汽车换挡拨叉课程设计说明书.doc

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换挡拨叉工艺规程设计

摘要：

本次课设的题目为汽车制造工艺学课程设计，它是一次综合性课程设计，是以画法几何，机械制图，机械设计等多个学科为基础知识，通过学生自主努力来完成的一项设计任务。

本次课程设计的任务是完成换档拨叉的工艺设计及有关工艺装备的设计。

本篇说明书分析了拖拉机二三档拨叉的基本概况，例如：

工作环境，结构特点，材料的性质及其加工特性等。

分析了零件的主要加工表面的方法，比较详细地分析了工艺路线的制定和选择。

并且对有关设备的选择与应用进行了简单的介绍，以及对加工中易产生的缺陷和防范措施也做了说明。

在夹具设计中，根据车床、铣床、钻床夹具的特点，说明了如何进行定位、加紧、以及误差分析、技术条件的制定。

说明书在编写和设计中，参考了有关文献和资料，在参考资料索引中有详细说明。

关键词：

二三档拨叉；工作表面粗糙度；定位销孔；夹具；

第一章零件图样的工艺分析

1.1零件的工作状态及工作条件

工作状态：

工作频繁。

工作条件：

工作表面有冲击，受力较大。

1.2零件的结构分析

从附页中给出的零件图可以看出，换挡拨叉是由铸钢经铣削、车削，钻削、磨削等多种加工手段加工而成的零件。

总体看来，整体的精度要求并不是很高，只有内换挡轴孔的公称尺寸达到八级，零件的表面粗糙度的要求并不是很高。

内换挡轴孔的公称尺寸为15H8表面粗糙度为3.2，并且加工出半径为1mm的倒角，表面粗糙度为12.5，中线为后续各个形位公差的基准。

定位销孔公称尺寸为5H14，其表面粗糙度为12.5。

纵槽的公称尺寸粗糙度为12.5其对称中心距离端面为12mm。

零件的工作部分是拨叉脚，两脚间的距离为50H12，内侧粗糙度为12.5.拨叉脚高20mm，需经过淬火处理，增加其硬度和耐磨度。

工作表面的粗糙度为6.3.两叉脚由半径为28mm的圆弧连接。

其厚度为5.5mm，未作热处理。

1.3零件技术条件分析

1.3.1表面精度

总体看来换挡拨叉的表面精度要求不是很高，因为它是变速器的拨叉，只有叉脚工作，其整个零件的机械强度不是很高，从使用的材料就能看出，铸钢耐磨，但是叉脚却需淬火处理，增加其强度。

内换挡轴孔粗糙度要求最高是只达到3.2，因为需要与轴配合，而其他部分几乎不与别的零件相接处，所以其最低粗糙度一般较低。

1.3.2表面间的位置精度

在零件加工过程中内换挡轴孔中线为表面间的位置精度基准，叉脚要保持一定的垂直度，垂直度误差不得超过0.1.

1.3.3零件的其他技术要求

零件毛坯选用，需要进行热处理（正火）使表面硬度达到要求,淬硬深度为0，7-1.2mm，使材料的硬度提高，达到工作要求（HRC50）。

最终检验时要严格按照设计尺寸以及设计要求进行检验。

1.4零件材料及切削加工性

换挡毛坯选用材料ZG310-570。

热处理后HRC50（查金属机械加工工艺人员手册第三版）

化学成分：

含C0.50%，Si0.6%，Mn0.9%，P0.04%，S0.04%。

1.5零件图尺寸标注分析以及基准的确定

如零件图尺寸标注所示，以加工后内换挡轴孔中心线为工序基准，将内换挡轴孔绞制后确定，以后工序中孔的位置，槽的位置，成型面的位置都是以大圆端面为工序基准确定的，而孔的深度，槽的深度等都是以轴线为设计基准的。

