1、一、零件的分析1.1 撥叉的生產類型撥叉位于車床變速機構中，主要起換檔，使主軸回轉運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。 已知生產綱領為5000件/年，零件的質量是1.12Kg/個，查機械制造工藝設計簡明手冊第2頁表1.1-2，可確定該撥叉生產類型為中批生產，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當集中；加工設備以通用設備為主，大量采用專用工裝。1.2 撥叉的結構圖1.3 撥叉的工藝分析撥叉是一個很重要的零件，因為其零件尺寸比較小，結構形狀較復雜，其多處粗糙度要求較為嚴格，即很多表面需要精加工完成。1.4 撥叉的工藝要求機械加工工藝規程是指導生產的重要技術文件，是一切

2、有關的生產人員應嚴格執行、認真貫徹的紀律性文件，制定機械加工基本的要求是優質、高產、低消耗。首先是保證零件的加工質量，要在此前提下，提高生產效率，降低消耗，以取得較好的經濟效益和社會效益。設計和工藝是密切相關的，又是相輔相成的。設計者要考慮加工工藝問題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設計的要求。撥叉的加工主要分為五個部分：粗精加工兩大端面；加工深度為35，寬度為42的槽；鉆、鉸2-M8通孔，并攻絲；156圓端面（粗糙度要求較高）以及113和156的圓的粗精加工；四個6的小孔的粗精加工等：工藝要求如下：（1）首先總體遵循先粗后精，先面后孔的原則；（2）端面的粗精加工均在臥式銑床上完成，且是互為基準

3、進行加工，使得粗糙度達到Ra6.3的要求；（3）2-M8的螺紋因其粗糙度要求較高，所以遵循典型孔的加工路線：鉆、擴、鉸，最后攻絲完成螺紋加工；（4）四個6的小孔的粗精加工鉆、擴、鉸即可完成；（5）深度與寬度方向均有尺寸要求與粗糙度要求的槽的加工采用臥式銑床上的盤形銑刀實現；（6）156和113的孔以及156的外圓采取的是臥式鏜床上粗鏜加精鏜實現。二、工藝規程設計2.1毛坯的選擇撥叉材料為QT600-3，考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，生產類型為中批生產，故毛坯選擇金屬型鑄造。因為生產率很高，所以可以免去每次造型。單邊余量一般在，結構細密，能承受較大的壓力，占用生產的面

4、積較小。2.2基準的選擇由以上分析可知。該撥叉零件的主要加工表面是平面、孔，螺紋、圓端面和槽系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔、槽的加工精度容易。因此，對于撥叉來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，使得槽系完成兩個維度的加工。2.2.1 粗基準的選擇選擇粗基準時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位置符合圖紙要求。粗基準選擇應當滿足以下要求：（1）粗基準的選擇應以加工表面為粗基準；（2）選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準；（3）應選擇加工余量最小的表面作為粗基準；（4）應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準；

5、（5）粗基準應避免重復使用，多次使用難以保證表面間的位置精度；（6）要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，具體其粗基準見工序卡片。2.2.2 精基準選擇的原則（1）基準重合原則（2）基準統一原則（3）互為基準的原則（4）自為基準原則此外，還應選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準，以保證定位穩固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設計簡單等。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置角度選擇了加工工藝過程的精基準。具體見工序卡片。選擇精基準的原則時，考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾比較簡潔可靠。2.3工藝路線的擬訂對于大批量生產的零件，一般總是首先加工出統一的基準。

6、撥叉的加工的第一個工序也就是加工統一的基準。具體安排是：先加工平面（便有后面定位），再粗精加工孔和槽，精加工M8螺紋孔。后續工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。2.3.1確定各表面加工方案一個好的結構不但應該達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質量，同時是加工的勞動量最小。設計和工藝是密切相關的，又是相輔相成的。對于設計撥叉的加工工藝來說，應選擇能夠滿足各加工表面尺寸精度、位置精度要求的加工方法及設備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經濟因素。在滿足精度要求及生產率的條件下，應選擇價格較底的機床。在選擇各表面、孔

7、及槽的加工方法時，要綜合考慮以下因素：（1）要考慮加工表面的精度和表面質量要求，根據各加工表面的技術要求，選擇加工方法及分幾次加工；（2）根據生產類型選擇，在大批量生產中可專用的高效率的設備。在單件小批量生產中則常用通用設備和一般的加工方法；（3）考慮被加工材料的性質；（4）考慮工廠或車間的實際情況，同時也應考慮不斷改進現有加工方法和設備，推廣新技術，提高工藝水平；（5）此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。選擇加工方法一般先按這個零件主要表面的技術要求選定最終加工方法。再選擇前面各工序的加工方法。1.平面的加工查機械加工工藝手冊可以確定，端面的加工方

