目 录
1 绪论 1
2 概述 1
2.1 选题的目的和意义 1
2.2 国内外研究现状及发展趋势 1
3 零件的分析 2
3.1 零件的作用 2
3.2 零件的工艺分析 2
3.3 本章小结 3
4 工艺规程设计 3
4.1 确定毛坯的制造形式 3
4.2 基面的选择 4
4.2.1 粗基准的选择 4
4.2.2精基准的选择。 4
4.3 制定工艺路线 4
4.3.1工艺路线方案一 4
4.3.2 工艺路线方案二 4
4.3.3工序方案的比较与分析 5
4.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 6
4.4.1 侧平面加工余量的计算 6
4.4.2 大头孔两侧面加工余量的计算 6
4.4.3大小头孔的偏差及加工余量计算 7
4.5 确定切削用量及基本工时 7
4.5.1 工序1 7
4.5.2 工序2 9
4.5.3 工序3 12
4.5.4 工序4 13
4.5.5 工序5 15
4.5.6 工序6 16
4.5.7 工序7 17
4.5.8 工序8 18
4.6 本章小结 19
5 镗孔夹具设计 19
5.1 问题的提出 19
5.2 夹具设计 19
5.2.1 定位基准的选择 19
5.2.2 夹具方案的确定 19
5.2.3 误差分析与计算 21
5.2.4 切削力及夹紧力的计算 22
5.3 本章小结 24
6 结束语 25
致谢 27
参考文献 28
1 绪论
机械制造加工工艺与机床夹具设计主要是对零件的加工工艺进行分析和对零件的某几个主要部位进行专用夹具的设计，从零件的工艺来说，它主要是分析零件在进行加工时应注意什么问题，采用什么方法和工艺路线加工才能更好的保证精度，提高劳动生产率。就专用夹具而言，好的夹具设计可以提高产品生产率、精度、降低成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。在本次设计中，就针对拨叉831006的加工工艺进行分析，制定和比较加工工艺路线，选择一种较好的加工工艺路线进行加工。并对拨叉ｍｍ的半孔进行专用夹具的设计，在这过程中，制定多套夹具方案分别对各夹具的定位误差和精度进行分析计算，选择其一，以完成本次设计。通过这次设计，培养了编制机械加工工艺规程和机床夹具设计的能力，这也是在进行毕业之前对所学课程进行的最后一次深入的综合性复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我们的大学生活中占有十分重要的地位。
就个人而言，希望通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己的分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。
2 概述
2.1 选题的目的和意义
机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。然而夹具又是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。因此，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品生产在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。
2.2 国内外研究现状及发展趋势
在我国现阶段拨叉类零件的加工还没有达到现代自动化的加工水平。在批量的生产中，它的加工工艺还需要人工画线的方法来保证其精度，而对工件的装夹也是通过人工的方法进行的。因此，我国对拨叉类不规则零件的加工还处于效率低、加工成本高的阶段。
随着机械工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，气动、液压夹紧等夹具正是适应发展的产物。它对缩短工艺装备的设计、制造周期起到至关重要的作用。国外把柔性制造系统作为开发新产品的有效手段，并将其作为机械制造业的主要发展。夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。
3 零件的分析
3.1 零件的作用
车床的拨叉位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照操作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件下方的ｍｍ孔与操纵机构相连，而上方的ｍｍ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。
3.2 零件的工艺分析
拨叉831006是机车变速箱中一个重要的零件，因为其零件尺寸比较小，结构形状较复杂，但其加工孔和侧面有精度要求，此外还有小头孔上的槽要求加工，对精度有一定的要求。拨叉的底面、大头孔两侧面和大小头孔内壁粗糙度要求都是，所以都要求精加工。其大头孔轴与侧面有垂直度的公差要求，所要加工的槽，在其槽两侧面有平行度公差和对称度公差要求等。因为零件的尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它们的加工必须保证精度要求。
由拨叉零件图（图1）我们可以知道本零件共有5组加工面，现分述如下：
（1）以ｍｍ孔为中心的一组表面。
（2）以ｍｍ孔为中心的一组加工表面。这一组表面包括：
ｍｍ孔的内表面及其两端面，ｍｍ孔截断部分平面。
（3）零件的下底面。
（4）ｍｍ圆柱面上的斜面。
（5）零件下底面ｍｍ的槽的三个面。
其中ｍｍ孔的两端面以及ｍｍ的槽两个侧面都与ｍｍ孔又一定的位置要求，分别为：ｍｍ孔的两端面与ｍｍ孔轴线的垂直度误差为0.1ｍｍ，槽ｍｍ的两侧面与ｍｍ孔轴线的垂直度误差为0.08mm。
