变速叉零件机械加工工艺及通用可调钻床夹具设计【字数：12293】
变速叉零件大多位于主轴的变速箱内，主要起换挡即改变啮合齿轮的齿数作用，按照所需要的转速和扭矩，调整变速叉的位置来改变传动路径和传动比。本文主要介绍变速叉零件的加工过程和简单易更换三种相似变速叉零件的钻床夹具的设计。变速叉零种类繁多，加工形式各异，需要设计一种加工步骤简洁高效的变速叉零件加工工艺，对变速叉零件进行分析，确保变速叉零件φ30孔的表面粗糙度，变速叉侧面和两内侧面的加工精度，同时保证孔和变速叉侧面的形位公差。钻床夹具的设计是关于钻出φ14孔的夹具，保证孔的加工精度同时，还要能够通过简单更换组装后符合三种相似变速叉零件的钻孔加工要求。此钻床夹具的设计简单易操作，能够满足零件的生产率，同时简化了操作复杂度，降低了劳动工人的工作强度。
目录
1绪论 1
1.1变速叉概述 1
1.2机械加工工艺概述 1
1.3夹具概述 1
1.4机床夹具的功能 2
1.4.1定位 2
1.4.2夹紧 2
1.5机床夹具的现状 2
1.6机床夹具的发展趋势 2
2 变速叉零件分析 4
2.1零件的作用 4
2.2零件的工艺分析 4
3工艺规程设计 5
3.1 确定毛坯的制造形式 5
3.2 基面的选择 5
3.2.1 粗基准的选择 5
3.2.2、精基准的选择 6
3.3制定工艺路线 6
3.3.1拟定工艺路线一 6
3.3.2拟定工艺路线二 7
3.3.3工艺过程的确定 7
3.4机械加工余量、工序尺寸以及毛坯尺寸的确定 9
3.5确定切削用量及工时 12
3.5.1工序1铣削φ30孔的上下端面 12
3.5.2工序2钻、扩饺孔φ22H8 13
3.5.3工序3粗铣、半精铣叉口两侧面到11mm 16
3.5.4工序4粗铣、精铣叉口两内侧65mm 18
3.5.5工序5粗铣叉口顶端 20
3.5.6工序6钻、精饺φ14H9孔 21
3.5.7工序7钻M12 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
X1.5螺纹孔 23
3.5.8工序8粗铣φ14H9孔和M12X1.5螺纹孔两端面 25
3.5.9工序9钻φ4小吊孔 26
3.5.10工序10粗铣φ4小吊孔两侧面 28
4夹具设计 29
4.1问题的提出 29
4.2定位元件选择及布置 30
4.3夹具体的设计 30
4.3.1夹紧装置的结构设计 30
4.3.2切削力及夹紧力计算 31
4.3.3定位误差分析 32
4.4夹具体的工作过程 33
总结 35
参考文献 36
致谢 37
1绪论
1.1变速叉概述
变速叉是调整齿轮的位置来改变传动路径和传动比，主要起换挡作用，提供所需要的转速和扭矩，多用于机床或者汽车的变速箱内。因为许多机械需要的变速叉形状各异，没有相对统一的样式，所以变速叉的制造相比就比较困难，并且现有的加工流程比较繁琐，生产效率较低。而我国机械产品日益发展，对各种变速叉零部件的需求日益增加。
1.2机械加工工艺概述
机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工 艺流程是粗加工精加工装配检验包装,就是个加工的笼统的流程。
机械加工工艺就是在流程的基础上,改变生产对象的形状、尺寸，相对位置和性质等，使其成为成品或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如， 上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少[1]。
1.3夹具概述
夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。工具是人类文明进步的标志。自20世纪末期以来，现代制造技术与机械制造自动化都有了长足的发展。但工具(含夹具、刀具、量具与辅具等)在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。
针对变速叉零件本文设计的一种通用可调钻床夹具是针对于三种相似的变速叉零件，这种夹具通过简单的调整就可以实现对三种变速叉零件的定位和夹紧的功能。由此可以适应用户的要求，节省能源材料，减少劳动力损耗，节约成本，能够满足现代化智能制造的需求，提高工业生产率，缩短生产周期。
1.4机床夹具的功能
在机床上用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。
1.4.1定位
确定工件在夹具中占有正确位置的过程。定位是通过工件定位基准面与夹其定位元件面接触或配合实现的。正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位置精度要求[2]。
1.4.2夹紧
工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。由于工件在加工时，受到各种力的作用，若不将工件固定，则工件会松动、脱落。因此，夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。
1.5机床夹具的现状
目前的中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，般企业都仍惯F大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具[3]；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔3~4年就要更新50~80%左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为10 20%左右。特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统(FMS)等新加工技术的应用[4]，对机床夹具提出了如下新的要求:
