《换挡叉》说明书

1、中北大学课程设计说明书 目录 1.对零件进行工艺分析，画零件图 1.1换挡叉的概述 .2 1.2换挡叉的技术要求.2 13分析换挡叉的工艺性 .3 1.4确定换挡叉的工艺类型 .3 2.毛坯的选择 2.1确定毛坯的类型、制造方法和尺寸及精度等 级 . 4 2.2确定毛坯的技术要求.4 2.3绘制毛坯图 .4 3选择基准，制订零件的机械加工工艺路线 3.1粗基准 .5 3.2精基准 .5 3.3工艺路线方案 .5 3.4工艺路线确定 .6 4确定切削用畳及基本工时 4.1切削用量的计算 .8 中北大学课程设计说明书 4.2基本工时的计算 .8 5.叽9、呢0两端面铳削专用机床夹具设计 中北大学课

2、程设计说明书 5.1约束自由度 .12 5.2设计夹具定位夹紧装.12 5.3定位误差分析 .12 6.参考文献 .13 中北大学课程设计说明书 |柚眄 B.北|嗓秋，HT , W HL 5娜 SSI. 1.对零件进行工艺分析，画零件图 1.1换挡叉的概述 1.1.1换挡叉的功用 换挡叉头以孔真在变素差叉轴上，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

3、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 r-r 中北大学课程设计说明书 加工表面 尺寸及偏差 /mm 公差及精度等 级 表变粗糙度 Ra/如 形位公差/mm 换挡叉头两端 面 421T1312.5 换挡叉头部上 端面 211T136.3 换挡叉头部方 槽两侧面 14IT133.2 换挡叉头部方 槽底面 严5 1丄0 1T143.2 016孔016严 1T80.2 丄 0.1 A 换挡叉脚两端 面

4、 Q-O.1 8-0.2 1T110.8 换挡叉脚内表 面 R43捫1T103.2 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1627mm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。 中北大学课

5、程设计说明书 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；16mm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）0? mm和差轴孔1627mm）夕卜，其余表面加工 精度均较低，不需要高精度机床加工，通过铳削、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

6、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毛坯的选择 2.1确定毛坯的类型、制造方法和尺寸及精度等级 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。 査表得铸件机械加工余量等级为F-H,取G级。由于铸件选择机器造型，材料为ZG45 U,生产类型为大批量，査表得铸件公差等级CT为812级，取1（）级 2.2确定毛坯的技术要求 中北大学课程设

7、计说明书 换挡叉铸件尺寸公差、加工余量和基本尺寸如下： 加工表面公差加工面基铸造尺机械加工余 RMA 毛坯基 中北大学课程设计说明书 等级本尺寸寸公差量公差等级本尺寸 换拦叉头部上端 面 10212.4G1.423.6 换扌当叉头部方槽 两侧面 0 换扌当叉头部方槽 底面 0 换挡叉头部两侧 面 10422.8G1.446.2 螺纹孔端面 10142.2G1.416.5 016孔 0 换挡叉脚两端面 1082G1.411.8 换挡叉脚内表面 10R433.2G1.4R40.8 2.3绘制毛坯图 中北大学课程设计说明书 宀lT扯2U御 中北大学课程设计说明书 3.选择基准，制订零件的机械加工工艺

8、路线 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。 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，即適循了 “基准统一”原则。 x-K).O27 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適循了 “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

9、，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。 3.3工艺路线方案 工序1：粗铳换挡叉头左右两端面 工序2：钻16mm孑L。 工序3：拉孔至图样尺寸。 工序4:铉mm孔处倒角1 X45。 工序5:粗铳一精铳一磨削换挡叉脚两端面。 中北大学课程设计说明书 工序6:粗铳一精铳换挡叉脚内表面。 工序7:粗铳换挡叉头上端面。 工序8:粗铳一精铳换挡叉头部方槽。 工序9:粗铳螺纹孔端面。 工序10:钻M 10mm底孔O8.5mm,倒角120攻螺纹M

