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1、作者：Pan Hon glia ng仅供个人学习毕业论文（设计）题目:“ C620拨叉”的机械加工工艺规程及专用夹具设计专 业：年 级：学 号：学 生：指导教师：完成日期：II / 38内容摘要本毕业论文完成了对C620普通车床拨动叉的机械加工工艺规程设计及工艺卡 的编制，并完成了机械工艺中所需的专用夹具的设计。拨动叉类零件广泛应用于 汽车及各种机械设备的变速箱中，本文详细分析了C620拨动叉零件的结构特点,中批量加工零件的毛坯加工手段，零件的材料；分析了零件的其加工特点，确定 其流水线的加工模式，从而实现定制中批量生产加工的工艺规程。就拨叉的加工 工艺，分析了三套加工方案，最终确定了一套合理
2、的加工路线，并在以后的计算 过程中，验证了这套工序的合理性，最后，以工艺中铣削工序的专用夹具设计为 例，进行了夹具的设计的定位分析，并做了切削力、夹紧力的分析计算。 关键词：拨动叉、加工工艺、定位、夹具目 录内容摘要I前言III1设计概况11.1目标零件1零件图分析1生产类型11.2设计内容及任务32 机械力工工艺规程分析 42.1 零件解析42.2 技术指标要求42.3 零件的设计基准 43机械加工工艺规程设计73.1 毛坯一零件综合图设计 73.2 生产工艺确定83.3 编制工艺卡94 专用夹具的设计方案分析 224.1 零件结构224.2加工手段分析224.3定位与夹紧方案的选定225专
3、用夹具的具体设计 255.1 夹具的参数计算25、夹具设计说明 255.1.2 切削力计算 275.1.3 夹紧力计算275.2 夹具整体设计286设计总结29参考文献30课题背景：C620普通车床的拨动叉为传动分离类零件，此类零件应用于机床 及汽车等机械设备中，起到变速的作用。其动作较为频繁，是机械设备的常用备 件，也是重要备件之一。随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工 艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统 的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的 型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高
4、了更新频率的小批量零 件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的 迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个 新的阶段。传统的机械加工手段做为基础，研究其批量的加工生产、工艺的编制及材料 的选择等问题，具有一定的经济价值及技术意义。工装夹具：工具是人类文明进步的标志。自 20世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具在不断的革新中，其功能仍然 十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备， 。夹具在其发展大致经历了三个阶段：
5、第一阶段，夹具在工件加工、制造的各 工序中作为基本的夹持装置，发挥着夹固工件的最基本功用。随着军工生产及内 燃机，汽车工业的不断发展，夹具逐渐在规模生产中发挥出其高效率及稳定加工 质量的优越性，各类定位、夹紧装置的结构也日趋完善，夹具逐步发展成为机床 工件一工艺装备工艺系统中相当重要的组成部分。这是夹具发展的第二阶段。这一阶段，夹具发展的主要特点是高效率。在现代化生产的今天，各类高效率， 自动化夹具在高效，高精度及适应性方面，已有了相当大的提高。随着电子技术, 数控技术的发展，现代夹具的自动化和高适应性，已经使夹具与机床逐渐融为一 体，使得中，小批量生产的生产效率逐步趋近于专业化的大批量生产的
