换挡叉零件的机械加工工艺模板.doc

摘　要

制造商不停推出多种多样优异汽车零部件制造技术,拨叉裂解技术就是20世纪90年代出现一个优异拨叉加工新技术,和传统加工技术相比,该技术含有大幅度提升产品质量、提升生产率、降低生产成本等突出优点而备受业界关注。我们国家正在不停地改变拨叉传统加工方法，加紧提升拨叉加工水平，不停缩小同优异汽车生产国家差距，比如一汽，二汽，上汽，奇瑞等生产厂和世界优异拨叉生产水平差距越来越小，不停加强了中国汽车整体生产水平。
机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学全部基础课、技术基础课和大部分专业课以后进行.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程一次深入综合性总复习,也是一次理论联络实际训练,所以,它在我们四年大学生活中占相关键地位。
就我个人而言，我期望能经过这次课程设计对自己未来将从事工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、处理问题能力，为以后参与祖国“四化”建设打下一个良好基础。

Abstract

The manufactory continuously releases the forerunner's car of various each kind zero parts manufacturing technique, stir the fork crack solution technique is the stir of a kind of forerunner fork which appears in 90's for 20 centuries to process a new technique, compared with the traditional processing technology, that technique have significant exaltation product quality, raise rate of production and lower production cost etc.
We are just national at constantly the change stir fork of tradition process a method, speed an exaltation to stir process of fork level, continuously contract a together advanced car to produce a national margin, for example one vapor, two vapors, up the vapor, strange Rui etc. produce factory and world forerunner stir fork production the margin of the level more and more small, continuously strengthened our country the car whole production level.
The machine manufacturing craft learns a course design to make us to carry on after finishing learns all foundation lessons, lesson and greatly part of professional lessons of the technique foundation of university. This is that we are before carry on graduation design to once go deep into of each course learn of synthetic always review, is also an ories to contact actual training, therefore, it occupies an important position in we the university of four years the life.
I am personal but speech, I hope to pass this course design to oneself will carry on the work for be engaged in an adaptability training in the future, toughen oneself to analyze a problem, problem-solving ability from it, lay the next and good foundation for the "four turn" construction that aftertime attends a motherland.

目 录

1 拨叉…………………………………………………………………………………………… 4
1.1拨叉概述………………………………………………………………………………… 4
1.2拨叉工艺分析…………………………………………………………………………… 4
1.3拨叉工艺规程设计……………………………………………………………………… 5
1.3.2定位基准……………………………………………………………………………… 5
1.3.3制订工艺路线………………………………………………………………………… 6
2确定切削用量及基础工时………………………………………………………………………7
3专用夹具设计………………………………………………………………………………… 9
3.1设计主旨…………………………………………………………………………………… 9
3.2夹具设计…………………………………………………………………………………… 9
3.2.1定位基准选择……………………………………………………………………… 9
3.2.2切削力和夹紧力计算……………………………………………………………… 9
3.2.3定位误差分析………………………………………………………………………… 10
3.2.4夹具设计及操作简明说明………………………………………………………… 11
4方案总结……………………………………………………………………………………… 12
5体会和展望…………………………………………………………………………………… 13
6参考文件……………………………………………………………………………………… 14

1拨叉
1.1　拨叉概述
1.1.1　拨叉功用
拨叉头以孔套在边素叉轴上，并用销钉经孔和变速叉轴联结，拨叉脚则夹在双联变换齿轮槽中。当需要变速时，操纵边速杆，变速操纵机构就经过拨叉头部操纵槽带动拨叉和变速叉轴一起在变速箱中滑移，拨叉脚拨动双联变换齿轮在花毽轴上滑动以变换档位，从而改变机器运转速度1。
1.1.2 拨叉结构特点
拨叉在改换档位时要承受弯曲应力和冲击载荷作用，所以该零件应含有足够强度、钢度和韧性，以适应拨叉工作条件2。该零件关键工作表面为拨叉脚两端面、叉轴孔和锁销孔，在设计工艺规程时应关键给予确保。
1.2拨叉工艺分析
经过对该零件图重新绘制，可知原图样视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。但底座对表面粗糙度要求较高，Ra=1.6。基准孔表面粗糙度为1.6。
该零件不属于回转体零件，加工时不能旋转，其表面均采取铣削加工，其它各表面粗糙度不难取得，除有要求表面粗糙度之外，其它表面粗糙度为以不去除表面取得。基准孔和后座底面有垂直度要求，值为0.02。底座上部2* Φ10H7孔有同轴度要求，值为0.2，不能一次加工出。左端Φ20圆柱上表面和内孔侧面有垂直度要求，值为0.2，加工时以内孔为基准。R38半圆粗糙度为12.5，只需粗铣即可，工不成问题。总来说，此零件工艺性很好3。
确定拨叉生产类型
依设计题目知：N=4000件/年，拨叉重量为0.98属轻型零件。该拨叉生产类型为中批生产4。

