撥叉課程設(shè)計(jì)DOC

1、機(jī)械制造工藝學(xué)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)課題名稱：撥叉零件機(jī)械加工工藝規(guī)程班級(jí)： 姓名：學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)老師:機(jī)械工程學(xué)院2011 年 12 月機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)題目:設(shè)計(jì) ”車床撥叉 ”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)則及工藝裝備內(nèi)容 ：1.零件圖1 張2.毛坯圖1 張3.機(jī)械加工工藝過(guò)程綜合卡片1 張4.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)零件圖1 張6.課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1 份第一章 撥叉的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定. 零件圖.撥叉的作用它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求工作，工作過(guò)程：撥叉頭以 30mm孔套在變速叉軸上，并用錐銷 和螺釘與操縱手柄連接，撥叉腳則夾在雙聯(lián)變速齒輪的槽中。 當(dāng)需要變速時(shí)，操 縱變速

2、桿，變速操縱機(jī)構(gòu)就通過(guò)撥叉頭部的操縱槽帶動(dòng)撥叉與變速叉軸一起在變 速叉軸一起在變速箱中滑移，撥叉腳撥動(dòng)雙聯(lián)變速齒輪在花鍵軸上滑動(dòng)以改換檔 位，從而改變銑床主軸的轉(zhuǎn)速。三.撥叉的技術(shù)要求撥叉的全部技術(shù)要求列于表1-1中。加工表面尺寸及偏差mm公差及精度等 級(jí)表面粗糙度Ra 卩m形位公差/mm撥叉頭前端面800.3IT123.2撥叉頭后端面800.3IT1212.5撥叉腳端面20 書(shū).02620 _0.026IT103.2丄i DIMin撥叉腳槽底面R48IT1212.5凸臺(tái)槽深5IT1012.5凸臺(tái)槽寬12IT86.3 8mn孔0.01580IT71.6TQ15 55mm外b圓55IT12 30

3、孔30c0.021IT71.6連接面16IT12該撥叉形狀特殊、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，屬典型的叉桿類零件。為實(shí)現(xiàn)換檔、變速的功能，其叉軸孔與變速叉軸有配合要求，因此加工精度要求較高。叉腳兩端面在工 作中需承受沖擊載荷，為增強(qiáng)其耐磨性，采用鑄件，其硬度為350HRC綜上所述，該撥叉件的各項(xiàng)技術(shù)要求制訂的較合理，符合該零件在運(yùn)行中的功用。四.撥叉的生產(chǎn)類型結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際：Q=5000臺(tái)/年，m=1件/臺(tái)，備品率a%口廢品率b%分別取3%和0.5%。代入公式（1-1 ）得：N=5000臺(tái)/ 年匯 1 件/ 臺(tái)匯（1+3% 匯（1+0.5%） =5175.75撥叉重量為0.84kg，由附表（1）知，撥叉屬輕型零件；

4、由附表（2）知，該撥 叉的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。附表（1）不同機(jī)械產(chǎn)品的零件質(zhì)量型別表機(jī)械產(chǎn)品類型加工零件的質(zhì)量/kg重型零件中型零件輕型零件電子工業(yè)機(jī)械304305015502000100 2000100附表（2）機(jī)械加工零件生產(chǎn)類型的劃分年生產(chǎn)生產(chǎn)類型零件特征咚綱領(lǐng)/件X產(chǎn)品類型重型零件中型零件輕型零件單件生產(chǎn)5以下20以下100以下成批生產(chǎn)小批51020 200100 500中批1003002005005005000大批30010005005000500050000大量生產(chǎn)1000以上5000以上50000以上第二章選擇毛培的制造方式毛培圖簡(jiǎn) 圖加工 面 代 號(hào)基本尺寸加工 余量 等級(jí)加工

