CW6140拨叉机械加工工艺及加工Φ45孔的夹具设计.docx

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1、晋 中 学 院本科毕业论文（设计）题题目目 CW6140 拨叉机械加工工艺拨叉机械加工工艺及加工及加工45 孔的夹具设计孔的夹具设计院院系系_机械学院机械学院_专专业业_机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化姓姓名名_吴鹏吴鹏_学学号号_1514112431_学习年限学习年限 2015 年 9 月至 2019 年 7 月指导教师指导教师杜勇职称讲师申请学位申请学位学士学位2019 年 5月5 日CW6140 拨叉机械加工工艺及加工45 孔的夹具设计学生姓名：吴鹏指导教师：杜勇摘要：工艺规程是企业用于生产产品的一个重要的文件。本文对拨叉的结构和工艺进行了较为全面的分析，确定了机械加工工艺路

2、线，制订出了零件的铸造工艺方案和机械加工工艺规程，并为加工零件上直径45mm 的孔设计了一套专用钻床夹具。CW6140 车床拨叉是车床变速箱中的一个重要零件，它对于车床的速度变换起着至关重要的作用。而本课题研究意义就是设计一套简化工艺路线，尽可能地减少拨叉制造的成本和时间，同时使其达到环保、高效、节能、使用寿命长、工作可靠的目的，及所设计的拨叉应具有较好的结构工艺性和良好的使用性。关键词：工艺规程工艺路线专用夹具工艺性使用性Machining technology of CW6140 Fork andfixture design of processing 45 holeAuthors Nam

3、e:Wu PengTutor:Tutor:Wu PengABSTRACT：Process procedures are an important document used byenterprises in the production of products.In this paper,the structure andtechnology of the fork are analyzed comprehensively,the machiningprocess route is determined,the casting process scheme and machiningproce

4、ss procedures of the parts are worked out,and a set of specialdrilling machine fixture is designed for the hole with 45mm diameter onthe machined part.CW6140 Lathe Fork is an important part of lathegearbox,which plays a vital role in the speed transformation of lathe.Thesignificance of this research

5、 is to design a set of simplified process route,as far as possible to reduce the cost and time of fork manufacturing,whilemaking it achieve environmental protection,high efficiency,energysaving,long service life,reliable work,and the design of the fork shouldhave a better structural process and good

6、 usabilityKEYWORDS：Process specificationprocess routespecialfixtureprocessabilityusability目目录录1 1引言引言.11.1 研究背景及意义.11.2 研究内容.22 2零件分析零件分析.52.1 功用分析.52.2 结构分析.72.3 工艺分析.83 3零件毛坯零件毛坯的选择的选择.173.1 毛坯材料的选择.183.2 计算毛坯余量及公差.183.3 绘制毛坯图.194 4零件的工艺规程设计零件的工艺规程设计.224.1 选择定位基准.224.2 确定工艺路线.224.3 确定加工设备及工艺装备.234

7、.4 加工余量、工序尺寸及公差的计算.234.5 切削用量的计算.234.6 时间定额的计算.234.7 确定工序及工艺.235 5夹具设计夹具设计.225.1 夹具设计概述.235.1.1 加工设备的选择.235.1.2 零件加工位置.235.2 夹具结构设计.235.2.1 六点定位原理.235.2.2 定位方案的选择.235.2.3 定位元件的选择.235.2.4 定位误差的计算.235.3 夹紧装置的设计.235.3.1 夹紧方案的设计.235.3.2 夹紧力的计算.235.3.3 夹紧方案的确定.235.4 夹具的装配要求及使用注意事项.23总结与致谢.35参考文献.36附录.371

8、 1 引言引言1 1.1.1 研究背景及意义研究背景及意义CW6140 车床拨叉是车床变速箱中的一个重要零件，它对于车床的速度变换起着至关重要的作用。该零件的工艺流程大致为：铸造热处理粗铣粗铣粗铣半精铣钻、扩、铰钻、扩、铰镗孔铣断去毛刺清洗入库。本文对拨叉的结构和工艺进行了分析，确定了机械加工工艺路线，制订出了零件的铸造工艺方案和机械加工工艺规程，并为加工零件上直径45mm 的孔设计了一套专用钻床夹具。而本课题研究意义就是设计一套简化工艺路线，尽可能地减少拨叉制造的成本和时间，同时使其达到环保、高效、节能、使用寿命长、工作可靠的目的。1.21.2 研究内容研究内容1.2.1零件总体设计方案的确

