倒擋撥叉課程設計匯本

1、倒擋撥叉機械制造工藝設計專業(yè)：機械設計制造及其自動化組別：學號：完成日期：年月日摘要-1 -1零件分析-2 -1.1零件作用-2 -1.2零件圖審查-3 -1.3零件工藝初步分析-3 -2確定生產(chǎn)類型-4 -3確定毛坯-4 -3.1毛坯類型-4 -3.2確定機械加工余量及毛坯尺寸、公差-4 -3.3繪制毛坯圖-5 -4工藝規(guī)程設計-5 -4.1選擇定位基準-5 -4.2制定工藝路線-6 -4.3選擇加工設備和工藝裝備-7 -選擇機床-7 -選擇夾具-7 -選擇刀具-7 -選擇量具-8 -4.4加工余量、工序尺寸及公差確實定-8 -4.5確定切削用量及時間定額-9 -切削用量-9 -時間定額-1

2、0 -5夾具設計選做-11 -結(jié)論-12 -參考文獻-12 -機械制造技術工程訓練，是以給定的一個中等復雜程度的中小型機械零件為對象，在 確定其毛坯制造工藝的根底上，編制其機械加工工藝規(guī)程，并對其中某一工序進展機床專 用夾具設計。是綜合運用機械制造技術的根本知識、根本理論和根本技能，分析和解決實 際工程問題的一個重要教學環(huán)節(jié)；是對學生運用所掌握的“機械制造技術知識及相關理 論的一次全面應用訓練。通過訓練，培養(yǎng)學生制定零件機械加工工藝規(guī)程和分析工藝問題 的能力，設計機床夾具的能力，使用手冊、圖表及數(shù)據(jù)庫資料的能力。本次課程設計對倒擋撥叉零件進展了工藝設計，撥叉是一種輔助零件，擺動撥叉可以 控制滑

3、套與不同齒輪的結(jié)合和別離，到達換擋的目的，撥叉的制作需要到達一定的精度要 求，而撥叉的夾具設計可以提高產(chǎn)品勞動生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降低生產(chǎn)本錢等,從而使撥叉產(chǎn)品在保證精度的前提下提咼效率、降低本錢關鍵詞：撥叉；工藝；定位；加緊；夾具1零件分析通過對該零件圖的重新繪制，知原圖樣的試圖正確、完整，尺寸、公差及技術要求齊 全。從零件圖上看，該零件是典型的叉架類零件，構造比擬復雜，形位精度要求不算高。 為大批量生產(chǎn)的鑄件。其主要加工的有14H9外表粗糙度為Ra6.3um,其軸軸要保證直線 度M級0.03;斜腳面尺寸要求公差尺寸為-0.48到0;開擋公差尺寸為0.1到0.2,外表 粗糙度為Ra6

4、.3um并保證與14H9軸線的垂直度為0.25; R19面粗糙度為Ra12.5um,外 表要求淬火處理，硬度要求為4853HRC下爪總長公差尺寸為-1到0;后腳面公差尺寸為 0到0.52,前面到軸線尺寸18的公差尺寸為土 0.2;孔8.7公差尺寸為0到0.09，其軸線 到開擋前腳面的尺寸41.5的公差尺寸為土 0.15,孔深32公差尺寸為-1到0;撥叉尺寸要求 較高，兩外表歸于孔8.7的對稱度為0.4,外表外表粗糙度為Ra12.5外表滿足配合14H13 公差尺寸為0到0.27,其槽底局部允許呈R3max圓角或2最大長為3的倒角；孔8.7還 需锪平直徑為12;孔24端面、開擋R15面、孔8.7外

5、表以及槽14H13底面外表粗糙 度為Ra25 般的加工都可獲得。通過分析該零件，其布局合理，雖構造復雜，但加工要 求比擬容易保證，我們通過專用夾具可保證其加工要求，整個圖面清晰，尺寸完整合理， 能夠完整表達物體的形狀和大小，符合要求。1.1零件作用倒檔撥叉是與操縱機構零件結(jié)合，用它撥動滑動齒輪實現(xiàn)倒車。14H9為配合面有較高的精度。槽14H13為滑塊撥動的配合外表。該撥叉在換擋位時要承受彎曲應力和沖擊 載荷的作用，因此該零件應具有足夠的強度、剛度和韌性，以適應撥叉的工作條件。圖倒擋撥叉圖紙1.2零件圖審查通過分析該零件，其布局合理，雖構造復雜，但加工要求比擬容易保證，通過專用夾具可保證其加工要

