1、目錄1 零件的工藝分析及生產類型的確定11.1零件的作用11.2零件的工藝分析11.3確定零件的生產類型12 確定毛胚類型繪制毛胚簡圖 12.1選擇毛胚12.2確定毛胚尺寸和機加工余量12.3鑄件毛胚圖23 工藝規程設計 23.1定位基準的選擇23.2擬定工藝路線43.3加工設備及工藝裝備的選用63.4加工余量、工序尺寸和公差的確定73.5確立切削用量及基本工時84 專用鉆床夾具設計 134.1夾具設計任務134.2擬定鉆床夾具結構方案與繪制夾具草圖144.3繪制夾具裝配總圖144.4夾具裝配圖上標注尺寸，定位誤差分析15課程設計總結 17參考文獻 17中北大學課程設計說明書1 零件的工藝分析

2、及生產類型的確定1.1 零件的作用副變速撥叉是變速箱換擋機構中的一個重要零件。撥叉頭以 14mm 孔套在變速叉軸上，并用銷釘經 8.7mm 孔與變速叉軸連接，撥叉腳則夾在雙聯變換齒輪的槽中。當需要變速時， 操作變速桿， 變速操作機構就通過撥叉頭部的操作槽帶動撥叉與變速撥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。1.2 零件的工藝分析由零件圖可知，其材料為 KTH350-10該材料具有一定的強度、剛度和韌性，易于鍛造、鑄造加工。該零件形狀特殊，結構一般復雜，屬叉桿類零件。撥叉腳兩端面、變速叉軸孔 14H9mm 和兩耳內表面 14H13mm 是重要工作表面，其他表面

3、加工精度均較低，不需要高精度機床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達到加工要求，而主要加工表面雖然加工精度相對較高， 但也可以再正常的生產條件下， 采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。該零件的主要加工表面為撥叉腳兩端面、變速叉軸孔14H9mm 和鎖銷孔8.70+0.1 mm ，在設計工藝規程時應重點予以保證。1.3 確定零件的生產類型按照教學要求，該副變速撥叉的生產類型為大批量生產。2 確定毛胚類型繪制毛胚簡圖2.1 選擇毛胚根據零件材料為 KTH350-10，零件結構一般復雜，生產類型為大批量生產，確定毛胚為鑄件。 毛胚的鑄造方法選用砂型機器造型，由于孔需鑄出，

4、 故還應安放型芯，此外，為消除殘余應力，鑄造后應安排人工時效。2.2 確定毛胚尺寸和機加工余量1. 鑄件尺寸公差等級根據鑄件采用砂型機器造型， 材料為可鍛黑鑄鐵， 其加工表面的鑄造尺寸精度等級由機械制造技術基礎課程設計（高等教育版）（以下簡稱參考一）表中北大學課程設計說明書2.8 查得加工余量等級為G，鑄件尺寸公差等級為CT8-CT10，取 CT8。2. 鑄件機械加工余量由參考一表 2.7 ，2.8 ， 2.11 確定零件各面加工余量及毛胚尺寸如下表：主要毛胚尺寸加工表面兩件尺寸加工余量毛胚尺寸公差 CT撥叉頭孔14mm雙側余量一半10mm1.0mm2.0mm兩耳內表面14mm雙側余量一半10

5、mm1.0mm2.0mm撥叉腳兩端面6mm雙側余量一半10mm1.0mm2.0mm撥叉腳內表面40mm雙側余量一半36mm1.0mm2.0mm撥叉頭左右端面70mm雙側余量一半74mm1.0mm2.0mm2.3 鑄件毛胚圖零件毛胚圖一般包括鑄造毛胚形狀、 尺寸及公差、 加工余量與工藝余量、 鑄造斜度及圓角、分型面、澆冒口殘根位置、工藝基準及其他有關技術要求等。根據主要毛胚尺寸，該鑄件毛胚圖如下圖（一）圖（二）所示3 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，然后再確定粗基準。1. 精基準的選擇叉軸孔14H9mm 的軸線是撥叉腳兩端面和兩耳內表面14H13

6、mm 的設計基準，撥叉頭左端面是撥叉軸方向上的設計基準。選用叉軸孔14H9mm 的軸線和撥叉頭左端面做精基準定位加工撥叉腳兩端面和兩耳內表面14H13mm ，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，由于撥叉中北大學課程設計說明書圖（一）圖（二）中北大學課程設計說明書件剛性較差， 受力易產生變形， 選用撥叉頭左端面做精基準，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，加緊穩定可靠。2. 粗基準的選擇選擇變速叉軸孔14H9mm 的外圓面和撥叉頭右端面做粗基準。采用14H9mm 的外圓面定位內孔可保證孔的壁厚均勻；采用撥叉頭右端面做粗基準加工左端面，可以

