拖拉机拨叉零件夹具说明书.docx
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拖拉机拨叉零件夹具说明书
目录
一、零件分析················································3
1、零件作用···············································3
2、零件工艺分析···········································3
二、零件生产类型············································3
三、确定毛坯及其尺寸········································4
1、选择毛坯···············································4
2、毛坯尺寸···············································4
3、确定零件加工余量·······································4
4、确定毛坯尺寸···········································4
四、工艺规程设计············································5
1、定位基准选择···········································5
2、制定工艺路线···········································5
五、工序加工余量及工序尺寸··································6
1、平面工序尺寸···········································6
2、孔的工序尺寸···········································7
六、确定切削用量及时间定额··································7
1、加工条件···············································7
2、确定切削用量···········································7
七、夹具设计················································10
1、定位基准选择···········································10
2、夹紧机构···············································10
3、导向装置···············································10
4、夹具体·················································10
5、切削力与夹紧力计算·····································10
6、安装说明···············································11
八、参考文献················································12
一、零件分析
１、零件作用
题目所给的是拖拉机拨叉零件，主要用在拖拉机操纵机构中，比如改变滑移齿轮的位置，实现变速；或者应用于控制离合器的啮合、断开的机构中。
2、零件工艺分析
零件的材料为45号钢，调质处理后的零件具有良好的的综合机械性能，广泛应用于各种总要的结构零件，以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：
（1）拨叉φ55孔上下端面，φ120孔上下端面键槽及其端面；
（2）φ30孔、φ96孔及φ8孔。
其中通孔φ8孔和φ30孔轴线垂直度要求为0.15mm。
φ120孔上下端面平面度要求为0.08mm、垂制度要求为0.1mm。
由以上分析可知加工时首先选用其他面作为粗基准加工φ55孔左右端面，再以其为精基准用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求加工其他面及孔。
再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，由于此拨叉没有复杂的加工曲面及孔，故其工艺性较好。
二、零件生产类型
根据设计任务书可知该零件生产纲领Ｑ＝8000件/年，ｎ＝１件／台，备品率为α=２%，废品率β=２%。
则可知该零件的生产纲领
Ｎ＝8000×１×（1＋2％）×（1＋2％）＝8324件／年
零件拖拉机拨叉，质量为4.5kg，查参考文献【1】表2.1可知属于轻型零件，生产类型为中批生产。
三、确定毛坯及其尺寸
１、选择毛坯
该零件材料为45钢，考虑到该零件在工作过程中经常承受变载荷及冲击性载荷，因此应该选用锻件，以使金属纤维尽量不被切断，保证零件工作可靠。
由于零件年产量为8324件，属批量生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用模锻成形，这从提高生产率，保证加工精度上考虑，也是应该的。
２、毛坯尺寸
（１）锻件公差等级由参考文献【1】确定其锻件公差等级为普通级；
（２）锻件质量4.5kg；
（３）零件表面粗糙度 由零件图可知φ55右端面、操纵槽上端面叉角内表面粗糙度为12.5，φ8孔和孔φ30粗糙度为1.6，操纵槽内表面粗糙度6.3，φ55左端面及叉角左右端面粗糙度为3.2
3、确定零件加工余量
根据锻件公差等级、质量、零件表面粗糙度由参考文献【1】表5-9，查得此零件所需粗铣单边余量为1.25mm精铣单边余量为0.75mm。
4、确定毛坯尺寸
由上面已知的加工余量及零件表面粗糙度要求可知，φ55左端面及叉角左右端面粗糙度为3.2则其应该粗加工及精加工，半精加工。
则其毛坯尺寸为：
零件尺寸
单面加工余量
锻件尺寸
81
1.5
84
80
1
81
φ30
2
34
48
2
42
42
2
44
四、工艺规程设计
１、定位基准选择
本零件属于铰合类零件，首先以其他面作为粗基准加工支座底面，及φ9孔。
将他们作为精基准，根据“基准重合”原则和“基准统一”原则加工以后的面及孔。
2、制定工艺路线
根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。
