变速器换挡叉的加工工艺及铣床夹具夹具设计.docx
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1、变速器换挡叉加工工艺及夹具设计摘要:变速器换档叉位于主轴箱。主要作用是传递扭矩,使变速器获得换档的动力。优点是可以从一种速度直接变到另一种速度,而不需要经过中间的一系列,因此变速很 便利;其缺点是比较简单。本课题依据调查争论所供给的数据和有关技术资料,运用机械制造技术理论等相关专业学问对变速器换挡叉零件的作用和工艺进展了分析和计算,并对该换挡叉的加工工艺以及其夹具进展了优化设计。本论文制定了变速器换挡叉的工艺规程方案,拟定了夹具设计方案并完成了其第五工序的夹具构造设计。最终通过使用AUTOCAD 绘制装配图和零部件图,保证了加工质量的高效、省力、经济合理。关键词:换档叉;工艺规程;夹具IDes
2、ign of the Process and Fixture for the Transmission Shift ForkAbstract: The transmission shift fork mounted on the spindle box. Main role is to transfer torque to shift the power transmission gain. Advantage is a direct change from one speed to another speed, without the need to go through the middl
3、e of the series, so speed is very convenient; the drawback is more complicated.Studies and surveys provide data and technical information of this subject, the use of the expertise of the mechanical manufacturing technology theory analysis and calculation of the transmission shift fork part of the ro
4、le and process, and the shift fork process and its the fixture has been optimized.This thesis is to develop a program of technical rules for the transmission shift fork to develop a fixture design, and completed its fifth process of fixture structure design. Finally, by using the assembly drawing an
5、d parts diagram in AUTOCAD,to ensure efficient processing quality, effort, economical and reasonable.Key words: Shift fork ;process planning;fixture目 录1 前言11.1 设计的意义11.2 设计的目的11.3 设计任务和要求22 零件的分析22.1 零件的作用22.2 零件的工艺分析23 工艺规程设计53.1 确定毛坯的制造形式53.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量53.3 锻件外形简单系数与锻件材质系数确实定53.4 锻件分模线外形与零件外
6、表粗糙度53.5 基面的选择63.6 制定工艺路线63.7 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确定83.8 确定切削余量及根本工时94 夹具设计214.1 问题的提出214.2 夹具设计214.3 夹具设计及操作说明245 总结25致 谢26参 考 文 献27附录:变速器换挡叉机械加工工序卡28III变速器换挡叉加工工艺及夹具设计1 前言1.1 设计的意义毕业设计是培育学生综合运用所学的根底理论和专业理论学问,独立解决零件工艺和夹具设计问题的力量一个重要的实践性教学环节。机械加工工艺是实现产品设计,保证产品质量、节约能源、降低本钱的重 要手段,是企业进展生产预备,打算调度、加工操作、生产安全、技
7、术检测和 健全劳动组织的重要依据,也是企业上品种、上质量、上水平,加速产品更, 提高经济效益的技术保证。同时夹具作为机械制造系统中不行或缺的重要组成 局部,在保证工件加工精度、提高劳动生产率、扩大机床适用范围、改善操作 者劳动条件、降低本钱都具有格外突出的奉献。随着信息化时代的降临,消灭 了更加周密、复合、智能、环保的机床,企业对零件的加工工艺及夹具设计、 制造提出了更高的要求。然而,在当今很多企业中,像变速器换挡叉等不规章 零件的加工上照旧无法满足流水线自动化加工的水准。因此设计高精、高效、 模块组合、通用的夹具是提高工件的加工质量,加工效率,充分发挥机床的工 艺性能的必定要求。1.2 设计
