变速器换挡叉课程设计说明书

机电及自动化学院机械制造加工工艺课程设计设计题目：变速器换挡叉专业：08机械电子工程学号： **********姓名：指导老师：2011年7月4日目录第一章：零件分析————————————————————- 3 1.1、零件的作用———————————————————— 3 1.2．零件的工艺分析—————————————————— 3 1.3、尺寸和粗糙度的要求———————————————— 3 1.4、位置公差要求——————————————————— 4 第二章：毛坯的设计———————————————————- 4 2.1选择毛坯—————————————————————-- 4 2.2确定机加工余量、毛坯尺寸和公差——————————-- 5 2.3 确定机械加工加工余量———————————————- 6 2.4 确定毛坯—————————————————————- 6 2.5 确定毛坯尺寸公差—————————————————- 6 2.6设计毛坯图————————————————————-- 6 第三章：选择加工方法，拟定工艺路线———————————- 7 3.1、基面的选择———————————————————— 7 3.2、粗基准的选择——————————————————— 7 3.3、精基准的选择——————————————————— 8 3.4、制定机械加工工艺路线——————————————— 8 第四章机械加工余量——————————————————— 9 4.1、各种加工方法加工余量——————————————— 9 4.2、各种加工方法的加工经济精度和表面粗糙度—————— 9 第五章机床设备的选择—————————————————— 9 5.1、生产过程概念——————————————————— 9 5.2、生产类型概念——————————————————— 10 5.3、生产纲领概念——————————————————— 10 5.4、机床设备的选择—————————————————— 10 第六章确定切削用量—————————————————— 11 第七章基本时间的确定—————————————————- 12 第八章设计总结————————————————————- 12 第九章参考文献—————————————————————13第一章：零件分析1.1、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。

1.2．零件的工艺分析由零件图可知，该零件的材料为ZG45铸钢，铸造成型，由零件的尺寸公差选择铸造加工成型，可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主要有以下几种类型：（1）Φ13的孔（2）以Φ13的孔中心线为基准的孔的端面（3）以Φ13的孔中心线为基准，离孔中心线为11的下端面（4）拔槽14的端面，以及拔槽的两侧端面（5）以下端面为基准的Φ6的孔（6）拔叉的两侧面和凸台的两端面其中Φ13、Φ6的孔和14槽的两个侧端面以及叉口的两侧表面是主要的配合面，加工的精度及粗糙度的要求较高，应作为加工的重点。

1.3 尺寸和粗糙度的要求Φ13的孔的上偏差为+0.027，下偏差为0，配合公差为H8，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13，可先采用Φ12的麻花钻钻孔，再用Φ10的立铣刀进行扩孔，再用铰刀进行精铰，即可达到表面 3.2的粗糙度。

Φ6的孔的上偏差为+0.15，下偏差为0，配合公差为H12，属于间隙配合，孔的内表面的粗糙度为12.5，要求一般，鉴于孔径为6，可直接采用Φ6的立式钻床直接钻孔，就可直接达到表面粗糙度要求。

Φ13的孔下表面距孔的中心线的尺寸为11mm，表面的法线方向与垂直面成13º，表面粗糙度为12.5，课直接采用铣床进行铣削，Φ13孔的右表面距孔的中心线尺寸为8mm，其表面的法向平面与水平面成13º，表面粗糙度为12.5，可直接采用立式铣刀进行加工，即可达到表面粗糙度要求。

