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机床“羊角”拨叉加工工艺及φ14孔夹具设计研究

内容摘要

本论文是对机床“羊角”拨叉加工工艺及加工φ14孔夹具进行设计。

在零件夹具设计之前，需要对拨叉零件进行工艺卡的编写。分析拨叉零件的相关数据，包括：拨叉零件的具体性能、拨叉的工作条件、零件装备的机床设备和拨叉零件装配的具体位置，对拨叉零件的工艺技术和关键技术进行分析，对拨叉零件的的工作条件和工艺进行检验，然后要根据拨叉零件的工艺卡片的编写，拟定毛坯的工艺路线，选择好毛坯零件的基面，确定制作加工中所使用的相关设备、夹具、刀具、量具和所设计的辅助工具，确定拨叉零件加工的主要工序，对相关工序技术进行分析，并对拨叉加工的工序检验技术进行研究，最后确定拨叉工序尺寸和公差，确定拨叉零件加工中各工序的加工余量，同时确定切削用量和工时定额，进行技术经济分析，然后填写工艺文件。

夹具设计是本次设计的第二阶段，从整条工艺路线来看，结合拨叉零件的难易程度和零件本身的特色，对拨叉加工及钻φ14孔的工序进行夹具的总体装配和夹具体的设计。结合该零件所在工序的相关技术要求，拟定零件的夹紧方案。根据夹具的设计原则，对零件夹具体进行设计，最后，对拨叉零件的精度进行检验。

关键词：拨叉；机械加工；工艺；切削；夹具设计

1设计任务说明

1.1羊角拨叉的功用

在机床设备的运行中，拨叉是辅助零件具有变速调档的功能。拨叉能够控制滑套与旋转齿轮的接合[1]。滑套上有凸块，滑套的凸块插入齿轮的凹位，将滑套和齿轮固连接在一起，通过齿轮带动滑套，再让滑套带动输出轴，最终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。机床羊角拨叉零件图，如下图1.1所示：

图1.1机床羊角拨叉零件图

1.2设计任务

本次设计的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 1张

2．工艺过程卡片 1套

3．夹具装配图 1张

4．夹具体零件图 1张

5．说明书 1份

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

根据该拨叉零件机械加工工艺规程，确定羊角拨叉零件的生产类型。根据生产类型划分表，可以根据零件的质量和年产零件数量划分生产类型。以下是对该拨叉零件的质量和年产量进行计算，生产类型划分表如下表2.1所示：

表2.1生产类型的划分

（1）拨叉零件质量

通过对拨叉零件图进行分析，可根据羊角拨叉零件图具体尺，确定对拨叉零件长度、宽度和高度：该拨叉零件长度为11cm，宽度为9cm，高度为4cm。

根据体积公式：V=abh

将零件的尺寸套入公式中，计算拨叉零件体积：V=abh≈11cm×9cm×4cm=396cm3。

根据质量公式：m=ρv

将零件的数值套入公式中，计算拨叉零件质量，则拨叉零件质量为：m=ρv=7.8g/cm3×396cm3=3088.8g≈3.1kg

该拨叉零件质量的计算方式为m=ρv=7.8g/cm3×396cm3=3088.8g≈3.1kg，生产类型属于小型零件。

（2）拨叉零件年生产量

该零件的年产量Q为2000台/年，其设备备品率α为2%，机械废品率β为2%，，该拨叉零件的年产量为N=Q（1+α+β）n=2000件/年×（1+2%+2%）×1件/年=2880件/年。

根据拨叉零件的质量，该拨叉零件的年产量2880件/年，根据生产类型的划分，确定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：N=2000件/年

每台产品中该零件的数量：n=1件/年

备品率:a=2%

废品率:b=2%

（1）年产量Q=N×n×(1+a+b)=2000×1×(1+2%+2%)=2880件/年

（2）年工作日D=365-1×52-7×2=299件/年

（3）日产量q=Q÷D=2880件/天÷299件/天≈9.6件/天

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，结合该HT200材料抗拉强度和塑性低，铸造性和抗震性好的特点，HT200适合铸造机床零件，这种形状复杂而又受力不大的拨叉零件，该拨叉零件符合形状复杂而又受力不大这一特点，使用材料为HT200。

2.2.2毛坯-零件综合图的绘制方法

根据选定的毛坯和确定毛坯机械加工余量后，就可以绘制毛坯-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，加工余量的范围为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，毛坯的尺寸和公差参照