變速器換擋叉說(shuō)明書

任 務(wù) 書課程設(shè)計(jì)題目為：設(shè)計(jì)換擋叉零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備生產(chǎn)綱領(lǐng)：中批或大批生產(chǎn)（4000件/年） 設(shè)計(jì)的要求包括以下幾個(gè)部分： 零件圖 1張 毛坯圖 1張 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡 1張 機(jī)械加工工序卡片 1套 夾具設(shè)計(jì)裝配圖 1張 主要零件圖 1張課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1份課程設(shè)計(jì)總學(xué)時(shí)數(shù)為2周，其進(jìn)度及時(shí)間大致分配如下：①熟悉零件，畫零件圖 約占8％（1天） ①選擇加工方案，確定工藝路線和工藝尺寸，畫毛坯圖、填寫工藝過(guò)程卡片 、工序卡片 約占25％ （3天） ③工藝裝備設(shè)計(jì)(畫總裝圖及主要零件圖) 約占45％ （5天） 其中：查資料，討論工件在夾具中的定位、夾緊方案 1天 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2天 夾具裝配圖標(biāo)注 1天 繪制零件圖 1天④編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書 約占14％ （2天） ⑤準(zhǔn)備及答辯 約占8％ （1天）班級(jí)：君遠(yuǎn)1002姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)老師：目錄1． 對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，畫零件圖1.1換擋叉的概述.......................................31.2換擋叉的技術(shù)要求...................................31.3分析換擋叉的工藝性.................................41.4確定換擋叉的工藝類型...............................42．毛坯的選擇2.1確定毛坯的類型、制造方法和尺寸及精度等級(jí)...........42.2確定毛坯的技術(shù)要求.................................52.3繪制毛坯圖.........................................53．選擇基準(zhǔn)，制訂零件的機(jī)械加工工藝路線3.1粗基準(zhǔn).............................................63.2精基準(zhǔn).............................................63.3工藝路線方案...................................... 63.4工藝路線確定.......................................74確定切削用量及基本工時(shí)4.1切削用量的計(jì)算.....................................74.2基本工時(shí)的計(jì)算.....................................95.φ19、φ20兩端面銑削專用機(jī)床夾具設(shè)計(jì)5.1約束自由度........................................115.2設(shè)計(jì)夾具定位夾緊裝置..............................115.3定位誤差分析......................................116.參考文獻(xiàn)..........................................111．對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，畫零件圖1.1換擋叉的概述1.1.1換擋叉的功用 換擋叉頭以孔套在變素差叉軸上，并用銷釘經(jīng)孔與變速叉軸聯(lián)接，換擋叉腳則夾在雙聯(lián)變換齒輪的槽中，當(dāng)需要變速時(shí)，操縱變速桿，變速操縱機(jī)構(gòu)就通過(guò)換擋叉頭部的操縱槽帶動(dòng)換擋叉與變速叉軸一起在變速箱中滑移，換擋叉腳撥動(dòng)雙聯(lián)變速齒輪在花鍵軸上滑動(dòng)以變換檔位，從而改變機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。

1.1.2換擋叉的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 換擋叉在改變檔位時(shí)要承受彎曲應(yīng)力和沖擊載荷的作用，因此該零件應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和韌性，以適應(yīng)換擋叉的工作條件該零件的主要工作表面為換擋叉腳兩端面、叉軸孔和鎖銷孔，在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)重點(diǎn)予以保證1.2換擋叉的技術(shù)要求換擋叉零件技術(shù)要求如下表加工表面尺寸及偏差/mm公差及精度等級(jí)表變粗糙度Ra/形位公差/mm換擋叉頭兩端面42IT1312.5換擋叉頭部上端面21IT136.3換擋叉頭部方槽兩側(cè)面14IT133.2換擋叉頭部方槽底面IT143.2孔IT80.2換擋叉腳兩端面IT110.8換擋叉腳內(nèi)表面IT103.2 該換擋叉形狀特殊、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，屬典型的叉桿類零件為實(shí)現(xiàn)換擋、變速的功能，其叉軸孔與變速叉軸有配合要求，因此加工精度要求較高差腳兩端面以及換擋叉頭部方槽兩側(cè)面在工作中需承受沖擊載荷為增強(qiáng)其耐磨性，該表面要求高頻淬火處理，硬度為55-63HRC；為保證換擋叉換擋時(shí)叉腳受力均勻，要求叉腳兩端面對(duì)叉軸孔mm垂直度為0.1為保證換擋叉在叉軸上有準(zhǔn)確的位置，該換檔位準(zhǔn)確，換擋叉采用螺栓螺紋連接定位為保證整個(gè)零件的硬度和加工性能，要求對(duì)整個(gè)零件進(jìn)行熱處理、調(diào)質(zhì)，硬度為18-25HRC。

