范文一：倒挡拨叉加工工艺
课程设计说明书
设计题目：设计倒挡拨叉加工工艺
规程及工艺装备
设 计 者：
班 级：
学 号：
指导老师：
江南大学
机械制造技术基础课程设计任务书
内容：1. 零件图 1张 2．毛坯图 1张 3. 机械加工工艺过程综合卡片 1张 4. 夹具装备图 1张 5. 夹具体零件图 1张 6课程设计说明书 1份
班 级 机自0707 学 号 0401070717 学 生 李银正 指导老师 薛国祥
2010年6月 28日
目
一、序言············································2
录
二、零件的工艺分析及生产类型的确定··················2
三、毛坯的选择与设计································4
四、加工方法和工艺路线的设计························6
五、工序设计········································9
六、确定切削用量及基本时间··························12
七、夹具设计········································16
八、设计小节········································17
九、参考文献········································17
一、序言
机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造基础和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践教学环节。这
次设计我们能综合运用机械制造基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，在老师和同学的帮助下，我还对夹具，机床，刀具的的结构和工作原理有了更深的了解，不知不觉中我的图纸分析、结构设计能力都得到了提高，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。 在结束了《机械制造基础》及有关课程的学习后，通过本次的设计使我们所学的知识得到了巩固和加深，并培养了我们学会全面综合地运用所学知识，去分析和解决机械制造中的问题的能力。
由于能力有限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望老师多加指教。
二、零件的工艺分析及生产类型的确定
1 零件的作用
题目所给的零件为倒挡拨叉，是与操纵机构零件结合用与拨动滑动齿轮实现输出轴的倒转。故对配合面φ14H 9、14H13槽以及下拨叉有精度要求。 2 零件的工艺分析
通过对该零件图的重新绘制，知原图样的试图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。
从零件图上看，该零件是典型的叉架类零件，结构比较复杂，形位精度要求不算高。为大批量生产的铸件。其主要加工的有φ14H9表面粗糙度为Ra6.3um ，其轴轴要保证直线度M 级φ0.03；斜脚面尺
寸要求公差尺寸为-0.48到0；开挡公差尺寸为0.1到0.2，表面粗糙度为Ra6.3um 并保证与φ14H9轴线的垂直度为0.25；R19面粗糙度为Ra12.5um ，表面要求淬火处理，硬度要求为48~53HRC；下爪总长公差尺寸为-1到0；后脚面公差尺寸为0到0.52，前面到轴线尺寸18的公差尺寸为±0.2；孔φ8.7公差尺寸为0到0.09，其轴线到开挡前脚面的尺寸41.5的公差尺寸为±0.15，孔深32公差尺寸为-1到0；拨叉尺寸要求较高，两内表面归于孔φ8.7的对称度为0.4，内表面表面粗糙度为Ra12.5，内表面满足配合14H13公差尺寸为0到0.27，其槽底部分允许呈R3max 圆角或2最大长为3的倒角；孔φ8.7还需锪平直径为φ12；孔φ24端面、开挡内R15面、孔φ8.7内表面以及槽14H13底面表面粗糙度为Ra25一般的加工都可获得。通过分析该零件，其布局合理，虽结构复杂，但加工要求比较容易保证，我们通过专用夹具可保证其加工要求，整个图面清晰，尺寸完整合理，能够完整表达物体的形状和大小，符合要求。
3 零件的生产类型
依设计题目，结合生产实际可知该零件的生产纲领零件是大批量生产的铸件。
三、毛坯的选择与设计
1 选择毛坯
该零件材料为ZG310-570，属于批量生产，而且零件的结构
复杂，采用铸件成型。 2 确定机械加工余量
铸件的尺寸公差按GB/T6414-1999确定，机械加工余量按GB/T11351-89确定，材料为ZG310-570。由于是大批量且形状复杂的零件，所以毛坯选择砂型铸造。
根据GB/T6414-1999查表得尺寸公差CT 为8-12级。加工余量等级为F~H。所以，可取CT=9级。查表（GB/T6414）查出各表面的公差数值。
3 设计毛坯图
下图为该零件的毛坯图（具体尺寸请看毛坯图）：
四、加工方法和工艺路线的设计
1 定位基准的选择
（1）粗基准的选择
工件在加工第一道或最初几道工序时，一般选毛坯上未加工的表面作为定位基准，这个是粗基准，该零件选用肋板6的左端面作为粗基准来加工φ14H9孔。以上选择符合粗基准的选择原则中的余量最小原则、便于装夹原则，以及当零件有不加工表面应该以这些不加工表面做粗基准的原则，在以后的工序中，则使用经过加工的表面作为定位基准，加工φ14H9孔，保证其轴线的直线度，并作为以后工序的定位基准，这个基准就是精基准。
（2）精基准的选择
在选精基准时采用有基准重合，基准统一。这样定位比较简单可靠，为以后加工重要表面做好准备。 2 零件表面加工方法的选择
本零件的加工面有内孔、倒角、槽、下底面、圆环面等，材料为ZG310-570。以公差等级和表面粗糙度要求，参考有关资料，其加工方法选择如下。
（1）φ24端面:表面粗糙度为Ra25um ，可选粗铣即可满足要求。 （2）φ14H9孔：公差等级为9级，表面粗糙度为Ra6.3um ，公差尺寸0到0.043，根据GB/T1800.3-1998规定其公差等级按IT9，可以先钻后扩孔来满足要求。
（3）开挡φ15内圆柱面：表面粗糙度为Ra25um ，未标注公差等级，故粗铣即可满足要求。
（4）脚面：表面粗糙度Ra6.3um ，加工方法可采用粗铣即可达到
要求。
（4）开挡：表面粗糙度为Ra12.5um ，加工方法可采用粗铣即可达到要求。
（5）槽14H13：表面粗糙度为Ra12.5um ，公差等级13，加工方法可采用粗铣即可达到要求。
（6）槽14H13底面：表面粗糙度为Ra25um ，加工方法可采用粗铣即可达到要求。
0. 1
（7）孔φ8. 70：表面粗糙度Ra25um ，公差尺寸为0到0.1，根
据GB1800-79规定其公差等级按IT11，采用钻孔即可达到要求。 3 制订工艺路线
工艺路线的拟定为保证达到零件的几何形状，尺寸精度、位置精度及各项技术要求，必须制定合理的工艺路线。由于生产纲领为成批生产所采用的通用机床配以专用加工夹具，并考虑工序集中以提高生产率和减少机床数量，使生产成本下降。现有工艺路线如下：
方案的比较选择：
方案2先铣脚面虽然满足了先面后孔的原则，但是对于后面工序的基准选定却不够方便，所以不合理，根据根据经济性级工序内容的简便性可选择方案一，并制定出详细的工序内容。
毛坯为精铸件，拿到毛坯后应该先退火处理下，消除掉铸件在铸造过程中产生的内应力及误差。并在毛坯车间调整好毛坯的机械性能以达到技术要求，然后送到机械加工车间加工，具体工序如下： 1. 铸造 2. 热处理 3. 铣端面
4. 钻φ13孔、扩φ14H9孔 5. 倒角 6. 铣脚面、开挡 7. 铣槽 8. 钻φ8.7 9. 去毛刺 10. 检验
根据工序安排编出机械加工工序卡，共6张。
五、工序设计
1 选择加工设备与工艺装备
（1）选择机床
1-1工序4钻φ13孔、扩φ14H9孔、工序5倒角及工序8钻φ8.7，工
步不多，选用立式钻床就能满足要求，本零件外廓尺寸不大，选用Z525立式钻床。
1-2工序3、6、7是粗铣和精铣，各工序的工步数不多，成批生产不要求很高的生产率，故选用卧式铣床就能满足要求，选用X62卧式铣床即可。
（2）选择刀具（参考《指南》） 1-1工序3铣端面
1-2工序4钻φ13孔。选择莫氏锥柄麻花钻13 GB/T1438.1-1996。其直径为13mm ，工作长度101mm ，莫氏锥度为1号，总长182mm 。
1-3工序4扩φ14H9孔。选择14 GB/T 1141-1984。其直径为14mm ，工作长度108mm ，莫氏锥度为1号，总长189mm 。
1-4工序5倒角。
1-5工序3、6、7都是铣。铣刀按表5-105选镶齿三面刃铣刀，直径为100，孔径d=27，齿数z=12。
1-6工序8钻φ8.7孔。孔径为8.7mm 无通用刀具，故可制造专用刀具，方便制造及经济效益，可做成直柄麻花钻。 （3）选择量具
本零件为中批量生产，一般尽可能采用通用量具，根据表面精度、尺寸和形状等要求，参考有关手册资料，选择量具如下表：
2 确定工序尺寸 （1）φ24端面加工余量 （2）钻φ13、扩φ14H9孔
（3）面加工余量
+0. 09
（3）钻φ8. 70孔
六、确定切削用量及基本时间
1工序3
切削用量：本工序为粗车端面，已知加工材料为ZG310-570，表面淬火处理后HRC40-50。
确定粗铣端面的切削用量。所选刀具为镶齿三面刃铣刀。
a p =2mm, 查表得进给量f =0.2mm/z，又X62铣床主轴转速30-1500
r/min，精度要求不高，选择n=150r/min。由前面可知刀具直径为
100mm ，则切削速度为V =
πdn
1000
=
3. 14?100?150
=47. 12m /min 。
1000
校核机床功率： 参考公式p m =300?10-5?d 0. 13?a e 0. 88?a f 0. 75?a p znkpm 其中a p =2mm d=100mm
a e =24mm
a f =0. 2mm /z z=12
n=150/60r/s kpm=1，解得p m =1. 61kw<7.5kw ，故可用。="" 2="">
+0. 043
切削用量：本工序为钻φ13mm 、扩φ14H9(0) 。
2.1确定钻φ13mm 孔的切削用量。所选刀具为莫氏锥柄麻花钻，其直径为13mm ，工作长度101mm ，莫氏锥度为1号，总长182mm 。
确定切削用量a p =13/2=6.5mm ，查表得进给量f =0.28mm/r，切削速度v =21m/min。则主轴转速n=此时v=
+0. 0432.2确定扩φ14H9(0) 孔的切削用量。所选刀具为14 GB/T
1000v
=514.19r/min,故取n=545r/min，πd
πnd
=22.26m/min。 1000
1141-1984，其直径为14mm ，工作长度108mm ，莫氏锥度为1号，总长189mm 。
确定切削用量a p =1/2=0.5mm ，查表得进给量f =0.45mm/r，切削速度v =60m/min。则主轴转速n=此时v=
πnd
=42.2m/min。 1000
1000v
=1364.19r/min,故取n=960r/min，πd
2.3基本时间
确定钻φ13mm 孔的基本时间
t j 1=
L l +l 1+l 246+2+7. 7==?60=21. 9s fn fn 0. 28?545
+0. 043
确定扩φ14H9(0) 孔的基本时间
t j 1=
L l +l 1+l 246+2+7. 7==?60=7. 74s fn fn 0. 45?960
3工序6
切削用量：本工序是铣脚面、开挡，先粗铣，后半精铣。
3.1确定铣开挡底面圆柱面R15的切削用量 所选刀具为镶齿三面刃铣刀。
又X62铣床主轴转速30-1500 a p =2mm, 查表得进给量f =0.2mm/z，
r/min，精度要求不高（Ra=25um），选择n=150r/min。由前面可知刀具直径为100mm ，则切削速度为V =
πdn
1000
=
3. 14?100?150
=47. 1m /min 。
1000
校核机床功率： 参考公式p m =300?10-5?d 0. 13?a e 0. 88?a f 0. 75?a p znkpm 其中a p =2mm d=100mm
a e =31mm
a f =0. 2mm /z z=12
n=150/60r/s kpm=1，解得p m =2. 01kw<7.5kw>
3.2 确定铣开挡底面圆柱面R19的切削用量 所选刀具为镶齿三面刃铣刀。
a p =2mm, 查表得进给量f =0.2mm/z，又X62铣床主轴转速30-1500
r/min，精度要求不高（Ra=12.5um），选择n=200r/min。由前面可知刀具直径为100mm ，则切削速度为
V =
πdn
1000
=
3. 14?100?200
=62. 83m /min 。
1000
校核机床功率： 参考公式p m =300?10-5?d 0. 13?a e 0. 88?a f 0. 75?a p znkpm 其中a p =2mm d=100mm
a e =7mm
a f =0. 2mm /z
z=12
n=200/60r/s kpm=1，解得p m =0. 72kw<7.5kw>
3.3确定开挡脚面的切削用量 所选刀具为镶齿三面刃铣刀。
a p =4mm, 查表得进给量f =0.2mm/z，又X62铣床主轴转速30-1500
r/min，精度要求较高（Ra=6.3um及有垂直度要求），选择n=250r/min。由前面可知刀具直径为
V =
100mm ，则切削速度为
πdn
1000
=
3. 14?100?250
=78. 5m /min 。
1000
校核机床功率： 参考公式p m =300?10-5?d 0. 13?a e 0. 88?a f 0. 75?a p znkpm 其中a p =0. 35mm d=100mm
a e =4mm
a f =0. 2mm /z z=12
n=250/60r/s kpm=1，解得p m =0. 1kw<7.5kw ，故可用。="">
本工序为铣槽，先粗铣槽底，再铣槽。
4.1确定槽底面的切削用量 所选刀具为镶齿三面刃铣刀。
又X62铣床主轴转速30-1500 a p =2mm, 查表得进给量f =0.2mm/z，
r/min，精度要求不高（Ra=25um），选择n=150r/min。由前面可知刀具直径为100mm ，则切削速度为V =
πdn
1000
=
3. 14?100?150
=47. 1m /min 。
1000
校核机床功率： 参考公式p m =300?10-5?d 0. 13?a e 0. 88?a f 0. 75?a p znkpm 其中a p =2mm d=100mm
a e =10mm
a f =0. 2mm /z z=12
n=150/60r/s kpm=1，解得p m =0. 74kw<7.5kw ，故可用。="" 4.2确定槽的切削用量="">
a p =4mm, 查表得进给量f =0.2mm/z，又X62铣床主轴转速30-1500
r/min，精度要求较高（Ra=12.5um且对称度为0.4），选择n=220r/min。由前面可知刀具直径为
V =
100mm ，则切削速度为
πdn
1000
=
3. 14?100?220
=69. 1m /min 。
1000
校核机床功率： 参考公式p m =300?10-5?d 0. 13?a e 0. 88?a f 0. 75?a p znkpm 其中a p =4mm d=100mm
a e =18mm a f =0. 2mm /z z=12
n=220/60r/s kpm=1，解得p m =3. 66kw<7.5kw ，故可用。="" 5="">
本工序为钻φ8.7，并锪平φ12。
确定钻φ8.7孔的切削用量。所选刀具为直柄麻花钻，其直径为8.7mm ，工作长度80mm ，，总长122mm 。
确定切削用量a p =8.7/2=4.35mm ，查表得进给量f =0.49mm/r，切削速度v =27m/min。则主轴转速n=v=
1000v
=987.8r/min,故取n=960r/min，此时πd
πnd
=26.24m/min。 1000
七、夹具设计
本夹具是铣14H13槽的专用夹具。
（1）定位方案 工件以肋板右端面、φ14H9孔及拨叉为定位基准。肋板右端面为未加工端面，做粗基准，选择3个网纹顶面支承钉钉（C 型），3个支承钉不在同一直线上，可限制3个自由度（2个转动，一个移动），选择C 型支承钉还可以增加摩擦力平衡部分铣削力。φ14H9孔用短销（短销为短销与螺杆结合，螺杆不与内孔接触，故不限制自由度，螺杆做加紧用）限制2个移动自由度。拨叉处用菱形销限制1个自由度，3部分共限制6个自由度，故全定位。
（2）定位元件 3个网纹顶面支承钉：标准件 支承钉C8×4mm JB/T8029.2-1999；短销螺杆：非标准件，为短销跟螺杆的整合体；菱形销：标准件 B30×36 JB/T8014.2-1999。
（3）夹紧机构 为了方便装载，采用基准中心夹紧即可以保证
加工要求。
（4）对刀装置 采用直角对刀块及平塞尺对刀。
2FL
（5）加紧力计算 参考公式F J =2D 3-d 3
d 2tan(α+?) +f 2
3D -d 2
式中，α为螺纹升角，?为螺纹摩擦角，f 为摩擦系数，d 2螺杆中径。
（6）定位精度分析
定位孔与定位销配合尺寸取φ14
H7
，其中工件定位孔尺寸为n 6
+0.0180. 034
φ14H7(φ140mm ) ，定位销尺寸φ14n 6(φ14+) 。工序要保证的精度+0.023mm
有槽深度10以及槽两侧对称度为0.4。对于槽底对孔轴线的距离为10mm ，工序尺寸为10mm 定位基准与工序基准重合，所以基准不重合误差为0，故槽深上偏差为14.018-14.023=-0.005mm，下偏差为14-14.034=-0.034mm，故其定位误差为0.029；对于槽两侧的对称度，定位基准与工序基准不重合，误差为。。。
八、设计小结
机械制造技术基础课程设计是我们在学完了大学的全部基础
课，专业基础课以及专业课后进行的。这是进行了生产实习之后的一项重要的实践性教学环节，也是在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复习，和一次理论联系实际的训练。因此，它在我们的大学四年生活中占有重要的地位。
就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的训练，希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力 ，为以后的工作打下良好的基础.
