拖拉机变速箱拨叉加工工艺规程及专用夹具设计
18页 7400字数+论文说明书+卡片+6张CAD图纸【详情如下】
A0-夹具装配图.dwg
A2-夹具装配图.dwg
A3-毛坯图.dwg
A3-零件图.dwg
夹具体零件图-A1.dwg
工序卡[12张].dwg
工艺过程卡片.doc
拖拉机变速箱拨叉加工工艺规程及专用夹具设计说明书.doc
目 录
1.拨叉零件的工艺分析 2
1.1了解拨叉零件的用途 2
1.2熟悉拨叉零件技术要求及对使用性能的影响 2
1.3审查拨叉零件的工艺性 3
1.4确定拨叉的生产类型 3
2.确定拨叉毛坯，绘制毛坯简图 4
2.1选择毛坯类型 4
2.2确定拨叉毛坯的尺寸公差和机械加工余量 4
2.3绘制拨叉锻造毛坯简图 5
3.拟订拨叉工艺路线 6
3.1定位基准的选择 6
3.1.1粗基准的选择 6
3.1.2粗基准的选择 7
3.2表面加工方法的确定 7
3.3表面加工方法的确定 7
3.4表面加工方法的确定 8
3.4.1粗基准的选择 8
3.4.2粗基准的选择 8
3.4.3粗基准的选择 8
3.5确定工艺路线 8
3.6机床设备、工装的选用 8
4. 拨叉零件加工工序内容设计 9
4.1拨叉零件加工余量、工序尺寸和公差的确定 9
4.2切削用量的计算 12
5.填写机械加工工艺规程文件 14
6拨叉零件专用机床夹具设计 14
6.1夹具设计任务 15
6.2确定夹具的结构方案 15
6.3专用夹具夹紧力的计算 16
7.设计心得体会 16
参考文献 17
拨叉零件加工工艺规程及专用夹具设计
摘要：此次设计是对拨叉零件的加工工艺和夹具设计，其零件为锻件，具有体积小，零件复杂的特点，由于面比孔易加工，在制定工艺规程时，就先加工面，再以面为基准来加工其它，其中各工序夹具都采用专用夹具，特别的对于加工大头孔、槽和钻小头孔斜面小孔的工序中，选一面两销的定位方式，并以操作简单的手动夹紧方式夹紧，其机构设计简单，方便且能满足要求。
关键词：拨叉，毛坯，工艺规程，专用钻床夹具
1．拨叉零件的工艺分析
1.1了解拨叉零件的用途
拨叉应用在某拖拉机变速箱的换挡机构中。拨叉头以?30mm孔套在叉头上，并用销钉经?8mm锁销孔与变速叉轴连接，拨叉脚则夹在双联变换齿轮的槽中。当需要变速时，操纵变速杆，变速操纵机构就通过拨叉头部操纵槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移，拨叉脚移动双联变换齿轮在花键轴上滑动换挡位，从而改变拖拉机行驶速度。
拨叉在改换挡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、韧性。该零件的主要工作表面为拨叉脚两端面、叉轴孔?30
mm(H)和锁销孔?8 mm(H7)，在设计工艺规程时应重点予以保证。
1.2熟悉拨叉零件技术要求及对使用性能的影响
该拨叉的技术要求如表1-1所示。
表1-1 拨叉零件技术要求
加工表面 尺寸及偏差（mm） 公差及精度等级 表面粗糙度Ra（μm） 形位公差（mm）
拨叉头左端面 80
IT12 3.2
拨叉头右端面 80
IT12 12.5
拨叉脚内表面 R48 IT13 12.5
拨叉脚两端面 20 0.026
IT9 3.2 垂直度公差为0.1，平面公差为0.08
?30mm孔 ?30
IT7 1.6
?8mm孔 ?8
IT7 1.6 垂直度公差为0.15
操纵槽内侧面 12 IT12 6.3
操纵槽底面 5 IT13 12.5
拨叉形状特殊、结构简单，属典型的叉杆类零件。为实现换挡、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。叉脚两端面在工作中需冲击载荷，为增强其耐磨性，该表面要求高频淬火处理，?30 mm硬度为48~58HRC；为保证拨叉换挡时叉脚受力均匀，要求叉脚两端面对叉轴上的有准确的位置，改换挡位准确，拨叉采用锁销定位。锁销孔的尺寸为?8 mm,且锁销孔的中心线与叉轴孔中心线的垂直度要求0.15mm。
综上所述，该拨叉件的各项技术要求制定得较合理，符合该零件在变速箱中的功用。
1.3审查拨叉零件的工艺性
分析零件图可知，拨叉两端和叉脚两端均要求切削加工，并在轴方向上均高于相邻表面，这样既减少了加工面积，又提高了换挡时叉脚端面的接触钢度；?30 mm孔和?8 孔的端面均为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度；另外，该零件除主要工作表面（拨叉脚两端面、变速叉轴孔?30 mm和锁销孔?8 mm）外，其余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比较高，但也可以在正常的生产条件下，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。
