机械制造技术基础课程设计说明书

机械设计制造技术基础课程设计

说明书

设计题目： 拨叉零件机械制造课程设计 学生姓名： 李瑞坡 学 号：

专 业： 机械设计制造及其自动化 指导老师： 卢建湘 学 校: 龙岩学院

2011年06月24日

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拨叉零件机械制造课程设计

设计任务书

课程编号 实施地点 起止时间 课程名称 设计室B403 2011.6.13～6.24 6.13 6.14～6.17 6.20 6.21 6.22 6.23 6.24 机械制造技术课程设计 班级 08机本 周数 人数 2 49 形式 √集中 □分散 指导教师 卢建湘 论文 （设计） 进度 安排 上午指导教师布置课程设计任务。明确设计任务，阅读设计任务书和指导书，收集、借阅有关资料、手册。 对零件进行工艺分析，画出零件图；确定毛坯的制造方式，绘制毛坯简图。 制定机械加工工艺路线，选择定位基准。 选择机床及工、夹、量、刃具，确定加工余量及工序间尺寸与公差，确定切削用量。 画出毛坯图，填写工艺过程卡及工序卡。 针对选择的一道工序，确定该工序夹具设计方案，选择定位元件，计算所需夹紧力，选择夹紧方案。 绘制夹具装配图。 绘制夹具零件图。 整理设计说明书。 答辩、评定成绩。 具体设计方法、步骤见 《机械制造技术基础课程设计指导教程》和教材《机械制造技术基础》。 另外主要参考书目： 1．机床专用夹具图册 2．机械制造装备设计 3．机械制造工艺设计简明手册 4．机械制造工艺学课程设计指导书 5．实用机械加工手册 6．实用机械加工工艺手册 一、设计题目与要求 零件的机械加工工艺规程及夹具设计。年产量为5000件（大批生产），零件由指导教师指定。（零件参考图附后） 二、设计内容 1．对零件进行工艺分析，画零件图； 论文 2．确定毛坯的制造方式，绘制毛坯简图； （设计） 3．制定零件的机械加工工艺路线，填写机械加工工艺过程卡； 4．对指定工序，选择机床及工、夹、量、刃具，确定加工余量及工序间尺寸与内容 公差，确定切削用量，填写机械加工工序卡； 5．对指定工序进行机床夹具设计计算和机构设计，画夹具装配图； 6．对夹具的一个零件设计零件图； 7．编写设计计算说明书。 设计工作要求提交： 1．零件图 1张（A4） 2．毛坯图 1张（A4） 3．机械加工工艺过程卡 1张 4．机械加工工序卡 至少3张 5．夹具结构设计装配图 1张（A2～A3） 6．夹具结构设计零件图 1张（A4） 7．课程设计说明书 1份，参考龙岩学院毕业设计说明书撰写格式 要求 1

目 录

1、零件分析 ·········································· 3页

1、11、21、31、4设计任务············································· 3零件的作用········································· 3零件工艺分析········································ 3确定零件生产类型····································· 4页 页 页 页 2、确定毛坯类型绘制毛坯简图························· 6页

2、1选择毛坯········································ 6页 2、2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量················ 6页 2、3绘制拨叉毛坯简图································· 7页 3、工艺规程设计··································· 8页

3、1 3、2 3、3 3、4 3、5 3、6定位基准的选择····································· 8拟定工艺路线········································ 8加工设备和工艺设备的选用···························· 11机械加工余量、工序尺寸及公差的确定·················· 12切削用量的计算······································ 14时间定额的计算······································ 18页 页 页 页 页 页 4、专用铣床夹具设计································· 27页

4、14、24、34、44、5夹具设计任务········································ 27拟定铣床夹具结构方案与绘制夹具草图·················· 28绘制夹具装配总图···································· 32夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求················ 32夹具专用零件图设计绘制······························33页 页 页 页 页 5、总结············································· 35页 6、参考文献·········································· 36页 7、导师评测·········································· 37页 8、附件··············································· 38页

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拨叉零件机械制造课程设计

1、零件分析

1、1设计任务

如下图所示拨叉零件，材料为QT400-18，毛坯为精铸件，是制定零件的机械加工工艺规程及设计钻M8螺纹孔的钻床夹具。年常量为5000台/年，每台产品中该零件为1件/台。一年安300天计算，8小时工作制。

图1

1、2零件的作用

题目所给的零件是拨叉。它位于变速机构中，主要起换档、使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的φ24H7孔与操纵机构相连，并用螺钉经M8孔与变速叉轴连接。拨叉脚则夹在双联变换齿轮的槽中。当需要变速时，操纵变速杆，变速操纵机构就通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移，通过连接装置改换档位，实现变速。

1、3零件工艺分析

零件的材料为QT400-18，球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度。

0.021该拨叉零件叉轴孔Φ240 mm的轴线是拨叉脚两端面和螺纹孔M8-H6的设计基准，拨叉头左端面0.021是拨叉轴向方向上尺寸设计基准。选用叉轴孔Φ240 mm的轴线和拨叉头左端面作为精基准。选用叉轴

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0.021孔Φ240 mm的轴线和拨叉头左端面作为精基准定位加工拨叉脚两端面和螺纹孔M8-H6,实现了设计基

准和工艺基准重合，保证了被加工表面的垂直度要求。另外，由于拨叉件刚性较差，受力易发生弯曲变形，选用拨叉头左端面作为精基准，夹紧力作用在插头的右端面上，可以避免在机械加工中产生夹紧变形，夹紧稳定可靠。选择叉轴孔Φ24 mm的外圆面和拨叉右端面作为粗基准。采用Φ24 mm的外圆面定位加工内孔尅保证孔的壁厚均匀；采用拨叉头右端面作为粗基准加工左端面，可以为后续工序准备好精基准。

该拨叉的加工质量要求较高，可将加工阶段分为粗加工、半精加工和精加工几个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准（拨叉头左端面和叉轴孔）准备好，使后续工序都采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗铣拨叉头右端面、拨叉脚内表面、螺纹孔端面、拨叉脚两端面的粗铣；在半精加工阶段，完成拨叉脚两端面的加工和钻M8（钻头为M7通孔）螺纹孔；在精加工阶段，进行拨叉头孔的精扩、铰加工，丝锥攻内螺纹。

1、4确定零件生产类型

图2

依据设计题目要求可知：产品的年产量为5000台/年，每台产品中该零件数量为1件/台；结合生产实际，备品率α和废品率β分别取3%和0.5%，零件的年产量为

N = 5000台/年×1件/台×（1+3%）×（1+0.5%） =6825件/年

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拨叉零件机械制造课程设计

毛坯立体图如下图3，其中黄色标注的为要加工的部分，蓝色为零件部分

图3

表1 机械产品类型 电子工业机械 机床 重型机械 生产类型 单件生产 小批生产 中批生产 大批生产 大量生产 加工零件的质量/kg 重型零件 >30 >50 >2000 表2 重型机械零件 ≤5 ＞5~100 ＞100~300 ＞300~1000 ＞1000 中型机械零件 ≤20 ＞20~200 ＞200~500 ＞500~5000 ＞5000 轻型机械零件 ≤100 ＞100~500 ＞500~5000 ＞5000~50000 ＞50000 中型零件 4~30 15~50 100~2000 轻型零件 <4 <15 <100 由图2可知，拨叉零件质量为296.20g，查机械加工零件生产分类表1和表2可知该拨叉属轻型零件，生产类型为大批生产。