目录
1绪论 1
1.1变速叉概述 1
1.2机械加工工艺概述 1
1.3夹具概述 1
1.4机床夹具的功能 2
1.4.1定位 2
1.4.2夹紧 2
1.5机床夹具的现状 2
1.6机床夹具的发展趋势 2
2 变速叉零件分析 4
2.1零件的作用 4
2.2零件的工艺分析 4
3工艺规程设计 5
3.1 确定毛坯的制造形式 5
3.2 基面的选择 5
3.2.1 粗基准的选择 5
3.2.2、精基准的选择 6
3.3制定工艺路线 6
3.3.1拟定工艺路线一 6
3.3.2拟定工艺路线二 7
3.3.3工艺过程的确定 7
3.4机械加工余量、工序尺寸以及毛坯尺寸的确定 9
3.5确定切削用量及工时 12
3.5.1工序1铣削φ30孔的上下端面 12
3.5.2工序2钻、扩饺孔φ22H8 13
3.5.3工序3粗铣、半精铣叉口两侧面到11mm 16
3.5.4工序4粗铣、精铣叉口两内侧65mm 18
3.5.5工序5粗铣叉口顶端 20
3.5.6工序6钻、精饺φ14H9孔 21
3.5.7工序7钻M12 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
X1.5螺纹孔 23
3.5.8工序8粗铣φ14H9孔和M12X1.5螺纹孔两端面 25
3.5.9工序9钻φ4小吊孔 26
3.5.10工序10粗铣φ4小吊孔两侧面 28
4夹具设计 29
4.1问题的提出 29
4.2定位元件选择及布置 30
4.3夹具体的设计 30
4.3.1夹紧装置的结构设计 30
4.3.2切削力及夹紧力计算 31
4.3.3定位误差分析 32
4.4夹具体的工作过程 33
总结 35
参考文献 36
致谢 37
1绪论
1.1变速叉概述
变速叉是调整齿轮的位置来改变传动路径和传动比，主要起换挡作用，提供所需要的转速和扭矩，多用于机床或者汽车的变速箱内。因为许多机械需要的变速叉形状各异，没有相对统一的样式，所以变速叉的制造相比就比较困难，并且现有的加工流程比较繁琐，生产效率较低。而我国机械产品日益发展，对各种变速叉零部件的需求日益增加。
1.2机械加工工艺概述
机械加工工艺流程是工件或者零件制造加工的步骤，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为零件的过程称为机械加工工艺过程。比如一个普通零件的加工工 艺流程是粗加工精加工装配检验包装,就是个加工的笼统的流程。
机械加工工艺就是在流程的基础上,改变生产对象的形状、尺寸，相对位置和性质等，使其成为成品或半成品，是每个步骤，每个流程的详细说明，比如， 上面说的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分为车，钳工，铣床，等等，每个步骤就要有详细的数据了，比如粗糙度要达到多少，公差要达到多少[1]。
1.3夹具概述
夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。工具是人类文明进步的标志。自20世纪末期以来，现代制造技术与机械制造自动化都有了长足的发展。但工具(含夹具、刀具、量具与辅具等)在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。
针对变速叉零件本文设计的一种通用可调钻床夹具是针对于三种相似的变速叉零件，这种夹具通过简单的调整就可以实现对三种变速叉零件的定位和夹紧的功能。由此可以适应用户的要求，节省能源材料，减少劳动力损耗，节约成本，能够满足现代化智能制造的需求，提高工业生产率，缩短生产周期。
1.4机床夹具的功能
在机床上用夹具装夹工件时，其主要功能是使工件定位和夹紧。
1.4.1定位
确定工件在夹具中占有正确位置的过程。定位是通过工件定位基准面与夹其定位元件面接触或配合实现的。正确的定位可以保证工件加工的尺寸和位置精度要求[2]。
1.4.2夹紧
工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。由于工件在加工时，受到各种力的作用，若不将工件固定，则工件会松动、脱落。因此，夹紧为工件提供了安全、可靠的加工条件。
1.5机床夹具的现状
目前的中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85%左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，般企业都仍惯F大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具[3]；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔3~4年就要更新50~80%左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为10 20%左右。特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统(FMS)等新加工技术的应用[4]，对机床夹具提出了如下新的要求:
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