副变速拨叉课程设计说明书.docx
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副变速拨叉课程设计说明书
零件分析1
一、零件的作用1
二、零件的工艺分析1
（一）、确定毛坯1
（二）、主要尺寸精度和形位公差1
零件的工艺分析及生产类型的确定2
一、确定毛坯2
（一）、确定毛坯种类：
2
二、工艺规程设计2
（一）、选择定位基准：
2
（二）、制定工艺路线3
三、加工余量，工序尺寸及公差的确定4
（一）、各个工序加工余量，精度等级4
（二）、确定切屑用量及时间定额5
夹具设计11
一、定位方案11
二、对刀装置12
三、使用方法12
总结12
参考文献13
零件分析
一、零件的作用
副变速拨叉应用在副变速箱的换档机构中，拨叉头孔套早变速叉轴上。
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，变换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，拨插脚拨动双联变换齿轮在花键上滑动一改变档位，从而改变速度。
该拨叉变速时要承受弯曲应力和冲击载荷的作用，因此该零件具有足够的强度和刚度以及韧性，以适应拨叉的工作条件。
该拨叉形状特殊，结构简单。
为实现变速的功能，其叉轴孔与变速叉轴有配合要求，因此加工精度要求较高。
叉脚两端面在工作中需要承受冲击载荷，为增强起耐磨性，该表面要求高频淬火处理，硬度为48—58HRC拨叉头两端面和叉脚两端面在轴方向上均高于相邻表面，这样既减少了加工表面又提高了变速时叉脚端面的接触刚度。
该零件除了主加工表面外，其余的表面加工精度均较低，不需要高精度的机床加工，通过铣削、钻床的粗加工就可以达到加工要求。
二、零件的工艺分析
（一）、确定毛坯
零件材料为KTH-10,考虑到零件在加工工程中所受冲击力不大，并且为中批量生产，因此，选择金属模砂型铸造毛坯。
铸件要求不能有砂眼、疏孔等缺陷，以保证零件的强度、硬度和刚度，使其在外力作用下不至于发生意外事故。
（二）、主要尺寸精度和形位公差
（1）①24的圆柱
（2）①14的孔的尺寸精度为H9（+0.0430）,内表面粗糙度为3.2，其中心轴
线的基准线偏差为①0.025
（3）两叉头同侧的表面粗糙度为6.3
（4）零件图中14H13（+0.270）凹槽表面粗糙度为12.5
（5）叉脚端面40H（-0.12-0.24）表面粗糙度为12.5。
零件的工艺分析及生产类型的确定
一、确定毛坯
（一）,确定毛坯种类：
零件材料为KTH350-10,考虑到零件在加工过程中所受冲击力不大并且为中批量生产，所以，选择金属模机械砂型铸造毛坯。
查表，选用铸件尺寸公差等级为CT10保证的尺寸公差在1-3mm副变速拨叉毛坯图见附件一，零件图见附件
二。
二、工艺规程设计
（一）、选择定位基准：
（1）:
粗基准选择：
以零件的左端面为主要粗基准，以零件的左端面外圆为辅助粗基准。
（2）:
精基准选择：
根据精基准的选择原则“基准统一原则”以及考虑到工件的装夹与加工方便，选用加工后的左端面为主要精基准，以零件的左端面外圆为辅助精基准。
（二）、制定工艺路线
考虑到零件的几何形状，尺寸精度以及位置精度等技术要求，以及加工时的
经济性，尽量使工序能够集中起来。
零件的加工方法及工艺路线如下:
方案一：
工序一：
先铸件回火
工序二:
以①24外端面为粗定位基准，粗铣拨叉左右两端面；用成型刀铣左右
两端面工序三：
以①24外端面为基准，铣叉脚右端面；倒角
工序四：
以①24外端面为基准，钻，扩，铰孔①14mm孔
工序五：
以叉脚右端面为精基准，铣叉脚左端面，倒角；铣14H13（°°27）槽
工序六：
以叉脚右端面为精基准，钻①8.7。
-0'1孔
工序七：
去毛刺工序八：
终检
工序1:
铣24右端面，以24左端面为粗基准，采用立式铣床加专用夹具工序2:
钻，铰14孔，以24右端面以及24外圆为基准，采用立式钻床以及专用夹具。
工序3:
铣24左端面，以及铣两叉头左侧及右侧，以24右端面为定位基准，
采用立式铣床及专用夹具。
工序4:
铣两叉头内侧，以14孔中心为定位基准，采用卧式铣床及专用夹具。
工序5:
铣槽，以24孔表面为定位基面，采用卧式铣床及专用夹具。
工序6:
钻，铰8.7孔，以24孔表面为定位基面，采用立式钻床及专用夹具。
工序7:
去毛刺。
工序&终检。
通过比较，方案一的加工精度和加工顺序都没有方案二好，因此，将加工
