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浙江服裝紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院
機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零（部）件圖號(hào)
共 頁(yè)
產(chǎn)品名稱
零（部）件名稱
撥叉
第 頁(yè)
材料牌號(hào)
45鋼
毛坯種類
鍛件
毛坯外型尺寸
每毛坯可制件數(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)終
單件
1
鍛造
鍛工
100kN摩擦壓力機(jī)
DM01-2
2
退火
消除撥叉內(nèi)應(yīng)力
熱處理
3
銑
粗銑兩端面至81.175mm--80.825mm,Ra12.5μm
金工
立式銑床X51
高速鋼套式面銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具
70.21
4
銑
半精銑撥叉頭左端面至80mm--79.7mm,Ra3.2μm
金工
立式銑床X51
高速鋼套式面銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具
5
鉆
粗?jǐn)U、精擴(kuò)、倒角鉸?30mm孔
金工
四面組合鉆床
擴(kuò)孔鉆、鉸刀、卡尺、塞規(guī)
6
鉗
校正撥叉腳
金工
鉗工臺(tái)
手錘
7
銑
粗銑撥叉腳兩端面
金工
臥式雙面銑床
三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具
8
銑
銑叉爪口內(nèi)側(cè)面
金工
立式銑床X51
銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具
9
銑
粗銑操縱槽底面和內(nèi)側(cè)面
金工
立式銑床X51
槽銑刀、卡規(guī)、深度游標(biāo)卡尺、專用夾具
10
銑
圓銑撥叉腳兩端面
金工
臥式雙面銑床
三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具
11
鉆
鉆、粗鉸、精鉸?8mm孔至?8mm~8.015mm,Ra1.6μm
金工
四面組合鉆床
復(fù)合麻花鉆、鉸刀、內(nèi)千分尺
157.25
12
去毛刺中檢
去毛刺
鉗工
鉗工臺(tái)
平錘、塞規(guī)、百分表、卡尺等
描圖
13
熱處理
撥叉腳兩面局部淬火
熱處理
淬火機(jī)等
14
鉗
校正撥叉腳
鉗工
鉗工臺(tái)
手錘
描校
15
磨
磨削撥叉腳兩端面
金工
磨床M7120A
砂輪游標(biāo)卡尺
16
檢驗(yàn)
清洗、終檢、入庫(kù)質(zhì)檢室
質(zhì)檢室
清洗機(jī)
塞規(guī)、百分表、卡尺等
底圖號(hào)
裝訂號(hào)
設(shè)計(jì)（日期）
審核（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化（日期）
會(huì)簽（日期）
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
章小斌
浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院
目 錄
1.撥叉零件的工藝分析 2
1.1了解撥叉零件的用途 2
1.2熟悉撥叉零件技術(shù)要求及對(duì)使用性能的影響 2
1.3審查撥叉零件的工藝性 3
1.4確定撥叉的生產(chǎn)類型 3
2.確定撥叉毛坯，繪制毛坯簡(jiǎn)圖 4
2.1選擇毛坯類型 4
2.2確定撥叉毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 4
2.3繪制撥叉鍛造毛坯簡(jiǎn)圖 5
3.擬訂撥叉工藝路線 6
3.1定位基準(zhǔn)的選擇 6
3.1.1粗基準(zhǔn)的選擇 6
3.1.2粗基準(zhǔn)的選擇 7
3.2表面加工方法的確定 7
3.3表面加工方法的確定 7
3.4表面加工方法的確定 8
3.4.1粗基準(zhǔn)的選擇 8
3.4.2粗基準(zhǔn)的選擇 8
3.4.3粗基準(zhǔn)的選擇 8
3.5確定工藝路線 8
3.6機(jī)床設(shè)備、工裝的選用 8
4. 撥叉零件加工工序內(nèi)容設(shè)計(jì) 9
4.1撥叉零件加工余量、工序尺寸和公差的確定 9
