机械制造工艺三级项目.docx
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机械制造工艺三级项目
机械制造工艺学B课程三级项目报告
题目：
拔叉Ⅰ机械加工工艺规程设计及组合夹具设计
学院：
机械工程学院
班级：
机电一班
组长：
指导教师：
陈锦江、鹿玲
完成日期：
2015年5月7日
目录
一、拨叉一机械加工工艺过程设计2
（1）、零件分析2
（2）、毛坯选择3
（3）、初定加工顺序：
3
（4）、定位基准选择：
3
（5）、表面加工方法的确定3
（6）、加工顺序确定4
二、工序设计4
（1）、加工设备确定4
（2）、加工余量、工序尺寸及公差的确定5
（3）切削用量及工时定额的确定6
三、机械加工工艺过程卡片及工序卡片18
（1）机械加工工艺卡片18
3.2机械加工工艺卡片19
四、组合夹具设计与组装27
（1）、被加工零件加工要求27
（2）、主要元件的选择确定27
（3）、组合夹具的组装27
五、参考文献28
六、心得体会28
七、小组自评29
一、拨叉一机械加工工艺过程设计
（1）、零件分析
1.拨叉作用：
汽车变速箱上的部件，与变速手柄相连，位于手柄下端，拨动中间变速轮，使输入/输出转速比改变。
如果是机床上的拨叉是用于变速的，主要用在操纵机构中；就是把2个咬合的齿轮拨开来再把其中一个可以在轴上滑动的齿轮拨到另外一个齿轮上以获得另一个速度。
即改变车床滑移齿轮的位置，实现变速。
或者应用于控制离合器的啮合、断开的机构中，从而控制横向或纵向进给。
2.技术要求：
技术要求如下表:
加工表面
尺寸及偏差
mm
公差及精度等级
表面粗糙度Ra
μm
形位公差/mm
拨叉头后端面
80
IT13
3.2
拨叉头前端面
80
IT13
拨叉脚槽后端面
10
IT13
3.2
拨叉脚槽前端面
18
IT11
3.2
拨叉脚槽底面
15
IT13
6.3
拨叉头顶下台阶面
22
IT13
3.2
拨叉左端面
20
IT13
拨叉右端面
40
IT13
φ22mm孔
22
IT12
6.3
R20mm外圆
20
IT13
φ22mm孔内花键槽侧面
6
IT9
3.2
φ25mm花键槽底圆面
25
IT7
1.6
该拨叉形状特殊、结构简单，属典型的叉杆类零件。
为实现换档、变速的功能，其叉轴孔与变速叉轴有配合要求，因此加工精度要求较高。
（2）、毛坯选择
该零件需实现换档、变速的功能，且承受一定的动载荷，故需要一定的减震性。
故我组选用毛坯为铸造毛坯。
材料为HT200。
铸造过程中，由于φ22孔，及槽较小，不需要铸造。
（3）、初定加工顺序：
1、铣80尺寸的两个大断面
2、铣72*30的平面
3、钻φ22孔
4、钻2*M8和φ5的锥孔
5、铣18开口
6、插键槽
（4）、定位基准选择：
根据初定加工顺序，选择基准如下：
1、铣大断面时，选择其所相对的面为粗基准
2、以72*30所对应的面为粗基准
3、以75*40面为准
4、以下平面为基准
5、以75*80面为基准
6、以75*80面为基准
（5）、表面加工方法的确定
具有一定技术要求的加工表面，往往需要通过多次加工才能达到图样要求，而达到同样精度要求所能采用的加工方法往往是多种多样的。
因此在拟订零件的机械加工工艺路线前，首先分析零件上技术要求高的主要表面，根据主要表面的精度和表面质量要求，选择合理的表面加工方法，然后考虑其他表面的加工方法。
由零件分析可知，该拨叉零件需要加工表面有内孔、锥孔、端面、通槽各端面。
考虑到零件的各加工表面的技术要求，查相关表格可确定各表面的加工方案。
如表
加工表面
表面粗糙度/um
加工方案
拨叉左大端面
Ra3.2
粗铣—半精铣
拨叉上大端面
Ra3.2
粗铣—半精铣
花键小径孔
Ra6.3
钻—扩
花键侧面/底面
