变速箱换挡叉的加工工艺及夹具设计(设计说明书)

毕业设计（论文）变速箱换挡叉的加工工艺及夹具设计i摘要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。拨叉的加工工艺规程及其铣叉口面与钻mm8.15孔的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。铣叉口面以mm8.15孔及其端面作为来定位基准，以工件的另外一个端面作为辅助基准，实现工件的完全定位，夹紧则是通过调节螺母来实现；钻mm8.15孔以其端面作为定位基准，夹紧则是由快换垫圈、螺母、心轴等组成。关键词：夹紧定位基准iiAbstractThedesignofthecontentrelatestothemachinerymanufacturingtechnologyandmachinetoolfixturedesign,metalcuttingmachinetool,toleranceandmeasuringandotheraspectsofknowledge.Forkprocessingproceduresandmillingforkanddrillmm8.15holeoffixturedesignisincludingmachiningprocessdesign,processdesignandfixturedesigninthreeparts.Millingforkwithdiametermm8.15holeandendastothelocatingdatumtotheworkpiece,anotherendasauxiliaryreference,realizetheworkpiecepositioning,clampingisrealizedthroughadjustingnut;drillmm8.15holeanditsfaceasapositioningreference,toachieveworkpiecepositioning,clampingisfastchangingwasher,nut,themandrel.Keywords:clampingpositioningdatum目录摘要..........................................................iAbstract.....................................................ii1绪论........................................................11.1课题的现状分析：.......................................11.2课题的研究目的及意义：.................................22零件的分析..................................................42.1零件的作用.............................................42.2零件的工艺分析................................42.2.1零件的功用、结构及特点............................42.2.2该零件需要加工的表面大致分为......................52.2.3尺寸和粗糙度的要求................................52.2.4位置公差要求......................................63工艺规程设计................................................73.1确定毛坯的制造形式.....................................73.2基面的选择.............................................73.3制定工艺路线...........................................83.4机械加工余量、工序尺寸及公差的确定.....................93.4.1圆柱表面工序尺寸..................................93.4.2平面工序尺寸......................................93.4.3确定切削用量及时间定额：..........................94夹具设计...................................................214.1问题的提出............................................214.2夹具设计..............................................215总结.......................................................23致谢.........................................................24参考文献.....................................................2511绪论1.1课题的现状分析：汽车变速器，是一套用于来协调发动机的转速和车轮的实际行驶速度的变速装置，用于发挥发动机的最佳性能，为满足现代人们对汽车适应节能、安全、舒适、高效、可靠方面不断提高的要求，变速器的性能及换挡叉的操作简便、舒适度就尤为重要。