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1、University of South China机械工程学院机械制造工程学课程设计说明书设计题目：拨叉零件机械加工工艺及钻夹具设计课程名称 ：机械制造工程学课程设计学生姓名：徐杨根学号：20104410118专业班级：机械 1001 班指导教师 ：周为民起止时间：2013 年 12 月 2日至2013 年 12 月 20 日机械设计制造及自动化专业课程设计任务书题目：拨叉零件机械加工工艺及钻夹具设计如图所示拨叉零件，设计拨叉零件的机械加工工艺规程及8mm锁销孔工序的专用夹具。设计内容：（ 1） 零件毛坯合图： 1 张（ 2） 机械加工工艺规程卡片： 1 套（ 3） 夹具装配总图： 1 张（
2、4） 夹具零件图： 1 张（ 5） 课程设计说明书： 1 份原始资料：该零件图样一张，生产纲领为8000 台/ 年， 1 件/ 台，每日1 班。零件材料为45 钢。( 8 锁销孔与中心线的夹角为30 度)摘要：主要包括了拨叉零件的生产类型的确定，零件的工艺分析，零件的工艺路线，以及工序的加工余量，切削用量的选定，加工工时的计算，工艺卡的制定，零件图，毛坯图的绘制，在本文的后一部分设计了钻孔专用夹具，对夹具进行了力的分析和计算，绘制了夹具工装图和零件图。关键词： 拨叉钻夹具加工工艺工序卡目录111.111.211.31232.132.232.34353.153.253.383.483.5103.
3、6124164.1164.2174.3194.41952062 12第 1 章零件工艺分析1.1零件的作用拨叉是拖拉机变速箱的换档机构中的一个主要零件。拨叉头以30 mm 孔套在变速叉轴上，并用销钉经8 mm 孔与变速叉轴联结，拨叉脚则夹在双联变换齿轮的槽中。当需要变速时，操纵变速杆，变速操纵机构就通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移，拨叉脚拨动双联变换齿轮在花键轴上滑动以改换档位，从而改变拖拉机的行驶速度。1.2零件的工艺分析由零件图1.1 可知，其材料为45 钢。该材料具有足够的强度、刚度和韧性，适用于承受弯曲应力和冲击载荷作用的工作条件。该拨叉形状特殊、结构简单，属典
4、型的叉杆类零件。为实现换档、变速的功能，其叉轴孔与变速叉轴有配合要求，因此加工精度要求较高。叉脚两端面在工作中需承受冲击载荷，为增强其耐磨性，该表面要求高频淬火处理，硬度为48 58HRC ；为保证拨叉换档时叉脚受力均匀，要求叉脚两端面对叉轴孔3000.021 mm 的垂直度要求为0.1mm，其自身的平面度为 0.08mm 。为保证拨叉在叉轴上有准确的位置，改换档位准确，拨叉采用锁销定位。锁销孔的尺寸为800.015 mm，且锁销孔的中心线与叉轴孔中心线的垂直度要求为 0.15mm。拨叉头两端面和叉脚两端面均要求切削加工，并在轴向方向上均高于相邻表面，这样既减少了加工面积，又提高了换档时叉脚端
5、面的接触刚度；3000.021 mm 孔和 800. 015 mm 孔的端面均为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度；另外，该零件除主要工作表面(拨叉脚两端面、变速叉轴孔 3000. 021 mm 和锁销孔 800.015 mm)外，其余表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工， 通过铣削、钻床、攻丝的粗加工就可以达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工出来。由此可见，该零件的工艺性较好。该零件的主要工作表面为拨叉脚两端面和叉轴孔30 00 .021 mm(H7) 和锁销孔80 0.015 mm(H7) ，在设
