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变速拨叉零件的机械加工工艺及工艺装备设计.pdf
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变速拨叉零件的机械加工工艺及工艺装备设计
摘 要:汽车制造工艺学课程设计,是在学完汽车制造工艺学后进行的一项教学环节;在老师
的指导下,要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的全部课程,并且独立完成的一项工
程基本训练。通过课程设计达到以下目的:
1、能熟练的运用机械制造工艺学的基本理论和夹具设计原理的知识,正确地解决一个零
件在加工中的定位,夹紧以及合理制订工艺规程等问题的方法,培养学生分析问题和解决问题
的能力。
2、通过对零件某道工序的夹具设计,学会工艺装备设计的一般方法。通过学生亲手设计
夹具的训练,提高结构设计的能力。
3、课程设计过程也是理论联系实际的过程,并学会使用手册、查询相关资料等,增强学
生解决工程实际问题的独立工作能力。
关键词:拔叉;工艺分析;工艺规格设计;夹具设计
序言:
拨叉是用来推动变速器齿轮,改变齿轮位置的工具,通过将齿轮改变位置来改变齿比,以达到变
速的目的,变速器的齿轮都是装载主轴和副轴上,通过拨叉来推动它们前进或者后退,就可以改
变齿比,所以它对汽车领域的作用是非常重要的。
一、零件的分析
1.1 零件的作用
题目所给的零件是汽车变速器的拨叉。它位于汽车变速机构中,主要起换档,使主轴回转
运动按照工作者的要求工作,获得所需的速度和扭矩的作用。零件的φ25 孔与操纵机构相连,
φ55 半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。两件零
件铸为一体,加工时分开。
1.2 零件的工艺分析
零件的材料为 HT200,灰铸铁生产工艺简单,铸造性能优良,但塑性较差、脆性高,不适
合磨削,为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求:
0.023
1.小头孔φ25
0
;
2.小头孔轴线侧面端面的距离
23
0
0.3
0.4
3.大头半圆孔Ф
55
0
及其端面;
0.1
4.两孔中心距Ф
134.5
0.2
5.16×8 槽;
6.φ40 外圆斜面;
7. 工件尺寸为 40 的外侧面
1
8.大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为 0.1mm;槽端面与小头孔中心线的
垂直度误差为 0.08m。
由上面分析可知,可以粗加工拨叉底面,然后以此作为粗基准采用专用夹具进行加工,并
且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度,并且此拨叉
零件没有复杂的加工曲面,所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。
二、工艺规程设计
2.1 确定毛坯的制造形式
已知此拨叉零件的生产类型为中批量生产,所以初步确定工艺安排为:加工过程划分阶段;
工序适当集中;加工设备以通用设备为主,大量采用专用工装。
零件材料为 HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大,零件结构又比较简单,生
产类型为中批生产,故选择铸件毛坯。查《机械制造工艺设计简明手册》第 41 页表 2.2-5,
选用铸件尺寸公差等级为 CT-12。
2.2 基面的选择
基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理,可以使加工质
量得到保证,生产率得以提高。否则,加工工艺过程中会问题百出,甚至还会造成零件大批报
废,使生产无法正常进行。
(1)粗基准的选择。
因本零件毛坯是金属模铸造成型,铸件精度较高,所以选择Φ40mm 圆一个端面作为粗基
准加工另一个端面。再加一个钩形压板和一个 V 形块限制自由度,达到完全定位。
(2)精基准的选择。
主要因该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时,应该进行尺寸换算,
这在以后还要专门计算,此处不在重复。
2.3 制定工艺路线
根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求,以及加工方法所能达到的经济精
度,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工卡具,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
工序 1 粗镗,半精镗φ55 孔
工序 2 粗铣,精铣φ55 孔两端面
工序 3 铣断,使之为两个零件
工序 4 粗铣,精铣尺寸为 40 的外侧面
工序 5 铣φ40 外圆斜面
工序 6 铣 16×8 槽
工序 7 钻、扩、粗铰、精铰Φ25 孔
工序 8 去毛刺;
工序 9 终检。
2.工艺路线方案二
工序 1 铣断,使之为两个零件
工序 2 钻、扩、粗铰、精铰Φ25 孔
1
工序 3 粗铣,精铣尺寸为 40 的外侧面
工序 4 铣 16×8 槽
工序 5 粗镗,半精镗φ55 孔
工序 6 粗铣,精铣φ55 孔两端面
工序 7 铣φ40 外圆斜面
工序 8 去毛刺;
工序 9 终检。
3.工艺方案的比较与分析
上述两个方案的特点在于:方案一是先加工φ55 孔,以便于后续加工,并利用了两件合
铸的优势,提高了工作效率,然后在铣床上把所有铣的工序全部弄完,省去了在各机床间切换
的麻烦,最后加工孔;方案二是先铣断,使之为两个工件,分别加工。先加工小头孔,然后以
小头孔为基准,进行其他工序的加工。显然,方案二不如方案一效率高。但由于大头孔端面和
槽都与小头孔有垂直度要求,可以先加工小头孔,后加工槽;大头孔应该利用两件合铸的优势,
所以还是先加工φ55 大头孔。可以将工序定为:
工序 1 粗镗,半精镗φ55 孔,以φ40 外圆面为粗基准,选用 T740 型卧式金刚镗床和专
用夹具
工序 2 铣断,使之为两个零件,选用 X60 卧式铣床和专用夹具。
工序 3 钻、扩、粗铰、精铰Φ25 孔,以Φ40 外圆为定位基准,选用 Z5125A 立式钻床和
专用夹具。
工序 4 粗、精铣φ55 孔两端面,以φ25 孔定位,选用 XA6132 卧式铣床和专用夹具。
工序 5 铣φ40 外圆斜面,以φ25 孔定位,选用 XA6132 卧式铣床和专用夹具。
工序 6 粗铣、精铣尺寸为 40 的外侧面,以φ25 孔定位,选用 XA6132 卧式铣床和专用夹
具。
工序 7 铣 16×8 槽,以φ25 孔定位,选用 x61W 型万能铣床和专用夹具。
工序 8 去毛刺;
工序 9 终检。
这样,看起来工序简洁且保证了垂直度的要求,还能充分利用两件合铸的优势。
2.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
“CA6140 车床拨叉”;零件材料为 HT200,硬度 190~210HB,毛坯重量 1.12kg,生产类
型中批量,铸造毛坯。
1.毛坯图
1
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