1.4确定拨叉的生产类型
依设计题目知：Q=8000台/年,m=1件/台；结合生产实际，备用率a%和废品率b%分别取3%和5%，代入年生产纲领计算公式得
N=8000台/年*1件/台*（1+3%）*（1+0.5%）=8281.2件/年
根据拨叉重量为4.5kg，查附表1属轻型零件，又根据N=8181.2件/年，查表确定拨叉的生产类型为大批生产。
2.确定拨叉毛坯，绘制毛坯简图
2.1选择拨叉毛坯类型
由于该拨叉在工作过程中要承受冲击载荷，为增强拨叉强度和冲击韧度，毛坯选用锻件；且生产类型属大批生产，采用模锻方法制造毛坯，公差等级为普通，毛坯的拔模斜度为5°。
2.2确定拨叉毛坯的尺寸公差和机械加工余量
根据附表2~附表5，要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各因素。
（1）公差等级。由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）锻件重量Mt。已知机械加工后拨叉件的重量为4.5kg,由此可以初步估计机械加工前锻件毛坯的重量为6kg。
（3）锻件形状复杂系数S。对拨叉零件图进行分析计算，可大致确定锻件外轮廓包容体的长度、宽度和高度，l=158mm,b=120mm,h=86mm（详见毛坯简图）；由式（2-1）可计算出该拨叉锻件的形状复杂系数S为
计该工序的专用钻床夹具。
6.2确定夹具的结构方案
（1）确定定位元件。根据工序简图规定的定位基准，选用一面双销定位方案，长定位销与定位孔配合取为?30 ，限制4个自由度；定位销轴肩小环面与工件定位端面接触，限制一个自由度，且保证工序尺寸40 ，定位基准与设计基准重合，定位误差为零；削边销与工件叉口接触，限制一个自由度，保证尺寸115.5±0.1mm；?8mm孔径尺寸由刀具直接保证，位置精度由钻套位置保证。
图6-1 拨叉零件加工工序11钻拨叉锁销孔
（2）确定导向装置。本工要求对?8mm孔进行钻、扩、铰3个工步的加工，生产批量大，故选用快换钻套作为刀具的导向元件。快换钻套查附表24，钻套用衬套附表25，钻套螺钉查附表26。查附表27，确定钻套高度H=3D=3×8mm=24mm,排屑空间h=d=8mm。
（3）确定夹紧机构。选用偏心螺旋压板夹紧机构。其上零件均采用标准夹具元件，可查阅相关标准确定。
（4）画夹具装配图。
（5）确定夹具装配图上标注尺寸及技术要术。
○1确定定位元件之间的尺寸。定位销与削边销中心距公差取工件相应尺寸公差的1/3，偏差对称标注，即115.5±0.03mm。
○2确定钻套位置尺寸。钻套中心线与定位销定位环面之间的尺寸及公差取保证零件相应工序尺寸40 的平均尺寸，即40.09mm，公差的1/3，偏差对称标注，即±0.03，标注为40.09±0.03。
○3确定钻套位置公差。钻套中心线与定位销定位环面之间的位置公差取工件相应位置度公差的1/3，即0.03mm。
○4定位销中心线与夹具底面的平行度公差取0.02mm。
○5标注关键件的配合尺寸如夹具装配图所示，?8F7,?30f6,?57f7,?15 ,?22 , ?8 , ?16 。
6.3专用夹具夹紧力的计算
为克服径向切削力，实际夹紧力N应为
式中 ——在最不利条件下由静力平衡计算求出的加紧力；
N——实际需要的夹紧力；
K——安全系数，一般取K=1.5~3，粗加工取大值，精加工取小值。
又径向切削力 =
式中 , , ， =1.5所以
7.课程设计心得体会
通过课程设计，使我深深体会到，干任何事都必须耐心、细致。课程设计过程中，许多计算有时不免令我感到有些心烦意乱；有两次因为我不小心算错了，只能毫不情愿地重来。但一想起老师平时对我们耐心的教诲，想到今后自己应当承担的社会责任，想到世界上因为某些细小失误而出现的令世人无比震惊的事故，我们不禁时刻提醒自己，一定要养成一种高度负责、一丝不苟的良好习惯。这次课程设计使我在工作作风上得到了一次难得的磨练。
参考文献
【1】吴拓，方琼珊.机械制造工艺与机床夹具课程设计指导.北京：机械工业出版社，2005
【2】庞浩，李文星.数控加工工艺.北京：北京理工大学出版社，2007
【3】邵刚，罗蓉，贾玉梅.机械设计基础.北京：电子工业出版社，2005
【4】兰建设，曹龙斌.机械制造应用技术.北京：机械工业出版社，2006
【5】吴新佳.机械制造工艺装备.西安：西安电子科技大学出版社，2006
【6】机械工程师手册编委会.机械工程师手册（第二版）.北京：机械工业出版社，2000
【7】杨叔子.机械加工工艺师手册.北京：机械工业出版社，2002
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