10、 10mm。 工序11：钻通孔62mm 工序12：清洗。 工序13：终检 3.4工艺路线确定 在综合誇虑工序顺序安排原则的基础上，表4列出了换挡叉的工艺路线。 表4换挡叉工艺路线及定位基准、设备的选用 工序号工序名称机床设备刀具定位基准 1 同时粗铳换挡叉头 左扫两端回 卧式双面铳 床 三面刃铳 刀 叉脚左侧边 2 钻616mm孔 四面组合钻 床 麻花钻、 扩孔钻 叉脚内表面和叉 顶部侧面 3 拉16mm孔拉床拉刀 叉脚内表面和叉 顶部侧面 4 铉616mm孔处倒角 1 X 45 钻床總钻 叉脚内表面和叉 顶部侧面 5 粗铳一精铳换挡叉卧式双面铳三面刃铳616mm孑L,叉头 中北大学课程设计说

11、明书 脚两端面床刀部右端面 6 粗铳一精铳叉脚内立式铳床X51铳刀616mm孔,叉脚 中北大学课程设计说明书 侧面外曲面 616mm孔叉脚 7 粗铳换挡叉头上端 面，并粗铳、精铳方 槽 立式铳床X51 铳刀 内表面 8 粗铳螺纹孔端面立式铳床X51铳刀 616mm孔,叉脚 内表面 9 钻MIOmm底孔6 工步2的背吃刀gp2=lmmo （2）进给長的确定工步1:取每齿进给g/; = 0.08mm/Z；工步2:迸给/=1.5mm/ro （3）铳削速度的确定工步1:铳削速度同工序1,即,=40.2m/min；工步2:铳削速度同工步1,即 v2=40.2m/min. 工序6:粗铳一精铳叉脚内侧面 本

12、工序由两个工步组成，即工步1：粗铳换皓叉脚内侧面；工步2:精铳换拷叉脚内侧面。 （1）背吃刀長的确定工步2的机械加工余長为1mm,所以工步1的背吃刀長你=2.2 l = 1.2mm； 工步2的背吃刀p2=lmm0 （2）进给長的确定 工步1：査表，取每齿进给長 = 0.08gn/z；工步2：査表，进给長/ =1.5mm/r。 （3）铳削速度的确定工步1：铳削速度同工序1,即:v】=40.2m/min;工步2:铳削速度同工步1,即 v2=40.2m/min 工序7：粗铳換挡叉头上端面，并粗铳、精铳方槽 本工序共有三道工步，即工步1：粗铳换拷叉头上端面；工步2:粗铳冇槽；工步3:精铳方槽。 （1）

13、背吃刀長的确定工步1 := 2.6 mm ；工步2:由于精加工余長为1mm,所以 ,2=ll-l = 10mm；工步3:该工步迸给長包括方槽纵向背吃刀長和左侧及右侧横向背吃刀 長，三个背吃刀長相同，即dp3 = lmm （2）进给長的确定工步1和工步2的进给長相同，即fzl = fz2 = 0.08 mm/z；工步3的进给呈为 f =1.5mm/r0 （3）铳削速度的确定三个工步的切削速度相同，即v=40.2m/mino 工序8：粗铳螺纹孔端面 （1）背吃刀旻的确定ap =16.5-14 = 2.5mmo （2）迸绐長的确定f- = 0.08mm/zo （3）铳削速度的确定v=4（）.2m/m

14、ino 工序9:钻MIOmm底孔倒角120,攻Ml0mm螺纹 本工序包括三道工步，即工步1：用的麻花钻钻削底孔；工步2:用铉钻钻削120倒角； 中北大学课程设计说明书 0.21 nin = 12.45 根据表，取 =42mm D_d 2 cot匕 +(1 2)=才x cot54: +1 Q64 mmli = 1 mm 屮+厶 /MZ 42 + 6.4 + 1 0.1x960 0.51 niin = 30.95 工步3:攻MlOmm螺纹。 (1)背吃刀長的确定 工步 1： a/A =8.5mm； I步 2: p2=0.5mm； X步 3: ap = 10-&5 = 1.5mm。 (2)进给長的确

