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广东工业大学华立学院课程设计（论文）课程名称机械制造技术课程设计题目名称拨叉加工工艺规程及钻￠8mm孔夹具设计学生学部（系）专业班级学号学生姓名×××指导教师20年月日广东工业大学华立学院课程设计（论文）任务书一、课程设计（论文）的内容本次设计是汽车拨叉零件的机械加工工艺规程及钻￠8mm锁销孔工序夹具设计。具体内容如下：1确定生产类型，对零件进行工艺分析；2确定毛坯种类及制造方法，绘制毛坯图（零件毛坯图）；3拟定零件的机械加工工艺过程，选择各工序加工设备及工艺装备（刀具、夹具、量具和辅具）；4确定工序尺寸及公差，各工序切削用量，画出工序简图5填写工艺文件，包括工艺过程卡、工序卡（可只填写部分主要工序的工序卡片）；6设计某一工序的夹具，绘制夹具装配图和主要零件图3～5张；7撰写设计说明书。二、课程设计（论文）的要求与数据要求学生全面地综合运用本课程所学的知识与内容及其有关先修课程的理论和实践知识，进行零件加工工艺规程的设计，机床夹具设计以及正确选用加工机床，与刀具、量具的正确运用。题目名称拨叉机械加工工艺规程及钻￠8mm锁销孔工序夹具设计学生学部（系）专业班级姓名学号《机械制造技术》课程设计题目制订如下：设计——零件的机械加工工艺规程及——工序专用夹具生产类型：中批或大批生产三、课程设计（论文）应完成的工作1零件图：1张2毛坯图：1张；3机械加工工艺过程卡片：1套；4机械加工工序片：3～4张；5机床夹具装配图：1张；6夹具主要零件图（包括夹具体）：3～5张；7课程设计说明书：1份。四、课程设计（论文）进程安排序号设计（论文）各阶段内容地点起止日期1明确任务，分析零件图1-50110月28日～10月29日2零件的工艺，制订工艺路线，绘制毛坯图和工艺过程卡片图书馆11月1日～11月8日3余量、切削用量、工序尺寸等计算，填写工序卡片图书馆11月9日～11月12日4抒写夹具方案、绘制夹具装配草图图书馆11月10日～11月14日5绘制夹具总图及零件图图书馆11月16日～11月25日6编写课程设计说明书图书馆12月2日～12月11日五、应收集的资料及主要参考文献[1]．邹清主编.机械制造技术基础课程设计指导教程.北京：机械工业出版社，2003[2]．李益民主编．机械制造工艺设计简明手册．北京：机械工业出版社，2003[3]．艾兴等编．切削用量简明手册．北京：机械工业出版社，2002[4]．徐鸿本主编．机床夹具设计手册．沈阳：辽宁科学技术出版社，2004[5].于骏一等编.机械制造技术基础.北京：机械工业出版社，2006[6].王斌武等编.机械制造工艺课程设计指导.桂林航天工业学院机械工程系2012年发出任务书日期：20年月日指导教师签名：计划完成日期：20年月日教学单位责任人签章：摘要(占一页）内容（略）（摘要需200字以上）.....关键词：...三号黑体加粗号宋体四号黑体加粗小四号宋体.目录（占一页）标题（略）.三号黑体加粗号宋体标题字三号黑体号宋体1拨叉零件工艺分析1.1设计任务如下图所示拨叉零件。材料为45钢，毛坯为锻件，制定该零件的机械加工工艺规程及设计该零件其中一道工序的专用夹具。年产量8000台/年，每台产品中该零件为1件/台，一年按300天计算，8小时工作制。图1-1拨叉1.2拨叉零件的用途拨叉应用在某汽车变速箱的换挡机构中，拨叉头以￠30mm孔套在叉头上，并用销钉三号黑体加粗小四号黑体加粗小四号宋体五号宋体经￠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，从而改变汽车行驶速度。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)7H(mm30021.00和锁销孔)7H(mm8015.00，在设计工艺规程时应重点予以保证。