C620拨动叉工艺及工装夹具设计【4张CAD图纸、工艺卡片和说明书】

内容摘要
本论文完成了对“C620拨动叉”中批生产工艺规程及工装设计。拨动叉类零件广泛应用于各种机械的变速箱中，本文在详细分析了零件加工的工艺规程及工装设计，从而实现定制中批量生产加工的工艺规程和工装设计。就拨动叉的加工工艺，分析了加工工艺的加工方案，最终确定了一套科学合理的加工路线，并在以后的计算过程中，验证了这套工序的合理性，最后，以铣F槽夹具设计为例，进行设计工装，并做了切削力、夹紧力的分析计算。

关键词：拨动叉；加工工艺；切削用量；定位；夹具

目   录
内容摘要 I
引   言 1
1  概述 3
1.1  题目来源 3
1.2 设计的任务 5
2  零件工艺分析 6
2.1  零件的作用、材料、形状特征 6
2.2  技术要求 6
2.3  设计基准 7
3  工艺过程设计 9
3.1  毛坯—零件综合图设计 9
3.2  工序判定 10
3.3  编制工艺卡 11
4  夹具设计 27
4.1  问题的提出 27
4.2  定位方案的确定 27
4.2.1  定位基准的选择 27
4.2.2  定位方案的确定 27
4.3  切削力及夹紧力计算 29
4.4  定位误差分析 30
4.5  定向键与对刀装置设计 31
4.6  夹具设计及操作简要说明 32
5  结论 34
参考文献 35

引   言
机械制制造业是国民经济的基础产业，其发达程度体现了一个国家的科学技术和社会生产力发展水平。目前，我国正处于经济发展的关键时期，机械制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志，也是国际间科技竞争的重点，但机械制造技术是我们的薄弱环节，因此必须对我国机械制造业现状进行进一步的分析和研究。
随着科学技术的发展，中国制造成了我们耳熟能详的一个词，但同时，中国制造也几乎成为了劣质产品的代名词，由此可以看出，我们的产品质量还有待提高，这很大程度上取决于我们的制造工艺。但是我国普及率不高，尚在开发、掌握之中，仍然是以传统加工方式为主体，这就使得我们的工艺水平的提高受到限制。
夹具是在机械制造各行业的工艺过程中，用以固定加工对象，使之占有正确位置，以便接受施工的一种工艺装备。在机械加工中应用最为广泛的是金属切削机床上使用的夹具，称其为机床夹具。无论是在机械加工、装配、检验，还是焊接、热处理等冷、热工艺中，以及运输工作中都大量采用夹具，因此，夹具在机械制造中占有很重要的地位。
夹具是机械加工中不可缺少的部件，现代机床夹具主要朝着标准化，高效化，自动化，特殊化等方向发展。
a.试验机的发展方向是由制样检测向制品(即成品、半成品)检测方向发展,这就要求与之相适应的夹具由原用于标准试样试验的夹具向用于成品检测的夹具发展.
b.夹具的使用向高效率，低劳动强度的方向发展。过去的夹具一般采用机械锁紧，费时费力，劳动强度大，效率低。随着工作环境的改善，及大批量试验(生产流水线随机抽检的)需要，夹具的夹紧方式由原来的机械夹紧向气压夹紧、液压夹紧等方向发展。
c.全自动夹具：从试样尺寸测量到装夹，再到开始试验，最后出测试报告一次完成。此类夹具成本很高，仅适用于大批量的相同试样或成品的测试和检验。
d.环境试验(高低温试验)的增多，使用于高低温的夹具增多。环境试验(高低温箱)的增多，给夹具的设计增加了难度。我们知道高温拉伸试验国家标准都有规定：圆试样用螺纹，板试样上有孔。由于连接方式固定，所以夹具的设计较为简单。但高低温试验却不同，它一般是在高低温箱中做试验，它的试样一般标距短(一般为常温试样)。这样一来夹具就必须装在高低温箱内，高低温试验一般由于试验机行程受限制(试验机在装标准夹具时行程)，这就要求夹具体积小，又要满足试验力，又要耐高温、低温,一般比较难设计。
e.连续试验夹具增多。由于过去一般是制样检测，试样的拉伸、压缩是分开进行的(即拉伸、压缩是用不同的夹具进行的)，而现在成品检测越来越多，试样在同一次试验中又要受拉伸，又要受压缩，又要有高的效率，只能用同一种夹具既做拉伸又做压缩。
f.特殊行业用试验夹具增多。随着科学技术的发展，一些新兴的行业对试验用夹具提出了新的要求，例如要求夹具结构小、无磁性，耐腐蚀(在溶液中做试验)等等。
C620拨动叉中批生产工艺规程及其铣槽夹具设计是在完成了大学的全部课程之后，进行的一次理论联系实际的综合运用，使我对专业知识、技能有了进一步的提高，为以后从事专业技术的工作打下基础。尤其是综合设计能力、创新能力、工程实践能力的培养与提高，同时也能够使我们在计算机应用、文献查阅等方面的技能得以提高，使我们对生产规程及工装的作用更加深刻的熟悉与理解，并为以后的实际工作奠定坚实的基础。
由于个人能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教，本人将表示真诚的感谢！

