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1、精品文档,仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除8.4 机械制造工艺规程设计实例一、 零件的工艺分析图8.4-1所示为东风-150型拖拉机变速箱内用于档变速齿轮拨叉零件,材料为ZG310-570铸钢件,生产纲领为5000件/年,生产类型确定为大批生产。1. 零件的结构分析该零件是以f15H8的孔套在轴上,并用销钉经f5H12的孔与轴定位,拨叉脚卡在双联滑移齿轮的槽中,变速操纵机构通过拨叉头部的13mm操纵槽带动拨叉与轴一起在变速箱内移动,拨叉脚拨动双联滑移齿轮在花键轴上的滑移,从而实现拖拉机的变速。拨叉的主要工作表面为操纵槽及拨叉脚两端面。主要配合面为f15H8孔、f5H12孔和拨叉脚内侧面5
2、0H12。变速齿轮拨叉属于叉架类零件,复杂程度一般。由于拨叉在工作时承受载荷,因此要求有一定的强度、刚度和韧性2. 零件主要加工表面的技术要求分析(1) 拨叉安装孔 孔径f15H8 mm,表面粗糙度Ra3.2mm;孔端面位置尺寸30mm,表面粗糙度Ra12.5mm。(2) 操纵槽 宽度为 mm,深度为12 mm,槽对称面与拨叉安装孔端面的距离为12 mm,槽侧面的表面粗糙度Ra12.5mm。(3) 拨叉紧定孔 孔径f5H12 mm,孔深为23 mm,孔轴线对孔f15H8的位置公差为f0.2 mm。(4) 拨叉脚端面 厚度为 mm,两端面对孔f15H8的垂直度公差为0.1 mm,外端面与操纵槽对
3、称面的距离为31mm,表面粗糙度Ra6.3mm。(5) 拨叉脚内侧面 宽度尺寸为50H12 mm,内侧面的对称面与拨叉头对称面的夹角为2011,表面粗糙度Ra12.5mm。图8.4-1 东风-150型拖拉机档变速齿轮拨叉零件图二、 毛坯的选择根据生产纲领为大批生产,参照表8.2-1,毛坯采用金属模机械砂型机器造型铸造成形。三、 基准的选择该拨叉零件图样中大多数尺寸及形位公差是以f5H12的孔及其端面为设计基准,因此,必须首先加工出f5H12的孔及其端面,为后续工序作为基准。根据粗、精基准的选择原则,确定各加工表面的基准见表8.4-1所示。四、 拟定加工工艺路线1. 根据各加工表面的加工精度和表
4、面粗糙度的要求,选定如下加工方法: f15H8孔的端面加工方法为车削; f15H8孔的加工方法为钻、扩、铰和孔口倒角; 拨叉脚两端面的加工方法为铣削磨削; 拨叉脚内侧面的加工方法为铣削; 操纵槽的加工方法为铣削; f5H12孔的加工方法为钻削。表8.4-1 加工表面的基准序号加 工 部 位基 准 选 择1f15H8孔及其端面拨叉头的外形轮廓及端面(粗基准)2拨叉脚两端面(粗加工)f15H8孔及其端面3拨叉脚两端面(精加工)f15H8孔及拨叉脚端面4拨叉脚内侧面50H12f15H8孔、拨叉脚端面及拨叉脚外侧面5操纵槽f15H8孔及其端面、拨叉脚内侧面6f5H12孔f15H8孔、操纵槽及拨叉脚内侧
5、面2. 根据加工顺序的安排原则,变速齿轮拨叉的加工工艺路线方案有两种见表8.4-2和表8.4-3所示。3. 工艺路线方案的分析与比较方案一: 按工序集中原则组织工序,f15H8孔及端面采用回轮式转塔车床和专用夹具加工,在一台机床上完成。其特点是:工艺路线短,工件装夹次数少,易于保证加工面的相互位置精度,机床数量少,工件在工序间的运输量小,辅助时间和准备终结时间少。方案二: 按工序分散原则组织工序,先在卧式车床上用三爪自定心卡盘装夹加工拨叉头端面,然后在钻床上用钻模加工f15H8孔(钻扩铰),孔口倒角则在另一台车床上加工。其特点是:工艺路线长,易采用通用夹具,工件装夹次数多。由于该变速齿轮拨叉形
6、状不规则,加工面分散,要适应大批生产,可以采用自动化水平较高的机床配以专用夹具,尽量使工序集中以满足生产率和保证质量的要求。综合分析和比较,方案一更为合适;而且方案二中工序10和工序20需使用同一个粗基准定位,是一个不合理现象;最后方案一作为变速齿轮拨叉零件的机械加工工艺路线。五、 确定机械加工余量、工序尺寸及公差根据上述原始资料和加工工艺,查阅表8.2-1、表8.2-4、表8.2-40和表8.2-48,分别确定各加工表面的加工余量、工序尺寸及公差,如表8.4-4所示。六、 选择机床设备及工艺装备根据生产类型和满足被加工零件的技术要求,查阅表8.2-15表8.2-34及相关资料,各工序所选用的
7、机床设备及工艺装备见表8.4-5所示。七、 确定切削用量1. 工序10车拨叉头端面,钻、扩、铰f15H8孔,孔口倒角。(1) 车拨叉头端面 确定背吃刀量ap 端面总加工余量2.5mm,一次走刀完成,ap=2.5mm。 确定进给量f 查阅表8.2-54,f=0.30.4mm/r,根据表8.2-22机床的横向进给量取f=0.39mm/r。 确定切削速度vc 查阅表8.2-59,cv=242,m=0.2,x v=0.15,y v=0.35;查阅表8.2-57,刀具寿命T=60min;修正系数kv=1.0。=123.3 m/min表8.4-3 加工工艺路线一工序号内 容设 备工序号内 容设 备10车拨
