拨叉课程设计说明书.docx
《拨叉课程设计说明书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《拨叉课程设计说明书.docx（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
拨叉课程设计说明书
机械制造技术基础
课程设计说明书
学生:
学号:
专业:
班级:
指导老师:
2014年4月
机械制造工艺学课程设计任务书1
一.零件分析2
（一）零件作用2
（二）零件的工艺分析2
二•确定毛坯4
（一）确定毛坯种类4
（二）确定铸件加工余量状4
三•工艺规程设计4
（一）基面的选择4
（二）制定工艺路线5
（三）确定切削用量及时间定额7
四.夹具设计18
（一）粗铣专用夹具的设计18
（二）铣断专用夹具的设计19
总结22
参考文献23
机械制造工艺学课程设计任务书
题目:
设计拨叉的机械加工工艺以及两道工序专用夹具
内容:
1.毛坯图
1
张
2.机械加工工艺过程综合卡片
1
套
3.夹具设计装配图
2
张
4.夹具体零件图
2
张
5.课程设计说明书
1
份
一.零件的分析
（一）零件的作用
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。
拨叉位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。
零件上方的①20孔与操纵机构相连，下方的①50半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。
通过上方的力拨动下方的齿轮变速。
两件零件铸为一体，加工时分开。
（二）零件的工艺分析
拨叉的零件图
拨叉的实体图
拨叉共有两处加工表面。
其间有一定的位置要求，分述如下：
1.以①20mn为中心的加工表面
这一组加工表面包括：
①20mm的孔，以及其上下表面，孔壁上有一个装配时要钻铰的①8mn!
勺锥孔，一个M6的螺纹孔，和一个凸台。
2.以①50mn为中心的加工表面
这一组加工表面包括：
①50mnt勺孔，以及其上、下端面；
这两组表面有一定的位置要求；
（1）
①50mm勺孔的上、下表面与①20的孔的垂直度误差为
0.07mm
（2）
①20mm勺孔的上、下表面与①20的孔的垂直度误差为
0.05mm
（3）
①50mm①20mm的孔的上、下表面以及①50mm的孔的内表面的粗糙
度误差为3.2卩m
（4）
①20mm勺孔的内表面的粗糙度误差为1.6卩m
（5）
凸台表面的粗糙度误差为12.5卩m
3.由上面分析可知，可以粗加工拨叉底面，然后以此作为粗基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。
再根据各加工方法的经济性及机床所能达到的位置精度，而且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。
二•确定毛坯
（一）、确定毛坯种类：
零件材料为HT2O0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，生产类型为大批生产，故选择机器造型金属模。
查《金属机械加工工艺人员手册》（第三版）（以下简称《金属加工手册》）表12-5，选用铸件尺寸公差等级为5-6。
（二八确定铸件加工余量及形状：
查《金属加工手册》表12-2，确定各个加工面的铸件机械加工余量。
综合
表中各项数据，取加工余量统一为5mm
二•工艺规程设计
（一）基面的选择
基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。
基面选择得正确与合理可以使
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，更有甚者，还会造成零件的大批报废，是生产无法正常进行。
（1）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。
根据这个基准选择原则，现选取©2000.021孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两块V形块支承这两个©32作主要定位面，限制5个自由度，再以一个销钉限制最后1个自由度，达到完全定位，然后进行铣削。
（2）精基准的选择。
主要应该考虑基准重合的问题。
