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遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 8
課 程 設(shè) 計(jì)
題 目： “撥叉”的機(jī)械加工工藝規(guī)程及
Ф10H7孔加工的工藝裝備設(shè)計(jì)
班 級(jí)：
姓 名：
指導(dǎo)教師：
完成日期：
課程設(shè)計(jì)任務(wù)書
一、設(shè)計(jì)題目
“撥叉”的機(jī)械加工工藝規(guī)程及Φ10H7尺寸加工的專用夾具設(shè)計(jì)
二、原始資料
(1) 被加工零件的零件草圖 1張
(2) 生產(chǎn)類型: 中批量生產(chǎn)
三、上交材料
(1) 被加工工件的零件圖 1張
(2) 工件的毛坯圖 1張
(3) 機(jī)械加工工藝過程卡片 1張
(4) 與所設(shè)計(jì)夾具對(duì)應(yīng)那道工序的工序卡片 1張
(5) 夾具裝配圖 1張
(6) 課程設(shè)計(jì)說明書(5000～8000字) 1份
說明書主要包括以下內(nèi)容（章節(jié)）
①目錄
②摘要（中外文對(duì)照的，各占一頁）
③零件工藝性分析
④機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
⑤指定工序的專用機(jī)床夾具設(shè)計(jì)
⑥方案綜合評(píng)價(jià)與結(jié)論
⑦體會(huì)與展望
⑧參考文獻(xiàn)：列出參考文獻(xiàn)(包括書、期刊、報(bào)告等，10條以上)課程設(shè)計(jì)說明書一律用A4紙、縱向打印.
四、進(jìn)度安排(參考)
(1) 熟悉零件,畫零件圖 2天
(2) 選擇工藝方案,確定工藝路線,填寫工藝過程綜合卡片 5天
(3) 工藝裝備設(shè)計(jì)(畫夾具裝配圖及夾具體圖) 9天
(4) 編寫說明書 3天
(5) 準(zhǔn)備及答辯 2天
五、指導(dǎo)教師評(píng)語
成 績：
指導(dǎo)教師
日 期
成績?cè)u(píng)定
采用五級(jí)分制，即優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格。
優(yōu)秀：設(shè)計(jì)方案合理并新穎，設(shè)計(jì)說明書及設(shè)計(jì)圖紙規(guī)范、內(nèi)容豐富。在設(shè)計(jì)過程中勤奮好學(xué)、有創(chuàng)新思想；
良好：設(shè)計(jì)方案合理，設(shè)計(jì)說明書及設(shè)計(jì)圖紙比較規(guī)范、內(nèi)容比較豐富。在設(shè)計(jì)過程中勤奮好學(xué)、有創(chuàng)新思想；
中等：設(shè)計(jì)方案一般，設(shè)計(jì)說明書及設(shè)計(jì)圖紙欠規(guī)范、內(nèi)容一般。在設(shè)計(jì)過程中比較勤奮、創(chuàng)新思想不明顯；
及格：設(shè)計(jì)方案不完善，存在一些小錯(cuò)誤，說明書及設(shè)計(jì)圖紙欠規(guī)范、內(nèi)容一般。在設(shè)計(jì)過程中勤奮精神不夠：
不及格：設(shè)計(jì)方案有嚴(yán)重錯(cuò)誤，設(shè)計(jì)說明書及設(shè)計(jì)圖紙不規(guī)范、內(nèi)容淺薄。在設(shè)計(jì)過程中勤奮好學(xué)精神不夠。
摘 要
這次設(shè)計(jì)的是拖拉機(jī)用撥叉零件，包括零件圖、毛坯圖、裝配圖各一張，機(jī)械加工工藝過程卡片和與工序卡片各一張。首先我們要熟悉零件和了解其作用，它位于拖拉機(jī)變速箱的換擋機(jī)構(gòu)中，主要起換檔作用。然后，根據(jù)零件的性質(zhì)和零件圖上各端面的粗糙度確定毛坯的尺寸和械加工余量。最后擬定撥叉的工藝路線圖，制定該工件的夾緊方案，畫出夾具裝配圖。
我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)，了解并認(rèn)識(shí)一般機(jī)器零件的生產(chǎn)工藝過程，鞏固和加深已學(xué)過的技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的知識(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)，并且為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。
Abstract
This time I design the tractors of the shift forks , including that the part pursuing , the blank pursues , assembling pursues , the machine work procedure card the working procedure card every sheet .We should know the part very well and know its effect first , it is worked in the organization which is used for change the speed in a tractor, and the mainly role of the part is alter the speed. Then, we design the dimension of the blank and instrument process a margin of the part according to part character and the harshness of each face .Finally, I design the handicrafts route picture of the shift forks, work out the fastening motion scheme being workpiece's turn , draw up clamp assembling picture.
