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机械
加工
工艺
夹具
设计
钻削
mm
妹妹
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课 程 设 计题 目 ： 设 计 “拨 叉 ”零 件 加 工 工 艺 规 程 及 钻 削 8mm 孔 工 序 专 用 夹 具班 级 ： 姓 名 ： 指 导 教 师 ： 完 成 日 期 ：一 、 设 计 题 目 设 计 “拨 叉 ”零 件 加 工 工 艺 规 程 及 钻 削 8mm 孔 工 序 专 用 夹 具二 、 设 计 要 求1.绘 制 零 件 图 1 张2.毛 坯 图 1 张3.编 制 机 械 加 工 工 艺 过 程 综 合 卡 片 1 张4.编 制 零 件 的 机 械 加 工 工 艺 卡 片 1 张5 绘 制 夹 具 装 配 图 （ A0 或 A1） 1 张6.绘 制 夹 具 零 件 图 1 张7.编 写 课 程 设 计 说 明 书 （ 约 5000-8000 字 ） 1 份三 、 上 交 材 料1.绘 制 零 件 图2.毛 坯 图 3.编 制 机 械 加 工 工 艺 过 程 综 合 卡 片4.编 制 零 件 的 机 械 加 工 工 艺 卡 片5 绘 制 夹 具 装 配 图 （ A0 或 A1）6.绘 制 夹 具 零 件 图7.编 写 课 程 设 计 说 明 书四 、 进 度 安 排本 课 程 设 计 要 求 在 3 周 内 完 成 。1. 第 l 2 天 查 资 料 ， 熟 悉 题 目 阶 段 。2. 第 3 7 天 ， 完 成 零 件 的 工 艺 性 分 析 ,确 定 毛 坯 的 类 型 、 制 造 方 法 和 机 械加 工 工 艺 规 程 的 设 计 并 编 制 出 零 件 的 工 艺 过 程 综 合 卡 片 和 机 械 加 工 工 艺 卡 片 。3 第 8 10 天 ， 完 成 夹 具 总 体 方 案 设 计 （ 画 出 草 图 ， 与 指 导 教 师 沟 通 ， 在 其同 意 的 前 提 下 ， 进 行 课 程 设 计 的 下 一 步 ） 。4 第 11 13 天 ， 完 成 夹 具 总 装 图 的 绘 制 。5 第 14 15 天 ， 零 件 图 的 绘 制 。6 第 16 18 天 ， 整 理 并 完 成 设 计 说 明 书 的 编 写 。7 第 19 天 ， 完 成 图 纸 和 说 明 书 的 输 出 打 印 。8 第 20 21 天 ， 答 辩 。五 、 指 导 教 师 评 语成 绩 ： 指 导 教 师 日 期 0摘 要制 造 商 不 断 推 出 各 种 各 样 先 进 的 汽 车 零 部 件 制 造 技 术 ,拨叉 裂 解 技 术 就 是 20 世 纪 90 年 代 出 现 的 一 种 先 进 的 拨 叉 加 工新 技 术 ,和 传 统 加 工 技 术 相 比 ,该 技 术 具 有 大 幅 度 提 高 产 品 质量 、 提 高 生 产 率 、 降 低 生 产 成 本 等 突 出 优 点 而 备 受 业 界 关 注 。目 前 该 技 术 在 国 外 一 些 大 汽 车 公 司 如 美 国 三 大 汽 车 公 司 ,德随 着 汽 车 工 业 的 飞 速 发 展 ,国 际 汽 车 制 造 业 市 场 的 竞 争 更 加 激烈 ,为 提 高 产 品 的 竞 争 力 ,宝 马 、 大 众 等 汽 车 公 司 广 为 应 用 。该 技 术 从 根 本 上 改 变 了 拨 叉 的 传 统 加 工 方 法 ,是 对 传 统 拨 叉加 工 技 术 的 重 大 变 革 。我 们 国 家 正 在 不 断 地 改 变 拨 叉 的 传 统 加 工 方 法 ， 加 快 提 高 拨叉 的 加 工 水 平 ， 不 断 缩 小 同 先 进 汽 车 生 产 国 家 的 差 距 ， 例 如 一汽 ， 二 汽 ， 上 汽 ， 奇 瑞 等 生 产 厂 与 世 界 先 进 拨 叉 生 产 水 平 的 差距 越 来 越 小 ， 不 断 加 强 了 我 国 汽 车 整 体 的 生 产 水 平 。机 械 制 造 工 艺 学 课 程 设 计 使 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 四 年 的 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 “四 化 ”建 设 打 下 一 个 良 好的 基 础 。 AbstractThe manufactory continuously releases the forerunners car of various each kind zero parts manufacturing technique, stir the fork crack solution technique is the stir of a kind of forerunner fork which appears in 90s for 20 centuries to process a new technique, compared with the traditional processing technology, that technique have significant exaltation product quality, raise rate of production and lower production cost etc. outstanding advantage but fully is pay attention