Ra3.2/Ra1.6
粗拉
通槽内侧面/底面
Ra3.2/Ra6.3
粗铣—半精铣
螺纹孔
钻—攻螺纹
锥孔
铰
（6）、加工顺序确定
工序一：
铸造毛坯；
工序二：
粗、半精铣左大端面
工序三：
钻孔，扩孔Φ22
工序四：
车2×75°倒角
工序五：
粗、半精铣上端面
工序六：
粗、半精铣槽
工序七：
拉花键
工序八：
钻螺纹孔
工序九：
攻2×M8螺纹
工序十：
铰Φ5锥孔
工序十一：
去毛刺
工序十二：
检查、入库
2、工序设计
（1）、加工设备确定
机床和工艺装备的选择应在满足零件加工工艺的需要和可靠地保证零件加工质量的前提下，与生产批量和生产节拍相适应，并应优先考虑采用标准化的工艺装备和充分利用现有条件，以降低生产准备费用。
拨叉I可以选用高效的专用设备和组合机床，也可选用通用设备。
各加工工序加工设备及工艺装备的选用见表
工序内容
加工设备
粗、半精铣左大端面
立式铣床X51
钻孔，扩孔Φ22
立式钻床525
车2×75°倒角
普通车床CA6140
粗、半精铣上端面
立式铣床X51
粗、半精铣槽
立式铣床X51
拉花键
卧式拉床L6110A
钻螺纹孔
立式钻床525
攻2×M8螺纹
立式钻床525
钻、铰Φ5锥孔
立式钻床525
（2）、加工余量、工序尺寸及公差的确定
根据上述原始资料加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量、工序尺寸以及毛坯尺寸如下：
1、左大端面加工余量
左端面有2.5mm的加工余量，足以把铸铁的硬质表面层切除。
左端面粗铣一次、精铣一次。
粗铣加工余量1.5mm、工序经济精度等级IT11、公差值0.22mm。
精铣加工余量1mm、工序经济精度等级IT8、公差值0.046mm、表面粗糙度Ra3.2um、工序基本尺寸80mm。
2、矩形花键底孔
要求以花键外径定心，故先钻中心孔。
再扩最后拉削内孔尺寸为Φ22H12。
参照《机械加工工艺手册》中查得孔加工余量的分配：
钻孔Φ20mm。
工序经济加工精度等级IT10、公差值0.084mm；
扩孔Φ22H12mm、工序经济加工精度等级IT12、公差值0.21mm、粗糙度Ra6.3um；
拉内花键，花键孔以外径定心，拉削时加工余量参照《机械加工工艺手册》中查得2Z=3mm。
3、18H11底槽的加工余量
槽底面粗铣余量为34mm。
槽侧面的粗铣余量为16mm、工序经济精度等级为IT11、公差值0.11mm，底面余量为34mm。
槽底面表面粗糙度Ra6.3um。
半精铣的加工余量为侧面余量2mm、工序经济精度等级为IT8、公差值为0.11mm、侧面粗糙度为Ra3.2um，底面余量为1mm，粗糙度为Ra6.3um。
4、上顶面的加工余量
此工序为两个工步：
①粗铣上顶面②半精铣上顶面
粗铣加工余量为2mm、工序经济加工精度等级为IT11、公差值0.19m；
半精铣加工余量为1mm、工序经济加工精度等级为IT8、公差值0.046mm、表面粗糙度Ra3.2um。
各工序加工余量、工序尺寸及公差如表
工序名称
加工余量/mm
工序尺寸/mm
工序尺寸公差/mm
铸造面
82.5
3.5
粗铣左大断面
1.5
81
0.22
半精铣大端面
1
80
0.046
钻花键孔
20
Φ20
0.084
扩花键孔
2
Φ22
0.21
粗铣上端面
2
73
0.19
半精铣上端面
1
72
0.046
粗铣通槽
槽宽16，槽深34
16/34
0.11/0.16
半精铣通槽
槽宽18，槽深1
18/35
0.11/0.039
拉花键
3
Φ25
0.021
（3）切削用量及工时定额的确定
工序1：
粗、半精铣左端面至符合要求。
工步1：
粗铣
背吃刀量为=2.5-1.0=1.5mm。
进给量的确定：
