機械製造工藝課程設計說明書

任務書一、機械零件加工工藝規程編制

題目：拖拉機變速箱撥叉零件的機械加工工藝規程

1、零件圖 1張

2、毛坯圖1張

3、機械加工工藝過程卡 1張

4、機械加工工藝卡 5張

5、說明書 1份

二、專用夾具設計

題目：鑽撥叉鎖銷孔鑽床夾具設計

1、零件圖 1張

2、夾具裝配圖 1張

3、夾具體 1張

4、說明書 1份

目錄1、機械加工工藝規程設計

1．1零件圖3

1．2毛坯圖3

1．3機械加工工藝過程卡3

1．4機械加工工序卡3

1．5說明書

1.5.1 撥叉的工藝分析及生產型別的確定………………………3

1.5.2 確定毛坯、繪製毛坯簡圖4

1.5.3 擬定撥叉工藝路線5

1.5.4工具機裝置及工藝裝備的選用7

1.5.5加工餘量、工序尺寸和公差的確定………………………7

1.5.6切削用量、時間定額的計算10

2、專用鑽床夾具設計

2．1零件圖14

2．2夾具裝配圖14

2．3夾具體零件圖14

2．4說明書

2.4.1夾具設計任務14

2.4.2確定夾具的結構方案14

2.4.3畫夾具裝配圖15

2.4.4夾具裝配圖上標註尺寸、配合及技術要求………………15

1．機械加工工藝規程設計

1．1零件圖（另附）

1．2毛坯圖（另附）

1．3機械加工工藝過程卡（另附）

1．4機械加工工序卡（另附）

1．5說明書

1.5.1 撥叉的工藝分析及生產型別的確定

1.5.1.1撥叉的用途

該撥叉應用在某拖拉機變速箱的換擋機構中。撥叉頭以30mm孔套在變速叉軸上，並用銷釘經8mm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。

該撥叉在改換檔位時要承受彎曲應力和衝擊載荷的作用，因此該零件應具有足夠的強度、剛度和韌性，以適應撥叉的工作條件。該零件的主要工作表面為撥叉腳兩端面、叉軸孔mm(h7)和鎖銷孔mm(h7)，在設計工藝規程時應重點予以保證。

1.5.1.2撥叉的技術要求

將該撥叉的全部技術要求列於表1-5-1中。

表1-5-1 撥叉零件技術要求表

該撥叉形狀特殊、結構簡單，屬典型的叉杆類零件。為實現換擋、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；為保證撥叉換擋時叉腳受力均勻，要求叉腳兩端面對叉軸孔mm的垂直度要求為0.

1mm，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，撥叉採用鎖銷定位。

鎖銷孔的尺寸為mm，且鎖銷孔的中心線與叉軸孔中心線的垂直度要求為0.15mm。

綜上所述，該撥叉件的各項技術要求制訂的較合理，符合該零件在變速箱中的功用。

1.5.1.3審查撥叉的工藝性

分析零件圖可知，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，又提高了換擋時叉腳端麵的接觸剛度；30mm孔和8mm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和鎖銷孔mm）外，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。

1.5.1.4確定撥叉的生產型別

依設計題目知：q=8000臺/年，m=1件/臺；結合生產實際，備品率a%和廢品率b%分別取3%和0.5%。代入公式（1-1）得

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

撥叉重量為4.5kg，由查表1-3知撥叉屬輕型零件；由表1-4知，該撥叉的生產型別為大批生產。

1.5.2 確定毛坯、繪製毛坯簡圖

1.5.2.1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°。

1.5.2.2確定毛坯的尺寸公差和機械加工餘量

由表2-10～表2-12可知，要確定毛坯的尺寸公差及機械加工餘量，應先確定如下各項因素。

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

已知機械加工後撥叉件的重量為4.5kg，由此可初步估計機械加工前鍛件毛坯的重量為6kg。

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=158mm,b=120mm,h=86mm(詳見毛坯圖)；由公式（2-3）和（2-5）可計算出該撥叉鍛件的形狀複雜係數

由於0.47介於0.32和0.63之間，故該撥叉的形狀複雜係數屬級。

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，選擇零件高度方向的對稱平面為分模面，屬平直

分模線，如撥叉鍛造毛坯圖所示。

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1.6um。

根據上述諸因素，可查表確定該鍛件的尺寸公差和機械加工餘量，所得結果列於表1-5-2中。

表1-5-2 撥叉鍛造毛坯尺寸公差及機械加工餘量

1.5.2.3繪製撥叉鍛造毛坯簡圖

由表1-5-2所得結果，繪製毛坯簡圖（另附）。

1.5.3 擬定撥叉工藝路線

1.5.3.1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

根據該撥叉零件的技術要求和裝配要求，選擇撥叉頭左端麵和叉軸孔mm作為精基準，零件上的很多表面都可以採用它們作基準進行加工，即遵循了「基準統一」原則。叉軸孔mm的軸線是設計基準，選用其作精基準定位加工撥叉腳兩端面和鎖銷孔mm，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。選用撥叉頭左端麵作為精基準同樣是遵循了「基準重合」原則，因為該撥叉在軸向方向上的尺寸多以該端麵作設計基準；另外，由於撥叉件剛性較差，受力易產生彎曲變形，為了避免在機械加工中產生夾緊變形，根據夾緊力應垂直於主要定位基面，並應作用在剛度較大部位的原則，夾緊力作用點不能作用在叉杆上。

選用撥叉頭左端麵作精基準，夾緊可作用在撥叉頭的右端面上，夾緊穩定可靠。

2. 粗基準的選擇

作為粗基準的表面平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面欠缺。選擇變速叉軸孔30mm的外圓面和撥叉頭右端麵作粗基準。採用30mm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。

1.5.3.2表面加工方法的確定

根據撥叉零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定各表面的加工方法，如表1-5-3所示。

表1-5-3 撥叉零件各表面加工方案

1.5.3.3加工階段的劃分

該撥叉加工質量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工、半精加工和精加工幾個階段。

在粗加工階段，首先將精基準（撥叉頭左端麵和叉軸孔）準備好，使後續工序都可採用精基準定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然後粗銑撥叉頭右端麵、撥叉腳內表面、撥叉腳兩端面的粗銑、操縱槽內側面和底面。在半精加工階段，完成撥叉腳兩端面的精銑加工和銷軸孔8mm的鑽、鉸加工；在精加工階段，進行撥叉腳兩端面的磨削加工。

1.5.3.4工序的集中與分散

選用工序集中原則安排撥叉的加工工序。該撥叉的生產型別為大批生產，可以採用萬能型工具機配以專用工、夾具，以提高生產率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數少，不但可縮短輔助時間，而且由於在一次裝夾中加工了許多表面，有利於保證各加工表面之間的相對位置精度要求。

1.5.3.5工序順序的安排

1. 機械加工工序

1) 遵循「先基準後其他「原則，首先加工精基準——撥叉頭左端麵和

叉軸孔mm。

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