機械制造專業(yè)

課程設(shè)計說明書

設(shè)計題目：撥叉零件的機械加工

設(shè)計者

指導(dǎo)老師

高校

200年月日

機械制造專業(yè)課程設(shè)計任務(wù)書

題目：設(shè)計變速箱撥叉零件的機械加工工藝

規(guī)程與鉆鎖銷孔鉆床夾具

內(nèi)容：(1)零件圖1張

(2)毛坯圖1張

(3)機械加工工藝規(guī)程卡片1套

(4)鉆鎖銷孔鉆床夾具裝配圖與零件圖1套

(5)課程設(shè)計說明書1份

原始資料：撥叉零件圖1張(見附圖1)；

生產(chǎn)綱領(lǐng)為8000臺/年(每臺一件);

每日1班。

指導(dǎo)教師_________________

系、部、室主任______________

教學院長_________________

00年月曰

第1章零件分析

1.1零件的作用

撥叉是拖拉機變速箱的換檔機構(gòu)中的一個主要零件。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。當須要變速時，操縱變速桿，變速操縱機構(gòu)就通過撥叉頭部的操縱槽

帶動撥叉與變速叉軸一起在變速箱中滑移，撥叉腳撥動雙聯(lián)變換齒輪在花健軸上滑

動以改換檔位，從而變更拖拉機的行駛速度。

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。

該撥叉形態(tài)特別、結(jié)構(gòu)簡潔，屬典型的叉桿類零件。為實現(xiàn)換檔、變速的功能,

其叉軸孔與變速叉軸有協(xié)作要求，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，為增加其耐磨性，該表面要求高頻淬火處理，硬度為48?58HRC;

為保證撥叉換檔時叉腳受力勻稱，要求叉腳兩端面對叉軸孔。24?、蚼m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精確的位

置，改換檔位精確，撥叉采納緊固螺釘定位。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，這樣既削減了加工面積，乂提高了換檔時叉腳端面的接觸剛度；024/3mm

孔和M8-6”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（撥叉腳兩端面、變速叉軸孔。24丁?mm,其

余表面加工精度均較低，不須要高精度機床加工，通過銃削、鉆床、攻絲的粗加工

就可以達到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對較高，但也可以在正常的

生產(chǎn)條件下，采納較經(jīng)濟的方法保質(zhì)保量地加JL出來。由此可見，該零件的JL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。247。21mm（H7）,在設(shè)計工

藝規(guī)程時應(yīng)重點予以保證。

圖1.1（零件圖）

1.3確定零件的生產(chǎn)類型

依設(shè)計題目知：產(chǎn)品的年產(chǎn)量為8000臺/年，每臺產(chǎn)品中該零件數(shù)量為1

件/臺；結(jié)合生產(chǎn)實際，備品率。％和廢品率夕％分別取3%和0.5%,零件年產(chǎn)

量為

N=8000臺/年X1件/臺X（l+3%）X（l+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，為增加撥叉的強度和沖擊韌度，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，宜采納模鍛方法制造毛坯。毛坯的拔模斜度為5°o

2.2確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量

1.公差等級由撥叉的功用和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級為一般級。

2.鍛件重量

由于無法得到加工后巴叉的質(zhì)量，所以先依據(jù)圖紙畫出三維圖經(jīng)過分析(如下

截圖)

□

分析特征

=4.2030565e+04_____

面積=1.4535867e+04亳米-2

6000000e-09公噸/魚米"3

2783841*-04公噸

根據(jù)一LIHGJIAKTU坐標邊捱確定堇心：

XYZ-1.9478305e+011,8252099.

相對于」JNGJIANTU坐標系邊框之慣性0

I快速-31—叩」

??0?

