北汽汽车换档拨叉的数控工艺分析与仿真加工
目录
引言 1
一、零件的分析 2
（一）零件的作用 2
（二）零件的图纸分析 2
（三）零件的加工内容分析 2
（四） 加工难点 3
二、 制定加工工艺 3
（一） 机床的选用 3
（二）刀具和切削用量的选择 5
（三）工艺路线及工艺卡 5
三、 UG建模与仿真 8
(一）UG建模 8
(二）仿真加工路线 9
四、 工件的装夹与夹具 11
（一） 工件的定位与夹紧 11
（二）夹具的设计图纸及改进方向 11
五、 尺寸要求的检测 12
总结 14
参考文献 15
谢辞 16
附录 17
引言
数控技术是现代社会活动的重要组成部分，它为人类的社会活动带来了很多好处。在学完专业课程之后的基础上，进行专业的毕业设计，是对我们三年来所学习的知识进行全面的复习与总结，温故而知新，这对我们将来的工作与学习有很大的帮助。
本次毕业设计主要是加工北汽幻速汽车的换档拨叉，该零件是江苏徐航科技有限公司为北汽客户加工的零件之一。也是自己所学的专业知识由理论运用到实际的生产活动中的一部分。根据图纸要求，绘制CAD图纸，以及零件的模型的建立，并根据零件的技术要求，进行零件的分析，制定数控加工的工艺路线。编制程序，选择合适的设备进行加工，检测，清洗包装后发货给客户。本次毕业设计，不仅是知识在实例中运用的体现，对我们理工类的学生而言，不仅能巩固所学的知识，也提高了我们的实际问题解决能力。培养了我们查询技术资料，绘图和使用计算机以及英语的能力。对自己以后的工作有非常大的帮 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
助。
由于水平有限，本次毕业设计难免有不少错误和不当之处，恳请老师给予批评指正。 一、零件的分析
（一）零件的作用
汽车的换档拨叉主要是在变速箱的换档结构中，当汽车需要变速时，驾驶员操纵变速杆，变速杆操纵机构就通过拨叉头部的操纵槽，然后带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移，拨叉脚拨动双联变换齿轮在花键上滑动以改变档位，从而改变速度。在换档拨叉上有一个配合槽，主要是改变齿轮的啮合位置。零件上的Φ19.1mm的孔，装配在换档拨叉操纵杆上，用螺钉固定。宽19.3mm深17mm的槽与其它零件配合，半圆形的叉口拨动齿轮同步器。
（二）零件的图纸分析
换档拨叉的图纸（如图1-1)。
图1-1换档拨叉
（三）零件的加工内容分析
倒档拨叉的零件的材料为球墨铸铁QT500-7，硬度要求270HBS，毛坯材料强度要求较高。因为换档拨叉在汽车使用过程中的高频次，所以采用这种材料铸造而成。零件的主要加工内容：
Φ19.1mm孔的加工，并对孔口倒角处理
宽19.3mm深17mm的槽
Φ19.1mm孔上部两个M12的螺纹孔
拨叉内侧面
叉口内圆面
加工难点
毛坯比较不规则，在装夹时需要设计专用夹具，定位比较困难
换档拨叉有两组加工表面，需要保证二次装夹位置度的精度要求。
叉口内侧的圆面加工时粗糙度的要求较高
Φ19.1mm的圆孔相对与拨叉内侧的圆面圆心位置度要求较高，影响拨叉的使用灵活性。
制定加工工艺
机床的选用
加工换档拨叉选择的是日本马扎克公司的马扎克HORIZONTAL CENTER NEXUS 5000-II L卧式加工中心（见图2-1）。
这种加工中心主轴转矩、主轴贯通孔、最大摆动、快进速度、占地面积机器宽度仅有2820mm等凌驾于其他公司产品之上的基本规格。快进速度、轴进给加速度、主轴的加减速度时间、ATC时间等的单位比原来提高了20到50%，使得非切削时间得以大大的缩短。主轴输出从原来的30kW(40HP)提高到37kW(50HP)，在对铁质物件进行加工时大大地发挥了其威力。高速、大马力、高刚性使生产性达到飞跃般的提高。生产能耗也符合时代要求的环境保护与运行成本的降低。这种机床有两个可以相互交替的托盘，对多序加工的零件，在装夹循环启动加工时可以节约大量工时。
加工中心的性能参数可见表2-2。
图2-1 马扎克HORIZONTAL CENTER NEXUS 5000-II L卧式加工中心
表2-2 性能参数
（二）刀具和切削用量的选择
刀具和切削量见表2-1。
表2-1刀具和切削用量选择
工序
刀号
刀具类型
转速（r/min)
切深(mm)
进给(mm/r)
以Φ19.1mm孔为中心的加工面
T01D19
立铣刀
3500
0.2
1500
T02D10.4
钻头
2000
0.5
200
T03D5
立铣刀
2000
0.2
1500
T04D3R1
球头刀
3000
0.2
800
叉口部位加工
T03D5
立铣刀
2500
0.5
1500
T04D3R1
球头刀
2500
0.5
800
加工底面槽
T01D19
盘铣刀
3500
0.2
1500
T05D8
立铣刀
3000
0.5
1500
T04D3R1
球头刀
3000
0.5
800
丝锥
800
100
（三）工艺路线及工艺卡
1.制定工艺路线
表3-2叉口部位加工工艺卡
表3-3加工底面槽工艺卡
图3-4 加工底面槽
4.加工内圆见图3-5
图3-5 内圆的加工
引言 1
一、零件的分析 2
