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1、 “机械制造技术基础机械制造技术基础”课程设计课程设计基本信息基本信息学生姓名： 学号： 院系名称： 汽车工程学院车辆工程系 课程设计名称：“三、四档拨叉”零件的机械加工工艺规程及工艺装备 课程设计地点： 课程设计时间： 2014 年 11 月 10 日 至 11 月 28 日 课程设计内容目录课程设计内容目录 页码1、课程设计题目与任务书. 1 2、摘要 . 3 3、零件的分析 . 4 4、工艺规程设计 . 5 5、确定切削及其基本时间 . 136、夹具设计 . 16教师评语及课程设计成绩教师评语及课程设计成绩评语：成绩： 教师签字：年 月 日（威海）（威海）“机械制造技术基础机械制造技术基
2、础”课程设计任务书课程设计任务书题目： 设计零件“ 三、四档拨叉 ”的机械加工 工艺规程及工艺装备（年产量 20000 件） 内容：1、零件图 一张2、毛坯图 一张3、机械加工工艺规程综合卡片 一张4、夹具装配图 一张5、夹具体零件图 一张6、设计说明书 一份班 级 学 生 指导教 师 教研室主任 2014 年 11 月 25 日（威海）（威海）摘要摘要本次课程设计的题目为“汽车制造工艺学”课程设计（即“机械制造技术基础”课程设计） 。它是一次综合性课程设计，是以画法几何，机械制图，机械设计等多个学科为基础知识，通过学生自主努力来完成的一项设计任务。本次课程设计的目标是完成换档拨叉的工艺设计及
3、有关工艺装备的设计。本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。本篇说明书分析了变速器三四档拨叉的基本概况，例如：工作环境，结构特点，材料的性质及其加工特性等。分析了零件的主要加工表面的方法，比较详细地分析了工艺路线的制定和选择。并且对有关设备的选择与应用进行了简单的介绍，以及对加工中易产生的缺陷和防范措施也做了说明。在夹具设计中，根据车床、铣床、钻床夹具的特点，说明了如何进行定位、加紧、以及误差分析、技术条件的制定。说明书在编写和设计中，参考了有关文献和资料，在参考资料索引中有详细说明。关键词关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。设计内
4、容及说明设计内容及说明主要参数主要参数一、一、 零件的分析零件的分析（一）零件的作用（一）零件的作用题目所给的零件是某汽车的第三、四挡拨叉，该拨叉用在变速箱的换挡机构中，主要起换档作用。按照操作者的要求工作，获得所需速度和转矩。拨叉头的孔套在变速叉轴上，并用销钉经孔与变速叉228轴连接，拨叉脚则夹在同步器的槽中。该拨叉在换挡时要承受弯曲应力和冲击载荷的作用，因此该零件应具有足够的强度、刚度和韧性，以适应拨叉的工作条件，该零件的主要工作表面为拨叉脚两端面，叉轴孔和锁销孔，在设计工艺规程时应予以重点保证。（二）（二）零件的工艺分析零件的工艺分析1、以 22mm 孔为中心的加工表面一个 22mm 的
5、孔及其左右端面，和上面叉缘处与拨杆接触处的凹槽，一个 8mm 的孔，还有相关倒角。2、叉口处的加工表面这一组加工面包括：叉口的内侧面，叉口的两端面。除了各自的尺寸及精度要求外，这两组加工面之间还有位置的要求：（1）叉口左端面对 8mm 的孔的中心线距离为36.50.2mm；（2）叉口两端面对 22mm 的孔的中心线的垂直度为 0.1mm。由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，我们可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具进行另一组表面的加工，并保证他们之间的位置精度要求。二、二、 工艺规程设计工艺规程设计（一）确定毛坯的制造形式（一）确定毛坯的制造形式零件材料为 20 钢，考虑零件经常承受冲
6、击性载荷，故选用锻造毛坯，以使金属纤维尽量不被切断，保证其工作的可靠。由于零件年产量为 20000 件，已达大批生产水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用模锻成型。这从提高生产率、保证加工精度上考虑，也是应该的。设计内容及说明设计内容及说明主要参数主要参数（二）基面的选择（二）基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确、合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高，否则加工过程中会出问题，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。1 1、粗基准的选择、粗基准的选择按照粗基准的选择原则，选择重要表面为粗基准，对于本工件，选择 R108 到 R114 的肋板以及2
7、2 孔两端面的其中一平面共同构成的大平面作为基准。2 2、精基准的选择精基准的选择主要应该考虑由于变速叉刚性差，易产生弯曲变形，精基准选择在叉轴孔一个端面，用叉轴孔的一个端面作为精基准，定位加工叉轴孔，实现设计基准与 工艺基准重合，保证叉轴孔与端面垂直度，其他轴向尺寸以纵端面作为基准平面，法平面可限制一个移动自由度，后序各工序的加工用叉轴孔端面定位，限制五个自由度，零件装夹方面，定位准确可靠，夹具结构也简单。设计内容及说明设计内容及说明主要参数主要参数综上，确定的主要加工表面的基准如下：1、凸台端面：拨叉侧壁2、22 叉轴孔：叉轴孔端面，拨叉内圈3、拨叉叉口：叉轴孔22，拨叉拨爪外侧面4、拨叉