I want to knowing the general productive technology of machine part , consolidating and deepening the knowledge of basic course and specialized course what I have already learned , integrates theory with practice, and improve the ability to solve problems, what’s more , striking the basis for the future work and thefollowing course’s tudying .
.
目 錄
1.撥叉的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定-----------------1
1.1撥叉的用途-----------------------------------1
1.2．撥叉的技術(shù)要求------------------------------1
1.3．審核撥叉的工藝性----------------------------2
1.4.確定撥叉的生產(chǎn)類型---------------------------2
2．確定毛坯、繪制毛坯簡圖------------------------2
2.1．選擇毛坯------------------------------------2
2.2．確定毛坯的尺寸公差和加工余量----------------2
3．?dāng)M定拔叉工藝路線------------------------------3
3.1．定位基準(zhǔn)的選擇------------------------------3
3.2．表面加工方法的確定--------------------------3
3.3加工階段的劃分-------------------------------4
3.4工序的集中與分散-----------------------------4
3.5，工序順序的安排------------------------------4
3.6：確定工藝路線--------------------------------5
4、夾具設(shè)計(jì)---------------------------------------6
4.1問題的提出-----------------------------------6
4.2夾具設(shè)計(jì)-------------------------------------6
參考文獻(xiàn)-------------------------- -------------- ---------------------------8
1 撥叉的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定
1.1 撥叉的用途
該撥叉產(chǎn)品主要應(yīng)用在拖拉機(jī)變速箱的換擋機(jī)構(gòu)之中，撥叉以 φ20+0.035 0mm孔套在變速叉軸上，并用銷釘經(jīng)φ8孔與變速叉軸聯(lián)結(jié)，撥叉腳則夾在雙聯(lián)變換齒輪的槽中。當(dāng)需要變速時(shí)，操縱變速桿，變速操縱機(jī)構(gòu)就通過撥叉頭部的操縱槽帶動(dòng)撥叉與變速叉軸一起在變速箱中滑移，撥叉腳撥動(dòng)雙聯(lián)變換齒輪在花鍵軸上滑動(dòng)以改換檔位，從而改變拖拉機(jī)的行駛速度。
該撥叉在改換檔位時(shí)要承受彎曲應(yīng)力和沖擊載荷的作用,因此該零件應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和韌性，以適應(yīng)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φ20mm和鎖銷孔φ8 ，在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)重點(diǎn)予以保證。
1.2 撥叉的技術(shù)要求
按表形式將該撥叉的全部技術(shù)要求列表中
撥叉零件技術(shù)要求表
加工表面
尺寸及偏差mm
尺寸精度等級(jí)
表面粗糙度Ra/μm
撥叉頭右端面
34
IT12
12.5
撥叉頭左端面
34
IT10
2.5
φ20mm孔
20
IT8
1.6
φ10mm孔
10
IT10
3.2
撥叉腳兩端面
12
IT11
6.3
操縱槽端面
78
IT12
φ8孔
8
IT10
3.2
φ3孔
3
IT12
叉爪口內(nèi)側(cè)面
50
IT11
6.3
該撥叉形狀的特殊、結(jié)構(gòu)簡單，屬典型的叉桿類零件，為實(shí)現(xiàn)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。叉軸兩端面在工作中需承受沖擊負(fù)荷，為增強(qiáng)其耐磨性，該表面要求高頻率淬火處理，硬度為48~58 HRC；為保證撥叉在叉軸上有準(zhǔn)備的位置，改換檔位準(zhǔn)確，撥叉采用鎖銷定位。鎖銷孔的尺寸為φ8mm。
綜上所述，該撥叉件的各項(xiàng)技術(shù)要求制定的較合理，符合帶零件在變速箱中的作用。
1.3 審核撥叉的工藝性