to by industry.Currently that technique some big car companies are like three greatest cars in the United States company abroad, virtuous along with car industry of fly to soon develop, international car manufacturing industry the competition of the market is getting more vigorous, in order to raise the competition ability of product, treasure horse, the public etc. car company widely is application.That technique by the root changed to stir the tradition of fork to process a method, was the important change which stirs fork processing technology to the tradition.We are just national at constantly the change stir fork of tradition process a method, speed an exaltation to stir process of fork level, continuously contract a together advanced car to produce a national margin, for example one vapor, two vapors, up the vapor, strange Rui etc. produce factory and world forerunner stir fork production the margin of the level more and more small, continuously strengthenned our country the car whole production level.The machine manufacturing craft learns a course design to make us to carry on after finishing learn all foundation lessons, lesson and greatly part of professional lessons of the technique foundation of university.This is that we are before carry on graduation design to once go deep into of each course learn of synthetic always review, is also an ories to contact actual training, therefore, it occupies an important position in we the university of four years the life.I am personal but speech, I hope to pass this course design to oneself will carry on the work for be engaged in an adaptability training in the future, toughen oneself to analyze a problem, problem-solving ability from it, lay the next and good foundation for the “four turn“ construction that aftertime attends a motherland.1.拨 叉 的 工 艺 分 析 及 生 产 类 型 的 确 定1.1 拨 叉 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 档 ， 使 主 轴 回 转 运 动 按 照 工 作 者 的 要 求 工 作 ， 获 得 所 需 的 速 度和 扭 矩 的 作 用 。 零 件 上 方 的 20 孔 与 操 纵 机 构 相 连 ， 下 方 的 50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 换 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 、 钢 度 和 韧 性 ， 以 适 应 拨 叉 的 工 作 条 件 。 该 零 件 的 主要 工 作 表 面 为 拨 叉 脚 两 端 面 、 叉 轴 孔 N=4000 件 /年 ， 拨 叉 重 量 为1.0kg， 拨 叉 属 轻 型 零 件 。 