撥叉零件加工工藝

1、機(jī)械制造專業(yè)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè) 計(jì) 題 目 ： 撥叉零件的機(jī)械加工設(shè)計(jì)者指導(dǎo)教師大學(xué)200 年 月 日機(jī)械制造專業(yè)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目： 設(shè)計(jì)變速箱撥叉零件的機(jī)械加工工藝 規(guī)程及鉆鎖銷孔鉆床夾具張張?zhí)滋?內(nèi)容： （ 1）零件圖l（ 2）毛坯圖l（ 3）機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片1（ 4）鉆鎖銷孔鉆床夾具裝配圖及零件圖（ 5）課程設(shè)計(jì)說明書1原始資料 ： 撥叉零件圖 1張（見附圖 1）； 生產(chǎn)綱領(lǐng)為 8000臺(tái)年 （ 每臺(tái)一件 ） ； 每日 l 班。指導(dǎo)教師系、部、室主任教學(xué)院長00 年 月 日第 1 章 零件分析1.1 零件的作用 撥叉是拖拉機(jī)變速箱的換檔機(jī)構(gòu)中的一個(gè)主要零件。撥叉頭以 24 mm 孔套

2、在變速叉軸上，并用 螺釘經(jīng) M8 6H 螺紋孔與變速叉軸聯(lián)結(jié)，撥叉腳則夾在雙聯(lián)變換齒輪的槽中。當(dāng)需要變速時(shí)，操縱 變速桿，變速操縱機(jī)構(gòu)就通過撥叉頭部的操縱槽帶動(dòng)撥叉與變速叉軸一起在變速箱中滑移，撥叉腳撥 動(dòng)雙聯(lián)變換齒輪在花鍵軸上滑動(dòng)以改換檔位，從而改變拖拉機(jī)的行駛速度。1.2 零件的工藝分析由零件圖 1.1可知，其材料為 45 鋼。該材料具有足夠的強(qiáng)度、剛度和韌性，適用于承受彎曲應(yīng)力 和沖擊載荷作用的工作條件。該撥叉形狀特殊、結(jié)構(gòu)簡單，屬典型的叉桿類零件。為實(shí)現(xiàn)換檔、變速的功能，其叉軸孔與變速 叉軸有配合要求，因此加工精度要求較高。叉腳兩端面在工作中需承受沖擊載荷，為增強(qiáng)其耐磨性， 該表面要求

3、高頻淬火處理，硬度為 48 58HRC ；為保證撥叉換檔時(shí)叉腳受力均勻，要求叉腳兩端面對(duì) 叉軸孔 2400.021mm 的垂直度要求為 0.05mm，其自身的平面度為 0.08mm 。為保證撥叉在叉軸上有準(zhǔn) 確的位置，改換檔位準(zhǔn)確，撥叉采用緊固螺釘定位。螺紋孔的尺寸為 M8 6H 。撥叉頭兩端面和叉腳兩端面均要求切削加工，并在軸向方向上均高于相鄰表面，這樣既減少了加 工面積，又提高了換檔時(shí)叉腳端面的接觸剛度；2400.021 mm孔和 M8 6H孔的端面均為平面， 可以防止加工過程中鉆頭鉆偏，以保證孔的加工精度；另外，該零件除主要工作表面(撥叉腳兩端面、變速叉軸孔 2400.021mm，其余表

4、面加工精度均較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過銑削、鉆床、攻絲的 粗加工就可以達(dá)到加工要求； 而主要工作表面雖然加工精度相對(duì)較高， 但也可以在正常的生產(chǎn)條件下， 采用較經(jīng)濟(jì)的方法保質(zhì)保量地加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。該零件的主要工作表面為撥叉腳兩端面和叉軸孔2400.021mm(H7) ，在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)重點(diǎn)予以 保證。1.3 確定零件的生產(chǎn)類型依設(shè)計(jì)題目知： 產(chǎn)品的年產(chǎn)量為 8000 臺(tái)年，每臺(tái)產(chǎn)品中該零件數(shù)量為 1 件臺(tái)；結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際， 備品率 %和廢品率 %分別取 3%和 0.5% ，零件年產(chǎn)量為N=8000 臺(tái)年× 1 件臺(tái)× (1+3%) ×

5、(1+0.5%)=8281.2 件年 撥叉屬輕型零件，該撥叉的生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。第 2 章 確定毛坯、繪制毛坯簡圖2.1 選擇毛坯由于該撥叉在工作過程中要承受沖擊載荷，為增強(qiáng)撥叉的強(qiáng)度和沖擊韌度，獲得纖維組織，毛坯 選用鍛件。該撥叉的輪廓尺寸不大，且生產(chǎn)類型屬大批生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)率和鍛件精度，宜采用模鍛 方法制造毛坯。毛坯的拔模斜度為5°。2.2 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量1公差等級(jí) 由撥叉的功用和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級(jí)為普通級(jí)。2鍛件重量由于無法得到加工后巴叉的質(zhì)量，所以先根據(jù)圖紙畫出三維圖經(jīng)過分析(如下截圖)得出質(zhì)量為（密度取 7.8× 10-6kg m

