机械制造工艺学课程设计拨叉的工艺设计毕业设计论文word格式.docx
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机械制造工艺学课程设计拨叉的工艺设计毕业设计论文word格式
第一章拨叉的工艺分析及生产类型的确定4
一、拨叉的用途4
二、拨叉的技术要求4
三、审查拨叉的工艺性5
四、确定拨叉的生产类型5
第二章确定毛坯、绘制毛坯简图6
一、选择毛坯6
二、确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量6
1.基本参数6
2.公差等级7
3.公差带的位置7
4.要求的机械加工余量7
5.在图2-1上标注8
第三章拟定拨叉工艺路线8
一、定位基准的选择8
1.精基准的选择8
2.粗基准的选择8
二、表面加工方法的确定8
三、加工阶段的划分9
四、工序的集中与分散9
五、工序顺序的安排9
1.机械加工工序9
2.热处理工序9
3.辅助工序11
六、确定工艺路线11
第四章机床设备及工艺装备的选用12
一、机床设备的选用12
二、工艺装备的选用12
第五章加工余量、工序尺寸和公差的确定12
第六章切削用量、时间定额的计算16
一、切削用量的计算16
1、工序1-粗铣拨叉头前后两端面16
2、工序3-----精铣拨叉头后端面A16
3、工序4---钻、扩φ22孔，孔的精度达到IT12。
17
3、工序5-----铣拨叉脚槽内侧面18
4、工序6---铣拨叉头台阶面19
5、工序10---拉削φ25mm花键轴孔19
二、时间定额的计算19
1.基本时间的计算19
2.辅助时间的计算20
3.其他时间的计算21
4.单件时间的计算21
参考文献29
心得体会30
拨叉的零件图：
第一章拨叉的工艺分析及生产类型的确定
一、拨叉的用途
该拨叉应用CA6140车床主轴箱的变速箱的换档机构中。
拨叉头以φ22mm孔套在变速叉轴上，并用锥销和螺钉与操纵手柄连接，拨叉脚则夹在双联变速齿轮的槽中。
当需要变速时，操纵变速杆，变速操纵机构就通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速叉轴一起在变速箱中滑移，拨叉脚拨动双联变速齿轮在花键轴上滑动以改换档位，从而改变铣床主轴的转速。
该拨叉在改换档位时要承受冲击载荷的作用，因此该零件应具有足够的强度、刚度，以适应拨叉的工作条件。
该零件的主要工作表面为拨叉脚部槽的两端面、叉轴孔φ22mm（H12），在设计工艺规程时应重点予以保证。
二、拨叉的技术要求
拨叉的全部技术要求列于表1-1中。
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。
叉脚两端面在工作中需承受冲击载荷，为增强其耐磨性，采用铸件，其硬度为HRC；为保证拨叉换档时叉脚受力均匀，要求叉脚两端面对轴孔φ22+0.21mm。
综上所述，该拨叉件的各项技术要求制订的较合理，符合该零件在变速箱中的功用。
三、审查拨叉的工艺性
分析零件图可知，拨叉头前后两端面和叉脚左右两端面均要求切削加工，且拨叉头的前端由肋板连接，这样节省了材料，且提高了拨叉在换档时的刚度；φ22mm孔和M8mm的螺纹孔的端面为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度；另外，该零件除主要工作表面（拨叉脚部槽的两端面、叉轴孔φ22mm（H12））和拨叉头下台阶面外，其余表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床的粗加工就可以达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工出来。
由此可见，该零件的工艺性较好。
四、确定拨叉的生产类型
依设计题目知：
Q=5000台/年，m=1件/台；结合生产实际，备品率a%和废品率b%分别取3%和0.5%。
代入公式（1-1）得：
N=5000台/年1件/台（1+3%）（1+0.5%）=5175.75
拨叉重量为0.84kg，由附表
（1）知，拨叉属轻型零件；由附表
（2）知，该拨叉的生产类型为大批生产。
附表
（1）不同机械产品的零件质量型别表
机械产品类型
加工零件的质量/kg
重型零件
中型零件
轻型零件
电子工业机械
>30
4～30
<4
机床
>50
15～50
<15
重型机械
>2000
100～2000
<100
附表
（2）机械加工零件生产类型的划分
零件特征
年生产纲领/件
生产类型
产品类型
重型零件
中型零件
轻型零件
单件生产
5以下
20以下
100以下
成
批
生
产
小批
5～10
20～200
100～500
中批
100～300
200～500
500～5000
大批
300～1000
500～5000
5000～50000
大量生产
1000以上
5000以上
50000以上
第二章确定毛坯、绘制毛坯简图
一、选择毛坯
由于该拨叉在工作过程中要承受冲击载荷，为增强拨叉的强度和抗冲击强度，毛坯选用铸件。
该拨叉的轮廓尺寸不大，且生产类型属大批生产，为提高生产率和铸件的精度，宜采用金属型浇铸。
毛坯的起模斜度为3°。
二、确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量
1.基本参数
（1）铸件基本尺寸机械加工前的毛坯铸件的尺寸，包括必要的机械加工余量（图2-1）
（2）尺寸公差允许尺寸的变动量。
