尾座体课程设计说明书

一、尾座体的工艺分析及生产类型的确定1.尾座体的用途 该零件主要作用是安装在机床工作台上用于固定顶尖的，17H6的孔与顶尖研配，底面和75斜面与磨床工作台相连，通过14mm孔用螺栓将“尾座体”紧固在工作台上。圆柱体形有一个17H6的通孔，并且上面有一个M6的螺纹孔，顶尖穿过17H6孔，拧紧螺钉即可达到固定顶尖的作用。2.尾座体的技术要求 表 1.1尾座体零件技术要求表加工表面尺寸及偏差mm公差及精度等级表面粗糙度Ra/um形位公差/mm35左右端面80IT126.317孔 17H6IT70.40.003/ 0.004/0.005A/0.005B14孔14IT1212.526孔沉孔26IT1212.5底面AIT71.6底面槽IT1212.5斜面B与底面A成75IT71.6底部右端面IT126.3右底面IT1212.5该零件形状特殊、结构简单，但是由于它要安装在磨床工作台上面，部分配合表面要求的加工精度比较高；对于17孔因为要与顶尖配合，而顶尖中心线又要与磨床的主轴中心线重合，以保证工件的外圆柱度，所以17孔德内表面粗糙度要求比较低，并且形位公差都有要求；对于底面A和斜面B要与机床工作台配合，所以表面精度要求也较高。以上这两个部位是这个零件的主要加工面。1) 审查尾座体的工艺性 分析零件图可知，35圆柱体两端面、40凸台面、26沉孔面、底面槽、底部右端面和底部端面均需要铣削加工，由于粗糙度精度不是很高，通过铣削的粗加工即可达到加工要求；对于上面技术要求分析的两个主要加工表面，因为精度要求都比较高，并参与配合，所以需要精加工或超精加工才能满足工艺要求。综合分析该零件的工艺性能较好。2) 确定尾座体的生产类型 该零件的年产量只有5000件，可确定该零件的生产类型为中批量生产。二、确定毛坯、绘制毛坯简图1、 选择毛坯 零件材料为HT200，硬度为170241HB，考虑零件的形状，由于零件年产量为5000件，属于中批量生产水平，金属模机器造型生产率较高、铸件精度高、表面质量与机械性能均好，并且适合批量生产规模所以对于尾座体毛坯可采用这种方法制作，此外为消除参与应力还应安排人工时效。2、 确定机械加工余量和毛坯的尺寸（1） 、35圆柱体两端面的粗糙度Ra达到6.3um，需要粗铣和精铣加工，取粗加工单边余量为4mm，精加工单边余量为1mm，所以要求铸件的尺寸为90mm。（2） 、14孔、26沉孔、的各个表面粗糙度Ra只有12.5um，只需一次粗加工即可达到要求，所以毛坯只需铸造一个直径40的凸台即可。（3） 、底面A和斜面B的粗糙度Ra达到1.6um，需要粗加工、半精加工、精加工和配刮才能达到技术要求，取粗加工余量为3mm，半精加工1.3mm，精加工0.67mm，配刮0.03mm，则底面的尺寸为110mm；右端面粗糙度为6.3，经过粗加工和精加工即可，确定粗加工余量为3mm，精加工1mm，左右端面尺寸为156mm；粗糙度为12.5的下端面，经过粗加工即可，去加工余量为3mm，则此底面与上端面的尺寸为31mm；斜面的尺寸为20mm。 毛坯图各个尺寸参考附图2号图纸。三、 拟定尾座体工艺路线1、 定位基准的选择第5章 、精基准的选择 根据该尾座体零件可知，17孔、底面A和斜面B都有很高的技术要求和装配要求，加工17孔时要选择A、B面作为精基准，它们机试设计基准又是装配基准符合基准重合原则，在加工其他面或孔时也选择A、B面作为精基准，符合基准统一原则。第6章 、粗基准的选择 粗基准的选择要求表面大和平整，可选择底面、90mm的两个端面和右端面作为粗基准。分别加工AB面，为后面的工序准备好精基准。 考虑到A、B面和17孔之间有着很高的形状位置公差要求，所以在加工过程中考虑到互为基准原则。2、 表面加工方法的确定根据零件图上的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工表面的加工方法，如下：35圆柱体左右端面 Ra=6.3um 粗铣精铣；底面A和斜面B Ra=1.6um 粗铣半精铣精铣配刮；右端面 Ra=6.3um 粗铣精铣；最底面 Ra=12.5um 粗铣；2X2的槽 粗铣；17孔 Ra=0.4um 钻扩铰镗研配；14孔 Ra=12.5um 钻孔； 26沉孔 Ra=12.5um 锪孔；3、 加工阶段的划分 该尾座体的部分表面质量要求较高，根据粗糙度的值可以划分成粗加工、半精加工、精加工和研磨或配刮几个阶段。 在粗加工阶段，首先将精基准（底面A和斜面B）准备好，是后续工序都可以采用精基准定位加工，保证其他加工表面的精度要求；然后粗加工右端面，14孔和26沉孔圆柱体左右端面以及A、B面；在半精加工阶段，完成圆柱体的左右端面和右端面加工，钻、扩、铰17孔以及A、B面；在精加工阶段，进行A、B面的加工，和镗17孔，以保证它的形位公差；最后在对A、B面配刮和17孔的研磨，完成整个零件的加工过程。4、 工序顺序的安排（1） 、机械加工工序 遵循先基准后其他原则，首先加工精基准A、B两个面； 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A、B面，后加工次要表面右端面和圆柱体左右端面； 遵循先面后孔原则，先加工底面A和斜面B，后加工孔17和14，再加工螺纹孔M6。