当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。
（二）制定工艺路线
制定工艺路线得出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等
技术要求能得到合理的保证，在生产纲领已确定的情况下，可以考虑采用万能性机床配以专用夹具，由于是大批量生产，尽量使工序分散来提高生产率。
除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。
1.工艺路线
工序1钻、扩、粗铰、精铰①20孔，以①32外圆和①20孔下端面为基准
工序2粗铣①20、①50下端面，以①20孔上端面为基准。
工序3精铣①20下端面、①50下端面，以①20孔上端面为基准。
工序4粗铣①20上端面，以①20孔下端面为基准。
工序5精铣①20上端面，以①20孔下端面为基准。
工序6粗铣、精铣①50上端面，用一面两销定位。
工序7铣凸台，用一面两销定位。
工序8粗镗、半精镗①50孔，用一面两销定位。
工序9钻①8孔的一半①4孔，以①20孔下端面和①32外圆为基准。
工序10钻①5底孔，攻螺纹，以①20孔下端面和①32外圆为基准。
工序11铣断，用一面两销定位。
工序12清洗、去毛刺、倒角。
。
工序13终检。
通过此工艺加工，零件位置精度高，但是由于是大批量生产，工序过于集中,成本过高。
工序1粗铣①20、①50下端面，以①20孔上端面为基准。
工序2粗铣①20上端面，以①20孔下端面为基准。
工序3精铣①20下端面、①50下端面，以①20孔上端面为基准。
工序4精铣①20上端面，以①20孔下端面为基准。
工序5粗铣、精铣①50上端面，以①20下端面为基准。
工序6钻、扩、粗铰、精铰①20孔，以①32外圆和①20孔下端面为基准
工序7粗镗、半精镗①50孔，用一面两销定位。
工序8钻①8孔的一半①4孔，以①20孔下端面和①32外圆为基准。
工序9钻①5底孔，攻螺纹，以①20孔下端面和①32外圆为基准工序10铣凸台，用一面两销定位。
工序11铣断，用一面两销定位。
工序12清洗、去毛刺、倒角。
。
工序13终检。
此方案虽然注重加工分散，降低了成本，但是由于先加工①20上下端面和
①50上端面后加工①20孔，无法保证端面和①20孔间的垂直度要求。
综合以上两种方案，总结出我的加工工艺：
工序1粗铣①20、①50下端面，以①20孔上端面基准；粗铣①20上端面,以①20孔下端面为基准。
工序2精铣①20下端面、①50下端面，以①20孔上端面为基准；精铣①20上端面，以①20孔下端面为基准。
工序3钻、扩、粗铰、精铰①20孑L,以①32外圆和①20孔下端面为基准。
工序4粗铣①50上端面，用一面两销定位。
工序5精铣①50上端面，用一面两销定位。
工序6粗镗、半精镗①50孔，用一面两销定位。
工序7钻①8孔的一半①4孔，以①20孔下端面和①32外圆为基准。
工序8钻①5底孔，攻螺纹，以①20孔下端面和①32外圆为基准。
工序9铣凸台，用一面两销定位。
工序10铣断，用一面两销定位。
工序11清洗、去毛刺、倒角。
工序12检验。
此方案既注重加工分散，降低了成本，又可以保证零件的形位公差。
所以选
2、选择加工设备和工艺设备
1）机床的选择：
工序1-2、4-5、9均为铣平面，可采用X5025立式铣床。
工序3、7-8采用Z525立式钻床。
工序6采用T68（I）卧式镗床。
工序10采用X6025卧式铣床
机床参数
X5025:
功率4KW主轴转数范围35-1600r/min、主轴转数级数12、T形槽数
3、T形槽宽度14、T形槽间距离50。
X6025:
功率4KW主轴转数范围32-1600r/min、主轴转数级数12、T形槽数
3、T形槽宽度14、T形槽间距离60。
2）选择夹具：
该拨叉的生产纲领为大批生产，所以采用专用夹具。
3）选择刀具：
在铣床上加工的各工序，采用硬质合金铣刀即可保证加工质量。
4）选择量具：
两小头孔、中间孔均采用极限量规。
5）其他：
对垂直度误差采用千分表进行检测，对角度尺寸利用专用夹具保证，其他尺寸采用通用量具即可。
（三）确定切削用量及时间定额
工序1粗铣①20、①50下端面，以①20孔上端面基准；粗铣①20上端面，以
①20孔下端面为基准。
1.加工条件
工件材料：
HT200,cb=0.16GPaHB=190~241铸造。
机床：
X5025立式铣床。
刀具：