该 零 件 的 主 要 工 作 表 面 为 拨 叉 脚 两 端 面 、 叉 轴孔 20+0.020 和 锁 销 孔 8mm， 在 设 计 工 艺 规 程 时 应 重 点 予 以 保 证1.2 拨 叉 的 技 术 要 求按 表 形 式 将 该 拨 叉 的 全 部 技 术 要 求 列 表 中拨 叉 零 件 技 术 要 求 表加工 表 面尺 寸及 偏 差(mm)公 差及 精 度等 级表 面粗 糙 度Ra( m)形 位 公 差 / (mm)拨叉 头 上端 面30 IT8 3.2 0.05A拨叉 头 下端 面30 IT8 3.2 0.05A拨叉 脚 内表 面R25+0.25+0.125IT113.2拨叉 脚 两端 面12-0.06-0.016IT9 3.2 0.07A20mm孔20+0.020IT78mm 孔8 IT11该 拨 叉 形 状 的 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 轴 两 端 面 在 工 作 中 需 承 受 冲 击 负 荷 ， 为 增 强 其 耐 磨 性 ， 该 表 面 要 求 高频 率 淬 火 处 理 ， 硬 度 为 4858 HRC； 为 保 证 拨 叉 在 叉 轴 上 有 准 备 的 位 置 ，改 换 档 位 准 确 ， 拨 叉 采 用 锁 销 定 位 。 锁 销 孔 的 尺 寸 为 8。综 上 所 述 ， 该 拨 叉 件 的 各 项 技 术 要 求 制 定 的 较 合 理 ， 符 合 带 零 件 在变 速 箱 中 的 作 用 。1.3 审 核 拨 叉 的 工 艺 性分 析 零 件 图 可 知 ， 拨 叉 头 两 端 面 和 叉 脚 两 端 面 均 要 求 切 削 加 工 ， 并 在轴 向 方 向 上 均 高 于 相 邻 表 面 ， 这 样 即 减 少 了 加 工 面 积 ， 又 提 高 了 换 档 时叉 脚 端 面 的 接 触 刚 度 ； 另 外 ， 该 零 件 除 主 要 工 作 表 面 加 工 精 度 均 较 低 ，不 需 要 高 竣 工 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 刚 法 保 质 保 量 地 加 工 出 来 。 由 此 可 见 ， 该 零 件 的 工艺 性 较 好 。1.4.确 定 拨 叉 的 生 产 类 型依 设 计 题 目 知 ： N=4000 件 /年 ， 拨 叉 重 量 为 1.0kg， 拨 叉 属 轻 型零 件 。 该 拨 叉 的 生 产 类 型 为 中 批 生 产 。2 确 定 毛 坯 、 绘 制 毛 坯 简 图2.1 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 冲 击韧 度 ， 获 得 纤 维 组 织 ， 毛 坯 选 用 铸 件 ， 该 拨 叉 的 轮 廓 尺 寸 不 大 ， 且 生 产类 型 属 中 批 生 产 ， 为 提 高 生 产 率 和 铸 件 精 度 ， 以 采 用 机 器 造 型 方 法 只 草毛 坯 。 毛 坯 的 拨 模 斜 度 为 5。2.2 确 定 毛 坯 的 尺 寸 公 差 和 加 工 余 量要 确 定 毛 坯 的 尺 寸 公 差 及 机 械 加 工 余 量 ， 应 先 确 定 如 下 各 项 因 素 。2.2.1 公 差 等 级由 于 拨 差 的 功 用 和 技 术 要 求 。 确 定 该 零 件 的 公 差 等 级 为 普 通 级 .已 知 机 械 加 工 后 拨 叉 件 的 重 量 为 1kg， 由 此 可 初 步 估 计 机 械 加 工 前铸 件 毛 坯 的 重 量 为 1.5kg。2.2.2 铸 件 的 材 质 系 数由 于 该 拨 叉 材 料 为 HT200， 是 碳 的 质 量 分 数 大 于 0.65%的 碳 素 钢 ，该 铸 件 的 采 制 系 数 属 M2 级 。拨 叉 铸 造 毛 坯 尺 寸 公 差 及 加 工 余 量铸 件 的 质 量/kg 包 容 体 质 量/kg形 状 复 杂 系数材 质 系 数 公 差 等 级1.5 3 S2 M2 普 通 级项 目 /mm 机 械 加 工 余 量 /mm 尺 寸 公 差 / mm 备 注宽 度 R25 1 2.4 -厚 度 30 1 2.6 -厚 度 12 1 2.2 -孔 径 20 1 2.4 -中 心 距 60 1 3.2 -3 拟 定 拔 叉 工 艺 路 线3.1 定 位 基 准 的 选 择定 位 基 准 有 粗 基 准 和 精 基 准 之 分 ， 通 常 先 确 定 精 基 准 ， 然 后 再 确 定 粗基 准 。3.1.1 粗 基 准 的 选 择 ：以 拨 叉 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 。3.1.2 精 基 准 的 选 择 ：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 ， 以 粗 加 工 后 的 底 面 为 主 要 的 定 位 精 基 准 ， 以两 个 小 头 孔 外 圆 柱 表 面 为 辅 助 的 定 位 精 基 准 。3.2 表 面 加 工 方 法 的 确 定根 据 拔 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 表加 工 表 面 尺 寸 精 度 表 面 粗 糙 度 加 工 方 案拨 叉 头 上 端 面 IT8 3.2 粗 铣 半 精 铣拨 叉 头 下 端 面 IT8 3.2 粗 铣 半 精 铣拨 叉 脚 内 表 面 IT11 3.2 粗 铣 半 精 铣拨 叉 脚 端 面 IT9 3.2 粗 铣 半 精 铣 20mm 孔 IT7 钻 粗 铰 精 铰 8mm 孔 IT11 钻 6mm 孔 IT11 钻3.3 加 工 阶 段 的 划 分该 拔 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 准 备 好 ， 使 后 续 工 序 都 可 以 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 拔 叉 头 又 端 面 ， 拔叉 脚 内 表 面 ， 拔 叉 脚 两 端 面 的 粗 铣 。 