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2、确定毛坯类型绘制毛坯简图

2、1选择毛坯

该拨叉的尺寸不大，且生产类型为大批生产，为提高生产效率和毛坯精度，宜采用铸造毛坯。毛坯的材料为QT400-18。

2、2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量

表3 工艺方法 砂型手工造型 砂型机器造型 金属型 低压铸造 压力铸造 熔模铸造 铸钢 灰铸铁 球墨铸铁 11~13/H 可锻铸铁 10~12/H 加工余量等级 铜合金 锌合金 轻金属合金 9~11/H 镍基合金 钴基合金 11~13/J 11~13/H 10~12/H 8~10/H 8~10/G 7~9/F 7~9/F 8~10/G 7~9/F 7~9/F 8~10/G 7~9/F 7~9/F 8~10/G 7~9/F 7~9/F 7~9/F 7~9/F 7~9/G 6~8/F 6~8/F 6~8/D 4~6/D 5~7/D 5~7/E 5~7/E 5~7/E 4~6/E 4~6/E 5~7/E 5~7/E 由表3可知，精密铸造选为金属型铸造，而球墨铸铁的加工公差及余量等级选为8级F。

表4 mm 铸件基本尺寸 大于 - 10 16 25 40 至 10 16 25 40 63 1 - - - - - 2 - - - - - 3 0.18 0.20 0.22 0.24 0.26 公差等级CT 4 0.26 0.28 0.30 0.32 0.36 表5 公差等级 加工余量等级 基本尺寸 ≤100 0.8 0.6 0.9 0.8 0.8 0.6 1.0 0.8 D 5 6 7 8 5 0.36 0.38 0.42 0.46 0.50 6 0.52 0.54 0.58 0. 0.70 7 0.74 0.78 082 0.90 1.0 8 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 E D E D E F D F G 加工余量/mm 1.0 0.7 6

1.5 0.9 2.0 1.5 1.5 0.8 2．0 1.5 2.5 2.0

拨叉零件机械制造课程设计

由零件图上的基本尺寸，以及毛坯的制造方式，查表3、4、5可以确定该铸件的尺寸公差和机械加工余量如下表6所示

表6 mm 加工表面 拨叉头左右端面 拨叉脚内表面 拨叉脚两端面 拨插头孔 螺纹孔端面 零件尺寸 4000.1 R25 1200.08 0.021Φ240 机械加工余量 两端面各1.5 2 两端面各1.5 1.5 2.0 毛坯公差 1.3±0.65 1.4±0.7 1.1±0.55 1.2±0.6 1.2±0.6 毛坯尺寸 43±0.65 R23±0.7 15±0.55 Φ21±0.6 23±0.6 21 因为拨叉头左端面为精基准需要半精铣，故调整加工余量为左端面2mm,右端面1mm。（详见毛坯简图）

2、3绘制拨叉毛坯简图

技术要求

1． 起模斜度5° 2． 未圆角半径R=1.0。

图4

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3、工艺规程设计

3、1定位基准的选择

1、精基准的选择

0.021叉轴孔Φ240 mm的轴线是拨叉脚两端面和螺纹孔M8-H6的设计基准，拨叉头左端面是拨叉轴向方0.0210.021向上尺寸设计基准。选用叉轴孔Φ240 mm的轴线和拨叉头左端面作为精基准。选用叉轴孔Φ240

mm的轴线和拨叉头左端面作为精基准定位加工拨叉脚两端面和螺纹孔M8-H6,实现了设计基准和工艺基准重合，保证了被加工表面的垂直度要求。另外，由于拨叉件刚性较差，受力易发生弯曲变形，选用拨叉头左端面作为精基准，夹紧力作用在插头的右端面上，可以避免在机械加工中产生夹紧变形，夹紧稳定可靠。

2、粗基准的选择

选择叉轴孔Φ24 mm的外圆面和拨叉右端面作为粗基准。采用Φ24 mm的外圆面定位加工内孔尅保证孔的壁厚均匀；采用拨叉头右端面作为粗基准加工左端面，可以为后续工序准备好精基准。

3、2拟定工艺路线

1、表面加工方法的确定

根据零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查下表7平面加工方案的经济精度和表面粗糙度；查下表8米制螺纹加工方案的经济精度和表面粗糙度；查下表7孔加工方案的经济精度和表面粗糙度。

表7 序号 1 2 3 4 5 6

表8

加工方法 车螺纹 外螺纹 内螺纹 螺纹公差带等级（GB/T197-2003） 4h~6h 5H~7H 6h~8h 4H~7H 4h~6h 3.2~0.8 带径、切向梳刀自动张开式板牙

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加工方案 粗车 粗车-半精车 粗车-半精车-精车 粗车-半精车-磨削 粗刨（粗铣） 粗刨（粗铣）-半精刨（半精铣） 经济精度等级 表面粗糙度Ra/μm IT10~11 IT8~9 IT6~8 IT7~9 IT11~13 IT8~11 12.5~6.3 6.3~3.2 1.6~0.8 0.8~0.2 12.5~6.3 12.5~3.2 适用范围 未淬硬钢、铸铁有色金属端面加工 钢、铸铁端面加工 不淬硬平面加工 表面粗糙度Ra/μm 6.3~0.8 圆板牙套螺纹 丝锥攻内螺纹 带圆梳刀自动张开式板牙 6h 拨叉零件机械制造课程设计

表9

序号 1 2 3 4 5 6 7 加工方案 钻 钻-粗铰 钻-粗铰-精铰 钻-扩 钻-扩-粗铰-精铰 钻-扩-铰 钻-扩-机铰-手铰 经济精度等级 IT11~12 IT8~9 IT7~8 IT10~11 IT7 IT6~9 IT5 表面粗糙度Ra/μm 12.5 3.2~1.6 1.6~0.8 12.5~6.3 1.6~0.8 3.2~0.32 1.25~0.08 大批量生产中小零件的通孔（精度由拉刀的精度而定） 除淬火钢外的各种材料，毛坯有铸出孔或锻出孔 同上，但孔径>15~20mm 适用范围 加工未淬火钢及铸铁的实心毛坯，也用于加工孔径<15~20mm的有色金属 8 钻-扩-拉 IT7~9 1.6~0.1 9 10 11 12

