機械製造技術課程設計
說明書 設計題目： 變速箱撥叉零件的機械加工
工藝規程及鑽孔攻絲夾具設計
設計者： 李鵬
學號： 2008043512
專業： 08機械設計製造及其自動化
指導教師： 盧建湘
日期： 2011-6-18
機械製造課程設計任務書4頁
第1章零件分析6頁
1.1 零件的作用6頁
1.2 零件的工藝分析6頁
1.3 確定零件的生產型別7頁
第2章確定毛培、繪製毛培簡圖7頁
2.1 選擇毛坯7頁
2.2 確定毛坯的尺寸公差和機械加工餘量………………………7頁
2.3 繪製撥叉鍛造毛坯簡圖9頁第3章工藝規程設計9頁
3.1 定位基準的選擇9頁
3.2 擬訂工藝路線10頁
3.3 加工裝置及工藝裝備的選用12頁
3.4 加工餘量、工序尺寸和公差的確定13頁
3.5 切削用量的計算15頁
3.6 時間定額的計算17頁
第4章專用鑽床夾具設計21頁
4.1 夾具設計任務21頁
4.2 擬定鑽床夾具結構方案與繪製夾具草圖………………………21頁
4.3 繪製夾具裝配總圖23頁
4.4 夾具裝配圖上標註尺寸、配合及技術要求……………………23頁
第5章實訓總結24頁
參考文獻25頁附件26頁
導師評語及成績39頁
機械製造課程設計任務書
一、課程設計任務書
二、設計題目與要求
如圖下所以撥叉零件，材料45鋼，毛培為鍛件，試製零件的機械加工工藝規程及設計加工撥叉頭螺紋孔的鑽床夾具
零件圖第1章零件分析
1.1 零件的作用
撥叉是拖拉機變速箱的換檔機構中的乙個主要零件。撥叉頭以mm孔套在變速叉軸上，並用螺釘經螺紋孔與變速叉軸聯結，撥叉腳則夾在雙聯變換齒輪的槽中。當需要變速時，操縱變速桿，變速操縱機構就通過撥叉頭部的操縱槽帶動撥叉與變速叉軸一起在變速箱中滑移，撥叉腳撥動雙聯變換齒輪在花鍵軸上滑動以改換檔位，從而改變拖拉機的行駛速度。
1.2 零件的工藝分析
由零件圖1.1可知，其材料為45鋼。該材料具有足夠的強度、剛度和韌性，適用於承受彎曲應力和衝擊載荷作用的工作條件。
該撥叉形狀特殊、結構簡單，屬典型的叉杆類零件。為實現換檔、變速的功能，其叉軸孔與變速叉軸有配合要求，因此加工精度要求較高。叉腳兩端面在工作中需承受衝擊載荷，為增強其耐磨性，該表面要求高頻淬火處理，硬度為48～58hrc；為保證撥叉換檔時叉腳受力均勻，要求叉腳兩端面對叉軸孔mm的垂直度要求為0.
05mm，其自身的平面度為0.08mm。為保證撥叉在叉軸上有準確的位置，改換檔位準確，撥叉採用緊固螺釘定位。
螺紋孔的尺寸為。
撥叉頭兩端面和叉腳兩端面均要求切削加工，並在軸向方向上均高於相鄰表面，這樣既減少了加工面積，又提高了換檔時叉腳端麵的接觸剛度； mm孔和孔的端麵均為平面，可以防止加工過程中鑽頭鑽偏，以保證孔的加工精度；另外，該零件除主要工作表面(撥叉腳兩端面、變速叉軸孔mm，其餘表面加工精度均較低，不需要高精度工具機加工，通過銑削、鑽床、攻絲的粗加工就可以達到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對較高，但也可以在正常的生產條件下，採用較經濟的方法保質保量地加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。
該零件的主要工作表面為撥叉腳兩端面和叉軸孔mm(h7)，在設計工藝規程時應重點予以保證。
圖1.1（零件圖）
1.3 確定零件的生產型別
依設計題目知：產品的年產量為8000臺／年，每台產品中該零件數量為1件／臺；結合生產實際，備品率%和廢品率%分別取3%和0.5%，零件年產量為
n=8000臺／年×1件／臺×(1+3%)×(1+0.5%)=8281.2件／年
