车床拔叉课程设计

目录第一章机械加工工艺规程设计 (3)1.1零件的分析 (3)1.1.1零件的用途 (3)1.1.2零件的工艺分析 (3)1.1.3确定零件的生产类型 (4)1.2确定毛坯类型绘制毛坯简图 (4)1.2.1选择毛坯 (4)1.2.2确定毛坯的外形、尺寸公差和机械加工余量 (5)1.3拟定拨叉工艺路线 (9)1.3.1定位基准的选择 (9)1.3.2表面加工方法的确定 (9)1.3.3加工阶段的划分 (10)1.3.4工序的集中与分散 (10)1.3.5工序顺序的安排 (10)1.3.6确定工艺路线 (11)1.3.7机床设备、工装的选用 (12)第二章机械加工工序设计 (13)2.1工序简图的绘制 (13)2.2加工余量、工序尺寸和公差的确定 (14)2.2.1加工余量的确定 (14)2.2.2工序尺寸和公差的确定 (14)2.2.3拨叉零件加工余量、工序尺寸和公差的确定 (14)2.3切削用量的选择 (16)2.4机械加工工艺文件的填写（见附件） (17)第三章专用钻床夹具设计 (18)3.1夹具设计任务 (18)3.1.1专用夹具设计的基本要求 (18)3.1.2专用夹具设计的一般步骤和需要完成的任务 (18)3.2拨叉零件专用钻床夹具设计 (19)3.2.1夹具设计任务 (19)3.2.2确定夹具的结构方案 (19)3.2.3画夹具装配图 (19)3.2.4确定夹具装配图上的标注尺寸及技术要术 (20)3.2.5绘制夹具零件图 (20)课程设计总结 (21)参考文献 (22)第一章 机械加工工艺规程设计1.1零件的分析1.1.1零件的用途拨叉应用在某车床变速箱的换挡机构中。

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档位，从而改变车床主轴转速。

1.1.2零件的工艺分析由零件图可知，其材料为ZG45。

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的强度、刚度、韧性。

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，硬度为48～58HRC ；叉脚两端面对叉轴孔mm 11.0014++φ的中心线与插孔中心线的垂直度要求为0.15mm 。

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；mm 11.0014++φ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。

综上所述，该零件的主要工作表面为拨叉脚两端面、拨叉脚内表面和叉轴孔11.0014++φmm(H7)在设计工艺规程时应重点子以保证。

该拨叉的技术要求如表1所示。

表1 拨叉零件技术要求1.1.3确定零件的生产类型依据设计题目知：拨叉的生产类型为大批生产。

1.2确定毛坯类型绘制毛坯简图1.2.1选择毛坯根据生产类型，零件的结构、形状、尺寸及材料等选择毛坯的制造方式和精度。

1.毛坯的类型选择①零件的材料及力学性能当零件的材料选定后,毛坯的类型就大致确定了。

例如，材料为铸铁，就选择铸造毛坯；材料是钢材且力学性能要求高时，可选锻件等。

锻造材料主要是各种碳钢与合金钢。

②零件的结构、形状、尺寸形状复杂的毛坯常用铸造方法，如箱体、机架、底座等。

用于铸造的材料有灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、铸钢、有色金属合金等。

形状比较简单的零件毛坯，如轴类、套类、盘类、板类、长条类等零件，一般采用型材。

型材的种类主要有圆、方、六方棒料，板材，管材，角钢，工字钢等。

薄壁零件不可用砂型铸造；常见的一般用途的钢质阶梯轴零件，如各台阶的直径相差不大，可用棒料；如各台阶的直径相差较大，宜用锻件等。

2.毛坯的制造方法①生产类型大量生产时应选精度和生产率都比较高的毛坯制造方法，如金属型铸造、精密铸造、模锻、冷冲压、粉末冶金等，使毛坯的形状更接近于零件的形状。

在单件小批生产中，一般采用木模手工砂型铸造和自由锻造。

②生产条件③充分考虑使用新工艺、新技术和新材料的可能性。

综合考虑为满足技术要求决定采用铸造成型制造毛坯。

1.2.2确定毛坯的外形、尺寸公差和机械加工余量1、毛坯外形确定根据任务书，车床拔叉零件是以一条中心线为对称的一半，并且拔叉内表面的粗糙度要求为1.6，比较高，而侧面要求为25，比较低。

而零件为半圆，如果采用铰刀加工，加工时会因为两侧受力不均达不到精度要求，所以考虑将对称的另一半也同时铸造，等加工好后，用切割机床从中间切断，就可以一次性获得两件成品。

这样加工工艺更简便，并且满足批量生产的要求。

另外除了拨叉脚两端面、拨叉脚内表面和叉轴孔精度要求较高，其他部分都可以直接通过铸造成型，所以毛坯效果图1设计如下。

2、尺寸公差和机械加工余量确定毛坯余量是指同一表面上毛坯尺寸与零件设计尺寸之差。

零件表面的加工总余量不仅与表面各工序加工余量有关，而且与毛坯的制造方法和精度有关。

（1）铸件毛坯的尺寸公差、加工余量铸件尺寸公差由高到低分为CT1～CT16共16个等级（GB/T 6414—1999），其公差带数值如下表2所示，铸件尺寸公差一般对称分布如95±4.5（CT13），非对称分布需要在基本尺寸后面标注偏差，如6395+-（CT13）。

