东风150拖拉机档拔叉夹具设计

摘要

本设计内容可分为机械加工工艺规程设计及档拨叉夹具设计两大部分。首先通过对档拨叉的结构特点的分析了解档拨叉的工作原理及作用。运用机械制造技术及相关课程的一些知识，确定毛坯的类型，制造方法和尺寸及其公差，从而确定工件的技术要求。接着确定各表面的的加工方法和通过分析结合实际生产率需求以及质量等综合因素，拟定正确的工艺路线。紧接着确定机械加工的余量，工序尺寸以及公差，从而保证零件的精确度。之后选择合适的机床及设备从而完成工艺规程。最后，根据被加工零件的加工要求，参考机床夹具设计手册及相关方面的书籍，运用夹具设计的基本原理和方法，拟定夹具设计的方案，设计出高效、省力、经济。

目录

目录 (1)

摘要 (1)

第一章引言 (3)

第二章机械加工工艺规程制订 (4)

2.1计算生产纲领 (4)

2.2 零件的工艺分析 (5)

2.3 基准的选择 (7)

2.4 拟订机械加工工艺路线 (8)

2.5工艺路线方案的分析与比较 (10)

2.6 确定基本用量及基本工时 (12)

第三章夹具设计 (18)

3.1定位基准的选择 (18)

3.2定位方案的选择 (18)

结束语 (20)

致谢 (21)

参考文献 (22)

英文原文 (23)

中文翻译 (27)

第一章引言

本文是关于变速齿轮档拨叉的工艺步骤及机床夹具设计方法的具体阐述。毕业设计是在学习完全部理论和实践课程后，在生产实习的基础上，综合运用所学相关知识对零件实习加工工艺规程的设计和机床夹具设计，根据零件加工要求制定出可行的工艺路线和合理的夹具方案，以确保零件的加工质量。

根据视频显示，该变速档拨叉用于东风150型拖拉机变速箱内。该零件是φ15H8孔套在轴上，并用销钉经φ5H12孔与轴定位，拨叉脚卡在双联齿轮的槽中，变速操纵机构通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与轴一起在变速箱中滑动，拨叉脚拨动双联齿轮在花键轴上滑移，从而实现拖拉机的变速。在设计变速齿轮档拨叉时候要通过查表法准确的确定各表面的总余量及余量公差，合理选择机床加工设备以及相应的加工刀具，进给量，切屑速度，功率，扭矩等用来提高加工精度，保证其加工质量。

第二章机械加工工艺规程制订

2.1计算生产纲领

零件的年生产纲领可按下式计算：

N=Qn(1+a%+b%)

式中N——零件的年生产纲领，件/年；

Q——产品的年生产纲领，台/年；

n——每台产品中该零件的数量，件/台

a%——备品的百分率

b%——废品的百分率

根据拨叉零件的设计要求知，Q=5000件，n=1件/台；取a%=5%,b%=0.3%，则

N=5000×1×（1+5%+0.3%）=5265件/年

表2-1 生产纲领与生产类型的关系

生产类型零件的年生产纲领

重型零件中型零件轻型零件单件生产＜5 ＜10 ＜100

小批生产5~100 10~200 100~500

中批生产100~300 200~500 500~5000

大批生产300~1000 500~5000 5000~50000

大量生产＞1000 ＞5000 ＞50000

由于此档拨叉零件为轻型零件根据表2-1可得零件生产类型为大批量生产。

图示2-2为东风150型拖拉机变速箱内用于Ⅱ－Ⅲ档变速齿轮拨叉零件，材料为ZG310－570铸钢件，生产纲领为5000 件／年，每日一班。机械加工工艺过程卡片1套，主要工序的机械加工工序卡片7～8份，以及设计说明书1份。

图2-2 东风150型拖拉机Ⅱ—Ⅲ档拨叉零件图

2.2 零件的工艺分析

1．零件的功用、结构及特点

该零件是以Φ15H8 孔套在轴上，并用销钉经Φ5H12 孔与轴定位，拨叉脚卡在双联齿轮的槽中，变速操纵机构通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与轴一起在变速箱中滑动，拨叉脚拨动双联齿轮在花键轴上滑移，从而实现拖拉机的变速。

拨叉的主要工作表面为操纵槽及拨叉脚两端面。主要配合面为Φ15H8孔、Φ5H12 孔和拨叉脚内侧面 50H12 。该零件属特殊形状零件，但复杂程度一般。由于拨叉在工作时承受一定的力，因此要求有一定的强度、刚度和韧性。

2 ．主要加工表面及要求

(1）拨叉安装孔：孔径Φ15H8㎜，其形状公差遵守包容要求，表面粗糙度R

a

3.2μm；

孔端面位置尺寸30㎜，表面粗糙度R

a 2 . 5μm。

(2）拨叉脚端面：厚度为7 ㎜，两端面对孔Φ15H8轴线的垂直度公差为0.1㎜，外端面与操纵槽对称面的距离为 31㎜，表面粗糙度 Ra 6.3μm。

(3）拨叉脚内侧面：宽度尺寸为 50H12㎜，其对称面与拨叉头对称面间的夹角为20011' ，表面粗糙度 Ra l2.5μm。

(4）操纵槽：宽度为 13，深度为12㎜，对称面与拨叉安装孔端面的距离为12 l2.5μm。

㎜，表面粗糙度R

a

(5）拨叉紧定孔：孔径Φ5H12㎜，孔深为23㎜，其形状公差遵守包容要求．孔轴线对孔Φ15H8轴线的位置度公差为Φ0．2㎜，并遵守最大实体要求。

二、毛坯的选择

选择毛坯种类跟制造方法时应全面考虑机械加工成本和毛坯制造成本，以达到降低零件生产总成本的目的。确定毛坯应考虑到以下因素：生产批量、零件的结构形状和尺寸大小、零件的力学性能、工厂现有设备和技术水平、技术经济性。

1 确定毛坯的类型、制造方法和尺寸及其公差

l）因零件材料为铸钢件，要求的年产量为 5000 件，属大批生产，拨叉的轮廓尺寸不大，且有较多不需要切削加工的表面．所以毛坯制造选用金属模砂型机器造型铸造成形。《机械加工余量手册》表1-3.

2）选择以通过零件最高线且平行于拨叉脚对称面的平面（拨叉脚对称面偏右17㎜）作为分型面，采用带型芯的分模造型，可多件同时浇注，钢液由两拨叉脚经横浇道流人。

3）拨叉属特形零件，且加工过程中利用不加工表面进行定位的工序较多，故零件毛坯选为精铸件。通过查《机械制造工艺及设备设计指导手册》得，铸件尺寸公差等级为 CT9（见表5－6），加工余量等级按 CT9－MA - H / G 级（通过《机械制造工艺及设备设计指导手册》325页表15—7得出）。

2．确定毛坯的技术要求

1）铸件不应有裂纹，砂眼和局部缩松、气孔及夹渣等缺陷。铸件表面应清除毛刺、结瘤和粘砂等。

2）正火处理硬度174～207HBS，以消除内应力，改善切削加工性能。

3）未注圆角为R3～R5㎜。

4）起模斜度为30’。

3．绘制毛坯图

根据拨叉零件图，在各加工表面上加上机械加工余量，绘制毛坯图，并标注尺寸和技术要求，如图2.3所示。

4. 毛坯的热处理方式

拨叉毛坯铸造后应安排退火，以消除残留的铸造应力，降低成调整硬度以便切削