4.2切削用量的計(jì)算 12
5.填寫(xiě)機(jī)械加工工藝規(guī)程文件 14
6撥叉零件專用機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 14
6.1夾具設(shè)計(jì)任務(wù) 15
6.2確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 15
6.3專用夾具夾緊力的計(jì)算 16
7.課程設(shè)計(jì)心得體會(huì) 16
參考文獻(xiàn) 17
撥叉零件加工工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計(jì)
摘要：此次設(shè)計(jì)是對(duì)撥叉零件的加工工藝和夾具設(shè)計(jì)，其零件為鍛件，具有體積小，零件復(fù)雜的特點(diǎn)，由于面比孔易加工，在制定工藝規(guī)程時(shí)，就先加工面，再以面為基準(zhǔn)來(lái)加工其它，其中各工序夾具都采用專用夾具，特別的對(duì)于加工大頭孔、槽和鉆小頭孔斜面小孔的工序中，選一面兩銷的定位方式，并以操作簡(jiǎn)單的手動(dòng)夾緊方式夾緊，其機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，方便且能滿足要求。
關(guān)鍵詞：撥叉，毛坯，工藝規(guī)程，專用鉆床夾具
3
浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院
目 錄
1.撥叉零件的工藝分析 2
1.1了解撥叉零件的用途 2
1.2熟悉撥叉零件技術(shù)要求及對(duì)使用性能的影響 2
1.3審查撥叉零件的工藝性 3
1.4確定撥叉的生產(chǎn)類型 3
2.確定撥叉毛坯，繪制毛坯簡(jiǎn)圖 4
2.1選擇毛坯類型 4
2.2確定撥叉毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 4
2.3繪制撥叉鍛造毛坯簡(jiǎn)圖 5
3.擬訂撥叉工藝路線 6
3.1定位基準(zhǔn)的選擇 6
3.1.1粗基準(zhǔn)的選擇 6
3.1.2粗基準(zhǔn)的選擇 7
3.2表面加工方法的確定 7
3.3表面加工方法的確定 7
3.4表面加工方法的確定 8
3.4.1粗基準(zhǔn)的選擇 8
3.4.2粗基準(zhǔn)的選擇 8
3.4.3粗基準(zhǔn)的選擇 8
3.5確定工藝路線 8
3.6機(jī)床設(shè)備、工裝的選用 8
4. 撥叉零件加工工序內(nèi)容設(shè)計(jì) 9
4.1撥叉零件加工余量、工序尺寸和公差的確定 9
4.2切削用量的計(jì)算 12
5.填寫(xiě)機(jī)械加工工藝規(guī)程文件 14
6撥叉零件專用機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 14
6.1夾具設(shè)計(jì)任務(wù) 15
6.2確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 15
6.3專用夾具夾緊力的計(jì)算 16
7.設(shè)計(jì)心得體會(huì) 16
參考文獻(xiàn) 17
撥叉零件加工工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計(jì)
摘要：此次設(shè)計(jì)是對(duì)撥叉零件的加工工藝和夾具設(shè)計(jì)，其零件為鍛件，具有體積小，零件復(fù)雜的特點(diǎn)，由于面比孔易加工，在制定工藝規(guī)程時(shí)，就先加工面，再以面為基準(zhǔn)來(lái)加工其它，其中各工序夾具都采用專用夾具，特別的對(duì)于加工大頭孔、槽和鉆小頭孔斜面小孔的工序中，選一面兩銷的定位方式，并以操作簡(jiǎn)單的手動(dòng)夾緊方式夾緊，其機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，方便且能滿足要求。
關(guān)鍵詞：撥叉，毛坯，工藝規(guī)程，專用鉆床夾具
1．撥叉零件的工藝分析
1.1了解撥叉零件的用途
