工艺课程设计倒挡拨叉加工工艺

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、3;························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···

3、;·····························4四、加工方法和工艺路线的设计··················&#

4、183;·····6五、工序设计········································9六、确定切削用量及基本时间·

5、;·························12七、夹具设计·······················

6、83;················16八、设计小结································&

7、#183;·······17九、参考文献········································17一、序

8、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

9、配合面、14H13槽以及下拨叉有精度要求。2 零件的工艺分析通过对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Ra6.3um，其轴轴要保证直线度M级0.03；斜脚面尺寸要求公差尺寸为-0.48到0；开挡公差尺寸为0.1到0.2，表面粗糙度为Ra6.3um并保证与14H9轴线的垂直度为0.25；R19面粗糙度为Ra12.5um，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0.52，前面到轴线尺寸

10、18的公差尺寸为±0.2；孔8.7公差尺寸为0到0.09，其轴线到开挡前脚面的尺寸41.5的公差尺寸为±0.15，孔深32公差尺寸为-1到0；拨叉尺寸要求较高，两内表面归于孔8.7的对称度为0.4，内表面表面粗糙度为Ra12.5，内表面满足配合14H13公差尺寸为0到0.27，其槽底部分允许呈R3max圆角或2最大长为3的倒角；孔8.7还需锪平直径为12；孔24端面、开挡内R15面、孔8.7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

11、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尺寸及偏差/mm公差及精度等级表面粗糙度Ra/m形位公差/mm拨叉头左端面4625拨叉头右端面4625尺寸41.541.5+0.15 -0.15IT126.30.25G尺寸2323+0.2 -0.1IT106.30.25G拨叉脚内表面R1525尺寸1919+0.52 0IT1412.514H9孔14+0.043 0IT96.30.25G操纵槽内侧面14+0.27 0IT1312.50.25G操纵槽底面18258.7孔8.7+0.09 0IT1125锪平1212253 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

12、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，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CT端面462脚面圆柱面151.6脚面圆柱面191.7两脚面尺寸61.514H13槽面尺寸141.6槽底

13、面141.6叉脚开挡尺寸231.73 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CT端面460.7482脚面圆柱面150.5131.6脚面圆柱面190.5171.7两脚面尺寸60.581.514H13槽面尺寸140.5121.6槽底面140.5121.6叉脚开挡尺寸230.5201.7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

14、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

15、，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Ra6.3um，公差尺寸0到0.043，根据GB/T1800.3-1998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Ra6.3um，加工方法可采用粗铣即可达到要求。（4）开挡：表面粗糙度为Ra12.5um，加工方法可采用粗铣即可达到要求。（5）槽14H13：表面粗糙度为Ra12.5um，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

16、。（7）孔：表面粗糙度Ra25um，公差尺寸为0到0.1，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等级表面粗糙度Ra/m加工方案备注拨叉头左端面25粗铣表1-8拨叉头右端面25粗铣表1-8倒角铣表1-8尺寸41.5IT126.3粗铣-精铣表1-8尺寸23IT106.3粗铣-精铣表1-8拨叉脚内表面25粗铣表1-8尺寸19IT1412.5粗铣表1-814H9孔IT96.3钻-铰表1-7操纵槽内侧面IT1312.5粗铣表1-8操纵槽底面25粗铣表1-88.7孔IT1125钻表1-7锪平1225粗铣表1-83 制订工艺路线

17、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13.5mm4、 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、 铣曲面R15 7、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8.7 1

18、0、钻孔8.7 11、 锪平12 11、 锪平12 12、 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13.5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。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

19、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13.5mm（以24圆柱面和左端面为基准定位）2、 铣左端面（以13.5孔和右端面为基准定位）3、 铣右端面（以13.5孔和左端面为基准定位）4、 倒角（左边）（以13.5孔和右端面为基准定位）5、 倒角（右边）（以13.5孔和左端面为基准定位）6、 铰14H9孔（以13.5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、

20、钻8.7mm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13.5，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

21、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8.7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）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=9

