拨叉机械加工工艺规程及夹具设计

目录序言 (2)任务书 (3)一、零件的分析 (4)（一）零件的作用 (4)（二）零件的分析 (4)二、确定生产类型 (5)三、确定毛坯 (5)四、工艺规程设计 (6)（一）基面的选择 (6)（二）制定工艺路线 (7)（三）选择加工设备 (9)五、确定各加工表面的切削用量 (10)六、夹具设计 (22)参考文献 (25)序言机械制造工艺学课程设计是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，为今后参加祖国的建设打下一个良好的基础。

由于能所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。

任务书设计题目：拨叉机械加工工艺规程及夹具设计设计清单：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：（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）绘制某一工序夹具装配图及夹具体零件图（6）编写课程设计说明书原始资料：拨叉零件图831007，生产纲领为2000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）、零件上端面及孔φ55H13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φ55H13，然后加工其上下端面。

(2)、尺寸50、60、φ22、φ55、φ73都有其公差要求，加工时需要保证这些尺寸。

使其满足074.0050+、02.060-、φ021.0022+、φ5.0055+、φ5.0073+。

(3)、φ22H7孔内表面Ra ≤1.6，需要进行精铰。

φ73H13孔内表面Ra ≤6.3，铣端面时就可以保证。

φ22H13内孔表面Ra ≤3.2只需扩铰就可以。

(4)、M8 的孔只需要钻孔与攻丝，可放在后期工序中。

(5)、φ8锥销孔只要求加工一半，故可以与M8孔同时钻出。

二、确定生产类型已知零件每年的生产量为2000件，重量为1.0Kg，可确定其生产类型为中批生产。

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；采用专用夹具。

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砂型铸造，机器造型。

查《机械制造技术基础课程设计指南》（后称《设计指南》）119页表5-1，选用铸件尺寸公差等级为CT9级，两件铸在一起。

2、确定加工余量与毛坯尺寸2.1、求铸件尺寸公差：根据加工面的基本尺寸和铸件等级，由《设计指南》表5-3查得公差带相对基本尺寸对称分布。

2.2、求机械加工余量等级：由表5-5，铸造方法按机器造型，铸件材料为灰铸铁，得机械加工余量等级范围E-G级，取为F级。

2.3、求RMA（要求的机械加工余量）：由零件图可知铸件最大轮廓尺寸为80mm，两件铸在一起则最大轮廓尺寸为160mm，查表5-4得最大轮廓尺寸为160mm，机械加工余量等级为F级，得RMA数值为1.5.2.4、确定毛坯基本尺寸通过零件分析可知孔为双侧加工，小头孔端面为单侧加工，根据毛坯基本尺寸的计算公式可得下表3、画毛坯图：（附图后）四、工艺规程设计（一）、基面的选择1、粗基准的选择：以零件的小头上端面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。

加工两小孔端面时，以底面和两外圆表面定位是合理的，此时应选择两V型块作为定位元件，这样比较容易实现。

若选择底面和两小孔作为定位基准，则由于小孔铸造时的误差太大，很难与心轴、菱形销配合良好。

以加工后的小孔端面为粗基准来加工两小孔。

再以加工后的小孔和小孔端面为粗基准来加工中间孔，以及中间孔上下端面。

这样做是保证零件垂直度误差的前提。

2、精基准的选择因为小头孔上端面、中间孔上、先端面对小头孔轴线有垂直度要求，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”原则及“互为基准”原则，选用小头孔及小头孔端面为精基准可减小加工误差。

（二）、制定工艺路线根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,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下降。

选择零件的加工路线方案如下：方案一工序010 以两小孔外圆表面和底面定位，粗铣两小头孔上端面。

工序020 以两小头孔上端面及其外圆定位，粗铣底面。

工序030 以粗铣过的底面和小孔外圆精定位，精铣两小头孔上端面，工序040 以小头孔上端面和小孔外圆定位，扩、铰小孔。

工序050 以小头孔上端面和两小孔定位，粗镗中间孔。

工序060 以小头孔上端面和两小孔定位，半精镗中间孔。

工序070 以小头孔上端面和两小孔定位，粗镗下端中间孔。

工序080 以中间孔下端面和两小孔定位，粗镗上端中间孔。

工序090 以小头孔上端面和两小孔定位，精镗上端中间孔工序100 钻8M螺纹底孔工序110 攻丝工序120 钻2-8Φ销孔工序130 铣端工序140 去毛刺工序150 检查方案二工序010 以底面和小孔外圆定位，粗、精铣两小孔上端面。