撥叉應(yīng)用在某拖拉機(jī)變速箱的換擋機(jī)構(gòu)中。撥叉頭以?30mm孔套在叉頭上，并用銷釘經(jīng)?8mm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(shí)，操縱變速桿，變速操縱機(jī)構(gòu)就通過(guò)撥叉頭部操縱槽帶動(dòng)撥叉與變速叉軸一起在變速箱中滑移，撥叉腳移動(dòng)雙聯(lián)變換齒輪在花鍵軸上滑動(dòng)換擋位，從而改變拖拉機(jī)行駛速度。
撥叉在改換擋位時(shí)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(qiáng)度、剛度、韌性。該零件的主要工作表面為撥叉腳兩端面、叉軸孔?30
mm(H)和鎖銷孔?8mm(H7)，在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)重點(diǎn)予以保證。
1.2熟悉撥叉零件技術(shù)要求及對(duì)使用性能的影響
該撥叉的技術(shù)要求如表1-1所示。
表1-1 撥叉零件技術(shù)要求
加工表面
尺寸及偏差（mm）
公差及精度等級(jí)
表面粗糙度Ra（μm）
形位公差（mm）
撥叉頭左端面
80
IT12
3.2
撥叉頭右端面
80
IT12
12.5
撥叉腳內(nèi)表面
R48
IT13
12.5
撥叉腳兩端面
200.026
IT9
3.2
垂直度公差為0.1，平面公差為0.08
?30mm孔
?30
IT7
1.6
?8mm孔
?8
IT7
1.6
垂直度公差為0.15
操縱槽內(nèi)側(cè)面
12
IT12
6.3
操縱槽底面
5
IT13
12.5
撥叉形狀特殊、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，屬典型的叉桿類零件。為實(shí)現(xiàn)換擋、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沖擊載荷，為增強(qiáng)其耐磨性，該表面要求高頻淬火處理，?30mm硬度為48~58HRC；為保證撥叉換擋時(shí)叉腳受力均勻，要求叉腳兩端面對(duì)叉軸上的有準(zhǔn)確的位置，改換擋位準(zhǔn)確，撥叉采用鎖銷定位。鎖銷孔的尺寸為?8mm,且鎖銷孔的中心線與叉軸孔中心線的垂直度要求0.15mm。
綜上所述，該撥叉件的各項(xiàng)技術(shù)要求制定得較合理，符合該零件在變速箱中的功用。
1.3審查撥叉零件的工藝性
分析零件圖可知，撥叉兩端和叉腳兩端均要求切削加工，并在軸方向上均高于相鄰表面，這樣既減少了加工面積，又提高了換擋時(shí)叉腳端面的接觸鋼度；?30mm孔和?8孔的端面均為平面，可以防止加工過(guò)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?30mm和鎖銷孔?8mm）外，其余表面加工精度均較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過(guò)銑削、鉆床的粗加工就可以達(dá)到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對(duì)比較高，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(lái)。由此可見(jiàn)，該零件的工藝性較好。
1.4確定撥叉的生產(chǎn)類型
依設(shè)計(jì)題目知：Q=8000臺(tái)/年,m=1件/臺(tái)；結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備用率a%和廢品率b%分別取3%和5%，代入年生產(chǎn)綱領(lǐng)計(jì)算公式得
N=8000臺(tái)/年*1件/臺(tái)*（1+3%）*（1+0.5%）=8281.2件/年
根據(jù)撥叉重量為4.5kg，查附表1屬輕型零件，又根據(jù)N=8181.2件/年，查表確定撥叉的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。
2.確定撥叉毛坯，繪制毛坯簡(jiǎn)圖
2.1選擇撥叉毛坯類型
由于該撥叉在工作過(guò)程中要承受沖擊載荷，為增強(qiáng)撥叉強(qiáng)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(jí)為普通，毛坯的拔模斜度為5°。
2.2確定撥叉毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量
根據(jù)附表2~附表5，要確定毛坯的尺寸公差及機(jī)械加工余量，應(yīng)先確定如下各因素。