1.3拨叉零件技术要求及时使用性能和影响该拨叉的主要尺寸精度及技术要求分析如表1-1所示表1-1拨叉零件技术要求拨叉形状特殊、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承受冲击载荷，为增强其耐磨性，该表面要求高频淬火处理，mm30021.00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孔mm30021.00和垂直度要求为0.1mm，其自身平面度为0.08mm。为保证拨叉在叉轴上有准确的位置，改换挡位准确，拨叉采用锁销定位。锁销孔的尺寸为mm8015.00，且锁销孔的中心线与叉轴孔中心线的垂直度要求为0.15。1.4审查拨叉零件的工艺性分析零件图可知，拨叉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，这样既减少了加工面积，又提高了换挡时叉脚端面的接触刚度；mm30021.00孔和mm8015.00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mm30021.00锁销孔mm8015.00）外，其余表面加工精度抣较低，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，采用较经济的方法保质保量地加工出来。1.5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0.5%，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/台根据拨叉重量为4.5kg，查附表2-1属轻型零件，又根据N=8281.2件/台，查表2-1确定拨叉的生产类型为大批生产。2确定拨叉毛坯种类和制造方法2.1选择毛坯种类和制造方法提高毛坯制造质量，可以减少机械加工劳动量，降低机械加工成本，但同时可能会增加毛坯的制造成本，要根据零件生产类型和毛坯制造的生产条件综合考虑。2.1.1确定毛坯种类机械加工中毛坯的种类很多，如铸件、锻件、型材、挤压件、冲压件及焊接组合件等，同一种毛坯又可能有不同的制造方法。最常用的毛坯是铸件和锻件。形状复杂的毛坯，如箱体、机架、底座等宜采用铸件。用于铸造的材料有灰铸铁、可锻铸铁、铸钢、有色金属合金等。多数铸件采用砂型铸造。锻件毛坯由于能获得纤维组织结构的连续性和均匀分布，从而可提高零件的强度，所以适用于强度要求高。形状比较简单的零件毛坯。锻造材料主要是各种碳钢与合金钢，锻造方法主要有自由锻造和模锻。自由锻毛坯精度低、加工余量大、主产效率低，适合单件、小批量生产；模锻毛坯精度高、加工余量小、生产效率高，适合大批大量生产。2.1.2选择毛坯制造方法选择毛坯制造方法时应考虑材料的工艺性能，毛坯的尺寸、形状和精度要求，零件的生产纲领，现有生产条件等。小四号黑体2.1.3确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量设计时应根据不同的毛坯种类及制造方法，按国家标准规定的毛坯的尺寸公差和机械加工余量确定。2.2确定拨叉毛坯，绘制毛坯简图2.2.1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，为增强拨叉的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，公差等级为普通级，毛坯的拔模斜度为5°。2.2.2确定拨叉毛坯的尺寸公差和机械加工余量根据附表1-29～附表1-36，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素。1.公差等级由拨叉的功用的技术要求，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，可大致确定锻件外廓包容体的长度、宽度和高度，即l=158mm，b=120mm，h=86mm（见毛坯简图）；由式可计算出该拨叉锻件的形状复杂系数S为47.0mm/kg108.7mm86mm120mm158kg6lbh6mmS36Nt因而：拨叉锻件的形状复杂系数属S2（一般）级。