换挡拨叉课程设计.doc

换挡拨叉工艺规程设计摘要：本次课程设计的题目为汽车变速器二三挡拨叉工艺规程设计，要求学生利用课上所学和查找机械加工工艺手册等参考资料，自主完成这次设计任务。本次课程设计的任务是完成换档拨叉的工艺设计及有关工艺装备的设计。本篇说明书分析了拖拉机二三档拨叉的基本概况，例如：工作环境，结构特点，材料的性质及其加工特性等。分析了零件的主要加工表面的方法，比较详细地分析了工艺路线的制定和选择。并且对有关设备的选择与应用进行了简单的介绍，以及对加工中易产生的缺陷和防范措施也做了说明。在夹具设计中，根据车床、铣床、钻床夹具的特点，说明了如何进行定位、加紧、以及误差分析、技术条件的制定。说明书在编写和设计中，参考了有关文献和资料，在参考资料索引中有详细说明。关键词：变速器二三档拨叉 工艺设计 夹具设计目录第一章 零件图样的工艺分析31.1零件的工作状态及工作条件31.2零件的结构分析31.3零件技术条件分析31.3.1表面精度31.3.2表面间的位置精度31.3.3 零件的其他技术要求41.4 零件材料及切削加工性41.5零件图尺寸标注分析以及基准的确定41.6零件的工艺性分析4第二章 毛坯的设计42.1 毛坯种类的确定42.2 毛坯的工艺要求52.2.1毛坯的余量和公差52.2.2毛坯的技术要求及说明5第三章 零件的工艺规程设计63.1 工艺路线的制定63.1.1工艺路线的选择63.1.2加工方法及所用刀具的选择83.1.3工序的阶段划分83.2工序尺寸的确定8第四章 设备的选择94.1机床的选择94.1.1车床的选择94.1.2铣床的选择：X62W万能铣床。94.1.3钻床的选择：立式钻床Z518 主要参数：94.1.4磨床的选择：外圆磨床M7120A 主要参数如下：104.2量具的选择10第五章 夹具设计105.1铣叉口夹具设计105.1.1加工工序105.1.2定位方案125.1.3对刀引刀方案135.1.4尺寸确定与工艺要求的标注135.2夹具构造特点及原理13课设总结14参考资料15 第一章 零件图样的工艺分析1.1零件的工作状态及工作条件 工作状态：工作频繁。 工作条件：工作表面有冲击，受力较大。1.2零件的结构分析从附页中给出的零件图可以看出，换挡拨叉是由铸钢经铣削、车削，钻削、磨削等多种加工手段加工而成的零件。总体看来，整体的精度要求并不是很高，只有内换挡轴孔的公称尺寸达到八级，零件的表面粗糙度的要求并不是很高。内换挡轴孔的公称尺寸为15H8表面粗糙度为3.2，并且加工出半径为1mm的倒角，表面粗糙度为6.3，中线为后续各个形位公差的基准。定位销孔公称尺寸为5H14，其表面粗糙度为6.3。零件的工作部分是拨叉脚，拨叉脚有一个高为14mm的直叉和一个半径130的两个圆弧组成，两脚间的距离为，内侧粗糙度为3.2，拨叉工作表面需经过表面高频淬火处理，增加其硬度和耐磨度（硬度要达到HRC5055，淬硬层深度0.52.5mm）。1.3零件技术条件分析1.3.1表面精度 总体看来换挡拨叉的表面精度要求不是很高，因为它是变速器的拨叉，只有叉脚工作，其整个零件的机械强度不是很高，从使用的材料就能看出，铸钢耐磨，但是叉脚却需淬火处理，增加其强度。内换挡轴孔粗糙度要求最高是只达到3.2，因为需要与轴配合，而其他部分几乎不与别的零件相接处，所以其最低粗糙度一般较低。1.3.2表面间的位置精度 在零件加工过程中内换挡轴孔中线为表面间的位置精度基准，叉脚要保持一定的垂直度，垂直度误差不得超过0.08.1.3.3 零件的其他技术要求 零件毛坯选用，需要进行热处理（正火）使表面硬度达到（HB207241。）