1.3 拨叉工艺规程设计
1.3.1 拨叉材料及毛坯制造方法
因为该拨叉在工作过程中要承受冲击载荷，为增强拨叉强度和冲击韧度，取得纤维组织，毛坯选择铸件，该拨叉轮廓尺寸不大，且生产类型属中批生产，为提升生产率和铸件精度，以采取砂型铸造方法制造毛坯5。毛坯拨模斜度为5°。
确定毛坯尺寸公差和加工余量
要确定毛坯尺寸公差及机械加工余量，应先确定以下各项原因6。
公差等级
因为拨差功用和技术要求。确定该零件公差等级为一般级.
已知机械加工后拨叉件重量为0.98kg，由此可初步估量机械加工前铸件毛坯重量为1.4kg。
铸件材质系数
因为该拨叉材料为QT200，碳质量分数大于0.65%弹素钢，该铸件采制系数属M2级7。
毛坯圆角半径取R=3。
以上所取圆角半径能确保各表面加工余量8。
具体零件尺寸单加工余量和锻件尺寸见表（1）。

表（1）
零件尺寸
单面加工余量
锻件尺寸

零件尺寸
单面加工余量
锻件尺寸
a圆柱体上表面
4
32

b圆柱体Φ20表面
2.5
25
a圆柱体底面
3

2×Φ10H7所在物块
2.5
15
a圆柱体Φ20表面
2.5
25

Φ60圆柱体上表面
4
22
b圆柱体上表面
4
46.5

Φ60圆柱体底面
3
b圆柱体底面
3

R38圆弧
3
R35
11．5圆台顶面
4
18．5

11．5圆台底面
3
18.5

1.3.2 定位基准
（1）粗基准选择
作为粗基准表面应平整，没有飞边，毛刺或其它表面缺欠。
粗基准：首选大端面为粗基准，即Φ60圆柱底面。
（2）依据该换档叉零件技术要求和装配要求，选择换档叉φ20H7孔和底面作为精基准。零件上很多表面全部能够采取她们作基准进行加工，即遵照了“基准统一”标准9。
精基准：选Φ20H7孔为精基准。
1.3.3 制订工艺路线
1.原加工工序：粗铣底座Φ60表面，粗钻Φ20H7孔——磨底座Φ20H7孔，钻Φ30孔，粗铣左端圆柱上表面，中部圆柱下表面，粗磨底座Φ20H7和Φ30孔交接面，左端及中部2×Φ10H7孔——刮底座底面，精钻左端及中部内孔，磨Φ20H7内孔——磨2×Φ10H7孔半精铣2×Φ10H7左右4个端面，磨Φ20H7和Φ30孔交接面，粗铣R38半圆——磨左端Φ10H7孔——去除全部毛刺——按零件图样要求全方面检验
2.加工工艺分析
提升了拨叉两孔中心距尺寸精度工艺改善前，大头孔和小头空钻、粗镗和精镗均分开为两道工序，两次装夹，故两孔中心距尺寸公差分布范围较大；工艺改善后，一次装夹钻或镗两孔，能够将拨叉两孔中心距尺寸误差控制在很小范围内10。 工艺改善后，车大头外圆在粗镗大小孔后，更有利于后续工序回转自由度限制一致性和稳定性。
确保了两孔平行度。 1：因为孔加工余量大、内应力变形大，所以改善后工艺，先钻后孔，后粗磨端面。避免了拨叉在钻孔工序时，其孔端平面度、平行度被破坏。 2 ：而改善前拨叉加工工艺，磨削两端面均直接将工件置于转盘磨床磁力吸盘上。这么，在加工第一面时，有以下原因影响精度:首先因为拨叉刚性不足，若定位面存在弯曲度，直接置于磁力吸盘上，虽吸平，但加工后弹性恢复，造成已加工第一面不平；另一平面，整个定位面不平整，定位不稳定，改善后加工方案，采取磨第一面时，工件置于夹具上、定位面采取三点定位（确保了定位稳定性），另小头外圆2点，大头外圆1点定位。而夹具置于磁力吸盘上，磁力磁盘对工件不起夹紧作用。磨第二面时，因第一面已磨完，表面平整光洁，故可直接置于磁力吸盘上11。3：改善后加工工艺，以拨叉整个端面定位，同时镗两孔，确保拨叉两孔平行度。
提升了大小头孔精度。改善后，拨叉大小铜套孔在精镗后进行滚压加工，有利于提升光洁度、尺寸精度，并能产生有利残余压应力；而大头孔采取衍磨加工，衍磨头和机床主轴浮动连接，有利于降低主轴回转中心和被加工孔同轴度误差影响。
以上工艺过程见表“机械加工工艺过程卡片”和“机械加工工艺卡片”12。

