毕业设计（论文）倒挡拨叉加工工艺及工装设计设计说明书

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1、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，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。然而夹具又是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。因此，好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，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证

2、精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。所以对机械的加工工艺及夹具设计具有十分重要的意义。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

3、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无此问题,。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，则不需要清根，而且交界处可以倒为圆角R。端面与外圆定位时，与上述相同。让刀问题在设计圆盘类刀具(如铣刀、砂轮等)加工的夹具时

4、，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、

5、可调夹具，尤其是成组夹具。在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精高效模块组合通用经济方向发展。就我自己而言，我想通过本次的课程设计能使我的专业知识有进一步的提升。通过本次课程设计：1、通过课程设计，使我加深对所学理论的理解。2、培养从事实际工作的方法和步骤(如优选设计方案、编制设计说明书、列出计算过程和结果，并进行讨论和分析等)。3、进一步提高利用技术资料、运算和绘图的能力;增强学生运用计算机的能力及外语的能力。4、培养实事求是、认真、严谨的科学态度和刻苦钻研不断创新的精神。5、巩固所学到的理论知识，提高解决工程实际问题的能力。对于我们即将毕业的工科

6、学生来说，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性的训练，希望在设计中能锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为振兴我国的机械行业，为了中华民族的伟大复兴打下一个良好的基础。由于能力所限，在设计中尚有许多不足之处，希望各位老师给予指教。目录前言51.零件的分析11.1 零件的作用11.2 零件的工艺分析12. 工 艺 规 程 设 计22.1确定毛坯的制造形式22.2毛坯设计22.3基面的选择32.4制订工艺路线42.5 工艺方案的比较与分析42.6机械加工余量及工步的初步确定63.夹具的设计163.1确定设计方案163.2计算夹紧力173.3定位精度分析173.4装卸工件的操作

7、说明17结束语19参考文献20 四川职业技术学院毕业设计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

8、.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

9、图 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

10、。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

11、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 810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 在 15H11mm的孔及宽为13mm的槽处钻孔。 在此处，因为加工的孔不是很大，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

12、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。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

13、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

14、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。 工序 钻5H11mm的孔。工序 检验。 （2）工艺路线方案

15、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。 2.5 工艺方案的比较与分析 上述两种方案看起来大体合理，不过仔细一看都有不足之处。第（1）个方案先是“铣30mm的端面”，然后是“钻 15H7mm 孔”，这样就可以用端面作为定位基准。当淬火后工序“铣床上铣叉口内圆26mm的侧面”与工序“精磨叉口侧面”这两步工序，如果能对调一下的话，就比较好。因为，淬火后的零件硬度大大地提高，精磨叉口侧面后再铣叉口内圆26mm的侧面就可以不用去毛刺。不对调，在工序和工序之后还要加一道去毛刺的工序。按方案一这样想，出发点是好的。考虑到可以减少一步工序，似乎能减少劳动工时，提高生产率，对调一下比较好。再看第（2）个方案，第（2）个方案把“钻 15H7mm 孔”这一步工序放在了前面，这