拨叉零件的机械加工工艺规程及工艺装备模板.doc

机 械 制 造 工 艺 学

课程设计说明书

设计题目 设计“拨叉”零件机械加工工艺规
程及工艺装备

指 导 教 师： 朱顺先
设 计 者： 刘晓勇

南京农业大学工学院
机械系教研室
4月20日

南京农业大学工学院

机械制造工艺学课程设计任务书

题目: 设计“拨叉”零件机械加工
工艺规程及工艺装备（中批量生产）

内容：1.零件图 1张
2.机械加工工艺过程综合卡片 1张
3.工序卡 1张
4.夹具设计装配图 1张
5.课程设计说明书 1份

班 级： 农机82班
学 生： 刘晓勇
指导老师： 朱顺先
教研室主任: 刘学军

目录
序 言 ………………………………………… 第 5 页
一、零 件 分 析 …………………………… 第 5 页
（一）零件工艺分析 ………………………第 5 页
（二）零件作用…………………………… 第 5 页
二、工艺规程设计 …………………………… 第6 页
（一）确定毛坯制造形式 …………………第 6页
1.确定毛坯种类 …………………………第 6 页
2.确定铸件加工余量及形状 ……………第 6 页
（二）基准面选择…………………………第 6页
1.粗基准选择…………………………第 6 页
2.精基准选择…………………………第 6 页
（三）制订工艺路线…………………………第 6 页
1.制订工艺路线方案……………………第 6 页
2.方案比较………………………………第 9 页
（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确实定
…………………………………………第 10 页
（五）加工M10螺纹孔工序卡片……………第 10 页
1、刀具选择……………………………第 10 页

2、切削参数选择…………………………第 10 页
三、夹 具 设 计…………………………………第 10 页
（一）问题提出…………………………………第11 页
（二）夹具设计…………………………………第 11页
1、确定定位方案……………………………第 11 页
2、夹紧装置设计…………………………第 11 页
3、钻模板选择……………………………第 11 页
4、夹紧机构确实定…………………………第 11 页
四、夹具使用说明…………………………………第 13 页
五、设计心得………………………………………第 13 页
六、参 考 文 献……………………………………第 13页

序 言
机械制造技术基础课程设计是我们在学完了大学全部基础课，专业基础课和专业课后进行。这是我们在进行毕业设计之前对所学各科课程一次深入综合性总复习，也是一次理论联络实际训练。所以，她在我们大学四年生活中占相关键地位。
就我个人而言，我期望经过这次课程设计对自己未来将从事工作深入适应性训练，期望自己在设计中能锻炼自己分析问题、处理问题、查资料能力 ，为以后工作打下良好基础。
因为能力有限，设计还有很多不足之处，期望各位老师给指导。

一、零件分析
（一）零件作用
题目所给零件是车床拨叉。它在车床变速机构中，关键起换档，使主轴回转运动根据工作者要求工作，取得所需速度和扭矩作用。
（二）零件工艺分析
零件材料为HT200，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，为此以下是拨叉需要加工表面和加工表面之间位置要求：
⒈φ25孔表面，和其下方键槽：
其轴线相对于耳板通孔φ14轴线之间平行度要求为0.03mm；
⒉两个耳板上φ14H8通孔，和两通孔所在四个端面，
两个耳板之间底面和两侧面用三刃铣刀同时加工；
3.拨叉左端面及在其上面所钻圆锥孔；
4.M10螺纹孔，和竖直方向倾斜30度；
5.由上面分析可知，能够粗加工拨叉。后端面，然后以此作为粗基准采取专用夹具进行加工，而且确保位置精度要求。再依据各加工方法经济精度及机床所能达成位置精度，而且此拨叉零件没有复杂加工曲面，所以依据上述技术要求采取常规加工工艺均可确保。

