东风-12型运输车倒挡拨叉加工工艺说明书-毕业论文

南华大学船山学院毕业论文（设计） 第 1 页 ，共 82 页 1 1 拨叉零件的分析拨叉零件的分析 机械专业毕业设计是完成大学全部课程， 并进行了毕业实习的基础上进行的一个 重要的教学环节，机械加工工艺及夹具设计是毕业前对专业知识的综合运用，机 械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法。生产规模的大小、 工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺来 体现。 而机床夹具是在机床上用以装夹工件的一种置，其作用是使工件相对于机 床或刀具有个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。通过此次设计， 将会让我们更加直观与深刻的学习到机械零件加工的每一步细节和过程， 并让我 们初步将课本所学的知识与实际设计生产相结合，真正做到知识融会贯通，达到 专业训练目标。 本次设计是东风-12 型运输车倒档拔叉的加工工艺规程及一些工序的专用 夹具设计。此拔叉零件的结构较为复杂，其加工的地方主要是孔和平面。本设计 先加工孔后加工面， 将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证它 们的加工精度。以拔叉右端的最大的平面作为粗基准，来加工与倒档轴配合的通 孔， 然后以此加工过的孔作为精基准， 加工剩余的面。 整个加工过程选用了车床、 钻床、 铣床和镗床。 工件在机床上定位夹紧选用专用夹具， 夹紧方式为手动夹紧， 夹紧可靠，操作方便。因此生产效率较高，适用于大批量、流水线上加工，能够 满足设计要求。 1.11.1 零件的作用零件的作用 倒档拨叉在东风-12 运输车的变速箱中，与操纵机构的其它零件结合，用它 拨动滑动齿轮，通过改变滑动齿轮位置和齿数比来实现倒车。14H9 是与倒档轴 配合的面有较高的精度要求。槽 14H13 为滑块拨动的配合表面。T1、T2为与滑动 齿轮接触的表面。 对零件的技术要求分析，应包括以下内容： A.分析零件的结构形状，确定零件的材料、硬度制定热处理方式，了解该零 件的主要工艺特点，构想有针对性的工艺方案。 南华大学船山学院毕业论文（设计） 第 2 页 ，共 82 页 B分析零件上被加工面的技术要求包括各加工表面的尺寸精度、形状精度、 位置精度、表面粗糙度及热处理等，以便在选择加工方法及拟定工艺路线时重点 考虑。 1.21.2 零件的工艺分析零件的工艺分析 该零件是叉架类零件，形状不规则，尺寸精度，形位精度要求均较高，零件 的主要技术要求分析如下： （参阅图 1.1） （1）T1、T2两表面对14H9 孔轴线垂直度摆差不大于 0.1mm，主要是保证拨 叉面能正确地安装在变速箱的倒档轴上，拨叉利用弹簧、滚珠在轴上进行定位， 因此必须保证 1 . 0 0 7 . 8 mm，孔及拨叉槽的尺寸精度。 （2）孔14H9 的轴线直线度为0.020mm 且遵守最大实体原则。 最大实体原则（MMP） ：最大实体原则指被测要素和（或）基准要素在偏离最大 实体状态时形状、定向、定位、公差获得补偿的一种原则。本设计的最大实体原 则应用于被测要素。关于本设计的最大实体原则解释如下：基本尺寸为: 14mmDa14.043mm 实效边界的实效尺寸为: Dvc=Dmin-tg=14mm-0.020mm=13.980mm 当轴的实际尺寸处处为最大实体尺寸14.043 时，其允许的直线误差为 0.020mm。若实际尺寸偏离最大实体尺寸14.043mm 时，轴线的直线度补偿可以 大于0.020mm，但其作用尺寸不能超过实效尺寸13.980mm，实效轮廓不超过边 界。当孔的实际尺寸为最小实体尺寸14mm 时孔直线度误差最大可为0.043+ 0.020= 0.063mm。 T1、T2面与不加工腹板 5mm 的平均尺寸为 0.5mm，应注意保持有一定的台面。 拨叉在操纵时轴向移动灵活，T1、T2表面受力均匀。 （3）零件虽然处于受冲击的工作环境，但零件的主要作用是拨动滑动齿轮， 由于滑动齿轮上有润滑油，齿轮轴上有导向键等所以拨叉所受的冲击并不大，考 虑到零件是大批量生产和毛坯成本问题，所以采用铸件，铸件要求不能有砂眼、 疏松等缺陷，以保证零件的强度、硬度及刚度，在外力的作用下，不致于发生意 外事故。 南华大学船山学院毕业论文（设计） 第 3 页 ，共 82 页 （4）槽的两侧面是滑块拨动配合表面，两侧面与拨叉定位孔 0 1 .0 7 .8 mm 的轴线平行度应保证在 0.4mm 以下， 这样才能保证拨叉在定位后滑块能够顺利拨 动拨叉，实现倒档。 （5）孔14H9 孔壁的粗糙度 Ra6.3 和脚面的粗糙度 Ra6.3 是要求加工时必 须精加工，以保证粗糙度的要求。 （6）两脚面叉头为保证厚度一样，必须同时刮削。 （7）由于拨叉要受到冲击力的作用，因而为了延长拨叉的使用寿命。应使 拨叉的热处理后达到表硬里韧的效果。 