拨叉零件加工工艺规程及钻M8螺纹孔夹具设计（全套CAD图+说明书）
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零件
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工艺
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m8
螺纹
罗纹
夹具
设计
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1.1 零件的作用
题目所给的零件是车床的拨叉。它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的φ25孔与操纵机构相连，二下方的φ50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。两件零件铸为一体，加工时分开。
1.2 零件的工艺分析
零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：
2.2.1小头孔以及与此孔相通的的螺纹孔
2.2.2大头半圆孔Ф50
2.2.3拨叉底面、小头孔端面、大头半圆孔端面，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.05mm，小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为0.05mm。
由上面分析可知，可以粗加工拨叉底面，然后以此作为粗基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。
- 内容简介：
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机械加工工艺卡片 工件名称 拨叉 工序号 零件名称 拨叉 零件号 零件重量 同时加工件数 1 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重量 钢板 铸件 设备 夹具 辅助工 具 名称 型号 专用夹具 立式 钻 床 安装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀长度 刀次数 背吃刀量 给量 mm/r 主轴转速 r/削速度 m/本工 时 钻 纹孔至 花钻 ，丝锥 游标卡 尺 10 1 2 75 绞 纹孔 至 8择速钢机用丝锥 游标卡尺 10 1 2 75 计者 指导老师 刘宏梅 共 1 页 1 页 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 产品名称 拨叉 零件名称 拨叉 共 1 页 第 1 页 材 料 牌 号 坯 种 类 精铸件 毛坯外形尺寸 0 每毛坯件数 1 每 台 件 数 1 备 注 工序号 工 序 内 容 设 备 工 艺 装 备 工 时 铸造 时效处理 铣左端各个端面 立式铣床 速钢端铣刀 铣右端各个端面 立式铣床 速钢端铣刀 钻，扩，铰 25 孔 立式钻床 花钻，扩孔钻，铰刀 铣 面 立式铣床 速钢端铣刀 纹孔 立式钻床 花钻，丝锥 圆 卧式车床 圆车刀 质检 X 入库 设计 （日期） 审核 （日期） 标准化 （日期） 会签 （日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 机 械 制 造 技 术 基 础 课 程 设 计 题目： 拨叉 的工艺规程及 钻 纹 孔 夹具设计 一、设计题目 拨叉的工艺规程及钻 二、原始资料 (1) 被加工零件的零件图 1张 (2) 生产类型 :（中批 或大批大量生产） 三、上交材料 1绘制零件图 1张 2毛坯图 1张 3编制机械加工工艺过程综合卡片 1套 4编制机械加工工艺卡片（仅编制所设计夹具对应的那道工序的机械加工工艺卡片） 1套 5绘制夹具装配图（ 1） 1张 6绘制夹具中 1个零件图（ 配图出来后，由指导教师为学生指定需绘制的零件图，一般为夹具体）。 1张 7编写课程设计说明书（约 5000 1份 四、进度安排 本课程设计要求在 3周内完成。 1第 l 2天查资料，熟悉题目阶段。 2第 3 7天，完成零件的工艺性分析 ,确定毛坯的类型、制造方 法和机械加工工艺规程的设计并编制出零件的机械加工工艺卡片。 3第 8 10 天，完成夹具总体方案设计（画出草图，与指导教师沟通，在其同意的前提下 ，进行课程设计的下一步）。 4第 11 13 天，完成夹具总装图的绘制。 5第 14 15 天，零件图的绘制。 6第 16 18 天，整理并完成设计说明书的编写。 7第 19天，完成图纸和说明书的输出打印。 8第 20 21 天，答辩 五、指导教师评语 该同学在课程设计过程中表现 认真，工艺路线 夹具设计方案 ，说明书及图纸质量 ，综合 评定其成绩为 。 成 绩： 指导教师 日 期 摘 要 本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。 拨叉 加工工艺规程及其 钻孔 的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件 、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。 关键词 ： 工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。 so on is as as on in to is on to a of is on to as as in to 目 录 一 . 零件分析 1 件作用 1 二 . 工艺规程设计 2 2 3 4 序尺寸及毛坯尺寸的确定 4 5 三 夹具设计 9 题的提出 9 位基准的选择 9 削力及夹紧力计算 9 位误差分析 10 具设计及操作简要说明 10 总 结 13 致 谢 14 参考文献 15 第 1 页 共 20 页 一、 零件的分析 零件的作用 题目所给的零件是车床的拨叉。它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的 2 5孔与操纵机构相连，二下方的 50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。两件零件铸为一体，加工时分开。 零件的工艺分析 零件的材料为 铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要 求： 50 第 2 页 共 20 页 叉底面、小头孔端面、大头半圆孔端面，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为 头孔上端面与其中心线的垂直度误差为 由上面分析可知，可以粗加工拨叉底面，然后以此作为粗基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。 二 . 工艺规程设计 确定毛坯的制造形式 已知此拨叉零件的生产类型为中批量生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。 零件材料为 虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故选择铸件毛坯。