机械制造工艺学课程设计车床拨叉的机械加工工艺规程设计.docx

机械制造工艺学课程设计车床拨叉的机械加工工艺规程设计.docx

《机械制造工艺学课程设计车床拨叉的机械加工工艺规程设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械制造工艺学课程设计车床拨叉的机械加工工艺规程设计.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

机械制造工艺学课程设计车床拨叉的机械加工工艺规程设计

机械制造工艺学

课程设计

班级B140233

姓名杨艳平

学号B14023310

洛阳理工学院

课程设计说明书

课程名称机械制造工艺学

设计课题车床拨叉的机械加工工艺规程设计

专业机械设计制造及其自动化

班级B140233

姓名杨艳平

学号B14023310

2016年4月15日

课程设计任务书

机械工程系机械设计制造及其自动化专业

学生姓名杨艳平班级B140233学号B14023310

课程名称：

机械制造工艺学

设计题目：

车床拨叉的机械加工工艺规程设计

设计内容：

1．产品零件图1张

2．毛坯图1张

3．机械加工工艺进程综合卡片1份

4．机械加工工艺工序卡片1份

5．课程设计说明书1份

设计要求：

大量生产

设计（论文）开始日期2016年3月20日

设计（论文）完成日期2016年4月15日

指导教师邹聆昊

课程设计评语

机械工程系机械设计制造及其自动化专业

学生姓名杨艳平班级B140233学号B14023310

课程名称：

机械制造工艺学

设计题目：

车床拨叉的机械加工工艺规程设计

课程设计篇幅：

图纸共2张

说明书共19页

指导教师评语：

年月日指导教师

目目录

1.3.确信零件的生产类型.......................................................................5

2、确信毛坯，绘制毛坯简图...................................................................6

.选择毛坯.............................................................................................6

.确信毛坯的尺寸公差和加工余量.....................................................6

3、工艺规程设计.......................................................................................8

参考文献..................................................................................................19

附表A1：

机械加工工艺进程综合卡片

附表B1-B12：

机械加工工艺（工序）卡片

一、零件的分析

.零件的作用

题目所给的零件是车床的拨叉。

它位于车床变速机构中，要紧起换档，使主轴回转运动依照工作者的要求工作，取得所需的速度和扭矩的作用。

零件左侧的Φ14孔与操纵机构相连，右边的Φ40半孔那么是用于与所操纵齿轮所在的轴或滑移齿轮接触。

通过操纵机构，使拨叉拨动齿轮变速。

为了便于定位加工，两零件的毛坯铸为一体，加工时分开。

1.2．零件的工艺分析

零件的材料为ZG45，该材料具有足够的强度、刚度和韧性，适用于经受弯曲应力和冲击载荷作用的工作条件。

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。

叉脚两头面在工作中需经受冲击载荷，为增强其耐磨性，该表面要求高频淬火处置，硬度为48～58HRC；为保证拨叉换档时叉脚受力均匀，要求叉脚两头面对叉轴孔14+0.110的垂直度要求为0.15mm，其自身的平面度为0.08mm。

由此可见，该零件的工艺性较好。

该零件的要紧工作表面为拨叉脚两头面和叉轴孔14+0.110），在设计工艺规程时应重点予以保证。

图1-1工件零件图

1.3.确信零件的生产类型

依设计题目知：

产品的年产量为8000台/年，每台产品中该零件数量为1件／台；结合生产实际，备用率a和废品率β别离为3%和%。

代入公式得零件的年生产量为

N=8000台／年×1件／台×（1+3%）×（1+0.5%）=8281.2件／年

拨叉属轻型零件，查《机械制造工艺设计简明手册》第2页表1.1-2，可确信该拨叉生产类型为大量量生产，因此初步确信工艺安排为，加工进程划分时期，工序适当集中，加工设备以通用设备为主，大量采纳专用工装。

