工艺课程设计：倒挡拨叉加工工艺.doc

1、课程设计说明书设计题目 ：设计倒挡拨叉加工工艺规程及工艺装备设计者：班级：学号：指导老师：江苏大学机械制造技术基础课程设计任务书内容： 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.夹具装备图1张5.夹具体零件图1张6 课程设计说明书1份班级学号学生指导老师2010年6月 28日目录一、序言 2二、零件的工艺分析及生产类型的确定 2三、毛坯的选择与设计 4四、加工方法和工艺路线的设计 6五、工序设计 9六、确定切削用量及基本时间 12七、夹具设计 16八、设计小结 17九、参考文献 17一、序言这次设计我们能综合运用机械制造基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识， 独

2、立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，在老师和同学的帮助下，我还对夹具，机床，刀具的的结构和工作原理有了更深的了解， 不知不觉中我的图纸分析、 结构设计能力都得到了提高，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。在结束了机械制造基础 及有关课程的学习后， 通过本次的设计使我们所学的知识得到了巩固和加深，并培养了我们学会全面综合地运用所学知识，去分析和解决机械制造中的问题的能力。二、零件的工艺分析及生产类型的确定1 零件的作用题目所给的零件为倒挡拨叉， 是与操纵机构零件结合用与拨动滑动齿轮实现输出轴的倒转。故对配合面14H 9、14H13 槽以及下拨叉有精度要求。2 零件的工艺分析通过对

3、该零件图的重新绘制， 知原图样的试图正确、 完整，尺寸、公差及技术要求齐全。从零件图上看， 该零件是典型的叉架类零件，结构比较复杂，形位精度要求不算高。为大批量生产的铸件。其主要加工的有 14H9 表面粗糙度为， 其轴轴要保证直线度 M 级 ；斜脚面尺寸要求公差尺寸为到 0；开挡公差尺寸为到，表面粗糙度为并保证与 14H9 轴线的垂直度为； R19 面粗糙度为，表面要求淬火处理，硬度要求为4853HRC；下爪总长公差尺寸为 -1 到 0；后脚面公差尺寸为 0 到，前面到轴线尺寸 18 的公差尺寸为；孔 公差尺寸为 0 到，其轴线到开挡前脚面的尺寸的公差尺寸为，孔深 32 公差尺寸为 -1 到

4、0；拨叉尺寸要求较高，两内表面归于孔 的对称度为，内表面表面粗糙度为，内表面满足配合 14H13公差尺寸为 0 到，其槽底部分允许呈 R3max 圆角或 2 最大长为 3 的倒角；孔 还需锪平直径为 12；孔 24 端面、开挡内 R15 面、孔 内表面以及槽 14H13 底面表面粗糙度为 Ra25一般的加工都可获得。通过分析该零件，其布局合理，虽结构复杂，但加工要求比较容易保证， 我们通过专用夹具可保证其加工要求， 整个图面清晰，尺寸完整合理， 能够完整表达物体的形状和大小，符合要求。（二）零件的技术要求加工表面拨叉头左端面拨叉头右端面尺寸尺寸 23拨叉脚内表面尺寸 19 14H9 孔操纵槽内

5、侧面操纵槽底面孔锪平 12尺寸及偏差/mm4646+23+R1519+0+140+14 018+012公差及精度等表面粗糙度级Ra/m2525IT12IT1025IT14IT9IT1325IT112525形位公差/mmGGGG3 零件的生产类型依设计题目，结合生产实际可知该零件的生产纲领零件是大批量生产的铸件。三、 毛坯的选择与设计1 选择毛坯该零件材料为 ZG310-570，属于批量生产，而且零件的结构复杂，采用铸件成型。2 确定机械加工余量铸件的尺寸公差按GB/T6414-1999 确定，机械加工余量按GB/T11351-89确定，材料为 ZG310-570。由于是大批量且形状复杂的零件，