綜上所述，該換擋叉零件的各項(xiàng)技術(shù)要求制定的較為合理，符合該零件在變速箱中的功用1.3分析換擋叉的工藝性 分析零件圖可知，撥插頭兩端面和差腳兩端面均要求切削加工，且在軸向方向上均高于相鄰表面，這樣既減少里加工面積，又提高了換擋時(shí)叉腳端面的接觸剛度；mm孔的端面為平面，可以防止加工過(guò)程中鉆頭鉆偏以保證孔的加工精度；另外，該零件除主要工作表面（換擋叉腳兩端面、內(nèi)表面mm和差軸孔mm）外，其余表面加工精度均較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過(guò)銑削、鉆床的粗加工就可以達(dá)到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對(duì)較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量的加工出來(lái)由此可見，該零件的工藝性較好1.4確定換擋叉的工藝類型設(shè)計(jì)要求該零件的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)2．毛坯的選擇2.1確定毛坯的類型、制造方法和尺寸及精度等級(jí)由于該換擋叉在工作過(guò)程中要承受沖擊載荷，為增強(qiáng)換擋叉的強(qiáng)度和沖擊韌度，獲得纖維組織，毛坯選用鑄件，該換擋叉的輪廓尺寸不大，且生產(chǎn)類型屬于中批生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)率和鑄件精度，以采用砂型鑄造方法制造毛坯毛坯的拔模斜度為5 查表得鑄件機(jī)械加工余量等級(jí)為F~H，取G級(jí)由于鑄件選擇機(jī)器造型，材料為ZG45Ⅱ，生產(chǎn)類型為大批量，查表得鑄件公差等級(jí)CT為8~12級(jí)，取10級(jí)2.2確定毛坯的技術(shù)要求換擋叉鑄件尺寸公差、加工余量和基本尺寸如下：加工表面公差等級(jí)加工面基本尺寸鑄造尺寸公差機(jī)械加工余量公差等級(jí)RMA毛坯基本尺寸換擋叉頭部上端面10212.4G1.423.6換擋叉頭部方槽兩側(cè)面—————0換擋叉頭部方槽底面—————0換擋叉頭部?jī)蓚?cè)面10422.8G1.446.2螺紋孔端面10142.2G1.416.5孔—————0換擋叉腳兩端面1082G1.411.8換擋叉腳內(nèi)表面10R433.2G1.4R40.82.3繪制毛坯圖3．選擇基準(zhǔn)，制訂零件的機(jī)械加工工藝路線3.1粗基準(zhǔn)作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒(méi)有飛邊、毛刺或其他表面欠缺。

粗基準(zhǔn)：選擇換擋叉腳兩端面和內(nèi)表面作為粗基準(zhǔn)3.2精基準(zhǔn)根據(jù)該換擋叉零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇換擋叉頭右端面和叉軸孔mm做為精基準(zhǔn)，零件上的很多表面都可以采用他們作基準(zhǔn)進(jìn)行加工，即遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則叉軸孔mm的軸線是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，選用其做精基準(zhǔn)定位加工換擋叉腳兩端面，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合，保證了被加工表面的垂直度要求選用換擋叉左端面作為精基準(zhǔn)同樣是遵循了“基準(zhǔn)重合”的原則，因?yàn)樵摀Q擋叉在軸方向的尺寸多以該端面作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；另外，由于換擋叉剛性較差，受力易產(chǎn)生彎曲變形，為了避面在機(jī)械加工中產(chǎn)生加緊變形，根據(jù)夾緊力應(yīng)垂直于主要定位基面，并應(yīng)作用在剛度較大部位的原則，夾緊力作用點(diǎn)不能做用在叉桿上選用換擋叉頭右端面作精基準(zhǔn)，夾緊可作用在換擋叉左端面上，加緊穩(wěn)定可靠3.3 工藝路線方案工序1：粗銑換擋叉頭左右兩端面工序2：鉆mm孔工序3：拉mm孔至圖樣尺寸工序4：锪mm孔處倒角145工序5：粗銑—精銑—磨削換擋叉腳兩端面工序6：粗銑—精銑換擋叉腳內(nèi)表面工序7：粗銑換擋叉頭上端面工序8：粗銑—精銑換擋叉頭部方槽工序9：粗銑螺紋孔端面工序10：鉆M10mm底孔Φ8.5mm，倒角120 ，攻螺紋M10mm。