二、确信毛坯、绘制毛坯简图

2.1.选择毛坯

由于该拨叉在工作进程中要经受冲击载荷，为增强拨叉的强度和冲击韧度，取得纤维组织，毛坯选用铸件。

该拨叉的轮廓尺寸不大，且生产类型属大量生产，为提高生产率和铸件精度，毛坯的拔模斜度为5°。

2.2.确信毛坯的尺寸公差和加工余量

1.外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差（φ14，φ40端面）。

查《机械制造工艺设计简明手册》（以下称《工艺手册》）表2.2～2.5，取φ14，φ40端面长度余量均为2.5（均为双边加工）

铣削加工余量为：

粗铣2mm

精铣0mm

2.内孔（φ40已铸成孔）

查《工艺手册》表2.2～2.5，取φ40已铸成孔长度余量为3，即铸成孔半径为34mm。

工序尺寸加工余量：

钻孔2mm

扩孔:

铰孔:

精铰:

0mm

3.其他尺寸直接铸造取得

由于本设计规定的零件为大量量生产，应该采纳调整加工。

因此在计算最大、最小加工余量时应按调整法加工方式予以确认。

如图1-1

图1-1车床拨叉铸件图

3、工艺规程设计

.基面的选择

对零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准，而对假设干个不加工表面的工件，那么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，依照那个基准原那么，现取Ф25mm的孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两个短V形块支承两个Ф25mm孔的外轮廓作要紧定位面，以排除3个自由度，再用一个支承板支撑在Ф52mm的上表面，以排除3个自由度。

精基准的选择：

考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原那么和“基准统一”5mm；槽端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.08m，故以φ14小头孔为精基准。

依照零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，和加工方式所能达到的经济精度，在生产纲领已确信的情形下,能够考虑采纳全能性机床配以专用工卡具,并尽可能使工序集中来提高生产率。

除此之外，还应当考虑经济成效，以便使生产本钱尽可能下降。

该拨叉加工质量要求较高，可将加工时期划分成粗加工、半精加工和精加工几个时期。

在粗加工时期，第一将精基准（拨叉头左端面和叉轴孔）预备好，使后续工序都可采纳精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗铣拨叉头右端面、拨叉脚内表面、拨叉脚两头面的粗铣、凸台。

在半精加工时期，完成拨叉脚两头面的半精铣加工和螺纹孔的钻孔丝锥攻丝；在精加工时期，进行拨叉脚两头面的磨削加工。

选用工序集中原那么安排拨叉的加工工序。

该拨叉的生产类型为大量生产，能够采纳全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那么使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时刻，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位置精度要求。

3.工序顺序的安排

机械加工工序

遵循“先基准后其他”原那么，第一加工精基准——拨叉头左端面和叉轴孔；遵循“先粗后精”原那么，先安排粗加工工序，后安排精加工工序；遵循“先主后次”原那么，先加工要紧表面---拨叉头左端面和叉轴孔和拨叉脚两头面。

热处置工序

模锻成型后切边，进行调质，调质硬度为141～285HBS，并进行酸洗、喷丸处置。

喷丸能够提高表面硬度，增加耐磨性，排除毛坯表面因脱碳而对机械加工带来的不利阻碍。

叉脚两头面在精加工之前进行局部高频淬火，提高其耐磨性和在工作中经受冲击载荷的能力。

辅助工序

粗加工拨叉脚两头面和热处置后，应安排校直工序；在半精加工后，安排去毛刺和中间查验工序；精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。

综上所述:

该拨叉工序的安排顺序为：

基准加工——要紧表面粗加工及一些余量大的表面粗加工——要紧表面半精加工和次要表面加工——热处置——要紧表面精加工。

在综合考虑上述工序顺序安排原那么的基础上，能够将工序定为：

工序号

工序名称

工序内容

车间

设备

1

铸

精密铸造，两件合铸（工艺需要）

金工

2

热处理

退火

金工

3

划线

划各端面及三个孔的线

金工

4

粗车

以外形及下端面定位，按线找正，四爪单动卡盘装夹（或专用工装）工件。

粗车R20+0.6+0.3mm（φ40mm）孔至图样尺寸，并粗车孔的两侧面，保证尺寸mm

金工

C620专用工装

5

半精车

以外形及下端面定位，按线找正，四爪单动卡盘装夹（或专用工装）工件。

半精车R20mm（φ40mm）孔至图样尺寸，并半精车孔的两侧面，保证尺寸10mm

金工

C620专用工装

6

铣

以R20

金工

Z52K组合夹具

7

铣

以20mm内孔及下端面定位，装夹工件，铣φ25mm另一端面，保证尺寸28mm

金工

X52K组合夹具

8

钻

以R20mm内孔及上端面定位，装夹工件，钻、扩、铰φ14mm孔，孔口倒角1x45°

金工

Z5132A组合夹具

9

划线

划R20mm孔中心线及切开线

金工

10

铣

以R20mm内孔及上端面定位，装夹工件，切工件成单件，切口2mm

金工

X62W组合夹具

11

铣

以R20mm内孔及上端面定位，φ14+0mm定向，装夹工件，精铣R20mm端面，距中心2mm偏移

金工

X62W组合夹具

12

钻

以φ140mm内孔及下端面定位，倒另一端孔口1x45°角

金工

Z5132A组合夹具

13

检验

按图样要求检查各部尺寸及精度

金工

14

入库

入库

金工

3.3.确信切削用量及大体工时的计算 

  工序二：

粗、精铣孔Ф14mm、Ф40mm的下表面 

（1） 加工条件 

工件材料：

ZG45。

б   HBS=190~210，铸件 

机床：

XA4032立式铣床 

刀具；W18Cr4V硬质合金端铣刀  

W18Cr4V硬质合金端铣刀，牌号为YG6，由《切削用量简明手册》〉后称《切削手册》表3.1查得铣削宽度ae<=60mm,深度ap<=4,齿数Z=10时，取刀具直径do=80mm。

又由《切削手册》表3.2选择刀具的前角ro=+5o;后角ao=8o;副后角a’o=8,刀齿斜角λs=-10o,主刃Kr=60o,过渡刃Krε=30o,副

刃Kr’=5o,过渡刃宽bε=1mm 

（2）   切削用量 

 1）粗铣Ф14mm的下表面 

 a）切削深度  

因切削用量较小，故能够选择ap=1.5mm,一次走刀即可完成所需尺寸。

b）每齿进给量：

c）查后刀面最大磨损及寿命 

  查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为（1.0~1.5）mm   查《切削手册》表3.8, 寿命T=180min 

d）计算切削速度   

按《切削手册》表3.27中的公式：

n=475r/min    vf =600mm/s，那么实际的切削速度为：

即v==119.3m/min,

e）校验机床功率   

查《切削手册》表3.24，Pcc=1.1KW,而机床所提供的功率Pcm为1.7KW，因此Pcm> Pcc,故校验合格。

  nc=475r/min  vfc=600mm/min     

f）计算大体工时

公式中：

 L=l+y+Δ；依照《切削手册》表3.26，可得 l+Δ=12mm,因此L=l+y+Δ=32+12=44mm   故  

2）粗铣Ф40mm的下表面 

 a）铣削Ф40mm的下表面与铣削Ф14mm的下表面的相关参数及其用量等都相同。

即   nc=475r/min  vfc=600mm/s    

 b）计算大体工时

公式中：

 L=l+y+Δ；依照《切削手册》表3.26，可得 l+Δ=0因此L=l+y+Δ=72mm  故  

 3）精铣孔Ф14mm的下表面

 a） 切削深度

 因切削用量较小，故能够选择ap=1.0mm, 一次走刀即可完成所需尺寸 

b）每齿进给量

c）查后刀面最大磨损及寿命 

  查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为（1.0~1.5）mm   查《切削手册》表3.8, 寿命T=180min 

d）计算切削速度   

按《切削手册》表3.27中的公式：

也能够由表3.16查得cv=124mm/s  vf =395mm/min   n=494r/min,依照XA4032铣床参数，选 n=475r/min vf =375mm/min , 那么实际的切削速度为