6、m3）m=0.32783841kg 0.33kg 可初步估計(jì)機(jī)械加工前鍛件毛坯的重量為0.44kg 。3鍛件形狀復(fù)雜系數(shù) 對(duì)撥叉零件圖進(jìn)行分析計(jì)算， 可大致確定鍛件外廓包容體的長度、 寬度和 高度，即 l =95mm， b =65mm， h =45mm ；該撥叉鍛件的形狀復(fù)雜系數(shù)為S mt /mN 0.44 /（lbh ） =0.44kg （95mm× 65mm × 45mm×7.8×10-6kg mm3）0.44 2.17 0.203由于 0.203介于 0.16和 0.32之間，故該撥叉的形狀復(fù)雜系數(shù)屬 S3級(jí)。4鍛件材質(zhì)系數(shù) 由于該撥叉材料為 45

7、 鋼，是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于 0.65的碳素鋼，故該鍛件的 材質(zhì)系數(shù)屬 M1 級(jí)。5鍛件分模線形狀 根據(jù)該撥叉件的形位特點(diǎn)， 選擇零件高度方向通過螺紋孔軸心的平面為分模 面，屬平直分模線。6零件表面粗糙度由零件圖可知，該撥叉各加工表面的粗糙度 Ra 均大于等于 1.6 m。根據(jù)上述諸因素，可查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表 2.13 確定該鍛件的尺寸公差和機(jī)械加工 余量，所得結(jié)果列于表 2.1 中。表 2.1 撥叉機(jī)械加工余量及鍛造毛坯尺寸公差加工表面零件尺寸 /mm機(jī)械加工余量 /mm毛坯公差 /mm毛坯尺寸 /mm撥叉頭左右端面040 0.11.5 2（取 2）1.11.6 ( 0.5 )1.14

8、4 ( 0.5 )撥叉角內(nèi)表面R251.5 2 （取 1.5）1.01.4( 10.04 )1.0R23.5 ( 01.04 )撥叉角兩端面1200.081.5 2 （取 2）1.4 (1.00.4 )1.016 ( 0.4 )撥叉頭孔2400.0212.01.4 (1.00.4 )20( 10.04 )2.3 繪制撥叉鍛造毛坯簡圖由表 2.1所得結(jié)果，繪制毛坯簡圖 2.3 所示。圖 2.3 （毛坯簡圖）第 3 章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.1 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)。1精基準(zhǔn)的選擇0.021叉軸孔 2400.021 mm 的軸線是撥叉腳兩端面設(shè)計(jì)

9、基準(zhǔn)，撥叉頭左端面是撥叉軸向方向上尺寸的設(shè) 0.021計(jì)基準(zhǔn)。選用叉軸孔 2400.021mm 的軸線和撥叉頭左端面作精基準(zhǔn)定位加工撥叉腳兩端面，實(shí)現(xiàn)了設(shè) 計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合，保證了被加工表面的垂直度要求。另外，由于撥叉件剛性較差，受力易產(chǎn) 生彎曲變形，選用撥叉頭左端面作精基準(zhǔn)，夾緊力作用在撥叉頭的右端面上，可避免在機(jī)械加工中產(chǎn) 生夾緊變形，夾緊穩(wěn)定可靠。2粗基準(zhǔn)的選擇選擇變速叉軸孔 24mm 的外圓面和撥叉頭右端面作粗基準(zhǔn)。采用24mm 外圓面定位加工內(nèi)孔可保證孔的壁厚均勻；采用撥叉頭右端面作粗基準(zhǔn)加工左端面，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。3.2 擬訂工藝路線工藝路線的擬訂是制訂工藝規(guī)程的

10、總體布局，包括：確定加工方法，劃分加工階段，決定工序的 集中與分散，加工順序的安排，以及安排熱處理、檢驗(yàn)及其他輔助工序（去毛刺、倒角等 ）。它不但影響加工的質(zhì)量和效率，而且影響到工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、設(shè)備投資、車間面積、生產(chǎn)成本等。因此，擬訂工藝路線是制訂工藝規(guī)程的關(guān)鍵性一步，必須在充分調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，提出工藝方 案，并加以分析比較，最終確定一個(gè)最經(jīng)濟(jì)合理的方案。1表面加工方法的確定根據(jù)零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表 2.25 平 面加工法案的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度；查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表 2.24 孔加工法案的經(jīng)濟(jì)精 度和表面粗糙度，確定撥叉零件各表面

11、的加工方法，如表 3.1 所示。表 3.1 撥叉零件各表面加工方案加工表面尺寸及偏差尺寸精度等級(jí)表面粗糙度加工方案備注撥叉角兩端面1200.08 mmIT10Ra3.2 m粗銑半精銑磨削撥叉頭孔2400.021 mmIT7Ra1.6 m鉆擴(kuò)粗精鉸螺紋孔M8-6HIT6Ra3.2 m鉆絲錐攻內(nèi)螺紋撥叉頭左端面4000.1 mmIT10Ra6.3 m粗銑半精銑撥叉頭右端面4000.1 mmIT10Ra3.2 m粗銑半精銑撥叉角內(nèi)表面R25 mmIT12Ra6.3 m粗銑凸臺(tái)12 mmIT13Ra12.5 m粗銑2加工階段的劃分該撥叉加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工、半精加工和精加工幾個(gè)階