6、水平。这 是夹具发展的第三个阶段，这一阶段，夹具的主要特点是高精度，高适应性。可 以预见，夹具在不一个阶段的主要发展趋势将是逐步提高智能化水平。一项优秀的夹具结构设计，往往可以使得生产效率大幅度提高，并使产品的 加工质量得到极大地稳定。尤其是那些外形轮廓结构较复杂的，不规则的拔叉类, 杆类工件，几乎各道工序都离不开专门设计的高效率夹具。目前，中等生产规模 的机械加工生产企业，其夹具的设计，制造工作量，占新产品工艺准备工作量的50% 80%。生产设计阶段，对夹具的选择和设计工作的重视程度，丝毫也不压于 对机床设备及各类工艺参数的慎重选择。夹具的设计，制造和生产过程中对夹具 的正确使用，维护和调整
7、，对产品生产的优劣起着举足轻重的作用。1 设计概况拨动叉类零件属于传动分离类的零件广泛应用于机床、汽车、拖拉机等机械 的变速箱中，作为变速箱变速的控制元件。以其良好的操纵性和良好的稳定性得 到广泛应用，该零件的制造工艺虽然简单，但其过程涉及了机械加工工艺的多方 面，具有一定代表性，本文将对该类零件的加工工序进行一次全面的阐述。1.1目标零件零件结构如下图：图1-1拨动叉零件实体图图1-2 拨动叉零件图零件图分析如图1-1拨动叉实体图所示。拨动叉中部为一个带有矩形花键孔的圆柱体。 垂直与此圆柱面有一个大螺纹孔，螺纹尺寸为M22X 1.5。圆柱体上部为一个具有螺纹孔及销孔的方体翼板。下部为一斜向的
8、板翼，板翼下端有一槽口。按照其结构形式分析，中间花键孔是使拨动叉转动的传动连接部位，拨动叉 的上端面是与其它零件连接安装的，其下端有一槽口。其主要作用是靠花键传递 转动力矩而转动，从而带动两翼板的摆动，起到对把合面安装件及下端槽口接触 件的拨动作用。花键联接为多齿工作，承载能力高，对中性、导向性好。又因其 齿根较浅，应力集中较小，轴与毂强度削弱小。矩形花键齿定心精度高，其定心 方式为小径定心。拨动叉上在垂直于圆柱面上还有螺丝孔， 其作用是用螺栓定位， 顶住花键，可防止花键轴的轴向串动。在上部翼板的侧面上还有一M10且端面仅锪平的丝孔，其作用是可当顶丝用，维护拆装零件方便。拨动叉整体结构尺寸偏
9、小，但刚性较好，平稳性微差，因为形状略复杂。生产类型（一）中批量生产查工艺人员手册，轻型（100公斤以内）零件的生产性质：中批量生产为年产 5005000 件。本文对拨动叉进行中批量生产加工工艺设计。1、初定，生产纲领3000件/每年拨动叉。生产纲领 N=Qn（1+a）（1+b）（公式 ）Q产品的年产量；n单台产品中该零件的数量；a备品率，按1% ；b备品率，按1%。年产量二生产纲领X每台件数X （1+备品率）X （1 +废品率）年产量=3000X 1X（ 1+1% X（ 1+1% = 3060 （件）月产量=年产量十12= 255（件）每月工作日=（365-52 X 2-14） - 12=2
10、0.5天 （按双休日）日产量（一天3班）=月产量十工作日=255 -20.5 = 12.4 （ 件）生产节拍二每班工作时间十日产量=8- 12.4=0.65h=39mi n2、考虑到保证产品按时定量完成，生产该产品的每一道工序的单件核算时 间必须小于生产节拍（工艺卡填写过程考虑到客观随机因素的影响，将节拍乘80% 后与单件核算时间比较），若大于生产节拍，就会造成完不成年产量，因此应改用多台机床加工。精益生产管理中提到，企业要求每一个人都使用标准加工工艺、用与客户需 求的速率生产节拍相匹配的节拍生产产品。生产节拍不一定等于生产产周期。如果生产周期大于生产节拍，就需要安排 加班，或提前安排生产，储