6、求，整個圖面清晰，尺寸完整合理，能夠完整表達物體的形狀和大小，符合要求。圖倒擋撥叉零件圖1.3零件工藝初步分析從零件圖上看，該零件是典型的叉架類零件，構造比擬復雜，形位精度要求不算高。為大批量生產(chǎn)的鑄件。其主要加工的有14H9外表粗糙度為Ra6.3um,其軸軸要保證直線 度M級0.03;斜腳面尺寸要求公差尺寸為-0.48到0;開擋公差尺寸為0.1到0.2,外表 粗糙度為Ra6.3um并保證與14H9軸線的垂直度為0.25; R19面粗糙度為Ra12.5um,外 表要求淬火處理，硬度要求為4853HRC下爪總長公差尺寸為-1到0;后腳面公差尺寸為 0到0.52,前面到軸線尺寸18的公差尺寸為土

7、0.2;孔8.7公差尺寸為0到0.09，其軸線 到開擋前腳面的尺寸41.5的公差尺寸為土 0.15,孔深32公差尺寸為-1到0;撥叉尺寸要求 較高，兩外表歸于孔8.7的對稱度為0.4,外表外表粗糙度為Ra12.5外表滿足配合14H13 公差尺寸為0到0.27,其槽底局部允許呈R3max圓角或2最大長為3的倒角；孔8.7還 需锪平直徑為12;孔24端面、開擋R15面、孔8.7外表以及槽14H13底面外表粗糙 度為Ra25一般的加工都可獲得。2確定生產(chǎn)類型依設計題目，結(jié)合生產(chǎn)實際年產(chǎn)量 5000件可知該零件的生產(chǎn)綱領零件是大批量 生產(chǎn)的鑄件。3確定毛坯由于該撥叉件外形復雜。又是薄壁件，年產(chǎn)量為50

8、00件大批生產(chǎn)屬于成批生產(chǎn)，故毛坯可采用砂型鑄造機器造型和殼型，從而提高毛坯生產(chǎn)率。工件材料ZG310-570毛坯尺寸槽度要求為IT11IT12級。毛坯尺寸可通過加工余量大小最終確定。3.1毛坯類型鑄件的機械加工余量按 GB/T11351-89確定，材料為ZG310-570由于零件形狀復雜, 生產(chǎn)綱領是成批生產(chǎn)，所以毛坯選用砂型鑄造機器造型和殼型。3.2確定機械加工余量及毛坯尺寸、公差鑄件的機械加工余量按 GB/T11351-89確定，材料為ZG310-570由于零件形狀復雜, 生產(chǎn)綱領是成批生產(chǎn)，所以毛坯選用砂型鑄造機器造型和殼型。根據(jù)文獻【1】表2-1得，該鑄件的尺寸公差CT為8-12級，

9、由表2-5得加工余量等級MA為F,所以取CF=9級。由表2-3得各外表的公差數(shù)值：24端面尺寸46公差CT為2mm14H13槽面尺寸14公差CT為1.6mm右腳端面尺寸41.5公差CT為2mm左腳端面尺寸23公差CT為1.7mm圓面R15公差CT為1.6mm表3-1機械加工余量及毛坯尺寸、公差零件圖尺寸機械加工余量毛壞基準尺寸公差值及極毛坯尺寸標限偏差注24端面尺寸4625025014H13槽面尺寸142101.610右腳端面尺寸41.5245245左腳端面尺寸232191.719圓面R152131.6133.3繪制毛坯圖圖倒擋撥叉毛胚圖4工藝規(guī)程設計4.1選擇定位基準基面選擇是工藝規(guī)程設計中

