设计”车床拨叉”零件的机械加工工艺规则及工艺装备.doc

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1、设计”车床拨叉”零件的机械加工工艺规则及工艺装备内容： 1.零件图 1张 2.毛坯图 1张 3.机械加工工艺过程综合卡片 1张 4.结构设计零件图 1张 6.课程设计说明书 1份第一章 拨叉的工艺分析及生产类型的确定一.零件图二拨叉的作用它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，工作过程：拨叉头以30mm孔套在变速叉轴上，并用锥销和螺钉与操纵手柄连接，拨叉脚则夹在双联变速齿轮的槽中。当需要变速时，操纵变速杆，变速操纵机构就通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速叉轴一起在变速箱中滑移，拨叉脚拨动双联变速齿轮在花键轴上滑动以改换档位，从而改变铣床主轴的转速。三

2、. 拨叉的技术要求拨叉的全部技术要求列于表1-1中。加工表面尺寸及偏差mm公差及精度等级表面粗糙度Ram形位公差/mm拨叉头前端面IT123.2拨叉头后端面IT1212.5拨叉脚端面IT103.2拨叉脚槽底面R48IT1212.5凸台槽深5IT1012.5凸台槽宽12IT86.38mm孔IT71.655mm外圆55IT1230孔IT71.6连接面16IT12该拨叉形状特殊、结构简单，属典型的叉杆类零件。为实现换档、变速的功能，其叉轴孔与变速叉轴有配合要求，因此加工精度要求较高。叉脚两端面在工作中需承受冲击载荷，为增强其耐磨性，采用铸件，其硬度为350HRC。综上所述，该拨叉件的各项技术要求制订

3、的较合理，符合该零件在运行中的功用。四. 拨叉的生产类型结合生产实际：Q=5000台/年，m=1件/台，备品率a%和废品率b%分别取3%和0.5%。代入公式（1-1）得：N=5000台/年1件/台（1+3%）（1+0.5%）=5175.75拨叉重量为0.84kg，由附表（1）知，拨叉属轻型零件；由附表（2）知，该拨叉的生产类型为大批生产。附表（1）不同机械产品的零件质量型别表机械产品类型加工零件的质量/kg重型零件中型零件轻型零件电子工业机械3043050155020001002000100附表（2）机械加工零件生产类型的划分 零件特征年生产纲领/件生产类型产品类型重型零件中型零件轻型零件单件

4、生产5以下20以下100以下成批生产小批51020200100500中批1003002005005005000大批30010005005000500050000大量生产1000以上5000以上50000以上第二章 选择毛培的制造方式一 毛培图 简图加工面代号基本尺寸加工余量等级加工余量说明D130mmG3.02孔降一级双侧加工D255mmG3.02孔降一级双侧加工T2115mm6.5单侧加工T348mmG2.5单侧加工T460mm6.5单侧加工二 确定毛培的制造方式由于该拨叉在工作过程中要承受冲击载荷，为增强拨叉的强度和抗冲击强度，毛坯选用铸件。该拨叉的轮廓尺寸不大，且生产类型属大批生产，为提

5、高生产率和铸件的精度，宜采用金属型浇铸。毛坯的起模斜度为3。与其它金属加工方法相比，铸造具有如下优点： （1）原材料来源广。 （2）生产成本低。 （3）铸件形状与零件接近，尺寸不受限制。铸造工艺通常包括：铸型（使液态金属成为固态铸件的容器）准备，铸型按所用材料可分为砂型、金属型、陶瓷型、泥型、石墨型等，按使用次数可分为一次性型、半永久型和永久型，铸型准备的优劣是影响铸件质量的主要因素； 铸造金属的熔化与浇注，铸造金属（铸造合金）主要有各类铸铁、铸钢和铸造有色金属及合金； 铸件处理和检验，铸件处理包括清除型芯和铸件表面异物、切除浇冒口、铲磨毛刺和披缝等凸出物以及热处理、整形、防锈处理和粗加工等。

6、第三章 制定零件的加工工艺规程一 选择加工方案及制定工艺路线一) 根据拨叉零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法，如表2-1所示。 拨叉零件各表面加工方法加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/um加工方案备注拔插头前端面T123.2粗铣-半精铣-磨削附表（3）拔插头后端面T1212.5粗铣附表（3）30mm孔T71.6钻-扩-铰-精铰附表（4）96mm孔T1212.5钻削-扩附表（4）凸台圆弧槽底T1012.5粗铣附表（3）凸台圆弧槽侧面T86.3粗铣-精铣附表（3）附表（3）平面加工的经济精度与表面粗糙度序号加工方法经济精度（IT）表面粗糙度选用范围1粗车1011

