副变速拨叉工艺及专用夹具设计说明书

北华航天工业学院《机械制造专业方向课程综合设计》课程设计报告报告题目：机械制造专业方向课程综合设计作者所在系部：机械工程系作者所在专业：机械设计制造及其自动化作者所在班级：作者姓名：指导教师姓名：完成时间：目录一、前言………………………………………………………………………………二、零件图的分析……………………………………………………………………1、生产类型…………………………………………………………………………2、零件的作用………………………………………………………………………3、零件的结构特点及工艺分析……………………………………………………三、工艺规程设计……………………………………………………………………1、确定毛坯的制造形式……………………………………………………………2、基面的选择………………………………………………………………………3、制定工艺路线……………………………………………………………………4、机械加工余量、工序尺寸及公差的确定…………………………………………4.1、Φ24mm右端面………………………………………………………………4.2、Φ14mm的孔…………………………………………………………………4.3、14H13的槽……………………………………………………………………5、确定切削用量……………………………………………………………………φ右端面的切削用量…………………………………5.1、确定工序1：铣削24φ孔的切削用量……………………5.2、确定工序2：钻、扩、铰、及精铰145.3、确定工序6：铣削14H13的槽的切削用量…………………………………四、夹具设计……………………………………………………………………………1、问题的提出………………………………………………………………………2、夹具设计…………………………………………………………………………2.1、定位基准的选择……………………………………………………………2.2、切削力及夹紧力计算………………………………………………………2.3、定位误差分析………………………………………………………………2.4、夹具设计及操作的简要说明………………………………………………五、设计总结…………………………………………………………………………六、参考文献…………………………………………………………………………课程设计任务书前言机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的，并进行了生产实习的基础上进行的又一个实践性教学环节。

这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的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，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。

这次设计使我们能综合运用机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了机械制造工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。

由于能力有限，经验不足，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指正！二、零件图的分析1、生产类型该零件的生产类型为中批量生产。

2、零件的作用副变速拨叉零件应用在副变速箱的换挡机构中，拨叉头孔套在变速叉轴上，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，变换操纵机构就通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移，拨叉脚拨动双联变换齿轮在花键上滑动以改变档位，从而改变速度。

3、零件的结构特点及工艺分析该拨叉变速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、刚度以及韧性，以适应拨叉的工作条件。

该拨叉形状特殊，结构简单，为实现变速的功能，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要承受冲击载荷，为增强其耐磨性，该表面要求高频淬火处理，硬度为48-58HRC。

拨叉头两端面与叉脚两端面在轴方向上均高于相邻表面，这样既减少了加工表面，又提高了变速时叉脚端面的接触刚度。

通过对该零件的重新绘制，知道图样的视图正确，完整尺寸，公差及技术要求齐全。

但基准孔φ14要求Ra 3.2mμ精度较高，要进行精绞以达到粗糙度要求，其余的加工表面精度均较低，不需要高精度的机床加工，通过铣削、钻削的粗加工就可以达到加工要求。