图 1.1 拨叉零件图 南华大学船山学院毕业论文（设计） 第 4 页 ，共 82 页 2 2 工艺规程的设计工艺规程的设计 2.12.1 确定毛坯的制造形式确定毛坯的制造形式 由于零件工作环境所受的冲击不是很大，因而采用铸件即可，考虑到零件的 结构比较复杂，又是薄壁件，所以采用金属型铸造，考虑到工件承受一定的冲击 和振动，因而根据参考文献 3表 1-14 可锻铸铁的牌号、力学性能和用途 选择工 件材料为 KTH350-10,HBSMpa b 140,350硬度为，毛坯的尺寸精度要求为 IT11IT12 级。 2.22.2 基准的选择基准的选择 粗基准：用毛坯上未经加工的表面作为定位基准称为粗基准。 精基准：用已加工过的表面作为定位基准称为精基准。 在选择定位基准时一般都是先根据零件的加工要求选择精基准， 然后再考虑用哪 一组表面作为粗基准才能把精基准加工出来。 （1）选择粗基准一般应遵循以下几项原则。 保证零件加工表面相对于不加工表面具有一定位置精度的原则。 被加工 零件上如有不加工表面，应选不加工表面作为粗基准，这样可以保证不加工表面 相对于加工表面具有一定的相对位置关系。 合理分配加工余量的原则。从保证重要表面加工余量均匀考虑，应选择 重要表面作为粗基准。 便于装夹的原则。为使工件定位稳定，夹紧可靠，要求所选用的粗基准 尽可能平滑光洁，不允许有锻造飞边、铸造浇冒口切痕或其他缺陷，并有足够的 支承面积。 粗基准在同一尺寸方向上一般不得重复使用的原则。粗基准通常在同一 尺寸方向上只允许使用一次，这是因为粗基准一般都很粗糙，重复使用同一粗基 准所加工的两组表面之间的位置误差会相当大，所以粗基准一般不得重复使用。 上述 4 项选择粗基准的原则，有时不能同时兼顾，只能根据主次抉择。 南华大学船山学院毕业论文（设计） 第 5 页 ，共 82 页 （2）选择精基准一般应遵循以下几项原则。 基准重合原则。应尽可能选择所加工表面的工序基准为精基准，这样可 以避免由于基准不重合引起的定位误差。 统一基准原则。应尽可能选择用同一组精基准加工工件上尽可能多的表 面，以保证所加工的各个表面之间具有正确的相对位置关系。 互为基准原则。当工件上两个加工表面之间的位置精度要求比较高时， 可以采用两个加工表面互为基准的方法尽享加工。 自为基准原则。一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均匀，常以 加工表面自身为精基准进行加工。 上述 4 项选择精基准原则， 有时不可能同时满足， 应根据实际条件决定取舍。 根据零件图纸及零件的使用情况分析可知14H9 孔、槽宽、叉头面厚、叉 头面与腹板的距离等均应通过正确的定位才能保证，故对基准的选择应予以分 析。 粗基准的选择：按照粗基准的选择原则，为保证不加工表面和加工表面的 位置要求，应选择不加工表面为粗基准，故此处选择 5mm 厚的腹板右侧为第一粗 基准；在加工14H9 孔时，为保证孔壁均匀，选择24mm 的外圆表面为第二粗基 准。 精基准的选择：在14H9 孔加工以后，各工序则以该孔为定位精基准，从 靠近叉脚的24mm 端面为轴向尺寸的定位精基准。这样就满足了基准重合的原则 和互为基准的原则。在加工某些表面时，可能会出现基准不重合，这时需要进行 尺寸链的换算。 2.32.3 表面加工方法的选择表面加工方法的选择 机器零件的结构形状虽然多种多样，但它们都是由一些最基本的几何表面 (外圆、孔、平面等)组成的，机器零件的加工过程实际就是获得这些几何表面的 过程。 同一种表面可以选用各种不同的加工方法加工，但每种加工方法的加工质 量、加工时间和所花费的费用是各不相同的。要根据具体加工条件(生产类型、 设备状况等)选用最适当的加工方法。具有一定技术要求的加工表面，一般都不 是只通过一次加工就能达到图样要求的，对于精密零件的主要表面，往往要通过 多次加工才能逐步达到加工质量要求。 南华大学船山学院毕业论文（设计） 第 6 页 ，共 82 页 在选择加工方法时， 一般总是首先根据零件主要表面的技术要求和具体加工 条件， 先选定该表面最终加工工序加工方法，然后再逐一选定该表面各有关前导 工序的加工方法。主要表面的加工方案和加工方法选定之后，再选定次要表面的 加工方案和加工方法，但所选择的加工方法应满足零件的质量、良好的加工经济 性和高的生产效率的要求。 本零件加工表面有内孔、端面、槽、倒角等.材料为 KTH350-10。参考文献 1 有关资料，其加工方法选择如下： 1.14H9孔： 公差等级9级， 表面粗糙度Ra6.3m.根据参考文献 1表10.5-1 不同加工方法达到的孔径精度与表面粗糙度 可得：加工方法可采用先钻13.2 使孔径精度达到 IT1213、Ra12.5 之后再根据参考文献 1表 4.2-4 各种加工方 法能达到的表面粗糙度 拉孔可满足要求。 2.24 端面及倒角：表面粗糙度 Ra25m.根据参考文献 1表 4.2-4 各种加 工方法能达到的表面粗糙度 加工方法可采用粗车加工可满足要求。 3.脚面：表面粗糙度 Ra6.3m.根据参考文献 1表 4.2-4 各种加工方法能达 到的表面粗糙度 加工方法可采用粗铣、精铣可满足要求。 4.