机械制造技术课程设计
CA10B 解放牌汽车第四速及第五速变速叉
零件的机械加工工艺规程及夹具设计
学生姓名叶春生
所在专业机械设计制造及其自动化
所在班级机电1091
学号200911411230
指导教师谭光宇职称教授
副指导教师职称
答辩时间2012年 7 月 6 日
目录
目录
1零件的分析 (2)
1.1零件的作用 (2)
1.2零件技术要求 (2)
1.3零件的工艺分析 (2)
2确定毛坯 (3)
2.1确定毛坯的制造形式 (3)
2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 (3)
3拟定工艺路线 (5)
3.1定位基准的选择 (5)
3.1.1精基准的选择 (5)
3.1.2粗基准的选择 (6)
3.2表面加工方法确定 (6)
3.3制订工艺路线 (7)
3.4加工余量、工序尺寸和公差的确定 (9)
3.5切削用量、时间定额的计算 (10)
3.5.1切削用量的计算 (10)
3.5.2时间定额的计算 (11)
4夹具设计 (13)
4.1提出问题 (13)
4.2定位基准的选择 (13)
4.3切削力和夹紧力计算 (13)
4.3.1切削力的计算 (13)
4.3.2夹紧力的计算 (14)
4.3.3定位误差分析 (15)
4.3.4夹具设计及操作的简要说明 (15)
5设计小结 (15)
6参考文献 (16)
设计总说明
本设计的是CA10B解放牌汽车第四速及第五速变速叉零件的机械加工工艺规程及钻工序的夹具设计。首先由加工零件的分析到确定加工零件的毛坯，再到拟定加工工艺路
线，最后设计钻床专用夹具，该夹具是用于加工Φ19045.00+孔。其中对加工Φ19045.00+孔的工序的做出了具体的分析和计算，首先是采用高速钢麻花钻钻Φ18.5孔，其次是用专用特制Φ19的铰刀进行铰孔，直到达到精度要求Φ19045.00+为止，最后是锪孔Φ19mm两端面和倒角，同时也对Φ19的加工余量、工序尺寸和公差做出了准确地计算，同时也对该孔做了详细的切削用量、时间定额的计算。因而，加工Φ19045.00+是加工该零件的重要工序，该孔的精度要求很高，对后面的工序息息相关，因此必须对该孔的加工工序做详细的分析。
关键字：精度高；夹具设计；工序
1 零件的分析
1.1 零件的作用
题目所给定的零件是CA10B 解放牌汽车第四速及第五速变速叉，它位于变速箱中，主要作用是拨动变速箱中的齿轮，使汽车达到变速的目的。 1.2 零件技术要求
变速叉的形状特殊、结构简单，是属于典型的叉杆类零件。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要承受冲击载荷，为增强其耐磨性，该表面要求高频淬火处理，硬度为58～63HRC ；为
保证变速叉换档时叉脚受力均匀，要求叉脚两端面对叉轴孔Φ19045
.00+的垂直度要求为
0.1mm 。
1.3 零件的工艺分析
此变速叉共有两组加工表面，它们之间有一定的位置要求，现分述如下:
1.以Φ19045
.00+mm 孔为中心的加工表面.
这组加工表面包括:Φ19045.00+mm 孔及其倒角，孔上端尺寸为1624.00+mm 的槽，槽的外
侧厚度为10.8mm 的两个侧面， Φ19045
.00+mm 孔的上端距其中心14mm 的两个端面，还有
孔下端M10的螺纹孔。
2.以Φ82.21
0+mm 孔为中心的加工表面.
这组加工表面包括: Φ82.210+mm 的孔及其倒角，Φ82.210+mm 的孔的侧面，距M10
螺纹孔中心线63.7mm.这两组加工表面有着一定的位置要求，主要是:Φ82.21
0+mm 孔与
其外端面垂直度公差为0.1mm 。
由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助专用夹具加工另一组表面，并保证他们之间的位置精度要求。
下图为加工工件零件图如图1-1：
图1-1
2确定毛坯
2.1确定毛坯的制造形式
零件材料为20钢，零件经常拨动齿轮承受变载荷和冲击性载荷，因此应选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。因为为大批量生产，且零件的轮廓尺寸不大，故采用模锻成型。这从提高生产率，保证加工精度上考虑，也是应该的。
2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量
由表2-10～表2-12可知，要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。
1.公差等级
由变速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
已知机械加工后变速叉的件的重量为1.5kg，由此可初步估计机械加工前锻件毛坯的重量为2.5kg。
3.锻件形状复杂系数
对变速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、高度，即l=160mm，b=105mm，h=60mm（见毛坯图）；由公式（2-3）和（2-5）可计算出该变速
叉锻件的形状复杂系数:
S = m
t /m
N
=2.5/(lbhρ) =2.5kg/(160mm x105mm x60mm x7.8 x10-6kg/mm3)≈2.5
≈0.32
故该变速叉的形状复杂系数属S
2
级。
零件毛坯如图2-1：
图2-1
4. 锻件材质系数
由于该叉材料为20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
根据该零件的形位特点，选择零件高度方向的对称平面为分模面，属于不对称弯曲分模线。
6.零件表面粗糙度
由零件图可知，该零件的各加工表面的粗糙度Ra均大于等于3.2μm。
根据上述诸因素，可查表确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果列于下表格2-1：
表格2-1
①根据表2-7的表注，将公差按照±1/2的比例分配，故取公差值为±1.0mm。
3拟定工艺路线
3.1定位基准的选择
基准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，生产效率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。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。基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，它对零件的生产是非常重要的。
3.1.1精基准的选择
主要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，
根据该零件的技术要求和装配要求，选择叉轴孔Φ19045.0
+mm和孔左端面作为精基准，零
件上的很多表面都可以采用它们作基准进行加工，叉轴孔Φ19045.0
+mm的轴线是设计基
准，选用其作精基准定位加工叉脚两端面和M10螺孔，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证被加工表面的垂直度要求。另外，由于变速叉刚性较差，受力易产生弯曲变形，为了避免在机械加工中产生夹紧变形，根据夹紧力应垂直于主要定位基面，并应该作用在刚度较大部位的原则，夹紧力作用点不能作用在叉杆上。选用叉头左端面作为精基准，夹紧可以作用在叉头的右端即孔Φ19045.0
+mm的右端面上，夹紧稳定可靠。
3.1.2粗基准的选择
作为粗基准表面应该平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺欠。现选取Φ19045.0
+mm
孔的外轮廓不加工表面作为粗基准，用V形块、支承板和挡销来实现完全定位，以消除自由度。
3.2表面加工方法确定
1.根据变速叉零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗造度，确定加工工件的各表面的加工方法，如表格3-1所示。