得出質(zhì)量為(密度取7.8xl()6kg/mm3)

m=0.3278384lkg?O.33kg

可初步估計機械加工前鍛件毛坯的重量為0.44kg。

3.鍛件形態(tài)困難系數(shù)對撥叉零件圖進行分析計算，可大致確定鍛件外廓包

涵體的長度、寬度和高度，即/=95mm,/?=65mm,/?=45mm;該撥叉鍛件的

形態(tài)困難系數(shù)為

6

S=mt/mN=0.44/(/Z?/?p)=0.44kg/(95mmX65mmX45mmX7.8X10kg

/mm3)^0.44/2.17^0.203

由于。.2。3介于。」6和0.32之間，故該撥叉的形態(tài)困難系數(shù)屬S3級。

4.鍛件材質(zhì)系數(shù)由于該撥叉材料為45鋼，是碳的質(zhì)量分數(shù)小于0.65%的

碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬M］級。

5.鍛件分模線形態(tài)依據(jù)該撥叉件的形位特點，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

依據(jù)上述諸因素，可查《機械制造設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》表2.13確定該鍛件的

尺寸公差和機械加工余量，所得結(jié)果列于表2.1中。

表2.1撥叉機械加工余量與鍛造毛坯尺寸公差

零件尺寸機械加工余毛坯公差毛坯尺寸

加工表面

/mm量/mm/mm/mm

撥叉頭左1.5-2（取

40°

他-0.11.6（1；）44（-；）

右端面2）

撥叉角內(nèi)1.5-2（取R23.5

R251.4（士）

表面1.5）（北）

撥叉角兩1.5-2（取

1x42°-0.08L4C：）16⑶）

端面2）

撥叉頭孔°乂2C/41（+）0.0212.01.4（黨）。20(蘭)

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

3.1定位基準的選擇

定位基準有粗基準和精基準之分，通常先確定精基準，然后再確定粗基準。

1.精基準的選擇

叉軸孔。24『gmm的軸線是撥叉腳兩端面設(shè)計基準，撥叉頭左端面是撥叉軸

向方向上尺寸的設(shè)計基準。選用叉軸孔。24ymm的軸線和撥叉頭左端面作精基

準定位加工撥叉腳兩端面，實現(xiàn)了設(shè)計基準和工藝基準的重合，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，夾緊力作用在撥叉頭的右端面上，可避開在機械加工中產(chǎn)生夾緊變

形，夾緊穩(wěn)定牢靠。

2.粗基準的選擇

選擇變速叉軸孔。24mm的外圓面和撥叉頭右端面作粗基準。采納四4mm外

圓面定位加工內(nèi)孔可保證孔的壁厚勻稱；采納撥叉頭右端面作粗基準加工左端面，

可以為后續(xù)工序打算好精基準。

3.2擬訂工藝路途

工藝路途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，確定工序的集中與分散，加工依次的支配，以與支配熱處理、檢驗與其他協(xié)

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

強度、設(shè)備投資、車間面積、生產(chǎn)成本等。

因此，擬訂工藝路途是制訂工藝規(guī)程的關(guān)鍵性一步，必需在充分調(diào)查探討的基

礎(chǔ)上，提出工藝方案，并加以分析比較，最終確定一個最經(jīng)濟合理的方案。

1.表面加工方法的確定

依據(jù)零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查《機械制造設(shè)計基礎(chǔ)課

程設(shè)計》表2.25平面加工法案的經(jīng)濟精度和表面粗糙度；查《機械制造沒計基礎(chǔ)

課程設(shè)計》表2.24孔加工法案的經(jīng)濟精度和表面粗糙度，確定撥叉零件各表面的

加工方法，如表3.1所示。

表3.1撥叉零件各表面加工方案

尺寸與偏尺寸精度表面粗糙備注

加工表面加工方案

差等級度

撥叉角兩12ARa3.2粗銃一半精銃

IT10

端面mm|Lim一磨削

撥叉頭孔4X)021IT7Rai.6鉆一擴一粗一

mm|nm精錢

Ra3.2鉆一絲錐攻內(nèi)