12、段。在粗加工 階段，首先將精基準(zhǔn) （撥叉頭左端面和叉軸孔 ）準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其 他加工表面的精度要求；然后粗銑撥叉頭右端面、撥叉腳內(nèi)表面、撥叉腳兩端面的粗銑、凸臺(tái)。在半 精加工階段，完成撥叉腳兩端面的半精銑加工和螺紋孔的鉆孔絲錐攻絲；在精加工階段，進(jìn)行撥叉腳 兩端面的磨削加工。3工序的集中與分散選用工序集中原則安排撥叉的加工工序。該撥叉的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以采用萬能型機(jī)床配 以專用工、 夾具， 以提高生產(chǎn)率； 而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少， 不但可縮短輔助時(shí)間， 而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之間的相對(duì)位置精度要求。4工序順

13、序的安排（1）機(jī)械加工工序遵循“先基準(zhǔn)后其他” 原則， 首先加工精基準(zhǔn)撥叉頭左端面和叉軸孔2400.021mm；遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序；遵循“先主后次”原則，先加工主要表面撥叉頭左端面和叉軸孔2400.021mm 和撥叉腳兩端面，后加工次要表面螺紋孔；遵循“先面后0.021孔”原則，先加工撥叉頭端面，再加工叉軸孔2400.021 mm 孔；先銑凸臺(tái)，加工螺紋孔 M8 。由此初擬撥叉機(jī)械加工工序安排如表 3.2 所示。表 3.2 撥叉機(jī)械加工工序安排（初擬）工序號(hào)工序內(nèi)容簡要說明10粗銑撥叉頭兩端面“先基準(zhǔn)后其他”20半精銑撥叉頭左端面（主要表面）“先基準(zhǔn)后其他

14、” 、“先面后孔” 、“先主后次”30擴(kuò)、鉸 24 孔（主要表面）“先面后孔” 、“先主后次”40粗銑撥叉腳兩端面（主要表面）“先粗后精”50銑凸臺(tái)（次要表面）“先面后孔”、“先主后次”60鉆、攻絲 M8孔（次要表面）“先面后孔” （精加工開始）70半精銑拔叉頭右端面“先粗后精”80半精銑撥叉腳兩端面“先粗后精”90磨削撥叉腳兩端面“先粗后精”（2）熱處理工序模鍛成型后切邊，進(jìn)行調(diào)質(zhì)，調(diào)質(zhì)硬度為241 285HBS ，并進(jìn)行酸洗、噴丸處理。噴丸可以提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛坯表面因脫碳而對(duì)機(jī)械加工帶來的不利影響。叉腳兩端面在精加工之 前進(jìn)行局部高頻淬火，提高其耐磨性和在工作中承受沖擊載荷

15、的能力。在表 3.2 中工序 80 和工序 90 之間增加熱處理工序，即：撥叉腳兩端面局部淬火。（3）輔助工序粗加工撥叉腳兩端面和熱處理后， 應(yīng)安排校直工序； 在半精加工后， 安排去毛刺和中間檢驗(yàn)工序； 精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。綜上所述，該撥叉工序的安排順序?yàn)椋夯鶞?zhǔn)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熱處理主要表面精加工。5確定工藝路線在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎(chǔ)上，擬定撥叉的工藝路線如表 3.3 所示。表 3.3 撥叉機(jī)械加工工藝路線（修改后）工序號(hào)工序內(nèi)容定位基準(zhǔn)10粗銑撥叉頭兩端面端面、 24 孔外圓20半精銑撥叉頭左端面右端面

16、、 24 孔外圓30鉆、擴(kuò)、粗絞、精絞24 孔右端面、 24 孔外圓、叉爪口內(nèi)側(cè)面40粗銑撥叉腳兩端面50校正撥叉腳左端面、 24 孔60銑叉爪口內(nèi)表面左端面、 24 孔、叉爪口外側(cè)面70半精銑撥叉腳兩端面左端面、 24 孔80半精銑撥叉頭右端面左端面、 24 孔外圓90粗銑凸臺(tái)左端面、 24 孔、叉爪口內(nèi)側(cè)面100鉆、攻絲 M8螺紋孔左端面、 24 孔、叉爪口內(nèi)側(cè)面110去毛刺120中檢130熱處理撥叉腳兩端面局部淬火140校正撥叉腳150磨削撥叉腳兩端面左端面、 24 孔160清洗170終檢3.3 加工設(shè)備及工藝裝備的選用 機(jī)床和工藝裝備的選擇應(yīng)在滿足零件加工工藝的需要和可靠地保證零件加工

17、質(zhì)量的前提下，與生 產(chǎn)批量和生產(chǎn)節(jié)拍相適應(yīng)，并應(yīng)優(yōu)先考慮采用標(biāo)準(zhǔn)化的工藝裝備和充分利用現(xiàn)有條件，以降低生產(chǎn)準(zhǔn) 備費(fèi)用。撥叉的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以選用高效的專用設(shè)備和組合機(jī)床，也可選用通用設(shè)備，所選用 的夾具均為專用夾具。各工序加工設(shè)備及工藝裝備的選用如表 3.4 所示。表 3.4 加工設(shè)備及工藝裝備工序號(hào)工序內(nèi)容加工設(shè)備工藝裝備1粗銑撥叉頭兩端面立式銑床 X51高速鋼套式面銑刀、游標(biāo)卡尺2半精銑撥叉頭左端面立式銑床 X51高速鋼套式面銑刀、游標(biāo)卡尺3鉆、擴(kuò)、粗絞、精絞 24 孔立式鉆床 525麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、卡尺、塞規(guī)4粗銑撥叉腳兩端面臥式雙面銑床三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺5校正撥叉腳鉗工