9、定；1.2.2零件材料的选择、强度校核计算及零件图的绘制；1.2.3工艺规程的设计、加工方案的选择、工艺规程图的绘制和相关参数及切削用量的计算；1.2.4零件的定位分析；1.2.5分析夹具、设计及计算，夹具零件图及装配图；1.2.6数控加工程序及机床数据表；1.2.7结合本课题查阅并翻译 50008000 字的英文资料；1.2.8编写设计说明书 1500020000 字。2 2 零件分析零件分析2.12.1 功用分析功用分析CW6140 拨是车床变速箱换挡机构中的一个主要零件，主要起换挡作用。它的作用方式是把两个咬合的齿轮拨开来，再把其中的一个可以在轴上滑动的齿轮拨到另外一个齿轮上，这样就实现

10、了速度的变换。简单来说就是改变车床滑移齿轮的位置，达到变速的目的。2.22.2 结构分析结构分析CW6140 拨叉的重要表面和孔为拨叉脚两端面和内表面、?荠?t?t?荠mm 的通孔、两个10mm 的通孔和18mm 的通孔。?荠?t?t?荠mm 的通孔、两个10mm 的通孔和18mm的通孔互相相通。而拨叉工作时的主要表面是拨叉脚内表面和?荠?t?t?荠mm 的通孔，所以加工时应尽量保证这两处的精度和尺寸。2.32.3 工艺分析工艺分析由零件图可知，其材料为 HT300，也就是我们在生活中常见的灰铸铁。灰铸铁的强度高，耐磨性好，适用于机械制造中的重要零件。拨叉工作时的主要表面是拨叉脚内表面和?荠?

11、t?t?荠mm 的通孔，所以加工时应尽可能的保证这两处的精度和尺寸。其余加工表面加工精度比较低，我们可以通过铣削、钻床的粗加工，就能达到零件的加工要求。主要表面虽然加工精度相对较高，但是采用减少成本的方法同样可以加工出来。经过简单的分析，我们可以得到一个相对简易的结论：我们所研究的 CW6140 拨叉的工艺性还是可以的。该拨叉的重要表面和孔为拨叉脚两端面和内表面、?荠?t?t?荠mm 的通孔、两个10mm 的通孔和18mm 的通孔。?荠?t?t?荠mm 的通孔、两个10mm 的通孔和18mm 的通孔互相相通。综合分析可得出这样的结论，粗加工拨叉头的前后端面，然后以拨叉头的前后端面作为基准，采用

12、专门的夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。3 3 零件毛坯的选择零件毛坯的选择3.13.1 毛坯材料的毛坯材料的选择选择机械制造中的毛坯材料多种多样，每种材料的性能不一样，所以适应的制造方法也会有差别。毛坯材料的选择需要考虑各种因素，进行综合分析才能确定。根因为该拨叉零件材料为 HT300，也就是我们在生活中常说的灰铸铁材料。因为零件结构相对于来说较为简单，查原始文件可知该拨叉的生产类型为中批生产，查机械制造技术基础课程设计指导书 第 17 页表 2.6 常用的

13、毛坯类型，综合各种因素选择砂型铸造机器造型毛坯，拨叉?荠?t?t?荠mm 和两个10mm 以及32mm 的孔需铸出。3.23.2毛坯余量和毛坯余量和公差公差的计算的计算工艺方法加工余量等级铸钢灰铸铁灰铸铁球 墨 铸铁可锻铸铁铜合金锌合金轻金属合金镍基合金钴基合金砂型手工造型1113/J1113/H1113/H1012/H1012/H911/H砂型砂型机器机器造型造型810/H810/G810/G810/G810/G810/G79/G金属型79/F79/F79/F79/F79/F68/F低压铸造79/F79/F79/F79/F79/F68/F压力铸造68/D46/D57/D熔模铸造57/E57/

14、E57/E46/E46/E57/E57/E表 3.1铸件的铸造方法、加工余量等级由上述的表 3.1 可出这样的结论：我们把铸造的方法选为砂型机器造型铸造，而零件材料为 HT300,也就是我们在生活中常说的灰铸铁，查上述表格灰铸铁的加工公差，可以得到零件的加工余量等级选为 8-10 级 G,考虑到制造为中等水平的话，我们把等级取为 CT8。表 3.2mm铸件基本尺寸公差等级 CT大于至12345678 8-10-0.180.260.360.520.741.01.01016-0.200.280.380.540.781.11.11625-0.220.300.420.580821.21.22540-0

15、.240.320.460.640.901.31.34063-0.260.360.500.701.01.41.463100-0.280.400.560.781.11.61.6公差等级5678 8加工余量等级DEDEDEFDFG G基本尺寸加工余量/mm1001000.80.90.81.01.01.52.01.5202.52.50.60.80.60.80.70.91.50.81.52.02.0表 3.3综合各种因素及查上述的表 3.1、3.2、3.3 可以得到该拨叉的尺寸公差和机械加工余量如下表 3.4加工表面零件尺寸机械加工余量毛坯公差（极限偏差）毛坯尺寸拨叉头左右端面7422.5（两端面分别取

