机械制造工艺学课程设计拨叉的工艺设计

目录第一章叉子的工艺分析和生产类型的确定4一、叉子的用途4二、叉子的技术要求4三、审查叉子的技术性5四、确定叉子的生产类型5第二章确定空白，制作空白示意图6另一方面，选择空白6二、确定毛坯尺寸公差和机械加工馀量61 .基本参数62 .公差等级73 .公差区域的位置74 .要求的机械加工馀量75 .在图2-1中加8第三章编制叉子工艺路线8一、定位基准的选择81 .精准标准的选定82 .粗标准的选定8二、表面加工方法的决定8三、加工阶段的划分9四、工程集中和分散9五、工序安排91 .机械加工工序92 .热处理工序93 .辅助工序11六、确定工序11第四章机床设备及工艺装备的选型12一、机床设备的选型12二、工艺装备的选型12第5章加工馀量、工序尺寸和公差的决定12第6章切削量、时间常数的计算16一、切削用量的计算161、工序1-粗强力自锁式刀柄前后两端面162、工序3-立铣刀叉后端面A163、工序4-钻头、22孔、孔的精度达到IT12。 173、工序5-铣削足槽内侧面184、工序6-强力自锁式刀柄台阶面195、工序10- -削去25 mm花键轴孔19二、计算时间分配191 .基本时间的计算192 .辅助时间的计算203 .其他时间的计算214 .单体时间的计算21参考文献29懂得叉子的零件图：第一章叉子的工艺分析和生产类型的确定一、叉子的用途该叉应用于CA6140车床主轴箱变速器的换档机构。 拨叉头用22mm的孔嵌入换档拨叉轴，用锥形销和螺钉与控制手柄连接，拨叉脚被双连变速齿轮的槽夹住。 需要变速时，如果操作变速杆，则变速操作机构通过拨叉头部的操作槽使拨叉与变速拨叉轴一起在变速器中滑动，拨叉脚使二联变速齿轮滑动而改变变速位置，由此改变铣床主轴的转速。该叉在换挡位置改变时受到冲击载荷的作用，因此该部件必须具有足够的强度、刚性以适应叉的工作条件。 该部件的主要工作面为叉脚部槽的两端面、叉轴孔22mm(H12 )，设计工艺规则时需要重要的保证。二、叉子的技术要求叉子的所有技术要求见表1-1。加工表面尺寸和偏差mm公差和精度等级表面粗糙度Ram几何公差/mm叉子后端面80IT133.2叉前端面80IT13叉脚槽后端面10IT133.2叉脚槽前端面18IT113.2叉脚槽底面15IT136.3叉子头下面的台阶面22IT133.2叉子左端面20IT13叉子右端面40IT1322mm孔22IT126.3R20mm外周20IT1322mm孔内花键槽侧面6IT93.225mm花键槽底圆面25IT71.6该叉的形状特殊，结构简单，是典型的叉类部件。 为了实现换档、变速的功能，对拨叉轴孔和换档拨叉轴要求配合，因此加工精度高。 叉子的两端面在工作中承受冲击载荷，为了提高耐磨损性而采用铸件，硬度为HRC，为了使叉子移动时的叉子脚的力均匀，要求叉子脚的两端面向轴孔22 0.21mm。如上所述，该叉的各项技术要求得到合理制定，符合该部件在变速箱中的作用。三、审查叉子的技术性分析部件图可知，对拨叉头前后两端面和拨叉脚的左右两端面双方要求切削加工，通过用肋连结拨叉头的前端，节约材料，提高换档时的拨叉的刚性. 能够防止钻头在加工中偏移，保证孔的加工精度，此外，该部件除了主要作业面(叉脚部的槽的两端面、叉轴孔22mm(H12 ) )和叉头的台阶面以外，其馀表面加工精度低，不需要高精度的机床加工，进行铣削， 虽然钻床粗加工能够达到加工要求的主要工作表面加工精度相对较高，但在正常的生产条件下，也可以用比较经济的方法在保持质量的同时进行加工。 由此可见，该部件的工艺性良好。四、确定叉子的生产类型根据设计主题，配合Q=5000台/年、m=1件/台生产实绩，备品率a%和不良率b%分别为3%和0.5%。 