摘 要
本设计快挡拨叉零件加工过程的基础设计的夹具设计。主要加工部位是平面和孔加工。在一般情况下，确保比保证精密加工孔很容易。因此，设计遵循的原则是先加工面后加工孔表面。在零件的夹具设计中，主要是根据零件加工工序要求，分析应限的自由度数，进而根据零件的表面特征选定定位元件，再分析所选定位元件能否限定应限自由度。确定了定位元件后还需要选择夹紧元件，最后就是确定专用夹具的结构形式。
关键词：快挡拨叉零件；工艺；夹具；
Abstract
The design of turntable parts machining process based design of fixture design. The main processing parts processing plane and holes. In general, ensure easy to guarantee precision machining holes than. Therefore, the design principle is first machined surface after machining hole surface. In the fixture design of parts, mainly according to the requirement of machining process, the number of degrees of freedom analysis should limit, then according to the surface characteristics of components selected location element, then analyze the selected location components can be qualified shall be limited degrees of freedom. Determine the location element also need to select the clamping element, the last is to determine the structure of the special fixture.
Keywords: cutter turntable parts; technology; fixture;
目 录
摘 要 II
Abstract III
第1章 零件的分析 1
1.1零件的作用 1
1.2零件的工艺分析 2
1.3零件的生产类型 2
第2章 确定毛坯的种类和制造方法 3
2.1选择毛坯 3
2.2确定机械加工余量 3
2.3设计毛坯尺寸 3
第3章 拟定工艺路线 5
3.1基准的选择 5
3.2零件表面加工方法选择 5
3.3工艺路线的拟定 6
第4章工序设计 7
4.1选择加工设备与工艺装备 7
4.2 确定工序尺寸 8
4.3切削用量及基本时间确定 9
第5章 钻孔夹具设计 14
5.1研究原始质料 14
5.2定位基准的选择 14
5.3 切削力及夹紧力的计算 14
5.4误差分析与计算 15
5.5 零、部件的设计与选用 16
5.5.1定位销选用 16
5.5.2 钻套、衬套、钻模板设计与选用 17
5.6夹具设计及操作的简要说明 18
总 结 19
参考文献 20
致 谢 21
第1章 零件的分析
1.1零件的作用
快挡拨叉在运输车的变速箱中，与操纵机构的其他零件结合，用它拨动滑动齿轮，实现倒车。φ14H9为配合面有较高精度。槽14H13为滑动拨动的配合表面。下拨叉为与滑动齿轮接触的表面。
1.2零件的工艺分析
该零件是叉架零件，形状不大规则，尺寸精度、形位精度要求不高，为大批量生产零件，其主要技术要求分析如下：
其主要加工的有14H9表面粗糙度为Ra6.3um，是一个比较重要的孔，其轴线要保证与M直线度0.03；斜脚面尺寸要求公差尺寸为-0.48到0；开挡公差尺寸为0.1到0.2，表面粗糙度为Ra6.3um并保证与14H9轴线的垂直度为0.25主要是保证叉面能正确地安装在变速箱的倒档轴上，拨叉利用弹簧、滚珠在轴上进行定位，；R19面粗糙度为Ra12.5um，表面要求淬火处理，硬度要求为48~53HRC；下爪总长公差尺寸为-1到0；后脚面公差尺寸为0到0.52，前面到轴线尺寸18的公差尺寸为±0.2；孔8.7公差尺寸为0到0.09，其轴线到开挡前脚面的尺寸41.5的公差尺寸为±0.15，孔深32公差尺寸为-1到0；拨叉尺寸要求较高，两内表面归于孔8.7的对称度为0.4，内表面表面粗糙度为Ra12.5，内表面满足配合14H13公差尺寸为0到0.27，其槽底部分允许呈R3max圆角或2最大长为3的倒角；孔8.7还需锪平直径为12；孔24端面、开挡内R15面、孔8.7内表面以及槽14H13底面表面粗糙度为Ra25一般的加工都可获得。通过分析该零件，其布局合理，虽结构复杂，但加工要求比较容易保证，通过专用夹具可保证其加工要求，整个图面清晰，尺寸完整合理，能够完整表达物体的形状和大小，符合要求。
1.3零件的生产类型
依设计题目，结合生产实际可知该零件的生产纲领零件是大批量生产的铸件。
第2章 确定毛坯的种类和制造方法
2.1选择毛坯
由于零件的结构比较复杂，大批量生产，又是薄壁的中小型零件，所以采用砂型铸造，工件材料为KTH350-10。
2.2确定机械加工余量
铸件的尺寸公差按GB/T6414-1999确定，机械加工余量按GB/T11351-89确定。 根据GB/T6414-1999查表得尺寸公差CT为8-12级。加工余量等级为F～H。所以，可取CT=9级。查表（GB/T6414）查出各表面的公差数值。
零件尺寸 公差CT
端面46 2
脚面圆柱面15 1.6
脚面圆柱面19 1.7
两脚面尺寸6 1.5
14H13槽面尺寸14 1.6