工序11：鉆通孔Φ2mm工序12：清洗工序13：終檢3.4工藝路線確定在綜合考慮工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，表4列出了換擋叉的工藝路線表4換擋叉工藝路線及定位基準(zhǔn)、設(shè)備的選用工序號(hào)工序名稱機(jī)床設(shè)備刀具定位基準(zhǔn)1同時(shí)粗銑換擋叉頭左右兩端面臥式雙面銑床三面刃銑刀叉腳左側(cè)邊2鉆Φ16mm孔四面組合鉆床麻花鉆、擴(kuò)孔鉆叉腳內(nèi)表面和叉頂部側(cè)面3拉Φ16mm孔拉床拉刀叉腳內(nèi)表面和叉頂部側(cè)面4锪Φ16mm孔處倒角145鉆床锪鉆叉腳內(nèi)表面和叉頂部側(cè)面5粗銑—精銑換擋叉腳兩端面臥式雙面銑床三面刃銑刀Φ16mm孔，叉頭部右端面6粗銑—精銑叉腳內(nèi)側(cè)面立式銑床X51銑刀Φ16mm孔，叉腳外曲面7粗銑換擋叉頭上端面，并粗銑、精銑方槽立式銑床X51銑刀Φ16mm孔，叉腳內(nèi)表面8粗銑螺紋孔端面立式銑床X51銑刀Φ16mm孔，叉腳內(nèi)表面9鉆M10mm底孔Φ8.5mm倒角 ，攻M10mm螺紋四面組合鉆床麻花鉆，锪鉆Φ16mm孔，叉腳內(nèi)表面，叉頭右端面10去毛刺鉗工臺(tái)平銼11中檢12熱處理—換擋叉腳兩側(cè)面和方槽兩側(cè)面高頻淬火淬火機(jī)等13校正換擋叉腳鉗工臺(tái)手錘14磨削換擋叉腳兩端面平面磨床M7120A砂輪Φ16mm孔，叉頭部右端面15清洗清洗機(jī)16終檢4確定切削用量及基本工時(shí)4.1切削用量的計(jì)算工序1：同時(shí)粗銑換擋叉頭左右兩端面。

該工序就一個(gè)工步，即同時(shí)粗銑換擋叉頭左右兩個(gè)端面1）背吃刀量的確定 mm（2）進(jìn)給量的確定 由表，按機(jī)床功率5~10kW、工件—夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工件的每齒進(jìn)給量取為0.08mm/z3）銑削速度計(jì)算 由表，按鑲齒銑刀、d/z=80/10的條件選取，銑削速度v可取為44.9m/min由公式（5-1）n=1000v/πd可求得該工序銑刀轉(zhuǎn)速，即n=100044.9m/min/π80=178.65r/min，參照表所列X51型立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=160r/min再取此轉(zhuǎn)速代入公式，可求出該工序的實(shí)際銑削速度v=nπd/1000=40.2m/min工序2：鉆Φ16mm孔1） 背吃刀量的確定 由表，mm2） 進(jìn)給量的確定 查表，按鋼件45剛查表得進(jìn)給量取=0.25mm/r （3） 切削速度的確定 查表得切削速度v=20m/min.工序3：拉Φ16mm孔1） 背吃刀量的確定 mm2） 進(jìn)給量的確定 查表得拉削進(jìn)給量=0.05mm/z（3） 切削速度的確定 查表，取第2組切削速度，切削速度為v=4m/min.工序4：锪Φ16mm孔兩端倒角145（1） 背吃刀量的確定 mm（2） 進(jìn)給量的確定 查表，取進(jìn)給量=0.10mm/r.（3） 切削速度的確定 查表，取切削速度v=14m/min.工序5：粗銑—精銑換擋叉腳兩端面本工序由兩個(gè)工步組成，即工步1：同時(shí)粗銑換擋叉腳兩端面；工步2：同時(shí)精銑換擋叉腳兩端面。

1） 背吃刀量的確定 工步2的機(jī)械加工余量為1mm，所以工步1的背吃刀量mm；工步2的背吃刀量mm2） 進(jìn)給量的確定 工步1：取每齒進(jìn)給量= 0.08mm/z；工步2：進(jìn)給量=1.5mm/r3） 銑削速度的確定 工步1：銑削速度同工序1，即:v1=40.2m/min；工步2：銑削速度同工步1，即v2=40.2m/min.工序6：粗銑—精銑叉腳內(nèi)側(cè)面本工序由兩個(gè)工步組成，即工步1：粗銑換擋叉腳內(nèi)側(cè)面； 工步2：精銑換擋叉腳內(nèi)側(cè)面1）背吃刀量的確定 工步2的機(jī)械加工余量為1mm，所以工步1的背吃刀量mm；工步2的背吃刀量mm2）進(jìn)給量的確定 工步1：查表，取每齒進(jìn)給量= 0.08mm/z；工步2：查表，進(jìn)給量=1.5mm/r3）銑削速度的確定 工步1：銑削速度同工序1，即:v1=40.2m/min；工步2：銑削速度同工步1，即v2=40.2m/min 工序7：粗銑換擋叉頭上端面，并粗銑、精銑方槽本工序共有三道工步，即工步1：粗銑換擋叉頭上端面；工步2：粗銑方槽；工步3：精銑方槽1） 背吃刀量的確定 工步1：mm；工步2：由于精加工余量為1mm，所以mm；工步3：該工步進(jìn)給量包括方槽縱向背吃刀量和左側(cè)及右側(cè)橫向背吃刀量，三個(gè)背吃刀量相同，即mm。

