撥叉課程設(shè)計(jì)DOC

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1、機(jī)械制造工藝學(xué)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)課題名稱 ：撥叉零件機(jī)械加工工藝規(guī)程班級：姓名：學(xué)號：指導(dǎo)老師：機(jī)械工程學(xué)院2011年 12月機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目 :設(shè)計(jì) ”車床撥叉 ”零件的機(jī)械加工工藝規(guī)則及工藝裝備內(nèi)容 ：1.零件圖1 張2.毛坯圖1 張3.機(jī)械加工工藝過程綜合卡片1 張4.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)零件圖1 張6.課程設(shè)計(jì)說明書1 份第一章?lián)懿娴墓に嚪治黾吧a(chǎn)類型的確定一 . 零件圖二撥叉的作用它位于車床變速機(jī)構(gòu)中， 主要起換檔， 使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動按照工作者的要求工作，工作過程：撥叉頭以 30mm孔套在變速叉軸上，并用錐銷和螺釘與操縱手柄連接， 撥叉腳則夾在雙聯(lián)變速齒輪的槽中。 當(dāng)需要變速時(shí)， 操縱變

2、速桿，變速操縱機(jī)構(gòu)就通過撥叉頭部的操縱槽帶動撥叉與變速叉軸一起在變速叉軸一起在變速箱中滑移， 撥叉腳撥動雙聯(lián)變速齒輪在花鍵軸上滑動以改換檔位，從而改變銑床主軸的轉(zhuǎn)速。三.撥叉的技術(shù)要求撥叉的全部技術(shù)要求列于表 1-1中。加工表面尺寸及偏差 mm公差及精度等表面粗糙度 Ra形位公差 /mm級m撥叉頭前端面8000.3IT123.2撥叉頭后端面8000.3IT1212.5撥叉腳端面20 00.026026IT103.2撥叉腳槽底面R48IT1212.5凸臺槽深5IT1012.5凸臺槽寬12IT86.3孔8 0. 015IT71.68mm0 55mm外圓55IT1230 孔3000 .021IT71

3、.6連接面16IT12該撥叉形狀特殊、結(jié)構(gòu)簡單，屬典型的叉桿類零件。為實(shí)現(xiàn)換檔、變速的功能，其叉軸孔與變速叉軸有配合要求， 因此加工精度要求較高。 叉腳兩端面在工作中需承受沖擊載荷，為增強(qiáng)其耐磨性，采用鑄件，其硬度為350HRC。綜上所述，該撥叉件的各項(xiàng)技術(shù)要求制訂的較合理， 符合該零件在運(yùn)行中的功用。四.撥叉的生產(chǎn)類型結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際： Q=5000臺/ 年， m=1件/ 臺，備品率 a%和廢品率 b%分別取 3%和 0.5%。代入公式（ 1-1 ）得：N=5000臺/ 年1 件 / 臺（1+3%）（1+0.5%）=5175.75撥叉重量為0.84kg ，由附表（ 1）知，撥叉屬輕型零件；由附表

4、（2）知，該撥叉的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。附表（ 1）不同機(jī)械產(chǎn)品的零件質(zhì)量型別表機(jī)械產(chǎn)品類型加工零件的質(zhì)量 /kg重型零件中型零件輕型零件電子工業(yè)機(jī)械3043050155020001002000100零件特征年生產(chǎn)綱領(lǐng) / 件生產(chǎn)類型單件生產(chǎn)成小批批中批生大批產(chǎn)大量生產(chǎn)附表（ 2）機(jī)械加工零件生產(chǎn)類型的劃分產(chǎn)品類型重型零件中型零件輕型零件5 以下20 以下100 以下51020200100500100 3002005005005000300100050050005000500001000 以上5000 以上50000 以上第二章選擇毛培的制造方式一 毛培圖加基本尺寸加 工加工余說明簡工余 量量圖

