　　　工挡拨叉加工工艺规程及其钻M10螺纹孔的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。

关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。

序言…………………………………………………………………1

一. 零件分析 ……………………………………………………2

　　　1.1 零件作用 ………………………………………………2

　　　1.2零件的工艺分析 …………………………………………2

二. 工艺规程设计…………………………………………………2

　　　2.1确定毛坯的制造形式 ……………………………………2

　　　2.2基面的选择传 ……………………………………………2

　　　2.3制定工艺路线 ……………………………………………3

　　　2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 …………4

　　　2.5确定切削用量及基本工时………………………………6

三夹具设计……………………………………………………8

　　　3.1问题的提出………………………………………………8

　　　3.2定位基准的选择…………………………………………8

　　　3.3切削力及夹紧力计算……………………………………9

　　　3.4定位误差分析……………………………………………11

　　　3.5夹具设计及操作简要说明………………………………12

总结………………………………………………………………13

致谢………………………………………………………………14

参考文献 …………………………………………………………15

序言

　　　机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。

　　　拨叉的加工工艺规程及其钻M10螺纹孔的夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。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，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。

　　　本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。

　一零件的分析

1.1 零件的作用

　　　题目给定的零件是拨叉，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。宽度为30mm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30mm的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。

1.2 零件的工艺分析

　　　工挡拨叉共有2组加工表面：

零件Φ28两端面，可以一端面为粗基准加工另一端面，然后在以另一端面为精基准加工一端面，然后钻Φ19孔

以Φ19孔为基准的加工面：这一组面包括M10螺纹孔宽30mm的槽，及R24和R30的圆弧；

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。

拨叉零件图.gif

钻M10螺纹孔夹具装配图.gif

内容简介：: 机械加工工艺卡片工件名称拨叉工序号零件名称拨叉零件号零件重量同时加工件数1材料毛坯牌号硬度型号重量钢板铸件1.98KG设备夹具辅助工具名称型号专用夹具卧式铣床X62安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度mm走刀次数切削深度mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min基本工时min1铣56上下端面三面刃铣刀卡尺2810.750.9480158.6设计者指导老师共 1 页第 1 页机械加工工艺卡片工件名称拨叉工序号II零件名称拨叉零件号零件重量同时加工件数1材料毛坯牌号硬度型号重量钢板铸件1.98KG设备夹具辅助工具名称型号专用夹具立式钻床Z525安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度mm走刀次数切削深度mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min基本工时min1钻扩19孔麻花钻，扩孔钻卡尺561设计者指导老师共 1 页第 1 页机械加工工艺卡片工件名称拨叉工序号III零件名称拨叉零件号零件重量同时加工件数1材料毛坯牌号硬度型号重量HT200铸件1.98KG设备夹具辅助工具名称型号专用夹具卧式车床CA6140安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度mm走刀次数切削深度mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min基本工时min1车R24，R30内圆内圆车刀卡尺381设计者指导老师共 1 页第 1 页机械加工工艺卡片工件名称拨叉工序号IV零件名称拨叉零件号零件重量同时加工件数1材料毛坯牌号硬度型号重量HT200铸件1.98KG设备夹具辅助工具名称型号专用夹具卧式铣床X62安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度mm走刀次数切削深度mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min基本工时min1铣床距中心线4mm槽锯片铣刀卡尺601设计者指导老师共 1 页第 1 