螺紋孔M8-6HIT6

|jm螺紋

撥叉頭左Ra6.3

40%.,mmIT1O粗銃一半精銃

端面pm

撥叉頭右Ra3.2

粗銃一半精銃

4O°olmmIT10

端面|jm

撥叉角內(nèi)Ra6.3

R25mmIT12粗銃

表面pm

Ral2.5

凸臺12mmIT13粗銃

|nm

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

個階段。在粗加工階段，首先將精基準（撥叉頭左端面和叉軸孔）打算好，使后續(xù)工

序都可采納精基準定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銃撥叉頭右端

面、撥叉腳內(nèi)表面、撥叉腳兩端面的粗銃、凸臺C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

選用工序集中原則支配撥叉的加工工序。該撥叉的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以

采納萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中原則使工件

的裝夾次數(shù)少，不但可縮短協(xié)助時間，而且由于在一次裝夾中加工了很多表面，有

利于保證各加_E表面之間的相對位置精度要求。

4.工序依次的支配

（1）機械加工工序

遵循“先基準后其他”原則，首先加工精基準一一撥叉頭左端面和叉軸孔

024：ogmm;遵循“先粗后精”原則，先支配粗加工工序，后支配精加工工序；

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四4：。Mmm

和撥叉腳兩端面，后加工次要表面——螺紋孔；遵循“先面后孔”原則，先加工撥

叉頭端面，再加工叉軸孔。247⑼mm孔；先銃凸臺，加工螺紋孔M8o由此初擬

撥叉機械加工工序支配如表3.2所示。

表3.2撥叉機械加工工序支配（初擬）

工序號工序內(nèi)容簡要說明

10粗銃撥叉頭兩端面“先基準后其他”

半精銃撥叉頭左端面（主“先基準后其他”、“先面后孔”、

20

要表面）“先主后次”

30擴、鐵甲24孔（主要表面）“先面后孔”、“先主后次”

粗銃撥叉腳兩端面（主要

40“先粗后精”

表面）

50銃凸臺（次要表面）“先面后孔”、“先主后次”

鉆、攻絲M8孔（次要表

60"先面后孔”（精加工起先）

面）

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磨削撥義腳兩端面“先粗后精”

(2)熱處理工序

模鍛成型后切邊，進行調(diào)質(zhì)，調(diào)質(zhì)硬度為241?285HBS,并進行酸洗、噴

丸處理。噴丸可以提高表面硬度，增加耐磨性，消退毛坯表面因脫碳而對機械加工

帶來的不利影響。叉腳兩端面在精加工之前進行局部高頻淬火，提高其耐磨性和在

工作中承受沖擊載荷的實力。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)協(xié)助工序

粗加工撥叉腳兩端面和熱處理后，應(yīng)支配校直工序；在半精加工后，支配去毛

刺和中間檢驗工序；精加工后，支配去毛刺、清洗和終檢工序。

綜上所述，該撥叉工序的支配依次為：基準加工——主要表面粗加工與一些余

量大的表面粗加工一一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.確定工藝路途

在綜合考慮上述工序依次支配原則的基礎(chǔ)上，擬定撥叉的工藝路途如表3.3

所示。

表3.3撥叉機械加工工藝路途(修改后)

工序

工序內(nèi)容定位基準

號

10粗銃撥叉頭兩端面端面、324孔外圓

20半精銃撥叉頭左端面右端面、cp24孔外圓

30鉆、擴、粗絞、精絞甲24右端面、(p24孔外圓、叉爪

孔口內(nèi)側(cè)面

40粗銃撥叉腳兩端面

50校正撥叉腳左端面、cp24孔

左端面、甲24孔、叉爪口外

60銃叉爪口內(nèi)表面

側(cè)面

70半精銃撥叉腳兩端面左端面、cp24孔

80半精銃撥叉頭右端面左端面、q)24孔外圓

左端面、甲24孔、叉爪口內(nèi)

