1、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)題目： 撥叉加工工藝過程 學(xué)學(xué) 院：院： 系系 別：別： 機(jī)械系 專專 業(yè)：業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名學(xué)生姓名: : 學(xué)號(hào)學(xué)號(hào): 起迄日期起迄日期: 2012 年 06 月 6 日2012 年 06 月 15 日 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師: 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 2 目目 錄錄 一、設(shè)計(jì)題目一、設(shè)計(jì)題目.3 二、設(shè)計(jì)要求二、設(shè)計(jì)要求.3 三、設(shè)計(jì)任務(wù)三、設(shè)計(jì)任務(wù).3 四、零件圖樣的工藝分析四、零件圖樣的工藝分析 .3 （一）零件的工作狀態(tài)及工作條件 .3 （二）零件的結(jié)構(gòu)分析.3 （三）零件技術(shù)條件分析 .4 （四） 零件材料及切削加工性.4

2、 （五）零件圖尺寸標(biāo)注分析以及基準(zhǔn)的確定.4 （六）零件的工藝性分析 .5 五、毛坯的設(shè)計(jì)五、毛坯的設(shè)計(jì) .5 （一）毛坯種類的確定.5 （二） 毛坯的工藝要求.5 六、零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)六、零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì) .5 （一）工藝路線的制定.5 七、設(shè)備的選擇七、設(shè)備的選擇 .8 （一）機(jī)床的選擇.8 （二）量具的選擇.8 八、夾具設(shè)計(jì)八、夾具設(shè)計(jì).9 （一）鉆床夾具設(shè)計(jì).9 （二）夾具構(gòu)造特點(diǎn)及原理 .10 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 3 一、設(shè)計(jì)題目一、設(shè)計(jì)題目 撥叉加工工藝過程 分析了撥叉的基本概況，例如：工作環(huán)境，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，材料的性質(zhì)及其加工特 性等。分析了零件的主要加工表面的方法，比較詳

3、細(xì)地分析了工藝路線的制定和選 擇。并且對(duì)有關(guān)設(shè)備的選擇與應(yīng)用進(jìn)行了簡單的介紹，以及對(duì)加工中易產(chǎn)生的缺陷 和防范措施也做了說明。在夾具設(shè)計(jì)中，根據(jù)車床、銑床、鉆床夾具的特點(diǎn)，說明 了如何進(jìn)行定位、加緊、以及誤差分析、技術(shù)條件的制定。 二、設(shè)計(jì)要求二、設(shè)計(jì)要求 （一）進(jìn)一步掌握機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程所學(xué)的理論知識(shí)； （二）了解并掌握零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的基本思想和方法，學(xué)會(huì)科學(xué)分析和解決問題； （三）熟悉典型零件的工藝規(guī)程； （四）掌握 CAPP 軟件的應(yīng)用； （五）培養(yǎng)認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和實(shí)事求是的工作態(tài)度； （六）培養(yǎng)愛護(hù)公物的良好習(xí)慣。 三、設(shè)計(jì)任務(wù)三、設(shè)計(jì)任務(wù) （一）繪制零件圖； （二）設(shè)計(jì)零件

4、加工工藝規(guī)程并用 CAPP 軟件繪制成圖； （三）撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告（包括調(diào)試總結(jié)報(bào)告） ； （四）上交零件圖及加工工藝規(guī)程卡片及工序卡片。 四、零件圖樣的工藝分析四、零件圖樣的工藝分析 （一）零件的工作狀態(tài)及工作條件（一）零件的工作狀態(tài)及工作條件 工作狀態(tài)：工作頻繁。 工作條件：工作表面有沖擊，受力較大。 （二）零件的結(jié)構(gòu)分析（二）零件的結(jié)構(gòu)分析 從給出的零件圖可以看出，換擋撥叉是由鑄鋼經(jīng)銑削、車削，鉆削、磨削等多 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 4 種加工手段加工而成的零件。總體看來，整體的精度要求并不是很高，只有內(nèi)換擋 軸孔的公稱尺寸達(dá)到八級(jí)，零件的表面粗糙度的要求并不是很高。 內(nèi)換擋軸孔的公稱尺寸

5、為15H8 表面粗糙度為 3.2，并且加工出半徑為 1mm 的 倒角，表面粗糙度為 12.5，中線為后續(xù)各個(gè)形位公差的基準(zhǔn)。定位銷孔公稱尺寸為 5H14，其表面粗糙度為 12.5?？v槽的公稱尺寸粗糙度為 12.5 其對(duì)稱中心距 0.2 0 13 離端面為 12mm。零件的工作部分是撥叉腳，兩腳間的距離為 50H12，內(nèi)側(cè)粗糙度為 12.5.撥叉腳高 20mm，需經(jīng)過淬火處理，增加其硬度和耐磨度。工作表面的粗糙度 為 6.3. 兩叉腳由半徑為 28mm 的圓弧連接。其厚度為 5.5mm，未作熱處理。 （三）零件技術(shù)條件分析（三）零件技術(shù)條件分析 1、表面精度 總體看來換擋撥叉的表面精度要求不是很