粗镗（扩孔） 粗镗-（粗扩）-半精镗（精扩） 粗镗-（粗扩）-半精镗（精扩）-精镗（铰） 粗镗-（粗扩）-半精镗（精扩）-精镗-浮动镗刀块精镗 IT11~12 IT8~9 IT7~8 IT6~7 12.5~6.3 3.2~1.6 1.6~0.8 0.8~0.4 通过查表，确定拨叉零件个表面的加工方法如下表10所示

表10 加工表面 拨叉脚两端面 拨叉脚内表面 螺纹孔端面 螺纹孔 拨叉头左端面 拨叉头右端面 拨叉头孔 尺寸及偏差 1200.08 R25 21 M8 4000.1 400.1 0.021Φ240 0尺寸精度等级 表面粗糙度/μm IT10 - - IT6 IT10 IT12 IT7 3.2 6.3 - 1.6 3.2 6.3 1.6 加工方案 粗铣-半精铣 粗铣 粗铣 钻-丝锥攻内螺纹 粗铣-半精铣 粗铣 粗扩-精扩-铰 备注

2、加工阶段的划分

该拨叉的加工质量要求较高，可将加工阶段分为粗加工、半精加工和精加工几个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准（拨叉头左端面和叉轴孔）准备好，使后续工序都采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗铣拨叉头右端面、拨叉脚内表面、螺纹孔端面、拨叉脚两端面的粗铣；在半

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精加工阶段，完成拨叉脚两端面的加工和钻M8（钻头为M7通孔）螺纹孔；在精加工阶段，进行拨叉头孔的精扩、铰加工，丝锥攻内螺纹。

3、工序的集中与分散

选用工序集中原则安排拨叉的加工工序。该拨叉的生产类型为大批生产，可采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产效率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不断可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。 4、工序顺序的安排 （1）机械加工工序

0.021遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准——拨叉头左端面和叉轴孔Φ240 mm；遵循“先粗

后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序；遵循“先主后次”原则，先加工主要表面——拨叉

0.021头左端和叉轴孔Φ240 mm，再铣拨叉脚两端面；遵循“先面后孔”原则，先铣螺纹孔端面，再钻削M80.021螺纹孔；先加工拨叉头端面，再加工叉轴孔Φ240 mm。由此初拟拨叉机械加工工序安排，见下表11

表11 工序号 10 20 30 40 50 60 70 80 工序内容 粗铣拨叉头两端面 半精铣拨叉头左端面（主要端面） 扩、铰Φ24 mm孔（主要表面） 粗铣拨叉脚两端面（主要表面） 粗铣螺纹孔端面（主要端面） 粗铣拨叉脚内表面（次要表面） 钻螺纹孔、丝锥攻内螺纹 精铣拨叉脚两端面 简要说明 “先基准后其他” “先基准后其他”、 “先面后孔”、“先主后次” “先面后孔”、“先主后次” “先粗后精” “先面后孔” “先主后次”（粗加工结束） “先面后孔”（精加工开始） “先粗后精”

（2）热处理工序

铸造后进行时效处理，消除内应力。调质处理，增加切削加工性。配底漆防止生锈。

综上所述，该拨叉工艺的安排顺序为：基准加工-主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工-主要表面半精加工和次要表面加工-热处理-主要表面精加工。

5、确定工艺路线

在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，拟定拨叉的机械加工工艺路线，如下表12所示

表12 工序号 10 20

工序内容 铸造 时效 调质处理 涂底漆 粗铣拨叉头两端面 半精铣拨叉头左端面 定位基准 消除内应力 增加切削性 防止生锈 端面、Φ24 mm孔、叉爪扣内侧面 右端面、Φ24 mm孔、叉爪扣内侧面 10

拨叉零件机械制造课程设计

30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 粗扩、精扩、倒角、铰Φ24 mm孔 粗铣拨叉脚两端面 校正拨叉脚 粗铣螺纹孔端面 粗铣拨叉脚内表面 精铣拨叉脚两端面 钻螺纹孔、丝锥攻内螺纹 去毛刺 中检 热处理——拨叉脚两端面局部淬火 校正拨叉脚 清洗 终检 右端面、Φ24 mm孔、叉爪扣内侧面 左端面、Φ24 mm孔 左端面、Φ24 mm孔、叉爪扣内侧面 左端面、Φ24 mm孔、叉爪扣内侧面 左端面、Φ24 mm孔 左端面、Φ24 mm孔、叉爪扣内侧面 3、3加工设备和工艺设备的选用

各工序加工设备及工艺装备的选用如下表13所示

表13 工序号 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 工序内容 铸造 时效 调质处理 涂底漆 粗铣拨叉头两端面 半精铣拨叉头左端面 粗铣拨叉脚两端面 校正拨叉脚 粗铣螺纹孔端面 粗铣拨叉脚内表面 精铣拨叉脚两端面 钻螺纹孔、丝锥攻内螺纹 去毛刺 中检 热处理——拨叉脚两端面局部淬火 校正拨叉脚 清洗 终检 加工设备 立式铣床X51 立式铣床X52K 卧式双面铣床 钳工台 立式铣床X51 立式铣床X51 卧式双面铣床 组合机床 钳工台 淬火机 钳工台 清洗机 工艺装备 消除内应力 增加切削性 防止生锈 高速钢套式面铣刀、游标卡尺 高速钢套式面铣刀、游标卡尺 三面刃铣刀、游标卡尺 手锤 高速钢套式面铣刀、游标卡尺 铣刀、游标卡尺 三面刃铣刀、游标卡尺 麻花钻、游标卡尺、丝锥 平锉 手锤 塞规、百分表、卡尺等 粗扩、精扩、倒角、铰Φ24 mm孔 立式钻床525 麻花钻、扩孔钻、铰刀、卡尺、塞规

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3、4机械加工余量、工序尺寸及公差的确定

1、工序10——粗铣拨叉头两端面和工序20半精铣拨叉头左端面

工序10和工序20的加工过程入下图4所示

图5

工序10：以右端面定位，粗铣左端面，保证工序尺寸L1；以左端面定位，粗铣右端面，保证工序尺寸L2；

工序20：以右端面定位，半精铣左端面，保证尺寸L3，达到零件图设计尺寸L的要求，L=400 0.1mm。由图5所示加工过程示意图建立，分别以Z2、Z3为封闭环的工艺尺寸链，如下图6所示

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图6

（1）求解工序尺寸L2

查下表14平面精加工余量

表14 mm

被加工表面的宽度 加工性质 被加工表面 ≤300 粗加工后精刨或精铣 >300~1000 >1000~2000 >2000~4000 >4000~6000 未经校准的磨削 ≤300 >300~1000 >1000~2000 1.0 1.5 2.0 2.5 - 0.3 0.4 0.5 ≤100 余量a 公差（+） 0.3 0.5 0.7 1.0 - 0.1 0.12 0.15 >100~300 余量a 1.5 2.0 2.5 3.0 - 0.4 0.5 0.6 公差（+） 0.5 0.7 1.2 1.5 - 0.12 0.15 0.15 >300~1000 余量a 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 - 0.6 0.7 公差（+） 0.7 1.0 1.2 1.6 2.0 - 0.15 0.15 通过上表可知半精铣余量Z3=1 mm；由图5可知，L3=L=400从图6（b）知，Z3=L2-L3，则L2=L3+Z3=0.1mm；（40+1）mm=41mm。由于工序尺寸L2是在粗铣加工中保证的，查表7平面加工方案的经济精度和表面粗糙度知，半精铣工序的经济加工精度等级可达到右端面的最终加工要求IT10，因此确定该工序的尺寸公差为IT10，其公差值为0.1mm,故L2=41±0.05 mm。 （2）求解工序尺寸L1

