一、设计任务：
该换挡叉应用在汽车变速箱的换挡机构中。叉头以Φ15.8孔套在变速叉轴上，并以螺钉经M10孔与叉联结，叉脚夹在双联变换齿轮的槽中。当需要变速时，操纵变速杆，变速操纵机构就通过叉头的槽带动换挡叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移，叉脚拨动双联变速齿轮在花键轴上滑动改变档位，从而改变汽车的行驶速度。如图1、图2所示为拨叉钻孔工序图。
设计在Z525立式钻床上钻拨叉零件上M10螺纹底孔Φ8.4mm的钻床夹具。
图1
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图2
二、计算生产纲领、确定生产类型：
该零件属于大批量生产。故需设计专用夹具来确保生产.
三、零件分析：
1、拨叉技术要求： 加工表面 尺寸及偏差（mm） 5.9-0.15 0 公差及精度等级 表面粗糙度Ra 6.3 6.3 3.2 6.3 6.3 12.5 12.5 形位公差（mm） 叉脚两端面 叉口两内侧面 Φ15.8内孔 M10螺纹孔 叉头凸台两端面 叉头平台外表面 叉头平台凸面 叉头下表面 IT12 IT12 IT8 IT7 IT12 IT13 IT13 IT13 0.15A 510 +0.1 15.81+0.043 +0.016 M10×1 9.65-0.25 0 11 该拨叉结构简单，属于典型的叉杆类零件。为实现换挡、变速得功能，其叉轴孔和变速 叉轴有配合要求，因此加工精度要求高。叉脚两端面在工作中需承受冲击载荷，为增强耐磨 性，采用局部淬火，硬度为180HBS左右，为保证拨叉使用时，叉脚受力均匀，要求叉脚两 端面与孔Φ15.8垂直度要求为0.15mm。拨叉用螺钉定位，螺纹孔为M10。
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综上所述，该零件得各项技术要求制订较合理，符合在变速箱中得功用。
2、审查拨叉的工艺性
分析零件图可知，该拨叉的叉脚两端面厚度薄于连接的表面，但减少了加工面积，使用 淬火处理提供局部的接触硬度。叉脚两端面面积相对较大，可防止加工过程中钻头钻偏，保 证孔的加工精度，及孔与叉脚两端面的垂直度。其它表面加工精度较低，通过铣削、钻床的 粗加工就可达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常得生产 条件下，采用较经济得方法保质保量地加工出来。可见该零件工艺性好。
四、确定毛坯的制造方法、初步确定毛胚形状：
1、选择毛坯
由于该拨叉在工作过程中承受冲击载荷，为增强强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯 选用锻模制作毛坯。拔模斜度为5°。 2、确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量
公差等级：由拨叉的功用和技术要求，确定该零件的的公差等级为普通级。
锻件重量：已知机械加工后拨叉的重量为3kg，由此可初步估计机械加工前锻件毛坯的 重量为3.5kg。
3、锻件形状复杂系数
对拨叉零件图分析计算，可大概确定锻件外轮廓包容体的长度、宽度和高度，即 l= 136mm，b= 76mm，h= 72mm，由公式2-3、2-5可计算出该拨叉锻件的形状复杂系数
3 S=mt/mN=3.5/（136×76×72×7.8×10-6 kg/mm ）=3.5/5.8=0.6故属于S2级。
4、锻件材质系数
由于该拨叉材料为35钢，是碳的质量分数少于0.65%的碳素钢，故该锻件的材质系数 属M 1级。
5、锻件分模线形状
根据该拨叉的形位特点，以对称平分面为分模面，属平直分模线。 6、零件表面粗糙度
由零件图可知，该拨叉各加工表面粗糙度Ra均大于等于3.2um。 由查表可知锻件毛坯的尺寸公差及机械加工余量： 锻件重量/kg 6 项目/mm 厚度5.9 宽度51 包容体重量/kg 3.5 形状复杂系数 S2 材质系数 M 1 尺寸公差/mm 1.8+1.4 -0.4 2.5+1.7 -0.8 公差等级 普通级 备注 机械加工余量/mm 2.0~2.5 .. ..
