变速叉

机械制造工艺学

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机械制造工艺学课程

设计说明书

解放汽车第四速及第五速变速叉加工工艺设计

班级：

学号：

姓名：

指导教师：

20**年1月25日

机械制造工艺学

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目录

一.序言

二.零件的分析

(一)零件的作用

(二)零件的工艺分析

三.工艺规程设计

(三)确定毛坯的制造形式

(四)基面的选择

(五)制订工艺路线

(六)机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸确定

(七)确定切削用量及基本工时

四.参考文献

机械制造工艺学

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序言

机械制造工艺学课程设计是在大学全部基础课,技术基础课以及

大部分专业课完成以后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学

各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,

因此,它在我们大学四年的的学习中占有重要地位.

就我个人而言,希望能通过这次课程设计对自己即将从事的工作

进行一次适应性训练,从中锻炼自己分析问题,解决问题的能力.

由于能力有限,设计尚有诸多不足之处,恳请各位老师多多指教.

机械制造工艺学

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二.零件的分析

(一)零件的作用

题目所给定的零件是解放汽车第四速及第五速变速叉,它位于变

速箱中,主要重用是拨动变速箱中的齿轮,使汽车达到变速的目的.

(二)零件的工艺分析

此变速叉共有两组加工表面,它们之间有一定的位置要求,现分

述如下:

1.以Φ19045.0

0

mm孔为中心的加工表面.

这组加工表面包括:Φ19045.0

0

mm孔及其倒角,孔上端尺寸为

1624.0

0

mm的槽,槽的外侧厚度为10.8mm的两个侧面,Φ19045.0

0

mm孔的

上端距其中心12mm的两个端面,还有孔下端M10的螺纹孔.

2.以Φ82.21

0

mm孔为中心的加工表面.

这组加工表面包括:Φ82.21

0

mm的孔及其倒角,Φ82.21

0

mm的

孔的侧面,距M10螺纹孔中心线63.7mm.这两组加工表面有着一定的

位置要求,主要是:Φ82.21

0

mm孔与其外端面垂直度公差为0.1mm.

由以上分析可知,对于这两组加工表面而言,可以先加工其中一

组表面,然后借助专用夹具加工另一组表面,并保证他们之间的位置

精度要求.

三．工艺规程设计

(一)确定毛坯的制造形式

零件材料为20钢,零件经常拨动齿轮承受变载荷和冲击性载荷,

机械制造工艺学

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因此应选用锻件,以使金属纤维尽量不被切断,保证零件工作可靠.因

为为大批量生产,且零件的轮廓尺寸不大,故采用模锻成型.这从提高

生产率,保证加工精度上考虑,也是应该的.

(二)基面的选择

基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一,它对零件的生产是

非常重要的.

1.粗基准的选择

现选取Φ19045.0

0

mm孔的外轮廓不加工面作为粗基准,利用一组共

两个V形块夹持外轮廓做为主要定位面,以消除自由度.

2.精基准的选择

主要考虑基准重合的问题,当设计基准与工序基准不重合时,应

该进行尺寸换算,这在以后还要专门计算,此处不再重复.

(三)制订工艺路线

制订工艺路线的出发点,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能得到合理的保证.爱生产纲领已确定为大批量

生产的条件下,可以考虑采用万能性机床以及专用夹具,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,以便使生产成

本尽量降低.

工艺路线

工序Ⅰ粗铣1624.0

0

mm槽,以Φ19045.0

0

mm孔定位.

工序Ⅱ粗铣1624.0

0

mm槽的两侧面,以Φ19045.0

0

mm孔定位.

工序Ⅲ粗铣距Φ19045.0

0

mm中心12mm的两个端面,以Φ19045.0

0

mm孔

机械制造工艺学

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及1624.0

0

mm槽底为基准.

工序Ⅳ1624.0

0

mm槽两端1.5*450倒角.

工序Ⅴ钻铰Φ19045.0

0

mm孔并倒角.

工序Ⅵ钻距槽(1624.0

0

mm)12mm底面M10螺纹孔并倒角.

工序Ⅶ攻螺纹M10.

工序Ⅷ粗铣Φ82.21

0

mm孔的两端面.

工序Ⅸ粗镗Φ81.71

0

mm孔.

工序Ⅹ精镗Φ82.21

0

mm孔.

