變速箱撥叉零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程

目錄

機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)任務(wù)書....................................4頁

第1章零件分析...........................................6頁

1.1零件的作用...................................6頁

1.2零件的工藝分析...................................6頁

1.3確定零件的生產(chǎn)類型...............................7頁

第2章確定毛培、繪制毛培簡圖............................7頁

2.1選擇毛坯.........................................7頁

2.2確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量................7頁

2.3繪制撥叉鍛造毛坯簡圖.............................9頁

第3章工藝規(guī)程設(shè)計(jì).......................................9頁

3.1定位基準(zhǔn)的選擇...................................9頁

3.2擬訂工藝路線....................................10頁

3.3加工設(shè)備及工藝裝備的選用.........................12頁

3.4加工余量、工序尺寸和公差的確定...................13頁

3.5切削用量的計(jì)算..................................15頁

3.6時(shí)間定額的計(jì)算..................................17頁

第4章專用鉆床夾具設(shè)計(jì)..................................21頁

4.1夾具設(shè)計(jì)任務(wù)....................................21頁

4.2擬定鉆床夾具結(jié)構(gòu)方案與繪制夾具草圖.................21頁

4.3繪制夾具裝配總圖...................................23頁

4.4夾具裝配圖上標(biāo)注尺寸、配合及技術(shù)要求...............23頁

第5章實(shí)訓(xùn)總結(jié).............................................24頁

參考文獻(xiàn)................................................25頁

附件........................................................26頁

機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

課程編號(hào)課程名稱機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)周數(shù)2

上午指導(dǎo)教師布置課程設(shè)計(jì)任務(wù)。明確設(shè)計(jì)具體設(shè)計(jì)方法、步驟見

任務(wù)，閱讀設(shè)計(jì)任務(wù)書和指導(dǎo)書，收集、借《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課

閱有關(guān)資料、手冊(cè)。程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》和教

對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，畫出零件圖：確定毛材《機(jī)械制造技術(shù)基

坯的制造方式，繪制毛坯簡圖。礎(chǔ)》。

制定機(jī)械加工工藝路線，選擇定位基準(zhǔn)。另外主要參考書目：

論文

選擇機(jī)床及工、夾、量、刃具，確定加工余1.機(jī)床專用夾具圖冊(cè)

（設(shè)計(jì)）量及工序間尺寸與公差，確定切削用量。2.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)

進(jìn)度畫出毛坯圖，填寫工藝過程卡及工序卡。3.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡

針對(duì)選擇的一道工序，確定該工序夾具設(shè)計(jì)明手冊(cè)

安排

方案，選擇定位元件，計(jì)算所需夾緊力，選4.機(jī)械制造工藝學(xué)課程

擇夾緊方案C設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

繪制夾具裝配圖。5.實(shí)用機(jī)械加工手冊(cè)

繪制夾具零件圖。6.實(shí)用機(jī)械加工工藝手

整理設(shè)計(jì)說明書。冊(cè)

答辯、評(píng)定成績。

一、設(shè)計(jì)題目與要求

撥叉的機(jī)械加工工藝規(guī)程及鉆孔攻螺紋夾具設(shè)計(jì)。年產(chǎn)量為5000件（大批生產(chǎn)）。

（零件參考圖附后）

二、設(shè)計(jì)內(nèi)容

1.對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，畫零件圖；

論文

2.確定毛坯的制造方式，繪制毛坯簡圖；

（設(shè)計(jì)）3.制定零件的機(jī)械加工工藝路線，填寫機(jī)械加工工藝過程卡；

內(nèi)容4.對(duì)指定工序，選擇機(jī)床及工、夾、量、刃具，確定加工余量及工序間尺寸與

公差，確定切削用量，填寫機(jī)械加工工序卡；

5.對(duì)指定工序進(jìn)行機(jī)床夾具設(shè)計(jì)計(jì)算和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，畫夾具裝配圖；

6.對(duì)夾具的一個(gè)零件設(shè)計(jì)零件圖；

7.編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。

設(shè)計(jì)工作要求提交：

1.零件圖1張（A4）

2.毛坯圖1張（A4）

3.機(jī)械加工工藝過程卡1張

要求4.機(jī)械加工工序卡至少3張

5.夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝配圖1張（A2?A3）

6.夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)零件圖1張（A4）

7.課程設(shè)計(jì)說明書1份，參考龍巖學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書撰寫格式

二、設(shè)計(jì)題目與要求

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。24mm孔套在變速叉軸上，并用

螺釘經(jīng)M8-6”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，其叉地孔與變速

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。2413mm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"8-6”。

