车床拨叉机械加工工艺说明书

车床拨叉机械加工工艺规程及工艺装备设计序言机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习大好基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。一、零件的工艺分析及生产类型的确定1.零件的作用题目所给的零件是车床的拨叉。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。零件左边的Φ14孔与操纵机构相连，右边的Φ40半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴或滑移齿轮接触。通过操纵机构，使拨叉拨动齿轮变速。为了便于定位加工，两零件的毛坯铸为一体，加工时分开。2.零件的工艺分析零件的材料为ZG45，生产工艺简单，铸造性能优良，塑性较好，有良好的综合机械性能。1.以φ14为中心的加工表面,这一组加工表面包括：φ14的孔，以及其上下端面，上端面与孔有位置要求2.以φ40为中心的加工表面,这一组加工表面包括：φ40的孔，以及其上下两个端面。3.这两组表面有一定的位置度要求,即φ40的孔上下两个端面与φ14的孔有垂直度要求。由上面分析可知，加工时应先加工一组表面，再以这组加工后表面为基准加工另外一组。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φ14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φ25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。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。3.零件的生产类型已知此拨叉零件的生产纲领为Q=10000件/年，n=1件/台；备用率a和废品率β分别为10%和1%。代入公式得零件的生产量为N=Qn（1+10%）（1+1%）=10000*1*1.1*1.01=11110件/年零件的质量是1.6Kg/个，查《机械制造工艺设计简明手册》第2页表1.1-2，可确定该拨叉生产类型为大批量生产，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。三、选择毛坯、确定毛坯尺寸、设计毛坯图1、确定毛坯种类：零件材料为ZG45。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，生产类型为大量生产，查《机械制造工艺设计简明手册》第8页表1.3—1，选择金属模机械砂型铸件毛坯。查《机械制造工艺设计简明手册》第41页表2.2-5,选用铸件尺寸公差等级为CT-9。2、确定铸件加工余量查《机械制造工艺设计简明手册》第41页表2.2-5，选用加工余量等级为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，单侧的加工余量为3.5mm，双侧加工余量为3mm。3.确定铸件毛坯尺寸上面查得的加工余量适用于机械加工表面粗糙的Ra1.6微米，而这个零件要求最高的φ14内孔面为Ra=3.2，余量不需要改动。由于φ25外圆表面不需要加工，铸造应尽量保证其尺寸要求。4.确定铸件毛坯尺寸公差查《机械制造工艺设计简明手册》第38页表2.2-1，得出下表单位：mm5.设计毛坯图（1）确定圆角半径查《机械制造工艺设计简明手册》第45页表2.2-9，铸造圆角半径取2mm（2）确定拔模斜度查《机械制造工艺设计简明手册》第37页表2.2-8，内表面拔模斜度最小为30分，外表面拔模斜度最小为1度。（3）确定分型面取零件的最大截面位置为模具的分型面。（4）确定毛坯的热处理方式拨叉毛坯加工前应安排正火处理，以消除残余应力，改善工件的切削性能。四、加工方法的选择及工艺路线的制定1.选择定位基准：基本尺寸加工余量等级加工余量说明铸件尺寸Φ14H3X2双侧加工余量Φ10Φ40H3X2双侧加工余量Φ3429H3X2双侧加工余量3510H3X2双侧加工余量1616H167H不加工71.5H3单侧加工余量4.5铸件尺寸公差铸件尺寸公差Φ71.5161.7Φ342.0161.7351.871.54.51.5（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。（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。2.零件表面加工方法的选择本零件需要加工的面有内孔、端面，材料为ZG45。以公差等级和表面粗糙度要求，查阅工艺手册中零件的加工方法、加工经济度与表面粗糙度相关要求，其加工方法选择如下：（1）φ40的内孔面，公差很大，表面粗糙度Ra12.5，粗镗即可。（2）叉爪两端面表面粗糙度Ra3.2，并且有位置度要求，需要粗车和半精车来保证。（3）φ25的两端面表面粗糙度Ra6.3，需要粗铣和半精铣。（4）φ14H11的内孔，公差等级IT11表面粗糙度Ra3.2，需要钻孔和铰孔。3.