机械制造技术课程设计-拖拉机变速箱拨叉零件加工工艺及钻Ф50拨叉脚内端面夹具设计【全套图纸】 .pdf

辽宁工程技术大学 课 程 设 计 题 目： “拨叉”的机械加工工艺规程及 加工50mm 的工艺装备设计 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 班 级：机械 sx05-1 班 姓 名： 指导教师： 完成日期： 2008-7-1 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 i 课程设计任务书课程设计任务书 一、设计题目一、设计题目 “拨叉” 的机械加工工艺规程及50 +0.17 0 尺寸加工的专用夹具设计 二、原始资料二、原始资料 (1) 被加工零件的零件草图 1 张 (2) 生产类型: 中批量生产 三、上交材料三、上交材料 (1) 被加工工件的零件图 1 张 (2) 工件的毛坯图 1 张 (3) 机械加工工艺过程卡片 1 张 (4) 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 1 张 (5) 夹具装配图 1 张 (6) 课程设计说明书(50008000 字) 1 份 说明书主要包括以下内容（章节）说明书主要包括以下内容（章节） 目录 摘要（中外文对照的，各占一页） 零件工艺性分析 机械加工工艺规程设计 指定工序的专用机床夹具设计 方案综合评价与结论 体会与展望 参考文献 列出参考文献(包括书、期刊、报告等，10 条以上) 课程设计说明书一律用 a4 纸、纵向打印. 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 ii 四、进度安排四、进度安排(参考参考) (1) 熟悉零件,画零件图 2 天 (2) 选择工艺方案,确定工艺路线,填写工艺过程综合卡片 5 天 (3) 工艺装备设计(画夹具装配图及夹具体图) 9 天 (4) 编写说明书 3 天 (5) 准备及答辩 2 天 五、指导教师评语五、指导教师评语 成成 绩：绩： 指导教师指导教师 日日 期期 成绩评定成绩评定 采用五级分制，即优秀、良好、中等、及格和不及格。 优秀：设计方案合理并新颖，设计说明书及设计图纸规范、内容 丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想； 良好：设计方案合理，设计说明书及设计图纸比较规范、内容比 较丰富。在设计过程中勤奋好学、有创新思想； 中等： 设计方案一般， 设计说明书及设计图纸欠规范、 内容一般。 在设计过程中比较勤奋、创新思想不明显； 及格：设计方案不完善，存在一些小错误，说明书及设计图纸欠 规范、内容一般。在设计过程中勤奋精神不够： 不及格：设计方案有严重错误，设计说明书及设计图纸不规范、 内容浅薄。在设计过程中勤奋好学精神不够。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 iii 摘摘 要要 这次设计的是拖拉机用拨叉零件，包括零件图、毛坯图、装配图 各一张，机械加工工艺过程卡片和与工序卡片各一张。首先我们要熟 悉零件和了解其作用，它位于拖拉机变速箱的换挡机构中，主要起换 档作用。然后，根据零件的性质和零件图上各端面的粗糙度确定毛坯 的尺寸和械加工余量。最后拟定拨叉的工艺路线图，制定该工件的夹 紧方案，画出夹具装配图。 我希望能通过这次课程设计，了解并认识一般机器零件的生产 工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联 系实际，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打 下一个良好的基础，并且为后续课程的学习打好基础。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 iv abstract this time i design the tractors of the shift forks , including that the part pursuing , the blank pursues , assembling pursues , the machine work procedure card the working procedure card every sheet .we should know the part very well and know its effect first , it is worked in the organization which is used for change the speed in a tractor, and the mainly role of the part is alter the speed. then, we design the dimension of the blank and instrument process a margin of the part according to part character and the harshness of each face .finally, i design the handicrafts route picture of the shift forks, work out the fastening motion scheme being workpieces turn , draw up clamp assembling picture. i want to knowing the general productive technology of machine part , consolidating and deepening the knowledge of basic course and specialized course what i have already learned , integrates theory with practice, and improve the ability to solve problems, whats more , striking the basis for the future work and thefollowing courses tudying . . 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 v 目目 录录 1.拨叉的工艺分析及生产类型的确定-1 1.1 拨叉的用途-1 1.2拨叉的技术要求-1 1.3审核拨叉的工艺性-2 1.4.确定拨叉的生产类型-2 2确定毛坯、绘制毛坯简图-2 2.1选择毛坯-2 2.2确定毛坯的尺寸公差和加工余量-2 3拟定拔叉工艺路线-3 3.1定位基准的选择-3 3.2表面加工方法的确定-4 3.3 加工阶段的划分-4 3.4 工序的集中与分散-5 3.5，工序顺序的安排-5 3.6：确定工艺路线-5 4、 夹具设计-7 4.1 问题的提出-7 4.2 夹具设计-7 参考文献-9 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 1 1 拨叉的工艺分析及生产类型的确定拨叉的工艺分析及生产类型的确定 1.1 拨叉的用途拨叉的用途 该拨叉产品主要应用在拖拉机变速箱的换挡机构之中，拨叉以 20 +0.035 0 mm 孔套在变速叉轴上，并用销钉经8 孔与变速叉轴联结， 拨叉脚则夹在双联变换齿轮的槽中。当需要变速时，操纵变速杆，变 速操纵机构就通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与变速叉轴一起在变 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， 从而改变拖拉机的行驶速度。 