变速叉工艺规程制定与夹具设计.docx

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变速叉工艺规程制定与夹具设计

变速叉工艺规程制定与夹具设计

摘要

现在，变速箱运用的十分的广泛，变速叉又是其中的一个重要的组成部分。

本文主要任务是制定变速叉的工艺规程和对其加工所需的专用夹具的设计。

首先，先对零件进行工艺分析，明确加工表面及加工要求（包括粗糙度、尺寸和位置精度）；然后制定变速叉的加工工艺规程，确定毛坯的材料和制造形式，接着选择加工时工件的定位基准，包括粗基准的选择和精基准的选择；再拟定加工的工艺路线，安排加工工序，既要求合理，又要确保工件的位置精度能够得到保证；随后确定工件的加工余量、工序尺寸、公差和毛坯的尺寸，以及确定切削用量和基本工时；最后，对要加工的工序进行专用夹具的设计，确定工件的装夹定位，又要使工件方便装夹，减少加工的辅助时间。

关键字：

变速叉、加工工艺、专用夹具

TheEstablishmentoftheTechnicalScheduleoftheGearShiftForkandtheFixtureDesign

Abstract

Atpresent,theuseofthegearboxisverywidely,andthegearshiftforkisalsotheimportantpartofit.Themaintaskofthepaperistoestablishthetechnicalscheduleofthegearshiftforkandthedesignofthespecialfixturewhichisneededintheprocess.Aboveall,thefirststepsaretoanalysisthetechnology,anddefinethesurfaceandtherequirementoftheprocessincludingtheroughness,sizeandtheaccuracyofposition;nextaretomakethemanufacturingtechnicalscheduleoftheprocessofthegearshiftfork,andconfirmthematerialandthemanufacturingformoftherough;then,thedatumreferenceoftheworkpiecewhichisusedintheprocessshouldbeselectedincludingtheselectionofthecoarsedatumandtheaccuratedatum;nextaretostudyoutthemanufacturingrouting,andarrangethemanufacturingprocesseswhichshouldberequiredrecentlyandmakesureoftheaccuracyofpositionoftheworkpiece;nextistoconfirmthemachiningallowanceoftheworkpiece,procedureandsize,toleranceandthesizeoftherough,aswellasthecuttingparametersandthetime;thelaststepsaretodesignthespecialfixtureforthemanufacturingprocesses,makesureoftheclampingandlocating.Theworkpieceshouldbelampedconvenientlytoreducethemanufacturingauxiliarytime.

Keywords:

gearshiftfork;manufacturingtechnology;specialfixture

第一章绪论

1．1引言

变速箱在现代社会中运用的十分的广泛，在众多的工农业产品中，都有它的应用，是改变汽车、拖拉机等机器运转速度或牵引力的装置。

通常装在发动机的主动轴和从动轴之间。

变速箱也是汽车传动系统中最主要的部件之一。

变速箱的作用：

1.在较大范围内改变汽车行驶速度的大小和汽车驱动轮上扭矩的大小；2.实现倒车行驶；3.实现空档。

变速箱由变速传动机构和变速操纵机构两部分组成。

变速传动机构的主要作用是改变转矩和转速的数值和方向；操纵机构的主要作用是控制传动机构，实现变速器传动比的变换，即实现换档，以达到变速变矩。

所研究的变速叉位于变速箱中，主要作用是拨动变速箱中的齿轮，使汽车最终达到变速的改变。

1．2研究内容

机械加工工艺规程是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件，是一切相关人员都应严格执行、认真贯彻的纪律性文件。

生辰规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺规程来体现。

工艺规程的设计：

1．确定毛胚的制造形式

2．基面的选择

3．制定工艺路线

4．机械加工余量、工序尺寸几毛胚尺寸的确定

5．确定切削用量及基本工时

1．3工作原理及磨损

变速叉是推动滑动齿轮的元件，滑动齿轮上有一个环槽，变速叉就骑在这个环槽里，当驾驶员推动变速杆时变速杆带动拨叉轴，拨叉轴带动变速叉，变速叉又推动齿轮从而达到变速。

变速叉最容易磨损的地方就是变速叉和齿轮环槽接触的部位，因为齿轮在高速旋转而变速叉不转，变速叉磨损，或强度不够，可能导致齿轮挂不到位，而掉档，或变速叉断掉。

1．4机械加工工艺规程的作用

机械加工工艺规程是规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的文件，是一切有关生产人员都应严格执行、认真贯彻的纪律性文件。