开挡：表面粗糙度 Ra12.5m根据根据参考文献 1表 4.2-4 各种加工方法 能达到的表面粗糙度 加工方法可采用粗铣可满足要求。 5.槽 14H13：公差等级 13.表面粗糙度 Ra12.5m.根据根据参考文献 1表 4.2-4 各种加工方法能达到的表面粗糙度 采用铣可满足要求。 6.定位孔顶面尺寸14.表面粗糙度Ra25m.根据根据参考文献 1表4.2-4各 种加工方法能达到的表面粗糙度 采用粗铣可满足要求。 7孔8.7 0.1 0 .表面粗糙度 Ra25m.根据根据参考文献 1表 4.2-4 各种加工 方法能达到的表面粗糙度 钻孔可满足要求。 2.42.4 加工阶段的划分加工阶段的划分 当零件的加工质量要求较高时，一般都要经过粗加工、半精加工和精加工 3 个阶段；如果零件的加工精度要求特别高，表面粗糙度要求特别小时，还要经过 南华大学船山学院毕业论文（设计） 第 7 页 ，共 82 页 精整和光整加工阶段。各个加工阶段的主要加工任务划分如下： (1)粗加工阶段：高效地切除加工表面上的大部分余量，使毛坯在形状和尺 寸上接近成品零件。 (2)半精加工阶段：切除粗加工后留下的误差，使被加工工件达到一定精度， 为精加工作准备，并完成一些次要表面的加工，例如，钻孔、攻螺纹、铣键槽等。 (3)精加工阶段：保证各主要表面达到零件图规定的加工质量要求。 (4)精整和光整加工阶段对于精度要求很高(IT5 以上)，表面粗糙度值要求 很小（Ra0.2m）的表面，尚需安排精整和光整加工阶段，其主要任务是减小 表面粗糙度和进一步提高尺寸精度和形状精度， 但一般没有提高表面间位置精度 的作用。 将零件的加工过程划分为几个加工阶段的主要目的如下。 (1)保证零件加工质量。粗加工阶段切除余量较大，因此产生的切削力和切 削热较大， 装夹工件所需夹紧力也较大， 从而在加工过程中工艺系统的受力变形、 受热变形和工件的残余应力变形也大，不可能达到高的加工精度和表面质量，需 要在后续的加工阶段逐步减小切削用量，逐步修正工件的原有误差。此外，各加 工阶段的时间间隔相当于自然时效，有利于使工件消除残余应力和充分变形，以 便在后续加工阶段得到修正。 (2)粗加工阶段可采用功率大而精度一般的高效设备，而精加工阶段则采用 相应的精加工设备，这样既发挥了机床设备各自的性能特征，又可延长高精设备 的使用寿命。 (3)零件的工艺过程中插入了必要的热处理工序，这样就自然以热处理为界 被划分为几个各具不同特点和目的的加工阶段。 （4）划分加工阶段，可以在粗加工后及早发现毛坯的缺陷、及时修补或报 废。 （5）零件表面的精加工安排在最后，可以防止或减少表面损伤。 工序的集中与分散 确定加工方法之后， 就要按零件加工的生产类型和具体加工条件确定工 艺过程的工序数。确定零件加工过程工序数有两种原则：一种是工序集中原则， 另一种是工序分散原则。按工序集中原则组织工艺过程，就是使每个工序所包括 南华大学船山学院毕业论文（设计） 第 8 页 ，共 82 页 的加工内容尽量多些，组成一个集中工序。最大限度的工序集中，就是在一个工 序内完成工件所有表面的加工。按工序分散原则组织工艺过程，就是使每个工序 所包括的加工内容尽量少些。 最大限度的工序分散就是使每个工序只包括一个简 单工步。按工序集中原则组织工艺过程的特点是：有利于采用自动化程度较高的 高效率机床和工艺装备， 生产效率高； 工序数少， 设备数少； 工件的装夹次数少， 不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加 工表面之间的相互位置精度要求。按工序分散原则组织工艺过程的特点是：所用 机床和工艺装备简单；设备数多。 工序先后顺序的安排 机械加工工序先后顺序的安排，一般应遵循以下几个原则： (1)先加工定位基面，再加工其他表面； (2)先加工主要表面，后加工次要表面； (3)先安排粗加工工序，后安排精加工工序； (4)先加工平面，后加工孔。 热处理工序及表面处理工序的安排如下： 为改善工件材料切削性能安排的热处理工序，例如退火、正火等，对高碳钢 采用退货降低硬度对低碳钢采用正火提高硬度， 退火或正火一般安排在切削加工 之前进行。 为消除工件内应力安排的热处理工序，例如人工时效、自然时效，最好安排 在粗加工阶段之后精加工之前进行； 为了减少机械加工车间与热处理车间之间的 运输工作量，对于加工精度要求不高的工件也可安排在粗加工之前进行。对于机 床床身、立柱等结构较为复杂的铸件，在粗加工前后均需安排时效处理工序(人 工时效或自然时效)，使材料组织稳定，日后不再有较大的变形产生。 为改善工件材料力学性能的热处理工序，例如淬火回火、渗碳、氮化等，一 般都安排在半精加工和精加工之间进行， 这是因为淬火处理后尤其是渗碳淬火后 工件会有较大的变形产生，为修正渗碳、淬火处理产生的变形，热处理后需要安 排精加工工序。在淬火处理进行之前，需将铣槽、钻孔、攻螺纹、去毛刺等次要 表面的加工进行完毕。当工件需要进行渗碳淬火处理时，由于渗碳过程工件会有 较大的变形产生，常将渗碳过程放在次要表面加工之前进行，这样可以减少次要 南华大学船山学院毕业论文（设计） 第 9 页 ，共 82 页 表面与淬硬表面间的位置误差。 