（2） 、辅助工序 在粗加工之前安排对铸件的清洗和检验工序；精加工后，安排去毛刺和终检工序。综上所述，该零件工序的安排顺序为：精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的半精加工和次要表面加工主要表面精加工。（3） 、确定工艺路线在考虑上述工序顺序安排原则的基础上，列出尾座体的工艺路线表。表31 工艺路线及设备、工装的选用工序号工序名称机床设备刀具02粗铣、半精铣底面A、斜面B，Ra12.5底面卧式铣床X6175燕尾铣刀04铣右端面卧式铣床X61端铣刀06粗铣圆柱体左右端面卧式双面铣床端铣刀08精铣圆柱体左右端面卧式双面铣床端铣刀10铣底面Ra=12.5的槽卧式铣床X61端铣刀12钻14孔、锪26沉孔Z525钻床麻花钻、14钻、扩、铰17孔、锪1X45倒角Z525钻床麻花钻、扩孔钻、铰刀、锪刀16钻M6螺纹底孔、攻M6螺纹Z525钻床麻花钻20铣2X2槽卧式铣床X61铣刀22精铣底面A和斜面B卧式铣床X6175燕尾铣刀24镗17孔镗床TS4132镗刀26配刮底面A和斜面B钳工台刮刀28研磨17孔内表面钳工台30去毛刺钳工台锉刀32终检四、 机床设备及工艺装备的选用1、 机床设备的选用 在批量生产条件下可以选用高效的专用设备和组合机床，也可选用通用设备。所选通用设备及组合机床都应提出机床特征，参照表31所示。2、工艺装备的选用工艺装备主要包括刀具、夹具和量具。铣平面和端面的铣刀刀具材料均选用高速钢刀具，麻花钻、扩孔钻，铰刀、锪刀、刨刀材料选择高速钢，镗刀选用硬质合金刀具。再加工过程中主要用到的量具有游标卡尺、卡规、塞规、深度游标卡尺、内径千分尺、百分表等。 该零件的生产类型为中批量生产，所选用的夹具均为专用夹具。五、 切削用量、时间定额的计算（一）切削用量的计算1、加工圆柱体左右端面的切削用量粗铣（1）、被吃刀量的确定 选被吃刀量 =4mm。（2）、进给量的确定 由表57，按机床功率为5-10kW、工件夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每次进给量 f=0.02mm/z。（3）、铣削速度的计算 由表5-9，按整体铣刀、d/z=68/10条件选取，铣削速度v=39.2m/min。由公式n=1000v/3.14d可求的该工序铣刀转速，n=1000*39.2/3.14*68=183.59r/min，参照表4-18所列X61型卧式万能铣床的主轴转速，取转速n=160r/min.再将此转速带入公式，可求的该工序的实际铣削速度v=3.14nd/1000=3.14*160*68/1000=34.16m/min.精铣（1）、被吃刀量的确定 选被吃刀量 =1mm。（2）、进给量的确定 由表57，按机床功率为5-10kW、工件夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每次进给量 f=0.2mm/z。（3）、铣削速度的计算 由表5-9，按整体铣刀、d/z=68/10、 =0.08mm/z条件选取，铣削速度v=56.7m/min。由公式n=1000v/3.14d可求的该工序铣刀转速，n=1000*56.7/3.14*68=265.55r/min，参照表4-18所列X61型卧式万能铣床的主轴转速，取转速n=255r/min.再将此转速带入公式，可求的该工序的实际铣削速度v=3.14nd/1000=3.14*255*68/1000=54.45m/min.2、钻、扩、铰17孔的切削用量钻孔工步（1）、被吃刀量的确定 选被吃刀量 =15mm。（2）、进给量的确定 由表5-22，选取该工步的每转进给量 f=0.2mm/r。（3）、切削速度的计算 由表5-22，取切削速度v=17m/min。有公式n=1000v/3.14d=1000*17/3.14*15=361r/min.参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=392r/min。再将此转速带入公式可求的该工步的实际钻削速度v=3.14nd/1000=18.46m/min.扩孔工步（1）、被吃刀量的确定 选被吃刀量 =1mm。（2）、进给量的确定 由表5-22，选取该工步的每转进给量 f=0.8mm/r。（3）、切削速度的计算 由表5-22，取切削速度v=17m/min。有公式n=1000v/3.14d=1000*17/3.14*16=338.4r/min.参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=392r/min。再将此转速带入公式可求的该工步的实际钻削速度v=3.14nd/1000=19.69m/min.铰孔工步（1）、被吃刀量的确定 选被吃刀量 =0.6mm。（2）、进给量的确定 由表5-25，选取该工步的每转进给量 f=0.8mm/r。（3）、切削速度的计算 由表5-25，取切削速度v=11.4m/min。