副变速拨叉零件的机械加工工艺规程及夹具设计.doc

1、中北大学课程设计中北大学课程设计任务书 20122013学年第 二 学期学 院： 机械工程与自动化学院 专 业： 工业工程 学 生 姓 名： 学 号： 1002074X17 课程设计题目： 副变速拨叉零件的工艺规程设计 起 迄 日 期： 06月 17 日 06 月 29 日 课程设计地点： 中北大学 指 导 教 师： 辛志杰 刘永姜 系 主 任： 李瑞琴 下达任务书日期: 2013年6月16日课 程 设 计 任 务 书一. 设计目的： 培养学生分析和解决生产技术问题的能力，使学生初步掌握设计工艺规程和机床夹具的基本方法，并巩固、深化已学得的理论知识，进一步培养学生熟悉和运用有关图册、图表等技术

2、资料的能力，训练学生识图、制图、运算及编制技术文件的基本技能。二. 设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：1. 原始资料1) 副变速拔叉的零件图样；2) 材料：按图纸中标注的材料，批量600件，备品率5%，废品率1%；3) 机械制造工艺设计简明手册。2. 设计内容1) 对零件图样进行工艺分析；2) 计算生产纲领；3) 绘制毛坯图样，确定毛坯尺寸及公差；4) 拟订机械加工工艺路线（每个零件都拟订两条工艺路线，填写一种机械加工工艺路线）；5) 确定零件的工序内容及工艺装备（机床、夹具、量具）计算该工序加工余量、计算工序尺寸及公差，确定切削用量，计算机加工工时；6) 填写机械加

3、工工艺卡片。三. 设计工作任务及工作量的要求（包括课程设计计算说明书（论文）、图纸、实物样品等）：1. 制定零件在中批生产条件下的机械加工工艺规程，绘制毛坯图，编写工艺规 程卡片、工序卡片；2. 课程设计任务说明书一份。四主要参考文献：1崇凯. 机械制造技术基础课程设计指南. 北京：化学工业出版社，2008 2. 于大国机械制造技术基础课程设计教程北京：国防工业出版社，20113王绍俊机械制造工艺设计手册哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，19814吴宗泽 罗圣国机械设计课程设计手册（第二版）北京：高等教育出版社，19995冯之敬机械制造工程原理北京：清华大学出版社，1998五设计成果形式及要求：1

4、 编写设计说明书一份；2 零件图、毛坯图；3 机械加工工艺过程卡片；4 机械加工工序卡片。6工作计划及进度：课程设计时间为两周6月17-19日：工艺分析及绘制毛坯图，确定毛坯尺寸；20-21日：拟定机械加工工艺路线；22-23日：拟定加工路线，填写过程卡；24-26日：确定加工工序，填写工艺及工序卡；27-28日：编写说明书；29日：答辩。系主任审查意见： 签字： 年 月 日目录1概述32 审查零件图的工艺性33 选择毛坯44 工艺规程设计44.2零件各部分加工方法的选择44.3制定工艺路线45确定机械加工余量及毛坯尺寸、设计毛坯图55.1确定加工余量55.2确定毛坯尺寸55.3确定圆角半径6

5、5.4确定拔模角65.5确定分模位置65.6确定毛坯的热处理66 工序设计76.1 选择加工设备与工艺装备76.2 确定工序尺寸97 确定切削用量及时间定额117.1 铣mm外圆柱两端面以及两叉头左右两侧117.2 加工H9内孔137.3 加工mm孔147.4 铣槽158 夹具设计16小 结17参考文献181 概述机械制造工艺学课程设计，是在学完机械制造工艺学及夹具设计原理课程，经过生产实习所获得的感性知识后进行的一项教学环节；在老师的指导下，要求在设计中能初步学会综合运用以前学过的全部课程，并且独立完成一项工程基本训练。同时，也为以后搞好毕业设计打下了良好基础。通过课程设计达到以下目的：（1

6、）、能熟练地运用机械制造技术基础的基本理论和夹具设计原理的知识，正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及合理制定工艺规程等问题方法，培养自我学习能力和解决问题能力。（2）、通过对零件某道工序的夹具设计，学会工艺装备设计的一般方法。通过学生亲手设计夹具的训练，提高结构能力设计。（3）、课程设计过程也是理论联系实际的过程，并学会使用手册，查询相关资料等，增强解决实际工程问题的独立能力。2 审查零件图的工艺性拨叉副变速拨叉图样的视图正确、完整，尺寸、公差及技术要求齐全。零件各表面的加工并不困难。只是14H9的要求精度较高，且对应轴线的直线度要求也较高，需进行半精加工。槽14H13两壁关于孔8.7轴

7、线的对称度有要求，需在数控机床上完成加工。图1 副变速零件图3 选择毛坯零件材料为KTH350-10,考虑到零件在加工过程中所受冲击力不大，并且为大批量生产，所以，选择金属模机械砂型铸造毛坯。查机械设计工艺制造设计简明手册表1.3-1。选用铸件尺寸公差等级为CT10。保证的尺寸公差在1-3mm。4 工艺规程设计4.1 选择定位基准：1：粗基准选择：以铸件左边的端面为主要粗基准，以铸件的24mm外圆为辅助粗基准。2：精基准选择：本零件是带孔的零件。其中14H9和右端面为设计基准，根据精基准的选择原则“基准重合原则”，以及考虑到工件的装夹与加工方便。在孔14H9未加工出来前可选用右端面为主要精基准