1.6零件的工艺性分析

零件中拨叉脚的加工为加工重点，粗加工后淬火使其表面硬度达到HRC50，所以需要通过磨削才能加工。

拨叉脚的垂直度误差不超过0.1.其他一些表面粗铣半精铣即可达到其所需要的粗糙度要求。

第二章毛坯的设计

2.1毛坯种类的确定

毛坯尺寸、形状、材料的选择是根据所要加工的零件的形状、尺寸、工作条件、状态、生产类型等诸多因素决定的。

由于零件的基本外形并不规则，且生产类型是批量生产，为了保证高生产率，毛坯可以选择铸钢，以便于进行连续加工，避免装卸麻烦，耽误时间。

因ZG310-570属一般铸钢，由于材料的刚度较差，在工作部分拨叉脚处粗加工后需要淬火处理后才可以进行磨削加工。

2.2毛坯的工艺要求

2.2.1毛坯的余量和公差

由于材料比较好加工，所以毛坯零件头部可选长33mm宽22mm，拨叉脚厚度为11mm拨叉脚间距离为45mm。

（查金属机械加工工艺人员手册第三版表12-26）

2.2.2毛坯的技术要求及说明

铸件正火热处理后的硬度达到180-129HB。

铸件表面应去除毛刺、披缝结构瘤和粘沙等，不应有裂纹、沙眼和局部疏松、多针孔及夹渣缺陷。

去除锐边毛刺。

第三章零件的工艺规程设计

3.1工艺路线的制定

3.1.1工艺路线的选择

由上面的零件结构分析可知：

主要包括孔、槽、成型面。

其中孔包括定位销孔；槽包括操纵槽。

以已加工表面为定位基准，再综合其它精度要求和一些细节问题可以初步确定如下方案：

00.毛坯

10.粗车端面（尺寸为30mm）

15.钻内换挡轴孔（尺寸为15mm）

包括钻孔和车倒角1mm

20.校正拔插脚，保证两端面余量均匀

30.粗铣拔叉脚两端面达到厚度为7.6mm

40.铣拨叉脚内侧面保证50H12mm

50.铣操纵槽（即尺寸为13mm槽）对称面距端面12mm

60.钻定位销孔（即5H14mm的孔）

70.拨叉脚局部淬火，硬度为HRC50淬深0.7-0.2mm

80.校正拨叉脚端面对15H8的垂直度小于等于0.1mm

90.磨拨叉脚两端面至mm，对15H8的垂直度小于等于0.1mm

100.清洗

110．检验

此方案优点：

1.同种类加工尽量在该种类加工机床上一次完成；

2.一端上的加工尽量一次完成，省去的装卸工件的时间，在一定程度上提高了劳动生产率。

3.加工次序安排合理，保证了工件加工的精度要求。

4.定位准确，提高了工作精度要求。

重要工序分析：

40.粗加工，使拨叉脚成为定位基准

80.先淬火，保证硬度，若后淬火则变形，不能保证精度要求。

100．铣拨叉脚两端同时进行磨削加工，提高加工作速度，且保证一定的垂直度要求。

15.大端面没有精度要求，直接用车刀进行加工。

70.加工定位销孔，固定内换挡轴孔，操纵槽固定，拨叉脚固定。

110．压力冲洗，由于在加工孔时，孔径较小，产生毛刺不易清除，采用压力冲洗的办法冲洗残留在孔中的毛刺。

3.1.2加工方法及所用刀具的选择

车刀：

YT15外圆车刀

钻孔至14mm：

麻花钻

镗孔至14.8mm：

YT15扩孔刀

铰孔15H8：

YT15铰刀

粗铣拨叉脚端面：

L25X12直齿三面刃铣刀，YT15刀片，20齿

铣拨叉内脚面：

L25X12直齿三面刃铣刀，YT15刀片，20齿

铣操纵槽：

L25X12直齿三面刃铣刀，YT15刀片，20齿

钻5H14孔：

麻花钻5mm

磨拨叉脚端面：

WA46KP350*40*127砂轮

3.1.3工序的阶段划分

对于内轴孔加工：

钻—镗—铰

对于销孔的加工：

钻

对于操纵槽的加工：

粗铣即可达到加工要求

拨叉脚加工：

粗铣—热处理—磨

3.2工序尺寸的确定

10、15：

车端面

端面粗车加工余量为：

a=3mm

（查金属机械加工工艺人员手册第三版）

20：

钻15H8内换挡轴孔加工余量为

a=1保证14H8

（查金属机械加工工艺人员手册第三版）

镗15H8内换挡轴孔加工余量为

a=0.8mm保证14.8H8