有公式n=1000v/3.14d=1000*11.4/3.14*16.6=218.71r/min.参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=272r/min。再将此转速带入公式可求的该工步的实际钻削速度v=3.14nd/1000=14.18m/min.3、加工底面A和斜面B的切削用量粗铣 （1）、被吃刀量的确定 选被吃刀量 =3mm。（2）、进给量的确定 由表511，选取高速钢立铣刀直径20mm，齿数为5，由被吃刀量为3mm，确定进给量f=0.12mm/z。（3）、铣削速度的计算 由表5-13，按d/z=20/5、 =0.12mm/z条件选取，铣削速度v=35m/min。由公式n=1000v/3.14d可求的该工序铣刀转速，n=1000*35/3.14*20=557.3r/min，参照表4-18所列X61型卧式万能铣床的主轴转速，取转速n=490r/min.再将此转速带入公式，可求的该工序的实际铣削速度v=3.14nd/1000=3.14*490*20/1000=30.77m/min.半精铣（1）、被吃刀量的确定 选被吃刀量 =1.3mm。（2）、进给量的确定 由表511，选取高速钢立铣刀直径20mm，齿数为5，由被吃刀量为1.3mm，确定进给量f=0.08mm/z。（3）、铣削速度的计算 由表5-13，按d/z=20/5、 =0.08mm/z条件选取，铣削速度v=39m/min。由公式n=1000v/3.14d可求的该工序铣刀转速，n=1000*39/3.14*20=621.02r/min，参照表4-18所列X61型卧式万能铣床的主轴转速，取转速n=590r/min.再将此转速带入公式，可求的该工序的实际铣削速度v=3.14nd/1000=3.14*590*20/1000=37m/min.精铣（1）、被吃刀量的确定 选被吃刀量 =0.67mm。（2）、进给量的确定 由表511，选取高速钢立铣刀直径20mm，齿数为5，由被吃刀量为0.67mm，确定进给量f=0.08mm/z。（3）、铣削速度的计算 由表5-13，按d/z=20/5、 =0.08mm/z条件选取，铣削速度v=39m/min。由公式n=1000v/3.14d可求的该工序铣刀转速，n=1000*39/3.14*20=621.02r/min，参照表4-18所列X61型卧式万能铣床的主轴转速，取转速n=590r/min.再将此转速带入公式，可求的该工序的实际铣削速度v=3.14nd/1000=3.14*590*20/1000=37m/min.4、加工右端面的切削用量粗铣 （1）、被吃刀量的确定 选被吃刀量 =3mm。（2）、进给量的确定 由表511，选取高速钢立铣刀直径20mm，齿数为5，由被吃刀量为3mm，确定进给量f=0.12mm/z。（3）、铣削速度的计算 由表5-13，按d/z=20/5、 =0.12mm/z条件选取，铣削速度v=35m/min。由公式n=1000v/3.14d可求的该工序铣刀转速，n=1000*35/3.14*20=557.3r/min，参照表4-18所列X61型卧式万能铣床的主轴转速，取转速n=490r/min.再将此转速带入公式，可求的该工序的实际铣削速度v=3.14nd/1000=3.14*490*20/1000=30.77m/min.精铣（1）、被吃刀量的确定 选被吃刀量 =1mm。（2）、进给量的确定 由表511，选取高速钢立铣刀直径20mm，齿数为5，由被吃刀量为1.3mm，确定进给量f=0.08mm/z。（3）、铣削速度的计算 由表5-13，按d/z=20/5、 =0.08mm/z条件选取，铣削速度v=39m/min。由公式n=1000v/3.14d可求的该工序铣刀转速，n=1000*39/3.14*20=621.02r/min，参照表4-18所列X61型卧式万能铣床的主轴转速，取转速n=590r/min.再将此转速带入公式，可求的该工序的实际铣削速度v=3.14nd/1000=3.14*590*20/1000=37m/min.5、钻14孔、锪26沉孔的切削用量钻14孔的切削用量（1）、被吃刀量的确定 选被吃刀量 =14mm。（2）、进给量的确定 由表5-22，选取该工步的每转进给量 f=0.2mm/r。（3）、切削速度的计算 由表5-22，取切削速度v=17m/min。有公式n=1000v/3.14d=1000*17/3.14*14=386.72r/min.参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=392r/min。再将此转速带入公式可求的该工步的实际钻削速度v=3.14nd/1000=3.14*392*14/1000=17.23m/min.锪26沉孔的切削用量（1）、被吃刀量的确定 选被吃刀量 =26mm。（2）、进给量的确定 由表5-22，选取该工步的每转进给量 f=0.12mm/r。（3）、切削速度的计算 由表5-22，取切削速度v=20m/min。有公式n=1000v/3.14d=1000*20/3.14*26=244.98r/min.