由于能力有限、时间有限，设计尚有很多不足之处，希望各位老师给予指导
九、参考资料
[1]《机械制造技术基础课程设计指南》 秦凯主编 化学工业出版社
[2]《机床夹具设计手册》出版社
[3]《机械制造技术基础》[4]《机床夹具设计手册》
王光斗 王春福主编 上海科学技术吉卫喜 高等教育出版社 上海科学技术出版社
范文二：倒挡拨叉加工工艺
江南大学机械工程学院课程设计
课程设计说明书
设计题目:设计倒挡拨叉加工工艺
规程及工艺装备
设 计 者:
班 级:
学 号:
指导老师:
- 1 - 机自0707 李银正 0401070717
江南大学机械工程学院课程设计
江南大学
机械制造技术基础课程设计任务书
内容:1.零件图 1张
2(毛坯图 1张
3.机械加工工艺过程综合卡片 1张
4.夹具装备图 1张
5.夹具体零件图 1张
6课程设计说明书 1份
班 级 机自0707
学 号 0401070717
学 生 李银正
指导老师 薛国祥
2010年6月 28日
目 录
一、序言????????????????????????????????????????????2
- 2 - 机自0707 李银正 0401070717
江南大学机械工程学院课程设计
二、零件的工艺分析及生产类型的确定??????????????????2
三、毛坯的选择与设计????????????????????????????????4
四、加工方法和工艺路线的设计????????????????????????6
五、工序设计????????????????????????????????????????9
六、确定切削用量及基本时间??????????????????????????12
七、夹具设计????????????????????????????????????????16
八、设计小节????????????????????????????????????????17
九、参考文献????????????????????????????????????????17
一、序言
机械制造技术基础课程设计是在学完了机械制造基础和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践教学环节。这
- 3 - 机自0707 李银正 0401070717
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次设计我们能综合运用机械制造基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，在老师和同学的帮助下，我还对夹具，机床，刀具的的结构和工作原理有了更深的了解，不知不觉中我的图纸分析、结构设计能力都得到了提高，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。
在结束了《机械制造基础》及有关课程的学习后，通过本次的设计使我们所学的知识得到了巩固和加深，并培养了我们学会全面综合地运用所学知识，去分析和解决机械制造中的问题的能力。
由于能力有限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望老师多加指教。
二、零件的工艺分析及生产类型的确定 1 零件的作用
题目所给的零件为倒挡拨叉，是与操纵机构零件结合用与拨动滑
,14H9动齿轮实现输出轴的倒转。故对配合面、14H13槽以及下拨叉有精度要求。
2 零件的工艺分析
通过对该零件图的重新绘制，知原图样的试图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。
从零件图上看，该零件是典型的叉架类零件，结构比较复杂，形
,位精度要求不算高。为大批量生产的铸件。其主要加工的有14H9
,表面粗糙度为Ra6.3um，其轴轴要保证直线度M级0.03;斜脚面尺
- 4 - 机自0707 李银正 0401070717
江南大学机械工程学院课程设计
寸要求公差尺寸为-0.48到0;开挡公差尺寸为0.1到0.2，表面粗糙
,度为Ra6.3um并保证与14H9轴线的垂直度为0.25;R19面粗糙度为Ra12.5um，表面要求淬火处理，硬度要求为48~53HRC;下爪总长公差尺寸为-1到0;后脚面公差尺寸为0到0.52，前面到轴线尺寸
,18的公差尺寸为?0.2;孔8.7公差尺寸为0到0.09，其轴线到开挡前脚面的尺寸41.5的公差尺寸为?0.15，孔深32公差尺寸为-1到0;
,拨叉尺寸要求较高，两内表面归于孔8.7的对称度为0.4，内表面表面粗糙度为Ra12.5，内表面满足配合14H13公差尺寸为0到0.27，
,其槽底部分允许呈R3max圆角或2最大长为3的倒角;孔8.7还需
,,,锪平直径为12;孔24端面、开挡内R15面、孔8.7内表面以及槽14H13底面表面粗糙度为Ra25一般的加工都可获得。通过分析该零件，其布局合理，虽结构复杂，但加工要求比较容易保证，我们通过专用夹具可保证其加工要求，整个图面清晰，尺寸完整合理，能够完整表达物体的形状和大小，符合要求。
3 零件的生产类型
依设计题目，结合生产实际可知该零件的生产纲领零件是大批量生产的铸件。
三、毛坯的选择与设计
1 选择毛坯
该零件材料为ZG310-570，属于批量生产，而且零件的结构
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复杂，采用铸件成型。
2 确定机械加工余量
铸件的尺寸公差按GB/T6414-1999确定，机械加工余量按GB/T11351-89确定，材料为ZG310-570。由于是大批量且形状复杂的零件，所以毛坯选择砂型铸造。
根据GB/T6414-1999查表得尺寸公差CT为8-12级。加工余量等级为F~H。所以，可取CT=9级。查表(GB/T6414)查出各表面的公差数值。
零件尺寸 公差CT
,24端面46 2
1.6 脚面圆柱面15
1.7 脚面圆柱面19
1.5 两脚面尺寸6
1.6 14H13槽面尺寸14
1.6 槽底面14
1.7 叉脚开挡尺寸23
3 设计毛坯图
拨叉毛坯图尺寸(单位:mm)
零件表面 总余量 毛坯尺寸 公差CT
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,24端面46 2 50 2 脚面圆柱面15 2 13 1.6 脚面圆柱面19 2 17 1.7 两脚面尺寸6 2 10 1.5 14H13槽面尺寸14 2 10 1.6 槽底面14 2 12 1.6 叉脚开挡尺寸23 2 19 1.7
下图为该零件的毛坯图(具体尺寸请看毛坯图):
四、加工方法和工艺路线的设计 1 定位基准的选择
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(1)粗基准的选择
工件在加工第一道或最初几道工序时，一般选毛坯上未加工的表面作为定位基准，这个是粗基准，该零件选用肋板6的左端面作为粗基准来加工φ14H9孔。以上选择符合粗基准的选择原则中的余量最小原则、便于装夹原则，以及当零件有不加工表面应该以这些不加工表面做粗基准的原则，在以后的工序中，则使用经过加工的表面作为定位基准，加工φ14H9孔，保证其轴线的直线度，并作为以后工序的定位基准，这个基准就是精基准。
(2)精基准的选择
在选精基准时采用有基准重合，基准统一。这样定位比较简单可靠，为以后加工重要表面做好准备。
2 零件表面加工方法的选择
本零件的加工面有内孔、倒角、槽、下底面、圆环面等，材料为ZG310-570。以公差等级和表面粗糙度要求，参考有关资料，其加工方法选择如下。
(1)φ24端面:表面粗糙度为Ra25um，可选粗铣即可满足要求。
(2)φ14H9孔:公差等级为9级，表面粗糙度为Ra6.3um，公差尺寸0到0.043，根据GB/T1800.3-1998规定其公差等级按IT9，可以先钻后扩孔来满足要求。
(3)开挡φ15内圆柱面:表面粗糙度为Ra25um，未标注公差等级，故粗铣即可满足要求。
(4)脚面:表面粗糙度Ra6.3um，加工方法可采用粗铣即可达到
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要求。
(4)开挡:表面粗糙度为Ra12.5um，加工方法可采用粗铣即可达到要求。
(5)槽14H13:表面粗糙度为Ra12.5um，公差等级13，加工方法可采用粗铣即可达到要求。
(6)槽14H13底面:表面粗糙度为Ra25um，加工方法可采用粗铣即可达到要求。
，0.1(7)孔φ:表面粗糙度Ra25um，公差尺寸为0到0.1，根8.70
据GB1800-79规定其公差等级按IT11，采用钻孔即可达到要求。 3 制订工艺路线
工艺路线的拟定为保证达到零件的几何形状，尺寸精度、位置精度及各项技术要求，必须制定合理的工艺路线。由于生产纲领为成批生产所采用的通用机床配以专用加工夹具，并考虑工序集中以提高生产率和减少机床数量，使生产成本下降。现有工艺路线如下:
工艺路线一 工艺路线二
精铸退火 精铸退火
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工序 工序 1.铣端面 1.钻孔 2.钻孔 2.粗铣脚面 3.扩孔 3.铣端面 4.倒角 4.扩孔 5.粗铣脚面 5.倒角 6.铣开挡 6.铣开挡 7.铣槽 7.铣槽 8.钻孔 8.钻孔
9.精铣脚面
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方案的比较选择:
方案2先铣脚面虽然满足了先面后孔的原则，但是对于后面工序的基准选定却不够方便，所以不合理，根据根据经济性级工序内容的简便性可选择方案一，并制定出详细的工序内容。
毛坯为精铸件，拿到毛坯后应该先退火处理下，消除掉铸件在铸造过程中产生的内应力及误差。并在毛坯车间调整好毛坯的机械性能以达到技术要求，然后送到机械加工车间加工，具体工序如下: 1.铸造
2.热处理
3.铣端面
,,4.钻13孔、扩14H9孔
5.倒角
6.铣脚面、开挡
7.铣槽
,8.钻8.7
9.去毛刺
10.检验
根据工序安排编出机械加工工序卡，共6张。
五、工序设计
1 选择加工设备与工艺装备
(1)选择机床
,,,1-1工序4钻13孔、扩14H9孔、工序5倒角及工序8钻8.7，工
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步不多，选用立式钻床就能满足要求，本零件外廓尺寸不大，选用Z525立式钻床。
1-2工序3、6、7是粗铣和精铣，各工序的工步数不多，成批生产不要求很高的生产率，故选用卧式铣床就能满足要求，选用X62卧式铣床即可。
(2)选择刀具(参考《指南》)
1-1工序3铣端面
,1-2工序4钻13孔。选择莫氏锥柄麻花钻13 GB/T1438.1-1996。其直径为13mm，工作长度101mm，莫氏锥度为1号，总长182mm。
,1-3工序4扩14H9孔。选择14 GB/T 1141-1984。其直径为14mm，工作长度108mm，莫氏锥度为1号，总长189mm。
1-4工序5倒角。
1-5工序3、6、7都是铣。铣刀按表5-105选镶齿三面刃铣刀，直径为100，孔径d=27，齿数z=12。
,1-6工序8钻8.7孔。孔径为8.7mm无通用刀具，故可制造专用刀具，方便制造及经济效益，可做成直柄麻花钻。
(3)选择量具
本零件为中批量生产，一般尽可能采用通用量具，根据表面
精度、尺寸和形状等要求，参考有关手册资料，选择量具如下表:
工序 工序名称 量具
3 铣端面 游标卡尺、粗糙块
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,,13孔扩、14H9孔 钻4 游标卡尺、塞规
5 倒角 游标卡尺
6 铣脚面、开挡 游标卡尺、粗糙块
7 铣槽 游标卡尺、粗糙块
,钻8.7 8 游标卡尺、塞规
2 确定工序尺寸
(1)φ24端面加工余量
加工表面 工序双边余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度
粗铣 粗铣 粗铣 端面50 4 46 Ra25
,,(2)钻13、扩14H9孔
加工表面 工序双边余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度
钻扩孔 钻孔 扩孔 钻孔 扩孔 钻孔 扩孔
，0.043,1314, 13 1 —— Ra6.3 0
(3)面加工余量
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加工表面 工序余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度
粗铣 精铣 粗铣 精铣 粗铣 精铣
R15圆柱面 2 —— 15 —— Ra25 ——
，0.5219 R19圆柱面 2 —— —— Ra12.5 —— 0
，0.3，0.2 23.423脚面 1.6 0.4 Ra12.5 Ra6.3 ，0.10
14H13槽底面 2 —— 10 —— Ra25 ——
，0.271414H13槽 1.6 0.4 14.4 Ra25 Ra12.5 0
，0.09(3)钻孔 ,8.70
加工表面 工序双边余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度
，0.09，0.09 ,8.7孔 ,8.7Ra25 8.7 00
六、确定切削用量及基本时间
1工序3
切削用量:本工序为粗车端面，已知加工材料为ZG310-570，表面淬火处理后HRC40-50。
确定粗铣端面的切削用量。所选刀具为镶齿三面刃铣刀。
=2mm,查表得进给量f =0.2mm/z，又X62铣床主轴转速30-1500 ap
r/min，精度要求不高，选择n=150r/min。由前面可知刀具直径为
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dn3.14，100，150,100mm，则切削速度为。 V,,,47.12m/min
10001000
0.880.75,50.13校核机床功率: 参考公式 p,300，10，d，a，a，aznkpmmefp
a,2mma,0.2mm/za,24mm其中 d=100mm z=12 pfe
p,1.61n=150/60r/s kpm=1，解得kw<7.5kw ，故可用。="">
2 工序4
，0.043切削用量:本工序为钻φ13mm、扩φ14H9。 ()0
2.1确定钻φ13mm孔的切削用量。所选刀具为莫氏锥柄麻花钻，其直径为13mm，工作长度101mm，莫氏锥度为1号，总长182mm。