16、 2 和 2.5）1.60.6578.50.65拨叉脚内表面R252.51.40.7R22.50.7拨叉脚两端面?t?t?耀荠两端面各 21.10.6180.6拨叉头孔?荠?t?t?荠21.40.6410.6拨叉操纵槽顶面65?t2.51.60.667.50.6表 3.4mm3.33.3 拨叉毛坯拨叉毛坯简图的简图的绘制绘制由上述分析的结果，我们可以绘制出 CW6140 拨叉的毛坯简图。4 4 设计拨叉的工艺规程设计拨叉的工艺规程工艺规程的概念规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件称为工艺规程。其中规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件称为机械加工工艺规程工艺规程的作用是指

17、导工人操作和用于生产、工艺管理工作的主要技术文件，是新产品投产前进行生产准备和技术准备的依据。表 4.14.14.1 选择选择拨叉拨叉加工的加工的定位基准定位基准基准的选择原则如下表 4.2：基准名称选择原则精基准基准重合原则、基准统一原则、互为基准原则、自为基准原则和保证工作定位准确、夹紧可靠、操作方便的原则粗基准重要表面余量均匀原则、工作表面间相互位置要求原则、余量足够原则、定位可靠性原则和粗基准不重复使用原则表 4.2基准的选择确定如下表 4.3：基准名称基准选择的确定精基准R10mm 的通孔的轴线是拨叉下端面和?荠?t?t?荠mm 拨叉头孔的设计基准，拨叉后端面是拨叉轴向方向上尺寸的设

18、计基准。选用 R10的通孔的轴线和拨叉后端面作为精基准定位加工?荠?t?t?荠mm 拨叉头孔和拨叉下端面及拨叉脚两端面，实现了基准统一原则。另外，由于拨叉刚性条件差，受力易发生弯曲变形，选用拨叉头左端面作为精基准，夹紧力作用在插头的右端面上，可以避免在机械加工中产生夹紧变形，夹紧稳定可靠。粗基准选择?荠?t?t?荠mm 拨叉头孔的外圆面和拨叉底面作为粗基准。采用的?荠?t?t?荠mm 拨叉头孔的外圆面定位加工内孔可保证孔的壁厚均匀；采用拨叉底面作为粗基准加工 R10mm 的通孔，可以为后续工序准备好精基准。表 4.34.24.2 拨叉工艺路线的拟定拨叉工艺路线的拟定拟定工艺路线是制造生产的很重

19、要的一个环节，必须充分调查并综合各种收集到的有用的资料加以分析比较，最终找到一个理想的办法。4.2.1 确定确定零件零件的的表面表面加工方法加工方法加工方法的选择一般应根据综合因素进行分析，可提出几个方案进行比较，再结合其他条件选择其中一个比较合理的方案。1.选择表面加工方法时，我们要充分考虑各种和生产有关的因素，经过查阅相关资料我们可以得到如下表格：选择表面加工方法时应考虑的因素（a）所选用的加工方法能否达到加工表面的技术要求（b）零件材料的性质和热处理要求。例如，淬火钢的精加工要用磨削，因为一般淬火表面只能采用磨削。有色金属的精加工因材料过软容易堵塞砂轮而不宜采用磨削，需要用高速精细车和精

20、细镗等高速切削方法。（c）零件的生产类型。选择加工方法时必须考虑生产率和经济性。大批大量生产应选用生产率高和质量稳定的加工方法。例如，加工孔、内键槽、内花键等可以采用拉削的方法；单件小批生产则采用刨削、铣削平面和钻、扩、铰孔。（d）本厂现有设备状况和技术条件。技术人员必须熟悉本车间（或者本厂）现有加工设备的种类、数量、加工范围和精度水平以及工人的技术水平，以充分利用现有资源，并不断运用原有设备和工艺设备进行技术改造，挖掘企业潜力，创造经济效益2.各种情况下的表面加工方案、加工尺寸精度和表面粗糙度（1）外圆表面加工方案的经济精度和表面粗糙度。（表 4.4）序号加工方案经济精度等级表面粗糙度Ra/

21、m适用范围1粗车IT11 级以下5012.5未淬硬钢、铸铁有色金属端面加工2粗车-半精车IT8106.33.23粗车-半精车-精车IT781.60.84粗车-半精车-磨削IT780.80.4钢、铸铁端面加工5粗车-半精车-粗磨-精磨IT670.40.1未淬硬平面加工6粗车-半精车-粗磨-精磨-超精加工（或轮式超精磨）IT50.10.0127粗车-半精车-精磨-金刚石车IT560.40.025主要用于要求较高的有色金属表 4.4（2）孔加工方案的经济精度和表面粗糙度。（表 4.5）序号加工方案经济精度等级表面粗糙度 Ra/m适用范围1钻IT111212.5加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也用于加工