工序020 以两小孔上端面及小孔外圆定位，扩、铰两小孔。

工序030 以两小孔及其上端面定位，粗镗中间孔。

工序040 以两小孔及其上端面定位，半精镗中间孔。

工序050 以两小孔及其上端面定位，粗镗下端中间孔。

工序060 以中间孔下端面和两小孔定位，粗镗上端中间孔。

工序070 以两小孔及其上端面定位，精镗下端中间孔。

工序080 以中间孔下端面和两小孔定位，精镗上端中间孔工序090 钻8M螺纹底孔工序100 攻丝工序110 钻2-8Φ销孔工序120 铣断工序130 去毛刺工序140 检查工艺方案的比较和分析上述两个方案的区别是：方案一3次使用未加工过的小孔外圆作为基准，而且在此方案中要加工不要求加工的底面作为精基准加工小孔上端面，方案二以底面为基准粗、精加工小孔上端面，然后以小孔上端面为精基准加工其他表面。

方案一与方案二的最大区别是：方案一的粗、精加工分开，并要求加工底面，以底面为精基准加工小孔上端面，方案二是以底面为基准粗、精一道工序加工小孔上端面。

用方案一可以更好地保证小孔上端面的精度，但经过分析，后面的工序都要以小孔上端面作为精基准，所以以精加工过的小孔上端面作为精基准可以保证加工精度的，而方案一增加了底面的加工，产品为中批生产，所以生产成本要比方案二高很多，而方案二能保证精度要求，所以选用方案二更合适。

（三）、选择加工设备工序010为铣小头孔上端面可选用立式铣床。

工序020为扩、铰孔可选用钻床。

工序030~080为镗孔，可选镗床。

工序090~110为钻孔、攻丝可选用钻床。

工序120为铣断可选用卧式铣床。

五、确定各加工表面的切削用量 （一）、工序010铣小头孔上端面 1、确定加工余量2、确定切削用量粗精铣小头孔上端面，以底面为粗基准 粗铣小头孔上端面:齿/1.0mm f z =由机械手册可以直接查出铣削速度：min /60m v = 采用套式面铣刀，5,50==Z mm D 。

则min /382506010001000r D v n s =⨯⨯==ππ 按机床说明书,见<<机械制造技术基础>>此转速与382r/min 相接近的机床转速为355r/min.所以实际铣削速度为min /7.55m v =m in /5.17735551.0mm zn f f s z m =⨯⨯==计算工时min 13.15.177220===m m f l t精铣小头孔上端面:齿/03.0mm f z =由机械手册可以直接查出铣削速度：min /73m v = 采用错齿三面刃铣刀，10,100,40===Z mm D mm d 。

则min /581407310001000r d v n s =⨯⨯==ππ 按机床说明书,见<<机械制造技术基础>>此转速与581r/min 相接近的机床转速为575r/min.所以实际铣削速度为min /3.72m v =m in /1725751003.0mm zn f f s z m =⨯⨯==计算工时min 57.1172270===m m f l t （二）、工序020扩、铰两端小头孔的加工工序020以小头孔上端面及小头孔外圆为基准，扩、精铰φ22孔，保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT7。

1. 选择钻头扩孔选择硬质合金扩孔钻，粗钻时d o =20mm ，钻头采用双头刃磨法，后角αo ＝12°，二重刃长度b ε=2.5mm,横刀长b=1.5mm,宽l=3mm,棱带长度mm l 5.11= 1202=ϕ° 100=α° 30=β° 2.选择切削用量 （1）决定进给量查机械加工手册得 r mm f /8.07.0-= 35.220/50<==d l 所以，r mm f /8.0=按钻头强度选择r mm f /75.1= 根据《切削手册》表2.19查出,扩孔时轴向力F f =2500N ，轴向力修正系数为1.0，故F f =2500N 。

根据Z525立式钻床使用说明书，机床进给机构允许的最大轴向力为8830N ﹥F f ，故所选进给量可用。

按机床进给机构强度选择：查《切削手册》表2.9，机床进给机构允许轴向力为8330N 时，进给量为r mm f /8.0=。

根据《切削手册》表2.19查出,钻孔时轴向力F f =2500N ，轴向力修正系数为1.0，故F f =2500N 。

根据Z525立式钻床使用说明书，机床进给机构允许的最大轴向力为8830N ﹥F f ，故所选进给量可用。

（2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查《简明手册》）为0.5～0.8mm ，寿命min 60=T ． （3）切削速度查机械加工工艺设计手册 高速钢钻扩孔灰铸铁的切削速度 ,m in /14m v c =根据公式10000sc nd v π=n=202r/min （查《机械制造设计基础》）选择立式钻床Z525取n=195m/min ,故实际切削速度为v=13.4m/min （4）检验机床扭矩及功率查《切削手册》表2.20，当f≤0.26, d o ≤19mm 时，M t =31.78N•m ，修正系数均为1.0，故M C =31.78 N•m 。