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拨叉设计说明书

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2020年4月19日
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机械制造工艺学课程设计说明书

目录
一.序言

二.零件的分析
(一) 零件的作用
(二) 零件的工艺分析

三.工艺规程设计
(三) 确定毛坯的制造形式
(四) 基面的选择
(五) 制订工艺路线
(六) 机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸确定
(七) 确定切削用量及基本工时

四.参考文献

序言
.

二.零件的分析
(一) 零件的作用
题目所给定的零件是解放汽车第四速及第五速变速叉,它位于变速箱中,主要重用是拨动变速箱中的齿轮,使汽车达到变速的目的.
(二) 零件的工艺分析
此变速叉共有两组加工表面,它们之间有一定的位置要求,现分述如下:
1.以Φ19mm孔为中心的加工表面.
这组加工表面包括:Φ19mm孔及其倒角,孔上端尺寸为16mm的槽,槽的外侧厚度为10.8mm的两个侧面, Φ19mm孔的上端距其中心12mm的两个端面,还有孔下端M10的螺纹孔.
2.以Φ82.2mm孔为中心的加工表面.
这组加工表面包括: Φ82.2mm的孔及其倒角, Φ82.2mm的孔的侧面,距M10螺纹孔中心线63.7mm.这两组加工表面有着一定的位置要求,主要是:Φ82.2mm孔与其外端面垂直度公差为0.1mm.
由以上分析可知,对于这两组加工表面而言,能够先加工其中一组表面,然后借助专用夹具加工另一组表面,并保证她们之间的位置精度要求.

三． 工艺规程设计
(一) 确定毛坯的制造形式
零件材料为20钢,零件经常拨动齿轮承受变载荷和冲击性载荷,因此应选用锻件,以使金属纤维尽量不被切断,保证零件工作可靠.因为为大批量生产,且零件的轮廓尺寸不大,故采用模锻成型.这从提高生产率,保证加工精度上考虑,也是应该的.
(二) 基面的选择
基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一,它对零件的生产是非常重要的.
1.粗基准的选择
现选取Φ19mm孔的外轮廓不加工面作为粗基准,利用一组共两个V形块夹持外轮廓做为主要定位面,以消除自由度.
2.精基准的选择
主要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,这在以后还要专门计算,此处不再重复.
(三) 制订工艺路线
制订工艺路线的出发点,应当是使零件的几何形状,尺寸精度及位置精度的技术要求能得到合理的保证.爱生产纲领已确定为大批量生产的条件下,能够考虑采用万能性机床以及专用夹具,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降低.
工艺路线
工序Ⅰ 粗铣16mm槽,以Φ19mm孔定位.
工序Ⅱ 粗铣16mm槽的两侧面,以Φ19mm孔定位.
工序Ⅲ 粗铣距Φ19mm中心12mm的两个端面,以Φ19mm孔及16mm槽底为基准.
工序Ⅳ 16mm槽两端1.5*450倒角.
工序Ⅴ 钻铰Φ19mm孔并倒角.
工序Ⅵ 钻距槽(16mm)12mm底面M10螺纹孔并倒角.
工序Ⅶ 攻螺纹M10.
工序Ⅷ 粗铣Φ82.2mm孔的两端面.
工序Ⅸ 粗镗Φ81.7mm孔.
工序Ⅹ 精镗Φ82.2mm孔.
工序Ⅺ Φ82.2mm孔1*450倒角
工序Ⅻ 精铣Φ82.2mm孔的两端面.
工序ⅩⅢ 终检.
上述方案主要是以Φ19mm孔位基准,来加工16mm槽,M10螺纹,槽的两侧面,这样能够修正由于基准不重合造成的加工误差,同时也照顾了加工路线方便的特点,因此最终确定如下:
工序Ⅰ 粗铣16mm槽,以Φ19mm孔的外轮廓为粗基准定位,选用XA6132型万能升降台铣床及专用夹具.
工序Ⅱ 粗铣16mm槽的两侧面,以Φ19mm孔的外轮廓以及距槽底32mm的面为基准,选用XA6132型万能升降台铣床及专用夹具.
工序Ⅲ 粗铣Φ19mm孔上端两端面,以Φ19mm孔定位,选用XA6132型万能升降台铣床及专用夹具.
工序Ⅳ 16mm槽1.5*450倒角,选用C620-1车床及专用夹具.
工序Ⅴ 钻铰Φ19mm孔并倒角.以Φ19mm孔及端面定位,选用Z5125立式钻床及专用夹具.
工序Ⅵ 钻距槽(16mm)12mm底面M10螺纹孔并倒角.以Φ19mm孔及16mm槽底定位,选用Z5125立式钻床及专用夹具.
工序Ⅶ 攻螺纹M10.
工序Ⅷ 粗铣Φ82.2mm孔的两端面.以Φ19mm孔定位,选用XA6132型万能升降台铣床及专用夹具.
工序Ⅸ 粗镗Φ81.7mm孔.以Φ19mm孔及距中心线63.7mm的面为基准,选用T740双面卧式金刚镗床及专用夹具.
工序Ⅹ 精镗Φ82.2mm孔. .以Φ19mm孔及距中心线63.7mm的面为基准,选用T740双面卧式金刚镗床及专用夹具.
工序Ⅺ Φ82.2mm孔1*450倒角.选用C620-1型车床及专用夹具.
工序Ⅻ 精铣Φ82.2mm孔的两端面. 以Φ19mm孔定位,选用XA6132型万能升降台铣床及专用夹具.
工序ⅩⅢ 终检.
(四) 机械加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸确定.
“变速叉”零件材料为20钢,毛坯重量约1.5Kg,生产类型为大批量生产,采用锻锤上合模锻毛坯.
根据上述资料及加工工艺,分别确定各加工表面的机加工余量,工序尺寸及毛坯尺寸如下:
1. 16mm槽
参照<<机械加工工艺手册>>表3.1-56,因为其公差等级太低,可直接铣.
2. 槽的侧面
参照<<机械加工工艺手册>>表3.1-56,其加工余量Z=2mm.
3. Φ19mm孔的两个上端面
参照<<机械加工工艺手册>>表3.1-56, 其加工余量Z=2mm.
4. Φ82.2mm孔的两侧面,铣削公差-0.22mm.
参照<<机械加工工艺手册>>表3.1-56, 其加工余量Z=2mm.精铣余量:单边0.7mm(见<<工艺设计手册>>表8-31),铣削余量:Z=2.0-0.7=1.3mm,锻件偏差mm。
由于设计规定的零件为大批量生产,应该采用调整法加工.因此在计算最大,最小加工余量时,应按调整法加工方式予以确定.
5. Φ19mm孔
参照<<机械加工工艺手册>>, 其加工余量2Z=2mm.钻孔Φ18.5mm,铰孔Φ19mm.
6. Φ82.2mm孔
参照<<机械加工工艺手册>>, 其加工余量2Z=2.5mm.粗镗Φ81.7mm,精镗Φ82.2mm.
厚度为8mm的两端面尺寸加工余量和工序间余量.
毛坯名义尺寸:
8+2*2=12mm
毛坯最大尺寸:
12+1.3*2=14.6mm
毛坯最小尺寸:
12-0.5*2=11mm
粗铣后最大尺寸:
8+0.7*2=9.4mm
粗铣后最小尺寸:
9.4-2*0.22=8.96mm
精铣尺寸与零件尺寸相符,即8mm.
(五) 确定切削用量及基本工时
工序Ⅰ 粗铣16mm槽,保证尺寸16mm.
fz=0.06mm/齿
切削速度:参考有关手册,V=22.8m/min.
采用W18Cr4V立铣刀,dw=16mm,Z=3,则:
ns===454r/min
fm=fzznw=0.06*3*420=75.6mm/min

