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中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 目 錄 1零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定…………………………………… 1 1.1零件的作用………………………………………………………………… 1 1.2零件的工藝分析…………………………………………………………… 1 1.3確定零件的生產(chǎn)類型……………………………………………………… 1 2確定毛胚類型繪制毛胚簡(jiǎn)圖……………………………………………… 1 2.1選擇毛胚…………………………………………………………………… 1 2.2確定毛胚尺寸和機(jī)加工余量……………………………………………… 1 2.3鑄件毛胚圖………………………………………………………………… 2 3工藝規(guī)程設(shè)計(jì)………………………………………………………………… 2 3.1定位基準(zhǔn)的選擇…………………………………………………………… 2 3.2擬定工藝路線……………………………………………………………… 4 3.3加工設(shè)備及工藝裝備的選用……………………………………………… 6 3.4加工余量、工序尺寸和公差的確定……………………………………… 7 3.5確立切削用量及基本工時(shí)………………………………………………… 8 4專用銑床夾具設(shè)計(jì)………………………………………………………… 13 課程設(shè)計(jì)總結(jié)………………………………………………………………… 17 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………… 17 1零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 1.1零件的作用 副變速撥叉是變速箱換擋機(jī)構(gòu)中的一個(gè)重要零件。撥叉頭以孔套在變速叉軸上，并用銷釘經(jīng)孔與變速叉軸連接，撥叉腳則夾在雙聯(lián)變換齒輪的槽中。當(dāng)需要變速時(shí)，操作變速桿，變速操作機(jī)構(gòu)就通過撥叉頭部的操作槽帶動(dòng)撥叉與變速撥叉軸一起在變速箱中滑移，撥叉腳撥動(dòng)雙聯(lián)變換齒輪在花鍵軸上滑動(dòng)以改換檔位。 1.2零件的工藝分析 由零件圖可知，其材料為KTH350-10該材料具有一定的強(qiáng)度、剛度和韌性，易于鍛造、鑄造加工。 該零件形狀特殊，結(jié)構(gòu)一般復(fù)雜，屬叉桿類零件。撥叉腳兩端面、變速叉軸孔和兩耳內(nèi)表面是重要工作表面，其他表面加工精度均較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達(dá)到加工要求，而主要加工表面雖然加工精度相對(duì)較高，但也可以再正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量地加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。 該零件的主要加工表面為撥叉腳兩端面、變速叉軸孔和鎖銷孔，在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)重點(diǎn)予以保證。 1.3確定零件的生產(chǎn)類型 按照教學(xué)要求，該副變速撥叉的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。 2確定毛胚類型繪制毛胚簡(jiǎn)圖 2.1選擇毛胚 根據(jù)零件材料為KTH350-10，零件結(jié)構(gòu)一般復(fù)雜，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，確定毛胚為鑄件。毛胚的鑄造方法選用砂型機(jī)器造型，由于孔需鑄出，故還應(yīng)安放型芯，此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時(shí)效。 2.2確定毛胚尺寸和機(jī)加工余量 1. 鑄件尺寸公差等級(jí) 根據(jù)鑄件采用砂型機(jī)器造型，材料為可鍛黑鑄鐵，其加工表面的鑄造尺寸精度等級(jí)由《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)（高等教育版）》（以下簡(jiǎn)稱參考一）表2.8查得加工余量等級(jí)為G，鑄件尺寸公差等級(jí)為CT8-CT10，取CT8。 2. 