15、定工步1:査表，按钢件45刚査表得进给旻取/O.O.Bmm/ro工步2:査表，取 进绐/2=0.10mm/r；工步3:由于攻螺纹的迸给長就是被加工專纹的螺距，取本螺纹的球距 为1mm,所以本工步的迸给長/3 = lmm0 (3)切削速度的确定工步1:査表得切削速度v=2()m/min；工步2:査表，取切削速度v=14m/mino 工步3:由表差得攻螺纹的切削速度v=38m/min,暂取v=3m/mino由公式求该工步的主轴转 V 速 =xl0002 398r/min,又由立式钻床主轴转速表49,取转速44r/min0再将此转速代 7nl 入公式可求出该工步的实际切削速度v = n/1000 =

16、 3.32m/mino 工序10：钻通孔62mm (1)背吃刀星的确定 p=2mmo (2)迸给星的确定 f =0.08mmo (3)切削速度的确定v=20m/miiio 4.2基本工时的计算 工序1：同时粗铳换拦叉头左右两端面 按表，取 I =22mm ,厶=0.5( 一 Jd) + (1 3) = 0.5x(80 V6400484) +1 = 2.54 mm、厶=2 mm / + /】+厶 _ 22 + 2.54 + 2 fMz0.08x10 x160 工序2:钻16mm孔 工序3:拉16mm孔 设拉刀长度为400mm,则 中北大学课程设计说明书 42 + 400 c “ t ； = -0

17、.1 linin = 6.05 7 4000 工序5:粗铳一精铳换挡叉脚两端面 / =19mm 、 l =0.5(_ Jd2_a)+(i 3)= 0.5x(80_j6400_361) + =24 mm ,=2 mm = / + A+4xj= 22 + 2J4 + 2 x482irin =49s f, 0.08x10 x160 工序6:粗铳一精铳叉脚内侧面 I =26mm 、 h = 0.5( 一 Jd 2 -)+ (1 3) = 0.5 x (80 J6400- 676) + 1 = 2.2 mm , =2 mm 二出斗=26 + 2.2 + 2 *0.94简=56.6$ f,0.08x10

18、x160 工序7:粗铳换挡叉头上端面，并粗铳、精铳方槽 （I） 粗铳换拦叉头上端面时所用基本工时计算: I =42rnm ,厶=05(d -&厂一於)+ (1 3) = 0.5x(80 、/64001764) + 1 = 7.5 mm , =2 mm =土匚 42+7.5 + 2 “伽讪=24上 fMz 0.08x10 x160 （2） 粗铳方槽所用基本工时为 I =12mm , 厶=0.5( _3_打)+ (1 3) = 0.5x(80- J6400144) + 1 = 1.5 =2 mm =凹乜=12 + 1.5 + 2 “12简=7.3$ fMz 0.08x10 x160 （3 ） 精铳

19、方槽两侧面所用基本工时为 I =12mm , 1 = 0.5( _3_匕2)*(3)= 0.5x(80- J6400144) + 1 = 1.5 =2 mm = / + /】+Lxj=2_l)+ 2 乂2彩024nin =14.6$ fMz0.08x10 x160 工序8:粗铳螺纹孔端面 I =14mm , I、= 0.5( _ Jd? _2)+(i 3)= 0.5 x (80_ j6400_ 96) +1 = 1 6=2 mm =14 + 16 + 2“14 简=83T fMz 0.08x10 x160 工序9:钻Ml0mm底孔08.5mm,攻MIOmm螺纹 （1）钻MIOmm底孔P8.5mm所用基本工时为 中北大学课程设计说明书 中北大学课程设计说明书 人=(2 3)p = 2 x 1 = 2 mm I +/, +?2 + / +，1 +，2 8+2+2 8+2+2 - + - 1x44 - 1x44 = 0.55 min =32.7s =29mmZ) cl2 =