机床的功率5—10Kw,工件夹具系统的刚度为中等条件，选取该工序的每齿进给量为=0.2mm/z。
铣削速度：
参考《机械制造工艺手册》得，选用镶齿铣刀，其中在d/z=80/10的条件下选取。
铣削速度为v=40m/min。
有公式n=1000r/πd可以得到:
n=1000×40/π×80=159.15r/min
由于手册中的X51型立式铣床的主轴转速为n=160r/min,所以，实际的铣削速度为：
V=nπd/1000=160×3.14×80/1000=40.19m/min
基本时间t:
根据面铣刀平面（对称铣削、主偏角=90°）的基本时间计算公式:
t=（）/。
其中，=75mm，=1~3mm，取=2mm，=40mm。
则有：
=0.5（d-）+（1~3）=0.5（80-）+2=7.36mm。
=×n=×z×n=0.2×10×160=320mm/min
基本工时：
tj=（）/=（75+7.36+2）/320=0.264min≈15.82s
辅助时间：
tf=0.15tj=0.15×15.82s=2.373s
其他时间：
tb+tx=0.06（tj+tf）=0.06×（15.82+2.373）=1.09s
工步2：
半精铣
背吃刀量的确定：
=1mm.
进给量的确定：
按表面粗糙度为=3.2μm的条件选取，该工序的每转进给量f=0.8mm/r。
铣削速度的计算：
根据其他有关资料确定，按镶齿铣刀，d/z=80/10，=0.08mm/z 的条件选取，铣削速度v为：
v=57.6mm/min。
由公式：
n=1000r/πd可以求得铣刀转速n=229.3r/min。
参照《机械加工工艺手册》中4-15的X51型立式铣床的主轴转速，选取转速为n=210r/min。
再将此转速代入上面公式，可以求得：
v=nπd/1000=52.78mm/min。
基本时间的确定：
根据《机械加工工艺手册》中面铣刀铣平面（对称铣削、主偏角=90°）的基本时间公式T=（）/，可以求得该工序的基本时间，其中=75mm，=1~3mm，取=2mm，=40mm，=7.36mm，得
=×n=0.8mm/r×210r/min=168mm/min
基本工时：
tj=（）/=（75+2+7.36）/168=0.502min≈30.13s
辅助时间：
tf=0.15tj=0.15×30.13=4.52s
其他时间：
tb+tx=0.06（tj+tf）=0.06×（30.13+4.52）=2.08s
工序2：
钻、扩φ22的花键孔
工步1：
钻φ20mm的孔。
（从《机械加工工艺手册》中查得第一次钻孔的直径为φ20mm）
背吃刀量=20mm
进给量的确定：
选取该工步的每齿进给量=0.3mm/r。
（从《机械加工工艺手册》中查得f=0.3mm/r）
切削用量的计算：
因为该工件的材料为HT200，硬度HBS为175～225，所以选取切削速度v=17m/min。
（从《机械加工工艺手册》中查得v=17m/min）由式n=1000v/πd可以求得：
n=1000×17/（π×20）=270.7r/min
参照《机械加工工艺手册》中查得所列的525型立式钻床的主轴转速，选取n=272r/min，再将n代入n=1000v/πd中，得到：
v=272×π×20/1000=17.1m/min
基本时间t:
其中=80mm，==10×0.577+1=6.77mm，=1~4mm,取=2mm。
基本工时：
辅助时间：
tf=0.15tj=0.15×65.3=9.80s
其他时间：
tb+tx=0.06（tj+tf）=0.06×（65.3+9.80）=4.51s
工步2：
扩φ20mm的孔至φ22mm。
背吃刀量的确定：
取=2mm。
进给量的确定：
从《
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