a确定切削用量=13/2=6.5mm，查表得进给量f =0.28mm/r，切削速p
1000v度v =21m/min。则主轴转速n==514.19r/min,故取n=545r/min，,d
,nd此时v==22.26m/min。 1000
，0.0432.2确定扩φ14H9孔的切削用量。所选刀具为14 GB/T ()0
1141-1984，其直径为14mm，工作长度108mm，莫氏锥度为1号，总长189mm。
确定切削用量=1/2=0.5mm，查表得进给量f =0.45mm/r，切削速ap
1000v度v =60m/min。则主轴转速n==1364.19r/min,故取n=960r/min，,d
,nd此时v==42.2m/min。 1000
2.3基本时间
确定钻φ13mm孔的基本时间
Ll，l，l46，2，7.712,,，60,21.9s= tj1fnfn0.28，545
，0.043确定扩φ14H9孔的基本时间 ()0
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Ll，l，l46，2，7.712,,，60,7.74s= tj1fnfn0.45，960
3工序6
切削用量:本工序是铣脚面、开挡，先粗铣，后半精铣。
3.1确定铣开挡底面圆柱面R15的切削用量 所选刀具为镶齿三面刃铣刀。
=2mm,查表得进给量f =0.2mm/z，又X62铣床主轴转速30-1500 ap
r/min，精度要求不高(Ra=25um)，选择n=150r/min。由前面可知刀
dn3.14，100，150,具直径为100mm，则切削速度为。 V,,,47.1m/min
10001000
0.880.75,50.13校核机床功率: 参考公式 p,300，10，d，a，a，aznkpmmefp
a,2mma,0.2mm/za,31mm 其中 d=100mm z=12 pfe
p,2.01n=150/60r/s kpm=1，解得kw<7.5kw ，故可用。="">
3.2 确定铣开挡底面圆柱面R19的切削用量 所选刀具为镶齿三面刃铣刀。
=2mm,查表得进给量f =0.2mm/z，又X62铣床主轴转速30-1500 ap
r/min，精度要求不高(Ra=12.5um)，选择n=200r/min。由前面可知刀具直径为100mm，则切削速度为
dn3.14，100，200,V,,,62.83m/min。 10001000
0.880.75,50.13校核机床功率: 参考公式 p,300，10，d，a，a，aznkpmmefp
a,2mma,0.2mm/za,7mm 其中 d=100mm z=12 pfe
p,0.72n=200/60r/s kpm=1，解得kw<7.5kw ，故可用。="">
3.3确定开挡脚面的切削用量 所选刀具为镶齿三面刃铣刀。
=4mm,查表得进给量f =0.2mm/z，又X62铣床主轴转速30-1500 ap
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r/min，精度要求较高(Ra=6.3um及有垂直度要求)，选择n=250r/min。由前面可知刀具直径为100mm，则切削速度为
dn3.14，100，250,。 V,,,78.5m/min
10001000
0.880.75,50.13校核机床功率: 参考公式 p,300，10，d，a，a，aznkpmmefp
a,0.35mma,0.2mm/za,4mm 其中 d=100mm z=12 pfe
p,0.1n=250/60r/s kpm=1，解得kw<7.5kw ，故可用。="">
4工序7
本工序为铣槽，先粗铣槽底，再铣槽。
4.1确定槽底面的切削用量 所选刀具为镶齿三面刃铣刀。
=2mm,查表得进给量f =0.2mm/z，又X62铣床主轴转速30-1500 ap
r/min，精度要求不高(Ra=25um)，选择n=150r/min。由前面可知刀
dn3.14，100，150,具直径为100mm，则切削速度为。 V,,,47.1m/min
10001000
0.880.75,50.13校核机床功率: 参考公式 p,300，10，d，a，a，aznkpmmefp
a,2mma,0.2mm/za,10mm 其中 d=100mm z=12 pfe
p,0.74n=150/60r/s kpm=1，解得kw<7.5kw ，故可用。="">
4.2确定槽的切削用量 所选刀具为镶齿三面刃铣刀。
=4mm,查表得进给量f =0.2mm/z，又X62铣床主轴转速30-1500 ap
r/min，精度要求较高(Ra=12.5um且对称度为0.4)，选择n=220r/min。由前面可知刀具直径为100mm，则切削速度为
dn3.14，100，220,V,,,69.1m/min。
10001000
0.880.75,50.13校核机床功率: 参考公式 p,300，10，d，a，a，aznkpmmefp
a,4mma,0.2mm/za,18mm 其中 d=100mm z=12 pfe
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p,3.66n=220/60r/s kpm=1，解得kw<7.5kw ，故可用。="">
5 、工序8
,, 本工序为钻8.7，并锪平12。
,确定钻8.7孔的切削用量。所选刀具为直柄麻花钻，其直径为8.7mm，工作长度80mm，，总长122mm。
确定切削用量=8.7/2=4.35mm，查表得进给量f =0.49mm/r，切削速度ap
1000vv =27m/min。则主轴转速n==987.8r/min,故取n=960r/min，此时,d
,ndv==26.24m/min。 1000
七、夹具设计
本夹具是铣14H13槽的专用夹具。
(1)定位方案 工件以肋板右端面、φ14H9孔及拨叉为定位基准。肋板右端面为未加工端面，做粗基准，选择3个网纹顶面支承钉钉(C型)，3个支承钉不在同一直线上，可限制3个自由度(2个转动，一个移动)，选择C型支承钉还可以增加摩擦力平衡部分铣削力。φ14H9孔用短销(短销为短销与螺杆结合，螺杆不与内孔接触，故不限制自由度，螺杆做加紧用)限制2个移动自由度。拨叉处用菱形销限制1个自由度，3部分共限制6个自由度，故全定位。
(2)定位元件 3个网纹顶面支承钉:标准件 支承钉C8×4mm JB/T8029.2-1999;短销螺杆:非标准件，为短销跟螺杆的整合体;菱形销:标准件 B30×36 JB/T8014.2-1999。
(3)夹紧机构 为了方便装载，采用基准中心夹紧即可以保证
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加工要求。
(4)对刀装置 采用直角对刀块及平塞尺对刀。
2FLF,J(5)加紧力计算 参考公式33 2D,ddtan(，)，f,,2223D,d
,d式中，为螺纹升角，为螺纹摩擦角，f为摩擦系数，螺杆中径。 ,2
(6)定位精度分析
H7 定位孔与定位销配合尺寸取，其中工件定位孔尺寸为,14n6
，0.018，0.034,14H7(,14mm),14n6(,14mm)，定位销尺寸。工序要保证的精度，0.0230
有槽深度10以及槽两侧对称度为0.4。对于槽底对孔轴线的距离为10mm，工序尺寸为10mm定位基准与工序基准重合，所以基准不重合误差为0，故槽深上偏差为14.018-14.023=-0.005mm，下偏差为14-14.034=-0.034mm，故其定位误差为0.029;对于槽两侧的对称度，定位基准与工序基准不重合，误差为。。。
八、设计小结
机械制造技术基础课程设计是我们在学完了大学的全部基础课，专业基础课以及专业课后进行的。这是进行了生产实习之后的一项重要的实践性教学环节，也是在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复习，和一次理论联系实际的训练。因此，它在我们的大学四年生活中占有重要的地位。
就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的训练，希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力 ，为以后的工作打下良好的基础.
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由于能力有限、时间有限，设计尚有很多不足之处，希望各位老师给予指导
九、参考资料
[1]《机械制造技术基础课程设计指南》 秦凯主编 化学工业出版社
[2]《机床夹具设计手册》 王光斗 王春福主编 上海科学技术出版社
[3]《机械制造技术基础》 吉卫喜 高等教育出版社 [4]《机床夹具设计手册》 上海科学技术出版社
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范文三：倒挡拨叉零件夹具设计论文
xxxxxxx学院
????????????????????????第1页
?????????????????????????第3页 分析研究零件图、进行结构工艺性审查????????????第3页 计算生产纲领确定生产类型?????????????????第3页 根据产生类型和生产纲领，确定工艺的基本特征????????第3页 确定毛坯的类型和制造方法，绘制毛坯图???????????第3页 工艺过程的设计??????????????????????第4页 拟订工艺路线???????????????????????第6页 确定机械加工余量及毛坯尺寸、设计毛坯图??????????第10页 工序设计?????????????????????????第11页 确定切削用量及基本时间??????????????????第15页 夹具设计?????????????????????????第19页
???????????????????????????第26页
xxxxxxx学院
毕业设计任务书
一、 目：设计倒挡拨叉零件的机械加工工艺规程及其第14道工序9铣槽的专用夹具 二、内容：
1. 零件图??????????????????????????1张
2. 零件毛坯图????????????????????????1张
3. 机械加工工序卡片?????????????????????1套
4. 夹具总装配图???????????????????????1张
5. 夹具零件图????????????????????????2张
6. 毕业设计说明书（工艺及夹具）???????????????1份 三、原始资料：
该零件的零件图一张、该零件年产量3000件。
四、设计目的：
1. 培养学生运用机械制造技术及有关课程的知识，结合生产实际中的实践知识独立
的分析和解决工艺问题。初步具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。
2. 能根据被加工零件的技术要求运用夹具设计的基本原理和方法学会拟订夹具设计
方案，完成夹具机构设计。
3. 培养学生熟练运用有关手册、规范图表等技术资料。
4. 进一步培养学生识图、制图、运算和编写工艺文件等技能。
5. 进一步培养学生熟练使用计算机的能力。
五、设计的要求和内容：
本次设计要求编制一个中等复杂程度的零件的工艺规程，按教师指定的任务设计其
中的一道工序的专用夹具并撰写说明书，按照规定认真的、有计划的按时完成设计任务。 具体内容如下：
1. 确定毛坯类型、生产批量，进行工艺分析。
2. 选择毛坯种类、制造方法、绘制毛坯图。
3. 拟订零件的机械加工工艺过程，选择各工序设备及工艺装备。
4. 填写机械加工工艺卡片。
5. 设计指定工序的专用夹具、绘制装配图、自制零件图。
6. 撰写设计说明书。
xxxxxxx学院
一． 零件的分析
（一）零件的作用
倒挡拨叉是与操纵机构零件结合用它拨动滑动齿轮实现倒车。14H9为配,合面有较高精度。槽14H13为滑块拨动的配合表面。T1T2为与华东齿轮接触之表面。
（二）零件的工艺分析
该零件是叉架类零件。形状不规则，形位精度要求均较高零件的主要技术要
求分析如下：（参阅零件图）
（1）T1T2两表面对mm14H9空轴线垂直摆着不大于0.1。主要是保证拨,
，0.1mm8.7叉面能正确地安装在变速箱倒挡轴上，必须保证。孔及拨叉槽的,0尺寸精度。
mmmmT1T2面与不加工腹板5的平均尺寸为0.5应注意保持有一定的台面。
（2）铸件要求保证零件的强度，硬度，刚度，在外力作用下，不效于发生
意外事故。
（3）由于零件壁薄且悬伸长，刚性差，固以设计夹具时应充分注意。 （4）,14H9孔非常重要，也是以后机械加工各工序中的主要定位基准，固
以孔的加工工序比较重要。
xxxxxxx学院
二、工艺规程设计
（一）确定毛坯的制造形式
由于该拨叉件外形复杂。又是薄壁件，属于成批生产，故毛坯可采用金属型
铸造。工件材料KTH350-10。毛坯尺寸槽度要求为IT11~IT12级。毛坯尺寸可通过确定加工余量后确定。
（二）基准的选择
根据零件图及其使用情况分析，知14H9孔、槽宽、叉子面厚、叉子面与,
腹板的距离，故均应通过正确的定位才能保证。故对基准的选择应予分析。 1）粗基准的选择
对于一般件而言，按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，
应以这些不加工表面做粗基准，若零件有若干不加工表面时，应以与加工表
面要求相对位置要求较高的不加工表面作粗基准）。先选择5mm厚的腹板右侧为第一毛坯基准；在加工14H9孔时为保证孔壁均匀，选择24外圆,,表面为第二毛坯基准。
2）精基准的选择
在,14H9孔加工以后，各工序则以该孔为定位精基准，靠近叉脚的,24d端面为轴向尺寸的定位精基准。从而满足定位基准重合原则。和互为基准的原
则。但有些表面的加工可能会出现基准不重合，这时需进行尺寸链的换算。
xxxxxxx学院 （三）零件表面加工方法的选择
本零件加工表面有内孔、端面、槽、倒角等.材料为KTH350-10。参考文献
[1]有关资料，其加工方法选择如下： 1.14H9孔：公差等级9级，表面粗糙度Ra6.3.根据表1.4-7.加工方法可,,m采用钻之后拉孔可满足要求.
2.24端面及倒角：表面粗糙度Ra25.根据表1.4-8.加工方法可采用车削,,m加工可满足要求.
3.脚面：表面粗糙度Ra6.3.根据表1.4-8. 加工方法可采用粗铣、精铣可,m
满足要求.
4.开挡：表面粗糙度Ra12.5根据表1.4-8. 加工方法可采用铣可满足要求. ,m
5.槽14H13：公差等级13.表面粗糙度Ra12.5.根据表1.4-8.采用铣可满足,m要求.