5、面等級代號D130mmG3.02孔 降 一級 雙 側(cè)加工D255mmG3.02孔 降 一級 雙 側(cè)加工T2115mm6.5單 側(cè) 加工T348mmG2.5單 側(cè) 加工T460mm6.5單 側(cè) 加工二 確定毛培的制造方式由于該撥叉在工作過程中要承受沖擊載荷，為增強(qiáng)撥叉的強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度，毛坯選用鑄件。該撥叉的輪廓尺寸不大，且生產(chǎn)類型屬大批生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)率和鑄件的精度，宜采用金屬型澆鑄。毛坯的起模斜度為3。與其它金屬加工方法相比，鑄造具有如下優(yōu)點(diǎn)：（ 1）原材料來源廣。（ 2）生產(chǎn)成本低。（ 3）鑄件形狀與零件接近，尺寸不受限制。鑄造工藝通常包括：鑄型（使液態(tài)金屬成為固態(tài)鑄件的容器）準(zhǔn)備，鑄型按

6、所用材料可分為砂型、金屬型、陶瓷型、泥型、石墨型等，按使用次數(shù)可分為一次性型、半永久型和永久型，鑄型準(zhǔn)備的優(yōu)劣是影響鑄件質(zhì)量的主要因素；鑄造金屬的熔化與澆注，鑄造金屬（鑄造合金）主要有各類鑄鐵、鑄鋼和鑄造有色金屬及合金；鑄件處理和檢驗(yàn)，鑄件處理包括清除型芯和鑄件表面異物、切除澆冒口、鏟磨毛刺和披縫等凸出物以及熱處理、整形、防銹處理和粗加工等。第三章制定零件的加工工藝規(guī)程一選擇加工方案及制定工藝路線一 ) 根據(jù)撥叉零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度， 確定加工件各表面的加工方法，如表 2-1 所示。撥叉零件各表面加工方法加工表面尺寸精度等表面粗糙度加工方案備注級Ra/um拔插頭前端面T12

7、3.2粗銑 - 半精銑 -附表（ 3）磨削拔插頭后端面T1212.5粗銑附表（ 3）30mm孔T71.6鉆- 擴(kuò)- 鉸- 精附表（ 4）鉸96mm孔T1212.5鉆削 - 擴(kuò)附表（ 4）凸臺圓弧槽底T1012.5粗銑附表（ 3）凸臺圓弧槽側(cè)面T86.3粗銑 - 精銑附表（ 3）附表（ 3）平面加工的經(jīng)濟(jì)精度與表面粗糙度序加工方法經(jīng)濟(jì)精度表面粗糙度選用范圍號（ IT ）1粗車101112.5 6.3未淬硬鋼、鑄鐵、2粗車 - 半精車896.3 3.2有色金屬端面加工3粗車 - 半精車 - 精車671.6 0.84粗車 - 半精車 - 磨削790.8 0.2鋼、鑄鐵端面加工5粗刨（粗銑）12141

8、2.5 6.3不淬硬的表面6粗刨（粗銑） - 半精刨（半精11126.3 1.6銑）7粗刨（粗銑） - 半精刨（半精796.3 1.6銑）8粗刨（粗銑） - 半精刨（半精783.2 1.6銑） - 精刨（精銑）9粗銑 - 拉690.8 0.2大量生產(chǎn)未淬硬的小平面10 粗刨（粗銑） - 精刨（精銑） -670.8 0.2未淬硬的鋼件、鑄寬刃精刨鐵件及有色金屬件11粗刨（粗銑） - 半精刨（半精50.8 0.2銑）- 精刨（精銑） - 寬刃精刨附表（ 4）內(nèi)圓表面加工的經(jīng)濟(jì)精度與表面粗糙度序經(jīng)濟(jì)精表面粗糙度適用范圍號加工方法度Ra（ m）（IT ）1鉆121312.5加工未淬硬鋼及2鉆- 鉸81

9、03.21.6鑄鐵的實(shí)心毛坯，3鉆- 粗鉸 - 精鉸781.60.8孔徑 6鉆擴(kuò)-鉸93.21.6（15-20 ） mm-87鉆- 擴(kuò)- 機(jī)鉸 - 手鉸670.40.18鉆- （擴(kuò)） - 拉791.60.1大批量生產(chǎn)，精度視拉刀精度決定9粗鏜（或擴(kuò)孔）111312.5 6.310粗鏜（粗?jǐn)U） - 半精鏜（精擴(kuò)）9103.21.6毛坯有鑄孔或鍛11擴(kuò)（鏜） - 銑9103.21.6孔的未淬火鋼及12粗鏜（擴(kuò)） - 半精鏜（精擴(kuò)） -781.60.8鑄件精鏜（鉸）二)加工階段的劃分該撥叉加工質(zhì)量要求較高， 可將加工階段劃分成粗加工、 半精加工和精加工幾個(gè)階段。在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)（撥叉頭后端