4.锻件材质系数M由于该拨叉材料为45钢，是碳的质量分数小于0.65%的碳素钢，故访锻件的材质系数属M1级。5.锻件分模线形状根据该拨叉件的形状特点，选择本零件方向的对称平面为分模面，属平直分模线，如拨叉锻造毛坯简图所示。6.零件表面粗糙度由零件图可知，该拨叉各加工表面的表面粗糙度Ra均大于等于1.6μm。根据上述诸因素，可查附表1-29～附表1-36确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果如表2-1所示。表2-1拨叉锻造毛坯尺寸公差及机械加工余量锻件重量（kg）包容体重量（kg）形状复杂系数材质系数公差等级612.7S2M1普通级项目（mm）机械加工余量（mm）尺寸公差备注宽度R48)(5.27.18.0附表1-322～2.5（取2）附表1-35厚度80)(2.34.28.0附表1-332～2.5（两端面分别取2和2.5）附表1-35厚度20)(2.27.15.0附表1-332～2.5（取2.5）附表1-35孔径￠30①)(2.25.17.0附表1-322.6附表1-34中心距115.5±0.5附表1-36注：根据附表2的表注，将公差按照±1/2的比例分配，故本例公差值为±1.1mm。2.3绘制拨叉锻造毛坯简图绘制拨叉锻造毛坯图如图2-1所示。用双点划线画出经简化了次要细节的零件图的主要视图，将确定的加工余量叠加在各相应被加工表面上，即得毛坯轮廓，用粗实线表示，比例为1：1；在毛坯图上标出毛坯主要尺寸及公差，标出加工余量的名义；标注毛坯技术要求，如毛坯精度、热处理及硬度、圆角尺寸、拔模斜度、表面质量要求（气孔、缩孔、夹砂）等。3工艺规程设计3.1拟订拨叉工艺路线制订工艺路线是设计工艺规程最为关键的一步，需顺序完成以下几个方面的工作：选择定位基准，确定各表面加工方法，划分加工阶段，确定工序集中和分散程度，确定工序顺序等。图2-1拨叉锻造毛坯简图在拟定工艺路线时，需同时提出几种可能的加工方案，然后通过技术、经济的对比分析，最后确定一种最为合理的工艺方案。3.1定位基准的选择3.1.1精基准的选择根据该拨叉零件的技术要求和装配要求，选择拨叉头左端面和叉轴孔mm30021.00作为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作为基准进行加工，即遵循了“基准统一”原则。叉轴孔mm30021.00的轴线是设计基准，选用其作为精基准定位加工拨叉脚两端面和锁销孔mm8015.00，实现了设计基准和工艺基准重合，保证了被加工表面的垂直度要求。选用拨叉头左端面作为精基准同样是遵循了“基准重合”原则，因为拨叉在轴向方向上的尺寸多以该端面作为设计基准；另外，由于拨叉件刚性较差，受力易产生弯曲变形，为了避免在机械加工中产生夹紧变形，根据夹紧力应垂直于主要定位基面，并应作用在刚度较大部位的原则，夹紧力作用点不能作用在叉杆上。选用拨叉头左端面作为精基准，夹紧可作用在拨叉头的右端面上，夹紧稳定可靠。3.1.2粗基准的选择作为粗基准表面应平整，没有飞边、毛剌或其他表面缺陷。本拨叉选择变速叉轴孔￠30mm的外圆面和拨叉头右端面作为粗基准。采用￠30mm外圆面定位加工内孔，可保证孔的壁厚均匀；采用拨叉头右端面作为粗基准加工左端面，可以为后续工序准备好精基准。3.2表面加工方法的确定根据拨叉零件图上各表面的尺寸精度和表面精度，查《机械制造技术基础》课本表8-9～8～15（或者查阅有关手册），确定确定加工件各表面的加工方案，如表3-1所示表3-1拨叉零件各表面加工方案3.3加工阶段的划分将拨叉加工阶段划分成粗加工、半精加工和精加工3个阶段。在粗加工阶段，首先要铣拨叉头右端面、拨叉脚内表面、拨叉脚两端面、操纵槽内侧面和底面。在半精加工阶段，完成拨叉脚两端面的粗铣加工和销轴孔￠8mm的钻、铰加工。在精加工阶段，进行拨叉两端面的磨削加工。3.4工序的集