（一）零件的作用 2
（二）零件的图纸分析 2
（三）零件的加工内容分析 2
（四） 加工难点 3
二、 制定加工工艺 3
（一） 机床的选用 3
（二）刀具和切削用量的选择 5
（三）工艺路线及工艺卡 5
三、 UG建模与仿真 8
(一）UG建模 8
(二）仿真加工路线 9
四、 工件的装夹与夹具 11
（一） 工件的定位与夹紧 11
（二）夹具的设计图纸及改进方向 11
五、 尺寸要求的检测 12
总结 14
参考文献 15
谢辞 16
附录 17
引言
数控技术是现代社会活动的重要组成部分，它为人类的社会活动带来了很多好处。在学完专业课程之后的基础上，进行专业的毕业设计，是对我们三年来所学习的知识进行全面的复习与总结，温故而知新，这对我们将来的工作与学习有很大的帮助。
本次毕业设计主要是加工北汽幻速汽车的换档拨叉，该零件是江苏徐航科技有限公司为北汽客户加工的零件之一。也是自己所学的专业知识由理论运用到实际的生产活动中的一部分。根据图纸要求，绘制CAD图纸，以及零件的模型的建立，并根据零件的技术要求，进行零件的分析，制定数控加工的工艺路线。编制程序，选择合适的设备进行加工，检测，清洗包装后发货给客户。本次毕业设计，不仅是知识在实例中运用的体现，对我们理工类的学生而言，不仅能巩固所学的知识，也提高了我们的实际问题解决能力。培养了我们查询技术资料，绘图和使用计算机以及英语的能力。对自己以后的工作有非常大的帮 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
助。
由于水平有限，本次毕业设计难免有不少错误和不当之处，恳请老师给予批评指正。 一、零件的分析
（一）零件的作用
汽车的换档拨叉主要是在变速箱的换档结构中，当汽车需要变速时，驾驶员操纵变速杆，变速杆操纵机构就通过拨叉头部的操纵槽，然后带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移，拨叉脚拨动双联变换齿轮在花键上滑动以改变档位，从而改变速度。在换档拨叉上有一个配合槽，主要是改变齿轮的啮合位置。零件上的Φ19.1mm的孔，装配在换档拨叉操纵杆上，用螺钉固定。宽19.3mm深17mm的槽与其它零件配合，半圆形的叉口拨动齿轮同步器。
（二）零件的图纸分析
换档拨叉的图纸（如图1-1)。
图1-1换档拨叉
（三）零件的加工内容分析
倒档拨叉的零件的材料为球墨铸铁QT500-7，硬度要求270HBS，毛坯材料强度要求较高。因为换档拨叉在汽车使用过程中的高频次，所以采用这种材料铸造而成。零件的主要加工内容：
Φ19.1mm孔的加工，并对孔口倒角处理
宽19.3mm深17mm的槽
Φ19.1mm孔上部两个M12的螺纹孔
拨叉内侧面
叉口内圆面
加工难点
毛坯比较不规则，在装夹时需要设计专用夹具，定位比较困难
换档拨叉有两组加工表面，需要保证二次装夹位置度的精度要求。
叉口内侧的圆面加工时粗糙度的要求较高
Φ19.1mm的圆孔相对与拨叉内侧的圆面圆心位置度要求较高，影响拨叉的使用灵活性。
制定加工工艺
机床的选用
加工换档拨叉选择的是日本马扎克公司的马扎克HORIZONTAL CENTER NEXUS 5000-II L卧式加工中心（见图2-1）。
这种加工中心主轴转矩、主轴贯通孔、最大摆动、快进速度、占地面积机器宽度仅有2820mm等凌驾于其他公司产品之上的基本规格。快进速度、轴进给加速度、主轴的加减速度时间、ATC时间等的单位比原来提高了20到50%，使得非切削时间得以大大的缩短。主轴输出从原来的30kW(40HP)提高到37kW(50HP)，在对铁质物件进行加工时大大地发挥了其威力。高速、大马力、高刚性使生产性达到飞跃般的提高。生产能耗也符合时代要求的环境保护与运行成本的降低。这种机床有两个可以相互交替的托盘，对多序加工的零件，在装夹循环启动加工时可以节约大量工时。
加工中心的性能参数可见表2-2。
图2-1 马扎克HORIZONTAL CENTER NEXUS 5000-II L卧式加工中心
表2-2 性能参数
（二）刀具和切削用量的选择
刀具和切削量见表2-1。
表2-1刀具和切削用量选择
工序
刀号
刀具类型
转速（r/min)
切深(mm)
进给(mm/r)
以Φ19.1mm孔为中心的加工面
T01D19
立铣刀
3500
0.2
1500
T02D10.4
钻头
2000
0.5
200
T03D5
立铣刀
2000
0.2
1500
T04D3R1
球头刀
3000
0.2
800
叉口部位加工
T03D5
立铣刀
2500
0.5
1500
T04D3R1
球头刀
2500
0.5
800
加工底面槽
T01D19
盘铣刀
3500
0.2
1500
T05D8
立铣刀
3000
0.5
1500
T04D3R1
球头刀
3000
0.5
800
丝锥
800
100
（三）工艺路线及工艺卡
1.制定工艺路线
表3-2叉口部位加工工艺卡
表3-3加工底面槽工艺卡
图3-4 加工底面槽
4.加工内圆见图3-5
图3-5 内圆的加工
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