工艺设计说明书
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机械制造工艺学课程设计班级 B140233姓名杨艳平学号 B14023310洛阳理工学院课程设计洛阳理工学院课程设计说明书课程名称机械制造工艺学设计课题车床拨叉的机械加工工艺规程设计专业机械设计制造及其自动化班级B140233姓名杨艳平学号 B140233102016 年 4 月 15 日课程设计任务书机械工程系机械设计制造及其自动化专业学生姓名杨艳平班级 B140233 学号 B14023310 课程名称：机械制造工艺学设计题目：车床拨叉的机械加工工艺规程设计设计内容：1．产品零件图1张2．毛坯图1张3．机械加工工艺过程综合卡片1份4．机械加工工艺工序卡片1份5．课程设计说明书1份设计要求：大批生产设计（论文）开始日期 2016 年 3 月 20 日设计（论文）完成日期 2016 年 4 月 15 日指导老师邹聆昊课程设计评语机械工程系机械设计制造及其自动化专业学生姓名杨艳平班级 B140233 学号 B14023310 课程名称：机械制造工艺学设计题目：车床拨叉的机械加工工艺规程设计课程设计篇幅：图纸共 2 张说明书共 19 页指导老师评语：年月日指导老师目录1、零件的分析 (4)1.1.零件的作用 (4)1.2.零件的工艺分析 (4)1.3.确定零件的生产类型 (5)2、确定毛坯，绘制毛坯简图 (6)2.1.选择毛坯 (6)2.2.确定毛坯的尺寸公差和加工余量 (6)3、工艺规程设计 (8)3.1.基面的选择 (8)3.2.制定工艺路线 (8)3.3.确定切削用量及基本工时的计算 (10)总结 (18)参考文献 (19)附表A1：机械加工工艺过程综合卡片附表B1-B12：机械加工工艺（工序）卡片1、零件的分析1.1.零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。
1.2．零件的工艺分析零件的材料为ZG45，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。
该拨叉形状特殊、结构简单，属典型的叉杆类零件。
为实现换档、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需承受冲击载荷，为增强其耐磨性，该表面要求高频淬火处理，硬度为的48～58HRC；为保证拨叉换档时叉脚受力均匀，要求叉脚两端面对叉轴孔14+0.11垂直度要求为 0.15mm，其自身的平面度为 0.08mm。
由此可见，该零件的工艺性较好。
该零件的主要工作表面为拨叉脚两端面和叉轴孔 14+0.11)，在设计工艺规程时应重点予以保证。
图1-1 工件零件图1.3. 确定零件的生产类型依设计题目知：产品的年产量为8000台/年，每台产品中该零件数量为1 件／台；结合生产实际，备用率a和废品率β分别为3%和0.5%。
代入公式得零件的年生产量为N=8000 台／年×1 件／台×(1+3%)×(1+0.5%)=8281.2 件／年拨叉属轻型零件，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。
2、确定毛坯、绘制毛坯简图2.1. 选择毛坯由于该拨叉在工作过程中要承受冲击载荷，为增强拨叉的强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯选用铸件。
该拨叉的轮廓尺寸不大，且生产类型属大批生产，为提高生产率和铸件精度，毛坯的拔模斜度为5°。
2.2.确定毛坯的尺寸公差和加工余量1. 外圆表面延轴线方向长度方向的加工余量及公差（φ14，φ40端面）。
查《机械制造工艺设计简明手册》（以下称《工艺手册》）表2.2～2.5，取φ14，φ40端面长度余量均为2.5（均为双边加工）铣削加工余量为：粗铣 2mm精铣 0mm2. 内孔（φ40已铸成孔）查《工艺手册》表2.2～2.5，取φ40已铸成孔长度余量为3，即铸成孔半径为34mm。
工序尺寸加工余量：钻孔 2mm扩孔 : 0.125mm铰孔 : 0.035mm精铰 : 0mm3. 其他尺寸直接铸造得到由于本设计规定的零件为大批量生产，应该采用调整加工。
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认。
如图1-1图1-1 车床拨叉铸件图3、工艺规程设计3.1. 基面的选择对零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准，而对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，根据这个基准原则，现取Ф25mm的孔的不加工外轮廓表面作为粗基准，利用一组共两个短V形块支承两个Ф25mm孔的外轮廓作主要定位面，以消除3个自由度，再用一个支承板支撑在Ф52mm的上表面，以消除3个自由度。
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，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.15mm；槽端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.08m，故以φ14小头孔为精基准。
3.2.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。