手动变速箱必须根据汽车运行条件的变化,由驾驶员随时变换挡位,要求驾驶员能对离合器踏板、油门踏板及变速操纵杆进行准确地协调配合,从而保证汽车具有良好的动力性和经济性,因此手动机械变速器换挡频繁、劳动强度大、会分散驾驶员的注意力,增加了不安全因素。自动变速箱能根据路面状况自动变速、变矩,具有更好的驾驶性能、行驶性能、安全性能普通的AMT变速箱，较普通自动变速箱效率更高，其基本结构是和传统的手动变速箱相一致的，一般只有一根输入轴和一根输出轴(后驱车一般会多出一根中间轴)，其结构一般情况是输入轴上5个前进挡齿轮与输出轴齿轮处于常啮合状态，其中输出轴上的1挡和倒档，2挡和3挡，4挡和5挡分别共用三个换挡拨叉。这种机构相邻两个齿轮使用同一个换挡机构，当换挡动作进行时，拨叉需要从前一挡位处脱离，经过空挡才能与下一个档位齿轮进行啮合，由于三个动作是顺序进行的，即使将每个动作的时间缩至最短，依旧很难获得足够快的换挡速度。双离合变速箱如今大行其道，它也包括带有齿轮和惰轮的动力输入轴，和带有不同档位齿轮的中间轴，并通过换挡拨叉改变档位。所不同的是，双离合变速箱具有两组输入轴和中间轴。其中一组具有奇数档位，另一组具有偶数档位。两组输入轴通过两个不同的离合器将动力输出到与之匹配的中间轴上。通过两套离合器的相互交替工作，使得换挡时间极短，来到达无间隙换挡的效果。创新的“独立换挡拨叉”，ISR变速箱拥有一个独特的结构，它的齿轮2布置方式既有别与传统AMT变速箱，也不同于双离合变速箱。其使用四个独立的换挡拨叉，相邻的两个档位齿轮则由不同换挡拨叉控制。四个独立拨叉分别控制1挡和倒档；3挡和5挡，2挡和4挡，6挡和7挡，也就是说，从1挡一直到6挡，相邻的两个档位都是由两个独立的拨叉来分别控制的。正因为这个设计，使得换挡的过程得以进一步缩短：当相邻的两个挡位要进行挡位切换时，换挡拨叉与当前档位的齿轮脱离时，另一个挡位齿轮早已经开始了啮合，而换挡拨叉的动作同时又激活了电子离合器，由于三个动作几乎是同步进行的，因此使得整个过程所需时间大大缩短。因此，换挡叉的设计与创新将对变速箱的性能和质量有非常重要的影响。1.2课题的研究目的及意义：本次设计为大学四年所学基础课程的一次综合性设计,对于培养我们编制机械加工工艺规程和机床夹具设计的能力为到工厂从事工艺与夹具设计具有十分重要的意义(1)培养综合运用机械制造工艺学及相关专业课程、工程材料与热处理、互换性与测量技术、金属切削及装备等的理论知识，结合金工实习、生产实习中学到的实践知识，独立的分析和解决机械加工工艺问题，初步具备设计中等复杂程度零件的工艺规程的能力。(2)进一步熟练机械制图、设计计算、结构设计和编写技术文件等的基本技能。(3)培养解决工艺问题的能力，为以后去工厂从事工艺与夹具设计打下良好的基础。随着我国汽车工业的高速发展，我国已迈入汽车大国的行列，汽车工业已成为我国重要的支柱产业，同时汽车也成为了日常生活的主要交通工具，对全国各个地区的发展与公民的实际生活都有着密切的联系，人们对汽车的舒适，安全，高效的要求也越来越高。机械加工工艺是实现产品设计、保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，同时夹具作为机械制造系统中不可或缺的重要组成部分，在稳定保证工件加工精度、提高3劳动生产率、扩大机床适用范围、改善操作者劳动条件、降低成本都具有十分突出的贡献。降低成本、自主研发汽车各零部件成为了现代汽车设计中的重要环节。然而，在当今许多企业中，像变速器换挡叉等不规则零件的，加工上依然无法满足流水线自动化加工的水准。因此，在今后的发展过程中，随着机床更加高速、高效、精密、复合、智能、环保，夹具技术也朝着高精高效模块组合通用经济方向发展。使夹具可靠地保证工件的加工质量，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。变速器换档叉的加工工艺规程及夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等之后的一次理论联系实际的训练。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。42零件的分析2.1零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。2.2零件的工艺分析2.2.1零件的功用、结构及特点该零件是以φ15.81F8孔套在轴上,并用螺钉径M10×1-7H螺纹孔与轴定位,换挡叉脚卡在双联齿轮中的轴中,变速操作机构通过换挡叉头部的操纵槽带动换挡叉与轴一起在变速箱中滑动,换挡叉脚拨动双联齿轮在花键轴上滑动,就可实现变速功能,从而实现变速器变速。换挡叉的主要工作表面为操纵槽换挡插脚两端面。主要配合面为φ15.81F8孔，M10×1-7H螺纹孔和换挡叉脚侧面51。该零件属于特殊形状零件，但复杂程度一般。由于换挡叉在工作时表面承受一定的压力，因此，要求有一定的强度和韧度。图1所要加工的零件图52.2.2该零件需要加工的表面大致分为：（1）Φ15.81的孔。（2）以Φ15.81孔的轴心线为基准的两平面。（3）以15mm槽为基准的两叉口端面。（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。2.2.3尺寸和粗糙度的要求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