为提高工件表面耐磨性、 耐蚀性安排的热处理工序以及以装饰为目的而安排 的热处理工序， 例如镀铬、 镀锌、 发蓝等， 一般都安排在工艺过程最后阶段进行。 零件表层或内腔的毛刺对机器装配质量影响甚大，切削加工之后，应安排去毛 刺工序。零件在进入装配之前，一般都应安排清洗工序。工件内孔、箱体内腔易 存留切屑；研磨、珩磨等光整加工工序之后，微小磨粒易附着在工件表面上，需 要清洗。 检验工序的安排，例如中间检验，应安排在粗加工阶段后，转出车间前，关 键工序之后进行；特种检验，如超声皮探伤，应安排在工艺过程开始，粗加工之 前进行：动、静平衡试验、密封性试验，应视加工过程的需要进行安排。 2.52.5 机床设备与工艺装备的选择机床设备与工艺装备的选择 正确选择机床设备是一件很重要的工作，它不但直接影响工件的加工质量， 而且还影响工件的加工效率和制造成本。 所选机床设备的尺寸规格应与工件的形 体尺寸相适应，机床精度等级应与本工序加工要求相适应，电动机功率应与本工 序加工所需功率相适应， 机床设备的自动化程度和生产效率应与工件生产类型相 适应。 工艺装备的选择将直接影响工件的加工精度、生产效率和制造成本，应根据 不同情况适当选择。在中小批生产条件下，应首先考虑选用通用工艺装备(包括 夹具、刀具、量具和辅具)；在大批大量生产中，可根据加工要求设计制造专用 工艺装备。使用数控机床加工，机时费用高，为充分发挥数控机床的作用，宜选 用机械夹固不重磨刀具和耐磨性特别好的刀具，如硬质合金涂层刀具、立方氮化 硼刀具和人造金刚石刀具等，以减少更换刀具和预调刀具的时间。数控加工所用 刀具寿命至少应保证能将一个工件加工完。 机床设备和工艺装备的选择不仅要考 虑设备投资的当前效益，还要考虑产品改型及转产的可能性，应使其具有更大的 柔性。 2.5.12.5.1 工艺路线的拟定工艺路线的拟定 为保证达到零件的几何形状、尺寸精度、位置精度及各项技术要求，必须 制定合理的工艺路线，由于生产纲领为成批生产，所以采用通用机床配以专用的 工、夹、量具，并考虑工序集中，以提高生产率和减少机床数量，使生产成本下 南华大学船山学院毕业论文（设计） 第 10 页 ，共 82 页 降。 工艺路线方案一：工艺路线方案二： 精铸，退火精铸，退火 工序：工序： 1、钻孔，刮端面。1、铣两端面。 2、拉孔。2、钻、扩、倒角、铰14H9 孔 3、车端面。3、倒角。 4、粗铣脚面。4、粗铣脚面。 5、铣开挡。5、铣开挡。 6、铣槽。6、铣槽。 7、钻孔。7、钻孔。 8、精铣脚面。8、精铣脚面。 2.5.22.5.2 两种工艺方案的比较与分析：两种工艺方案的比较与分析： 两个工艺方案中除前 3 道工序不同外，后面的工序都相同，而前 3 道工序 是为了获取精基准。方案一是用车削的方法，在车端面的同时将孔一并完成，这 样能很好的保证孔与端面的垂直度；方案二是先铣两个端面，然后再钻床上加工 出孔，因为两个端面一次铣出，可以有较好的平行度，然后用端面定位，用滑柱 钻模的钻套定中心，用钻模板直接压紧，也能得到较好的孔与端面的垂直度。 后面的工序均以孔及端面定位，故基准是重合的，两方案在这点是相同的。 但是， 方案二在获取精基准时需先在铣床上加工然后运送到钻床车间钻孔， 浪费人力物力，成本高些。与此同时方案二在加工出精基准的过程中有两次的装 夹，安装误差难以避免，与方案一相比会使端面与14H9 孔的轴线的垂直度不 如方案一的好，因而本次设计选择工艺路线方案一。根据工序方案一制定出详细 的工序划分如下所示： 毛坯为铸件，清理后，退火处理，以消除铸件的内应力及调整毛坯硬度改 善机械加工性能，在毛坯车间调整拨叉爪变形，铣去浇冒口，达到毛坯的技术要 求，然后送到机械加工车间来加工。 南华大学船山学院毕业论文（设计） 第 11 页 ，共 82 页 工序： （1）钻13.2mm 孔刮24mm 端面。（8）铣槽。 （2）拉14H9 孔。（9）铣面。 （3）车端面，倒角。（10）钻8.7mm 孔。 （4）车端面，倒角。（11）去毛刺。 （5）整形。（12）精铣脚面。 （6）粗铣脚面。（13）倒角，去毛刺。 （7）铣开挡。（14）检验。 根据此工序安排，编出机械加工工艺过程及工序，如附表 1.1。 表 1.1 机械加工工艺过程卡 南华大学船山学院毕业论文（设计） 第 12 页 ，共 82 页 南华大学 产品型号及名称 零件名称 零件生产批量 零件图号 第 1 页 共 2 页 毛坯种类 毛坯外形尺寸 材料名称及型号 零件重量 每件毛坯制坯数 毛坯重量 成品外形尺寸 每台产品零件数 车间 名称 工序 号 工种工序名称 单件 工时 机床型号 及名称 夹具名称 及编号 刀具名称 及编号 辅助名称 及编号 量具名称 及编号 东风-12型运输车 I倒档拨叉 10000件 铸造KTH350-101 1 10钳整形 110x70x50 103x60x46 1.25 13.2麻花钻20车钻 13.2孔C620-3 拨叉车 14 孔夹具 2.25 借用12.37.111 /DC1 30拉 拉14H9(+0.043 0 )孔 L6110拉床 拉夹具塞规14H9 1.25 