变速器换挡叉.docx

1、变速器换挡叉课 程 设 计 任 务 书课程名称 机 械 制 造 技 术 基 础题 目 设计变速器换挡叉机械加工工艺工装 专业班级 学生姓名 学号 指导老师 审 批 任务书下达日期 2011年12月26日设计 完 成日期 2012年1月6 日 设计内容与设计要求一设计内容 1、设计机械加工工艺规程；2、对指定工序进行工序设计；3、设计指定工序的专用夹具。二设计要求 1、编制零件的机械加工工艺规程，填写工艺过程卡； 2、按教师要求设计指定工序，填写工序卡；3、设计专用夹具装配图；4、设计专用夹具夹具体的零件工作图；5、撰写设计计算说明书。生产类型：中批 说明书内容1. 课程设计封面；2. 任务书（

2、插入零件图）；3. 说明书目录；4. 设计计算过程；5. 参考文献；6. 总结与体会；7. 附录。进度安排第一周：熟悉零件结构及加工要求；设计零件机加工工艺规程，填写工艺过程卡片；设计指定工序，填写工序卡片。第二周：设计指定工序的专用夹具，画出夹具装配图。第二周：设计专用夹具夹具体的零件工作图；整理设计说明书。参考文献 1、李洪主编机械加工工艺手册 2、王绍俊主编机械制造工艺设计手册 3、倪小丹主编机械制造技术基础 4、王益民主编机械制造工艺课程设计指导书5、王永康主编机械制造技术课程设计指导书6、杨黎明主编机床夹具设计手册附零件图一、零件分析1、变速器换挡叉的作用62、技术条件分析6二、工艺

3、规程的设计1、确定毛坯的制造方法82、基准的选择83、变速器换挡叉各表面、孔的加工方案94、制定工艺路线95、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定96、确定进给量、切削速度、刀具和量具10三、铣夹具设计1、确定方案122、夹紧方案123、参考文献14四、心得体会 15 一、零件分析跃进牌汽车属于小型机械，查阅机械制造工艺设计简明手册，其生产类型为中批生产。（一）变速器换挡叉的作用图1-6为跃进牌汽车变速器三四档换挡叉。它用一M10*1螺钉通过15.81F8孔连接于换挡轴上，操纵杆下端球头插入14.2上偏差+0.1下偏差0槽内，可拨动它连同换挡轴一起左右移动，此时，卡入双联齿轮退刀槽中的叉口5

4、1利用两端面拨动齿轮改变位置，达到变速的目的由。（二）技术条件分析由零件图可知，该零件的材料为35钢，锻造成型，两叉口淬火全厚硬度45HRC，零件正火硬度180HBS，去毛刺。1.孔径精度孔径精度直接影响轴的回转精度，它包括孔的尺寸精度与孔的形状精度两项内容。（1）孔的尺寸精度 15.81F8孔的尺寸精度为IT8。（2）孔的几何形状精度 作为轴承孔，其圆柱度要求较为严格，圆柱度为0.008。2.孔与平面之间的相互位置精度1）孔与平面之间的平行度 孔与平面之间的平行度误差会影响安装精度。 15.81F8孔与平面平行度误差为0.025。2）孔与平面之间垂直度孔的轴线与端面不垂直，会产生端面圆跳动，

5、影响使用性能。15.81F8孔与平面垂直度误差为0.025；3.平面与平面之间的相互位置精度 平面与平面之间的垂直度误差和平行度误差，有的会影响安装精度，有的虽然不会影响使用性能，但在加工过程中，需要利用相互垂直的平面作为定位基面时，必须严格控制其相互位置精度。 （1）叉口前平面与后平面的平行度误差为0.02，与A端面的垂直度误差为0.15。 （2）尺寸为9.65的前后两端面的平行度误差为0.02。 （3）操纵槽内两端面的平行度误差为0.025。 （4）叉口处尺寸51两端面平行度误差为0.05。4.平面形状精度 凡定位表面与安装基面都必须平整光洁，以增加安装接触面积，提高接触刚度。 （1）叉口