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：。247°2一巾】孔和加8-6〃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(撥叉腳兩瑞面、變速

叉軸孔。24丁3mm,其余表面加工精度均較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過銃削、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。247⑼mm(H7),在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)重點(diǎn)予以

保證。

圖1.1(零件圖)

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4％分別取3%和0.5%,零件年產(chǎn)量為

N=8000臺(tái)/年X1件/X(1+3%)X(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

由于該撥義在工作過程中要承受沖擊載荷，為增強(qiáng)撥義的強(qiáng)度和沖擊韌度，獲得纖維如織，毛坯

選用鍛件。該撥叉的輪廓尺寸不大，目.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

I.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）

分析］特征

坐標(biāo)系選取項(xiàng)目

i

=4.2030565e+04毫米,3

面積=:1.4535867e+04女

=7.8000000e-09公盹/塞米”3

=3.2783841.-04公噸

根據(jù)」JHGJIANTU坐標(biāo)邊植璃定重心.

XYZ-1.9478305e+011.6252099.

相對(duì)于」JNGJIANTU坐標(biāo)系邊框之慣性.

4川」,

得出質(zhì)量為（密度取7.8X10-6kg/mm3）

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/=95mm,b=65mm,力=45mm；該撥叉鍛件的形狀復(fù)雜系數(shù)為

63

S=肛/mN=0.44Klbhp）=0.44kg/（95mmX65mmX45mmX7.8X10-kg/mm）^0.44/2.17

=0.203

由于0.203介于0.16和032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M(fèi)i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1.6Lm。

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

撥叉頭左右端面硒」1.5-2（取2）L6（靠）,（喝）

撥叉角內(nèi)表面R251.5-2（取1.5）14強(qiáng)）R23.5（：：1）

L4（/16（-0.4）

撥叉角兩端面-0.081.5-2（取2）

乂G/1+°?021

撥叉頭孔024。2.014（*）四0（無）

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。

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

叉軸孔。24?、蚼m的軸線是撥義腳兩端面設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，撥叉頭左端面是撥義軸向方向上尺寸的設(shè)

計(jì)基準(zhǔn)。選用義軸孔。2421mm的軸線和撥叉頭左端面作精基準(zhǔn)定位加工撥義腳兩端面，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的加工方法，如表3」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各注

撥叉角兩端面12°00s廊TT10Ra3.2pm粗銃一半精銃一磨削

撥叉頭孔024產(chǎn)mmIT7Rai.6pm鉆一擴(kuò)一粗一精較

螺紋孔M8-CHIT6Ra3.214m鉆一絲錐攻內(nèi)螺紋

撥義頭左端面40°01mmIT10Ra6.3gm粗銃一半精銃

撥叉頭右端面40%.,nun1T10Ra3.2pm粗銃一半精銃

撥叉角內(nèi)表面R25nniIT12Ra6.3pni粗銃

凸臺(tái)12nmIT13Ral2.511m粗銃

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；然后粗銃撥又頭右端面、撥義腳內(nèi)表面、撥義腳兩端面的粗銃、凸臺(tái),在半

精加工階段，完成撥叉腳兩端面的半精銃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)用工序集中原則使二件的裝夾次數(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)一一撥叉頭左端面和叉軸孔。24：°⑼mm；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，先加工主要表面一

一撥叉頭左端血和叉軸孔。24;如mm和撥叉腳兩端血，后加工次要表面一一螺紋孔；遵循“先血后

孔”原則，先加工撥又頭端面，再加工又軸孔。24；°以mm孔；先銃凸臺(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粗銃撥叉頭兩端面“先基準(zhǔn)后其他”

20半精銃撥叉頭左端面（主要表面）“先基準(zhǔn)后其他”、“先面后孔”、“先主后次”

30擴(kuò)、校4>24孔（主要表面）“先面后孔”、“先主后次”

40粗銃撥叉腳兩端面（主要表面）“先粗后精”

50銃凸臺(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半精銃拔叉頭右端面“先粗后精”

80半精銃撥叉腳兩端面“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)加工一一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一一熱處理一一主要表面精加工。

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粗銃撥叉頭兩端面端面、。24孔外圓

20半精銃撥叉頭左端面右端面、(|>24孔外圓

30鉆、擴(kuò)、粗絞、精絞Q24孔右端面、由24孔外圓、又爪口內(nèi)側(cè)面

40粗銃撥叉腳兩端面

50校正撥叉腳左端面、4>24孔

60銃叉爪口內(nèi)表面左端面、4>24孔、叉爪口外側(cè)面

70半精銃撥叉腳兩端面左端面、4)24孔

80半精銃撥叉頭右端面左端面、(1>24孔外圓

90粗銃凸臺(tái)左端面、(1>24孔、叉爪口內(nèi)側(cè)面

100鉆、攻絲M8螺紋孔左端面、e24孔、叉爪口內(nèi)側(cè)面

110去毛刺

120中檢

130熱處理一一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粗銃撥叉頭兩端面立式銃床X51高速鋼套式面銃刀、游標(biāo)卡尺