22、孔径1520mm5钻-扩-粗铰-精铰IT71.60.86钻-扩-铰IT693.20.327钻-扩-机铰-手铰IT51.250.088钻-扩-拉IT791.60.1大批量生产中小零件的通孔（精度由拉刀的精度而定）9粗镗（扩孔）IT111212.56.3除淬火钢外的各种材料，毛坯有铸出孔或锻出孔10粗镗-（粗扩）-半精镗（精扩）IT893.21.611粗镗-（粗扩）-半精镗（精扩）-精镗（铰）IT781.60.812粗镗-（粗扩）-半精镗（精扩）-精镗-浮动镗刀块精镗IT670.80.4表 4.5经过综合分析，我们可以得到下面的表 4.6：加工表面尺 寸 及 偏差/mm尺 寸 精 度等级表 面 粗

23、 糙度值/m加工方案备注拨 叉 脚 两端面?t?t?耀荠IT8Ra3.2粗 铣-半 精车拨叉头孔?荠?t?t?荠IT12Ra25粗铣底 端 竖 直两通孔10IT9Ra3.2钻-铰拨 叉 头 下端后面10IT11Ra12.5粗铣拨 叉 头 下端前面74IT11Ra12.5粗铣拨叉底面58IT10Ra6.3粗 铣-半 精铣拨 叉 头 上端后面74IT11Ra12.5粗铣拨 叉 头 下端前面16IT11Ra12.5粗铣锁销孔?t韠IT10Ra6.3钻-扩 0内 键 槽 顶面耀t?t?荠?t?IT11Ra12.5粗铣中 间 通 孔下端面R10IT12Ra25粗铣拨 叉 头 下端左端面20IT10Ra6

24、.3粗 铣-半 精铣拨 叉 头 下端右端面20IT10Ra6.3粗 铣-半 精铣内 键 槽 两侧面?t?t?IT10Ra6.3粗 铣-半 精铣拨 叉 槽 顶端3IT12Ra25粗铣拨 叉 脚 内表面R25IT11Ra12.5粗扩拨 叉 脚 外表面R35IT12Ra12.5粗锪拨 叉 头 两端面32IT10Ra6.3粗 铣-半 精铣表 4.6拨叉零件各表面加工方案4.2.24.2.2 加工阶段的加工阶段的划分划分该拨叉因为各个表面和孔的粗糙度不同，所以必须分为粗加工、半精加工和精加工三个不同的阶段。首先粗加工 R10mm 的通孔和拨叉后端面，然后粗车拨叉头下端后面、拨叉头下端前面、拨叉头上端后面

25、、拨叉头下端前面、内键槽顶面、中间通孔下端面、拨叉槽顶端、拨叉角内表面和拨叉角外表面；然后半精加工拨叉脚两端面、底端竖直两通孔、拨叉底面、锁销孔、拨叉头下端左端面、拨叉头下端右端面和内键槽两侧面；最后精铰拨叉头孔。4.2.34.2.3 工序的工序的安排安排(1)加工工序的确定：首先加工精基准拨叉头后端面和 R10mm 通孔；先铣10mm 通孔端面，再钻削10mm 通孔；先加工拨叉头端面，再加工45_(-0.080)(+0.105)mm 拨叉头孔。先进行粗加工工序，后进行精加工工序；先加工?荠?t?t?荠mm 拨叉头孔和 R10mm 通孔，再铣拨叉脚两端面。综合分析可得：拨叉加工工序首先大致如下

26、表 4.7 所示工序号工序内容简要说明01粗铣32 端面“先基准后其他”02扩中心孔至 R25 孔“先面后孔”、“先主后次”03锪中心孔另一端面至 R35“先面后孔”、“先主后次”04粗铣中心孔两侧面“先粗后精”05钻，绞两个10 的孔及孔口倒角“先面后孔”、“先主后次”06锯断，铣拨叉头 1616 的缺口07铣键槽“先粗后精”08钻4+0.20 孔“先面后孔”、“先主后次”09扩45 的孔“先面后孔”、“先主后次”10钻，铰 210 的孔“先面后孔”、“先主后次”表 4.7（2）确定热处理工序：铸造零件后时效处理，消除内应力。（3）其他普通工序：因为零件最后需要入库，所以需要安排清洗工序，精

27、加工后进行清洗。4.24.2.4.4 确定工艺路线确定工艺路线综合考虑上述分析，我们发现之前的工序顺序安排有一定的欠考虑程度，所以我们需要在此基础上加以完善，最后确定的拨叉的机械加工工艺路线，见下表 4.8工序号工序内容备注01铸造02热处理03粗铣32 端面04扩中心孔至 R25 孔，锪中心孔一端面至 R3505锪中心孔另一端面至 R3506粗铣，半精铣，精铣中心孔两侧面07钻，粗铰，精绞两个18 的孔及孔口倒角08锯断，铣拨叉头 1616 的缺口09铣键槽10钻4+0.20 孔11扩45 的孔12钻，粗铰，精铰 210 的孔13清洗14检验，入库表 4.84.34.3 确定确定加工设备及工