工艺路线确定为：
工序1:
铣24右端面，以24左端面为粗基准，采用立式铣床加专用夹具工序2:
钻，铰14孔，以24右端面以及24外圆为基准，采用立式钻床以及专用夹具。
工序3:
铣24左端面，以及铣两叉头左侧及右侧，以24右端面为定位基准，
采用立式铣床及专用夹具。
工序4:
铣两叉头内侧，以14孔中心为定位基准，采用卧式铣床及专用夹具。
工序5:
铣槽，以24孔表面为定位基面，采用卧式铣床及专用夹具。
工序6:
钻，铰8.7孔，以24孔表面为定位基面，采用立式钻床及专用夹具。
工序7:
去毛刺。
工序&终检。
三、加工余量，工序尺寸及公差的确定
（一）、各个工序加工余量，精度等级
序
号
加工表面
加工内
容
加工余
量（mr）i
精度等
级（CT
工序尺
寸（mr）i
表面粗
糙度
工序余
量（mrh
1
*24右端面
粗铣
3.2
12
73.2
25
0
2
两叉头右侧
粗铣
4.6
12
10.6
6.3
0
3
*14孔
钻，
12,
11
12
2
铰
2
7
14
3.2
0
4
*24左端面
粗铣
3.2
12
70
25
0
5
两叉头左侧
粗铣
4.6
12
6
6.3
0
6
两叉头内侧
粗铣
6
12
40
12.5
0
7
槽
粗铣
2.2
10
14
12.5
0
8
*8.7孔
钻
7
10
7
1.7
铰
1.7
10
8.7
25
0
（二）、确定切屑用量及时间定额
1、铣24端面以及两叉头左侧
（1）、加工条件：
被加工材料KTH350-10其最小抗拉强度为330MPa最低延伸
率为10的黑心可锻铸铁。
零件大小为x=70mr，iy=85mm
（2）、加工要求：
铣*24右端面，加工余量为3.2mm
（3）、刀具选择：
选择硬质合金端铣刀YG8根据ap兰4，a。
兰60，选取铣刀直
径D=40mmd=16mm齿数12。
在0.15〜0.3mm/z之间。
（4）、切屑深度：
因为加工余量较小，一次走刀即可完成。
即被吃刀量为2mm
（5）、选用铣床：
查《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-35，选用X51立式铣床，同时查得主轴转速：
100r.min，电动机功率：
4.5kw。
（6）
、确定切屑速度和工作台每分钟进给量fMz。
查《切削用量简明手册》表3.27cv=548,kvT,T=120min,m=0.33,ap=2,xv=0.17
yv二0.32,ae=2,uv二0.22,qv=0.22,pv=0vc=74.8m/min
（7）、工时定额的确定
完成零件加工的一个工序的时间定额公式：
Td=TjTfTbTxTz/N其中Td-
单件时间定额；Tj-基本时间；Tf-辅助时间；Tb-布置工作时间；Tx-休息及生理需要时间；Tz-准备与终结时间；N-—批零件的数量。
基本时间：
Tj二1—11—i；h=ae（d-ae）•2;|2=3计算可得乃二0.4min.fMz
辅助时间：
Tf=0.2Tj=0.08min.
布置工作时间：
Tb=0.05x0.48=0.024min.
休息及生理需要时间Tz=0.03x0.480.02min准备与终结时间在中批量生产中可以忽视。
工时定额T=0.53min
2、加工14孔
（1）、加工条件：
被加工材料KTH350-10其最小抗拉强度为330MPa最低延伸率为10的黑心可锻铸铁，孔直径为14mm钻孔至12mm扩孔至13.8mm精铰至14mm
（2）、选择刀具：
钻孔时，高速钢，钻头直径12mm铰孔时，YG8钻头直径为
14mm进给量f兰0.3mm/r，切削速度v^Cvd/kv查《切削用量简明手册》Tmapfyv
表2.30算得vc=12.1m/min。
（3）、选用钻床：
查《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-14，选用立式钻床
Z525。
主轴最大行程175mm主轴转速97r/min，主轴最大转矩245.25N，功率2.8kw。
（4）、时间定额的确定
完成零件加工的一个工序的时间定额公式：
Td=TjTfTbTxTz/N其中Td-
单件时间定额；Tj-基本时间；Tf-辅助时间；Tb-布置工作时间；Tx-休息及生理需要时间；Tz-准备与终结时间；N-—批零件的数量。
钻孔的基本时间：
Tj-L」」l2由=Dcotkr2;l^3;计算可得：
Tj=3.8minjfnfn2j
辅助时间：
Tf=0.2Tj=0.76min.
