拨叉课程设计说明书教材Word文档格式.docx
《拨叉课程设计说明书教材Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《拨叉课程设计说明书教材Word文档格式.docx（25页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
5
6
设计任务书
题 目
拨叉零件的机械加工工艺规程
一、本课程的目的和任务
本课程设计是学生在学完机械制造工艺学课程、进行了生产实习之后的一个综合性和实践性很强的教学环节，学生通过课程设计，能综合运用所学基本理论以及在生产实习中学到的实践知识进行工艺及结构设计的基本训练，掌握机械制造过程中的加工方法、加工装备等基本知识，提高学生分析和解决实际工程问题的能力，为后续课程的学习及今后从事科学研究、工程技术工作打下较坚实的基础。
二、课程设计的基本内容
（一）对零件（中等复杂程度）进行工艺分析，画零件图。
（二）选择毛坯的制造方式。
（三）制订零件的机械加工工艺规程
1．选择加工方案，制订工艺路线；
2．选择定位基准；
3．选择各工序所用的机床设备和工艺装备（刀具、夹具、量具等）；
4．确定加工余量及工序间尺寸和公差；
5．确定切削用量
（四）填写工艺文件
1．填写机械加工工艺卡片；
2．填写机械加工工序卡片。
（五）编写设计说明书。
三、课程设计的基本要求
（一）通过本课程设计，应使学生在以下几方面得到锻炼：
1．能运用机械制造工艺学课程中的基本理论和生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。
2.学会使用手册及图标资料。
掌握与本设计有关的各种资料的名称及用途，做到熟练运用。
（二）在规定时间内应完成以下任务：
1．机械加工工艺卡片一张；
2．机械加工工序卡片一套；
3．设计说明书一份。
目录
一、对零件进行工艺分析，画出零件图4
（1）、零件的用途
（2）、零件的工艺性分析
二、选择毛坯的制造方式5
（1）、选择毛坯
（2）、确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量
三、基准的选择7
（1）、精基准的选择
（2）、粗基准的选择
四、选择加工方案制定工艺路线8
（1）、表面加工的确定
（2）、加工阶段的划分
（3）、工序的分散与集中
（4）、工序的顺序安排
（5）、热处理工序
（6）、辅助工序
（7）、制定工艺路线
五、选择各工序加工设备和工艺设备11
六、确定加工余量及工序间尺寸和公差12
（1）、拔叉头两端面的加工余量、工序尺寸和公差的确定
（2）、拔叉孔的加工余量、工序尺寸和公差的确定
七、确定切削用量17
八、拨叉的机械加工工艺过程卡片20
九、参考文献22
十、小结23
一、零件的工艺分析及零件图
（1）零件的作用
该拨叉应用拖拉机变速箱的换档机构中。
拨叉头以φ27mm孔套在变速叉轴上，并用螺钉与变速叉轴连接，拨叉脚则夹在双联变速齿轮的槽中。
当需要变速时，操纵变速杆，变速操纵机构就通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速叉轴一起在变速箱中滑移，拨叉脚拨动双联变速齿轮在花键轴上滑动以改换档位，从而改变拖拉机的行驶速度。
该拨叉在改换档位时要承受冲击载荷的作用，因此该零件应具有足够的强度、刚度，以适应拨叉的工作条件。
该零件的主要工作表面为拨叉脚部槽的两端面、叉轴孔φ27mm，在设计工艺规程时应重点予以保证。
（2）零件的工艺分析
拨叉零件是变速箱中的一个重要零件，且其尺寸较小，结构也比较复杂。
为实现换挡、变速的功能，其叉轴孔与变速叉轴有配合要求，因此加工精度要求很高。
分析零件图可知，下端面和叉脚内孔粗糙度为Ra6.3，拨叉头前后两端面和叉脚左右两端面的粗糙度为Ra3.2，叉轴孔φ27mm为主要工作表面，其粗糙度为Ra1.6。
另外，叉脚的前后两端面对叉轴轴孔的垂直度要求为0.05mm，为保证拔叉在叉轴上有准确的位置，改换档位准确插拔采用紧固螺钉定位，且其粗糙度要求为Ra6.3。
因为零件的尺寸精度、几何形状精度和互相位置精度以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量进而影响其性能及工作寿命，因此，他们的加工必须保证精度。
分析知该零件除主要工作表面（拨叉脚部槽的两端面、叉轴孔φ27mm）和拨叉头两端面外，其余表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床的粗，精加工就可以达到加工要求；
而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工出来。
由此可见，该零件的工艺性较好。
根据调查，该拨叉零件的年生产量一般为5000件。
设备品率a%和废品率b%分别取3%和0.5%。
得年生产量：
N=5000台/年
1件/台
（1+3%）
（1+0.5%）=5175.75
可知该拨叉的生产类型为大批生产。
拔叉的零件图如下：
拔叉零件图
二、零件的毛胚制造方式
（1）毛胚的选择
由于该拨叉在工作过程中要承受冲击载荷，为增强拨叉的强度和抗冲击韧度，获得纤维组织，毛坯选用锻件。
该拨叉的轮廓尺寸不大，且生产类型属大批生产，为提高生产率和铸件的精度，宜采用模锻的方法制造毛胚。
毛坯的起模斜度为5°
。
在选择制造毛坯时要遵循以下几个原则：
1）由于铸造尺寸精度和表面粗糙度一般都很低，因此零件上有与去他配件配合的表面需要进行加工，因此制造毛坯时其尺寸要比真实尺寸大一些。
2）为了使金属容易充满镗模减少工序，铸件的外形要求简单平直，尽量避免铸件截面间差别过大或者有薄壁、高筋高台等。
3）铸件的结构中应避免深孔或多孔结构