6、所以毛坯选择砂型铸造。根据 GB/T6414-1999查表得尺寸公差CT为 8-12 级。加工余量等级为FH。所以，可取CT=9 级。查表（ GB/T6414）查出各表面的公差数值。零件尺寸公差CT24 端面462脚面圆柱面15脚面圆柱面19两脚面尺寸614H13 槽面尺寸14槽底面14叉脚开挡尺寸233 设计毛坯图拨叉毛坯图尺寸（单位： mm）零件表面总余量毛坯尺寸公差 CT24 端面 46482脚面圆柱面 1513脚面圆柱面 1917两脚面尺寸 6814H13 槽面尺寸 1412槽底面 1412叉脚开挡尺寸 2320下图为该零件的毛坯图（具体尺寸请看毛坯图）：四、 加工方法和工艺路线的设计

7、1 定位基准的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一， 基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。根据零件图及其使用情况分析，知 14H9 孔是设计基准，也是零件工作最重要的工作面。（1）粗基准的选择对于一般件而言， 按照有关粗基准的选择原则 （即当零件又不加工表面时，应以这些不加工表面做粗基准， 若零件有若干个不加工表面时，应以与加工表面要求相对位置较高的不加工表面作粗基准）。先选择拨叉头左端面和 24 外圆表面作为加工 14H9 孔时的粗基准。（ 2）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，靠近叉脚的 24 的端面为轴向尺寸的定位精基准。从

8、而满足定位基准重合原则，和互为基准的原则。2 零件表面加工方法的选择本零件的加工面有内孔、倒角、槽、下底面、圆环面等，材料为ZG310-570。以公差等级和表面粗糙度要求，参考有关资料，其加工方法选择如下。（1）24 端面 :表面粗糙度为Ra25um，可选粗铣即可满足要求。（2）14H9 孔：公差等级为9 级，表面粗糙度为，公差尺寸0到，根据 GB/规定其公差等级按IT9，可以先钻后扩孔来满足要求。（3）开挡 15 内圆柱面：表面粗糙度为Ra25um，未标注公差等级，故粗铣即可满足要求。（4）脚面：表面粗糙度，加工方法可采用粗铣即可达到要求。（4）开挡：表面粗糙度为，加工方法可采用粗铣即可达到

9、要求。（5）槽 14H13：表面粗糙度为，公差等级13，加工方法可采用粗铣即可达到要求。（6）槽 14H13 底面：表面粗糙度为Ra25um，加工方法可采用粗铣即可达到要求。（7）孔 8.700 .1 ：表面粗糙度Ra25um，公差尺寸为0 到，根据GB1800-79规定其公差等级按IT11，采用钻孔即可达到要求。（三）零件表面加工方法的选择加工表面公差及精度表面粗糙度加工方案备注等级Ra/m拨叉头左端25粗铣表 1-8面拨叉头右端25粗铣表 1-8面倒角铣表 1-8尺寸IT12粗铣 -精铣表 1-8尺寸 23IT10粗铣 -精铣表 1-8拨叉脚内表25粗铣表 1-8面尺寸 19IT14粗铣表

10、 1-814H9 孔IT9钻-铰表 1-7操纵槽内侧IT13粗铣表 1-8面操纵槽底面25粗铣表 1-8孔IT1125钻表 1-7锪平 1225粗铣表 1-83 制订工艺路线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采用的通用机床配以专用加工夹具， 并考虑工序集中以提高生产率和减少机床数量，使生产成本下降。工艺路线一工艺路线二1、钻孔1、铣左端面2、铣左端面2、铣右端面3、铣右端面3、钻、扩 14H9 孔至4、倒角（左边）4、倒角（左边）5、倒角（右边）5、倒角（右边）6、铰 14H9 孔6、铰 14H9 孔7