硬质合金钢端铣刀,牌号YG6铣削宽度ae<=90,深度ap<=6,齿数z=10,故根据《切削用量简明手册》表3.1取刀具直径do=100mm
2.切削用量
1）铣削深度
因为切削量较小，故可以选择ap=3.5mm一次走刀即可完成所需长度。
2）每齿进给量
根据X5025立式铣床说明书，机床功率为4KW查《切削用量简明手册》表
3.5，f=0.14-0.24mm/z。
由于是对称铣，选较小量f=0.14mm/z。
3）查后刀面最大磨损及寿命
查《切削用量简明手册》表3.7，后刀面最大磨损为1.0-1.5mm。
查《切削用量简明手册》表3.8，寿命T=180min
4）计算切削速度
查《切削用量简明手册》表3.16，YG6硬质合金端铣刀铣削灰铸铁的切削用量,
Cvd°qv
Vc=97m/min，n=310r/min，Vf=347mm/min
Kv计算得出
也可按公式Vc=pv
TmapXvfzyvaeUvZ
KMXKMrXKMvf=1.0
KSvxKSBxKSvf=0.8
V=°=97x1.0x0.8=77.6m/min
no=310x1.0x0.8=248r/min
V。
=347x1.0x0.8=277.6mm/min
据X5025铣床参数，选择
n=235r/min（第6级）
V=nfzz=235x0.14x10=329mm/min
则实际切削速度为：
V==nd°n/1000=3.14x100x235/1000=73.8m/min
实际进给量为：
f=Vf/n=329/235=1.4mm/r
5）校验机床功率
查《切削用量简明手册》表3.24，Pcc=3.3KW而机床所提供的功率Pcm为4KV，所以Pcm>Pcc,故校验合格。
最终确定ap=3.5mm,n=235r/min,Vf=329mm/min
Vc=73.8m/min,f=1.4mm/r
6）计算工时
基本时间
tj=L/Vf
公式中：
L=l1+I2+I;根据《金属加工手册》表15-14，可得11=15,12=2,所以
L=I1+12+I=15+2+180=197mm
tj=197/329=0.60min
辅助时间
tf=0.15tj=0.15x0.60=0.09min
准备终结时间
Tz=0.05tj=0.05x0.60=0.03min
自然需要时间
tx=0.05（tj+tf）=0.05x（0.60+0.09）=0.0345min
单位时间
td=tj+tf+tx=0.60+0.09+0.0345=0.7245min
单件时间
th=td+tz/N=0.7245+0.0345/2000=0.7245min
工序2精铣①20下端面、①50下端面，以①20孔上端面为基准；精铣①20上端面，以①20孔下端面为基准。
1.加工条件
工件材料：
HT200,硬度190-241HBS,铸造。
机床：
X5025立式铣床。
刀具：
硬质合金钢端铣刀,牌号YG6铣削宽度ae<=90,深度ap<=6,齿数z=10,故根据《切削用量简明手册》表3.1取刀具直径do=100mm
2.切削用量
1）铣削深度因为切削量较小，故可以选择ap=1.5mm一次走刀即可完成所需长度。
2）每齿进给量
由《切削用量简明手册》表3.5可得f=0.5-1.0mm/r，由于是对称铣，选f=0.5mm/r
3）查后刀面最大磨损及寿命
查《切削用量简明手册》表3.7，后刀面最大磨损为0.3-0.5mm。
查《切削用量简明手册》表3.8，寿命T=180min
4）计算切削速度
查《切削用量简明手册》表3.16，丫@硬质合金端铣刀铣削灰铸铁的切削用量，
VC=124m/min,n=395r/min,V=316mm/min也可按公式Vc=CvdoqvP_Kv计算得出。
TmapXvfzyvaeUvZpv
KMXKMrXKMvf=1.0
KsvXKsBxKsvf=0.8
VC°=124x1.0x0.8=99.2m/min
no=395x1.0x0.8=316r/min
V。
=347x1.0x0.8=252.8mm/min
据X5025铣床参数，选择
n=325r/min（第7级）
V=nf=325x0.5=162.5mm/min
则实际切削速度为：
Vndon/1000=3.14x100x325/1000=102.1m/min
5）校验机床功率
查《切削用量简明手册》表3.24,Pcc=1.3KW而机床所提供的功率Pcm为4KVV所以Pcm>Pcc,故校验合格。
最终确定ap=1.5mm,n=325r/min,Vf=162.5mm/min