制定工艺路线: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01车Φ40孔及叉爪两端面，以下板面为粗基准，采用普通车床和专用夹具；工序02铣Φ25下端面，以Φ40上端面为定位基准，采用立式铣床X51和专用夹具；工序03粗铣Φ25上端面，以为Φ25下端面为定位基准，采用立式铣床X51和专用夹具；工序04钻、铰Φ14孔，以Φ40孔中心和上端面为定位基准，采用立式钻床Z525和专用夹具；工序05两端孔口倒角，以Φ14孔的内表面为定位基准，采用台钻515床和专用夹具；工序06切成单件，以以Φ14孔的内表面和下端面为定位基准，采用卧式铣床和专用夹具；工序07去毛刺；工序08终检；五．工序设计1.选择机床根据不同的工序选择机床，相关内容参考第一章第三节所列工艺手册中常用的金属切削机床技术参数部分。（1）工序01是粗车、半精车端面和镗孔，本零件外轮廓尺寸不大，精度要求不是很高，选用普通卧式车床C616。（2）工序02和03是粗铣和精铣平面，本零件外轮廓尺寸不大，精度和表面粗糙度要求不是很高，选用立式铣床X51。（3）工序04是钻、铰孔，精度和表面粗糙度要求不是很高，选用台钻Z515.2.选择夹具由于本零件是大量生产，各工序都采用专用夹具，以提高生产率。3.选择刀具根据不同的工序选择刀具，相关内容查阅第一章第三节所列工艺手册中金属切削刀具部分。（1）在车床上的加工工序，由于大量生产，一般都选用硬质合金车刀和镗刀。加工钢质零件采用YT类硬质合金，粗加工用YT5，半精车用YT15，为了提高生产率及经济性，应选用可转位车刀(GB5343.2-1985)。（2）在立式铣床上的加工工序，由于大量生产，一般都选用硬质合金端铣刀，因为铣削深度为3mm，铣削宽度为25mm，所以选用端铣刀的直径为80mm。（3）在钻床上的加工工序只是钻铰孔，选择高速钢锥柄麻花钻（GB1438-85），钻头直径为13.8mm；然后铰孔就能满足加工要求，选择锥柄机铰刀（GB11333-54），直径为14mm。4.选择量具由于零件是大量生产，需要制造专用的量具，使用各种通规和塞规来提高检验效率，其中中心距的测量需要用到游标卡尺。5.确定工序尺寸（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：（2）平面工序尺寸：加工表面加工内容加工余量精度等级工序尺寸表面粗糙度402.16.0内孔面铸件6.0CT91134粗镗6.6IT126.006.4012.5Φ14H11内孔面钻孔13.8IT138.1327.00Ra大于12.5um铰孔0.2IT9043.00143.2工序号工序内容加工余量基本尺寸经济精度工序尺寸表面粗糙度01铸件3CT91685.085.0粗车φ40孔上端面2.09.5125.9015.025-6.3半精车车φ40孔上端面1.08.595.805.030.03.2粗车φ40孔下端面2.0111211015.06.3半精车车φ40孔下端面1.01091010.025.03.202粗铣φ25下端面2.026.01326033.012.5半精粗铣φ25下端面1.025.01125012.06.303粗铣φ25上端面2.030.01330033.012.5半精铣φ25上端面1.029.011296.3六、切削用量及基本时间的确定工序01切削用量及基本时间的确定本工序为粗车和精车叉爪端面和镗孔。已知加工材料为ZG45,σb=600MPa，铸件；工件尺寸：B=52mm，H=35mm，l=145mm;机床为普通车床C616型卧式车床。1.粗车车叉爪端面（1）粗车端面，选择直头焊接式车刀（最好选择机夹可转位车刀）。根据表1，由于C616机床的中心高为160mm（表26），故刀杆尺寸为2516HB，刀片厚度为4.5mm。根据表2粗车铸钢毛坯，可选择YT5牌号的硬质合金。车刀的几何形状（表3），前角γ0＝12°，后角o=08，主偏角rk=450，副偏角'rk=10，刃倾角λs=0°,刀尖圆弧半径r=0.5mm。（2）确定背吃刀量由于粗加工余量为2mm，故可一次走刀内切完，所以ap=2mm。（3）确定进给量f根据表4，在粗车钢件时，刀杆尺寸为2516，ap3mm，工件直径为40-60mm时，f=0.5-0.7mm/r，按C616机床参数选择f=0.6mm/r。确定进给量尚需满足刀片强度和机床进给机构强度的要求，故进行校验:【1】校核刀片强度根据表9，在加工钢件强度b=0.470-0.627GPa，rk=450，mmp4，刀片厚度C=4.5mm时，刀片强度允许的进给量为：rmmf/63.141)3.16.2(3.1由于045rk，修正系数k=1，故刀片的实际允许进给量为rmmf/63.1，由于刀片强度允许的进给量大于选择的进给量，故rmmf/6.0可用。【2】校核进给机构的强度根据C616参数，其进给机构允许的走刀力NF8090max。根据表16当钢的强度GPab657.0559.0时，mmp4，smvkrmmfr/08.1,45,/75.00（预计）时，走刀力为NFyc760，切削力yF的修正系数根据表22-3，都为1，所以实际走刀力为NFyc760。由于切削时走刀力远小于机床进给机构允许的走刀力，故选rmmf/6.0的进给量。（4）选择刀具磨钝标准根据表10，车刀后刀面最大的磨损量为1mm，车刀耐用度T=3600s（5）确定切削速度切削速度可根据公式计算，也可直接由表查出。根据表11当用YT15硬质合金车刀加工GPab608.0549.0的钢料时，,/75.0,3rmmfmmp切削速度smvt/05.2。切削速度的修正系数：)621(18.1);721(1);521(65.0);921(8.0kvktvsvkkkkrv故：smkvvvt/25.118.1165.08.005.2min/459/6.75214.325.110001000rsrDvn根据C616机床参数，选择srrnc/6min