机械加工工艺规程制订实例

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机械加工工艺规程制订实例



图15-38

图15-38所示为东风-150型拖拉机变速箱内用于Ⅱ一Ⅲ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，每日一班。要求设计加工该零件用的毛坯图或零件与毛坯合图1张，机械加工工艺过程卡片1套，主要工序的机械加工工序卡片1-2份，以及设计说明书1份。

一、零件的工艺分析

1．零件的功用、结构及特点

该零件是以φ15H8孔套在轴上，并用销钉经φH12孔与轴定位，拨叉脚卡在双联齿轮的槽中，变速操纵机构通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与轴一起在变速箱中滑动，拨叉脚拨动双联齿轮在花键轴上滑移，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φ15H8孔、φ5H12孔和拨叉脚内侧面50H12。该零件属特殊形状零件，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、刚度和韧性。 2．主要加工表面及要求

(1) 拨叉安装孔 孔径φ15H8 ( 0) ,其形状公差遵守包容要求，表面粗糙度R a3 .2μm；孔端面位置尺寸30mm，表面粗糙度Ra12.5μm。

(2) 拨叉脚端面 厚度为7-0.15-0.25，两端面对孔015H8轴线的垂直度公差为0 .1 mm，外端面与操纵槽对称面的距离为31 mm，表面粗糙度R a6 .3μm。

(3)拨叉脚内侧面 宽度尺寸为50H12 (+0.250) mm,其对称面与拨叉头对称面间的夹角为

+0.027


20°11′，表面粗糙度Ra12.5μm。

(4)操纵槽 宽度为130 mm，深度为12mm,对称面与拨叉安装孔端面的距离为12mm，表面粗糙度Ra12.5μm。

+0.12

(5) 拨叉紧定孔 孔径φ5H12 (孔轴0) mm,孔深为23mm,其形状公差遵守包容要求，线对孔φ15H8mm轴线的位置度公差为φ0 .2mm，并遵守最大实体要求。

二、毛坯的选择

1．确定毛坯的类型、制造方法和尺寸及其公差

1) 因零件材料为铸钢件，要求的年产量为5000件，属大批生产，拨叉的轮廓尺寸不大，且有较多不需要切削加工的表面，所以毛坯制造选用金属模砂型机器造型铸造成形。

2) 选择以通过零件最高线且平行于拨叉脚对称面的平面（拨叉脚对称面偏右1. 7mm）作为分型面，采用带型芯的分模造型，可多件同时浇注，钢液由两拨叉脚经横浇道流人。

3) 拨叉属特形零件，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CT9（见表5-6），加工余量等级按CT9-MA-H/G级（表5-5）。

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174~207HBS,以消除内应力，改善切削加工性能。 3） 未注圆角为R3~R5mm。

4） 起模斜度为30′。 3．绘制毛坯图

+0.2




根据图15-37拨叉零件图，在各加工表面上加上机械加工余量，绘制毛坯图，并标注尺寸和技术要求，如图15-38所示。三、基准的选择

该拨叉零件图中较多尺寸及形位公差是以φ15H8孔及其端面为设计基准，因此，必须首先加工出φ15H8孔及其端面，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15-6所示。

表15-6

四、拟订机械加工工艺路线

1．确定各表面的加工方法

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：

φ15H8孔的端面加工方法为车削；φ15H8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一磨削；其内侧两端面的加工方法为铣削；操纵槽的加工方法为铣削；φH12孔的加工方法为钻削。 2．拟定加工工艺路线

加工方案有以下两种，如表15-7和表15-8所示。

表15-7

表15-8

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，φ15H8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。其优点是：工艺路线短，减少了工件装夹次数，易于保证加工面的相互位置精度，需要的机床数量少，减少工件在工序间的运输，减少辅助时间和准备终结时间。

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φ15H8孔（钻一扩一铰），孔口倒角则在另一台车床上加工。其优点是可以采用通用夹具，缺点是工艺路线长，增加了工件的装夹次数，而且工序10和工序20重复使用粗基准定位。