10、的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。根據(jù)零件圖及其使用情況分析，知14H9孔是設計基準，也是零件工作最重要的工作面。1:粗基準的選擇對于一般件而言，按照有關粗基準的選擇原那么即當零件又不加工外表時，應以這 些不加工外表做粗基準，假設零件有假設干個不加工外表時，應以與加工外表要求相對位 置較高的不加工外表作粗基準。先選擇撥叉頭左端面和24外圓外表作為加工14H9孔時的粗基準2精基準的選擇在14H9孔加工以后，各工序那么以該孔為定位精基準，靠近叉腳的24的端面為軸向尺寸的定位精基準。從而滿足定位基準重合原那么，和互為基準的原那么。但有些外 表的加工可能會出

11、現(xiàn)基準不重合，有時需進展尺寸鏈的換算。4.2制定工藝路線毛坯為鑄件，應經(jīng)退火處理以消除鑄件的應力及改善機械加工性能，然后送到機械加工車間加工，具體工序如下：1、鉆14孔至13.5mm以24圓柱面和左端面為基準定位2、銑左端面以13.5孔和右端面為基準定位3、銑右端面以13.5孔和左端面為基準定位4、倒角左邊以13.5孔和右端面為基準定位5、倒角右邊以13.5孔和左端面為基準定位6、鉸14H9孔以13.5孔和左端面為基準定位7、銑圓曲面R15以14H9孔、左端面和R13孔為基準定位& 粗銑撥叉腳端面以14H9孔、右端面和R15孔為基準定位9、 銑操縱槽兩面和底面以16圓柱面和24左端面為

12、基準定位10、鉆8.7mm孑L以16圓柱面和24圓柱面的一線為基準定位11、锪平12孔以16圓柱面和24圓柱面的一線為基準定位12、精銑撥叉腳端面以14H9孔、右端面和R15孔為基準定位13、去毛刺14、清洗15、檢驗4.3選擇加工設備和工藝裝備431選擇機床1、工序1鉆13.5,選擇Z525型立式鉆床。2、工序2、 3銑24端面，選擇X51立式型機床。3、工序4、5倒角和工序6鉸14H9孔，選擇Z525型立式鉆床。4、工序8、 12粗、精銑腳端面，工序7銑曲面R15均選擇X62W型機床5、工序6銑槽，選用X62W型機床。6、工序7鉆8.7孔，工序8锪平12孔均選Z525型機床。7、工序13去

13、毛刺，選用鉗工臺。&工序(14)清洗，選用清洗機。9、工序15檢驗，選用檢驗臺。選擇夾具本零件屬于大批生產(chǎn)因此為了滿足生產(chǎn)率要求，各工序均采用專用夾具裝夾工件選擇刀具1、工序1鉆14H9孔至13.5mm，由文獻【1】表3-5,選擇d=13.5mm、L=199, 2號莫氏圓錐刀。2、 工序2、 3銑兩端面，根據(jù)文獻【1】表3-23,選擇鑲齒套式面銑刀，規(guī)格D=80, D1=70, d=27, L=36, L仁30,齒數(shù)為 10。3、工序4、5倒角根據(jù)文獻【1】表3-10選擇d=16mm, L=93mm, l=20mm的錐 柄錐面锪鉆。4、工序6鉸14H9孔，由文獻【1】表3-33,選擇d

14、=14mm、L=189 l=47, 一號 莫氏錐柄刀。5、工序7根據(jù)文獻【1】表3-28選擇D=30mm、d=10mm、l=12mm、Z=10的鑲 齒三面刃銑刀。6、 工序8、 12，根據(jù)文獻【1】表3-28,選用鑲齒三面刃銑刀，選擇 D=38mm,d=12mm, l=12mm, Z=10的錯齒三面銑刀。7、工序9根據(jù)文獻【1】表3-26,選擇D=80mm, d=22mm, l=12mm, Z=10的鑲 齒三面刃銑刀。7、工序10鉆8.7孔，根據(jù)參考文獻【3】表3.1-5選取d=8.7mm, l=125mm的硬 質(zhì)合金直柄麻花鉆。8、工序11锪平12孑L,根據(jù)文獻【1】表3-12選取d=12m