布置工作时间：
Tb=0.05*3.8=0.19min.
休息及生理需要时间Tz=0.03*3.80.11min
准备与终结时间在中批量生产中可以忽视。
工时定额Td二TjTfTbTxTz/N=4.86min
II+l+lD-d
铰孔的基本时间：
：
Tj亠J11l2;l1^cotkr2；|^3;计算可得：
jfnfn2
Tj=4.9min
辅助时间：
Tf=0.2Tj=0.98min.
布置工作时间：
Tb=0.05*4.9=0.25min.
休息及生理需要时间Tz=0.03*4.9：
0.15min
准备与终结时间在中批量生产中可以忽视。
工时定额Td=TjTfTbTxTz/N=6.28min
加工14孔所用的额定工时为：
T=17.6min
3、加工8.7孔
（1）、加工条件：
被加工材料KTH350-10其最小抗拉强度为330MPa最低延伸
率为10的黑心可锻铸铁，孔直径为8.7mm钻孔至7mm精铰至8.7mm
（2）、选择刀具：
钻孔时，高速钢，钻头直径7mm扩孔时，高速钢，钻头直径
8mm铰孔时，YG8钻头直径为8.7mm进给量f兰0.3mm/r，切削速度
cdZv
Vc竿0厂kv查《切削用量简明手册》表2.30算得vc=12.1m/min扩孔时，
Tm3pfv
高速钢，钻头直径8mm
（3）、选用钻床：
查《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-14，选用立式钻床
Z525。
主轴最大行程175mm主轴转速97r/min，主轴最大转矩245.25N，功率
2.8kw。
（4）、时间定额的确定
完成零件加工的一个工序的时间定额公式：
Td=TjTfTbTxTz/N其中Td-单件时间定额；Tj-基本时间；Tf-辅助时间；Tb-布置工作时间；Tx-休息及生理需要时间；Tz-准备与终结时间；N-—批零件的数量。
钻孔的基本时间：
Tj-LJ1112；h=Dcotkr2;1^3;计算可得：
Tj=2.3min
jfnfn2
辅助时间：
Tf=0.2Tj=0.46min.
布置工作时间：
Tb=0.05*2.3=0.12min.
休息及生理需要时间Tz=0.03*2.3=0.07min
准备与终结时间在中批量生产中可以忽视。
工时定额Td二TjTf%TxTz/N=2.95min
铰孔的基本时间：
Tj二丄」1112
jfnfn
Tj=4.6min
辅助时间：
Tf=0.2「=0.92min.
布置工作时间：
Tb=0.05x4.6=0.23min.
休息及生理需要时间Tz=0.03x4.60.14min
准备与终结时间在中批量生产中可以忽视。
工时定额Td二TjTfTbTxTz/N=5.9min
加工14孔所用的额定工时为：
T=12.95min
4、铣槽
（1）、加工情况：
铣槽宽：
14mm槽长度：
19mm槽深度16mm被加工材料KTH350-10
其最小抗拉强度为350MPa最低延伸率为10的黑心可锻铸铁。
（2）、选用刀具：
高速钢三面刃铣刀。
铣刀直径为125mm宽度14mm齿数20
（3）、选机床：
查《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-38，选用X62型卧式
铣床。
机床功率为7.5kw。
每齿进给量为0.06-0.1mm/z。
取f=0.08mm/z。
确定
切屑速度和工作台每分钟进给量fMz。
查《切削用量简明手册》表3.27中公式计
Cv—63.4.qv—0.25,xv=0.1,yv=0.2,uv=0.15pv=0.1,m=0.2,T=120min,ap=16mm,fz=0.08mm/z,ae=14mm,z=20,d=125mm,kv=1.0
计算得v=25.4m/min
根据X62型卧式铣床工作台进给表（4.2-39）,选择n=60r/min=1r/s，则实际的
切削速度v=0.36m/s，工作台每分钟进给量为：
fMz=0.082060=96mm/min
根据X62型卧式铣床工作台进给表（4.2-40），选择fMz=75mm/min。
则实际的
75
每齿进给量为fz一0.063mm/z
20x60
（4）、工时定额的确定
完成零件加工的一个工序的时间定额公式：
Td=TjTfTbTxTz/N其中Td-
单件时间定额；Tj-基本时间；Tf-辅助时间；Tb-布置工作时间；Tx-休息及生
理需要时间；Tz-准备与终结时间；N-—批零件的数量。
基本时间：
Tj」l1l2i；h=Jae（d-ae）-2;|2=3计算可得T^0.7min=42s.fMz
辅助时间：
Tf=0.2Tj=0.14min.