6、高，因?yàn)樗亲兯倨鞯膿懿?，只有叉腳 工作，其整個(gè)零件的機(jī)械強(qiáng)度不是很高，從使用的材料就能看出，鑄鋼耐磨，但是 叉腳卻需淬火處理，增加其強(qiáng)度。內(nèi)換擋軸孔粗糙度要求最高是只達(dá)到 3.2，因m 為需要與軸配合，而其他部分幾乎不與別的零件相接處，所以其最低粗糙度一般較 低。 2、表面間的位置精度 在零件加工過程中內(nèi)換擋軸孔中線為表面間的位置精度基準(zhǔn)，叉腳要保持一定的 垂直度，垂直度誤差不得超過 0.1。m 3、零件的其他技術(shù)要求 零件毛坯選用，需要進(jìn)行熱處理（正火）使表面硬度達(dá)到要求,淬硬深度為 0，7-1.2mm，使材料的硬度提高，達(dá)到工作要求(HRC50)。最終檢驗(yàn)時(shí)要嚴(yán)格按照設(shè) 計(jì)尺寸以及設(shè)計(jì)要

7、求進(jìn)行檢驗(yàn)。 （四）（四） 零件材料及切削加工性零件材料及切削加工性 撥叉毛坯選用材料 ZG310-570。 熱處理后 HRC50 （查金屬機(jī)械加工工藝人員手冊第三版） 化學(xué)成分：含 C 0.50%，Si 0.6%，Mn 0.9%，P 0.04%，S 0.04%。 （五）零件圖尺寸標(biāo)注分析以及基準(zhǔn)的確定（五）零件圖尺寸標(biāo)注分析以及基準(zhǔn)的確定 如零件圖尺寸標(biāo)注所示，以加工后內(nèi)換擋軸孔中心線為工序基準(zhǔn)，將內(nèi)換擋軸 孔絞制后確定，以后工序中孔的位置，槽的位置，成型面的位置都是以大圓端面為 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 5 工序基準(zhǔn)確定的，而孔的深度，槽的深度等都是以軸線為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的。 （六）零件的工藝性

8、分析（六）零件的工藝性分析 零件中撥叉腳的加工為加工重點(diǎn)，粗加工后淬火使其表面硬度達(dá)到 HRC50，所 以需要通過磨削才能加工。撥叉腳的垂直度誤差不超過 0.1.其他一些表面粗銑m 半精銑即可達(dá)到其所需要的粗糙度要求。 五、毛坯的設(shè)計(jì)五、毛坯的設(shè)計(jì) （一）毛坯種類的確定（一）毛坯種類的確定 毛坯尺寸、形狀、材料的選擇是根據(jù)所要加工的零件的形狀、尺寸、工作條 件、狀態(tài)、生產(chǎn)類型等諸多因素決定的。由于零件的基本外形并不規(guī)則，且生產(chǎn)類 型是批量生產(chǎn)，為了保證高生產(chǎn)率，毛坯可以選擇鑄鋼，以便于進(jìn)行連續(xù)加工，避 免裝卸麻煩，耽誤時(shí)間。因 ZG310-570 屬一般鑄鋼，由于材料的剛度較差，在工作 部分撥

9、叉腳處粗加工后需要淬火處理后才可以進(jìn)行磨削加工。 （二）（二） 毛坯的工藝要求毛坯的工藝要求 1、毛坯的余量和公差 由于材料比較好加工，所以毛坯零件頭部可選長 33mm 寬 22mm，撥叉腳厚度為 11mm 撥叉腳間距離為 45mm。 （查金屬機(jī)械加工工藝人員手冊第三版 表 12-26） 2、毛坯的技術(shù)要求及說明 （1）鑄件正火熱處理后的硬度達(dá)到 180-129HB。 （2）鑄件表面應(yīng)去除毛刺、披縫結(jié)構(gòu)瘤和粘沙等，不應(yīng)有裂紋、沙眼和局部疏松、 多針孔及夾渣缺陷。 （3）去除銳邊毛刺。 六、零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)六、零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì) （一）工藝路線的制定（一）工藝路線的制定 1、工藝路線的選擇 由

