湖南工业大学机 械 设 计 课 程 设 计资 料 袋 机械工程 学院（系、部） 20 10 20 11 学年第 1 学期 课程名称 机械制造基础课程设计指导教师 邓根清 职称 副教授 学生姓名 张净华 专业班级 机械工程及其自动化 学号 题 目 拨叉的设计 成 绩 起止日期 2011年 1月 4日 2011年 1月 11 日目 录 清 单序号材 料 名 称资料数量备 注1课程设计任务书12课程设计说明书13课程设计图纸10张456机械制造技术基础课程设计任务书拨叉的设计起止日期： 2011年 01 月 04日 至 2011 年 01月11日学 生 姓 名 张净华 班 级 机工081班 学 号 成 绩 指 导 教 师（签 字） 机械工程学院2011年 1 月 日目 录一、任务书3 二、拨叉的工艺分析及生产类型的确定4三、确定毛坯，绘制毛坯图6四、拟定拨叉工艺路线8 五、机床设备及工艺装备的选用12六、加工余量、工件尺寸和公差的确定12七、切削用量的计算19八、参考文献23九、设计心得体会23湖南工业大学课程设计任务书20082009 学年第 一 学期 机械工程 学院（系、部）机械工程及其自动化 专业 机工081班级课程名称： 机械制造技术基础 设计题目： 拨叉的设计 完成期限：自 2011年 01月 04 日 至 2011 年 01 月11 日共 1 周内容及任务一、 设计的主要技术参数 二、 设计任务 根据零件图对零件进行工艺分析，编制工艺文件。三、设计工作量 根据零件图对零件进行工艺分析 计算零件的生产纲领，确定生产类型 确定毛坯的种类和制造方法 确定毛坯的尺寸和公差 拟定加工路线 确实各工序的加工余量，计算工序尺寸和公差 选择各工序的机床设备及刀具、量具等工艺装备 确定各工序的切削用量 编制工艺文件进度安排起止日期工作内容2011年01月04日2011年01月05日分析零件、并且确定生产类型以及生产毛坯2011年01月06日2011年01月8日工艺规程设计以及制作工艺卡2011年01月09日2011年01月11日整理、排版说明书以及准备答辩参考资料1、赵家奇,机械制造工艺学课程设计指导书(2版),机械工业出版社,2006年.2、曾志新,吕明主编,机械制造技术基础,:武汉理工大学出版社,2001年.3、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.4、肖诗纲主编,切削用量手册,机械工业出版社,1993年.5、金属切削机床夹具设计手册.上海柴油机厂工艺设备研究所编,机械工业出版社，1987年.指导教师（签字）： 年 月 日系（教研室）主任（签字）： 年 月 日 拨叉的工艺分析及生产类型的确定一、拨叉的用途： 该拔叉应用在某拖来机变速箱的换挡机构中，拔叉头以mm孔套在变速叉轴上，并用销钉经mm孔与变速叉轴联接，拔叉脚则夹在双联变换齿轮的槽中。当需要变速时，操纵机构就通过拔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，拔叉脚动双联接变换齿轮在花键轴上滑动以改变档位，从而改变拖拉机的行驶速度。 该拔叉在改变档位时要承受弯曲应力和冲击载荷的作用，因此该零件应具有足够的强度、刚度、和韧性，以适应拔叉的工作条件。该零件的主要工作面为拔叉脚两端面。叉轴孔mm（H7）和锁销孔mm（H7），在设计工艺规程时应重点予以保证。二、拔叉的技术要求： 按表形式将该拔叉的全部技术要求列于表中:加工表面尺寸及偏差公差及等级精度表面粗糙度/mm行位公差/mm拨叉头左端面 IT12 3.2拔叉头右端面 IT12 3.2拔叉脚内表面R46 IT13 12.5拔叉脚两端面 IT9 3.20.1D0.08mm的孔 IT7 1.6mm的孔 IT7 1.60.15D操纵槽内侧面12 IT12 6.3操纵槽底面5 IT13 12.5 该拨叉形状特殊、结构简单，属典型的叉杆类零件。为实现换挡、变速的功能，其叉轴孔与变速叉轴由配合要求，因此加工精度要求较高。叉脚两端面在工作中需承受冲击载荷，为增强其耐磨性，该表面要求高频淬火处理，硬度为4858HRC；为保证拨叉换挡时叉脚手里均匀，要求叉脚两端面对叉轴孔mm的垂直度为0.1mm，其自身的水平度为0.08mm。为保证拨叉在叉轴上有准确的位置，改换档位准确，拨叉采用锁销定位。锁销孔的尺寸为mm，且锁销孔的中心线与叉轴孔的中心线的垂直度要求为0.15mm。 综上所述，该拨叉件的各项要求制定的较合理，符合该零件在变速箱中的功能。 