15、m, d1=6.6mm, d2=8mm, L=80mm, l=18mm的帶導柱直柄平底锪鉆。434選擇量具因此零件屬于成批生產(chǎn)，一般均采用通用量具1、工序1根據(jù)文獻【3】表5-24,選用錐柄圓柱塞規(guī)13.5 0+0.12 , l=99mm。2、工序2、3根據(jù)文獻【1】表3-39，均選擇分度值為0.02mm的游標卡尺。3、工序6鉸孔，根據(jù)文獻【3】表5.2-1選擇錐柄塞規(guī)14H9。4、 工序7、8、9、 11、 12根據(jù)文獻【1】表3-39,選擇三用游標卡尺，分度值為0.02mm的游標卡尺。5、工序10根據(jù)文獻【1】表3-39選用專用塞規(guī)8.7 0+0.09。4.4加工余量、工序尺寸及公差確實定

16、1、工序1、6該孔由高速鋼鉆頭鉆出底孔后，再由圓孔鉸刀鉸出，由參考文獻【3】表2.3-15查得，鉸孔的余量0.5mm,所以鉆孔的余量，Z鉆=14-0.5/2=6.5mm。 那么鉆孔工序尺寸及公差為13.5 +o.O43,鉸孔工序尺寸及公差為14+o.12。2、 工序2、324mm兩端面，由銑削加工來完成，工序余量為2mm。3、 工序45倒角，有由銑削加工完成，工序余量為1.5mm。4、 工序7圓曲面R15,又銑削加工完成，工序余量為 2mm。5、工序8、 12腳外表的Ra為6.3卩m,需經(jīng)粗銑、精銑兩次加工，由參考文獻【3】表2.3-21查得精加工余量為0.5mm，所以粗加工余量為1.5mm右

17、端面和1.5mm 左端面。6、 工序9加工14H13槽面，上面以確定加工余量 2mm，故可一次銑出。7、工序10加工8.7+0.09孑L,采用直徑為8.7的高速鋼鉆頭加工即可&工序11锪12孔，由文獻【1】表5-41得孔深11=12取2mm。4.5確定切削用量及時間定額切削用量1、工序1鉆14孔至13.5mm, ap=6.75mm,由參考文獻【1】表5-22取鉆a進 給量f=0.25mm,又由文獻【1】按工件材料的條件選取切削速度 v可取為22m/min，由公 式5-1得n=1000v/n d得鉆頭轉(zhuǎn)速518.99r/min參照表4-9,取轉(zhuǎn)速545r/min，再將此轉(zhuǎn)速 代入公式5-

18、1,可求出該工序的實際鉆削速度 v=n nd/1000=545XnX 13.31000=23.1m/min。2、 工序2、3銑端面，即=2mm由文獻【1】表5-7得f=0.08mm/z，由表5-9按 鑲齒銑刀、d/z=80/10的條件選取，銑削速度 v=44.9m/min，由公式5-1 n=1000v/dn可求得 該工序的銑刀轉(zhuǎn)速 n=1000X 44.9/(3.14X 80)=178.65r/min,由表 4-15 選取 n=160r/min。那么 相應的實際切削速度 v=n nd/1000=40.2m/min。3、工序4、5倒角，ap=1.5mm,由文獻【1】表 5-32 得 f=0.05

19、0.08取 f=0.05mm/r, 切削速度 v=4060m/min 取 v=50m/min。由公式 5-1 n=1000v/d n 得 n=1061r/min ,由表 4-15 選取 n=1225r/min。4、工序6鉸14孔，由參考文獻【1】表5-31得f=0.40.5,取0.4mm/r切削速度v可取為3m/min，由公式5-1得n=1000v/n d=69.1r/min，參照表4-9所列Z515型立式鉆 床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=97r/min。將此代入公式 5-1可求出實際切削速度v=nnd/1000=4.3m/min。5、工序7銑R15曲面，由參考文獻【1】表5-19得f=0.080.

