變速器換擋叉課程設(shè)計（全套）

資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 課程設(shè)計說明書 題 目 變速器換擋叉工藝工裝設(shè)計及夾具設(shè)計 專業(yè)班級 機設(shè)1094　 學(xué)生姓名 羅 成 學(xué)生學(xué)號 16 指導(dǎo)老師 倪小丹 設(shè)計完成日期：2013年1月8 日 目 錄 1 零件的分析 1 1.1 零件的作用 1 1.2 零件的工藝分析 1 2 工藝規(guī)程設(shè)計 3 2.1 確定毛坯的制造形式 3 2.2 確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量 3 2.3 鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)與鍛件材質(zhì)系數(shù)的確定 3 2.4 鍛件分模線形狀與零件表面粗糙度 3 2.5 基面的選擇 4 2.6 制定工藝路線 4 2.7 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸確定 6 2.8 確定切削余量 8 3 夾具設(shè)計 9 3.1問題的提出 9 3.2夾具設(shè)計 9 參 考 文 獻 11 總 結(jié) 11 附錄:變速器換擋叉機械加工工序卡 12 1 零件的分析 1.1 零件的作用 題目所給定的零件是變速器換檔叉（如下圖所示），它位于傳動軸的端部。主要作用是傳遞扭矩，使變速器獲得換檔的動力。該零件是以15.81F8孔套在軸上，并用M10×1-7H螺紋孔與軸定位，換擋叉腳卡在雙聯(lián)齒輪的軸中，變速操作機構(gòu)通過換擋叉頭部的操縱槽帶動換擋叉與軸一起在變速箱中滑動，換擋叉腳撥動雙聯(lián)齒輪在花鍵軸上滑動，就可實現(xiàn)變速功能，從而實現(xiàn)變速器變速。換擋叉的主要工作面為操縱槽換擋叉腳兩端面，主要配合面為Φ15.81F8孔，M10×1-7H螺紋孔和換擋叉腳側(cè)面.該零件屬于特殊形狀零件，但復(fù)雜程度一般。由于換擋叉在工作是表面承受一定的壓力，因此，要求有一定的強度和韌度。 1.2 零件的工藝分析 （1）該變速器換檔叉需要加工的表面可大致分為四類： 1）15.81F8孔； 2）以15.81F8為基準的9.650-0.25兩側(cè)面和叉口5.90-0.15的上下兩側(cè)面； 3）以15.81F8為基準的其它幾個平面以及槽； 4）M101-7H螺紋。 且主要是：15.81F8 mm孔的中心線與叉口的前后兩側(cè)面的垂直度公差為0.15mm。 (2) 換擋叉技術(shù)要求 表2-1 換擋叉技術(shù)要求 加工表面 尺寸及偏差（mm） 公差及精度等級 表面粗糙度Ra 形位公差 叉腳兩端面 IT12 6.3 叉口兩內(nèi)側(cè)面 IT12 6.3 Φ15.81內(nèi)孔 Φ15.81 IT8 3.2 M10螺紋孔 M10×1 IT7 叉頭凸臺兩端面 IT12 6.3 16.526.5端面 IT13 12.5 叉頭上端面 11 IT13 12.5 該變速器換擋叉結(jié)構(gòu)簡單，屬于典型的叉桿類零件。為實現(xiàn)換擋、變速的功能，其叉軸孔和變速叉軸有配合要求，因此加工精度要求高。叉腳兩端面在工作中需承受沖擊載荷，為增強耐磨性，采用局部淬火，硬度為180HBS左右，為保證換擋叉換擋時叉腳受力均勻，要求叉腳兩端面與孔Φ15.8垂直度要求為0.15mm。換擋叉用螺釘定位，螺紋孔為M10。 綜上所述，該零件得各項技術(shù)要求制訂較合理，符合在變速箱中的功用。 （3）審查換擋叉的工藝性 分析零件圖可知，該換擋叉叉腳兩端面厚度薄于連接的表面，但減少了加工面積，使用淬火處理提供局部的接觸硬度。叉腳兩端面面積相對較大，可防止加工過程中鉆頭鉆偏，保證孔的加工精度及叉腳兩端面的垂直度。其它表面加工精度較低，通過銑削、鉆床的粗加工就可達到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對較高，但也可以在正常得生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟得方法保質(zhì)保量地加工出來。 2 工藝規(guī)程設(shè)計 2.1 確定毛坯的制造形式 零件的材料為35鋼。