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，并在軸向方向上均高于相鄰表面，這樣即減少了加工面積，又提高了換檔時(shí)叉腳端面的接觸剛度；另外，該零件除主要工作表面加工精度均較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達(dá)到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對(duì)較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)的剛法保質(zhì)保量地加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。
1.4 確定撥叉的生產(chǎn)類型
依設(shè)計(jì)題目。該撥叉的生產(chǎn)類型定為中批量生產(chǎn)。
2 確定毛坯、繪制毛坯簡圖
2.1 選擇毛坯
由于該撥叉在工作過程中要承受沖擊載荷，為增強(qiáng)撥叉的強(qiáng)度和沖擊韌度，獲得纖維組織，毛坯選用鑄件，該撥叉的輪廓尺寸不大，且生產(chǎn)類型屬中批生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)率和鑄件精度，以采用機(jī)器造型方法制造毛坯。
2.2 確定毛坯的尺寸公差和加工余量
要確定毛坯的尺寸公差及機(jī)械加工余量，應(yīng)先確定如下各項(xiàng)因素。
2.2.1 公差等級(jí)
由于撥叉的功用和技術(shù)要求。確定該零件的公差等級(jí)為普通級(jí)。
2.2.2 鑄件重量
經(jīng)計(jì)算機(jī)械加工后該撥叉件的重量為1kg，由此可初步估計(jì)機(jī)械加工前鑄件毛坯的重量為1.5kg。
2.2.3 鑄件的材質(zhì)系數(shù)
由于該撥叉材料為HT200，是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.65%的碳素鋼，該鑄件的采制系數(shù)屬M(fèi)2級(jí)。
撥叉鑄造毛坯尺寸公差及加工余量
鑄件的質(zhì)量/kg
包容體質(zhì)量/kg
形狀復(fù)雜系數(shù)
材質(zhì)系數(shù)
公差等級(jí)
1.5
3
S2
M2
普通級(jí)
項(xiàng)目/mm
機(jī)械加工余量/mm
尺寸公差/ mm
備注
寬度φ50
2.4
2.2
-----
厚度34
2.3
2.6
-----
厚度12
2.1
2.2
-----
孔徑φ20
2.2
2.4
------
中心距78
1
±0.2
-------
3 擬定拔叉工藝路線
3.1 定位基準(zhǔn)的選擇
定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)。
3.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇
以撥叉頭上端面為主要的定位粗基準(zhǔn)，以兩個(gè)小頭孔外圓表面為輔助粗基準(zhǔn)。
3.1.2 精基準(zhǔn)的選擇
考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準(zhǔn)，以兩個(gè)小頭孔外圓柱表面為輔助的定位精基準(zhǔn)。
3.2 表面加工方法的確定
根據(jù)拔叉零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各表面的加工方法如表
加工表面
尺寸精度等級(jí)
表面粗糙度Ra/μm
加工方案
撥叉頭右端面
IT12
12.5
粗銑
撥叉頭左端面
IT10
2.5
粗銑-半精銑
φ20mm孔
IT8
1.6
鉆-粗絞-精絞
φ10mm孔
IT10
3.2
鉆-絞
撥叉腳兩端面
IT11
6.3
粗銑
撥叉腳下端面
IT10
2.5
粗銑-半精銑
操縱槽端面
IT12
粗銑
φ8孔
IT10
3.2
鉆-絞
φ3孔
IT12
鉆
叉爪口內(nèi)側(cè)面
IT11
6.3
鉆-絞
3.3 加工階段的劃分
該拔叉加工質(zhì)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(gè)階段。
在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可以采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑拔叉頭又端面，拔叉腳內(nèi)表面，拔叉腳兩端面的粗銑。在半加工階段，完成拔叉腳兩端面的精銑加工兩個(gè)銷軸孔的鉆加工；在精加工階段，進(jìn)行拔叉腳兩端面的半精銑加工。
3.4 工序的集中與分散
選用工序集中原則安排拔叉的加工工序。該拔叉的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用萬能型機(jī)床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可以縮短輔助時(shí)間，而且由于與一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各種加工表面之間的相對(duì)位置精度要求。
3.5 工序順序的安排
3.5.1 機(jī)械加工工序
（1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工基準(zhǔn)——撥叉頭左端面和叉軸孔。
（2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
（3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面——拔叉頭左端面和叉軸孔和撥叉腳兩端面，后加工次要表面。
（4）遵循“先面后孔”原則，先加工撥叉頭端面，再加工叉軸孔。
3.6 確定工藝路線
