shù)為 0.5,則： 367. 11830dl rmmf/)265. 0215. 0(5 . 0)53. 043. 0(按鉆頭強度選擇:查切削手冊表 2.8,鉆頭允許進給量為：；rmmf/0 . 2按機床進給機構(gòu)強度選擇：查切削手冊表 2.9，機床進給機構(gòu)允許軸向力為8330N 時，進給量為。rmmf/93. 0以上三個進給量比較得出，受限制的進給量是工藝要求，其值為：0.2150.265mm/r。根據(jù)簡明手冊表 4.2-16

36、,最終選擇進給量。rmmf/22. 0由于是通孔加工，為避免即將鉆穿時鉆頭折斷，故應在即將鉆穿時停止自動進給而改為手動進給。根據(jù)切削手冊表 2.19 查出,鉆孔時軸向力 Ff=2500N，軸向力修正系數(shù)為 1.0，故 Ff=2500N。根據(jù) Z525 立式鉆床使用說明書，機床進給機構(gòu)允許的最大軸向力為8830NFf，故所選進給量可用。（2）確定鉆頭磨鈍標準及壽命后刀面最大磨損限度（查簡明手冊 ）為 0.6mm，壽命min45T（3）切削速度查切削手冊表 2.30，切削速度計算公式為： 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設計（論文） 第 16 頁 （m/min）vyxpmvckfaTdcvvvvz0其中，5

37、 . 9Cvmmd18025. 0vz125. 0m9pa0vx55. 0vy，查得修正系數(shù)：，故實際的切削速度：22. 0f0 . 1vTk85. 0lvk0 . 1tvkmin/5 . 985. 022. 0160185 . 955. 0125. 025. 0mvc （4）檢驗機床扭矩及功率查切削手冊表 2.20，當 f0.26, do19mm 時，Mt=31.78Nm，修正系數(shù)均為1.0，故 MC=31.78Nm。查機床使用說明書：Mm =144.2 Nm。查切削手冊表 2.23,鉆頭消耗功率：Pc=1.3kw。查機床使用說明書，。kwPE26. 281. 08 . 2由于，故切削用量可

38、用，即：mcMM ECPP ，rmmf/22. 0min/272rnncmin/4 .15 mvc3、計算工時min70. 022. 027242nfLtm二、二、 擴 15.5 孔，以 15 上、下端面為定位基準，采用 Z525 立式鉆床加專用夾具；查切削手冊表 2.10，擴孔進給量為：，并由機床使用說明rmmf/8 . 07 . 0書最終選定進給量為：。rmmf/81. 0根據(jù)資料，切削速度 ，其中為用鉆頭鉆同樣尺寸實心孔時的切削速度，鉆vv4 . 0鉆v故：，根據(jù)機床使用說明書選取：min/8 . 35 . 94 . 0mvmin/1 .618 .198 . 31000rns 。min/

39、97rnw基本工時： min53. 081. 0974281. 097yLt三、三、粗鉸 15.7 孔，以 15 上、下端面為定位基準，采用 Z525 立式鉆床加專用夾具；刀具：專用鉸刀 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設計（論文） 第 17 頁機床：Z525 立式鉆床根據(jù)有關手冊的規(guī)定，鉸刀的進給量為0.81.2mm/z,進給量取fz0.81mm/r，機床主軸轉(zhuǎn)速取為=140r/min，則其切削速度為：fznw。min/91. 6mdnv機動時切削工時，mm，42lmin37. 081. 01404242fntwm四、 精鉸 15.8 孔，以 15 上、下端面為定位基準，采用 Z518 立式鉆床加專用

40、夾具；刀具：mmdw8 .15機床：Z525 立式鉆床根據(jù)有關手冊的規(guī)定，鉸刀的進給量取0.48mm/r，機床主軸轉(zhuǎn)速取為：f=140r/min，則其切削速度為：nwmin/27. 9mdnv機動時切削工時，mm42lmin71. 048. 01404242fntwm工序 20 粗銑叉口前后兩側(cè)面，以 15.8 孔為定位基準，采用 X51 立式銑床加專用夾具；刀具：YG6 硬質(zhì)合金端銑刀，10,400Zmmd機床：X51 立式銑床根據(jù)切削手冊查得，。根據(jù)簡明手冊表 4.2-36mmazmmfpz4,/13. 0查得，?。海蕦嶋H切削速度： min/300rnwmin/7 .3710003004

