变速器换挡叉 夹具设计 图纸任务书齐全文档格式.docx

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附录：

1、机械加工工艺过程卡一套2、机械加工工序卡一

3、夹具体装配图一4、夹具体零件图一

5、加工工件毛胚图一6、加工工件零件图一

第一章变速器换挡叉零件分析

1.1零件工艺分析

零件图上的主要技术要求为：

两叉脚口表面淬火至全厚硬度为45HRC。

零件正火硬度180HBS。

去毛刺。

1、加工表面及其要求

1）Φ15.81F8孔：

孔径Φ15.81

mm，两端倒脚0.4mm×

45°

，表面粗糙度R

3.2

。

2）换档叉脚端面：

保证尺寸56，表面粗糙度R

12.5

3）操纵槽：

宽度为14.2

mm,深度为18mm,对称面与换档叉头端面的距离为20.5mm，两侧面几底面的表面粗糙度为R

4）换档叉脚端面：

厚度尺寸为5.9

mm，表面粗糙度R

6.3

，对孔Φ15.81F8的垂直度为0.15mm，外端面与操纵槽的距离为33.5

mm。

5）换档叉脚侧面：

宽度尺寸为51

mm，表面粗糙度为R

两端倒角0.8mm×

1.2变速器换挡叉的主要作用

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M10×

1-7H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

1.3主要尺寸公差及分析

Φ15.81的孔的上偏差为+0.043，下偏差为+0.016，配合公差为F8，属于间隙配合，孔的表面的粗糙度为3.2，要求较高，鉴于孔径为15.81，可先采用Φ14的麻花钻钻孔，在用Φ10的立铣刀进行扩孔，最后进行精铰加工。

第二章毛坯的确定

2.1毛坯材料及制造形式的确定

该零件的材料为35#钢，考虑到零件在工作时要求有较高的强度和抗扭性，非加工面的尺寸精度要求较高，以及批量为大批量生产，所以采用模锻毛坯成型。

2.2铸造的加工余量及尺寸公差的确定

根据《机械加工工艺手册》表2.3-1，2.3-3，2.3-4，2.3-5，2.3-9，查得各加工余量及公差如图所示：

（1）∅15.8F8孔

毛坯为实心，不冲出孔。

孔精度要求IT7，查阅文献[1]表2.3-8确定孔

的加工余量分配：

钻孔：

∅15㎜

扩钻：

∅15.5㎜2Z=0.5㎜

粗铰：

∅15.7㎜2Z=0.1㎜

精铰：

∅0.043

0.01615.8++

2Z=0.1㎜

（2）叉口两侧面及R105mm的叉部端面。

由于两侧面对于R28.5中心线有平行度等位置要求，所以可以将其看作

孔来确定加工余量，即∅0.1

051+的孔。

毛坯为实心，已经有孔，精度要求为IT8，

参照文献[1]表2-3.9确定加工余量分配：

为简化模煅毛坯的外形，先直接取叉

口尺寸为46.5㎜。

表面粗糙度要求Rz6.3μm，因而需要精铣，此时粗铣时单边

余量z=2.0㎜，精铣时时单边余量z=0.25㎜。

对于R105mm的叉部端面，选取粗铣时z=2.0㎜，精铣时z=0.2㎜。

（3）16×

56两侧面

由于是在卧式铣床上两把刀同时铣，所以可以把两侧面的余量用双边余量

来计算。

现毛坯长度方向直接取11㎜。

表面粗糙度为Rz6.3μm，需要精铣，此

时粗铣单边余量为z=2.0-0.2=1.8㎜，精铣时单边余量z=0.2。

（4）叉口前后两侧面

该端面的表面粗糙度要求6.3zRμm，所以先粗铣再精铣。

查文献[4]中的表

4-1查得煅件尺寸公等级CT分为7-9级，选用8级。

此时粗铣单边余量为

z=2.0mm，精铣时单边余量z=0.2。

（5）14.2槽、16.5×

42.9面、16.5×

14.5面及11×

9.65面

同理，因为它们的粗糙度要求均为12.5zRμm，所以只需进行粗铣。

此时粗

铣单边余量Z=2㎜。

变速器换挡叉毛坯图

第三章工艺规程的设计

3.1定位基准的选择

基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。

基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。

否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无常进行。

3.1.1粗基准的选择

选择粗基准的原则：

（1）应选能加工出精基准的毛坯表面作粗基准；

（2）当必须保证加工表面与不加工表面的余量的位置和尺寸时，应选不需要加工的毛坯表面作粗基准；

（3）要保证工件上某重要表面的余量时，则应选择该表面作为定位粗基准；

（4）当全部表面都需要加工时，应选余量最小的表面作为粗基准，以保证该表面有足够的加工余量。

因此，对于底面的加工，选择工件的前面或后面作为加工基准面，应该尽量使底面的切削深度均匀，以提高其精度。

3.1.2精基准的选择

精基准的选择应该以保证零件的加工精度出发，同时考虑装夹方便，夹具结构简单，应遵循以下原则：

量选择零件的设计基准作为精基准，可以避免基准不重合引起的定位误差，即“基准重合”原则；

尽可能的使工件各主要表面的加工采用统一的定位基准，即“基准统一”原则；

当零件主要表面的相互位置精度要求很高时，应采用互为基准，反复加工的原则；

选择加工表面本身作为定位基准，这是自为基准；

选择的定位精基准应该保证工件定位准确，夹紧可靠，夹具结构简单，操作方便的原则。

即底面加工后，应该以底面作为精基准，因为底面是设计基准，符合“基准重合”原则。

根据不同的加工表面加工方式不同，定位方式应该主要以一面两孔定位，这是支架零件加工的典型加工定位方式，并根据加工要求不一样也可以选择用两面组合定位及其它定位方式。

由于图1-6所示的换档叉零件图多数尺寸及形位公差以φ15.81F8孔及其端面为设计基准,因此必须首先将φ15.81F8孔及其端面加工好,为后续工序准备基准.根据粗,精基准选择的原则,确定各加工表面的基准如下:

1）φ15.81F8孔及其端面:

拔叉头的外轮廓及端面（粗基准）

2）换档叉脚端面（粗加工）:

φ15.81F8孔及其端面

3）换档叉脚端面（精加工）:

φ15.81F8孔及换档叉脚端面

4）换档叉脚侧面:

φ15.81F8孔,换档叉脚端面及换档叉脚外侧面

操纵槽:

φ15.81F8孔,操纵槽,换档叉脚侧面

3.2制订加工工艺路线

制定工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状、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情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。

除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

根据先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原则拟定加工路线如下：

表3.2加工路线表

工序号

工序容

1

模锻成型

锻造

2

车

车Φ20.5左端面

3

车

钻，扩，铰Φ15.81F8孔

4

铣

粗，精铣叉口51两侧面

5

粗，精铣9.65两侧面

6

粗铣宽14.2的槽

7

铣

粗铣宽16.5面

8

粗铣宽11面

9

粗，精铣叉口5.9两侧及R105叉部端面

10

钻16.5面上的M10的螺纹底孔Φ8.5，攻M10

11

倒角

倒角0.8*45°

的倒角，0.4*45°

的倒角

12

钳工

去毛刺

3.3刀具、量具、夹具及设备的选择

刀具选择

　　　选用硬质合金铣刀，硬质合金钻头，硬质合金扩孔钻、加工中碳钢零件采用YG硬质合金，粗加工用YG8，半精加工为YG6

量具的选择，流水线加工作业中，零件在不同的工序中需抽查，根据零件图上要求不同，选用游标卡尺、百分表、千分尺、螺纹通规、止规等量具。

设备的选择：

工序一C336-1回转式六角车床,YT15外圆车刀,φ14mm标准锥柄麻花钻,φ14.8YT15扩孔刀及φ15H8YT15锥柄机用绞刀,0~200/0.02mm游标卡尺,钢直尺,φ15H8孔用塞规.

工序二钳工台,校正工具

工序三X62W卧式铣床,YT15三面刃铣刀,专用夹具,0~200/0.02mm游标卡尺

工序四X62W卧式铣床,YT15三面刃铣刀,专用夹具,0~200/0.02mm游标卡尺

工序五X62W卧式铣床,YT15三面刃铣刀,专用夹具,0~200/0.02mm游标卡尺

工序六Z515钻床,φ5锥柄麻花钻,专用夹具,0~200/0.02mm游标卡尺

工序七钳工台,校正工具,0~200/0.02mm游标卡尺

工序是铣削拨槽的下端面和钻孔加工M10*1的螺纹孔，可以选用卧式铣床完成

3.4加工工序的设计

工序Ⅰ：

钻、扩及铰钻∅15.8F8孔，本工序采用计算法确定切削用量。

工件材料：

35钢正火，σb=0.55GPa、模锻。

加工要求：

钻、扩及铰钻∅15.8F8孔，3.2zR=μm。

刀具：

查阅文献[5]，根据表2-125，选择麻花钻Φ15mm、扩孔钻Φ15.5mm、

铰刀。

计算切削用量

（1）钻Φ15mm孔

1）进给量f:

根据文献[7]表2.7，当钢的800bσ<

MPa，0d=φ15mm时，

f=0.29~0.37mm/r，由于本零件在加工∅15.8㎜孔时，属于低刚度零件，故

进给量应乘系数0.75，则

f=（0.29~0.37）×

0.75=0.22~0.28mm/r

根据机床说明书，现取f=0.20mm/r

2）切削速度：

根据文献[7]表2.13及表2.14，查得切削速度v=18m/min。

3）主轴转速：

第四章夹具设计

4.1确定方案

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。

经过与指导老师协商，决定设计工序——铣底平面的铣床夹具。

本夹具将用于铣床。

刀具为高速钢铣刀，进行加工。

4.2问题的提出

本夹具主要用来铣底平面，这底面对都有一定的技术要求。

因此，在本道工序加工时，主要应考虑如何提高劳动生产试验率，降低劳动强度，而精度则不是主要问题。

4.3定位基准的选择

由零件图可知，两平面有平行度及对称度要求，为了使定位误差为零，为了提高加工效率，同时，为了缩短辅助时间，采用互为基准，采用手动夹紧。

4.4切削力及夹紧力计算

本夹具是在铣床上使用的，用于定位块的起到定位用，为了保证工件在加工工程中不产生振动，必须对六角螺母和螺母螺钉施加一定的夹紧力。

由计算公式

Fj=FsL/（d0tg（α+ψ1’）/2+r’tgψ2）式（3.2）

Fj－沿螺旋轴线作用的夹紧力

Fs－作用在六角螺母

L－作用力的力臂（mm）

d0－螺纹中径（mm）

α－螺纹升角