在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，表列出了撥叉的工藝路線。
工
序
號(hào)
工序內(nèi)容
設(shè) 備
工 藝 裝 備
1
粗銑兩端面至35.125-34.875mm
Ra12.5μm
立式銑床X51
高速鋼套式面銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具
2
半精銑撥叉頭左端面至34-33.9mm
Ra3.2μm
立式銑床X51
高速鋼套式面銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具
3
鉆、粗鉸、精鉸孔至φ20-20.035mm
Ra1.6μm
四面組合鉆床
麻花鉆、鉸刀、卡尺、塞規(guī)
4
鉆、絞內(nèi)側(cè)面至φ50.17-50mm
Ra6.3μm
四面組合鉆床
麻花鉆、鉸刀、卡尺、塞規(guī)
5
校正撥叉腳
鉗工臺(tái)
手錘
6
粗銑兩端面至12-11.982mm
Ra6.3μm
臥式雙面銑床
三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具
7
粗銑、半精銑下端面至76-75.8mm
Ra2.5μm
立式銑床X51
銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具
8
粗銑操縱槽端面至24-23.79mm
Ra12.5μm
立式銑床X51
銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具
9
鉆孔至φ8-8.06mm
Ra3.2μm
四面組合鉆床
麻花鉆、鉸刀、內(nèi)徑千分尺
10
鉆孔至φ3-3.14mm
四面組合鉆床
麻花鉆、內(nèi)徑千分尺
11
鉆、鉸孔至φ10-10.090mm
Ra3.2μm
四面組合鉆床
麻花鉆、鉸刀、內(nèi)徑千分尺
12
去毛刺
鉗工臺(tái)
平銼
13
中檢
塞規(guī)、百分表、卡尺等
14
熱處理
淬火機(jī)等
15
校正撥叉角
鉗工臺(tái)
手錘
16
磨削撥叉角兩端面
磨床M7120A
砂輪、游標(biāo)卡尺
17
清洗
清洗機(jī)
18
終檢
四面組合鉆床
塞規(guī)、百分表、卡尺等
4 夾具設(shè)計(jì)
4.1 問題的提出
本夾具主要用來絞φ10H7孔，有一定的精度要求和公差要求。此外，在本工序加工時(shí)還應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
4.2 夾具設(shè)計(jì)
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。并設(shè)計(jì)工序11——鉆絞φ10H7的夾具。本夾具將用于四面組合機(jī)床，刀具為麻花鉆、絞刀。
4.2.1 定位基準(zhǔn)選擇
由為了保證大孔和小孔中心距的尺寸和公差要求，因此采用兩小孔的軸心為定位基準(zhǔn)。從而保證了加工部位的尺寸和位置要求。為了提高加工效率，現(xiàn)決定采用手動(dòng)夾緊工件快換裝置，并采用快換鉆套。
4.2.2 定位誤差分析
（1）定位元件尺寸及公差的確定。夾具的主要定位元件為兩個(gè)定位銷，這兩個(gè)定位銷的尺寸與公差規(guī)定為與本零件在工作時(shí)與其相匹配軸的尺寸與公差相同。此外，這兩定位銷共同保證加工尺寸的精度。
（2）計(jì)算鉆套中心線與工作臺(tái)的垂直度誤差。鉆套外徑φ10H7與襯套孔φ10H7的最大間隙為：。襯套外徑φ20r6與鉆模板孔φ20H7的最大間隙為：。
則鉆套中心與工作臺(tái)平面的垂直度誤差為：0.026-0.005=0.021。
（3）計(jì)算定位銷軸與工作臺(tái)的平行度誤差。定位銷軸與夾具體孔的最大間隙為：。根據(jù)夾具體孔的長度，則上述間隙引起的最大平行度誤差為：0.034/14，即0.24/100。
4.2.3切削力及夾緊力計(jì)算
查表可得=42.7、xf=1.0、 yf=0.7、=.0.9。
因此Fz=.595N。查表可得=0.021、xM=2.0、yM=0.8、
因此扭矩：M=1.6Nm
由夾緊力機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的實(shí)際夾緊力應(yīng)滿足下式：P=K×。其中：其余系數(shù)K=K1×K2×K3×K4。K1——基本安全系數(shù) 1.3 K2——加工性質(zhì)系數(shù)1.1 K3——刀具鈍化系數(shù)1.15 K4——斷續(xù)刀削系數(shù)1.2
所以：K=1.3×1.1×1.15×1.2.=1.98
考慮實(shí)際夾緊力較小，以及所加工零件的結(jié)構(gòu)特征,決定選用滑動(dòng)壓板夾緊結(jié)構(gòu) 而且不需要進(jìn)行強(qiáng)度.校核.。
夾緊設(shè)計(jì)及操作的簡要說明：如前所述，在設(shè)計(jì)夾夾具時(shí)，應(yīng)該注意勞動(dòng)生產(chǎn)率。但是考慮到本零件結(jié)構(gòu)的特殊性，以及所需的夾緊力較小等原因，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)成了首選的方案。這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)就是夾緊過程慢，且裝卸不太方便。為了解決這一矛盾，我將其中的一個(gè)定位銷設(shè)計(jì)成活動(dòng)的。
參考文獻(xiàn)
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