90粗銃凸臺

側(cè)面

左端面、中24孔、叉爪口內(nèi)

100鉆、攻絲M8螺紋孔

側(cè)面

110去毛刺

120中檢

熱處理——撥叉腳兩端面

130

局部淬火

140校正撥叉腳

150磨削撥叉腳兩端面左端面、(p24孔

160清洗

170終檢

3.3加工設(shè)備與工藝裝備的選用

機床和工藝裝備的選擇應(yīng)在滿意零件加工工藝的須要和牢靠地保證零件加工

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)先考慮采納標準化的工藝裝

備和充分利用現(xiàn)有條件，以降低生產(chǎn)打算費用。

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)備與工藝裝備的選用如表

3.4所示。

表3.4加工設(shè)備與工藝裝備

工序

工序內(nèi)容加工設(shè)備工藝裝備

號

立式銃床高速鋼套式面銃刀、游標

1粗銃撥叉頭兩端面

X51卡尺

立式銃床高速鋼套式面銃刀、游標

2半精銃撥叉頭左端面

X51卡尺

鉆、擴、粗絞、精絞甲立式鉆床麻花鉆、擴孔鉆、錢刀、

3

24孔525卡尺、塞規(guī)

臥式雙面銃

4粗銃撥叉腳兩端面三面刃銃刀、游標卡尺

床

5校正撥叉腳鉗工臺手錘、

乂式銃床

6銃叉爪口內(nèi)側(cè)面銃刀、游標卡尺

X51

臥式雙面銃

7半精銃撥叉腳兩端面二面刃銃刀、游標卡尺

床

臥式雙面銃

8半精銃撥叉頭右端面二面刃銃刀、游標卡尺

床

臥式雙面銃

9粗銃凸臺三面刃銃刀、游標卡尺

床

乂式鉆床復(fù)合鉆頭、絲錐、卡尺、

10鉆、攻絲M8螺紋孔

525塞規(guī)

11去毛刺鉗工臺平鋰、

12中檢塞規(guī)、百分表、卡尺等

熱處理——撥叉腳兩端

13淬火機等

面局部淬火

14校正撥叉腳鉗工臺手錘

平面磨床

15磨削撥叉腳兩端面砂輪、游標卡尺

M7120A

16清洗清洗機

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1。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L1；以左端面定位，粗

銃右端面，保證工序尺寸Lz；

工序20:以右端面定位，半精銃左端面，保證工序尺寸1>3。

工序80:以左端面定位，半精銃右端面，保證工序尺寸L4,達到零件圖設(shè)

計尺寸L的要求，￡=402OJO

由圖3.1所示加J2過程示意圖，建立分別以Z2、Z3和Z4為封閉環(huán)JL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《機械制造設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》表2.64平面精加工余

量，得半精銃余量Z4=lmm,由圖3.1知乙=L=40＞」mm,從圖3,2c知，

Z4=-L4,貝I14=4+Z&=(40+l)mm=41mm。由于工序尺寸L3是在半精銃

加工中保證的，查《機械制造設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》表2.25平面加工法案和表面相

糙度知，半精銃工序的經(jīng)濟加工精度等即可達到左端面的最終加工要求1T10,因

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

2)求解工序尺寸L2:查《機械制造設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》表2.64平面精加工余

量，得半精銃余量Z4=lmm,由圖3.2(b)知，L2=L3+Z3=(4l+l)mm=42mmo

由于工序尺寸是在半精銃加工中保證的，查《機械制造設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》表

2.25平面加工法案和表面粗糙度知，半精銃工序的經(jīng)濟加工精度等即可達到左端

面的最終加工要求IT10,因此確定該工序尺寸公差為IT10,其公差值為0.1mm,

故％=42±0.05mm。

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

Z2=L,-L2,則4=4+22=（42+l）mm=43mmo由《機械制造設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)