成批和大量生产的铸件，毛坯的公差等级按表3选取；单件和小批生产的铸件，毛坯的公差等级按表4选取。

要求的铸件机械加工余量分10个等级（GB/T 6414—1999）如表5所示，由小到大分别为A、B、C、D、E、F、G、H、J和K级，用代号RMA表示。

铸件的机械加工余量等级主要与生产类型、铸造工艺方法、铸造公差等级和铸造材料有关。

推荐用于各种铸造合金和铸造方法的RMA等级按表6选取。

铸件的机械加工余量分单侧（单面）和双侧（双面），双侧加工余量与加工要求的关系表2 铸件的尺寸公差（带）数值（GB/T 6414-1999）mm造————～8 ～6 ～7 ——熔模铸造水玻璃7～97～97～9——5～8——5～87～97～9 硅溶胶4～64～64～6——4～6——4～64～64～6注：1.表中所列出的公差等级是指在大批量生产下、且影响铸件尺寸精度的生产因素已得到充分改进时铸件通常能够达到的公差等级。

2.本标准还适用于本表未列出的由铸造厂和采购方之间协议商定的工艺和材料。

表4 要求的铸件机械加工余量（RMA） mm表5 毛坯铸件典型的机械加工余量等级所以铸件各加工余量的如下表6序号基本尺寸mm加工余量等级加工余量mm选择理由和过程1拨叉头上端面H 单侧余量查表《加工余量等级和数值》，单侧为3.6mm，即28+3.6=31.6，查表2得公差0.7mm，该尺寸及公差为（31.6±0.35）mm。

2拨叉头下端面H 单侧余量查表《加工余量等级和数值》，单侧为3.6mm，即28+3.6=31.6，查表2得公差0.7mm，该尺寸及公差为（31.6±0.35）mm。

3拨叉脚上下表面H 双侧余量10+2×0.7=11.4mm，查表2得公差1mm，该尺寸及公差为（11.4±0.5）mm。

4叉轴孔Φ14mm J 双侧余量孔的加工余量等级比底面和侧面的加工余量等级低一级（J级），查《加工余量等级和数值》表，双侧加工余量（一半）为5.5mm，即Φ14-2×1=Φ12，查表2得公差1.4mm，该尺寸及公差为Φ（12±0.7）mm。

5拨叉脚孔Φ40mm J 双侧余量孔的加工余量等级比底面和侧面的加工余量等级低一级（J级），查《加工余量等级和数值》表，双侧加工余量（一半）为6.5mm，即Φ40-2×1.4=Φ37.2，查表2得公差3.6mm，该尺寸及公差为Φ（37.2±1.8）mm。

毛坯尺寸图2注：毛坯尺寸,其余未标尺寸与设计尺寸相同1.3拟定拨叉工艺路线拟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，确定工序顺序以及安排热处理、检验及其他辅助工序（去毛刺、倒角等）。

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。

1.3.1定位基准的选择基准选择是拟定零件加工工艺路线的关键，应将粗、精基准的选择原则结合被加工零件的结构特点和技术要求灵活运用，并加以论证。

以拨叉为例:1.精基准的选择根据该拨叉零件的技术要求和装配要求，选择拨叉头下端面和叉轴孔mm 11.0014++φ的轴线作为精基准，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。

另外，由于拨叉件刚性较差，受力易产生弯曲变形，选用拨叉头左端面作为精基准，夹紧力可作用在拨叉头的右端面上，可避免在机械加工中产生夹紧变形，夹紧稳定可靠。

2.粗准基的选择选择变速叉轴孔Φ14mm 的外圆面和拨叉头右端面作为粗基准。

采用Φ14mm 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。

1.3.2表面加工方法的确定依据零件主要表面的技术要求和工厂具体条件，先选定该表面终加工工序加工方法，然后再考虑各粗、精加工阶段的加工方法。

决定各表面加工方法时还应对照每种加工方法所能达到的经济加工精度，先主要表面，后次要表面。

根据拨叉零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查表确定加工件各表面的加工方案，如表7所示。

表7 拨叉零件各表面加工方案1.3.3加工阶段的划分当零件的加工质量要求较高时，一般都要经过粗加工、半精加工和精加工3个阶段：如果零件的加工精度要求特别高，表面粗糙度要求特别小时，还要经过精整和光整加工阶段。

在安排加工顺序时将各表面的粗加工集中在一起首先加工，再依次集中各表面的半精加工和精加工工作。

该拨叉加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工、半粗加工和精加工3个阶段。

在粗加工阶段，首先要将精基准(拨叉头左端面和叉轴孔)准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工；然后粗铣拨叉头右端面、拨叉脚内表面、拨叉脚两端面、操纵槽内侧面和底面。

在精加工阶段，进行拨叉脚两端面的磨削加工。

1.3.4工序的集中与分散本例选用工序集中原则安排拨叉的加工工序。