41、01000mndvww當時，工作臺每分鐘進給量應為：min/300rnwmin/3903001013. 0mmnZffwzm查說明書，取min/400mmfm計算切削基本工時： 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設計（論文） 第 18 頁mmyL5 .54105 .445 .44因此，min28. 03905 .54*22fLtmm工序 25 精銑叉口前后兩側(cè)面， 以 15.8 孔為定位基準， 采用 X51 立式銑床加專用夾具；刀具：YG6 硬質(zhì)合金端銑刀，10,400Zmmd機床：X51 立式銑床根據(jù)切削手冊查得，。根據(jù)簡明手冊表 4.2-36 查mmazmmfpz4,/1 . 0得，取：，故實際切削速

42、度： min/124rnwmin/57.151000124401000mndvww當時，工作臺每分鐘進給量應為：min/124rnwmin/124124101 . 0mmnZffwzm查說明書，取min/160mmfm計算切削基本工時：mmyL5 .54105 .445 .44因此，min88. 01245 .54*22fLtmm工序 30 粗銑 16*56 兩側(cè)面，以 15.8 孔為定位基準，采用 X51 立式銑床加專用夾具；刀具：YG6 硬質(zhì)合金端銑刀；機床：X51 立式銑床；查切削手冊表 3.5，進給量為：，取為 0.5mm/rmin/0 . 15 . 0mmfz參考有關手冊，確定，采用

43、 YG6 硬質(zhì)合金端銑刀，min/124mv ，則：12,125zmmdwmin/31612512410001000rdvnws現(xiàn)采用 X51 立式銑床，根據(jù)簡明手冊表 4.2-36，取，故實際切削速min/300rnw度： 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設計（論文） 第 19 頁 min/75.11710003001251000mndvww當時，工作臺每分鐘進給量：min/300rnw，取為 980mm/minmin/1800300125 . 0mmnzffwzm本工序切削時間為：min12. 098056222flttmm工序 35 精銑 16*56 兩側(cè)面，以 15.8 孔為定位基準，采用 X5

44、1 立式銑床加專用夾具；刀具：YG6 硬質(zhì)合金端銑刀，10,400Zmmd機床：X51 立式銑床根據(jù)切削手冊查得，。根據(jù)簡明手冊表 4.2-36mmazmmfpz4,/13. 0查得，?。?，故實際切削速度： min/300rnwmin/7 .371000300401000mndvww當時，工作臺每分鐘進給量應為：min/300rnwmin/3903001013. 0mmnZffwzm查說明書，取min/400mmfm計算切削基本工時：mmyL5627101919因此，min29. 039056*22fLtmm工序 40 粗銑叉口 19*5.9 兩內(nèi)側(cè)面，以 15.8 孔為定位基準，采用 X51

45、 立式銑床加專用夾具。刀具：YG6 硬質(zhì)合金端銑刀，10,400Zmmd機床：X51 立式銑床根據(jù)切削手冊查得，。根據(jù)簡明手冊表 4.2-36mmazmmfpz4,/13. 0查得，?。?，故實際切削速度： min/300rnw 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設計（論文） 第 20 頁min/7 .371000300401000mndvww當時，工作臺每分鐘進給量應為：min/300rnwmin/3903001013. 0mmnZffwzm查說明書，取min/400mmfm計算切削基本工時：mmyL29101919因此，min1 . 0390382fLtmm工序 45 精銑叉口 19*5.9 兩內(nèi)側(cè)面，

46、以 15.8 孔為定位基準，采用 X51 立式銑床加專用夾具；精銑叉口 19*5.9 兩內(nèi)側(cè)面，以 15.8 孔為定位基準，采用 X51 立式銑床加專用夾具；機床：X51 立式銑床刀具：硬質(zhì)合金立銑刀（鑲齒螺旋形刀片） ，由切削手冊表 3.6 查得：，,即 27m/min，因smv/45. 0min/08. 0, 6,40mmfzdz?，F(xiàn)采用 X51 立式銑床，取 ，工min/214402710001000rdvnwsmin/210rnw作臺每分鐘進給量應為：，fmmin/8 .100210608. 0mmnzffwzm查機床使用說明書，取 。min/100mmfm銑削基本工時：min19.

