《換擋叉》說明書

1、中北大學(xué)課程設(shè)計說明書 目錄 1.對零件進(jìn)行工藝分析，畫零件圖 1.1換擋叉的概述 .2 1.2換擋叉的技術(shù)要求.2 13分析換擋叉的工藝性 .3 1.4確定換擋叉的工藝類型 .3 2.毛坯的選擇 2.1確定毛坯的類型、制造方法和尺寸及精度等 級 . 4 2.2確定毛坯的技術(shù)要求.4 2.3繪制毛坯圖 .4 3選擇基準(zhǔn)，制訂零件的機(jī)械加工工藝路線 3.1粗基準(zhǔn) .5 3.2精基準(zhǔn) .5 3.3工藝路線方案 .5 3.4工藝路線確定 .6 4確定切削用畳及基本工時 4.1切削用量的計算 .8 中北大學(xué)課程設(shè)計說明書 4.2基本工時的計算 .8 5.嘰9、呢0兩端面銃削專用機(jī)床夾具設(shè)計 中北大學(xué)課

2、程設(shè)計說明書 5.1約束自由度 .12 5.2設(shè)計夾具定位夾緊裝.12 5.3定位誤差分析 .12 6.參考文獻(xiàn) .13 中北大學(xué)課程設(shè)計說明書 |柚眄 B.北|嗓秋，HT , W HL 5娜 SSI. 1.對零件進(jìn)行工藝分析，畫零件圖 1.1換擋叉的概述 1.1.1換擋叉的功用 換擋叉頭以孔真在變素差叉軸上，并用銷釘經(jīng)孔與變速叉軸聯(lián)接，換擋叉腳則夾在雙 聯(lián)變換齒輪的槽中，當(dāng)需要變速時，操縱變速桿，變速操縱機(jī)構(gòu)就通過換擋叉頭部的操縱 槽帶動換擋叉與變速叉軸一起在變速箱中滑移，換擋叉腳撥動雙聯(lián)變速齒輪在花鍵軸上滑 動以變換檔位，從而改變機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。 1.1.2換擋叉的結(jié)構(gòu)特點 換擋叉在改變檔

3、位時要承受彎曲應(yīng)力和沖擊載荷的作用，因此該零件應(yīng)具有足夠的強(qiáng) 度、剛度和韌性，以適應(yīng)換擋叉的工作條件。該零件的主要工作表面為換擋叉腳兩端面、 叉軸孔和鎖銷孔，在設(shè)計工藝規(guī)程時應(yīng)重點予以保證。 1.2換擋叉的技術(shù)要求 換擋叉零件技術(shù)要求如下表 r-r 中北大學(xué)課程設(shè)計說明書 加工表面 尺寸及偏差 /mm 公差及精度等 級 表變粗糙度 Ra/如 形位公差/mm 換擋叉頭兩端 面 421T1312.5 換擋叉頭部上 端面 211T136.3 換擋叉頭部方 槽兩側(cè)面 14IT133.2 換擋叉頭部方 槽底面 嚴(yán)5 1丄0 1T143.2 016孔016嚴(yán) 1T80.2 丄 0.1 A 換擋叉腳兩端 面

4、 Q-O.1 8-0.2 1T110.8 換擋叉腳內(nèi)表 面 R43捫1T103.2 該換擋叉形狀特殊、結(jié)構(gòu)簡單，屬典型的叉桿類零件。為實現(xiàn)換擋、變速的功能，其 叉軸孔與變速叉軸有配合要求，因此加工精度要求較高。差腳兩端面以及換擋叉頭部方槽 兩側(cè)面在工作中需承受沖擊載荷為增強(qiáng)其耐磨性，該表面要求高頻淬火處理，硬度為 55- 63HRC；為保證換擋叉換擋時叉腳受力均勻，要求叉腳兩端面對叉軸孔1627mm垂 直度為0.1。為保證換擋叉在叉軸上有準(zhǔn)確的位置，該換檔位準(zhǔn)確，換擋叉采用螺栓螺紋連 接定位。為保證整個零件的硬度和加工性能，要求對整個零件進(jìn)行熱處理、調(diào)質(zhì)，硬度為 18-25HRC。 中北大學(xué)課