18、臺(tái)手錘、6銑叉爪口內(nèi)側(cè)面立式銑床 X51銑刀、游標(biāo)卡尺7半精銑撥叉腳兩端面臥式雙面銑床三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺8半精銑撥叉頭右端面臥式雙面銑床三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺9粗銑凸臺(tái)臥式雙面銑床三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺10鉆、攻絲 M8螺紋孔立式鉆床 525復(fù)合鉆頭、絲錐、卡尺、塞規(guī)11去毛刺鉗工臺(tái)平銼、12中檢塞規(guī)、百分表、卡尺等13熱處理撥叉腳兩端面局部淬火淬火機(jī)等14校正撥叉腳鉗工臺(tái)手錘15磨削撥叉腳兩端面平面磨床 M7120A砂輪、游標(biāo)卡尺16清洗清洗機(jī)17終檢塞規(guī)、百分表、卡尺等3.4 加工余量、工序尺寸和公差的確定1、工序 10 粗銑撥叉頭兩端面、工序 20 半精銑撥叉頭左端面和工序 80 半精銑撥

19、叉頭右端面工序 10、工序 20 和工序 80 的加工過程如圖 3.1 所示。工序 10：以右端面定位，粗銑左端面，保證工序尺寸L 1；以左端面定位，粗銑右端面，保證工序尺寸 L；工序 20： 以右端面定位，半精銑左端面，保證工序尺寸L3。工序 80： 以左端面定位，半精銑右端面，保證工序尺寸L4，達(dá)到零件圖設(shè)計(jì)尺寸 L 的要求，L 4000.1 。由圖 3.1所示加工過程示意圖，建立分別以Z2、Z3和 Z4為封閉環(huán)工藝尺寸鏈如圖 3.2所示。圖 3.1 加工過程示意圖圖 3.2 工藝尺寸鏈圖1) 求解工序尺寸 L3：機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表 2.64 平面精加工余量，得半精銑余量Z4=1m

20、m，由圖 3.1知 L440 0.1mm，從圖 3.2c知，Z 4 L3 L4，則 L3L4 Z440 1 mm2.25 平面IT10，因此= 41 mm。由于工序尺寸 L3 是在半精銑加工中保證的，查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表 加工法案和表面粗糙度知，半精銑工序的經(jīng)濟(jì)加工精度等即可達(dá)到左端面的最終加工要求確定該工序尺寸公差為 ITl0 ，其公差值為 0.1mm，故 L3 41 0.05 mm2) 求解工序尺寸 L2：查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表2.64 平面精加工余量，得半精銑余量Z4=1mm ，由圖 3.2 ( b)知， L2 L3 Z3= (41+1)mm=42mm 。由于工序尺寸 L

21、2是在半精銑加工中保證的，查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表2.25 平面加工法案和表面粗糙度知，半精銑工序的經(jīng)濟(jì)加工精度等即可達(dá)到左端面的最終加工要求IT10 ，因此確定該工序尺寸公差為 ITl0 ，其公差值為0.1mm，故 L2 42 0.05 mm。3)求解工序尺寸 L 1：右端加工余量，即Z2=2- Z4=2-1=1 ，由圖 3.2（a）知， Z2 L1 L2 ， 則L1 L2 Z2= (42+1)mm=43mm 。由機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表2.25平面加工方案的經(jīng)濟(jì)度和表面粗糙度，確定該粗銑工序的經(jīng)濟(jì)加工等級(jí)為IT13 ，其公差為 0.39，故 L1430.185 mm。為驗(yàn)證確定的工序

22、尺寸及公差是否合理，還需對(duì)加工余量進(jìn)行校核。Z41） 余量 Z41 00.1055 mm的校核在圖 3.2c) 所示尺寸鏈中 Z4 是封閉環(huán)，由豎式法( 如表3.1)計(jì)算可得：Z32） 余量 Z31 00.11mm 。的校核在圖 3.2b) 所示尺寸鏈中 Z3 是封閉環(huán)，由豎式法(如表3.1)計(jì)算可得：表 3.1 余量 Z3 的校核計(jì)算表環(huán)的名稱基本尺寸上偏差下偏差L 3（增環(huán)）41+0.05-0.05L 4（減環(huán)）-40+0.10Z41+0.15-0.05Z23） 余量 Z20.2351 0.235 mm的校核在圖 3.2c) 所示尺寸鏈中 Z2 是封閉環(huán)，由豎式法( 如表3.1)計(jì)算可得：

