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1、机械制造技术基础课程设计说明书设计题目：叉杆零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计设 计 者： 指导教师： 2011年5月24日梧州学院电子信息工程系机械制造技术基础课程设计任务书题目：叉杆零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计内容：1、零件图 1张 2、毛坯图 1张 3、机械加工工艺过程工艺卡 1张 4、机械加工工序卡 1张 5、机床夹具总装图 1张 5、机床夹具零件图 1张 6、课程设计说明书 1份班 级： 学 生： . 指导教师： 2011年5月24日目 录 第一章 概述5第二章 零件分析5 2.1零件的作用5 2.2 零件的工艺分析6 2.3 确定零件的生产类型6第三章 确定毛坯类型绘制毛
2、坯简图6 3.1 选择毛坯6 3.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量6 3.3 绘制叉杆的尺寸公差和机械加工余量6第四章 工艺规程设计7 4.1 定位基准的选择 7 4.2 拟定工艺路线7 4.3 加工设备及工艺装备的选用10 4.4 加工余量、加工尺寸和公差的确定11 4.5 切削用量的计算13 4.6 时间定额的计算19第五章 装用夹具的设计28 5.1 夹具设计任务28 5.2 拟定钻床夹具结构方案与绘制夹具草图28 5.3 绘制夹具装配总图30 5.4 夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求31 5.5 夹具专用零件图设计绘制32参考文献33附录一 部分相关标准 第一章 概述机械制造技
3、术基础课程设计，是以切削理论为基础、制造工艺为主线、兼顾工艺装备知识的机械制造技术基本能力的培养；是综合运用机械制造技术的基本知识、基本理论和基本技能，分析和解决实际工程问题的一个重要教学环节；是对学生运用所掌握的“机械制造技术基础”知识及相关知识的一次全面训练。机械制造技术基础课程设计，是以机械制造工艺及工艺装备为内容进行的设计。即以所选择的一个中等复杂程度的中小型机械零件为对象，编制其机械加工工艺规程，并对其中某一工序进行机床专用夹具设计。 第二章 零件分析2.1零件的作用拔叉是拖拉机变速箱中的一个主要零件。拔叉头以20mm孔套在变速轴上，并用销钉经8mm孔与变速叉轴连接，拔叉脚则夹在双联
4、变换齿轮槽中。当需要变速时，操纵变速杆，变速操纵机构就通过拔叉头部的操纵槽带动拔叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移，拔叉脚拨动双联变换齿轮在花键轴上滑动以改换档位，从而改变拖拉机的行驶速度。2.2零件的工艺分析由零件图可知，其材料为45钢。该材料具有足够的强度、刚度和韧性，适用于承受弯曲应力和冲击载荷作用的工作条件。该拔叉形状特殊、结构简单，属典型叉杆累零件。为实现换挡、变速的功能，其叉轴孔与变速叉轴有配合要求，因此加工精度要求较高。叉脚两端面在工作中承受冲击载荷，为增强其耐磨性，该表面要求高频淬火处理，硬度为4858HRC;为保证拔叉换挡时叉脚受力均匀，要求叉脚两端面对叉轴孔20+0.0520m
5、m的垂直度要求为0.15mm。为保证拔叉在叉轴上有准确的位置，改换档位准确，拔叉采用螺钉定位。螺纹为M8，且螺纹孔中心线与叉轴孔中心线的垂直度要求为0.15mm。拔叉头两端面和叉脚两端面均要求切削加工，并且拔叉脚高于相邻表面，这样既减少了加工面积，又提高了换挡时叉脚端面的接触刚度；20+0.0520mm孔的端面为平面，可以防止加工过程中孔的同轴度误差，保证孔的加工精度，除M8螺纹孔外，其余各尺寸虽加工精度较高，但在正常的生产条件下均可采用较经济的方法保质保量地加工出来。由此可见，该零件工艺性较好。该零件的主要工作表面为拔叉脚两端面、叉轴孔20+0.0520mm和M8螺纹孔,在设计工艺规程时应重
6、点予以保证。2.3确定零件的生产类型 由题意知该零件为大批量生产，拔叉质量为0.48Kg，查本指导书表2.2 的“机电产品的零件类型分类”知，拔叉属轻型零件。 第二章 确定毛坯类型绘制毛坯简图3.1选择毛坯 由图纸可知该拔叉选用铸件。毛坯材料为球墨铸铁。3.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量1. 铸件的公差等级由拔叉的功用和技术要求，确定该零件公差等级为一般精度。2. 铸件的质量由机械加工后拔叉的质量为0.48Kg，可初步估计机械加工前铸件的质量为0.6Kg。3. 铸件的机械加工余量由表2.8根据铸件采用砂型机器制造及壳型可知为CT8CT10，取CT10，铸件各加工表面的加工余量如下表：序号名