鑄件機(jī)械加工余量 由參考一表2.7，2.8，2.11確定零件各面加工余量及毛胚尺寸如下表： 主要毛胚尺寸 加工表面 兩件尺寸 加工余量 毛胚尺寸 公差CT 撥叉頭孔 14mm 雙側(cè)余量一半 2.0mm 10mm 1.0mm 兩耳內(nèi)表面 14mm 雙側(cè)余量一半 2.0mm 10mm 1.0mm 撥叉腳兩端面 6mm 雙側(cè)余量一半 2.0mm 10mm 1.0mm 撥叉腳內(nèi)表面 40mm 雙側(cè)余量一半 2.0mm 36mm 1.0mm 撥叉頭左右端面 70mm 雙側(cè)余量一半 2.0mm 74mm 1.0mm 2.3鑄件毛胚圖 零件毛胚圖一般包括鑄造毛胚形狀、尺寸及公差、加工余量與工藝余量、鑄造斜度及圓角、分型面、澆冒口殘根位置、工藝基準(zhǔn)及其他有關(guān)技術(shù)要求等。根據(jù)主要毛胚尺寸，該鑄件毛胚圖如下圖（一）圖（二）所示 3工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)。 1. 精基準(zhǔn)的選擇 叉軸孔的軸線是撥叉腳兩端面和兩耳內(nèi)表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，撥叉頭左端面是撥叉軸方向上的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。選用叉軸孔的軸線和撥叉頭左端面做精基準(zhǔn)定位加工撥叉腳兩端面和兩耳內(nèi)表面，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合，保證了被加工表面的垂直度要求。另外，由于撥叉 圖（一） 圖（二） 件剛性較差，受力易產(chǎn)生變形，選用撥叉頭左端面做精基準(zhǔn)，夾緊力作用在撥叉頭的右端面上，可避免在機(jī)械加工中產(chǎn)生夾緊變形，加緊穩(wěn)定可靠。 2. 粗基準(zhǔn)的選擇 選擇變速叉軸孔的外圓面和撥叉頭右端面做粗基準(zhǔn)。采用的外圓面定位內(nèi)孔可保證孔的壁厚均勻；采用撥叉頭右端面做粗基準(zhǔn)加工左端面，可以為后續(xù)準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。 3.2擬定工藝路線 工藝路線的擬定是制定工藝規(guī)程的總體布局，包括確定加工方法劃分加工階段決定工序的集中與分散、加工順序的安排以及安排熱處理、檢驗(yàn)及其他輔助工序（去毛刺、倒角等）。他不但影響加工的質(zhì)量和效率，而且影響工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、設(shè)備投資、車間面積、生產(chǎn)成本等。 因此擬定工藝路線是制定工藝規(guī)程的關(guān)鍵性一步，必須在充分調(diào)查研究的基礎(chǔ)上提出工藝方案，并加以分析比較，最終確定一個(gè)最經(jīng)濟(jì)合理的方案。 1. 表面加工方法的確定 根據(jù)零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度要求，查參考一表2.25平面加工方案的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度；查參考一表2.24孔加工方案的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度，確定變速副撥叉零件各表面的加工方法，如下表所示： 各表面加工方案 加工表面 尺寸及偏差/mm 尺寸精度等級(jí) 表面粗糙度/ 加工方案 撥叉頭孔 IT9 3.2 粗鏜-半精鏜 兩耳內(nèi)表面 IT13 12.5 粗銑 撥叉腳兩端面 IT12 6.3 粗銑 撥叉腳內(nèi)表面 IT12 12.5 粗銑 撥叉頭左端面 70 IT12 25 粗銑 撥叉頭右端面 70 IT12 25 粗銑 鎖銷孔 IT12 25 鉆 2.加工階段的劃分 該副變速撥叉加工質(zhì)量較高，可將加工階段劃分為粗加工、半精加工幾個(gè)階段。在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)（撥叉頭左端面和叉軸孔）準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑撥叉頭右端面、兩耳內(nèi)表面、撥叉腳兩端面、撥叉腳內(nèi)表面。在半精加工階段，完成撥叉頭孔的鏜和軸銷孔的鉆加工。 3. 工序的集中與分散 選用工序集中原則安排撥叉的加工工序。該撥叉的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用萬能型機(jī)床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時(shí)間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對(duì)位置精度要求。 