拨叉831002夹具课程设计报告书

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

1 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。

2 一 、零件的工艺分析以及生产类型的确定 （一） 零件的用途 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 挡作用，使按照工作者的要求工作主轴回转运动， 获得所需的速度和扭矩。 零件 上方的 φ25 孔与操纵机构相连，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。 该拨叉在改变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。

（二） 零件的技术要求 根据零件图所给的数据以及要求，按《机械制造基础课程设计指导教程》 （注：下面没有注明的均指本书本的表格）表 1-1 形式列表如下： .拨叉零件技术要求表 加工表面 尺寸及偏差 /mm 公差及精度等 表面粗糙度 形位公差 /mm 级 Ra /μm 拨叉角内表面 φ 60 IT12 3.2

拨叉脚底面 离圆中心线 2mm IT12 6.3

Φ 60 孔两端面 12d11 IT11 3.2

Φ25 孔 25H7 IT7 1.6

螺纹孔顶面 距 φ 25 孔中心线 IT12 6.3

36 铣槽端面 距槽底面 8H12 IT12 6.3

16H 槽底面 8H12 IT11

6.3

16H11 槽两 16H11 IT11

3.2

内侧面

(三)审查零件的工艺性 分析零件图可知， 拨叉脚的两端面均要求切削加工， 并在轴向方向上均高于

相邻的表面，这样既减少了加工的面积又提高了换挡是叉脚端面的接触刚度； Φ

3 25mm孔和 M22*1.5 螺纹的端面均为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保 证加工精度； 该零件除主要加工表面外， 其余加工表面加工精度较低， 不需要高精度加工。而主要加工表面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。总的来说，该零件的工艺性好。

（四）确定零件的生产类型 已知该拨叉零件的年产量为 5000 件，即 Q=5000 件 /年,m=1，结合实际生产： 取 a=3%,b=0.5% 又 N=Qm（1+a%）（1+b%） 则，有： N=5000*1*(1+3%)*(1+0.55)=5175.75 件/年 拨叉重量为 1.45kg，查《机械制造基础课程设计指导教程》表 1-3 知，拨叉属轻

型零件；查表 1-4 知，该拨叉的生产类型为大批生产。

二 、确定毛坯、绘制毛皮的简图 （一） 选择毛坯 由于考件在机床运行过程中所受冲击不大， 零件结构又比较简单， 零件材 料为 HT200，且生产类型为大批生产，综合考虑选选择铸件毛坯。采用砂型铸 造方法制造毛坯。

（二）确定毛坯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，查《指导教程》表 2-1 确定该零件的公差等级为 普通级，取 CT9 级。 2、分模线形状 根据该零件的的行位特点， 选择零件拨叉脚 12d11 上的中心线分面， 属平直

分模线。 3、零件表面粗糙度 又零件图可知，该拨叉个加工表面的粗糙度 Ra 均大于等于 1.6un。

4 根据以上诸因素，查《机械加工工艺简明手册》确定该铸件的 项目 加工余量 尺寸公差

孔 60mm 内表面 5.6mm

孔 60 两端面 2mm/端

槽端面 3mm 螺纹孔顶面 4mm

三 、拟定拨叉工艺路线 （一） 定位基准的选择 1、精基准的选择 根据零件的技术要求和装配要求以及选择精基准的四大原则， 选择拨叉孔 Φ 25H7 以及其左端面作为精基准，零件上很多表面都可以采用他们作为基准进行 加工，即遵循了“基准统一”原则。又叉轴孔 Φ25H7 的轴线是设计基准，选用

其作基准定位加工换挡叉叉脚的内侧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。 由于换挡叉的刚性较差， 受力易产生变形弯曲， 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， 并应作用在刚度较大部位的原则， 夹紧力作用点不能作用在叉脚或者叉杆上。 选用换挡叉头凸台左端面作精基准， 夹紧可作用在换挡叉头凸台的右端面上， 夹紧稳定可靠。

2、粗基准的选择 作为粗基准的表面应平整， 没有飞边、 毛刺或其他表面缺陷。 选择换挡叉的叉头 Φ25H7孔的外圆面作粗基准。采用 Φ25H7外圆面定位加工内孔可保证孔壁厚均匀。

（二） 表面加工方法的确定 加工表面 尺寸精度等级 表面粗糙度 Ra/mm 加工方案 备注

5 拨叉角内表面 IT12 3.2

粗镗 - 半精镗 表 1-7

拨叉脚底面 IT12 6.3 粗铣 表 1-8 Φ 60 孔两端面 IT11 3.2 粗铣-半精铣-精铣 表 1-8 Φ25 孔 IT7 1.6 钻-扩-粗铰-精铰 表 1-7 螺纹孔顶面 IT12 6.3 粗铣 表 1-8 铣槽端面 IT12 6.3 粗铣 表 1-8 16H 槽底面 IT11 6.3 粗铣- 精铣 表 1-8

（三） 加工阶段的划分 该换挡叉的加工质量要求较高， 可将加工阶段划分为粗加工、 半精加工、精 加工三个阶段。 在粗加工阶段，首先将精基准准备好， 使后续工序都可采用精基准定位加工，

保证其他加工表面的精度要求； 然后粗铣拨叉头 Φ25 孔左端面，拨叉 Φ60 孔左右端面，粗镗 Φ 60 孔，粗铣槽外端面，粗细槽内侧和底面，完成 Φ25 孔的钻、扩和粗铰，钻 Φ20.5 孔，用丝锥攻 M22*1.5 螺纹。在半精加工阶段， 完成进 Φ60 孔的半精镗，槽内侧和底面的半精铣， Φ60 孔左右端面的半精铣；在精加工阶 段，进行拨叉 Φ 60 孔左右端面的精铣，槽内侧和底面的精铣和 Φ25 孔的精铰。

（四） 工序的集中与分散 选用工序集中原则安排拨叉的加工工序。该拨叉的生产类型为大批生产，可 以采用万能型机床配以专用工具、 夹具，以提高生产率； 而且运用工序集中原则

使工件的夹装次数少， 不但可缩短辅助时间， 而且由于在一次夹装中加工了许多 表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。

（五） 工序顺序的安排 1、机械加工工序的安排 （ 1）遵循“先基准后其他”的原则，首先加工精基准——拨叉头 Φ25 的左端面和轴孔 Φ25 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”原则，先加工主要表面——拨叉头Φ25 左端面和轴 孔 Φ25 孔和拨叉 Φ60 孔左右端面，后加工次要表面——操纵槽内侧面和底面。

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