汽车拨叉架工艺分析及其夹具设计说明书.docx

宜宾职业技术学院
毕业设计

题目：汽车拨叉架工艺分析及其夹具设计

系 部 现代制造工程系

专 业 名 称 机械制造与自动化

班 级 机制11501

姓 名 陈 鑫

指 导 教 师 杨 越

摘 要
本课题主要是对汽车拨叉架工艺进行分析及其夹具设计。主要有对零件的作用、主要技术要求、工艺进行分析。然后对零件工艺的规程设计，确定其毛坯的制造形式、基面的选择，制定出工艺路线。确定机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。确定切削用量及基本用时。最后根据夹具组成、分类、特点、技术要求，设计出专用夹具。
关键词：拨叉架；工艺设计；夹具设计

目 录
1 绪论 1
2 拨叉的工艺分析及生产类型的确定 2
2.1拨叉的用途 2
2.2拨叉的技术要求 2
2.3审查拨叉的工艺性 3
2.4确定拨叉的生产类型 3
3 确定毛坯、绘制毛坯简图及零件图 4
3.1选择毛坯 4
3.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 4
3.2.1基本参数 4
3.2.2公差等级 5
3.2.3公差带的位置 5
4 拟定拨叉工艺路线 5
4.1定位基准的选择 5
4.1.1精基准的选择 5
4.1.2粗基准的选择 6
4.2表面加工方法的确定 6
4.3加工阶段的划分 7
4.4工序的集中与分散 7
4.5工序顺序的安排 8
4.5.1机械加工工序 8
4.5.2热处理工序 8
4.5.3辅助工序 8
4.6确定工艺路线 8
5 加工余量、工序尺寸和公差的确定 10
6 切削用量、时间定额的计算 17
6.1切削用量的计算 17
6.2时间定额的计算 20
6.2.1基本时间的计算 20
6.2.2辅助时间的计算 21
6.2.3其他时间的计算 22
6.2.4单件时间的计算 22
7 夹具设计 24
7.1夹具的分类 24
7.2夹具的分析 24
7.3夹具的功能 25
7.4机床夹具的基本组成 25
7.5工件的定位 26
7.5.1　六点定位原理 26
7.5.2定位方式 26
7.5.3定位方案的选择 27
7.5.4定位误差 27
7.6夹紧机构设计应满足的要求 27
7.7夹紧力的确定 28
7.8夹紧力方向的确定 28
7.9夹紧机构 28
7.10切削力及夹紧力的计算 28
7.11夹具设计及操作说明 29
总 结 30
参考文献 31

绪论
工艺课程是以研究机械加工工艺和夹具设计为主的技术学科，具有很强的实践性，要求学习过程中应紧密联系生产与实践，同时它又具有很强的综合性，而工装夹具是工艺装备中的一个重要环节，目前，也是机械制造业的一个瓶颈。在国内，95%以上的工装夹具用的是专用夹具。只有技术标准化、生产专业化、供应市场化、设计电脑化，组装模块化、管理数字化的先进夹具生产模式，才是彻底改变夹具落后现状的办法。如采用专用夹具来完成生产工艺过程，可将夹具的生产准备时间缩短至1—2小时，可大幅提高产品研发速度和节省夹具的生产准备周期。
夹具是在切削加工中，用以准确地确定工件位置，并将其牢固地夹紧的工艺装备。它的主要作用是:可靠的保证工件的加工精度，提高加工效率，减轻劳动强度，充分发挥和扩大机床的工艺性能。因此，夹具在机械制造中占有重要的地位。
本设计在设计的过程当中，深入生产实际，制定出合理的设计方案，在进行具体的专用夹具设计。

2 拨叉的工艺分析及生产类型的确定
2.1拨叉的用途
该拨叉应用某型号汽车变速箱的换档机构中。拨叉头以φ25mm孔套在变速叉轴上，并用锥销和螺钉与操纵手柄连接，拨叉脚则夹在双联变速齿轮的槽中。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
中滑移，拨叉脚拨动双联变速齿轮在花键轴上滑动以改换档位。
该拨叉在改换档位时要承受冲击载荷的作用，因此该零件应具有足够的强度、刚度，以适应拨叉的工作条件。该零件的主要工作表面为拨叉脚部槽的两端面、叉轴孔φ25mm，在设计工艺规程时应重点予以保证。
2.2拨叉的技术要求
拨叉的全部技术要求列于表1-1中
加工表面

