机械专业课程设计说明书XX-150型拖拉机挡拨叉零件加工工艺及夹具设计学院：机械与车辆学院专业：姓名：指导老师：机械工程及自动化学号：职称：中国·珠海二○一二年十二月根据设计任务书的要求，本设计说明书拨叉零件的工艺规程及工艺设备设计运用文献研究方法、数学方法和思维方法详细说明。

主要内容包括机械加工工艺规程设计、拨叉夹具设计及非标零件设计。

全文主要包括零件的分析、工艺规程和专用夹具设计三部分。

综合利用机械制图、公差配合与技术测量等课程进行零件分析，并配合使用绘图软件AutoCAD、UG 等计算机辅助设计；综合利用机械制造装备设计、机械制造技术基础、材料力学知识，进行工艺规程的设计；最后对工件的其中操纵槽进行夹具设计。

本次课程设计的生产纲领是8000件，为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。

在夹具设计时应遵循以下原则：确保加工质量，结构尽量简单，操作省力高效，制造成本低廉。

关键词：拨叉；工艺规程；夹具设计序言----------------------------------------------------------------1一.零件分析--------------------------------61.1零件作用----------------------------------61.2零件的工艺分析--------------------------61.3生产纲领和生产类型的确定--------------------7二.工艺规程设计------------------------------82.1确定毛坯的制造形式-------------------------82.2基面的选择------------------------------92.3制定工艺路线-----------------------------92.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定-------102.5确定切削用量及基本工时------------------11三夹具设计------------------------------173.1机床夹具的工作原理-------------------------173.2问题的提出-------------------------------173.3定位基准的选择---------------------------173.4定位方案及定位元件的选择，设计-------------173.5定位误差分析----------------------------173.6夹具设计及操作简要说明---------------------18 总结与展望-------------------------------------------19 参考文献----------------------------------20序言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。

机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。

我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。

从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。

机械的加工工艺及夹具设计是在完成了大学的全部课程之后，进行的一次理论联系实际的综合运用，使我对专业知识、技能有了进一步的提高，为以后从事专业技术的工作打下基础。

机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。

然而夹具又是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。

因此，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下提高效率、降低成本。

当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。

所以对机械的加工工艺及夹具设计具有十分重要的意义。

夹具从产生到现在，大约可以分为三个阶段：第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上，这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具，是加工过程加速和趋于完善；第二阶段，夹具成为人与机床之间的桥梁，夹具的机能发生变化，它主要用于工件的定位和夹紧。

人们越来越认识到，夹具与操作人员改进工作及机床性能的提高有着密切的关系，所以对夹具引起了重视；第三阶段表现为夹具与机床的结合，夹具作为机床的一部分，成为机械加工中不可缺少的工艺装备。

在夹具设计过程中，对于被加工零件的定位、夹紧等主要问题,设计人员一般都会考虑的比较周全，但是，夹具设计还经常会遇到一些小问题，这些小问题如果处理不好，也会给夹具的使用造成许多不便，甚至会影响到工件的加工精度。

我们把多年来在夹具设计中遇到的一些小问题归纳如下：清根问题在设计端面和内孔定位的夹具时，会遇到夹具体定位端面和定位外圆交界处清根问题。

端面和定位外圆分为两体时无此问题,。

夹具要不要清根，应根据工件的结构而定。

如果零件定位内孔孔口倒角较小或无倒角,则必须清根,如果零件定位孔孔口倒角较大或孔口是空位，则不需要清根，而且交界处可以倒为圆角R。

端面与外圆定位时，与上述相同。

让刀问题在设计圆盘类刀具(如铣刀、砂轮等)加工的夹具时，会存在让刀问题。

设计这类夹具时，应考虑铣刀或砂轮完成切削或磨削后，铣刀或砂轮的退刀位置，其位置大小应根据所使用的铣刀或砂轮的直径大小，留出超过刀具半径的尺寸位置即可。

更换问题在设计加工结构相同或相似，尺寸不同的系列产品零件夹具时，为了降低生产成本,提高夹具的利用率，往往会把夹具设计为只更换某一个或几个零件的通用型夹具。

随着机械工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种，中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对机床夹具提出更高的要求。