7、為后續準備好精基準。3.2 擬定工藝路線工藝路線的擬定是制定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）。他不但影響加工的質量和效率，而且影響工人的勞動強度、設備投資、車間面積、生產成本等。因此擬定工藝路線是制定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，并加以分析比較，最終確定一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要求，查參考一表2.25平面加工方案的經濟精度和表面粗糙度；查參考一表 2.24 孔加工方案的經濟精度和表面粗糙

8、度，確定變速副撥叉零件各表面的加工方法，如下表所示：各表面加工方案尺寸及偏尺寸精度等表面粗糙度加工表面加工方案差/mm級/ m撥叉頭孔140+0.043IT93.2粗鏜 - 半精鏜兩耳內表面1400.27IT1312.5粗銑撥叉腳兩端面6 00.2412IT126.3粗銑撥叉腳內表面40 00.2412IT1212.5粗銑撥叉頭左端面70IT1225粗銑撥叉頭右端面70IT1225粗銑中北大學課程設計說明書鎖銷孔8.700.1IT1225鉆2. 加工階段的劃分該副變速撥叉加工質量較高， 可將加工階段劃分為粗加工、 半精加工幾個階段。在粗加工階段，首先將精基準（撥叉頭左端面和叉軸孔）準備好，使后

9、續工序都可采用精基準定位加工， 保證其他加工表面的精度要求； 然后粗銑撥叉頭右端面、兩耳內表面、撥叉腳兩端面、撥叉腳內表面。在半精加工階段，完成撥叉頭孔的鏜和軸銷孔8.70 0.1 的鉆加工。3. 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。該撥叉的生產類型為大批生產，可以采用萬能型機床配以專用工、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， 而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對位置精度要求。4. 工序順序的安排（ 1）機械加工工序遵循“先基準后其他”原則，首先加工精基準撥叉頭左端面和叉軸孔14+00.043 ；遵循

10、“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序；遵循“先主后次”原則，先加工主要表面叉軸孔14+00.043 和撥叉腳兩端面，后加工次要表面兩耳內表面、撥叉腳兩內表面；遵循“先面后孔”原則，先加工撥叉頭端面再加工叉軸孔14+00.043 ，先加工兩耳內表面再鉆銷軸孔8.70 0.1 。由此初擬定副變速撥叉機械加工工序安排，如下：副變速撥叉機械加工工序安排（初擬）工序號工序內容簡要說明10粗銑撥叉頭兩端面“先基準后其他”20 粗鏜、半粗鏜 14+00.043 孔（主要表面） “先面后孔”“先主后次”30銑撥叉腳兩端面（主要表面）“先主后次”40銑撥叉腳內表面（次要表面）“先主后次”中北大學

11、課程設計說明書工序號工序內容50銑兩耳內表面（次要表面）60鉆8.700.1 孔（次要表面）簡要說明“先主后次”“先面后孔”（ 2）輔助工序在鏜14+00.043 孔后應安排倒角，在鉆8.70 0.1 孔完成后應安排去毛刺、清洗和終檢工序。綜上所述，該變速副撥叉工序的安排順序為：基準加工主要表面加工次要表面加工。5. 確定工藝路線圖在綜合考慮工藝順序安排原則的基礎上，擬定撥叉的機械加工工藝路線，見下圖：變速副撥叉機械加工工藝路線（修改后）工序號工序內容定位基準10粗銑撥叉頭兩端面端面、140+0.043 mm孔、撥叉腳內表面20粗鏜、半粗鏜、倒角140+0.043 孔右端面、140+0.043

12、 mm、撥叉腳內表面30銑撥叉腳兩端面左端面、 140+0.043 mm40銑撥叉腳內表面左端面、140+0.043 mm、撥叉腳內表面50銑兩耳內表面左端面、140+0.043 mm、撥叉腳內表面60鉆 8.700.1 孔左端面、140+0.043 mm、撥叉腳內表面70去毛刺80校正撥叉腳90清洗100終檢3.3 加工設備及工藝裝備的選用中北大學課程設計說明書機床和工藝裝備的選擇應在滿足零件加工工藝的需要和可靠地保證零件加工質量的前提下， 與生產批量和生產節拍相適應， 并應優先考慮采用標準化的工藝裝備和充分利用現有條件，以降低生產準備費用。副變速撥叉的生產類型為大批生產，可以選用高效的專用

