机械制造课程设计拨叉Word文档格式.docx
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1.精基准的选择
精基准的选择有利于保证加工精度，并使工件装夹方便。
在选择时，主要应该考虑基准重合、基准统一等问题。
当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。
在本零件中花键孔的中心线为叉脚部分沟槽和顶面的设计基准，故以花键孔的中心线为精基准，实现了设计基准与工艺基准相重合，保证了被加工表面的垂直度和平行度要求。
同时由于零件在轴向上的刚度较大，因此选用零件的左端面作为精基准，夹紧力作用在右端面上，可避免在机械加工工程中发生变形，加紧稳定可靠。
2.粗基准的选择
对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。
而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。
所以选择右端面，40×
80的顶面和75×
80的右侧面及外圆中心线为粗基准，可以为后续工序准备好精基准。
（三）制订工艺路线
1.表面加工方法确定
根据零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查相关表格，确定零件各表面的加工方法，如表1所示。
表1各表面加工方案
加工表面
尺寸及偏差/mm
尺寸精度等级
表面粗糙度/um
加工方案
后端面
80
/
3.2
粗铣-精铣
顶面
72
/
花键小径
Φ22+0.210
IT12
6.3
钻-扩
花键大径
Φ25+0.210
1.6
拉
底槽
18+0.110
IT11
槽底6.3
侧面3.2
倒角
150
钻
螺纹
M8
钻-攻丝
2.工艺路线拟定
尊循“先粗后精”原则，先安排粗加工后安排精加工。
尊循“先基准后其他”原则，首先加工精基准—左侧面和花键轴孔；
尊循“先主后次”原则，先加工主要表面—左侧面和花键轴孔，后加工次要表面—顶面和操纵槽侧面及底面；
由此安排工艺路线如表2。
表2机械加工工艺路线
工序号
工序内容
定位基准
10
粗铣，精铣拨叉后端面
两侧面、顶面
20
钻-扩-拉花键孔（倒角）
后端面、左侧面、顶面
30
粗铣、精铣顶面
左侧面、后端面、花键孔轴线
40
粗铣、精铣底槽
50
钻孔、攻丝2-M8
后端面、左侧面、底面
60
终检
（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
零件的材料为HT200，净重量约为0.93千克，生产类型为中批量生产，可以采用金属模铸造的方法进行毛坯的制造。
根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1.面的加工余量及工序尺寸
考虑到零件的很多表面没有粗糙度要求，不需要加工。
从铸造出来即可符合使用要求，因此，只需确定后端面的尺寸即可。
选取铸件的尺寸公差等级为CT8，查表得出其公差值为1.6mm。
又根据零件的铸造方法（金属模铸造）、公差等级（CT1～CT16）和零件的材料（灰口铸铁），查表确定零件的加工余量等级，即MA值。
经查，确定加工余量等级为F级。
最后根据CT、MA和工件基本尺寸查表确定机械加工余量，该拨叉的基本尺寸≤100mm，公差等级为CT8，加工余量等级为F，故查表所得的机械加工余量为2.0mm。
机械加工余量分为单侧和双侧，单侧加工余量与加工要求的关系如图所示。
毛坯的最大极限尺寸
lmax=零件基本尺寸+MA+CT/2=；
毛坯的最小极限尺寸
lmin=零件的基本尺寸+MA-CT/2=。
即毛坯尺寸为82±
0.8mm。
2.花键底孔的加工余量及工序尺寸
根据《机械制造技术基础课程设计》表2.53得出：
在实体材料上加工孔，一次性钻孔，孔的公差等级可以达到H13～12级，符合Φ22H12的要求，但为提高其表面精度需进行扩孔。
再根据《金属机械加工工艺设计手册》表4-22查出拉键槽加工余量为f=0.4mm，即预制孔加工到Φ21.2mm，一次性拉削到设计要求Φ25H7。
查表2.56可知扩孔的加工余量为1.5～2.0mm，由于本工序的待加工表面的金属厚度较小，故取扩孔的加工余量为0.6mm。
3.底槽18H11的加工余量及工序尺寸
该槽铸造时没有铸出，参照《机械加工工艺师手册》表21-5，得粗铣其槽边机加工余量（双边余量）Z=3.0mm，半精加工的余量（双边余量）Z=1mm。
由于该工序加工时选用的刀具为Φ16的立式铣刀，粗加工时要铣去大部分的余量，因此取半精加工的双边余量为Z=2.0mm。
又由刀具选择可得其极限偏差为：
粗铣为+0.210mm，半精铣为+0.130mm。
粗铣两边工序尺寸为：
；
粗铣后毛坯最大尺寸为：
粗铣后毛坯最小尺寸为：