二、工艺规程设计
（一） 确定毛坯制造形式
1、确定毛坯种类：
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，生产类型为中批生产，故选择铸件毛坯。查《公差和配合实用手册》1103页表12-2选择铸件尺寸公 差等级CT12级，待加工表面加工余量为1.4mm。
2、确定铸件加工余量及形状：
查《公差和配合实用手册》325页表12-5，选择加工余量为MA-G级，并查表12-4确定各个加工面铸件机械加工余量。
（二）基准面选择
1、粗基准选择：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工件，则应以和加工表面要求相对位置精度较高不加工表面作粗基准。依据这个基准选择标准，现选择零件后端面为粗基准，利用两个销分别支承φ25、φ14孔，从而限制了6个自由度，然后进
行钻孔。
2、 精基准选择：考虑要确保零件加工精度和装夹正确方便，依据“基准重合”标准和“基准统一”标准，以零件后端 面为关键定位精基准，以φ25孔左右对成平面为辅助定位精基准。
（三）制订工艺路线
1、制订工艺路线方案
依据零件几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，和加工方法所能达成经济精度，在生产纲领已确定情况下, 选择零件加工方法及工艺路线方案以下：
方案一：
工序号
工序内容
01
铸造
02
清砂
03
热处理
04
粗铣前端面

0 5
粗铣后端面

精铣后端面
0 6
粗铣后耳板后端面
精铣后耳板后端面
07
粗铣耳板之间三个平面
精铣耳板之间三个平面
08
粗铣前耳板前端面
精铣前耳板前端面
09
粗镗拨叉轴内孔

10
粗镗两耳板内孔
精镗两耳板内孔
11
精镗拨叉轴内孔
12
粗镗键槽
精镗键槽
13
粗铣左端面
精铣左端面
14
钻Φ5通孔
15
钻Φ14锥孔
铰Φ14锥孔
16
钻M10螺纹孔
攻M10螺纹孔螺纹
17
去毛刺、清洗
18
终检

方案二：
工序号
工序内容
01
铸造
02
清砂
03
热处理
04
粗铣前端面

0 5
粗铣后端面

精铣后端面
0 6
粗铣后耳板后端面
精铣后耳板后端面
07
粗铣耳板之间三个平面
精铣耳板之间三个平面
08
粗铣前耳板前端面
精铣前耳板前端面
09
粗镗拨叉轴内孔Φ25

精镗拨叉轴内孔Φ25
10
粗镗两耳板内孔Φ14
精镗两耳板内孔Φ14
11
粗镗键槽
精镗键槽
12
粗铣左端面
精铣左端面
13
钻Φ5通孔
14
钻Φ14锥孔
铰Φ14锥孔
15
钻M10螺纹孔
攻M10螺纹孔螺纹
16
去毛刺、清洗
17
终检

2、工艺方案比较和分析：
方案二在工序上面比方案一少了一个工序，当然降低了换刀和装夹次数，从而提升了生产效率，但其没有慎重考虑Φ25和Φ14两孔轴线之间平行度误差，方案二在工序上面较二多一个，但其采取了互为基准标准，确保了两孔轴线平行度，确保了加工工艺。所以，选择方案一比较合理。
（四） 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸确实定
1.、M10螺纹孔机械加工余量
因为孔较小，所以采取一次钻孔，查手册《金属机械加工工艺人员手册》表5-56，选则7级精度。
2、因为螺纹孔较小，不能铸造，所以无毛坯尺寸。
（五） 加工M10螺纹孔工序卡片
1、刀具选择
螺文孔大径为10mm，孔深20mm，查手册《金属机械加工工艺人员手册》表6-20 ，选择Z518立式钻床。查表2-58，知螺纹小径为8.376mm，螺距为1.5mm ，结合表 8-17，选择直径为8.5mm直柄短麻花钻，查表8-50，选择直径为10mm机用丝锥。
2、切削参数选择
钻孔：查表10-67，选择组别yi（大写）进给量为0.37mm/r，查表10-70，
得到切削速度v为23.7m/min,
，
依据机床型号知，转速范围在330~3040r/min，
所以，选择转速n = 888 r/min
攻螺纹：查表10-167 , 得切削速度v= 8.9m/min，
依据机床型号选择转速 。