槽宽为14mm的槽，上偏差为+0.3，下偏差0，配合公差为H12，两侧表面的粗糙度都要求达到6.3，可先采用铣床进行铣削，再用磨床进行磨削可达到表面精度要求。

拨叉的两侧尺寸为6.5，上偏差为+0.5，下偏差-1.0，公差等级很低，直接采用锻造即可达到表面的公差等级。

拔叉的两侧的凸台的尺寸为9，上偏差0，下偏差-0.16，表面粗糙度为6.3，公差等级IT12，可先采用铣床进行铣削，然后再采用磨床进行磨削，达到表面粗糙度要求。

1.4、位置公差要求由零件图可知，该零件主要要求保证于孔想接近的俩端面的垂直度要求和Φ6的孔的中心线于拔叉侧面的平行度要求。

以Φ13的孔作为加工与孔相邻的两端面的点位基准可保证两端面的垂直度，以端面为定位面可保证加工孔的轴线与端面的平行度要求。

第二章：毛坯的设计2.1选择毛坯该零件的材料为ZG45，即铸钢，根据工程材料知识，认真对比选择铸钢件作为变速器换挡叉的毛坯。

铸钢件的优点之一是设计的灵活性，设计人员对铸件的形状和尺寸有最大的设计选择自由，特别是形状复杂和中空截面的零件，铸钢件可采用组芯这一独特的工艺来制造。

其成形和形状改变十分容易，从图样到成品的转化速度很快，有利于快速报价响应和缩短交货期。

形状和质量的完善化设计(State of the Art)、最小的应力集中系数以及整体结构性最强等特点，都体现铸钢件设计的灵活性和工艺优势。

其二是铸钢件冶金制造适应性和可变性最强，可以选择不同的化学成分和组织控制，适应于各种不同工程的要求。

可以通过不同的热处理工艺在较大的范围内选择力学性能和使用性能，并有良好的焊接性和加工性。

其三是铸钢材料的各向同性和铸钢件整体结构性强，因而提高了工程可靠性。

再加上减轻重量的设计和交货期短等优点，在价格和经济性方面具有竞争优势。

其四是铸钢件的重量可在很大的范围内变动。

小者可以是重量仅几十克的熔模精密铸件，而大型铸钢件的重量可达数吨、数十吨乃至数百吨。

1）与锻钢件比较铸钢件在力学性能的各向异性并不显著，这是优于锻钢件的一方面。

研究工作表明．车L制钢材纵向力学性能通常略高于同牌号的铸钢件，横向性能则低于铸钢件，其平均性能基本上与质量良好的铸钢件大致相同。

有些高技术产品，在零件的设计过程中往往要考虑材料在三个坐标轴方向的性能，铸钢件的上述长处就值得被重视了。

铸钢件不论其重量大小、批量多少，均易于按设计者的构思制成具有合理外形和内部轮廓、刚度高、形状复杂且应力集中不显著的零件。

单件或小批量生产时，可用木质模样(模样及芯盒)或聚苯乙烯气化模样，生产准备的周期很短。

大批量生产时，可用塑料模或金属模样，并用适当的造型工艺，使铸件有符合要求的尺寸精度和表面质量，这些特点是锻件难以做到的。

2）与焊接结构件比较在形状和大小等方面，焊接结构件的灵活性比锻钢件为优，但与铸钢件相比，仍有以下不足之处：1)焊接过程中易于变形。

2)难以做出流线型的外形。

3)焊接过程中内应力较高。

4)施焊接缝影响零件外观和可靠性下降。

当然，制造焊接结构件也有生产准备周期短的优点，而且，与铸钢件相比，不需要制造模样和芯盒。

另外由于工程用的结构铸钢件一般都具有良好的焊接性，常制成铸钢件与焊接件相结合的铸焊结构，兼有两者的长处。

3 ）与铸铁件及其他合金铸件比较铸钢件能用于多种不同的工况条件，其综合力学性能优于其他任何铸造合金，而且有多种高合金钢适用于特殊的用途。

承受高拉伸应力或动负荷的零件、重要的压力容器铸件，在低温或高温下受较大负荷的零件以及重要的关键件，原则上都应优先采用铸钢件。

但铸钢的吸振性、耐磨性、流动性和铸造性能都较铸铁差，成本也较铸铁高。

另外，刚度相同时，铸钢件的相对重量却是铝合金的2倍2.2确定机加工余量、毛坯尺寸和公差(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66mm，宽95mm，高91.2mm（2）选择铸件公差等级查手册铸锻成型，零件材料按中碳钢，得铸件公差等级为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铸造材料为ZG4成型的方法，铸造5钢的机械加工余量等级E-G 级选择F级。

2.3 确定机械加工加工余量根据铸件质量、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2㎜，孔的加工余量按相关表查找选取。

2.4 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而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，可采用铸造毛坯。

2.5 确定毛坯尺寸公差毛坯尺寸公差根据铸件质量、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Ra12.5-252.6设计毛坯图毛坯图如下所示第三章选择加工方法，拟定工艺路线3.1、基面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。

3.2、确定定位基准、夹紧粗基准的选择：●保证相互位置要求的原则●保证加工表面加工余量合理分配的原则；●便于工件装夹的原则；●粗基准一般不得重复使用的原则。

精基准的选择：●基准重合原则；●统一基准原则；●互为基准原则；●自为基准原则；●便于装夹原则。

根据零件图的要求，对零件而言，尽可能选择不加工面为粗基准，而对有若干不加工表面的工件选用要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准；第四章机械加工余量4.1 、各种加工方法加工余量查阅相关资料可得：1）半精铣端面加工余量1.0mm2）铣槽余量1.5mm3）铰孔加工余量0.2mm4.2、各种加工方法的加工经济精度和表面粗糙度由半精加工、精加工的余量和毛坯的余量可以计算出粗加工的余量，即可进行粗加工，然后按工艺卡进行半精加工，精加工。

第五章机床设备的选择5.1、生产过程概念机械产品生产过程是指从原材料开始到成品出厂的全部劳动过程，它既包括毛坯的制造，零件的机械加工和热处理，机器的装配、检验、测试和涂装等主要劳动过程，还包括专用工具、夹具、量具和辅具的制造、机器包转、工件和成品的储存和运输、加工设备的维修，以及动力（点、压缩空气、液压等）供应等辅助劳动过程。

5.2、生产类型概念根据工厂（或车间、工段、班组、工作地）生产专业化程度的不同，可将它们按大量生产、成批生产和单件生产3种生产类型来分类。