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1、.一、零件分析（一）拨叉的作用拨叉是车床变速箱换挡机构中的一个主要零件(位置如图1所示),主要起换挡作用。通过拨叉的拨动使车床滑移齿轮与不同的齿轮啮合从而达到要求的主轴转速。如果拨叉槽口的配合尺寸精度不高时，滑移齿轮就达不到要求的定位精度，这样滑移齿轮就不能很好的与其他齿轮进行正确有效的啮合，从而影响整个传动系统的工作。所以拨叉宽度为30mm的上端面和宽度为18H11槽的侧面以及内花键的精度要求较高。图1 卧式车床主轴展开图（二）拨叉的工艺分析该拨叉尺寸比较小，结构形状较复杂，属于典型的叉杆类零件。为实现换挡、变速的功能，其叉轴孔与叉轴有配合要求，因此加工精度要求较高。叉脚两端面在工作过程中受
2、轻微冲击载荷，为保证拨叉换挡时叉脚受力均匀，要求底槽侧面与花键孔中心轴有垂直度公差要求为0.08mm。拨叉的顶面要与换挡手柄等零件相配合，因此为使工作时拨叉承受水平方向上的力要求上端面与叉轴孔轴线有平行度要求为0.10mm。故该零件的主要加工表面为叉轴孔、叉脚底槽侧面和拨叉上端面，由于这些主要加工表面的精度相对较低，因此采用较经济的方法保质保量的加工即可。二、 工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式根据零件材料HT200确定毛坯为铸件，零件生产类型为中批生产。故从提高生产效率，保证经济性的角度讲，应该采用铸造成型中的金属模铸造的方法制造毛坯。又因为零件形状相对简单，故毛坯形状需与零件的形状尽量接
3、近，内孔很小，可不铸出。（二）基准的选择基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基准选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得到提高。否则，加工工艺过程中会出现很多问题，使生产无法正常进行。通常先选精基准后选粗基准。1.精基准的选择精基准的选择有利于保证加工精度，并使工件装夹方便。在选择时，主要应该考虑基准重合、基准统一等问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。在本零件中花键孔的中心线为叉脚部分沟槽和顶面的设计基准，故以花键孔的中心线为精基准，实现了设计基准与工艺基准相重合，保证了被加工表面的垂直度和平行度要求。同时由于零件在轴向上的刚度较大，因此选用零件的左端面作为精
4、基准，夹紧力作用在右端面上，可避免在机械加工工程中发生变形，加紧稳定可靠。2.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。所以选择右端面，4080的顶面和7580的右侧面及外圆中心线为粗基准，可以为后续工序准备好精基准。（三）制订工艺路线1. 表面加工方法确定根据零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查相关表格，确定零件各表面的加工方法，如表1所示。表1 各表面加工方案加工表面尺寸及偏差/mm尺寸精度等级表面粗糙度/um加工方案后端面80/3.2粗铣-精铣顶面72 /3.2粗铣-精铣花键小径
5、22+0.21 0IT126.3钻-扩花键大径25+0.21 0IT121.6拉底槽18+0.11 0IT11槽底6.3侧面3.2粗铣-精铣倒角150/钻螺纹M8/钻-攻丝2. 工艺路线拟定尊循“先粗后精”原则，先安排粗加工后安排精加工。尊循“先基准后其他”原则，首先加工精基准左侧面和花键轴孔；尊循“先主后次”原则，先加工主要表面左侧面和花键轴孔，后加工次要表面顶面和操纵槽侧面及底面；由此安排工艺路线如表2。 表2 机械加工工艺路线工序号工序内容定位基准10粗铣，精铣拨叉后端面两侧面、顶面20钻-扩-拉花键孔（倒角）后端面、左侧面、顶面30粗铣、精铣顶面左侧面、后端面、花键孔轴线40粗铣、精铣
6、底槽左侧面、后端面、花键孔轴线50钻孔、攻丝2-M8后端面、左侧面、底面60终检（四）机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 零件的材料为HT200，净重量约为0.93千克，生产类型为中批量生产，可以采用金属模铸造的方法进行毛坯的制造。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各个加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.面的加工余量及工序尺寸考虑到零件的很多表面没有粗糙度要求，不需要加工。从铸造出来即可符合使用要求，因此，只需确定后端面的尺寸即可。选取铸件的尺寸公差等级为CT8，查表得出其公差值为1.6mm。又根据零件的铸造方法（金属模铸造）、公差等级（CT1CT16）和零件的材料（灰口
7、铸铁），查表确定零件的加工余量等级，即MA值。经查，确定加工余量等级为F级。最后根据CT、MA和工件基本尺寸查表确定机械加工余量，该拨叉的基本尺寸100mm，公差等级为CT8，加工余量等级为F，故查表所得的机械加工余量为2.0mm。机械加工余量分为单侧和双侧，单侧加工余量与加工要求的关系如图所示。毛坯的最大极限尺寸lmax=零件基本尺寸+MA+CT/2=；毛坯的最小极限尺寸lmin=零件的基本尺寸+MA-CT/2=。即毛坯尺寸为820.8mm。2. 花键底孔的加工余量及工序尺寸 根据机械制造技术基础课程设计表2.53得出：在实体材料上加工孔，一次性钻孔，孔的公差等级可以达到H1312级，符合2