計》表2.25平面加工方案的經(jīng)濟度和表面粗糙度，確定該粗銃工序的經(jīng)濟加工等

級為IT13,其公差為。39,故4=43±0.185mm。

為驗證確定的工序尺寸與公差是否合理，還需對加工余量進行校核。

1）余量Z4的校核在圖3.2c）所示尺寸鏈中Z’是封閉環(huán)，由豎式法（如表3.1）

計算可得:乙=1：濫mm

表3.1余量Z3的校核計算表

環(huán)的名基本尺上偏下偏

稱寸差差

L3（增

41+0.05-0.05

環(huán)）

L，減

-40+0.10

環(huán)）

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）

計算可得：23=1叫mm。

表3.1余量Z3的校核計算表

環(huán)的名基本尺上偏下偏

稱寸差差

L2（增

42+0.05-0.05

環(huán)）

L3（減

-41+0.05-0.05

環(huán)）

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）

計算可得：Z2=l^mm

表3.2余量Z2的校核計算表

環(huán)的名基本尺上偏下偏

稱寸差差

Li（增+0.18-0.18

43

環(huán)）55

1<2（減

-42+0.05-0.05

環(huán)）

+0.23-0.23

1

S5

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：=40%,mm,=41?01mm,

L=42°.mm,L.=43°nmm。

2、工序10。鉆、攻絲M8螺紋孔

由于M8螺距為1mm,則先鉆孔余量為Z拈=7mm。由《機械制造設(shè)計基礎(chǔ)

課程設(shè)計》表2.67攻螺紋前鉆孔用麻花鉆直徑為7mm。

3.5切削用量的計算

1、工序1。粗銃撥叉頭兩端面

該JL序分兩個JL步，_E步1是以右端面定位，粗銃左端面；JL步2是以左端

面定位，粗銃右端面。由于這兩個工步是在一臺機床上經(jīng)一次走刀加工完成的，因

此它們所選用的切削速度-和進給量/是一樣的。

(1)背吃刀量工步1的背吃刀量〃川取為Z］，Z］等于左端面的毛坯總余量減

去工序2的余量Z3,即Z1=2mm-1mm=1mm;而工步2的背吃刀量詢?取為

Z2,故與2=Z2=lmm。

(2)進給量由立式銃床X51功率為4.5kW,查《機械制造設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)

計》表5.8高速鋼套式面銃刀粗銃平面進給量，按機床、工件、夾具系統(tǒng)剛度為

中等條件選取，該工序的每齒進給量，取為0.08mm/z

(3)銃削速度由本工序采納高速鋼鑲齒銃刀、人=80mm、齒數(shù)z=10。查

《機械制造設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》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<//.、

貝MI」|n=——=--------——=178.65(r/min)

s7id4x8()

由本工序采納X51■型立式銃床，查《機械制造設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》表3.6,

取轉(zhuǎn)速〃“=160r/min,故實際銃削速度

，二年…2(m/min)

當為,.=160r/min時，工作臺的每分鐘進給量，應(yīng)為

fm=fzznw=0.08xl0xl60=128(mm/min)

可查《機械制造設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》表3.7得機床進給量為125(mm/min)

2、工序2。半精銃撥叉頭左端面

(1)背吃刀量?p3=Z3=lmmo

⑵進給量由本工序表面粗糙度Ra,6.3?m,查〈〈機械制造設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)

計》表5.8高速鋼套式面銃刀精銃平面進給量，每轉(zhuǎn)進給量/取為0.4mm/r,故

每齒進給量，為0.04mm/z

(3)銃削速度由本工序采納高速鋼鑲齒銃刀、dw=80mm、齒數(shù)z=10、f:

=0.04mm/z,查《機械制造設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》表5.8高速鋼套式面銃刀銃削速

度，確定銃削速度丫=48.4m/min。

lOOOv1000x48.4℃、

貝niI」4=------=------------=192.58(r/min)

red4x8()

由本工序采納X51-型立式銃床，查《機械制造設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》表3.6,