工序Ⅱ 粗铣16mm槽两侧面。
齿
切削速度：参考有关手册，V=27m/min。
采用高速钢三面刃圆盘铣刀，，Z=10。

工序Ⅲ 粗铣Φ19mm孔上端两端面。
齿
切削速度：参考有关手册，确定V=27m/min。
采用高速钢三面刃圆盘铣刀，，Z=10。

工序Ⅳ 16mm槽1.5*450倒角,选用卧式车床C620-1,

当采用高速钢车刀时,切削速度:V=16mm/min.

工序Ⅴ 钻铰Φ19mm孔,并倒角1*450两端.
1.钻孔Φ18.5mm

,V=17m/min.
采用高速钢钻头,

2.铰孔Φ19mm.

采用高速钢绞刀,V=14.7m/min.

3. Φ19mm孔倒角1*450两端.
采用900锪钻,为缩短辅助时间,取倒角时的主轴转速与铰孔相同.

工序Ⅵ 钻M10螺纹孔并倒角1200

采用麻花钻,V=20m/min.

工序Ⅶ 攻螺纹M10.
V=6m/min

工序Ⅷ 粗铣Φ82.2mm孔端面.

采用高速钢圆柱铣刀,,Z=10,V=20m/min

工序Ⅸ 粗镗Φ81.7mm孔

采用双刃镗刀,V=40m/min.

工序Ⅹ 精镗Φ82.2mm孔.

V=35m/min

工序Ⅺ Φ82.2mm孔1*450倒角.

V=16m/min

工序Ⅻ 精铣Φ82.2mm孔的两端面
齿
采用高速钢圆柱铣刀,V=31m/min.

工序ⅩⅢ 终检。
最后,将以上各工序切削用量，公式的计算结果,连同其它数据,填入机械加工工艺过程卡片.

参考文献
1.<<机械加工工艺手册>>,孟少农主编,机械工业出版社.
2.<<机械加工工艺设计手册>>,张耀宸主编,航空工业出版社.
3.<<机械制造技术基础>>,华楚生主编,重庆大学出版社.
4.<<机械制造工艺设计简明手册>>,哈尔滨工业大学 李益民,机械工业出版社.