47、010019tmmin38. 0219. 02tm工序 50 銑槽粗銑16.5x14.5 面銑 11x9.65 銑 16.5x42.9 面，以 15.8 孔為定位基準，采用 X51 立式銑床加專用夾具；一、一、 銑 16.5*42.9 面，以外圓為定位基準，采用 X51 立式銑床加專用夾具；刀具：YG6 硬質(zhì)合金端銑刀；機床：X51 立式銑床； 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設計（論文） 第 21 頁查切削手冊表 3.5，進給量為：，取為 0.5mm/rmin/0 . 15 . 0mmfz參考有關手冊，確定，采用 YG6 硬質(zhì)合金端銑刀，min/124mv ，則：12,125zmmdwmin/3161

48、2512410001000rdvnws現(xiàn)采用 X51 立式銑床，根據(jù)簡明手冊表 4.2-36，取，故實際切削速min/300rnw度： min/75.11710003001251000mndvww當時，工作臺每分鐘進min/300rnw，取為 980mm/minmin/1800300125 . 0mmnzffwzm本工序切削時間為：min05. 098042flttmm二、二、粗銑 14.2*9.65 面（槽） 、銑 11*9.65 面、粗銑 16.5x14.5，以 15.8 孔為定位基準，采用 X51 立式銑床加專用夾具；刀具：YG6 硬質(zhì)合金端銑刀，10,400Zmmd機床：X51 立式銑

49、床根據(jù)切削手冊查得，。根據(jù)簡明手冊表 4.2-36mmazmmfpz4,/13. 0查得，?。?，故實際切削速度： min/300rnwmin/7 .371000300401000mndvww當時，工作臺每分鐘進給量應為：min/300rnwmin/3903001013. 0mmnZffwzm查說明書，取min/400mmfm計算切削基本工時：mmL892*5 . 92743因此，min23. 039089fLtmm 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設計（論文） 第 22 頁工序 55 精銑 16.5*42 面，以 15.8 孔為定位基準，采用 X51 立式銑床加專用夾具刀具：YG6 硬質(zhì)合金端銑刀；機床

50、：X51 立式銑床；查切削手冊表 3.5，進給量為：，取為 0.5mm/rmin/0 . 15 . 0mmfz參考有關手冊，確定，采用 YG6 硬質(zhì)合金端銑刀，min/124mv ，則：12,125zmmdwmin/31612512410001000rdvnws現(xiàn)采用 X51 立式銑床，根據(jù)簡明手冊表 4.2-36，取，故實際切削速min/300rnw度： min/75.11710003001251000mndvww當時，工作臺每分鐘進給量：min/300rnw，取為 980mm/minmin/1800300125 . 0mmnzffwzm本工序切削時間為：min05. 098042flttm

51、m工序 60 攻螺紋 M10 x1-H7，以 15.8 孔為定位基準，Z525 立式鉆床并采用專用夾具；一、鉆 9 孔，以 15.8 孔為定位基準，采用 Z525 立式鉆床并采用專用夾具（1）鉆螺紋底孔mm9機床：Z525 立式鉆床刀具：高速鋼麻花鉆根據(jù)切削手冊查得，進給量為0.180.22mm/z,現(xiàn)取ff=0.22mm/z，v=17m/min，則：min/60291710001000rdvnws查簡明手冊表 4.2-15，取。所以實際切削速度為：min/600rnw 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設計（論文） 第 23 頁min/956.16100060091000mndvww計算切削基本工時：m

52、in03. 022. 06009 . 3fyltmm二、二、 攻螺紋，以 15.8 孔為定位基準，采用 Z525 立式鉆床并采用專用夾具。機床：Z525 立式鉆床刀具：絲錐 M10，P=1mm切削用量選為：，機床主軸轉(zhuǎn)速為：，按機min/6/1 . 0msmvmin/318rns床使用說明書選?。?，則 ；機動時，計min/272rnwmin/1 . 5 mv mml844算切削基本工時：min03. 027218nfltm工序 65 檢驗 最后制作完成工序卡片。 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設計（論文） 第 24 頁5 專用夾具的設計 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