槽底面14 1.6
叉脚开挡尺寸40 1.7
2.3设计毛坯尺寸
快挡拨叉毛坯图尺寸（单位：mm）
零件表面 总余量 毛坯尺寸 公差CT
端面46 2 50 2
脚面圆柱面15 2 13 1.6
脚面圆柱面19 2 17 1.7
两脚面尺寸6 2 10 1.5
14H13槽面尺寸14 2 10 1.6
槽底面14 2 12 1.6
叉脚开挡尺寸40 2 36 1.7
第3章 拟定工艺路线
3.1基准的选择
根据零件图纸及零件的使用情况分析，知Φ14H9孔，槽宽，叉子面厚，叉子面与腹板的距离等均应通过正确的定位才能保证，故对基准的选择应予以分析。
（1）粗基准的选择
按照粗基准的选择原则，为保证不加工表面和加工表面的位置要求，应选择不加工表面为粗基准，故此处选择5mm厚的腹板右侧为第一毛坯表面基准，在加工Φ14H9孔时，为保证Φ24mm的外圆表面为第二粗基准。
（2）精基准的选择 ，各工序则以该孔为定位精基准，从靠近叉脚的Φ24mm端面为轴向尺寸的定位基准不重合，这时需要进行尺寸链的换算。
3.2零件表面加工方法选择
本零件的加工面有内孔、倒角、槽、下底面、圆环面等，材料为KTH350-10。以公差等级和表面粗糙度要求，参考有关资料，其加工方法选择如下。
（1）φ24端面:表面粗糙度为Ra25um，可选粗铣即可满足要求。
（2）φ14H9孔：公差等级为9级，表面粗糙度为Ra6.3um，公差尺寸0到0.043，根据GB/T1800.3-1998规定其公差等级按IT9，可以先钻后扩孔来满足要求。
（3）开挡R15内圆柱面：表面粗糙度为Ra25um，未标注公差等级，故粗铣即可满足要求。
（4）脚面：表面粗糙度Ra6.3um，加工方法可采用粗铣即可达到要求。
（4）开挡：表面粗糙度为Ra12.5um，加工方法可采用粗铣即可达到要求。
（5）槽14H13：表面粗糙度为Ra12.5um，公差等级13，加工方法可采用粗铣即可达到要求。
（6）槽14H13底面：表面粗糙度为Ra25um，加工方法可采用粗铣即可达到要求。
（7）孔φ8：表面粗糙度Ra25um，公差尺寸为0到0.1，根据GB1800-79规定其公差等级按IT11，采用钻孔即可达到要求。
3.3工艺路线的拟定
（1）工艺路线的拟定
为保证达到零件的几何形状、尺寸精度、位置精度及各项技术 要求，必须制定合理的工艺路线。
由于生产纲领为大批量生产，所以采用通用机床配以专用的工、夹、量具，并考虑工序集中，以提高生产率和减少机床数量，使生产成本下降。按照先加工基准面及先粗后精的原则，该零件的加工可按以下工艺路线进行。
10、铸造
15、热处理
20、铣14H9孔端面
25、钻扩铰14H9孔
30、倒角14H9孔
35、铣开档叉脚面T1，T2面
40、铣开档40B12
45、铣槽14H13
50、钻8
55、去毛刺
60、检验
根据此工序安排，编出机械加工工艺路线卡及工序卡片。
第4章工序设计
4.1选择加工设备与工艺装备
（一）选择机床
1-1工序4钻扩铰14H9孔、工序5倒角及工序8钻8，工步不多，选用立式钻床就能满足要求，本零件外廓尺寸不大，选用Z525立式钻床。
1-2工序3、6、7是粗铣和精铣，各工序的工步数不多，成批生产不要求很高的生产率，故选用卧式铣床就能满足要求，选用X62卧式铣床即可。
（二）选择夹具
本零件除了铣槽和钻小孔需要专用量具外，其它用通用量具即可。
（三）选择刀具
1-1工序3铣端面。镶齿三面刃铣刀。
1-2工序4钻扩铰14H9孔。选择莫氏锥柄麻花钻13 GB/T1438.1-1996。其直径为14mm，工作长度46mm
1-3工序4 14H9孔。选择14 GB/T 1141-1984。其直径为14mm，工作长度46mm，莫氏锥度为1号，总长189mm。
1-4工序5倒角。
1-5工序3、6、7都是铣。铣刀按表5-105选镶齿三面刃铣刀，直径为100，孔径d=27，齿数z=12。
1-6工序8钻8孔。孔径为8.7mm无通用刀具，故可制造专用刀具，方便制造及经济效益，可做成直柄麻花钻。
（四）选择量具
本零件为大批量生产，一般尽可能采用通用量具，根据表面精度、尺寸和形状等要求，参考有关手册资料，选择量具如下表：
工序 工序名称 量具
3 铣端面 游标卡尺、粗糙块
4 钻扩铰14H9孔 游标卡尺、塞规
5 倒角 游标卡尺
6 铣脚面、开挡 游标卡尺、粗糙块
7 铣槽 游标卡尺、粗糙块
8 钻8 游标卡尺、塞规
4.2 确定工序尺寸
1.φ24端面加工余量
加工表面 工序双边余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度
粗铣 粗铣 粗铣
端面50 4 46 Ra25
2.钻扩铰14H9孔
加工表面 工序双边余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度
钻扩孔 钻孔 扩孔 钻孔 扩孔 钻孔 扩孔
13 1 Ra6.3
3.面加工余量
加工表面 工序余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度
粗铣 精铣 粗铣 精铣 粗铣 精铣
T1，T2面 2 15 Ra25
T1，T2面 2 Ra12.5
脚面 1.6 0.4 Ra12.5 Ra6.3
14H13槽底面 2 10 Ra25
14H13槽 1.6 0.4 14.4 Ra25 Ra12.5
4.钻孔
加工表面 工序双边余量 工序尺寸及公差 表面粗糙度
8孔 8 8 Ra25
4.3切削用量及基本时间确定
1工序10
切削用量：本工序为粗铣端面，已知加工材料为KTH350-10，表面淬火处理后HRC48-53。
确定粗铣端面的切削用量。所选刀具为镶齿三面刃铣刀。
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