8、的目的本次设计为大学四年所学根底课程的一次综合性设计,对于培育我们编制机械加工工艺规程和机床夹具设计的力量具有重要的意义。(1) 培育综合运用相关专业课程工程材料、互换性与测量技术、金属切削及装备等的理论学问,结合金工实习、生产实习中学到的实践学问,独立的分析和解决机械加工工艺问题,初步具备设计中等简单程度的零件的工艺规程的力量。(2) 能依据被加工零件的技术要求,运用夹具设计的根本原理和方法,学会拟定夹具设计方案,完成夹具构造设计,初步具备设计保证加工质量的高效、省力、经济合理的专用夹具的力量。(3) 生疏和能够应用有关手册、标准、图标等技术资料,分析零件加工的技1零件的分析术要求和本企业具
9、备的加工条件,把握从事工艺的方法和步骤。(4) 进一步娴熟机械制图、设计计算、机构设计、和编写技术文件等的根本技能。(5) 培育解决工艺问题的力量,为以后去工厂从事工艺与夹具设计打好良好根底。1.3 设计任务和要求依据设计任务,依据调查争论所供给的数据和有关技术资料,进展以下工作:制定工艺规程方案,绘制有关图纸零件图、毛坯图、夹具零件图、夹具装配图等,编写技术文件等。其根本内容如下:(1) 工艺规程设计。(2) 绘制被加工零件毛胚图、夹具零件图、夹具装配图及相应的 PRO/E 实体图。(3) 按规定格式编制设计计算说明书。2 零件的分析2.1 零件的作用题目所给定的零件是变速器换档叉如以下图
10、2-1 所示,它位于传动轴的端部。主要作用是传递扭矩,使变速器获得换档的动力。该零件是以 15.8F8 孔套在轴上,并用 M101-7H 螺纹孔与轴定位,换挡叉脚卡在双联齿轮的轴中, 变速操作机构通过换挡叉头部的操纵槽带动换挡叉与轴一起在变速箱中滑动, 换挡叉脚拨动双联齿轮在花键轴上滑动,就可实现变速功能,从而实现变速器变速。换挡叉的主要工作面为操纵槽换挡叉脚两端面,主要协作面为 15.8F8 孔,M101-7H 螺纹孔和换挡叉脚侧面.该零件属于特别外形零件,但简单程度一般。由于换挡叉在工作是外表承受肯定的压力,因此,要求有肯定的强度和韧度。2.2 零件的工艺分析(1) 该变速器换档叉需要加工
11、的外表可大致分为四类:21 15.8F8 孔;2) 以 15.8F8 为基准的顶端16 56 两侧面和叉口的前后两侧面;3) 以 15.8F8 为基准的其它几个平面以及槽;4M10 1-7H 螺纹。这几组加工面之间有着肯定的位置要求,主要是: 15.8F8 mm 孔的中心线与叉口的前后两侧面的垂直度公差为 0.15mm。(2)换挡叉技术要求表 2-1 换挡叉技术要求加工外表尺寸及偏差mm公差及精度等级外表粗糙度Ra形位公差mm叉脚两端面 叉口两内侧面 15.8 内孔M10 螺纹孔叉头凸台两端面叉头平台外外表叉头平台凸面 叉头下外表5.90-0.1551+0.1015.8+0.043+0.016
12、M1019.650-0.2511IT12 IT12 IT8IT7 IT12IT13 IT13 IT136.33.26.36.312.512.56.3该变速器换挡叉构造简洁,属于典型的叉杆类零件。为实现换挡、变速的功能,其叉轴孔和变速叉轴有协作要求,因此加工精度要求高。叉脚两端面在工作中需承受冲击载荷,为增加耐磨性,承受局部淬火,硬度为 180HBS 左右, 为保证换挡叉换挡时叉脚受力均匀,要求叉脚两端面与孔 15.8 垂直度要求为0.15mm。换挡叉用螺钉定位,螺纹孔为 M10。综上所述,该零件得各项技术要求制订较合理,符合在变速箱中的功用。3审查换挡叉的工艺性分析零件图可知,该换挡叉叉脚两端
13、面厚度薄于连接的外表,但削减了加工面积,使用淬火处理供给局部的接触硬度。叉脚两端面面积相对较大,可防止加工过程中钻头钻偏,保证孔的加工精度及叉脚两端面的垂直度。其它外表3零件的分析加工精度较低,通过铣削、钻床的粗加工就可到达加工要求;而主要工作外表虽然加工精度相对较高,但也可以在正常得生产条件下,承受较经济得方法保质保量地加工出来。可见该零件工艺性好。图 2-1 变速器换挡叉零件图43 工艺规程设计3.1 确定毛坯的制造形式零件的材料为 35 钢。常用的毛坯件有铸件、锻件、型材、冲压件和焊接件等。考虑到零件在加工过程中常常承受交变载荷及冲击性载荷,因此应中选用锻件,以使金属纤维尽量不被切断,保
14、证零件工作牢靠,且零件的轮廓尺寸不大,参照文献1表 1.3-1,可承受模锻成型。3.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量公差等级:由换挡叉的功用和技术要求,确定该零件的的公差等级为一般级。锻件重量:机械加工后换挡叉的重量为 3kg,由此可初步估量机械加工前锻件毛坯的重量为 3.5kg。3.3 锻件外形简单系数与锻件材质系数确实定1锻件外形简单系数对换挡叉零件图分析计算,可或许确定锻件外轮廓包涵体出该换挡叉锻的长度、宽度和高度,即 l=136mm,b=76mm,h=72mm,=7.810-6kg/mm3 由文献2公式 2-3 可计算件的外形简单系数S=mt/mn=3.5/13676727.810