表格3-1
2.加工阶段的划分
该变速叉加工质量要求较高，可将加工阶段划分粗加工半精加工和精加工几个阶段。
在粗加工阶段，首先将精基准Ф19mm孔准备好，使后续工序都可以采用精基准定位加工，保证其他的加工表面的精度要求；然后粗铣16mm槽及槽两侧面，粗铣上端面
及两侧面，叉脚的两端面。在半精加工阶段，完成了叉脚的两内端面的半粗铣，钻M10螺栓孔；在精加工阶段，进行Ф19mm 孔，Ф19mm 孔的全部加工工序。 3.工序的集中与分散
本题选用工序集中原则安排变速叉的加工工序。该零件的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工，夹具，以提高生产率；而且运用工序集中的原则使工件的装夹次数少，不但缩短辅助时间，而且由于在一次装夹加工多个工步，有利于保证各加工表面之间的相对位置度精度要求。
4.工序的安排 一) 机械加工工序
(1) 遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准—叉轴Ф19mm 孔。 (2) 遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 (3) 遵循 “先主后次”的原则，先加工主要表面—叉轴孔径Ф19mm 的上端面和Ф19mm 孔，后加工次要表面—叉脚的两外端面。
(4) 遵循“先面后孔”的原则，先加工叉轴Ф19mm 孔的两端面，后加工Ф37mm 孔和Ф30mm 孔。 二)热处理工序
模锻成型后切边,进行调质,调质硬度为241～285HBS ，并进行酸洗，喷丸处理。喷丸可以提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛坯表面因脱碳而对机械加工带来的不利影响。叉脚两端面在精加工之前进行局部高频淬火，提高其耐磨性和在工作中承受冲击载荷的能力。
三)辅助工序
粗加工叉脚两端面和热处理后，安排校直工序；在半精加工后，安排去毛刺和中间检查工序；精加工后安排去毛刺，清洗和终检工序。
综上所述，该变速叉工序的安排顺序为：基准加工－主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工－主要表面半精加工和次要表面加工－热处理－主要表面精加工。 3.3 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的技术要求能得到合理的保证.按生产纲领已确定为大批量生产的条件下，可以考虑采用万能性机床以及专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降低。
工艺路线
工序一 粗铣1624.00+mm 槽，以Φ19045.00+mm 孔定位。
工序二 粗铣1624.00+mm 槽的两侧面，以Φ19045.00+mm 孔定位。
工序三 粗铣距Φ19045.00+mm 中心12mm 的两个端面，以Φ19045.00+mm 孔及1624
.00+mm 槽底
为基准。
工序四 粗铣距Φ19045.00+mm 中心12mm 的两个端面的侧面，以Φ19045.00+mm 孔及1624.00+mm
槽底为基准。
工序五 1624.00+mm 槽两端1.5*450倒角。
工序六 钻铰Φ19045.00+mm 孔并倒角。
工序七 钻攻距槽(1624.00+mm)12mm 底面M10螺纹孔并倒角。
工序八 粗铣Φ82.210+mm 孔的两端面.
工序九 粗镗Φ81.710+mm 孔。
工序十 精镗Φ82.210+mm 孔
工序十一 钻Φ82.210+mm 孔并1*450倒角
工序十二 精铣Φ82.210+mm 孔的两端面。
工序十三 去毛刺 工序十四 中检 工序十五 热处理 工序十六 清洗 工序十七 终检。
上述方案主要是以Φ19045.00+mm 孔位基准，来加工1624
.00+mm 槽，M10螺纹，槽的两侧
面，这样可以修正由于基准不重合造成的加工误差，同时也照顾了加工路线方便的特点，因此最终确定如下:
工序一 粗铣1624.00+mm 槽，以Φ19045
.00+mm 孔的外轮廓为粗基准定位，选用XA6132型
万能升降台铣床及专用夹具。
工序二 粗铣1624.00+mm 槽的两侧面，以Φ19045.00+mm 孔的外轮廓以及距槽底32mm 的面
为基准，选用XA6132型万能升降台铣床及专用夹具。
工序三 粗铣Φ19045.00+mm 孔上端两端面，以Φ19045.00+mm 孔定位，选用XA6132型万能
升降台铣床及专用夹具。
工序四 粗铣Φ19045.00+mm 孔上端两端面的侧面，以Φ19045.00+mm 孔定位，选用XA6132
型万能升降台铣床及专用夹具。
工序五 1624
.00+mm 槽1.5*450倒角，选用C620-1车床及专用夹具。
工序六 钻铰Φ19045.00+mm 孔并倒角，以Φ19045.00+mm 孔及端面定位，选用Z525立式钻
床及专用夹具。
工序七 钻距槽(1624.00+mm)12mm 底面M10螺纹孔并倒角，然后攻丝。以Φ19045.00
+ mm 孔
及1624
.00+mm 槽底定位，选用Z525立式钻床及专用夹具。
工序八 粗铣Φ82.210+mm 孔的两端面，以Φ19045
.00+mm 孔定位，选用XA6132型万能升
降台铣床及专用夹具。
工序九 粗镗Φ81.710+mm 孔，以Φ19045.00+mm 孔及距中心线63.7mm 的面为基准，选用
T740双面卧式金刚镗床及专用夹具。
工序十 精镗Φ82.210+mm 孔，以Φ19045.00+mm 孔及距中心线63.7mm 的面为基准，选用
T740双面卧式金刚镗床及专用夹具。
工序十一 Φ82.210+mm 孔1*450倒角。选用C620-1型车床及专用夹具。
工序十二 精铣Φ82.210+mm 孔的两端面。以Φ19045.00+mm 孔定位，选用XA6132型万能
升降台铣床及专用夹具。
工序十三 去毛刺 工序十四 中检 工序十五 热处理 工序十六 清洗 工序十七 终检
3.4 加工余量、工序尺寸和公差的确定
在此只确定工序Ⅵ的加工余量和工序尺寸公差，其他的类同。如附表—机械加工工序卡片所示。
工序6——钻铰Φ19045
.00+mm 孔并倒角。
由表2-20可查得，铰孔余量Z 铰=0.25mm ；钻孔余量Z 钻=18.75mm 。查表1-10可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，铰：IT8；钻：IT12 。再查标准公差数值表2-30可确定各工步的公差值分别为，铰：0.033mm ；钻：0.21mm 。综上所述可知道，该工序
各工步的工序尺寸及公差分别为，铰: Φ19033.00+mm ，钻：Φ1921
.00+mm 。
3.5 切削用量、时间定额的计算
第6道工序钻铰Φ19045
.00+mm 孔的切削用量和时间的确定方法。
3.5.1 切削用量的计算 3.5.1.1 钻孔工步
钻孔为Φ18.5045
.00
+mm ，采用高速钢直柄麻花钻头（GB/T 1438.1—2008）。
1）背吃刀量的确定 取mm Z
a p 25.92
5.182/钻
==
=。
2）进给量的确定 由表5-22以及表4-10所列Z525型立式钻床的进给量，可选取该工步的每转进给量为f=0.22mm/r 。
3）切削速度的计算 由表5-22，按工件材料为20钢的条件选取，切削速度v 可取为20m/min 。由公式（5-1）n=1000v/πd 可得该工序钻头转速n=344.29r/min ，参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=392r/min 。再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际钻削速度为：
min /78.221000
18.5
×3.14×3921000
πd
m n v ==
=
3.5.1.2 铰孔工步
铰孔为Φ19045.00+mm ，采用高速钢铰刀铰孔。
1）背吃刀量的确定 取mm Z
a p 25.02
5.02/铰
==
=。