尺寸及偏差
mm
公差及精度等级
表面粗糙度Ra
μm
形位公差/mm
拨叉头下端面
80
IT11
3.2

拨叉脚槽左端面
17
IT8
3.2

拨叉脚槽右端面
17
IT8
3.2

拨叉脚槽底面
18
IT11
6.3

拨叉头顶台阶面
30
IT8
3.2

拨叉左端面
20
IT11
6.3

拨叉右端面
40
IT11
6.3

φ25mm孔
25
IT7
1.6

R20mm外圆
20
IT11

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，采用铸件，为保证拨叉换档时叉脚受力均匀，要求叉脚两端面对轴孔φ25mm。
综上所述，该拨叉件的各项技术要求制订的较合理，符合该零件在变速箱中的功用。
2.3审查拨叉的工艺性
分析零件图可知，拨叉头前后两端面和叉脚左右两端面均要求切削加工，且拨叉头的前端由肋板连接，这样节省了材料，且提高了拨叉在换档时的刚度；φ25mm端面为平面，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（拨叉脚部槽的两端面、叉轴孔φ25mm和拨叉头下台阶面外，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。
2.4确定拨叉的生产类型
依设计题目知：Q=5000台/年，m=1件/台；结合生产实际，备品率a%和废品率b%分别取3%和0.5%。代入得：
N=5000台/年1件/台（1+3%）（1+0.5%）=5175.75
拨叉重量为0.84kg，由表2-1知，拨叉属轻型零件；
表2-1不同机械产品的零件质量型别表
机械产品类型
加工零件的质量/kg
重型零件
中型零件
轻型零件
电子工业机械
>30
4～30
<4
机床
>50
15～50
<15
重型机械
>2000
100～2000
<100

3 确定毛坯、绘制毛坯简图及零件图
3.1选择毛坯
由于该拨叉在工作过程中要承受冲击载荷，为增强拨叉的强度和抗冲击强度，毛坯选用铸件。该拨叉的轮廓尺寸不大，且生产类型属大批生产，为提高生产率和铸件的精度，宜采用金属型浇铸。毛坯的起模斜度为3°。
3.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量
3.2.1基本参数
（1）铸件基本尺寸，机械加工前的毛坯铸件的尺寸，包括必要的机械加工余量。
（2）尺寸公差，允许尺寸的变动量。公差等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之代数差的绝对值；也等于上偏差与下偏差的绝对值。IT为9级。

图2-1 拨叉铸造毛坯的简图

（3）要求的机械加工余量（RMA）在毛坯铸件上为了随后可用机械加工方法去除铸造对金属表面的影响，并使之达到所要求的表面特征和必要的尺寸精度而留出的金属余量。对圆柱形的铸件部分或在双侧机械加工的情况下，RMA应加倍。外表面作机械加工时，RMA与铸件其他尺寸之间的关系可由公式表示；内腔作机械加工相对应的表达式为。
R=F+2RMA+IT/2 （3-1）
R=F-2RMA-IT/2 （3-2）
R-----铸件毛坯的基本尺寸；
F-----最终机械加工的尺寸；
IT-----铸件公差。
计算得到：
拨叉左右端面的机械加工余量为RMA1=（83-80-0.55）/2=1.225mm。
拨叉脚槽面的机械加工双边余量为RMA2=（18-16+0.45）/2= 1.225mm。
3.2.2公差等级
铸件毛坯采用的是金属型铸造，且大批量生产，查表得取公差为IT7-IT9。
3.2.3公差带的位置
公差带应相对于基本尺寸对称分布。