由于右端面的加工余量是经过粗铣完成的，故Z2应等于右端面的毛坯余量，即Z2=1mm。由图5（a）知Z2=L1-L2，则L1=L2+Z2=（41+1）mm=42 mm。查表6平面加工方案的经济精度和表面粗糙度知，确定该粗铣工序的经济加工精度等级为IT13，因此确定该工序的尺寸公差为IT12，其公差值为0.25mm,故L1=42±0.125 mm。

（3）加工余量的校核 A、余量Z3的校核

在图5（b）所示的尺寸链中，Z3是封闭环，由竖式法（见下表15）计算可得：

0.15Z3=10.5 mm=0.95~1.15 mm。

表15 mm 环的名称 L2（增环） L3（减环） Z3（封闭环） 基本尺寸 41 40 1 上偏差 +0.05 +0.1 +0.15 下偏差 -0.05 0 -0.5 B、余量Z2的校核

在图6（a）所示的尺寸链中，Z2是封闭环由竖式法（见下表16）计算可得：

0.175Z2=10.175 mm=0.825~1.175 mm。

表16 mm 环的名称 L1（增环） L2（减环） Z2（封闭环）

基本尺寸 42 41 1 13

上偏差 +0.125 +0.05 +0.175 下偏差 -0.125 -0.05 -0.175 余量校核结果表明，所需的工序尺寸公差是合理的。将工序尺寸安“入体原则”表示则如下所示：

00 L1=42.12500.25 mm,L2=41.050.1 mm,L3=400.1 mm。

2、工序90——钻孔-攻M8螺纹孔

因为钻通孔要求的精度不高，查下表17攻螺纹前钻孔用钻头直径。选取的钻孔余量为Z钻 =7mm，攻丝余量为Z攻 =1mm。查表9孔加工经济精度和表面粗糙度可知钻孔可以达到IT12，粗糙度为12.5μm。攻内螺纹可以到达6H等级，粗糙度为1.6μm。 查附标准公差数值表确定各步公差值，钻孔：0.15mm；攻丝：。

综上所述，按照“入体原则”确定各工步的工序尺寸及公差：

0.15钻孔：Φ70 mm，攻丝：M8

表17 mm

攻螺纹前钻孔用钻头直径 公称直径 mm 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 7.0 8.0 In 1/8 3/16 1/4 5/16 普通粗牙螺纹 1.6 2.05 2.5 - 2.9 3.3 3.75 - 4.2 - 5 - 6 - 6.7 普通细牙螺纹 螺距 0.2 0.25 1.75 0.35 2.15 2.65 - 3.15 0.5 3.5 4 - 4.5 5 0.75 5.2 - 6.2 - 7.2 1.0 7 1.25 1.5 2 3、5切削用量的计算 1、工序10——粗铣拨叉头两端面

该工序分为两个工步，工步1是以右端面定位，粗铣左端面；工步2是以左端面为基准粗铣右端面。由于这两个工步是在一台机床上经过一次走刀加工完成的，因此它们所选的切削速度ν是一样的，只有背吃刀量不同。 （1）背吃刀量

工步1的背吃刀量ap1取为Z1，Z1等于左端面的毛坯余量减去工序2的余量Z3，即ap1 = Z1 = 2 mm

C和切削用量 ƒ

14

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– 1 mm = 1 mm；而工步2的背吃刀量ap2取为Z3，故ap2 = Z3 = 1 mm。

（2）进给量

X51型历史铣床的功率为4.5kW，查下表18高速钢套式面铣刀粗铣平面进给量，按机床、工件、夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量fz取为0.2 mm/z。

表18 整体粗齿及镶齿铣刀 机床功率/kW 工件-夹具系统的刚度 每齿进给量ƒz/(mm/z) 碳钢、合金钢、耐热钢 上等 >10 中等 下等 上等 5~1 中等 下等 ≤5 中等 下等 0.2~0.3 0.15~0.25 0.1~0.15 0.12~0.2 0.08~0.15 0.06~0.1 0.04~0.06 0.04~0.06 铸铁、铜合金 0.4~0.6 0.3~0.5 0.2~0.3 0.3~0.5 0.2~0.4 0.15~0.25 0.15~0.3 0.1~0.2 （3）铣削速度

由本工序采用高速钢镶齿铣刀、d=80 mm，齿数z=10。查下表19高速钢套式面铣刀铣削速度，确定铣削速度ν

C=40m/min。

表19 m/min

结构钢σb=0.735GPa 加切削液 灰铸铁195 HBS ƒz 8 /(mm/z) 0.05 0.08 0.12 0.2 3 背吃刀量/mm 5 8 T/min d z切削宽度/mm ƒz/ (mm/z) 0.03 3 背吃刀量/mm 5 1.镶齿铣刀 54.6 48.4 44.9 40.5 51.9 45.8 42.7 38.3 49.3 44 40.5 36.5 70.2 57.6 49 40 66.6 54.9 46.8 38.3 180 80 1048 0.05 0.08 0.12

则可知 ns=

1000ν C100040 = r/min = 159.15 r/min

80d

由于本工序是采用X51立式铣床，查下表20，取转速nw=160 r/min

15

表20

型号 X5012 X51 X52K X53K X53T 转速/(r/min) 130、188、263、355、510、575、855、1180、1585、2720 65、80、100、125、160、210、255、300、380、490、590、725、1225、1500、1800 30、37.5、47.5、60、75、95、118、150、190、235、375、475、600、750、950、1180、1500 18、22、28、35、45、56、71、90、112、140、180、224、280、355、450、560、701、900、1120、1400 故实际铣削速度为

ν

C =

 dnw1000 =

801601000 m/min = 40.02 m/min

当nw=160 r/min时，工作台的每分钟进给量fm应为

fm = fzz nw= 0.2×10×160 mm/min = 320 mm/min

查下表20，可知X51立式铣床工作台分钟进给量fm取为300 mm/min。

表21 型号 进给量/(mm/min) 纵向：35、40、50、65、85、105、125、165、205、250、300、390、510、620、755、980 X51 横向：25、30、40、50、65、80、100、130、150、190、230、320、400、480、585、765 升降：12、15、20、25、33、40、50、65、80、95、115、160、200、290、380 纵向：23.5、30、37.5、47.5、60、75、95、118、150、190、235、300、375、475、600、750、950、1180 X52K 横向：15、20、25、31、40、50、63、78、100、126、156、200、250、316、400、500、634、X53K 786 升降：8、10、12.5、15.5、20、25、31.5、39、50、63、78、100、125、158、200、250、317、768 2、工序20——半精铣拨叉头左端面 （1）背吃刀量 ap3 = Z3 = 1 mm。

