拨叉——机械制造工艺学课程设计说明书

湖南工业大学课程设计资料袋机械工程学院（系、部）2014~2015学年第1学期课程名称指导教师职称学生姓名专业班级学号题目拨叉的设计成绩起止日期2015年1月1日～2015年1月8日目录清单序号材料名称资料数量备注1课程设计任务书12课程设计说明书13课程设计图纸1张456湖南工业大学课程设计任务书2014—2015学年第一学期机械工程学院（系、部）机械设计与制造及自动化专业01班级课程名称：机械制造工艺学设计题目：拨叉加工工艺规程制定完成期限：自2015年1月1日至2015年1月8日共1周内容及任务1.设计的主要技术参数2.设计任务根据零件图对零件进行工艺分析，编制工艺文件3.设计工作量①根据零件图对零件进行工艺分析②计算零件的生产纲领，确定生产类型③确定毛坯的种类和制造方法④确定毛坯的尺寸和公差⑤拟定加工路线⑥确实各工序的加工余量，计算工序尺寸和公差⑦选择各工序的机床设备及刀具、量具等工艺装备⑧确定各工序的切削用量⑨编制工艺文件进度安排起止日期工作内容2014年1月1日~2014年1月2日零件的工艺分析2014年1月2日~2014年1月6日工艺规程设计以及制作工艺卡2014年1月6日~2014年1月8日整理、排版说明书以及准备答辩参考资料【1】王先逵.机械制造工艺学［Ｍ］.北京：机械工业出版社，2006.【2】陈锡渠.金属切削原理与工具［Ｍ］.北京：北京大学出版社，2006.【3】葛金印.机械制造技术基础基本常识［Ｍ］.北京：高等教育出版社,2004.【4】马永杰.热处理工艺方法600种［Ｍ］.北京：化学工业出版社，2008.【5】邓文英.金属工艺学［Ｍ］.北京：高等教育出版社，2008.指导教师（签字）：年月日系（教研室）主任（签字）：年月日机械制造工艺学课程设计说明书拨叉的设计起止日期：2015年1月1日至2015年1月8日学生姓名班级学号成绩指导教师（签字）机械工程学院2015年1月8日目录1.零件分析·······································12.确定生产类型和毛坯制造形式·····················23.选择定位基准···································34.选择加工方法···································35.制定工艺路线···································46.确定加工余量及毛坯尺寸·························67.工序设计·······································101一，零件分析零件的功用分析：题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。它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φ32021.00孔与操纵机构相连，二下方的Φ48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。零件的工艺分析：零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：1.小头孔Φ32以及与此孔相通的8的通孔、2.以φ55.45为中心的加工表面2这一组加工表面包括：φ550.460的孔，以及其上下两个端面。这两组表面有一定的位置度要求,即φ550.460的孔上下两个端面与φ20021.00的孔有垂直度要求。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精度及机床所能达到的位置精度，并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，确定生产类型和毛坯制造形式确定生产类型：已知此拨叉零件的生产纲领为10000件/年，零件的质量是1.0Kg/个，查《机械制造工艺及设备设计指导手册》321页表15-2，可确定该拨叉生产类型为大批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。确定其毛坯生产形式：零件材料为HT200。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，故选择铸件毛坯。查《机械制造工艺及设备设计指导手册》324页表15-5选用铸件尺寸公差等级CT9级。该零件的形状不是很复杂，因此毛坯形状应与零件形状大致相似。3三，选择定位基准1粗基准的选择：以零件的小头上端面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。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φ32021.00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φ32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：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”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔外圆柱表面为辅助的定位精基准。四，选择加工方法零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：1、小头孔Φ32以及与此孔相通的Φ8的通孔。2、大头半圆孔Φ60.3、拨叉底面、小头孔端面、大头半圆孔端面，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm，小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为0.05mm。4由上面分析可知，可以粗加工拨叉下端面，然后以此作为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精度及机床所能达到的位置精度，并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。平面的加工：平面的加工有很多种方法，车，铣，刨，磨，拉都可以，对于车削加工一般比较适用于回转体，而我们这里工件为非回转体，所以不适合选用车削加工，刨平面只适用于端面，所以不选用，介于该工件的最大精度为IT8，精铣能够达到此精度，多以我们选用铣床来加工平面。孔及退刀槽的加工：孔的加工方法有钻扩铰，镗，拉，磨等。对于该工件上的孔，都属于未注公差，可一次性钻出，但方孔需要用铣刀来铣。