10、面和叉軸孔）準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可采用精基準(zhǔn)定位加工， 保證其他加工表面的精度要求； 然后粗銑撥叉頭前端面、粗銑撥叉腳槽內(nèi)側(cè)面和底面。 在半精加工階段， 完成撥叉頭后端面的精銑、撥叉腳槽內(nèi)側(cè)面和底面的精銑加工和孔 8mm的鉆、擴(kuò)加工；在精加工階段，進(jìn)行撥叉頭后端面的磨削加工。三)工序的集中和分散選用工序分散原則安排撥叉的加工工序。 該撥叉的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)， 可以采用普通型機(jī)床配以專用工、夾具，以降低其生產(chǎn)成本。四 ) 工序順序的安排1 機(jī)械加工工序（ 1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn) - 撥叉頭后端面和叉軸 300 0.021mm。（ 2）遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序

11、，后安排精加工工序。（ 3）遵循“先主后次”原則，先加工主要表面 - 撥叉頭后端面和叉軸孔 30 0 0.021 mm，后加工次要表面 - 撥叉腳槽內(nèi)側(cè)面、底面和撥叉頭下臺階面。（ 4）遵循“先面后孔”原則，先加工撥叉頭端面，在加工叉軸孔 30 00.021 孔；先銑撥叉頭下臺階面，再鉆削孔8mm。2 熱處理工序鑄件為了消除殘余應(yīng)力， 需在粗加工前、 后各安排一次時(shí)效處理， 在半精加工前、后各安排一次時(shí)效處理。3 輔助工序在半精加工后，安排去毛刺和中間檢驗(yàn)工序；精加工后，安排去毛刺、終檢工序。綜上所述，該撥叉工序的安排順序?yàn)椋?基準(zhǔn)加工 -主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工-主要表面半精加

12、工和次要表面加工-熱處理 -主要表面精加工。二 選擇定位基準(zhǔn)定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)。1 精基準(zhǔn)的選擇根據(jù)該撥叉零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇撥叉頭后端面和叉軸孔3000.021 mm作為精基準(zhǔn)，零件上的很多表面都可以采用它們作為基準(zhǔn)進(jìn)行加工，即遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。叉軸孔 300 0.021mm的軸線是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，選用其作精基準(zhǔn)定位加工撥叉腳兩端面， 實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合， 保證了被加工表面的垂直度和平行度要求。 選用撥叉頭后端面作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)； 另外，由于撥叉件剛度較差， 受力容易產(chǎn)生碎裂， 為了使得機(jī)械加工中產(chǎn)生夾緊損壞， 根據(jù)夾緊力應(yīng)垂直

13、于主要定位基面， 并應(yīng)作用在剛度較大部位的原則， 夾緊力作用點(diǎn)不能作用在叉桿上。選用撥叉頭后端面作精基準(zhǔn)， 夾緊可作用在撥叉頭的前端面上，夾緊穩(wěn)定可靠。2 粗基準(zhǔn)的選擇作為粗基準(zhǔn)的表面平整， 沒有飛邊、 毛刺或其他表面缺陷。 選擇撥叉頭前端面和撥叉腳底面作為粗基準(zhǔn)。 采用撥叉頭前端面作粗基準(zhǔn)加工后端面， 可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。3選擇各工序所用的機(jī)床設(shè)備和工藝裝備（刀具、夾具、量具等）加工工序設(shè)備刀具，量具，夾具粗銑撥叉頭兩端面立式銑床高速鋼套式面銑刀 .游標(biāo)卡X51尺.專用夾具精銑拔叉立式銑床高速鋼套式面銑刀 .游標(biāo)卡頭兩端面X51尺.專用夾具鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸 30孔四面組合鉆床麻花鉆