（2）进给量

由于本工序的表面粗糙度为Ra3.2μm，查下表22高速钢套式面铣刀精铣平面进给量，每转进给量ƒ取为1 mm/r，故每齿进给量fz = 0.1 mm/z。（注球墨铸铁比较接近碳钢，为近似取值）

表22

加工材料（钢） 表面粗糙度Ra/μm 45（轧制）、40Cr(轧制、正火) 10 5 2.5

35 1.4~3.1 0.5~1.4 10.3~0.5 45（调质） 2.6~5.6 1.0~2.6 0.4~1.0 10、20、20Cr 1.8~3.9 0.7~1.8 0.3~0.7 铣刀每转进给量ƒ/(mm/r) 1.2~2.7 0.5~1.2 0.24~0.5 16

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（3）铣削速度

由于本工序采用高速钢镶齿铣刀、d=80 mm，齿数z=10、f铣刀切削速度。确定铣削速度ν

ns=

Cz = 0.1 mm/z，查上表19高速钢套式面

=49 m/min，则

1000ν C100049 = r/min = 194.96 r/min

80d由于本工序是采用X52K立式铣床，查上表19，取转速nw=190 r/min，故实际铣削速度为

ν

C =

 dnw1000 =

801901000 m/min = 47.75 m/min

当nw=190 r/min时，工作台的每分钟进给量fm应为

fm = fzz nw= 0.1×10×190 mm/min = 190 mm/min

查上表20，可知X52K立式铣床工作台分钟进给量fm取为190 mm/min。 3、工序90——钻-丝锥攻M8螺纹孔

0.15（1）钻Φ70 孔工步

0.15 由于工件材料是球墨铸铁、孔Φ70 mm、高速钢钻头，查下表23高速钢麻花钻钻削碳钢的切削用

量得，切削速度为ν

C= 17 m/min，进给量f= 0.20 mm/r，取ap= 7 mm,则

ns=

1000ν C100017 = r/min = 773.04 r/min

7d表23

钻头直径/mm 切削速度/ （m/min） <3 3~6 6~13 13~19 19~25 工件材料 硬度HBS 进给量f/(mm/r) 0.08 0.08 0.08 0.08 0.05 0.13 0.13 0.3 0.15 0.09 0.20 0.20 0.20 0.20 0.15 0.26 0.26 0.26 0.40 0.21 0.32 0.32 0.32 0.48 0.26 c=0.25 碳钢 125~175 24 20 17 21 c=0.50 c=0.90 175~225 175~225 合金钢 c=0.125~0.25 c=0.30~0.65 175~225 175~225 15~18 由于本工序采用Z525型立式钻床，由下表24，取转速nw=680 r/min，故实际钻削速度为

17

ν

C =

 dnw1000 =

76801000 m/min =14.95 m/min

表24

型号 转速/(r/min) Z525 97、140、195、272、392、545、680、960、1360 Z535 68、100、140、195、275、400、530、750、1100 Z550 32、47、63、、125、185、250、351、500、735、996、1400 （2）攻M8螺纹工步

由材料是铸铁，查下表25，切削速度为νmm/r，则

ns=

C= 5 m/min,背吃刀量ap= 0.5 mm(单边)，进给量f= 1

1000ν C10005 = r/min = 198.94 r/min

8d表25 铸铁 5~10 铜及合金钢 3~8 铝及铝合金 10~20 工件材料 νC/（m/min）

由于本工序采用Z525型立式钻床，由上表24，取转速nw=195 r/min，故实际钻削速度为

ν

C =

 dnw1000 =

81951000 m/min =4.90 m/min

3、6时间定额的计算

1、基本时间tj的计算

（1）工序10——粗铣拨叉头两端面

由于本工序包括两个工步，即两个工件同时加工，由于面铣刀对称铣平面、主偏角κr=90°，查下

2表26铣削基本时间的计算知，l1=0.5dd2ae(1~3) mm，l2=1~3 mm。确定l1=7mm,

l2=1 mm, l= 2×36 mm =72 mm；则该工序的基本时间为

tj=

ll1l27271=min = 0.27 min = 16.2 s

300fm

18

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表26

加工形式 计算公式 tj=圆柱铣刀铣平面、三面刃铣刀铣槽 备注 ll1l2i fm式中 l1=aedae(1~3) mm ae为工件宽度，d为刀具宽度 l2=2~5 mm tj=ll1l2 fm式中 当主偏角κr=90°时， 2l1=0.5dd2ae(1~3) mm l2=1~3 mm 面铣刀铣平面（对称铣削） 当主偏角κr＜90°时， ae为工件宽度，d为刀具宽度，ap为背吃刀量 ap22l1=0.5ddae(1~3) mm tanrl2=1~3 mm （2）工序20——半精铣拨叉头左端面

该工序的基本时间为 tj=

ll1l23671=min = 0.15 min = 9 s

300fm（3）工序90——钻-丝锥攻M8螺纹孔

A、钻Φ700.15 孔工步

由下表27知l1=的基本时间为

Dcotr(1~2) mm，l2=1~4 mm。确定l1=5.5mm,l2=2 mm, l= 9 mm；则该工序2 tj=

ll1l295.52=min = 0.121 min = 7.26 s 0.20680fn 19

表27

加工形式 tj=钻孔和钻中心孔 计算公式 备注 ll1l295.52= 0.20680fn1.钻中心孔和盲孔时，l2=0 2.D为孔径，mm D式中 l1=cotr(1~2) mm 2 l2=1~4 mm 1. 孔、扩盲孔和叫盲孔tj=钻、扩孔和铰圆柱孔 式中 l1=

B、攻M8螺纹工步

由下表28知l1=（1~3）P，l2=（2~3）P。确定l1 = 2 mm, l2 = 3 mm；则该工序的基本时间为

tj=ll1l295.52= 0.20680fnDd1cotr(1~2) mm 2时，l2=0；扩、钻孔时，l2=2~4 mm； 2. d1为扩铰前的孔径,mm；D为扩铰后的孔径，mm ll1l2ll1l2fnfn09231195i

=1

表28 =0.072 min = 4.32 s

加工形式 tj=计算公式 备注 ll1l2ll1l2fnfn0i n0为丝锥或工件的每分钟转数，r/min；i为使用丝锥的数量；n为工件或丝锥的每分钟转数，r/min；P 为工件螺纹螺距 用丝锥攻螺纹 式中 l1=（1~3）P l2=（2~3）P 攻盲孔时l2=0