常用的毛坯件有鑄件、鍛件、型材、沖壓件和焊接件等?？紤]到零件在加工過程中經(jīng)常承受交變載荷及沖擊性載荷，因此應(yīng)該選用鍛件，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠，且零件的輪廓尺寸不大。 2.2 確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量 公差等級: 由換擋叉的功用和技術(shù)要求，確定該零件的的公差等級為普通級。 鍛件重量: 已知機械加工后換擋叉的重量為3kg，由此可初步估計機械加工前鍛件毛坯的重量為3.5kg。 2.3 鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)與鍛件材質(zhì)系數(shù)的確定 （1）鍛件形狀復(fù)雜系數(shù) 對換擋叉零件圖分析計算，可大概確定鍛件外輪廓包容體出該換擋叉鍛的長度、寬度和高度，即l=136mm，b=76mm，h=72mm，ρ=7.8×10-6kg/mm3由文獻[2]公式2-3可計算件的形狀復(fù)雜系數(shù) S=mt/mn=3.5/（136×76×72×7.8×10-6）=3.5/5.8=0.6 故屬于S 2級。 （2)鍛件材質(zhì)系數(shù) 由于該換擋叉材料為35鋼，是碳的質(zhì)量分數(shù)少于0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬M1級。 2.4 鍛件分模線形狀與零件表面粗糙度 根據(jù)該換擋叉的形位特點，以對稱平分面為分模面，屬平直分模線。 由零件圖可知，該換擋叉各加工表面粗糙度Ra均大于等于3.2um。 2.5 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一?；孢x擇得正確和合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過程會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。 (1)粗基準的選擇 選擇定位粗基準是要能加工出精基準，同時要明確哪一方面的要求是主要的。粗基準的選擇應(yīng)以下面的幾點為原則：a.應(yīng)選能加工出精基準的毛坯表面作粗基準。b.當(dāng)必須保證加工表面與不加工表面的位置和尺寸時，應(yīng)選不加工的表面作為粗基準。c.要保證工件上某重要表面的余量均勻時，則應(yīng)選擇該表面為定位粗基準。d.當(dāng)全部表面都需要加工時，應(yīng)選余量最小的表面作為基準，以保證該表面有足夠的加工余量。 在銑床上加工變速器換檔叉時，以R10.5為半徑的圓作為粗基準。滿足粗基準的選擇原則。 (2)精基準的選擇 精基準的選擇應(yīng)從保證零件加工精度出發(fā)，同時考慮裝夾方便，夾具結(jié)構(gòu)簡單。選擇時應(yīng)遵循以下原則：①盡量選零件的設(shè)計基準作精基準，可以避免因基準不重合引起的定位誤差，這一原則稱為“基準重合”原則。②盡可能使工件各主要表面的加工，采用統(tǒng)一的定位基準，這是“基準統(tǒng)一”原則。③當(dāng)零件主要表面的相互位置精度要求很高時，應(yīng)采用互為基準，反復(fù)加工的原則。④選擇加工表面本身作為定位基準，即“自為基準”。⑤選擇的定位精基準，應(yīng)保證工件定位準確，夾緊可靠，夾具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便[3]。 該零件加工時，采用Φ15.81mm內(nèi)孔作為精基準來加工換檔叉叉口前后兩側(cè)面。 2.6 制定工藝路線 工藝路線的擬訂是制定工藝規(guī)程的關(guān)鍵，其主要任務(wù)是選擇各個表面的加工方法和加工方案，確定各個表面的加工順序和工序的組合內(nèi)容，它與定位基準的選擇密切相關(guān)。制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的條件下，應(yīng)考慮機床的夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量降低。 工藝方案分析：由于零件表面精度要求較高，所以安排了粗銑和精銑?？紤]到15.81mm孔的精度要求較高，安排為鉆并擴鉸加工。