变速器换挡叉工艺设计说明书示例2

课程设计说明书

题 目： 变速器换挡叉 工艺设计

学院： 机械工程学院

专业： 汽车服务工程 班级：1002 学号： 16

学生姓名： 严丹

导师姓名： 白泉 杨毅 倪小丹 谭立新

完成日期： 2013年1月4日星期五

湖南工程学院

课 程 设 计 任 务 书

课程名称 题 目 变速器换挡叉加工工艺

专业班级 学生姓名学号 指导老师 审 批

任务书下达日期 2011年12月26日

设计完成日期 2012年1月6 日

附零件图

目 录

一、设计任务书……………………………………………………1

二、零件分析

1、零件的作用…………………………………………………………5

2、零件的工艺分析……………………………………………………5

三、工艺规程的设计

1、确定毛坯的制造方法………………………………………………6

2、基准的选择…………………………………………………………6

3、制定工艺路线………………………………………………………6

4、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定……………………9

5、确定切削用量及基本工时…………………………………………10

四、心得体会…………………………………………………………13 参考文献………………………………………………………………14

二、零件分析

1、零件的作用：

题目所给定的零件是变速器换档叉，如下图所示。它位于传动轴的端部，主要作用是换挡。使变速器获得换档的动力。

2、零件的工艺分析：

由零件图可知，该零件的材料为35#钢，锻造成型，由零件的尺寸公差选择模锻加工成型，保证不加工表面达到要求的尺寸公差。

该零件需要加工的表面可大致分为以下四类：

（1）Φ15.81的孔。

（2）以Φ15.81孔的轴心线为基准的两平面。

（3）以15mm槽为基准的两插口端面。

（4）以Φ15.81孔的轴心线为基准的两叉口侧面。

（5）15mm槽中心的两个侧面及槽外的两端面。

（6）拨槽的最前端面

（7）以15mm槽为基准的M10*1-7H的螺纹孔。

其中Φ15.81的孔和15mm的槽以及叉口的上下端面和叉口的中间两侧面为主要的配合面，加工的精度及粗糙度的要求较高，应作为加工的重点

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，孔的内表面的粗糙度为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，最后用无心砂轮进行精加工。

Φ15.81的孔的上下两平面距离孔中心线的尺寸分别为11mm和

12.7mm，上表面的粗糙度为6.3，下表面的粗糙度为12.5，直接采用立铣刀铣削加工即可达到要求。

以Φ15.81的孔的轴心线为基准的尺寸为9.65mm的两侧面的表面粗糙度为6.3，可直接用端面立铣刀进行加工保证尺寸要求。

以15mm拨槽为基准的叉口的上下端面的尺寸分别为33.5mm和39.4mm其表面粗糙度为6.3，可直接用端面立铣刀进行加工保证尺寸要求。

以Φ15.81的孔的轴心线为基准的叉口两侧面尺寸为53mm，表面粗糙度为6.3，可直接用端面立铣刀进行加工保证尺寸要求。

拨槽的最前端面，以Φ15.81孔的下端面为基准，其尺寸为56，其表面粗糙度为12.5

以15mm拨槽为基准的M10*1-7H的螺纹孔，先采用Φ8.5的麻花钻钻孔，再采用Φ10的丝锥攻丝完成。

三、工艺规程的设计

1、确定毛坯的制造方法：

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、基准的选择：

基面选择是工艺规程设计中的重要设计之一，基面的选择正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。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

无法进行。

（1）粗基准的选择：

粗基准的选择影响影响各加工面的余量分配及不需加工表面与加工表面之间的位置精度。为了保证叉口上下平面与Φ15.81孔的垂直度要求以及叉口上下面的加工余量分配均匀，所以选择叉口的上端面作为第一道工序的定位基准。

（2）精基准的选择：

以第一道工序中的已加工面作为下到工序的定位平面，以Φ15.81孔的中心轴线为定位基准，确保设计基准与工艺基准的重合，以减少加工误差。

3、制定工艺路线：

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。

（1）工艺路线方案一：

1.粗铣叉口下端面加工经济精度IT12，粗糙度12.5

2.精铣叉口下端面，加工经济精度IT10，粗糙度6.3

3.用Φ14的麻花钻加工孔，加工经济精度IT13，粗糙度12.5

4.用Φ10的立铣刀扩孔到直径为15.5mm，加工精度为IT10,粗糙度为6.3

5.粗铣叉口上端面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5

6.粗铣叉口中间的两侧面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5

8.精铣叉口上端面，加工经济精度IT10，粗糙度6.3

9.精铣叉口中间的两侧面，加工经济精度IT10，粗糙度6.3 10粗铣拨槽的一个侧面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5