7、12.56.3未淬硬钢、铸铁、有色金属端面加工2粗车-半精车896.33.23粗车-半精车-精车671.60.84粗车-半精车-磨削790.80.2钢、铸铁端面加工5粗刨（粗铣）121412.56.3不淬硬的表面6粗刨（粗铣）-半精刨（半精铣）11126.31.67粗刨（粗铣）-半精刨（半精铣）796.31.68粗刨（粗铣）-半精刨（半精铣）-精刨（精铣）783.21.69粗铣-拉690.80.2大量生产未淬硬的小平面10粗刨（粗铣）-精刨（精铣）-宽刃精刨670.80.2未淬硬的钢件、铸铁件及有色金属件11粗刨（粗铣）-半精刨（半精铣）-精刨（精铣）-宽刃精刨50.80.2附表（4）内圆表面

8、加工的经济精度与表面粗糙度序号加工方法经济精度（IT）表面粗糙度Ra（m）适用范围1钻121312.5加工未淬硬钢及铸铁的实心毛坯，孔径（15-20）mm5钻-扩-粗铰-精铰781.60.86钻-扩-铰893.21.67钻-扩-机铰-手铰670.40.18钻-（扩）-拉791.60.1大批量生产，精度视拉刀精度决定9粗镗（或扩孔）111312.56.3毛坯有铸孔或锻孔的未淬火钢及铸件10粗镗（粗扩）-半精镗（精扩）9103.21.611扩（镗）-铣9103.21.612粗镗（扩）-半精镗（精扩）-精镗（铰）781.60.8二) 加工阶段的划分该拨叉加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工、半

9、精加工和精加工几个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准（拨叉头后端面和叉轴孔）准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗铣拨叉头前端面、粗铣拨叉脚槽内侧面和底面。在半精加工阶段，完成拨叉头后端面的精铣、拨叉脚槽内侧面和底面的精铣加工和孔8mm的钻、扩加工；在精加工阶段，进行拨叉头后端面的磨削加工。三) 工序的集中和分散选用工序分散原则安排拨叉的加工工序。该拨叉的生产类型为大批生产，可以采用普通型机床配以专用工、夹具，以降低其生产成本。四) 工序顺序的安排1 机械加工工序（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准-拨叉头后端面和叉轴mm。（2）遵循“先粗后精”原

10、则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面-拨叉头后端面和叉轴孔mm，后加工次要表面-拨叉脚槽内侧面、底面和拨叉头下台阶面。（4）遵循“先面后孔”原则，先加工拨叉头端面，在加工叉轴孔孔；先铣拨叉头下台阶面，再钻削孔8mm。2 热处理工序铸件为了消除残余应力，需在粗加工前、后各安排一次时效处理，在半精加工前、后各安排一次时效处理。3 辅助工序在半精加工后，安排去毛刺和中间检验工序；精加工后，安排去毛刺、终检工序。综上所述，该拨叉工序的安排顺序为：基准加工-主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工-主要表面半精加工和次要表面加工-热处理-主要表面精加工。二 选

11、择定位基准定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。1 精基准的选择根据该拨叉零件的技术要求和装配要求，选择拨叉头后端面和叉轴孔mm作为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作为基准进行加工，即遵循了“基准统一”原则。叉轴孔mm的轴线是设计基准，选用其作精基准定位加工拨叉脚两端面，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的垂直度和平行度要求。选用拨叉头后端面作为设计基准；另外，由于拨叉件刚度较差，受力容易产生碎裂，为了使得机械加工中产生夹紧损坏，根据夹紧力应垂直于主要定位基面，并应作用在刚度较大部位的原则，夹紧力作用点不能作用在叉杆上。选用拨叉头后端面作精基准，

12、夹紧可作用在拨叉头的前端面上，夹紧稳定可靠。2 粗基准的选择作为粗基准的表面平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺陷。选择拨叉头前端面和拨叉脚底面作为粗基准。采用拨叉头前端面作粗基准加工后端面，可以为后续工序准备好精基准。3选择各工序所用的机床设备和工艺装备（刀具、夹具、量具等）加工工序设备刀具，量具，夹具粗铣拨叉头两端面立式铣床X51高速钢套式面铣刀.游标卡尺.专用夹具精铣拔叉头两端面立式铣床X51高速钢套式面铣刀.游标卡尺.专用夹具钻、扩、铰、精铰30孔四面组合钻床麻花钻.铰刀.内径千分尺钻、扩、铰、精铰96孔四面组合 钻床麻花钻.铰刀.内径千分尺切断CA6140车床车刀 、 游标卡尺粗铣96孔