页机械加工工艺卡片工件名称拨叉工序号IV零件名称拨叉零件号零件重量同时加工件数1材料毛坯牌号硬度型号重量HT200铸件1.98KG设备夹具辅助工具名称型号专用夹具立式铣床X51安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度mm走刀次数切削深度mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min基本工时min1铣20端面端铣刀卡尺201设计者指导老师共 1 页第 1 页机械加工工艺卡片工件名称拨叉工序号VI零件名称拨叉零件号零件重量同时加工件数1材料毛坯牌号硬度型号重量HT200铸件1.98KG设备夹具辅助工具名称型号专用夹具立式钻床Z525安装工步安装及工步说明刀具量具走刀长度mm走刀次数切削深度mm进给量mm/r主轴转速r/min切削速度m/min基本工时min1钻M10螺纹底孔麻花钻卡尺2512攻丝M10丝锥量规25设计者指导老师共 1 页第 1 页机械加工工艺过程卡片零件号工序号工序名称设备夹具刀具量具名称型号名称规格名称规格名称规格铸造时效处理III铣28上下端面，卧式铣床X61专用夹具三面刃铣刀卡尺钻，扩，铰刀19H9孔立式钻床Z525专用夹具麻花钻，扩孔钻，铰刀游标卡尺V车R24和R30内圆端面卧式车床CA6140通用夹具镗刀游标卡尺VI铣距中心线4mm的面卧式铣床X61专用夹具锯片铣刀卡尺VII铣20端面立式铣床X51专用夹具端铣刀游标卡尺VIII钻M10螺纹孔立式钻床Z525专用夹具麻花钻，丝锥量规，IX去毛刺X检验，入库设计说明书设计题目：拨叉的加工工艺及钻M10螺纹孔的夹具设计 - 1 -摘要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。工挡拨叉加工工艺规程及其钻M10螺纹孔的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。ABSTRCTThis design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.The reduction gear box body components technological process and its the processing 140 hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error目录序言1一. 零件分析 21.1 零件作用 21.2零件的工艺分析 2二. 工艺规程设计22.1确定毛坯的制造形式 22.2基面的选择传 22.3制定工艺路线 32.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 42.5确定切削用量及基本工时6三夹具设计83.1问题的提出83.2定位基准的选择83.3切削力及夹紧力计算93.4定位误差分析113.5夹具设计及操作简要说明12总结13致谢14参考文献 15序言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。拨叉的加工工艺规程及其钻M10螺纹孔的夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。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，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。一零件的分析1.1 零件的作用题目给定的零件是拨叉，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。宽度为30mm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30mm的槽和滑移齿轮的配合精度要求很高。1.2 零件的工艺分析工挡拨叉共有2组加工表面：1、零件28两端面，可以一端面为粗基准加工另一端面，然后在以另一端面为精基准加工一端面，然后钻19孔2、以19孔为基准的加工面：这一组面包括M10螺纹孔宽30mm的槽，及R24和R30的圆弧；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2.1 定位基准的选择定位基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，定位基准的选择得正确合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。2.1.1 粗基准的选择在选择粗基准时，一般遵循下列原则：保证相互位置要求原则；保证加工表面加工余量合理分配的原则；便于工件装夹原则；粗基准一般不得重复使用的原则；为了保证所有加工表面有足够的加工余量，选用加工余量小的表面作粗基准，不要用同一尺寸方向上。两端面，后端面为精加工面，故在铣两端面时，先以后端面为粗基准，粗铣前端面。2.1.2 精基准的选择在选择精基准时要考虑的主要问题是如何保证设计技术要求的实现以及装夹准确、可靠、方面，提高工件的加工精度。一般遵循下列原则：基准重合原则；统一基准原则；互为基准原则；自为基准原则；便于装夹原则。为保证定位基准和工序基准重合，加工M10螺纹孔、30mm槽，R24和R30圆弧都以19孔中心线为精基准，2.2 重点工序的说明拔叉零件的重要加工面有19孔、两端面，槽，圆弧面材料为HT200，参考机械制造工艺设计简明手册，其加工方法选择如下：2.2.1加工前后两端面根据GB1800-79规定毛坯的公差等级为IT13，表面粗糙度为Ra12.5m，经过粗铣即可满足要求。2.2.2 加工16孔此工序重点在于找正毛坯对称面，故采用V型块自动定心夹紧机构，找正对称面，进行加工。零件技术要求底孔的表面粗糙度达到Ra6.3m，毛坯为实心，故采用钻孔扩孔，可以达到要求。2.2.3 加工30槽零件技术要求槽底面要达到表面粗糙度为Ra6.3m，侧面粗糙度为Ra6.3m，本身有精度要求，30mm相对于19孔中心线的垂直度为0.05，故以孔中心线和左端面为精基准，用心轴定位，采用车即可满足要求。