20

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2、辅助时间tf的计算

辅助时间tf与基本时间tj之间的关系为tf=（0.15~0.2）tj.取tf =0.15tj，则各个工序的辅助时间分别为：

工序10的辅助时间：tf =0.15tj=0.15×16.2 s = 2.43 s 工序20的辅助时间：tf =0.15tj=0.15×9 s = 1.35 s

工序90钻孔工步的辅助时间：tf =0.15tj=0.15×7.26 s = 1.09 s 攻丝工步的辅助时间：tf =0.15tj=0.15×4.32 s = 0.65 s 3、其他时间的计算

布置工作场地时间tb是作业时间的2%~7%，休息与生理需要时间tx是作业时间的2%~4%，均取为4%，各工序的其他时间（tb+tx）可按关系式（3%+3%）×（tj+tf）计算，各个工序的其他时间分别为：

工序10的其他时间：tb+tx = 6%×（16.2+2.43）s = 1.12 s 工序20的其他时间：tb+tx =6%×（9+1.35）s = 0.62 s

工序90钻孔工步的其他时间：tb+tx = 6%×（7.26+1.09）s = 0.50 s 攻丝工步的其他时间：tb+tx = 6%×（4.32+0.65）s = 0.30 s 4、单件时间tdj的计算

各工序的单件时间分别为：

工序10的单件时间：tdj = 16.2+2.43+1.12 s = 19.75 s 工序20的单件时间：tdj = 9+1.35+0.62 s = 10.97 s

工序90钻孔工步的单件时间：tdj1 = 7.26+1.09+0.50 s = 8.85 s 攻丝工步的单件时间：tdj2 = 4.32+0.65+0.30 s = 5.27 s 因此工步90的单件时间为tdj= tdj1+ tdj2=8.85+5.27 s = 14.12 s

将上述零件工艺规程设计的结果填入工艺文件。拨叉零件的机械加工工艺过程如下表29；拨叉第10、20、90三道工序的工序卡如下表30、31、32所示。

21

表29拨叉零件机械加工工艺过程卡片

产品型号 龙岩学院 机械加工工艺卡片 产品名称 材料牌号 QT400-18 毛坯种类 铸件 毛坯外形尺寸 零件名称 每毛坯件数 1 拨叉零件 每台件数 1 备注 第1页 工时定额 工序名称 工序内容 车间 工段 设备 工艺装备 单件 准终 零件图号 共2页 工序号 10 粗铣拨叉头两端面Ra6.3μm，控制尺寸粗铣拨叉0头两端面 41.050.1 mm 半精铣拨叉头左端面 半精铣拨叉头左端面Ra3.2μm，控制尺寸4000.1 mm 0.021 0 立式铣床X51 高速钢套式面铣刀、游标卡尺 19.75 20 立式高速钢套式面铣铣床刀、游标卡尺 X52K 立式麻花钻、扩孔钻、钻床铰刀、卡尺、塞525 规 卧式三面刃铣刀、游双面标卡尺 铣床 钳工台 立式铣床X51 立式铣床X51 手锤 高速钢套式面铣刀、游标卡尺 10.97 30 粗扩、精扩、倒角、粗扩、精扩、倒角、铰孔Φ24铰Φ24 mm,Ra1.6μm mm孔 40 粗铣拨叉脚两端面，控制尺寸粗铣拨叉0脚两端面 13.090.18mm,Ra6.3μm 校正拨叉脚 粗铣螺纹孔端面 50 60 粗铣螺纹孔端面，控制尺寸21 mm 70 粗铣拨叉粗铣拨叉脚内表面Ra6.3μm，控制尺寸脚内表面 R25 mm 半精铣拨叉脚两端面 精铣拨叉脚两端面,控制尺寸120 0.08 mm，Ra3.2μm 铣刀、游标卡尺 80 卧式三面刃铣刀、游双面标卡尺 铣床 组合麻花钻、游标卡机床 尺、丝锥 钳工台 淬火机 平锉 90 钻螺纹钻螺纹孔、丝锥攻内螺纹，控制通孔尺寸孔、丝锥0.15Φ70 mm，螺纹尺寸M8-6H 攻内螺纹 去毛刺 中检 热处理——拨叉脚两端面局部淬火

14.12 100 110 120 22

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产品型号 龙岩学院 机械加工工艺卡片 产品名称 材料牌号 QT400-18 毛坯种类 铸件 毛坯外形尺寸 零件名称 每毛坯件数 1 拨叉零件 每台件数 1 第2页 备注 零件图号 共2页 工序号 工时定额 工序名称 工序内容 车间 工段 设备 工艺装备 单件 准终 130 140 150 校正拨叉脚 清洗 终检 处记 更改文件号 签字 钳工台 清洗机 手锤 塞规、百分表、卡尺等 审核 (日期) 标准化 （日期） 设计 (日期) 2011/6/ 16 会签 (日期) 标记 处记 更改文件号 签字 日期 标记 日期

23

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08级 机械本科 机械加工工序卡片 表30拨叉零件机械加工工序10的机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 拨叉 共 15 页 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 10 粗铣拨叉头两面 QT400-18 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式铣床 X51 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工序工时/分 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 进给次数 1 19.75s 工步工时 机动 辅助 8.1s 1.215s 工步号 1 工步内容 粗铣左端面Ra6.3μm，控制尺寸42.12500.25 mm 工艺装备 高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具 高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具 主轴转速 /（r/min） 160 切削速度 进给量 背吃刀量/（r/min） /（mm/r） /mm 40.02 2 1 粗铣右端面Ra6.3μm，控制尺寸2 41.0500.1 mm 160 40.02 2 1 1 8.1 1.215s 设计 校队 审核 标准化 会签 （日期） （日期） （日期） （日期） （日期） 标记 处数 更改 更改 签字 日期 标记 处数 签字 文件号 文件号 日期 2011/06/16 24

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08级 机械本 机械加工工序卡片 表31拨叉零件机械加工工序20的机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 拨叉 共 15 页 第 2 页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 20 半精铣左端面 QT400-18 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式铣床 立式铣床X52K 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工序工时/分 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 10.97s 工步号 1 工步内容 半精铣左端面Ra3.2μm，控制尺寸4000.1 mm 工艺装备 高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具 主轴转速 /（r/min） 190 切削速度 进给量 背吃刀量/（m/min） /（mm/r） /mm 47.75 1 1 工步工时 进给次数 机动 辅助 1 9s 1.35s 日期 设计 校队 审核 标准化 会签 （日期） （日期） （日期） （日期） （日期） 标记 处数 更改 更改 签字 日期 标记 处数 签字 文件号 文件号 25