5、余量說(shuō)明上J JT H/乜D130mmG3.0 漢 2孔降一 級(jí)雙側(cè) 加工D255mmG3.0 漢 2孔降一 級(jí)雙側(cè) 加工T2115mm6.5單側(cè)加工T348mmG2.5單側(cè)加工T460mm6.5單側(cè)加工二確定毛培的制造方式由于該撥叉在工作過(guò)程中要承受沖擊載荷，為增強(qiáng)撥叉的強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng) 度，毛坯選用鑄件。該撥叉的輪廓尺寸不大，且生產(chǎn)類型屬大批生產(chǎn)，為提高生 產(chǎn)率和鑄件的精度，宜采用金屬型澆鑄。毛坯的起模斜度為3。與其它金屬加工方法相比，鑄造具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1 ）原材料來(lái)源廣。（2）生產(chǎn)成本低。（3）鑄件形狀與零件接近，尺寸不受限制。鑄造工藝通常包括： 鑄型（使液態(tài)金屬成為固態(tài)鑄件的容器）準(zhǔn)備

6、，鑄型按所用材料可 分為砂型、金屬型、陶瓷型、泥型、石墨型等，按使用次數(shù)可分為一次性 型、半永久型和永久型，鑄型準(zhǔn)備的優(yōu)劣是影響鑄件質(zhì)量的主要因素； 鑄造金屬的熔化與澆注，鑄造金屬（鑄造合金）主要有各類鑄鐵、 鑄鋼和鑄造有色金屬及合金； 鑄件處理和檢驗(yàn)，鑄件處理包括清除型芯和鑄件表面異物、切除澆 冒口、鏟磨毛刺和披縫等凸出物以及熱處理、整形、防銹處理和粗加工等。第三章制定零件的加工工藝規(guī)程一選擇加工方案及制定工藝路線一）根據(jù)撥叉零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工件各 表面的加工方法，如表2-1所示。撥叉零件各表面加工方法加工表面尺寸精度等 級(jí)表面粗糙度Ra/um加工方案?jìng)渥尾?/p>

7、頭前端面T123.2粗銑-半精銑- 磨削附表（3）拔插頭后端面T1212.5粗銑附表（3） 30mmfLT71.6鉆-擴(kuò)-鉸-精 鉸附表（4） 96mmfLT1212.5鉆削-擴(kuò)附表（4）凸臺(tái)圓弧槽底T1012.5粗銑附表（3）凸臺(tái)圓弧槽側(cè)面T86.3粗銑-精銑附表（3）附表（3）平面加工的經(jīng)濟(jì)精度與表面粗糙度序加工方法經(jīng)濟(jì)精度表面粗糙度選用范圍號(hào)(IT)1粗車10 1112.5 6.3未淬硬鋼、鑄鐵、 有色金屬端面加工2粗車-半精車896.3 3.23粗車-半精車-精車671.6 0.84粗車-半精車-磨削:790.8 0.2鋼、鑄鐵端面加工5粗刨（粗銑）12 1412.5 6.3不淬硬的表

8、面6粗刨（粗銑）-半精刨（半精 銑）11 126.3 1.67粗刨（粗銑）-半精刨（半精 銑）796.3 1.68粗刨（粗銑）-半精刨（半精 銑）-精刨（精銑）783.2 1.69粗銑-拉690.8 0.2大量生產(chǎn)未淬硬的 小平面10粗刨（粗銑）-精刨（精銑）- 寬刃精刨670.8 0.2未淬硬的鋼件、鑄 鐵件及有色金屬件11粗刨（粗銑）-半精刨（半精 銑）-精刨（精銑）-寬刃精刨50.8 0.2附表（4）內(nèi)圓表面加工的經(jīng)濟(jì)精度與表面粗糙度序 號(hào)加工方法經(jīng)濟(jì)精 度（IT ）表面粗糙度Ra （卩 m適用范圍1鉆12 1312.5加工未淬硬鋼及 鑄鐵的實(shí)心毛坯，孔徑 （15-20） mm5鉆-擴(kuò)-

