机械制造工艺说明书实例

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Ⅱ—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，生产类型确定为大批生产。

1. 零件的结构分析

该零件是以φ15H8的孔套在轴上，并用销钉经φ5H12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φ15H8孔、φ5H12孔和拨叉脚内侧面50H12。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φ15H8 mm

，表面粗糙度R a 3.2μm ；孔端面位置尺寸30mm ，表面粗糙度R a 12.5μm 。

（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R a 12.5μm 。

（3） 拨叉紧定孔 孔径φ5H12 mm

，孔深为23 mm ，孔轴线对孔φ15H8的位置公差为φ0.2 mm 。

（4） 拨叉脚端面 厚度为 mm ，两端面对孔φ15H8的垂直度公差为0.1 mm ，外

端面与操纵槽对称面的距离为31mm ，表面粗糙度R a 6.3μm 。

（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20°11′，表面粗糙度R a 12.5μm 。

()0.0270+()0.0250+()0.120+-0.15-0.2570.2013+

图8.4-1 东风-150型拖拉机Ⅱ—Ⅲ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φ5H12的孔及其端面为设计基准，因此，必须首先加工出φ5H12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面粗糙度的要求，选定如下加工方法：

①φ15H8孔的端面加工方法为车削；

②φ15H8孔的加工方法为钻、扩、铰和孔口倒角；

③拨叉脚两端面的加工方法为铣削—磨削；

④拨叉脚内侧面的加工方法为铣削；

⑤操纵槽的加工方法为铣削；

⑥φ5H12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

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，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φ15H8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φ15H8孔，孔口倒角。 （1） 车拨叉头端面

① 确定背吃刀量a p 端面总加工余量2.5mm ，一次走刀完成，a p =2.5mm 。

② 确定进给量f 查阅表8.2-54，f=0.3～0.4mm/r ，根据表8.2-22机床的横向进给量取f=0.39mm/r 。

③ 确定切削速度v c 查阅表8.2-59，c v =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k v =1.0。

v

C c v

p

m x y v

v

v

f

a v k T

=

0.20

0.15

0.35

60

2.0.39

242

1.0⨯5

⨯=

⨯=123.3 m/min

表8.4-3 加工工艺路线一

表8.4-4 加工工艺路线二

表8.4-5 机械加工余量及工序尺寸

1000c v n d =

π=1000123.3

8

⨯π⨯4=818 r/min 参照表8.2-22，与818 r/min 相近较小的机床转速n=760r/min 。

表8.4-6 机床设备及工艺装备的选择