换挡叉加工工艺规程及φ19和φ20两端面铣削夹具设计(2)

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1零件工艺性分析

1.1换挡叉的概述

1.1.1换挡叉的功用

换挡叉头以孔套在变素差叉轴上，并用销钉经孔与变速叉轴联接，换挡叉脚则夹在双联变换齿轮的槽中，当需要变速时，操纵变速杆，变速操纵机构就通过换挡叉头部的操纵槽带动换挡叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移，换挡叉脚拨动双联变速齿轮在花键轴上滑动以变换档位，从而改变机器的运转速度。 1.1.2换挡叉的结构特点

换挡叉在改变档位时要承受弯曲应力和冲击载荷的作用，因此该零件应具有足够的强度、刚度和韧性，以适应换挡叉的工作条件。该零件的主要工作表面为换挡叉脚两端面、叉轴孔和锁销孔，在设计工艺规程时应重点予以保证。

1.2换挡叉的技术要求

换挡叉零件技术要求如下表 表变粗糙度尺寸及偏差公差及精度Ra/?m /mm 等级 42 21 14 ?0.5 110?0.027 ?1600.18??0.2 加工表面 换挡叉头两端面 换挡叉头部上端面 换挡叉头部方槽两侧面 换挡叉头部方槽底面 形位公差/mm IT13 IT13 IT13 IT14 IT8 IT11 IT10 12.5 6.3 3.2 3.2 0.2 0.8 3.2 ?16孔 换挡叉脚两端面 换挡叉脚内表面 ?0.07 R430该换挡叉形状特殊、结构简单，属典型的叉杆类零件。为实现换挡、变速

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的功能，其叉轴孔与变速叉轴有配合要求，因此加工精度要求较高。差脚两端面以及换挡叉头部方槽两侧面在工作中需承受冲击载荷为增强其耐磨性，该表面要求高频淬火处理，硬度为55-63HRC；为保证换挡叉换挡时叉脚受力均匀，

?0.027要求叉脚两端面对叉轴孔?160mm垂直度为0.1。为保证换挡叉在叉轴上有准

确的位置，该换档位准确，换挡叉采用螺栓螺纹连接定位。为保证整个零件的硬度和加工性能，要求对整个零件进行热处理、调质，硬度为18-25HRC。 综上所述，该换挡叉零件的各项技术要求制定的较为合理，符合该零件在变速箱中的功用。

1.3分析换挡叉的工艺性

分析零件图可知，拨插头两端面和差脚两端面均要求切削加工，且在轴向方向上均高于相邻表面，这样既减少里加工面积，又提高了换挡时叉脚端面的接触刚度；?16mm孔的端面为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏以保证孔的加工精度；另外，该零件除主要工作表面（换挡叉脚两端面、内表面

?0.07?0.027mm和差轴孔?160mm）外，其余表面加工精度均较低，不需要高精度R430机床加工，通过铣削、钻床的粗加工就可以达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量的加工出来。由此可见，该零件的工艺性较好。

1.4确定换挡叉的工艺类型

设计要求该零件的生产类型为大批生产。

2换挡叉机械加工工艺规程设计

2.1换挡叉材料及毛坯制造方法

由于该换挡叉在工作过程中要承受冲击载荷，为增强换挡叉的强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯选用铸件，该换挡叉的轮廓尺寸不大，且生产类型属于中批生产，为提高生产率和铸件精度，以采用砂型铸造方法制造毛坯。毛

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坯的拔模斜度为5°。

2.2确定毛坯尺寸公差和加工余量

要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。 2.2.1铸件机械加工余量等级

查表2-5[1]得铸件机械加工余量等级为F~H，取G级。 2.2.2铸件公差等级

由于铸件选择机器造型，材料为ZG45Ⅱ，生产类型为大批量，查表2-1[1]得铸件公差等级CT为8~12级，取10级。 2.2.3确定铸件基本尺寸

换挡叉铸件尺寸公差、加工余量和基本尺寸如下： 加工面机械加工公差铸造尺加工表面 基本尺余量公差等级 寸公差 寸 等级 换挡叉头部上10 21 2.4 G 端面 换挡叉头部方— — — — 槽两侧面 换挡叉头部方— — — — 槽底面 换挡叉头部两10 42 2.8 G 侧面 螺纹孔端面 10 14 2.2 G 毛坯基本尺寸 23.6 0 0 46.2 16.5 0 11.8 R40.8 RMA 1.4 — — 1.4 1.4 — 1.4 1.4 ?16孔 换挡叉脚两端面 换挡叉脚内表面 — 10 10 — 8 R43 — 2 3.2 — G G 2.3定位基准的选择