2）进给量的确定 由表5-31以及表4-10所列Z525型立式钻床的进给量，可选取该工步的每转进给量f=0.17mm/r 。
3） 切削速度的计算 由表5-31，切削速度v 可取为8m/min 。由公式（5-1） n =1000v/πd 可求得该工序铰刀转速n =134.09r/min ，参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=195r/min 。再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际切削速度为:
min /6.111000
19
×3.14×1951000
πd
m n v ==
=
3.5.1.3 锪倒角工步
Φ19045
.00+mm 孔倒角1*450两端，由表3-10，采用900莫氏锥柄号为2的锥柄锥面钻,
其中，32mm l ，124mm l ，mm 5.31211===d
1）背吃刀量的确定 取a p =0.15mm 。
2）进给量的确定 由表5-33和表4-10，可选取该工步的每转进给量为f=0.10mm/r 。
3）切削速度的计算 由表5-33，按工件材料为20钢的条件选取，切削速度v 可取为23m/min 。由公式n=1000v/π
1d 可求得钻头转速为：n=1000×23m/min/π
×
31.5mm=232.54r/min,参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=272r/min 。再将此转速代入公式n=1000v/πd ，可求出该工序的实际钻削速度为：
min /9.261000
31.5
×3.14×7221000
πd
m n v
==
=
3.5.2 时间定额的计算 3.5.2.1 基本时间t m 计算 工序6——钻铰Φ19mm 孔
1）钻孔工步 根据表5-45，钻孔的基本时间可由公式t j =L/fn = (l+l 1+l 2)/fn 求得, （式中l 加工长度，l 1为刀具切入长度，l 2为刀具切出长度）式中mm l 45=,取
mm l 12=，72mm .7)1°54cot 2
5.18(
)2~1(cot 2
1=+=+=
x k D
l r ，（取
r k =°54），f=0.22mm/r ，n=392r/min,将上述结果带入公式，则该工序的基本时间
t j ≈
0.62min=37.4s 。
2）铰孔工步 根据表5-45，铰圆柱孔的基本时间可由公式t j =L/fn = (l+l 1+l 2)/fn
求得,（式中l 加工长度，l 1为刀具切入长度，l 2为刀具切出长度）。查表5-46，按r k =°15、
mm Z
a p 25.02
5.02/铰
==
=的条件查得mm l 92.01=，mm l 93取2=，已知
mm l 45=，f=0.17mm/r ，n=195r/min ，将上述结果带入公式，则该工序的基本时间t j =153.7s=2.56min 。
3) 锪孔Φ19
045.00
mm 两端面和倒角, 根据表5-45，锪倒角的基本时间可由公式
t j =L/fn = (l+l 1)/fn 求得，其中l 为倒角深度l =0.5，取1
l =1，f=0.10mm/r ，n=272r/mm ，
那么该工序的基本时间为t j ≈3.3s ，有两个端面，则t=2t j =6.6s 。
3.5.2.2 辅助时间t a 的计算
根据第五章第二节所述，辅助时间和基本时间t j 之间的关系为：
t f ＝（0.15～0.2）tj ，取t f ＝0.17tj ，则：
工序5钻孔工步的辅助时间为：t f ＝0.17×37.4=6.4s=0.11min ； 工序5铰孔工步的辅助时间为：t f ＝0.17×153.7=26.2s=0.44min ； 工序5锪孔工步的辅助时间为：t f ＝0.17×6.6=1.2s=0.02min 。
3.5.2.3 其他时间计算
除了作业时间（基本时间与辅助时间之和）以外，每道工序的单件时间还包括布置工作地时间、休息与生理需要的时间和准备与终结时间。由于本题目中变速叉的生产类型为大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计；布置工地时间t b 是作业时间的2%～7%，休息与生理需要时间t x 是作业时间的2%～4%，本题均取3%，则工序5的其他时间（t b ＋t x ）可按关系式（3%+3%）×（t j + t f ）计算，它们分别为： 工序5钻孔工步的其他时间为：t b ＋t x ＝6%×(37.4s ＋6.4s)＝2.63s ； 工序5铰孔工步的其他时间为：t b ＋t x ＝6%×(153.7s ＋26.2s)＝10.8s ； 工序5锪孔工步的其他时间为：t b ＋t x ＝6%×(6.6s ＋1.2s)＝0.47s 。
3.5.2.4 单件时间的t dj 计算
根据公式，单件时间为：t dj= t j +t f +t b ＋t x ，则本工序的单件时间分别为：t dj 应按三个工步分别计算之后再求和，则：
钻孔工步 t dj ＝（37.4+6.4+2.63）s=46.39s=0.77min ； 铰孔工步 t dj ＝（153.7+26.2+10.8）s ＝190.7s=3.17min ； 锪孔工步 t dj ＝（6.6+1.2+0.47）s=8.3s=0.14min 。
因此，工序5的单件计算时间为：t dj =t j +t f +t b ＋t x =（46.39+190.7+8.3）s=245.4s=4.1min. 将确定的上述各项内容填入工艺卡片中，可得到该变速叉工件的机械加工工艺过程卡以及第5工序的工序卡片，可见于机械加工工序卡中。
4 夹具设计
为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。
4.1 提出问题
本夹具要用于粗钻，铰孔Φ19，对孔的要求有：粗糙度等级为6.3级，有很高的垂直度要求，此孔将作为加工其他各工作面的基准。因此，在本道工序加工时，我们应首先考虑保证孔的各加工精度，如何提高生产效率，降低劳动强度。 4.2 定位基准的选择
拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。
在本设计中，加工Φ19的孔是比较重要的一步，因为该孔是后续加工过程中所要用到的重要基准。所以，加工这个孔一定要保证精度，由于其他基准都不存在，此孔只能运用毛坯的外轮廓定位来设计夹具，工件是以?28外圆及端面和叉口外侧为定位基准，用V 形块、支承板和挡销来实现完全定位。
为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用简单的螺旋压板来作为夹紧机构。 4.3 切削力和夹紧力计算 4.3.1 切削力的计算
刀具：根据表3-4可得，采用高速钢直柄麻花钻头（GB/T 1438.1—2008）
其中：d=18.5mm ，l=233，l 1=135, Z=1 机床：采用Z525型立式钻床
由《金属切削机床夹具手设计册》所列公式可得：
p
Z F BZK
D
S t
C F 86
.07.086
.0-=
查表 3-56 得其中： 修正系数0.1=v k
68.2
F C = mm 1=t mm 12.0=Z S
100D = 80B m m = 7.82p K = 1=Z 代入上式，可得 F=1509N
因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。 安全系数 K=4321K K K K 其中：1K 为基本安全系数1.5；
2
K 为加工性质系数1.1； 3
K
为刀具钝化系数1.1；
4
K
为断续切削系数1.1；
所以可得切削力为： 3012.71F K F N '== 4.3.2 夹紧力的计算
选用钩形压板夹紧机构 查《课程设计指导教程》表10-2得31J
F F L f H
=+
取f=1，则
3012.711481.663620.1
118
J F N
=
=??+
夹紧螺母： 公称直径d=12mm ，材料Q235 性能级数为8级 M P a B
1006?=σ
MPa B
s 48010
8=?