三、审查拨叉的工艺性：分析零件可知，拨叉头两端面和叉脚两端面均要求切削加工，并在轴向方向上均高于相邻表面，这样既减少了加工面积，有提高了换挡时叉脚端面的接触刚度；mm孔和mm孔的两端面均要求平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证加工精度；另外，该零件除主要工作表面外，其余表面加工精度较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床的初加工即可满足要求。零件的材料为45钢，45钢具有良好的综合的力学性能，使拨叉具有承受冲击载荷，增强拨叉的强度和冲击韧性的性能。为此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. 小头孔以及与此孔相通的的锥孔、螺纹孔2. 大头半圆孔3. 拨叉底面、小头孔端面、大头半圆孔端面，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.1mm，小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为0.15mm。由上面分析可知，可以粗加工拨叉底面，然后以此作为粗基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。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，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。四、确定生产类型： 已知此拨叉零件的生产纲领为10000件/年，零件的质量是5.5Kg/个，查机械制造工艺及设备设计指导手册321页表15-2，可确定该拨叉生产类型为大批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。 确定毛坯，绘制毛坯图一、选择毛坯：零件材料为45钢，为了使拨叉具有承受冲击载荷，增强拨叉的强度和冲击韧性的性能。零件结构又比较简单，生产类型为大批生产，故选择锻件毛坯。为了提高生产率和锻件精度，宜采用模锻方法制造毛坯。毛坯的拔模斜度为5。二、 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量：要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。 1、公差等级 由拨叉的功能和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。 2、锻件重量 已知机械加工后拨叉件的重量为5.0kg，由此可初步估计加工前锻件毛坯的重量为6.5kg。 3、锻件形状复杂系数 对拨叉零件图进行分析计算。大致确定毛坯锻件的外廓包容体的长度、宽度和高度，即l=155mm，b=120mm，h=86mm (详见毛坯简图)；由公式(2-3)和(2-5)可计算出该拨叉锻件的形状复杂系数S = 由于0.48介于0.32和0.63之间，故该拨叉的形状复杂系数属于级。 4、锻件材质系数 由于拨叉的材料为45号钢，含碳量小于0.65%，故该锻件的材质系数属于级。 5、锻件分模线形状 根据拨叉件的形位特点，故零件的、高度分析的对称度平面为分模面，属平直分模线。 6、零件表面粗糙度 由给定的零件图可知，该拨叉各加工表面的粗糙度均大于1.6.根据以上因素，可查表确定该拨叉锻件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果如下：锻件重量/kg包容体重量/kg形状复杂系数材质系数公差等级6.512.7普通级项目/mm机械加工余量/mm尺寸公差/mm备注宽度R46表2-1022.5(取2)表2-13厚度80表2-1122.5(两端面分别取2和2.5)表2-13厚度20表2-1122.5(取2.5)表2-13孔径表2-102.6表2-14中心距110.5表2-12 三、绘制拨叉锻造毛坯简图 由上表所得结果，绘制如下： 拟定拨叉工艺路线 一、定位基准的选择 定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定粗基准。 1、精基准的选择 根据该拨叉零件的技术要求和装配要求，选择拨叉头左端面和叉轴孔mm作为粗基准，零件上的很多表面都可以采用它们作为粗基准进行加工，即遵循了“基准统一”的原则，叉轴孔mm的轴线是设计基准，选用其作为精基准定位加工拨叉脚两端面和锁紧孔mm，实现了设计基准与工艺基准重合，保证了被加工表面的垂直度要求。选用拨叉头左端面作为精基准同样遵循了“基准重合”的原则，因为该拨叉在轴向方向上的尺寸多以该端面作设计基准，另外由于拨叉件刚性差，受力易产生弯曲变形，为了避免在机械加工中产生夹紧变形，根据夹紧力应垂直于主要定位基面，并应作用在刚度较大部位的原则，夹紧力作用点不能作用在叉杆上，选用拨叉头左端面作精基准，夹紧可作用