11、、铣曲面 R157、铣曲面 R158、粗铣拨叉脚内端面8、粗铣拨叉脚内表面9、铣操纵槽两侧面和底面9、铣操纵槽两侧面和底面10、 钻孔10、钻孔11、 锪平 1211、 锪平 1212、 精铣拨叉脚内端面12、精铣拨叉脚内端面13、 去毛刺13、去毛刺14、 清洗14、清洗15、 终检15、终检两工艺方案的比较分析：两工艺方案除前三道工序不同之外，其余各工序均相同。前三道工序是为了获得精基准。 方案一是先钻孔钻成再铣端面和倒角，这样能很好地保证与端面的垂直度； 方案二是先铣两个端面然后再钻床上加工出孔14。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，也能得到较好的孔与端面的垂直度。

12、后面的工序以14H9 孔及端面定位，所以基准是重合的，由此可见，可选方案一，从而制定详细的工序内容。毛坯为铸件，应经退火处理以消除铸件的内应力及改善机械加工性能，然后送到机械加工车间加工，具体工序如下：1、钻 14 孔至（以 24 圆柱面和左端面为基准定位）2、铣左端面（以孔和右端面为基准定位）3、铣右端面（以孔和左端面为基准定位）4、倒角（左边）（以孔和右端面为基准定位）5、倒角（右边）（以孔和左端面为基准定位）6、铰 14H9 孔（以孔和左端面为基准定位）7、铣内圆曲面 R15（以 14H9 孔、左端面和 R13 孔为基准定位）8、粗铣拨叉脚内端面（以14H9 孔、右端面和 R15 孔为基

13、准定位）9、铣槽两面和底面（以 16 圆柱面和 24 左端面为基准定位）10、 钻孔（以 16 圆柱面和 24 圆柱面的一线为基准定位）11、 锪平 12 孔（以 16 圆柱面和 24 圆柱面的一线为基准定位）12、 精铣拨叉脚内端面（以14H9 孔、右端面和 R15 孔为基准定位）13、 去毛刺14、 清洗15、 检验五、工序设计16、 1 选择加工设备与工艺装备17、 1）工序（ 1）钻，选择 Z525 型立式钻床(表 5-64)。18、 2）工序（ 2）、（3）铣 24 端面，选择X51 立式型机床（表5-71）。19、 3）工序（ 4）、（5）倒角和工序（ 6）铰 14H9 孔，选择

14、Z525型立式钻床（表5-64）。20、 4）工序（8）、（12）粗、精铣脚内端面，工序（ 7）铣曲面 R15均选择 X62W 型机床（表 5-74）。21、 5）工序（ 6）铣槽，选用 X62W 型机床（表 5-74）。22、 6）工序（ 7）钻孔，工序（ 8）锪平 12 孔均选 Z525 型机床(表 5-64)。23、 7）工序（ 13）去毛刺，选用钳工台。24、 8）工序 (14)清洗，选用清洗机。25、 9）工序（ 15）检验，选用检验台（2）选择刀具（参考指南 ）1）工序（1）钻 14H9 孔至 13mm，选择 d=13mm、L1=101、L=182、莫氏圆锥号 1（表 5-83）2

15、）工序（ 2）、（3）铣两端面，选择镶齿三面刃铣刀，D=100,d=27,齿数 =12（表 5-105）3）工序（ 4）、（5）倒角，选择 d=16mm， L=93mm，l=20mm 的锥柄锥面锪钻（表 5-88）4）工序（ 6）铰 14H9 孔，选择d=14mm、 L=189、L1=108 ，莫氏圆锥号 1（表 5-84）5）工序（ 7）选择 D=30mm、d=10mm、l=12mm、 Z=10 的镶齿三面刃铣刀（表 5-105）6）工序（8）、（12），选用镶齿三面刃铣刀， 选择 D=38mm，d=12mm，l=12mm，Z=10的镶齿三面铣刀（表5-105）7）工序（ 9）选择 D=80