=σ
σ
螺母疲劳极限：MPa
B
19260032.032.01=?==-σ
σ
极限应力幅：MPa
k k k m a 76.511
lim
==
-σ
εσ
σ
μ
许用应力幅：[][]
MPa
S a a a 3.17lim
==
σ
σ
螺母的强度校核：螺母的许用切应力为 [][]
s s
στ=
[s]=3.5~4 取[s]=4 得 []
M P a 120=τ
[]τ
π≤=?8.2242
c
H d F 满足要求
[]σπ≤=??MPa d N
c
1543.12
经校核： 满足强度要求，该夹具安全可靠。使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力。 4.3.3 定位误差分析
本工序的定位误差基本有毛坯而产生，加工孔的时候工件还只是毛坯，没有任何的基准，只有依靠毛坯轮廓来定位，但由于毛坯留有较大的加工余量，在保证此工序加工精度后，以此孔作为基准然后加工轮廓或其他工作部位，仍然能保证整个工件的精度。 4.3.4 夹具设计及操作的简要说明
如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为钻床夹具选择了螺旋型压板夹紧方式。本工序为粗钻削余量大，钻削力大，所以需要一定的夹紧才能达到本工序的要求。
本夹具的最大优点就是结构简单紧凑。
5 设计小结
为期二个星期的课程设计已经结束了，在这段时间里，通过本次设计，使我了解了
从事设计的基本过程，进一步巩固了我的专业知识和锻炼了我独立思考问题的能力。在这次课程设计进行过程中，我有很深的体会和学习到很多东西。首先，我学会了查阅资料和独立思考。我设计的题目是《CA10B 解放牌汽车的第四速及第五速变速叉》零件的机械加工工艺规程及夹具设计，其中主要涉及夹具设计，由于平时所学知识有限，所以设计过程中必须查阅其他相关的书籍或资料。其次，我体会到了做任何事都要有耐心。二个星期时间说长也不长，但每天都要重复查资料、计算、画图这些工作，久之也觉得非常枯燥无味。特别是画图的时候，有时候一天就画了那么一小部分，一条条的线让人眼花缭乱。因此，要顺利完成任务，必须要有耐心和韧性，还要细心。我想这些在以后工作中也是必不可少的。
由于本人缺少经验，知识水平所限，在处理实际问题时考虑不够全面，在查阅有关资料时往往花很多的时间也找不到需要的资料，这在一定程度上也约束了设计的进度和质量。设计中存在的不足之处，希望老师给予批评指正!
6参考文献
1.《机械制造技术基础课程设计指导教程》邹青主编，机械工业出版社；
2.《机械工艺手册》，孟少农主编，机械工业出版社；
3．《机械加工工艺设计手册》，杨耀宸主编，航空工业出版社；
4．《机械制造技术基础》，华楚生主编，重庆大学出版社；
5．《机械制造工艺设计简明手册》，李益民主编，机械工业出版社；
6.《机床夹具设计手册》，东北重型机械学院、洛阳工学院、第一汽车制造厂职工大学
编，上海科学技术出版社。
序言 机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 就我个人而言，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训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。 一、零件的分析 （一）零件的作用 题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的φ25孔与操纵机构相连，二下方的φ60半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。两件零件铸为一体，加工时分开。 （二）零件的工艺分析 CA6140车床共有两处加工表面，其间有一定位置要求。 分述如下： 1. 以φ25mm孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括：φ25H7mm的孔，以及φ42mm的圆柱两端面，其中主要加工表面为φ25H7mm通孔。 2. 以φ60mm孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括：φ60H12的孔，以及φ60H12的两个端面。主要是φ60H12的孔。 3. 铣16H11的槽
这一组加工表面包括：此槽的端面，16H11mm 的槽的底面， 16H11mm 的槽两侧面。 4. 以M22×1.5螺纹孔为中心的加工表面。 这一组加工表面包括：M22×1.5的螺纹孔，长32mm 的端面。 主要加工表面为M22×1.5螺纹孔。 这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是： （1） φ60孔端面与φ25H7孔垂直度公差为0.1mm.。 （2） 16H11mm 的槽与φ25H7的孔垂直度公差为 0.08mm 。 由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。 二、 工艺规程设计 (一)确定毛坯的制造形式 零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，故选择铸件毛坯。 （二）基面的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得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，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。 （1）粗基准的选择。 对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选 取φ25021.00 孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两 块V 形块支承这两个φ42作主要定位面，限制5个自由度，再以一个销钉限制最后1个自由度，达到完全定位,然后进行铣削。
目录 一、设计任务书 (1) 二、零件分析 1、零件的作用 (2) 2、零件的工艺分析 (2) 三、工艺规程的设计 1、确定毛坯的设计制造 (3) 2、基准的选择 (3) 3、制定工艺路线 (4) 4、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (6) 5、确定切削用量及基本工时 (7) 四、心得体会 (10) 参考文献 (11)
二、零件分析 1、零件的作用： 该零件是变速器换挡叉，如零件图所示。它位于传动轴的端部，主要作用是换档。使变速器获得换挡的动力。 2、零件的工艺分析： 由零件图可知，其材料为35钢，锻造成型，由零件的尺寸公差选择模锻加工成型，保证不加工表面达到要求的尺寸公差。现分述如下： （1）Φ15.81的孔。 （2）以Φ15.81孔为基准的16×56两侧面和叉口的前后两侧面。 （3）以Φ15.81孔为基准的其它几个平面及槽。 （4）M10×1-7H的螺纹孔。 这几组加工面之间有着一定的位置要求，主要是Φ15.81mm孔的中心线与叉口的前后两侧面的垂直度公差为0.15mm。
三、工艺规程的设计 1、确定毛坯的设计制造： 零件的材料为35钢，常用的毛坯有铸件、锻件、型材、冲压件和焊接件等。考虑到零件在工作时要求较高的强度和抗扭性，非加工面的尺寸精度要求较高，以及批量为大批量生产，所以采用锻件，模锻毛坯成型。 2、基准的选择： 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得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，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。 （1）粗基准的选择：选择定位粗基准是要能加工出精基准，同时要明确哪一方面的要求是主要的。粗基准的选择应以下面的几点为原则：a.当必须保证加工表面与非加工表面的位置和尺寸时，应选非加工的表面作为基准。b.应选能加工出精基准的毛坯表面作为粗基准。 c.要保证工件上某重要表面的余量均匀时，应选该表面为定位基准。 d.当全部表面都需要加工时，应选余量最小的表面作为基准，以保证该表面有足够的加工余量。 在铣床上加工变速器换挡叉时，以Φ15.81内孔作为粗基准。满足粗基准的选择原则。 （2）精基准的选择：精基准的选择应从如何减少工件的定位误差，保证零件加工精度出发，同时考虑装夹方便，夹具结构简单。选择
拨叉完整课程设计 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