4. 工序順序的安排 （1）機(jī)械加工工序 遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)——撥叉頭左端面和叉軸孔；遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序；遵循“先主后次”原則，先加工主要表面——叉軸孔和撥叉腳兩端面，后加工次要表面——兩耳內(nèi)表面、撥叉腳兩內(nèi)表面；遵循“先面后孔”原則，先加工撥叉頭端面再加工叉軸孔，先加工兩耳內(nèi)表面再鉆銷軸孔。由此初擬定副變速撥叉機(jī)械加工工序安排，如下： 副變速撥叉機(jī)械加工工序安排（初擬） 工序號(hào) 工序內(nèi)容 簡(jiǎn)要說明 10 粗銑撥叉頭兩端面 “先基準(zhǔn)后其他” 20 粗鏜、半粗鏜孔（主要表面） “先面后孔”“先主后次” 30 銑撥叉腳兩端面（主要表面） “先主后次” 40 銑撥叉腳內(nèi)表面（次要表面） “先主后次” 工序號(hào) 工序內(nèi)容 簡(jiǎn)要說明 50 銑兩耳內(nèi)表面（次要表面） “先主后次” 60 鉆孔（次要表面） “先面后孔” （2）輔助工序 在鏜孔后應(yīng)安排倒角，在鉆孔完成后應(yīng)安排去毛刺、清洗和終檢工序。 綜上所述，該變速副撥叉工序的安排順序?yàn)椋夯鶞?zhǔn)加工——主要表面加工——次要表面加工。 5. 確定工藝路線圖 在綜合考慮工藝順序安排原則的基礎(chǔ)上，擬定撥叉的機(jī)械加工工藝路線，見下圖： 變速副撥叉機(jī)械加工工藝路線（修改后） 工序號(hào) 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 10 粗銑撥叉頭兩端面 端面、mm孔、撥叉腳內(nèi)表面 20 粗鏜、半粗鏜、倒角孔 右端面、mm、撥叉腳內(nèi)表面 30 銑撥叉腳兩端面 左端面、mm 40 銑撥叉腳內(nèi)表面 左端面、mm、撥叉腳內(nèi)表面 50 銑兩耳內(nèi)表面 左端面、mm、撥叉腳內(nèi)表面 60 鉆孔 左端面、mm、撥叉腳內(nèi)表面 70 去毛刺 80 校正撥叉腳 90 清洗 100 終檢 3.3加工設(shè)備及工藝裝備的選用 機(jī)床和工藝裝備的選擇應(yīng)在滿足零件加工工藝的需要和可靠地保證零件加工質(zhì)量的前提下，與生產(chǎn)批量和生產(chǎn)節(jié)拍相適應(yīng)，并應(yīng)優(yōu)先考慮采用標(biāo)準(zhǔn)化的工藝裝備和充分利用現(xiàn)有條件，以降低生產(chǎn)準(zhǔn)備費(fèi)用。 副變速撥叉的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以選用高效的專用設(shè)備和組合機(jī)床，也可選用通用設(shè)備，所選用的夾具均為專用夾具。根據(jù)參考一表3.6立式銑床各種型號(hào)及主要參數(shù)、表4.16銑刀的種類用途、表4.2孔加工刀具的類型及應(yīng)用、表4.38游標(biāo)卡尺，各工序加工設(shè)備及工藝裝備的選用見下表： 加工設(shè)備及工藝裝備 工序號(hào) 工序內(nèi)容 加工設(shè)備 工藝裝備 10 粗銑撥叉頭兩端面 立式銑床X51 高速鋼套式銑刀、游標(biāo)卡尺 20 粗鏜、半粗鏜、倒角孔 立式銑床X51 鏜刀、卡尺、錐柄圓柱塞規(guī) 30 銑撥叉腳兩端面 立式銑床X51 高速鋼套式銑刀、游標(biāo)卡尺 40 銑撥叉腳內(nèi)表面 立式銑床X51 高速直齒三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺 50 銑兩耳內(nèi)表面 立式銑床X51 高速直齒三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺 60 鉆孔 立式鉆床Z525 麻花鉆、游標(biāo)卡尺、錐柄圓柱塞規(guī) 70 去毛刺 鉗工臺(tái) 80 校正撥叉腳 鉗工臺(tái) 手錘 90 清洗 清洗機(jī) 100 終檢 塞規(guī)、百分尺、卡尺等 3.4加工余量、工序尺寸和公差的確定 1.工序10——粗銑撥叉頭兩端面 以右端面定位，粗銑左端面，銑削量2mm，以左端面定位，粗銑右端面，銑削量為2mm。 2. 工序20——粗鏜、半粗鏜孔 鑄造后雙側(cè)余量一半為2mm，粗鏜雙側(cè)余量3mm，半精鏜雙側(cè)余量1mm。 3. 工序30——銑撥叉腳兩端面 鑄造后雙側(cè)余量一半為2mm粗銑雙側(cè)余量4mm。 4.工序40——銑撥叉腳內(nèi)表面 鑄造后雙側(cè)余量一半為2mm粗銑雙側(cè)余量4mm。 5.工序50——銑兩耳內(nèi)表面 鑄造后雙側(cè)余量一半為2mm粗銑雙側(cè)余量4mm。 6. 