布置工作时间：
Tb=0.05x0.7=0.35min.
休息及生理需要时间Tz=0.03x0.70.021min
准备与终结时间在中批量生产中可以忽视。
工时定额T=1.211min=72.66s
5、铣两叉头内侧
（1）、加工情况：
两叉头内侧宽：
40mm长度：
6mm深度18mm被加工材料KTH350-10其最小抗拉强度为350MPa最低延伸率为10的黑心可锻铸铁。
（2）、选用刀具：
高速钢三面刃铣刀。
铣刀直径为125mm宽度40mm齿数20
（3）、选机床：
查《机械制造工艺设计简明手册》表4.2-38，选用X62型卧式
铣床。
机床功率为7.5kw。
每齿进给量为0.06-0.1mm/z。
取f=0.08mm/z。
确定
切屑速度和工作台每分钟进给量fMz。
查《切削用量简明手册》表3.27中公式计
Cv=63.4.qv=0.25,xv=0.1,yv=0.2,uv=0.15pv=0.1,m=0.2,T=120min,ap=18mm,fz=0.08mm/z,ae=40mm,z=20,d=125mm,kv=1.0
计算得v=25.4m/min
n二100025.4二64.68r/min兀灯25
根据X62型卧式铣床工作台进给表（4.2-39）,选择n=60r/min=1r/s，则实际的切削速度v=0.36m/s，工作台每分钟进给量为:
fMz=0.082060=96mm/min
根据X62型卧式铣床工作台进给表（4.2-40），选择fMz=75mm/min。
则实际的
75
每齿进给量为fz一0.063mm/z
20x60
（4）、工时定额的确定
完成零件加工的一个工序的时间定额公式：
Td=TjTfTbTxTz/N其中Td-
单件时间定额；Tj-基本时间；Tf-辅助时间；Tb-布置工作时间；Tx-休息及生
理需要时间；Tz-准备与终结时间；N-—批零件的数量
辅助时间：
Tf=0.2Tj=0.14min.
布置工作时间：
Tb=0.05x0.7=0.35min.
休息及生理需要时间Tz=0.03x0.70.021min
准备与终结时间在中批量生产中可以忽视。
工时定额T=1.211min=72.66s
夹具设计
一、定位方案
本夹具是在工序4用卧式铣床铣两叉头两个侧面。
工件以已加工的孔轴及其端面定位，限制四个自由度，以螺钉压板限制二个自由度，实现完全定位。
据生产要求，通过手动夹紧就可以满足要求，用螺钉压板夹紧工件。
所设计的夹具
装配图如图所示：
一、对刀装置
采用直角对刀块（JB/T8031.3-1999）及平面塞尺（JB/T8032.1-1999）对刀。
对刀块用螺钉固定在夹具上，定位销可以作上下调节以适应不同形状尺寸的零件的安装，实现成组加工。
二、使用方法
安装工件时，先将螺钉压板4转开，把工件从夹具前方放入夹具，并使各定位表面靠紧各自的定位元件。
然后拧紧夹紧螺母，即可进行加工。
总结
为期两周的夹具课程设计已经结束，课程设计作为《机械制造工艺学》课程的重要环节，使理论与实践更加接近，加深了理论知识的理解，强化了生产实习中的感性认识。
本次课程设计主要经历了两个阶段：
第一阶段是机械加工工艺规程设计，第二阶段是专用夹具设计。
第一阶段我们运用了基准选择、切削用量选择计算、机床选用、时间定额计算等方面的知识；第二阶段运用了工件定位、夹紧机构及零件结构设计等方面的知识。
通过此次设计，使我们基本掌握了零件的加工过程分析、工艺文件的编制、专用夹具设计的方法和步骤等。
学会了查相关手册、选择使用工艺装备等等。
总的来说，这次设计，使我们在基本理论的综合运用及正确解决实际问题等
方面得到了一次较好的训练。
提高了我们的思考、解决问题创新设计的能力，为
以后的设计工作打下了较好的基础。
再次感谢在这次课程设计中何彪老师给予的指导和帮助
参考文献
《机械制工艺学课程设计指导书》赵家齐编
《金属机械制加工工艺人员手册》赵如福编
第一汽车制造
《机床夹具设计手册》——东北重型机械学院、洛阳工学院、厂职工大学编
《机械制造工艺学》王先逵主编
《机械制图》王兰美主编
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