公差等于最大极限尺寸与最小极限尺寸之代数差的绝对值；也等于上偏差与下偏差的绝对值。
CT为9级。
（3）错型（错箱）由于合型时错位，铸件的一部分与另一部分在分型面处相互错开（图2-2）
图2-1拨叉铸造毛坯的简图
图2-2错型
（4）要求的机械加工余量（RMA）在毛坯铸件上为了随后可用机械加工方法去除铸造对金属表面的影响，并使之达到所要求的表面特征和必要的尺寸精度而留出的金属余量。
对圆柱形的铸件部分或在双侧机械加工的情况下，RMA应加倍。
外表面作机械加工时，RMA与铸件其他尺寸之间的关系可由公式（2-1）表示；内腔作机械加工相对应的表达式为（2-2）。
R=F+2RMA+CT/2（2-1）
R=F-2RMA-CT/2（2-2）
R-铸件毛坯的基本尺寸
F-最终机械加工的尺寸
CT-铸件公差
计算得到：
拨叉前后端面的机械加工余量为RMA1=（85-80-0.55）/2=2.225mm
拨叉脚前后端面的机械加工双边余量为RMA2=（18-13+0.39）/2=2.695mm
2.公差等级
铸件毛坯采用的是金属型铸造，且大批量生产，查表得取公差为CT7-CT9。
3.公差带的位置
公差带应相对于基本尺寸对称分布。
4.要求的机械加工余量
根据铸件的最大尺寸查《机械加工工艺手册》表JB2845-80得：
铸铁件机械加工余量等级为5-7级
查《机械加工工艺手册》表JB2845-80铸铁件机械加工余量：
双边余量为4.5、5.0、6.0，单边余量为3.0、3.5、4.0
5.在图2-1上标注
第三章拟定拨叉工艺路线
一、定位基准的选择
定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。
1.精基准的选择
根据该拨叉零件的技术要求和装配要求，选择拨叉头后端面和叉轴孔mm作为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作为基准进行加工，即遵循了“基准统一”原则。
叉轴孔φ22+0.21mm的轴线是设计基准，选用其作精基准定位加工拨叉脚两端面和拨叉头下台阶面，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的垂直度和平行度要求。
选用拨叉头后端面作为设计基准；另外，由于拨叉件刚度较差，受力容易产生碎裂，为了使得机械加工中产生夹紧损坏，根据夹紧力应垂直于主要定位基面，并应作用在刚度较大部位的原则，夹紧力作用点不能作用在叉杆上。
选用拨叉头后端面作精基准，夹紧可作用在拨叉头的前端面上，夹紧稳定可靠。
2.粗基准的选择
作为粗基准的表面平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺陷。
选择拨叉头前端面和拨叉脚底面作为粗基准。
采用拨叉头前端面作粗基准加工后端面，可以为后续工序准备好精基准。
二、表面加工方法的确定
根据拨叉零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件各表面的加工方法，如表3-1所示。
表3-1拨叉零件各表面加工方法
加工表面
尺寸精度等级
表面粗糙度Ra/μm
加工方案
备注
拨叉头后端面
IT13
3.2
粗铣-半精铣-磨削
附表（3）
拨叉头前端面
IT13
粗铣
附表（3）
拨叉脚内侧面（及底面）
IT11
（IT13）
3.2
6.3
粗铣-精铣
附表（3）
φ22mm孔
IT12
6.3
钻削-扩
附表（4）
φ25mm花键孔
IT7
1.6
拉削
附表（4）
拨叉头下台阶面
IT13
3.2
粗铣-精铣
附表（3）
附表（3）平面加工的经济精度与表面粗糙度
序号
加工方法
经济精度（IT）
表面粗糙度
选用范围
1
粗车
10～11
12.5～6.3
未淬硬钢、铸铁、有色金属端面加工
2
粗车-半精车
8～9
6.3～3.2
3
粗车-半精车-精车
6～7
1.6～0.8
4
粗车-半精车-磨削
7～9
0.8～0.2
钢、铸铁端面加工
5
粗刨（粗铣）
12～14
12.5～6.3
不淬硬的表面
6
粗刨（粗铣）-半精刨（半精铣）
11～12
6.3～1.6
7
粗刨（粗铣）-半精刨（半精铣）
7～9
6.3～1.6
8
粗刨（粗铣）-半精刨（半精铣）-精刨（精铣）
7～8
3.2～1.6
9
粗铣-拉
6～9
0.8～0.2
大量生产未淬硬的小平面
10
粗刨（粗铣）-精刨（精铣）-宽刃精刨
6～7
0.8～0.2
未淬硬的钢件、铸铁件及有色金属件
11
粗刨（粗铣）-半精刨（半精铣）-精刨（精铣）-宽刃精刨
5
0.8～0.2
附表（4）内圆表面加工的经济精度与表面粗糙度
序号
加工方法
经济精度
（IT）
表面粗糙度
Ra（μm）
适用范围
1
钻
12～13
12.5
加工未淬硬钢及铸铁的实心毛坯，孔径<15-20mm
2
钻-铰
8～10
3.2～1.6
3
钻-粗铰-精铰
7～8
1.6～0.8
4
钻-扩
10～11
12.5～6.3
同上，孔径>（15-20）mm
5
钻-扩-粗铰-精铰
7～8
1.6～0.8
6
钻-扩-铰
8～9
3.2～1.6
7
钻-扩-机铰-手铰
6～7
0.4～0.1
8
钻-（扩）-拉
7～9
1.6～0.1
大批量生产，精度视拉刀精度决定
9
粗镗（或扩孔）
11～13
12.5～6.3
毛坯有铸孔或锻孔的未淬火钢及铸件
10
粗镗（粗扩）-半精镗（精扩）
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