车床拨叉工艺设计毕业设计论文

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车床拨叉工艺设计摘要：此次设计是对拨叉零件的加工设计，该零件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。其零件为锻件，具有体积小，零件复杂的特点，由于面比孔易加工，在制定工艺规程时，就先加工面，再以面为基准来加工其它，其中各工序夹具都采用专用夹具，特别的对于加工大头孔、槽和钻小头孔斜面小孔的工序中，选一面两销的定位方式，并以操作简单的手动夹紧方式夹紧，其机构设计简单，方便且能满足要求。关键词：拨叉，加工工艺，专用夹具，设计Abstract：Thisdesignispartoftheprocessforkdesign,thepartinthelathespeedchangemechanism,themaineffectshift,sothatspindleturningmotioninaccordancewiththerequirementsofworkersintheworktoobtainthenecessaryspeedandtorqueeffect.Itscomponentsareforgingwithasmall,sparepartsofcomplexfeatures,easeofprocessingduetosurfacemorethanholesintheformulationoftechnicalrules,theprocessingonthefirstfacetofaceasabenchmarkandthentoprocessother,inwhichtheprocesseshaveadoptedspecialfixture31 jigs,particularfortheprocessingofthebulkholes,slotsanddrillasmallholethefirstholeslopeprocesses,theselectionsideofthepositioningofthetwosalesmethods,andtooperateasimplemanualclampingmeansclamping,itsagenciesdesignedtobesimple,convenientandcanmeettherequirementsof.Keywords：Fork,processingtechnology,specialfixtures,design目录1零件的工艺分析51.1零件的功能、结构及特点51.2主要工作表面及其要求52毛坯的选择52.1确定毛坯的类型、制造方法和尺寸及其公差52.2确定毛坯的技术要求62.3绘制毛坯63基准的选择631 4拟订机械加工工艺路线74.1确定各加工表面的加工方法74.2拟定加工工艺路线85确定机械加工余量、工序尺寸及公差96选择机床及工艺装备106.1选择机床106.2选择刀具106.3选择夹具107确定切削用量117.1工序1-2117.2工序3127.3工序4137.4工序5147.5工序6157.6工序717致谢19参考文献191零件的工艺分析1.1零件的功能、结构及特点该零件是以Ø25H7的孔套在轴上,并用销钉经Ø31 5锥孔与其定位,拨叉脚在旋转齿轮的槽中,变速操作机构通过拨叉头部的操作花键槽带动拨叉与轴在变速箱中滑动,拨叉脚拨动旋转齿轮在花键轴上滑移,就可以实现变速箱的变速功能,从而实现机床主轴的变速。　拨叉的主要工作表面为操纵花槽键及拨叉脚两内侧端面。主要配合的面为Ø25H7的孔和Ø22H12的孔内操纵花键槽和拨叉脚两内侧面18H11.该零件为异型件，但复杂程度一般。由于拨叉在工作时承受一定的力,因此要求有一定的强度,刚度,韧性和耐磨性。1.2主要工作表面及其要求①拨叉安装孔孔径Ø25H7的孔是拨叉的安装孔，其形状公差遵守包容要求,表面粗糙度Ra3.2um。孔端面位置尺寸为35mm，表面粗糙度Ra3.2um。②拨叉脚端面的厚度为40mm®®③拨叉脚两内侧面拨叉脚两内侧面的宽度为此18H11。两端面对孔Ø25H7轴线的垂直度公差为此0.08mm。与轴线垂直的两表面粗糙度Ra为3.2um，与轴线平行的表面粗糙度Ra为6.3um。④拨叉紧定孔拨叉的紧定孔为1个5的锥孔和2个M8的螺纹孔，均为通孔。