4 拟定拨叉工艺路线
4.1定位基准的选择
4.1.1精基准的选择
根据该拨叉零件的技术要求和装配要求，选择拨叉头后端面和叉轴孔φ25mm作为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作为基准进行加工，即遵循了“基准统一”原则。叉轴孔φ25mm的轴线是设计基准，选用其作精基准定位加工拨叉脚两端面和拨叉头下台阶面，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和平行度要求。选用拨叉头后端面作为设计基准；另外，由于拨叉件刚度较差，受力容易产生碎裂，为了使得机械加工中不产生夹紧损坏，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杆上。选用拨叉头后端面作精基准，夹紧可作用在拨叉头的前端面上，夹紧稳定可靠。
4.1.2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。选择拨叉头前端面和拨叉脚底面作为粗基准。采用拨叉头前端面作粗基准加工后端面，可以为后续工序准备好精基准。
4.2表面加工方法的确定
根据拨叉零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法，如表4-1所示。
表4-1拨叉零件各表面加工方法
加工表面
尺寸精度等级
表面粗糙度Ra/μm
加工方案

拨叉头下端面
IT11
6.3
粗铣-半精铣-磨削

拨叉头左右端面
IT11
6.3
粗铣

拨叉脚内侧面
IT8

3.2
粗铣-精铣

φ25mm孔
IT7
1.6
钻-扩-铰

表4-2平面加工的经济精度与表面粗糙度
序号
加工方法
经济精度（IT）
表面粗糙度
选用范围
1
粗车
10～11
12.5～6.3
未淬硬钢、铸铁、有色金属端面加工
2
粗车-半精车
8～9
6.3～3.2
3
粗车-半精车-精车
6～7
1.6～0.8
4
粗车-半精车-磨削
7～9
0.8～0.2
钢、铸铁端面加工
5
粗刨（粗铣）
12～14
12.5～6.3
不淬硬的表面
6
粗刨（粗铣）-半精刨（半精铣）
11～12
6.3～1.6
7
粗刨（粗铣）-半精刨（半精铣）
7～9
6.3～1.6
8
粗刨（粗铣）-半精刨（半精铣）-精刨（精铣）
7～8
3.2～1.6
9
粗铣-拉
6～9
0.8～0.2
大量生产未淬硬的小平面
10
粗刨（粗铣）-精刨（精铣）-宽刃精刨
6～7
0.8～0.2
未淬硬的钢件、铸铁件及有色金属件
11
粗刨（粗铣）-半精刨（半精铣）-精刨（精铣）-宽刃精刨
5
0.8～0.2
表4-3内圆表面加工的经济精度与表面粗糙度
序号
加工方法
经济精度
（IT）
表面粗糙度
Ra（μm）
适用范围
1
钻
12～13
12.5
加工未淬硬钢及铸铁的实心毛坯，孔径<15-20mm
2
钻-铰
8～10
3.2～1.6
3
钻-粗铰-精铰
7～8
1.6～0.8
4
钻-扩
10～11
12.5～6.3
同上，孔径>（15-20）mm
5
钻-扩-粗铰-精铰
7～8
1.6～0.8
6
钻-扩-铰
8～9
3.2～1.6
7
钻-扩-机铰-手铰
6～7
0.4～0.1
8
钻-（扩）-拉
7～9
1.6～0.1
大批量生产，精度视拉刀精度决定
9
粗镗（或扩孔）
11～13
12.5～6.3
毛坯有铸孔或锻孔的未淬火钢及铸件
10
粗镗（粗扩）-半精镗（精扩）
9～10
3.2～1.6
11
扩（镗）-铣
9～10
3.2～1.6
12
粗镗（扩）-半精镗（精扩）-精镗（铰）
7～8
1.6～0.8