撥叉屬輕型零件，該撥叉的生產型別為大量生產。
第2章確定毛坯、繪製毛坯簡圖
2.1 選擇毛坯
由於該撥叉在工作過程中要承受衝擊載荷，為增強撥叉的強度和衝擊韌度，獲得纖維組織，毛坯選用鍛件。該撥叉的輪廓尺寸不大，且生產型別屬大批生產，為提高生產率和鍛件精度，宜採用模鍛方法製造毛坯。毛坯的拔模斜度為5°。
2.2 確定毛坯的尺寸公差和機械加工餘量
1．公差等級由撥叉的功用和技術要求，確定該零件的公差等級為普通級。
2．鍛件重量
由於無法得到加工後巴叉的質量，所以先根據圖紙畫出三維圖經過分析（如下截圖）
得出質量為（密度取7.8×10-6kg／mm3）
m=0.32783841kg≈0.33kg
可初步估計機械加工前鍛件毛坯的重量為0.44kg。
3．鍛件形狀複雜係數對撥叉零件圖進行分析計算，可大致確定鍛件外廓包容體的長度、寬度和高度，即=95mm， =65mm， =45mm；該撥叉鍛件的形狀複雜係數為
=0.44kg／(95mm×65mm×45mm×7.8×10-6kg／mm3)≈0.44／2.17≈0.203
由於0.203介於0.16和0.32之間，故該撥叉的形狀複雜係數屬s3級。
4．鍛件材質係數由於該撥叉材料為45鋼，是碳的質量分數小於0.65％的碳素鋼，故該鍛件的材質係數屬m1級。
5．鍛件分模線形狀根據該撥叉件的形位特點，選擇零件高度方向通過螺紋孔軸心的平面為分模面，屬平直分模線。
6．零件表面粗糙度由零件圖可知，該撥叉各加工表面的粗糙度ra均大於等於1.6μm。
根據上述諸因素，可查《機械製造設計基礎課程設計》表2.13確定該鍛件的尺寸公差和機械加工餘量，所得結果列於表2.1中。
表2.1 撥叉機械加工餘量及鍛造毛坯尺寸公差
2.3 繪製撥叉鍛造毛坯簡圖
由表2.1所得結果，繪製毛坯簡圖2.3所示。
圖2.3（毛坯簡圖）
第3章工藝規程設計
3.1 定位基準的選擇
定位基準有粗基準和精基準之分，通常先確定精基準，然後再確定粗基準。
1．精基準的選擇
叉軸孔mm的軸線是撥叉腳兩端面設計基準，撥叉頭左端麵是撥叉軸向方向上尺寸的設計基準。選用叉軸孔mm的軸線和撥叉頭左端麵作精基準定位加工撥叉腳兩端面，實現了設計基準和工藝基準的重合，保證了被加工表面的垂直度要求。另外，由於撥叉件剛性較差，受力易產生彎曲變形，選用撥叉頭左端麵作精基準，夾緊力作用在撥叉頭的右端面上，可避免在機械加工中產生夾緊變形，夾緊穩定可靠。
2．粗基準的選擇
選擇變速叉軸孔mm的外圓面和撥叉頭右端麵作粗基準。採用mm外圓面定位加工內孔可保證孔的壁厚均勻；採用撥叉頭右端麵作粗基準加工左端麵，可以為後續工序準備好精基準。
3.2 擬訂工藝路線
工藝路線的擬訂是制訂工藝規程的總體布局，包括：確定加工方法，劃分加工階段，決定工序的集中與分散，加工順序的安排，以及安排熱處理、檢驗及其他輔助工序(去毛刺、倒角等)。它不但影響加工的質量和效率，而且影響到工人的勞動強度、裝置投資、車間面積、生產成本等。
因此，擬訂工藝路線是制訂工藝規程的關鍵性一步，必須在充分調查研究的基礎上，提出工藝方案，並加以分析比較，最終確定乙個最經濟合理的方案。
1．表面加工方法的確定
根據零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查《機械製造設計基礎課程設計》表2.25平面加工法案的經濟精度和表面粗糙度；查《機械製造設計基礎課程設計》表2.24孔加工法案的經濟精度和表面粗糙度，確定撥叉零件各表面的加工方法，如表3.
1所示。
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