Vc=102.1m/min,f=0.5mm/r
6）计算工时
基本工时
tj=L/Vf
公式中：
L=l1+I2+I;根据《金属加工手册》表15-14，可得11=15,12=2,所以
L=I1+12+I=15+2+180=197mm
故tj=197/162.5=1.21min
辅助时间
tf=0.15tj=0.15x1.21=0.1815min
准备终结时间
Tz=0.05tj=0.05x1.21=0.0605min
自然需要时间
tx=0.05（tj+tf）=0.05x（1.21+0.1815）=0.0696min
单位时间
td=tj+tf+tx=1.21+0.1815+0.0696=1.4611min
单件时间
th=td+tz/N=1.4611+0.0696/2000=1.4611min
工序3钻、扩、粗铰、精铰①20孑L,以①32外圆和①20孔下端面为基准。
（1）钻①18mm勺孔
1.选择钻头
选择高速钢直柄短麻花钻钻头，粗钻时do=18mm钻头采用双头刃磨法。
2.选择切削用量
（1）决定进给量
1）、按加工要求决定进给量根据《切削用量简明手册》表2.7，当铸铁的硬度
小于200HBSdo=18mm寸，f=0.70-0.86mm/r
由于L/d=30/18<3,故取修正系数Kf=1
所以f=（0.70~0.86）x1=（0.70~0.86）mm/r
2）按钻头强度决定进给量
根据《切削用量简明手册》表2.8，当硬度小于200HBSdo=18mm寸钻头强度允许的进给量f=1.75mm/r
3）按机床进给机构强度决定进给量
根据《切削用量简明手册》表2.9，当硬度小于210HBSdo“20.5mm机床进给机构允许的轴向力为8330N时，允许进给量为0.93mm/r。
（Z525进给机构允许最大抗力FmaX=8830M）
从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为f=0.70-0.86mm/r，根据Z525钻床说明书，选f=0.81mm/r）
（2）决定钻头的磨钝标准及寿命
由《切削用量简明手册》表2.12，当do<=20mm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《切削用量简明手册》表2.15可知f=0.81mm/r，d°<=20mr时，V==12m/min
Ktv=1.0Kmv=1.0KTv=1.0Kiv=0.85
所以V=VtxKv=12x1.0x1.0x1.0x0.85=10.2m/min
1000V
n=
■do
所以n=1000x10.2/3.14/18=181r/min
根据Z525钻床说明书,可考虑选择nc=195r/min
（4）检验机床扭转及功率
根据《切削用量简明手册》表2.21，当f=0.81mm/r，d°=19mm时M=61.8N.m,根据Z525钻床说明书，当m=195r/min时，Ml=195.2，M>M。
又根据《切削用量简明手册》表2.23，硬度170-213HBSd°=20mm、f=0.9mm/r时Pc=2.0KWZ525Pe=2.8KW,FC所以有M即f=0.81mm/rn=195r/minvc=10.2m/min
（5）计算工时
基本工时
tj=L/n/f
公式中：
L=l1+12+I;根据《金属加工手册》表15-7，可得I1=7.2,12=2.5,所
以L=I1+12+I=7.2+2.5+30=39.7mm
故tj=39.7/195/0.81=0.26min
辅助时间
tf=0.15tj=0.15x0.26=0.039min
准备终结时间
Tz=0.05tj=0.05x0.26=0.013min
自然需要时间
tx=0.05（tj+tf）=0.05x（0.26+0.039）=0.0150min
单位时间
td=tj+tf+tx=0.26+0.039+0.0150=0.3140min
单件时间
th=td+tz/N=0.3140+0.0150/2000=0.3140min
（二）扩①19.8mm的孔
1.选择钻头
选择高速钢直柄扩孔钻，d=19.8mmL=30mm通孔。
2.选择切削用量
（1）决定进给量
1）按加工要求决定进给量
根据《切削用量简明手册》表2.10，当铸铁的硬度小于200HBSd°=15-20mmf=0.9-1.1mm/r
由于L/d=30/19.8=1.52,扩孔后还需铰孔，取修正系数k=0.7