23、表 3.1 余量 Z3 的校核計(jì)算表環(huán)的名稱基本尺寸上偏差下偏差L 2（增環(huán)）42+0.05-0.05L 3（減環(huán)）-41+0.05-0.05Z31+0.1-0.1表 3.2 余量 Z2 的校核計(jì)算表環(huán)的名稱基本尺寸上偏差下偏差L 1（增環(huán)）43+0.185-0.185L 2（減環(huán)）-42+0.05-0.05Z21+0.235-0.235余量校核結(jié)果表明，所確定的工序尺寸公差是合理的。將工序尺寸按“入體原則”表示：L4 4000.1 mm， L3 4100.1 mm ， L2 4200.1mm， 0L1 43 0.39 mm 。2、工序 100 鉆、攻絲 M8 螺紋孔由于 M8 螺距為 1mm

24、，則先鉆孔余量為 Z 鉆=7mm 。由機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表2.67 攻螺紋前鉆孔用麻花鉆直徑為 7mm 。3.5 切削用量的計(jì)算1、工序 10 粗銑撥叉頭兩端面該工序分兩個(gè)工步， 工步 1 是以右端面定位， 粗銑左端面； 工步 2 是以左端面定位， 粗銑右端面。 由于這兩個(gè)工步是在一臺(tái)機(jī)床上經(jīng)一次走刀加工完成的，因此它們所選用的切削速度 v 和進(jìn)給量 f 是 一樣的。(1) 背吃刀量 工步 1 的背吃刀量 ap1取為 Zl ，Z1等于左端面的毛坯總余量減去工序2 的余量 Z3，即 Z1=2mm - 1mm = 1mm ；而工步 2 的背吃刀量 ap2 取為 Z2，故 ap2 = Z 2=

25、1mm 。(2) 進(jìn)給量 由立式銑床 X51 功率為 4.5kW ，查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表 5.8 高速鋼套 式面銑刀粗銑平面進(jìn)給量，按機(jī)床、工件、夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進(jìn)給量fz 取 為 0.08mm/z(3) 銑削速度 由本工序采用高速鋼鑲齒銑刀、dw 80 mm、齒數(shù) z 10 。查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5.8 高速鋼套式面銑刀銑削速度，確定銑削速度v 44.9 m/min 。ns1000vd100080 160100040.2 （ m min ）1000 44.9 178.65（r/min ）80由本工序采用 X51-型立式銑床， 查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)

26、 表 3.6，取轉(zhuǎn)速 nw=160rmin，故實(shí)際銑削速度當(dāng) nw =160r min 時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量 fm 應(yīng)為fm fzznw 0.08 10 160 128 (mmmin)可查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表 3.7 得機(jī)床進(jìn)給量為 125(mmmin )2、工序 20 半精銑撥叉頭左端面(1) 背吃刀量 ap3 Z3=1 mm。(2) 進(jìn)給量 由本工序表面粗糙度 Ra,6.3m，查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5.8 高速鋼套式面銑刀精銑平面進(jìn)給量，每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f 取為 0.4mm/r ，故每齒進(jìn)給量 fz 為 0.04mm/z(3) 銑削速度 由本工序采用高速鋼鑲齒銑刀、 dw 80

27、 mm、齒數(shù) z 10 、fz =0.04mm/z ，查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表 5.8 高速鋼套式面銑刀銑削速度，確定銑削速度 v 48.4 m/min 。ns1000vd1000 48.480192.58 （ r/min ）由本工序采用 X51-型立式銑床， 查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 表 3.6，取轉(zhuǎn)速 nw=180rmin，故實(shí)際銑削速度100080 18045.24 （mmin ）1000當(dāng) nw =210r min 時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量 fm 應(yīng)為m f zznw 0.04 10 210 84 （mmmin ）可查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表3.7 得機(jī)床進(jìn)給量為 80(mmm

28、in )3、工序 80 半精銑撥叉頭右端面（1） 背吃刀量 ap4 Z4 =1 mm。(2) 進(jìn)給量 由本工序表面粗糙度Ra,3.2m，查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5.8 高速鋼套式面銑刀精銑平面進(jìn)給量，每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f 取為 0.4mm/r ，故每齒進(jìn)給量 fz 為 0.04mm/z(3)銑削速度 由本工序采用高速鋼鑲齒銑刀、 dw 80 mm、齒數(shù) z 10 、fz =0.04mm/z ，查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表 5.8 高速鋼套式面銑刀銑削速度，確定銑削速度v 48.4 m/min 。ns1000vd1000 48.4 192.58（r/min ）80由本工序采用 X51-型立式銑床，

29、查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 表 3.6，取轉(zhuǎn)速 nw=180rmin，故實(shí)際銑削速度dnwv100080 180 45.24 （mmin）1000當(dāng) nw =210r min 時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量 fm 應(yīng)為f zznw0.04 10 210 84 （mmmin ）可查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表 3.7 得機(jī)床進(jìn)給量為 80(mmmin )4、工序 100 鉆、攻絲 M8 螺紋孔(1) 鉆 7 孔工步由工件材料為 45 鋼、孔 7mm、高速鋼鉆頭，查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5.19 高速鋼麻花鉆鉆銷碳鋼的切削用量得，切削速度Vc=20m/min ，進(jìn)給量 f =0.20 mm r 。取