31 2毛坯的选择2.1确定毛坯的类型、制造方法和尺寸及其公差①因零件材料为铸钢，要求单件小批量生产，拨叉的轮廓尺寸不大，所以选择的毛坯为木摸手工砂铸造成形。②选择以通过零件最高线且平行与拨叉脚对称的平面（拨叉脚对称面扁右16mm）作为分型面，采用带型芯的分模造型，可多件同时浇注，钢液由拨叉脚经横道流入。③拨叉属特殊形零件，且加工过程中利用不加工表面进行定位的工序较多，故零件毛坯选为精铸件。铸件尺寸公差等级为CT12拔叉头端面留单边余量为6mm，Ø22H12孔不铸出，拨叉叫两端面留为5mm的单边余量，拨叉脚内侧面留单边余量为5mm,操纵槽留单边余量为9mm,Ø22H12孔的单边余量为3.5mm。2.2确定毛坯的技术要求①铸件不应有裂纹，砂眼和局部缩松，气孔及夹渣等缺陷。铸件表面应清除毛刺、结瘤和粘砂等。②正火处理硬度为174～207HBS，以清除内应力，改善切削加工性能。③未注圆角为R3～R5mm。④起摸斜度为300。2.3绘制毛坯拨叉毛坯图见图2-131 图2-1拨叉毛坯图3基准的选择该拨叉零件图中较多的尺寸及行位公差是以Ø22H12孔及其端面为设计基准的，因此，必须首先加工出孔Ø22H12及起端面，为后续工序作为基准。根据粗精基准选择原则，确定各加工表面的基准。如表3-1所示：表3-1加工表面的基准序号加工部位基准选择1拨叉的四个端面拨叉的外行轮廓及端面（粗基准）2Ø22H12孔（粗加工）拨叉的左端面3Ø22H12孔（精加工）拨叉的左端面31 4Ø25H7花键槽（粗加工）拨叉的左端面和上下端面5Ø25H7花键槽（精加工）拨叉的左端面和上下端面6拨叉脚槽（粗加工）Ø22H12孔的中心线7拨叉脚槽（精加工）Ø22H12孔的中心线8拨叉的上端面Ø22H12孔的中心线92×M8通孔和Ø5锥孔Ø22H12孔的中心线4拟订机械加工工艺路线4.1确定各加工表面的加工方法根据各加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求，选定如下加工方法：Ø22H12孔的上下端面和右端面加工方法为粗铣，左端面粗铣后精铣；Ø22H12孔的加工方法为扩后铰，孔口倒角钳工；Ø25H7花键槽的加工方法为粗插后精插；拨叉脚的槽18H11粗铣后精铣；拨叉的上端面台阶粗铣；2×M8通孔和Ø5锥孔的加工方法为钻到Ø5孔攻螺纹，再钳工修锥度。具体的加工方法分析如下：①Ø22H12孔的上下端面和右端面未注表面粗糙度粗铣即可左端面粗糙度Ra3.2um，查《机械制造工艺设计简明手册》表4-2粗铣后精铣可达到；②Ø22H12孔粗糙度Ra6.3um，公差等级IT12，查《机械制造工艺设计简明手册》表4-3，采用扩-铰③孔口倒角钳工可以达到要求；31 ④Ø25H7花键槽表面粗糙度Ra3.2um，公差等级IT7，查《机械制造工艺设计简明手册》表4-2粗-精插即可；⑤拨叉脚的槽粗糙度Ra3.2um，公差等级IT11，查《机械制造工艺设计简明手册》表4-3，粗铣后精铣；⑥拨叉的上端面未标注公差尺寸，公差等级按IT14，表面粗糙度Ra3.2um，查《机械制造工艺设计简明手册》表4-2粗铣后精铣；⑦2×M8通孔和Ø5锥孔，钻到Ø5孔攻螺纹，再钳工修锥度。4.2拟定加工工艺路线按工序集中的原则组织工序Ø2H12孔的端面采用铣床和专用夹具加工，拨叉脚槽和上端面台阶在同一个床子上完成。其优点是：工艺路线短，减少了工件的装夹次数，易于保证加工面的互相位置精度，需要的铣床的量少，减少工件在工序间的运输，节省时间。如表4-1所示：表4-1加工方案工序内容设备10粗铣拨叉上下端面和左右端面再精铣左端面铣床20钳工划线找Ø22H12孔中心钳工台30扩-铰Ø22H12孔车床40粗插Ø25H7花键槽插床50精插Ø25H7花键槽插床31 60去毛刺，倒Ø22H12孔口倒角钳工台70校正拨叉脚校正工具80粗铣拨叉脚的槽铣床90精铣拨叉脚的槽铣床100精铣拨叉的上端面铣床110钻2×M8通孔和Ø5锥孔到Ø5的孔钻床120丝锥攻2×M8的螺纹钻床130去毛刺，加工Ø5锥孔的锥度钳工台140拨叉脚局部淬火150校正拨叉脚校正工具160清洗170检验31 5确定机械加工余量、工序尺寸及公差加工余量可采用查表修正法确定。确定工序尺寸的一般方法是：由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按零件图样的要求标注。