工序ⅪΦ82.21

0

mm孔1*450倒角

工序Ⅻ精铣Φ82.21

0

mm孔的两端面.

工序ⅩⅢ终检.

上述方案主要是以Φ19045.0

0

mm孔位基准,来加工1624.0

0

mm槽,M10

螺纹,槽的两侧面,这样可以修正由于基准不重合造成的加工误差,同

时也照顾了加工路线方便的特点,因此最终确定如下:

工序Ⅰ粗铣1624.0

0

mm槽,以Φ19045.0

0

mm孔的外轮廓为粗基准定位,

选用XA6132型万能升降台铣床及专用夹具.

工序Ⅱ粗铣1624.0

0

mm槽的两侧面,以Φ19045.0

0

mm孔的外轮廓以及距

槽底32mm的面为基准,选用XA6132型万能升降台铣床及专

用夹具.

工序Ⅲ粗铣Φ19045.0

0

mm孔上端两端面,以Φ19045.0

0

mm孔定位,选用

XA6132型万能升降台铣床及专用夹具.

工序Ⅳ1624.0

0

mm槽1.5*450倒角,选用C620-1车床及专用夹具.

机械制造工艺学

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工序Ⅴ钻铰Φ19045.0

0

mm孔并倒角.以Φ19045.0

0

mm孔及端面定位,选

用Z5125立式钻床及专用夹具.

工序Ⅵ钻距槽(1624.0

0

mm)12mm底面M10螺纹孔并倒角.以Φ

19045.0

0

mm孔及1624.0

0

mm槽底定位,选用Z5125立式钻床及专

用夹具.

工序Ⅶ攻螺纹M10.

工序Ⅷ粗铣Φ82.21

0

mm孔的两端面.以Φ19045.0

0

mm孔定位,选用

XA6132型万能升降台铣床及专用夹具.

工序Ⅸ粗镗Φ81.71

0

mm孔.以Φ19045.0

0

mm孔及距中心线63.7mm的

面为基准,选用T740双面卧式金刚镗床及专用夹具.

工序Ⅹ精镗Φ82.21

0

mm孔..以Φ19045.0

0

mm孔及距中心线63.7mm

的面为基准,选用T740双面卧式金刚镗床及专用夹具.

工序ⅪΦ82.21

0

mm孔1*450倒角.选用C620-1型车床及专用夹具.

工序Ⅻ精铣Φ82.21

0

mm孔的两端面.以Φ19045.0

0

mm孔定位,选用

XA6132型万能升降台铣床及专用夹具.

工序ⅩⅢ终检.

(四)机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸确定.

“变速叉”零件材料为20钢,毛坯重量约1.5Kg,生产类型为大

批量生产,采用锻锤上合模锻毛坯.

根据上述资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机加工余量,

工序尺寸及毛坯尺寸如下:

1.1624.0

0

mm槽

机械制造工艺学

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参照<<机械加工工艺手册>>表3.1-56,因为其公差等级太低,可

直接铣.

2.槽的侧面

参照<<机械加工工艺手册>>表3.1-56,其加工余量Z=2mm.

3.Φ19045.0

0

mm孔的两个上端面

参照<<机械加工工艺手册>>表3.1-56,其加工余量Z=2mm.

4.Φ82.21

0

mm孔的两侧面,铣削公差-0.22mm.

参照<<机械加工工艺手册>>表3.1-56,其加工余量Z=2mm.精铣

余量:单边0.7mm(见<<工艺设计手册>>表8-31),铣削余

量:Z=2.0-0.7=1.3mm,锻件偏差3.1

5.0





mm。

由于设计规定的零件为大批量生产,应该采用调整法加工.因此

在计算最大,最小加工余量时,应按调整法加工方式予以确定.

5.Φ19045.0

0

mm孔

参照<<机械加工工艺手册>>,其加工余量2Z=2mm.钻孔Φ

18.5045.0

0

mm,铰孔Φ19045.0

0

mm.

6.Φ82.21

0

mm孔

参照<<机械加工工艺手册>>,其加工余量2Z=2.5mm.粗镗Φ

81.71

0

mm,精镗Φ82.21

0

mm.

厚度为8mm的两端面尺寸加工余量和工序间余量.