30、ap =7mm 。1000v ns dw1000 207910 （ r/min ）由本工序采用 Z525 型立式鉆床，取轉(zhuǎn)速nw=960rmin，故實(shí)際切削速度dwnwv10007 960100021.1（mmin）(2)攻螺紋由于螺紋螺距為 1mm 則進(jìn)給量為 f=1mm/r ，查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 5.35 組合機(jī)床上加工螺紋的切削速度 v=3-8m/min ，取 v=5 m/min 所以該工位主軸轉(zhuǎn)速1000vd1000 58199（r /min）由本工序采用 Z525 型立式鉆床，取轉(zhuǎn)速n=195r min ，故實(shí)際切削速則dnv10008 19510004.89 （ m min

31、 ）3.6 時(shí)間定額的計(jì)算1基本時(shí)間 tj 的計(jì)算(1) 工序 10粗銑撥叉頭兩端面由于該工序包括兩個(gè)工步， 即兩個(gè)工件同時(shí)加工， 由面銑刀對(duì)稱銑平面、 主偏角 r =90°，查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表 5.14 銑削基本時(shí)間計(jì)算得： l10.5dd22ae13 mm，l 2 =13mm。則 l10.5d d 2 ae213 0.58080236213 6.5l2 2mml 2 36 72 mm則該工序的基本時(shí)間t l l1 l2 tjfM Z72 6.5 21280.644 min=38.6s 。(2) 工序 20半精銑撥叉頭左端面同理， l1 0.5d d 2 ae213 0.

32、580 802 362136.5該工序的基本時(shí)間l l1 l 2 tj36MZ(3) 工序 80半精銑撥叉頭右端面同理， l1 0.5d該工序的基本時(shí)間tjl1 l 236MZ(4) 工序 100鉆、攻絲M8 螺紋孔1) 鉆 孔 工機(jī)械制l1Dcot212cot45 12)攻絲l223Pl2 2mml 36 mm6.5 2 0.556 min = 33.4s8013 0.580 802 362l2 2mml 36 mm6.5 2 0.556min = 33.4s80造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表135.396.5可知該工步3.5 mm ； l2 mm； l =9mm ；則該工序的基本時(shí)間l l1 l2

33、9 3.5 1 tjj fn 0.2* 960機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5.390.07 min=4.2s可知該工步 l =9mm ， l1 = 1 3 P =2mm ，3mm ；則該工序的基本時(shí)間l l1 l2 9 2 3 tjj fn 1 1950.07 min=4.2s2輔助時(shí)間 tf 的計(jì)算輔助時(shí)間 tf 與基本時(shí)間 t j之間的關(guān)系為 ta =(0.150.2) tj ，取ta =0.15 t j則各工序的輔助時(shí) 間分別為：工序 10 的輔助時(shí)間： t f =0.15 ×38.6s=5.79s；工序 20 的輔助時(shí)間： t f =0.15 ×33.4s=5.01s

34、；工序 80 的輔助時(shí)間： t f =0.15 ×33.4s=5.01s；工序 90 鉆孔工步的輔助時(shí)間： t f =0.15 ×4.2s=0.63s；攻絲工步的輔助時(shí)間： t f =0.15 ×4.2s=0.63s ；3其他時(shí)間的計(jì)算除了作業(yè)時(shí)間 (基本時(shí)間與輔助時(shí)間之和 )以外，每道工序的單件時(shí)間還包括布置工作地時(shí)間、休 息與生理需要時(shí)間和準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。由于撥叉的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的準(zhǔn)備與 終結(jié)時(shí)間甚微， 可忽略不計(jì)； 布置工作地時(shí)間 tb 是作業(yè)時(shí)間的 2 7，休息與生理需要時(shí)間 tx 是作 業(yè)時(shí)間的 24，均取為 3，則各工序的其他時(shí)間

35、 ( tb + t x )可按關(guān)系式 (3+3) ×(tb +tx) 計(jì)算， 它們分別為：工序 10 的其他時(shí)間： tb +tx =6 ×(38.6s+5.79s)=2.66s ；工序 20 的其他時(shí)間： tb +tx =6 ×(33.4s+5.01s)=2.30s ；工序 80 的其他時(shí)間： tb +tx =6 ×(33.4s+5.01s)=2.30s ；工序 100 鉆孔工步的其他時(shí)間： tb +tx =6 ×(4.2s+0.63s)=0.29s ；攻絲工步的其他時(shí)間： tb +tx =6 ×(4.2s+0.63s)=0.29s

36、；4單件時(shí)間 tdj 的計(jì)算 各工序的單件時(shí)間分別為： 工序 10 的單件時(shí)間： tdj =38.6s+5.79s+2.66s=47.05s； 工序 20 的單件時(shí)間： tdj =33.4s+5.01s+2.30s=40.71s；工序 80 的單件時(shí)間： tdj =33.4s+5.01s+2.30s=40.71s；工序 100 的單件時(shí)間 tdj 為兩個(gè)工步單件時(shí)間的和，其中鉆孔工步：tdj鉆 =4.2s+0.63s+0.29s=5.75 ；攻絲工步：t dj攻絲 =4.2s+0.63s+0.29s=5.75s ；因此，工序100 的單件時(shí)間 tdj =tdj鉆 +tdj攻絲 =5.75s+5