22、3mm，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=80mm，d=22mm，l=12mm，Z=10的镶齿三面刃铣刀（表5-105）7）工序（10）钻8.7孔，选取d=8.7mm，l=81,锥柄扩孔钻（表5-86）8）工序（11）锪平12孔，根据文献【

23、1】表3-12选取d=12mm，d1=6.6mm，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8.7游标卡尺、塞规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2.3-15查得，铰孔的余量0.5mm，所以钻孔的余量，Z钻=14/2-0.5=6.5mm。则

24、钻孔工序尺寸13.5公差为+0.12 0，铰孔工序尺寸及公差为14+0.043 。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1.5mm。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6.3m，需经粗铣、精铣两次加工，由参考文献【3】表2.3-21查得精加工余量为0.5mm，所以粗加工余量为1.5mm（右端面）和1.5mm（左端面）。5）工序（9）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8.7+0.09 0孔，采用

25、直径为8.7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。=2mm,查表得进给量f =0.2mm/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，则切削速度为。校核机床功率： 参考公式其中 d=100mm z=12 n=150/60r/s kpm=1，解得kw<7.5kw ，故可用。2 工

26、序4切削用量：本工序为钻13mm、扩14H9。2.1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=13/2=6.5mm，查表得进给量f =0.28mm/r，切削速度v =21m/min。则主轴转速n=514.19r/min,故取n=545r/min，此时v=22.26m/min。2.2确定扩14H9孔的切削用量。所选刀具为14 GB/T 1141-1984，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=1/2=0.5mm，查表得进给量f =0.45mm/r，切削

27、速度v =60m/min。则主轴转速n=1364.19r/min,故取n=960r/min，此时v=42.2m/min。 2.3基本时间确定钻13mm孔的基本时间=确定扩14H9孔的基本时间=3工序6 切削用量：本工序是铣脚面、开挡，先粗铣，后半精铣。3.1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。=2mm,查表得进给量f =0.2mm/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。校核机床功率： 参考公式 其中 d=100mm z=12 n=150/60r/s

28、kpm=1，解得kw<7.5kw ，故可用。3.2 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。=2mm,查表得进给量f =0.2mm/z，又X62铣床主轴转速30-1500 r/min，精度要求不高（Ra=12.5um），选择n=200r/min。由前面可知刀具直径为100mm，则切削速度为。校核机床功率： 参考公式 其中 d=100mm z=12 n=200/60r/s kpm=1，解得kw<7.5kw ，故可用。 3.3确定开挡脚面的切削用量 所选刀具为镶齿三面刃铣刀。=4mm,查表得进给量f =0.2mm/z，又X62铣床主轴转速30-1500 r/mi

29、n，精度要求较高（Ra=6.3um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。校核机床功率： 参考公式 其中 d=100mm z=12 n=250/60r/s kpm=1，解得kw<7.5kw ，故可用。4工序7本工序为铣槽，先粗铣槽底，再铣槽。4.1确定槽底面的切削用量 所选刀具为镶齿三面刃铣刀。=2mm,查表得进给量f =0.2mm/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。校核机床功率： 参考公式 其中 d=100mm z=

30、12 n=150/60r/s kpm=1，解得kw<7.5kw ，故可用。4.2确定槽的切削用量 所选刀具为镶齿三面刃铣刀。=4mm,查表得进给量f =0.2mm/z，又X62铣床主轴转速30-1500 r/min，精度要求较高（Ra=12.5um且对称度为0.4），选择n=220r/min。由前面可知刀具直径为100mm，则切削速度为。校核机床功率： 参考公式 其中 d=100mm z=12 n=220/60r/s kpm=1，解得kw<7.5kw ，故可用。5 、工序8 本工序为钻8.7，并锪平12。确定钻8.7孔的切削用量。所选刀具为直柄麻花钻，其直径为8.7mm，工作长度80mm，总长122mm。 确定切削用量=8.7/2=4.35mm，查表得进给量f =0.49mm/r，切削速度v =27m/min。则主轴