15、-6=3.5/5.8=0.6故属于 S 2 级。2)锻件材质系数由于该换挡叉材料为 35 钢,是碳的质量分数少于 0.65%的碳素钢,故该锻件的材质系数属 M 级。13.4 锻件分模线外形与零件外表粗糙度依据该换挡叉的形位特点,以对称平分面为分模面,属平直分模线。由零件图可知,该换挡叉各加工外表粗糙度 Ra 均大于等于 3.2um。5工艺规程设计3.5 基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确和合理,可以使加工质量得到保证,生产率得以提高。否则,加工工艺过程会问题百出, 更有甚者,还会造成零件大批报废,使生产无法正常进展。(1) 粗基准的选择选择定位粗基准是要能加工出精
16、基准,同时要明确哪一方面的要求是主要的。粗基准的选择应以下面的几点为原则:a.应选能加工出精基准的毛坯外表作粗基准。b.当必需保证加工外表与不加工外表的位置和尺寸时,应选不加工的外表作为粗基准。c.要保证工件上某重要外表的余量均匀时,则应选择该外表为定位粗基准。d.当全部外表都需要加工时,应选余量最小的外表作为基准, 以保证该外表有足够的加工余量。在铣床上加工变速器换档叉时,以 F15.8mm 内孔作为粗基准。满足粗基准的选择原则。(2) 精基准的选择精基准的选择应从保证零件加工精度动身,同时考虑装夹便利,夹具构造简洁。选择时应遵循以下原则:尽量选零件的设计基准作精基准,可以避开因基准不重合引
17、起的定位误差,这一原则称为“基准重合”原则。尽可能使工件各主要外表的加工,承受统一的定位基准,这是“基准统一”原则。当零件主要外表的相互位置精度要求很高时,应承受互为基准,反复加工的原则。选择加工外表本身作为定位基准,即“自为基准”。选择的定位精基准,应保证工件定位准确,夹紧牢靠,夹具构造简洁,操作便利3。该零件加工时,承受 F15.8mm 内孔作为精基准来加工换档叉叉口前后两侧面。3.6 制定工艺路线工艺路线的拟订是制定工艺规程的关键,其主要任务是选择各个外表的加工方法和加工方案,确定各个外表的加工挨次和工序的组合内容,它与定位基准的选择亲热相关。制定工艺路线的动身点,应当是使零件的几何外形
18、,尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定的条件下,6应考虑机床的夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外,还应当考虑经济效果,以便使生产本钱尽量降低。工艺方案分析:由于零件外表精度要求较高,所以安排了粗铣和精铣。考虑到 15.8mm 孔的精度要求较高,安排为钻并扩铰加工。精铣时以 15.8mm 孔定位能保证端面与轴心的位置精度要求。(1) 综上分析,确定的加工路线方案一如下: 工序 钻并扩铰 15.8mm 孔。工序 粗铣叉口 19 5.9 两内侧面。工序粗铣 16 56 两侧面。工序粗铣叉口前后两侧面及 R105mm 的叉部端面。工序粗铣 14.2 槽及 16.5
19、42.9 面及 16.5 14.5 面及 11 9.65 面。工序精铣叉口 19 5.9 两内侧面。工序精铣 16 56 两侧面。工序精铣叉口前后两侧面及 R105mm 的叉部端面。工序精铣 16.5 42.9 面。工序钻螺纹底孔 M10mm 及攻 M10 1-7H 螺纹。工序倒角并检查。以上工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片”。(2) 工艺路线方案二为:工序粗铣叉口 19 5.9 两内侧面。工序钻并扩铰 15.8mm 孔。工序粗铣 16 56 两侧面。工序粗铣叉口前后两侧面及 R105mm 的叉部端面。工序粗铣14.2 槽及16.5 42.9 面及16.5 14.5 面及11 9.65
20、面。工序精铣叉口 19 5.9 两内侧面。工序精铣 16 56 两侧面。工序精铣叉口前后两侧面及 R105mm 的叉部端面。工序精铣 16.5 42.9 面。工序钻螺纹底孔 M10mm 及攻 M10 1-7H 螺纹。7工艺规程设计工序倒角并检查。(3) 工艺方案的比较与分析:上述两个工艺方案的特点在于:方案一是先将定位孔加工出来以便于其他面的加工;方案二则先将叉口内侧面加工出来,然后再加工其它平面,而且为了节约装卸时间将一些粗精加工放在了一个工序中。两相比较可以看出,先加工孔再加工其它平面可以更好的保证各个平面的位置及方向误差,而且需要把粗精加工分开才能保证零件的粗糙度。因此打算用方案一进展加
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