6、计工艺规程时应重点予以保证。11.3确定零件的生产类型依设计题目知：产品的年产量为8000 台年，每台产品中该零件数量为1 件台；结合生产实际，备品率%和废品率%分别取 3%和 0.5% ，零件年产量为N=8000 台年 1 件台 (1+3%) (1+0.5%) 82812 件年拨叉属轻型零件，该拨叉的生产类型为大批生产。2第 2 章确定毛坯制造方法、绘制毛坯简图2.1选择毛坯由于该拨叉在工作过程中要承受冲击载荷，为增强拨叉的强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯选用锻件。该拨叉的轮廓尺寸不大，且生产类型属大批生产，为提高生产率和锻件精度，宜采用模锻方法制造毛坯。毛坯的拔模斜度为5。2.2确定毛坯
7、的尺寸公差和机械加工余量1公差等级由拨叉的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。2锻件重量由于无法得到加工后巴叉的质量，所以先根据图纸画出三维图经过分析可知零件质量为4.5kg ，初步估计机械加工前毛坯的质量为6kg 。3锻件形状复杂系数对拨叉零件图进行分析计算，可大致确定锻件外廓包容体的长度、宽度和高度，即 l =160mm ， b =120mm， h =85mm ；该拨叉锻件的形状复杂系数为S mt / mN6 /(lbh) =6 (160mm 120mm 85mm 7.8 10-6kg mm3) 6 12.7 0.47由于 0.47 介于 0.32 和 0.63 之间，故该拨叉的
8、形状复杂系数属S2 级。4锻件材质系数由于该拨叉材料为 45 钢，是碳的质量分数小于0.65的碳素钢，故该锻件的材质系数属 M 1 级。5锻件分模线形状根据该拨叉件的形位特点，选择零件高度方向通过螺纹孔轴心的平面为分模面，属平直分模线。6零件表面粗糙度由零件图可知，该拨叉各加工表面的粗糙度Ra 均大于等于1.6 m。根据上述诸因素，可查机械制造设计基础课程设计表2.13 确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果列于表2.1 中。表 2.1拨叉机械加工余量及锻造毛坯尺寸公差加工表面零件尺寸 /mm机械加工余量 /mm毛坯公差 /mm毛坯尺寸 /mm拨叉头左右端面80 00 .32 2.5（取
9、 2）3.2 ( 20.48 )84 ( 02.84 )R4822.5 （取 2）1.71.7拨叉角内表面2.5( 0.8 )R46 ( 0.8 )拨叉角两端面20 0.02622.5 （取 2.5）2.2 ( 01.75 )25 ( 01.57 )拨叉头孔3000.0212.61.51. 52.2 ( 0.7 )24.8 ( 0.7 )32.3绘制拨叉锻造毛坯简图由表 2.1 所得结果，绘制毛坯简图2.3 所示。图 2.1（毛坯简图）4第 3 章工艺规程设计3.1定位基准的选择定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。1精基准的选择叉轴孔300 0.021 mm 的轴
10、线是拨叉脚两端面设计基准，拨叉头左端面是拨叉轴向方向上尺寸的设计基准。选用叉轴孔3000. 021 mm 的轴线和拨叉头左端面作精基准定位加工拨叉脚两端面，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的垂直度要求。另外，由于拨叉件刚性较差，受力易产生弯曲变形，选用拨叉头左端面作精基准，夹紧力作用在拨叉头的右端面上，可避免在机械加工中产生夹紧变形，夹紧稳定可靠。2粗基准的选择选择变速叉轴孔30 mm 的外圆面和拨叉头右端面作粗基准。采用30 mm 外圆面定位加工内孔可保证孔的壁厚均匀；采用拨叉头右端面作粗基准加工左端面，可以为后续工序准备好精基准。3.2拟订工艺路线工艺路线的拟订是制订工艺规程的总体布局，包括：确定加工方法，划分加工阶段，决定工序的集中与分散，加工顺序的安排，以及安排热处理、检验及其他辅助工序(去毛刺、倒角等)。它不但影响加工的质量和效率，而且影响到工人的劳动强度、设备投资、车间面积、生产成本等。因此， 拟订工艺路线是制订工艺规程的关键性一步，必须在充分调查研究的基础上，提出工艺方案，并