6.面尺寸14.表面粗糙度Ra25.根据1.4-8采用铣可满足要求. ,m
，0.17孔,8.7.表面粗糙度Ra25.根据表1.4-7钻孔可满足要求. ,m0
xxxxxxx学院 (四)制定工艺路线
工艺路线的拟定为保证达到零件的几何形状，尺寸精度.位置精度及各项技
术要求，必须制定合理的工艺路线.由于生产纲领为成批生产所采用的通用
机床配以专用加工夹具.并考虑工序集中以提高生产率和减少机床数量，使
生产成本下降.
工艺路线一 工艺路线二 精铸退火 精铸退火 工序 工序 1.钻孔、刮端面 1.铣两端面 2.拉孔 2.钻.扩.倒角.铰14H9孔 ,3.车端面 3.倒角 4.粗铣脚面 4.粗铣脚面 5.铣开挡 5.铣开挡 6.铣槽 6.铣槽 7.钻孔 7.钻孔 8.精铣脚面 8.精铣脚面 两工艺方案的比较分析
xxxxxxx学院
两工艺方案除前三道工序不同之外，其余各工序均相同.前端3道工序是为了获得精基准.方案一是用车削的发放，在车端面的同时将孔一并完成.这样能很好地保证孔与端面的垂直度；方案二是先铣两个端面.然后在钻床上加工出孔、因为两个端面一次铣出可以有较好的平行度.然后用端面定位.也能的得到较好的孔与断面垂直度.
后面的工序均以孔及端面定位.所以基准是重合的.以设计可选择方案一.从而圭亚那局方案一制定出详细的工序内容.
毛坯为精铸件.请理论.退火处理以消除铸件被的内应力及误差机械加工性能.在毛坯车间调整.达到技术要求.然后送到机械加工车间采加工.具体工序如下：
1.钻13.5孔并刮端面 ,
2.拉14H9孔 ,
3.车端面.倒角
4.车端面.倒角
5.整形
6.粗铣脚面
7.铣开挡
8.铣槽
9.铣面
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mm10.钻8.7 ,
11.去毛刺
12.精铣脚面
1.倒角.去毛刺
14.检验
根据以工序安排.编出机械加工工序卡.（见最后）共14张工序卡.
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（五）确定机械加工余量节毛坯尺寸.设计毛坯图 1.确定机械加工余量
铸件的机械加工余量按GB/T11351-89确定.材料为KTH350-10.由于产品形状复杂，生产纲领是成批生产.所以毛坯选用金属型铸造.毛坯铸出后应进行退火处理.以消除铸件在铸造过程中产生的内应力. 有文献[1]表2.2-5查得该铸件的尺寸公差CT为7-9级.加工余量等级MA为F级.所以取CT=9级.MA为下级.由文献[1]表2.2-4通过查表法确定各表面的总余量.查得以一侧为基准进行个单侧加工的加工余量值2.5mm.双侧加工
mm时每侧的加工余量值2.0.
由文献[1]表2.2-1通过查表.查出各表面的公差数值.
mm24端面尺寸46 公差CT为2 ,
mm两脚面尺寸6 公差CT为1.5
mm14H13槽面尺寸14 公差CT为1.6
mm叉脚开挡尺寸40 公差CT为2
mm面14尺寸14 公差CT为1.6
2.确定毛坯尺寸
上面查得的加工余量加上零件尺寸即是毛坯尺寸.
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3.设计毛坯图
mm拨叉毛坯图（铸件）尺寸
零件表面 零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 公差CT
24端面 , 46 2 50 2
两脚面 6 2 10 1.5
14H13槽面 14 2 10 1.6
叉脚开挡 40 2 36 2
面14 14 2.5 16.5 1.6
由文献[1]表2.2-8金属型铸造方法的最小铸造斜度对
:'外表面030
:内表面1
毛坯的热处理方式
拨叉毛坯铸造后应安排退火.以消除残留的铸造应力.降低成调整硬度以便切削加工.误差消除铸件的不良组织.毛坯不得有砂眼疏松等缺陷. 绘制毛坯图：AutoCAD出图
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六.工序设计
1.选择加工设备与工艺装备
（1）选择机床
1） 工序（1）钻14H9孔并刮24面.选择C616型机床. ,,
2） 工序（2）拉14H9孔选用闭制拉床 ,
3） 工序（3）（4）.车端面.倒角.选用C616型机床. 4） 工序（6）铣工序（7）铣工序（9）铣工序（12）铣均为铣面采
用X62W型机床
5） 工序（8）铣槽.选用X6232型机床
6） 工序（10）钻8.7孔.选Z535型机床. ,
（2）选择夹具
本零件各工序均采用专用夹具装夹工件.
（3）选择刀具
mmmm1） 工序I钻,14H9孔.由文献[1]表3.1-6选择d=13.5.l=189.1
号莫氏锥度的锥柄麻花钻.高速刚.
mm,2） 工序II拉14H9孔.由文献参考[1]表3.1-24选择d=14的圆孔
mmmm拉刀.拉削长度30.总长L445.
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3） 车端面.倒角.工序（3）（4）.根据参考文献[1]表3.1-1选用端面
mmmmmm车刀.B=16.H=25.L=126.
4） 工序（6）粗铣脚面.工序（7）铣开挡.根据参考文献[1]表3.1-27
mmmm选用三面刃铣刀.由表3.1-40选择铣刀d=100.孔径D=12.
的错齿三面刃铣刀.Z=16.
mm5） 钻8.7孔.根据参考文献[1]表3.1-5选取d=8.7.l125.的有柄麻,
花钻.硬质合金.
（4）选择量具
选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定.二是按计量器具的测量
方法极限误差选择.选择时采用任何一种方法均可.本零件属于成批生产.一般均采用通用量具.
，0.121） 工序I很局文献[1]表5.2-1选用锥柄圆柱塞规mm13.5l=99. ,02） 工序II拉孔.根据文献[1]表5.2-1选择锥柄圆柱塞规14H9. ,3） 工序（3）（4）车端面.倒角.应用计量器具的不确定度来确定选
用分度值为0.02的游标卡尺.
4） 工序（6）.工序（7）.工序（8）.工序（9）.工序（10）.工序（12）应
同3）的方法选择分度值为0.02的游标卡尺.
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2确定工序尺寸.
确定工序尺寸的一般方法是：由加工表面的最后工序往前推算.最后工序的尺寸按零件图样的要求标准.当无基准转换时.同一表面多次加工的工序尺寸
只与工序（成工步）的加工余量有关.当基准不重合时.工序尺寸应用工艺尺寸链计算.前面根据有关资料已查出本两件各内孔表面.端面.脚面等总加工雨量（毛坯余量）.应将总加工余量分为各个工序加工余量.然后由后往钱计算工序尺寸.中间工序尺寸公差由加工方法的经济精度确定. 1）钻.拉mm14孔 ,
该孔由高速刚钻头钻出底孔后.在由圆孔拉刀拉出.由参考文献[1]表2.3-15查
140.5,mm得拉孔的余量0.5,6.75mm.所以钻孔的余量Z钻=. 2
，0.12则钻孔：工序尺寸及公差为13.5 ,0
，0.043拉孔：工序尺寸及公差为14H9（） ,0
2）加工脚面.
脚面的Ra值为6.3.需经过粗铣.精铣两次加工.由参考文献[1]表2.3-21,m
mmmm查得精加工余量为1.由于两脚面较小.根据实际情况调整.为0.35.
mmmm所以粗加工余量为（2.75-0.35）=2.4.
3）加工14H13的槽面.
当面确定余量2mm.故可一次铣出.
4）加工开挡
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mm开挡面余量2.故可一次铣出.
，0.105）加工mm8.7孔 ,0
采用直径为8.7的高速钢钻头加工即可. ,
6）mm24两端面加工 ,
两端面由车削加工来完成.工序余量2mm. 7）面14.
由铣削加工来完成.粗铣即可.工序余量2.5mm.
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3确定切削用量
切削用量一般包括切削深度.进给量及切削速度三项.确定方法是先确定切削深度、进给量，在确定切削速度.
（1）工序（1）钻mmmm14 ap=6.75 ,
由参考文献[2]附表1.5-7.取钻,进给量f=0.61~0.75=0.65 mmr/mmr/又由参考文献[i]附表1.5-8查得 ,,,0.45/27/minmsm
100010002727000v，由以计算转速n=,,,636.9/minr ,d3.1413.542.39，
按车床的实际转速取则实际切削速度为： nr,7/min,
,,dn，，13.5720,,30.5/minmV= 10001000
xfxf由参考文献[3]表1-50得轴向力F=GFdofkf,,切削扭矩
xy,,,3M=GMdofkm,,,10
由参考文献[3]表1-50.CF=510.12 CM=196.20
1500.6XM=1.9 ()1,Y,=0.8 XF=1 YF=0.8 KM=KF= 150
0.8带入桑面查得两式得：F=510.1213.5'0.651510.1213.50.7114889'，,,,，，，,n
1.90.83,MNm,，，，，,,196.2013.50.6511019.6
它均用于机床所能提供的进给力和扭转力矩.故机床刚度足够.
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（2）工序口拉14孔 ,
由于拉削运动设有进给运动.引以用齿升量代替进给量. 由参考文献[4]表10-204 af=0.05~0.10mmmm=0.06 由参考文献[4]表10-205查得V拉=6-4m/min
奇效深度=齿升量=0.06mm
mm（3）工序（3）（4）车端面ap=2
mm由参考文献[3]表1.41得f=0.4/r车床实际转速n=750r/min
,，，24750,Dn则相应的切削速度V=,,56.5/minm 10001000
（4）工序（6）粗铣脚面
粗铣走刀一次ap=2.4mmmm精铣走刀一次ap=0.35 由参考文献[2]附表1.5-15得粗铣每齿进给量ap=0.13-0.25mm/z 由参考文献[2]附表1.5-15得精铣每转进给量f=0.5~1.2mm/r=0.5mm/r 由参考文献[2]附表1.4-1查得x62主轴转速n=30~1500r/min 取粗铣转速150r/min，精铣转速300r/min由前面可可知铣刀直径d=100mm
3.14100150，，所以相应的切削速度分别为V粗=,47.1/minm 1000
3.14100300，， V精=,94.2/minm 1000
校核机床功率只须校核粗加工即可
xxxxxxx学院 由参考文献[2]表1.4-5得切削功率
,50.130.880.75pm=30010，，，，，doaeafapznkpm
150 znrs,,,16,2.5/apmm,2.4do,100aemm,1860
而 afmmz,0.2/kpmkvkfz,,,1
所以PM=1.99kw 其功率远小于机床 故可用. （5）工序（7）铣开挡
ap=2mm.可一次铣出.由参考文献[2]附表1.5-15.每齿进给量
af=0.13-0.25mm/z=0.15mm/z.由参考文献[2]附表1.4-1查得X62主轴转
速n30-1500r/min.取n=190r/min.
,dn3.14100190，，d=100mm所以相应的铣削速度V=,,59.7/minm 10001000
校核机床功率.由参考文献[2]表1.4-5得切削功率
,50.130.880.7530010，，，，，doaeafapznkpmPm=
190nrs,,3.7/apmm,2do,100aemm,6z,16 60afmmz,0.15/kpm,1
pm值远小机床功率.故可用
xxxxxxx学院 （6）铣槽
可一次铣出 apmm,2
由参考文献[2]附表1.5-15.每齿进给量af=0.13-0.25mm/z=0.15mm/z 由参考文献[2]附表1.4-1查得X62主轴转速n30-1500r/min.取
n=190r/min则相应的切削速度
,dn3.14100190，，V=,,59.7/minm 10001000
（7）铣面
可一次铣出 apmm,2.5
由参考文献[2]附表1.5-15。每齿进给量af=0.13-0.25mm/z=0.15mm/z 由参考文献[2]附表1.4-1查得X62 n=190r/min
,dn3.14100190，，则V=,,59.7/minm 10001000
（8）钻8.7孔 ,
apmm,4.35
由参考文献[3]表1-47查得fmmrmmr,,,0.470.57/0.49/ 又由参考文献[2]附表1.5-8 V=0.45/27/minmsm,
1000100027v，由以计算转速n,, ,dr3.148.7988.4/min，,
按机床实际转速取. nr,1100/min
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,dn3.148.71100，，则V= ,,30.0/minm10001000
4确定基本时间
（1）工序I钻13.5孔并刮端面的基本时间 ,
llll，，12,根据参考文献[1]表6.2-5 T= fnfn,
Dd,1lctg,，(1~2) l,,24 212
lmm,2 nr,720/min lmm,46 fmmr,0.65/2
13.5lmm,，，,0.8527.7代入得 12
4627.755.7，，Ts,,,7.14 钻0.65720468，
（2）工序I拉14H9 ,
lpll，，1根据参考文献[2]表6.2-15 T, 拉1000v
2blz,PAL,z,，2llpzzp,,，5~10.()A,1.5~2.5 11221fzplmm,6lmm,46lpmm,30vmm,,,46/min5/min 1
30466，， T,,18 拉10005，
（3）工序3车端面工序4车端面
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Ldd,1根据参考文献[1]表6.2-1 Ti,Llll,，，，123fn2
lmm,4l,0d,0lmm,2i,12311
24Lmm,，，，,24018 2
fmmr,0.4/nr,750/min
18Ts,，,13.6 0.4750，
（4）工序（6）粗铣脚面
lll，，12 根据参考文献[1]表6.2-6 T, fmz
l2~5 lmm,18aemm,2.4laedae,,，()(1~3)21
dmm,100fmzmmmm,,23.5~1180/min100/min
lmm,,，,2.4(1002.4)217.31
17.6318，，Ts,,23 100
（5）铣开挡
lll，，12根据参考文献[1]表6.2-6 T, fmz
lmm,3lmm,6fmzmm,100/mindmm,100 lmm,,，,2(1002)21621
6163，，Ts,,15 100
（6）铣14H13槽
xxxxxxx学院
lll，，12根据参考文献[1]6.2-6 T, fmz
lmm,3lmm,14dmm,100fmzmm,100/minlmm,,，,2(1002)21621
16143，，Ts,,19.8 100
（7）铣面
lll，，12根据参考文献[1]表6.2-6 T, fmz
lmm,3 lmm,14fmzmm,100/mindmm,100lmm,,，,2(1002)21621
16143，，Ts,,19.8 100
（8）钻8.7孔 ,
llll，，12由参考文献[1]表6.2-5 T,, fnfn,,ll,,1~40钻孔时l,0lmm,46 fmmr,0.49/ 222
8.7118:lctgmm,，,()1.56.7nr,1100/min 122
6.7046，，Ts,,5.9 11000.49，
（9）精铣脚面
lll，，12由参考文献[1] T,lmm,6 lmm,,，,0.35(1000.35)27.91fmz
lmm,3fmzmm,23.5/min 2
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67.93，， Ts,,43.123.5
三.专用夹具设计
为了提高劳动生产效率.保证加工质量.降低劳动强度.通常需要设计专用夹具.经与指导教师协商.决定设计第把道工序“铣槽”的铣床夹具.本夹具将用于X6220卧式万能铣床.