08级 机械本 机械加工工序卡片 表32拨叉零件机械加工工序90的机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 产品名称 零件名称 拨叉 共 15 页 第 9页 车间 工序号 工序名称 材料牌号 钻孔、攻内螺纹 90 QT400-18 毛坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 铸件 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式钻床 Z525 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用夹具 工序工时/分 工位器具编号 工位器具名称 准终 单件 主轴转速 /（r/min） 680 195 进给次数 1 1 14.12 s 工步号 1 2 工步内容 0.15钻孔，控制尺寸Φ70 mm 工艺装备 麻花钻、游标卡尺、专用 夹具 丝锥、游标卡尺，专用夹具 切削速度 进给量 背吃刀量/（m/min） /（mm/r） /mm 14.95 4.90 0.2 1 7 0.5 工步工时 机动 辅助 7.26s 1.09 s 4.32s 0.65 s 攻螺纹，控制尺寸M8-6H 日期 设计 校队 审核 标准化 会签 （日期） （日期） （日期） （日期） （日期） 标记 处数 更改 更改 签字 日期 标记 处数 签字 文件号 文件号

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拨叉零件机械制造课程设计

4、专用钻床夹具设计

4、1夹具设计任务

为了提高劳动生产效率，保证加工质量，降低劳动强度，需设计专用夹具。为工序90做M8螺纹孔设计钻床夹具，所用钻床为Z525型立式钻床，大批生产类型。 1、工序尺寸和技术要求

0.021加工M8-H6螺纹孔孔的轴线对Φ240 mm孔轴线的垂直度公差为0.15mm，距拨叉头左端面14±0.1

mm。左端面的尺寸为4000.1 mm，表面粗糙度为Ra3.2μm。

2、生产类型及时间定额

生产类型为大批生产，时间定额为22 min。 3、设计任务书

根据表32所示的工序90加工M8螺纹孔的工序卡，提出对该工序的专用机床夹具设计任务书，如下表33所示

表33专用工艺装备设计任务书 产品型号 龙岩学院 装用工艺装备设计任务书 产品名称 工装编号 工装名称 制造数量 工装等级 工序号 零件图号 零件名称 每台件数 生产批量 1 拨叉 大批 使用车间 使用设备 适用其他产品 工序内容 90 旧工序号 钻孔-攻M8螺纹孔 库存数量 设计理由 旧工装处理意见 大部分的时间浪费在螺纹孔的定位上，批量生产极浪费时间 编制 2011/06/16 审核 批准 设计 2011/06/16 27

4、2拟定铣床夹具结构方案与绘制夹具草图

1、确定工件定位方案，设计定位装置

0.021分析工序简图可知，加工M8螺纹孔。孔的轴线对孔Φ240 mm的轴线的垂直度公差为0.15mm，距

拨叉头左端面14±0.1 mm。从基准重合的原则和定位的稳定性、可靠性出发，选择拨叉头左端面为主要

0.021定位基准面，并选择Φ240 mm孔轴线和拨叉脚口面作为另外两个定位基准。

0.021定位元件采用带肩长定位销如下图7所示，长定位销与拨叉Φ240 mm孔配合，4个自由度；

其轴肩小环面与工件定位端面（拨叉头左端面）接触， 1个自由度；挡销与工件的叉口接触，1个自由度。从而实现工件的完全定位。定位孔和定位销的配合尺寸取为Φ24

H7。对于工序尺寸14±f60.1 mm而言，定位基准与工序基准重合，定位误差dw（14）= 0；对于加工螺纹孔的垂直度要求，基准重合dw（⊥）= 0；加工螺纹孔尺寸M8-H6由刀具直接保证，故dw（M8）=0。由以上分析可知，此方案合理可行。

图7

2、确定夹紧方案，设计夹紧装置

钢套的轴向刚度比径向刚度好，因此夹紧力应指向限位台阶面。此夹具可以选用轴向螺母固定夹紧，考虑到大批生产的工艺特征，宜选用快换垫圈。既可以保证夹紧的稳定性，也可以保证精度。快换垫圈可以参照下表34确定结构尺寸。

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拨叉零件机械制造课程设计

表34 mm 材 料：45钢按GB/T699的规定。 热处理：35~40HRC。 公称直径 b 5 6 13 6 7 15 0.3 4、5、6、7、8、10、12、14、16、18、20 8 9 19 10 11 23 12 13 26 16 17 32 20 21 42 0.4 24 25 50 30 31 60 36 37 72 D1 m D H 16、20、25、30、35、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、160

3、确定导向方案，设计导向装置

为了能够迅速准确地确定刀具与夹具的相对位置，钻夹具上都应该设有引导刀具的元件——钻套。钻套一般安装在钻模板上，钻模板与夹具体连接，钻套与工件之间留有排屑空间。本工序要求对被加工孔依次进行钻、攻丝2个工步的加工，最终达到工序简图上规定的加工要求，故选用快换钻套作为刀具的导向元件，可以通过查下表35、36、37分别查可换钻套、钻套用衬套、钻套用螺钉确定导向元件的结构尺寸。

表35 mm

材 料：d ≤ 26mm T10A按GB/T1298的规定 d ＞ 26mm 20钢按GB/T 699 热处理：T10A为58~HRC；20钢渗碳深度为0.8~1.2mm，58~HRC

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d 基本尺寸 >0~3 >3~4 >4~6 >6~8 D 极极限基限偏本偏差尺差F7/寸 m6/μm μm +16 +6 8 +15 + 6 +22 +10 10 极限偏差k6/μm 滚花前D2 H h h1 r m t 配用螺钉GB/T2268 D1 +10 15 + 1 18 12 10 16 - 15 18 12 20 25 8 3 11.5 4.2 13 5.5 7 0.008 M5 +28 +18 +12 12 22 +13 + 7 + 1 10 4 16 M6 表36 mm 材 料：d ≤ 26mm T10A按GB/T1298的规定 d ＞ 26mm 20钢按GB/T 699 热处理：T10A为58~HRC；20钢渗碳深度为0.8~1.2mm，58~HRC 极限偏差n6 +0.023 +0.012 d 基本尺寸 8 10 12 极限偏差F7 +0.028 +0.013 +0.034 +0.016 D 基本尺寸 12 15 18 D1 15 18 22 12 10 H 16 20 - 25 t 0.008 表37 mm 材 料：45钢按GB/T699的规定。 热处理：35~40HRC。

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L1 d 基本尺寸 3 6 4 8 +0.200 +0.050 极限偏差 基本尺寸 7.5 9.5 d1 极限偏差d11 -0.040 -0.130 D L L0 n t 钻套内经 M5 M6 13 16 15 18 18 22 9 10 1.2 1.5 1.7 2 ＞0~6 ＞6~12 钻套高度H=（2.5~3.5）d，排屑空间h=（0.7~1.5）d，取H=3d=3×8 mm = 24 mm， 查上表35去为25 mm。排屑空间h= d = 8 mm。

