項目6叉架類零件機械加工工藝編制與實施

《機械加工工藝編制與實施》【教學(xué)目標(biāo)】最終目標(biāo)：能編制叉架類零件的機械加工工藝規(guī)程，正確填寫機械加工工藝文件。促成目標(biāo)：1.能正確分析叉架類零件的技術(shù)要求；2.能合理編制叉架類零件的加工工藝；3.能對零件的加工工藝進行合理性分析，并提出改進建議4.能考慮叉架類零件加工成本；5.能查閱并貫徹相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。叉架類零件教學(xué)目標(biāo)

功用：通常安裝在機器設(shè)備的基礎(chǔ)件上主要起連接、撥動、支承等作用。

分類：連桿、撥叉、支架、搖臂、杠桿等零件。

分類功用項目6叉架類零件機械加工工藝編制與實施(a)支架(b)連桿(c)搖臂(d)撥叉項目6叉架類零件機械加工工藝編制與實施叉架類零件的結(jié)構(gòu)形狀多樣，差別較大，但都是由支承部分、工作部分和連接部分組成，多數(shù)為不對稱零件，具有肋板、桿、筒、座、凸臺、凹坑、鑄（鍛）造圓角、拔模斜度等常見結(jié)構(gòu)。任務(wù)6.1編制撥叉機械加工工藝規(guī)程項目6叉架類零件機械加工工藝編制與實施一二三六布置工作任務(wù)相關(guān)知識學(xué)習(xí)

制定實施計劃

加工零件檢測四工作任務(wù)實施

五工作結(jié)果評估

項目6叉架類零件機械加工工藝編制與實施編制如圖所示的撥叉零件的機械加工工藝規(guī)程，設(shè)計鉆

8mm鎖銷孔工序的專用夾具。零件材料為45鋼，質(zhì)量為4.5kg，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。一、布置工作任務(wù)

任務(wù)6.1編制撥叉機械加工工藝規(guī)程二、相關(guān)知識學(xué)習(xí)

任務(wù)6.1編制撥叉機械加工工藝規(guī)程連接部分工作部分支承部分變速叉軸銷釘1.分析撥叉零件的結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求二、相關(guān)知識學(xué)習(xí)

撥叉形狀特殊、結(jié)構(gòu)簡單，剛性差，易變形，屬典型的叉架類零件。撥叉在改換擋位時要承受彎曲應(yīng)力和沖擊載荷的作用，因此該零件應(yīng)具有足夠的強度、剛度、韌性。

該撥叉應(yīng)用在某拖拉機變速箱的換擋機構(gòu)中。撥叉頭以Φ30mm孔套在叉軸上，并用銷釘經(jīng)Φ8mm鎖銷孔與變速叉軸連接，撥叉腳則夾在雙聯(lián)變換齒輪的槽中。當(dāng)需要變速時，操縱變速桿，變速操縱機構(gòu)就通過撥叉頭部操縱槽帶動撥叉與變速叉軸一起在變速箱中滑移，撥叉腳移動雙聯(lián)變換齒輪在花鍵軸上滑動換擋位，從而改變拖拉機行駛速度。1.分析撥叉零件的結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求二、相關(guān)知識學(xué)習(xí)

該零件的主要工作表面為:1.撥叉腳兩端面

叉腳兩端面在工作中受沖擊載荷，為增強其耐磨性，該表面要求高頻淬火處理，硬度為48~58HRC；

2.叉軸孔Ф30（H7）mm（與叉軸配合）3.鎖銷孔Ф8（H7）mm1.分析撥叉零件的結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求二、相關(guān)知識學(xué)習(xí)

1.分析撥叉零件的結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求表6-1撥叉零件技術(shù)要求二、相關(guān)知識學(xué)習(xí)