一、零件的分析 零件的作用： 题目给定的零件是CA6140拨叉，它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求进行工作。获得所需要的速度和扭矩，宽度为40mm的面寸精度要求很高，因为在拨叉拨动滑移齿轮时如果槽的尺寸精度不够或间隙很大时，滑移齿轮得不到高的位置精度，所以宽度为40mm的面槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。 零件的工艺分析： 分析零件图可知，该拨叉形状、结构比较简单，通过铸造毛坯可得到基本形状，减少了工序加工，又节约了材料。除了拨叉上表面外，其余加工表面精度低，不需要高度机床加工，可通过铣削、钻床等车床的粗加工就可以达到要求；而拨叉上表面加工精度虽然较高，但也可以在正常的生产条件下，采用经济的方法保质保量的加工出来。由此可见，该零件工艺性较好。CA6140拨叉共有三组加工表面 （1）零件两端面，可以后端面加工精度高，可以先以后端面为粗基准加工右端面，再以前端面为精基准加工左端面； (2）以花键中心线为基准的加工面：这一组面包括?25H7的六齿方花键孔、?22H12的花键底孔、两端的2X150倒角和距花键中心线为22mm的上顶面； （3)以工件右端面为基准的18H11mm的槽、上顶面的2-M8通孔和?5锥孔。 经上述分析可知，对于后两组加工表面，可先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面。 二、工艺规程设计 确定毛坯制造方法，初步确定毛坯形状: 零件材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能良好，考虑到零件加工表面少，精度要求不高，有强肋，且工作条件不差，既没有变载荷，又属间歇性工作，故选用金属型铸件，以满足不加工表面的粗糙度要求及生产要求。 零件的形状简单，因此毛坯形状需要与零件形状尽量接近，又因内花键较小，因此不可直接铸出。 基准的选择 基准选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚着，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 1）粗基准的选择
课程设计说明书题目变速器换挡叉的工艺设计 目录 机械自造工艺及夹具课程设计任务书 (3) 序言 (4) 零件的分析 (4)
零件的工艺分析 (4) 确定生产类型 (4) 确定毛坯 (5) 工艺规程设计 (5) 选择定位基准 (5) 制定工艺路线 (5) 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 (6) 夹具设计 (16) 问题提出 (16) 夹具设计 (16) 参考文献 (17) 机械制造工艺及夹具课程设计任务书
设计题目：制定变速器换挡叉的加工工艺，设计钻φ15 及2-M6孔的钻床夹具 设计要求：中批量生产手动夹紧通用工艺装备 设计时间：2009.6 设计内容：1、熟悉零件图； 2、绘制零件图（一张）； 3、绘制毛坯图（一张）； 4、编写工艺过程卡片和工序卡片； 5、绘制夹具总装图； 6、绘制夹具零件图； 7、说明书 2009年06月 序言 机械制造装备设计课程设计是我们在学完了大学的全部基础课，专业基础课以及专业课后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，他在我们的大学四年生活中占有重要的地位。 就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的训练，希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力，为以后的工作打下良好的基础。
由于能力有限，设计尚有很多不足之处，希望各位老师给予指导。 零件的分析 题目所给的零件是变速器换档叉。它位于汽车的变速机构上，主要起换档作用。一．零件的工艺分析 零件的材料为35钢，，为此以下是变速器换档叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求： 1、孔Φ15.8以及与此孔相通的、M10螺纹孔。 2、上下U型口及其两端面 3、换档叉底面、下U型口两端面与孔Φ15.8中心线的垂直度误差为0.15mm。 由上面分析可知，可以粗加工Φ15的孔，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，选择以孔为基准加工的面作为孔加工的精基准。最后，以精加工的孔为基准加工其他所有的面。此变速器换档叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。 二、确定生产类型 已知此换档叉零件的生产纲领为5000件/年，零件的质量是2.26Kg/个，查《机械制造工艺设计简明手册》第2页表1.1-2，可确定该换档叉生产类型为中批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。 三、确定毛坯 1、确定毛坯种类： 零件材料为35钢。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故采用模锻件作为毛坯。查《机械制造工艺设计简明手册》第41页表2.2-5,选用锻件尺寸公差等级为CT-12。 工艺规程设计 (一)选择定位基准： 1 粗基准的选择：以零件的圆柱面为主要的定位粗基准 2 精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原 则和“基准统一”原则，以
一、零件的分析 1.1 拨叉的生产类型 拨叉位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。已知生产纲领为5000件/年，零件的质量是1.12Kg/个，查《机械制造工艺设计简明手册》第2页表1.1-2，可确定该拨叉生产类型为中批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。 1.2 拨叉的结构图 1.3 拨叉的工艺分析 拨叉是一个很重要的零件，因为其零件尺寸比较小，结构形状较复杂，其多处粗糙度要求较为严格，即很多表面需要精加工完成。 1.4 拨叉的工艺要求 机械加工工艺规程是指导生产的重要技术文件，是一切有关的生产人员应严格执行、认真贯彻的纪律性文件，制定机械加工基本的要求是优质、高产、低消耗。首先是保证零件的加工质量，要在此前提下，提高生产效率，降低消耗，以取得较好的经济效益和社会效益。设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。设计者要考虑加工工艺问题。工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。 拨叉的加工主要分为五个部分：粗精加工两大端面；加工深度为35，宽度为42的槽；
钻、铰2-M8通孔，并攻丝；Φ156圆端面（粗糙度要求较高）以及Φ113和Φ156的圆的粗精加工；四个Φ6的小孔的粗精加工等：工艺要求如下： （1）首先总体遵循先粗后精，先面后孔的原则； （2）端面的粗精加工均在卧式铣床上完成，且是互为基准进行加工，使得粗糙度达到Ra6.3的要求； （3）2-M8的螺纹因其粗糙度要求较高，所以遵循典型孔的加工路线：钻、扩、铰，最后攻丝完成螺纹加工； （4）四个Φ6的小孔的粗精加工钻、扩、铰即可完成； （5）深度与宽度方向均有尺寸要求与粗糙度要求的槽的加工采用卧式铣床上的盘形铣刀实现； （6）Φ156和Φ113的孔以及Φ156的外圆采取的是卧式镗床上粗镗加精镗实现。 二、工艺规程设计 2.1毛坯的选择 拨叉材料为QT600-3，考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故毛坯选择金属型铸造。因为生产率很高，所以可以免去每次造型。单边余量一般在mm 3~1，结构细密，能承受较大的压力，占用生产的面积较小。 2.2基准的选择 由以上分析可知。该拨叉零件的主要加工表面是平面、孔，螺纹、圆端面和槽系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔、槽的加工精度容易。因此，对于拨叉来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，使得槽系完成两个维度的加工。 2.2.1 粗基准的选择 选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位置符合图纸要求。 粗基准选择应当满足以下要求： （1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准； （2）选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准； （3）应选择加工余量最小的表面作为粗基准； （4）应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准； （5）粗基准应避免重复使用，多次使用难以保证表面间的位置精度； （6）要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，具体其粗基准见工序卡片。
湖南工业大学 课程设计 资料袋 机械工程学院（系、部）2011 ~ 2012 学年第一学期课程名称机械制造工艺学指导教师职称 学生姓名专业班级机械工程及自动化班级学号 题目拨叉零件设计 成绩起止日期2011年12 月19 日～2011 年12 月25 日 目录清单 序号材料名称资料数量备注 1 课程设计任务书 1 2 课程设计说明书 1 3 课程设计图纸 2 4 机械加工工艺卡片 1 5 机械加工工序卡片10 课程设计任务书 2011—2012学年第一学期