所以f=（0.9-1.1）x0.7=（0.63-0.77）mm/r
2）按钻头强度决定进给量
根据《切削用量简明手册》表2.8，当硬度168-218HBSd°=18mm寸钻头强度允许的进给量f=1.75mm/r
3）按机床进给机构强度决定进给量
根据《切削用量简明手册》表2.9，当硬度小于210HBSdo<=20.5mm,机床进给机构允许的轴向力为8330N时，允许进给量为0.93mm/r。
（Z525进给机构允许最大抗力FmaF8830N）
从以上三个进给量比较可以看出，受限制的进给量是工艺要求，其值为f=0.63-0.77mm/r，根据Z525钻床说明书，选f=0.62mm/r）
（2）决定钻头的磨钝标准及寿命
由《切削用量简明手册》表2.12，当do<=20mm时，钻头后刀面最大磨钝量取为（0.6-0.9）mm寿命T=30min
（3）决定切削速度
由《切削用量简明手册》表2.15硬度200-217HBSf=0.70mm/r时，，
VC=14m/min
由《切削用量简明手册》表2.31
Ktv=1.0Kmv=1.0KTv=1.0Klv=0.85
所以V=VK=14x1.0x1.0x1.0x0.85=11.9m/min
1000V
n=
所以n=1000x11.9/3.14/19.8=192r/min
根据Z525钻床说明书,可考虑选择nc=195r/min
（4）检验机床扭转及功率
根据《切削用量简明手册》表2.21，当f=0.81mm/r，d°=19mm时M=61.8N.m,根据Z525钻床说明书，当e=195r/min时，Ml=195.2，M!
>M。
又根据《切削用量简明手册》表2.23，硬度170-213HBSd°=20mm、f=0.63mm/r时Pc=1.5KWZ525Pe=2.8KW,FC所以有M即f=0.62mm/rn=195r/minvc=11.9m/min
（5）计算工时
基本工时
tj=L/n/f
公式中：
L=l1+I2+I;根据《金属加工手册》表15-7，可得I1=8,12=2.5,所以
L=I1+12+I=8+2.5+30=40.5mm
故tj=40.5/195/0.62=0.335min
辅助时间
tf=0.15tj=0.15x0.335=0.0503min
准备终结时间
Tz=0.05tj=0.05x0.335=0.01675min
自然需要时间
tx=0.05（tj+tf）=0.05x（0.335+0.0503）=0.0419min
单位时间
td=tj+tf+tx=0.335+0.0503+0.0419=0.4272min
单件时间
th=td+tz/N=0.4272+0.0419/2000=0.4272min
（3）粗铰①19.94mm的孔
（1）加工条件
工艺要求：
孔径d=19.94mm,孔深I=30mm,通孔
机床：
Z525型立式钻床
刀具：
高速钢铰刀直径do=19.94mm
（2）切削用量
1）决定进给量f
根据《切削用量简明手册》表2.11，当铸铁的强度硬度>170HBSdo=19.94mm时，f=（1.0~2.0）mm/r，又由于粗铰之后还要精铰，所以应该选最大的进给量即f=2.0mm/r
2）决定钻头的磨钝标准及寿命
由《切削用量简明手册》表2.12，当do<=20mm时，铰刀后刀面最大磨钝
量取为（0.4~0.6）mm寿命T=60min
4）决定切削速度
由《切削用量简明手册》表2.30中的公式
C/doZ,u
V^TmapXvfyvkv
可知，Vc=7.7m/min
切削速度的修正系数由《切削用量简明手册》表2.31可知
Ktv=1.0Km^1.0KTv=1.0Klv=0.85
所以V=VK=7.7x1.0x1.0x1.0x0.85=6.55mm/min
1000V
所以门=迴4
3.14O9.94
=105r/min
二do
根据Z525钻床说明书，可考虑选择nc=140r/min
4）检验机床扭转及功率
根据《切削用量简明手册》表2.21，当f<=2.0mm/r，do<=21mm时M=137.7N.m,根据Z525钻床说明书，当nc=140r/min时Mn=203.1N.m,M>Mc
又根据《切削用量简明手册》表2.23，硬度170-213MPado<=20mm
f<=2.0mm/rvc<=10m/min日寸Pc=1.7KW
根据Z535钻床说明书,Pc所以有M即f=2.0mm/rn=140r/minvc=6.55m/min
（3）计算工时基本工时
tj=L/n/f
L=li+l2+
升级会员 