参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=272r/min。再将此转速带入公式可求的该工步的实际钻削速度v=3.14nd/1000=3.14*272*26/1000=22.21m/min.6、镗17孔的切削用量（1）、被吃刀量的确定 选被吃刀量 =0.38mm。（2）、进给量的确定 由表5-30，选取该工步的每转进给量 f=0.04mm/r。（3）、切削速度的计算 由表5-30，取切削速度v=70m/min。有公式n=1000v/3.14d=1000*70/3.14*16.98=1312.90r/min.根据金属机械加工工艺人员手册第六章金属切削机床表6-21所列TS4132坐标镗床的主轴转速，取转速n=1300r/min。再将此转速带入公式可求的该工步的实际钻削速度v=3.14nd/1000=69.31m/min.7、铣2X2槽的切削用量 （1）、被吃刀量的确定 选被吃刀量 =2.3mm。（2）、进给量的确定 表5-18按工件材料为铸铁铜合金铣刀直径60切槽宽度为2选取，确定进给量f=0.02mm/z。（3）、铣削速度的计算 由表5-17，按d/z=60/36、 =0.02mm/z条件选取，铣削速度v=40m/min。由公式n=1000v/3.14d可求的该工序铣刀转速，n=1000*40/3.14*60=212.32r/min，参照表4-18所列X61型卧式万能铣床的主轴转速，取转速n=210r/min.再将此转速带入公式，可求的该工序的实际铣削速度v=3.14nd/1000=3.14*210*60/1000=39.57m/min.8、加工M6螺纹的切削用量钻M6螺纹底孔（螺纹的牙型按普通细牙螺距为0.75螺纹加工）（1）、被吃刀量的确定 选被吃刀量 =5.2mm。（2）、进给量的确定 由表5-22，选取该工步的每转进给量 f=0.12mm/r。（3）、切削速度的计算 由表5-22，取切削速度v=16m/min。有公式n=1000v/3.14d=1000*16/3.14*5.2=979.91r/min.参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=960r/min。再将此转速带入公式可求的该工步的实际钻削速度v=3.14nd/1000=3.14*960*5.2/1000=15.67m/min.攻M6螺纹（1）、被吃刀量的确定 选被吃刀量 =0.8mm。（2）、进给量的确定 由表5-22，选取该工步的每转进给量 f=0.1mm/r。（3）、切削速度的计算 由表5-38，取切削速度v=8.9m/min。有公式n=1000v/3.14d=1000*8.9/3.14*6=472.40r/min.参照表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=392r/min。再将此转速带入公式可求的该工步的实际钻削速度v=3.14nd/1000=3.14*392*6/1000=7.39m/min.9、底面Ra=12.5槽的切削用量 （1）、被吃刀量的确定 选被吃刀量 =1.7mm。（2）、进给量的确定 由表511，选取高速钢立铣刀直径20mm，齿数为5，由被吃刀量为1.7mm，确定进给量f=0.12mm/z。（3）、铣削速度的计算 由表5-13，按d/z=20/5、 =0.12mm/z条件选取，铣削速度v=35m/min。由公式n=1000v/3.14d可求的该工序铣刀转速，n=1000*35/3.14*20=557.3r/min，参照表4-18所列X61型卧式万能铣床的主轴转速，取转速n=490r/min.再将此转速带入公式，可求的该工序的实际铣削速度v=3.14nd/1000=3.14*490*20/1000=30.77m/min.（二）、时间定额的计算 基本时间的计算，以粗铣圆柱体左右端面为例说明确定时间的方法。根据表5-43中，面铣刀铣平面的基本时间计算公式，t =（l+l1+l2)/f 可求出该工序的基本时间。式中l=2*35=70mm；l2=2mm；l1=0.5*（80- 80 -35 ）+2=6mm；f =f*n=0.02*10*300=60mm/min。将上述结果带入公式t =（l+l1+l2)/f ，则该工序的基本时间t =（70+6+1）/60=77s六、参考资料1、机械制造技术基础 华中科技大学出版社 熊良山等主编2、机械制造技术基础课程设计指导教程 机械工业出版社 邹青主编3、几何量公差与检测 上海科学技术出版社 甘永立主编机械制造工艺学与机床夹具设计课 程 设 计设计题目： 设 计 者： 所在班级： 指导教师： 提交日期： 安徽农业大学工学院目录机制工艺课程设计任务书 3页第1章 零件分析4页 1.1 零件的作用4页1.2 零件的工艺分析4页1.3 确定零件的生产类型5页第2章 确定毛坯、绘制毛坯简图6页2.1 选择毛坯6页2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量6页2.3 绘制拨叉锻造毛坯简图7页第3章 