机械工程学院（系、部）机械工程及自动化专业0901 班级课程名称：机械制造工艺学 设计题目：拨叉零件设计 完成期限：自2011 年12 月19 日至2011 年12 月25 日共 1 周 内容及任务一、设计的主要技术参数： 拨叉材料HT200；铸造圆角R2～3；拨叉头高50mm，外圆φ40mm，内孔φ25mm； 拨叉脚内表面R25，外表面R35；凸台高25mm；凸台半径10，凸台孔径φ8，孔深15mm 中心距93.75mm。 二、设计基本内容： 对零件（中等复杂程度）进行工艺分析，画零件图；选择毛坯的制造方式；制订零件的机械加工工艺规程；填写工艺文件；编写设计说明书。 三、每个学生应在教师指导下，独立完成以下任务： （1）机械加工工艺卡片一张； （2）机械加工工序卡片一套； （3）设计说明书一份。 进度安排 起止日期工作内容 2011.12.19-2011.12.20 熟悉课题、查阅资料；零件分析，画零件图2011.12.21-2011.12.22制订零件加工工艺规程 2011.12.23-2011.12.25填写工艺文件；编写设计说明书2011.12.25交课程设计并答辩 主要参考资料机械制造工艺学第二版王先逵主编（机械工程出版社） 互换性与测量技术基础第二版徐学林主编（湖南大学出版社） 金属工艺学第五版上邓文英宋力宏主编（高等教育出版社） 金属工艺学第五版下邓文英宋力宏主编（高等教育出版社） 指导教师（签字）：年月日系（教研室）主任（签字）：年月日
课程设计示例及相关内容讲解 图2-1、图2-2分别为某拖拉机用拨叉零件的零件图和三维图样。已知：零件材料为45钢，重量为4.5kg，年产量Q=8000台/年，m=1件/台。试为该拨叉零件编制工艺规程。
第一节 零件的工艺分析及生产类型的确定 一、 零件的作用 该拨叉应用在某拖拉机变速箱的换档机构中。拨叉头以30mm φ孔套在变速叉轴上，并用销钉经8mm φ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动，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。 该拨叉在改换档位时要承受弯曲应力和冲击载荷的作用，因此该零件应具有足够的强度、刚度和韧性，以适应拨叉的工作条件。该零件的主要工作表面为拨 叉脚两端面、叉轴孔0.021 030(7)mm H φ+和锁销孔00.0158mm φ-，在设计工艺规程时应 重点予以保证。
二、 零件的技术要求 1.示例 该拨叉的全部技术要求列于表2-1中。 该拨叉形状特殊、结构简单，属典型的叉杆类零件。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 0.021030mm φ+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 00.0158mm φ-，且锁销孔的中心线与叉轴孔中心线的垂直度要求为0.15mm 。 综上所述，该拨叉件的各项技术要求制定较合理，符合该零件在变速箱中的功用。 2.相关内容讲解——分析零件的技术要求 对零件的技术要求进行分析，应包括以下内容： 1） 掌握零件的结构形状、材料、硬度及热处理等情况，了解该零件的主要工艺特点，形成工艺规程设计的总体构想。 2） 分析零件上有哪些表面需要加工，以及各加工表面的尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度及热处理等方面的技术要求；明确哪些表面是主要加工表面，以便在选择表面加工方法和拟定工艺路 表2-1 拨叉零件技术要求表
课程名称机械制造技术基础 题目设计变速器换挡叉机械加工工艺工装 专业班级机设1094 学生姓名学号16 指导老师倪小丹 审批 设计完成日期 2012年1月8日
设计内容与设计要求 一．设计内容 1、设计机械加工工艺规程； 2、对指定工序进行工序设计； 3、设计指定工序的专用夹具。 二．设计要求 1、编制零件的机械加工工艺规程，填写工艺过程卡； 2、按教师要求设计指定工序，填写工序卡； 3、设计专用夹具装配图； 4、设计专用夹具夹具体的零件工作图； 5、撰写设计计算说明书。 生产类型：中批 说明书内容 1.课程设计封面； 2.任务书（插入零件图）； 3.说明书目录； 4.设计计算过程； 5.参考文献； 6.总结与体会； 7.附录。 进度安排 第一周：熟悉零件结构及加工要求；设计零件机加工工艺规程，填写工艺过程卡片；设计指定工序，填写工序卡片。 第二周：设计指定工序的专用夹具，画出夹具装配图。 第二周：设计专用夹具夹具体的零件工作图；整理设计说明书。 参考文献 1、李洪主编《机械加工工艺手册》 2、王绍俊主编《机械制造工艺设计手册》 3、倪小丹主编《机械制造技术基础》 4、王益民主编《机械制造工艺课程设计指导书》 5、王永康主编《机械制造技术课程设计指导书》 6、杨黎明主编《机床夹具设计手册》
目录 1 零件的分析 (1) 1.1零件的作用 (1) 1.2零件的工艺分析 (1) 2 工艺规程设计 (3) 2.1确定毛坯的制造形式 (3) 2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 (3) 2.3锻件形状复杂系数与锻件材质系数的确定 (3) 2.4锻件分模线形状与零件表面粗糙度 (3) 2.5基面的选择 (4) 2.6制定工艺路线 (4) 2.7机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确定 (6) 2.8确定切削余量 (8) 3 夹具设计 (9) 3.1问题的提出 (9) 3.2夹具设计 (9) 参考文献 (11) 总结 (11) 附录:变速器换挡叉机械加工工序卡 (12)
CA6140车床拨叉零件的机械加工工 艺规程设计 姓名 学号 班级 指导教师
机械制造技术基础课程设计说明书 题目：“CA6140车床”拨叉零件的机械加工工艺规程设计 生产纲领：中批生产 内容：1. 课程设计说明书一份2．机械制造加工工艺过程综合卡片一张 3．工序卡片一份 4．毛坯图一张 5．零件图一张
目录 前言 (3) 一、设计目的 (4) 二、零件的分析 (4) 1零件的作用 (4) 2零件的工艺性分析 (4) 三、工艺规程设计 (5) （一）确定毛坯的制造形成 (5) （二）基准的选择 (5) （三）制定工艺路线 (5) （四）机械加工余量 (7) （五）确定切削用量及基本工时 (8) 四、设计心得及致谢 (18) 参考文献 (19)
前言 通过CA6140车床”拨叉零件的机械加工工艺规程设计，汇总所学专业知识于一体(如《机械制造技术基础》、《公差配合与测量技术》、《机械设计》等)。让我们对所学的专业课得以巩固、复习及实用，在理论与实践上有机结合；使我们对各科的作用更加深刻的熟悉与理解，并为以后的实际工作奠定坚实的基础！ 在些次设计中我们主要是设计CA6140拨叉的加工工艺规程。在此次课程设计过程中，我小组成员齐心协力、共同努力完成了此项设计。在此期间查阅了大量的书籍，并且得到了有关老师的指点，在此表示感谢！
一． 设计的目的： 机械制造技术基础课程设计,是在学完《机械制造技术基础》课程后，在老师的指导下，要求在设计中能初步学会综合运用以前所学过的全部课程，并且独立完成的一项工程基本训练。同时，也为以后搞好毕业设计打下良好基础。通过课程设计达到以下目的： 1、能熟练的运用机械制造技术基础的基本理论的知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及合理制订工艺规程等问题的方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。 2、课程设计过程也是理论联系实际的过程，并学会使用手册、查询相关资料等，增强学生解决工程实际问题的独立工作能力。 二． 零件的分析 1、零件的作用 题目给定的零件是CA6140拨叉它位于车床变速机构中，主要起 换档，使主轴回转运动按照工作者的要求进行工作。宽度1812 .000+mm 和83.000mm 的槽尺寸精度要求很高，因为在拨叉拔动使滑移齿轮时如果槽 的尺寸精度不高或间隙很大时，滑移齿轮得不到很高的位置精度。所 以，宽度为1812.000+mm 和83.000mm 的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。 2、零件的工艺分析 CA6140拨叉共有两组加工表面。 1）以花键孔的中心线为基准的加工面 这一组面包括?2523.000+mm 的六齿花键孔、?228 .200+mm 花键底孔两 端的2X150到角和距中心线为27mm 的平面。
目录 第一章机械加工工艺规程设计 (3) 1.1零件的分析 (3) 1.1.1零件的用途 (3) 1.1.2零件的工艺分析 (3) 1.1.3确定零件的生产类型 (4) 1.2确定毛坯类型绘制毛坯简图 (4) 1.2.1选择毛坯 (4) 1.2.2确定毛坯的外形、尺寸公差和机械加工余量 (5) 1.3拟定拨叉工艺路线 (9) 1.3.1定位基准的选择 (9) 1.3.2表面加工方法的确定 (9) 1.3.3加工阶段的划分 (10) 1.3.4工序的集中与分散 (10) 1.3.5工序顺序的安排 (10) 1.3.6确定工艺路线 (11) 1.3.7机床设备、工装的选用 (12) 第二章机械加工工序设计 (13) 2.1工序简图的绘制 (13) 2.2加工余量、工序尺寸和公差的确定 (14) 2.2.1加工余量的确定 (14) 2.2.2工序尺寸和公差的确定 (14) 2.2.3拨叉零件加工余量、工序尺寸和公差的确定 (14) 2.3切削用量的选择 (16) 2.4机械加工工艺文件的填写（见附件） (17) 第三章专用钻床夹具设计 (18) 3.1夹具设计任务 (18) 3.1.1专用夹具设计的基本要求 (18) 3.1.2专用夹具设计的一般步骤和需要完成的任务 (18) 3.2拨叉零件专用钻床夹具设计 (19) 3.2.1夹具设计任务 (19)
3.2.2确定夹具的结构方案 (19) 3.2.3画夹具装配图 (19) 3.2.4确定夹具装配图上的标注尺寸及技术要术 (20) 3.2.5绘制夹具零件图 (20) 课程设计总结 (21) 参考文献 (22)