精銑時以15.81mm孔定位能保證端面與軸心的位置精度要求。 綜上分析，確定的大致加工路線如下， 方案一： 工序Ⅰ 鉆并擴鉸15.81mm孔和車其下端面。 工序Ⅱ 粗銑叉口5.9兩內(nèi)側(cè)面。 工序Ⅲ 粗銑兩側(cè)面。 工序Ⅳ 粗銑叉口510+0.1的兩內(nèi)端面。 工序Ⅴ 精銑叉口5.9兩內(nèi)側(cè)面 工序Ⅵ 精銑兩側(cè)面。 工序Ⅶ 精銑叉口510+0.1的兩內(nèi)端面。 工序Ⅷ 銑16.526.5端面。 工序Ⅸ 銑撥槽的上端面。 工序Ⅹ 銑14.20+0.1的兩端面。 工序Ⅺ 鉆螺紋底孔M9 mm及攻M101-7H螺紋。 工序Ⅻ 去毛刺、倒角并檢查。 以上工藝過程詳見“機械加工工藝過程綜合卡片”。 方案二： 工序Ⅰ 粗銑叉口5.9兩內(nèi)側(cè)面。 工序Ⅱ 鉆并擴鉸15.8mm孔和車其下端面。 工序Ⅲ 粗銑兩側(cè)面。 工序Ⅳ 粗銑叉口510+0.1的兩內(nèi)端面。 工序Ⅴ 精銑叉口5.9兩內(nèi)側(cè)面。 工序Ⅵ 精銑叉口頭兩內(nèi)側(cè)面。 工序Ⅶ 精銑叉口510+0.1的兩內(nèi)端面。 工序Ⅷ 銑16.526.5端面。 工序Ⅸ 銑撥槽的上端面。 工序Ⅹ 銑14.20+0.1的兩端面。 工序Ⅺ 鉆螺紋底孔M9 mm及攻M101-7H螺紋。 工序Ⅻ 去毛刺、倒角并檢查。 工藝方案的比較與分析： 上述兩個工藝方案的特點在于：方案一是先將定位孔加工出來以便于其他面的加工；方案二則先將叉口內(nèi)側(cè)面加工出來，然后再加工其它平面，而且為了節(jié)省裝卸時間將一些粗精加工放在了一個工序中。兩相比較可以看出，先加工孔再加工其它平面可以更好的保證各個平面的位置及方向誤差，而且需要把粗精加工分開才能保證零件的粗糙度。因此決定用方案一進行加工。 2.7 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸確定 變速器換檔叉”零件為35鋼，硬度180-201HBS，采用在鍛錘上合模模煅毛坯。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： （1）15.81F8內(nèi)孔 毛坯為實心，不沖出孔。內(nèi)孔精度要求IT7，查閱機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表2.3-8確定孔的加工余量分配： 鉆孔：Φ14 擴鉆：Φ15.5㎜ 2Zb=1.5㎜ 粗鉸：Φ15.7㎜ 2Zb=0.2㎜ 精鉸：Φ15.81mm 2Zb=0.1㎜ （2）叉口510+0.1兩內(nèi)側(cè)面. 由于兩內(nèi)側(cè)面對于R28.5中心線有平行度等位置要求，所以可以將其看作內(nèi)孔來確定加工余量，即的孔。毛坯為實心，已經(jīng)有孔，精度要求為IT8，參照文獻[1]表2-3.9確定加工余量分配：為簡化模煅毛坯的外形，先直接取叉口尺寸為46㎜。表面粗糙度要求，因而需要精銑，此時粗銑時單邊余量z=2㎜，精銑時時單邊余量z=0.25㎜。 （3）叉頭兩側(cè)面 由于是在立式銑床上兩把刀組合同時銑，所以可以把兩側(cè)面的余量用雙邊余量來計算?，F(xiàn)毛坯長度方向直接取13.65㎜。表面粗糙度為，需要精銑，此時粗銑單邊余量為z=2.0-0.2=1.8㎜，精銑時單邊余量z=0.2mm。 （4）叉口5.9上下兩側(cè)面 由于是在立式銑床上兩把刀組合同時銑，所以可以把兩側(cè)面的余量用雙邊余量來計算?，F(xiàn)毛坯長度方向直接取9.9㎜。表面粗糙度為，需要精銑，此時粗銑單邊余量為z=2.0-0.2=1.8㎜，精銑時單邊余量z=0.2mm。 （5）14.20+0.1槽、16.526.5端面及119.65面 同理，因為它們的粗糙度要求均為，所以只需進行粗銑。此時粗銑單邊余量Z=2㎜。 各加工表面總加工余量表： 加工表面 基本尺寸 毛坯尺寸 （粗）加工余量（單側(cè)）mm （精）加工余量 mm 鉆15.81內(nèi)孔 Φ15.81 14 擴15.81內(nèi)孔 1.5 絞15.81內(nèi)孔 0.2 0.1 銑510+0.1兩側(cè)面 510+0.1 46 2 0.5 銑兩側(cè)面 13.65 1.8 0.2 銑5.9上下兩側(cè)面 5.9 5.9 1.8 0.2 14.20+0.1槽、16.526.5端面及119.65面 2 圖3-1 變速器換擋叉毛坯圖 2.8 確定切削余量 銑16.526.5面 (1).