由于该拨叉零件形状不规则，加工面分散，要适应大批生产，可以采用自动机床或专用机床配以专用夹具，尽量使工序集中以满足生产率和保证质量的要求，综合比较，考虑选择方案一更为合理。

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，查表分别确定各加工表面的加工余量、工序尺寸及公差，如表15-9所示。

表15-9 机械加工余量及工序尺寸

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，且结合工厂现有的生产条件，各工序所选用的机床设备和工艺装备如表15-10所示。

七、确定切削用量及基本工时 1．工序10

车拨又头端面，钻、扩、铰φ15H8孔，孔口倒角。 （l）车拨叉头端面步骤如下：

1) 确定背吃刀量ap。端面总加工余量为2 .5mm,一次走刀加工, ap＝2 .5 mm。 2) 确定进给量f。根据表得f＝0.3~0.4mm/r；查表根据机床的横向进给量，取f =0.39mm/r。

3) 确定切削速度υc。根据表查得Cv＝242，m＝0.2，xv＝0.15，yv＝0.35，修正系数

KMv＝1，KHv＝1.24，Khv＝0.8，KKTV＝0.81，Ktv＝1，刀具寿命选T＝60min，故








表15-10

4) 确定机床主轴转速n

根据表查得相近较小的机床转速为n＝400r/min，所以实际的切削速度υc＝62.8m/min。 5) 计算基本时间Tb 。切削加工长度L＝24mm,端面车刀选用主偏角Kr＝90°，背吃刀量ap＝2.5，查表得切人量及切出量Y＋△＝2mm。



6) 辅助时间Ta。查得装夹工件为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＝1.37min。 (2）钻φ15H8孔至φ14mm步骤如下：

1) 确定进给量f。根据表取f＝0.02d0＝0.02×14＝0.28mm/r，根据C336-1回轮式转塔


车床实际纵向进给量取f＝0.35mm/r。

2）确定切削速度υc 按表取υc＝20m/min.

3)确定机床主轴转速n

5) 确定辅助时间Ta 。查表得：变换刀架0.05min，变速或变换进给量0.02min，起动调节切削液0.05min，共计Ta＝o.12min。

（3）扩φ15H8孔至φ14.8mm 方法同上，查表得背吃刀量ap＝0.4mm,进给量f = 0.56mm/r,机床转速n = 1000r/min,切削速度υc＝46 .5m/min，基本时间Tb＝0.07min，辅助时间Ta＝0 .lmin。 （4）铰φ15H8孔查表得吃刀量ap=0.1mm,选进给量f = 0. 23 mm/r,主轴转速n＝198r/min,切削速度υc＝9 .33m/min,基本时间Tb＝0 .88min,辅助时间Ta＝0.22min。

（5）孔口倒角Cl 取n＝760r/min,基本时间Tb＝0. 003min,辅助时间Ta＝0 .08min。

2．工序60

钻φ5H12孔

（l）确定进给量f 按表得f＝（0.01~0.02）do，考虑钻头直径小，刚性差，进给量宜选小值，取f =0.01 do =0.05mm/r。台式钻床没有自动进给系统，均采用手动进给。

(2) 确定切削速度υc 加工材料为铸钢，考虑到孔径小，钻削速度υc可选高些，故取υc=25m/min。

(3) 确定台钻主轴转速n

按表15-10中2515台式钻床主轴转速，取n＝1540r/min，实际钻削速度υc＝24 .19m/min。

(4) 计算基本时间Tb φ5H12孔深度为L＝23mm,切入量y＝2.5~3.5mm,取y=4mm,切出量△=4mm。

（5）确定辅助时间Ta。查表取工件装夹时间为0.5min,起动机床0.02min，取下工件0 .2min，共计Ta＝0 .72min 。 八、填写工艺文件

按上述所确定的工艺过程和工艺参数填写机械加工工艺过程卡，如表15-11所示；填写第10道和第60道机械加工工序卡片，如表15-12和15-13所示。其余工序从略。

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