V=119.3m/min,实际进给量

e）校验机床功率   

查《切削手册》表3.24，Pcc=1.1KW,而机床所提供的功率Pcm为1.7KW，因此Pcm> Pcc,故校验合格。

 nc=475r/min  vfc=375mm/min   

f）计算大体工时

公式中：

 L=l+y+Δ；依照《切削手册》表3.26，可得 l+Δ=80mm, 因此L=l+y+Δ=32+80=112mm   故   

 2）精铣Ф40mm的下表面 

a）铣削Ф40mm的下表面与铣削Ф14mm的下表面的相关参数及其用量等都相同。

即  nc=475r/min  vfc=375mm/min   

b）计算大体工时

公式中：

 L=l+y+Δ；依照〈〈切削手册〉〉表3.26，可得 l+Δ=80mm因此L=l+y+Δ=72+80=152mm 

工序三：

粗、精铣孔Ф14mm、Ф40mm的上表面 

   本工序的切削用量及大体工时与工序一中的粗、精铣孔Ф14mm、Ф40mm的下表面相同。

 工序四：

钻、扩、铰、精铰Ф14mm的孔 

（一）  钻Ф18mm的孔 

（1）加工条件 

   工艺要求：

孔径d=18mm, 孔深l=30mm,通孔 ，用乳化液冷却     

机床   ：

Z5132A型立式钻床     

刀具   ：

高速钢麻花钻头 

    选修磨横刃，β=28o  αo=10o  2Φ=118o  2Φ1=70o  bε  b=2mm  l=4mm

（2） 切削用量 

 1） 决定进给量f 

a）、按加工要求决定进给量  依照《切削手册》表2.7，当铸铁的强度 

бb<=140HBS     

由于L/d=30/18=1.67<3,故取修正系数K=1 因此     f=（0.70~0.86）x1=（0.70~0.86）mm/r 

b） 按钻头强度决定进给量  

依照表2.8，当б 

c）按机床进给机构强度决定进给量   

依照表2.9，当бb210MPa,do14.5mm,机床进给机构许诺的轴向力为11760N（Z5132A钻床许诺的轴向力为15696N（见《工艺设计手册》表4.2-14）时，进给量为1.5mm/r。

从以上三个进给量比较能够看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为f=0.70~0.86mm/r，依照Z5132A   do<=21mm时，轴向力Ff=7260N    轴向力的修正系数为1.0，故Ff=7260N   

依照Z5132A钻床说明书，机床进给机构强度许诺的最大轴向力为Fmax=15696N，由于Ff

2）决定钻头的磨钝标准及寿命   

由《切削手册》表2.12，当do<=18 mm时，钻头后刀面最大磨钝量取为（0.5~0.8）mm,寿命T=60min  

3）决定切削速度    

由《切削手册》表2.15可知f=0.80mm/r时，双修磨横刃的钻头，do=18 mm时，Vt=17m/min 

           因此    

4）查验机床扭转及功率 

依照《切削手册》表2.21，当f<=0.8mm/r，do<=19 mm时 Mc=51.99N.m, 依照Z5132A钻床说明书,当nc=275r/min，Mm> Mc  

   又依照《切削手册》表2.23，当бb=（170~213）MPa   do<=14mm       

依照Z5132A钻床说明书,  Pc

因此有Mc< Mm      Pc

 即      n=nc=275r/min   

（3）计算大体工时

（二） 扩Ф14mm的孔 

（1）加工条件 

   工艺要求：

孔径d=14mm, 孔深l=30mm,通孔 ，用乳化液冷却     

机床   ：

Z5132A型立式钻床     

刀具   ：

高速钢扩孔钻头 

  ro=18o    ao=10o   kr=60o  krε=30o  β=15o  ba1=1mm 

（2） 切削用量  

1） 决定进给量f 

a）、按加工要求决定进给量 依照《切削手册》表2.10，当铸铁的强度    бb140HBS   do=14.2mm时，f=（0.9~1.1）mm/r 

   因扩孔以后还须铰孔  因此     f=（0.9~1.1）x0.7=（0.63~0.77）mm/r 

b） 按钻头强度决定进给量  依照表2.8，当б 

c）按机床进给机构强度决定进给量   依照表2.9，当бb210MPa,do14.5mm,机床进给机构许诺的轴向力为11760N（Z5132A钻床许诺的轴向力为15696N