8、2H12的要求，但为提高其表面精度需进行扩孔。再根据金属机械加工工艺设计手册表4-22查出拉键槽加工余量为f=0.4mm，即预制孔加工到21.2mm，一次性拉削到设计要求25H7。查表2.56可知扩孔的加工余量为1.52.0mm，由于本工序的待加工表面的金属厚度较小，故取扩孔的加工余量为0.6mm。3.底槽18H11的加工余量及工序尺寸该槽铸造时没有铸出，参照机械加工工艺师手册表21-5，得粗铣其槽边机加工余量（双边余量）Z=3.0mm，半精加工的余量（双边余量）Z=1mm。由于该工序加工时选用的刀具为16的立式铣刀，粗加工时要铣去大部分的余量，因此取半精加工的双边余量为Z=2.0mm。又由刀
9、具选择可得其极限偏差为：粗铣为+0.21 0mm，半精铣为+0.13 0mm。 粗铣两边工序尺寸为：；粗铣后毛坯最大尺寸为：；粗铣后毛坯最小尺寸为： 16+0=16mm；即粗加后的工件尺寸为16+0.21 0mm。半精铣两边工序尺寸为： 18+0.31 0 mm能够满足加工要求。 4螺纹的加工查机械制造工艺设计简明手册表2.3-20，得M8螺纹攻螺纹前所用麻花钻的直径为6.7mm。现将各工序加工余量及工序尺寸整理成表，如表3所示。表3 各工序加工余量与工序尺寸 工序余量/mm工序尺寸及公差/mm表面精度Ra/um粗加工精加工粗加工精加工粗加工精加工后端面1.50.580.5806.33.2顶面
10、201.073726.33.2操纵槽（槽深）82（33）12（2）16+0.21 0（33）18+0.31 0 （35）6.33.2花键底孔麻花钻20扩孔钻20.7钻后20、扩后21.26.3花键0.46-6H925H722H123.2螺纹麻花钻6.76.7mm/锥销孔专用刀具钻-铰1.6（五）确定切削用量及基本工时工序：粗铣、精铣后端面 工件材料：HT200，=220MPa，硬度HBS=157236；加工要求：表面粗糙度Ra=3.2um；机床：X51立式铣床刀具：刀具材料 高速钢端面铣刀2. 背吃刀量的确定因为粗加工余量较小故一次切削就可切除所有余量，因此取粗加工的背吃刀量等于粗加工余量，即
11、ap 11=z=1.5mm。精铣时ap 12=0.5mm。3.进给量查实用机械加工工艺手册表11-90，根据机床功率及工艺系统刚度，查得粗铣每齿进给量=0.150.3mm/z, 精铣每齿进计量=0.050.12mm/z；取粗加工的每齿进给量=0.2mm/z，精加工的每齿进给量=0.05m/z。4.切削速度及进给速度的确定查表确定粗加工的铣削速度为，精加工的铣削速度为。查表3.6，粗铣和精铣时的转速分别为160r/min和300r/min。修正后的切削速度为：则进给速度为： 工序：钻花键轴孔、扩孔1.钻孔（1）钻孔时选用直径为20mm的高速钢麻花钻，机床则选用Z525立式钻床。 （2）钻削速度及
12、进给速度的确定由机械加工工艺师手册表28-15，根据高速钢麻花钻的直径do20mm，铸铁的硬度约为200HBS，查得进给量f=0.430.53mm/r。由于Yd80/204查得修正系数，则f0.410.50mm/r。由切削用量简明手册表2.8可查得钻头强度允许的进给量为f1.75mm/r。因此进给量在允许范围内，取f0.45mm/r。则对应的钻削速度为v=17m/min。因此主轴转速为查表3.18得钻床主轴转速为272r/min，因此其实际的钻削速度为：进给速度为：2.扩孔时 （1）扩孔时考虑钻孔所达到的直径及拉花键时的加工余量，选择直径为20.7mm扩孔钻，扩孔后的孔径21.2mm，符合花键
13、的加工余量刀具材料为高速钢。 （2）切削速度及进给速度的确定由机械加工工艺师手册表28-30高速钢及硬质合金扩孔钻的进给量，得进给量f=0.70.8mm/min,取f=0.7mm/r，由于修正系数K=0.95，所以进给量f=0.7x0.95=0.67mm/min。再查表28-32，确定切削速度为v=25m/min。则主轴转速为：查表3.18确定主轴实际转速为392r/min，故其实际的切削速度为：进给速度为：3.检验机床功率 根据所选的切削用量、切削速度及寄给速度进行功率估算，经计算加工所需功率为1.20kw小于所选用的机床主电机功率2.8kw。故所选切削用量可用。工序 拉花键机床：卧式拉床L
14、6120。刀具：查参考文献实用机械加工工艺手册表10-266，选择拉刀类型为矩形花键拉刀第三型号，该刀具特点：拉削长度大于30mm，同时加工齿数不小于5。材料：W18Cr4V做拉刀材料，柄部采用40Cr材料。拉削过程中，刀具进给方向和拉削方向一致，拉刀各齿齿升量详见拉刀设计，拉削的进给量即为单面的齿升量。查参考文献实用机械加工工艺手册表2.4-118和2.4-119，确定拉削速度v=0.1160.08mm/s，取v=0.10mm/s。拉削工件长度：；拉刀长度：；拉刀切出长度，取。工序 粗铣、精铣顶面本工序刀具采用高速钢立铣刀，机床为X51立式铣床。1. 粗铣顶面(1)背吃刀量的确定本工序的加工余量较大为20mm，因此考虑三次走刀来完成加工，背吃刀量分别为ap1=8mm，ap2=8mm，ap3=4mm.（2）进给速度及切削速度的确定 选择高速钢立铣刀，铣刀直径为16 mm, 由机械加工工艺师手册表30-36查得加工材料为灰铸铁，根据刀的直径及齿数，确定每齿进给量为f=0.080.18 mm/z，取f=0.18mm/z；由表查得其铣削速度为V=19m/min。则主轴转速为： 查机床的转速表，取n380r/