7、称基本尺寸/mm加工余量等级加工余量（表2.10）/mm1拨叉头孔20+0.0520G单边余量42拔叉操纵槽端面12-0.016-0.034H单边余量43拔叉头左右端40H单边余量44拔叉脚内表面R35G单边余量2.55拨叉操纵槽顶面20H单边余量4 3.3绘制叉杆铸造毛坯简图由已给图可得绘制毛坯简图如图所示：第四章 工艺规程设计4.1定位基准的选择定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准然后再确定粗基准。1.精基准的选择叉轴孔20+0.0520 mm的轴线是拔叉脚两端面和螺纹孔M8的设计基准，拔叉头左端面是拔叉轴向方向的设计基准。选用叉轴孔20+0.0520 mm的轴线和拔叉头左端面做
8、精基准定位加工拔叉脚两端和螺纹孔M8实现了设计基准与定位基准重合，保证了被加工表面垂直度得要求。 2.粗基准的选择选择变速叉轴孔20+0.0520 mm的外圆和拔叉左端面做粗基准。采用20+0.0520 mm的外圆可保证加工内孔壁厚均匀。4.2拟定工艺路线1.表面加工方法的确定 根据零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查表2.25平面加工方案的经济精度和表面粗糙度；查表2.24孔加工方案的经济精度和表面粗糙度；查表2.27螺纹的经济精度和表面粗糙度，确定拔叉零件各表面的加工方法，如下表所示：加工表面尺寸及偏差/mm尺寸精度等级表面粗糙度/um加工方案备注拨叉脚F面12-0.016-0.0
9、34IT9Ra6.3粗铣-半精铣拨叉头孔20+0.0520 IT9Ra3.2粗扩-精扩螺纹孔M88h0.8铣球形铣刀拔叉头左端面40IT11Ra12.5粗铣-半精铣拔叉头右端面40IT11Ra12.5粗铣拔叉脚内表面R35IT13Ra12.5粗铣操纵槽内顶面20IT13Ra12.5粗铣操纵槽内侧面20IT12Ra6.3粗铣操纵槽底面2IT13Ra12.5粗铣操纵槽孔10+0.036IT9Ra3.2粗扩-精扩3.加工阶段的划分该拔叉加工质量要求较高，可分为粗加工、半精加工和精加工。粗加工阶段，首先将精基准准备好，使后续工序准确定位，然后粗铣拨叉又端面、拔叉脚内圆、拔叉孔外园轮廓、操纵槽内侧面和M
10、8螺纹孔，在精加工阶段，进行拨叉脚两端面得磨削工作。1.工序集中与分散采用工序集中原则安排拔叉的加工工序。该拔叉的生产类型为大批量生产，用X62卧铣配以专用工、夹具，以提高生产率；而且应用工序集中原则使工件装夹次数减少，不但可以缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于各表面间的相对位置精度要求。2.工序顺序的安排（1）机械加工工序 遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准-拔叉头左端面和叉轴孔20+0.0520 mm；遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序；遵循“先主后次”原则，先加工主要表面-叉轴孔20+0.0520 mm和拔叉头左端面，后加工次要表面-操纵
11、槽底面和内侧面；遵循“先面后孔”原则，先加工拔叉头端面后加工叉轴孔20+0.0520 mm；先铣操纵槽，再铣螺纹孔M8。 拔叉机械工序安排表（初拟）工序号工序内容简要说明10粗铣拔叉头两端面“先基准后其他”20半精铣拔叉头左端面（主要表面）“先基准后其他”、 “先面后孔”、 “先主后次”30扩、铰叉轴孔20+0.0520 mm（主要表面）“先面后孔”、 “先主后次”40粗铣拔叉脚两端面（主要表面）“先粗后精”50粗铣操纵槽顶面及槽（次要表面）“先面后孔”、 “先主后次”60铣叉爪口内表面（次要表面）“先主后次”70精铣拔叉脚两端面“先粗后精”80攻M8螺纹孔“先面后孔”90磨削拨叉脚两端面“先
12、粗后精”(2) 热处理工序由于叉杆需要很到得强度，故需对其进行调制处理使其获得一定的强度、硬度，又具有良好的冲击韧度等综合力学性。调制硬度为210250HB，叉脚端面在精加工之前进行局部高频淬火，提高其耐磨性和在工作中受冲击载荷的作用。（3）辅助工序粗加工拔叉脚两端面和热处理后，应安排校直工序；半精加工后安排去毛刺和中间检验程序；精加工后安排去毛刺、清洗、涂防锈漆和终检工序。5.确定工艺路线拨叉机械加工工艺路线（修改后）序号工序内容定位基准简要说明铸造时效消除内应力涂底漆防止生锈10粗铣、半精铣F面B先加工基准面20粗铣B面F加工次要基准面30扩孔叉轴孔F加工形状定位基准，方便“一面两孔”定位夹具设计40粗铣、半精铣E面叉轴孔孔中心线方便“一面两孔”定位夹具设计50粗铣、精铣凸台上表面B加工次要基准面60粗铣C面B达到尺寸要求70粗铣、精铣凸台下表面凸台上表面符合尺寸要求80粗铣、半精铣工艺孔叉轴孔孔中心线确保定位孔正确90