9、粗鉸-精鉸781.6 0.86鉆-擴(kuò)-鉸893.2 1.67鉆-擴(kuò)-機(jī)鉸-手鉸670.4 0.18鉆-（擴(kuò)）-拉791.6 0.1大批量生產(chǎn)，精度 視拉刀精度決定9粗鏜（或擴(kuò)孔）11 1312.5 6.3毛坯有鑄孔或鍛 孔的未淬火鋼及 鑄件10粗鏜（粗?jǐn)U）-半精鏜（精擴(kuò)）9103.2 1.611擴(kuò)（鏜）-銑9103.2 1.612粗鏜（擴(kuò)）-半精鏜（精擴(kuò)）- 精鏜（鉸）781.6 0.8二）加工階段的劃分該撥叉加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工、半精加工和精加工 幾個(gè)階段。在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)（撥叉頭后端面和叉軸孔）準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度

10、要求；然后粗銑撥叉頭前 端面、粗銑撥叉腳槽內(nèi)側(cè)面和底面。在半精加工階段，完成撥叉頭后端面的精銑、 撥叉腳槽內(nèi)側(cè)面和底面的精銑加工和孔 8mm勺鉆、擴(kuò)加工；在精加工階段，進(jìn) 行撥叉頭后端面的磨削加工。三) 工序的集中和分散選用工序分散原則安排撥叉的加工工序。該撥叉的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可 以采用普通型機(jī)床配以專用工、夾具，以降低其生產(chǎn)成本。四) 工序順序的安排1機(jī)械加工工序(1) 遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)-撥叉頭后端面和叉軸0.021 300 mm(2) 遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。(3) 遵循“先主后次”原則，先加工主要表面-撥叉頭后端面和叉軸孔

11、3O0O.O21mni后加工次要表面-撥叉腳槽內(nèi)側(cè)面、底面和撥叉頭下臺(tái)階面。(4) 遵循“先面后孔”原則，先加工撥叉頭端面，在加工叉軸孔 30。 孔；先銑撥叉頭下臺(tái)階面，再鉆削孔 8mm2熱處理工序鑄件為了消除殘余應(yīng)力，需在粗加工前、后各安排一次時(shí)效處理，在半精加 工前、后各安排一次時(shí)效處理。3輔助工序在半精加工后，安排去毛刺和中間檢驗(yàn)工序；精加工后，安排去毛刺、終檢 工序。綜上所述，該撥叉工序的安排順序?yàn)椋夯鶞?zhǔn)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-熱處理-主 要表面精加工。二選擇定位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)

12、。1精基準(zhǔn)的選擇根據(jù)該撥叉零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇撥叉頭后端面和叉軸孔3OoO.O21 mm作為精基準(zhǔn)，零件上的很多表面都可以采用它們作為基準(zhǔn)進(jìn)行加工， 即遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。叉軸孔 3OOO.O21mn的軸線是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，選用其作 精基準(zhǔn)定位加工撥叉腳兩端面，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合， 保證了被加 工表面的垂直度和平行度要求。選用撥叉頭后端面作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；另外，由于撥 叉件剛度較差，受力容易產(chǎn)生碎裂，為了使得機(jī)械加工中產(chǎn)生夾緊損壞， 根據(jù)夾 緊力應(yīng)垂直于主要定位基面，并應(yīng)作用在剛度較大部位的原則，夾緊力作用點(diǎn)不能作用在叉桿上。選用撥叉頭后端面作精基準(zhǔn)，夾緊可作用在撥叉頭的前端面