毛坯名义尺寸:

8+2*2=12mm

毛坯最大尺寸:

机械制造工艺学

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12+1.3*2=14.6mm

毛坯最小尺寸:

12-0.5*2=11mm

粗铣后最大尺寸:

8+0.7*2=9.4mm

粗铣后最小尺寸:

9.4-2*0.22=8.96mm

精铣尺寸与零件尺寸相符,即82.0

3.0





mm.

(五)确定切削用量及基本工时

工序Ⅰ粗铣1624.0

0

mm槽,保证尺寸1624.0

0

mm.

fz=0.06mm/齿

切削速度:参考有关手册,V=22.8m/min.

采用W18Cr4V立铣刀,dw=16mm,Z=3,则:

ns=

dw

v



1000

=

16*14.3

8.22*1000

=454r/min

fm=fzznw=0.06*3*420=75.6mm/min

12

22lllmm

1222

0.29min

75.6m

m

lll

t

f





工序Ⅱ粗铣1624.0

0

mm槽两侧面。

0.12/

z

fmm齿

切削速度：参考有关手册，V=27m/min。

采用高速钢三面刃圆盘铣刀，

80

w

dmm

，Z=10。

机械制造工艺学

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10001000*27

107.5/min

3.14*80s

w

v

nr

d



0.12*10*90108/min

mzw

ffznmm

12

60lllmm

1260

0.56min

108m

m

lll

t

f





工序Ⅲ粗铣Φ19045.0

0

mm孔上端两端面。

0.12/

z

fmm

齿

切削速度：参考有关手册，确定V=27m/min。

采用高速钢三面刃圆盘铣刀，

80

w

dmm

，Z=10。

10001000*27

108/min

3.14*80s

w

v

nr

d



0.12*10*90108/min

mzw

ffznmm

12

12lllmm

1212

0.11min

108m

m

lll

t

f





工序Ⅳ1624.0

0

mm槽1.5*450倒角,选用卧式车床C620-1,

0.08/

z

fmmr

当采用高速钢车刀时,切削速度:V=16mm/min.

10001000*27

318/min

163.14*16s

v

nr





112

0.20min

108m

wm

ll

t

nf





工序Ⅴ钻铰Φ19045.0

0

mm孔,并倒角1*450两端.

1.钻孔Φ18.5045.0

0

mm

机械制造工艺学

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0.35~0.430.35/

z

fmmr

18.5

w

dmm

,V=17m/min.

采用高速钢钻头,

10001000*17

285/min

163.14*18.5s

v

nr





12

40lllmm

12

40

0.41min

285*0.35m

wm

lll

t

nf





2.铰孔Φ19045.0

0

mm.

0.7/

z

fmmr

采用高速钢绞刀,V=14.7m/min.

10001000*14.7

246/min

193.14*19s

v

nr





12

45

0.28min

250*0.7m

wm

lll

t

nf





3.Φ19045.0

0

mm孔倒角1*450两端.

采用900锪钻,为缩短辅助时间,取倒角时的主轴转速与铰

孔相同.

246/min

s

nr

工序Ⅵ钻M10螺纹孔并倒角1200

0.1/

z

fmmr

采用麻花钻,V=20m/min.

10001000*20

637/min

10*3.14s

v

nr

d



机械制造工艺学

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12

15

0.24min

637*0.1m

wm

lll

t

nf





工序Ⅶ攻螺纹M10.

V=6m/min

10001000*20

238/min

10*3.14s

v

nr

d



12

16

0.24min

195*1m

wm

lll

t

nf





工序Ⅷ粗铣Φ82.21

0

mm孔端面.

0.2/

z

fmmr

采用高速钢圆柱铣刀,

100

w

dmm

,Z=10,V=20m/min

10001000*20

63.7/min

100*3.14s

v

nr

d



6060

0.75min

0.2*65*100m

zww

t

fnd



工序Ⅸ粗镗Φ81.71

0

mm孔

1.0/

z

fmmr

采用双刃镗刀,V=40m/min.

10001000*40

156/min

81.7*3.14s

v

nr

d



0.96min

m

t

工序Ⅹ精镗Φ82.21

0

mm孔.

0.6/

z

fmmr

V=35m/min

机械制造工艺学

第13页共14页

10001000*35

136/min

82.2*3.14s

v

nr

d



0.64min

m

t

工序ⅪΦ82.21

0

mm孔1*450倒角.

