变速器拨叉工艺规程设计.doc

变速器拨叉工艺规程设计 目录摘要2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 毛坯的确定52.1毛坯种类的确定52.2毛坯的工艺要求5 2.2.1毛坯的余量和公差5 2.2.2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6 3.1.1工艺路线的选择6 3.1.2加工方法及所用刀具的选择7 3.1.3工序的阶段划分73.2工序尺寸的确定8第四章 设备的选择94.1机床的选择9 4.1.1车床的选择9 4.1.2铣床的选择9 4.1.3钻床的选择9 4.1.4磨床的选择94.2量具的选择9第五章 夹具设计105.1钻床夹具设计105.1.1加工工序105.1.2定位方案115.1.3对刀引刀方案125.1.4尺寸确定与工艺要求的标注125.3夹具构造特点及原理12课设总结13参考文献14摘 要变速器拨叉是汽车的主要传动件之一，本篇说明书主要论述了变速器拨叉的加工工艺及其夹具设计。变速器拨叉的表面精度、表面间的位置精度零件的其他技术要求都很高，而变速器拨叉的刚性比较差，容易产生变形，因此在安排工艺过程时，就需要把各主要表面的粗精加工工序分开。逐步减少加工余量、切削力及内应力的作用，并修正加工后的变形，就能最后达到零件的技术要求。机械加工工艺是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保障。然而夹具又是制造系统的重要部分，工艺对夹具的要求也会提高，专用夹具、成组夹具、组合夹具和随行夹具都朝着柔性化、自动化、标准化、通用化和高效化方向发展以满足加工要求。所以对机械的加工工艺及夹具设计具有十分重要的意义。关键词: 变速器拨叉，加工工艺，公差，加工余量，夹具设计第一章 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。内换挡轴孔的公称直径为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12.5，中线为后续各个形为公差的基准。定位削孔公称尺寸直径为5H14，其表面粗糙度为12.5。纵槽的公称尺寸粗糙度为12.5其对称中心距离端面为12mm,零件的工作部分是拨叉脚，两脚间的距离为50H12，内侧粗糙度为12.5。拨叉脚高20mm，需经过淬火处理，增加其硬度和耐磨度。工作表面的粗糙度为6.3。两叉脚由半径为28mm的圆弧连接。其厚度为5.5mm，未作热处理。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而精度要求不是很高，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打到3.2um，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0.1um。1.3.3 零件的其他技术要求 零件毛坯选用，需要进行热处理使表面硬度打到要求，淬硬深度为0, 7-1.2mm，使材料的硬度提高，达到工作要求（HRC50）。最终检验时要求严格按照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。热处理后HRC50（查金属机械加工工艺人员手册第三版）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重点，粗加工后淬火使其表面硬度达到HRC50，所以需要通过磨削才能加工。拨叉脚的垂直度误差不超过0.1um。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毛坯种类的选择 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，且生产类型是批量声场，为了保证高生产率，毛坯可以选择铸钢，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，在工作不分拨叉脚处粗加工后需要淬火处理后才可以进行磨削加工。2.2毛坯的工艺要求2.2.1毛坯的余量与公差 由于材料比较好加工，所以毛坯零件头部可选长33mm宽22mm，拨叉脚厚度为11mm，拨叉脚间距离为45mm。（查金属机械加工工艺人员手册第三版 表12-26）2.2.2毛坯的技术要求及说明（1） 逐渐正货热处理后的硬度打到180-129HB。（2） 逐渐表面应去除毛刺、披缝结构瘤和粘砂等，不应有裂纹、沙眼和局部疏松、多针孔及夹渣缺陷。（3）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。其中孔包括销孔；槽包括操纵槽。以已加工表面为定位基准，再综合其他精度要求和一些细节问题可以初步确定如下方案： 00.毛坯。 10.粗车断面（尺寸为30mm）。 15.钻内换挡轴孔（尺寸为15mm）。 包括钻孔和车倒角1mm。 20.校正拨叉脚，保证两端面余量均匀。 30.粗铣拨叉脚两端面打到厚度为7.6mm。 40.铣拨叉脚内侧面保证50H12mm。 50.铣操纵槽（即尺寸为13mm槽）称面距断面12mm。 60.钻定位销孔（即5H14mm的孔）。 70.拨叉脚局部淬火，硬度为HRC50淬深0.7-0.2mm。 80.校正拨叉脚端面对 15H8的垂直度小于等于0.1mm。 90.磨拨叉脚两端面至 mm，对 15H8的垂直度小于等于0.1mm。 100.清洗。 110.检验。此方案有点：1.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，省去的装卸共建的时间，在一定程度上提高了劳动生产率。3.加工次序安排合理，保证了共建加工的精度要求。4.定位准确,提高了工作精度要求。