13、上下端面立式铣床X51高速钢套式面铣刀.游标卡尺.专用夹具精铣96孔上下端面立式铣床X51高速钢套式面铣刀.游标卡尺.专用夹具精铣凸台上端面立式铣床X51高速钢套式面铣刀.游标卡尺.专用夹具精铣凸台圆弧槽立式铣床X51高速钢套式面铣刀.游标卡尺.专用夹具钻、扩、铰、精铰8孔四面组合 钻床麻花钻.铰刀.内径千分尺去毛刺，中检钳工台平锉.塞规.百分表.卡尺等热处理淬火机等校正拔叉脚钳工台手锤磨削拔叉脚两端面磨床M7120A砂轮.游标卡尺清洗清洗机终检塞规.百分表.卡尺4确定加工余量及工序间尺寸和公差1）毛培的基本尺寸（1）铸件基本尺寸 机械加工前的毛坯铸件的尺寸，包括必要的机械加工余量。（2）尺寸

14、公差 允许尺寸的变动量。公差等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之代数差的绝对值；也等于上偏差与下偏差的绝对值。（3）错型（错箱） 由于合型时错位，铸件的一部分与另一部分在分型面处相互错开。（4）要求的机械加工余量（RMA） 在毛坯铸件上为了随后可用机械加工方法去除铸造对金属表面的影响，并使之达到所要求的表面特征和必要的尺寸精度而留出的金属余量。对圆柱形的铸件部分或在双侧机械加工的情况下，RMA应加倍。外表面作机械加工时，RMA与铸件其他尺寸之间的关系可由公式（2-1）表示；内腔作机械加工相对应的表达式为（2-2）。R=F+2RMA+CT/2 （2-1）R=F-2RMA-CT/2 （2-2）R-铸件

15、毛坯的基本尺寸 F-最终机械加工的尺寸CT-铸件公差计算得到：拨叉前后端面的机械加工余量为RMA1=（85-80-0.55）/2=2.225mm拨叉脚前后端面的机械加工双边余量为RMA2=（18-13+0.39）/2= 2.695mm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：加工孔加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度工序余量最小最大55H13（D2）铸件6CT9扩孔5.8IT12536.32.06.25半精镗0.2IT10543.20.050.2530扩孔5.84IT12186.32.06.25精铰孔0.06IT7201.60.050.252

16、 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工序尺寸偏差工序余量最小最大铸件2.5CT9001粗铣两端小头孔上端面258.5121.603.60002粗铣中间孔上端面627121.656.5003粗铣中间孔下端面621121.756.5004精铣两端小头孔上端面0.558110. 351.16005精铣中间孔上端面0.520.5100.471.12006精铣中间孔下端面0.520100.471.123 确定切削用量及时间定额：工序001至003以T1为粗基准，粗铣30孔上下端面。加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。加工要求：粗铣30孔上端面。

17、机床：X6140卧式铣床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae=60,深度apPcc。故校验合格。最终确定 ap=1.5mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。计算基本工时tmL/ Vf=(32+80)/475=0.236min。工序004到工序006 以T1及小头孔外圆为基准精铣54孔上下端面。1. 加工条件工件材料：HT200,b =0.16GPa HB=190241,铸造。加工要求：精铣54上端面。机床：X6140卧式铣床。刀具：W18Cr4V硬质合金钢端铣刀,牌号YG6。铣削宽度ae=60,

18、深度apPcc。故校验合格。最终确定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）计算基本工时tmL/ Vf=(32+80)/475=0.24min。工序007和008以T1及小头孔外圆为基准，扩、精铰20孔，保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT7。1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=18mm，钻头采用双头刃磨法，后角o12，二重刃长度b=2.5mm,横刀长b=1.5mm,宽l=3mm,棱带长度 2.选择切削用量 （1）决定进给量查切 所以， 按钻头强度选择 按机床强度选择最终决定选择

19、机床已有的进给量 经校验 校验成功。 （2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查简明手册）为0.5.mm，寿命3. 切削速度查切 修正系数 故。查简明手册机床实际转速为故实际的切削速度.计算工时由于所有工步所用工时很短，所以使得切削用量一致，以减少辅助时间。扩铰和精铰的切削用量如下：扩钻： 精铰： 工序009和010 T1及小头孔外圆为基准，扩、半精镗54孔。1. 选择钻头 选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=48mm，钻头采用双头刃磨法，后角o11，二重刃长度b=11mm,横刀长b=5mm,弧面长l=9mm,棱带长度 2.选择切削用量（1）决定进给量查简明手册 按钻头强度选择 按机床强度选择最终决定选择Z550机床已有的进给量 经校验 校验成功。（2）钻头磨钝标准及寿命后刀面最大磨损限度（查简明手册）为0.81.2mm，寿命扩孔后刀面最大磨损限度（查简明手册）为0.9.mm，寿命铰和精铰孔后刀面最大磨损限度（查简明手册）为.mm，寿命（3）切削速度查切 修正系数 故。查简明手册机床实际转速为故实际的切削速度扩铰和半精铰的切削用量同理如下：扩钻： 半精铰： .计算工时所有工步工时相同。