当无基准转换时，同一表面多次加工的工序只与工序（或工步）的加工余量有关。当基准不重合时，工序尺寸用工艺尺寸链解算，中间工序尺寸按“单向入体”原则标注，但毛坯和孔心距尺寸公差带一般取双向对称布置。中间工序尺寸的公差可以相应的加工经济精度表中查得。拨叉零件的第一道工序各工步无基准转换，其余个表面加工均用统一基准且基准重合，故只需查得加工余量，便可确定工序尺寸。为保证拨叉脚局部淬火淬深，要进行一个工艺尺寸链的计算。根据上述原始资料和加工工艺，查各种表面余量表分别确定个加工表面的加工余量，工序尺寸公差，如下表5-1所示:表5-1机械加工余量及工序尺寸工序号工序内容单边余量mm工序尺寸mm表面粗糙度Ra/um10（1）拨叉上端面6803.2（2）拨叉下端面5753.2（3）铣拨叉左侧面5853.2（4）铣拨叉右侧面5803.231 30（1）扩Ø22H12孔2.5Ø206.3（2）铰Ø22H12孔1Ø22H12+0.0216.340（1）粗插花键槽2Ø263.2（2）精插花键槽1Ø283.280（1）粗铣拨叉脚槽8166.3（2）精铣拨叉脚槽918H110.1103.2100精铣拨叉上端面（台阶）1.533.2110钻2×M8通孔和Ø5锥孔到Ø5的孔2.553.26选择机床及工艺装备6.1选择机床①工序10铣拨叉上下端面及左右端面。选用X15立式铣床。②工序30扩，铰Ø22H12的孔，为减少工件装夹次数，选用CA6140车床加工。③工序40-50粗，精插花键槽，选用B5020插床。④工序80-90铣拨叉脚槽，根据精度要求，选用X61卧式铣床。31 ⑤工序100铣拨叉上端面台阶，选用X51立式铣床。⑥工序110钻2×M8螺纹孔和直径为5的锥孔，由于孔的直径较小，故可采用专用夹具在立式钻床上加工，选用Z525型立式钻床。⑦工序120攻2×M8螺纹。为减少装夹次数和设备故在Z525型立式钻床。6.2选择刀具该零件无特殊形表面，成批生产，一般采用通用或标准刀具。铣拨叉上下端面左右端面，选用把一YG6硬质合金端铣刀，其参数为：铣刀外径d0=100mm，铣刀齿数为Z=10。扩，铰Ø22H12孔，选用莫氏锥柄2号刀具，其公称直径选用21.7mm，铰刀选用Ø22的刀具。拨叉脚槽可选用高速钢错齿三面刀加工，钻2×M8螺纹孔选直径为5标准直柄麻花钻和M8×1.25的丝锥。6.3选择夹具该零件加工选用各机床的通用夹具。如表6-1所示：31 表6-1机床设备和工艺装备选择工序号工序内容机床设备和工艺装备1铣拨叉上下两端面X51立式铣床，YG6硬质合金端面刀，0~200mm/0.02mm的游标卡尺2铣拨叉两侧面X51立式铣床，YG6硬质合金端面刀，0~200mm/0.02mm的游标卡尺3扩，铰Ø22H12的孔CA6140车床，Ø22圆柱塞规4-5铣拨叉脚内侧面X61卧式铣床，YG6硬质合金端面刀，0~200mm/0.02mm的游标卡尺6铣拨叉上端面台阶X51卧式铣床，YG6硬质合金端面刀，0~200mm/0.02mm的游标卡尺7钻2×M8及Ø5锥孔的直径5`Z525型立式钻床，M8×1.25的丝锥7确定切削用量7.1工序1-2铣拨叉上下左右四个端面（1）上端面的铣削用量①确定铣削深度ap：单边加工余量Z=5，余量不大，一次走刀内切完，则：ap=5mm（2)下端面的铣削用量①确定铣削深度ap：31 单边加工余量Z=5mm，余量不大，一次走刀内切完，则：ap=5mm。（3）拨叉右端面的铣削用量①确定铣削深度ap：单边加工余量Z=5mm，余量不大，一次走刀内切完，则：ap=5mm。（4)拨叉左端面的铣削用量①确定铣削深度ap：单边加工余量Z=5mm，余量不大，一次走刀内切完，则：ap=5mm。如图7-1所示：图7-1铣端面7.2工序3扩Ø22H12孔至Ø20mm(1)确定进给量f及切削速度31 根据(《制造技术课程设计指导》)表5-114，背吃刀量ap=2.5mm,选进给量f=0.5mm/r，切削速度=20m/min(2)确定机床主轴转速：n===318r/min根据CA6140卧式车床（《制造技术课程设计指导》表5-4），按机床实际转速取n=320r/min=20.1m/min(3)铰Ø22H12孔同上查《制造技术课程设计指导》表5-117，背吃刀量=0.15mm,选进给量f=0.5mm/r，切削速度=5m/min.主轴转速n=72r/min。