课程设计：拨叉机械加工工艺规程及夹具设计
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设计设计题目题目题目：：拨叉机械加工工艺规程及夹具设计
设计清单设计清单：：
1、零件图1张
2、零件毛坯图1张
3、机械加工工艺过程综合卡片1套
4、夹具设计1套
5、课程设计说明书1套
设计内容设计内容：：
（1）画零件图
（2）绘制毛坯图
（3）填写机械加工工艺过程综合卡片
（4）选择夹具设计方案
（5）绘制某一工序夹具草图及零件图
（6）编写课程设计说明书
原始资料原始资料：：拨叉零件图831007，生产纲领为100000件/年。
一、分析零件图
（一）零件作用
拨叉是传动系统中用来拨动滑移齿轮，以实现系统调速、转向的零件。其小
头通过与轴的过盈配合来传递凸轮曲线槽传来的运动；大头的内部突起处与滑移
齿轮的凹槽配合。
（二）零件的工艺分析
1、零件选用材料为HT200，俗称灰口铸铁。灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差，脆性高，不适合磨削。
2、该零件主要加工表面及技术要求分析如下：
(1)(1)、、零件上端面及孔φ50H13的上下端面与孔φ22H7的垂直度公差等级为
9-10级。表面粗糙度为Ra≤3.2um。加工时应以上端面与孔φ22H7的内表面为基
准。又由于上端面须加工，根据“基准先行”的规则，故应先加工上端面，再加
工孔φ22H7，最后加工孔φ50H13的上下端面。
(2)(2)、、尺寸30、20、65、φ50、φ70都有其公差要求，加工时需要保证这些
尺寸。使其满足30-0.24+0.084、20-0.21-0.07、65-0.190φ500+0.46φ700+0.46。
(3)、φ22H7孔内表面Ra≤1.6，需要进行精铰。φ70H13孔内表面Ra≤6.3，
铣端面时就可以保证。φ20H13内孔表面Ra≤3.2只需半精镗即可。
(4)(4)、、M8的孔只需要钻孔与攻丝，可放在后期工序中。
(5)(5)、、φ8锥销孔只要求加工一半，故可以与M8孔同时钻出。
(6)、花键方向保持与图样一致。两件铸在一起表面应无夹渣、气孔。
根据各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的位置精度，该零件没有很
难加工的表面尺寸，上述表面的技术要求采用常规加工工艺均可以保证。
二、确定生产类型
已知零件每年的生产量为100，000件，质量为1.0Kg，可确定其生产类型为
大批生产。故初步确定工艺安排的基本倾向为：加工过程划分阶段；工艺适当集
中；加工设备已通用设备为主；大量采用专用工装。
三、确定毛坯
1、确定毛坯种类
根据零件材料确定毛坯为铸件。并依其结构形状、尺寸大小和生产类型，毛
坯的铸造方法选用金属模机械砂型。根据表15-5铸件尺寸公差等级采用CT9级。
2、确定铸件余量及形状
根据表15-7，取加工余量为MA-G级。查表15-8确定各表面的铸件机械加工
余量。铸件的分型面选择及各加工表面铸件机械加工余量见下表：
表面
代号基本尺
寸（mm）加工余
量等级加工余
量（mm）说明
T1
T2
T3
D1
D2
D3
D440
70
70
22
50
70
70H
H
H
H
H
H
H3.5
3.0
3.0
1.0
3.0
3.0
3.0顶面，降一级，单侧加工
顶面，单侧加工
底面，单侧加工
孔径过小，保证铸造，余量减小
孔，降一级，双侧加工
孔，降一级，单侧加工
孔，降一级，单侧加工
3、画零件毛坯图(图附后)
四、机械加工工艺过程设计
（一）选择定位基准
（1）、选择粗基准为了方便装夹，以及依据以不加工表面为基准和毛坯表
面质量较好者为基准的原则，选底端面为粗基准。
（2）、选择精基准依据基准重合原则，应选用统一的基准有利于保证零件
的精度。多用“一面两孔”的定位方式定位，所以选择小头孔轴线和底面为精基
准。
（二）制订工艺过程
1、根据各表面加工要求和各种加工方法所能达到的经济精度（查表15-32、
15-33、15-34），选择加工方法：
（1）、上端面T1：粗铣（R6.3）——精铣（R3.2）
（2）、上端面T2：粗铣（R6.3）——精铣（R3.2）
（3）、底端面T3：粗铣（R6.3）——精铣（R3.2）
（4）、切断面T4：粗铣（R6.2）
（5）、小端头孔D1：扩孔（R6.3、IT10）——铰孔（R1.6、IT7）（6）、中间孔D2：粗镗（R6.3）——半精镗（R3.2、IT7）
（7）、中间孔D3：粗镗（R6.3、IT13）
2、工艺过程的确定:
工序号工序内容定位基准
010
020
030
040
050
060
070
080
090
100
110
120
130
140铸坯
粗铣小头孔的两端