53、。并設計鉆 15.8孔和銑大平面的夾具。兩夾具將分別用于 Z525立式鉆床和立式銑床 X51，刀具分別為高速鋼麻花鉆和 YG6硬質(zhì)合金端銑刀。5.1 問題的提出本夾具主要用來粗銑叉口前后兩側(cè)面，在加工時應保證和 15.8 孔的垂直度要求。此外，在本工序加工時還應考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。精度不是主要考慮的問題。5.2 夾具設計1、定位基準選擇由零件圖可知, 叉口前后兩側(cè)面,相對于 15 孔有 0.15 的垂直度要求，為使定位誤差為零，應該選擇孔中心為定位基準保證該垂直度。2、定位方案和夾緊機構(gòu) 工件以已加工的叉口下表面和右邊的圓柱為定位基準來保證加工要求。加入心軸為防止換擋叉轉(zhuǎn)動，

54、讓換擋叉內(nèi)這樣就將換擋叉固定在夾具上。在叉口外弧出加一個螺旋夾緊機構(gòu)，為了防止加工時候因為換擋叉的硬度而損壞換擋叉，在下面加入兩個支撐釘。3.、切削力及夾緊力計算 刀具：YG6 硬質(zhì)合金端銑刀 直徑 齒數(shù) Z=10 又由切削手冊mmd400表 3.28 中的公式： FFFFxyuFpzenwoFC afaZFd q其中： =0.83 30CF0 . 1Fx65. 0Fy83. 0fu5 . 0fwFqmmap4 mmae12zmmfz/025. 0所以 F=63.5N 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設計（論文） 第 25 頁 水平分力：1.163.5 1.169.9HFFN 垂直分力；0.30.3 6

55、3.519.1FVFN又在計算切削力時，必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。安全系數(shù)1234KK K K K其中 K1 為基本安全系數(shù) 1.5 K2 為加工性質(zhì)系數(shù) 1.2 K3 刀具鈍化系數(shù) 1.2 K4 為切削特點系數(shù)（斷續(xù)切削）1.2所以 F =KFH=69.9x1.5x1.2x1.2x1.2=181.2N 為了克服水平方向的力，實際的夾緊力為 N（f1+f2）= KFH 其中 f1 為螺母與螺桿間的摩擦系數(shù) f2 為工件與螺桿頭（或壓板）間的摩擦系數(shù) 又查得 f1 和 f2 為 1.6 則 12HKFNff所以 181.25660.160.16NN又選擇的螺旋夾緊機構(gòu)的基本尺寸如下（根據(jù)機床夾具設

56、計 表 1-2-20、1-2-21、1-2-22、1-2-23 查得)：r=0 tg12Mmm1pmm5.675zrmm136a3029 50 L=120mm Q=30N20.15 則 可以提供的夾緊力為： 12()zQLwr tgr a 所以 =3140Nw120 305.675(1369 50 )tg又由機床夾具設計 第三版表 1-2-24 查得 當螺紋的公稱直徑為 12mm 時 ，螺栓許用的夾緊力為 5690N566N 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設計（論文） 第 26 頁由以上的數(shù)據(jù)可知：所選的螺旋機構(gòu)提供的夾緊力大于所需的，且滿足螺栓的許用夾緊力，故本夾具可以安全工作。圖 5.1 夾具裝配

57、圖圖 5.2 圖螺旋壓緊機構(gòu) 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設計（論文） 第 27 頁結(jié) 論此次畢業(yè)設計確定了換擋叉從鍛件毛坯到成品在大量成批生產(chǎn)時的工藝過程，同時也設計了其中一道面銑工序的夾具。作為本科階段的一次畢業(yè)設計，需要我們綜合前階段所學習的機械制圖、計算機輔助制造技術、機械設計、學等多門課程的知識，同時還要運用數(shù)學、力學等基礎學科知識以及設計手冊上的標準，并且綜合了其他輔助材料，最終完成了這次設計所以此次畢業(yè)設計是我們本科階段學習的知識的鞏固，也是一個總結(jié)。 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設計（論文） 第 28 頁致 謝在論文完成之際，我要特別感謝我的指導老師馬廉潔老師的熱情關懷和悉心指導。在我撰寫