4、确定夹具具体结构形式及夹具在机床上的安装方式

考虑夹具的刚度、强度和工艺性要求，查下表38专用夹具非标准零件推荐材料及热处理。却确定为铸造夹具体结构，材料为HT150时效处理。（其他的标准件详见其选取表格）

表38 零件名称 夹具体及形状复杂的壳体 夹紧螺母 5、绘制夹具草图

材料 HT120 HT150 45钢 热处理要求 时效 淬火、回火35~40HRC

图8

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4、3绘制夹具装配总图

定位销与夹具体采用过渡配合Φ16

H7，用锁紧螺母固定。钻模板与夹具体用两个销、两个螺钉连k6接。夹具体装配时，待钻模板的位置调整准确后再拧紧螺钉，然后配钻、铰销钉孔，打入销钉。夹具的装配总图详见附件4“夹具装配总图”，其中立体图详见附件5“夹具立体图”，立体图的爆炸视图详见附件附件6“夹具立体图爆炸图”

4、4夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求

1、最大轮廓尺寸

如附件4“夹具装配总图”所示，夹具体最大轮廓尺寸为236mm×150mm×200mm。 2、确定定位元件之间的尺寸与公差

如下图所示，根据下图可知选择挡销的直径为Φ18，因为标准件长度不够选择心轴。定位销与挡销中心距尺寸公差取拨叉头与拨叉脚中心距的1/3，偏差对称标注，即标注尺寸为79±0.017 mm,水平距中心为15。

图9

3、确定导向元件与定位元件之间的尺寸公差

根据工序简图上规定的被加工孔的加工要求，钻套中心线与定位销定位环面之间的尺寸取为（14±0.07）mm(其基本尺寸取为零件相应尺寸14±0.1的平均尺寸；其公差值取为相应尺寸14±0.1公差值的1/3)。钻套中心线对定位销中心线的位置度公差取为工件的相应位置度公差的1/5，即0.05mm。 4、确定定位元件与夹具体的尺寸与公差

查下表39知定位销中心线与夹具体底面的平行度公差为0.02 mm。

表39 mm 技术要求 定位元件工作表面与夹具体底面的平行度或垂直度 钻套轴中心线与夹具体底面的垂直度

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参考数值 0.02:100 0.05:100 拨叉零件机械制造课程设计

5、标注关键件的配合尺寸

查下表可知关键件的配合尺寸，标注如如附件4“夹具装配总图”所示。

表40 工作形式 定位工件与工件定位基准间 精度要求 一般精度 较高精度 示例 定位销与工作基准孔 H7H7H7，， h6g6f7H7H7H7，， h6g6f7H7G7F7，， h6h6h6H6H6H6，， h5g5f5H6H6H6，， h5g5f5H6G6F6，， h5h5h5H7 d8有引导作用并有相对运动的元件间 滑动定位件 刀具与导套 无引导作用但有相对运动的元件间 H7H9， d9f9滑动夹具底座 H7H7H7H7H7H8，，，，，（无紧固件） n6r6s6u6t6p6没有相对运动的元件间 H7H7H7H7H8，，，，（有紧固件） m6k6k7js6m7固定支撑钉板 定位销 4、5夹具专用零件图设计绘制 夹具专用零件图详见附件3“定位心轴的结构设计零件图”。夹具设计相关表格如下表41夹具体耳座结构尺寸，表42立式钻床工作台尺寸

表41 螺栓直径 8 10 12

D 10 12 14 D1 20 24 30 R 5 6 7 33

R1 10 12 15 L 16 18 20 H 28 32 36 b 4 4 4 表42

型号 Z525 Z535 Z550

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A 500 500 600 B 375 240 150 t 200 240 150 t1 87.5 105 100 a 14H11 18H11 22H11 b 24 30 36 c 11 14 16 h 26 32 35 T型槽数 2 2 3 拨叉零件机械制造课程设计

5、总结

历时两周的实训转眼即逝，回望这两周来的学习，自己有收获，但也发现了很多的不足。

收获：我感觉最大的收获就是最夹具设计过程的学习了。通过这次实训把所学的知识用到了实际，这也是我喜欢实训的一个原因。这可以增加学生的学习兴趣，并且可以对所学的知识进一步掌握。所以本次小组分配的课题我主动要求独自完成，有时候中午不睡觉，但是我并不感觉累，因为我喜欢这样的专业，喜欢做设计，并且乐于其中。因为自己的个人爱好，我用一周的时间超前完成了任务。以为我熟练使用solidworks软件，所以剩下的时间我没有选择去玩，而是帮助其他组的成员完成solidworks立体图的制作。我感觉一个人的收获并没有把自己所学的告诉大家更快乐，同时通过和大家的的交流我也提高了很多。有些自己没有遇到的问题，在帮助别人解决的时候也提高了自己。有时候我不懂的，可以通过一起商量得到答案，我想这就是团队的力量吧。我其实很赞成实训按照分组的形式进行，因为这不但锻炼了个人的能力，也锻炼了大家的合作精神。在这个竞争激励的现代社会里，想要赢得胜利就必须学会合作。这对我们以后参加工作也算是一种帮助吧。

不足：因为急于求成，本次实训对自己的要求还是没有足够的严格。比如工序卡就做了3张，而没有利用提前完成设计任务后的时间进一步完善。对工程图的画法有些都已经忘却，没有去翻书求证。心轴的直径选择也是根据例题的类推，并没有去计算切削力，所以心轴的强度是否满足要求也是未知的。因为怕麻烦Solidworks制图也没有用“simulation”对夹具进行力的校核，没有用“COSMOSmotion”对装配进行仿真实验，没有用“模具设计”做一下拨叉零件的模具设计。总的来说就是对自己要求还是有点松懈，抱着自己提前完场任务的成果，忽视了进一步的锻炼学习。认识到这点对自己以后的学习也算是一种帮助吧，从某个角度看或许可以称之为收获。

本次实训之所以可以学习这么多离不开老师的辛勤指导，实训课余给我的聊天让我感觉老师很亲切，没有架子。非常感谢卢老师，你让我学习了很多。

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6、参考文献

[1] 王东升.金属工艺学.杭州：浙江大学出版社，1997

[2] 徐永礼.涂清湖.金工实习.北京：北京理工大学出版社，2009

[3] 张帆.宋绪丁.互换性公差与测量技术.西安：西安电子科技大学出版社，2007 [4] 王伯平.互换性公差与测量技术. 北京:机械工业出版社，2008 [5] 尹成湖.机械制造技术基础. 北京：高等教育出版社，2008. [6] 卢秉恒.机械制造技术基础.北京:机械工业出版社，1999

[7] 尹成湖.李保章.杜金萍.机械制造技术基础课程设计指导书.北京：高等教育出版社，2009. [8] 王健石.机床夹具和辅具速查手册. 北京:机械工业出版社，2007 [9] 机械设计

[10]江洪.纪生.庞伟.solidworks工程师基础教程.北京：北京化工出版社，2007 [11]魏峥.康亚鹏.solidworks2004模具设计.北京：北京工业出版社，2004

[12]Solidworks公司【美国】.solidworks工程图.北京：机械工业出版社，2005 [13]楚天科技.AuTo CAD2009机械绘图.北京：北京工业出版社，2009

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拨叉零件机械制造课程设计

7、导师评测

导师评语： 评定等级： 导师签章： 年 月 日

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8、附件

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