5、程設(shè)計說明書 綜上所述，該換擋叉零件的各項技術(shù)要求制定的較為合理，符合該零件在變速箱中的 功用。 1.3分析換擋叉的工藝性 分析零件圖可知，撥插頭兩端面和差腳兩端面均要求切削加工，且在軸向方向上均高 于相鄰表面，這樣既減少里加工面積，又提高了換擋時叉腳端面的接觸剛度；16mm孔 的端面為平面，可以防止加工過程中鉆頭鉆偏以保證孔的加工精度；另外，該零件除主要 工作表面（換擋叉腳兩端面、內(nèi)表面）0? mm和差軸孔1627mm）夕卜，其余表面加工 精度均較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過銃削、鉆床的粗加工就可以達(dá)到加工要求；而 主要工作表面雖然加工精度相對較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)的

6、方法 保質(zhì)保量的加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。 1.4確定換擋叉的工藝類型 設(shè)計要求該零件的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。 2毛坯的選擇 2.1確定毛坯的類型、制造方法和尺寸及精度等級 由于該換擋叉在工作過程中要承受沖擊載荷，為增強(qiáng)換擋叉的強(qiáng)度和沖擊韌度，獲得纖維 組織，毛坯選用鑄件，該換擋叉的輪廓尺寸不大，且生產(chǎn)類型屬于中批生產(chǎn)，為提高生產(chǎn) 率和鑄件精度，以采用砂型鑄造方法制造毛坯。毛坯的拔模斜度為5。 査表得鑄件機(jī)械加工余量等級為F-H,取G級。由于鑄件選擇機(jī)器造型，材料為ZG45 U,生產(chǎn)類型為大批量，査表得鑄件公差等級CT為812級，取1（）級 2.2確定毛坯的技術(shù)要求 中北大學(xué)課程設(shè)

7、計說明書 換擋叉鑄件尺寸公差、加工余量和基本尺寸如下： 加工表面公差加工面基鑄造尺機(jī)械加工余 RMA 毛坯基 中北大學(xué)課程設(shè)計說明書 等級本尺寸寸公差量公差等級本尺寸 換攔叉頭部上端 面 10212.4G1.423.6 換扌當(dāng)叉頭部方槽 兩側(cè)面 0 換扌當(dāng)叉頭部方槽 底面 0 換擋叉頭部兩側(cè) 面 10422.8G1.446.2 螺紋孔端面 10142.2G1.416.5 016孔 0 換擋叉腳兩端面 1082G1.411.8 換擋叉腳內(nèi)表面 10R433.2G1.4R40.8 2.3繪制毛坯圖 中北大學(xué)課程設(shè)計說明書 宀lT扯2U御 中北大學(xué)課程設(shè)計說明書 3.選擇基準(zhǔn)，制訂零件的機(jī)械加工工藝

8、路線 3.1粗基準(zhǔn) 作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面欠缺。 粗基準(zhǔn)：選擇換擋叉腳兩端面和內(nèi)表面作為粗基準(zhǔn)。 3.2精基準(zhǔn) 根據(jù)該換擋叉零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇換擋叉頭右端面和叉軸孔做為 精基準(zhǔn)，零件上的很多表面都可以采用他們作基準(zhǔn)進(jìn)行加工，即適循了 “基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。 x-K).O27 叉軸孔mm的軸線是設(shè)計基準(zhǔn)，選用其做精基準(zhǔn)定位加工換擋叉腳兩端面，實現(xiàn)了 設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合，保證了被加工表面的垂直度要求。 選用換擋叉左端面作為精基準(zhǔn)同樣是適循了 “基準(zhǔn)重合”的原則，因為該換擋叉在軸方向 的尺寸多以該端面作為設(shè)計基準(zhǔn)； 另外，由于換擋叉剛性較差，受力易產(chǎn)生彎曲變形