8、叉口侧端面：22 叉轴孔，拨叉外侧面通过以上基准的选择，可以达到后续工艺设计要求，进行后续设计。（三）制定工艺路线（三）制定工艺路线制定工艺路线的出发点，应当使零件的几何尺寸、几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证，零件产量为大批量生产，因此，万能机床配合专用夹具，并使工序尽可能集中来提高生产效率。除此之外，还考虑了经济效果，使生产成本尽量下降。综上，工艺方案如下：、铣拨叉轴孔端面 、钻、铰、锪22 轴孔、倒角、钻、铰、8 孔、校正拨叉脚 设计内容及说明设计内容及说明主要参数主要参数、铣叉口，先粗后精、小叉口铣扁，先粗后精、粗铣小叉口上端面、铣小叉口倒角、铣叉头大扁，先粗后精、
9、开槽XI、铣大扁倒角XII、表面去毛刺XIII、中检XIV、表面高频淬火XV、校直拨叉脚XVI、磨削叉脚两端面XVII、清洗XVIII、终检以上工艺过程，详见“工艺规程卡片” 。根据上述方案及加工工艺，查手册，分别确定各表面的加工余量、工序尺寸及公差。工序内容余量工序尺寸表面粗糙度铣叉轴孔端面372Ra12.5钻、铰、锪22 轴孔、倒角1122Ra3.21、钻21.5 孔10.7521.5Ra12.52、铰22 孔0.2522Ra3.23、锪倒角145 45 Ra12.51、钻7.5 孔3.757.5Ra12.52、铰8 孔0.258Ra3.2校正拨叉脚铣叉口2.0206Ra3.2小叉口铣扁2
10、.0/0.518.5/8Ra3.2铣小叉口上端面2.035Ra12.5铣小叉口倒角1.04Ra3.2铣叉头大扁2.012Ra3.2开槽2.5/1.518/15Ra3.2XI大扁倒角1.045 Ra12.5XII表面去毛刺XIII中检XIV 表面高频淬火XV校直拨叉脚XVI、磨削叉脚两端面XVII、清洗XVIII、终检设计内容及说明设计内容及说明主要参数主要参数（四）加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定（四）加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定“变速叉三四档拨叉”零件材料为 20 钢，毛坯重量为 1.7kg，生产类型为大批生产，采用模锻毛坯。通过查表可确定下列因素：（1）公差等级。由拨叉的功用和技术
11、要求，确定该零件的公差等级为普通级。(2)锻件质量。已知该拨叉机械加工前的质量大约为 1.7kg。（3）锻件形状复杂系数。对拨叉零件图进行分析计算，可大致确定锻件外扩包容体的长度、宽度和高度，即 l=200mm，b=248mm，h=72mm。由此可计算出该拨叉锻件的形状复杂系数 S。属于 0S0.16,故为级。4S（4）锻件材质系数。由于该拨叉材料为 20 钢，属于碳的质量分数小于 0.65%的碳素钢，故该锻件的材质系数属于 M1 级。（5）锻件分模线形状。分析该拨叉件的特点，选择零件高度方向的对称平面为分模面，属于平直分模线。（6）零件表面粗糙度。由零件图可知该拨叉各加工表面的粗糙度均大于等
12、于 3.2um,即 Ra 不小于1.6um。综上，拨叉由 20 钢锻造，根据以上条件，查手册 ，厚度方向 1.52.0mm，长度方向 1.52.0mm，根据条件，取轴孔端面的单边加工余量为 2mm，叉口面及侧端面的单边加工余量为 2mm。如下表所示：尺寸工序铣叉轴孔端面铣叉口铣叉口侧端面加工余量/mm222三、确定切削及其基本时间三、确定切削及其基本时间 ( (工序工序 小叉口铣扁小叉口铣扁) )切削用量包括切削深度、进给量、切削速度，确定顺序为pa、f、cv。（一）（一）工位工位 1 粗铣小叉口外、内侧面，保证表面粗糙度粗铣小叉口外、内侧面，保证表面粗糙度 Ra= 12.51.1 切削用量本
13、工序为粗铣侧面，所选刀具为高速钢错齿三面刃铣刀。铣刀直径，宽度，齿数。根据切削用量简明手册第三mmd100mmL1418z部分表 3.2 选择铣刀的几何形状。由于加工钢料的 b在 6001000MPa 范围内，故选前角 0=15，后角 0=12（周齿）0=6（端齿） 。已知切削宽度 ae=17mm，切削深度 ap=1.5mm。机床选用 X62 型卧式铣床。1.1.1 确定每齿进给量 fz根据表 3.3，X62 型卧式铣床的功率为 7.5KW（表 4.238） ，工艺系统刚性为中等，细齿盘铣刀加工钢料，查得每齿进给量 fz=0.060.1mm/z，现取fz=0.07 mm/z。1.1.2 选择铣
14、刀磨钝标准及耐用度根据表 3.7，用高速钢盘铣刀粗加工钢料，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.40.6mm，铣刀直径 d=100mm，耐用度 T=120min（表 3.8） 。1.1.3 确定切削速度 v 和工作台每分钟进给量 fMz根据表 3.27 中公式计算：v=vpu ey zx pmq kzafaTvvvvvdCv式中Cv=48，qv=0.25，xv=0.1，yv=0.2，uv=0.3，Pv=0.1，m=0.2，T=120min，ap=1.5mm，fz=0.07mm/z，ae=17，z=18，d=100mm，kv=1.0.v=30.49m/minmin/181707.05.1120100481.03.02.01.02.025.0 mn=97.05r/minmin/10049.301000r 根据 X62 型卧式铣
