变速器换挡拨叉精锻成形工艺与模具设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

锻造（forging）工艺是机械制造的基础工艺之一，属金属塑性成型方法的一种。精锻成形多指近净成形，即毛坯材料利用率高，生产效率高的锻造工艺，目前看，模锻是最优工序。精锻成形工艺的主要应用大体分两类：精化毛坯，即用精锻工序代替粗切削加工工序，将精锻件直接进行精加工得到成品件；精锻件，大多数是采用精密成形工艺制造零件的主要部分或不易机加工的部分，减少机加工量或只进行少量的切削加工。

精锻成形工艺按金属成形时的变形温度可分为高温精密模锻、中温精锻成形、室温精锻成形和超速等温精锻成形。如按成形式金属的流动情况，则可分为开式精锻成形、闭式精锻成形、半闭式精锻成形。按变形速度可分为一般精密模锻、慢速精锻成形和高速精锻成形。

变速器换挡拨叉是汽车重要零部件之一，形状复杂，负荷交变，服役期长，批量极大，其制造工艺多采用精锻成形方法。

2. 研究的基本内容与方案

汽车变速器换挡叉形状复杂，采用精密锻造工艺成形，是汽车变速箱上的部件，与变速手柄相连，位于手柄下端，拨动中间变速轮，使输入/输出转速比改变。将两个咬合的齿轮拨开来再把其中一个可以在轴上滑动的齿轮拨到另外一个齿轮上以获得另一个速度。应用于控制离合器的啮合、断开的机构中，从而控制横向或纵向进给。摆动拨叉又可以控制滑套与不同齿轮的结合与分离，达到换挡的目的，分析这种动力联接方式可知车换挡时要减速，这样可以较少滑套与齿轮的冲击，延长零件的使用寿命。

拔叉形状复杂，有曲面有弧度，若用传统加工，则耗费时间长，成型效率低，成型缺陷多。拨叉作为汽车零部件，关系到汽车及人身安全。因此应提高铸造质量，减少夹渣的存在；认真执行热处理工艺，适当降低调质淬火温度，缩短保温时间，减少氧化气氛，避免或减少脱碳层。而采用精锻成型，工件尺寸精确，而且具有一定的形状和性能，改善组织性能，起皱、拉裂等缺陷出现的可能小，成型效率高，节约了生产成本和人力资源。考虑到该零件使用的广泛性和生产的数量，故该零件必须采用精锻成型。

2.1方案设计

图1所示为变速器换挡拨叉零件及测量过程

零件材料为Q235钢，Q235具有一定的强度和韧性，和良好的焊接性能，广泛用于一般的金属结构件。下图为测量的零件具体数值。

图2为测量的零件具体数值。Q235材料性能见表1

表1.Q235钢材料主要化学成分和机械性能

图1.变速器换挡叉测量过程

此后，在电脑上使用AutoCAD和Pro/Engineer软件进行零件的建模。进行锻件图和零件图的绘制。下图分别为零件的3D建模与零件图，锻件的3D建模与锻件图。

图2.变速器换挡拨叉三维数模与二维图

由图可知，该零件的生产可以分成以下步骤：

（1）下料；

（2）第一次加热；

（3）镦粗；

（4）压方；

（5）制坯；

（6）模锻；

（7）第一次切边；

（8）抛丸和表面清理；

（9）第二次加热；

（10） 热校正；

（11）第二次切边；

（12）表面清理和抛丸；

（13）磁粉检验；

（14）抛丸和冷校正；

（15）检验；

可能存在的问题：

（1）需要设置飞边槽；

（2）初锻可能出现充不足的情况；

（3）终端聚料多的部位可能出现裂纹。

3. 研究计划与安排

（1）第1～4周（2016年2月22日～3月20日）——分析零件，建立数模。准备设计资料手册，分析测量零件；建立数模；用deform软件，进行锻造成形模拟，分析结果，制定工序，撰写开题报告；

（2）第5～9周（2016年3月21日～4月23日）——锻件热锻模设计，绘制总装图；按照工艺图册和设计手册，设计模具结构；用autocad软件绘制锻件模具总装配图；

（3）第10～12周（2016年4月25日～5月14日）——设计绘制热锻模的凸模、凹模、模板等模具零件（用autocad软件）；

4. 参考文献（12篇以上）

【1】中国机械工程学会塑性工程学会编著；锻压手册第一卷；北京：机械工业出版社，2008.01

【2】胡亚民主编；精锻模具图册；北京：机械工业出版，2002

【3】锻压工艺学；张永军，韩静涛主编；北京：冶金工业出版；2015