2半精銃撥又頭左端面立式銃床X51高速鋼套式面銃刀、游標(biāo)卡尺

3鉆、擴(kuò)、粗絞、精線4>24孔立式鉆床525麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、較刀、卡尺、塞規(guī)

4粗快撥叉腳兩端面臥式雙面住床三面刃快刀、游標(biāo)卡尺

5校正撥叉腳鉗工臺(tái)手錘、

6銃叉爪口內(nèi)側(cè)面立式銃床X51銃刀、游標(biāo)卡尺

7半精銃撥叉腳兩端面臥式雙面銃床三面力銃刀、游標(biāo)卡尺

8半精銃撥叉頭右端面臥式雙面銃床三面刃銃刀、游標(biāo)卡尺

9粗銃凸臺(tái)臥式雙面銃床三面刃銃刀、游標(biāo)卡尺

10鉆、攻絲V8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)平錘、

12中檢塞規(guī)、百分表、卡尺等

13熱處理一一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粗銃撥叉頭兩端面、工序20半精銃撥叉頭左端面和工序80半精銃撥叉頭右端面

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，粗銃左端面，保證工序尺寸L；以左端面定位，粗銃右端面，保證工序

尺Lz；

工序2()：以右端面定位，半精銃左端面，保證工序尺寸L3。

工序80：以左端面定位，半精銃右端面，保證工序尺寸U，達(dá)到零件圖設(shè)計(jì)尺寸L的要求，

乙=%。

由圖3.1所示加工過程示意圖，建立分別以Z2、Z3和乙為封閉環(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：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，得半精銃余量

Z4=1mm,由圖3.1知乙=L=40^01mm,從圖3.2c知，Z4=Ly—L4,則=L44-Z4=(40+l)mm

=41mm。由于工序尺寸L3是在半精銃加工中保證的，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，半精銃工序的經(jīng)濟(jì)加工精度等即可達(dá)到左端面的最終加工要求【T10,因此

確定該工序尺寸公差為IT10,其公差值為0.1mm,故4=41±0.05mm

2)求解工序尺寸Lz：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，得半精銃余量

Z?=1mm,由圖3.2(b)知，L2=L3+Z3=(41+1)mm=42mmo由于工序尺寸L2是在半精銃加工中

保證的，杳《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，半精銃工序的經(jīng)濟(jì)

加工精度等即可達(dá)到左端面的最終加工要求mo,因此確定該工序尺寸公差為mo,其公差值為

0.1mm,故&=42±0.05mm。

3)求解工序尺寸L：右端加工余量，即Z2=2-Z4=2-l=l,由圖3.2(a)知，2之二4一乙，則

L.=L2+Z2=(42+l)mm=43nimo由《機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)一》表2.25平面加工方案的經(jīng)濟(jì)度和

表面粗糙度，確定該粗銃工序的經(jīng)濟(jì)加工等級(jí)為ITI3,其公差為0.39,故乙=43±0.185mm。

為驗(yàn)證確定的工序尺寸及公差是否合理，還需對(duì)加工余量進(jìn)行校核。

1)余量Z4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：

71+0.1S

Z4=1-0.05mm

表3.1余量乙的校核計(jì)算表

環(huán)的名稱基本尺寸上偏差下偏差

L3（增環(huán)）41+0.05-0.05

L?（減環(huán)）-40+0.10

1+0.15-0.05

2）余量Z3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:

<71+0.1

Z3=

表3.1余里Z,的校核計(jì)算表

環(huán)的名稱基本尺寸上偏差下偏差

L"增環(huán)）42+0.05-0.05

L3（減環(huán)）-41+0.05-0.05

Z31+0.1-0.1

3）余量Z2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:

Z72=1+-06.223355mm

表3.2余星乙的校核計(jì)算表

環(huán)的名稱基本尺寸上偏差下偏差

Li（增環(huán)）43+0.185-0.185

L2（減環(huán)）-42+0.05-0.05

Z21+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：LA—40%jmm?Ly—41jmin,L2—42%,min,