6、前平面与后平面的平面度允差均为0.03。 （2）尺寸为9.65的前后两端面的平面度允差为0.02。 （3）叉口处尺寸51两端面平面度允差为0.02。6.表面粗糙度 各表面根据使用需要，规定了相应的表面粗糙度：15.81F8孔两端倒角为0.445表面粗糙度值为3.2，15.81F8孔的上下两平面的表面粗糙度值为6.3和12.5，以15.81F8孔的轴心线为基准的两侧面表面粗糙度值为6.3，螺纹孔端面表面粗糙度值为12.5，叉口半径为105处表面粗糙度值为6.3，叉口的左右两端面和前后两端面表面粗糙度值均为6.3。 二、工艺规程的设计1、确定毛坯的制造方法： 零件材料为35钢，零件在工作过程中经常

7、受到冲击性载荷，采用这种材料零件的强度也能保证。由于零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用锻造，锻造精度为2级，能保证锻件的尺寸要求，这从而提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。2、基准的选择：基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。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，使生产无法正常进行。 1、粗基准的选择。选择定位粗基准是要能加工出精基准，同时要明确哪一方面的要求是主要的。粗基准的选择应以下面的几点为原则：a.应选能加工出精基准的毛坯表面作粗基准。b.当必须保证加工表面与不加工表面的位置和尺寸时，

8、应选不加工的表面作为粗基准。c.要保证工件上某重要表面的余量均匀时，则应选择该表面为定位粗基准。d.当全部表面都需要加工时，应选余量最小的表面作为基准，以保证该表面有足够的加工余量。在铣床上加工变速器换档叉时，以内孔作为粗基准。满足粗基准的选择原则。2、精基准的选择。精基准的选择应从保证零件加工精度出发，同时考虑装夹方便，夹具结构简单。选择时应遵循以下原则：尽量选零件的设计基准作精基准，可以避免因基准不重合引起的定位误差，这一原则称为“基准重合”原则。尽可能使工件各主要表面的加工，采用统一的定位基准，这是“基准统一”原则。当零件主要表面的相互位置精度要求很高时，应采用互为基准，反复加工的原则。

9、选择加工表面本身作为定位基准，即“自为基准”。选择的定位精基准，应保证工件定位准确，夹紧可靠，夹具结构简单，操作方便。3、变速器换挡叉各表面、孔的加工方案：（1）支架各表面的加工方案：变速器换挡叉的加工表面有尺寸9.65前后两端面、尺寸51两端面、尺寸11处端面、操纵槽两内侧面、叉口两侧面、螺纹孔端面，由于它们的粗糙度要求都在3.212.5之间，所以都可以用先粗铣、再精铣的加工方法。（2）孔的加工方案：15.81F8孔的加工精度为IT8，配合公差为F8，属于间隙配合。鉴于孔径为15.8,可以预先铸出然后采用钻-扩-绞的方法加工。4、制定工艺路线：制定工艺过程的出发点,应当是使零件的几何形状、尺

10、寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,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下降。（1）工艺路线方案一： 00模型锻造 10正火处理 20车A端面，钻-扩-绞孔15.81 30粗铣尺寸9.650-0.25前后两端面 40铣尺寸51两侧面 50铣尺寸11处端面 60铣尺寸14.2两内侧面 70铣叉口两侧面5.90-0.15 80铣螺纹孔端面 90精铣尺寸51两端面 100精铣尺寸9.650-0.25两端面 110精铣尺寸5.90-0.15两内侧面 120钻M10螺纹孔，攻M10丝 130去

11、毛刺 140局部淬火处理 150检验入库（2）工艺路线方案二：00模型锻造 10正火处理 20车A端面，钻-扩-绞孔15.81 30粗铣尺寸9.650-0.25前后两端面 40精铣尺寸9.650-0.25两端面 50铣尺寸51两侧面 60精铣尺寸51两端面 70铣叉口两侧面5.90-0.15 80精铣尺寸5.90-0.15两内侧面 90铣尺寸11处端面 100铣尺寸14.2两内侧面 110 铣螺纹孔端面 120钻M10螺纹孔，攻M10丝 130去毛刺 140局部淬火处理 150检验入库工艺方案的比较与分析：上述两个方案比较：方案一先完成所有表面的粗加工，再完成精加工，而方案二精加工与粗加工穿插