15.大端面没有精度要求，直接用车刀进行加工。40.粗加工，使拨叉教程为定位基准。60.加工定位销孔，固定内换挡轴孔，操纵槽固定，拨叉脚固定。70.先淬火，保证硬度，若后淬火则变形，不能保证精度要求。90.磨拨叉脚两端同时进行磨削加工，提高加工速度，且保证一定的垂直度要求。100.压力冲洗，由于在加工孔时，孔径较小，产生毛刺不易清除，采用压力冲洗的办法冲洗残留在孔中的毛刺。3.1.2加工方法及所用道具的选择 车刀：YT15外圆车刀 钻孔至：麻花钻 镗孔至：YT15扩孔刀 铰孔：YT15铰刀 粗铣拨叉脚断面：直齿三面刃铣刀，YT15刀片，20齿 铣拨叉内脚面：直齿三面刃铣刀，YT15刀片，20齿 铣操纵槽：直齿三面刃铣刀，YT15刀片，20齿 钻孔：麻花钻 磨拨叉脚端面：WA46KP350*40*127砂轮3.1.3工序的阶段划分 对于内轴孔加工：钻镗铰 对于销孔的加工：钻 对于操纵槽的加工：粗铣即可达到加工要求 拨叉脚加工：粗铣热处理磨7 变速器拨叉工艺规程设计 3.2工序尺寸的确定 10、15：车端面 端面粗车加工余量为：a-3mm （查金属及机械加工工艺人员手册第三版） 20：钻内换挡轴孔加工余量为 a=1mm保证 （查金属及机械加工工艺人员手册第三版） 镗内换挡内孔加工余量为 a=0.2mm，保证 （查金属及机械加工工艺人员手册第三版） 铰内换挡轴孔至加工余量为 a=0.2mm，保证 倒角直接加工出 40：加工拨叉脚两端面 粗铣拨叉脚两端面 加工余量：a=3.4mm 经热处理后（淬火） 磨平面 其加工余量a=0.6mm，达到公称尺寸 （查金属及机械加工工艺人员手册第三版） 50：直接铣出拨叉脚内端面 加工余量为a=2.5mm 60：直接铣出操纵槽 达到公称尺寸要求 10：热处理 保证硬度在180207HB之间第四章 设备的选择4.1机床的选择4.1.1机床的选择 该机床应该具有车外圆、端面、洗端面、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C336-1为加换挡拨叉的六角机床。4.1.2铣床的选择 X62W万能铣床。4.1.3钻床的选择 立式钻床Z518主要参数，最大钻孔直径：18mm 满足工件钻削加工要求。4.1.4磨床的选择 外圆磨床M7120A主要参数如下：磨削工件最大尺寸：高度320mm，长度630mm，宽度200mm。4.2量具的选择 本次加工涉及及外圆加工、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； 外径千分尺：大端外径测量(因为表面粗糙度很高，径向尺寸误差要求也很高)。第五章 夹具设计5.1 钻床夹具设计从零件图上可以看出，零件很简单，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) 工序加工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的，既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家具来定位的，以钻定位销孔为例，如下图所示。零件的横向定位是通过偏心轮实现的，操纵槽经过了前一步加工，保证了平行度、公称尺寸和表面粗糙度的要求。纵向定位由的心轴来定位，内换挡轴孔经过加工后保证了平行度和形位公差。其轴线作为夹具的形位公差的基准。绕横向转动的自由度由定位销来限制。这样零件就固定了。既保证了定位的可靠，又保证了大规模生产时位置精度和尺寸保持一致。图（5.2） 定位方案图5.1.3 对刀引刀方案机床夹具装在机床上后，还应使刀具切削刃相对与工件或夹具定位元件能处于正确位置，这里我们可以采用钻床夹具的钻套导向元件，钻套是引导加工刀具的元件，其作用是确定刀具相对夹具定位元件的位置，引导钻头等孔加工刀具，提高其刚性，防止在加工中发生偏斜。该零件上的定位销孔直径，因此，可选择下面尺寸的固定钻套5F710M620和衬套A1015.5.1.4 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间件；2、 夹具的轮廓尺寸：150mm110mm190mm；5.2 夹具构造特点及原理构造特点：固定式钻模原 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位。总结通过历时三周的课程设计，让我进一步理解了汽车的结构，根据课程设计的要求，要在这三周设计出汽车的变速器拨叉，还要设计出毛坯，制作出工序卡，还有课程设计说明书。这就要求我们结合以前所学的机械制图知识，还有上次课设的经验。通过本次课程设计，不仅加强了对理论知识的理解，复习了上学期在实习中所学到的知识，对汽车的构造有了更深一步的了解。尤其在使用办公软件方面有了长足的进步，对这次课设的帮助不小。还巩固了机械制图知识，在本次课程设计有手工制图的要求，这就要求我们不仅要会使用AutoCAD软件制图，更基本的手工绘图也要熟练。工序卡片是我第一次设计，虽然我是第一次接触，但是在同学和指导教师的帮助下，对它有了很大的熟悉，可以运用，这为即将到来的毕业设计打下了坚实的基础，并且在这次课设过程中，老师给于我们己大力的支持和耐心的指导，这使我们完成任务要顺利得多。在这里我很感谢老师这些天对我们的帮助。总之，这次课设让我们做到了温故而知新，还让我们在学习知识的同时不要忘记把知识应用到实际当中去，同时也是对我们将要步入社会工作的大四学生一个工作态度的培养，工作能力的提升，为我们以后的发展奠定了很好基础。只有我们在这样一些实践中不断的积累知识和经验，掌握更多的技巧和能力，才能在未来为自己谋取工作的时候打下坚实的基础。参考文献1.金属机械加工工艺人员手册 赵如福 主编 上海科学技术出版社 2005年10月出版2.机床夹具设计手册 东北重型机械学院等主编 上海科学技术出版社 1990年2月出版