X62W叉杆课程设计说明书ZA.doc
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机械制造技术基础
课程设计说明书
设计题目：
X62W零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计
设计者：
za
指导教师：
钟山
2012年6月1日
梧州学院电子信息工程系
机械制造技术基础课程设计任务书
题目：
X62W叉杆零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计
内容：
1、零件图1张
2、毛坯图1张
3、机械加工工艺过程工艺卡1张
4、机械加工工序卡1张
5、机床夹具总装图1张
5、机床夹具零件图1张
6、课程设计说明书1份
班级：
09机械5班
学生：
za
指导教师：
钟山
2012年6月1日
序言
大三上学期我们进行了《机械制造基础》课的学习，并且也进行过金工实习。
为了巩固所学知识，并且在我们进行毕业设计之前对所学各课程的进行一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,我们进行了本次课程设计。
通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，同时，在课程设计过程中，我们认真查阅资料，切实地锻炼了我们自我学习的能力。
另外，在设计过程中，经过老师的悉心指导和同学们的热心帮助，我顺利完成了本次设计任务。
由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予批评指正。
一、零件的分析 1
（一）零件的作用 1
（二）零件的工艺分析 1
二、确定毛坯 2
（一）确定毛坯种类：
2
（二）确定铸件加工余量及形状：
2
（三）绘制零件图：
2
三、工艺规程设计 3
（一）选择定位基准：
3
（二）制定工艺路线 4
（三）机械加工余量、工序尺寸及公差的确定:
6
（四）确定切削用量和基本工时 8
四、专用钻床夹具设计 14
（一）夹具设计任务书 14
（二）夹具设计 14
小结 15
参考文献 15
附图 16
15
一、零件的分析
（一）零件的作用
零件X62W铣床的叉杆位于铣床的变速机构中，主要起换挡，使主轴回转运动按照操作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。
其中，尺寸为mm的孔与操纵机构相连接，尺寸为mm的孔则是用于和所控制齿轮的轴接触。
（二）零件的工艺分析
零件的材料为QT45-5，即QT450-10，为球墨铸铁，根据工程材料知识可以知道：
该类型的球墨铸铁最低抗拉强度为450，延展性≥10％，具有良好的力学性能，应用范围仅次于灰铸铁。
抗拉强度可以和钢媲美，塑性和韧性也有了很大的提高。
球墨铸铁的焊接性能和热处理性能都优于灰铸铁，但消震能力比灰铸铁低。
可以制成承受很大冲击的零件。
根据球墨铸铁的性能，可以初步确定叉杆需要加工的表面以及加工表面之间的位置关系。
1、以为中心的加工表面
加工表面包括:
的孔、其上下端面、下端面与孔有垂直度的关系、孔壁上有一个较难加工的用于钻绞的孔以及一个M8的螺纹孔。
2、以为半径的孔为中心的加工表面
加工表面包括：
以为半径的孔、上下两个端面，其中上下端面与的孔有位置度的要求。
由上面的分析可知：
加工时应该先加工一组表面，然后以已加工表面为基准，再加工另外一组表面。
二、确定毛坯
（一）确定毛坯种类：
零件材料为QT45-5。
考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为单件生产，故选择木摸手工砂型铸件毛坯。
查《工程材料与成形技术基础》第119页表2-12,选用铸件尺寸公差等级为CT-12。
（二）确定铸件加工余量及形状：
查《机械制造技术基础课程设计》第19页表2.9，选用加工余量为MA-H级，并查表2.10确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的加工余量，如下表2.1所示：
表2.1叉杆机械加工余量及铸件加工余量mm
加工表面
基本尺寸
加工余量等级
加工余量
说明
拨叉头左右端面
40
H
孔降一级双侧加工
拨叉脚内表面
R23
H
5
单侧加工
拨叉脚两端面
12
H
5
单侧加工
拨叉头孔
H
5
单侧加工
（三）绘制零件图：
该零件的零件图如下图2.1所示：
图2.1X62W叉杆零件图
三、工艺规程设计
（一）选择定位基准：
基准面的选择包括精基准的选择和粗基准的选择，是零件工艺规程设计中重要的环节之一。
基准面的选择如果正确合理，可以使零件的加工质量得到保证，生产效率得到很大的提高。
如果不合理，加工工艺过程中就会出现这样那样的问题，甚至还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。
1、粗基准的选择：
根据所学知识可知：
对于一个零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。
而对于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为粗基准。
根据这个基准选择原则，现选择孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两块V形块支承的外轮廓表面，可以限制5个自由度，再以一个销钉限制最后一个自由度，达到完全定位后，即可进行铣削。
2、精基准的选择：
考虑到要保证零件的加工精度和装夹的准确方便，应依据“基准重合”原则和“基准统一”原则。
（二）制定工艺路线