2） 進(jìn)給量的確定 工步1和工步2的進(jìn)給量相同，即mm/z；工步3的進(jìn)給量為=1.5mm/r3） 銑削速度的確定 三個(gè)工步的切削速度相同，即v=40.2m/min工序8：粗銑螺紋孔端面（1） 背吃刀量的確定 mm2） 進(jìn)給量的確定 = 0.08mm/z3） 銑削速度的確定 v=40.2m/min工序9：鉆M10mm底孔Φ8.5mm，倒角120，攻M10mm螺紋本工序包括三道工步，即工步1：用Φ8.5mm的麻花鉆鉆削底孔；工步2：用锪鉆鉆削倒角；工步3：攻M10mm螺紋1） 背吃刀量的確定 工步1：mm；工步2：=0.5mm；工步3：mm2） 進(jìn)給量的確定 工步1：查表，按鋼件45剛查表得進(jìn)給量取=0.0.15mm/r工步2：查表，取進(jìn)給量=0.10mm/r；工步3：由于攻螺紋的進(jìn)給量就是被加工螺紋的螺距，取本螺紋的螺距為1mm，所以本工步的進(jìn)給量=1mm3） 切削速度的確定 工步1：查表得切削速度v=20m/min；工步2：查表，取切削速度v=14m/min工步3：由表差得攻螺紋的切削速度v=3~8m/min，暫取v=3m/min由公式求該工步的主軸轉(zhuǎn)速r/min，又由立式鉆床主軸轉(zhuǎn)速表4-9，取轉(zhuǎn)速44r/min。

再將此轉(zhuǎn)速代入公式可求出該工步的實(shí)際切削速度m/min工序10：鉆通孔Φ2mm（1）背吃刀量的確定 mm2）進(jìn)給量的確定 =0.08mm3）切削速度的確定 v=20m/min4.2基本工時(shí)的計(jì)算工序1：同時(shí)粗銑換擋叉頭左右兩端面按表，取=22mm，mm，mm 工序2：鉆Φ16mm孔根據(jù)表，取=42mm，mm，mm 工序3：拉Φ16mm孔設(shè)拉刀長(zhǎng)度為400mm，則工序5：粗銑—精銑換擋叉腳兩端面=19mm，mm，mm 工序6：粗銑—精銑叉腳內(nèi)側(cè)面=26mm，mm，mm 工序7：粗銑換擋叉頭上端面，并粗銑、精銑方槽（1） 粗銑換擋叉頭上端面時(shí)所用基本工時(shí)計(jì)算：=42mm，mm，mm （2） 粗銑方槽所用基本工時(shí)為=12mm，mm，mm （3） 精銑方槽兩側(cè)面所用基本工時(shí)為=12mm，mm，mm 工序8：粗銑螺紋孔端面=14mm，mm，mm 工序9：鉆M10mm底孔Φ8.5mm，攻M10mm螺紋（1）鉆M10mm底孔Φ8.5mm所用基本工時(shí)為=8mm，mm，mm （2）攻M10mm螺紋所用基本工時(shí)為=8mm，mm，mm工序10：鉆通孔Φ2mm=29mm，mm，mm 5.φ19、φ20兩端面銑削專用機(jī)床夾具設(shè)計(jì)5.1約束自由度由于加工19、20兩端面，所以至少要約束Z軸的平移、X軸的旋轉(zhuǎn)和Y軸的旋轉(zhuǎn)。

5.2設(shè)計(jì)夾具定位夾緊裝置因?yàn)橹恍杓s束三個(gè)自由度，所以設(shè)計(jì)為小圓面、支撐板和大圓柱銷定位結(jié)構(gòu)來(lái)限制自由度，詳見夾具圖5.3定位誤差分析工件在豎直平面內(nèi)最大轉(zhuǎn)角誤差為為小圓面上偏差；為支撐板上偏差； L為二者之間距離6.參考文獻(xiàn)《金屬加工工藝及工裝設(shè)計(jì)》化工工業(yè)出版， 主編：黃如林，汪群，2006.3 《機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》化工工業(yè)出版， 主編：王祟凱。