副变速拨叉铣叉口内侧面夹具设计（含全套CAD图纸）

目 录 1 零件的工艺分析及生产类型的确定 1 1 1 1 2 确定毛胚类型绘制毛胚简图 1 1 1 2 3 工艺规程设计 2 2 4 6 序尺寸和公差的确定 7 8 4 专用钻床夹具设计 13 具设计任务 13 定钻床夹具结构方案与绘制夹具草图 14 制夹具装配总图 14 具装配图上标注尺寸，定位误差分析 15 课程设计总结 17 参考文献 17 如需设计图纸等文件，请加 扣扣： 401339828 提供全套毕业设计下载，该论文已经通过答辩，优秀！ 1 零件的工艺分析及生产类型的确定 件的作用 副变速拨叉是变速箱换挡机构中的一个重要零件。拨叉头以 14孔套在变速叉轴上，并用销钉经 孔与变速叉轴连接，拨叉脚则夹在双联变换齿轮的槽中。当需要变速时，操作变速杆，变速操作机构就通过拨叉头部的操作槽带动拨叉与变速拨叉轴一起在变速箱中滑移，拨叉脚拨动双联变换齿轮在花键轴上滑动以改换档位。 件的工艺分析 由零件图可知，其材料为 度和韧性，易于锻造、铸造加工。 该零件形状特殊，结构一般复杂，属叉杆类零件。拨叉脚两端面、变速叉轴孔 14和两耳内表面 14重要工作表面，其他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，而主要加工表面虽然加工精度相对较高，但也可以再正常的生产条件下，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。 该零件的主要加工表面为拨叉脚两端面、变速叉轴孔 14和锁销孔+ ，在设计工艺规程时应重点予以保证。 定零件的生产类型 按照教学要求，该副变速拨叉的生产类型为大批量生产。 2 确定毛胚类型绘制毛胚简图 择毛胚 根据零件材料为 件结构一般复杂，生产类型为大批量生产，确定毛胚为铸件。毛胚的铸造方法选用砂型机器造型，由于孔需铸出，故还应安放型芯，此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效。 定毛胚尺寸和机加工余量 根据铸件采用砂型机器造型，材料为可锻黑铸铁，其加工表面的铸造尺寸精度等级由机械制造技术基础课程设计（高等教育版）（以下简称参考一）表 ，铸件尺寸公差等级为 由参考一表 主要毛胚尺寸 加工表面 两件尺寸 加工余量 毛胚尺寸 公差 叉头孔 14侧余量一半 0耳内表面 14侧余量一半 0叉脚两端面 6侧余量一半 0叉脚内表面 40侧余量一半 6叉头左右端面 70侧余量一半 4件毛胚图 零件毛胚图一般包括铸造毛胚形状、尺寸及公差、加工余量与工艺余量、铸造斜度及圆角、分型面、浇冒口残根位置、工艺基准及其他有关技术要求等。根据主要毛胚尺寸，该铸件毛胚图如下图（一）图（二）所示 3 工艺规程设计 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。 叉轴孔 14的 轴线是拨叉脚两端面和两耳内表面 14设计基准，拨叉头左端面是拨叉轴方向上的设计基准。选用叉轴孔 14的轴线和拨叉头左端面做精基准定位加工拨叉脚两端面和两耳内表面 14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要求。另外，由于拨叉 图（一） 图（二） 件 刚性较差，受力易产生变形，选用拨叉头左端面做精基准，夹紧力作用在拨叉头的右端面上，可避免在机械加工中产生夹紧变形，加紧稳定可靠。 选择变速叉轴孔 14的外圆面和拨叉头右端面做粗基准。采用14的外圆面定位内孔可保证孔的壁厚均匀；采用拨叉头右端面做粗基准加工左端面，可以为后续准备好精基准。 定工艺路线 工艺路线的拟定是制定工艺规程的总 体布局，包括确定加工方法划分加工阶段决定工序的集中与分散、加工顺序的安排以及安排热处理、检验及其他辅助工序（去毛刺、倒角等）。他不但影响加工的质量和效率，而且影响工人的劳动强度、设备投资、车间面积、生产成本等。 因此拟定工艺路线是制定工艺规程的关键性一步，必须在充分调查研究的基础上提出工艺方案，并加以分析比较，最终确定一个最经济合理的方案。 