顶面的钻-M10螺纹孔不是很重要，在此不做详细说明， M10通孔先钻孔，再攻丝。2.3 制订工艺路线制定工艺路线的出发点，应当是使零件的加工精度和表面质量等技术要求能得到合理的保证。在此零件为大批量生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具并尽量使工序分散来提高生产率，此外，还应考虑经济效果，使生产成本尽量降低。2.3.1 工艺路线方案一的制订工序：铸造工序：时效处理工序：铣28上下端面，工序：钻，扩，铰刀19H9孔工序：车R24和R30内圆端面工序：铣距中心线4mm的面工序：铣20端面工序VIII ：钻M10螺纹孔工序IX：去毛刺工序X：终检2.3.2 工艺路线方案二的制订工序：铸造工序：时效处理工序：铣28上下端面，工序：车R24和R30内圆端面工序：钻，扩，铰刀19H9孔工序：铣距中心线4mm的面工序：铣20端面工序VIII ：钻M10螺纹孔工序IX：去毛刺工序X：终检2.3.3 两种工艺路线的比较与分析上述两种方案，工艺路线一是先钻19，然后以19孔定位加工R24和R30的圆弧，这样我们在加工R24和R30圆弧的时间可以用加工过的19孔定位，这样就为后续的加工提供了基准，保证了加工精度，而方案二则不能。通过以上的两种工艺路线的优、缺点的分析，最后确定工艺路线一为该零件的加工路线。具体的工艺路线如下工序：铸造工序：时效处理工序：铣28上下端面，工序：钻，扩，铰刀19H9孔工序：车R24和R30内圆端面工序：铣距中心线4mm的面工序：铣20端面工序VIII ：钻M10螺纹孔工序IX：去毛刺工序X：终检2.4 机械加工余量的确定确定工序（或工步）尺寸的一般方法是：由加工表面的最后工序（或工步）向前推算，前面已经根据有关资料查出了零件各加工表面的加工总余量（即毛坯余量），将加工余量分配给各工序加工余量，然后往前推算工序尺寸。工挡拨叉材料为HT200。，生产类型为由大批量生产，毛坯为铸件，精度为2级铸件，大体尺寸确定，外表面加工面少，根据以上原始资料加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量，工序尺寸及加工余量如下：：前后端面的加工余量前后端面有4mm的加工余量，足以把铸铁的硬质表面层切除。：19孔要求以19孔定位，故先钻中心孔，再扩尺寸为19，见零件图，参照金属机械加工工艺人员手册表3-59确定孔加工余量的分配。钻孔18mm，工序经济精度等级为IT11，公差值0.13mm。扩孔19mm，工序经济精度等级为IT10，公差值0.084mm，粗糙度Ra6.3m。槽的加工余量车削的加工余量：，侧面粗糙度为Ra6.3m。查表知道余量为2mm2.5 确定切削用量及基本工时3.5.1钻M10螺纹底孔机床：立式钻床刀具：麻花钻切削深度：钻刀直径取进给量：根据机械加工工艺手册1表2.4-39，取切削速度：参照机械加工工艺手册1表2.4-41，取机床主轴转速，代入（式3.1）得：，取实际切削速度：被切削层长度：刀具切入长度，代入（式3.5）得：刀具切出长度：走刀次数为1机动时间：3.5.2 攻丝机床：立式钻床刀具：钒钢机动丝锥进给量：由于其螺距,因此进给量切削速度：参照机械加工工艺手册1表2.4-105，取机床主轴转速，代入（式3.1）得：，取丝锥回转转速：取实际切削速度：被切削层长度：刀具切入长度：刀具切出长度：（盲孔）机动时间：则：本工序用的时间：三夹具设计3.1 问题的提出为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具经过与指导老师协商，决定设计钻M10螺纹孔的钻床夹具。 3.2 定位基准的选择由零件图可知，我们采用19孔及其端面，R24圆弧为定位基准，采用一个削边销和一个心轴定位，19端面限制3个自由度，心轴限制2个自由度，削边销限制最后一个旋转方向的自由度，这样空间的6个自由度都已经限制完了，定位好后我们就可以开始加工了3.3 切削力和夹紧力的计算 (1)刀具：麻花钻机床： Z525立式钻床由3 所列公式得查表 9.48 得其中：修正系数 z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。安全系数 K=其中：为基本安全系数1.5 为加工性质系数1.1 为刀具钝化系数1.1 为断续切削系数1.1 所以 (2)夹紧力的计算因为我们钻孔的时间钻削力产生的扭矩和夹紧力方向一致，因此夹紧力不予计算， 3.4 定位误差分析因为我们加工的是M10螺纹孔，螺纹孔本身和其他的面没有任何精度要求，只要我们钻套导向设计好，就可以满足加工要求，因此定位误差分析不予计算。3.5 钻套的设计M10的孔加工需钻，然后攻丝，因为钻后还要攻丝，为了我们钻后能及时的的攻丝，我们切削才能满足加工要求。故选用快换钻套（其结构如下图所示）以减少更换钻套的辅助时间。根据工艺要求：。即先用8.4的麻花钻钻孔，根据GB114184的规定钻头上偏差为零，故钻套孔径为8.4。再用标准M10丝锥攻丝，查机床夹具标准件知快换钻套的尺寸如下钻套的具体尺寸如下快换钻套和夹具体是靠钻套螺钉压紧连在一起的，有上面的图我们可知8.4的快换钻套需要的压紧螺钉是M6的，查机床夹具标准件我们可知，钻套螺钉的结构如下具体的尺寸如下3.6 夹具设计及简要操作说明如前所述,在设计夹具时,应该注意提高劳动率.为此,在夹紧方案上我们螺旋加开口垫圈压紧，当我们需要装工件的时间，我们我们顺着心轴，把工件装上，然后放入开口垫圈，开口垫圈放入之后，我们旋合螺母压紧工件，当我们需要卸下工件的时间，我们反方向松开螺母，然后抽出开口垫圈，由于我们的螺母的直径小于孔的直径，这样我们都可以在不把螺母卸掉的情况下顺着心轴把工件取出夹具装配图附图如下总结课程设计即将结束了，时间虽然短暂但是它对我们来说受益菲浅的，通过这次的设计使我们不再是只知道书本上的空理论，不再是纸上谈兵，而是将理论和实践相结合进行实实在在的设计，使我们不但巩固了理论知识而且掌握了设计的步骤和要领，使我们更好的利用图书馆的资料，更好的更熟

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