取轉(zhuǎn)速乙=180r/min,故實際銃削速度

4x80x18()

=45.24(m/min)

10001000

當凡,,=210r/min時，工作臺的每分鐘進給量工”應(yīng)為

=f.znw=0.04x10x210=84(mm/min)

可查《機械制造設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》表3.7得機床進給量為80(mm/min)

3、工序80半精銃撥叉頭右端面

(1)背吃刀量44=Z4=lmm。

(2)進給量由本工序表面粗糙度Ra,3.2jLim,查《機械制造設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)

計》表5.8高速鋼套式面銃刀精銃平面進給量，每轉(zhuǎn)進給量/取為0.4mm/r,故

每齒進給量力為0.04mm/z

(3)銃削速度由本工序采納高速鋼鑲齒銃刀、"“=80mm、齒數(shù)z=10、f:

=0.04mm/z,查《機械制造設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》表5.8高速鋼套式面銃刀銃削速

度,確定銃削速度u=48.4m/mino

加lOOOv1000x48.4、

貝a=——=--------=1i9n2o.5c8o(zr/min)

701萬x80

由本工序采納X51-型立式銃床，查《機械制造設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》表3.6,

取轉(zhuǎn)速〃“，=180r/min,故實際銃削速度

;rxM)xlX。

?嘰=45.24(m/min)

10001000

當〃“=210r/min時，工作臺的每分鐘進給量，應(yīng)為

fm=,f.znw=0.04x10x210=84(mm/min)

可查《機械制造設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計〉〉表3.7得機床進給量為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07mm、高速鋼鉆頭，查《機械制造設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)

計》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

給量了二。..2。mm/r。^ap=7mmQ

1000v1000x20八“、//.、

則Hll2=-------=------------=910(r/min)

磯.乃x7

由本工序采納Z525型立式鉆床，取轉(zhuǎn)速〃“=960r/min,故實際切削速度

成萬x7x960.,,/.、

v=~=-------------=21.1(zm/min)

10001000

⑵攻螺紋

由于螺紋螺距為1mm則進給量為查《機械制造設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)

計》5.35組合機床上加工螺紋的切削速度v=3-8m/min,取v=5m/min所以

該工位主軸轉(zhuǎn)速

〃=iogov=iogox5=199(r/inin)

ml〃x8

由本工序采納Z525型立式鉆床，取轉(zhuǎn)速n=195r/min,故實際切削速則

血，7萬x8xl95…

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

1(XX)1(X1)

3.6時間定額的計算

1.基本時間fj的計算

(I)工序10——粗銃撥叉頭兩端面

由于該工序包括兩個工步，即兩個工件同時加工，由面銃刀對稱銃平面、主偏

角￡.=90。，查《機械制造設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》表5.14銃削基本時間計算得：

7I=0.5(d-J/_42)+(]~3)mm,/2=l~3mmo

貝lj/,=0.5(d—4-比卜(1-3)=0.5^0-^802-362)+(1-3)=6.5

L=2mm

7=2x36=72mm

則該工序的基本時間

⑵工序20——半精銃撥叉頭左端面

222

同理，71=0.5卜-yjd-a^)+(1-3)=0.5(80-780-36)+(1-3)=6.5

/,=2mm

/=36mm

該工序的基本時間

/+/,+/364-6.5+2.4

3=——!2=-------------?0.556min=33.4s

「九80

⑶工序80——半精銃撥叉頭右端面

同理，/,=0.5卜-y^d2-a；)+(1-3)=0.5(80-^802-362)+(1?3)=6.5

/2=2mm

7=36mm

該工序的基本時間

l+ll+乙36+6.5+2

?0.556min=33.4s

fMz80

⑷工序1。0——鉆、攻絲M8螺紋孔

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

D7

=—cotzc,+(1-2)=-xoot45c+1?3.5mm；l=1mm;/=9mm;則該工序的基

222

本時間

/+/[+/?9+3.5+1?0.07min=4.2s

~ftr-0.2*960

2)攻絲查《機械制造設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》表5.39可知該工步/=9mm,

/,=(l-3)P=2mm,/2(2-3)P=3mm;則該工序的基本時間

9+2+3./c

J+L+/2=---------x().()7mm=4.2s

1x195

2.協(xié)助時間。的計算

協(xié)助時間。與基本時間。之間的關(guān)系為乙=(0.15?0.2)3,取乙=0.15t.