铰15H8内换挡轴孔至15加工余量为

a=0.2mm，保证15H8

（查金属机械加工工艺人员手册第三版）

倒角直接加工出

40，100：

加工拨叉脚两端面

粗铣拨叉脚两端面

加工余量：

a=3.4

经热处理后（淬火）

磨平面

其加工余量a=0.6mm，达到公称尺寸mm

（查金属机械加工工艺人员手册第三版）

50：

直接铣出拨叉脚内端面

加工余量为a=2.5mm

60：

直接铣出操纵槽

达到公称尺寸要求mm

10：

热处理

保证硬度在180-129HB之间

第四章设备的选择

4.1机床的选择

4.1.1车床的选择

该机床应该具有车外圆、端面、铣端面、钻孔等能力，并且能在保证一定的加工精度的同时，适应大批量生产要求；从工件自身的外形和尺寸来看，应该选择小型机床，这样不仅便于加工，同时也增加了工件定位的精确性。

根据这个原则进行选择。

经筛选，选择C336-1为加换挡拨叉的六角机床。

4.1.2铣床的选择：

X62W万能铣床。

4.1.3钻床的选择：

立式钻床Z518主要参数：

最大钻孔直径：

18满足工件钻削加工要求。

4.1.4磨床的选择：

外圆磨床M7120A主要参数如下：

磨削工件最大尺寸：

高度320mm，长度630mm，宽度200mm。

4.2量具的选择

本次加工涉及到外圆加工、孔的加工、槽的加工、端面的加工、倒角的加工、成型面的加工。

因此可选用量具：

游标卡尺：

长度测量轴径测量

塞规：

孔径的测量

样板：

倒角的测量

外径千分尺：

大端外径测量（因为表面粗糙度很高，径向尺寸误差要求也很高）

第五章夹具设计

5.1钻床夹具设计

从零件图上可以看出，零件体很简单，而且具有一定的位置关系，如何能把孔精确的加工出来是我们设计的重点。

5.1.1加工工序

零件如图5.1所示：

图5.1

要保证定位销孔尺寸精度，还要保证小孔的位置精度。

要保证装夹的稳定与精度，务必保证所有的定位基面是加工过的，即保证大规模生产时位置精度和尺寸保持一致。

5.1.2定位方案

零件的定位是通过夹具来定位的，以钻定位销孔为例，如下图所示。

零件的横向定位是通过偏心轮实现的，操纵槽经过了前一步加工，保证了平行度、公称尺寸和表面粗糙度的要求。

纵向定位由15h6的心轴来定位，内换挡轴孔经过加工后保证了平行度和形位公差。

其轴线作为夹具的形位公差的基准。

绕横向转动的自由度由定位销来限制。

这样零件就固定了。

既保证了定位的可靠，又保证了大规模生产时位置精度和尺寸保持一致。

图5.2

5.1.3对刀引刀方案

机床夹具装在机床上后，应还应使刀具切削刃相对于工件或夹具定位元件能处于正确位置，这里我们可以采用钻床夹具的钻套——导向元件，钻套是引导加工刀具的元件，其作用是确定刀具相对夹具定位元件的位置，引导钻头等孔加工刀具，提高其刚性，防止在加工中发生偏斜。

该零件上的定位销孔直径5H14，因此，可选择下面尺寸的固定钻套5F710M620和衬套A1015。

5.1.4尺寸确定与工艺要求的标注

1、有国家标准的零件均采用标准件；

2、夹具的轮廓尺寸：

150110190mm

5.2夹具构造特点及原理

构造特点：

箱式结构

原理：

用工件定位基准与夹具上确定工件位置的定位原件接触实现定位。

课设总结

通过三周时间的努力工作，终于及时的圆满完成了变速器二三档拨叉工艺规程以及夹具的设计的课设任务。

通过本次课设对它的结构、功能，对变速器的重要性有了更进一步的了解，以及它的工艺规程而且还学会了如何去设计专用夹具，如何根据零件去选择机床、选择刀具、选择量具。

在本次课设的过程中，我们通过不断的查阅资料，和互相讨论，不仅巩固了了基本知识，还扩展了知识面，而且对于对知识的运用方面也有了显著的提高

总之，这次课设既巩固了知识，还提高了能力。

这是锻炼大学生的一种非常好的方法。

我们要在这样一些实践中不断的累积知识和经验，掌握更多的技巧和能力，在将来的工作中才能得心应手。

最后