如果代入式(1-1)N=5000台/年1件/台(1 3%)(1 0.5%)=5175.75叉子的重量为0.84kg，由附表(1)可知，根据叉子为轻量部件的附表(2)，该叉子的生产类型为大量生产。附表(1)不同机械产品的零部件质量类型附表机械产品类型加工部件的质量/kg沉重的零件中型部件轻量零件电子工业机械304304机床50155015重型机械20001002000100附表(2)机械加工部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沉重的零件中型部件轻量零件单品生产5以下20以下100以下成批处理出生了分娩小批量51020200100500中批货1003002005005005000大量地30010005005000500050000大量生产1000以上5000以上50000以上第二章确定空白，制作空白的概略图一、选择空白该叉在工作中承受冲击载荷，为了提高叉的强度和耐冲击强度，毛坯选用铸件。 该叉轮廓尺寸不大，生产类型大量生产，为了提高生产效率和铸件精度，应采用金属模铸造。 空白的拔模斜度为3。二、确定毛坯的尺寸公差和机械加工馀量1 .基本参数(1)铸件的基本尺寸机械加工前的坯件的尺寸包含必要的机械加工馀量(图2-1 )。(2)尺寸公差容许尺寸的变动量。 公差等于最大极限尺寸和最小极限尺寸代数差的绝对值的上偏差和下偏差的绝对值。 CT是第九类。(3)错误类型(错误的箱子)在合模时错开，铸件的一部分和其他部分在分离面错开(图2-2 )。图2-1叉式铸造毛坯示意图图2-2错误类型(4)对所要求的机械加工馀量(RMA )坯件，然后用机械加工方法去除铸造对金属表面的影响，达到所要求的表面特性和必要的尺寸精度而留下的金属馀量。 圆柱形铸件部分和两侧机械加工时，RMA加倍。 对外表面进行机械加工时，RMA与铸件其他尺寸的关系可由式(2-1)表示，与内腔的机械加工对应的式为(2-2) .R=F 2RMA CT/2 (2-1)R=F-2RMA-CT/2 (2-2)R-铸件原材料的基本尺寸F-最终机械加工的尺寸CT-铸件公差计算结果：叉前后端面机械加工馀量为RMA1=(85-80-0.55)/2=2.225mm叉前后端面的机械加工双边馀量为RMA2=(18-13 0.39)/2=2.695mm2 .公差等级铸件原材料采用金属模具铸造，大量生产，检查表取公差的为CT7-CT9。3 .公差区域的位置公差区域必须相对于基本尺寸对称分布。4 .所要求的机械加工馀量根据铸件最大尺寸调查机械加工工艺手册表JB2845-80，铸件机械加工馀量等级为5-7级机械加工工艺手册表JB2845-80铸铁部件的机械加工馀量：双边馀量为4.5、5.0、6.0，单边馀量为3.0、3.5、4.05 .如图2-1所示第三章编制叉子工艺路线一、定位基准的选择定位标准分为粗标准和精加工标准。 通常先确定精度基准，然后再确定粗基准。1 .精准标准的选定根据该叉部件的技术要求和组装要求，选择叉头后端面和叉轴孔mm作为精密基准，部件上的许多表面可以以它们为基准进行加工，遵循“基准统一”的原则。 叉轴孔22 0.21mm的轴线为设计基准，以此为精密基准对叉脚的两端面和叉头的台阶面进行定位加工，实现了设计基准和工艺基准的一致，保证了被加工面的垂直度和平行度的要求。 选定叉头后端面作为设计基准，另外，由于叉的刚性低，容易受力破裂，为了在机械加工中产生夹紧破损，夹紧力必须与主要定位基面垂直，作用于刚性大的部位，夹紧力的作用点不作用于叉。 以拨叉头的后端面为精密基准，夹具作用于拨叉头的前端面，夹具稳定可靠。2 .粗标准的选择作为粗基准的表面是平的，没有毛刺、毛刺和其他表面缺陷。 选择叉子的前端面和叉子的脚背面作为粗基准。 以叉子的前端面为粗基准加工后端面，可以为后续工序准备精密的基准。