13、上， 夾緊穩(wěn)定可靠。2粗基準(zhǔn)的選擇作為粗基準(zhǔn)的表面平整，沒(méi)有飛邊、毛刺或其他表面缺陷。選擇撥叉頭前端 面和撥叉腳底面作為粗基準(zhǔn)。采用撥叉頭前端面作粗基準(zhǔn)加工后端面，可以為后 續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。3. 選擇各工序所用的機(jī)床設(shè)備和工藝裝備（刀具、夾具、量具 等）加工工序設(shè)備刀具，量具，夾具粗銑撥叉頭兩端面立式銑床X51高速鋼套式面銑刀游標(biāo)卡 尺專用夾具精銑拔叉 頭兩端面立式銑床X51高速鋼套式面銑刀游標(biāo)卡 尺.專用夾具鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸 30孔四面組合鉆床麻花鉆.鉸刀.內(nèi)徑千分尺鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸 96孔四面組合鉆床麻花鉆.鉸刀.內(nèi)徑千分尺切斷CA6140車床車刀、游標(biāo)卡尺粗銑 96孔上下端面立式銑床

14、X51高速鋼套式面銑刀游標(biāo)卡 尺.專用夾具精銑 96孔上下端面立式銑床X51高速鋼套式面銑刀游標(biāo)卡 尺專用夾具精銑凸臺(tái)上端面立式銑床X51高速鋼套式面銑刀游標(biāo)卡 尺.專用夾具精銑凸臺(tái)圓弧槽立式銑床X51高速鋼套式面銑刀游標(biāo)卡 尺專用夾具鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸 8孔四面組合鉆床麻花鉆.鉸刀.內(nèi)徑千分尺去毛刺，中檢鉗工臺(tái)平銼.塞規(guī).百分表.卡尺等熱處理淬火機(jī)等校正拔叉腳鉗工臺(tái)手錘磨削拔叉腳 兩端面磨床M7120A砂輪游標(biāo)卡尺清洗清洗機(jī)終檢塞規(guī).百分表.卡尺4. 確定加工余量及工序間尺寸和公差1）毛培的基本尺寸（1）鑄件基本尺寸 機(jī)械加工前的毛坯鑄件的尺寸，包括必要的機(jī)械加工余 量。（2）尺寸公差 允許尺

15、寸的變動(dòng)量。公差等于最大極限尺寸與最小極限尺 寸之代數(shù)差的絕對(duì)值；也等于上偏差與下偏差的絕對(duì)值。（3）錯(cuò)型（錯(cuò)箱） 由于合型時(shí)錯(cuò)位，鑄件的一部分與另一部分在分型面處 相互錯(cuò)開(kāi)。（4）要求的機(jī)械加工余量（RMA在毛坯鑄件上為了隨后可用機(jī)械加工方法去除鑄造對(duì)金屬表面的影響，并使之達(dá)到所要求的表面特征和必要的尺寸精度而 留出的金屬余量。對(duì)圓柱形的鑄件部分或在雙側(cè)機(jī)械加工的情況下，RMA應(yīng)加倍。外表面作機(jī)械加工時(shí)，RMA與鑄件其他尺寸之間的關(guān)系可由公式（2-1 ）表示； 內(nèi)腔作機(jī)械加工相對(duì)應(yīng)的表達(dá)式為（2-2 ）。R=F+2RMA+CT/2（ 2-1 ）R=F-2RMA-CT/2（ 2-2）R-鑄件毛

16、坯的基本尺寸F-最終機(jī)械加工的尺寸CT-鑄件公差計(jì)算得到：撥叉前后端面的機(jī)械加工余量為 RMA1（ 85-80-0.55 ） /2=2.225mm撥叉腳前后端面的機(jī)械加工雙邊余量為RMA2（ 18-13+0.39 ） /2= 2.695mm前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個(gè)加工工序的加工余量如下:加工孔加工內(nèi)容加工余量精度等級(jí)工序尺寸表面 粗糙 度Ra(Am)工序余量最小最大55H13(D2)鑄件6CT9爭(zhēng) 492.0擴(kuò)孔5.8IT12 536.32.06.25半精鏜0.2IT10543.20.050.2530擴(kuò)孔5.84IT12 186.32.06.25精鉸孔0