L[=432O.39mm。

2、工序100鉆、攻絲M8螺紋孔

由于M8螺距為1mm,則先鉆孔余量為Z砧=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7mmo

3.5切削用量的計(jì)算

1、工序10粗銃撥叉頭兩端面

該工序分兩個(gè)工步，工步1是以右端面定位，粗銃左端面；工步2是以左端面定位，粗銃右端面。

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-和進(jìn)給最/是

一樣的。

（1）背吃刀量工步1的背吃刀量%取為Z\,Z.等于左端面的毛坯總余量減去工序2的余量Z3,

即Zi=2mm-1mm=1mm；而工步2的背吃刀量巧丘取為Z”故a。？:Z2=lmm。

(2)進(jìn)給量由立式銃床X5I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

式面銃刀粗銃平面進(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)給量工取

為0.08mm/z

(3)銃削速度由本工序采用高速鋼鑲齒銃刀、dw=80mm、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高速鋼套式面銃刀銃削速度，確定銃削速度u=44.9m/mino

lOOOv1000x44.9

則4=178.65(r/min)

7id)x80

由本工序采用X51-型立式銃床，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〃”.=160r/min,

故實(shí)際銃削速度

乃x80x160

v=-----=40.2(m/min)

10001000

當(dāng)〃”.二160r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量，應(yīng)為

，==0.08x10x160=128(mm/min)

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(mm/min)

2、工序20半精銃撥叉頭左端面

(1)背吃刀量ap3=Z3=lmmo

(2)進(jìn)給量由本工序表面粗糙度Ra,63pm,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

式面銃刀精銃平面進(jìn)給量，每轉(zhuǎn)進(jìn)給量/取為0.4mm/r,故每齒進(jìn)給量/為0.04mm/z

(3)銃削速度由本工序采用高速鋼鑲齒銃刀、4.=80mm、齒數(shù)z=10、工=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高速鋼套式面銃刀銃削速度，確定銃削速度u=48.4m/min。

lOOOv1000x48.4

則=192.58(r/min)

TTX80

由本工序采用X51-型立式銃床，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〃“=l80r/min,

故實(shí)際銃削速度

W乃x80x180

V=-----=45.24(m/min)

10001000

當(dāng)%.二21Or/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量，應(yīng)為

fni=f.znw=0.04x10x210=咫(mm/min)

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(mm/min)

3、工序80半精銃撥叉頭右端面

(1)背吃刀量與4=Z4=lmm。

(2)進(jìn)給量由本工序表面粗糙度Ra,3.2pm,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

式面銃刀精銃平面進(jìn)給量，每轉(zhuǎn)進(jìn)給量/取為0.4mm/r,故每齒進(jìn)給量/二為0.04mm/z

(3)銃削速度由本工序采用高速鋼鑲齒銃刀、Jlt,=80mm、齒數(shù)z=10、f：=0.04mnVz.查《機(jī)

械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5.8高速鋼套式面銃刀銃削速度，確定銃削速度i，=48.4m/mino

lOOOv_1000x48.4

則=192.58(r/min)

71d萬x80

由本工序采用X51?型立式銃床，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〃”,=180r/min,

故實(shí)際銃削速度

7rx80x180

v==45.24(m/min)

10001000

當(dāng)〃”,二210r/min時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量工“應(yīng)為

f...=f,zn=0.04x10x210=^4(mm/min)

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(mm/min)

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/=0..20mm/r。取%,=7n】m。

lOOOv1000x20八°、

貝rllI」l凡=------=----------=910(r/min)

7idw萬x7

由本工序采用Z525型立式鉆床，取轉(zhuǎn)速〃卬=96()r/min,故實(shí)際切削速度

血44x7x960

I，=-=----------=21.1(m/min)

10001000

(2)攻螺紋

由于螺紋螺距為1mm則進(jìn)給量為f=lmm/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

JL螺紋的切削速度v=3-8m/m:n,取v=5m/min所以該_L位主軸轉(zhuǎn)速

1000v1000x5

n=-----=199(77min)

nd"x8

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

出ng8x195,、

v=--------=---------------=4.89(m/min)

10001000

3.6時(shí)間定額的計(jì)算

1.基本時(shí)間，/的計(jì)算

(1)工序io——粗銃撥叉頭兩端面

由于該工序包括兩個(gè)工步，即兩個(gè)工件同時(shí)加工，由面銃刀對(duì)稱銃平面、主偏角3二90。，查《機(jī)

械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5.14銃削基本時(shí)間計(jì)算得：/,=0.5卜-標(biāo)二^)+(1?3)mm,

4=1?