20、1，取f=0.08mm/z , 由參考文獻【1】表4-18查得X62主軸轉(zhuǎn)速n=301500r/min，取n=300r/mm。6、 工序8粗銑腳右端面，即=1.5mm可一次銑出，左端面ap=1.5mm可一次銑出。 由參考文獻【1】表5-19得f=0.080.1得粗銑每齒進給量f=0.1mm/z。工序12精銑腳 左右端面，加工余量均為0.5m m,均可一次銑出。由參考文獻【1】表5-19得精銑每齒進給量f=0.080.1mm/r，取f=0.08mm/r。由參考文獻【1】表4-18查得X62主軸轉(zhuǎn)速n=301500r/mm取粗銑轉(zhuǎn)速150r/min，精銑轉(zhuǎn)速300r/min , 由前面可知銑刀直徑

21、d=38mm,所以v 粗=n nd/1000=3.14X 38X 150/1000=17.9m/minv 精=n nd/1000=3.14X 38X 300/1000=35.8m/min7、工序9銑槽，即=2mm,可一次，由參考文獻【1】表5-19,每齒進給量f=0.080.1mm/z, 取f=0.08mm/z。由參考文獻【1】表4-18查得X62主軸轉(zhuǎn)速n=301500r/min，取n=190r/mm 190/1000=47.7m/mi n8、工序10鉆8.7孔，ap=4.35mm。由參考文獻【1】表5-22查得f=0.10.2mm/r, 取 f=0.15mm/r。又由參考文獻【1】表 5-

22、22 得 v=1825m/min 取 v=18m/min。由 n=1000v/ n d 得 n=658.9r/min，參照表 4-9 選取 n=680 r/min 由公式得 v= n nd/1000=3.14X 680X 8.71000=18.6m/min。9、工序11锪 12 孔，由文獻【1 】表 5-32 得 f=0.050.08取 f=0.05mm/r,v=4060 取 v=50m/min。由 n=1000v/ n d 得 n=1326.9r/min，參照表 4-9 選取 n=1360 r/min，由公式5-1 得：v=n nd/1000=3.14X 1360X 12/1000=51.2

23、m/min。時間定額1、工序1鉆14H9至13.5mm孔，由文獻【1】表5-4,得鉆孔根本時間可由公式 tj=L/fn=(l+l1+l2)/fn。I仁D/2cotkr+(12)=13.52Xcot54° +2=6.9mm,I2=14mm,取 I2=2mm, l=50mm。tj= 6.9+2+50/ 545X 0.25=0.43X 60s=25.8s2、工序2銑左端面，根據(jù)文獻【1】表 5-43,得 tj=L/fMZ, L=l+I1+I2 , l=24mm, 11=0.5 d- d2-ae20.5+(13)=3.84mm, I2=13mm 取 I2=2mm,fMZ=fx n=fzX Z

24、X n=0.08X 10X 160=128mm/min所以：tj=L/fMZ=24+3.84+2/128=0.233X 60s=14s, 工序(3)因為加工右端面的加工條件和左端面的一樣，所以加工時間ttj=14s3、工序4倒角左邊,由參考文獻【1】得表5-41得tj=L/fn=(I+I1)/fn ,其中I1=12 取 I1=1mm, l=1.5mm, f=0.05mm/r, n=1225r/min。所以：tj= 1+1.5/(1225 X 0.05) X 60s=2.4so工序5倒角右邊的加工的條件和工序4的一樣，所以此工序加工時間t右=tj=2.4s4、工序6鉸孔14H9孔，根據(jù)文獻【1】

25、表5-41得tj=L/fn,其中L=1+12+13， I1=(D-d1)/2=cotkr+(12)=0.52X cot54° +2=2.2mm,L2=24取 I2=2mm , l=46mm。所以：Tj= 2.2+2+46/(0.4 X 97)=1.29X 60s=77.6s5、工序7銑曲面R15,根據(jù)文獻【1】表5-43得tj=1+11+12/ fMz ,式中I1=0.5d-(C0 d-C0)1/2)+(13), I2=13 C0=0.030.05d=0.12 所以 I1=15mm , I2=2mm , l=15+8=23mmfMz =fzX ZX n=0.08X 10X 300=2