工序六：

铣断 

加工条件 工件尺寸：

长72mm   深12mm 加工要求：

将双体铣开 

刀具：

 选高速钢细齿圆锯片刀   由《工艺设计手册》表3.1-27可得，又由（《金属切削手册》第三版）表6-7 

B=4mm   do=160mm    Z=40  d=32mm  ro=10o  ao=16o 2） 

切削用量  

a） 决定每齿进给量fz       fz=（0.03~0.02）x（1+40%）=（0.042~0.028）mm/z 由于是对称铣  

b） 后刀面最大磨损及寿命 

 查《切削手册》表3.7后刀面最大磨损为：

（0.15~0.14）mm   寿命T=140min

c） 计算切削速度 

总结

C620一般车床的拨动叉为传动分离类零件，此类零件应用于机床及汽车等机械设备中，起到变速的作用。

其动作较为频繁，是机械设备的经常使用备件，也是重要备件之一。

随着科学技术的进展，各类新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低本钱方向进展。

各类新工艺的显现，已冲破传统的依托机械能、切削力进行切削加工的范围，能够加工各类难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。

数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。

专门是计算方式和运算机技术的迅速进展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺进程的自动化达到了一个新的时期。

传统的机械加工手腕做为基础，研究其批量的加工生产、工艺的编制及材料的选择等问题，具有必然的经济价值及技术意义。

通过两个月的课程设计，取得如下心得：

1.运用机械制造工艺及有关课程的知识，结合生产实习中学到的实践知识。

独立地分析和解决工艺问题。

初步具有设计一些中等复杂零件的能力。

2.能依照被加工零件的技术要求，运用夹具设计的大体原理和方式。

学会拟定夹具设计方案。

3.熟悉并运用有关手册，能快速查表取得所需的数据。

4.有必然的识图制图能力。

通过设计，培育了我综合运用理论知识和专业知识的技术。

熟悉一样机械零件的加工工艺进程，设计夹具的能力。

参考文献

[1]李益民主编,机械制造工艺设计简明手册,机械工业出版社,1993年.

[2]艾兴，肖诗纲主编,切削用量手册第3版,机械工业出版社,1994年. 

[3]贵州工学院机械制造工艺教研室.机床夹具结构图册[M]. 贵州：

贵州录用出版社，1983：

42-50. 

[4]东北重型机械学院等.机床夹具设计图册[M]. 上海：

上海科学技术出版社，1979. 

[5]孟少龙.机械加工工艺手册第1卷[M]. 北京：

机械工业出版社，1991.

[6]《金属机械加工工艺人员手册》修订组.金属机械加工工艺人员手册[M]. 上海：

上海科学技术出版社，1979. 

[7]李洪.机械加工工艺手册[M]. 北京：

机械工业出版社，1990. 

[8]马贤智.机械加工余量与公差手册[M]. 北京：

中国标准出版社，1994. 

[9]上海金属切削技术协会.金属切削手册[M]. 上海：

上海科学技术出版社，1984. 

[10]赵家奇,机械制造工艺学课程设计指导书（2版）,机械工业出版社,2006年.

[11]曾志新,吕明主编,机械制造技术基础,:

武汉理工大学出版社,2001年.

[12]许晓旸.专用机床设备设计[M].重庆：

重庆大学出版社，2003. 

[13]孙己德.机床夹具图册[M]. 北京：

机械工业出版社，1984：

20-23.

[14]金属切削机床夹具设计手册.上海柴油机厂工艺设备研究所编,机械工业出版社，1987年.