生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺规程来体现。

1）根据机械加工工艺规程进行生产准备（包括技术准备）。

在产品投入生产之前，需要做大量的生产准备和技术准备工作，例如，技术关键的分析与研究；刀、夹、量具的设计、制造或采购；设备改装与新设备的购置或定做等。

这些工作多必须根据机械加工工艺规程来展开。

2）机械加工工艺规程是生产计划、调度，工人的操作、质量检查等的依据。

3）新建或扩建车间（或工段），其原始依据也是机械加工工艺规程。

根据机械加工工艺规程确定机床的种类和数量，确定机床的布置和动力配置，确定生产面积的大小和工人的数量等等。

机械加工工艺规程的设计原则、步骤和内容。

1．5机械加工工艺规程的设计原则

设计机械加工工艺规程应遵循如下原则：

1）可靠地保证零件图样上所有技术要求的实现。

在设计机械加工工艺规程时，如果发现图样上某一技术要求规定得不适当，只能向有关部门提出建议，不得擅自修改图样或不按图样上的要求去做。

2）必须能满足生产纲领的要求。

3）在满足技术要求和生产纲领要求的前提下，一般要求工艺成本最低。

4）尽量减轻工人的劳动强度，保障生产安全。

1．6机床夹具的工作原理及作用

1．6．1机床夹具的工作原理

工件通过定位元件在夹具中占有正确位置；工件和夹具通过连接元件在机床上占有正确位置；工件和夹具通过对刀、引导元件相对刀具占有正确位置，从而保证工件相对机床位置正确、工件相对刀具位置正确，最终保证满足工件加工要求。

1．6．2机床夹具的作用

1）保证加工精度。

2）提高劳动生产率、降低成本。

3）降低工人劳动强度。

4）可由较低技术等级工人进行加工。

5）扩大机床的使用范围。

第二章工艺规程制定

2．1毛坯的制造

根据要求，该变速叉在工作的过程中要承受冲击载荷的作用，为了增加变速叉的强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯应该选用锻件。

由于该变速叉的轮廓尺寸又不大，而且属于中批量生产类型，为了提高生产率和锻件的精度，适宜采用模锻的方法来制造毛坯。

毛坯的锻造拔模斜度不大于7°。

2．2零件的加工分析

要对该零件的槽、平面、孔和螺纹孔进行加工。

具体加工要求如下：

16mm的槽粗糙度12.5

16mm的槽外侧两端面粗糙度12.5

16mm的槽两侧面粗糙度12.5

19mm的孔粗糙度6.3

19mm的孔上端12mm平面粗糙度12.5

M10*1的螺纹孔

82.2mm的圆弧粗糙度3.2

82.2mm的圆弧外侧突出块粗糙度3.2

对其加工的技术要求：

基准A为19mm孔的中心线；82.2圆弧外侧突出块所在表面与19mm孔的中心线的垂直度为0.1。

2．3定位基准的选择

定位基准有粗基准和精基准，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。

2．3．1精基准的选择

选择精基准时要考虑的主要问题是如何保证设计技术要求的实现以及装夹准确、可靠、方便。

（1）基准重合原则应尽可能选择被加工表面的设计基准为精基准。

在对加工表面位置尺寸有决定作用的工序中，特别是当位置公差要求很小时，一般不应违反这一原则。

因为违反了这一原则就必然会产生基准不重合误差，增大加工难度。

（2）统一基准原则当工件以某一精基准定位，可以比较方便地加工大多数其他表面，则应尽早的把这个基准面加工出来，并达到一定的精度，以后工序均以它为精基准加工其他表面。

采用统一基准原则可以简化夹具设计，可以减少工件搬动和翻动次数，在自动化生产中有广泛应用。

（3）互为基准原则某些位置度要求很高的表面，常采用互为基准反复加工的办法来达到位置度要求。

（4）自为基准原则旨在减小表面粗糙度，减小加工余量和保证加工余量均匀的工序，常以加工面本事为基准进行加工。

根据该变速叉零件的技术要求和装配要求，选择变速叉的19mm孔作为精基准，零件上有很多表面都可以采用它作为基准进行加工，即遵循“基准统一”原则。

19mm孔的中心线是设计基准，选用其做精基准定位加工变速叉下端，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。

2．3．2粗基准的选择

粗基准的选择将影响到加工面与不加工面的相互位置，后影响到加工余量的分配，所以，正确选择粗基准对保证产品质量有重要影响。

（1）保证相互位置要求的原则如果必须保证工件上加工面与不加工面的相互位置要求，则应以不加工面作为粗基准。

（2）保证加工表面加工余量合理分配的原则如果必须首先保证工件某重要表面的余量均匀，应选择该表面的毛坯面为粗基准。

（3）粗基准一般不得重复使用的原则如果能使用精基准定位，则粗基准一般不应被重复使用。

作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺陷。

此设计选择变速叉下端82.2mm圆弧内表面和16mm槽外侧平面作为粗基准。

2．4拟定工艺路线

拟定零件的加工工艺路线，使零件的位置精度、尺寸精度和几何形状等技术要求可以得到保证。

使用机床，再加以专用的工、夹具，来保证并提高零件大批量的生产效率。

除此之外，还应该考虑加工的经济性。

工艺方案一：

工序1粗铣16mm槽

工序2粗铣16mm槽的两侧面并倒1.5*450角

工序3粗铣16mm槽外侧厚度为10mm的两端面

工序4钻铰19mm孔并倒1*450角

工序5粗铣距19mm孔中心线上端12mm的两端面并进行1*450倒角

工序6粗铣82.2mm圆弧的外端面两突出块

工序7半精铣82.2mm圆弧的外端面两突出块

工序8粗铣82.2mm圆弧的内端面两突出块

工序