由以上分析可知，在选择各表面、孔及槽的加工方法时，要考虑加工表面的精度和表面粗糙度要求，因此要选择合理的方法进行零件的加工可选择加工其中一组表面，然后借助于夹具加工其余表面。
图1 拨叉零件图
3.3 本章小结
本章主要是对拨叉831006的分析，主要从拨叉的作用、工艺和加工要求等方面进行了分析，经过查阅大量的参考资料，和上面的分析使对拨叉831006有了进一步的认识，为后面的设计打下了坚实的基础。
4 工艺规程设计
4.1 确定毛坯的制造形式
零件材料为HT200，考虑到车床在加工中的变速虽然不像其它机器那么频繁。但是，零件在工作过程中，也经常要承受变载荷及冲击性载荷，且它的外型复杂，不易加工。因此，应该选用铸件以提高劳动生产率，保证精度，由于零件的年生产量为5000件已达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用金属型铸造，这样可以提高生产率，保证精度。
4.2 基面的选择
由以上分析可知。该拨叉零件的主要加工表面是平面、孔和槽等面。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，对于拨叉831006来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系以及槽的各尺寸精度。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更严重的还会造成零件大批量报废，使生产无法正常进行。
4.2.1 粗基准的选择
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的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取孔的内表面作为定位基准，利用一短销大平面，限制5个自由度，再以一个菱形销限制最后1个自由度，达到完全定位,再用螺栓夹紧，然后进行铣削。
4.2.2精基准的选择。
主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。
4.3 制定工艺路线
制定工艺路线的出发点,应当使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能机床配以专用工具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。
4.3.1工艺路线方案一
如表1
此工序不能保证其质量，但可以进行精度要求不高的生产。综合考虑以上步骤，得到下面工艺路线。
4.3.2 工艺路线方案二
如表2
此工序虽然工序增加了工时，但是质量大大提高了。
4.3.3工序方案的比较与分析
表1 工序方案一
工序号 工序内容
工序一 粗、精铣孔上端面
工序二 钻、扩、铰、精铰孔
工序三 切断
工序四 粗、精铣孔两侧面
工序五 粗、精镗孔
工序六 铣下平面
工序七 粗、精铣mm槽
工序八 粗铣斜平面
工序九 检查
表2 工序方案二
工序号 工序内容
工序一 粗、精铣孔上端面
工序二 钻、扩、铰、精铰孔
工序三 粗、精铣孔两侧面
工序四 粗、精镗孔
工序五 铣下平面
工序六 粗、精铣mm槽
工序七 粗铣斜平面
工序八 切断
工序九 检查
方案一工艺路线在工序三就将孔锯开，在后面的工序铣孔的两侧面的时候，工件的加工面可以减少不少的设计，但是在后面的工序中进行的加工，特别是定位和孔的加工就有相当大的难度，如果用方案一进行孔的加工时，在上面的工序中已经锯断，只有进行半圆的加工。这样的加工在一般的机床上是不保证精度的，若想要保证精度只有在数控机床上，那样的话生产成本将提高了很多。方案二就解决了上述产生的问题，将的孔到了最后的时候才将其锯开，这样不仅保证了孔的精度，而且在后面工序中的加工也可以用的孔来作为定位基准。这样的加工可以在一般的机床上就可以进行加工了，不仅保证了精度，还降低了生产成本。由以上分析：方案二为合理、经济的加工工艺路线方案。具体的加工工艺过程（如表3）：
表3 工序方案三
工序号 工序内容
工序一 铸造。
工序二 热处理。
工序三 粗、精铣孔上端面。
工序四 钻、扩、铰孔。
工序五 粗、精铣孔两侧面。
工序六 粗、精镗孔。
工序七 铣下平面。
工序八 粗、精铣mm槽。
工序九 粗铣斜平面。
工序十 切断。
工序十一 检查。
4.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
CA6140车床拨叉A，零件材料为HT200，硬度190～210HB，毛皮重量1.0kg生产类型大批量，铸造毛坯。
根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工艺尺寸和毛坯尺寸如下：
4.4.1 侧平面加工余量的计算
根据工序要求，其加工分粗、精铣加工。各工步余量如下：
粗铣：余量值规定为，现取
精铣：余量值规定为。取1.0mm
铸造毛坯的基本尺寸为
粗铣后最大尺寸为：
精铣后尺寸与零件图尺寸相同，且保证各个尺寸精度。
4.4.2 大头孔两侧面加工余量的计算
根据工序要求，其加工分粗、精铣加工。各工步余量如下：
粗铣：余量值规定为，现取。
精铣：其余量值规定为。取1.0mm。
铸造毛坯的基本尺寸为。
粗铣后最大尺寸为：。
精铣后尺寸与零件图尺寸相同，且保证各个尺寸精度。
4.4.3大小头孔的偏差及加工余量计算
钻孔到要求尺寸：
根据工序要求，小头孔分为钻、扩、铰三个工序，工序尺寸及加工余量为：
钻孔： mm
扩孔： mm
铰孔：
镗孔到要求尺寸：
加工该组孔的工艺是：粗镗——精镗
粗镗：孔，余量值为；
精镗：孔，余量值为；
孔毛坯基本尺寸为：
粗镗工序尺寸为：mm
精镗工序尺寸为： 从而达到要求。
据以上原始资料及加工路线，分别确定各加工表面的机械加工余量及毛坯尺寸（如图2）
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