（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Mt。已知機(jī)械加工后撥叉件的重量為4.5kg,由此可以初步估計(jì)機(jī)械加工前鍛件毛坯的重量為6kg。
（3）鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)S。對(duì)撥叉零件圖進(jìn)行分析計(jì)算，可大致確定鍛件外輪廓包容體的長(zhǎng)度、寬度和高度，l=158mm,b=120mm,h=86mm（詳見(jiàn)毛坯簡(jiǎn)圖）；由式（2-1）可計(jì)算出該撥叉鍛件的形狀復(fù)雜系數(shù)S為
S====0.47
撥叉鍛件的形狀復(fù)雜系數(shù)屬S2(一般)級(jí)。
（4）鍛件材質(zhì)系數(shù)M。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，估計(jì)該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬M(fèi)1級(jí)。
（5）鍛件分模線形狀。根據(jù)該撥叉件的形位特點(diǎn)，本例選擇零件高度方向的對(duì)稱平面為分模面，屬平直分模線，如撥叉鍛件鍛造毛坯簡(jiǎn)圖所示。
（6）零件表面粗糙度。由零件圖可知，該撥叉各加工表面的表面粗糙度Ra均大于等于1.6μm。
根據(jù)上述諸因素，可查附表2 ~附表5確定該鍛件的尺寸公差和機(jī)械公差余量，所得結(jié)果如表2-1所示。
表2-1 撥叉鍛造毛坯尺寸公差及機(jī)械加工余量
鍛件重量（kg）
包容體重量(kg)
形狀復(fù)雜系數(shù)
材質(zhì)系數(shù)
公差等級(jí)
6
12.7
S2
M1
普通級(jí)
項(xiàng)目（mm）
機(jī)械加工余量（mm）
尺寸公差（mm）
備注
寬度R48
2.5()
附表2
2~2.5（取2）
附表5
厚度80
3.2()
附表3
2~2.5（兩端面分別取2和2.5）
附表5
厚度20
2.2()
附表3
2~2.5(取2.5)
附表5
孔徑?30
2.2()
附表2
2.6
附表6
中心距115.5
0.5
附表4
注：根據(jù)附表1的表注，將公差按照的比例分配，故本例取公差值為。
2.3繪制撥叉鍛造毛坯簡(jiǎn)圖
繪制撥叉鍛造毛坯簡(jiǎn)圖如圖2-2所示。其繪制方法介紹如下。
圖2-2 撥叉鍛造毛坯簡(jiǎn)圖
用雙點(diǎn)劃線畫(huà)出經(jīng)簡(jiǎn)化了次要細(xì)節(jié)的零件的主要視圖，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(shí)線表示，比例1：1；在毛坯圖上標(biāo)出毛坯主要尺寸公差，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、圓度尺寸、拔模斜度、表面質(zhì)量要求（氣孔、縮孔、夾砂）等。
3．?dāng)M訂撥叉工藝路線
3.1定位基準(zhǔn)的選擇
3.1.1精基準(zhǔn)的選擇
根據(jù)該撥叉零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇撥叉頭左端面和叉軸孔?30mm作為精基準(zhǔn)，零件上的很多表面都可以采用他們作為基準(zhǔn)進(jìn)行加工，即遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。叉軸孔?30mm的軸線是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，選用其作為精基準(zhǔn)定位加工撥叉腳兩端面和鎖銷孔?mm，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。選用撥叉頭左端面作為精基準(zhǔn)同樣是遵循了“基準(zhǔn)重合”原則，因?yàn)樵摀懿嬖谳S向方向上的尺寸多以該端面作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；另外，由于撥叉件剛性較差，受力易產(chǎn)生彎曲變形，為了避免在機(jī)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(diǎn)不能作用在叉桿上。選用撥叉頭左端面作為精基準(zhǔn)，夾緊可作用在撥叉頭的右端面上，夾緊穩(wěn)定可靠。
3.1.2粗基準(zhǔn)的選擇
