大作业说明(1)资料

Xxx零件加工工艺方案的分析

学生，XXX，XXX

（具体过程可参考下面的例子，但包括

包含零件分析、毛坯的确定、工艺路线的拟定（方案对比），每道加工工序定位夹紧方案、设备的确定、切削用量确定，典型工序刀具的选择（两道））

每题4人，2人一组，每组负责小批量或大批量的工艺方案分析，不能重复。

4.1零件分析

1．零件的作用

拨叉是变速箱的换档机构中的一个主要零件。它拨动滑移齿轮，改变其在齿轮轴上的位置，可以上下移动或左右移动，从而实现不同的速度切换。φ24孔套在变速叉轴上，M8螺纹孔用于变速叉轴螺钉联结，拨叉脚则夹在双联变换齿轮的槽中。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移，拨叉脚拨动双联变换齿轮在花键轴上滑动，从而实现变速。

2．零件材料

零件材料为45钢，为优质碳素结构用钢，硬度不高易切削加工。这种钢的机械性能很好，但是这是一种中碳钢，淬火性能并不好，45号钢可以淬硬至HRC42~46。常将45钢表面渗碳淬火。

3．零件的工艺分析

图4-1零件图

由零件图4-1可知，其材料为45钢。具有较高的强度和较好的切削加工性。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HRC 不小于50；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φ24的垂直度要求为0.05mm ，平面度为0.08mm 。拨叉采用M8紧固螺钉定位。

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；φ24孔和M8螺纹孔的端面均为平面，钻孔工艺性较好；另外，该零件除主要工作表面(拨叉脚两端面、变速φ24叉轴孔，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、攻螺纹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。主要工作表面为拨叉脚两端面和φ24叉轴孔。由于拨叉在工作时承受一定的力，因此要有足够的强度、刚度和韧性。

4．主要加工表面

看零件图上粗糙度符号，有机加工要求的都要加工。

（1）+0.021 0

247() H φ，表面粗糙度Ra1.6。 （2）M8-6H 螺纹加工，需要钻孔、攻螺纹。

（4）拨叉头两端加工，保尺寸40，表面粗糙度Ra3.2。 （5）拨叉脚两端面，保证尺寸12，表面粗糙度Ra3.2。 （6）拨叉角内表面R25加工。 5．确定零件的生产类型

依设计题目知：产品的年产量为4000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2%和0.5%，零件年产量为：

N=4000台/年×1件/台×(1+2%)×(1+0.5%)=4100.4件/年 生产类型为大量生产。

4.2确定毛坯、绘制毛坯简图

1．选择毛坯

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．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

按设计图纸，拨叉的质量m ≈0.33kg 。可初步估计机械加工前锻件毛坯的重量为0.44kg （密度取7.8×10-6kg/mm 3）。

（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l=95，b=65，h=45；该拨叉锻件的形状复杂系数为：

/0.44/()t N S m m lbh ρ===0.44kg/(95×65×45×7.8×10-6kg/mm 3)≈0.44/2.17≈

0.203

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）由零件图可知，该拨叉各加工表面的粗糙度Ra均大于等于1.6。

根据上述诸因素，可查《机械制造设计基础课程设计》表2.13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4-1拨叉机械加工余量及锻造毛坯尺寸公差

（单位：mm）

3.绘制拨叉锻造毛坯简图

由表4-1所得结果，绘制毛坯简如图4-2所示。

图4-2 毛坯简图

4.3工艺方案和内容的论证

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+0.021 0

247() H φ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+0.021 0247() H φ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

选择变速叉轴孔φ24的外圆面和拨叉头右端面作粗基准。采用φ24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。

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，查手册确定平面加工法案的经济精度和表面粗糙度；查手册确定孔加工法案的经济精度和表面粗糙度，确定拨叉零件各表面的加工方法，如表4-2所示。

表4-2拨叉零件各表面加工方案

（单位：mm ）