工序60——鉆孔 一次鉆孔。 3.5確立切削用量及基本工時(shí) 1.工序10——粗銑撥叉頭兩端面 該工序分兩個(gè)公步，公步1是以右端面定位，粗銑左端面；工步2是以左端面定位，粗銑右端面，它們所選用的背吃刀量、切削速度和進(jìn)給量是一樣的。 （1）背吃刀量 由于切削量較小，故選擇 ==2mm。一次走刀即可完成。 （2）進(jìn)給量 X51型立式銑床功率為4.5KW，查參考一表5.8高速鋼套式面銑刀粗銑平面進(jìn)給量，按機(jī)床、工件、夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進(jìn)給量取為0.08mm/z。 （3）銑削速度 由本工序采用高速鋼整體銑刀、=40mm，齒數(shù)=12。查參考一表5.8高速鋼整體銑刀銑削速度，確定銑削速度=44.9m/min，則 ==357.3r/min 由本工序采用X51型立式銑床，查參考一表3.6，取轉(zhuǎn)速=380r/min，故實(shí)際切削速度 ==47.7m/min 當(dāng)=380r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量==364.8mm/min 也可根據(jù)參考一表3.7查得機(jī)床的進(jìn)給量為300mm/min。 （4）基本工時(shí) 由于該工序包括兩個(gè)工步，每個(gè)工步的基本加工時(shí)間計(jì)算查參考一表5.41銑削基本時(shí)間計(jì)算，。確定=14mm,=2mm，=24mm；則該工序的基本時(shí)間為 ， 則該工序基本工時(shí)為16s。 2.工序20——粗鏜、半粗鏜、倒角孔 該工序分為三個(gè)工步： （1）粗鏜孔工步 取背吃刀量=1.5mm，查參考一表5.57高速鋼鏜刀鏜孔的切削用量得，切削速度取=35m/min,進(jìn)給量取=0.8mm/r,則 = =1114r/min 由本工序采用X51立式銑床，取轉(zhuǎn)速 =1225r/min,故實(shí)際切削速度為 =m/min=38.46m/min （2）半鏜孔工步 取背吃刀量=0.5，查參考一表5.57高速鋼鏜刀鏜孔的切削用量得，切削速度去=20m/min，進(jìn)給量取0.2mm/r,則 ==490r/min 又本工序采用X51立式銑床，取轉(zhuǎn)速=490r/min,故實(shí)際切削速度為=20m/min。 （4）基本工時(shí) 由參考一表5.37鏜孔基本時(shí)間的計(jì)算，因此粗鏜工步基本工時(shí)為11s，半精鏜工步基本工時(shí)為46s。 3. 工序30——銑撥叉腳兩端面 該工序分兩個(gè)公步，公步1是粗銑撥叉腳左端面；工步2是粗銑撥叉腳右端面。它們所選用的背吃刀量、切削速度和進(jìn)給量是一樣的。 （1）背吃刀量 由于切削量較小，故選擇 ==2mm。一次走刀即可完成。 （2）進(jìn)給量 X51型立式銑床功率為4.5KW，查參考一表5.8高速鋼套式面銑刀粗銑平面進(jìn)給量，按機(jī)床、工件、夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進(jìn)給量取為0.08mm/z。 （3）銑削速度 由本工序采用高速鋼整體銑刀、=40mm，齒數(shù)=12。查參考一表5.8高速鋼整體銑刀銑削速度，確定銑削速度=44.9m/min，則 ==357.3r/min 由本工序采用X51型立式銑床，查參考一表3.6，取轉(zhuǎn)速=380r/min，故實(shí)際切削速度 ==47.7m/min 當(dāng)=380r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量==364.8mm/min 也可根據(jù)參考一表3.7查得機(jī)床的進(jìn)給量為300mm/min。 （4）基本工時(shí) 由于該工序包括兩個(gè)工步，每個(gè)工步的基本加工時(shí)間計(jì)算查參考一表5.41銑削基本時(shí)間計(jì)算，，確定=14mm,=2mm，=62mm；則該工步的基本時(shí)間為，該工序基本工時(shí)為32s。 4. 工序40——銑撥叉腳內(nèi)表面 該工序分兩個(gè)公步，公步1是粗銑撥叉腳左內(nèi)表面；工步2是粗銑撥叉腳右內(nèi)表面，它們所選用的背吃刀量、切削速度和進(jìn)給量是一樣的。 （1）背吃刀量 由于切削量較小，故選擇 ==2mm。一次走刀即可完成。 （2）進(jìn)給量、銑削速度 X51型立式銑床功率為4.5KW，查《機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)（第三版）》下文簡(jiǎn)稱參考二表14-77高速鋼整體三面刃銑刀銑平面及凸臺(tái)的切屑速度采用直齒三面刃銑刀、=68mm，齒數(shù)=16，每齒進(jìn)給量=0.08mm,銑削速度=49m/min，則 ==229.5r/min 由本工序采用X51型立式銑床，查參考一表3.6，取轉(zhuǎn)速=210r/min，故實(shí)際切削速度 ==44.8m/min 當(dāng)=210r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量==268.8mm/min 也可根據(jù)參考一表3.7查得機(jī)床的進(jìn)給量為250mm/min。 （3）基本工時(shí) 由于該工序包括兩個(gè)工步，它們所選用的背吃刀量、切削速度和進(jìn)給量是一樣的，所以兩工步基本工時(shí)也相同。偏角，查參考一表5.41銑削基本時(shí)間計(jì)算，，，確定=14mm,=2mm，=6mm；則每個(gè)工步工序的基本時(shí)間為 ，該工序基本工時(shí)為10s。 5. 工序40——銑兩耳內(nèi)表面 該工序分兩個(gè)公步，工步一是粗銑左耳內(nèi)表面，工步二是粗銑右耳內(nèi)表面，由于它們的機(jī)械加工余量，粗糙度要?dú)庀嗤?，因此它們所選用的背吃刀量、切削速度和進(jìn)給量是一樣的。 （1）背吃刀量 由于切削量較小，故選擇 ==2mm。一次走刀即可完成。 （2）進(jìn)給量、銑削速度 X51型立式銑床功率為4.5KW，查《機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)（第三版）》下文簡(jiǎn)稱參考二表14-77高速鋼整體三面刃銑刀銑平面及凸臺(tái)的切屑速度采用直齒三面刃銑刀、=68mm，齒數(shù)=16，每齒進(jìn)給量=0.08mm,銑削速度=49m/min，則 ==229.5r/min 由本工序采用X51型立式銑床，查參考一表3.6，取轉(zhuǎn)速=210r/min，故實(shí)際切削速度 ==44.8m/min 當(dāng)=210r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量==268.8mm/min 也可根據(jù)參考一表3.7查得機(jī)床的進(jìn)給量為250mm/min。 （3）基本工時(shí) 由于該工序包括兩個(gè)工步，它們所選用的背吃刀量、切削速度和進(jìn)給量是一樣的，所以兩工步基本工時(shí)也相同。偏角，查參考一表5.41銑削基本時(shí)間計(jì)算，，，確定=14mm,=2mm，=15mm；則每個(gè)工步工序的基本時(shí)間為 ，該工序基本工時(shí)為16s。 6.鉆孔 （1）切削用量 由工件材料為KTH350-10、孔mm、查參考二表10-22麻花鉆，選定直徑的麻花鉆，查參考一表5.19高速鋼麻花鉆鉆削碳鋼的切削用量得，切削速度=20m/min，進(jìn)給量=0.20mm/r，取=8.7mm，則 =r/min=732.1r/min 由本工序采用Z525型立式鉆床，由表3.17得，轉(zhuǎn)速=680r/min，故實(shí)際切削速度為 ==18.58m/min （2）基本工時(shí) 由參考一表5.39，工步，則該工序的基本時(shí)間為 課程設(shè)計(jì)總結(jié) 本次課程設(shè)計(jì)使我感受到了要做一名優(yōu)秀的工藝設(shè)計(jì)師不是一件容易的事，這需要我們把學(xué)到的各門知識(shí)有機(jī)的聯(lián)系起來。經(jīng)歷了此次課程設(shè)計(jì)，我明白了首先要從全局著手，否則會(huì)弄得顧此失彼，辛辛苦苦做得方案到最后一步時(shí)才發(fā)現(xiàn)不合理于是又得從頭開始。這次設(shè)計(jì)課也鍛煉了我的查表的能力，因?yàn)檎麄€(gè)設(shè)計(jì)過程幾乎是一個(gè)查表的過程，總之不查表就無設(shè)計(jì)可言，因此每天就得翻閱各種設(shè)計(jì)手冊(cè)，這為我將來的工作打下了基礎(chǔ)。天氣變得寒冷起來為了能趕的上進(jìn)度所以每天要堅(jiān)持工作，這在無形中鍛煉了我的吃苦精神?？傊@次課程設(shè)計(jì)使我受益匪淺。 參考文獻(xiàn) （1） 尹成湖.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì).北京.高等教育出版社， 2009.3 （2）艾興，肖詩綱.切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社 （3）李益明.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè).哈爾濱.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版 （4）機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)（第三版） １５