机床“羊角”拨叉加工工艺及(一道工序)夹具设计

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1 设计任务说明 1.1 羊角拨叉的功用

设计机床羊角拨叉零件的机械加工工艺规程及其机床夹具。拨叉是一种辅助零件，通过拨叉控制滑套与旋转齿轮的接合。滑套上面有凸块，滑套的凸块插入齿轮的凹位，把滑套与齿轮固连在一起，使齿轮带动滑套，滑套带动输出轴，将动力从输入轴传送至输出轴。摆动拨叉可以控制滑套与不同齿轮的结合与分离，达到换档的目的。该零件图纸如下：

图1 机床羊角拨叉零件图

1.2 设计任务

本次设计任务需完成毛坯选择、编排加工工艺、工装夹具设计、撰写产品说明书，以及图纸绘制等工作，图纸说明如下：

1．毛坯—零件综合图 2．工艺过程卡片 3．夹具装配图

1张 1套 1张 1张 1份

4．夹具体零件图 5．说明书

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2 零件工艺规程设计

2.1 产量的确定

2.1.1 生产类型的确定

表1 生产类型的划分

生产类型 重型零件 （质量>2000kg） 单件生产 成批生产 大批生产 大量生产 300～1000 1000以上 500～5000 5000以上 5000～50000 50000以上 小批生产 中批生产 5以下 5～100 100～300 同类零件的年产量/件 中型零件 （质量100～2000kg） 10以下 10～200 200～500 小型零件 （质量<100kg） 100以下 100～500 500～5000

已知零件质量m约为2.2kg，由表1即可确定零件的生产性质。该零件的生产类型为中批生产。 2.1.2 日生产量的确定

零件的年产纲领(件/年)： N=2000件/年 每台产品中该零件的数量(件/台)：n=1 备品率：a=2% 废品率：b=2%

1．年产量Q=N×n×(1+a)×(1+b)=2000×1×(1+2%) ×(1+2%)=2880 2．年工作日D=365-1×52-7×2=299 3．日产量q=Q/D=2880/299=9.6 取q=10

2.2 毛坯的选择及毛坯图的绘制

2.2.1 毛坯的选择

按照零件图纸的设计要求，该零件毛坯的材料为HT200，硬度190-241HB，毛坯种类为铸件。考虑到零件需加工表面少，精度要求不高，有强肋，且工作条件不差，既无交变载荷，又属于间歇工作，故选用金属型铸件，以满足不加工表

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面的粗糙度要求及生产要求。

零件形状简单，因此毛坯形状需与零件的形状尽量接近，因内孔很小，所以无法铸出。

2.2.2 毛坯-零件综合图的绘制方法

在选定毛坯和确定了毛坯的机械加工余量后，便可绘制毛坯-零件综合图。综合图的绘制方法是：

1．以实线表示毛坯表面的轮廓、以点划线画出零件的轮廓；在剖面图上用交叉线表示加工余量，加工余量为3～5mm。取加工余量为3mm。

2．标注毛坯尺寸和公差，毛坯的基本尺寸包括机械加工的余量在内，毛坯的尺寸公差参照有关资料。零件是中批量生产，因此可采用砂型机械造型及壳体铸造毛坯。由《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-5知，生产出来的毛坯尺寸公差等级为CT8级，加工余量等级为G级。由《机械制造工艺设计简明手册》表2.2-1可查出各个毛坯尺寸的公差值。毛坯的制造公差带采取双向布置，如下表所示。 表2 机床羊角拨叉铸造毛坯尺寸公差及加工余量 项 目 机械加工余量/mm 双侧加工3 尺寸公差/mm 1.6 备 注 表2.2-1 表2.2-4 表2.2-1 ?40mm圆柱的两端面 ?26mm圆柱的两端面 ?40mm圆柱面 ?26mm圆柱面 双侧加工3 1.8 表2.2-4 表2.2-1 不加工 1.3 表2.2-4 表2.2-1 不加工 1.3 表2.2-4 表2.2-1 R54mm圆弧面 不加工 1.4 表2.2-4 表2.2-1 R48mm圆弧面 不加工 1.4 表2.2-4 ?2 此外，半径为R44mm的圆弧面按尺寸R440mm去铸造。

3．标注机械加工的粗基准符号和有关技术要求。毛坯尺寸是根据工艺规程，机械加工各工序的加工余量与毛坯制造方法能到的精度决定的，因此毛坯图绘制和工艺规程的制订是反复交叉进行的。

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2.3 定位基准的分析与选择

在制定零件加工工艺规程时，正确选择定位基准对保证加工表面的尺寸精度和相互位置精度的要求以及合理安排加工顺序都有重要的影响。 2.3.1 基准的概念

所谓基准就是零件上用来确定其他点、线、面位置的那些参考点、线、面。根据基准的功用不同，又可以分为设计基准和工艺基准两大类。

1）设计基准是在零件图上用来确定其他点、线、面的位置的基准。

2）工艺基准是在加工及装配过程中使用的基准。按照用途的不同又可以分为： ① 定位基准是在加工中使工件在机床或夹具上占有正确位置所采用的基准。

② 测量基准是在检验时使用的基准。

③ 装配基准是在装配时用来确定零件或部件在产品中的位置所采用的基准。

在分析基准问题时，必须注意下列几点：

1）作为基准的点、线、面在工件上不一定具体存在（例如，孔的中心、轴心线、对称面等），而常由某些具体的表面来表现，这些表面就可称为基面。

2）作为基准，可以是没有面积的点和线或很小的面，但是代表这种基准的点和线在工件上所体现的具体基面总是有一定面积的。

3）上面所分析的都是尺寸关系的基准问题，表面位置精度（平行度、垂直度等）的关系也是一样。 2.3.2 基准选择原则

合理选择定位基准对保证加工精度和确定加工顺序都有决定性影响，后道工序的基准必须在前面工序中加工出来，因此，它是制订工艺过程中要解决的首要问题。如前所述，基准的选择实际上就是基面的选择问题。

在第一道工序中，只能使用毛坯的表面作为定位基准，这种定位基面就称为粗基面（或毛基面）。在以后各工序的加工中，可以采用已经切削加工过的表面作为定位基面，这种定位基面就称为精基面（或光基面）。

经常遇到这样的情况：工件上没有作为定位基面的恰当表面，这时就有必要在工件上专门加工出定位基面，这种基面称为辅助基面。辅助基面在零件的工作中没有用处，它是仅为加工的需要而设置的。

在选择基面时，需要同时考虑三个问题：

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