2.明確撥叉毛坯狀況選擇撥叉毛坯種類和制造方法由于該撥叉在工作過程中要承受沖擊載荷，為增強撥叉的強度和沖擊韌度，毛坯選用鍛件；且生產(chǎn)類型屬大批生產(chǎn)，采用模鍛方法制造毛坯，公差等級為普通級，毛坯的拔模斜度為5°。繪制撥叉鍛造毛坯簡圖（確定毛坯結(jié)構(gòu)和尺寸）1）用雙點劃線畫出經(jīng)簡化了次要細(xì)節(jié)的零件圖的主要視圖，將確定的加工余量疊加在各相應(yīng)被加工表面上，即得毛坯輪廓，用粗實線表示，比例為1：1；2）在毛坯圖上標(biāo)出毛坯主要尺寸及公差，標(biāo)出加工余量的名義尺寸；標(biāo)注毛坯技術(shù)要求，如毛坯精度、熱處理及硬度、圓角尺寸、撥模斜度、表面質(zhì)量要求（氣孔、疏松、砂眼）等。二、相關(guān)知識學(xué)習(xí)

繪制撥叉鍛造毛坯簡圖（確定毛坯結(jié)構(gòu)和尺寸）2.明確撥叉毛坯狀況圖6.3撥叉鍛造毛坯簡圖二、相關(guān)知識學(xué)習(xí)

確定零件表面加工方案

3.擬定撥叉零件加工工藝路線表6-2撥叉零件各表面加工方案二、相關(guān)知識學(xué)習(xí)

劃分加工階段撥叉加工階段劃分成粗加工→半粗加工→精加工三個階段。1）粗加工階段：在粗加工階段，首先要將精基準(zhǔn)（撥叉頭左端面和叉軸孔Ф30）準(zhǔn)備好。2）半精加工階段：完成撥叉腳兩端面的粗銑加工和銷軸孔Ф8mm的鉆、鉸加工。3）精加工階段：進行撥叉腳兩端面的磨削加工。

3.擬定撥叉零件加工工藝路線二、相關(guān)知識學(xué)習(xí)

選擇定位基準(zhǔn)粗基準(zhǔn)的選擇：選擇撥叉頭右端面和叉軸孔Ф30的外圓面作為粗基準(zhǔn)。

精基準(zhǔn)的選擇：選擇撥叉頭左端面和叉軸孔Ф30

作為精基準(zhǔn)。1.基準(zhǔn)統(tǒng)一、基準(zhǔn)重合原則2.由于撥叉零件剛性較差，受力易產(chǎn)生彎曲變形，為了避免在機械加工中產(chǎn)生夾緊變形，根據(jù)夾緊力應(yīng)垂直于主要定位基面，并應(yīng)作用在剛度較大部位的原則，夾緊力作用點不能作用在叉桿上。選用撥叉頭左端面作為精基準(zhǔn)，夾緊力可作用在撥叉頭的右端面上，夾緊穩(wěn)定可靠。

3.擬定撥叉零件加工工藝路線

二、相關(guān)知識學(xué)習(xí)

確定加工順序◆加工順序——基準(zhǔn)先行、先主后次、先面后孔、先粗后精、配套加工等（設(shè)備布置情況）選用工序集中原則安排撥叉的加工工序。運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)減少，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各個表面之間的相對位置精度要求。（1）機械加工工序的安排（2）熱處理工序的安排（3）輔助工序的安排

3.擬定撥叉零件加工工藝路線二、相關(guān)知識學(xué)習(xí)

確定加工順序◆（1）機械加工工序的安排遵循“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Ф30mm；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Ф30mm及撥叉腳兩端面，后加工次要表面－操縱槽底面和內(nèi)側(cè)面；遵循“先面后孔”原則：先加工撥叉頭端面，再加工Ф30mm叉軸孔；先銑操縱槽，再鉆銷Ф8mm銷軸孔。

3.擬定撥叉零件加工工藝路線

二、相關(guān)知識學(xué)習(xí)

◆（2）熱處理工序的安排模鍛成型后切邊，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，消除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，提高耐磨性和在工作中承受沖擊載荷的能力。

