换挡叉工艺及镗下端R43内圈圆弧夹具设计【4张CAD图纸、工艺卡片和说明书】

目 录
1零件工艺性分析 1
1.1换挡叉的概述 1
1.2换挡叉的技术要求 1
1.3分析换挡叉的工艺性 2
1.4确定换挡叉的工艺类型 2
2换挡叉机械加工工艺规程设计 2
2.1换挡叉材料及毛坯制造方法 2
2.2确定毛坯尺寸公差和加工余量 3
2.3定位基准的选择 3
2.4制订工艺路线 4
2.5确定切削用量及基本工时 6
3 铣槽14专用机床夹具设计 10
3.1设计主旨 10
3.2夹具设计 10
4方案综合评价与结论 11
5体会与展望 12
6参考文献 12

1零件工艺性分析
1.1换挡叉的概述
1.1.1换挡叉的功用
  换挡叉头以孔套在变素差叉轴上，并用销钉经孔与变速叉轴联接，换挡叉脚则夹在双联变换齿轮的槽中，当需要变速时，操纵变速杆，变速操纵机构就通过换挡叉头部的操纵槽带动换挡叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移，换挡叉脚拨动双联变速齿轮在花键轴上滑动以变换档位，从而改变机器的运转速度。
1.1.2换挡叉的结构特点
换挡叉在改变档位时要承受弯曲应力和冲击载荷的作用，因此该零件应具有足够的强度、刚度和韧性，以适应换挡叉的工作条件。该零件的主要工作表面为换挡叉脚两端面、叉轴孔和锁销孔，在设计工艺规程时应重点予以保证。
1.2换挡叉的技术要求

换挡叉零件技术要求如下表
加工表面 尺寸及偏差/mm 公差及精度等级 表变粗糙度Ra/ 形位公差/mm
换挡叉头两端面 42 IT13 12.5 
换挡叉头部上端面 21 IT13 6.3 
换挡叉头部方槽两侧面 14 IT13 3.2 
换挡叉头部方槽底面  IT14 3.2 
孔  IT8 0.2 
换挡叉脚两端面  IT11 0.8 
换挡叉脚内表面  IT10 3.2 
该换挡叉形状特殊、结构简单，属典型的叉杆类零件。为实现换挡、变速的功能，其叉轴孔与变速叉轴有配合要求，因此加工精度要求较高。差脚两端面以及换挡叉头部方槽两侧面在工作中需承受冲击载荷为增强其耐磨性，该表面要求高频淬火处理，硬度为55-63HRC；为保证换挡叉换挡时叉脚受力均匀，要求叉脚两端面对叉轴孔mm垂直度为0.1。为保证换挡叉在叉轴上有准确的位置，该换档位准确，换挡叉采用螺栓螺纹连接定位。为保证整个零件的硬度和加工性能，要求对整个零件进行热处理、调质，硬度为18-25HRC。
 综上所述，该换挡叉零件的各项技术要求制定的较为合理，符合该零件在变速箱中的功用。
1.3分析换挡叉的工艺性
   分析零件图可知，拨插头两端面和差脚两端面均要求切削加工，且在轴向方向上均高于相邻表面，这样既减少里加工面积，又提高了换挡时叉脚端面的接触刚度；mm孔的端面为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏以保证孔的加工精度；另外，该零件除主要工作表面（换挡叉脚两端面、内表面mm和差轴孔mm）外，其余表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床的粗加工就可以达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量的加工出来。由此可见，该零件的工艺性较好。
1.4确定换挡叉的工艺类型
设计要求该零件的生产类型为大批生产。
2换挡叉机械加工工艺规程设计
2.1换挡叉材料及毛坯制造方法
由于该换挡叉在工作过程中要承受冲击载荷，为增强换挡叉的强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯选用铸件，该换挡叉的轮廓尺寸不大，且生产类型属于中批生产，为提高生产率和铸件精度，以采用砂型铸造方法制造毛坯。毛坯的拔模斜度为5°。
2.2确定毛坯尺寸公差和加工余量
要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。
2.2.1铸件机械加工余量等级
查表2-5[1]得铸件机械加工余量等级为F~H，取G级。
2.2.2铸件公差等级
由于铸件选择机器造型，材料为ZG45Ⅱ，生产类型为大批量，查表2-1[1]得铸件公差等级CT为8~12级，取10级。
2.2.3确定铸件基本尺寸

换挡叉铸件尺寸公差、加工余量和基本尺寸如下：
加工表面 公差等级 加工面基本尺寸 铸造尺寸公差 机械加工余量公差等级 RMA 毛坯基本尺寸
换挡叉头部上端面 10 21 2.4 G 1.4 23.6
换挡叉头部方槽两侧面 — — — — — 0
换挡叉头部方槽底面 — — — — — 0
换挡叉头部两侧面 10 42 2.8 G 1.4 46.2
螺纹孔端面 10 14 2.2 G 1.4 16.5
孔 — — — — — 0
换挡叉脚两端面 10 8 2 G 1.4 11.8
换挡叉脚内表面 10 R43 3.2 G 1.4 R40.8
2.3定位基准的选择
2.3.1粗基准
作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面欠缺。
粗基准：选择换挡叉脚两端面和内表面作为粗基准。
2.3.2精基准
根据该换挡叉零件的技术要求和装配要求，选择换挡叉头右端面和叉轴孔mm做为精基准，零件上的很多表面都可以采用他们作基准进行加工，即遵循了“基准统一”原则。
叉轴孔mm的轴线是设计基准，选用其做精基准定位加工换挡叉脚两端面，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的垂直度要求。
选用换挡叉左端面作为精基准同样是遵循了“基准重合”的原则，因为该换挡叉在轴方向的尺寸多以该端面作为设计基准；
另外，由于换挡叉刚性较差，受力易产生弯曲变形，为了避面在机械加工中产生加紧变形，根据夹紧力应垂直于主要定位基面，并应作用在刚度较大部位的原则，夹紧力作用点不能做用在叉杆上。
选用换挡叉头右端面作精基准，夹紧可作用在换挡叉左端面上，加紧稳定可靠。