機床：X51立式銑床。 (2).刀具：硬質(zhì)合金端銑刀。 (3).背吃刀量：ap =2mm。 (4).確定刀具壽命：刀具為80，Z=4，查文獻[2]3.8，銑刀的壽命為180min。 (5).每齒進給量：根據(jù)切削用量簡明手冊表3.3得 每齒進給量fz =0.15～0.30 mm/z，取fz =0.20 mm/z 。 (6).切削速度Vc和每分鐘進給量Vf 查文獻[2]表3.16，Vc=86m/min，n=275r/min, Vf =432mm/min。查修正系數(shù)Kv=1.13,Kf =0.45,所以修正后的切削速度和每分鐘進給量為： Vc =Vc x Kv=86 x 1.13=97.18 m/min Vf =Vf x Kf =432 x 0.45=195 mm/min 則轉(zhuǎn)速 = 查閱機械制造工藝設(shè)計簡明手冊表4.2-36,取,v f =165mm/min故實際切削速度和進給量為： 3 夾具設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書，我分配的是設(shè)計加工變速器換檔叉16.526.5側(cè)面的銑床夾具。本夾具用于X51立式銑床,刀具為80㎜硬質(zhì)合金端銑刀。 3.1問題的提出 本夾具主要用來粗銑變速器換檔叉16.526.5面，這個面對1孔有一定的位置度要求。因此，在本道工序加工時，主要應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，而精度不是主要問題。 3.2夾具設(shè)計 (1)定位基準的選擇 由零件圖可知，叉口兩端面對孔有位置度要求。為了達到夾緊定位要求，據(jù)《夾具手冊》知定位基準應(yīng)盡可能與工序基準重合，在同一工件的各道工序中，應(yīng)盡量采用同一定位基準進行加工，所以應(yīng)該選擇1孔作為主要定位基準面，同時以叉口兩內(nèi)側(cè)面作為輔助定位基準。 (2)定位分析 工件在心軸、端面、階梯銷上實現(xiàn)完全定位。其中心軸限制了工件在X、Y軸上的移動及轉(zhuǎn)動自由度，端面限制Z軸的移動自由度；階梯銷限制了工件在Z轉(zhuǎn)動自由度； 圖4-1 總裝圖 圖4-2 夾具體零件圖 15 參 考 文 獻 [1] 李洪主 《機械加工工藝手冊》第四版 北京出版社，1996. [2] 王紹俊 《機械制造工藝設(shè)計手冊》機械工業(yè)出版社，1985 [3] 倪小丹 《機械制造技術(shù)基礎(chǔ)》清華大學(xué)出版社，2007 [4] 王益民 《機械制造工藝課程設(shè)計指導(dǎo)書》 [5] 王永康 《機械制造技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo)書》 [6] 楊黎明 《機床夾具設(shè)計手冊》第一版 國防工業(yè)出版社，1966 總結(jié) 這次的課程設(shè)計的主要內(nèi)容是完成汽車變速器換檔叉的機械加工工藝工裝過程綜合卡片、及其中一道工序的夾具設(shè)計，畫出所設(shè)計零件的毛坯圖和零件圖，夾具體的CAD零件圖和裝配圖。 通過這三周的課程設(shè)計，明顯的感覺到了自己的不足，只學(xué)點理論知識是遠遠不夠的，其中通過問老師，問同學(xué)，學(xué)到了很多課本上沒有的，雖說很累，但累在其中，從到了很多東西，通過查閱圖書館資料、上網(wǎng)，同時也學(xué)會了些word排版，CAD等軟件的使用，所以這三周并沒有白費。其中更要感謝的是我的指導(dǎo)老師，認真仔細的為我們指導(dǎo)。 附錄:變速器換擋叉機械加工工序卡 湖南工程學(xué)院 機械加工工序卡片 零件名稱 工序名稱 工序號 變速器換檔叉 銑16.526.5端面 100 材料名稱 材料牌號 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 夾具名稱 夾具編號 額定時間 共 1頁 毛坯 HT200 立式銑床 X51 專業(yè)夾具 第1頁 工序簡圖 工步號 工步內(nèi)容 進給量 mm/z 切削速度 r/min 刀具 量具 名稱 規(guī)格 名稱 規(guī)格 1 銑銑16.526.5端面 硬質(zhì)合金端銑刀 80 卡板 更改內(nèi)容 班 級 機設(shè)1094 設(shè)計者姓名 羅成 設(shè)計日期 2013/1/7