8、叉头端面、钻、扩、铰f15H8孔,孔口倒角回轮式转塔车床70去毛刺80拨叉脚局部淬火20孔口倒角,校正拨叉脚钻床90校正拨叉脚校正工具30粗铣拨叉脚两端面铣床100磨铣拨叉脚两端面磨床40铣拨叉脚内侧面铣床110清洗50铣操纵槽铣床120检验60钻f5H12孔钻床表8.4-4 加工工艺路线二工序号内 容设 备工序号内 容设 备10车拨叉头端面卧式车床80钻f5H12孔钻床20钻、扩、铰f15H8孔钻床90去毛刺30孔口倒角卧式车床100拨叉脚局部淬火40校正拨叉脚校正工具110校正拨叉脚校正工具50粗铣拨叉脚两端面铣床120磨铣拨叉脚两端面磨床60铣拨叉脚内侧面铣床130清洗70铣操纵槽铣床1
9、40检验表8.4-5 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(mm)10(1)车拨叉头端面2.53012.5(2)钻f15H8孔7f1412.5(3)扩f15H8孔0.4f14.86.3(4)铰f15H8孔0.1f15H83.2(5)孔口倒角1C112.530粗铣拨叉脚两端面3.212.540铣拨叉脚内侧面3.550H1212.550铣操纵槽6.512.560钻f5H12孔2.5f5H1212.5100磨铣拨叉脚两端面0.36.3 确定主轴转速n=818 r/min参照表8.2-22,与818 r/min相近较小的机床转速n=760
10、r/min。表8.4-6 机床设备及工艺装备的选择工序号工 序 内 容机 床 设 备 和 工 艺 装 备10(1)车拨叉头端面C336-1回轮式转塔车床,端面车刀,游标卡尺f14mm标准麻花钻f148mm P10扩孔钻f15H8 机用铰刀,f15H8孔用塞规倒角车刀(2)钻f15H8孔(3)扩f15H8孔(4)铰f15H8孔(5)孔口倒角20孔口倒角,校正拨叉脚Z5125钻床,钳工台,校正工具30粗铣拨叉脚两端面XA6132卧式铣床,专用夹具,三面刃铣刀,游标卡尺40铣拨叉脚内侧面XA6132卧式铣床,专用夹具,三面刃铣刀,游标卡尺50铣操纵槽XA6132卧式铣床,专用夹具,三面刃铣刀,游标卡
11、尺60钻f5H12孔Z515台式钻床,专用夹具,f5mm标准麻花钻,游标卡尺100磨铣拨叉脚两端面M7120A平面磨床,专用夹具,白刚玉砂轮,游标卡尺 计算实际切削速度vc(2) 钻f15H8孔至f14 背吃刀量ap=7mm。 确定进给量f 查阅表8.2-63,取f=0.02d0=0.0214=0.28 mm/r,根据表8.2-22机床的纵向进给量取f=0.23mm/r。 确定切削速度vc 查阅表8.2-63,取vc =20 m/min。 确定主轴转速n=455 r/min参照表8.2-22,与455 r/min相近较小的机床转速n=400r/min。 计算实际切削速度vc(3) 扩f15H8
12、孔至f14.8 mm 背吃刀量ap=0.4 mm。 确定进给量f和切削速度vc 查阅表8.2-65取f=0.60 mm/r、vc =50 m/min。 确定实际进给量f 查阅表8.2-22机床的纵向进给量取f=0.56mm/r。 确定主轴转速n方法同上,取机床转速n=1000r/min。 计算实际切削速度vc(4) 铰f15H8孔 背吃刀量ap=0.1 mm。 确定进给量f和切削速度vc 查阅表8.2-65取f=0.30 mm/r、vc =10 m/min。 方法同上,取机床的纵向进给量f=0.23mm/r。 确定主轴转速n取机床转速n=198r/min。 计算实际切削速度vc=9.33 m/
13、min(5) 孔口倒角C1 取机床转速n=760r/min。2. 工序30粗铣拨叉脚两端面 背吃刀量ap=3.2 mm。 确定进给量f 查阅表8.2-69 选取每齿进给量fz=0.08 mm/z,选择铣刀直径为50mm、齿数为14,每转进给量f=fzz=0.0814=1.12 mm/r。 确定切削速度vc 查阅表8.2-70,取vc =80 m/min。 确定主轴转速n=510 r/min参照表8.2-27,与510 r/min相近较小的机床转速n=475r/min。 计算实际切削速度vc=74.6 m/min。 确定进给速度Vf=fn=1.12475=532 mm/min,查阅表8.2-27
14、取Vf=475 mm/min。八、 计算工时定额计算工序10的基本时间和辅助时间(1) 车拨叉头端面 计算基本时间tj 切削加工长度l=24mm,车刀主偏角kr =90,查表8.2-80,选取切入量及切出量之和(l1+ l2)=2 mm。 确定辅助时间ta 查阅表8.2-79,装夹工件为0.8min,起动机床为0.02min,起动调节切削液为0.05min,取量具并测量尺寸为0.5min,共计ta=1.37 min。(2) 钻f15H8孔计算基本时间tj 切削加工长度l=30mm,查表8.2-80,选取切入量及切出量之和(l1+ l2)=7 mm。其它工步的工时定额计算(略)九、 填写工艺文件按上述确定的工艺过程、工艺参数填写机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片,如表8.4-7和表8.4-8。十、 专用夹具设计1. 定位方案设计2. 夹紧方案设计3. 夹具装配及使用维护十一、 小结十二、 参考资料【精品文档】第 145 页