11、备一定库存，以满足生产节拍的需要。无论是加班和 增加库存都需要增加成本。因此，在组织同步化生产过程中，一定要追求生产周 期与生产节拍的基本一致，否则会产生浪费。（二）中批量生产采用流水线，其工艺特点：1毛坯特点：采用金属模造型，毛坯精度及余量中等。2机床设备及机床布置：通用机床，机床按零件类别分工段排列。3夹具及尺寸保证：专用夹具，调整法和自动获得法 （如对刀块）保证尺寸。4刀具、量具：专用或标准刀具、量具5零件的互换性：多数互换，部分试配或修配。6工艺文件的要求：编制详细的工艺规程及关键工序的工序卡片。7生产出率：中等8成本：中等9发展趋势：采用成组工艺。加工设备及人员考虑零件成批生产，产量
12、比较大，综合经济与生产效率等因素，确定加工设 备为通用机床，包括：卧式车床、卧式铣床、立式转床、卧式拉床。标准夹具不 适用，则采用专用设计的夹具。因为该零件为中批生产，所以工艺安排应考虑工 序适当集中，各个工序设备集结，减少物流环节，学习精益生产模式。因零件重量较轻，物流设备为普通平板货架车。操作人员为熟练的技工。1.2设计内容及任务该零件加工至成品，需完成从毛坯选择开始，编排工艺，工装夹具设计以及 对该产品的所有相关资料如下：1 毛坯一零件综合图1张2工艺过程卡片1套3 夹具装配图1张4 夹具体零件图1张5说明书1份2机械加工工艺规程分析2.1 零件解析拨动叉顾名思义，就是拨动其他零件机构的
13、属辅助零件， 通过拨叉拨动滑套与 旋转齿轮的接合实现换挡，使车床主轴得到不同的转速。滑套上面有凸块，滑套 的凸块插入齿轮的凹位，把滑套与齿轮固连在一起，使齿轮带动滑套，滑套带动 输出轴，将动力从输入轴传送至输出轴。摆动拨叉可以控制滑套与不同齿轮的结 合与分离，达到主轴具有不同的转数。C620拨叉采用HT200材料，灰铸铁可承受较大弯曲应力，用于强度、耐磨性 要求较高的较重要的零件和要求保持气密性的铸件。有较好的耐热性和良好的减 振性，铸造性较好。该拨动叉的结构较复杂，也适于用铸造的方法制造。2.2 技术指标要求图2-1 各加工面示意图灰铸铁（HT200为零件的材料，硬度适中，灰铸铁生产工艺简单
14、，铸造性能 优良，以下是拨动叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：（参看图2-1 ）1、A面： 44mm,Ra为 6.3 卩 m2、B面： 35mm,对A面有垂直度要求，不垂直度为 0.02mm Ra为12.5卩m3、C 孔： 30mm Ra为 12.5 卩 m4、 D 孔：花键， 28H7, Ra为 1.6 卩 键槽 6H7, Ra 为 1.6 卩 m5、E 面：LX B=88 mm 22mm Ra为 6.3 卩 m,6、F槽：通槽，槽宽18mm,两侧Ra为6.3卩m 槽深22mm槽底Ra为12.5卩m7、G 孑L: M10，深 30mm。& H 孑L: M22X 1.5，与 C孔通。
15、9、I孔：丝孔，M810、L面：对F槽有对称度要求，不对称度为 0.20 ;对B面有垂直度要求，不垂直度为0.1011、 M 孑L:鱼眼坑， 26mm，深 3mm。2.3 零件的设计基准机械加工工序安排为先基准后其他，先面后孔，先主后次，先粗后精，根据以上原则，拟订基准。一、基准选择的原则：（一）选择粗基准应考虑的原则选择粗基准时，主要要求保证各加工面有足够的余量，使加工面与不加工 面间的位置符合图样要求，并特别注意要尽快获得精基面。具体选择时应考虑下 列原则：1如果工件要求首先保证某重要表面的加工余量均匀，为加工表面有足够而 又均匀的加工余量，应先以本加工表面为粗基准加工其其他表面，然后再以加工 完的其他表面为精基准再加工其他表面。2、如果工件要求首先保证不加工表面与加工表面之间的位置要求，则应选择 不加工表面为粗基准。找正装夹时应选择不加工面为粗基准。如果零件上有多个 不加工表面，且与各自相关的加工表面均有位置要求时，应选择其中位置精度要 求较高的不加工表面作为粗基准。工件装夹在三爪自定心卡盘