28、艺设备加工设备及工艺设备原始数据显示 CW6140 拨叉的生产为中批生产，经过综合考虑各种因素，我们可以得到以下的结论：加工设备和工艺设备可以选用通用设备，夹具可以选用专用夹具。工 序号工序内容加工设备工艺装备01铸造02时效处理03粗铣32 端面立式铣床 X52K硬质合金端铣刀、游标卡尺04扩中心孔至 R25 孔摇臂钻床 Z3025锥柄扩孔钻05锪中心孔另一端面至 R35摇臂钻床 Z3025锪孔钻、锥柄圆柱塞规06粗铣，半精铣，精铣中心孔两侧面立式铣床 X52K三面刃铣刀、游标卡尺07钻，粗铰，精绞两个18 的孔及孔口的倒角摇臂钻床 Z3025麻花钻、铰刀、扩孔钻、锥柄圆柱塞规08锯断，铣拨

29、叉头 1616 的缺口立式铣床 X5032锯片铣刀、莫氏锥柄立铣刀、游标卡尺09铣键槽立式铣床 X52K游标卡尺10钻4+0.20 孔摇臂钻床 Z3025麻花钻、锥柄圆柱塞规11扩45 的孔摇臂钻床 Z3025锥柄扩孔钻、锥柄圆柱塞规12钻，粗铰，精铰 210 的孔摇臂钻床 Z3025麻花钻、铰刀、锥柄圆柱塞规13清洗清洗机14检验，入库4.9加工设备及工艺设备4.44.4 计算计算零件的零件的加工余量、工序尺寸和公差加工余量、工序尺寸和公差1.工序 04-扩中心孔至 R25 孔查相关夹具手册的孔的加工余量和孔加工方案的经济精度和表面粗糙度可得以下数据。粗扩余量工序尺寸加工精度等级公差值工序尺

30、寸及公差?粗扩=0.25mmIT11粗扩：0.16mmR韠?t?荠?t?mm2.工序 05-锪中心孔另一端面至 R35查相关夹具手册的孔的加工余量和孔加工方案的经济精度和表面粗糙度可得到以下数据。粗锪余量工序尺寸加工精度等级公差值工序尺寸及公差?粗锪=1.5mmIT12粗锪：0.3mmR?t荠?t荠mm3.工序 07-钻，粗铰，精绞两个18 的孔及孔口倒角查相关夹具手册的孔的加工余量及钻后扩或镗、粗铰和铰孔余量和相关手册的孔加工方案的经济精度和表面粗糙度可得以下数据。余量精铰余量?精铰=0.06mm粗铰余量?粗铰=0.16mm钻孔余量?钻=17.0mm各工步工序尺寸加工精度等级钻孔为 IT12

31、粗铰为 IT11精铰为 IT9尺寸公差精铰为 0.043mm粗铰为 0.11mm钻孔为 0.18mm4.工序 11-扩45 的孔查相关夹具手册的孔的加工余量及孔加工方案的经济精度和表面粗糙度可得到以下数据。粗扩余量工序尺寸加工精度等级公差值工序尺寸及公差?粗扩=0.25mmIT12粗扩：0.250mm?t?荠?t韠荠?mm5.工序 12-钻，粗铰，精铰 210 的孔查相关夹具手册的孔的加工余量及钻后扩或镗、粗铰和铰孔余量和相关手册的孔加工方案的经济精度和表面粗糙度可得以下数据。余量等级公差值工序尺寸及公差精铰余量?精铰=0.04mm精铰为 IT7精铰为 0.015mm精铰为?t?荠mm粗铰余量

32、?粗铰=0.1mm粗铰为 IT10粗铰为 0.058mm粗铰为耀t耀?t?荠?mm钻孔余量?钻=9.8mm钻孔为 IT12钻孔为 0.15mm钻孔为耀t?t荠mm4.54.5 计算零件计算零件加工的加工的切削用量切削用量1.工序 04-扩中心孔至 R25 孔结合工件材料为 HT300，孔的大小为 R韠?t?荠?t?mm 和工序，查相关手册在组合机床上用高速钢钻头的切削用量和硬质合金扩孔钻的切削速度及摇臂钻床 Z3025 数据可得以下数据。切削速度?进给量 f背吃刀量?转速?87.7/min1.2mm/r2mm500r/min则?=?=?t?韠=1395.8r/min可计算出实际的切削速度为?=