2确定切削用量及基础工时
工步1：装配拨叉。本工序采取手动，无计算。
工步2：拉削大头孔两端倒角。本工序采取计算法确定切削用量13。
1.加工条件
工件材料：45#，=0.60Gpa。
机床：卧式三工位机床
2.计算切削用量
（1）确定进给量f：依据《常见金属材料切削数据手册》表2-10，f小于0.02mm，依据双面倒角机f取0.018mm。
（2）计算切削速度14：按《常见金属材料切削数据手册》公式为
=108.6 m/min （2-1）

（3）确定机床主轴转速：
=559r/min （2-2）
按机床说明书，和559相近机床转速为560r/min15。所以实际切削速度v=114.35r/min.
（4）计算切削工时：按《常见金属材料切削数据手册》表取
=12.5mm,=2mm,=0,=0
=0.325min （2-3）
工步3：精拉大头两端面
进给量：选择f=0.016mm
计算切削速度：
=133.8m/min
确定主轴转速：
=102r/min
按机床选择n=100r/min.
计算切削工时16：
=0.064min
工步4：精拉大头孔
进给量：选择f=0.015mm
计算切削速度：
=17.68m/min
确定主轴转速：
=212r/min
按机床选择n=200r/min
计算切削工时：
=075min
最终，将以上工序切削用量、额定工时、主轴转速、进给量结果，连同其它加工数据，一并添入机械加工工艺工程卡片和机械加工工序卡片17。

3专用夹具设计
为了提升劳动生产率，确保加工质量，降低劳动强度，形成大批量生产，通常需要设计专用夹具。
经过选择指导老师和课题，决定设计拉削连杆大端剖分面和φ66mm内孔拉床夹具。本夹具将用于立式拉床，刀具为成形拉刀，对工件大端剖分面和孔同时进行拉削。
3.1设计主旨
本夹具关键用来拉削连杆大端剖分面和φ66mm孔，本连杆剖分面和大头孔全部有一定技术要求。所以，在本道工序加工时，关键考虑怎样提升加工精度，提升劳动生产率和降低劳动强度。
3.2 夹具设计
3.2.1定位基准选择
由零件图可知，以杆身对称为定位，便于确保对称度要求，而且采取双面拉削，可使部分切削力抵消。以大小头端面、小头孔、大头孔一侧外圆面定位，因为端面面积大，定位稳定可靠；用小头孔定位可直接控制大小头孔中心距18。
为了提升加工效率，现决定用双面拉削刀同时对剖分面和大头孔同时进行加工。同时，为了缩短辅助时间，采取手动摇柄夹紧装置。
3.2.2 切削力和夹紧力计算
切向力：=

=
=561N
背向力：=
=
=378N
进给力：=
=
=558N

夹紧力：N

选择摇柄压紧，实际加紧力N应为

式中，和是夹具定位面及加紧面上摩擦系数，＝＝0.5。
此时已大于所需1460N夹紧力，故本夹具可安全工作19。
3.2.3 定位误差分析
定位元件尺寸及公差确实定
本夹具关键定位元件为一定位销和手动摇柄，该定位元件尺寸和公差现要求为本零件在工作时和其相配元件公差相同。
计算最大转角
零件图样要求φ66mm大头孔中心线和φ26mm小头孔中心线转角公差为。此项技术要求关键由连杆孔来确保。
3.2.4 夹具设计及操作简明说明
如前所述，在设计夹具时，为提升劳动生产率，应该首先着眼于加紧，本道工序拉床夹具就选择了手动加紧方法，本方法简单、快捷。本工序因为是精加工，切削力较小，同时还有夹紧工件，所以势必需控制好夹紧力。现在可采取有效方法有三个：一是选择好毛坯，提升它精度、刚性和抗疲惫性。二是选择合理夹紧力，以免在拉削时使工件受到损伤。
在设计夹具时，应该注意提升劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提升夹具性价比。本夹具操作简单，省时省力20。另外，能够使夹具在一批零件加工之前对好刀，再使机床在工作台上有一正确安装位置，以利于拉削加工。