在 半 加 工 阶 段 ， 完 成 拔 叉 脚 两 端 面的 精 铣 加 工 两 个 销 轴 孔 的 钻 加 工 ； 在 精 加 工 阶 段 ， 进 行 拔 叉 脚 两 端 面 的半 精 铣 加 工 。3.4 工 序 的 集 中 与 分 散选 用 工 序 集 中 原 则 安 排 拔 叉 的 加 工 工 序 。 该 拔 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 、 夹 具 ， 以 提 高 生 产 率 ； 而 且 运 用工 序 集 中 原 则 使 工 件 的 装 夹 次 数 少 ， 不 但 可 以 缩 短 辅 助 时 间 ， 而 且 由 于与 一 次 装 夹 中 加 工 了 许 多 表 面 ， 有 利 于 保 证 各 种 加 工 表 面 之 间 的 相 对 位置 精 度 要 求 。3.5， 工 序 顺 序 的 安 排3.5.1： 机 械 加 工 工 序（ 1.） 遵 循 “先 基 准 后 其 他 ”原 则 ， 首 先 加 工 基 准 拨 叉 头 左 端 面和 叉 轴 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 拔 叉 头 左 端 面 和叉 轴 孔 和 拨 叉 脚 两 端 面 ， 后 加 工 次 要 表 面 。（ 4.） 遵 循 “先 面 后 孔 ”原 则 ， 先 加 工 拨 叉 头 端 面 ， 再 加 工 叉 轴 孔 。3.6： 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 列 出 了 拨 叉 的 工 艺 路 线 。工序工 设 备 工 艺 装 备号 序 内 容1 粗 铣 拨 叉 头 两 端面 立 式 铣 床X51 高 速 钢 套 式 面 铣 刀 、 游标 卡 尺 、 专 用 夹 具2 半 精 铣 拨 叉 头 上端 面 立 式 铣 床X51 高 速 钢 套 式 面 铣 刀 、 游标 卡 尺 、 专 用 夹 具3 钻 、 粗 铰 、 精 铰 20mm 孔 四 面 组 合 钻床 麻 花 钻 、 铰 刀 、 卡 尺 、塞 规4 校 正 拨 叉 角 钳 工 台 手 锤5 粗 铣 拨 叉 角 两 端面 卧 式 双 面 铣床 三 面 刃 铣 刀 、 游 标 卡 尺 、专 用 夹 具6 粗 铣 叉 爪 口 内 侧面 立 式 铣 床X51 铣 刀 、 游 标 卡 尺 、 专 用夹 具7 半 精 铣 叉 爪 口 内侧 面 立 式 铣 床X51 铣 刀 、 游 标 卡 尺 、 专 用夹 具8 半 精 铣 拨 叉 角 两端 面 卧 式 双 面 铣床 三 面 刃 铣 刀 、 游 标 卡 尺 、专 用 夹 具9 钻 8 孔 四 面 组 合 钻床 麻 花 钻 、 铰 刀 、 内 径 千分 尺10 去 毛 刺 钳 工 台 平 锉11 中 检 塞 规 、 百 分 表 、 卡 尺 等12 热 处 理 淬 火 机 等4、 夹 具 设 计为 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 。 并 设 计 工 序 13钻 8 孔 的 夹 具 。 本 夹 具 将 用 于 Z525 立 式 钻床 ， 刀 具 为 高 速 钢 麻 花 钻 。4.1 问 题 的 提 出本 夹 具 主 要 用 来 钻 8 孔 ， 该 孔 为 斜 孔 ， 跟 拨 叉 的 中 线 有 一 定 的 角度 要 求 ， 在 加 工 时 应 保 证 孔 的 角 度 要 求 。 此 外 ， 在 本 工 序 加 工 时 还 应 考虑 如 何 提 高 劳 动 生 产 率 ， 降 低 劳 动 强 度 ， 而 其 位 置 尺 寸 为 自 由 公 差 ， 精度 不 是 主 要 问 题 。4.2 夹 具 设 计4.2.1、 定 位 基 准 选 择由 零 件 图 可 知 ， M6 螺 纹 孔 为 斜 孔 ， 相 对 于 拨 叉 中 线 有 的 要 求 ，10为 使 定 位 误 差 为 零 ， 应 该 选 择 拨 叉 中 线 为 定 位 基 准 保 证 该 角 度 。 此 外 ，还 应 以 20 孔 端 面 为 基 准 ， 从 而 保 证 螺 纹 孔 在 拨 叉 体 上 的 位 置 。为 了 提 高 加 工 效 率 ， 现 决 定 采 用 手 动 夹 紧 工 件 快 换 装 置 ， 并 采 用 快换 钻 套 以 利 于 在 钻 底 孔 后 攻 螺 纹 。4.2.2、 定 位 误 差 分 析（ 1） 定 位 元 件 尺 寸 及 公 差 的 确 定 。 夹 具 的 主 要 定 位 元 件 为 两 个 定 位销 ， 这 两 个 定 位 销 的 尺 寸 与 公 差 规 定 为 与 本 零 件 在 工 作 时 与 其 相 匹 配 轴的 尺 寸 与 公 差 相 同 ， 即 。 此 外 ， 这 两 定 位 销 共 同 保 证 加 工 孔1062k偏 斜 的 角 度 ， 其 中 心 连 线 与 工 作 台 面 成 10角 。（ 2） 计 算 钻 套 中 心 线 与 工 作 台 的 垂 直 度 误 差 。钻 套 外 径 与 衬 套 孔 的 最 大 间 隙 为 ：510g7H026.).(.max衬 套 外
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