33、?=?韠荠?=3.14m/min2.工序 05-锪中心孔另一端面至 R35结合工件材料为 HT300，孔的大小为 R?t荠?t荠mm 和工序，查相关手册用高速钢锪钻锪端面的切削用量及摇臂钻床 Z3025 数据可得到以下数据。切削速度进给量 f背吃刀量转速?=15/min0.2mm/r?=67mm?=500r/min则?=?=?荠?=71.3r/min可计算出实际的切削速度为?=?=?荠?=105.2m/min3.工序 11-扩45 的孔结合工件材料为 HT300，孔的大小为44.75mm 和工序，查相关手册硬质合金扩孔钻扩孔的进给量和硬质合金扩孔钻的切削速度及摇臂钻床 Z3025 数据可得到以

34、下数据。切削速度?进给量 f背吃刀量?转速?92.5/min1.0mm/r2mm500r/min则?=?=?耀韠t荠?韠=1472.2r/min可计算出实际的切削速度为?=?=?韠荠?=3.14m/min4.64.6 计算计算零件零件的时间定额的时间定额1.计算零件的基本时间?（1）工序 03粗铣32 端面因为工序 03粗铣32 端面包括两个工步，因为是整个拨叉铸在一起进行加工，由相关手册查得，L1=0.5(d-?韠?韠)+(13)mm，L2=13mm。可以计算出 L1=12mm,L2=1mm,L=2?=20mm，?=125mm；则这道工序的基本时间为?=?韠f=韠?韠?韠荠min=0.264

35、min=16s。4.74.7 确定工序及工艺确定工序及工艺综合上述可得工序如下：工序号工序内容备注01铸造02热处理03粗铣32 端面04扩中心孔至 R25 孔，锪中心孔一端面至 R3505锪中心孔另一端面至 R3506粗铣，半精铣，精铣中心孔两侧面07钻，粗铰，精绞两个18 的孔及孔口倒角08锯断，铣拨叉头 1616 的缺口09铣键槽10钻4+0.20 孔11扩45 的孔12钻，粗铰，精铰 210 的孔13清洗14检验，入库表 4.10工序5 5 夹具设计夹具设计5.15.1 夹具设计概述夹具设计概述5.1.15.1.1 选择选择零件零件的加工设备的加工设备选择机床时应考虑以下几个因素：机床

36、的尺寸规格要求与被加工工件的外廓尺寸相适应，机床的功率与工序加工需要的功率相适应，避免大规格机床加工小尺寸工件造成浪费，避免小规格机床加工大尺寸工件造成动力不足和加工效率低。机床的加工精度应与被加工工件在该工序的加工精度相适应。机床的生产率应与被加工工件的生产类型相适应机床的选择应考虑工厂（车间）的现有设备条件。如果工件尺寸太大、精度要求过高、没有相适应设备可供选择时，就需要改装设备或设计专用机床。刀具选择主要取决于加工方法、工件材料、加工要求、生产率和经济性等，应尽量采用标准刀具（外购比制造成本低）。大批大量生产可采用高效复合刀具。为加工45 的孔工序设计钻床夹具，结合相关手册可查得所用钻床

37、为 Z3025 型摇臂立式钻床，中批生产类型。5.1.25.1.2 零件加工位置零件加工位置因为该拨叉R10mm的通孔和45mm的拨叉头孔垂直，且是加工45mm的拨叉头孔，所以可以通过定位元件横向定位 R10mm 的孔，利用钻套竖直加工45mm 的拨叉头孔，拨叉脚向下。5.25.2 夹具结构设计夹具结构设计5.2.15.2.1 六点定位分析六点定位分析综合各种因素分析可得，加工45mm 的拨叉头孔，因为要确定孔在 X 方向上的位置，所以需要限制零件的 X 的移动和 Z 的转动。因为要确定孔在 Y 方向上的位置，所以需要限制零件的 Y 的移动和 Z 的转动。还需要限制 X 的转动、Z 的移动和

38、Y 的转动。所以综合分析可得：加工45mm 的拨叉头孔需要限制零件的六个自由度。5.2.25.2.2 定位方案的选择定位方案的选择分析工序简图可知，加工45mm 的拨叉头孔，因为 R10 的通孔与拨叉头孔垂直。从基准的重合原则和定位的可靠性、稳定性出发，选择 R10 通孔的上下端面作为主要定位基准面，并选择 R25mm 的拨叉脚内表面和 R10 通孔的左端面作为另外的两个定位基准面。5.2.3 定位元件的选择定位元件的选择定位元件采用带肩长心轴和一个定为块支撑。带肩长心轴限制四个自由度，加上螺母、垫片的配合，又限制了一个自由度；定位块支撑与 R25mm 的拨叉脚内表面接触，限制了一个自由度。这