三、夹具设计
为了提升劳动生产率，确保加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。
(一)问题提出
本夹具是用来钻、攻M10螺纹孔,零件图中对螺纹孔表面精度没有做要求。另外,此中心线和拨叉轴内孔左右对称平面之间有30°夹角，但此工序只是粗加工,所以本工序加工时关键考虑怎样提升劳动生产率,降低劳动强度,而精度则不是关键问题。
(二)夹具设计
1、确定定位方案
本工序为钻孔并对其攻螺纹，理论上应限制4个自由度，但因为该螺纹孔中心线和拨叉轴孔对称平面之间有一30°夹角，所以采取一面两销对其进行定位。
2、夹紧装置设计
当工件定位完成，经过不等厚圆盘将其夹紧，同时实现夹紧和自锁功效。
3、钻模板选择
因为本工件是中批量生产，所以钻模板选择固定式钻模板，当不需要使用时，经过拆卸螺钉，将其取下。
4、夹紧机构确实定：
方案一：

使用一面两销定位后，拧紧螺母7，实现对工件夹紧。
方案一在零件结构上面比较简单，但改工件生产类型为中批量生产，
假如依靠拧紧螺母来夹紧工件，在工件夹紧过程上浪费了大量时间，大
大降低了生产效率；

方案二：

将方案一中零件6和8做成一体，依靠左端不等厚圆盘实现对工件夹紧，同时达成自锁。
方案一在零件结构上面比较简单，但改工件生产类型为中批量生产，假如依靠拧紧螺母来夹紧工件，在工件夹紧过程上浪费了大量时间，大大降低了生产效率；
方案二在定位后直接插入压紧拉杆，向下转动手柄，利用圆盘厚度逐步变大，达成可同时夹紧工件和自锁功效，向上旋转手柄，取出拉杆，即可卸下工件，操作简单，耗时较少，对操作人员技术要求较低，提升了生产效率。
故，选择方案二。

四、 夹具使用说明
1.将拨叉轴内孔和耳板内孔分别套入夹具上对应两个定位销，拨叉轴后端平面依靠夹具左端挡板定位，限制了6个自由度，定位完成；
2.插入压紧拉杆，向下旋转手柄，使其压入拉杆左端以段槽内，这时圆盘厚度越来越大，使压紧力逐步变大，最终夹紧工件。
3.当本工序完成后，向上旋转手柄，取出压紧拉杆，即可拿出工件。

五、设计心得
三周机械制造工艺课程设计到今天已经划上句号。三周以来，我们前后参观了南京三个汽车零部件制造企业，并顺利完成了课程设计这个任务，从中首先巩固了之前理论学习，其次也发觉了自己在学习工程中存在微弱步骤。经过老师指导，和自己认真学习，自己把部分没有掌握好知识点深入加深了解，把在设计过程中发觉问题，作为以后学习过程中努力方向。
课程设计，是一个系统性、知识点广泛学习过程。经过这么一个系统性学习和结合，自己把学过知识和实际利用联络起来，利用在各个方面上去。同时，广泛地利用设计手册，学会了在实际中利用工具书，和独立完成每一步查找工作；在整个零件加工过程是和其它同学分工完成，所以在设计过程中需要和同学一起讨论分析，在夹具设计过程中也想同征求了学意见，使设计愈加符合实际要求。

六、参考文件

1. 方昆凡主编，《公差和配合使用手册》，北京：机械工业出版社，
.11
2. 吴拓主编,《简明机床夹具设计手册》，北京：化学工艺出版社，.4
3. 吴宗泽主编，《机械设计使用手册》，北京：化学工艺出版社，.5
4. 王小华主编，《机床夹具手册》，北京：机械工艺出版社，1996.5
5.《金属机械加工工艺人员手册》，上海：科学技术出版社，1965.6
6. 赵家齐主编，《机械制造工艺学课程设计指导书》，北京：机械工艺
出版社， .4
7. 王先逵主编，《机械制造工艺学》，北京：机械工业出版社，.1