4.3加工阶段的划分
该拨叉加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工、半精加工和精加工几个阶段。
在粗加工阶段，首先将精基准（拨叉头后端面和叉轴孔）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；然后粗铣拨叉头前端面、粗铣拨叉脚槽内侧面和底面。在半精加工阶段，完成拨叉头下端面和拨叉脚槽内侧面和底面的精铣加工和孔φ25mm的钻、扩加工。
4.4工序的集中与分散
选用工序分散原则安排拨叉的加工工序。该拨叉的生产类型为大批生产，可以采用普通型机床配以专用工、夹具，以降低其生产成本。
4.5工序顺序的安排
4.5.1机械加工工序
（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准---拨叉的叉轴φ25mm。
（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----拨叉头下端面和叉轴孔φ25mm，后加工次要表面----拨叉脚槽内侧面、底面和拨叉头下台阶面。
（4）遵循“先面后孔”原则，先加工拨叉头端面，在加工叉轴孔φ25mm孔；先铣拨叉头下台阶面。
4.5.2热处理工序
铸件为了消除残余应力，需在粗加工前、后各安排一次时效处理，在半精加工前、后各安排一次时效处理。
4.5.3辅助工序
在半精加工后，安排去毛刺和中间检验工序；精加工后，安排去毛刺、终检工序。
综上所述，该拨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。
4.6确定工艺路线
在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，表4-6列出了拨叉的工艺路线。
表4-6拨叉工艺路线及设备、工装的选用
工序号
工序名称
机床设备
刀具
量具
1
粗铣拨叉头下端面
立式铣床X51
40mm面铣刀
游标卡尺
2
时效处理

3
粗铣拨叉头的左右端面
立式铣床
X51
50mm面铣刀
游标卡尺
4
钻、扩、铰
Z525型立式钻床
麻花钻、扩孔钻，铰刀
卡尺、塞规
5
粗铣拨叉脚槽内侧面
卧式铣床
16mm面铣刀
游标卡尺
6
粗铣拨叉头台阶面
卧式铣床
30mm面铣刀
游标卡尺
7
时效处理

8
精铣拨叉脚槽内侧面
卧式铣床X51
16mm面铣刀
游标卡尺
9
精铣拨叉头台阶面
卧式铣床
30mm面铣刀
游标卡尺
10
去毛刺
钳工台
平锉

11
中检

塞规、百分表、卡尺
12
时效处理

13
清洗
清洗机

14
终检

塞规、百分表、卡尺

5 加工余量、工序尺寸和公差的确定
工序1----加工拨叉头下端面至设计尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的确定。
第1道工序的加工过程为：
（1）以前端面定位，粗铣下端面，保证工序尺寸P1 ；达到零件图设计尺寸D的要求，D=80mm。
如图5-1所示。求解各工序尺寸及公差的顺序如下：

图5-1 第1道工序工艺尺寸链图
从图5-1知，P3=D=80mm；
从图5-1知，P2=P3+Z3,其中Z3为半精加工余量，查《机械加工余量手册》得：Z3=1.0mm，则P2=（80+1）=81mm。由于工序尺寸P2是在粗铣加工中保证的，查附表⑤知，粗铣工序的经济精度等级可达到B面的最终加工要求----IT11，因此确定该工序尺寸公差为IT12，其公差值为0.35mm，故P2=81。
为验证确定的工序尺寸及公差是否合理，还需对加工余量进行校核。
①余量Z3的校核，在图5-1所示尺寸链中Z3是封闭环，故：
Z3max= P2max-P3min=[81+0.175-(80-0.46)]mm= 1.635mm
Z3min= P2min-P3max=[81-0.175-(80+0)]mm=0.825mm
②余量Z2的校核：
Z2max= P1max-P2min=[81+0.27-(81-0.175)]mm= 0.445mm
Z2min= P1min-P2max=[81-0.27-(81+0.175)]mm= 0.445mm
余量校核表明，所确定的工序尺寸公差合理。
将工序尺寸按“入体原则”表示；P3=80，P2=81，
工序2----加工拨叉头A,B两端面至设计尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的确定。
第2道工序的加工过程为：
（1）以前端面B定位，粗铣后端面A，保证工序尺寸P1 ；
（2）以后端面A定位，粗铣前端面B，保证工序尺寸P2；
（3）以前端面B定位，精铣后端面A，保证工序尺寸P3 ，达到零件图设计尺寸D的要求，D=80mm