查机械制造工艺及设备设计指导手册（后称指导手册）选用铸件尺寸公差等级 基面的选择的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正 第 3 页 共 20 页 确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，不但使加 工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。 粗基准的选择：对于零件的加工而言，粗基准的选择对后面的精加工至关重要。，依照粗基准的选择原则 （即当零件有不 加工表面时，应该以这些不加工表面作为粗基准，若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面做为粗基准）来选取。 第 4 页 共 20 页 我们采用 40端面和外圆 对于精基准而言，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。 制定工艺路线 制订工 艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来。 方案一 工序 ： 铸造 。 工序 ： 时效处理 工序 ： 铣左端各个端面 工序 ： 铣右端各个端面 工序 ： 钻，扩，铰 25孔 工序 ： 铣 工序 ： 钻 工序 ： 车 工序 ： 去毛刺 工序 X： 终检 ，入库 。 方案二 工序 ：铸造 。 第 5 页 共 20 页 工序 ： 时效处理 工序： 铣左端各个端面 工序： 铣右端各个端面 工序： 钻，扩，铰 25孔 工序： 车 工序： 铣 工序： 钻 工序： 去毛刺 工序 X： 终检 ，入库 。 方案一和方案二的区别在于，方案一我们加工 25 孔端面及孔后，然后加工 样我们可以以加工好的 25孔和 工其余的面和孔。这样就为后续的加工提供了基准，保证了加工的质量。 具体的加工路线如下 工序 ：铸造 。 工序 ： 时效处理 工序： 铣左端各个端面 工序： 铣右端各个端面 工序： 钻，扩，铰 25孔 工序： 车 工序： 铣 工序： 钻 工序： 去毛刺 工序 X： 终检 ，入库 。 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工 第 6 页 共 20 页 余量和工步如下： 1. 25钻孔 24 扩孔： 铰孔： 25 2. 叉口侧面 铣： 2Z=3 确定切削用量及基本工时 工序 钻，扩，绞 25 孔 工步一钻孔至 24 确定进给量 f ：根据参考文献 表 2钢的00 ， 40 时， 。由于本零件在加工 24 孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数 根据 床说明书，现取 切削速度：根据参考文献 表 2表 2得切削速度 4 所以 m 41 0 0 01 0 0 0 rd 根据机床说明书，取 75 ，故实际切削速度为 m 75241000 第 7 页 共 20 页 切削工时： 0 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 4 扩孔 利用钻头将 孔扩大至 ，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取 钻 根据机床说明书，选取 m i n/461231213121 钻则主轴转速为 m 4 ，并按车床说明书取 8 ，实际切削速度为 m 切削工时： 0 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 4 ： 铰 孔 第 8 页 共 20 页 根据 参考文献 表 2 ，28 ，得 m 4 9 查参考文献 表 机床实际进给量和实际转速，取 ， 98 ， 实 际 切 削 速 度3.9 。 切削工时： 0 ， 1 ， 2 ，则机动工时为 m 8394021 钻 选用 6高速钢锥柄麻花钻（工艺表 6） 由切削表 艺表 16查得 mm/机（切削表 0 0 v 1 0 0 0 x 1 6 6 3 6 r / m i nD x 6n 机机 按机床选取 5 4 5 / m Dn x 6 x 5 4 5 6 . 8 5 4 2 m / m i 0 0 1 0 0 0 机机 基本工时： 1 螺纹 第 9 页 共 20 页 选择 速钢机用丝锥 f 等于工件螺纹的螺距 p ，即 1 /f m m r 7 m i 1000 1 0 0 0 7 . 5 2 9 8 ( / m i n )6 查按机床选取 2 7 2 / m 6 m i 基本工时：12 1 0 3 3 0 . 0 5 ( m i n )2 7 2 1 . 2 5l l lt 机三 、 夹具设计 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。 由指导老师的分配，决定设计钻 的钻床 夹具。 题的提出 本夹具主要用于 钻 ，精度要求 不 高， 我们需要钻，螺纹底孔和攻丝两 个工步加工来完成，为此我们主要考虑 提高加工效率和保证加工质量 上。 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 第 10 页 共 20 页 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。 我们采用 40端面 和 25孔 作为定位基准，采用 心轴和削边销定位，端面限制 3个自由度，心轴限制 2个自由度，削边销限制 1个自由度，这样空间的六个自由度就限制完全了，同时采用开口垫圈压紧 工件即可满足要求 。 削力及夹紧力计算 由于本道工序主要完成工艺孔的钻孔 加工， 钻 削力。由切削手册得： 钻削力 式（ 5 钻削力矩 式（ 5 式中： 6 m a x m a x m i 8 7 1 8 7 1 4 9 1 7 433H B H B H B H B 10 f m m r 代入公式（ 5（ 5 0 . 8 0 . 62 6 6 0 . 2 0 1 7 4 1 2 5 6 1 . 9 0 . 8 0 . 61 0 6 0 . 2 0 1 7 4 4 5 2 7 4T N m m 本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因 第 11 页 共 20 页 此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。 定位误差分析 (1)移动时基准位移误差 m （式 5 式中： 1d 圆柱销孔的最大偏差 1D 圆柱销孔的最小偏差 1 圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙 代入（式 5： m =0 9 0 0 6 =(2) 转角误差 L m i i （式 5 式中： 1d 圆柱销孔的最大偏差 1D 圆柱销孔的最小偏差 圆柱销定位孔与定位销最小配合间隙 第 12 页 共 20 页 2d 削边销孔的最大偏差 2D 削边销孔的最小偏差 2 削边销定位孔与定位销最小配合间隙 其中： )2(2 m X 则代入（式 5： 0 . 0 0 9 0 0 . 0 1 6 0 . 0 0 9 0 0 . 0 0 4 0 . 0 0 0 0 6 2 22 3 0 5 . 2 9 则 ： 0 0 0 6 2 1 9 经检验合格 夹具设计及操作简要说明 如前所述，在设计夹具时，应该注意提高劳动生产率避免干涉。应使夹具结构简单，便于操作，降低成本。提高夹具性价比。本道工序为 钻 床夹具选择了 开口垫圈 夹紧方式。因为钻削
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