如图7-2所示：图7-2扩孔7.3工序4（1）粗插Ø25H7花键槽①31 粗插，查《制造技术课程设计指导》5-17表,=1.2mm；②查表《制造技术课程设计指导》5-126表，=0.13mm；查《制造技术课程设计指导》5-141表，L4+L5=35mm，L=80+35=115mm。对于插床，k=0.65～0.93，取0.8。查《制造技术课程设计指导》表5-17，V取10m/min。③查表5-141，L4+L5=35mm，L=80+35=115mm。对于插床有：==mm/min≈48mm/min④槽深度h=3mm，H=3+1=4mm。（2）精插Ø25H7花键槽①查《制造技术课程设计指导》5-126表，=0.13mm；查《制造技术课程设计指导》5-141表，L4+L5=35mm，L=80+35=115mm。对于插床，k=0.65～0.93，取0.8。查《制造技术课程设计指导》表5-17，V取10m/min。==mm/min≈48mm/min②槽深度h=3mm，H=3+1=4mm。精插Tj2==min=0.07min，3个槽则=3×0.07=0.21min如图7-3所示：31 图7-3插键7.4工序5（1）粗铣拨叉脚槽粗铣槽宽为18mm，深为35mm的槽，保证尺寸为17mm×34.5mm，槽宽单边加工余量为Z=9mm，选用X61卧式铣床，使用专用铣床夹具。①选择刀具：根据《机械制造技术课程设计指导》表5-9，选择Ø16的锥柄键槽铣刀。②确定铣削深度：由于槽深为35mm，宽为18mm，加工余量比较大，故分三次走刀粗铣完，则：ap=3mm。（2）精铣拨叉脚槽在粗铣的基础上，保证尺寸为18mm×35mm31 ，槽宽单边加工余量为Z=0.5mm，铣削深度ap=0.5mm。①选择刀具：根据《机械制造技术工艺手册》表3.1-33，选择Ø16的立铣刀，齿数为4。②确定每齿进给量:根据《现代工艺方法》表1.2-10，在X61铣床功率为4.5kw（参看《机械制造技术设计工艺手册》表4.2-35），工艺系统刚性为中等，用高速钢立铣刀加工时，选择每齿进给量=0.10mm/z③选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：根据《机械制造技术设计切削手册》表3.7，立铣刀后刀面最大磨损量为0.6mm，根据表3.8立铣刀直径Ø16的最大刀具耐用度T=60min。④确定切削速度：可根据《机械制造技术设计切削手册》表3.14直接查出：=15m/min，n=299r/min,vf=76mm/min。如图7-4所示：31 图7-4铣脚槽7.5工序6（1）加工条件①工件材料：铸刚HT40，硬度174～207HBS；②工件尺寸：宽30mm，长40mm平面；③机床选择：选择X51立式铣床，用端铣刀粗铣；④机床功率：4.5kw。（2）确定切削用量①选择刀具根据《机械制造技术设计工艺手册》表3.1-27，选择用YG6硬质合金端铣刀，铣刀外径d0=100mm，铣刀齿数Z=10②确定铣削深度ap：由于单边加工余量为3mm，余量不大，故一次走刀内切完，则：ap=3mm③确定每齿进给量:31 由《机械制造技术切削手册》表3.5，在X51铣床功率为4.5kw，用硬质合金铣刀加工时，选择每齿进给量=0.14～0.24mm/z，现取：=0.18mm/z④选择铣刀磨钝标准及刀具耐用度：根据《切削手册》表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.0～1.5mm，现取1.2mm，根据《机械制造技术切削手册》表3.8，铣刀直径d0=100mm的硬质合金端铣刀的耐用度T=180min。⑤确定切削速度：根据《切削手册》表3.16可以查，由ap=3mm，=0.14mm/z，查得：=110mm/z,n=352mm/z,vf=394mm/z。根据X51型立铣床说明书（表4.2-35）=380r/minvfc=400mm/min(横向)如图7-5所示：图7-5精铣端面（台阶）31 7.6工序7钻2×M8螺纹孔和直径为5mm的锥孔,钻到直径为5mm步骤如下：①确定进给量f根据表《切削手册》5-113，取f=0.015d。=0.015×5mm/r=0.075mm/r，根据Z525钻床实际进给量取f=0.10mm/r。②确定切削速度按《切削手册》表5-113，取=20m/min③确定机床主轴转速nn==r/min≈1274r/min根据《切削手册》表5-4，按机床实际转速取n=960r/min实际切削速度=15m/min。