根据零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度要求，查参考一表 参考一表 加工方案的经济精度和表面 粗糙度，确定变速副拨叉零件各表面的加工方法，如下表所示： 各表面加工方案 加工表面 尺寸及偏差 /寸精度等级 表面粗糙度/ m 加工方案 拨叉头孔 + 镗 两耳内表面 铣 拨叉脚两端面 铣 拨叉脚内表面 铣 拨叉头左端面 70 5 粗铣 拨叉头右端面 70 5 粗铣 锁销孔 5 钻 该副变速拨叉加工质量较高，可将加工阶段划分为粗加工、半 精加工几个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准（拨叉头左端面和叉轴孔）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；然后粗铣拨叉头右端面、两耳内表面、拨叉脚两端面、拨叉脚内表面。在半精加工阶段，完成拨叉头孔的镗和轴销孔 的钻加工。 选用工序集中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 缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。 （ 1）机械加工工序 遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准 拨叉头左端面和叉轴孔+；遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序；遵循“先主后次”原则，先加工主要表面 叉轴孔 +拨叉脚两端面，后加工次要表面 两 耳内表面、拨叉脚两内表面；遵循“先面后孔”原则，先加工拨叉头端面再加工叉轴孔 +先加工两耳内表面再钻销轴孔 。由此初拟定副变速拨叉机械加工工序安排，如下： 副变速拨叉机械加工工序安排（初拟） 工序号 工序内容 简要说明 10 粗铣拨叉头两端面 “先基准后其他” 20 粗镗、半粗镗+孔（主要表面） “先面后孔”“先主后次” 30 铣拨叉脚两端面（主要表面） “先主后次” 40 铣拨叉脚内表面（次要表面） “先主后次” 工序号 工序内容 简要说明 50 铣两耳内表面（次要表面） “先主后次” 60 孔（次要表面） “先面后孔” （ 2）辅助工序 在镗 +后应安排倒角，在钻 孔完成后应安排去毛刺、清洗和终检工序。 综上所述，该变速副拨叉工序的安排顺序为：基准加工 主要表面加工 次要表面加工。 在综合考虑工艺顺序安排原则的基础上，拟定拨叉的机械加工工艺路线，见下图： 变速副拨叉机械加工工艺路线（修改后） 工序号 工序内容 定位基准 10 粗铣拨叉头两端面 端面、+叉脚内表面 20 粗镗、半粗镗、倒 角+孔 右端面、 +叉脚内表面 30 铣拨叉脚两端面 左端面、+0 铣拨叉脚内表面 左端面、+叉脚内表面 50 铣两耳内表面 左端面、+叉脚内表面 60 孔 左端面、 +叉脚内表面 70 去毛刺 80 校正拨叉脚 90 清洗 100 终检 工设备及工艺装备的选用 机床和工艺装备的选择应在满足零件加工工艺的需要和可靠地保证零件加工质量的前提下，与生产批量和生产节拍相适应，并 应优先考虑采用标准化的工艺装备和充分利用现有条件，以降低生产准备费用。 副变速拨叉的生产类型为大批生产，可以选用高效的专用设备和组合机床，也可选用通用设备，所选用的夹具均为专用夹具。根据参考一表 式铣床各种型号及主要参数、表 工序加工设备及工艺装备的选用见下表： 加工设备及工艺装备 工序号 工序内容 加工设备 工艺装备 10 粗铣拨叉头两端面 立式铣床 速钢套式铣刀、游标卡尺 20 粗镗、半粗镗、倒角孔 立式铣床 刀、卡尺、锥柄圆柱塞规 30 铣拨叉脚两端面 立式铣床 速钢套式铣刀、游标卡尺 40 铣拨叉脚内表面 立式铣床 速直齿三面刃铣刀、游标卡尺 50 铣两耳内表面 立式铣床 速直齿三面刃铣刀、游标卡尺 60 孔 立式钻床 花钻、游标卡尺、锥柄圆柱塞规 70 去毛刺 钳工台 80 校正拨叉脚 钳工台 手锤 90 清洗 清洗机 100 终检 塞规、百分尺、卡尺等 工余量、工序尺寸和公差的确定 0 粗铣拨叉头两端面 以右端面定位，粗铣左端面，铣削量 2左端面定位，粗铣右端面，铣削量为 2 0 粗镗、半粗镗 14孔 铸造后双侧余量一半为 2镗双侧余量 3精镗双侧余量 1 0 铣拨叉脚两端面 铸造后双侧余量一半为 2 0 铣拨叉脚内表面 铸造后双侧余量一半为 2 0 铣两耳内表面 铸造后双侧余量一半为 2 0 钻 孔 一次钻孔。 