11.精铣拨槽侧面，加工精度IT10，粗糙度6.3

12.粗铣拨槽的另一个侧面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5

13.粗铣拨槽的中间两个小侧面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5

14.粗铣拨槽的最前端面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5

15.精铣拨槽侧面，加工精度IT10，粗糙度6.3

16.精铣拨槽的中间的两个小侧面，加工精度IT10，粗糙度6.3

17.加工0.8*45°的倒角

18.用Φ8.5的麻花钻钻孔，用Φ10的丝锥攻丝，加工M10的螺纹孔。

19.用无心磨床精加工Φ15.81的孔，粗糙度3.2，加工0.4*45°的倒角

20.钳工，去毛刺

21.检验

（2）工艺路线方案二：

1.用Φ14的麻花钻加工孔，加工经济精度IT13，粗糙度12.5

2.2.用Φ10的立铣刀扩孔到直径为15.5mm，加工精度为IT10,粗糙度为6.3

3.粗铣叉口下端面加工经济精度IT12，粗糙度12.5

5.粗铣叉口上端面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5

6.粗铣叉口中间的两侧面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5

7. 粗铣拨槽下端面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5

8.精铣叉口上端面，加工经济精度IT10，粗糙度6.3

9.精铣叉口中间的两侧面，加工经济精度IT10，粗糙度6.3 10加工0.8*45°的倒角

11.粗铣拨槽的一个侧面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5 12.12.精铣拨槽侧面，加工精度IT10，粗糙度6.3

13.粗铣拨槽的另一个侧面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5

14.粗铣拨槽的中间两个小侧面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5

15.粗铣拨槽的最前端面，加工经济精度IT12，粗糙度12.5

16.精铣拨槽侧面，加工精度IT10，粗糙度6.3

17.精铣拨槽的中间的两个小侧面，加工精度IT10，粗糙度6.3

18.加工0.8*45°的倒角

19用Φ8.5的麻花钻钻孔，用Φ10的丝锥攻丝，加工M10的螺纹孔。

20.用无心磨床精加工Φ15.81的孔，粗糙度3.2， 加工0.4*45°的倒角

21.钳工，去毛刺

22.检验

（3）工艺方案的比较与分析：

上述两个工艺路线，路线一先加工拨叉的底平面，后加工孔，遵循先面后孔的原则，路线二是鉴于孔的加工要求较高，与底面的垂直度要求也较高，并且是很多尺寸的设计基准，为遵循基准统一的原则，同时也更能保证叉口上下两平面与孔的垂直度要求，所以路线二要优于路线一。而由于叉口的下端面是一上端面为基准的，为遵循互为基准的原则，保证底面的加工尺寸精度，应先加工上叉口，后加工下叉口，所以选线路二

（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定

(1)确定最大轮廓尺寸

根据零件图计算零件的最大轮廓尺寸为：长147.4mm，宽76mm，高56mm

（2）选择锻件公差等级

查手册模锻成型，零件材料按中碳钢，得锻件公差等级为8～12级取为10级。

（3）求铸件尺寸公差

公差带相对于基本尺寸对称分布。

（4）求机械加工余量等级

查手册得按模锻成型的方法，锻件材料为35#钢的机械加工余量等级E-G级选择F级。

（5）确定机械加工加工余量

根据锻件质量、零件表面粗糙度、形状复杂程度，取铸件加工表面的单边余量为4㎜，孔的加工余量按相关表查找选取

（6）确定毛坯

上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙度Ra≧1.6@.Ra＜1.6@的表面，余量要适当加大。

分析本零件，加工表面Ra≧1.6@,因此这些表面的毛坯尺寸只需将零件的尺寸加上所查的余量即可。（由于有的表面只需粗加工，这时可取所查数据的小值）生产类型为大批量生产，可采用模锻毛坯。