26、40mm/min,所以：tj= 23+15+2/240=0.166X 60s=10s因 為有左右兩叉腳所以此工序總時間t=2tj=20s。6、工序8粗銑腳左右端面,根據(jù)文獻【1】表5-43得tj=l+l1+l2/fMz ,式中I1=0.5d-(C0 d-C0/ )+(13), I2=13 C0= 0.030.05d=0.152 所以 I1=18.6mm , I2=2mm , l=19+8=27mmfMz =fzXZX n=0.1 X 10X 150=150mm/min,所以 tj=27+18.6+2 /150=0.32X 60s=19s 因為 有左右兩叉腳所以此工序總時間t總=2tj=38so

27、7、工序9銑槽，根據(jù)文獻【1】表5-43得tj= I+I1+I2/ /fMz ,式中0.5l1=0.5(d-(d2-ae2)12)+(13)=0.5X 80- 802-17.932/ +2=4mm, I2=25取 I2=3 , 1/2 總右l=18o fMZ=f X n=fzX ZX n=0.08X 10 X 190=152mm/min。所以：tj= 18+4+3/ /152=0.164X 60s=9.9s,因為要加工兩面所以此工序所用時間t總=2tj=19.8s ,在加工兩面的時候也加工了底面所以只走刀兩次就行了。8、工序10鉆孔8.7,由文獻【1】表5-4 ,得鉆孔根本時間可由公式tj=L

28、/fn=(I+I1+I2)/fn。 I1=D/2cotk葉(12)=8.72X cot54° +2=5.2mm , I2=14mm ,取 I2=2mm , l=47mm。tj= 5.2+2+47/ / 680X 0.15/ =0.533X 60s=32s9、工序11锪12孔,由文獻【1】表5-41得tj=L/fn=(I+I1)/fn ,其中I1=12取I1=2mm , l=2mm , f=0.05mm/r, n=1360r/min。所以：tj= 2+2/ /(1360X 0.05) X 60s=3.5s10、工序12精銑腳端面,根據(jù)文獻【1】表5-43得tj= 1+11+12/ fM

29、z,式中I1=0.5d-(C0d-C0)1/2)+(13), I2=13 C00.030.05d=0.152所以 I1=18.6mm , I2=2mm , l=19+8=27mmo fMz =fzX ZX n=0.08X 10X 300=240mm/min,所以 tj=27+18.6+2/ /240=0.198X 60s=12s 因 為有左右兩叉腳所以此工序總時間t總=2tj=24s5夾具設計選做為了提高生產(chǎn)效率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，通常對產(chǎn)量較大的成批或大量生 產(chǎn)的零件設計專用夾具。一夾具類型確實定+0.2根據(jù)工藝規(guī)程加工要求有：尺寸 41.5+0.15-0.15mm、23+0.1m

30、m和位置公差兩端面與孔14軸線的垂直度為0.25及外表粗糙度為6.3。由條件，工件尺寸小重量輕，加工要求 不高。因此設計的夾具不宜復雜，故設計成手動夾緊即可。二夾具具體設計1、確定要限制的自由度由加工要求考慮，可知加工此工序時 6個自由度均要限制方能保證加工精度要求。故 加工時以14mm孔及其右端面和R15孔為定位基準。其中以長定位銷定位14mm孔限制X、 Z移動和X、Z轉(zhuǎn)動4個自由度。以一平面定位撥叉右端面限制 丫移動和X、Z轉(zhuǎn)動3個自 由度，此時重復限制了 X、Z轉(zhuǎn)動兩個自由度。但因為此時的孔以經(jīng)經(jīng)過精加工且端面也 已經(jīng)過粗加工，所以孔軸線與面的垂直度較高，在這種情況下是允許采用過定位的。此時 還有一個繞丫轉(zhuǎn)動的自由度沒有限制，所以在 R15半圓孔用菱形銷限制此自由度。這時六 個自由度全被限制為完全定位。2、選擇定位元件定位銷、對刀塊、菱形銷，其構造和尺寸按要求確定。3、定位誤差分析夾具的主要定位元件為支撐板和定位銷。支撐板夾具裝配后的技術要求統(tǒng)一磨，支撐 板的定為外表與夾具體底面平行度誤差不超過0.