8、案為：粗銑精銑（IT7IT9），粗糙度為6.30.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較小。而且采用為互基準的原則進行加工，可以減小定位誤差，可以獲得較高的位置精度與尺寸精度要求。2.孔的加工（1）20的孔的加工因為其粗糙度要求達到了Ra1.6，所以綜合考慮可以很清楚得到它的加工路線鉆、擴、鉸；（2）4個6的小孔的加工因其粗糙度要求也較高，達到了Ra1.6，所以可以得到和上述20的孔相同的加工方法。（3）2-M8螺紋孔的加工加工方案定為：鉆，擴、鉸、攻絲。（4）錐銷孔的加工可以由專門的刀具完成，在這里不做贅述。3.槽的加工運用盤銑刀可以直接完成，選擇普通的臥式銑床即可以實現。 槽的加工工藝路

9、線定為：直接粗銑（設計為兩次走刀）。4.156和113的孔及其端面的加工由于粗糙度要求較高，選擇臥式鏜床進行兩次走刀進行加工，加工工藝路線定位：粗鏜精鏜。 2.3.2 工序的合理組合確定加工方法以后，就按生產類型、零件的結構特點、技術要求和機床設備等具體生產條件確定工藝過程的工序數。確定工序數的基本原則：（1）工序分散原則；（2）工序集中原則；（3）加工工序完成以后，將工件清洗干凈。2.3.3.加工階段的劃分零件的加工質量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段：（1）粗加工階段粗加工的目的是切去絕大部分多余的金屬，為以后的精加工創造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準，粗加工時能及

10、早發現毛坯的缺陷，予以報廢或修補，以免浪費工時。一般粗加工的公差等級為IT11IT12。粗糙度為Ra=80100m。（2）半精加工階段半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為IT9IT10。表面粗糙度為Ra=101.25m。（3）精加工階段精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。精加工應采用高精度的機床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精度精加工的加工精度一般為IT6IT7，表面粗糙度為Ra

11、101.25m。2.3.4具體加工工藝路線工序號工 種工作內容說 明010鑄造金屬型澆鑄具體鑄件毛坯尺寸見所附圖紙020熱處理高溫石墨化退火去除應力，便于后續切削030粗銑銑大面 保證尺寸76（IT11）Ra12.5 專用夾具裝夾；周銑刀、 游標卡尺；X6120；加工余量兩邊各1.5µm，分別一次走刀040鉆，擴鉆孔:保證尺寸2-18.5（IT11） 保證尺寸4- 4.5（IT11）擴孔:保證2-19.5 (IT10)和6-5.5麻花鉆 ，擴孔鉆，游標卡尺；Z5125A050粗鏜保證尺寸16，保證尺寸133 (IT12 )，109 (IT12) ， 4 Ra12.5鏜刀、游標卡尺；T

12、618060銑槽粗銑保證尺寸42(IT11) 35(IT11) Ra12.5游標卡尺、銑刀；專用夾具；X6120；兩次走刀070精銑精銑：保證尺寸74(IT7,0.030) Ra6.3周銑刀、游標卡尺；專用夾具；X6120080鉸保證尺寸2-20(IT8) Ra1.6和4-6.2(IT8) Ra1.6攻絲：保證尺寸 2-M20X1.5鉸刀、塞規、絲錐；專用夾具；Z5125A090精鏜保證16±0.2， Ra6.3 ；精鏜：156(,IT8) Ra6.3 3±0.1 Ra6.3 113(IT8,0.054) Ra6.3鏜刀、游標卡尺；專用夾具；T618100精鏜鏜端面，保證尺

13、寸 40.1 Ra1.6 和14H8鏜刀、游標卡尺；專用夾具；T618110鉆孔鉆孔：保證尺寸2*6.8(IT11)孔6.8麻花鉆；Z5125A120攻絲攻絲： 2- M8的螺紋 惚孔：保證尺寸8錐形孔埋頭惚鉆 ，M8絲錐；Z5125A130切斷一分為二鋸片銑刀；X5020A140檢驗入庫2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定2.4.1 加工余量粗銑：1.5m精銑：1m擴孔：0.5m鉸孔：0.25m銑槽：1.5m粗鏜：1.5m精鏜：1m2.4.2工序尺寸的確定（1）幾個端面尺寸的保證14H8及端面粗糙度的保證工序名稱經濟精度表面粗糙度工序尺寸尺寸、公差精鏜IT8Ra1.61414精鏜IT