叉口淬硬深度为0.52.5mm，使材料的硬度提高，达到工作要求(HRC5055)。最终检验时要严格按照设计尺寸以及设计要求进行检验。1.4 零件材料及切削加工性换挡毛坯选用材料ZG310-570（GB11352）。热处理后HRC50 化学成分：含C 0.50%，Si 0.6%，Mn 0.9%，P 0.04%，S 0.04%。1.5零件图尺寸标注分析以及基准的确定 如零件图尺寸标注所示，以加工后内换挡轴孔中心线为工序基准，将内换挡轴孔绞制后确定，以后工序中孔的位置，槽的位置，成型面的位置都是以大圆端面为工序基准确定的，而孔的深度，槽的深度等都是以轴线为设计基准的。1.6零件的工艺性分析零件中拨叉脚的加工为加工重点，加工后要进行表面高频淬火使其表面硬度达到HRC5055，。拨叉脚的垂直度误差不超过0.08mm.其他一些表面粗铣半精铣即可达到其所需要的粗糙度要求。第二章 毛坯的设计2.1 毛坯种类的确定毛坯尺寸、形状、材料的选择是根据所要加工的零件的形状、尺寸、工作条件、状态、生产类型等诸多因素决定的。由于零件的基本外形并不规则，且生产类型是批量生产，为了保证高生产率，毛坯可以选择铸钢，采用精密铸造，以便于进行连续加工，避免装卸麻烦，耽误时间。因ZG310-570属一般铸钢，由于材料的刚度较差，在工作部分拨叉脚处进行加工后需要淬火处理。2.2 毛坯的工艺要求2.2.1毛坯的余量和公差 由于材料比较好加工，所以毛坯零件头部可选长41mm半径为24mm的圆柱，在上面直接铸出直径为14的孔，拨叉脚厚度为13mm拨叉脚间直接铸成直径为126mm的圆，便于为以后在车床上加工。2.2.2毛坯的技术要求及说明铸件正火热处理后的硬度达到HB207241。铸件表面应去除毛刺、披缝结构瘤和粘沙等，不应有裂纹、沙眼和局部疏松、多针孔及夹渣缺陷。去除锐边毛刺。第三章 零件的工艺规程设计3.1 工艺路线的制定3.1.1工艺路线的选择 由上面的零件结构分析可知：主要包括孔、槽、成型面。其中孔包括定位销孔；槽包括操纵槽。以已加工表面为定位基准，再综合其它精度要求和一些细节问题可以 初步确定如下方案：01. 精密铸造：按铸造工艺02. 检查：按铸造工艺学及产品样图03. 热处理：按热处理工艺，HB20724104. 检查：按热处理工艺05. 校型：叉口端面孔的垂直度不大于0.10mm06. 车：扩孔，铰孔倒角14507. 锪端面，倒角：40mm粗糙度12.5倒角14508. 车叉口：车，面150，倒角14509. 车：车另一端面，倒角14510. 铣：直叉口 11. 铣：直叉口10mm直面12. 铣：另一个直叉口10mm直面13钻铰孔：钻4.6，铰 ，清理下端毛刺14. 检查：按图纸15. 热处理：按热处理工艺，高频淬火16. 检查：17. 校型：18. 检查：19. 防锈处理20. 下库此方案优点：1.同种类加工尽量在该种类加工机床上一次完成；2.一端上的加工尽量一次完成，省去的装卸工件的时间,提高效率；3.加工次序安排合理，保证了工件加工的精度要求4.定位准确，提高了工作精度要求。重要工序分析： 工序06. 车：铸造好的毛坯为14mm，扩孔扩至mm，在铰孔至倒角145工序07. 锪端面，倒角：用锪刀锪去1mm余量的尺寸40mm，粗糙度12.5，倒角145工序08. 车叉口：将毛坯为126mm的内圆面车至将毛坯为146mm内圆面车至150，保证端面为mm，倒角145工序09. 车：换面，将毛坯为146mm内圆面车至150保证端面，倒角145工序10. 铣：直叉口将车好的的下端两面一次铣成 mm长度为14mm工序11. 