第一章 机械加工工艺规程设计 1.1零件的分析 1.1.1零件的用途 拨叉应用在某车床变速箱的换挡机构中。当需要变速时，操纵变速杆，变速操纵机构就通过拨叉头部操纵槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移，拨叉脚移动双联变换齿轮在花键轴上滑动换档位，从而改变车床主轴转速。 1.1.2零件的工艺分析 由零件图可知，其材料为ZG45。拨叉在改换档位时要承受弯曲应力和冲击载荷的作用，因此该零件应具有足够的强度、刚度、韧性。 拨叉形状特殊、结构简单，属典型的叉杆类零件。为实现换挡、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 ；叉脚两端面对叉轴孔mm 11 .0014++φ的中心线与插孔中心线的垂直度要求为 0.15mm 。 分析零件图可知，拨叉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，又提高了换挡时叉脚端面的接触刚 度；mm 11.0014++φ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。 综上所述，该零件的主要工作表面为拨叉脚两端面、拨叉脚内表面和叉轴孔 11.0014++φmm(H7)在设计工艺规程时应重点子以保证。 该拨叉的技术要求如表1所示。 表1 拨叉零件技术要求
机械制造技术基础 课程设计说明书 设计题目：设计拨叉（CA6140 车床）（三）零件的机械加工工 艺规程及工艺装备 班级： 姓名： 指导教师： 自 2010 年 6 月 28 日至 2010 年 7 月 9 日
机械制造技术基础课程设计任务书 题目：设计拨叉（CA6140 车床）（三）零件的机械加工工艺规 程及相关工序的专用夹具 内容： 1.零件图1张 2.毛坯图1张 3. 机械加工工艺过程综合卡片1张 机械加工工艺过程卡片2张 4.夹具装配图1张 5. 夹具体零件图2张 6. 课程设计说明书1张 原始资料：该零件图样，4000 Q=台/年，1/ n=件台，每日一班 班级： 姓名： 指导教师： 自 2010 年 6 月 28 日至 2010 年 7 月 9 日
目录 序言 (1) 一、零件的工艺分析及生产类型的确定 (2) 1、零件的作用 (2) 2、零件的工艺分析 (2) 3、零件的生产类型 (3) 二、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 (3) 1、选择毛坯 (3) 2、确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差 (3) 3、设计毛坯图 (4) 三、选择加工方法，制定工艺路线 (4) 1、定位基准的选择 (4) 2、零件表面加工方法的选择 (5) 3、制订工艺路线 (5) 四、工序设计 (7) 1、选择加工设备与工艺装备 (7) 2、确定工序尺寸 (9) 五、确定切削用量及基本时间 (9) 1、工序10切削用量及基本时间的确定 (9) 2、工序20切削用量及基本时间的确定 (11) 六、夹具设计 (15) 1、定位方案 (16) 2、夹紧机构 (16) 3、夹具与机床连接元件 (16) 4、夹具体 (16) 5、使用说明 (17)
序言 机械制造工艺课程设计是在我们完成了全部基础课、技术基础课、大部分专业课以及参加了生产实习之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 通过本次课程设计，应该得到下述各方面的锻炼： 1 能熟练运用机械制造工艺设计中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。 2 提高结构设计的能力。通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而且能保证加工质量的夹具的能力。 3 学会使用手册及图表数据。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处、能够做到熟练运用。
目录 一.零件作用及设计任务： (4) 二.计算生产纲领、确定生产类型： (4) 三.零件技术要求 (4) 四.审查换挡叉得工艺性 (5) 五.确定毛坯： (5) 1.选择毛坯222222222222222222222222225 2.确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量222222222222226 3.锻件形状复杂系数22222222222222222222226 4.锻件材质系数2222222222222222222222226 5.锻件分模线形状222222222222222222222226 6.零件表面粗糙度222222222222222222222226 六.拟定工艺路线 (7) 1.定位基准选择2222222222222222222222227 2.表面加工方法确定22222222222222222222227 3.加工阶段的划分222222222222222222222228 4.工序的集中与分散22222222222222222222228 5.工艺路线222222222222222222222222228 （1）机械加工工序 (8) （2）热处理工序 (9)
机械制造技术课程设计说明书 设计题目： CA6140车床拨叉813003零件的 机械加工工艺规程及夹具设计 学生： 学号： 班级： 指导教师： 大学工程学院机械系 201 年月日 目录
序言------------------------------------------------------------------------------------------------1 1.零件的工艺性分析---------------------------------------------------------------------------1 1.1拨叉的用途---------------------------------------------------------------------------------1 1.2拨叉的技术要求---------------------------------------------------------------------------1 1.3审查拨叉的工艺性------------------------------------------------------------------------1 2.确定毛坯制造方式和毛坯简图------------------------------------------------------------2 2.1选择毛坯------------------------------------------------------------------------------------2 2.2确定毛坯尺寸公差和机械加工余量--------------------------------------------------2 2.3绘制毛坯简图------------------------------------------------------------------------------3 3.拟定拨叉工艺路线---------------------------------------------------------------------------3 3.1选择定位基准------------------------------------------------------------------------------3 3.2表面加工方法的选择---------------------------------------------------------------------3 3.3加工阶段的划分---------------------------------------------------------------------------4 3.4工序集中与分散---------------------------------------------------------------------------4 3.5工序顺序的安排---------------------------------------------------------------------------4 3.6确定加工路线------------------------------------------------------------------------------4 3.7工艺过程卡---------------------------------------------------------------------------------5 4.机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定-------------------------------------------5 5.确定切削用量及基本工时------------------------------------------------------------------7 5.1粗铣80×30面-----------------------------------------------------------------------------7 5.2精铣80×30面-----------------------------------------------------------------------------8 6.夹具的设计------------------------------------------------------------------------------------9 6.1切削力及夹紧力的计算------------------------------------------------------------------9 6.2定位基准的选择----------------------------------------------------------------------10 6.3夹具的组成-------------------------------------------------------------------------------10 7.参考文献-------------------------------------------------------------------------------------11 8.设计的感想与体会-------------------------------------------------------------------------12