4）铸件结构应该力求简单
（2）毛胚尺寸与公差的确定
根据原始数据及要求分别确定各加工表面的毛坯尺寸如下：
加工表面
零件尺寸/mm
机械加工余量/mm
毛坯公差
毛坯尺寸
拔叉头左右端面
1.5～2（取2）
拔叉头孔
拔叉脚左右端面
拔叉脚内表面
1～1.5（取1.5）
绘制拔叉毛胚简图如下
拔叉毛胚简图
三、零件基准的选择
基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基准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。
否则，加工工艺过程中会问题百出，更严重的还会造成零件大批量报废，使生产无法正常进行。
定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准然后在确定粗基准。
选择基准时尽量使基准重合，即尽可能选择设计基准作为定位基准。
这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。
（1）精基准的选择
拔叉孔
mm的轴为拔叉脚两端面设计基准，拔叉头左端面是拔叉轴向方向的设计基准。
所以选用拔叉孔
mm的轴线和拔叉头左端面作为精基准定位加工拔叉脚两端面，实现了设计基准与工艺基准的重合，保证了被加工表面的垂直度要求。
另外，由于拔叉件刚度较差，受力易长生弯曲变形，选择拔叉头左端面做精基准，夹紧力作用在右端面上，可避免在加工中产生夹紧变形，夹紧稳定，可靠。
（2）粗基准的选择
选择叉轴孔
的外圆面与拔叉头的右端面作为粗基准，采用拨叉头右端面作粗基准加工左端面，轴孔外圆面作粗基准定位加工内孔，保证孔的壁厚均匀，可以为后续工序做好准备。
四、选择加工方案制定工艺路线
工艺路线的拟定是制定工艺规程的总体布局，包括确定方法、加工阶段的划分、决定工序的集中和分散、加工顺序的安排、以及热处理、检验及其他辅助工序（去毛刺、倒角等）。
他直接影响加工质量和效率。
而且影响到工人的劳动强度，设备投资，生产成本等。
（1）表面加工方法的确定
根据零件图上各表面的尺寸精度和表面粗糙度，查《机械设计手册》平面加工法案的经济精度和表面粗糙度，同时查该手册确定孔加工法案的经济精度和表面粗糙度，确定拨叉零件各表面的加工方法。
尺寸精度等级
表面粗糙度Ra/μm
加工方案
尺寸及偏差
拨叉脚两端面
IT10
Ra3.2
粗铣-半精铣-磨削
拨叉头左端面
粗铣-半精铣
拨叉头右端面
拨叉头内孔表面
IT7
Ra1.6
钻孔-扩孔-精扩-精铰
螺纹孔M8
IT8
Ra6.3
钻孔-丝锥攻内螺纹
8
拨叉脚内表面
IT12
粗铣
凸台
（2）加工阶段的划分
该拨叉加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工、半精加工和精加工几个阶段。
在粗加工阶段，首先将精基准面（拨叉头左端面和叉轴孔轴）加工好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；
然后粗铣拨叉头右端面、粗铣拨叉脚内侧表面，拔叉左右两端面和凸台。
在半精加工阶段完成拨叉头两端面的半精铣、螺纹孔的钻孔和丝锥攻丝。
精加工阶段进行拔叉脚两端面的磨削加工。
（3）工序的分散与集中
选用工序集中原则安排拨叉的加工工序，该拨叉生产类型为大批生产，可采用万能型机床配以专用夹具，以提高生产率，而且选用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可以缩短时间，而且一次装夹中加工了多个表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。
（4）工序的顺序安排
在加工过程中应该遵循以下几个原则：
（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准---拨叉头左端面和叉轴
mm。
（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。
（3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面----拨叉头右端面和叉轴孔
mm，后加工次要表面----拨叉脚槽内侧面、左右两端面。
（4）遵循“先面后孔”原则，先加工拨叉头端面，再加工拔叉轴孔
孔；
先加工拨叉脚左右端面，再加工拨叉脚大头孔内表面，和螺纹孔。
由此初步拟出了拨叉机械加工工序的顺序如下：
工序号
工序名称
原因说明
10
粗铣拨叉头左右端面
先基准后其他
20
半精铣拨叉头左端面（主要表面）
先基准后其他、先面后孔、先主后次
30
钻、扩、精扩、精铰拨叉头
的孔（主要表面）
先主后次，先面后孔
40
粗铣拨叉脚两端面（主要表面）
先粗后精
50
先扩再粗铣拨叉脚内孔表面
60
铣凸台（次要表面）
70
钻、攻丝M8螺纹孔
先面后孔
80
半精铣拔叉头右端面
90
半精铣拨叉脚两端面
100
磨削拔叉脚两端面
（5）热处理工序
铸件为了消除残余应力，需在粗加工前、后各安排一次时效处理，在半精加工前、后各安排一次时效处理。
同时拨叉脚两端面在精加工之前进行局部高频淬火，提高耐磨性和在工作中承受冲击载荷的能力。
（6）辅助工序
粗加工拨叉脚两端面和热处理后，应安排校直工序，在半加工之后，安排去毛刺和中间检验工序;
精加工之后，安排去毛刺、清洗和终检工序。
综上所述,该拔叉工序的安排顺序为:
基准加工----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----热处理----主要表面精加工。
（7）制定工序路线
综合上面的几个原则和所分析的工艺过程最终确定工艺路线，以下是拨叉机械生产过程的工艺路线：
升级会员 