立切削用量及基本工时 0 粗铣拨叉头两端面 该工序分两个公步，公步 1是以右端面定位，粗铣左端面；工步 2是以左端面定位，粗铣右端面，它们所选用的背吃刀量削速度f 是一样的。 （ 1）背吃刀量 由于切削量较小，故选择 次走刀即可完成。 （ 2）进给量 参考一表 机床、工件、夹具系统刚 度为中等条件选取，该工序的每齿进给量z。 （ 3）铣削速度 由本工序采用高速钢整体铣刀、0数 z =12。查参考一表 定铣削速度 sn= 0 0 0 4 4 . 940 =本工序采用 参考一表 转速80r/实际切削速度 w 4 0 3 8 01 0 0 0 1 0 0 0 =80r/，工作台的每分钟进给量mf=zf z 也可根据参考一表 00mm/ （ 4）基本工时 由于该工序包括两个工步，每个工步的基本加工时间计算查参考一表 0 0 00 . 5 ( 1 3 ) m m , ( 0 . 0 3 0 . 0 5 )l d C d C C d （ ）。确定1l=14l=2l =24该工序的基本时间为 1 4 2 0 . 1 3 m i n 8 s 300l l ， 则该工序基本工时为 16s。 0 粗镗、半粗镗、倒角 + 该工序分为三个工步： （ 1）粗镗 10孔工步 取背吃刀量参考一表 速钢镗刀镗孔的切削用量得，切削速度取 v =35m/给量取 f =r,则 sn= 0 0 0 3 510 =1114r/本工序采用 式铣床，取转速225r/实际切削速度为 0 1 2 2 51 0 0 0 1 0 0 0 m/ 2）半镗 13孔工步 取背吃刀量参考一表 速钢镗刀镗孔的切削用量得，切削速度去 v =20m/给量取 r,则 sn= 0 0 0 2 013 =490r/ 本工序采用 转速90r/实际切削速度为0m/ （ 4）基本工时 由参考一表 孔基本时间的计算 2r, ( 2 3 ) m m , 3 5 m mt a l i i l lf n f n ，因此粗镗工步基本工时为11s，半精镗工步基本工时为 46s。 0 铣拨叉脚两端面 该工序分两个公步，公步 1是粗铣拨叉脚左端面；工步 2是粗铣拨叉脚右端面。它们所选用的背吃刀量削速度f 是一样的。 （ 1）背吃刀量 由于切削量较小，故选择 次走刀即可完成。 （ 2）进给量 参考一表 机床、工件、夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量z。 （ 3）铣削速度 由本工序采用高速钢整体铣刀、0数 z =12。查参考一表 定铣削速度 sn= 0 0 0 4 4 . 940 =本工序采用 ，查参考一表 转速80r/实际切削速度 w 4 0 3 8 01 0 0 0 1 0 0 0 =80r/，工作台的每分钟进给量mf=zf z 可根据参考一表 00mm/ （ 4）基本工时 由于该工序包括两个工步，每个工步的基本加工时间计算查参考一表 00 . 5 ( 1 3 ) m ml d C d C （ ），0 ( 0 . 0 3 0 . 0 5 )确定 1l=14l=2l =62该工步的基本时间为 1 4 2 0 . 2 6 m i n 1 5 . 6 s 300l l ，该工序基本工时为 32s。 0 铣拨叉脚内表面 该工序分两个公步，公步 1是粗铣拨叉脚左内表面；工步 2是粗铣拨叉脚右内表面，它们所选用的背吃刀量削速度f 是一样的。 （ 1）背吃刀量 由于切削量较小，故选择 次走刀即可完成。 （ 2）进给量、铣削速度 机械加工工艺人员手册（第三版）下文简称参考二表 14d =68数 z =16，每齿进给量削速度9m/ 0 0 0 4 968 =本工序采用 立式铣床，查参考一表 转速10r/实际切削速度 w 6 8 2 1 01 0 0 0 1 0 0 0 =10r/，工作台的每分钟进给 量mf=zf z 可根据参考一表 50mm/ （ 3）基本工时 由于该工序包括两个工步，它们所选用的背吃刀量削速度f 是一样的，所以两工步基本工时也相同。偏角r 90 ，查参考一表 0 00 . 5 ( 1 3 ) m ml d C d C （ ），0 ( 0 . 