拨叉——机械制造工艺学课程设计

工序 010 钻 ，扩，铰，半精铰，精铰 25 孔和 50 孔
工序 020 粗铣，半精铣 25 和 75 上下端面 工序 030 切断 工序 040 粗铣斜凸台 工序 050 钻，扩，铰，半精铰，精铰 8 孔 工序 060 去毛刺 工序 070 检查 此工序的加工，因为经验告诉我们大多数孔的加工应该先铣平面再加工，那样会 更容易满足零件的加工要求，先加工平面也有利于基准的选择，所以上加工工序 的安排不怎么合理，现确定工序如下表所示：
该拨叉形状特殊，属典型的叉杆类零件。为实现换挡、变速功能，其叉轴孔 与变速叉轴有配合要求，因此加工精度要求较高。以 25 为中心的加工表面：这
一组加工表面包括
25
0.021 0
孔及该孔的上下端面，上下端面与孔都没有过高的位
置要求，孔壁上有一个 40°的斜凸台，这两个都没有过高的位置要求。以 50
为中心的加工表面：这一组加工表面包括 50
工序号 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
工序内容 铸造 热处理 粗铣 40mm 上，下端面
粗铣，半精铣 75 上、下端面 钻，扩，铰 25 孔 粗镗、半精镗 50 孔
粗铣斜凸台面
钻、扩、铰 8 孔
铣断 去毛刺 时效处理 检查
第四节 机械加工余量、工序尺寸与毛坯尺寸的确定
一、设计的主要技术参数：
拨叉材料 HT200；铸造圆角 R2～3；拨叉头高 50mm，外圆φ40mm，内孔φ25mm；
拨叉脚内表面 R25，外表面 R35；凸台高 25mm；凸台半径 10，凸台孔径φ8，孔深 15mm
内
中心距。
容 二、设计基本内容：
及
对零件（中等复杂程度）进行工艺分析，画零件图；选择毛坯的制造方式；制订零件
大三上学期我们学习了《机械制造基础》，为了巩固所学知识，并且在我们 进行毕业设计之前对所学各课程的进行一次深入的综合性的总复习,也是一次理 论联系实际的训练,因此,我们进行了本次课程设计。
通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼 自己分析问题、解决问题的能力，同时，在课程设计过程中，我们认真查阅资料， 切实地锻炼了我们自我学习的能力。另外，在设计过程中，经过老师的悉心指导 和同学们的热心帮助，我顺利完成了本次设计任务。
准定位加工拨叉两端面，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面
的垂直度要求。选用拨叉头上端面作为精基准同样遵循了“基准重合”的原则，
因为该拨叉是在轴线方向上的尺寸多以该轴面作设计基准；另外由于拨叉件刚性
差受力易产生弯曲变形，为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，夹紧力作用点不能作用在叉杆上，选用拨叉头上端面作精基准，
夹紧可作用在拨叉头的下端面上，夹紧稳定可靠证，不容易引起零件变形。
第二节 加工方法的确定
根据拨叉零件图可知，加工有 25 内孔、 50 内孔、 8 孔、 75 上下两端 面、 40 外圆上下两端面、斜凸台上表面。材料为 HT220，以公差等级和表面粗 糙度要求，参考机械制造工艺学等相关资料，确定其加工方法如下：
由于能力所限，设计还有许多不足之处，希望指导老师给予批评指正。
第二章 零件的分析
第一节 零件的作用
车床的拨叉位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照操作者 的要求工作， 获得所需的速度和扭矩的作用。 零件右方的 φ 25 孔与操纵机 构相连， 而左方的 φ 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。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强度、刚度和韧性，以拨叉的的工作条件。
加工表面
拨叉两端面 25 的孔 拨叉脚内表面 拨叉脚两端面 拨叉脚侧面 凸台孔φ8 凸台高
尺寸及偏差 mm
50
0.15 0
25
0.021 0
R 2500.075
12 0.090
80.015 0
25
公差及精度 表面粗糙度
等级
Ra/μm
形位公差/mm
IT12
IT9
IT12
IT12 25
IT12
25
材料名称 课程设计任务书 课程设计说明书 课程设计图纸 机械加工工艺卡片 机械加工工序卡片
资料数量 1 1 2 1 10
备注
课程设计任务书
2011—2012 学年第一学期
机械工程 课程名称： 设计题目：
Fra Baidu bibliotek
学院（系、部） 机械工程及自动化 机械制造工艺学 拨叉零件设计
专业 0901 班级
完成期限：自 2011 年 12 月 19 日至 2011 年 12 月 25 日共 1 周
0.15 0
的孔及孔的上下端面，以
20
为中心的加工表面和以 50 为中心的加工表面有一定的位置度要求，既 50 孔
的上下端面与 20 的孔的垂直度要求。换挡时叉脚受力均匀，要求叉脚两端面的 垂直度要求为。
综上所诉，该拨叉件的各项技术要求制定合理，符合该零件在变速箱中的应 用。
第三节 毛坯的确定 一 、毛坯的制造形式
查《机械制造工艺设计简明手册》，选用加工余量为 MA-H 级，确定各个加工面的
铸件机械加工余量，及其加工后的尺寸精度和表面粗糙度，下面是以工序内容为
湖南工业大学
课程设计
资料袋
机械工程 学院（系、部） 2011 ~ 2012 学年第 一 学期
课程名称 机械制造工艺学 指导教师
职称
学生姓名 专业班级 机械工程及自动化 班级 学号
题目
拨叉零件设计
成绩
起止日期 2011 年 12 月 19 日～ 2011 年 12 月 25 日
目录清单
序号 1 2 3 4 5
准加工
25
0.021 0
孔和下端面，可为后续工序准备做好精基准。
二、精基准的选择
由上面分析可知，根据该零件的技术要求和装配要求，选择叉头上端面和
25
0.021 0
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”的原则，又轴孔
25
0.021 0
的轴线是设计基准，选用其作精基
任
的机械加工工艺规程；填写工艺文件；编写设计说明书。
务 三、每个学生应在教师指导下，独立完成以下任务：
（1）机械加工工艺卡片一张；
（2）机械加工工序卡片一套；
（3）设计说明书一份。
起止日期 进 度 安 排
工作内容
熟悉课题、查阅资料；零件分析，画零件图 制订零件加工工艺规程