工艺规程设计8页3.1 定位基准的选择8页3.2 拟订工艺路线8页3.3 加工设备及工艺装备的选用11页3.4 加工余量、工序尺寸和公差的确定12页3.5 切削用量的计算14页3.6 时间定额的计算16页第4章 专用钻床夹具设计20页4.1 夹具设计任务20页4.2 拟定钻床夹具结构方案与绘制夹具草图20页4.3 绘制夹具装配总图22页4.4 夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求22页第5章 设计总结23页参考文献 24页附件25页机制工艺课程设计任务书一、课程设计任务书课程编号课程名称机制工艺与夹具课程设计周数3论文（设计）进度安排指导教师布置课程设计任务。明确设计任务，阅读设计任务书和指导书，收集、借阅有关资料、手册。对零件进行工艺分析，画出零件图；确定毛坯的制造方式，绘制毛坯简图。制定机械加工工艺路线，选择定位基准。选择机床及工、夹、量、刃具，确定加工余量及工序间尺寸与公差，确定切削用量。画出毛坯图，填写工艺过程卡及工序卡。针对指定的一道工序，确定该工序夹具设计方案，选择定位元件，计算所需夹紧力，选择夹紧方案。绘制夹具装配图。绘制夹具零件图。整理设计说明书。答辩、评定成绩。具体设计方法、步骤见机械制造工艺学与机床夹具设计课程设计指导书和机械制造工艺学教材。另外主要参考书目：1机床专用夹具图册2机械制造装备设计3机械制造工艺设计简明手册4机械制造工艺学课程设计指导书5实用机械加工手册6实用机械加工工艺手册论文（设计）内容一、设计题目与要求拨叉的机械加工工艺规程及钻孔攻螺纹夹具设计。年产量为5000件（大批生产）。（零件参考图附后）二、设计内容1对零件进行工艺分析，画零件图；2确定毛坯的制造方式，绘制毛坯简图；3制定零件的机械加工工艺路线，填写机械加工工艺过程卡；4对指定工序，选择机床及工、夹、量、刃具，确定加工余量及工序间尺寸与公差，确定切削用量，填写机械加工工序卡；5对指定工序进行机床夹具设计计算和机构设计，画夹具装配图；6对夹具的一个零件设计零件图；7编写设计计算说明书。要求设计工作要求提交：1零件图 1张（A4）2毛坯图 1张（附在说明书里）3机械加工工艺过程卡 4机械加工工序卡 5夹具结构设计装配图 1张（根据实际情况选择A3或者A2图纸绘制）6夹具结构设计零件图 1张（根据实际情况选择A4或者A3图纸绘制）7课程设计说明书 1份 所有资料最终用档案袋装好上交。二、设计题目与要求如下图所示拨叉零件，材料为45#钢，毛坯为锻件，试编制零件的机械加工工艺规程及设计加工拨叉头螺纹孔的钻床夹具。零件图第1章 零件分析1.1 零件的作用拨叉是拖拉机变速箱的换档机构中的一个主要零件。拨叉头以mm孔套在变速叉轴上，并用螺钉经螺纹孔与变速叉轴联结，拨叉脚则夹在双联变换齿轮的槽中。当需要变速时，操纵变速杆，变速操纵机构就通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移，拨叉脚拨动双联变换齿轮在花键轴上滑动以改换档位，从而改变拖拉机的行驶速度。1.2 零件的工艺分析由零件图1.1可知，其材料为45#钢。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4858HRC；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mm的垂直度要求为0.05mm，其自身的平面度为0.08mm。为保证拨叉在叉轴上有准确的位置，改换档位准确，拨叉采用紧固螺钉定位。螺纹孔的尺寸为。拨叉头两端面和叉脚两端面均要求切削加工，并在轴向方向上均高于相邻表面，这样既减少了加工面积，又提高了换档时叉脚端面的接触刚度；mm孔和孔的端面均为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度；另外，该零件除主要工作表面(拨叉脚两端面、变速叉轴孔mm，其余表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床、攻丝的粗加工就可以达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工出来。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mm(H7)，在设计工艺规程时应重点予以保证。 图1.1（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，备品率%和废品率%分别取3%和0.5%，零件年产量为N=8000台年1件台(1+3%)(1+0.5%)=8281.2件年拨叉属轻型零件，该拨叉的生产类型为大量生产。第2章 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，毛坯选用锻件。该拨叉的轮廓尺寸不大，且生产类型属大批生产，为提高生产率和锻件精度，宜采用模锻方法制造毛坯。毛坯的拔模斜度为5。