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本 科 生 毕 业 论 文（设 计）
题 目：机床“羊角”拨叉加工工艺及钻扩N孔夹具设计
学习中心：
层 次： 专科起点本科
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指导教师：
完成日期： 2021 年9月13日
内容摘要
本论文完成了对机床“羊角”拨叉加工工艺及钻扩N孔工序的夹具设计。文章首先介绍了生产纲领及中批生产的特点，阐述了零件的作用、材料、形状特征，详细分析了技术要求及设计基准的选择，在此基础上定制中批量生产加工的工艺规程。
第二阶段，进行夹具设计。纵观整条工艺路线，结合设计难易程度和零件本身的特点，进行钻扩N孔夹具的总体装配和夹具体设计。本羊角拔叉需要加工的部分有：上下两层端面，两端孔，中心孔以及将两部分铣断，其对精度要求也很高。首先，结合零件在该工序中需要达到的各项技术要求，初步拟定工件的定位、夹紧方案；然后，根据夹具设计原则以及夹紧力和夹紧点的确定原则进行局部零部件和夹具体的设计；最后，校核该夹具的精度。
关键词：羊角拨叉；机械加工；工艺；切削；夹具设计
目 录
引 言
本次设计的题目是机床“羊角”拨叉加工工艺及钻扩N孔工序夹具设计，拨叉是是车床上的重要零件，并在零件的车削加工中承受一定的载荷。
这次的重点是两个方面，工艺规程设计和夹具设计，专用夹具的设计，专用夹具的应用在近年来国内外机械制造领域得到迅速发展，通过专用夹具的应用可以解决批量生产的零件加工，现代机械制造中的结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题。且能稳定加工质量，大幅度提高生产效率。
毕业设计课题要求掌握夹具设计的基本原理，理解现代的加工技术和典型的机加工工艺。应用专用夹具技术来解决机械加工工艺的课题，编制出一套合理的加工工艺，这样可以降低成本，节约时间，提高生产效率。通过这次毕业设计，对自己未来将从事的工作进行了一次适应性的训练，从中锻炼了自己发现问题、分析问题和解决问题的能力，为今后参加工作打下了一个良好的基础。
在车床、铣床、镗床、钻床等各类机床及其它设备中，传动装置的变速通常是利用拨叉机构拨动传动齿轮改变传动比来实现的。拨叉零件的加工精度将直接影响传动机构的装配性能、变速性能、运行噪声等。由于拨叉类零件品种、规格繁多，需要多种加工设备，加之传统加工工艺较落后，产品合格率不高，常常影响整机装配，使拨叉零件加工成为生产瓶颈。因此，拔叉虽然其零件尺寸比较小，但它的结构形状较复杂，其加工内花键的精度要求较高，此外还有上端面要求加工，对精度要求也很高。其底槽侧面与花键孔中心轴有垂直度公差要求，上端面与花键孔轴线有平行度要求。因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它们的加工是非常关键和重要的。对羊角拨叉的加工中，综合用到了车床，磨床，铣床，钻床等多种机床，是对我们个人能力的综合检验。有必要研究、改进拨叉类零件的加工工艺、提高拨叉类零件的加工精度。
1 绪论
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 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羊角拨叉工艺规程设计
2.1 产量的确定
表1生产类型的划分
生产类别 | 同类零件的年产量（件） | ||
重型零件（零件重>2000kg） | 中型零件（零件重100-2000kg） | 小型零件（零件重<100kg） | |
单件生产 | 5以下 | 10以下 | 100以下 |
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以上 | 5000以上 | 50000以上 |
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。
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)
2．年工作日D=365-1×52-7×2
3．日产量q=Q/D
年产量Q=2000×1×1.02×1.02=2080.8件
年工作日D=365-1×52-7×2=299天
日产量q=Q/D=2080.8/299=7件
2.2 毛坯的选择及毛坯图的绘制
按照零件图纸的设计要求，该零件毛坯的材料为HT20-40，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。
铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。铸造毛胚因近乎成形，而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了时间．铸造是现代机械制造工业的基础工艺之一。
铸造种类很多，按造型方法习惯上分为：①普通砂型铸造②特种铸造两类。
铸造工艺可分为三个基本部分，即铸造金属准备、铸型准备和铸件处理。铸造金属是指铸造生产中用于浇注铸件的金属材料，它是以一种金属元素为主要成分，并加入其他金属或非金属元素而组成的合金，习惯上称为铸造合金，主要有铸铁、铸钢和铸造有色合金。
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。
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。
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。
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。
基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证、生产率得到提高。否则不但加工工艺过程中的问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。
对零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准，而对若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。精加工时加工精度和表面质量要求比较高，加工余量要求小而均匀。因此，选取精加工切