该零件结构对基准的选择要求高，零件选用材料KTH350-10。

三、工艺规程设计1、确定毛坯的制造形式零件材料为KTH350-10,考虑到零件在加工过程中所受冲击力不大，并且为中批量生产，所以，选择金属模机械砂型铸造毛坯。

铸件要求不能有砂眼、疏孔等缺陷，以保证零件的强度、刚度及硬度，使其在外力作用下不至于发生意外事故。

查《机械制造工艺设计简明手册》表1.3-1，选用铸件尺寸公差等级为CT10，保证的尺寸公差在1-3mm。

2、基面的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。

基面选择的正确合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。

否则加工工艺过程中会问题百出，更有甚者还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。

（1）粗基准的选择：以零件的Φ24mm外圆为主要粗基准，以零件左端面为辅助粗基准。

（2）精基准的选择：根据精基准的选择原则“基准统一原则”以及考虑到工件的装夹与加工方便，选用14φ孔中心为主要精基准，以加工后的零件右端面为辅助精基准。

3、制定工艺路线制定工艺路线的出发点，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。

还应当考虑加工时的经济性，尽量使工序能够集中起来提高生产率。

工序1：铣削24φ右端面，以24φ左端面为粗基准，采用X51型立式铣床、YG8硬质合金端铣刀以及专用夹具；工序2:钻、扩、铰、及精铰14φ孔，以24φ右端面以及24φ外圆为基准，采用Z525型立式钻床、锥柄麻花钻、锥柄扩孔钻、锥柄机用铰刀以及专用夹具；工序3：铣削24φ左端面，以24φ右端面为定位基准，采用X51型立式铣床、端铣刀及专用夹具；工序4：粗铣大叉头外表面，以24φ右端面为定位基准，采用X51型立式铣床、镶齿套式面铣刀及专用夹具；工序5：精铣大叉头外表面，以24φ右端面为定位基准，采用X51型立式铣床、三面刃铣刀及专用夹具；工序6：铣两叉头内侧，以14φ孔中心为定位基准，采用X61W 型卧式铣床、细齿锯片铣刀及专用夹具；工序7：铣14H13的槽，以14φ孔中心为定位基准，采用X62型卧式铣床、直齿三面刃铣刀及专用夹具；工序8：钻7.8φmm 孔，以14φ孔中心为定位基准，采用Z32K 型摇臂钻床、直柄麻花钻及专用夹具；工序9：铣大叉头右端外端面，以14φ孔中心为定位基准，采用X61W 型卧式铣床、细齿圆柱形铣刀及专用夹具；工序10：去毛刺；工序11：终检。

4、机械加工余量、工序尺寸及公差的确定副变速拨叉零件材料为KTH350-10，硬度为198HBS ，生产类型为中批量生产，采用金属模机械砂型铸造毛坯。

根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及公差。

4.1、Φ24mm 右端面查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-5，可得该零件尺寸公差为CT7-CT9，加工余量等级为F 。

参照《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-21确定工序尺寸及加工余量为：铣削73.2mm Z=1.2mm4.2、Φ14mm 的孔查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-5，可得该零件尺寸公差为CT7-CT9，加工余量等级为F 。

参照《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-4及表2.3-8确定工序尺寸及加工余量为：钻孔Φ13mm扩孔Φ13.85mm 2Z=0.85mm粗铰Φ13.95mm 2Z=0.10mm精铰Φ14mm 2Z=0.05mm4.3、14H13的槽从零件图上可知尺寸公差为IT13，加工余量等级为F 。

参照《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-22确定工序尺寸及加工余量为：铣削14mm 2Z=3.0mm5、确定切削用量5.1、确定工序1：铣削24φ右端面的切削用量（1）加工条件工件材料：被加工材料KTH350-10 其最小抗拉强度为330MPa ，最低延伸率为10。

加工要求：铣削至长度为73.2mm 。

选择车床：采用X51型立式铣床，电动机功率：4.5kw 。

选择刀具：由于采用YG8硬质合金端铣刀。

根据《切削用量简明手册》表3.1，铣削宽度e a ≤60mm ，p a ≤4mm ，直径为0d =40mm ，齿数Z=12。

（2）计算切削用量确定切削深度p a ：由于单边余量仅为 1.2mm ，可在一次走刀内切完，故p a =74.4-73.2=1.2mm 。

确定进给量f ：查《切削用量简明手册》表 3.5，得每齿进给量z f =0.15-0.24mm/z ，查表3.16取z f =0.18mm/z ，则f=0.18×12=2.16mm/r 。

确定切削速度c v ：查《切削用量简明手册》表3.27，, vp u e y z x p m q v c k z a f a T d C v v v v v v 0=查表12,24,40,22.0,22.0,0,32.0,/18.0,17.0,2.1,33.0min,120,1,5480==============z mm a mm d u q p y z mm f x a m T k c e v v v v z v p v v计算得c v =211.72m/min ，min /14.53912572.2111000r n =⨯⨯=π。

根据X51型立式铣床主轴转速表（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-36），选择n=490r/min ，则实际的切削速度v=1000125⨯n π=192.42m/min 。

工作台每分钟进给量为：m in /4.10584901218.0mm f Mz =⨯⨯=。

根据X51型立式铣床工作台进给量表（《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-37），选择m in /765mm f Mz =，则实际的每齿进给量z mm f z /13.049012765=⨯=。

5.2、确定工序2:钻、扩、铰、及精铰14φ孔的切削用量（1）加工条件工件材料：被加工材料KTH350-10 其最小抗拉强度为330MPa ，最低延伸率为10。

加工要求：钻孔至13mm ，扩孔至13.85mm ，精铰至14mm ，通孔。

选择钻床：选用立式钻床Z525。

选择刀具：钻孔时，采用锥柄麻花钻刀片材料为高速钢，钻头直径13mm ；扩孔时，采用锥柄扩孔钻刀片材料为高速钢，钻头直径13.85mm ；铰孔时，采用锥柄机用铰刀刀片材料为YG8，钻头直径为14mm 。