8、，以铸件的24mm外圆为辅助精基准。在孔14H9mm未加工出来后，以14H9mm的内孔面为定位精基准，右端面为辅助精基准。4.2零件各部分加工方法的选择本零件的加工面有：内孔、平面以及槽，其材料为KTH350-10，参考机械制造工艺学其各部分加工方法如下：（1）圆柱左/右端面:由于表面粗糙度Ra为25m,只需进行粗铣。（2）两叉头左/右侧面：由于表面粗糙度Ra为6.3m,需进行粗铣、半精铣。（3）14H9内孔：由于公差等级为9级，且表面粗糙度为Ra3.2m,需进行钻、扩、铰。 （4）两叉头内侧：由于表面粗糙度Ra为12.5m，只需进行粗铣。（5）槽14H13：由于公差等级为13级，且表面粗糙度

9、为Ra12.5m,只需进行粗铣。（6）孔：由于表面粗糙度Ra为25m,只需进行钻孔即可。4.3制定工艺路线按照先粗后精的原则同时考虑到零件的几何形状，尺寸精度以及位置精度等技术要求，以及加工时的经济性，尽量使工序能够集中起来。选择零件的加工方法及工艺路线如下：工序1：以mm外圆柱面及其左端面定位，粗铣mm右端面。工序2: 以mm外圆柱面及其右端面定位，粗铣mm左端面。工序3：以mm圆柱右端面以及mm外圆柱面为定位，钻，扩，铰H9mm孔。工序4：以H9mm内孔面及mm外圆柱右端面定位，粗铣两叉头内侧。工序5：以H9mm内孔面及mm外圆柱左端面定位，粗铣14H13mm槽。工序6：以H9mm内孔面及

10、mm外圆柱右端面定位，钻8.7mm的孔。工序7：以H9mm内孔面及mm外圆柱右端面定位，粗铣两叉头至8mm。工序8：以H9mm内孔面及mm外圆柱右端面定位，半精铣两叉头至mm。工序9：钳工去毛刺，并到0.545角。工序10：终检。5确定机械加工余量及毛坯尺寸、设计毛坯图 5.1确定加工余量由于该拨叉才有啥新机器造型，材料为可锻铸铁，且为大批量生产，查机械制造工艺设计简明手册可选铸件的尺寸公差等级为10级，又铸件基本尺寸在63-100范围内，故取铸件尺寸公差数值为3.2，铸件机械加工余量单侧为4mm,双侧为3mm。5.2 确定毛坯尺寸本零件的外表面均属于双侧切削，主要以粗加工为主，故取粗加工余量

11、为3mm,但拨叉两侧面需进行半精加工，取半精加工余量为1mm。可得毛坯尺寸表如下。其余尺寸可以直接铸造出来。其毛坯图如下。表1 副变速拨叉毛坯尺寸零件尺寸双侧余量机加工余量铸件尺寸703076311430343085.3 确定圆角半径由于采用砂型铸造，所以圆角计算公式，取，所以本铸件内外圆角取R=5mm。对于特殊位置24mm圆柱与拨叉连接处的圆角要求为R=2mm，故可直接取其为2mm。5.4 确定拔模角根据机械制造工艺设计简明手册可查得，砂型铸造外表面拔模斜度为030，内表面拔模斜度为1。5.5 确定分模位置本零件较复杂，分型面为不同平面组合而成。5.6 确定毛坯的热处理铸造完毛坯后应安排正火

12、处理，以消除残留的铸造应力，以减少加工中的变形，同时改善加工性。图2 副变速拨叉毛坯图6 工序设计6.1 选择加工设备与工艺装备6.1.1 选择机床（1） 工序1、2是粗铣。各工序的步数不多，成批生产不要求很高的生产率，故选择立式铣床就能满足要求，本零件外轮廓尺寸不大，精度要求不高，选用最常用的X51。（2） 工序3为孔加工，且一次定位需完成三个工步，可选用Z525的四联钻床，并采用随行夹具。（3） 工序4为粗铣，且工步数较少，精度要求不高，选用最常用的X51。（4） 工序5、6为半精铣，工步数较少，精度要求不高，选用最常用的X51。（5） 工序7粗铣，精度要求不高，选用最常用的X51。（6）

13、 工序8为钻孔，精度要求不高，选用最常用的Z525。6.1.2 选择夹具在各工序中由于是大批量生产，所以都采用专用夹具。6.1.3 选择量具本零件属于大批生产，一般采用通用量具，对于精度要求高，不易测量的可采用专用夹具。6.1.3.1 选择各轴向测量量具工序2中要保证24圆柱两端面的距离为70mm，且未标注公差，取IT14级，T=0.74mm,按计量器具的不确定度选择该表面加工时所用的量具，由于它所对应的不确定允许值为0.054mm，所以可选分度值为0.05mm的游标卡尺。即取测量范围为0-150mm，分度值为0.05mm的游标卡尺。在此工序中，还要保证拨叉两叉头的厚度为8mm，未标注公差，取IT14级，T=0.36mm，不确定允许值为0.029mm，所用的量具为分度值为0.02mm的游标卡尺。即取测量范围为0-150mm，分度值为0.02mm的游标卡尺。两个外部轴向测量在同一工序中，故可采用其中一个精度较高的游标卡尺即可，故选用范围为0-150mm，分度值为0.02mm的游标卡尺。工序6中，加工拨叉的右侧，且保证与24mm圆柱右端面的距离为5mm，由于未标注公差，取IT14级，T=0.30mm,其不确定允许值为0.016mm,故选用的量具为分度值为0.01mm的游标卡尺，测量范