工艺路线的制定是制定工艺规程的总体布局，包括确定加工方法、划分加工阶段、决定工序的集中于分散、加工顺序的安排以及安排热处理、校验及其他辅助工序（去毛刺、倒角等）。
它不但影响加工的质量和效率，而且影响工人的劳动强度、设备投资、车间面积。
生产成本等。
因此，制定工艺路线是制定工艺规程的关键性一步，必须在充分调查研究的基础上提出工艺方案，并加以分析比较，最终确定一个最经济合理的方案。
1、表面加工方法的确定：
根据零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查《机械制造技术基础课程设计》表2.25平面加工方案的经济精度和表面粗糙度；查表2.24孔加工方案的经济精度和表面粗糙度，确定叉杆零件各表面的加工方法，如表3.1所示：
表3.1叉杆零件各表面的加工方法（单位：
mm）
加工面
尺寸及偏差
精度
粗糙度
加工方案
下端面
Φ36
无
Ra12.5
粗铣
上端面
Φ36
无
Ra12.5
粗铣
内圆面
8级
无
钻-扩-铰
上端面
R35
无
Ra6.3
粗铣-半精铣
下端面
R35
无
Ra6.3
粗铣-半精铣
内圆面
12级
Ra12.5
镗
上端面
无
Ra12.5
粗铣
下端面
无
Ra12.5
粗铣
内圆孔
8级
Ra3.2
钻-扩-铰
M8螺纹孔
无
无
无
钻-攻丝
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，首先将精基准准备好，使后续工序都可以采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗铣拨叉右端面、拨叉脚内表面、拨叉脚两端端面的粗铣、操纵槽内侧面和底面。
在半精加工阶段，完成拨叉脚两端的精铣加工及孔的钻、铰加工；在精加工阶段，进行拨叉脚两端面的磨削加工。
3、工序的集中与分散：
选用工序集中原则安排拨叉的加工工序。
该拨叉的生产类型为单件生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对应的位置精度要求。
4、工序顺序的安排：
（1）机械加工工序：
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孔；遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序；遵循“先主后次”原则，先加工主要表面——拨叉头左端面和叉轴孔和拨叉脚两端面，后加工次要表面——操纵槽底面和内侧面；遵循“先面后孔”原则，先加工拨叉头端面，再加工叉轴孔，如下表3.2所示：
表3.2叉杆机械加工工序安排（单位：
mm）
工序号
工序内容
定位基准
10
粗铣孔上下端面
以Φ36外圆表面为粗基准
20
钻-扩-铰内圆孔，使孔的精度达到8级，保证其垂直度误差
以孔下端面为精基准
30
粗铣-半精铣以为半径的孔的上下端面
以内圆孔为精基准
40
镗以为半径的孔
以内圆孔为精基准
50
切断
60
钻-扩-铰内圆孔，使孔的精度达到8级，并保证其垂直度误差
以内圆孔为精基准
70
锪孔的上下端面
以内圆孔为精基准
80
钻一个M6的孔，攻M8x1.25内螺纹
以内圆孔为精基准
90
倒角及倒圆角
100
去毛刺及清洗
110
终检
（2）辅助工序：
对加工后的工件进行去毛刺、清洗和校验。
（三）机械加工余量、工序尺寸及公差的确定:
零件材料QT450-10，为球墨铸铁，硬度为160-210HB，毛坯重量为0.48Kg，生产类型为单件，铸造毛坯。
根据以上原始资料及加工路线，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
1、外圆表面（）：
考虑到零件外圆表面并非加工表面，所以外圆表面为铸造毛坯，没有粗造度要求，因此直接铸造而成。
2、外圆表面沿轴线方向长度的加工余量及公差（、孔的上下端面）：
查《机械制造工艺设计简明手册》表2.2.2、表2.2.4、表2.2.5，取mm孔的上下端面长度余量均为2.5mm（均为双边加工）,铣削加工余量为：
粗铣2.5mm。
孔的上下端面长度余量均为2.5mm,铣削加工余量为：
粗铣2mm，半精铣0.5mm。
3、内孔（孔已经铸造成的孔）：
查《机械制造技术基础课程设计》表2.2.2、表2.2.4、表2.2.5，得：
圆孔已铸成孔的加工余量为3mm，即铸造成的孔半径为，工序尺寸加工余量：
钻孔至mm，扩孔1.8mm，粗铰孔0.2mm。
取孔已铸成孔的加工余量为3mm，即铸造成的孔直径为，钻孔至，扩孔1.9mm，铰孔0.1mm。
孔加工前没有铸成孔，是实心封闭的，钻孔至mm，扩孔1.8mm，铰孔0.2mm。
4、内孔内圆表面沿轴线方向长度的加工余量及公差（孔的上下端面）：
查《机械制造技术基础课程设计》表2.2.2、表2.2.4、表2.2.5，扩孔至深度为1mm。
5、其他尺寸直接铸造得到：
由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工，因此在计算最大、最小加工余量时应按照调整法加工方式予以确认。
通过查阅《机械制造技术基础课程设计》得到相关数据可计算得到工序尺寸如表3.3所示：
表3.3叉杆机械加工工序尺寸（单位：
mm）
加工面最终尺寸
公差/粗糙度
单边余量
工序尺寸
毛坯尺寸
孔上下端面
无，Ra12.5
2.5
4045
45
孔
无，Ra6.3
0.2
1.8
4
Φ20Φ19.8
Φ19.8Φ18
Φ18Φ14
Φ14
孔上下端面
无，Ra6.3
0.5
2
1213
1317
17
孔
，Ra12.5
3
Φ46Φ40
Φ40
孔
，Ra3.2
0.2
1.8
8
Φ10Φ9.8
Φ9.
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