一.夹具类型的确定
，0.270mm根据工艺规程.加工要求有：槽宽14.槽深通过工艺尺寸良可知0
0mm16.槽两侧面对称度0.4.由已知条件.工件尺寸小重量轻.加工要求,1
不高.因以设计夹具不宜复杂.因以设计成受动加紧即可.为提高生产效率.可两件一起铣槽.
二.定位装置设计
1确定要限制的自由度
从加工要求考虑.在工件上铣通槽.沿刀轴的自由度可以不限制.但为了承受切削力.简化定位装置结构. x这是要限制.可用长销限制工件四个
自由度.用支撑板限制两个自由度.属于这定位.自由度被重复限制.当对支撑板施夹紧力时.工件会变形.但变形不大.因为该面对,14H9有垂直
xxxxxxx学院 度要求.按照加工要求工件绕Y轴的自由度必须限制.可采用挡销放在拨叉脚面右侧或左侧防止其转动.以种方案防转效果较好.定位精度较高能承受切削力所引起的转矩.
2选择定位元件
长销、长支撑板、挡销.其结构和尺寸按要求确定. 3计算定位误差
除槽宽14H13铣刀保证外.本工序的主要加工要求是槽两侧面的对称度要求
及槽深度要求.应以只要计算上述两项定位误差即可.
0（1） 16mm的定位误差 D0.1
定位基准与工序基准重合.因以=0 B
引以==定位销与定位孔的最大间隙值Xmax销孔配合代号DY
H7,14（一般精度）. y6
，0.018,0.006,14H7值为,14 ,14y6值为,14 0,0.017
mm所以Xmax===Dmax-dmin=14.08-13.983=0.035. YD
11JG=1所以 ，允=JG=1=0.33 D33
所以=允 故该定位方案满足要求. DD
（2） 槽两侧面对称度0.04
由于定位基准与工序基准重合.所以基准不重合误差为0.
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基准位移误差=0,因以没有定位误差.
三夹紧方案
首先对心轴施夹紧力然后固定辅助心轴，由于工件该部位的刚性差.夹紧变形大.因以应用螺母与开口垫圈夹压在工件圆柱的右端面.工件变形小夹紧也可靠.对着心轴的夹紧机构采用直压板.可使结构紧凑.操作也方便. 四绘制夹具图.
五确定夹具体技术要求和有关尺寸公差.
1夹具体采用铸造夹具体.需经时效处理以消除内应力.材料HT200.灰铸铁.
H72定位销与定位孔配合14 ,y6
3对刀块定位面的制造公差,0.10
4定位销表面对机床底面的不平行度不大于0.020/100
5定位销表面对机床导向键的不平行度0.05/100
H76导向键与夹具体底座装配取14 y9
7定位板与夹具体底座接合表面平行度0.02
六夹具精度分析
依据误差不等式DTAGJG，，，,
其中工件在夹具中定位有关的误差 D
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：夹具在机床上安装有关的误差 A
：导向成对刀调整误差 T
：加工方法误差 G
=0.035 =0.064 =0.05 =0 GATD
=0.035+0.064+0.05+0=0.149 DTAG，，，G,精度储备足够可以使用.
参考文献：
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参考文献[1]《机械设计制造简明手册》李益民主编1993.4机械工业出版社 参考文献[2]《机械制造公寓金属切削机床设计指导》李洪主编1989.东北工学院出版社
参考文献[3]《机械专业课程设计指导书》刘清安主编1899.3湖南科学技术出版社
参考文献[4]《机械加工工艺人员手册》上海科学技术出版社1979.1
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本文是在导师姜冰老师的悉心指导下完成的。承蒙姜老师的亲切关怀和
精心指导——虽然有繁忙的工作，但在我做毕业设计的每个阶段，查阅
资料，设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，整个过程中
都给予了我悉心的指导，我的设计较为烦琐，但是姜老师仍然细心地纠
正图纸中的错误。姜老师对学生认真负责的态度、严谨的科学研究方法、
敏锐的学术洞察力、勤勉的工作作风以及勇于创新、勇于开拓的精神，
是我永远学习的榜样。
另外，感谢校方给予我这样一次机会，让我做这个课题，并在这个过程
当中，给予我们各种方便，使我们在即将离校的最后一段时间里，能够更多
学习一些实践应用知识，增强了我们实践操作和动手应用能力，提高了独立
思考的能力。再一次对我的母校表示感谢。
范文四：倒挡拨叉课程设计
倒挡拨叉机械制造工艺设计
专业： 机械设计制造及其自动化
组别：
学号：
完成日期：
目 录
摘 要 .................................................................................................................. - 1 - 1 零件分析 .......................................................................................................... - 2 -
1.1 零件作用 ..................................................................................................................... - 2 -
1.2 零件图审查 ................................................................................................................. - 3 -
1.3 零件工艺初步分析 ..................................................................................................... - 3 - 2 确定生产类型 .................................................................................................. - 4 - 3 确定毛坯 .......................................................................................................... - 4 -
3.1 毛坯类型 ..................................................................................................................... - 4 -
3.2 确定机械加工余量及毛坯尺寸、公差 ..................................................................... - 4 -
3.3 绘制毛坯图 ................................................................................................................. - 5 - 4 工艺规程设计 .................................................................................................. - 5 -
4.1 选择定位基准 ............................................................................................................. - 5 -
4.2 制定工艺路线 ............................................................................................................. - 6 -
4.3 选择加工设备和工艺装备 ......................................................................................... - 7 -
4.3.1选择机床 ........................................................................................................... - 7 -
4.3.2选择夹具 ........................................................................................................... - 7 -
4.3.3选择刀具 ........................................................................................................... - 7 -
4.3.4选择量具 ........................................................................................................... - 8 -
4.4 加工余量、工序尺寸及公差的确定 ......................................................................... - 8 -
4.5 确定切削用量及时间定额 ......................................................................................... - 9 -
4.5.1切削用量 ........................................................................................................... - 9 -
4.5.2时间定额 ......................................................................................................... - 10 -
5 夹具设计（选做） ........................................................................................ - 11 - 结 论 ................................................................................................................ - 12 - 参考文献 ............................................................................................................ - 12 -
摘 要
机械制造技术项目训练，是以给定的一个中等复杂程度的中小型机械零件为对象，在确定其毛坯制造工艺的基础上，编制其机械加工工艺规程，并对其中某一工序进行机床专用夹具设计。是综合运用机械制造技术的基本知识、基本理论和基本技能，分析和解决实际工程问题的一个重要教学环节；是对学生运用所掌握的“机械制造技术”知识及相关理论的一次全面应用训练。通过训练，培养学生制定零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力，设计机床夹具的能力，使用手册、图表及数据库资料的能力。
本次课程设计对倒挡拨叉零件进行了工艺设计，拨叉是一种辅助零件，摆动拨叉可以控制滑套与不同齿轮的结合和分离，达到换挡的目的，拨叉的制作需要达到一定的精度要求，而拨叉的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，从而使拨叉产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本
关键词：
拨叉； 工艺； 定位； 加紧； 夹具
1 零件分析
通过对该零件图的重新绘制，知原图样的试图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。
从零件图上看，该零件是典型的叉架类零件，结构比较复杂，形位精度要求不算高。为大批量生产的铸件。其主要加工的有Φ14H9表面粗糙度为Ra6.3um，其轴轴要保证直线度M级Φ0.03；斜脚面尺寸要求公差尺寸为-0.48到0；开挡公差尺寸为0.1到0.2，表面粗糙度为Ra6.3um并保证与Φ14H9轴线的垂直度为0.25；R19面粗糙度为Ra12.5um，表面要求淬火处理，硬度要求为48~53HRC；下爪总长公差尺寸为-1到0；后脚面公差尺寸为0到0.52，前面到轴线尺寸18的公差尺寸为±0.2；孔Φ8.7公差尺寸为0到0.09，其轴线到开挡前脚面的尺寸41.5的公差尺寸为±0.15，孔深32公差尺寸为-1到0；拨叉尺寸要求较高，两内表面归于孔Φ8.7的对称度为0.4，内表面表面粗糙度为Ra12.5，内表面满足配合14H13公差尺寸为0到0.27，其槽底部分允许呈R3max圆角或2最大长为3的倒角；孔Φ8.7还需锪平直径为Φ12；孔Φ24端面、开挡内R15面、孔Φ8.7内表面以及槽14H13底面表面粗糙度为Ra25一般的加工都可获得。通过分析该零件，其布局合理，虽结构复杂，但加工要求比较容易保证，我们通过专用夹具可保证其加工要求，整个图面清晰，尺寸完整合理，能够完整表达物体的形状和大小，符合要求。
1.1 零件作用
倒档拨叉是与操纵机构零件结合，用它拨动滑动齿轮实现倒车。 Φ14H9为配合面有较高的精度。槽14H13为滑块拨动的配合表面。该拨叉在换挡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，以适应拨叉的工作条件。
图1.1.1 倒挡拨叉图纸
1.2 零件图审查
通过分析该零件，其布局合理，虽结构复杂，但加工要求比较容易保证，通过专用夹具可保证其加工要求，整个图面清晰，尺寸完整合理，能够完整表达物体的形状和大小，符合要求。
图1.2.1 倒挡拨叉零件图
1.3 零件工艺初步分析
从零件图上看，该零件是典型的叉架类零件，结构比较复杂，形位精度要求不算高。为大批量生产的铸件。其主要加工的有Φ14H9表面粗糙度为Ra6.3um，其轴轴要保证直线度M级Φ0.03；斜脚面尺寸要求公差尺寸为-0.48到0；开挡公差尺寸为0.1到0.2，表面粗糙度为Ra6.3um并保证与Φ14H9轴线的垂直度为0.25；R19面粗糙度为Ra12.5um，表面要求淬火处理，硬度要求为48~53HRC；下爪总长公差尺寸为-1到0；后脚面公差尺寸为0到0.52，前面到轴线尺寸18的公差尺寸为±0.2；孔Φ8.7公差尺寸为0到0.09，其轴线到开挡前脚面的尺寸41.5的公差尺寸为±0.15，孔深32公差尺寸为-1到0；拨叉尺寸要求较高，两内表面归于孔Φ8.7的对称度为0.4，内表面表面粗糙度为Ra12.5，内表面满足配合14H13公差尺寸为0到0.27，其槽底部分允许呈R3max圆角或2最大长为3的倒角；孔Φ8.7还需锪平直径为Φ12；孔Φ24端面、开挡内R15面、孔Φ8.7内表面以及槽14H13底面表面粗糙度为Ra25一般的加工都可获得。
2 确定生产类型
依设计题目，结合生产实际（年产量5000件）可知该零件的生产纲领零件是大批量生产的铸件。
3 确定毛坯
由于该拨叉件外形复杂。又是薄壁件，年产量为5000件（大批生产）属于成批生产，故毛坯可采用砂型铸造机器造型和壳型，从而提高毛坯生产率。工件材料ZG310-570。毛坯尺寸槽度要求为IT11~IT12级。毛坯尺寸可通过加工余量大小最终确定。
3.1 毛坯类型
铸件的机械加工余量按GB/T11351-89确定，材料为ZG310-570。由于零件形状复杂，生产纲领是成批生产，所以毛坯选用砂型铸造机器造型和壳型。
3.2 确定机械加工余量及毛坯尺寸、公差
铸件的机械加工余量按GB/T11351-89确定，材料为ZG310-570。由于零件形状复杂，生产纲领是成批生产，所以毛坯选用砂型铸造机器造型和壳型。
根据文献【1】表2-1得，该铸件的尺寸公差CT为8-12级，由表2-5得加工
余量等级MA为F，所以取CF=9级。由表2-3得各表面的公差数值：
Φ24端面尺寸46 公差CT为2mm
14H13槽面尺寸14 公差CT为1.6mm
右脚内端面尺寸41.5 公差CT为2mm
左脚内端面尺寸23 公差CT为1.7mm
内圆面R15 公差CT为1.6mm
表3-1 机械加工余量及毛坯尺寸、公差
3.3 绘制毛坯图
图3.3.1 倒挡拨叉毛胚图
4 工艺规程设计
4.1 选择定位基准
基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。根据零件图及其使用情况分析，知Φ14H9孔是设计基准，也是零件工作最重要的工作面。
1） 粗基准的选择