12.37.108/ R2 l:30-50 机械加工工艺过程卡片(1) 塞规 12.37.108/ C1 12.37.108/ R3 圆孔拉刀 14H9 拉夹头 12.37.108/ L1 12.37.108/ FL1 12.37.108/ DL1 全形综合塞规 借用12.37.112 /811 40车 平端面，保证尺寸40.5，倒角1X45 1.5 C620-3 拨叉平端面车夹具游标卡尺 12.37.108/ C2 150X0.02 50车平端面，保证尺寸46,倒角1X45 1.5 C620-3 拨叉平端面车夹具同上 60钳整形 2 第二次整形夹具 12.37.108/ Q2 70铣 1.5 X62W 粗铣脚面夹具 高速钢错齿三面 刃铣刀 100X12 同上 12.37.108/ X1 12.37.108/ DX2 12.37.108 0度偏头端面车刀 粗铣脚面，保证尺寸 13.2 +0.12 0 6.70.12，4.650.12 南华大学船山学院毕业论文（设计） 第 13 页 ，共 82 页 X62W 编制 校对 审核 机械加工工艺过程卡片(2) 80铣铣开挡40B12（+0.430 +0.180） 1.5 X62W X62W拨叉开挡夹具同上同上 12.37.108/X2 90 铣 铣14H13槽，保证尺寸16.50.16，122X6232铣槽14DJ夹具 高速钢错齿三刃 铣刀 125X14H13 同上 12.37.108/X3 12.37.108/ DX2 100铣铣面，保证尺寸14 0-11.25铣夹具 高速钢错齿三刃 铣刀 100x12 游标卡尺 12.37.108/X5150x0.02 110钻钻 8.7+0.10 0 孔 保证尺寸16.50.06尺寸32 0 -1 1.65Z5140钻 8.7孔钻模 高速钢标准麻花 钻 8.7 12.37.108/Z1 120钳去毛刺0.5用手铰刀 14H9 130铣精铣脚面保证尺寸6-0.12 -0.24 11.50.15 2.5精铣脚面夹具 高速钢错齿三面 刃铣刀 100x12 卡板6-0.12 -0.24 12.37.108/X4 12.37.108/ DX1 12.37.108/ R1 140钳倒角0.5x45 去叉脚毛刺 去14H13槽毛刺 塞规 8.7 +0.1 0 南华大学船山学院毕业论文（设计） 第 14 页 ，共 82 页 2.62.6 确定机械加工余量节毛坯尺寸、设计毛坯图确定机械加工余量节毛坯尺寸、设计毛坯图 2.6.12.6.1 确定机械加工余量确定机械加工余量 铸件的机械加工余量按GB6414-86 确定.材料为KTH350-10.由于产品形状复 杂， 生产纲领是成批生产.所以毛坯选用金属型铸造.毛坯铸出后应进行退火处理. 以消除铸件在铸造过程中产生的内应力. 查文献 1表3.1-24成批和大批生产铸件的尺寸公差等级 查得该铸件的尺寸 公差 IT 为 79 级.所以取 IT9 级，由文献 1表 3.1-27 铸铁件机械加工余量选择 可得各表面的总余量。 由文献 1表 3.1-21 铸件尺寸公差数值（一）得： 24 端面尺寸 46公差 IT 为 2mm 14H13 槽面尺寸 14公差 IT 为 1.6mm 叉脚开挡尺寸 40公差 IT 为 2mm 面 14 尺寸 14公差 IT 为 1.6mm 由文献 1表 3.1-22 铸件尺寸公差数值（二）得： 两脚面尺寸 6公差 IT 为 1.5mm 2.6.22.6.2 确定毛坯尺寸确定毛坯尺寸 上面查得的加工余量加上零件尺寸即是毛坯尺寸. 拨叉毛坯图（铸件）尺寸mm 零件表面零件尺寸总余量毛坯尺寸公差 IT 24 端面 462+2502 两脚面61.5+1.591.5 14H13 槽面141.6+1.610.81.6 叉脚开挡402+2362 面 14141.615.61.6 南华大学船山学院毕业论文（设计） 第 15 页 ，共 82 页 由文献 1表 3.1-38 各种铸造方法的最小铸造斜度:对外表面 0 30 内表 面 1 2.6.32.6.3 毛坯的热处理方式毛坯的热处理方式 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 切削加工。消除铸件的不良组织，毛坯不得有砂眼疏松等缺陷。 2.6.42.6.4 设计毛坯图设计毛坯图 绘制毛坯图如图 2.1： 图 2.1 拨叉毛坯图 南华大学船山学院毕业论文（设计） 第 16 页 ，共 82 页 2.72.7 工序设计工序设计 2.7.12.7.1 选择加工设备与工艺装备选择加工设备与工艺装备 （1）选择机床 工序（1）钻13.2 孔，选择 C620-3 普通车床。 工序（2）拉14H9 孔选 L6110 型卧式内拉床 工序（3） （4）.车端面.倒角.选用 C620-3 普通车床。 工序（6）粗铣脚面、工序（7）铣开挡、工序（9）铣面、工序（12）精铣 脚面均为铣面采用 X62W 型机床 工序（8）铣槽.选用 X6232 型机床 工序（10）钻8.7 孔.选 Z5140 型机床. （2）选择夹具 本零件各工序均采用专用夹具装夹工件。 （3）选择刀具 工序 I 钻14H9孔.