確定加工順序

3.擬定撥叉零件加工工藝路線二、相關(guān)知識學(xué)習(xí)

◆（3）輔助工序的安排粗加工撥叉腳兩端面和熱處理后，安排校直工序；在半精加工后，安排去毛刺和中間檢驗工序；精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。綜上所述，該撥叉工序的加工順序為：基準(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。

確定加工順序

3.擬定撥叉零件加工工藝路線

二、相關(guān)知識學(xué)習(xí)

◆撥叉零件加工余量、工序尺寸和公差的確定以工序9：鉆-粗鉸-精鉸Ф8mm孔為例說明加工余量、工序尺寸和公差的確定方法。

◆切削用量、時間定額的計算

以工序9：鉆-粗鉸-精鉸Ф8mm孔為例說明切削用量、時間定額的計算方法?！艄ぱb設(shè)備的選擇

4.確定工序內(nèi)容二、相關(guān)知識學(xué)習(xí)

以工序9：鉆-擴（粗鉸）-精鉸Ф8mm孔為例說明加工余量、工序尺寸和公差的確定方法。

表3-10鉸孔前孔的直徑及加工余量（mm）

4.確定工序內(nèi)容

確定加工余量、工序尺寸及公差表3-7孔加工方案匯總表各工序尺寸的加工精度等級為：精鉸為IT7→

粗鉸為IT9

→

鉆為IT12→

4.確定工序內(nèi)容圖6.5鉆-粗鉸-精鉸Φ8mm孔的加工余量、工序尺寸和公差的關(guān)系以工序9：鉆-粗鉸-精鉸Ф8mm孔為例說明加工余量、工序尺寸和公差的確定方法。

4.確定工序內(nèi)容

確定加工余量、工序尺寸及公差4.確定工序內(nèi)容以工序9：鉆-粗鉸-精鉸Ф8mm孔為例說明切削用量、時間定額的計算方法。1）切削用量計算：①鉆孔工步：②粗鉸工步：③精鉸工步：4.確定工序內(nèi)容

切削用量、時間定額的計算①鉆孔工步：背吃刀量ap的確定：取ap=3.94mm。進給量f的確定：根據(jù)表3-8，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.2mm/r。鉆削速度vc的計算：根據(jù)表3-8，按工件材料為45的條件選取，鉆削速度vc=22m/min。由公式vc=πdn/1000，可求得該工序的鉆頭轉(zhuǎn)速n≈897.6r/min。根據(jù)附表2-2中Z525立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速n=960r/min。將此轉(zhuǎn)速重新代入公式計算，求出該工序的實際鉆削速度vc=23.5m/min。4.確定工序內(nèi)容

切削用量、時間定額的計算②粗鉸工步：背吃刀量ap的確定：取ap=0.04mm。進給量f的確定：根據(jù)工件材料為45的條件選取，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.4mm/r。切削速度vc的計算：根據(jù)工件材料為45的條件選取，切削速度vc=2m/min。由公式vc=πdn/1000，可求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速n=80r/min，根據(jù)附表2-2中Z525立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速n=97r/min。將此轉(zhuǎn)速代入公式重新計算，可求得該工序的實際切削速度vc=2.4m/min。4.確定工序內(nèi)容

切削用量、時間定額的計算③精鉸工步：背吃刀量ap的確定：取ap=0.04mm。進給量f的確定：根據(jù)工件材料為45的條件選取，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量f=0.3mm/r。切削速度vc的計算：根據(jù)工件材料為45鋼的條件選取，切削速度vc=4m/min。由公式vc=πdn/1000，求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速n=159.2r/min，根據(jù)附表2-2中Z525立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速n=195r/min。將此轉(zhuǎn)速代入公式重新計算，可求得該工序的實際切削速度vc=4.86m/min。4.確定工序內(nèi)容

切削用量、時間定額的計算表3-8高速鋼鉆頭鉆削不同材料的切削用量（部分）表3-8高速鋼鉆頭鉆削不同材料的切削用量（部分）附錄2表F2-1各類機床主軸轉(zhuǎn)速表4.確定工序內(nèi)容常用時間定額的制定方法★