39、样六个自由度就全被限制住了，实现了工件的完全定位。有上述分析可知，该方案定位还是合理、可行的。5.2.4 计算计算零件的零件的定位误差定位误差5.3 设计设计加工的加工的夹紧装置夹紧装置5.3.15.3.1 设计设计加工的加工的夹紧方案夹紧方案（1）设计加工零件的夹紧装置查阅相关资料,经过综合考虑得到这样的结论:此夹具可以选用螺旋夹紧机构，选用轴向螺母固定夹紧，考虑到中批生产的工艺特征，宜选用带肩六角螺母。既可以保证夹紧的稳定性，也可以保证精度。螺旋夹紧机构中的各零件均采用标准夹具元件。螺旋夹紧机构结构尺寸见机械制造技术基础课程设计指导书第 298 页表 6.22.带肩六角螺母结构尺寸见机械制

40、造技术基础课程设计指导书第 300 页表 6.23。（2）拟定加工零件的导向方案，设计加工零件的导向装置加工需要钻套。因为这个零件的钻孔工序的位置精度高，又该拨叉的生产类型为中批生产，而固定钻套结构简单，钻孔位置精度高，主要运用于中、小批的钻模。所以选用固定钻套较为合理。固定钻套的结构尺寸见机械制造技术基础课程设计指导书第 322 页表 6.49。5.3.25.3.2 夹紧力的计算夹紧力的计算由于切削力本身受切削用量、工件材料、刀具及工况多种因素的影响，夹紧力大小计算很复杂，一般只作粗略计算。在加工中小工件时，可忽略工件重力的影响，可根据工件的受力平衡，计算出在最不利的加工情况下与切削力、惯性

41、力相平衡的夹紧力?。安全系数 K 的取值要视情况而定，这个可以翻阅手册查得。在加工大型和重型工件时，夹紧力的估算，不仅要考虑切削力，还要考虑工件的重力，对于高速回转运动的偏心工件，必须考虑惯性力（离心力）的影响。在实际设计中，确定夹紧力的大小或计算夹紧力，一般都要结合加工的具体情况进行分析计算，大都是通过夹紧力形成的摩擦力来克服外力的作用。5.3.35.3.3 夹紧方案的确定夹紧方案的确定综合上述分析及计算可得出这样的夹紧方案：此夹具可以选用螺旋夹紧机构，选用轴向螺母固定夹紧，考虑到中批生产的工艺特征，宜选用带肩六角螺母。因为该钻孔工序的位置精度高，又该拨叉的生产类型为中批生产，所以选用固定钻

42、套较为合理。5.45.4 夹具的装配要求及使用注意事项夹具的装配要求及使用注意事项1.夹具装配的基本要求（1）产品必须严格按照设计、工艺要求、JB/T994-1992 和与产品有关的标准规定进行装配。（2）装配环境必须清洁。高精度产品的装配环境温度、湿度、降尘量、照明、防振等必须符合有关规定。（3）产品零部件（包括外购、外购件）必须具有检验合格证方能进行装配。（4）零件在装配前必须清理和清洗干净，不得有毛刺、飞边、氧化皮、锈蚀、切屑、沙粒、灰尘和油污等，并应符合相应精度的要求。（5）除有特殊要求外，零件的尖角和锐边必须倒钝。（6）配作表面必须按有关规定进行加工，加工后进行清洗干净。（7）用修配

43、法装配的零件，修整后的主要配合尺寸必须符合设计要求或工艺规定。（8）装配过程中零件不得磕碰、划伤和锈蚀。（9）油漆未干的零部件不得进行装配。2.夹具的使用注意事项（1）使用前对限位尺寸检查是否还保持正确位置。（2）如果挡销磨损超差，可以进行打磨修复；如果挡板、插销、定位锥头销磨损超差，可以重新组装，错开磨损部位后继续使用。（3）每次更换加工产品时，要将夹具上的铝屑和其他杂质清理干净再装夹产品。（4）夹具使用后需要涂防锈油。总结与致谢总结与致谢整个设计过程正式到此结束，剩下的就是静待毕业了。在做这个设计这几个月的时间里我收获了许多，也让我学到许多。从最初对这个课题一无所知的我，到现在已经对这个课

44、题有了相对较深的理解。而我也借着毕业设计这个机会将我大学里所学的知识都复习了一次，在很大程度上丰富了我以后步入社会工作的知识库。毕业设计作为我在学校最后的一份作业，最初我发誓一定要做得完美。但事与愿违，因为在做的过程中我发现我在某些方面的知识储备不足，导致设计过程中不得不暂停当时的进度，转而去学习相关知识从而完成自己的设计。尽管在设计时总是遇到各种各样的问题，但最终的结果还是美好的。当我做完整个设计后，我发现我对使用Solidworks 及 CAD 两种机械制图软件比以前更熟练了，同时也掌握了对 office 相关插件的使用。在整个毕业设计过程中我要感谢我的指导老师杜勇老师，当我遇到问题他总是