4方案总结
汽车产业逐步成为中国支柱产业，汽车生产商不停加强在汽车研发上物力、财力、和人力投入。拨叉作为汽车上不可缺乏零件，它好和坏直接影响汽车传输动力效率，提升拨叉技术水平和合理性是汽车研发部门重中之重。
此次设计出来拨叉关键考虑了它批量生产时经济性和它在使用时合理性。针对使用特点开发设计了此种拨叉，在设计过程中，利用了多本参考书和论文，结合了其中夹具设计和数据，使该设计基础实现了不仅重量轻、刚度大，含有足够疲惫强度和冲击韧性，而且在生产中含有高效率等特点。
本设计还存在很多不足之处。一是对AutoCAD软件掌握还不够熟练,在画图碰到复杂图和难地方时显得力不从心，使图不能达成预期设计出来水平。二是对换档叉结构和工作原理掌握不够熟练，在设计过程中不能全方面地考虑问题，造成走很多弯路，设计速度缓慢，这些全部需要深入研究和深入实践来处理。
我一直全部认为实践步骤是将感性认识上升为理性认识关键过程。在这次工艺学课程设计过程中，不仅使我对以前学过《机械制造工艺学》，《热加工工艺》等学科知识有了更为深刻认识，同时也很大地锻炼了我实践步骤能力，感受到了设计带来乐趣和魅力，为以后学习工作奠定了基础。

5体会和展望
进入新世纪以来，世界换档叉进入了前所未有高速发展阶段，发达国家重视换档叉发展，不仅在本国工业中所占比重、积累、就业、贡献均占前列，更在于装备制造业为新技术、新产品开发和生产提供关键物质基础，是现代化经济不可缺乏战略性产业，即使是前进“信息化社会”工业化国家，也无不高度重视换档差发展。全球化规模生产已经成为各大跨国企业发展主流。在不停联合重组，扩张竞争实力同时，各大企业业纷纷加强对其主干业务投资和研发，不停提升系统成套能力和个性化，多样化市场适应能力。

6参考文件

[1]卢秉恒.机械制造技术基础.北京：机械工业出版社，
[2]王光斗，王春福 .机械制造指导教程.上海：上海科技出版社，
[3]甘永立 .几何量公差和检测.上海：上海科学技术出版社，
[4]邹青.机械制造技术基础课程设计指导教程. 北京：机械工业出版社，
[5]曾东建.刀具制造工艺学. 北京：机械工业出版社 ，
[6]吴拓，方琼珊.机械制造工艺和机床夹具课程设计指导. 北京：机械工业出版社，
[7]秦国华，张卫红.机床夹具现代设计方法. 北京：航空工业出版社，
[8]王洪.机械加工工艺手册. 北京：北京出版社,1990
[9]朱耀祥。组合夹具。北京：机械工业出版社，1990
[10]潘际銮.机床夹具设计原理. 北京：机械工业出版社，
[11]王宛山，邢敏.机械制造手册.辽宁：辽宁科技出版社，
[12]陈学俊,周惠久.机械类关键期刊. 北京：机械工业出版社，1988—
[13]崇凯.机械制造技术基础课程设计指南.北京.化学工业出版社，
[14]张龙勋. 机械制造工艺学课程设计指导书及习题.北京:机械工业出版社，
[15]孟少农，机械加工工艺手册.北京:机械工业出版社，1991
[16艾兴，肖诗纲.切削用量简明手册.北京:机械工业出版社
[17]李益明.机械制造工艺设计简明手册.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版
[18]赵家奇，机械制造工艺学课程设计指导书—2版.北京:机械工业出版社，
[19]李云，机械制造及设备指导手册. 北京:机械工业出版社，1997
[20]黄健求.机械制造技术基础. 北京：机械工业出版社，