“工時定額員+工藝人員+工人”相結(jié)合，總結(jié)經(jīng)驗，參考有關(guān)資料估算確定。（本例中采用，自學(xué)，不作要求）★以同類產(chǎn)品的時間定額為依據(jù)，對比、分析后推算★通過對實際操作時間的測定和分析確定?！飺?jù)技術(shù)條件改善和技術(shù)發(fā)展，時間定額應(yīng)定期進行修訂。4.確定工序內(nèi)容

切削用量、時間定額的計算選擇設(shè)備工裝

針對大批生產(chǎn)的工藝特征，選用設(shè)備及工藝裝備按照通用、專用相結(jié)合的原則。各工序使用的機床設(shè)備、工裝及工藝路線如表6-3所示。4.確定工序內(nèi)容三、編制工藝文件

表6-4機械加工工藝過程卡片表6-4機械加工工藝過程卡片表6-5機械加工工序卡片表6-6機械加工工序卡片鉆、粗鉸、精鉸工廠機械加工工序卡片產(chǎn)品型號零（部）件圖號共頁產(chǎn)品名稱零（部）件名稱撥叉第頁車間工序號工序名稱材料牌號9孔45鋼毛坯種類毛坯外形尺寸每坯件數(shù)每臺件數(shù)鍛件11設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)四面組合鉆床3工位器具編號工位器具名稱冷卻液夾具編號夾具名稱工序工時準(zhǔn)終單件專用夾具0157.25工步號工步內(nèi)容工藝裝備主軸轉(zhuǎn)速r/min切削速度m/min進給量mm/r背吃刀量mm走刀次數(shù)定額機動輔助1鉆孔至Φ7.8mm~7.95mm，倒角C1，Ra12.5um，至A面距離為40mm復(fù)合鉆頭、游標(biāo)卡尺96023.50.17.81152.252粗鉸至Φ7.96mm~8.108mm，Ra3.2um，至A面距離為40mm錐柄機用鉸刀、內(nèi)徑千分尺972.40.40.16152.27.833精鉸至Φ8mm~8.105mm，Ra1.6um錐柄機用鉸刀、內(nèi)徑千分尺1954.860.30.04134.25.13設(shè)計（日期）審核（日期）標(biāo)準(zhǔn)化（日期）會簽（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽字日期夾具設(shè)計任務(wù)

圖6.6（a）所示為撥叉零件加工工序9鉆撥叉鎖銷孔的工序簡圖。已知：工件材料為45鋼，毛坯為模鍛件，所用機床為Z525型立式鉆床，成批生產(chǎn)規(guī)模。試設(shè)計該工序的專用鉆床夾具。四、拓展——撥叉零件專用鉆床夾具設(shè)計(a)

(b)(c)(d)圖6.6撥叉鎖銷孔專用鉆床夾具方案設(shè)計

撥叉零件專用鉆床夾具設(shè)計加工部位：鉆-粗鉸-精鉸Ф8mm孔；

◆定位元件：一面雙銷定位方案（Φ30孔及左端面、工件叉口）；◆確定定位零件之間的尺寸：定位銷與削邊銷中心距為：115.5±0.03（公差＝1/3工件相應(yīng)尺寸公差）（1）確定設(shè)計方案2）鉆削夾具設(shè)計方案

撥叉零件專用鉆床夾具設(shè)計加工部位：鉆-粗鉸-精鉸Ф8mm孔；◆夾緊裝置：選用偏心螺旋壓板夾緊機構(gòu)；其上零件均采用標(biāo)準(zhǔn)夾具零件－《金屬切削機床夾具設(shè)計手冊》2）鉆削夾具設(shè)計方案（1）確定設(shè)計方案

撥叉零件專用鉆床夾具設(shè)計加工部位：鉆-粗鉸-精鉸Ф8mm孔；

導(dǎo)向裝配：