由文献 1表10.2-5高速钢麻花钻的类型和用途选择标准高速刚 锥柄麻花钻(GB1438-85)。由文献资料 1表 10.2-6 标准高速钢麻花钻直径系列选 d=13.2mm。由文献资料 1表 10.2-7 标准高速钢麻花钻的全长和沟槽长度得全 长 L=182mm。 由文献资料 1表 10.2-8通用型麻花钻的主要几何参数的推荐值 （据 GB6137-85）得 50,12,1182,30横刃倾角后角锋角螺旋角 f 。 工序 II 拉14H9 孔.由文献参考 4表 8-35 常用圆拉刀使用参考数据 选择 d=14mm的圆孔拉刀.拉削长度 30mm.总长 L=470mm. 车端面.倒角.工序（3） （4）根据参考文献 1表 8.2-75 焊接式 90 偏头端面 车刀。根据参考文献 6表 1.30 C620-1 机床 可知车床中心高为 200mm，故选刀杆 尺寸 BH=16mm25mm L=150mm 刀片厚度为 4.5mm，根据参考文献 1表 8.2-3 分类 和用途分组代号和国内牌号对照表 粗车带外皮的铸件毛坯，工件材料为可锻铸 南华大学船山学院毕业论文（设计） 第 17 页 ，共 82 页 铁可选取 YG6 牌号的硬质合金车刀。车刀的几何形状根据参考文献 1表 8.2-60 车刀前刀面形状 选择平面带倒棱型前刀面。根据参考文献 1表 8.2-61 倒棱前角 及倒棱宽度 7 01 ，根据参考文献 1表 8.2-62 车刀的前角及后角的参考值 6,15 00 根据参考文献 1表 8.2-63 主偏角参考值 90 r 根据参考文献 1 表8.2-64副偏角参考值 10 r ， 根据参考文献 1表8.2-65刃倾角参考值 0 s 工序（6） 粗铣脚面、工序（7）铣开挡、 （12）精铣脚面。根据参考文献 1表 9.2-1 铣 刀类型与用途 选用高速钢三面刃铣刀，错齿。由参考文献 1表 9.2-8 选择铣刀 D=100mm根据参考文献 1表 92-8 三面刃铣刀规格可取铣刀孔径 d=32 mm Z=16（根据 GB1117） 。由参考文献 4表 9-2 高速钢铣刀几何参数参考值有 。，过度刃长度过度刃倾角 螺旋角刃倾角副后角主后角前角 mm5 . 145,20 ,20,6,12,15 00 000 l s 工序（9） 铣槽，根据参考文献 1表 9.2-1 铣刀类型与用途 选用高速钢三面刃铣刀， 错齿。由参考文献 6表 3.1 铣刀直径的选择（参考）选择铣刀 D=125 mm根据参 考文献 1表 9 2-8 三面刃铣刀规格可得孔径 d=32 mm， 齿数 Z=18 （根据 GB1117） 、 宽 度 B=14H13 。 由 参 考 文 献 4 表 9-2 高 速 钢 铣 刀 几 何 参 数 参 考 值 有 。，过度刃长度过度刃倾角 螺旋角刃倾角副后角主后角前角 mm5 . 145,20 ,20,6,12,15 00 000 l s 工序（10） 钻8.7 孔，根据参考文献 1表 102-5 选取标准高速钢直柄麻花钻 (GB1436-85)， 根据参考文献 1表 10 2-6 选取 d=8.70 mm由文献资料 1表 10.2-7 标准高速钢麻花钻的全长和沟槽长度得全长 L=125mm。由文献资料 1表 10.2-8 通用型麻花钻的主要几何参数的推荐值得 12 f 后角 50横刃倾角由文献 资料 1表 10.2-10 麻花钻螺旋角 现取螺旋角 28，由文献资料 1表 10.2-9 麻花钻锋角2现取 1182锋角。 工序（11） 南华大学船山学院毕业论文（设计） 第 18 页 ，共 82 页 铣面保证尺寸 0 1 14根据参考文献 1表 9.2-1 铣刀类型与用途 选用高速钢三 面刃铣刀，错齿。由参考文献 6表 3.1 铣刀直径的选择（参考）选择铣刀 D=125mm，根据参考文献 1表 92-8 三面刃铣刀规格可得：孔径 d=32 mm，齿 数 Z=18（根据 GB1117） 、宽度 B=12mm。由参考文献 4表 9-2 高速钢铣刀几何参 数参考值有 。 ，过度刃长度过度刃倾角）附注由参考文献 螺旋角刃倾角副后角主后角前角 mm5 . 1 45,44(15 ,20,6,12,15 0 0 000 l s （4）选择量具 选择量具的方法有两种：一是按计量器具的不确定，二是按计量器具的测量 方法极限误差选择.选择时采用任何一种方法均可。 本零件属于成批生产.一般均 采用通用量具。 工序(1)钻孔，根据文献 5表 5.2-1 选用锥柄圆柱塞规 13.5 0.12 0 L=99mm。 工序(2)拉孔.根据文献 5表 5.2-1 选择锥柄圆柱塞规 14H9。 工序（3） （4）车端面.倒角,应用计量器具的不确定度来确定选用分度值为 0.02 的游标卡尺。 工序（6） 、工序（7） 、工序（8） 、工序（9） 、工序（10） 、工序（12）也选择分度值为 0.02 的游标卡尺。 2.7.22.7.2 确定工序尺寸确定工序尺寸 确定工序尺寸的一般方法是：由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的 尺寸按零件图样的要求标准，当无基准转换时，同一表面多次加工的工序尺寸只 与工序（成工步）的加工余量有关。