五，制定工艺路线5.1工序的集中与分散选用工序集中原则安排轴承座的加工工序。该拨叉的生产类型为大批生产，可以采用万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则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，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的相对位置精度要求。5.2,工序顺序的安排（1）遵循“先基准后其他”原则（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加拨叉加工工艺过程（3）遵循“先面后孔”原则右端面55.3热处理工序铸造成型后，对铸件进行退火处理，可消除铸造后产生的铸造应力，提高材料的综合力学性能。该拨叉在工作过程中不承受冲击载荷，也没有各种应力，故采用退火处理即可满足零件的加工要求。5.4辅助工序在半精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。综上所述，该轴承座工序的安排顺序为：在、热处理——基准加工——粗加工——精加工。5.5工序的安排根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，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工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。查《机械制造工艺设计简明手册》第20页表1.4-7、1.4-8、1.4-11，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：工序1退火工序2粗铣Φ32、Φ48下端面，以T2为粗基准，采用X51立式铣床加专用夹具；工序3精铣Φ32、Φ48下端面，以T2为粗基准，采用X51立式铣床加专用夹具；工序4粗铣Φ32上端面，以T1为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；工序5粗铣Φ48上端面，以T4为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；工序6精铣Φ32上端面，以T1为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；工序7精铣Φ48上端面，以T4为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；工序8钻Φ32孔，以Φ32外圆和T2为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；工序9扩Φ32孔，以Φ32外圆和T2为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；工序10粗铰Φ32孔，以Φ32外圆和T2为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；工序11精铰Φ32孔，以Φ32外圆和T2为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；工序12粗镗Φ48孔，以D1为定位基准，采用T68卧式镗床加专用夹具；工序13半精镗Φ48孔，以D1为定位基准，采用T616卧式镗床加专用夹具；工序14钻、铰Φ8锥孔，以T1和零件中线为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；工序15钻M6底孔，攻螺纹，以T1和零件中线为基准，采用Z525立式钻床并采用专用夹具；工序16铣断以D1为基准，采用X61卧式铣床加专用夹具；6工序17去毛刺；工序18终检。六，确定加工余量及毛坯尺寸1、圆柱表面工序尺寸：前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下：加工表面加工内容加工余量精度等级表面粗糙度工序余量最小最大Φ48IT12（D2）铸件7.0CT12粗镗4.0IT126.30.956.8半精镗3.0IT103.22.93.25Φ32IT7（D1）钻18IT1117.8918扩1.8IT106.31.7161.910粗铰0.14IT83.20.1070.224精铰0.06IT71.60.0390.09372、平面工序尺寸：工序号工序内容加工余量基本尺寸经济精度工序尺寸偏差工序余量最小最大铸件5.0CT125.201粗铣φ32孔下端面4.028.01200.251.57.7502粗铣φ32孔上端面4.028.01200.251.57.7503粗铣φ48孔上端面4.050.0120180.01.86.3807精铣φ32孔下端面1.028.080033.00.751.28308精铣φ1.028.080033.00.751.283832孔上端面10精铣φ48孔端面1.0×246.08016.0016.00.9511.016毛坯基本尺寸查《机械制造工艺设计简明手册》第41页表2.2-5，选用加工余量为MA-H级，并查表2.2-4确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选用及加工余量，如下表所示：简图加工面代号基本尺寸加工余量等级加工余量说明D132H12空降一级双侧加工D262H3.52空降一级双侧加工T253H5单侧加工T365H5单侧加工T485H5单侧加工9简图加工面代号基本尺寸加工余量等级加工余量说明D132mmG3.02孔降一级双侧加工D257mmG3.02孔降一级双侧加工T2117mm6.5单侧加工T348mmG2.5单侧加工T460mm6.5单侧加工七，工序设计10工序Ⅰ粗铣Φ20、Φ50下端面，以T2为粗基准1.加工条件工件材料：HT200,σb=170~240MPa，铸造;工件尺寸：aemax=74mm，l=176mm;加工要求：粗铣φ20孔下端面，加工余量4mm;机床：X51立式铣床；刀具：YG6硬质合金端铣刀。铣削宽度ae≤90,深度ap≤6,齿数z=12,故根据《机械制造工艺设计简明手册》（后简称《简明手册》）表3.1，取刀具直径d0=125mm。根据《切削用量手册》（后简称《切削手册》）表3.16，选择刀具前角γ0＝0°后角α0＝8°，副后角α0’=10°，刃倾角λs=－10°,主偏角Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副偏角Kr’=5°。2.切削用量1）确定切削深度ap因为余量较小，故选择ap=4mm，一次走刀即可完