機械製造專業
課程設計說明書
設計題目：設計變速箱撥叉零件的機械加工
工藝規程及工藝裝備
設計者指導教師
河南理工大學高等職業學院
機械製造專業課程設計任務書
題目：設計變速箱撥叉零件的機械加工工藝
規程及鑽鎖銷孔鑽床夾具
內容：（1）零件圖l張
（2）毛坯圖l張
（3）機械加工工藝規程卡片1套
（4）鑽鎖銷孔鑽床夾具裝配圖及零件圖 1套
（5）課程設計說明書1份
原始資料： 撥叉零件圖1張（見附圖1）；
生產綱領為8000臺／年(每台一件)；
每日l班。
指導教師
2 年月日
1零件的工藝分析
1.1零件的作用
該撥叉應用在某拖拉機變速箱的換擋機構中。撥叉頭以30mm孔套在變速叉軸上，並用銷釘經8mm孔與變速叉軸聯結，撥叉腳則夾在雙聯變速齒輪的槽中。當需要變速時，操縱變速桿，變速操縱機構就通過撥叉頭部的操縱槽帶動撥叉與變速叉軸一起在變速箱中滑移，撥叉腳波動雙聯變換齒輪在花鍵軸上滑移以改換檔位，從而改變拖拉機的行駛速度。
該撥叉在改換檔位時要承受彎曲應力和衝擊載荷的作用，因此該零件應具有足夠的強度、剛度和韌性，以適應撥叉的工作條件。該零件的主要工作表面為撥叉腳兩端面、叉軸孔mm（h7）和鎖銷孔mm（h7），在設計工藝規程時應重點予以保證。
1.2零件的技術要求
將該撥叉的全部技術要求列於表1中
表1 撥叉零件技術要求表
該撥叉形狀特殊、結構簡單，屬典型的叉杆類零件。為實現換擋、變速的功能，其叉軸孔與變速叉軸有配合要求，因此加工精度要求較高。叉腳兩端面在工作中需要承受衝擊載荷，為增強其耐磨性，該表面要求高頻淬火處理，硬度為48～58hrc；為保證撥叉換擋時叉腳受力均勻，要求叉腳兩端面對叉軸孔mm的垂直度要求為0.
1mm，其自身的平面度為0.08mm。為保證撥叉在叉軸上有準確的位置，改換檔位準確，撥叉採用鎖銷定位。
鎖銷孔的尺寸為mm，且鎖銷孔的中心線與叉軸孔中心線的垂直度要求為0.15mm。
綜上所述，該零件的各項技術要求制訂的較合理，符合該零件在變速箱中的功用。
1.3審查撥叉的工藝性
分析零件圖可知，撥叉頭兩端面和叉腳兩端面均要求切削加工，並在軸向方向上均高於相鄰表面，這樣既減少了加工面積，又提高了換擋時叉腳端麵的接觸剛度； mm孔和mm孔的兩端面均為平面，可以防止加工過程中鑽頭鑽偏，以保證孔的加工精度；另外，該零件除主要工作表面（撥叉腳兩端面、變速叉軸孔mm和鎖銷孔mm）外，其餘表面加工精度均較低，不需要高精度工具機加工，通過銑削、鑽床的粗加工就可以達到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對較高，但也可以在正常的生產條件下，採用較經濟的方法保質保量地加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。
2工藝規程設計
2.1確定毛坯尺寸
2.1.1選擇毛坯
由於該撥叉在工作過程中要承受衝擊載荷，為增強撥叉的強度和衝擊韌度，獲得纖維組織，毛坯選用鍛件。該撥叉的輪廓尺寸不大，且生產型別屬大批生產，為提高生產率和鍛件精度，宜採用模鍛方法製造毛坯。毛坯的拔模斜度為。
2.1.2確定毛坯的尺寸公差和機械加工餘量
由《機械製造技術基礎課程設計指導教程》（以下簡稱《教程》）表2-10～表2-12可知，要確定毛坯的尺寸公差及機械加工餘量，應先確定如下各項因素。
（1）公差等級
由撥叉的功用和技術要求，確定該零件的公差等級為普通級。
（2）鍛件重量
以知機械加工後撥叉件的重量為4.5kg，由此可初步估計機械加工前鍛件毛坯的重量為6kg。
（3）鍛件形狀複雜係數
對撥叉零件進行分析計算，可大致確定鍛件外廓包容體的長度、寬度和高度，即l=158mm，b=120mm，h=86mm；由《教程》公式（2-3）和（2-5）可計算出該撥叉零件的形狀複雜係數。
s=由於0.47介於0.32和0.63之間，故該撥叉的形狀複雜係數屬級。
（4）鍛件材質係數
由於該撥叉材料為45鋼，是碳的質量分數少於0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質係數屬於級。
（5）鍛件分模線形狀
根據該撥叉件的形位特點，選擇零件高度方向的對稱平面為分模面，屬平直分模線。
（6）零件表面粗糙度
由零件圖可知，該撥叉各加工表面的粗糙度均大於等於1.6
根據上述諸原因，可查《教程》表確定該鍛件的尺寸公差和機械加工餘量，所得結果列於表2中。
表2 撥叉鍛造毛坯尺寸公差及機械加工餘量
①：根據表2-10的表注，將公差按照±1/2的比例分配，故取公差值為±1.1mm
2.1.3繪製撥叉鍛造毛坯簡圖
由表2所得結果，繪製毛坯圖。
2.2定位基準的選擇
2.2.1精基準的選擇
根據該撥叉零件的技術要求和裝配要求，選擇撥叉頭左端麵和叉軸孔mm作為精基準，零件上的很多表面都可以採用他們作基準進行加工，即遵循了「基準統一」原則。叉軸孔mm的軸線是設計基準，選用器作精基準定位加工撥叉腳兩端面和鎖銷孔mm，實現了設計基準和工藝基準的重合，保證了被加工表面的垂直度要求。撥叉在軸向方向上的尺寸多以撥叉頭左端麵作設計基準。
2.2.2粗基準的選擇
作為粗基準的表面應平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面欠缺。所以選擇變速叉軸孔mm的外圓面和撥叉頭右端麵作粗基準。
2.3表面加工方法的確定
根據撥叉零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法，如表3所示。
表3 撥叉零件各表面加工方案
2.4工序順序的安排
2.4.1機械加工工序
（1）遵循「先基準後其他」原則，首先加工精基準—撥叉頭左端麵和叉軸孔mm。
（2）遵循「先粗後精」原則，先安排粗加工工序，後安排精加工工序。
（3）遵循「先主後次」原則，先加工主要表面—撥叉頭左端麵和叉軸孔mm和撥叉腳兩端面，後加工次要表面—操縱槽底面和內側面。
（4）遵循「先面後孔」原則，先加工撥叉頭端麵，在加工叉軸孔mm孔；先銑操縱槽，在鑽銷軸孔mm。
2.4.2熱處理工序
模鍛成型後切邊，進行調質，調質硬度為241～285hbs，並進行酸洗、噴丸處理。叉腳兩端面在精加工之前進行區域性高頻淬火，提高其耐磨性和在工作中承受衝擊載荷的能力。
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