粗铣中间孔上端面
粗铣中间孔下端面
扩两小端头孔
精镗中间孔
精镗小头孔上端面
半精镗中间孔
精铣中间孔上端面
精铣中间孔下端面
精铰两端小头孔
铣断
钻2XΦ8、M8螺纹孔，攻M8螺纹
去毛刺
检验D1、T5
D1、T1
D1、T1
D2、D5、T5
D1、D5、T5
D1、T5
D1、T5
D1、T5
D1、T1
D2、T5、D5
D1、T5
D1、D2、T5
五、选择加工设备与工艺设备
（一）、选择机床
1、工序010、020、030、060、080、090均为铣端面，可采用立式升降台铣
床：XQ5025A。
2、工序040、100、120均为钻、扩孔工艺，可采用摇臂钻床Z3025B。
3、工序050、070为镗孔，采用T68镗床。
（二）、选择夹具各工序广泛采用专用夹具。在钻空M8时，其夹具可采用一面两空定位。
（三）、选择刀具
1、在铣床上加工的工序，均采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。
2、加工孔φ22H7时，由于采用扩、铰的加工方案，故工序040可用扩孔刀
具一次加工。而工序100精铰φ22H7，因加工余量小，则选用高速钢铰刀。
3、在镗孔φ50H13时，由于对精度要求不高，故采用硬质合金镗刀即可。
（四）、选择量具
1、对端面的尺寸精度要求不高，采用通用量具即可。
2、对孔φ22H7，为保证加工精度，工序100采用专用塞规进行测量。为保证
30-0.24+0.084、20-0.21-0.07的尺寸精度，采用专用极限量规。为保证各端面的垂直度，故采
用千分表进行检测。
六、确定工序尺寸
（一）、孔类加工工艺尺寸
孔类加工的设计基准与工艺基准重合，尺寸计算简单。铸造尺寸按要求其公
差带对称分布，其余偏差一律按“入体原则”确定（孔类表面为双侧，公差加倍
表示）。
圆柱表面工序尺寸及公差圆柱表面工序尺寸及公差：：
加工表面加工内容加工余
量（mm）精度等级表面粗糙
度Ra（um）工序尺寸工序余量
最小最大
φ22H7铸件
精铰
扩孔2
0.2
1.8CT9
IT7
IT101.6
3.2φ20-+0.8
φ220+0.021
φ210+0.0520.148
11.021
2.652
φ50H13铸件
粗镗
半精镗6
4
2CT9
IT13
IT96.3
3.2φ44-0+1.0
φ480+0.46
φ500+0.0742.9
1.545.6
2.074
φ70H13铸件
粗镗6
6CT9
IT136.3φ64-+1.1
φ700+0.0464.97.146
φ8铸件
钻孔
精铰8
7.8
0.2IT12
IT812.5
1.6φ7.80+0.15
φ80+0.0227.8
0.057.95
0.222
M8铸件
钻孔
攻丝8
6.8
1.2IT13
IT712.5
3.2φ6.80+0.18
φ80+0.0126.8
0.826.98
1.012
（二）、面类加工工序
各端面加工定位基准多次相互转换，使之尺寸及偏差关系复杂，余量核算也
较复杂。现用工序尺寸联系图表法确定其工序尺寸。
1、按规定符号建立工序尺寸联系图。其中C类尺寸为铸件尺寸，A类为机械
加工工序尺寸，B类尺寸为最终保证尺寸。
2、查表确定工序基本余量。根据手册表15-57取孔上端面粗铣余量为2.2mm，
底端面粗铣余量为1.7mm，上端面、底端面精铣余量为0.8mm。
3、由最终工序向前推算工序基本尺寸及毛坯尺寸。
4、查表15-32及表15-33确定工序尺寸的经济加工精度。5、由各加工方法的经济精度确定工序尺寸偏差。
（a）对直接保证设计尺寸的工艺尺寸，可按设计尺寸偏差要求确定其尺寸
偏差。
（b）铸件尺寸按要求其公差带对称分布。
（c）其余独立的中间工艺尺寸按“入体方向”确定偏差。
6、校核设计尺寸。
加工
表面加工
内容加工
余量精度
等级工序
尺寸表面粗
糙度工序余量
最小最大
孔φ22上
端面铸件3.5CT966.5-+2
精铣0.8IT9630+0.0743.20.7261.1
粗铣2.7IT1263.80+0.306.30.44.7
孔Φ50上
端面铸件3CT941-+1.7
精铣0.8IT9380+0.0523.20.7480.92
粗铣2.2IT1238.80+0.126.30.383.9
孔φ50下
端面铸件3CT938-+1.7
精铣0.8IT9350+0.0523.20.7480.92
粗铣2.2IT1235.80+0.126.30.383.9
七、切削用量
工序Ⅰ粗铣小头孔端面，以底面为粗基准
齿/05.0mmfz=
由机械手册可以直接查出铣削速度：min/18mv=
采用立粗齿铣刀，12,50==ZmmD。则
min/115
501810001000
r
Dv
n
s=
××
==
ππ
min/691151205.0mmznff
szm=××==