16+0=16mm；
即粗加后的工件尺寸为16+0.210mm。
半精铣两边工序尺寸为：
18+0.310mm能够满足加工要求。
4．螺纹的加工
查《机械制造工艺设计简明手册》表2.3-20，得M8螺纹攻螺纹前所用麻花钻的直径为6.7mm。
现将各工序加工余量及工序尺寸整理成表，如表3所示。
表3各工序加工余量与工序尺寸
工序余量/mm
工序尺寸及公差/mm
表面精度Ra/um
粗加工
精加工
1.5
0.5
80.5
2．0
1.0
73
操纵槽
（槽深）
8×
2
（33）
1×
（2）
16+0.210
18+0.310
（35）
花键底孔
麻花钻20扩孔钻20.7
钻后20、扩后21.2
花键
0.4
6-6H9×
25H7×
22H12
麻花钻6.7
6.7mm
锥销孔
专用刀具
钻-铰
（五）确定切削用量及基本工时
工序Ⅰ：
粗铣、精铣后端面
工件材料：
HT200，=220MPa，硬度HBS=157～236；
加工要求：
表面粗糙度Ra=3.2um；
机床：
X51立式铣床
刀具：
刀具材料高速钢端面铣刀
2.背吃刀量的确定
因为粗加工余量较小故一次切削就可切除所有余量，因此取粗加工的背吃刀量等于粗加工余量，即ap11=z=1.5mm。
精铣时ap12=0.5mm。
3.进给量
查《实用机械加工工艺手册》表11-90，根据机床功率及工艺系统刚度，查得粗铣每齿进给量=0.15～0.3mm/z,精铣每齿进计量=0.05～0.12mm/z；
取粗加工的每齿进给量=0.2mm/z，精加工的每齿进给量=0.05m/z。
4.切削速度及进给速度的确定
查表确定粗加工的铣削速度为，精加工的铣削速度为。
查表3.6，粗铣和精铣时的转速分别为160r/min和300r/min。
修正后的切削速度为：
则进给速度为：
工序Ⅱ：
钻花键轴孔、扩孔
1.钻孔
（1）钻孔时选用直径为Φ20mm的高速钢麻花钻，机床则选用Z525立式钻床。
（2）钻削速度及进给速度的确定
由《机械加工工艺师手册》表28-15，根据高速钢麻花钻的直径do＝20mm，铸铁的硬度约为200HBS，查得进给量f=0.43～0.53mm/r。
由于Yd＝80/20＝4查得修正系数，则f＝0.41～0.50mm/r。
由《切削用量简明手册》表2.8可查得钻头强度允许的进给量为f＝1.75mm/r。
因此进给量在允许范围内，取f＝0.45mm/r。
则对应的钻削速度为v=17m/min。
因此主轴转速为
查表3.18得钻床主轴转速为272r/min，因此其实际的钻削速度为：
进给速度为：
2.扩孔时
（1）扩孔时考虑钻孔所达到的直径及拉花键时的加工余量，选择直径为Φ20.7mm扩孔钻，扩孔后的孔径Φ21.2mm，符合花键的加工余量刀具材料为高速钢。
（2）切削速度及进给速度的确定
由《机械加工工艺师手册》表28-30高速钢及硬质合金扩孔钻的进给量，得进给量f=0.7～0.8mm/min,取f=0.7mm/r，由于修正系数K=0.95，所以进给量f=0.7x0.95=0.67mm/min。
再查表28-32，确定切削速度为v=25m/min。
则主轴转速为：
查表3.18确定主轴实际转速为392r/min，故其实际的切削速度为：
3.检验机床功率
根据所选的切削用量、切削速度及寄给速度进行功率估算，经计算加工所需功率为1.20kw小于所选用的机床主电机功率2.8kw。
故所选切削用量可用。
工序Ⅲ拉花键
卧式拉床L6120。
查参考文献《实用机械加工工艺手册》表10-266，选择拉刀类型为矩形花键拉刀第三型号，该刀具特点：
拉削长度大于30mm，同时加工齿数不小于5。
材料：
W18Cr4V做拉刀材料，柄部采用40Cr材料。
拉削过程中，刀具进给方向和拉削方向一致，拉刀各齿齿升量详见拉刀设计，拉削的进给量即为单面的齿升量。
查参考文献《实用机械加工工艺手册》表2.4-118和2.4-119，确定拉削速度v=0.116～0.08mm/s，取v=0.10mm/s。
拉削工件长度：
拉刀长度：
拉刀切出长度，取。
工序Ⅳ粗铣、精铣顶面
本工序刀具采用高速钢立铣刀，机床为X51立式铣床。
1.粗铣顶面
（1）背吃刀量的确定
本工序的加工余量较大为20mm，因此考虑三次走刀来完成加工，背吃刀量分别为ap1=8mm，ap2=8mm，ap3=4mm.
（2）进给速度及切削速度的确定
选择高速钢立铣刀，铣刀直径为16mm,由《机械加工工艺师手册》表30-36查得加工材料为灰铸铁，根据刀的直径及齿数，确定每齿进给量为f=0.08～0.18mm/z，取f=0.18mm/z；
由表查得其铣削速度为V=19m/min。
查机床的转速表，取n＝380r/min，由此可得进给速度为：
实际铣削速度为：
2.精铣顶面
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