二、表面加工方法的确定根据交叉部件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，加工材料的各表面的加工方法如表3-1所示。表3-1叉部件的各表面加工方法加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/m加工方案备注叉子后端面IT133.2粗加工铣削-半精加工-磨削附表(3)叉前端面IT13粗铣刀附表(3)叉脚的内侧面(及底面)IT11(IT13 )3.26.3粗加工铣削附表(3)22mm孔IT126.3钻孔-扩展附表(4)25mm花键孔IT71.6刮去附表(4)转动叉子下楼梯IT133.2粗加工铣削附表(3)附表(3)平面加工的经济精度与表面粗糙度序列号加工方法经济精度(IT )表面粗糙度选取范围1粗车101112.56.3未淬火钢、铸铁、有色金属端面加工2半卡车896.33.23粗车半精车精车671.60.84粗轮-半精整机-磨削790.80.2钢铸铁端面加工5粗加工铣削目121412.56.3不淬火的表面6粗加工铣削(粗加工铣削) -半精加工铣削(半精加工铣削)11126.31.67粗加工铣削(粗加工铣削) -半精加工铣削(半精加工铣削)796.31.68粗加工铣削(粗加工铣削) -半精加工铣削(半精加工铣削) -精加工铣削(精加工铣削)783.21.69粗加工铣削690.80.2大量生产未淬火的小平面10粗加工(粗加工) -精加工(精加工) -宽刃精加工670.80.2未淬火的钢材、铸铁材料、有色金属材料11粗加工铣削-重新粗加工铣削-重新粗加工铣削-重新粗加工铣削50.80.2附表(4)内圆表面加工的经济精度与表面粗糙度序列号加工方法经济精度(IT )表面粗糙度Ra(m )适用范围1钻孔机121312.5加工未淬火钢和铸铁实心坯料，孔径15-20mm2钻孔-铰链8103.21.63钻头-粗铰链-细铰链781.60.84钻孔-扩展101112.56.3同上，孔径(15-20)mm5钻孔-扩展-粗铰链-细铰链781.60.86钻孔-扩展-铰链893.21.67钻孔-扩展-铰链-铰链670.40.18钻孔- (扩展) -拉式791.60.1大量生产、精度取决于拉削精度9粗镗(或扩孔)111312.56.3毛坯有铸造孔或锻造孔的非淬火钢或铸件10镗孔，镗孔，镗孔9103.21.611搪磨机9103.21.612镗孔(扩张) -镗孔(扩张) -镗孔(铰孔)781.60.8三、加工阶段的划分该叉加工的质量要求较高，加工阶段可分为粗加工、半精加工、精加工几个阶段。在粗加工阶段，首先准备精加工基准(叉头后端面和叉轴孔)，在后续的工序中使用精加工基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求，并且，粗铣刀夹头前端面、粗铣刀夹头槽内侧面和底面。 在半精加工阶段，在完成拨叉头后端面的立铣刀、拨叉脚槽的内侧面和底面的立铣刀加工和螺纹孔M8mm的钻头、扩张加工的精加工阶段，进行拨叉头后端面的磨削加工。四、工程集中和分散选择工程分散原则安排叉子的加工工序。 该叉的生产类型为大批量生产，采用普通型机床可以用专用工、夹具降低生产成本。五、工序安排1 .机械加工工序(1)按照“先基准后其他”的原则，首先加工作为精度基准的拨叉头后端面和拨叉轴mm。(2)按照“粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。(3)按照“先主后次”的原则，先加工主表面即叉头后端面和叉轴孔mm，后加工副表面即叉脚槽内侧面、底面和叉头下段差面。(4)按照“前后孔”的原则，加工叉头端面，铣削加工叉轴孔22mm孔的叉子下方的阶梯面，然后钻孔M8mm。2 .热处理工序铸件为了消除残馀应力，必须在粗加工前后配置时效处理，在半精加工前后配置