（7）确定毛坯尺寸公差

毛坯尺寸公差根据锻件质量、材质系数、形状复杂系数查手册得，本零件毛坯尺寸允许偏差为0.1-0.2mm，表面粗糙度 为Ra12.5-25

5、确定切削用量及基本工时：

1.用Φ14的麻花钻钻孔

a p=5.5mm, Vc=50-70m/min,取Vc=50m/min

n=(1000×50)/(3.14×14)=1137.4r/min

主轴最大转速1400 r/min ，

所以取n=1135r/min, Vc=(1135×3.14×14)/1000=49.89m/min

2.用Φ15的扩孔钻扩孔

a p=5.5mm, Vc=50-70m/min,取Vc=50m/min

n=(1000×50)/(3.14×15)=1061.6r/min

主轴最大转速1400 r/min ，

所以取n=1060r/min, Vc=(1060×3.14×15)/1000=49.92m/min

3.粗铣叉口上端面

已知工件材料为35#钢，选择镶齿套式面铣刀，齿数z=10，材料YG8， fz=0.2~0.29/齿。

确定每齿进给量和背吃刀量。

查表取每齿进给量，查表取af=1.2mm/z 背吃刀量取4mm

查表得：V=64m/min Pm=1.33kw

计算实际主轴转速

主轴转速n=1000×64/（3.14×20）=1019.1 r/min , 查表得n=1000 r/min ，

计算Vc=1000×3.14×20/1000=62.8 m/min

功率校核PM=1.33 kw<P

经检查所有要求符合要求

4.精铣叉口上端面

选择镶齿套式面铣刀，齿数z=10，材料YG6，fz=0.1mm/齿

V=124m/min。

计算实际主轴转速

主轴转速n=1000×124/（3.14×20）=493.6 r/min

计算Vc=600×3.14×80/1000=150.7 m/min

计算得n=494 r/min，实际转速V=150 m/min ，

经检查所有参数符合要求。

5.粗铣叉口中间的侧面

选择普通的Φ10立铣刀，齿数为Z=2，材料YG6，fz=0.1mm/齿

V=20m/min。

计算实际主轴转速

主轴转速n=1000×20/（3.14×10）=636.9 r/min

取n=630 r/min

计算Vc=630×3.14×10/1000=19.7m/min

计算得n=630 r/min，实际转速V=19.7m/min ，

经检查所有参数符合要求。

7.钻Φ15.81的孔

Tj=(l+l1+l2)/(f×n)

l=16

l1=D/2cotKa+(1-2) l2:(1-4)

Ka=90°

基本工时：T=0.34min

8.扩Φ15.81的孔：

Tj=(l+l1+l2)/(f × n)

l1=(d-d1)/2cotKa+(1-2) l1:(1-2)

Ka=90°L2=(2-3) l=16

基本工时：T=0.40min

9.粗铣叉口上端面

Tj=(l+l1)/(f×n) l1=0.5(d- a )+(1-3)

Ka=90°ae宽度 d: 铣刀直径

基本工时：T=0.63min

四、心得体会 通过这段时间的机械设计课程设计进一步巩固、加深和拓宽所学的知识；通过设计实践，树立了正确的设计思想，增强创新意思和竞争意识，熟悉掌握了机械设计的一般规律，也培养了分析和解决问题的能力；通过设计计算、绘图以及对运用技术标准、规范、设计手册等相关设计资料的查阅，对自己进行了一个全面的机械设计基本技能的训练。

在具体做的过程中，从设计到计算，从分析到绘图，让我更进一步的明白了作为一个设计人员要有清晰的头脑和整体的布局，要有严谨的态度和不厌其烦的细心，要有精益求精、追求完美的一种精神。从开始的传动方案的拟定的总体设计中，让我清楚的了解了自己接下来要完成的任务，也很好的锻炼了自己自主学习的能力；不但考验了自己计算过程中的细心程度还提高了自己快速资料的一种能力；在最后的绘图过程中，再次锻炼并提高了自己手工绘图的能力。在这个过程中也遇到了些许的问题，在面对这些问题的时候自己曾焦虑，但是最后还是解决了。才发现当我们面对很多问题的时候所采取的具体行动也是不同的,这当然也会影响我们的结果.很多时候问题的出现所期待我们的是一种解决问题的心态,而不是看我们过去的能力到底有多强,那是一种态度的端正和目的的明确,只有这样把自己身置于具体的问题之中,我们才能更好的解决问题.。

现在把这个课程做完了才发现自己对以前学的知识点有了更好的理解，知识只有放在实践运用上才能体现他的价值才能更好地被大家接受，所以这门实践课是很有必要开设的，也是大家很有必要去认真做的。

在这个过程中，要谢谢老师对我的教导，在老师的讲解下让我对整个设计过程以及绘图过程有了很好的了解，对我后面的整体的设计和绘图的进行有了很大的帮助

参考文献

1、倪小丹、杨继荣、熊运昌主编《机械制造技术基础》北京，清华大学出版社，2007

2、倪森寿主编《机械制造工艺与装配习题集与课程设计指导书》北京，化学工业出版社，2003

3、吴拓、方琼珊主编《机械制造工艺与机床夹具课程设计指导书》 北京，机械工艺出版社，2005

4、王启平主编《机械制造工艺学》哈尔滨，哈尔滨工业大学出版1999

5、《机床夹具设计手册》上海，上海科学技术出版社，第二版，1987

6、《互换性与技术测量基础》胡凤兰主编，高等教育出版社，2010