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1、nagnag 机械制造课程设计说明书机械制造课程设计说明书 题目：设计题目：设计 I-RI-R 挡拨叉的机械加工工艺规程挡拨叉的机械加工工艺规程 及及 铣叉脚两侧工序的专用夹具铣叉脚两侧工序的专用夹具 专专 业：业： 学生姓名：学生姓名： 学学 号：号： 班班 级：级： 指导老师：指导老师： 专业系主任：专业系主任： 机械工程学院机械工程学院 20152015 年年 月月 日日 摘 要 本设计 I-R 档拔叉零件加工过程的基础设计的夹具设计。主要加 工部位是平面和孔加工。在一般情况下，确保比保证精密加工孔很容 易。因此，设计遵循的原则是先加工面后加工孔表面。在零件的夹具 设计中，主要是根据零件
2、加工工序要求，分析应限的自由度数，进而 根据零件的表面特征选定定位元件，再分析所选定位元件能否限定应 限自由度。确定了定位元件后还需要选择夹紧元件，最后就是确定专 用夹具的结构形式。 关键词：I-R 档拔叉零件；工艺；夹具； Abstract The design of turntable parts machining process based design of fixture design. The main processing parts processing plane and holes. In general, ensure easy to guarantee precisi
3、on machining holes than. Therefore, the design principle is first machined surface after machining hole surface. In the fixture design of parts, mainly according to the requirement of machining process, the number of degrees of freedom analysis should limit, then according to the surface characteris
4、tics of components selected location element, then analyze the selected location components can be qualified shall be limited degrees of freedom. Determine the location element also need to select the clamping element, the last is to determine the structure of the special fixture. Keywords: cutter t
5、urntable parts; technology; fixture; 目 录 摘 要.II Abstract.III 第 1 章 零件的分析1 1.1 零件的作用1 1.2 零件的工艺分析2 1.3 零件的生产类型2 第 2 章 确定毛坯的种类和制造方法3 2.1 选择毛坯3 2.2 确定机械加工余量3 2.3 设计毛坯尺寸3 第 3 章 拟定工艺路线5 3.1 基准的选择5 3.2 零件表面加工方法选择5 3.3 工艺路线的拟定6 第 4 章工序设计7 4.1 选择加工设备与工艺装备7 4.2 确定工序尺寸.8 4.3 切削用量及基本时间确定9 第 5 章 铣叉脚端面夹具的设计14 5.
6、1 问题的提出.14 5.2 夹具设计.14 5.2.1 定位基准的选择14 5.2.2 切削力和夹紧力计算.15 5.2.3 定位误差分析.16 5.2.4 夹具设计及操作的简要说明.17 总 结19 参考文献20 致 谢21 第 1 章 零件的分析 1.1 零件的作用 I-R 档拔叉在运输车的变速箱中，与操纵机构的其他零件结合，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 滑动拨动的配合表面。下拨叉为与滑动齿轮接触的表面。 1.2 零件的工艺分析 该零件是叉架零件，形状不大规则，尺寸精度、形位精度要求不高， 为大批量生产零件，其主要技术要求分析如下： 其主
7、要加工的有14H9 表面粗糙度为 Ra6.3um，是一个比较重要的 孔，其轴线要保证与 M 直线度0.03；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 14H9 轴线的垂直度为 0.25 主要是保证叉面能正确地安装在变速箱的倒 档轴上，拨叉利用弹簧、滚珠在轴上进行定位， ；R19 面粗糙度为 Ra12.5um，表面要求淬火处理，硬度要求为 4853HRC；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
8、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 21 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，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