17、.06IT7七.021 2001.60.050.252平面工序尺寸:工序 號(hào)工序 內(nèi)容加工 余量基本 尺寸經(jīng)濟(jì) 精度工序 尺寸 偏差工序余量最小最大鑄件2.5CT9001粗銑 兩端 小頭 孔上 端面258.5120_0.251.603.60002粗銑 中間 孔上 端面627120_0.251.656.5003粗銑 中間 孔下 端面621120_0.251.756.5004精銑 兩端 小頭 孔上 端面0.558110_0.160. 351.16005精銑 中間 孔上 端面0.520.510七06 _0.060.471.12006精銑 中間 孔下 端面0.52010H0.06-0.060.471.

18、123確定切削用量及時(shí)間定額：工序001至003以T1為粗基準(zhǔn)，粗銑 30孔上下端面加工條件工件材料：HT200, cb =0.16GPa HB=190241 鑄造。加工要求：粗銑 30孔上端面。機(jī)床：X6140臥式銑床。刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀，牌號(hào)YG6。銑削寬度ae=60深度apPca故校驗(yàn)合格。最終確定 即=1.5mm , nc=475r/min,Vfc=475mm/s , V c=119.3m/min , fz=0.16mm/z。計(jì)算基本工時(shí)tm = L/ Vf=(32+80)/475=0.236min。工序004到工序006以T1及小頭孔外圓為基準(zhǔn)精銑 54孔上下端面1

19、.加工條件工件材料：HT200, cb =0.16GPa HB=190241 鑄造。加工要求：精銑 54上端面。機(jī)床： X6140 臥式銑床。刀具：W18Cr4V硬質(zhì)合金鋼端銑刀，牌號(hào)YG6。銑削寬度ae=60深度apPg 故 校驗(yàn)合格。最終確定 ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6) 計(jì)算基本工時(shí)tm = L/ Vf=(32+80)/475=0.24min。工序 007 和 008 以 T1 及小頭孔外圓為基準(zhǔn)，擴(kuò)、精鉸 20 孔，保證垂直度誤 差不超過(guò)0.05mm,孔的精度達(dá)到IT7。1.選擇鉆頭選擇高

20、速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí) do=18m m,鉆頭采用雙頭刃磨法，后角ao=12二重刃長(zhǎng)度 b F2.5mm,橫刀長(zhǎng)b=1.5mm,寬l=3mm,棱帶長(zhǎng)度l1.5mm2浮=120。：-0 =10。30 2.選擇切削用量=1.5 ： 3(1) 決定進(jìn)給量杳切 f = 0.70 0.86mm/r丄 f = 0.70mm/ r按鉆頭強(qiáng)度選擇f .75mm/r按機(jī)床強(qiáng)度選擇f=.53mm/r最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量f =0.48mm/r經(jīng)校驗(yàn)Ff二6090” Fmax校驗(yàn)成功。(2) 鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命后刀面最大磨損限度(杳簡(jiǎn)明手冊(cè))為0.50 . 8 mm,壽命T二60min .3.切削速度杳切vc

21、 - 18mm/ r 修正系數(shù) KTV .O KMV =0 Ktv - 1.0Kxv=1.0 J =1.0 Kapv=10 故Vc=18mm/r。型f8.3r/mind。查簡(jiǎn)明手冊(cè)機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為nc二272r/min故實(shí)際的切削速度Vc =d0ns = 15.4mm/r10003 .計(jì)算工時(shí)tm30 100.10 min nf 272 1.45由于所有工步所用工時(shí)很短，所以使得切削用量一致，以減少輔助時(shí)間。擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量如下:擴(kuò)鉆：n = 272r / min精鉸：n = 272r /minf = 0.48mm/ r v 15.4m/m i n d0 =19.8mmf 二 0.48mm/r v。二 15.4m/m i n d = 20IT7工序009和010 T1及小頭孔外圓為基準(zhǔn)，擴(kuò)、半精鏜 54孔。