当基准不重合时，工序尺寸应用工艺尺寸链 计算， 前面根据有关资料已查出本两件各内孔表面、 端面、 脚面等总加工雨量 （毛 坯余量） ，应将总加工余量分为各个工序加工余量，然后由后往钱计算工序尺寸， 中间工序尺寸公差由加工方法的经济精度确定。 1）钻、拉14mm孔 该孔由高速刚钻头钻出底孔后.在由圆孔拉刀拉出.由参考文献 1表 12.3-34 圆孔拉削余量 查得拉孔的余量 0.8mm。所以钻孔的余量 Z 钻=（14mm-0.8mm） 2=6.6mm 南华大学船山学院毕业论文（设计） 第 19 页 ，共 82 页 则钻孔：工序尺寸及公差为13.2 0.12 0 拉孔：工序尺寸及公差为14H9（ 0.043 0 ） 2）加工脚面 脚面的 Ra 值为 6.3m.需经过粗铣， 精铣两次加工， 由参考文献 5表 2.3-21 查得精加工余量为 1mm,由于两脚面较小,根据实际情况调整为 0.35mm。所以 粗加工余量为（1.5-0.35）mm=1.15mm. 3）加工 14H13 的槽面 此面经过一次粗铣，加工余量 1.6mm。 4）加工开挡 叉脚开挡面余量 2mm，故可一次铣出。 5）加工8.7 0.10 0 mm孔 采用直径为8.7 的高速钢钻头加工即可。 6）24mm两端面加工 端面工序余量 2mm，由一次车削加工来完成。 7）面 14 由铣削加工来完成，粗铣即可，工序余量 1.6mm。 2.7.32.7.3 确定切削用量确定切削用量 切削用量一般包括切削深度、进给量及切削速度三项，确定方法是先确定切 削深度、进给量，在确定切削速度。 1）工序（1）钻13.2mmap=6.6mm 由参考文献 1表 10.4-15 高速钢钻头钻削不同材料的切削用量 取钻孔进给 量： f=0.26/mm r 由参考文献 1表 10.4-9 钻、扩、铰孔时切削速度的计算公式可得： v yx p m z v k faT dc v vv v 0 min m 南华大学船山学院毕业论文（设计） 第 20 页 ，共 82 页 其中 apvlvxvtvwvSvMvTvv kkkkkkkkk 由参考文献 1表 10.4-9 钻、扩、铰孔时切削速度的计算公式可得： 由于采用高速钢钻头，切削时用切削液则有： 125. 0 55. 0 0 25. 0 12 m y x z c v v v v 由参考文献 1表 10.4-10 钻、扩、铰孔条件改变时切削速度的修正系数得： 9 . 0, 9 . 0 0 . 1 lvsv apvxvtvwvMvTv kk kkkkkk 由参考文献 1表 10.4-14 钻削难加工材料时切削速度、轴向力及扭矩的计算 公式的注 1 钻头的耐用度可得：T=12min 将上面的数据带入公式可得： min 49.28 min 48897016.28 9 . 0 650328814. 0 8730842.22 9 . 0 26. 06 . 612 2 .1312 22 55. 00125. 0 25. 0 0 mm k faT dc v v yx p m z v vv v 由以计算转速： min 34.687 min 3424571.687 2 .13 48897016.2810001000 rr D v n 查参考文献 7 C620-3 普通车床技术参数按实际转速取整为： min 800rn 则实际切削速度为： min 16.33 1000 8002 .13 1000 m dn v 校正机床： 由参考文献 1表 10.4-11 钻孔时轴向力、扭矩及功率的计算公式 得轴向力 计算公式： F yz F kfdCF FF 0 扭矩计算公式： M yz M kfdCM MM 0 南华大学船山学院毕业论文（设计） 第 21 页 ，共 82 页 功率计算公式： 0 30d Mv Pm 其中 8 . 0 0 . 2 206. 0 8 . 0 0 . 1 425 M M M F F F y Z C y Z C 查参考文献 1表 10.4-12 钻孔条件改变时轴向力及扭矩的修正系数 有： VBFxFMFF kkkk VBMxMMMM kkkk 其中： 1 33. 1 83. 0 VBF xF MF k k k 0 . 1 0 . 1 83. 0 VBM xM MM k k k 带入数据有： VBFxFMFF kkkk=0.831.331=1.1039， VBMxMMMM kkkk=0.831.0 1.0=0.83 则钻削轴向力： NNkfdCF F yz F FF 2108003235.21081039. 126. 02 .13425 8 . 00 . 1 0 14.101407915.1083. 026. 02 .13206. 0 8 . 02 0 M yz M kfdCM MM Nm 807. 0806666161. 0 2 .1330 50048.311407915.10 30 0 d Mv Pmkw 由参考文献 7 C620-3 普通车床技术参数可得：主轴功率 P=10kw 807. 