1  概述
拨动叉类零件广泛应用于机床、汽车、拖拉机等机械的变速箱中，作为变速箱变速的控制元件。以其良好的操纵性和良好的稳定性得到广泛应用，该零件的制造工艺虽然简单，但其过程涉及了机械加工工艺的多方面，具有一定代表性，本文将对该类零件的加工工序进行一次全面的阐述。

1.1  题目来源
零件如图：

图1-1  拨动叉零件图
一、零件图分析
拨动叉是由一个带矩形花键孔的柱体及其外圆面180°方向上连有两近似长方体的板翼组成，如图1-1所示。据其结构形式分析，中间花键孔是使拨动叉转动的传动连接部位，拨动叉的上端面是与其它零件连接的把合面，其下端有一槽口。其主要作用是靠花键传递转动力矩而转动，从而带动两翼板的摆动，起到拨动作用。花键联接为多齿工作，承载能力高，对中性、导向性好。又因其齿根较浅，应力集中较小，轴与毂强度削弱小。矩形花键齿定心精度高，按GB/T 1144/1987《矩形花键尺寸、公差和检验》规定，其定心方式为小径定心。拨动叉上在垂直于圆柱面上还有一M22×1.5的螺丝孔，其作用是用螺栓可防止花键轴的轴向串动。在上部翼板的侧面上还有一M10且端面仅锪平的丝孔，其作用是可当顶丝用，拆卸零件方便。拨动叉整体结构尺寸不大，刚性较好，但形状较为复杂，使得结构平稳性较差。
二、生产类型
（一） 生产纲领3000件/每年 拨动叉
1 年产量  Q＝生产纲领×每台件数×(1+备品率)×(1+废品率)
Q＝ 3000 (件)
月产量＝Q÷12=   250  (件)
Days=(365-52-14)÷12=25天
日产量(一天3班)＝月产量÷Days=250÷25=10(件)
2 生产量类型的确定：
查工艺人员手册，轻型（100公斤以内）零件的生产性质：
中批500～5000  大批5000～50000
拨动叉的生产性质：中批
考虑到保证产品按时定量完成，生产该产品的每一道工序的单件核算时间必须小于生产节拍（工艺卡填写过程考虑到客观随机因素的影响，将节拍乘80%后与单件核算时间比较），若大于生产节拍，就会造成完不成年产量，因此应改用多台机床加工。
（二）中批量生产采用流水线，其工艺特点
  1 毛坯特点：采用金属模造型，毛坯精度及余量中等。
  2 机床设备及机床布置：通用机床，机床按零件类别分工段排列。
  3 夹具及尺寸保证：专用夹具，调整法和自动获得法(如对刀块)保证尺寸。
  4 刀具、量具：专用或标准刀具、量具
  5 零件的互换性：多数互换，部分试配或修配。
  6工艺文件的要求：编制详细的工艺规程及关键工序的工序卡片。
  7 生产出率：中等
  8 成本：中等
  9 发展趋势：采用成组工艺。
三、加工设备
因为该零件为中批生产，所以工艺安排应考虑工序适当集中，考虑零件成批生产，产量比较大，综合经济与生产效率等因素，确定加工设备为通用机床，采用专用夹具。
1.2 设计的任务
该零件加工至成品，需完成从毛坯选择开始，编排工艺，工装夹具设计以及对该产品的说明书如下：
1．毛坯—零件综合图        1张
2．工艺过程卡片         1套
3．夹具装配图         1张
4．夹具体零件图         1张
5．说明书           1份

2  零件工艺分析
2.1  零件的作用、材料、形状特征
该零件为拨动叉。拨动叉属辅助零件，通过拨叉控制滑套与旋转齿轮的接合。滑套上面有凸块，滑套的凸块插入齿轮的凹位，把滑套与齿轮固连在一起，使齿轮带动滑套，滑套带动输出轴，将动力从输入轴传送至输出轴。摆动拨叉可以控制滑套与不同齿轮的结合与分离，达到换档的目的。
该拨叉采用HT200材料，灰铸铁可承受较大弯曲应力，用于强度、耐磨性要求较高的较重要的零件和要求保持气密性的铸件。有较好的耐热性和良好的减振性，铸造性较好。该拨动叉的结构较复杂，也适于用铸造的方法制造。
2.2  技术要求