作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒(méi)有飛邊、毛刺或其他表面缺欠，該撥叉選擇變速叉軸孔?30mm的外圓面和撥叉頭右端面作為粗基準(zhǔn)。采用?30mm外圓面定位加工內(nèi)孔，可保證孔的壁厚均勻；采用撥叉頭右端作為粗基準(zhǔn)加工左端面，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。
3.2表面加工方法的確定
根據(jù)撥叉零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面精度，查附表7~附表9，確定加工件各表面的加工方案，如圖3-1所示。
表3-1 撥叉零件各表面加工方案
加工表面
尺寸精度等級(jí)
表面粗糙度Ra(μm)
加工方案
備注
撥叉頭左端面
IT11
3.2
粗銑—半精銑
附表9
撥叉頭右端面
IT13
12.5
粗銑
附表9
撥叉腳內(nèi)表面
IT13
12.5
粗銑
附表9
撥叉腳兩端面（淬硬）
IT9
3.2
粗銑—精銑—磨削
附表9
?30mm孔
IT7
1.6
粗?jǐn)U—精擴(kuò)—鉸
附表9
?8mm孔
IT7
1.6
鉆—粗鉸—精鉸
附表9
操縱槽內(nèi)側(cè)面
IT12
6.3
粗銑
附表9
操縱槽底面
IT13
12.5
粗銑
附表9
3.3加工階段的劃分
將撥叉加工階段劃分成粗加工、半粗加工和精加工3個(gè)階段。
在粗加工階段，首先要將精基準(zhǔn)（撥叉頭左端和叉軸孔）準(zhǔn)備好。使后續(xù)工序都可采用精基準(zhǔn)定位加工；然后粗銑撥叉頭右端、撥叉腳內(nèi)表面、撥叉腳兩端面、操縱槽內(nèi)側(cè)面和底面。在半精加工階段，完成撥叉腳兩端面的粗銑加工和銷軸孔?8mm的鉆、鉸加工。在精加工階段，進(jìn)行撥叉腳兩端面的磨削加工。
3.4工序順序的安排
3.4.1機(jī)械加工工序的安排如下：
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?30mm；
遵循“先粗后精”的原則，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?30mm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，再加工叉軸孔?30mm；先銑操縱槽，再鉆銷軸孔?8mm。
3.4.2熱處理工序的安排如下：
鍛模成型后切邊，進(jìn)行調(diào)質(zhì)，調(diào)質(zhì)硬度為241HBS~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(lái)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，提高耐磨性和工作中承受沖擊載荷的能力。
3.4.3輔助工序的安排如下：
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(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。
3.5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，確定撥叉的工藝路線如下：粗銑撥叉頭兩端面→半精銑撥叉頭左端面→粗?jǐn)U、精擴(kuò)、倒角、鉸?30mm孔→校正撥叉腳→粗銑撥叉腳兩端面→銑叉爪口內(nèi)側(cè)面→粗銑操縱槽底面和內(nèi)側(cè)面→精銑撥叉腳兩端面→鉆、倒角、粗鉸、精鉸?8mm孔→去毛刺→中檢→熱處理（撥叉腳兩端面局部淬火）→校正撥叉腳→磨削撥叉腳兩端面→清洗→終檢。
3.6機(jī)床設(shè)備、工裝的選用
針對(duì)大批量生產(chǎn)的工藝特性，選用設(shè)備及工藝設(shè)備按照通用、專用相結(jié)合的原則。各工序使用的機(jī)床設(shè)備、工裝及工藝路線如表3-2所示。
表3-2 撥叉零件的工藝路線，使用的機(jī)床設(shè)備、工裝
工序號(hào)
工序名稱及內(nèi)容
機(jī)床設(shè)備
刀具
量具
1
鍛造
100kN摩擦壓力機(jī)
2
退火
3
粗銑撥叉頭兩端面
X51立式銑床
端銑刀
游標(biāo)卡尺
4
半精銑撥叉頭左端面
X51立式銑床
端銑刀
游標(biāo)卡尺
5
粗?jǐn)U、精擴(kuò)、倒角、鉸?30mm孔
四面組合鉆床
麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀
卡尺、塞規(guī)
6
校正撥叉腳
鉗工臺(tái)
手錘
7
粗銑撥叉腳兩端
臥式雙面銑床
三面刃銑刀
游標(biāo)卡尺
8
銑叉爪口內(nèi)側(cè)面
X51立式銑床
銑刀
游標(biāo)卡尺
9
粗銑操縱槽底面和內(nèi)側(cè)面
X51立式銑床
銑刀
卡規(guī)、深度游標(biāo)卡尺
10
精銑床撥叉腳兩端
臥式雙面銑床
銑刀
游標(biāo)卡尺
11
鉆、倒角、粗鉸、精鉸?8mm孔
四面組合鉆床
復(fù)合鉆頭、鉸刀
卡尺、塞規(guī)
12
去毛刺、中檢
鉗工臺(tái)
平銼
13
熱處理
淬火機(jī)
14
校正撥叉腳
鉗工臺(tái)
手錘
15
磨削撥叉腳兩端面
M7120A平面磨床
砂輪
游標(biāo)卡尺
16
清洗、檢驗(yàn)
清洗機(jī)
卡尺、塞規(guī)、百分表
4.撥叉零件加工工序內(nèi)容設(shè)計(jì)
4.1撥叉零件加工余量、工序尺寸和公差的確定
下面僅以工序3、工序4和工序11為例說(shuō)明加工余量、工序尺寸和公差的確定方法。
（1）工序3和工序4—加工撥叉頭兩端面至設(shè)計(jì)尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的確定。第3，4道工序的加工工程為：
以右端面B定位，粗銑右端面A，保證工序尺寸P1；
以右端面定位，粗銑右端面，保證工序尺寸P2。
以右端面定位，半精銑左端面，保證工序尺寸P3，達(dá)到零件圖D設(shè)計(jì)要求，D=80。
根據(jù)第3，4道工序的加工過(guò)程，畫(huà)出加工過(guò)程示意圖，從最后一道工序向前推算，可以找出全部工藝尺寸鏈，如圖4-2所示。求解各工序尺寸與分差的順序如下。
從圖4-2（b）可知，P3=D=80。
從圖4-2（b）可知，P2=P3+Z3,其中Z3為半精加工余量，查附表11，確定Z3=1mm,則P2=（80+1）mm=81mm。由于尺寸P2是在粗銑加工中保證的，查附表9知， 粗銑工序的經(jīng)濟(jì)加工精度等級(jí)可以達(dá)B面的最終加工要求—IT12,因此確定該工序尺寸公差為IT12,其公差值為0.35mm,故P2=(81±0.175)mm。
從圖4-2（b）可知，P1=P2+Z3,其中Z2為粗銑余量，由于B面的加工余量是經(jīng)粗銑一次切除的，故Z2應(yīng)該等于B面的毛坯余量，即Z2=2mm,P1=(81+2)=83mm。由附表9確定該粗銑工序的經(jīng)濟(jì)加工精度等級(jí)為IT13，其公差值為0.54mm故P1=(83±0.27)mm。
為驗(yàn)證確定的工序尺寸與公差是否合理，還要對(duì)加工余量進(jìn)行校核，保證最小余量不能為零或負(fù)值。
余量Z3的校核：在圖4-2（b）所示尺寸鏈中Z3是封閉環(huán)，故
余量Z2的校核：在圖4-2（b）所示尺寸鏈中Z2是封閉環(huán)，故
余量校核結(jié)果結(jié)果表明，所確定的工序尺寸公差是合理的。公差是合理的。
將工序尺寸按“入體原則”表示P3=80,P2=81.175,P1=83.27。
（2）工序11—鉆—粗鉸—精鉸?8mm孔的加工余量、工序尺寸和公差的確定。根據(jù)附表13可查得，精鉸余量,粗鉸余量,鉆孔余量。查附表8，可依次確定各工序尺寸的加工精度等級(jí)為：精鉸為IT7,粗鉸為IT10,鉆為IT12。根據(jù)上述結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可分別確定各工步的公差值：精鉸為0.015mm,粗鉸為0.058m，鉆為0.15mm。
綜合上述，分別得出該工序各工步的尺寸公差：精鉸為?，粗鉸為?，鉆為?。它們的相互關(guān)系如圖4-3所示。
4.2切削用量的計(jì)算
（1）切削用量的計(jì)算。
工序3—粗銑撥叉頭兩端面。該工序分個(gè)兩步，工步1是以B面定位，粗銑A；工步2是以A面定位，粗銑B面。由于這一步是在一臺(tái)機(jī)床上經(jīng)過(guò)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，只有背吃刀量ap不同。
a.背吃刀量的確定：工步1的背吃刀量取Z1(見(jiàn)圖4-2)，Z1等于A面毛
坯總量減去工序2的余量Z3,即=Z1=2.5mm-1mm=1.5mm；而工步2的背吃刀量取為Z2,則如前所知Z2=2mm,故=2mm。
b.進(jìn)給量的確定：根據(jù)附表14，按機(jī)床功率為5~10kw，工件—夾具系統(tǒng)剛