10、零件結(jié)構(gòu)分析可知：主要包括孔、槽、成型面。其中孔包括定位銷孔；槽包 括操縱槽。以已加工表面為定位基準(zhǔn)，再綜合其它精度要求和一些細(xì)節(jié)問題可以初 步確定如下方案： 00. .毛坯 10. . 粗車端面（尺寸為 30mm） 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 6 15. 鉆內(nèi)換擋軸孔（尺寸為 15mm） 包括鉆孔和車倒角 1mm 20. 校正拔插腳，保證兩端面余量均勻 30. . 粗銑拔叉腳兩端面 達(dá)到厚度為 7.6mm 40. . 銑撥叉腳內(nèi)側(cè)面保證 50H12mm 50. 銑操縱槽（即尺寸為 13mm 槽）對(duì)稱面距端面 12mm 60. . 鉆定位銷孔（即5H14mm 的孔） 70. 撥叉腳局部淬火，硬度

11、為 HRC50 淬深 0.7-0.2mm 80. 校正撥叉腳端面對(duì)15H8 的垂直度小于等于 0.1mm 90. . 磨撥叉腳兩端面至mm，對(duì)15H8 的垂直度小于等于 0.1mm 15 . 0 5 . 0 7 100. 清洗 110檢驗(yàn) 此方案優(yōu)點(diǎn)： （1）同種類加工盡量在該種類加工機(jī)床上一次完成。 （2）一端上的加工盡量一次完成，省去的裝卸工件的時(shí)間，在一定程度上提高了勞 動(dòng)生產(chǎn)率。 （3）加工次序安排合理，保證了工件加工的精度要求。 （4）定位準(zhǔn)確，提高了工作精度要求。 重要工序分析： 40.粗加工，使撥叉腳成為定位基準(zhǔn) 80.先淬火，保證硬度，若后淬火則變形，不能保證精度要求。 100

12、銑撥叉腳兩端同時(shí)進(jìn)行磨削加工，提高加工作速度，且保證一定的垂直度要求。 15.大端面沒有精度要求，直接用車刀進(jìn)行加工。 70. 加工定位銷孔，固定內(nèi)換擋軸孔，操縱槽固定，撥叉腳固定。 110壓力沖洗，由于在加工孔時(shí)，孔徑較小，產(chǎn)生毛刺不易清除，采用壓力沖洗的 辦法沖洗殘留在孔中的毛刺。 2、加工方法及所用刀具的選擇 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 7 車刀：YT15 外圓車刀 鉆孔至14mm：麻花鉆 鏜孔至14.8mm：YT15 擴(kuò)孔刀 鉸孔15H8：YT15 鉸刀 粗銑撥叉腳端面：L25X12 直齒三面刃銑刀，YT15 刀片，20 齒 銑撥叉內(nèi)腳面：L25X12 直齒三面刃銑刀，YT15 刀片，2

13、0 齒 銑操縱槽：L25X12 直齒三面刃銑刀，YT15 刀片，20 齒 鉆5H14 孔：麻花鉆5mm 磨撥叉腳端面：WA46KP350*40*127 砂輪 3、工序的階段劃分 （1）對(duì)于內(nèi)軸孔加工：鉆鏜鉸 （2）對(duì)于銷孔的加工：鉆 （3）對(duì)于操縱槽的加工：粗銑即可達(dá)到加工要求 （4）撥叉腳加工：粗銑熱處理磨 4、工序尺寸的確定 10、15：車端面 端面粗車加工余量為：a=3mm （查金屬機(jī)械加工工藝人員手冊第三版） 20： 鉆15H8 內(nèi)換擋軸孔加工余量為 a=1保證14H8（查金屬機(jī)械加工工藝人員手冊第三版） 鏜15H8 內(nèi)換擋軸孔加工余量為 a=0.8mm 保證14.8H8 鉸15H8

14、內(nèi)換擋軸孔至15 加工余量為 a=0.2mm，保證15H8（查金屬機(jī)械加工工藝人員手冊第三版） 倒角直接加工 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 8 40，100：加工撥叉腳兩端面 粗銑撥叉腳兩端面 加工余量：a=3.4 經(jīng)熱處理后（淬火） 磨平面 其加工余量 a=0.6mm，達(dá)到公稱尺寸mm（查金屬機(jī)械加工工藝人員手 15 . 0 05 . 0 7 冊第三版） 50： 直接銑出撥叉腳內(nèi)端面 加工余量為 a=2.5mm 60： 直接銑出操縱槽 達(dá)到公稱尺寸要求mm 5 . 0 0 13 10： 熱處理 保證硬度在 180-129HB 之間 七、設(shè)備的選擇七、設(shè)備的選擇 （一）機(jī)床的選擇（一）機(jī)床的選擇