图5-2 工序尺寸链
从图5-2知，P3=D=80mm，从P2=P3+Z3,其中Z3为半精加工余量，查《机械加工余量手册》得：Z3=1.0mm，则P2=（80+1）=81mm。由于工序尺寸P2是在粗铣加工中保证的，查附表⑤知，粗铣工序的经济精度等级可达到B面的最终加工要求----IT11，因此确定该工序尺寸公差为IT12，其公差值为0.35mm，故P2=81mm；
从图5-2所示工序尺寸链知，P1=P2+Z2，其中Z2为粗铣余量，由于B面的加工余量是经粗铣一次切除的，故Z2应等于B面的毛坯余量，即Z2=1m，P1=（81+2）=83mm
该粗铣工序的经济精度等级为IT13，其公差值为0.54mm，故P1=83为验证确定的工序尺寸及公差是否合理，还需对加工余量进行校核。
余量Z3的校核：
Z3max= P2max-P3min=[81+0.175-(80-0.46)]mm= 1.635mm
Z3min= P2min-P3max=[81-0.175-(80+0)]mm=0.825mm
余量Z2的校核：
Z2max= P1max-P2min=[83.5+0.27-(81-0.175)]mm= 2.945mm
Z2min= P1min-P2max=[83.5-0.27-(81+0.175)]mm= 2.055mm
余量校核表明，所确定的工序尺寸公差合理。
将工序尺寸按“入体原则”表示；P3=80，P2=81，P1=83mm
工序3---粗铣拨叉头架左右端面至设计尺寸的加工余量、工序尺寸的确定。
第3道工序的加工过程为：
（1）以右端面定位，粗铣左端面。
（2）以左端面定位，粗铣右端面达到零件图设计尺寸D的要求，D=40mm。
图5-3 第3道工序简图
工序4--加工拨叉头孔内至设计尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的确定。
第4工序的加工过程为：
（1）以端面定位，钻孔φ22mm。
（2）扩孔至尺寸φ23.5mm。
（3）铰孔保证工序尺寸,达到图设计尺寸D的要求，D=25mm。

图5-4 第4道工序简图
查《机械加工余量手册》得，于工序尺寸P2是在粗铣加工中保证的，查附表⑤知，钻孔的经济精度等级可达到最终加工要求----IT7，因此确定该工序尺寸公差为IT7，故P2=22mm。
所示工序尺寸链知，P1=P2+Z2，其中Z2为粗铣余量，由于B面的加工余量是经粗铣一次切除的，故Z2应等于B面的毛坯余量，即Z2=1m，P1=（22+1.5）=23.5mm该粗铣工序的经济精度等级为IT7，故P1=23.5mm。
为验证确定的工序尺寸及公差是否合理，还需对加工余量进行校核。
余量的校核：
Z2max= P1max-P2min=[23.5+0.16-22-0.4]=1.26mm
Z2min=P1min-P2max=[23.5-0.23-22+0.147]= 1.1123mm
余量校核表明，所确定的工序尺寸公差合理。
将工序尺寸按“入体原则”表示；P3=25 P2=23.5 P1=22mm。
表5-1各种加工方法的加工经济精度
加工方法
经济精度
加工方法
经济精度

平

面
粗车端面
IT11～IT13

内

孔

表

面
钻孔
IT12～IT13
精车端面
IT7～IT9
钻头扩孔
IT11
细车端面
IT6～IT8
粗扩
IT12～IT13
粗铣
IT9～IT13
精扩
IT10～IT11
精铣
IT7～IT11
一般铰孔
IT10～IT11
细铣
IT6～IT9
精铰
IT7～IT9
拉
IT6～IT9
粗拉毛孔
IT10～IT11
粗磨
IT7～IT10
精拉
IT7～IT9
精磨
IT6～IT9
粗镗
IT11～IT13
研磨
IT5
精镗
IT7～IT9

工序5---加工拨叉脚槽内侧面至设计尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的确定。
第5工序的加工过程为：
（1）以左端面A及心轴，铣拨叉脚槽内侧面，保证工序尺寸P2；
（2）以左端面A及心轴，铣拨叉脚槽内侧面，保证工序尺寸P1，并保证零件设计尺寸要求L，L= P1=18mm。