9、，為了避面在機(jī)械加工中產(chǎn)生加緊變形, 根據(jù)夾緊力應(yīng)垂直于主要定位基面，并應(yīng)作用在剛度較大部位的原則，夾緊力作用點不能 做用在叉桿上。 選用換擋叉頭右端面作精基準(zhǔn)，夾緊可作用在換擋叉左端面上，加緊穩(wěn)定可靠。 3.3工藝路線方案 工序1：粗銃換擋叉頭左右兩端面 工序2：鉆16mm孑L。 工序3：拉孔至圖樣尺寸。 工序4:鉉mm孔處倒角1 X45。 工序5:粗銃一精銃一磨削換擋叉腳兩端面。 中北大學(xué)課程設(shè)計說明書 工序6:粗銃一精銃換擋叉腳內(nèi)表面。 工序7:粗銃換擋叉頭上端面。 工序8:粗銃一精銃換擋叉頭部方槽。 工序9:粗銃螺紋孔端面。 工序10:鉆M 10mm底孔O8.5mm,倒角120攻螺紋M

10、 10mm。 工序11：鉆通孔62mm 工序12：清洗。 工序13：終檢 3.4工藝路線確定 在綜合誇慮工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，表4列出了換擋叉的工藝路線。 表4換擋叉工藝路線及定位基準(zhǔn)、設(shè)備的選用 工序號工序名稱機(jī)床設(shè)備刀具定位基準(zhǔn) 1 同時粗銃換擋叉頭 左掃兩端回 臥式雙面銃 床 三面刃銃 刀 叉腳左側(cè)邊 2 鉆616mm孔 四面組合鉆 床 麻花鉆、 擴(kuò)孔鉆 叉腳內(nèi)表面和叉 頂部側(cè)面 3 拉16mm孔拉床拉刀 叉腳內(nèi)表面和叉 頂部側(cè)面 4 鉉616mm孔處倒角 1 X 45 鉆床總鉆 叉腳內(nèi)表面和叉 頂部側(cè)面 5 粗銃一精銃換擋叉臥式雙面銃三面刃銃616mm孑L,叉頭 中北大學(xué)課程設(shè)計說

11、明書 腳兩端面床刀部右端面 6 粗銃一精銃叉腳內(nèi)立式銃床X51銃刀616mm孔,叉腳 中北大學(xué)課程設(shè)計說明書 側(cè)面外曲面 616mm孔叉腳 7 粗銃換擋叉頭上端 面，并粗銃、精銃方 槽 立式銃床X51 銃刀 內(nèi)表面 8 粗銃螺紋孔端面立式銃床X51銃刀 616mm孔,叉腳 內(nèi)表面 9 鉆MIOmm底孔6 工步2的背吃刀gp2=lmmo （2）進(jìn)給長的確定工步1:取每齒進(jìn)給g/; = 0.08mm/Z；工步2:迸給/=1.5mm/ro （3）銃削速度的確定工步1:銃削速度同工序1,即,=40.2m/min；工步2:銃削速度同工步1,即 v2=40.2m/min. 工序6:粗銃一精銃叉腳內(nèi)側(cè)面 本

12、工序由兩個工步組成，即工步1：粗銃換皓叉腳內(nèi)側(cè)面；工步2:精銃換拷叉腳內(nèi)側(cè)面。 （1）背吃刀長的確定工步2的機(jī)械加工余長為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）進(jìn)給長的確定 工步1：査表，取每齒進(jìn)給長 = 0.08gn/z；工步2：査表，進(jìn)給長/ =1.5mm/r。 （3）銃削速度的確定工步1：銃削速度同工序1,即:v】=40.2m/min;工步2:銃削速度同工步1,即 v2=40.2m/min 工序7：粗銃換擋叉頭上端面，并粗銃、精銃方槽 本工序共有三道工步，即工步1：粗銃換拷叉頭上端面；工步2:粗銃冇槽；工步3:精銃方槽。 （1）