3mme

則乙=0.5卜-yld2-a~)+(1-3)=0.5(80-^802-362)+(1-3)=6.5

l2=2mm

/=2x36=72mm

則該工序的基本時(shí)間

/+/1+/,72+6.5+2八二)

------------------------------a0.644miii-38.6so

fMz128

(2)工序20一一半精銃撥叉頭左端面

同理，/,=().5.一一4)+(1?3)=().5(8()—犧2-362)+(1?3)=6.5

l2=2mm

/=36mm

該工序的基本時(shí)間

_/+/]+_36+6.5+2

?0.556min=33.4s

/：wz-80

(3)工序80——半精銃撥叉頭右端面

同理，/,=0.5(</-yjd2-a^)+(1-3)=0.5(80-^802-362)+(1-3)=6.5

，2=2mm

I=36mm

該工序的基本時(shí)間

=36+65+2=0.556min=33.4s

8()

(4)工序100一—鉆、攻絲M8螺紋孔

1)鉆孔工步查《機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5.39可知該工步

D7

/)=—cot/c,.4-(1-2)=—xcot454-1*3.5mm；l2=1mm；I=9mm；則該工序的基本時(shí)間

/+《+/,9+3.5+1…

--------=---------工0.07min=4.2s

0.2*960

2)攻絲查《機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表5.39可知該工步/=9mm,/尸(1~3)尸=2mm,

，2(2~3)P=3mm；則該工序的基本時(shí)間

/+/]+/?)9+2+3.

--------=--------n0.07min=4.2s

1x195

2.輔助時(shí)間〃的計(jì)算

輔助時(shí)間與基本時(shí)間。之間的關(guān)系為。=(().15?0.2)取"=0.15弓則各工序的輔助時(shí)

間分別為：

工序10的輔助時(shí)間：rr=O.I5x38.6s=5.79s；

工序20的輔助時(shí)間：0=0.15x33.4s=5.01s；

工序80的輔助時(shí)間：O=O.15x33.4s=5.Ols；

工序90鉆孔工步的輔助時(shí)間：r/=0.15x4.2s=0.63s；

攻絲工步的輔助時(shí)間：r,=0J5x4.2s=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〃是作'業(yè)時(shí)間的2%?7%,休息與生理需要時(shí)間4是作

業(yè)時(shí)間的2%?4%,均取為3%,則各工序的其他時(shí)間(〃+4)可按關(guān)系式(3%+3%)X(J+G)計(jì)算，

它們分別為：

工序10的其他時(shí)間：人+人=6%x(38.6s+5.79s)=2.66s；

工序20的其他時(shí)間：=6%x(33.4s+5.01s)=2.30s；

工序80的其他時(shí)間：th^tx=6%x(33.4s+5.01s)=2.30s；

工序100鉆孔工步的其他時(shí)間：th+tx=6%x(4.2s+0.63s)=0.29s；

攻絲工步的其他時(shí)間：%+4=6%x(4.2s+0.63s)=0.29s；

4.單件時(shí)間%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：^=38.6s+5.79s+2.66s=47.05s；

工序20的單件時(shí)間：t(/j=33.4s+5.01s+2.30s=40.7is；

工序80的單件時(shí)間：t(ij=33.4s+5.01s+2.30s=40.71s；

工序100的單件時(shí)間％為兩個(gè)工步單件時(shí)間的和，其中

鉆孔工步:/u麻jvn=4.2s+0.63s+0.29s=5.75；

攻絲工步：，初攵火=4.2s+0.63s+0.29s=5.75s；

因此，工序KX)的單件時(shí)間%=(州+%攻絲=5.75s+5.75s=l1.5s。

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、附表4和附表5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、附表4和附表5分別為撥叉加工第10、

20、80、100四道工序的工序卡。

由于時(shí)間有限，所以只做10、20、80、100四道工序，其他工序略。

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100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T撥叉螺紋孔M8-H6,B面的尺寸為14*mm,表面粗糙度Ra6.3|im。

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20min。

3.設(shè)計(jì)任務(wù)書如表4.1

產(chǎn)品型號(hào)零件圖號(hào)每臺(tái)件數(shù)1

龍巖學(xué)院裝用工藝裝備設(shè)計(jì)任務(wù)書

產(chǎn)品名稱鉆床夾具零件名稱撥叉生產(chǎn)批量5000件

工裝編號(hào)使用車間

工裝名稱使用設(shè)備立式鉆床525

[/工裝等級(jí)使用其他產(chǎn)品

-L_1_13-----------------r

11

i"—『i工序號(hào)工序內(nèi)容

riII

i

i100鉆孔.攻M8-6H螺紋孔

11

J1

舊工序號(hào)庫存數(shù)量

1I