13、設備和組合機床，也可選用通用設備， 所選用的夾具均為專用夾具。 根據參考一表 3.6 立式銑床各種型號及主要參數、 表 4.16 銑刀的種類用途、 表 4.2 孔加工刀具的類型及應用、表 4.38 游標卡尺，各工序加工設備及工藝裝備的選用見下表：加工設備及工藝裝備工序號工序內容加工設備工藝裝備10粗銑撥叉頭兩端面立式銑床 X51高速鋼套式銑刀、游標卡尺20粗鏜、半粗鏜、倒角孔立式銑床 X51鏜刀、卡尺、錐柄圓柱塞規30銑撥叉腳兩端面立式銑床 X51高速鋼套式銑刀、游標卡尺40銑撥叉腳內表面立式銑床 X51高速直齒三面刃銑刀、游標卡尺50銑兩耳內表面立式銑床 X51高速直齒三面刃銑刀、游標卡尺6

14、0鉆 8.700.1 孔立式鉆床 Z525麻花鉆、游標卡尺、錐柄圓柱塞規70去毛刺鉗工臺80校正撥叉腳鉗工臺手錘90清洗清洗機100終檢塞規、百分尺、卡尺等3.4 加工余量、工序尺寸和公差的確定1. 工序 10粗銑撥叉頭兩端面以右端面定位，粗銑左端面，銑削量2mm，以左端面定位，粗銑右端面，銑削量為 2mm。2. 工序 20粗鏜、半粗鏜 14mm 孔鑄造后雙側余量一半為2mm，粗鏜雙側余量3mm，半精鏜雙側余量1mm。3. 工序 30銑撥叉腳兩端面鑄造后雙側余量一半為 2mm粗銑雙側余量 4mm。4. 工序 40銑撥叉腳內表面中北大學課程設計說明書鑄造后雙側余量一半為2mm粗銑雙側余量 4mm

15、。5. 工序 50銑兩耳內表面鑄造后雙側余量一半為 2mm粗銑雙側余量 4mm。 6. 工序 60鉆 8.70 0.1 孔一次鉆孔。3.5 確立切削用量及基本工時1. 工序 10粗銑撥叉頭兩端面該工序分兩個公步， 公步 1 是以右端面定位， 粗銑左端面； 工步 2 是以左端面定位，粗銑右端面，它們所選用的背吃刀量ap 、切削速度 vc 和進給量 f 是一樣的。（ 1）背吃刀量由于切削量較小，故選擇ap1 =ap2 =2mm。一次走刀即可完成。（ 2）進給量X51型立式銑床功率為4.5KW，查參考一表 5.8 高速鋼套式面銑刀粗銑平面進給量，按機床、工件、 夾具系統剛度為中等條件選取，該工序的每

16、齒進給量fz取為 0.08mm/z。（ 3）銑削速度由本工序采用高速鋼整體銑刀、dw =40mm，齒數 z =12。查參考一表 5.8 高速鋼整體銑刀銑削速度，確定銑削速度vc =44.9m/min，則ns=1000vc1000 44.9 =357.3r/mindw40由本工序采用X51 型立式銑床，查參考一表 3.6 ，取轉速 w=380r/min，故n實際切削速度vc = dnw40 380 =47.7m/min10001000當 nw =380r/min 時，工作臺的每分鐘進給量fm = fz z nw =364.8mm/min中北大學課程設計說明書也可根據參考一表3.7 查得機床的進給

17、量為300mm/min。（ 4）基本工時由于該工序包括兩個工步，每個工步的基本加工時間計算查參考一表5.41銑削基本時間計算，l0.5dC（ dC ） (13)mm,C(0.030.05)d 。確定1000l1 =14mm,l2 =2mm， l =24mm；則該工序的基本時間為t jl l1 l224142，fM Z0.13min 8s300則該工序基本工時為16s。2. 工序 20粗鏜、半粗鏜、倒角140+0.043 孔該工序分為三個工步：（ 1）粗鏜 10mm 孔工步取背吃刀量 ap =1.5mm，查參考一表5.57 高速鋼鏜刀鏜孔的切削用量得，切削速度取 v =35m/min,進給量取