0.08/

z

fmmr

V=16m/min

10001000*16

62/min

82.2*3.14s

v

nr

d



5

0.48min

0.08*65m

t

工序Ⅻ精铣Φ82.21

0

mm孔的两端面

0.06/

z

fmm

齿

采用高速钢圆柱铣刀,V=31m/min.

100

w

dmm10z

10001000*31

98/min

100*3.14s

v

nr

d



60

1min

58.8m

t

工序ⅩⅢ终检。

最后,将以上各工序切削用量，公式的计算结果,连同其他数

据,填入机械加工工艺过程卡片.

机械制造工艺学

第14页共14页

参考文献

1.<<机械加工工艺手册>>,孟少农主编,机械工业出版社.

2.<<机械加工工艺设计手册>>,张耀宸主编,航空工业出版

社.

3.<<机械制造技术基础>>,华楚生主编,重庆大学出版社.

4.<<机械制造工艺设计简明手册>>,哈尔滨工业大学李益

民,机械工业出版社.

机械制造工艺学

第15页共14页

重庆工学院机械加工工艺过程卡片

产品型号831011产品型号共2页

产品名称解放汽车第四及

第五变速叉

零件名称解放汽车第四及第

五变速叉

第1页

材料牌号40Cr毛坯种类铸件毛坯外型尺寸218mmx92mmx161mm每毛坯件数1每台件数1备注

工

序

号

工序

名称

工序内容车间

工

段

设备工艺装备

工时

准终单件

00毛坯

10铣

粗铣1624.0

0

mm槽；

金工XA6132型万能

升降台铣床

专用夹具，W18Cr4V立铣刀，游标卡尺0.29min

20铣

粗铣1624.0

0

mm槽的两侧面；

金工XA6132型万能

升降台铣床

专用夹具，高速钢三面刃圆盘铣刀，卡板0.56min

30铣

粗铣Φ19045.0

0

mm孔上端两端面

金工XA6132型万能

升降台铣床

专用夹具，高速钢镶齿三面刃铣刀，卡板0.11min

40车

1624.0

0

mm槽1.5*450倒角

金工卧式车床

C620-1

专用夹具，高速钢车刀0.20min

50钻

1、钻孔Φ18.5045.0

0

mm；

2、铰孔Φ19045.0

0

mm；

3、Φ19045.0

0

mm孔倒角1*450

金工Z5125立式钻床专用夹具，高速钢钻头，高速钢绞刀，900

锪钻

0.80min

机械制造工艺学

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60钻钻M10螺纹孔并倒角1200金工Z5125立式钻床专用夹具，麻花钻，卡板0.24min

70攻螺纹攻螺纹M10；金工C620-1专用夹具，高速钢螺纹刀0.24min

80铣

粗铣Φ82.21

0

mm孔端面

金工XA6132型万能

升降台铣床

专用夹具，高速钢圆柱铣刀，卡板0.75min

90镗

粗镗Φ81.71

0

mm孔；

金工T740双面卧式

金刚镗床

专用夹具，双刃镗刀0.96min

100镗

精镗Φ82.21

0

mm孔；

金工T740双面卧式

金刚镗床

专用夹具，双刃镗刀0.64min

110车

Φ82.21

0

mm孔1*450倒角

金工C620-1型车床专用夹具，外圆车刀0.48min

120铣

精铣Φ82.21

0

mm孔的两端面；

金工XA6132型万能

升降台铣床

专用夹具，高速钢圆柱铣刀1min

130检验入库

标记处数更改文件号签字日

期

标记处数更改文件

号

签字

设计（日期）审核（日期）会签（日期）

杨先飞（2007.1.24）

机械制造工艺学

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附件图纸

零件图

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毛坯图

机械制造工艺学

第19页共14页

机械制造工艺学

第20页共14页

夹具装配图

机械制造工艺学

第21页共14页

机械制造工艺学

第22页共14页

机械制造工艺学

第23页共14页

机械制造工艺学

第24页共14页

机械制造工艺学

第25页共14页

机械制造工艺学

第26页共14页

机械制造工艺学

第27页共14页

机械制造工艺学

第28页共14页

机械制造工艺学

第29页共14页

机械制造工艺学

第30页共14页

机械制造工艺学

第31页共14页

机械制造工艺学

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