9、形状和大小，符合要求。 1.3 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。 第 2 章 确定毛坯的种类和制造方法 2.1 选择毛坯 由于零件的结构比较复杂，大批量生产，又是薄壁的中小型零件，所以 采用砂型铸造，工件材料为 ZG45。 2.2 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。 根据 GB/T6414-1999 查表得尺寸公差 CT 为 8-12 级。加工余量等级为 FH。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 端
10、面 50213 脚面圆柱面 15 1.6 脚面圆柱面 19 1.7 两脚面尺寸 6 1.5 12H13 槽面尺寸 12 1.6 槽底面 14 1.6 叉脚开挡尺寸 32 1.7 2.3 设计毛坯尺寸 I-R 档拔叉毛坯图尺寸（单位：mm） 零件表面总余量毛坯尺寸公差 CT 端面 5021 2502 脚面圆柱面 15 2131.6 脚面圆柱面 19 2171.7 两脚面尺寸 6 2101.5 12H13 槽面尺寸 14 2101.6 槽底面 14 2121.6 叉脚开挡尺寸 48 2361.7 第 3 章 拟定工艺路线 3.1 基准的选择 根据零件图纸及零件的使用情况分析，知 14H9 孔，槽宽
11、，叉子面 厚，叉子面与腹板的距离等均应通过正确的定位才能保证，故对基准的 选择应予以分析。 （1）粗基准的选择 按照粗基准的选择原则，为保证不加工表面和加工表面的位置要求， 应选择不加工表面为粗基准，故此处选择 5mm 厚的腹板右侧为第一毛坯 表面基准，在加工 14H9 孔时，为保证 21mm 的外圆表面为第二粗基 准。 （2）精基准的选择 ，各工序则以该孔为定位精基准，从靠近叉脚 的 21mm 端面为轴向尺寸的定位基准不重合，这时需要进行尺寸链的换 算。 3.2 零件表面加工方法选择 本零件的加工面有内孔、倒角、槽、下底面、圆环面等，材料为 ZG45。以公差等级和表面粗糙度要求，参考有关资料
12、，其加工方法选择 如下。 （1）21 端面:表面粗糙度为 Ra25um，可选粗铣即可满足要求。 （2）14H9 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 R15 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，
13、公差等级 13，加工方法 可采用粗铣即可达到要求。 （6）槽 12H13 底面：表面粗糙度为 Ra25um，加工方法可采用粗铣 即可达到要求。 （7）孔 10：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。 3.3 工艺路线的拟定 （1）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。 由于生产纲领为大批量生产，所以采用通用机床配以专用的工、夹、 量具，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。按照先加工基准面及先粗后精的原则，该零件的
14、加工可按以下工艺 路线进行。 10、铸造 15、热处理 20、铣14H9 孔端面 25、钻扩铰14H9 孔 30、倒角14H9 孔 35、铣开档叉脚面 T1，T2 面 40、铣开档 40B12 45、铣槽 12H13 50、钻10 55、去毛刺 60、检验 根据此工序安排，编出机械加工工艺路线卡及工序卡片。 第 4 章工序设计 4.1 选择加工设备与工艺装备 （1）选择机床 1-1 工序 4 钻扩铰14H9 孔、工序 5 倒角及工序 8 钻8，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
15、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）选择夹具 本零件除了铣槽和钻小孔需要专用量具外，其它用通用量具即可。 （3）选择刀具 1-1 工序 3 铣端面。镶齿三面刃铣刀。 1-2 工序 4 钻扩铰14H9 孔。选择莫氏锥柄麻花钻 13 GB/T1438.1- 1996。其直径为 14mm，工作长度 46mm 1-3 工序 4 14H9 孔。选择 14 GB/T 1141-1984。其直径为 14mm，工作 长度 46mm，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
16、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 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。 （4）选择量具 本零件为大批量生产，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 4钻扩铰14H9 孔 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 8钻8 游标卡尺、塞规 4.2 确定工序尺寸 1.21 端面加工余量 工序双边余量工序尺寸及公 差 表面粗糙度 加工表面 粗铣粗铣粗铣 端面 50 446 Ra25 2.钻扩铰14H9 孔 加工表面工序双边余量工序尺寸及公 差 表面粗糙度 钻孔扩孔钻孔扩孔钻孔扩孔钻扩孔 13113 043 . 0 0 14Ra6.3 3.面加工余