18、f=0.8mm/r, 則ns =1000vc100035 =1114r/mindw10由本工序采用 X51 立式銑床，取轉速 nw=1225r/min, 故實際切削速度為dw nw10 1225vc =m/min=38.46m/min10001000（ 2）半鏜13mm 孔工步取背吃刀量 ap =0.5 ，查參考一表 5.57 高速鋼鏜刀鏜孔的切削用量得，切削速度去 v =20m/min，進給量取 0.2mm/r, 則ns =1000vc1000 20 =490r/mindw13又本工序采用 X51 立式銑床，取轉速 nw =490r/min, 故實際切削速度為vc =20m/min。（ 4）

19、基本工時中北大學課程設計說明書由參考一表 5.37鏜孔基本時間的計算Lil l1l 2i, l1ap，因此粗鏜工步基本工時為t jfn(2 3)mm, l2 3 5mmfntan r11s，半精鏜工步基本工時為46s。3. 工序 30銑撥叉腳兩端面該工序分兩個公步， 公步 1 是粗銑撥叉腳左端面； 工步 2 是粗銑撥叉腳右端面。它們所選用的背吃刀量ap 、切削速度 vc 和進給量 f 是一樣的。（ 1）背吃刀量由于切削量較小，故選擇ap1 =ap2 =2mm。一次走刀即可完成。（ 2）進給量X51型立式銑床功率為4.5KW，查參考一表 5.8 高速鋼套式面銑刀粗銑平面進給量，按機床、工件、 夾

20、具系統剛度為中等條件選取，該工序的每齒進給量fz取為 0.08mm/z。（ 3）銑削速度由本工序采用高速鋼整體銑刀、dw =40mm，齒數 z =12。查參考一表 5.8 高速鋼整體銑刀銑削速度，確定銑削速度vc =44.9m/min，則ns=1000vc1000 44.9 =357.3r/mindw40由本工序采用X51 型立式銑床，查參考一表 3.6 ，取轉速 nw =380r/min ，故實際切削速度vc = dnw40 380 =47.7m/min10001000當 nw =380r/min 時，工作臺的每分鐘進給量 fm = fz z nw =364.8mm/min 也可根據參考一表

21、 3.7 查得機床的進給量為 300mm/min。（ 4）基本工時由于該工序包括兩個工步，每個工步的基本加工時間計算查參考一表5.41銑削基本時間計算 l0.5dC（dC ） (13)mm ， C0(0.030.05)d ，確定100中北大學課程設計說明書l1=14mm,2 =2mm， l =62mm；則該工步的基本時間為lt jl l1 l262142fM Z0.26min 15.6s ，該工序基本工時為 32s。3004. 工序 40銑撥叉腳內表面該工序分兩個公步， 公步 1 是粗銑撥叉腳左內表面； 工步 2 是粗銑撥叉腳右內表面，它們所選用的背吃刀量ap 、切削速度 vc 和進給量 f

22、是一樣的。（ 1）背吃刀量由于切削量較小，故選擇ap1 =ap2 =2mm。一次走刀即可完成。（ 2）進給量、銑削速度X51型立式銑床功率為4.5KW，查機械加工工藝人員手冊（第三版）下文簡稱參考二表14-77 高速鋼整體三面刃銑刀銑平面及凸臺的切屑速度采用直齒三面刃銑刀、 d =68mm，齒數 z =16，每齒進給量fz =0.08mm,銑削速度vc =49m/min，則ns =1000vc1000 49 =229.5r/mind68由本工序采用X51 型立式銑床，查參考一表 3.6 ，取轉速 nw =210r/min ，故實際切削速度vc =dnw68 210 =44.8m/min1000

23、1000當 nw =210r/min 時，工作臺的每分鐘進給量 fm = fz z nw =268.8mm/min也可根據參考一表3.7 查得機床的進給量為 250mm/min。（ 3）基本工時由于該工序包括兩個工步，它們所選用的背吃刀量ap 、切削速度 vc 和進給量 f 是一樣的，所以兩工步基本工時也相同。偏角r90，查參考一表 5.41 銑削基本時間計算， l1 0.5dC（0 d C0） (1 3)mm ， C0(0.03 0.05) d ，確定l1=14mm,2 =2mm， l =6mm；則每個工步工序的基本時間為l中北大學課程設計說明書tjl l1 l 26142，該工序基本工時為