特别像后钢板弹簧吊耳类不规则零件的加工还处于落后阶段。

在今后的发展过程中，应大力推广使用组合夹具、半组合夹具、可调夹具，尤其是成组夹具。

在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精高效模块组合通用经济方向发展。

换档拨叉的加工工艺规程及其铣操纵槽的夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。

正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。

本次设计也要培养自己的自学与创新能力。

因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。

所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。

设计过程一、零件的分析1.1 零件的作用图1-1 拨叉零件图换档拨叉的作用，题目所给定的零件是XX-150型拖拉机II-III档拨叉，它位于换档拨叉杆上，主要作用一是通过换档拨叉杆将扭矩传递给换档拨叉，拨动换档同步器，改变齿轮的啮合方向，实现拖拉机的倒行；二是在换档拨叉上有一个配合槽，与其他零件配合装配，在拨叉转动时带动其运动。

零件上Ø15mm的孔，装配在换档拨叉杆上，用螺钉固定保证拨叉和拨叉杆的相对位置。

宽13mm深15mm的槽与其他零件相配合，半圆形叉口拨动同步器。

1．2 零件的工艺分析换档拨叉从零件图上可以看出，它有两组加工表面，这两组加工面之间也有一定的位置要求，现将这两组加工面分述如下：1. 以Ø15mm孔为中心的加工面这一组加工面包括：一个的Ø15mm孔以及对其倒角，宽13m深15mm的槽口，在Ø15mm孔所在的轮毂上钻两个孔，用来做为固定倒档拨叉和拨叉杆之用。

2. 叉口处的加工面这一组加工面包括：铣叉口的2端面面，铣叉口内侧面，其中外端面和Φ15孔有垂直度要求，这就要求我们要以Φ15内孔定位加工这2端面，以保证端面和Φ15孔的垂直度。

1.3 生产纲领和生产类型的确定根据设计任务书已知此拨叉零件的生产纲领为8000件/年，为大批量生产。

二、工艺规程设计2.1 确定毛坯的制造形式零件材料为ZG310-570，考虑到拖拉机运行时经常需要挂换档以倒行或辅助转向，因此零件在工作过程中经常受到冲击性载荷，采用这种材料零件的强度也能保证。

由于零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为2级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。

2．1．1毛坯的设计拖拉机的换档拨叉零件材料为 ZG310-570，硬度180-229HB，毛坯重约1Kg。

生产类型为成批生产，采用砂型铸造，机械翻砂造型，2级精度组。

根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量，对毛坯初步设计如下：1. Ø15mm的孔因为孔只有15mm大，因此在铸造时不容易铸造出，因此在毛坯的设计时，不宜设计底孔。

因此毛坯采用实心铸造。

以确保毛坯的成功率。

2. 叉口侧面该叉口两侧面粗糙度都是6.3，进行一次粗铣即可满足光洁度要求。

根据资料可知，选取加工余量等级为G，选取尺寸公差等级为9级。

所以根据相关资料和经验可知，毛坯的叉口厚度定为2.0mm，符合要求。

3. 叉口内圆面叉口内圆面的圆弧半径为R28mm，光洁度要求没有，直接铸造出来，查资料知，砂型铸造机械翻砂造型的尺寸公差等级为8~10级。

4. 叉口的内侧面叉口的内侧面，粗糙度为12.5，进行一次粗铣即可满足要求，查《机械工艺学及夹具设计指导》表3-3知Z=3.5mm5. 宽13的槽因为其宽度只有13，粗糙度为12.5，所以直接铸造成实心。

其他表面均为不加工表面，而且锻造出的毛坯面就能满足它们的精度要求，所以，不需要在其他表面上留有加工余量。

根据上述原始资料及加工工艺，确定了各加工表面的加工余量、工序尺寸，这样毛坯的尺寸就可以定下来了。

图2-1 拨叉零件毛坯图2.2 基面的选择的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。

否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法进行。

粗基准的选择：对于零件的加工而言，粗基准的选择对后面的精加工至关重要。

从零件图上可以看出，拖拉机换档拨叉较不规则，所以粗基准不太容易选择。