58、論文的過程中，馬老師傾注了大量的心血和汗水，無論是在論文的選題、構(gòu)思和資料的收集方面，還是在論文的研究方法以及成文定稿方面，我都得到了馬老師悉心細致的教誨和無私的幫助，特別是他廣博的學識、深厚的學術素養(yǎng)、嚴謹?shù)闹螌W精神和一絲不茍的工作作風使我終生受益，在此表示真誠地感謝和深深的謝意。在論文的寫作過程中，也得到了許多同學例如丁斌，張玉雙的寶貴建議和幫助，在此一并致以誠摯的謝意。感謝所有關心、支持、幫助過我的良師益友。最后，向在百忙中抽出時間對本文進行評審并提出寶貴意見的各位專家表示衷心地感謝！ 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設計（論文） 第 29 頁參考文獻1.張世昌，李旦.機械制造技術基礎.-2 版-

59、北京：高等教育出版社，2007.52.王忠.機械工程材料. -北京：清華大學出版社，2007.93.趙家齊.機械制造工藝學畢業(yè)設計指導書.-2 版.-北京：機械工業(yè)出版社 2010.14.鄧文英，郭曉鵬.金屬工藝學.上、下冊.-5 版.-北京：高等教育出版社，2008.45.王伯平.互換性與測量技術.-2 版.-北京：機械工業(yè)出版社，2009.16.蔡蘭.機械零件工藝性手冊.-2 版.-北京: 機械工業(yè)出版社，2006.127.艾興，肖詩綱.切削用量簡明手冊.-北京：機械工業(yè)出版社8.梁國元.電子機械設計與工藝簡明手冊.西安電子科技大學出版社9.劉鴻文.材料力學 I.-4 版.-北京：高等教育

60、出版社，2004.110.沈鴻.機械加工工藝手冊 1,2 卷.-北京: 機械工業(yè)出版社，1991.1 東北大學秦皇島分校畢業(yè)設計（論文） 第 30 頁附 錄Auto shift principle As we know, the automobile engine can reach the best state at a certain speed, the power at a relatively large, fuel economy is also good. Therefore, we hope that the engine always work in the best con

61、dition. However, the car will have different speed when in use, thus creating a conflict. This contradiction be resolved through transmission. Automobile transmission with a word, called variable speed twist, twist or slow down the growth rate by increasing torque. Why can slow down by twisting, and

62、 the growth rate but also by twist? For the same engine power output, power can be expressed as N = wT, where W is the angular velocity of rotation, T are torque. When N is fixed, W and T is inversely proportional to the. So the growth rate will reduce twisting, twisting slowdown will increase. Gear

63、 transmission is based on the principle of variable speed twist, divided into various stalls of different transmission ratio corresponding, to adapt to different operational conditions. General to set up a manual gearbox input shaft, intermediate shaft and output shaft, also known as the three axis,

64、 in addition to reverse shaft. Three - axis is the main transmission structure, input shaft speed is the speed of the engine, the output shaft speed is produced by different gear meshing between the intermediate shaft and output shaft speed. Different gears are different transmission ratio, also wil

65、l have a different speed. For example, Zhengzhou Nissan ZN6481W2G SUV car manual transmission, the transmission ratio is: 1 3.704:1; 2 2.202:1; 3 1.414:1; 4 1:1; 5 (overdrive) 0.802:1. When starting the car drivers to choose the file 1, the 1/2 File Synchronizer back to engage the 1 gear and it is l

66、ocked on the output shaft of the fork, power input shaft, intermediate shaft and output shaft of the 1 gear, the 1 gear to drive the output shaft, the output shaft to transmit power to the drive shaft (red arrow). The typical 1 speed gear transmission ratio is 3:1, that is to say 3 laps to the input shaft, output shaft 1 ring. When the growth rate of car drivers to choose the file 2, the 1/2 File Synchronizer and 1 fork connection 2 gear on the output shaft and lock, power transmission line is s