2.3.1粗基准

作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面欠缺。 粗基准：选择换挡叉脚两端面和内表面作为粗基准。 2.3.2精基准

根据该换挡叉零件的技术要求和装配要求，选择换挡叉头右端面和叉轴孔

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?0.027mm做为精基准，零件上的很多表面都可以采用他们作基准进行加工，即?160遵循了“基准统一”原则。

?0.027叉轴孔?160mm的轴线是设计基准，选用其做精基准定位加工换挡叉脚两

端面，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的垂直度要求。

选用换挡叉左端面作为精基准同样是遵循了“基准重合”的原则，因为该换挡叉在轴方向的尺寸多以该端面作为设计基准；

另外，由于换挡叉刚性较差，受力易产生弯曲变形，为了避面在机械加工中产生加紧变形，根据夹紧力应垂直于主要定位基面，并应作用在刚度较大部位的原则，夹紧力作用点不能做用在叉杆上。

选用换挡叉头右端面作精基准，夹紧可作用在换挡叉左端面上，加紧稳定可靠。

2.4制订工艺路线

2.4.1工艺路线方案一 工序1：粗铣换挡叉头左右两端面 工序2：钻?16mm孔。

工序3：拉?16mm孔至图样尺寸。 工序4：锪?16mm孔处倒角1×45o。 工序5：粗铣换挡叉头上端面。 工序6：粗铣—精铣换挡叉头部方槽。 工序7：粗铣—精铣—磨削换挡叉脚两端面。 工序8：粗铣—精铣换挡叉脚内表面。 工序9：粗铣螺纹孔端面。

工序10：钻M10mm底孔Φ8.5mm，倒角120 o，攻螺纹M10mm。 工序11：清洗。 工序12：终检。

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2.4.2工艺路线方案二

工序1：粗铣换挡叉头左右两端面 工序2：钻?16mm孔。

工序3：拉?16mm孔至图样尺寸。 工序4：锪?16mm孔处倒角1×45o。 工序工序工序工序工序工序工序工序

5：粗铣—精铣—磨削换挡叉脚两端面。 6：粗铣—精铣换挡叉脚内表面。 7：粗铣换挡叉头上端面。

8：粗铣—精铣换挡叉头部方槽。 9：粗铣螺纹孔端面。

10：钻M10mm底孔Φ8.5mm，倒角120 o，攻螺纹M10mm。 11：清洗。 12：终检。

2.4.3工艺方案的比较与分析

上述两个方案的特点在于：方案一是先加工换挡叉头部两端面及Φ16mm孔，再加工换挡叉头部方槽，再加工换挡叉脚部端面及内表面，最后加工M10mm螺纹孔。方案二是先加工换挡叉头部两端面及Φ16mm孔，再加工换挡叉脚部端面及内表面，再加工换挡叉头部方槽，最后加工M10mm螺纹孔。显然在加工换挡叉脚部端面及内表面之后在加工换挡叉头部方槽，较易保证方槽的加工精度和形位公差，所以方案二较合理。 2.4.4工艺路线确定

在综合考虑工序顺序安排原则的基础上，表4列出了换挡叉的工艺路线。

表4换挡叉工艺路线及定位基准、设备的选用 工序号 工序名称 机床设备 刀具 定位基准 同时粗铣换挡叉卧式双面铣三面刃1 叉脚左侧边 头左右两端面 床 铣刀 四面组合钻麻花钻、叉脚内表面和2 钻Φ16mm孔 床 扩孔钻 叉顶部侧面 叉脚内表面和3 拉Φ16mm孔 拉床 拉刀 叉顶部侧面 锪Φ16mm孔处倒叉脚内表面和4 钻床 锪钻 角1×45o 叉顶部侧面 粗铣—精铣换挡卧式双面铣三面刃Φ16mm孔，叉5 叉脚两端面 床 铣刀 头部右端面

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