2.0~2.5 宽度14.2 2.0~2.5 2.0 2.2+1.5 -0.8 2.2-0.7 +1.5 孔径Φ15.8 中心距 ±0.5 五、 拟定工艺路线：
(一)选择定位基准：
1 粗基准的选择：以零件的圆柱面为主要的定位粗基准
2 精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以Φ15.8的孔内表面为辅助的定位精基准。 (二)制定工艺路线:
根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。查《机械制造工艺设计简明手册》第20页表1.4-7、1.4-8、1.4-11，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：
工序01 粗铣Φ15上、下端面，以外圆为定位基准，采用X61立式铣床加专用夹具； 工序02 钻Φ15孔，以Φ15孔的下端面为定位基准，采用Z525立式钻床加专用夹具； 工序03 扩Φ15.5孔，以Φ15下端面为定位基准，采用Z525立式钻床加专用夹具； 工序04 粗铰Φ15.7孔，以Φ15下端面为定位基准，采用Z525立式钻床加专用夹具； 工序05 精铰Φ15.8孔，以Φ15下端面为定位基准，采用Z518立式钻床加专用夹具； 工序06 铣Φ8.4端面，以Φ15孔为定位基准，采用X61立式铣床加专用夹具； 工序07 粗精铣叉口前后两侧面，以Φ15.8孔为定位基准，采用X61立式铣床加专用夹具；
工序08 热处理（叉脚两端面局部淬火），淬火，使表面硬度达到185HBS； 工序09 粗精铣叉口20*5两内侧面，以Φ15.8孔为定位基准，采用X61立式铣床加专用夹具；
工序10 粗精铣Φ14.2缺口，以Φ15.8孔为定位基准，采用X61立式铣床加专用夹具； 工序11 钻Φ9孔，以Φ15.8孔为定位基准，采用Z525立式钻床并采用专用夹具； 工序12 去毛刺； 工序13 终检。
（三）机械加工余量、工序尺寸及公差的确定: 1、圆柱表面工序尺寸：
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前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下： 加工表面 加工内容 加工余量 精度等级 工序尺寸 表面粗糙度 Φ15.8 钻 扩 粗铰 精铰 0.8 0.5 0.2 0.1 IT11 IT10 IT10 IT8 15 15.5 15.7 15.8 12.5 6.3 6.3 3.2 2、平面工序尺寸： 工序号 工序内容 加工余量 基本尺寸 经济精度 01 06 07 09 10 锻件 粗铣Φ15上、下端面 铣Φ8.4端面 粗精铣叉口前后两侧面 粗精铣叉口20*5两内侧面 粗精铣Φ14.2缺口 1 1 1．5 1．5 7．1 37 16 5 51 14．2 CT12 12 12 12 12 12 3、确定切削用量及时间定额： 工序01 粗铣Φ15上、下端面，以外圆为定位基准，采用X61立式铣床加专用夹具
刀具：YG6硬质合金端铣刀。铣削宽度ae≤90,深度ap≤6,齿数z=12,故根据《机械制造工艺设计简明手册》（后简称《简明手册》）表3.1，取刀具直径d0=125mm。根据《切削用量手册》（后简称《切削手册》）表3.16，选择刀具前角γ0＝0°后角α0＝8°，副后角α
0
’=10°，刃倾角：
λs=－10°,主偏角Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副偏角Kr’=5°。 2. 切削用量
1）确定切削深度ap
因为余量较小，故选择ap=4mm，一次走刀即可完成。 2）确定每齿进给量fz
采用对称端铣，以提高进给量提高加工效率。根据《切削手册》表3.5，使用YG6 硬质合金端铣刀加工，机床功率为4.5kw（据《简明手册》表4.2-35，X61立式铣床）
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拨叉钻孔夹具课程设计报告书