对于一般件而言，按照有关粗基准的选择原则（即当零件又不加工表面时，应以这些不加工表面做粗基准，若零件有若干个不加工表面时，应以与加工表面要求相对位置较高的不加工表面作粗基准）。先选择拨叉头左端面和Φ24外圆表面作为加工Φ14H9孔时的粗
基准。
2） 精基准的选择
在Φ14H9孔加工以后，各工序则以该孔为定位精基准，靠近叉脚的Φ24的端面为轴向尺寸的定位精基准。从而满足定位基准重合原则，和互为基准的原则。但有些表面的加工可能会出现基准不重合，有时需进行尺寸链的换算。
4.2 制定工艺路线
毛坯为铸件，应经退火处理以消除铸件的内应力及改善机械加工性能，然后送到机械加工车间加工，具体工序如下：
1、 钻Φ14孔至13.5mm（以Φ24圆柱面和左端面为基准定位）
2、 铣左端面（以Φ13.5孔和右端面为基准定位）
3、 铣右端面（以Φ13.5孔和左端面为基准定位）
4、 倒角（左边）（以Φ13.5孔和右端面为基准定位）
5、 倒角（右边）（以Φ13.5孔和左端面为基准定位）
6、 铰Φ14H9孔（以Φ13.5孔和左端面为基准定位）
7、 铣内圆曲面R15（以Φ14H9孔、左端面和R13孔为基准定位）
8、 粗铣拨叉脚内端面（以Φ14H9孔、右端面和R15孔为基准定位）
9、 铣操纵槽两面和底面（以Φ16圆柱面和Φ24左端面为基准定位）
10、钻Φ8.7mm孔（以Φ16圆柱面和Φ24圆柱面的一线为基准定位）
11、锪平Φ12孔（以Φ16圆柱面和Φ24圆柱面的一线为基准定位）
12、精铣拨叉脚内端面（以Φ14H9孔、右端面和R15孔为基准定位）
13、去毛刺
14、清洗
15、检验
4.3 选择加工设备和工艺装备
4.3.1选择机床
1、工序（1）钻Φ13.5，选择Z525型立式钻床。
2、工序（2）、（3）铣Φ24端面，选择X51立式型机床。
3、工序（4）、（5）倒角和工序（6）铰Φ14H9孔，选择Z525型立式钻床。
4、工序（8）、（12）粗、精铣脚内端面，工序（7）铣曲面R15均选择X62W型机床。
5、工序（6）铣槽，选用X62W型机床。
6、工序（7）钻Φ8.7孔，工序（8）锪平Φ12孔均选Z525型机床。
7、工序（13）去毛刺，选用钳工台。
8、工序(14)清洗，选用清洗机。
9、工序（15）检验，选用检验台。
4.3.2选择夹具
本零件属于大批生产因此为了满足生产率要求，各工序均采用专用夹具装夹工件。
4.3.3选择刀具
1、工序（1）钻Φ14H9孔至13.5mm，由文献【1】表3-5，选择d=13.5mm、L=199，2号莫氏圆锥刀。
2、工序（2）、（3）铣两端面，根据文献【1】表3-23，选择镶齿套式面铣刀，规格D=80，D1=70，d=27，L=36，L1=30，齿数为10。
3、工序（4）、（5）倒角根据文献【1】表3-10选择d=16mm，L=93mm，l=20mm的锥柄锥面锪钻。
4、工序（6）铰Φ14H9孔，由文献【1】表3-33，选择d=14mm、L=189、l=47，一号莫氏锥柄刀。
5、工序（7）根据文献【1】表3-28选择D=30mm、d=10mm、l=12mm、 Z=10的镶齿三面刃铣刀。
6、工序（8）、（12），根据文献【1】表3-28，选用镶齿三面刃铣刀，选择D=38mm，
d=12mm，l=12mm，Z=10的错齿三面铣刀。
7、工序（9）根据文献【1】表3-26，选择D=80mm，d=22mm，l=12mm，Z=10的镶齿三面刃铣刀。
7、工序（10）钻Φ8.7孔，根据参考文献【3】表3.1-5选取d=8.7mm，l=125mm的硬质合金直柄麻花钻。
8、工序（11）锪平Φ12孔，根据文献【1】表3-12选取d=12mm，d1=6.6mm，d2=8mm，L=80mm，l=18mm的带导柱直柄平底锪钻。
4.3.4选择量具
因此零件属于成批生产，一般均采用通用量具
1、工序（1）根据文献【3】表5-24，选用锥柄圆柱塞规13.5 0+0.12 ，l=99mm。
2、工序（2）、（3）根据文献【1】表3-39，均选择分度值为0.02mm的游标卡尺。
3、工序（6）铰孔，根据文献【3】表5.2-1选择锥柄塞规Φ14H9。
4、工序（7）、（8）、（9）、（11）、（12）根据文献【1】表3-39，选择三用游标卡 尺，分度值为0.02mm的游标卡尺。
5、工序（10）根据文献【1】表3-39选用专用塞规Φ8.7 0+0.09 。
4.4 加工余量、工序尺寸及公差的确定
1、工序（1）、（6）该孔由高速钢钻头钻出底孔后，再由圆孔铰刀铰出，由参考文献
【3】表2.3-15查得，铰孔的余量0.5mm，所以钻孔的余量，Z钻=（14-0.5）/2=6.5mm。则钻孔工序尺寸及公差为Φ13.5 +0.043，铰孔工序尺寸及公差为Φ14+0.12。
2、工序（2）、（3）Φ24mm两端面，由铣削加工来完成，工序余量为2mm。
3、工序（4）（5）倒角，有由铣削加工完成，工序余量为1.5mm。
4、工序（7）内圆曲面R15，又铣削加工完成，工序余量为2mm。
5、工序（8）、（12）脚内表面的Ra为6.3μm，需经粗铣、精铣两次加工，由参考文献【3】表2.3-21查得精加工余量为0.5mm，所以粗加工余量为1.5mm（右端面）和1.5mm（左端面）。
6、工序（9）加工14H13槽面，上面以确定加工余量2mm，故可一次铣出。
0 0
7、工序（10）加工Φ8.7+0.09 孔，采用直径为Φ8.7的高速钢钻头加工即可。 0
8、工序（11）锪Φ12孔，由文献【1】表5-41得孔深l1=1~2取2mm。
4.5 确定切削用量及时间定额
4.5.1切削用量
1、工序（1）钻Φ14孔至13.5mm，ap=6.75mm，由参考文献【1】表5-22取钻a进给量f=0.25mm，又由文献【1】按工件材料的条件选取切削速度v可取为22m/min，由公式5-1得n=1000v/πd得钻头转速518.99r/min参照表4-9，取转速545r/min，再将此转速代入公式5-1，可求出该工序的实际钻削速度v=πnd/1000=545×π×13.5/1000=23.1m/min。
2、工序（2）、（3）铣端面，ap=2mm由文献【1】表5-7得f=0.08mm/z，由表5-9按镶齿铣刀、d/z=80/10的条件选取，铣削速度v=44.9m/min，由公式5-1 n=1000v/dπ可求得该工序的铣刀转速n=1000×44.9/(3.14×80)=178.65r/min,由表4-15选取n=160r/min。则相应的实际切削速度v=πnd/1000=40.2m/min。
3、工序（4）、（5）倒角，ap=1.5mm，由文献【1】表5-32得f=0.05~0.08取f=0.05mm/r，切削速度v=40~60m/min取v=50m/min。由公式5-1 n=1000v/dπ得n=1061r/min，由表4-15选取n=1225r/min。
4、工序（6）铰Φ14孔，由参考文献【1】表5-31得f=0.4~0.5，取0.4mm/r切削速度v可取为3m/min，由公式5-1得n=1000v/πd=69.1r/min，参照表4-9所列Z515型立式钻床的主轴转速，取转速n=97r/min。将此代入公式5-1可求出实际切削速度v=nπd/1000=4.3m/min。
5、工序（7）铣R15曲面，由参考文献【1】表5-19得f=0.08~0.1，取f=0.08mm/z，由参考文献【1】表4-18查得X62主轴转速n=30~1500r/min，取n=300r/mm。
6、工序（8）粗铣脚右端面，ap=1.5mm可一次铣出，左端面ap=1.5mm可一次铣出。由参考文献【1】表5-19得f=0.08~0.1得粗铣每齿进给量f=0.1mm/z。 工序（12）精铣脚左右端面，加工余量均为0.5mm，均可一次铣出。由参考文献
【1】表5-19得精铣每齿进给量f=0.08~0.1mm/r，取f=0.08mm/r。由参考文献
【1】表4-18查得X62主轴转速n=30~1500r/mm取粗铣转速150r/min，精铣转速300r/min，由前面可知铣刀直径d=38mm，所以
v粗=πnd/1000=3.14×38×150/1000=17.9m/min
v精=πnd/1000=3.14×38×300/1000=35.8m/min
7、工序（9）铣槽，ap=2mm，可一次，由参考文献【1】表5-19，每齿进给量f=0.08~0.1mm/z，取f=0.08mm/z。由参考文献【1】表4-18查得X62主轴转速n=30~1500r/min，取n=190r/mm 190/1000=47.7m/min
8、工序（10）钻Φ8.7孔，ap=4.35mm。由参考文献【1】表5-22查得f=0.1~0.2mm/r，取f=0.15mm/r。又由参考文献【1】表5-22得v=18~25m/min取v=18m/min。由n=1000v/πd得n=658.9r/min，参照表4-9选取n=680 r/min由公式得v=πnd/1000=3.14×680×
8.7/1000=18.6m/min。
9、工序（11）锪Φ12孔，由文献【1】表5-32得f=0.05~0.08取f=0.05mm/r,v=40~60
取v=50m/min。由n=1000v/πd得n=1326.9r/min，参照表4-9选取n=1360 r/min，由公式5-1得：v=πnd/1000=3.14×1360×12/1000=51.2m/min。
4.5.2时间定额
1、工序（1）钻Φ14H9至13.5mm孔，由文献【1】表5-4，得钻孔基本时间可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn。l1=D/2cotkr+(1~2)=13.5/2×cot54゜+2=6.9mm，
l2=1~4mm，取l2=2mm，l=50mm。
tj=（6.9+2+50）/（545×0.25）=0.43×60s=25.8s
2、工序（2）铣左端面，根据文献【1】表5-43，得tj=L/fMZ，L=l+l1+l2 ，l=24mm， l1=0.5（d-（d2-ae2）0.5+(1~3)=3.84mm，l2=1~3mm取l2=2mm，
fMZ=f×n=fz×Z×n=0.08×10×160=128mm/min
所以： tj=L/fMZ=（24+3.84+2）/128=0.233×60s=14s，
工序(3)因为加工右端面的加工条件和左端面的一样，所以加工时间ttj=14s
3、工序（4）倒角（左边），由参考文献【1】得表5-41得tj=L/fn=(l+l1)/fn，其中l1=1~2取l1=1mm，l=1.5mm，已知f=0.05mm/r，n=1225r/min。所以： tj=（1+1.5）/(1225×0.05) ×60s=2.4s。
工序（5）倒角（右边）的加工的条件和工序（4）的一样，所以此工序加工时间t右=tj=2.4s
4、工序（6）铰孔Φ14H9孔，根据文献【1】表5-41得tj=L/fn,其中L=（l+l2+l3），l1=(D-d1)/2=cotkr+(1~2)=0.5/2×cot54゜+2=2.2mm,L2=2~4取l2=2mm，l=46mm。所以： Tj=（2.2+2+46）/(0.4×97)=1.29×60s=77.6s
5、工序（7）铣曲面R15，根据文献【1】表5-43得tj=（l+l1+l2）/ fMz，式中l1=0.5d-(C0（d-C0）)1/2)+(1~3), l2=1~3，C0=（0.03~0.05）d=0.12所以l1=15mm，l2=2mm，l=15+8=23mm。fMz =fz×Z×n=0.08×10×300=240mm/min,所以： tj=（23+15+2）/240=0.166×60s=10s,因为有左右两叉脚所以此工序总时间t=2tj=20s。
6、工序（8）粗铣脚左右端面，根据文献【1】表5-43得tj=（l+l1+l2）/ fMz，式中l1=0.5d-(C0（d-C0）))+(1~3), l2=1~3，C0=（0.03~0.05）d=0.152所以l1=18.6mm，l2=2mm，l=19+8=27mm。fMz =fz×Z×n=0.1×10×150=150mm/min,所以tj=（27+18.6+2）/150=0.32×60s=19s，因为有左右两叉脚所以此工序总时间t总=2tj=38s。
7、工序（9）铣槽，根据文献【1】表5-43得tj=（l+l1+l2）/fMz，式中
0.5l1=0.5(d-(d2-ae2)1/2)+(1~3)=0.5×（80-（802-17.932）+2=4mm, l2=2~5取l2=3 ，1/2总右=
l=18。fMZ=f×n=fz×Z×n=0.08×10×190=152mm/min。
所以：tj=（18+4+3）/152=0.164×60s=9.9s，因为要加工两面所以此工序所用时间t总=2tj=19.8s，在加工两面的时候也加工了底面所以只走刀两次就行了。
8、工序（10）钻孔8.7, ，由文献【1】表5-4，得钻孔基本时间可由公式tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn。l1=D/2cotkr+(1~2)=8.7/2×cot54゜+2=5.2mm，l2=1~4mm，取l2=2mm，l=47mm。
tj=（5.2+2+47）/（680×0.15）=0.533×60s=32s
9、工序（11）锪Φ12孔，由文献【1】表5-41得tj=L/fn=(l+l1)/fn，其中l1=1~2取l1=2mm，l=2mm，已知f=0.05mm/r，n=1360r/min。所以：tj=（2+2）/(1360×0.05) ×60s=3.5s。
10、工序（12）精铣脚端面，根据文献【1】表5-43得tj=（l+l1+l2）/ fMz，式中l1=0.5d-(C0（d-C0）)1/2)+(1~3), l2=1~3，C0=（0.03~0.05）d=0.152所以l1=18.6mm，
l2=2mm，l=19+8=27mm。fMz =fz×Z×n=0.08×10×300=240mm/min,所以tj=（27+18.6+2）/240=0.198×60s=12s，因为有左右两叉脚所以此工序总时间t总=2tj=24s
5 夹具设计（选做）
为了提高生产效率，保证加工质量，降低劳动强度，通常对产量较大的成批或大量生产的零件设计专用夹具。
（一）夹具类型的确定
+0.2 根据工艺规程加工要求有：尺寸41.5+0.15
-0.15mm、23+0.1mm和位置公差两端面与孔
14轴线的垂直度为0.25及表面粗糙度为6.3。由已知条件，工件尺寸小重量轻，加工要求不高。因此设计的夹具不宜复杂，故设计成手动夹紧即可。
（二）夹具具体设计
1、确定要限制的自由度
由加工要求考虑，可知加工此工序时6个自由度均要限制方能保证加工精度要求。故加工时以14mm孔及其右端面和R15孔为定位基准。其中以长定位销定位14mm孔限制X、Z移动和X、Z转动4个自由度。以一平面定位拨叉右端面限制Y移动和X、Z转动3个自由度，此时重复限制了X、Z转动两个自由度。但因为此时的孔以经经过精加工且端面也已经过粗加工，所以孔轴线与面的垂直度较高，在这种情况下是允许采用过定位的。此时还有一个绕Y转动的自由度没有限制，所以在R15半圆孔用菱形销限制此自由度。这时六个自由度全被限制为完全定位。
2、选择定位元件
定位销、对刀块、菱形销，其结构和尺寸按要求确定。
3、定位误差分析
夹具的主要定位元件为支撑板和定位销。支撑板夹具装配后的技术要求统一磨，支撑板的定为表面与夹具体底面平行度误差不超过0.02；此处定位销为非标准件需自行设计，夹具体上装定位销销孔的轴线与夹具体底面的垂直度误差不超过0.02。
夹具的主要定位元件为长定位销限制了四个自由度,端面定位限制三个自由度（前面已述可以允许重复定位）,菱形销限制了一个自由度。
4、夹紧机构的选择
为了降低生产和夹具设计制造成本，本设计选择采用螺纹夹紧机构。即由螺杆、螺母、垫圈、顶块等元件组成的夹紧机构。螺旋夹紧机构不但结构简单、容
易制造，而且由于缠绕在螺钉表面的螺旋线很长升角又小，所以螺旋夹紧机构的自锁性能好，夹紧力和夹紧行程都很大，是手动夹紧中用得最多的一种夹紧机构。
5、夹具设计及操作的简要说明
理论上在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率。为此，应首先着眼于机动夹紧而不采用手动夹紧。因为这是提高劳动生产率的重要途径。但由于本夹具是应用于零件尺寸较小的加工中，故夹具尺寸也不能很大，如果采用机动夹紧，夹具势必过于复杂和庞大，本夹具为了提高生产率和降低生产成本，考虑简单、经济、实用, 减轻工人劳动强度，采用螺旋夹紧机构,操作非常简单,先拧开夹紧螺母,然后把零件插进定位销中，再将菱形销推到位，以完全限制工件自由度。之后就旋动左右锁紧手柄（锁紧力按经验确定），最好用把手旋动带肩六角螺母。此时已经实现零件的加紧，可以进行铣削加工。需说明的是本工序采用的是X62W万能铣床，高速钢镶齿三面刃铣刀来铣侧端面，因而不需要很大的夹紧力，只需拧紧两个夹紧手柄和一个螺母即可，因而工人的劳动强度不大。
结 论
经过三周的设计，从调查到研究，收集资料，经过仔细缜密的思考，从提出方案到各个零件的确定的图纸的选择，都投入大量的时间和精力。通过这次课程设计我学到了许多书本上学不到的知识。
本次课程设计不仅巩固了我自己所学的机械专用知识，使自己的知识得到了应用，真正做到了学以致用而且我也学到了许多新知识，通过查阅资料手册，对夹具有了进一步的了解，通过这次设计学到知识将成为我以后工作中的一笔宝贵的财富。
由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予批评指正。
参考文献
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[3] 李益民. 机械制造工艺设计简明手册[M]. 北京:机械工业出版社,2016.1.