12、在一起加工，这就使得方案二加工出来的产品比方案一加工的产品，精度和表面质量更高，选取方案一为最终方案。5、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定工序30粗铣尺寸9.650-0.25前后两端面，其加工余量为2mm 其粗糙度要求为6.3，其加工余量为Z=26、确定进给量、切削速度、刀具和量具：切削用量包括背吃刀量a、进给量f和切削速度v。确定顺序先确定a、f再确定v。（1）切削用量 本工序为粗铣9.65两端面，粗铣10.3端面，所选刀具为高速钢三面刃铣刀。求得V=21.68，n=86.3 r/min，选用n=95r/min=1.58r/s，则实际切削速度v=0.38m/s，实际的每齿进给量为=0.

13、08mm/z。=596N，=0.23KW，故选择可用。=0.08mm/z，=47.5mm/min，n=95r/min，v=0.38m/s（2）基本时间 三面刃铣刀铣平面的基本事件为=式中=58mm，=，=18.4mm，d=80mm，=3.07mm，=2mm，=47.5mm/min=1.33min=80s因为要铣双面，一换面时间30S计算，总共需要190s。 三、铣夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。并设计工序30粗铣9.650-0.25的两端面的夹具。夹具将立式铣床X51，刀具分别为YG6硬质合金端铣刀。1.定位装置对于夹具设计中工序30粗铣9.650-0

14、.25的两端面的工件定位，工件在心轴、挡板、螺栓及支承钉上实现完全定位。其中心轴限制了工件在Z轴上的移动机转动自由度和X轴的移动自由度;挡板和和螺钉连接限制了工件在Y轴上的移动自由度；支承钉限制工件在Y轴上的转动自由度。实现了完全定位。2、切削力及夹紧力的计算确定夹紧力方向和作用点的原则：（1）夹紧力方向应该朝向主要定位基准面(2)夹紧力方向应该朝向工件刚性好的方向(3)夹紧力方向应该尽可能实现“三力”同向，以利于减小夹紧所需的夹紧力(4)夹紧力的作用点应落在定位元件的支承区域内(5)夹紧力的作用点应尽量靠近加工部位参照可得：切削力公式：式中 ，即：实际所需夹紧力：得：安全系数K可按下式计算：

15、式中：为各种因素的安全系数（如加工余量不均匀，加工性质，刀具钝化，断续切削等），见参考文献可得：所以由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。螺旋夹紧时产生的夹紧力：式中参数由可查得： 螺纹升角其中：作用力臂,原始作用力由得：原动力计算公式：由上述计算易得：因此采用该夹紧机构工作是可靠的。 参考文献1、倪小丹、杨继荣、熊运昌主编机械制造技术基础北京，清华大学出版社，20072、倪森寿主编机械制造工艺与装配习题集与课程设计指导书北京，化学工业出版社，20033、吴拓、方琼珊主编机械制造工艺与机床夹具课程设计指导书 北京，机械工艺出版社，20054

16、、王启平主编机械制造工艺学哈尔滨，哈尔滨工业大学出版19995、机床夹具设计手册上海，上海科学技术出版社，第二版，19876、互换性与技术测量基础胡凤兰主编，高等教育出版社，2010 心得体会作为本学期的一次课程设计，需要我们综合前阶段所学习的机械制图、金属工艺学、金属材料、机械设计基础、互换性与测量技术、机械制造工艺学等多门课程的知识，同时还要运用数学、力学等基础学科知识以及设计手册上的标准。这次实习使我学习了和了解了机械加工的基本过程，获得基本生产的感性知识，理论联系实际，扩大知识面；同时专业实习又是锻炼和培养自我业务能力及素质的重要渠道 ， 通过这次课程设计，我明白了做设计的一些要领。首先自己有很多不足，从设计的一些基本素质，到自我学习的能力，很多方面都需要提高的。特别是夹具体的设计，要考虑的东西很多。机械制造装备设计在夹具体设计方面还研究得不是很透彻。从一些数据的处理到方案的实施，感觉没有很好的基础，做起来比较困难。总的来说，感觉时间紧了些，有时候有点焦头烂额，但是只要细细研究，还是能做出来的。在以后的学习中，我更要注意知识的积累和灵活应用。希望自己在以后设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力 ，为以后的工作打下良好的基础。