拨叉加工工艺及M螺纹孔钻床夹具设计

济南大学

机械工程学院

机械制造技术基础课程设计

设计者：对着太阳呓语

拨叉加工工艺及M8螺纹孔钻床夹具设计

机械制造专业课程设计任务书

题目：设计变速箱拨叉零件的机械加工工艺

规程及钻锁销孔钻床夹具

内容：（1）零件图 l张（2）毛坯图 l张

（3）机械加工工艺规程卡片 1套

（4）钻锁销孔钻床夹具装配图及零件图1套

（5）课程设计说明书 1份

原始资料：拨叉零件图1张（见附图1）；

生产纲领为8000台／年(每台一件)；

每日l班。

指导教师

系、部、室主任

教学院长

2013 年 6 月2 0 日

第1章 零件分析

1.1 零件的作用

拨叉是拖拉机变速箱的换档机构中的一个主要零件。拨叉头以24φ孔套在变速叉轴上，并用螺钉经H M 68-螺纹孔与变速叉轴联结，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轴上滑动以改换档位，从而改变拖拉机的行驶速度。

1.2 零件的工艺分析

由零件图1.1可知，其材料为45钢。该材料具有足够的强度、刚度和韧性，适用于承受弯曲应力和冲击载荷作用的工作条件。

该拨叉形状特殊、结构简单，属典型的叉杆类零件。为实现换档、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48～58；为保证拨叉换档时叉脚受力均匀，要求叉脚两端面对叉轴孔021

.00

24+φ的垂直度要求为0.05mm ，其自身的平面度为0.08。为保证拨叉在叉轴上有准确的位置，

改换档位准确，拨叉采用紧固螺钉定位。螺纹孔的尺寸为H M 68-。

拨叉头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，又提高了换档时叉脚端面的接触刚度；021

.00

24+φ孔和H M 68-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021

.00

24+φ，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、攻丝的粗加工

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。

该零件的主要工作表面为拨叉脚两端面和叉轴孔021

.00

24+φ(H7)，在设计工艺规程时应重点予以保

证。

图1.1（零件图）

1.3 确定零件的生产类型

依设计题目知：产品的年产量为8000台／年，每台产品中该零件数量为1件／台；结合生产实际，备品率α%和废品率β%分别取3%和0.5%，零件年产量为

8000台／年×1件／台×(1+3%)×(1+0.5%)=8281.2件／年

拨叉属轻型零件，该拨叉的生产类型为大量生产。

第2章确定毛坯、绘制毛坯简图

2.1 选择毛坯

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，获得纤维组织，毛坯选用锻件。该拨叉的轮廓尺寸不大，且生产类型属大批生产，为提高生产率和锻件精度，宜采用模锻方法制造毛坯。毛坯的拔模斜度为5°。

2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量

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

由于无法得到加工后巴叉的质量，所以先根据图纸画出三维图经过分析（如下截图）

得出质量为（密度取7.8×10-6kg ／3） 0.3kg ≈0.33

可初步估计机械加工前锻件毛坯的重量为0.44kg 。

3．锻件形状复杂系数 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 =95mm ， b =65mm ，h =45mm ；该拨叉锻件的形状复杂系数为

)/(44.0/ρlbh m m S N t ===0.44kg ／(95mm ×65mm ×45mm ×7.8×10-6kg ／3)≈0.44／2.17≈

0.203

由于0.203介于0.16和0.32之间，故该拨叉的形状复杂系数属S 3级。

4．锻件材质系数 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，故该锻件的材质系数属M 1级。

5．锻件分模线形状 根据该拨叉件的形位特点，选择零件高度方向通过螺纹孔轴心的平面为分模面，属平直分模线。

6．零件表面粗糙度 由零件图可知，该拨叉各加工表面的粗糙度均大于等于1.6μm 。 根据上述诸因素，可查《机械制造设计基础课程设计》表2.13确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果列于表2.1中。

表2.1 拨叉机械加工余量及锻造毛坯尺寸公差

2.3 绘制拨叉锻造毛坯简图

由表2.1所得结果，绘制毛坯简图2.3所示。

图2.3（毛坯简图）

第3章 工艺规程设计

3.1 定位基准的选择

定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。 1．精基准的选择 叉轴孔021

.00

24+φ的轴线是拨叉脚两端面设计基准，拨叉头左端面是拨叉轴向方向上尺寸的设计基

准。选用叉轴孔021

.00

24+φ的轴线和拨叉头左端面作精基准定位加工拨叉脚两端面，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。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精基准，夹紧力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．粗基准的选择

选择变速叉轴孔24φ的外圆面和拨叉头右端面作粗基准。采用24φ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粗基准加工左端面，可以为后续工序准备好精基准。

3.2 拟订工艺路线

工艺路线的拟订是制订工艺规程的总体布局，包括：确定加工方法，划分加工阶段，决定工序的