則各工序的協(xié)助時間分別為：

工序1。的協(xié)助時間：＜z=0.15x38.6s=5.79s;

工序20的協(xié)助時間：=0.15X33.4s=5.01s;

工序80的協(xié)助時間：=0.15X33.4s=5.01s;

工序9。鉆孔工步的協(xié)助時間：o=O.15x4.2s=O.63s;

攻絲工步的協(xié)助時間：rz=0.15x4.2s=0.63s;

3.其他時間的計算

除了作業(yè)時間(基本時間與協(xié)助時間之和)以外，每道工序的單件時間還包括布

置工作地時間、休息與生理須要時間和打算與終結(jié)時間。由于撥叉的生產(chǎn)類型為大

批生產(chǎn)，分攤到每個J：件上的打算與終結(jié)時間甚微，可忽視不計；布置JL作地時間

4是作業(yè)時間的2%?7%,休息與生理須要時間。是作業(yè)時間的2%?4%,均取

為3%,則各工序的其他時間匕+力可按關(guān)系式(3%+3%)X(…)計算，它們分

別為:

工序10的其他時間：th+tx=6%X(38.6s+5.79s)=2.66s;

工序20的其他時間：th+tx=6%X(33.4s+5.01s)=2.30s;

工序80的其他時間：th+tx=6%X(33.4s+5.01s)=2.30s;

工序1。0鉆孔工步的其他時間：%+4=6%X(4.2s+0.63s)=0.29s;

攻絲工步的其他時間：4+4=6%X(4.2s+0.63s)=0.29s;

4.單件時間%的計算

各工序的單件時間分別為：

工序1。的單件時間：=38.6s+5.79s+2.66s=47.05s;

工序的單件時間：

20z“(J=33.4s+5.01s+2.30s=40.71s;

工序80的單件時間：5=33.4s+5.01s+2.30s=40.71s;

工序10。的單件時間”為兩個工步單件時間的和，其中

鉆孔工步：4鉆=4.2S+0.63S+0.29S=5.75;

攻絲工步：，刈攻絲=4.2$+0.63$+0.29$=5.75$;

因此,工序100的單件時間％=%鉆+%攻絲=5.75s+5.75s=11.5s。

將上述零件工藝規(guī)程設(shè)計的結(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1。、20、80、10。三道工序的工序卡。

第4章專用鉆床夾具設(shè)計

4.1夾具設(shè)計任務(wù)

為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需設(shè)計專用夾具。為工

序90鉆撥叉鎖銷孔設(shè)計鉆床夾具，所用機床為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

加工撥叉鎖銷孔姆廠5mm,孔的軸線對孔。30；。。21mm的軸線垂直度公差為

0.15mm,B面的尺寸為407/，mm,表面粗糙度Ral.6|am。

2.生產(chǎn)類型與時間定額

生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，時間定額25min。

3.設(shè)計任務(wù)書。

附表5所示為工序90加工撥叉鎖銷孔姆1cmmm工藝裝備設(shè)計任務(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)計要求，以作為夾