图5-5 第5工序加工方案示意图

图5-6 第5工序工艺尺寸链图

从图5-5所示知，P2=P1-2Z2,其中Z2为精加工余量，查《机械加工余量手册》得：Z2=1.0mm，则P2=（18-2）=16mm。由于工序尺寸P2是在粗车加工中保证的，查附表⑤知，粗车工序的经济精度等级可达到加工面的最终加工要求----IT11，因此确定该工序尺寸公差为IT11，其公差值为0.13mm，故P2=（160.065）mm；
从图5-6所示工序尺寸链知，P3=P2-2Z1，其中Z1为粗铣余量，查《机械加工余量手册》得：Z1=1.5mm，则P2=（16-3）=13mm。由于工序尺寸P3是毛坯的尺寸，因此确定该工序尺寸公差为IT13，其公差值为0.27mm，故P3=（130.145）mm；
为验证确定的工序尺寸及公差是否合理，还需对加工余量进行校核。
（1）余量Z2的校核，在图5-2所示尺寸链中Z2是封闭环，故：
Z2max=（P1max-P2min）/2=[18+0.11-(16-0.065)]/2mm= 1.0875mm
Z2min= (P1min-P2max)/2=[18-(16+0.065)]/2mm= 0.9675mm
（2）余量Z1的校核，在图5-2所示尺寸链中Z1是封闭环，故：
Z1max= (P2max-P3min)/2=[16+0.065-(13-0.145)]/2mm= 1.605mm
Z1min= (P2min-P3max)/2=[16-0.065-(13+0.145)]/2mm= 1.395mm
余量校核表明，所确定的工序尺寸公差合理。
将工序尺寸按“入体原则”表示；P1=18mm，P2=16mm，P3=13mm。
工序6---加工拨叉脚台阶面至设计尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的确定。

图5-6 第6道工序简图
第6工序的加工过程为：
（1）以端面定位，粗铣台阶面，保证工序尺寸P1 ；
（2）以端面定位，精铣台阶面，保证工序尺寸P2；

图5-7 第6工序工艺尺寸链图
从图5-7所示知，P2=P1-2Z2,其中Z2为精加工余量，查《机械加工余量手册》得：Z2=1.0mm，则P2=24-2=23 ，在粗车加工中保证的，查附表（5）知，粗车工序的经济精度等级可达到加工面的最终加工要求----IT11，因此确定该工序尺寸公差为IT11，其公差值为0.13mm，故P2=（230.065）mm；
所示工序尺寸链知，P3=P2-2Z1，其中Z1为粗铣余量，查《机械加工余量手册》得：Z1=2，则P2=（23-1）=22，P3=（220.145）mm。
为验证确定的工序尺寸及公差是否合理，还需对加工余量进行校核。
（1）余量的校核，故
Z2max=（P1max-P2min）/2=[24+0.11-0.065)]/2mm= 12.022mm
Z3min= (P1min-P2max)/2=23-22+0.065 mm= 1.065mm
余量校核表明，所确定的工序尺寸公差合理。
将工序尺寸按“入体原则”表示；P1=24，P2=23,p3=22

6 切削用量、时间定额的计算
6.1切削用量的计算
工序1-粗铣拨叉头下端面：
该工序分一个工步，是以左右面定位，粗铣拨叉架下面；
（1）背吃刀量的确定，工步1的背吃刀量取为Z1（参见图5-1），Z1等于A面的毛坯总余量减去工序的余量Z3，即Z1=2.5mm-1mm=1.5mm；
（2）进给量的确定，由表1.4《切削用量简明手册》，在粗铣铸铁、刀杆尺寸为16mm25mm、以及工件直径为60～100mm时：
f=0.6～1.2mm/r
所以选择： f=1.0mm/r
（3）铣削速度的计算，由表1.11《切削用量简明手册》，当用YG6硬质合金铣刀铣削166～181Mpa灰铸铁,,f1.0mm/r,切削速度υ1=80m/min。
切削速度的修正系数为（参见1.28《切削用量简明手册》），故：