14、.鉸刀 .內(nèi)徑千分尺鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸 96孔四面組合 鉆床麻花鉆 .鉸刀 .內(nèi)徑千分尺切斷CA6140車床車刀 、 游標(biāo)卡尺粗銑 96 孔上下端面立式銑床高速鋼套式面銑刀 .游標(biāo)卡X51尺.專用夾具精銑 96 孔上下端面立式銑床高速鋼套式面銑刀 .游標(biāo)卡X51尺.專用夾具精銑凸臺上端面立式銑床高速鋼套式面銑刀 .游標(biāo)卡X51尺.專用夾具精銑凸臺圓弧槽立式銑床高速鋼套式面銑刀 .游標(biāo)卡X51尺.專用夾具鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸 8 孔四面組合 鉆床麻花鉆 .鉸刀 .內(nèi)徑千分尺去毛刺，中檢鉗工臺平銼 .塞規(guī) .百分表 .卡尺等熱處理淬火機(jī)等校正拔叉腳鉗工臺手錘磨削拔叉腳磨床砂輪 .游標(biāo)卡尺兩端面M7120

15、A清洗清洗機(jī)終檢塞規(guī) .百分表 .卡尺4確定加工余量及工序間尺寸和公差1）毛培的基本尺寸（ 1）鑄件基本尺寸 機(jī)械加工前的毛坯鑄件的尺寸， 包括必要的機(jī)械加工余量。（ 2）尺寸公差 允許尺寸的變動量。公差等于最大極限尺寸與最小極限尺寸之代數(shù)差的絕對值；也等于上偏差與下偏差的絕對值。（ 3）錯(cuò)型（錯(cuò)箱） 由于合型時(shí)錯(cuò)位，鑄件的一部分與另一部分在分型面處相互錯(cuò)開。（ 4）要求的機(jī)械加工余量（ RMA） 在毛坯鑄件上為了隨后可用機(jī)械加工方法去除鑄造對金屬表面的影響， 并使之達(dá)到所要求的表面特征和必要的尺寸精度而留出的金屬余量。對圓柱形的鑄件部分或在雙側(cè)機(jī)械加工的情況下， RMA應(yīng)加倍。外表面作機(jī)械加

16、工時(shí)， RMA與鑄件其他尺寸之間的關(guān)系可由公式（ 2-1 ）表示；內(nèi)腔作機(jī)械加工相對應(yīng)的表達(dá)式為（ 2-2 ）。R=F+2RMA+CT/2R=F-2RMA-CT/2（ 2-1 ）（2-2 ）F-R-鑄件毛坯的基本尺寸最終機(jī)械加工的尺寸CT-鑄件公差計(jì)算得到：撥叉前后端面的機(jī)械加工余量為RMA1=（ 85-80-0.55 ）/2=2.225mm撥叉腳前后端面的機(jī)械加工雙邊余量為RMA2=（18-13+0.39 ）/2= 2.695mm前面根據(jù)資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個(gè)加工工序的加工余量如下：加工加工加工精度工序尺表面工序粗糙余量孔內(nèi)容余量等級寸鑄件6CT9492.0

17、度Ra(m)最最小大 55H擴(kuò)孔5.8IT125313（D2） 半精0.2IT1054鏜擴(kuò)孔5.84IT1218 30精鉸0.0210.06IT7200孔2.6.6.30250.0.3.205252.6.6.30250.0.1.605252 平面工序尺寸：工序工序加工基本經(jīng)濟(jì)工序工序余量尺寸號內(nèi)容余量尺寸精度最小最大偏差鑄件2.5CT9粗銑兩端001小頭 2 58.5 12 孔上端面粗銑中間0026 27 12 孔上端面粗銑中間0036 21 12 孔下端面精銑兩端0000.251.603.600.251.656.50.251.756.5004小頭 0.5 58 11 孔上端面精銑中間0050

18、.5 20.5 10 孔上端面精銑中間0060.5 20 10 孔下端面00. 351.160.160.060.060.471.120.060.060.471.123 確定切削用量及時(shí)間定額：工序 001 至 003 以 T1 為粗基準(zhǔn)，粗銑 30 孔上下端面。加工條件工件材料： HT200,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求：粗銑30 孔上端面。機(jī)床： X6140 臥式銑床。刀具：W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼端銑刀 ,牌號 YG6 。銑削寬度 ae=60,深度 apPcc。故校驗(yàn)合格。最 終 確 定ap=1.5mm ， nc=475r/min,Vfc=475mm/s ，