1.加工阶段的划分该拨叉加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工、半精加工和精加工几个阶段。
在粗加工阶段，首先将精基准(拨叉头左端面和叉轴孔)准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗铣拨叉头右端面、拨叉脚内表面、拨叉脚两端面的粗铣、凸台。
在半精加工阶段，完成拨叉脚两端面的半精铣加工和螺纹孔的钻孔丝锥攻丝；在精加工阶段，进行拨叉脚两端面的磨削加工。
2.工序的集中与分散选用工序集中原则安排拨叉的加工工序。
该拨叉的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配以专用工、夹具，以提高生产率；而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。
3.工序顺序的安排机械加工工序遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准——拨叉头左端面和叉轴孔；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---拨叉头左端面和叉轴孔和拨叉脚两端面。
热处理工序模锻成型后切边，进行调质，调质硬度为141～285HBS，并进行酸洗、喷丸处理。
喷丸可以提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛坯表面因脱碳而对机械加工带来的不利影响。
叉脚两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承受冲击载荷的能力。
辅助工序粗加工拨叉脚两端面和热处理后，应安排校直工序；在半精加工后，安排去毛刺和中间检验工序；精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。
综上所述:该拨叉工序的安排顺序为：基准加工——主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工——主要表面半精加工和次要表面加工——热处理——主要表面精加工。
在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，可以将工序定为：工序号工序名称工序内容车间设备1 铸精密铸造，两件合铸（工艺需要）金工2 热处理退火金工3 划线划各端面及三个孔的线金工4 粗车以外形及下端面定位，按线找正，四爪单动卡盘装夹（或专用工装）工件。
粗车R20+0.6+0.3mm(φ40mm)孔至图样尺寸，并粗车孔的两侧面，保证尺寸mm金工C620专用工装5 半精车以外形及下端面定位，按线找正，四爪单动卡盘装夹（或专用工装）工件。
半精车R20+0.6+0.3mm(φ40mm)孔至图样尺寸，并半精车孔的两侧面，保证尺寸10-0.3-0.1mm金工C620专用工装6 铣以R20+0.6+0.3mm内孔及上端面定位，装夹工件，铣φ25mm下端面，保证尺寸16±0.1mm金工Z52K组合夹具7 铣以20+0.6+0.3mm内孔及下端面定位，装夹工件，铣φ25mm另一端面，保证尺寸28mm金工X52K组合夹具8 钻以R20+0.6+0.3mm内孔及上端面定位，装夹工件，钻、扩、铰φ14mm孔，孔口倒角1x45°金工Z5132A组合夹具9 划线划R20+0.6+0.3mm孔中心线及切开线金工10 铣以R20+0.6+0.3mm内孔及上端面定位，装夹工件，切工件成单件，切口2mm金工X62W组合夹具11 铣以R20+0.6+0.3mm内孔及上端面定位，φ14+0.110mm定向，装夹工件，精铣R20+0.6+0.3mm端面，距中心2mm偏移金工X62W组合夹具12 钻以φ14+0.11mm内孔及下端面定位，倒另一端孔口1x45°角金工Z5132A组合夹具13 检验按图样要求检查各部尺寸及精度金工14 入库入库金工3.3.确定切削用量及基本工时的计算工序二：粗、精铣孔Ф14mm、Ф40mm的下表面（1）加工条件工件材料：ZG45。
бb=0.16GPa HBS=190~210，铸件机床：XA4032立式铣床刀具；W18Cr4V硬质合金端铣刀W18Cr4V硬质合金端铣刀，牌号为YG6，由《切削用量简明手册》〉后称《切削手册》表3.1查得铣削宽度ae<=60mm,深度ap<=4,齿数Z=10时，取刀具直径do=80mm。
又由《切削手册》表3.2选择刀具的前角ro=+5o;后角ao=8o;副后角a’o=8 ,刀齿斜角λs=-10o,主刃Kr=60o,过渡刃Krε=30o,副刃Kr’=5o,过渡刃宽bε=1mm(2) 切削用量1）粗铣Ф14mm的下表面a)切削深度因切削用量较小，故可以选择ap=1.5mm,一次走刀即可完成所需尺寸。
b)每齿进给量：由《切削手册》表3.30可知机床的功为7.5KW，查《切削手册》表3.5可得f=0.14~0.24mm/z,由于是对称铣，选较小量f=0.14mm/zc)查后刀面最大磨损及寿命查《切削手册》表3.7，后刀面最大磨损为（1.0~1.5）mm 查《切削手册》表3.8, 寿命T=180mind)计算切削速度按《切削手册》表3.27中的公式：n=475r/min vf =600mm/s，则实际的切削速度为：即v==119.3m/min,实际进给量为：f=0.13mm/ze)校验机床功率查《切削手册》表3.24，Pcc=1.1KW,而机床所提供的功率Pcm为1.7KW，所以Pcm> Pcc,故校验合格。