24、 10s。f M Z0.09min 5s2505. 工序 40銑兩耳內表面該工序分兩個公步，工步一是粗銑左耳內表面，工步二是粗銑右耳內表面，由于它們的機械加工余量，粗糙度要氣相同，因此它們所選用的背吃刀量ap 、切削速度 vc 和進給量 f 是一樣的。（ 1）背吃刀量由于切削量較小，故選擇ap1 =ap2 =2mm。一次走刀即可完成。（ 2）進給量、銑削速度X51型立式銑床功率為4.5KW，查機械加工工藝人員手冊（第三版）下文簡稱參考二表14-77 高速鋼整體三面刃銑刀銑平面及凸臺的切屑速度采用直齒三面刃銑刀、 d =68mm，齒數 z =16，每齒進給量fz =0.08mm,銑削速度vc =

25、49m/min，則ns =1000vc1000 49 =229.5r/mind68由本工序采用 X51 型立式銑床，查參考一表3.6 ，取轉速 nw =210r/min ，故實際切削速度vc = dnw68 210 =44.8m/min10001000當 nw =210r/min 時，工作臺的每分鐘進給量fm = fz z nw =268.8mm/min也可根據參考一表 3.7 查得機床的進給量為 250mm/min。（ 3）基本工時由于該工序包括兩個工步，它們所選用的背吃刀量ap 、切削速度 vc 和進給量 f 是一樣的，所以兩工步基本工時也相同。 偏角 r90 ，查參考一表 5.41銑削基

26、本時間計算， l1 0.5dC（0 d C0） (13)mm ，C0 (0.03 0.05) d ，確定 l1 =14mm,l2 =2mm， l =15mm；則每個工步工序的基本時間為中北大學課程設計說明書t jl l1 l215142，該工序基本工時為 16s。fM Z0.124min 8s2506. 鉆8.700.1 孔（ 1）切削用量由工件材料為 KTH350-10、孔8.7 00.1、查參考二表10-22麻花鉆，選定直mm徑 8.7mm 的麻花鉆，查參考一表 5.19 高速鋼麻花鉆鉆削碳鋼的切削用量得，切削速度 vc =20m/min，進給量 f =0.20mm/r，取 ap =8.7

27、mm，則ns =1000vc1000 20 r/min=732.1r/mind8.7由本工序采用 Z525 型立式鉆床，由表3.17 得，轉速 nw =680r/min ，故實際切削速度為vc =dnw8.7680 =18.58m/min10001000（ 2）基本工時由參考一表 5.39 ，工步l1D cot r (1 2)mm(8.7cot 451)mm 4.1mm,l21mm,l 20mm ，則該22工序的基本時間為l1l2l 4.112011stjfn0.20.18min6804 專用鉆床夾具設計4.1夾具設計任務為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需設計專用夾具。為工序

28、60 鉆8.70 0.1 孔設計鉆床夾具，所用機床為Z525 型立式鉆床，大批生產類型。1. 工序尺寸和技術要求加工拔叉鎖銷孔8.700.1 mm，孔的軸線對孔14+00.043 mm的軸線垂直度公差為0.15mm，表面粗糙度為Ra25m dw0 。2. 生產類型及時間定額中北大學課程設計說明書生產類型為大批生產，時間定額為25min。2. 設計任務書根據工序 60 加工拔叉鎖銷孔8.70 0.1 mm工序卡，提出該工序的專用機床夾具。設計任務書，任務書中按工藝規程要求，提出定位基面，尺寸就公差，加工部位，工藝要求等作為夾具設計的依據。4.2擬定鉆床夾具結構方案與繪制夾具草圖1. 確定工件定位

29、方案，設計定位裝置擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。 定位基準的選擇必須合理， 否則將直接影響所制定的零件加工工藝規程和最終加工出的零件質量。基準選擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據零件圖的技術要求，從保證零件的加工精度要求出發， 合理選擇定位基準。此零件圖沒有較高的技術要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。19 的圓柱和其一端面都已加工好，為了使定位誤差減小，選擇 19 的圓柱和其上一側面作為定位精基準，來設計本道工序的夾具，以 19 圓柱和其上端面作為定位夾具。2. 確定導向方案，設計導向裝置為能迅速，準確的確定刀具與夾具的相對位置， 鉆夾具上都應設置引導刀具的元件鉆套。 鉆套一般安裝在鉆模板上， 鉆模板與夾具體連接， 鉆套與工件之間留有排屑空間。 本工序要求對被加工孔進行一次的鉆工步加工， 就能達到工序簡圖上規定的加工要求，故選用快換鉆套作為刀具的導向元件。3. 確定夾具體結構形式及夾具在機床上的安裝方式考慮夾具的剛度，強度