度為中等條件選取，該工序的每齒進(jìn)給量取為0.08mm/z。
c.銑削速度的計(jì)算：根據(jù)附表16，按鑲齒銑刀、d/z=80/10的條件（d=80mm,z=
10）選取，切削速度v可取44.9m/min。由公式n=1000v/πd可求得該工序銑刀轉(zhuǎn)速為
參考附表19所列X51立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速n=160r/min。再將此公式代入上述公式重新計(jì)算，可求出該工序的實(shí)際切削速度v為
V=
該工序切削用量為：主軸轉(zhuǎn)速n=160r/min；切削速度v=42.2m/min；背吃刀量=1.5mm，=2mm；每齒進(jìn)給量=0.08mm/z（每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.8mm/r）
工序4—半精銑撥叉頭左端面A。
a.背吃刀量的確定：取=Z3=1mm。
b.進(jìn)給量的確定：根據(jù)附表15，按表面粗糙度為Ra2.5μm的條件選取，該
工序的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f取0.4mm/r。
c.銑削速度的計(jì)算：根據(jù)附表16，按鑲銑刀、d/z=80/10, =f/z=0.5mm/z
的條件選取，銑削速度v=48.4m/min。由公式n=1000v/πd，可求得銑刀的轉(zhuǎn)速n為
參照附表19所示X51型立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，取n=210r/min。將此轉(zhuǎn)速代入公式，可求該工序的實(shí)際切削速度v為
該工序切削用量為：主軸轉(zhuǎn)速n=210r/min,切削速度v=52.78m/min,背吃刀量,每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.4mm/r。
工序11—鉆、粗鉸、精鉸?8mm孔。
a.鉆孔工步。
背吃刀量的確定：根據(jù)附表17，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.1mm/r。
進(jìn)給量的確定：根據(jù)附表17，按工件材料為45鋼的條件選取，切削速度v=22m/
min。由公式n=1000v/πd，可求得該工序的鉆頭轉(zhuǎn)速n=897.6r/min，根據(jù)附表20所列Z525立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速n=960r/min。將此轉(zhuǎn)速重新代入公式計(jì)算，求出該工序的實(shí)際鉆削速度v=23.5m/min。
b.粗鉸工步。
背吃刀量的確定：取=0.16mm。
進(jìn)給量的確定：根據(jù)附表18，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.4mm/r。
切削速度的計(jì)算：根據(jù)附表18，切削速度v=2m/min。由公式n=1000v/πd,可求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速n=80r/min,根據(jù)附表20所列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(jì)算，可求得該工序的實(shí)際切削速度v=2.4m/min。
c.精鉸工步。
背吃刀量的確定：取=0.04mm。
進(jìn)給量的確定：根據(jù)附表18，選取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.3mm/r。
切削速度的計(jì)算：根據(jù)附表18，切削速度v=4m/min。由公式n=1000v/πd,
求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速n=159.2r/min, 根據(jù)附表20所列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(jì)算，可求得該工序的實(shí)際切削速度v=4.86m/min。
5.填寫(xiě)機(jī)械加工工藝規(guī)程文件