除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。
根据参考文献【2】表1.4-6、1.4-7、1.4-8、1.4-11，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：
工序01：
粗铣φ55左、右端面
工序02：
精铣φ55左端面
工序03：
扩、铰φ30孔
工序04：
粗铣、半精铣叉角两端面
工序05：
粗铣叉角内表面及底面
工序06：
粗铣拨叉头上端面
工序07：
粗铣操纵槽
工序08：
钻、铰通孔φ8
工序09：
检验
五、工序加工余量及工序尺寸
１、平面工序尺寸
根据以上资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下：
加工表面
加工
内容
加工余量
精度等级
工序
尺寸
表面粗
糙度
工序余量
最小
最大
粗铣φ55左右、端面
铸件
CT9
84
1
2
粗铣
1．7
IT12
80.6
12.5
1.7
2.2
精铣φ55左端面
精铣
0.6
IT8
80
3.2
0.5
0.9
粗铣半、精铣叉角两端面
粗铣
2
IT12
20
3.2
0.5
0.9
粗铣叉角内表面及底面
粗铣
2
IT12
46
12.5
0.5
0.9
粗铣
2
IT12
42
12.5
粗铣拨叉头上端面
粗铣
2
IT12
42
12.5
0.5
0.9
2、孔的工序尺寸
加工表面
加工
内容
加工余量
精度等级
工序
尺寸
表面粗
糙度
工序余量
最小
最大
扩、铰φ30孔
扩
1.7
IT9
Φ30.6
3.2
1.7
2.2
铰
0.3
IT9
Φ30
1.6
钻、铰Φ8孔
钻
IT12
Φ6
12.5
铰
2
IT8
Φ8
1.6
1.7
2.2
六、确定切削用量及时间定额
工序08：
钻、铰Φ8孔，以面Φ55左端面为精基准采用一面两销的定位方式。
１、加工条件
1、工件材料：
45钢σb=670MP锻件
2、加工要求：
钻、铰Φ8孔
3、选用机床：
Z512
4、选用刀具：
高速钢直柄麻花钻头d=6，高速钢直柄机用铰刀d=8。
2、确定切削用量
钻Φ6孔，保证尺寸8mm，加工材料σb=670MP，由参考文献【1】表5-130可知钻头参数如下：
d=6mm，l=93mm，选择麻花钻的参数β=28,2Φ=118，
=16，ψ=60，由表5-49知，当d≦20时，选择钻头后刀磨损极限值为0.8，耐用度T=25min
1、切削用量
（1）确定背吃刀量，钻孔时，
=
=3mm
（2）确定进给量ƒ按照加工要求决定进给量。
钻头直径
=6mm，工件材料为45钢且σb=670M
时，根据表5-50进给量取值范围是0.14-0.18mm/r。
由于钻孔后要用铰刀扩孔，ƒ应需乘上系数0.5，又由于钻孔深度大于3倍直径，需乘上修正系数
，由于
=
=6.67，经插值得
=0.8，综上得进给量ƒ的取值范围为ƒ=（0.14-0.18）×0.5×0.8mm/r=（0.056—0.072）mm/r。
选取ƒ=0.06mm/r。
（3）确定切削速度v根据表5-52的计算公式确定切削速度
（m/min）
式中，
=4.4，
=0.4
=0，
=0.7,m=0.2。
对切削速度进行修正，由表5-53得，根据刀具耐用度T=25min，得修正系数
=1.0，工件材料
=670M
，得修正系数为
=1.0，刀具材料为高速钢得修正系数
=1.0，钻头为标准刃磨形状，得修正系数
=0.87，钻孔深度l=6.67d，得修正系数
=0.8，所以，
=
=1.0×1.0×1.0×0.87×0.8=0.70
V=
×0.70m/min=10.38m/min
n=
=
r/min=551r/min
根据Z512机床标准主轴转速，由表5-54选取n=620r/min，实际转速为：
V=
=
m/min=11.68m/min
（4）校验机床功率由表5-55，查得切削力
和切削功率
计算公式如下：
由参考文献【3】表5-55查得
=600，
=0.8，
=0.7，
=1.0
则可知，
=3021N
=0.58kw
根据参考书【1】表5-69可知Z512台式钻床主电动机功率为0.6kw。
由于
<0.6故上述切削用量可用。
最后确定的切削用量为
=3mm，ƒ=0.06mm/r，v=11.68m/min
（5）切削工时
由参考文献【1】表2-25，钻头钻削Φ6基本时间为
Tm=
式中，
=3mm，
=20mm
则，Tm=
=0.62min=37s
七、夹具设计
本夹具是工序08：
钻、铰Φ8孔，采用高速钢直柄麻花钻Φ8孔专用夹具，主要结构查看A4图纸可知。
１、定位基准选择
工件以以面Φ55左端面为精基准采用一面两销的定位方式。
其中共限制了六个自由度，即完全定位。
2、夹紧机构
根据生产率的要求，运用手动夹紧即可满足要求。
采用开口垫片夹紧机构，通过拧动细牙六角螺母2使开口垫片压紧工件，实现夹紧，有效提高工作效率。
3、导向装置
采用可换钻套进行钻削，选用JB/T8045.2-1999可换钻套，通过钻套用衬套固定在夹具体上保证钻头垂直于工作面。
4、夹具体
夹具体属于一体铸件，其作用将各定位夹紧元件有机的结合到一起，实现定位、夹紧，导向等功能。
5、切削力和夹紧力计算
由参考文献【3】表10-2可知铣削时铣削力为
=3021N
由参考文献【4】表2-27可知
Fj=
式中K为安全系数，一般粗加工时选取K=2.5-3，此处选取K=2.8。
L=40mm为切削力距支座下底面高度，H=40mm为夹紧力距支座下底面高度
F1为摩擦系数只在夹紧机构有足够刚性时才考虑，此处不予考虑。
Fj=4299N
则由于夹紧力Fj>
，夹紧装置满足钻削要求，故是可靠的。
6、使用说明
安装工件时，松开六角螺母2，将工件装入短销内并安装开口垫片固定，再将螺母拧紧，开始钻削加工。
参考文献
【1】崇凯主编，《机械制造技术基础课程设计指南》，化学工业出版社，2007版
【2】李益明主编,《机械制造工艺设计简明手册》,机械工业出版社,1993年
【3】陆剑中、孙家宁主编，《金属切削原理与刀具》（第四版），机械工业出版社，2011版
【4】宁传华主编，《机械制造技术课程设计指导》，北京理工大学出版社，2009版
【5】赵家齐主编，《机械制造工艺学课程设计指导书》（第二版），机械工业出版社，2011版
【6】王光斗，王春福主编《机床夹具设计手册》（第3版）上海科学技术出版社，2000年
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