19、Vc=119.3m/min ， fz=0.16mm/z。計(jì)算基本工時(shí)tmL/ Vf=(32+80)/475=0.236min 。工序 004 到工序 006 以 T1 及小頭孔外圓為基準(zhǔn)精銑54 孔上下端面。1. 加工條件工件材料： HT200,b =0.16GPa HB=190241,鑄造。加工要求：精銑54 上端面。機(jī)床： X6140 臥式銑床。刀具：W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼端銑刀 ,牌號 YG6 。銑削寬度 ae=60,深度 apPcc。故校驗(yàn)合格。最終確定ap=1.0mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，V c=119.3m/min，f z=0.16mm/z。6）計(jì)算

20、基本工時(shí)tmL/ Vf=(32+80)/475=0.24min 。工序 007 和 008 以 T1 及小頭孔外圓為基準(zhǔn)，擴(kuò)、精鉸20 孔，保證垂直度誤差不超過 0.05mm,孔的精度達(dá)到 IT7。1. 選擇鉆頭選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí)do=18mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角o 12，二重刃長度b=2.5mm,橫刀長b=1.5mm,寬 l=3mm,棱帶長度 l11.5mm2120 010 30 2.選擇切削用量（1）決定進(jìn)給量l301.53查切f 0.70 0.86mm / rd20所以， f0.70mm/ r按鉆頭強(qiáng)度選擇 f 1.75mm/ r按機(jī)床強(qiáng)度選擇 f0.53mm / r最終

21、決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量f0.48mm/ r經(jīng)校驗(yàn)F f 6090Fmax校驗(yàn)成功。（2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命后刀面最大磨損限度 （查簡明手冊）為 0.5 .mm，壽命 T60 min 3. 切削速度查切 vc18mm/ r修正系數(shù)K TV 1.0 K MV 1.0 K tv 1.0Kxv 1.0 K 1v 1.0 K apv 10 故 vc18mm/ r 。1000v318.3r / minnsd 0查簡明手冊機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為nc272r / minvcd 0ns15.4mm/ r1000故實(shí)際的切削速度 .計(jì)算工時(shí)L3010t m2720.10 minnf1.45由于所有工步所用工時(shí)很短，所以

22、使得切削用量一致，以減少輔助時(shí)間。擴(kuò)鉸和精鉸的切削用量如下：擴(kuò)鉆：n272r / minf0.48mm / rvc15.4m/ m i n d019.8mm精鉸：n272r / minf0.48mm / rvc15.4m/ m i n d020IT 7工序 009 和 010 T1 及小頭孔外圓為基準(zhǔn)，擴(kuò)、半精鏜 54 孔。1. 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí) do=48mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角 o11，二重刃長度b=11mm,橫刀長b=5mm,弧面長l=9mm, 棱帶長度l1 3mm 2 120 0 10 30 2.選擇切削用量（ 1）決定進(jìn)給量查簡明手冊f1.0 1.2mm

23、/ r按鉆頭強(qiáng)度選擇 f2mm/ r按機(jī)床強(qiáng)度選擇 f0.53mm / r最 終 決 定 選 擇Z550 機(jī) 床 已 有 的 進(jìn) 給 量 f0.40mm / r 經(jīng) 校 驗(yàn)Ff1226024520Fm a x 校驗(yàn)成功。（ 2）鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命后刀面最大磨損限度（查簡明手冊 ）為 0.81.2mm，壽命 T140 min擴(kuò)孔后刀面最大磨損限度（查簡明手冊）為0.9 . mm ，壽命T60 min鉸和精鉸孔后刀面最大磨損限度（查簡明手冊）為 . .mm，壽命 T 120 min（ 3）切削速度查切 vc20mm/ r修正系數(shù)K TV 1.0 K MV 1.0 K tv 1.0Kxv1.0 K1v 1.0K apv 10故 vc20mm / r 。ns1000v132.6r / mind0查簡明手冊機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速為nc 125r / minvcd 0ns18.8m m/ r1000故實(shí)際的切削速度擴(kuò)鉸和半精鉸的切削用量同理如下：擴(kuò)鉆： n125r / minf0.40mm / rvc19.5m / m i n d049.75mm半精鉸： n125r / minf 0.40mm / rvc19.6m / m i n d050IT 7 .計(jì)算工時(shí)L1718tm1250.52 minnf0.53所有工步工時(shí)相同。