37、.75s=11.5s。將上述零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的結(jié)果，填入工藝文件。如附表1、附表 2、附表 3和附表 4 所示，附表1 為撥叉零件的機(jī)械加工工藝過程；附表2、附表 3 和附表 4 分別為撥叉加工第 10、20、80 、100 三道工序的工序卡。第 4 章 專用鉆床夾具設(shè)計(jì)4.1 夾具設(shè)計(jì)任務(wù)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率， 保證加工質(zhì)量， 降低勞動(dòng)強(qiáng)度， 需設(shè)計(jì)專用夾具。 為工序 90 鉆撥叉鎖銷孔設(shè) 計(jì)鉆床夾具，所用機(jī)床為 Z525 型立式鉆床，成批生產(chǎn)規(guī)模。1工序尺寸和技術(shù)要求加工撥叉鎖銷孔 800.015 mm，孔的軸線對(duì)孔 3000.021 mm 的軸線垂直度公差為 0.15mm ，B 面的尺寸

38、0.18為 4000.18 mm，表面粗糙度 Ra1.6 m。2生產(chǎn)類型及時(shí)間定額生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，時(shí)間定額 25min 。3設(shè)計(jì)任務(wù)書。附表 5所示為工序 90 加工撥叉鎖銷孔 800.015 mm 工藝裝備設(shè)計(jì)任務(wù)書。任務(wù)書按工藝規(guī)程提出定 位基面、工藝公差、加工部位，工藝要求等設(shè)計(jì)要求，以作為夾具設(shè)計(jì)的依據(jù)。4.2 擬定鉆床夾具結(jié)構(gòu)方案與繪制夾具草圖1、確定工件定位方案，設(shè)計(jì)定位裝置分析工序簡圖可知，加工撥叉鎖銷孔800.015 mm，孔的軸線對(duì)孔 3000.021mm 的軸線垂直度公差為0.180.15mm，距離 B 面的尺寸為 4000.18 mm。從基準(zhǔn)的重合原則和定位的穩(wěn)定性、

39、可靠性出發(fā)，選擇B 面為主要定位基準(zhǔn)面，并選擇3000.021mm 孔軸線和工件叉口面為另兩個(gè)定位基準(zhǔn)面。定位裝置選用一面兩銷 (圖 4.1)，長定位銷與工件定位孔配合，限制四個(gè)自由度，定位銷軸肩小環(huán) 面與工件定位端面接觸， 限制一個(gè)自由度， 削邊銷與工件叉口接觸限制一個(gè)自由度， 實(shí)現(xiàn)工件正確定位。 定位孔與定位銷的配合尺寸取為 30H7 f 6 (在夾具上標(biāo)出定位銷配合尺寸30 f 6 )。對(duì)于工序尺寸0.18400 mm 而言，定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，定位誤差 dw (40) = 0 ；對(duì)于加工孔的垂直度公差要求，基 準(zhǔn)重合 dw ()=0 ；加工孔徑尺寸 8mm 由刀具直接保證，dw (

40、 8 )=0 。由上述分析可知，該定位方 案合理、可行。2、確定工件的夾緊方案，設(shè)計(jì)夾緊裝置鋼套的軸向剛度比徑向剛度好，因此夾緊力應(yīng)指向限位臺(tái)階面。針對(duì)大批生產(chǎn)的工藝特征，此夾具選用偏心螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)，如圖4.2 所示。偏心螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)中的各零件均采用標(biāo)準(zhǔn)夾具元件（參照夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)中表？常用典型夾緊機(jī)構(gòu)中 偏心壓板夾緊機(jī)構(gòu)部分并查表確定 ）。3、確定導(dǎo)向方案，設(shè)計(jì)導(dǎo)向裝置 為能迅速、準(zhǔn)確地確定刀具與夾具的相對(duì)位置，鉆夾具上都應(yīng)設(shè)置引導(dǎo)刀具的元件鉆套。鉆套一 般安裝在鉆模板上，鉆模板與夾具體連接，鉆套與工件之間留有排屑空間。本工序要求對(duì)被加工孔依次 進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸等 3 個(gè)工步的加工，最終

41、達(dá)到工序簡圖上規(guī)定的加工要求，故選用快換鉆套作為刀具的 導(dǎo)向元件，如圖 4.3 所示 （參照夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)中表？快換鉆套，表？鉆套用襯套，表？鉆套螺釘查表確定 ）。圖 4.3 導(dǎo)向裝置簡圖查表？鉆套高度和排屑間隙知，鉆套高度 H （2.53.5）d ，排屑空間 h （0.71.5） d ，取H 3d 3 8 mm=24mm ，排屑空間 h d =8mm 。4、確定夾具體結(jié)構(gòu)型式及夾具在機(jī)床上的安裝方式 考慮夾具的剛度、強(qiáng)度和工藝性要求，采用鑄造夾具體結(jié)構(gòu)。5、繪制夾具草圖。 （略）4.3 繪制夾具裝配總圖鉆模的裝配總圖上應(yīng)將定位心軸、鉆模板與夾具體的連接結(jié)構(gòu)表達(dá)清楚。夾具裝配總圖如附圖 3 所