选择：

这时实际切削速度：
工序2-----粗铣拨叉头左右端面：
（1）背吃刀量的确定，取。
（2）进给量的确定，精加工进给量主要受加工表面粗糙度的限制。查表1.6《切削用量简明手册》，当表面粗糙度为3.2μm，，υ=96.5m/min时，f=0.3～0.35mm/r。
选择：f=0.3mm/r。
（3）铣削速度的计算：
根据表1.11，当时，
切削速度的修正系数为1，故。
。
工序3---钻、扩φ25孔：
（1）选择高速钢麻花钻头的切削用量：
A、按加工要求决定进给量：当加工精度为IT12～IT13精度，时，。
由于，故应乘孔深修正系数，则

B、按钻头强度决定进给量；当，，钻头强度允许的进给量。
C、按机床进给机构强度决定进给量：当，机床进给机构允许的轴向力为8800N，进给量为0.53。
（2）选择高速钢麻花钻头的切削速度：
由表2.15《切削用量手册》，HBS=161～181MPa的灰铸铁，。
切削速度的修正系数为：，故：

（3）计算基本工时：

由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。
扩铰和精铰的切削用量如下：
粗扩钻：
修正系数， 故。

计算工时：

精扩钻：
修正系数， 故。

计算工时：

工序4----铣拨叉脚槽：
（1）背吃刀量的确定，工步1的背吃刀量取为，=1.5mm；工步2的背吃刀量取为，=1.0mm。
（2）进给量的确定，按机床功率为5～10kW、工件—夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量取为0.2mm/z。
（3）铣削速度的计算：
按镶齿铣刀、d/z=18/3的条件选取，铣销速度υ可取为19m/min。
，参照表4-15（《机械制造技术基础教程》）所列X51型立式铣床的主轴转速，取转速n=380r/min。再将此转速代入公式，可求出该工序的实际铣销速度υ=21.477 m/min。
工序5--铣拨叉头台阶面：
（1）背吃刀量的确定，工步1的背吃刀量取为/2，=2.0mm；工步2的背吃刀量取为/2，=1.0mm。
（2）进给量的确定，按机床功率为5～10kW、工件—夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量取为0.2mm/z。
（3）铣削速度的计算：
按镶齿三面刃铣刀、d/z=80/10的条件选取，铣销速度υ可取为44.9m/min。
，参照表4-15（《机械制造技术基础教程》）所列X61型卧式万能铣床的主轴转速，取转速n=160r/min。再将此转速代入公式，可求出该工序的实际铣销速度υ=40.2 m/min。
6.2时间定额的计算
6.2.1基本时间的计算
（1）工序1----粗铣拨叉头下端面
（6-1）
式中mm,故：

（2）工序2---粗铣拨叉头两端面：
（6-2）
式中mm,故：

（3）工序4--铣拨叉脚内侧面：
基本时间：

,

（4）工序5-铣拨叉头台阶面：
基本时间：

,

6.2.2辅助时间的计算
辅助时间与基本时间之间的关系为=（0.15～0.2），取=0.15，则各工序的辅助时间分别为：
工序1的辅助时间： =0.150.09460=0.846s
工序2辅助时间： =0.150.05860=0.522s
工序3辅助时间：