填写工艺文件；编写设计说明书 交课程设计并答辩
定位基准有粗基准和精基准之分，用毛坯上未加工的表面作为定位基准成为粗 基准，实用经过加工的表面作为定位基准的成为精基准。在制定工艺规程时，先 进行精基准的选择，保证各加工表面按图纸要求加工出来，再考虑用什么样的基 准来加工精基准；所以，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。
一、粗基准的选择
作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面欠缺；对于有若干个 不同加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作 粗基准。根据这个基准选择原则，选择φ40mm 的外圆面和拨叉头下端面作粗基
第一节 零件的作用------------------------------ 4 第二节 零件的工艺分析-------------------------4 第三节 毛坯的确定----------------------------5
一、毛坯的制造形式------------------------------5 二、毛坯加工面及形状的确定---------------------- 6 三、毛坯图的绘制---------------------------6 第三章 加工工艺规程的设计----------------------------7 第一节 定位基准的选择---------------------------7
一 粗基准的选择-------------------------------7 二 精基准的选择-------------------------------7 第二节 加工方法的确定------------------------------8 第三节 工艺路线的制定--------------------- -------8 第四节 机械加工余量、工序尺寸与毛坯尺寸的确定------10 一、加工余量、工序尺寸和公差的确定-------------10 二、切削用量的选择计算------------------------16 第四章 小结----------------------------------------23 第五章 附录（重要参考文献）---------------------------24
第一章 序 论
21 世纪现在是我国全面建设小康社会，实现国民经济增长模式根本转变， 走新型工业化道路的关键时期。机械工程高等教育承担着培养适应和推进新型工 业化发展的现代高级人才的历史重任。
对于我们当代大学生来说，最根本的任务是学习。准确地把握未来科学和技 术发展领域的机遇和挑战，客观掌握识我们知识技能的基本出发点。
二、毛坯加工面及形状的确定
查《机械制造工艺设计简明手册》第 41 页表，选用加工余量为 MA-H 级，并 查表确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选用及加工余量，如 下表所示：
三、毛坯图的绘制
简图简图
加工面代号
D1 25 圆
基本尺 寸
25mm
说明加工说明 孔降一级双侧加工
D2 50 圆
50mm
年月 日 年月 日
机械制造工艺学
设计说明书
拨叉零件
起止日期： 2011 年 12 月 19 日 至 2011 年 12 月 25 日
学生姓名 班级 学号 成绩
指 导教师 (签字 )
机械工程学院（部） 2011 年 12 月 25 日
目录
第一章 序论-----------------------------------------3 第二章 零件的分析-----------------------------------4
零件材料为 HT200，零件在工作过程中，经常要承受变载荷及冲击性载荷，
且它的外型复杂，不易加工。因此，应该选用铸件以提高劳动生产率，保证精度， 由于零件的年生产量为中批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用金 属型铸造，这样可以提高生产率，保证精度。查《机械制造工艺设计简明手册》 第 41 页表,选用铸件尺寸公差等级为 CT-12。
第二节 零件的工艺分析
拨叉结构比较简单，其主加工的位置是 25 的孔及该孔的上端面和下端面， 50 的孔及该孔的上端面和下端面，以及在 40 外圆侧边的一个 40°的凸台。
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技术 及位置要求：
加工表面 25mm 孔
尺寸精度等级 表面粗糙度 Ra（um） 加工方案
IT7
钻-扩-铰
50mm 半圆 IT11
粗镗-半精镗
斜凸台上表面 IT11 40 上下端面 IT12
粗铣 粗铣
75 上下端面 IT12
粗铣-半精铣
8孔
IT7
钻-扩-铰
第三节 工艺路线的制定
根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能 达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专 用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果， 以便使生产成本尽量下降。查《机械制造工艺设计简明手册》，选择零件的加工 方法及工艺路线方案如下： 1 工艺路线方案
孔降一级双侧加工
D3 8 圆
8mm
孔降一级双侧加工
T1 40 圆上端
面
T2 40 圆下端
面
T3 75 圆上端
面
T4 75 下端面
T5 斜凸台端面
50mm 50mm 12mm 12mm 25mm
单侧加工 单侧加工 单侧加工 单侧加工 单侧加工
第三章 加工工艺规程的设计
第一节 定位基准的选择
基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面的选择的正确与合理，可以 使加工质量得到保证，生产效率得到提高；否则，加工工艺过程中会出现很多问 题，使生产无法进行。
机械制造工艺学 第二版 王先逵主编（机械工程出版社）
主 要 互换性与测量技术基础 第二版 徐学林主编（湖南大学出版社）
参 考
金属工艺学 第五版 上 邓文英 宋力宏主编（高等教育出版社）
资 金属工艺学 第五版 下 邓文英 宋力宏主编（高等教育出版社） 料
指 导 教 师 （签字）： 系 （ 教 研 室 ） 主 任 （ 签字）：