將上述撥叉零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的結(jié)果填入工藝規(guī)程文件，如表5-1~表5-2所示。
6撥叉零件專用機(jī)床夾具設(shè)計(jì)
6.1夾具設(shè)計(jì)任務(wù)
圖6-1所示為撥叉零件加工工序11鉆撥叉鎖銷孔的工序簡(jiǎn)圖。已知：工件材料為45鋼，毛坯為鍛模件，所用機(jī)床為Z525型立式鉆床，成批生產(chǎn)規(guī)模。試設(shè)計(jì)該工序的專用鉆床夾具。
6.2確定夾具的結(jié)構(gòu)方案
（1）確定定位元件。根據(jù)工序簡(jiǎn)圖規(guī)定的定位基準(zhǔn)，選用一面雙銷定位方案，長(zhǎng)定位銷與定位孔配合取為?30，限制4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，且保證工序尺寸40，定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，定位誤差為零；削邊銷與工件叉口接觸，限制一個(gè)自由度，保證尺寸115.5±0.1mm；?8mm孔徑尺寸由刀具直接保證，位置精度由鉆套位置保證。
圖6-1 撥叉零件加工工序11鉆撥叉鎖銷孔
（2）確定導(dǎo)向裝置。本工要求對(duì)?8mm孔進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸3個(gè)工步的加工，生產(chǎn)批量大，故選用快換鉆套作為刀具的導(dǎo)向元件?？鞊Q鉆套查附表24，鉆套用襯套附表25，鉆套螺釘查附表26。查附表27，確定鉆套高度H=3D=3×8mm=24mm,排屑空間h=d=8mm。
（3）確定夾緊機(jī)構(gòu)。選用偏心螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)。其上零件均采用標(biāo)準(zhǔn)夾具元件，可查閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定。
（4）畫(huà)夾具裝配圖。
（5）確定夾具裝配圖上標(biāo)注尺寸及技術(shù)要術(shù)。
確定定位元件之間的尺寸。定位銷與削邊銷中心距公差取工件相應(yīng)尺寸公差的1/3，偏差對(duì)稱標(biāo)注，即115.5±0.03mm。
確定鉆套位置尺寸。鉆套中心線與定位銷定位環(huán)面之間的尺寸及公差取保證零件相應(yīng)工序尺寸40的平均尺寸，即40.09mm，公差的1/3，偏差對(duì)稱標(biāo)注，即±0.03，標(biāo)注為40.09±0.03。
確定鉆套位置公差。鉆套中心線與定位銷定位環(huán)面之間的位置公差取工件相應(yīng)位置度公差的1/3，即0.03mm。
定位銷中心線與夾具底面的平行度公差取0.02mm。
標(biāo)注關(guān)鍵件的配合尺寸如夾具裝配圖所示，?8F7,?30f6,?57f7,?15,?22, ?8, ?16。
6.3專用夾具夾緊力的計(jì)算
為克服徑向切削力，實(shí)際夾緊力N應(yīng)為
N=K
式中 ——在最不利條件下由靜力平衡計(jì)算求出的加緊力；
N——實(shí)際需要的夾緊力；
K——安全系數(shù)，一般取K=1.5~3，粗加工取大值，精加工取小值。
又徑向切削力=
式中,,，=1.5所以
于是 N=702×3=2106N
7.課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)
通過(guò)課程設(shè)計(jì)，使我深深體會(huì)到，干任何事都必須耐心、細(xì)致。課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，許多計(jì)算有時(shí)不免令我感到有些心煩意亂；有兩次因?yàn)槲也恍⌒乃沐e(cuò)了，只能毫不情愿地重來(lái)。但一想起老師平時(shí)對(duì)我們耐心的教誨，想到今后自己應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任，想到世界上因?yàn)槟承┘?xì)小失誤而出現(xiàn)的令世人無(wú)比震驚的事故，我們不禁時(shí)刻提醒自己，一定要養(yǎng)成一種高度負(fù)責(zé)、一絲不茍的良好習(xí)慣。這次課程設(shè)計(jì)使我在工作作風(fēng)上得到了一次難得的磨練。
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