目录: 前言 (2) 一、零件的工艺分析以及生产类型的确 (3) （一）零件的用途 (3) （二）零件的技术要求 (3) （三）审查零件的工艺性 (3) （四）确定零件的生产类型 (4) 二、确定毛坯、绘制毛坯简图 (4) (一)选择毛坯 (4) （二）确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 (4) 三、拟定拨叉工艺路线 (5) （一）定位基准的选择 (5) （二）表面加工方法的确定 (5) （三）加工阶段的划分 (6) (四）工序的集中与分散 (6) (五)工序顺序的安排 (6) （六）确定工艺路线 (7) 四、机床设备及工艺装备的选用 (8) （一）机床设备的选用 (8) （二）工艺装备的选用 (8) 五、加工余量、工序尺寸和公差的确定 (8) 六、切削用量、时间定额的计算 (10) （一）切削用量的计算 (10) （二）时间定额的计算 (14) 七、夹具的设计 (22) （一）问题的提出 (22) （二）夹具的设计 (22) 八、课程设计总结 (23) 参考文献 (24)
前言 “机械制造技术基础课程设计”是机械类专业重要的实践教学环节，旨在培养学生设计“机械加工工艺规程”和“机床卡具”的工程实践能力。 机械制造工艺规程课程设计是在我们完成了全部基础课、技术基础课、一部分专业课进行的。大学两年半年来对机械相关知识学习的一次总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 通过本次课程设计，我们应该得到下述几方面的锻炼： 1、能熟练运用机械制造工艺设计中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸的确定等问题，保证零件的加工质量。 2 、提高机械结构设计的能力。通过设计夹具的训练，应当获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而且能保证加工质量的夹具的能力。 3 、学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处、能够做到熟练运用。 由于能力有限，本课程设计尚有很多不足之处，希望老师给予指导。
目录 第一章：设计的目的 ………………………………………………………２ 第二章：拨叉C 的工艺分析 ………………………………………………３ 2.1零件的功用 …………………………………………………………３ 2.2零件结构特点 ………………………………………………………３ 2.3主要技术要求 ………………………………………………………４ 2.4设计条件 ……………………………………………………………４ 2.5选择毛坯的说明 ……………………………………………………４ 第三章：工艺规程设计 ……………………………………………………５ 3.1选择工艺基准的说明 ………………………………………………５ 3.1.1粗基准的选择 ......................................................５ 3.1.2精基准选择的原则 ................................................５ 3.2各工艺方案的分析、对比与取舍 .......................................６ 3.2.1加工方法确定 ......................................................６ 3.2.2上端面的加工 ......................................................６ 3.2.3孔的加工 ............................................................６ 3.2.4加工工艺路线的比较 .............................................７ 3.3制定工艺路线 (8) 3.3.1工序Ⅰ钻预制孔…………………………………………………8 3.3.2工序Ⅱ 拉内花键257H ……………………………………^8 3.3.3工序Ⅲ 粗、精铣18H11底槽………………………………9 3.3.4工序Ⅳ 粗、精铣上端面……………………………………11 3.3.5工序Ⅴ 钻8M 孔并攻丝………………………………………12 第四章：夹具的设计 ………………………………………………………１４ 4.1问题的提出定位基准的选择…………………………………………１４ 4.2切削力及夹紧力的计算………………………………………………１４ 4.3定位误差分析…………………………………………………………１５ 参考文献………………………………………………………………………１６
1 引言 机械制造技术基础课程设计是我们在学完了大学的全部基础课，专业基础课以及专业课后进行的，这是我们在进行毕业设计之间对所学的各科课程一次深入的综合性复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，他在我们的大学四年生活中占有重要的地位。 就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的训练，希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力，为以后的工作打下良好的基础。 由于能力有限，设计尚有很多不足之处，希望各位老师给予指导。 2 零件分析 2.1零件的功用 题目所给的零件是变速器换挡叉材料为35钢，生产纲领设计为5000件/年。要求设计加工该零件用的毛坯图或零件与毛坯合图1张，机械加工工艺过程卡片1套，主要工序的机械加工工序卡片1~2份，以及设计说明书1份。它位于车床变速机构中，主要起换挡，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。该零件是以φ15.8F8孔套在轴上，并用螺栓经M10X1-7H孔与轴定位，拨叉脚卡在双联齿轮的槽中，变速操纵机构通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与轴一起在变速箱中滑动，拨叉脚拨动双联齿轮在花键轴上滑移，从而实现变速。 2.2零件的工艺分析 通过对该零件图的重新绘制，知道图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全，零件最高表面粗糙度要求仅为6.3μm，表面质量要求较低。拨叉的
主要工作表面为操纵槽及拨叉脚两端面。主要配合面为φ15.8F8孔、M10X1-7H 孔和拨叉脚内侧面51。该零件属特殊形状零件，但复杂程度一般。由于拨叉在工作时承受一定的力，因此要求有一定的强度、刚度和韧性。 2.3零件的生产类型 依设计题目知：Q=5000件/年，n=1件/次；结合生产实际，备品率α和废品率β分别取为10%和1%。代入公式（2-1）得该零件的生产纲领 N=2000X1X(1+10%)X(1+1%)=5555件/年 零件是车床上的变速机构，质量为0.8Kg,查表2-1可知其属轻型零件，生产类型为中批生产。 3 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 3.1选择毛坯 该零件材料为35钢，考虑在机床运行时经常要正反向旋转，该零件在工作过程中则经常承受交变载荷及收到冲击性载荷，因此应该选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。由于零件年产量为5555件，且零件结构比较简单，拨叉的轮廓尺寸不大。且有较多不需要切削加工的表面，故可采用模锻成型。这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。 3.2确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差 参见课程设计指南第五章第一节，钢质模锻件的公差及机械加工余量按GB/T12362-2003确定。要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。 （1）锻件公差等级由该零件的功能和技术要求，确定其锻件公差级为普通级。