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： 0811113018 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
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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
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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
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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
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