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范文五：拖拉机变速箱中的倒档拨叉 倒挡拨叉加工工艺
前言
机械的加工工艺及夹具设计是在完成了大学的全部课程之后～进行的一次理论联系实际的综合运用～使我对专业知识、技能有了进一步的提高～为以后从事专业技术的工作打下基础。机械加工工艺是实现产品设计～保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段～是企业进行生有十分重要的意义。
夹具从产生到现在～大约可以分为三个阶段:第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上～这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具～是加工过程加速和趋于完善,第二阶段～夹具成为人与机床之间的桥梁～夹具的机能发生变化～它主要用于工件的定位和夹紧。人们越来越认识到～夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有着密切的关系～所以对夹具引起了重视,第三阶段表现为夹具与机床的结合～夹具作为机床的一部分～成为机械加工中不可缺少的工艺装备。
在夹具设计过程中～对于被加工零件的定位、夹紧等主要问题,设计人员一般都会考虑的比较周全～但是～夹具设计还经常会遇到一些小问题～这些小问题如果处理不好～也会给夹具的使用造成许多不便～甚至会影响到工件的加工精度。我们把多年来在夹具设计中遇到的一些小问题归纳如下:清根问题在设计端面和内孔定位的夹具时～会遇到夹具体定位端面和定位外圆交界处清根问题。端面和定位外圆分为两体时
。夹具要不要清根～应根据工件的结构而定。如果零件定位内孔孔口倒角无此问题,
较小或无倒角,则必须清根,如果零件定位孔孔口倒角较大或孔口是空位～则不需要清
。端面与外圆定位时～与上述相同。让刀问题在设计根～而且交界处可以倒为圆角R
圆盘类刀具(如铣刀、砂轮等)加工的夹具时～会存在让刀问题。设计这类夹具时～应考虑铣刀或砂轮完成切削或磨削后～铣刀或砂轮的退刀位置～其位置大小应根据所使用的铣刀或砂轮的直径大小～留出超过刀具半径的尺寸位置即可。更换问题在设计加工结构相同或相似～尺寸不同的系列产品零件夹具时～为了降低生产成本,提高夹具的利用率～往往会把夹具设计为只更换某一个或几个零件的通用型夹具。 随着机械工业的迅速发展～对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求～使多品种～中小批生产作为机械生产的主流～为了适应机械生产的这种发展趋势～必然对机床夹具提出更高的要求。特别像后钢板弹簧吊耳类不规则零件的加工还处于落后阶段。在今后的发展过程中～应大力推广使用组合夹具、半组合夹具、可调夹具～尤其是成组
夹具。
THE PROCESS OF RECIPROCATING
LEVER PARTS AND THE DESIGN OF
MILLING OF FIXTURE
ABSTRACT
The design is mainly about the process of reciprocating part and the design of dedicated
milling fixture. Machining process is the fundamental guarantee for the quality of mechanical products, development different process routes for machining parts, then chose a reasonable option from them, using the shortest process and the least input to process the qualified. We can see from the design task, the back and forth lever is forging parts, the contour size of this part is not large, light weight, precision is not too high, large production quantities. For the processing of plane is easy than drilling, it is first to process the plane when develop processing rout, then use the plane as the base to process other parts of the part, and these processes are using special fixture. To the design of special milling fixture, this paper introduces the selection and design of the positioning, positioning component and clamping mechanism of workpiece in the fixture. Most of the modern fixture use motor clamping, they are divided into pneumatic, hydraulic, liquid joint, electric transmission and so on by power to clamp the workpiece. These methods have the advantages of faster drive, more stable clamping force, reduce the strength of workers and so on. The power of the clamping device is pneumatic. Using the cylinder to control the workpieces’ clamping on the fixture. In addition, the paper also carried a simple accuracy analysis and calculation of fixture.
KEY WORDS processing, fixture , clamping
录
前言 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? I 1.零件的分析 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 1
1.1 零件的作用 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 1
1.2 零件的工艺分析 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 1 2. 工 艺 规 程 设 计 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 2
2.1确定毛坯的制造形式 ????????????????????????????????????????????????????????????????????? 2
2.2毛坯设计 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 2
2.3基面的选择 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 3
2.4制订工艺路线 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 3
2.5 工艺方案的比较与分析 ?????????????????????????????????? 错误～未定义书签。4
2.6机械加工余量及工步的初步确定 ???????????????????????????????????????????????????? 5
3.夹具的设计 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 13
3.1确定设计方案 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 13
3.2计算夹紧力 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 14
3.3定位精度分析 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 14
3.4装卸工件的操作说明 ??????????????????????????????????????????????????????????????????? 14 结束语 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 16 参考文献 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 17
毕业设计
1.零件的分析
1.1 零件的作用
题目所给的零件是拖拉机变速箱中的倒档拨叉～它位于倒档拨叉杆上的零件～主要作用:一是通过倒档拨叉杆将扭矩传递给倒档拨叉～拨动倒档同步器～改变齿轮的啮合方向～实现拖拉机的倒档,二是在倒档拨叉上有一个配合槽～与其他零件配合装配～在拨叉转动时带动其运动。零件上的孔?15H7mm装配在倒档拨杆上～用螺钉固定保证拨叉和拨叉杆的相对位置。拨叉槽宽13mm与其他零件相配合～拨叉叉口拨动同步器。
1.2 零件的工艺分析
从倒档拨叉的零件图上可以看出～它有两组加工表面～这两组加工面之间也有一定的位置要求～现将这两组加工面分述如下: 1.2.1以?15H7mm的孔为中心的加工面
这一组加工面包括:一个的 ?15H7mm 孔以及对其倒角～宽 13mm 深10mm 的槽口～在 ?15H7mm 孔所在的轮毂上钻孔～大小为? 5H11mm～用来做为固定倒档拨叉和拨叉杆之用.
1.2.2 叉口处的加工面
这一组加工面包括:铣叉口的侧面～铣叉口内圆面～内圆面所在的圆弧半径为 R26mm。 这两组加工面之间有一定的位置要求:
叉口侧面和孔中心线的位置要求是 45H11。 由以上分析可知～对于这两组加工表面而言～我们可以先加工其中一 组表面～然后借助于专用夹具进行另一组表面的加工～并保证他们之间的位置精度要求。
图.1 “拖拉机倒挡拨叉”零件工艺分析示意图
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2. 工 艺 规 程 设 计
2.1确定毛坯的制造形式
零件材料为45钢～考虑到拖拉机运行时经常需要挂倒档以倒行或辅助转向～因此零件在工作过程中经常受到冲击性载荷～采用这种材料零件的强度也能保证。由于零件年产量为 6000 件～已达到大批生产水平～而且零件的轮廓尺寸不大～选用锤上模锻锻造。锤上模锻比合模锻好～一是锤上模锻锤头运动精度高～保证上下模对准;二是精度高～刚度大～用于大批生产～能保证锻件的尺寸要求～这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。
2.2毛坯设计
拖拉机的倒档拨叉零件材料为45钢～硬度选用 260HBS～毛坯重约1Kg。生产类型为大批生产～采用锤上模锻锻造～2级精度组。根据上述原始资料及加工工艺～分别确定各加工表面的加工余量～对毛坯初步设计如下:
2.2.1 ?15H7mm 的孔
为了便于加工～在毛坯的设计时～不用设计底孔。根据常用刀具的规格和合理的切削用量～不需铸造底孔～直接钻、扩、铰～这样加工这个孔到规定的尺寸～能够达到规定的要求。
2.2.2 叉口侧面
该两侧面分别进行一次粗、精铣～并粗、精磨。根据资料可知～选取加工余量等级为 G～选取尺寸公差等级为 9 级。 所以根据相关资料和经验可知～毛坯的叉口厚度定为7b11mm～ 符合要求。 2.2.3. 铣叉口内圆面的侧面
叉口内圆面的圆弧半径为 R26mm～叉口精度要求不是很高～可以进行一 次精加工。所以其加工余量不宜取得过大～但为了能保证其加工精度～而进行一次精铣～所以在毛坯铸造时给出 2mm 的加工余量。 2.2.4. 铣槽
槽宽为 13mm,深为 10mm,查资料知～锻造所能达到的尺寸公差等级为 8,10级～加工余量等级为G。取尺寸公差等级为9 级～在锻造时不留加工余量～直接采用铣刀一次铣销～就能满足加工要求。 2.2.5. 钻孔?5H11
的槽处钻孔。 在此处～因为加工的在 ?15H11mm的孔及宽为13mm
孔不是很大～所以可以不必留锻造底孔。采用专门的钻床夹具直接钻出孔?5H11mm。
因其它表面均为不加工表面～而且锤上模锻锻造出的毛坯表面就能满足它们的精度要求～所以～不需要在其它表面上留有加工余量。 根据上述原始资料及加工工艺～确定了各加工表面的加工余量、工序尺寸～这样毛坯的尺寸就可以定下来了～毛坯的具体形状和尺寸见图.2 “拖拉机倒挡拨叉”零件毛坯简图。
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图.2 “拖拉机倒挡拨叉”零件毛坯简图 2.3基面的选择
基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一～基面选择的正确与合理～可以使加工质量得到保证～生产率得以提高。否则～不但使加工工艺过程中的问题百出～更有甚者～还会造成零件大批报废～使生产无法进行。 粗基准的选择:对于零件的加工而言～粗基准的选择对后面的精加工至关重要。从零件图上可以看出～拖拉机倒档拨叉较不规则～所以粗基准不太容易选择。为了保证 ?15H7mm 孔及拨叉口的位置精度的要求～选择尺寸30mm的端面作为粗基准～以保证孔的轴心线与叉口的
X、Y 方向的位置要求以及 ?15H7mm 孔轴心线的垂直度～依照粗基准的选择原则,即当零件有不加工表面时～应该以这些不加工表面作为粗基准～若零件有若干个不加工表面时～则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面做为粗基准,来选取。 工件被放在支撑板上～限制三个自由度,工件的大叉口内表面紧靠在两个支承钉的外圆柱面上～限制两个自由度,小头 ?15H7mm 孔的端面紧靠在支承钉上～限制一个自由度～实现完全定位。
对于精基准而言～主要应该考虑基准重合的问题～当设计基准与工序基准不重合时～应该进行尺寸换算～这在以后还要专门计算～此处不再重复。
2.4制订工艺路线
制订工艺路线的出发点～应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为成批生产的条件下～可以考虑采用万能型机床配以专用夹具～并尽量使工序集中以提高生产率。除此以外～还应当考虑经济效果～以便使生产成本尽量降下来。
,1,工艺路线方案一
工序? 铣30mm的平面。
工序? 立式钻床上扩、铰孔 ?15H7mm 并倒角。 工序? 卧式铣床上粗铣叉口侧面。
工序? 磨床上粗磨叉口侧面。
工序? 叉口处淬火。
工序? 铣床上铣叉口内圆?26mm的侧面。 工序? 精磨叉口侧面。
工序? 铣宽为13mm的槽。
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工序? 钻?5H11mm的孔。
工序? 检验。
,2,工艺路线方案二
工序? 铣30mm的平面。
工序? 立式钻床上扩、铰孔 ?15H7mm 并倒角。 工序? 卧式铣床上粗铣叉口侧面。
工序? 磨床上粗磨叉口侧面。
工序? 叉口处淬火。
工序? 精磨叉口侧面。
工序? 铣床上铣叉口内圆?26mm的侧面。 工序? 铣宽为13mm的槽。
工序? 钻?5H11mm的孔。
工序? 检验。
台钻体积比较小～操作简单～夹具结构也简单～这样零件的加工工时降下来了～生产效率上来了～降低了零件的成本。 估算每一步工序
所用夹具的大体尺寸～根据《金属切削机床夹具设计 手册》,第二版,
上给出的各种切削机床的规格尺寸～选择每一道工序所用的合适的机床。
因此～最后的加工路线确定如下:
工序? 铣30mm的平面。
以拨叉叉口一侧面作为定位基准定位。
选用X62w采用专用夹具
工序? 立式钻床上扩、铰孔 ?15H7mm 并倒角。
以30mm的端面为基准定位。