2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量1公差等级 由拨叉的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。2锻件重量 由于无法得到加工后拨叉的质量，所以先根据图纸画出三维图经过分析（如下截图）得出质量为（密度取7.810-6kgmm3）m=0.kg0.33kg可初步估计机械加工前锻件毛坯的重量为0.44kg。3锻件形状复杂系数 对拨叉零件图进行分析计算，可大致确定锻件外廓包容体的长度、宽度和高度，即=95mm， =65mm，=45mm；该拨叉锻件的形状复杂系数为=0.44kg(95mm65mm45mm7.810-6kgmm3)0.442.170.203由于0.203介于0.16和0.32之间，故该拨叉的形状复杂系数属S3级。 4锻件材质系数 由于该拨叉材料为45钢，是碳的质量分数小于0.65的碳素钢，故该锻件的材质系数属M1级。5锻件分模线形状 根据该拨叉件的形位特点，选择零件高度方向通过螺纹孔轴心的平面为分模面，属平直分模线。6零件表面粗糙度 由零件图可知，该拨叉各加工表面的粗糙度Ra均大于等于1.6m。根据上述诸因素，可查机械制造工艺学与机床夹具设计课程设计指导书相关表格确定该锻件的尺寸公差和机械加工余量，所得结果列于表2.1中。表2.1 拨叉机械加工余量及锻造毛坯尺寸公差加工表面零件尺寸/mm机械加工余量/mm毛坯公差/mm毛坯尺寸/mm拨叉头左右端面1.52（取2）1.6 ()44 ()拨叉角内表面R251.52 （取1.5）1.4()R23.5 ()拨叉角两端面121.52 （取2）1.4 ()16 ()拨叉头孔2.01.4 ()()2.3 绘制拨叉锻造毛坯简图 由表2.1所得结果，绘制毛坯简图2.3所示。图2.3（毛坯简图）第3章 工艺规程设计3.1 定位基准的选择定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。1精基准的选择叉轴孔mm的轴线是拨叉脚两端面设计基准，拨叉头左端面是拨叉轴向方向上尺寸的设计基准。选用叉轴孔mm的轴线和拨叉头左端面作精基准定位加工拨叉脚两端面，实现了设计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的垂直度要求。另外，由于拨叉件刚性较差，受力易产生弯曲变形，选用拨叉头左端面作精基准，夹紧力作用在拨叉头的右端面上，可避免在机械加工中产生夹紧变形，夹紧稳定可靠。2粗基准的选择选择叉轴孔mm的外圆面和拨叉头右端面作粗基准。采用mm外圆面定位加工内孔可保证孔的壁厚均匀；采用拨叉头右端面作粗基准加工左端面，可以为后续工序准备好精基准。 3.2 拟订工艺路线工艺路线的拟订是制订工艺规程的总体布局，包括：确定加工方法，划分加工阶段，决定工序的集中与分散，加工顺序的安排，以及安排热处理、检验及其他辅助工序(去毛刺、倒角等)。它不但影响加工的质量和效率，而且影响到工人的劳动强度、设备投资、车间面积、生产成本等。因此，拟订工艺路线是制订工艺规程的关键性一步，必须在充分调查研究的基础上，提出工艺方案，并加以分析比较，最终确定一个最经济合理的方案。1表面加工方法的确定根据零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查机械制造工艺学与机床夹具设计课程设计指导书相关表格，确定拨叉零件各表面的加工方法，如表3.1所示。表3.1 拨叉零件各表面加工方案加工表面尺寸及偏差尺寸精度等级表面粗糙度加工方案备注拨叉角两端面 mmIT10Ra3.2 m粗铣半精铣磨削拨叉头孔 mmIT7Ra1.6 m钻扩粗精铰螺纹孔M8-6HIT6Ra3.2 m钻丝锥攻内螺纹拨叉头左端面 mmIT10Ra6.3 m粗铣半精铣拨叉头右端面 mmIT10Ra3.2 m粗铣半精铣拨叉角内表面R25 mmIT12Ra6.3 m粗铣凸台12 mmIT13Ra12.5m粗铣2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。3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。4工序顺序的安排(1) 机械加工工序安排遵循“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mm；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mm和拨叉脚两端面，后加工次要表面螺纹孔；遵循“先面后孔”原则，先加工拨叉头端面，再加工叉轴孔mm孔；先铣凸台，加工螺纹孔M8。由此初拟拨叉机械加工工序安排如表3.2所示。