0 m Pkw 南华大学船山学院毕业论文（设计） 第 22 页 ，共 82 页 故机床满足要求。 2）工序口拉14 孔 由于拉削运动设有进给运动.所以用齿升量代替进给量。 由参考文献 1表 123-1 f a=0.030.10mm=0.06mm。 由参考文献 1表 122-4 查得 拉 V=211m/min 取 拉 V=6.5m/min。 齿升量=0.06mm 3）工序（3） （4）车端面 ap=2mm 由参考文献 1表 84-1 硬质合金及高速钢车刀粗车外圆和端面的进给量得： f=0.40.5mm/r 查参考文献 7 C620-3 普通车床技术参数 按照 C620-3 普通车床标准横向进 给量选取 f=0.39mm/r 由参考文献 1表 84-8 车削速度的计算公式有 ) min (m faT kC v vv yx p m Mvv 由于采用的是硬质合金车刀则有： 40. 0 20. 0 20. 0 8 .68 v v v y x m C 其中09. 1 140 150150 25. 125. 1 HB kMv 查参考文献 6表 1.9 车刀的磨钝标准及寿命 车刀后刀面最大磨损量取 1mm， 则 T=60min 南华大学船山学院毕业论文（设计） 第 23 页 ，共 82 页 将上面的数值带入可得： min 98.40 4 . 0260 09. 18 .68 39020. 020. 0 m faT kC v vv yx p m Mvv 车床转速： min 79.543 min 7892078.543 24 98.4010001000 rr D v n 根据参考文献 7C620-3 普通车床计算参数选取标准转速为： n=630r/min 则相应的实际切削速度为： min 4768.47 1000 63024 1000 m dn V 4）工序（6）粗铣脚面 粗铣走刀一次 p a=1.15mm， 粗铣时决定每齿进给量 f a，由参考文献 7X62X62W卧式万能升降台铣床 技术参数得其功率为 9.125kW,中等系统刚度查参考文献 1表 94-1 高速钢端铣 刀、圆柱形铣刀和圆盘铣刀铣削时的进给量可得粗铣每齿进给量 f a=0.15 0.30mm/z 现取 f a=0.30mm/z 选择铣刀磨钝标准及刀具寿命由参考文献 6表 37 铣刀磨钝标准可得铣刀 刀齿后刀面最大磨损量为 0.8mm，参考文献 6表 38 铣刀平均寿命，刀具寿命 T=120min 参考文献 1 第 9-105 页铣削速度计算公式： v pu w y f x p m q v k zaaaT dC v vvvv v 0 m/s 式中： 南华大学船山学院毕业论文（设计） 第 24 页 ，共 82 页 度修正系数铣削条件改变时铣削速 铣削速度 v k m v min 参考文献 1 表 94-8的值、mpuyxqC vvvvvv 可得出： 2 . 0 1 . 0 3 . 0 2 . 0 1 . 0 25. 0 53 m p u y x q C v v v v v v 由 参 考 文 献 1 表 9 4-11 铣 削 条 件 改 变 时 的 修 正 系 数 可 得 ： 85. 1 75. 0 0 . 1 v v vvvvvv kr s zapokMT k k kkkkkk 由于： vvvvvvvv krszapokMTv kkkkkkkkk 则：3875. 1 vvvvvvvv krszapokMTv kkkkkkkkk 将以上数据带入公式可得： min 98.44 min 97737264.44 3875. 1 16103 . 015. 1120 10053 1 . 03 . 02 . 01 . 02 . 0 25. 0 0 mm k zaaaT dC v v pu w y f x p m q v vvvv v 计算出转速： min 24.143 min 2400402.143 100 97737264.4410001000 rr D v n 根据参考文献 7X62X62W卧式万能升降台铣床技术参数可选出实际转 速： min 150rn 则实际切削速度为： 南华大学船山学院毕业论文（设计） 第 25 页 ，共 82 页 min 1 .47 1000 150100 1000 m dn V 精铣走刀一次 p a=0.35mm 精铣时决定每齿进给量 f a，由参考文献 7X62X62W卧式万能升降台铣床 技术参数得其功率为 9.125kW,中等系统刚度查参考文献 1表 94-1 高速钢端铣 刀、圆柱形铣刀和圆盘铣刀铣削时的进给量可得精铣每齿进给量由于3 . 6 a R则 f=1.22.7mm/r 取f=1.2mm/r 由于铣刀 Z=16 则 f a=0.075mm/z。 选择铣刀磨钝标准及刀具寿命由参考文献 6表 37 铣刀磨钝标准可得铣刀 刀齿后刀面最大磨损限度为 0.200.30mm，现取最大磨损量为 0.3mm，由参考文 献 6表 38 铣刀平均寿命，刀具寿命 T=120min 参考文献 1 32 铣削速度计算公式： v pu w y f x p m q v k zaaaT dC v vvvv v 0 m/min 式中: 度修正系数铣削条件改变时铣削速