16、mm，d=22mm， l=12mm，Z=10 的镶齿三面刃铣刀（表 5-105）7）工序（ 10）钻孔，选取d=，l=81,锥柄扩孔钻（表5-86）8）工序（ 11）锪平 12 孔，根据文献【 1】表 3-12 选取 d=12mm，d1=，d2=8mm，L=80mm，l=18mm 的带导柱直柄平底锪钻。（3）选择量具本零件为中批量生产， 一般尽可能采用通用量具， 根据表面精度、尺寸和形状等要求， 参考有关手册资料， 选择量具如下表：工序工序名称量具3铣端面游标卡尺、粗糙块4钻13 孔扩、14H9 孔游标卡尺、塞规5倒角游标卡尺6铣脚面、开挡游标卡尺、粗糙块7铣槽游标卡尺、粗糙块8钻游标卡尺、塞

17、规2 确定工序尺寸1）工序（ 1）、（6）该孔由高速钢钻头钻出底孔后，再由圆孔铰刀铰出，由参考文献【 3】表查得，铰孔的余量，所以钻孔的余量， Z 钻 =14/= 。则钻孔工序尺寸公差为 + 0，铰孔工序尺寸及公差为14+ 。2）工序（ 2）、（3） 24mm 两端面，由铣削加工来完成，工序余量为 2mm。3）工序（ 4）（5）倒角，有由铣削加工完成，工序余量为。4）工序（ 7）内圆曲面 R15，又铣削加工完成，工序余量为2mm。4）工序（ 8）、（12）脚内表面的Ra 为 m，需经粗铣、精铣两次加工，由参考文献【 3】表查得精加工余量为，所以粗加工余量为（右端面）和（左端面）。5）工序（ 9

18、）加工 14H13 槽面，上面以确定加工余量2mm，故可一次铣出。6）工序（10）加工 +0 孔，采用直径为的高速钢钻头加工即可。7）工序（11）锪 12 孔，由文献【1】表 5-41 得孔深 l1=12 取 2mm。六、确定切削用量及基本时间1工序 3切削用量：本工序为粗车端面，已知加工材料为ZG310-570，表面淬火处理后 HRC40-50。确定粗铣端面的切削用量。所选刀具为镶齿三面刃铣刀。a p =2mm,查表得进给量 f =z，又 X62 铣床主轴转速30-1500 r/min ，精度要求不高，选择n=150r/min 。由前面可知刀具直径为100mm，dn3.14 10015047

19、.12m / min 。则切削速度为 V10001000校核机床功率：参考公式 pm300 10 5d 0.13ae0. 88a f0.75a p znkpm其 中 a p 2mmd=100mmae 24mma f0.2mm/ z z=12n=150/60r/s kpm=1，解得 pm1.61 kw ，故可用。2 工序 4切削用量：本工序为钻13mm、扩 14H9(0 0.043 ) 。确定钻 13mm 孔的切削用量。所选刀具为莫氏锥柄麻花钻，其直径为 13mm，工作长度 101mm，莫氏锥度为1 号，总长 182mm。确定切削用量 a p =13/2=，查表得 进给量 f =r，切削速度 v

20、 =21m/min。则主轴转速 n=1000v =min,故取 n=545r/min ，此时 v=nd =min。d1000确 定扩 14H9 ( 00. 043 ) 孔 的切削 用量 。 所选 刀具为14 GB/T1141-1984，其直径为 14mm，工作长度 108mm，莫氏锥度为 1 号，总长 189mm。确定切削用量 a p =1/2=，查表得 进给量 f =r，切削速度 v =60m/min。则主轴转速 n=1000v=min,故取 n=960r/min ，此时 v= nd =min。d1000基本时间确定钻 13mm 孔 的基本时间t j1 = L ll1 l 24627.7 6