表3.2 拨叉机械加工工序安排（初拟）工序号工 序 内 容简 要 说 明10粗铣拨叉头两端面“先基准后其他” 20半精铣拨叉头左端面（主要表面）“先基准后其他”、“先面后孔”、“先主后次”30扩、铰24孔（主要表面）“先面后孔” 、“先主后次”40粗铣拨叉脚两端面（主要表面）“先粗后精”50铣凸台（次要表面）“先面后孔”、“先主后次”60钻、攻丝M8孔（次要表面） “先面后孔” （精加工开始）70半精铣拔叉头右端面“先粗后精”80半精铣拨叉脚两端面“先粗后精”90磨削拨叉脚两端面“先粗后精”(2) 热处理工序模锻成型后切边，进行调质，调质硬度为241285HBS，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。在表3.2中工序80和工序90之间增加热处理工序，即：拨叉脚两端面局部淬火。(3) 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。5确定工艺路线 在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，拟定拨叉的工艺路线如表3.3所示。表3.3 拨叉机械加工工艺路线（修改后）工序号工 序 内 容定 位 基 准10粗铣拨叉头两端面端面、24孔外圆20半精铣拨叉头左端面右端面、24孔外圆30钻、扩、粗绞、精绞24孔右端面、24孔外圆、叉爪口内侧面40粗铣拨叉脚两端面50校正拨叉脚左端面、24孔60铣叉爪口内表面左端面、24孔、叉爪口外侧面70半精铣拨叉脚两端面左端面、24孔80半精铣拨叉头右端面左端面、24孔外圆90粗铣凸台左端面、24孔、叉爪口内侧面100钻、攻丝M8螺纹孔左端面、24孔、叉爪口内侧面110去毛刺120中检130热处理拨叉脚两端面局部淬火140校正拨叉脚150磨削拨叉脚两端面左端面、24孔160清洗170终检3.3 加工设备及工艺装备的选用机床和工艺装备的选择应在满足零件加工工艺的需要和可靠地保证零件加工质量的前提下，与生产批量和生产节拍相适应，并应优先考虑采用标准化的工艺装备和充分利用现有条件，以降低生产准备费用。拨叉的生产类型为大批生产，可以选用高效的专用设备和组合机床，也可选用通用设备，所选用的夹具均为专用夹具。各工序加工设备及工艺装备的选用如表3.4所示。表3.4 加工设备及工艺装备工序序号工 序 内 容加工设备工艺装备1粗铣拨叉头两端面立式铣床X51高速钢套式面铣刀、游标卡尺2半精铣拨叉头左端面立式铣床X51高速钢套式面铣刀、游标卡尺3钻、扩、粗绞、精绞24孔立式钻床525麻花钻、扩孔钻、铰刀、卡尺、塞规4粗铣拨叉脚两端面卧式双面铣床三面刃铣刀、游标卡尺5校正拨叉脚钳工台手锤、6铣叉爪口内侧面立式铣床X51铣刀、游标卡尺7半精铣拨叉脚两端面卧式双面铣床三面刃铣刀、游标卡尺8半精铣拨叉头右端面卧式双面铣床三面刃铣刀、游标卡尺9粗铣凸台卧式双面铣床三面刃铣刀、游标卡尺10钻、攻丝M8螺纹孔立式钻床525复合钻头、丝锥、卡尺、塞规11去毛刺钳工台平锉、12中检塞规、百分表、卡尺等13热处理拨叉脚两端面局部淬火淬火机等14校正拨叉脚钳工台手锤15磨削拨叉脚两端面平面磨床M7120A砂轮、游标卡尺16清洗清洗机17终检塞规、百分表、卡尺等3.4 加工余量、工序尺寸和公差的确定1、工序10 粗铣拨叉头两端面、工序20半精铣拨叉头左端面和工序80半精铣拨叉头右端面工序10、工序20和工序80的加工过程如图3.1所示。工序10：以右端面定位，粗铣左端面，保证工序尺寸L1；以左端面定位，粗铣右端面，保证工序尺寸L；工序20： 以右端面定位，半精铣左端面，保证工序尺寸L3。工序80： 以左端面定位，半精铣右端面，保证工序尺寸L4，达到零件图设计尺寸L的要求，。由图3.1所示加工过程示意图，建立分别以Z2、Z3和Z4为封闭环工艺尺寸链如图3.2所示。 图3.1 加工过程示意图 图3.2 工艺尺寸链图1)求解工序尺寸L3：查机械制造设计基础课程设计表2.64平面精加工余量，得半精铣余量Z4=1mm，由图3.1知mm，从图3.2c知，则mm = 41 mm。由于工序尺寸L3是在半精铣加工中保证的，查机械制造设计基础课程设计表2.25平面加工法案和表面粗糙度知，半精铣工序的经济加工精度等即可达到左端面的最终加工要求IT10，因此确定该工序尺寸公差为ITl0，其公差值为0.1mm，故mm2)求解工序尺寸L2：查机械制造设计基础课程设计表2.64平面精加工余量，得半精铣余量Z3=1mm，由图3.2（b）知， = (41+1)mm=42mm。由于工序尺寸L2是在半精铣加工中保证的，查机械制造设计基础课程设计表2.25平面加工法案和表面粗糙度知，半精铣工序的经济加工精度等即可达到左端面的最终加工要求IT10，因此确定该工序尺寸公差为ITl0，其公差值为0.1mm，故mm。3)求解工序尺寸L1：右端加工余量，即Z2=2- Z4=2-1=1，由图3.2（a）知， 则= (42+1)mm=43mm。由机械制造设计基础课程设计表2.25平面加工方案的经济度和表面粗糙度，确定该粗铣工序的经济加工等级为IT13，其公差为0.39，故mm。为验证确定的工序尺寸及公差是否合理，还需对加工余量进行校核。3) 余量Z4的校核 在图3.2c)所示尺寸链中Z4是封闭环，由竖式法(如表3.1)计算可得：mm表3.1 余量Z3的校核计算表环的名称基本尺寸上偏差下偏差L3(增环)41+0.05-0.05L4(减环)-40+0.10Z41+0.15-0.052)余量Z3的校核 在图3.2b)所示尺寸链中Z3是封闭环，由竖式法(如表3.1)计算可得：mm。