工序4辅助时间： =0.1511.05=1.6575s
工序5辅助时间： =0.157.875=1.8125s
6.2.3其他时间的计算
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、休息与生理需要时间和准备与终结时间。由于拨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；布置工作地时间是作业时间的2%～7%，休息与生理需要时间是作业时间的2%～4%，均取为3%，则各工序的其他时间（+）可按关系式（3%+3%）（+）计算。它们分别为：
工序1的其他时间：+=6%（0.09460+0.846）=0.386s
工序2其他时间：+=6%（0.05860+0.522）=0.240s
工序3辅助时间：+=6%(0.885+0.13275)=0.061min
+=6%(1.66+0.249)=0.11454min
+=6%(2.2+0.33)=0.1518min
工序4其他时间：+=6%（11.05+1.6575）=0.76245s
工序5其他时间：+=6%（7.875+1.8125）=0.58125s
6.2.4单件时间的计算
各工序的单件时间分别为：
工序1的单件时间：=0.09460+0.846+0.386=6.872s
工序2单件时间：=0.05860+0.522+0.240=4.242s
工序3单件时间：=（0.885+0.13275+0.061）=64.725s
=（1.66+0.249+0.11454）=121.4s
=（2.2+0.33+0.1518）60=160.908s
工序4单件时间：=11.05+1.6575+0.76245=13.46995s
工序5单件时间：=7.875+1.8125+0.58125=10.26875s
将上述零件工艺规程设计的结果，添入工艺文件。附录中列出了拨叉零件的机械加工工艺过程卡以及拨叉零件的加工工序卡。
7 夹具设计
7.1夹具的分类
夹具种类按使用特点可分为：①万能通用夹具。如机用虎钳、卡盘、吸盘、分度头和回转工作台等，有很大的通用性，能较好地适应加工工序和加工对象的变换，其结构已定型，尺寸、规格已系列化，其中大多数已成为机床的一种 标准附件。②专用性夹具。为某种产品零件在某道工序上的装夹需要而专门设计制造，服务对象专一，针对性很强，一般由产品制造厂自行设计。常用的有车床夹具、铣床夹具、钻模(引导刀具在工件上钻孔或铰孔用的机床夹具)、镗模(引导镗刀杆在工件上镗孔用的机床夹具)和随行夹具（用于组合机床自动线上的移动式夹具）。③可调夹具。可以更换或调整元件的专用夹具。④组合夹具。由不同形状、规格和用途的标准化元件组成的夹具，适用于新产品试制和产品经常更换的单件、小批生产以及临时任务。
除虎钳、卡盘、分度头和回转工作台之类，还有一个更普遍的叫刀柄，一般说来，刀具夹具这个词同时出现时，大多这个夹具指的就是刀柄。
7.2夹具的分析
研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85％左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂，里约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔3~4年就要更新50~80％左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为10~20％左右。特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统、（FMS）等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：
（1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本；
（2）能装夹一组具有相似性特征的工件；
（3）能适用于精密加工的高精度机床夹具；
（4）能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具；
（5）采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提.高劳动生产率；
（6）提高机床夹具的标准化程度；
7.3夹具的功能
（1）保证加工精度：工件通过机床夹具进行安装，包含了二层含义：一是工件通过夹具上的定位元件获得正确的位置，称为定位；二是通过夹紧机构使工件的既定位置在加工过程中保持不变，称为夹紧。这样，就可以保证工件加工表面的位置精度，且精度稳定。
（2）提高生产率：使用夹具来安装工件，可以减少划线，找正、对刀等辅助时间，采用多件、多工位夹具。
（3）扩大机床的使用范围：有些机床夹具实质上是对机床进行了部分改造，扩大了原机床的功能和使用范围。
（4）减轻工人的劳动强度，保证生产安全。
7.4机床夹具的基本组成
（1）定位元件及定位装置：用于确定工件正确位置的元件或装置。如图中的圆柱销5以及支承板和支承钉。
（2）夹紧元件及夹紧装置：用于固定工件已获得的正确位置的元件或装置，如图中的螺母4和快换垫圈6。
（3）导向及对刀元件：用于确定工件与刀具相互位置的元件，如图中的夹具中常用对刀块来确定刀具与工件的位置。
（4）其它元件及装置：根据加工需要来设置的元件或装置，如图中的铣床夹具中机床与夹具的对定，往往在夹具体底面安装两个定向键等等。
以上所述，是机床夹具的基本组成。对于一个具体的夹具，可能略少或略多一些，但定位、夹紧和夹具体三部分一般是不可缺少的。
7.5工件的定位
在制定工件的工艺规程时，已经初步考虑了加工中工艺基准问题，有时还绘制了工序简图。设计夹具时位基准。无论是工艺基准还是定位基准，均应符合六点定位原理
7.5.1　六点定位原理
一个物体在三维空间中可能具有的运动，称之为自由度。在OXYZ坐标系中，