选用Z525立式钻床加工～采用专用夹具。 工序? 卧式铣床上粗铣叉口侧面。
以 ?15H7mm 孔和端面为基准定位。
选用 X62W 卧式铣床加工～采用专用夹具。 工序? 磨床上粗磨叉口侧面。
以 ?15H7mm 孔和端面为基准定位。
选用M7120加工～采用专用夹具。 工序? 铣床上铣叉口内圆?26mm的侧面。
以 ?15H7mm 孔及其端面为基准定位。
选用X62W加工～采用专用夹具。 工序? 叉口处淬火。
在叉口30mm处淬火。
工序? 精磨叉口侧面。
以 ?15H7mm孔和端面为基准定位。
选用M7120加工～采用专用夹具。 工序? 铣宽为13mm的槽。
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以 ?15H7mm 孔及其端面为基准定位。
选用X62W加工～采用专用夹具。 工序? 钻?5H11mm的孔。
以 ?15H7mm 孔及其端面为基准定位。
选用Z525立式钻床加工～采用专用夹具。 工序? 检验。
以上工艺过程相见“拖拉机倒档拨叉机械加工工序卡片”。
2.6机械加工余量及工步的初步确定
根据上述原始资料及加工工艺～分别确定各加工表面的加工余量和工
步如下:
2.6.1 铣30mm的面
半精铣: Z=2mm
2.6.2 ?15H7mm 的孔
钻孔: ?12mm 2Z=12mm
扩孔: ?14mm 2Z=2mm
铰孔: ?15mm 2Z=1mm
2.6.3 铣叉口侧面
精铣: Z=2mm
2.6.4磨叉口侧面
粗磨: Z=1mm
精磨: Z=0.6mm
2.6.5铣叉口内圆R26mm的侧面
精铣: Z=2mm
2.6.6 铣槽
铣宽为13mm的槽
2.6.7 钻?5H11mm的孔
在?15H7mm处钻?5H11mm的孔
2.7确定切削用量及基本工时
2.7.1 铣30mm处的端面
根据文献机械加工工艺人员手册可知
f=0.09mm/r v=0.45m/s即27m/min z
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根据参考资料4 表3.1-39 选取硬质合金镶齿三面刃铣刀 直径为
d=50mm 齿数为z=12 齿宽 l=8mm w
则:
1000v1000，27 n= ==172r/min s3.14，50π，dw
根据参考资料1 按照机床型号选取 n=190r/min w所以实际切削速度为
nd3.14，50，190πww v===29.83m/min 10001000当n=190r/min时～工作台每分钟进给量应为: fwm
==0.09×12×190=205.2mm/mm ffznmzw
根据参考资料1 按机床型号选取 =235mm/min fm铣削加工时间:
刀具整个行程为:=150mm l，l，l12
lll，，15012 t===0.64min 235fm
f=0.28
v=12m/min
1000v1000，12n= ==255r/min s3.14，15π，dw
根据参考资料1 按照机床型号选取n=275r/min w所以该钻床的实际切削速度为
nd3.14，275，15πww==12.95m/min v=10001000切削工时为
lll30，3，1.5，，12 t===0.45min 275，0.28nfw
切入时l=3mm 切出时l=1.5mm 12
2.7.3铣7b11mm的两个面
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毕业设计 根据参考资料1 查出加工余量为2mm～可得知x62w卧式铣床的电动机
功率为7.5kw。因此～再根据参考资料可查得
=0.20mm/z fz
切削速度为 v=0.45m/s即27m/min 选用YG8硬质合金刀片 d=125mm 齿数为z=12 w
则:
1000v1000，27n= ==68.4r/min s3.14，125π，dw
根据参考资料1 按机床型号选取n=75r/min w
故实际切削速度为:
nd3.14，75，125πww v===29.44m/min 10001000当n=75r/min时～工作台每分钟进给量应为: fwm
==0.2×12×75=180mm/min ffznmzw
根据参考资料1按机床型号选取=190mm/min fm
铣削加工时间:
利用作图法～可知总行程为=150mm l，l，l12
lll，，15012 t===0.79min 190fm
故切削时间为t=0.79min
2.7.4粗磨7b11的两个面
粗磨7b11的一个面
根据参考资料2 选取加工余量为0.6mm,根据参考资料1 表10-230 “磨
轮的选择”～选择磨轮为:砂轮350x40x127～棕刚玉～粒度为36～硬度
为2R-Z的平面磨磨轮～耐磨时间为6min Z2
由表10-233查得:s=0.6 v=8m/min s=0.041mm/行程 t
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毕业设计 轴向进给=20mm/单行程、径向进给=0.015mm/单行程、工作台运动ffar速度为v=10m/min、=0.075mm ap
切削加工时间为:
2lbzk2，49，132，0.2，0.9b t===0.077min 11000，20，10，0.151000vfffvar
8t=8×0.077=0.62 min 1
经计算得机动时间t=0.62min 粗磨7b11的另一个面
轴向进给=20mm/单行程、径向进给=0.015mm/单行程、工作台运动ffar速度为v=10m/min、=0.075mm ap
切削加工时间为:
2lbzk2，49，132，0.2，0.9bt ===0.077min 11000，20，10，0.151000vfffvar
t8=8×0.077=0.62min 1
经计算得机动时间t=0.62min 2.7.5铣叉口内圆R26mm的侧面
根据参考资料1 查出加工余量为2mm～可得知x62w卧式铣床的电动机
功率为7.5kw。因此～再根据参考资料可查得
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毕业设计
=0.20mm/z fz
切削速度为 v=0.45m/s即27m/min 选用YG8硬质合金刀片 d=125mm 齿数为z=12 w
则:
1000v1000，27n= ==68.4r/min s3.14，125π，dw
根据参考资料1 按机床型号选取n=75r/min w故实际切削速度为:
nd3.14，75，125πww v===29.44m/min 10001000当n=75r/min时～工作台每分钟进给量f应为: wm
f=fzn=0.2×12×75=180mm/min mzw
根据参考资料1按机床型号选取f=190mm/min m铣削加工时间:
利用作图法～可知总行程为=180mm l，l，l12
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毕业设计
lll，，18012 t===0.95min 190fm
因为是两个面～所以～总的切削时间为
2t=2×0.95=1.9min 故切削加工时间为1.9min
2.7.6精磨7b11两面
精磨7b11一面
根据参考资料2 选取加工余量为0.3mm,根据参考资料1 表10-230 “磨
轮的选择”～选择磨轮为:砂轮350x40x127～棕刚玉～粒度为36～硬度
为2R-Z的平面磨磨轮～耐磨时间为6min Z2
由表10-233查得:s=0.6 v=8m/min s=0.041mm/行程 t轴向进给f=20mm/单行程、径向进给f=0.015mm/单行程、工作台运动ar
a速度为v=10m/min、=0.075mm p
切削加工时间为:
2lbzk2，49，127，0.2，0.9bt ===0.077min 11000，20，10，0.151000vfffvar
t4=4×0.077=0.31min 1
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经计算得机动时间t=0.31min
粗磨7b11的另一个面
根据参考资料2 选取加工余量为0.2mm,根据参考资料1 表10-230 “磨
轮的选择”～选择磨轮为:砂轮350x40x127～棕刚玉～粒度为36～硬度为2R-Z的平面磨磨轮～耐磨时间为6min Z2
由表10-233查得:s=0.6 v=8m/min s=0.041mm/行程 t
轴向进给=20mm/单行程、径向进给=0.015mm/单行程、工作台运动ffar
速度为v=10m/min、=0.075mm ap
切削加工时间为:
2lbzk2，49，127，0.2，0.9b t===0.077min 11000，20，10，0.151000vfffvar
t4=4×0.077=0.31min 1
经计算得切削加工时间为t=0.31min
2.7.7铣宽为13mm的槽
根据参考资料1 查出x62w卧式铣床的电动机功率为7.5kw。因此～再根据参考资料可查得
f=0.20mm/z z
切削速度为 v=0.45m/s即27m/min
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毕业设计 选用YG8硬质合金刀片 d=125mm 齿数为z=12 w
则:
1000v1000，27n= ==68.4r/min s3.14，125π，dw
=75r/min 根据参考资料1 按机床型号选取nw故实际切削速度为:
nd3.14，75，125πww v===29.44m/min 10001000当n=75r/min时～工作台每分钟进给量应为: fwm
==0.2×12×75=180mm/min ffznmzw
根据参考资料1按机床型号选取=190mm/min fm铣削加工时间:
利用作图法～可知总行程为=130mm l，l，l12
lll，，13012 t===0.68min 190fm
故切削加工时间为t=0.68min 2.7.8钻?5H11mm的孔
根据参考资料1查得
f=0.1mm/r
v=0.33mm/s
d=5mm w
1000v1000，0.33，60n= ==1261.2r/min s3.14，5π，dw
根据参考资料1 按机床型号选取n=1380r/min w所以～该钻床的实际切削速度为
nd3.14，1380，5πww v===24.67m/min 10001000切削行程为:=44+10+4=58mm l，l，l12
lll，，5812切削工时为:t===0.42 1380，0.1nfw
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毕业设计
其中～切入深度=10mm，切除深度=4mm ll12
3.夹具的设计
本次夹具设计的夹具是为第五道工序——磨拨叉口7b11mm的两个面。
3.1确定设计方案
这道工序所加工的面位于拨叉口～拨叉口的厚度小～只有7mm
工件N面在夹具上定位～限制了3个自由度。一个短销定位～限制了2个自由度～在拨叉口的侧面有一个挡销～限制了1个自由度。现有两种方案～用哪一种方案合理呢,
方案一 在?15H7mm的孔内插入一短销～限制两个移动的自由度～再用孔?15H7mm的端面支承定位～限制了3个自由度～一个移动自由度和两个转动自由度被限制了～最后用一挡销挡在拨叉口的侧面～限制一个转动自由度。这样总共限制了6个自由度。这种工件的定位原理是:一个平面～一个短销～一个挡销～限制6个自由度。这样定位的话～夹紧机构自然就设在?15H7mm的孔处。而我们加工的是拨叉口端面～拨叉的刚度较差～受力不好～工件易变形～加工表面尺寸形状难以保证～用这种方法还要设一辅助支承～辅助夹紧。这样工件不易变形～有足够的刚性保证加工正常～保证工件质量。夹具的辅助夹紧应设在拨叉口的位置～这样易保证在中工时工件不会在外力的作用下离开定位表面而损
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坏工件表面和使工件报废。既然工件的辅助夹紧机构设在拨叉口处～那么辅助支承也就设在了拨叉口的位置。这样易辅助支承与夹紧机构保证工件顺利加工～为了方便加工与辅助夹紧～夹紧机构为一对～也就是拨叉口两边一边一个螺旋压板来夹紧。这样工件的加工就得到保证。
方案二 在?15H7mm的孔内插入一短销～限制两个移动的自由度～再用?15H7mm的端面立一支承定位～限制3个自由度～一个移动自由度和两个转动自由度被限制了～最后用一挡销挡住拨叉口的位置～限制一个转动自由度。这样总共也限制了6个自由度。这种工件的定位原理是:一个平面～一个短销～一个挡销～限制6个自由度。但是～这样加工太麻烦。应为本工序所在的机床是磨床～在磨床上磨削限制的自由度只需三个～这样限制六个自由度对夹具的制造增加困难。我们最后选择在7b11mm处加一个辅助支承～这样就能够保证在加工时有足够的刚度。而?15H7mm孔内的短销也不需要～直接用一螺栓与开口垫圈夹紧～这样～夹紧机构也为螺旋夹紧机构。
本道工序无论采用哪种方案～都采用螺旋夹紧机构。夹紧机构由于确定后～考虑到工件的安放～工件安放时需要转动～因此～用螺旋夹紧机构～用压板压在工件上。上工件、取工件时～转动压板～将工件放上去后～再转动压板～然后夹紧。
经过最后多次考虑～选择方案二～因为方案二对这种拨叉类零件加工的刚度更好。
3.2计算夹紧力
因为夹具的夹紧力与切削力方向相反～实际所需夹紧力F夹与切削力之间的关系为F夹,KF
式中K为安全系数。当夹紧力与切削力方向相反时～取K,3
由前面的计算可知F,2616N
所以
F夹,KF,3×2616=7848N
因一个M8的螺栓完全可以承受7848N的力。M8的螺栓完全能满足强度要求。
3.3定位精度分析
工件是在?15H7mm的孔的端面定位～只限制三个自由度。磨7b11mm的面的垂直度和平行度由?15H7mm的孔的端面保证。定位精度为定位面的制造精度。
所以磨7b11mm的定位精度为:
d=0.01mm
本夹具的定位精度为0.01mm
3.4装卸工件的操作说明
利用本夹具磨7b11mm的面～安装工件时～首先将开口垫圈取下来～清除留在定位表面的切屑,其次将工件前一道工序所加工的孔对准螺栓放下去～工件拖拉机倒档拨叉的拨叉口处对准辅助支承放下去,最后～用扳手转动螺母～将开口垫圈垫在螺母下～转动扳手～将螺母夹紧～夹紧工件～再用扳手扳动辅助支承～将辅助支承抵紧工件～扳动锁紧螺母～
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锁紧辅助支承。这样就可以加工了。拆卸时～与工件安装时正好相反。先松开辅助支承的锁紧螺母～转动辅助支承～再将夹紧装置的螺母用扳手松开～将开口垫圈取出来～最后将工件从?15H7mm孔取出。
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毕业设计
结束语
拖拉机倒档拨叉的加工工艺及夹具设计～主要是对拖拉机倒档拨叉的加工工艺和夹具进行设计。拖拉机倒档拨叉的加工工艺设计主要是确定加工工艺路线～机械加工余量和切削用量、基本工时的确定～夹具的设计主要是要设计出正确的定位夹紧机构。在本设计中工件的加工工艺路线正确合理～夹具的定位夹紧机构也能达到定位夹紧的目的～能保证加工工件的精度。在设计中遇到了很多问题～如出现工艺路线的不合理～甚至出现不能保证加工所要求达到的精度。在进行夹具设计时～因定位基准选择不合理～出现过定位或欠定位造成加工的零件的精度得不到保证。在选择夹紧机构时由于机构的大小～尺寸等不合理～而达不到夹紧的目的～也可能因夹紧力作用点或作用面的位置不合理而使工件产生翻转。不过在指导老师的悉心认真的指导下～经过两个月自身的不断努力～这些问题都一一解决。在这个过程中～对机械加工工艺和夹具设计有关的知识有了更深的理解～增强了对本专业综合知识运用的能力～使我对专业知识、技能有了进一步的提高～为以后从事专业技术的工作打下基础。
通过这次毕业设计使我感到要设计一个夹具的不易～也感到团队合作的重要性～在这次毕业设计中遇到了不少的问题～但在老师和同学的帮助之下一一解决。在这里我要感谢老师和同学对我的帮助。毕业设计中我学到了 不少～不仅把以前的知识进一步巩固～还从中学到很多的新知识～使我受益匪浅。
毕竟是毕业设计～由于自己能力有限～在此之中肯定有很多的不足之处～希望老师给予指点。
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毕业设计
参考文献
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