42、示。其中定位心軸與夾具體采用過渡配合 16H7 k6 ，用鎖緊螺母固定。鉆模板與夾具體用兩個(gè)銷釘、 兩個(gè)螺釘連接。夾具裝配時(shí)，待鉆模板的位置調(diào)整準(zhǔn)確后再擰緊螺釘，然后配鉆、鉸銷釘孔，打入銷釘。4.4 夾具裝配圖上標(biāo)注尺寸、配合及技術(shù)要求。1、最大輪廓尺寸 170mm、205mm、 203mm。2、確定定位元件之間的尺寸與公差定位銷與削邊銷中心距尺寸公差取工件相應(yīng)尺寸公差的1/3，偏差對(duì)稱標(biāo)注，即標(biāo)注尺寸為 115.5 土 0.03。3、確定導(dǎo)向元件與定位元件之間的尺寸與公差根據(jù)工序簡圖上規(guī)定的被加工孔的加工要求，確定鉆套中心線與定位銷定位環(huán)面 （ 軸肩 ）之間的尺寸取為 （40.09 土 0.

43、03）mm（ 其基本尺寸取為零件相應(yīng)尺寸 4000.18 mm 的平均尺寸； 其公差值取為零件相應(yīng)尺寸 40 00. 18 mm 的公差值的 1/3，偏差對(duì)稱標(biāo)注 ）。鉆套中 心線對(duì)定位銷中心線的位置度公差取工件相應(yīng)位置度公差值的1/3 ，即取為 0.03mm。4、確定定位元件與夾具體的尺寸與公差定位銷中心線與夾具底面的平行度公差取為0.02mm 。H 7H7H75、 標(biāo)注關(guān)鍵件的配合尺寸如附圖所示，8F7、 30f6、 57 f7、 15 、 22 、 8g6r6n6H7k6和 16 H7 。撥叉零件機(jī)械加工工藝過程卡片續(xù)）機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)產(chǎn)品名稱零件名稱撥叉共2頁第1頁

44、材料牌號(hào)45 鋼毛坯種類鍛件毛坯外形尺寸每件毛坯可制件數(shù)1每臺(tái)件數(shù)1備注工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容車間工段設(shè)備工藝裝備工時(shí)準(zhǔn)單10粗銑撥叉頭兩端面粗銑撥叉頭兩端面 Ral2.5m、控尺寸 42 0 mm0.1立式銑床 X51端銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具47.05s20半精銑撥叉頭左端面半精銑撥叉頭左端面 Ra6.3m、控尺寸 4100.1 mm,立式銑床 X51端銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具40.71s30鉆、擴(kuò)、粗絞、精絞 24鉆、擴(kuò)、粗絞、精絞 24 00.021 mm 、Ral.6 m立式鉆床 Z525擴(kuò)孔鉆、鉸刀、卡尺、塞規(guī)40粗銑撥叉腳兩端面粗銑撥叉腳兩端面 Ral2.5m、控尺寸 14 0

45、mm0.1臥式雙面銑床三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具50校正撥叉腳鉗工臺(tái)手錘描圖60銑叉爪口內(nèi)表面銑叉爪口內(nèi)側(cè)面 R6.3 m、控尺寸 R25mm、立式銑床 X51銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具70半精銑撥叉腳兩端面0 .1半精銑撥叉腳兩端面 Ra6.3m、控尺寸 12.5 mm立式銑床 X51端銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具描校80半精銑撥叉頭右端面半精銑撥叉腳兩端面 Ra3.2m、控尺寸 40 0 mm40 0.1立式銑床 X51端銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具40.71s底圖號(hào)90粗銑凸臺(tái)粗銑撥凸臺(tái)、控尺寸 21mm立式銑床 X51端銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具設(shè)計(jì)（ 日期 ）審核（ 日期 ）標(biāo)準(zhǔn)化（日期）會(huì)

46、簽（ 日期 ）裝訂號(hào)標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 卡 片產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)產(chǎn)品名稱零件名稱撥叉共2頁第2頁材料牌號(hào)45 鋼毛坯種類鍛件毛坯外形尺寸每件毛坯可制件數(shù)1每臺(tái)件數(shù)1備注工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容車間工段設(shè)備工藝裝備工時(shí)準(zhǔn)單100鉆、攻絲 M8螺紋孔鉆、攻螺紋，控制尺寸 M8-H6立式鉆床 Z525鉆頭、絲錐、卡尺、塞規(guī)、螺紋尺規(guī)11.5s110去毛刺鉗工臺(tái)平銼120中檢塞規(guī)、百分表、卡尺等130熱處理淬火機(jī)等140校正撥叉腳鉗工臺(tái)手錘描圖150磨削撥叉腳兩端面0 精銑撥叉腳兩端面 Ra3.2 m 、控尺寸 12 mm、 0 .08磨床 M7120A砂輪、游標(biāo)卡尺160清洗清洗機(jī)描校終檢170終檢塞規(guī)、百分表、卡尺等底圖號(hào)設(shè)計(jì)（ 日期 ）審核（ 日期 ）標(biāo)準(zhǔn)化（日期）會(huì)簽（日期）裝訂號(hào)標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期附表 3工序 10 機(jī)械加工工序卡片底圖號(hào)設(shè)計(jì) 審核 標(biāo)準(zhǔn)化 會(huì)簽裝訂號(hào)（日期） （日期