45、细心的给我讲解解决困难的方法。而对于我的设计图纸及论文有错误的地方，杜老师也一一的给我指正出来，并给我讲解了正确的格式和改正的方法。我想在未来很长一段时间里，我始终会记得杜老师在这段时间里对我的帮助以及教给我有关夹具设计的知识。同时也得感谢我的所有的任课老师们，正是由于他们的教导，使得我在设计一些机械结构时不在那么的吃力。我还得感谢我的同学们，在有段时间里我对做毕业设计有很大的反感，总是不想去做，而他们总是在催促我做，才使得我能在规定的时间里完成整个毕业设计。最后由衷的感谢马老师和我的同学们。最后，感谢各位老师们，非常感谢你们能抽出时间过来参加我这个即将离开学校这个大家庭的学生最后的毕业设计报

46、告会。参考文献参考文献1李翠翘李建政孟刚.零件机械加工工艺设计原则的探讨D.机械研究与应用,2005.2潘修玉.XX 企业产品工艺技术方案优选研究D.吉林大学,2014.3晁贯良.两栖仿生机器鱼设计及其复杂异型件的加工D.石河子大学,2012.4王炳发.浅谈机械加工工艺路线的制定D.中小企业管理与科技(上旬刊),2013.5 冯 丹 艳.拨 叉 零 件 铣 床 加 工 及 工 装 夹 具 设 计 D.广 东 理 工 学 院,2016.6张丽.车床变速箱中拔叉及专用夹具设计D.制造业自动化,2011.7邓维鑫.基于 UG 的叶轮五轴联动数控加工D.西南交通大学,2009.8王 振 忠.基 于 知

47、 识 的 工 程 机 械 箱 体 零 件 CAPP 研 究 D.长 安 大 学,2010.9王志宇.机械加工中对精度加工制造造成影响的因素D.科技创新与应用,2013.10栗永非.沟槽凸轮的机加工工艺分析D.湖南农机,2011.11刘凯.MT 换挡执行机构及换挡特性的仿真分析与研究D.合肥工业大学,2012.12郝博杨斯涵.打壳机气缸内孔加工装置设计D.沈阳理工大学机械工程学院,2016.13阮波.浅析影响机械加工精度的因素和如何提高机械加工的精度D.云南省西南交通建设集团有限公司新平大红山分公司,2014.14李振兴.基于铁基粉末冶金换挡拨叉零件的工艺分析与研究D.苏州市职业大学机电工程学院

48、,2018.15吕鹏.车削力的预报研究D.西华大学,2010.16赵 宏 光赵 天 洛.车 削 奥 氏 体 不 锈 钢 的 加 工 要 点 D.湖 南 农 机,2012.17汪尧.工艺系统几何误差对加工精度的影响分析D.黑龙江科技信息,2003.18陈玉和.连杆盖的机械加工工艺讨论D.中国葛洲坝集团机械船舶有限公司,2017.19郭 志龙.面向工艺设计的 制造资源建模与优化方法研究及实现 D.电子科技大学,2005.20许其有.保证双线长丝杆加工质量的方法D.机械工程师,2012.21白洁薄向东.机床夹具在数控加工中的设计D.陶瓷研究与职业教育,2006.查机械制造技术基础课程设计指导书，现有

49、两个方案进行比较参考：工艺路线方案一：工序 01：铸造。用砂型铸造机器铸造毛坯。工序 02：热处理。对铸造完成的零件毛坯进行热处理，退火，改善零件的加工性能、消除内应力和为最终热处理准备好良好的金相组织。工序 03：划线。预先的划线，对毛坯整体有一个规划。工序 04：粗铣。工序 05：粗铣。工序 06：粗铣。工序 07：半精铣。工序 08：钻孔、扩孔、铰孔。工序 09：钻孔、扩孔、铰孔。工序 10：镗孔。工序 11：铣断。从零件对称处铣断毛坯。工序 12：去毛刺。去掉加工后的零件的表面的毛刺。工序 13：清洗。清洗加工后的零件，做好清洁和防锈处理。工序 14：检验，入库。检验零件至图纸要求，最

50、后入库。铸造热处理划线粗铣粗铣粗铣半精铣钻、扩、铰钻、扩、铰镗孔铣断去毛刺清洗入库工艺路线方案一分析：工序较多，工序太分散，可以适合大多数生产，但效率较低。工艺路线方案二：工序 01：铸造，用砂型铸造机器铸造毛坯。工序 02：热处理，对铸造完成的零件毛坯进行热处理，退火，改善零件的加工性能、消除内应力和为最终热处理准备好良好的金相组织。工序 03：铣面，粗铣32 端面。工序 04：扩孔，锪孔。扩中心孔至 R25 孔，锪中心孔一端面至 R35。工序 05：锪孔。锪中心孔另一端面至 R35。工序 06：铣面。粗铣，半精铣，精铣中心孔两侧面。工序 07：钻孔，铰孔，倒角。钻，绞两个18 的孔及孔口倒