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、刚度和韧性，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20mm 和锁销孔8 ， 在设计工艺规程时应重点予以保证。 1.2 拨叉的技术要求拨叉的技术要求 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 尺寸精度等级 表面粗糙度 ra/ m 拨叉头右端面 34 it12 12.5 拨叉头左端面 34 it10 2.5 20mm 孔 20 it8 1.6 10mm 孔 10 it10 3.2 拨叉脚两端面 12 it11 6.3 操纵槽端面 78 it12 8 孔 8 it10 3.2 3 孔 3 it12 叉爪口内侧面 50 it11 6.3 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 2 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 8mm。 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确定拨叉的生产类型 依设计题目。该拨叉的生产类型定为中批量生产。 2 确定毛坯、绘制毛坯简图确定毛坯、绘制毛坯简图 2.1 选择毛坯选择毛坯 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 方法制造毛坯。 2.2 确定毛坯的尺寸公差和加工余量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 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 3 素。 2.2.1 公差等级公差等级 由于拨叉的功用和技术要求。确定该零件的公差等级为普通级。 2.2.2 铸件重量铸件重量 经计算机械加工后该拨叉件的重量为 1kg，由此可初步估计机械 加工前铸件毛坯的重量为 1.5kg。 2.2.3 铸件的材质系数铸件的材质系数 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50 2.4 2.2 - 厚度 34 2.3 2.6 - 厚度 12 2.1 2.2 - 孔径20 2.2 2.4 - 中心距 78 1 0.2 - 3 拟拟定定拔拔叉工艺叉工艺路线路线 3.1 定定位基准位基准的选择的选择 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 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 4 为辅助粗基准。 3.1.2 精基准的选择精基准的选择 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 表面表面加工加工方法方法的确定的确定 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 尺寸精度等级 表面粗糙度 ra/ m 加工方案 拨叉头右端面 it12 12.5 粗铣 拨叉头左端面 it10 2.5 粗铣- 半精铣 20mm 孔 it8 1.6 钻- 粗绞- 精绞 10mm 孔 it10 3.2 钻- 绞 拨叉脚两端面 it11 6.3 粗铣 拨叉脚下端面 it10 2.5 粗铣- 半精铣 操纵槽端面 it12 粗铣 8 孔 it10 3.2 钻- 绞 3 孔 it12 钻 叉爪口内侧面 it11 6.3 钻- 绞 3.3 加工加工阶段阶段的的划划分分 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 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 5 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。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 6 工 序 号 工序内容 设 备 工 艺 装 备 1 粗铣两端面至 35.125-34.875mm ra12.5m 立式铣床 x51 高速钢套式面铣刀、游 标卡尺、专用夹具 2 半精铣拨叉头左端 面至 34-33.9mm ra3.2m 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、精铰孔 至20-20.035mm ra1.6m 四面组合钻 床 麻花钻、铰刀、卡尺、 塞规 4 钻、铰孔至 10-10.090mm ra3.2m 四面组合钻 床 麻花钻、铰刀、卡尺、 塞规 5 校正拨叉脚 钳工台 手锤 6 粗铣两端面至 12-11.982mm ra6.3m 卧式双面铣 床 三面刃铣刀、游标卡 尺、专用夹具 7 粗铣、半精铣下端 面至 76-75.8mm ra2.5m 立式铣床 x51 铣刀、游标卡尺、专用 夹具 8 粗铣操纵槽端面至 24-23.79mm ra12.5m 立式铣床 x51 铣刀、游标卡尺、专用 夹具 9 钻孔至8-8.06mm ra3.2m 四面组合钻 床 麻花钻、铰刀、内径千 分尺 10 钻孔至3-3.14mm 四面组合钻 床 麻花钻、内径千分尺 11 钻、绞内侧面至 50.17-50mm ra6.3m 四面组合钻 床 麻花钻、铰刀、内径千 分尺 12 去毛刺 钳工台 平锉 13 中检 塞规、百分表、卡尺等 14 热处理 淬火机等 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 7 15 校正拨叉角 钳工台 手锤 16 磨削拨叉角两端面 磨床 m7120a 砂轮、游标卡尺 17 清洗 清洗机 18 终检 四面组合钻 床 塞规、百分表、卡尺等 4 夹具设计夹具设计 4.1 问问题的题的提出提出 本夹具主要用来绞50mm 孔，有一定的精度要求和公差要求。 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。 4.2 夹具夹具设计设计 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 11钻绞50 的夹具。本夹具将用于四面 组合机床，刀具为麻花钻、绞刀。 4.2.1 定定位基准位基准选择选择 由为了保证大孔和小孔中心距的尺寸和公差要求，因此采用 两小孔的轴心为定位基准。从而保证了加工部位的尺寸和位置要求。 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。 4.2.2 定定位误位误差分析差分析 （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。此外，这两定位销共同保证加工尺寸的精 度。 （2）计算钻套中心线与工作台的垂直度误差。 辽 宁 工 程 技 术 大 学 课 程 设 计 8 钻套外径50g5 与衬套孔50h7 的最大间隙为： 026 . 0 )011 . 0 (015 . 0 max =-=d 衬套外径60r6 与钻模板孔60h7 的最大间隙为： 005 . 0 023 . 0 018 . 0 max -=-=d 则钻套中心与工作台平面的垂直度误差为：0.026-0.005=0.021。 （3）计算定位销轴与工作台的平行度误差。 定位销轴与夹具体孔的最大间隙为： 034 . 0 001 . 0 035. 0 max =-=d 根据夹具体孔的长度，则上述间隙引起的最大平行度误差为： 0.034/14，即 0.24/100。 4.2.3 夹具设计及操作的简要说