0 3 0 . 0 5 )确定1l=14l=2l =6每个工步工序的基本时间为 4 2 0 . 0 9 m i n 5 s 250l l ，该工序基本工时为 10s。 0 铣两耳内表面 该工序分两个公步，工步一是粗铣左耳内表面，工步二是粗铣右耳内表面，由于它们的机械加工余量，粗糙度要气相同，因此它们所选用的背吃刀量削速度f 是一样的。 （ 1）背吃刀量 由于切削量较小，故选择 次走刀即可完成。 （ 2）进给量、铣削速度 机械加工工艺人员手册（第三版）下文简称参考二表 14d =68数 z =16，每齿进给量削速度9m/ 0 0 0 4 968 =本工序采用 立式铣床，查参考一表 转速10r/实际切削速度 w 6 8 2 1 01 0 0 0 1 0 0 0 =10r/，工作台的每分钟进给量mf=zf z 可根据参考一表 50mm/ （ 3）基本工时 由于该工序包括两个工步，它们所选用的背吃刀量削速度f 是一样的，所以两工步基本工时也相同。偏角r 90 ，查参考一表 0 00 . 5 ( 1 3 ) m ml d C d C （ ），0 ( 0 . 0 3 0 . 0 5 )确定1l=14l=2l =15每个工步工序的基本时间为 1 4 2 0 . 1 2 4 m i n 8 s 250l l ，该工序基本工时为 16s。 孔 （ 1）切削用量 由工件材料为 参考二表 10定直径 的麻花钻，查参考一表 削速度0m/给量 f =r，取 0 0 0 2 08 . 7 r/本工序采用 表 速80r/实际切削速度为 w 8 . 7 6 8 01 0 0 0 1 0 0 0 = 2）基本工时 由参考一表 步1 r 28 . 7c o t ( 1 2 ) m m ( c o t 4 5 1 ) m m 4 . 1 m m , 1 m m , 2 022Dl l l m m ，则该工序的基本时间为 12j 4 . 1 1 2 0 0 . 1 8 m i n 1 1 2 6 8 0l l lt 4 专用钻床夹具设计 设计工序：副变速拨叉铣叉口内侧面夹具设计 题的提出 本夹具要用于副变速拨叉铣叉口内侧面夹具设计夹具精度等级为 ，粗糙度为 道工序只精铣一下即达到各要求，因此，在本道工序加工时，我们应首先考虑保证副变速拨叉铣叉口内侧面夹具设计的各加工精度，如何提高生产效率，降低劳动强度。 具设计 位基准的选择 拟定加工路线的第一步是选择定位基准。定位基准的选择必须合理，否则将直接影响所制定的零件加工工艺规程和最终加工出的零件质量。基准选择不当往往会增加工序或使工艺路线不合理 ，或是使夹具设计更加困难甚至达不到零件的加工精度（特别是位置精度）要求。因此我们应该根据零件图的技术要求，从保证零件的加工精度要求出发，合理选择定位基准。此零件图没有较高的技术要求，也没有较高的平行度和对称度要求，所以我们应考虑如何提高劳动效率，降低劳动强度，提高加工精度。 25 的孔和其两端面都已加工好，为了使定位误差减小，选择已加工好的 25 孔和其端面作为定位精基准，来设计本道工序的夹具，以两销和两已加工好的 25 孔的端面作为定位夹具。 为了提高加工效率，缩短辅助时间，决定用简单的螺母作为夹紧机构。 （ 1）刀具： 式铣刀 机床： 万能铣床 由 3 所列公式 得 查表 8 得其中： 修正系数 0.1C q X y u 8 z=24 0 代入上式 ， 可得 F= 因在计算切削力时，须把安全系数考虑在内。 安全系数 K=4321 1K 为基本安全系数 K 为加工性质系数 K 为断续切削系数 以 （ 2）夹紧力的计算 选用夹紧螺钉夹紧机 由 21 其中 f 为夹紧面上的摩擦系数，取 F= G G 为工件自重 N 夹紧螺钉： 公称直径 d=20料 45 钢 性能级数为 006 M P 8 0108 螺钉疲劳极限： M P 极限应力幅： M P 许用应力幅： M P aS 螺钉的强度校核：螺钉的许用切应力为 s= 取 s=4 得 满足要求 M P 经校核： 满足强度要求，夹具安全可靠， 使用快速螺旋定位机构快速人工夹紧，调节夹紧力调节装置，即可指定可靠的夹紧力 （ 1）定位元件尺寸及公差确定。 夹具的主要定位元件为一平面和一定位销， 孔与销间隙配合。 （ 2） 工件的工序基准为孔心，当工件孔径