铣：直叉口，铣车好的150圆面下端，保证直面尺寸10mm 工序12. 铣：另一个直叉口，保证直面尺寸10mm 工序13钻铰孔：在毛坯上直接钻4.6的孔，再铰至 清理下端毛刺3.1.2加工方法及所用刀具的选择扩孔钻，扩孔至mm；铰刀，铰至mm组合锪刀锪平面硬质合金刀车mm，150mm，端面11mm，倒角145车另一端面mm，倒角145组合铣刀，铣直叉口两面一次铣成 平锉倒角145立铣刀铣两个直叉口10mm直面钻头，钻mm：铰刀，铰mm钻头，清理工件下端3.1.3工序的阶段划分对于内轴孔加工：钻铰对于销孔的加工：钻铰拨叉脚加工：加工后，进行热处理3.2工序尺寸的确定表3-1 内轴孔的尺寸（工序06）工序名称工序尺寸及偏差公差等级公差值余量铰孔IT90.0430.2扩孔IT110.110.8毛坯面140.8表3-2 销孔的尺寸（工序13）工序名称工序尺寸及偏差公差等级公差值余量铰孔IT120.120.4钻孔IT120.12表3-3 拨叉脚的尺寸（工序08）工序名称工序尺寸及偏差公差等级公差值余量精车IT110.24毛坯126表3-4 拨叉脚尺寸150mm（工序08）工序名称工序尺寸及偏差公差等级公差值余量车150mm4毛坯146表3-5 端面尺寸（工序08，09）工序名称工序尺寸及偏差公差等级公差值余量车IT110.111.5车IT140.52毛坯13 第四章 设备的选择4.1机床的选择4.1.1车床的选择该机床应该具有车外圆、端面、铣端面、钻孔等能力，并且能在保证一定的加工精度的同时，适应大批量生产要求；从工件自身的外形和尺寸来看，应该选择小型机床，这样不仅便于加工，同时也增加了工件定位的精确性。根据这个原则进行选择。经筛选，选择CA140车床。4.1.2铣床的选择：X62W万能铣床。4.1.3钻床的选择：ZX32钻床 主要参数：最大钻孔直径：18 满足工件钻削加工要求。4.2量具的选择 本次加工涉及到外圆加工、孔的加工、槽的加工、端面的加工、倒角的加工、成型面的加工。因此可选用量具： 游标卡尺：长度测量 轴径测量塞 规：孔径的测量样 板：倒角的测量第五章 夹具设计5.1铣叉口夹具设计从零件图上可以看出，零件体很简单，而且具有一定的位置关系，如何能把孔精确的加工出来是我们设计的重点。5.1.1加工工序 零件如图5.1所示：图5.1 拨叉零件图要保证定位销孔尺寸精度，还要保证小孔的位置精度。要保证装夹的稳定与精度，务必保证所有的定位基面是加工过的，即保证大规模生产时位置精度和尺寸保持一致。5.1.2定位方案零件的定位是通过内轴孔用菱形销定位，限制了一个自由度（纵向），在叉口处用定位板定位，限制了一个自由度（横向）；内轴孔和叉口经过前面的加工，保证了在装夹过程中的平行度和公称度，菱形销和定位板固定在夹具体上，即保证了工件的安装方便也通过夹具体实现了对其他自由度的限制。工件的夹紧是通过压紧板夹紧的。在装夹和拆卸过程中，只要松动夹紧板上的螺母就可以。图5.2 拨叉夹具装备图5.1.3尺寸确定与工艺要求的标注 1、有国家标准的零件均采用标准件； 2、夹具的轮廓尺寸：170200143mm5.2夹具构造特点及原理构造特点：箱式结构原 理：用工件定位基准与夹具上确定工件位置的定位原件接触实现定位。课设总结在过去的三周时间里，通过我的努力与老师和同学的帮助，圆满的完成了变速器二三档拨叉工艺规程以及夹具的设计的课设任务。在这次课设过程中，我对变速器换挡拨叉的结构和功能有了进一步的了解，在画毛坯图时，通过查找机械设计手册，计算出毛坯的加工余量，在这个过程中，由于对手册不了解，对选择各种参数的不确定，导致了工作进度缓慢。随着我们同学之间的互相讨论，最终确