表3.1 余量Z3的校核计算表环的名称基本尺寸上偏差下偏差L2(增环)42+0.05-0.05L3(减环)-41+0.05-0.05Z31+0.1-0.13)余量Z2的校核 在图3.2c)所示尺寸链中Z2是封闭环，由竖式法(如表3.1)计算可得：mm表3.2 余量Z2的校核计算表环的名称基本尺寸上偏差下偏差L1(增环)43+0.185-0.185L2(减环)-42+0.05-0.05Z21+0.235-0.235余量校核结果表明，所确定的工序尺寸公差是合理的。将工序尺寸按“入体原则”表示： mm，mm，mm， mm。2、工序100钻、攻丝M8螺纹孔由于M8螺距为1mm，则先钻孔余量为Z钻=7mm。由机械制造设计基础课程设计表2.67攻螺纹前钻孔用麻花钻直径为7mm。3.5 切削用量的计算1、工序10 粗铣拨叉头两端面该工序分两个工步，工步1是以右端面定位，粗铣左端面；工步2是以左端面定位，粗铣右端面。由于这两个工步是在一台机床上经一次走刀加工完成的，因此它们所选用的切削速度和进给量是一样的。(1) 背吃刀量 工步1的背吃刀量取为Zl，Z1等于左端面的毛坯总余量减去工序2的余量Z3，即Z1=2mm - 1mm = 1mm；而工步2的背吃刀量取为Z2，故= Z2=1mm。(2) 进给量 由立式铣床X51功率为4.5kW，查机械制造设计基础课程设计表5.8高速钢套式面铣刀粗铣平面进给量，按机床、工件、夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量取为0.08mm/z(3) 铣削速度 由本工序采用高速钢镶齿铣刀、 mm、齿数。查机械制造设计基础课程设计表5.8高速钢套式面铣刀铣削速度，确定铣削速度 m/min。则 （r/min）由本工序采用X51-型立式铣床，查机械制造设计基础课程设计表3.6，取转速=160rmin，故实际铣削速度（mmin）当=160rmin时，工作台的每分钟进给量应为（mmmin）可查机械制造设计基础课程设计表3.7得机床进给量为125（mmmin）2、工序20 半精铣拨叉头左端面(1) 背吃刀量 =1 mm。(2) 进给量 由本工序表面粗糙度Ra,6.3m，查机械制造设计基础课程设计表5.8高速钢套式面铣刀精铣平面进给量，每转进给量取为0.4mm/r，故每齿进给量为0.04mm/z(3)铣削速度 由本工序采用高速钢镶齿铣刀、 mm、齿数、 =0.04mm/z，查机械制造设计基础课程设计表5.8高速钢套式面铣刀铣削速度，确定铣削速度 m/min。则 （r/min）由本工序采用X51-型立式铣床，查机械制造设计基础课程设计表3.6，取转速=180rmin，故实际铣削速度（mmin）当=210rmin时，工作台的每分钟进给量应为（mmmin）可查机械制造设计基础课程设计表3.7得机床进给量为80（mmmin）3、工序80 半精铣拨叉头右端面(1) 背吃刀量 =1 mm。(2) 进给量 由本工序表面粗糙度Ra,3.2m，查机械制造设计基础课程设计表5.8高速钢套式面铣刀精铣平面进给量，每转进给量取为0.4mm/r，故每齿进给量为0.04mm/z(3)铣削速度 由本工序采用高速钢镶齿铣刀、 mm、齿数、 =0.04mm/z，查机械制造设计基础课程设计表5.8高速钢套式面铣刀铣削速度，确定铣削速度 m/min。则 （r/min）由本工序采用X51-型立式铣床，查机械制造设计基础课程设计表3.6，取转速=180rmin，故实际铣削速度（mmin）当=210rmin时，工作台的每分钟进给量应为（mmmin）可查机械制造设计基础课程设计表3.7得机床进给量为80（mmmin）4、工序100钻、攻丝M8螺纹孔(1) 钻孔工步由工件材料为45钢、孔mm、高速钢钻头，查机械制造设计基础课程设计表5.19高速钢麻花钻钻销碳钢的切削用量得，切削速度Vc=20m/min，进给量=0.20 mmr。取=7mm。则 （r/min）由本工序采用Z525型立式钻床，取转速=960rmin，故实际切削速度（mmin）(2)攻螺纹由于螺纹螺距为1mm则进给量为f=1mm/r，查机械制造设计基础课程设计5.35组合机床上加工螺纹的切削速度v=3-8m/min，取v=5 m/min所以该工位主轴转速由本工序采用Z525型立式钻床，取转速n=195rmin，故实际切削速则 （mmin）3.6 时间定额的计算1基本时间的计算(1)工序10粗铣拨叉头两端面由于该工序包括两个工步，即两个工件同时加工，由面铣刀对称铣平面、主偏角=90，查机械制造设计基础课程设计表5.14铣削基本时间计算得：mm，=13mm。则2mm mm则该工序的基本时间min=38.6s。 (2)工序20半精铣拨叉头左端面同理，2mm mm该工序的基本时间min = 33.4s(3)工序80半精铣拨叉头右端面同理，2mm mm该工序的基本时间min = 33.4s(4)工序100钻、攻丝M8螺纹孔1)钻孔工步 查机械制造设计基础课程设计表5.39可知该工步 mm；