21、0 21.9sfnfn0.28545确定扩 14H9( 00.043 ) 孔的基本时间t j1= Ll l1 l 24627.7 60 7.74sfnfn0.459603工序 6切削用量：本工序是铣脚面、开挡，先粗铣，后半精铣。确定铣开挡底面圆柱面R15 的切削用量所选刀具为镶齿三面刃铣刀。a p =2mm,查表得进给量f =z，又 X62 铣床主轴转速 30-1500 r/min ，精度要求不高（ Ra=25um），选择 n=150r/min 。由前面可知刀具直径dn3.14 10015047.1m / min。为 100mm，则切削速度为 V10001000校核机床功率：参考公式 pm 3

22、0010 5d 0. 13ae0.88 a f0.75 a p znkpm其 中 a p2mm d=100mmae31mma f0.2mm/ zz=12n=150/60r/s kpm=1，解得 pm2.01 kw ，故可用。确定铣开挡底面圆柱面R19的切削用量所选刀具为镶齿三面刃铣刀。a p =2mm,查表得进给量f =z，又 X62 铣床主轴转速 30-1500 r/min ，精度要求不高（Ra=），选择n=200r/min 。由前面可知刀具直径为100mm，则切削速度为dn3.14100200V100062.83m/ min 。1000校核机床功率：参考公式 pm30010 5d 0. 1

23、3ae0.88 a f0.75 a p znkpm其 中ap 2mmd=100mmae7mma f0.2mm/ zz=12，解得 pm0.72 kw ，故可用。n=200/60r/s kpm=1确定开挡脚面的切削用量所选刀具为镶齿三面刃铣刀。a p =4mm,查表得进给量f =z，又 X62 铣床主轴转速 30-1500 r/min ，精度要求较高 （Ra=及有垂直度要求），选择 n=250r/min 。由前面可知刀具直径为100mm，则切削速度为Vdn3.1410025078.5m / min 。10001000校核机床功率： 参考公式 pm 30010 5d 0. 13ae0.88a f0

24、.75 a p znkpm其 中 a p0.35mmd=100mmae4mma f0.2mm/ zz=12，解得 pm 0.1 kw ，故可用。n=250/60r/s kpm=14工序 7本工序为铣槽，先粗铣槽底，再铣槽。确定槽底面的切削用量所选刀具为镶齿三面刃铣刀。a p =2mm,查表得进给量f =z，又 X62 铣床主轴转速 30-1500 r/min ，精度要求不高（ Ra=25um），选择 n=150r/min 。由前面可知刀具直径为 100mm，则切削速度为 Vdn3.14 10015047.1m / min。10001000校核机床功率：参考公式 pm30010 5d 0. 13

25、ae0.88 a f0.75 a p znkpm其 中 a p2mm d=100mmae10mma f0.2mm/ zz=12，解得 pm0.74 kw ，故可用。n=150/60r/s kpm=1确定槽的切削用量所选刀具为镶齿三面刃铣刀。a p =4mm,查表得进给量f =z，又 X62 铣床主轴转速 30-1500 r/min ，精度要求较高 （Ra=且对称度为），选择 n=220r/min 。由前面可知刀具dn3.1410022069.1m / min 。直径为 100mm，则切削速度为 V10001000校核机床功率：参考公式 pm300 10 5d 0. 13ae0.88a f0.7

26、5 a p znkpm其 中 a p4mm d=100mmae18mma f0.2mm/ zz=12，解得 pm3.66 kw ，故可用。n=220/60r/s kpm=15、工序8本工序为钻，并锪平 12。确定钻孔的切削用量。所选刀具为直柄麻花钻，其直径为，工作长度 80mm，总长 122mm。确定切削用量 ap =2=，查表得 进给量 f =r，切削速度 v =27m/min。则主轴转速 n=1000 v =min,故取 n=960r/min ，此时 v=nd =min。d1000七、夹具设计本夹具是铣 14H13 槽的专用夹具。（1）定位方案工件以肋板右端面、 14H9 孔及拨叉为定位基准。肋板右端面为未加工端面，做粗基准，选择3 个网纹顶面支承钉钉（C型），3 个支承钉