15、1、車床的選擇 該機(jī)床應(yīng)該具有車外圓、端面、銑端面、鉆孔等能力，并且能在保證一定的加 工精度的同時(shí)，適應(yīng)大批量生產(chǎn)要求；從工件自身的外形和尺寸來看，應(yīng)該選擇小 型機(jī)床，這樣不僅便于加工，同時(shí)也增加了工件定位的精確性。根據(jù)這個(gè)原則進(jìn)行 選擇。 經(jīng)篩選，選擇 C336-1 為加換擋撥叉的六角機(jī)床。 2、銑床的選擇：X62W 萬能銑床。 3、鉆床的選擇：立式鉆床 Z518 主要參數(shù)： 最大鉆孔直徑：18 滿足工件鉆削加工要求。 4、磨床的選擇：外圓磨床 M7120A 主要參數(shù)如下： 磨削工件最大尺寸：高度 320mm，長度 630mm，寬度 200mm。 （二）量具的選擇（二）量具的選擇 本次加工涉

16、及到外圓加工、孔的加工、槽的加工、端面的加工、倒角的加工、成 型面的加工。因此可選用量具： 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 9 游標(biāo)卡尺：長度測量 軸徑測量 塞 規(guī)：孔徑的測量 樣 板：倒角的測量 外徑千分尺：大端外徑測量（因?yàn)楸砻娲植诙群芨?，徑向尺寸誤差要求也很高） 八、夾具設(shè)計(jì)八、夾具設(shè)計(jì) （一）鉆床夾具設(shè)計(jì)（一）鉆床夾具設(shè)計(jì) 從零件圖上可以看出，零件體很簡單，而且具有一定的位置關(guān)系，如何能把孔 精確的加工出來是我們設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。 1、加工工序 要保證定位銷孔尺寸精度，還要保證小孔的位置精度。要保證裝夾的穩(wěn)定與精 度，務(wù)必保證所有的定位基面是加工過的，即保證大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)位置精度和尺寸保 持一致。

17、2、定位方案 零件的定位是通過夾具來定位的，以鉆定位銷孔為例，如下圖所示。零件的橫 向定位是通過偏心輪實(shí)現(xiàn)的，操縱槽經(jīng)過了前一步加工，保證了平行度、公稱尺寸 和表面粗糙度的要求?？v向定位由15h6 的心軸來定位，內(nèi)換擋軸孔經(jīng)過加工后保 證了平行度和形位公差。其軸線作為夾具的形位公差的基準(zhǔn)。繞橫向轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度 由定位銷來限制。這樣零件就固定了。既保證了定位的可靠，又保證了大規(guī)模生產(chǎn) 時(shí)位置精度和尺寸保持一致。 3、對(duì)刀引刀方案 機(jī)床夾具裝在機(jī)床上后，應(yīng)還應(yīng)使刀具切削刃相對(duì)于工件或夾具定位元件能處 于正確位置，這里我們可以采用鉆床夾具的鉆套導(dǎo)向元件，鉆套是引導(dǎo)加工刀 具的元件，其作用是確定刀具相對(duì)

18、夾具定位元件的位置，引導(dǎo)鉆頭等孔加工刀具， 提高其剛性，防止在加工中發(fā)生偏斜。 該零件上的定位銷孔直徑5H14，因此，可選擇下面尺寸的固定鉆套 5F7 10M6 20 和襯套 A10 15。 4、尺寸確定與工藝要求的標(biāo)注 （1）有國家標(biāo)準(zhǔn)的零件均采用標(biāo)準(zhǔn)件； （2）夾具的輪廓尺寸：mm 3 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 10 （二）夾具構(gòu)造特點(diǎn)及原理（二）夾具構(gòu)造特點(diǎn)及原理 1、構(gòu)造特點(diǎn)：箱式結(jié)構(gòu) 2、原 理：用工件定位基準(zhǔn)與夾具上確定工件位置的定位原件接觸實(shí)現(xiàn)定位。 參考資料參考資料 1機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書. 哈爾濱工業(yè)大學(xué).趙家齊主編.機(jī)械工業(yè)出 版社 2機(jī)床設(shè)計(jì)圖冊.華東紡織工業(yè)學(xué)院 哈爾濱工業(yè)大學(xué)主編.上海科學(xué)技術(shù)出版 社 3金屬切削機(jī)床概論.吉林大學(xué).賈亞洲主編.機(jī)械工業(yè)出版社 4機(jī)械制造工藝學(xué).趙志修主編.機(jī)械工業(yè)出版社 5互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ).廖念釗主編.中國計(jì)量出版社 6畫法幾何及機(jī)械制圖.朱冬梅 朱北瀾主編.高等教育出版社 7機(jī)床夾具設(shè)計(jì).余光國 馬俊 張法光主編.重慶大學(xué)出版社 8機(jī)床夾具設(shè)計(jì).肖繼德 陳寧平主編.機(jī)械工業(yè)出版社 9金屬切削機(jī)床.大連理工大學(xué).戴曙主編.機(jī)械工業(yè)出版社 10機(jī)械制造工藝簡明手冊. 哈爾濱工業(yè)大學(xué).李益明主編.機(jī)械工業(yè)出版社 機(jī)械