具設(shè)計的依據(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)計定位裝置

分析工序簡圖可知，加工撥叉鎖銷孔數(shù)廿35mm,孔的軸線對孔姆0/21mm的

軸線垂直度公差為0.15mm,距離B面的尺寸為40泮8mm。從基準的重合原則和定

位的穩(wěn)定性、牢靠性動身，選擇B面為主要定位基準面，并選擇。30/。"mm孔軸線

和工件叉口面為另兩個定位基準面。

定位裝置選用一面兩銷（圖4.1）,長定位銷與工件定位孔協(xié)作，限制四個自由

度，定位銷軸肩小環(huán)面與工件定位端面接觸，限制一個自由度，削邊銷與工件叉口

接觸限制一個自由度，實現(xiàn)工件正確定位。定位孔與定位銷的協(xié)作尺寸取為

娟0〃7//6（在夾具上標出定位銷協(xié)作尺寸四0/6）。對于工序尺寸40卅8mm而言，定

位基準與工序基準重合，定位誤差（40）=0;對于加工孔的垂直度公差要求，基

準重合口）=。；加工孔徑尺寸。8mm由刀具干脆保證，（姆）=0。由上述分析

可知，該定位方案合理、可行。

圖4.1一面兩銷定位方案圖4.3

偏心螺旋壓板夾緊機構(gòu)

2、確定工件的夾緊方案，設(shè)計夾緊裝置

鋼套的軸向剛度比徑向剛度好，因此夾緊力應(yīng)指向限位臺階面。針對大批生產(chǎn)

的工藝特征，此夾具選用偏心螺旋壓板夾緊機構(gòu)，如圖4.2所示。偏心螺旋壓板夾

緊機構(gòu)中的各零件均采納標準夾具元件（參照《夾具設(shè)計手冊》中表？常用典型夾緊

機構(gòu)中偏心壓板夾緊機構(gòu)部分并查表確定）。

3、確定導(dǎo)向方案，設(shè)計導(dǎo)向裝置

為能快速、精確地確定刀具與夾具的相對位置，鉆夾具上都應(yīng)設(shè)置引導(dǎo)刀具的

元件一鉆套。鉆套一般安裝在鉆模板上，鉆模板與夾詳細連接，鉆套與工件之間留

有排屑空間。本工序要求對被加工孔依次進行鉆、擴、錢等3個工步的加工，最終

達到工序簡圖上規(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)計手冊》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”=(2.5?3.5)d,排屑空間

〃=(0.7?1.5)d,取//=3d=3x8mm=24mm,排屑空間〃=d=8mm。

4、確定夾詳細結(jié)構(gòu)型式與夾具在機床上的安裝方式

考慮夾具的剛度、強度和工藝性要求，采納鑄造夾詳細結(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、鉆模板與夾詳細的連接結(jié)構(gòu)表達清晰。夾具

裝配總圖如附圖3所示c其中定位心軸與夾詳細采納過渡協(xié)作例6H7/Z6,用鎖緊螺

母固定。鉆模板與夾詳細用兩個銷釘、兩個螺釘連接。夾具裝配時，待鉆模板的位

置調(diào)整精確后再擰緊螺釘，然后配鉆、餃銷釘孔，打入銷釘。

4.4夾具裝配圖上標注尺寸、協(xié)作與技術(shù)要求。

1、最大輪廓尺寸170mm、205mm、203mmo

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,偏差對稱標注，即標注尺寸為115.5±0.03。

3、確定導(dǎo)向元件與定位元件之間的尺寸與公差依據(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0.03）mm（其基本尺寸取為零件相應(yīng)尺寸40儼8mm的平均尺寸；其公差值取為零

件相應(yīng)尺寸40儼,mm的公差值的1/3,偏差對稱標注）。鉆套中心線對定位銷中心

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、確定定位元件與夾詳細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。

5、標注關(guān)鍵件的協(xié)作尺寸如附圖所示，、娟0/6、姬7/7、加5空、。22”、

g670

H7

。8和。16整

〃6k6

附表1撥叉零件機械加工工藝過程卡片

機械加工工藝過程卡產(chǎn)品型號零件圖號

產(chǎn)品名稱零件名稱撥叉共2第1頁

每件毛

毛坯種毛坯外形坯每臺

材料牌號45鋼鍛件11備注

類尺寸