如图7-6所示31 图7-6钻螺纹孔31 致谢感谢我的导师***老师，本设计是在我的导师****；**老师的悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，***老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。在此谨向****老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。　　在此，我还要感谢这三年教过我的所有任课老师；他们严谨细致、一丝不苟的教学作风一直是我学习中的榜样；他们循循善诱的教导和不拘一格的思路给我无尽的启迪。　　在设计即将完成之际，我的心情无比感激，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们!参考文献[1]刘长青.机械制造课程设计指导.武汉：华中科技大学出版社，2007[2]刘长青.机械制造技术.武汉：华中科技大学出版社，2005[3]赵瑾.互换性与测量技术基础.武汉：华中科技大学出版社，2006[4]姜全新.机械制图.武汉：华中科技大学出版社，200531 [5]蔡南武.机械设计基础.武汉：华中科技大学出版社，2005[6]李益民.机械制造工艺设计简明手册.北京：机械工业出版社，2004[7]蔡南武.机械设计基础.武汉：华中科技大学出版社，2005[8]蔡南武.机械设计基础.武汉：华中科技大学出版社，2005[9]吴宗泽,罗圣国.机械设计手册.北京：高等教育出版社，1999[10]薛源顺.机床夹具设计.北京：机械工业出版社，2004河南质量工程职业学院毕业设计（论文）评审表一（指导教师用）班级：姓名：学号：评价内容具体要求分值评分调查论证1031 能独立查阅文献和调研；能提出并较好地论述课题的实施方案；有收集、加工各种信息及获取新知识的能力。实验方案设计与实验技能能正确设计实验方案，独立进行实验工作。20分析与解决问题的能力能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题；能正确处理实验数据；能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。20工作量与工作态度按期圆满完成规定的任务，工作量饱满，难度较大；工作努力，遵守纪律；工作作风严谨务实。20质量综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结构严谨合理；实验正确，分析处理科学；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；论文结果有应用价值。20创新工作中有创新意识；对前人工作有改进或突破，或有独特见解。10成绩10031 指导教师评语：指导教师签名：年月日河南质量工程职业学院毕业设计（论文）评审表二（评阅人用）班级：姓名：学号：评价内容具体要求分值评分资料利用查阅文献有一定广泛性；有综合归纳资料的能力和自己的见解。1531 论文质量综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结果严谨合理；实验正确，分析处理科学；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；论文结果有应用价值。50工作量、难度工作量饱满，难度较大。25创新对前人工作有改进或突破，或有独特见解。10成绩10031 评阅人评语：评阅人签名：年月日注：各专业可根据自己的具体情况，制定出适合本专业的毕业设计（论文）的具体要求和评分标准。河南质量工程职业学院毕业设计（论文）答辩情况记录（答辩委员会或答辩小组用）班级：姓名：学号：答辩题目对学生回答问题的评语正确基本正确经提示回答不正确未回答31 31 答辩委员会（或小组）评语：成绩：答辩负责人签名：年月日河南质量工程职业学院毕业设计（论文）总成绩评定表班级姓名学号设计（论文）题目成绩指导教师评分评阅人评分答辩评分总成绩31 系毕业设计（论文）领导小组审核意见：小组组长签名：年月日注：毕业设计（论文）总成绩中，指导教师评分占40%，评阅人评分占20%，答辩评分占40%。31