14、8Ra6.31616粗鏜IT12Ra12.51616粗銑IT121717毛坯171774且端面包含粗糙度要求工序名稱經濟精度表面粗糙度工序尺寸尺寸、公差精銑IT7Ra6.37474粗銑IT12Ra12.57676毛坯7979（2）幾個圓尺寸及粗糙度的保證兩個大圓工序名稱經濟精度表面粗糙度工序尺寸尺寸、公差精鏜IT8Ra1.6156113156，113粗鏜IT12Ra12.5133109133， 109毛坯13010613010620的圓的加工工序名稱經濟精度表面粗糙度工序尺寸尺寸、公差鉸IT8Ra1.62020擴IT10Ra12.519.519.5 鉆IT11Ra2018.518.5其他的見所

15、附毛坯圖和工藝路線可以很容易得到其工序尺寸等，這里不再列舉。毛坯尺寸的確定2.5 各工序的定位夾緊方案及其定位誤差的計算在選擇毛坯時，運用金屬鑄型鑄造出所給零件呈中心對稱的2個零件，這樣所加工件呈中心對稱，同時可以方便的利用中間的打孔進行定位，又一次性的加工2個零件，大大地提高了生產效率。 具體定位夾緊方案：工序號工 種定位方案夾緊方案030粗銑互為基準，平面定位即可兩壓板聯動夾緊040鉆，擴大孔采用一面一孔再加一個角向定位小孔采用一面兩銷定位加工大孔采用螺紋夾緊加工小孔采用壓板夾緊050粗鏜互為基準；并且采用一面兩孔定位壓板夾緊060銑槽一面兩孔定位壓板夾緊070精銑互為基準，平面定位即可

16、盤形壓板螺旋夾緊080鉸大孔采用一面一孔外加角向定位小孔采用一面兩孔定位大孔采用螺紋夾緊小孔采用壓板夾緊090精鏜一面兩孔定位壓板夾緊100精鏜一面兩孔定位壓板夾緊110鉆孔一面兩孔定位螺紋夾緊120攻絲一面兩孔定位螺紋夾緊130切斷一面兩孔定位壓板夾緊三、專用夾具設計為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度。在加工撥叉零件時，需要設計專用夾具。本次設計任務為156和113孔加工夾具設計。3.1 研究原始資料，明確設計要求熟悉零件圖和裝備圖、零件的工藝規程，充分了解本工序的加工內容、技術要求等；收集有關機床、刀具、夾具等方面的資料。3.2 確定夾具方案，繪制夾具結構草圖（1）根據定位基準

17、和六點定位原理，確定工件的定位方法并選擇相應的定位元件；（2）確定引導裝置或對刀裝置；（3）確定工件的夾緊方法，設計夾緊機構；（4）確定其它元件或裝置的結構形式；（5）確定夾具體結構形式；（6）確定夾具總體輪廓。3.3定位基準的選擇要加工156和113孔，只要限制三個自由度即可，這里選擇采用兩孔一面定位，以底平面為定位基準。3.4定位誤差的計算因為基準位置誤差為零，基準不重合誤差為零，所以最終定位位置為零。3.5夾具整體方案本夾具用于在鏜床上加工孔。工件以底平面為定位基準，在支承釘上實現三個自由度得到限制。采用手動螺旋，盤形壓板壓緊工件。該夾緊機構操作簡單、夾緊可靠，且比較迅速。（1）一個菱形

18、銷和一個圓柱銷實現兩孔定位，一個113孔襯套和兩個20孔襯套實現一面定位，從而實現兩孔一面定位，撥叉完全定位。（2）兩個盤形壓板將撥叉軸向壓緊。（3）采用單面后導向鏜套對鏜刀進行導向。說明：對刀裝置在批量加工中，為了簡化夾具結構，采用標準工件對刀或者試切法對刀，第一件對刀后，后續工件就不需要再對刀，此時可以不設置對刀裝置。在零件的加工生產中，在滿足質量要求的前提下，要盡可能的追求利益的最大化。本次的設計的夾具符合這樣的要求，結構簡單，成本低，并且加工的效果好。四、課設心得為期兩周的機械制造工藝學課程設計已經接近尾聲，回顧整個過程，在老師的指導下，得以順利完成本次課程設計。課程設計作為機械制造工藝學課程的重要環節，使理論與實踐更加接近，加深了理論知識的理解，強化了生產實習中的感性。本次課程設計主要經歷了兩個階段：第一階段是機械加工工藝規程設計，第二階段是專用夾具設計。第一階段我們運用了基準選擇、切削用量選擇計算、機床選用、時間定額計算等方面的知識；夾具設計的階段運用了工件定位、夾緊機構及零件結構設計