13、背吃刀長的確定工步1 := 2.6 mm ；工步2:由于精加工余長為1mm,所以 ,2=ll-l = 10mm；工步3:該工步迸給長包括方槽縱向背吃刀長和左側(cè)及右側(cè)橫向背吃刀 長，三個背吃刀長相同，即dp3 = lmm （2）進(jìn)給長的確定工步1和工步2的進(jìn)給長相同，即fzl = fz2 = 0.08 mm/z；工步3的進(jìn)給呈為 f =1.5mm/r0 （3）銃削速度的確定三個工步的切削速度相同，即v=40.2m/mino 工序8：粗銃螺紋孔端面 （1）背吃刀旻的確定ap =16.5-14 = 2.5mmo （2）迸紿長的確定f- = 0.08mm/zo （3）銃削速度的確定v=4（）.2m/m

14、ino 工序9:鉆MIOmm底孔倒角120,攻Ml0mm螺紋 本工序包括三道工步，即工步1：用的麻花鉆鉆削底孔；工步2:用鉉鉆鉆削120倒角； 中北大學(xué)課程設(shè)計說明書 0.21 nin = 12.45 根據(jù)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螺紋。 (1)背吃刀長的確定 工步 1： a/A =8.5mm； I步 2: p2=0.5mm； X步 3: ap = 10-&5 = 1.5mm。 (2)進(jìn)給長的確

15、定工步1:査表，按鋼件45剛査表得進(jìn)給旻取/O.O.Bmm/ro工步2:査表，取 進(jìn)紿/2=0.10mm/r；工步3:由于攻螺紋的迸給長就是被加工專紋的螺距，取本螺紋的球距 為1mm,所以本工步的迸給長/3 = lmm0 (3)切削速度的確定工步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:由表差得攻螺紋的切削速度v=38m/min,暫取v=3m/mino由公式求該工步的主軸轉(zhuǎn) V 速 =xl0002 398r/min,又由立式鉆床主軸轉(zhuǎn)速表49,取轉(zhuǎn)速44r/min0再將此轉(zhuǎn)速代 7nl 入公式可求出該工步的實際切削速度v = n/1000 =

16、 3.32m/mino 工序10：鉆通孔62mm (1)背吃刀星的確定 p=2mmo (2)迸給星的確定 f =0.08mmo (3)切削速度的確定v=20m/miiio 4.2基本工時的計算 工序1：同時粗銃換攔叉頭左右兩端面 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:鉆16mm孔 工序3:拉16mm孔 設(shè)拉刀長度為400mm,則 中北大學(xué)課程設(shè)計說明書 42 + 400 c “ t ； = -0

17、.1 linin = 6.05 7 4000 工序5:粗銃一精銃換擋叉腳兩端面 / =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:粗銃一精銃叉腳內(nèi)側(cè)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簡=56.6$ f,0.08x10

18、x160 工序7:粗銃換擋叉頭上端面，并粗銃、精銃方槽 （I） 粗銃換攔叉頭上端面時所用基本工時計算: I =42rnm ,厶=05(d -&廠一於)+ (1 3) = 0.5x(80 、/64001764) + 1 = 7.5 mm , =2 mm =土匚 42+7.5 + 2 “伽訕=24上 fMz 0.08x10 x160 （2） 粗銃方槽所用基本工時為 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簡=7.3$ fMz 0.08x10 x160 （3 ） 精銃

19、方槽兩側(cè)面所用基本工時為 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:粗銃螺紋孔端面 I =14mm , I、= 0.5( _ Jd? _2)+(i 3)= 0.5 x (80_ j6400_ 96) +1 = 1 6=2 mm =14 + 16 + 2“14 簡=83T fMz 0.08x10 x160 工序9:鉆Ml0mm底孔08.5mm,攻MIOmm螺紋 （1）鉆MIOmm底孔P8.5mm所用基本工時為 中北大學(xué)課程設(shè)計說明書 中北大學(xué)課程設(shè)計說明書 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 =