撥叉加工工藝及M8螺紋孔鉆床夾具設(shè)計

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對著太陽囈語1濟南大學機械工程學院機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計設(shè)計者：對著太陽囈語撥 叉 加 工 工 藝 及 M8螺 紋 孔 鉆 床 夾 具 設(shè) 計對著太陽囈語2對著太陽囈語3機 械 制 造 專 業(yè) 課 程 設(shè) 計 任 務 書題 目 ： 設(shè)計變速箱撥叉零件的機械加工工藝規(guī)程及鉆鎖銷孔鉆床夾具內(nèi) 容 ： （ 1） 零 件 圖 l張（ 2） 毛 坯 圖 l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及零件圖 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 l班 。指 導 教 師 系、部、室主任 教 學 院 長 22013 年 6 月 2 0 日對著太陽囈語4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 mm 孔套在變速叉軸上，并用24?螺釘經(jīng) 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。當需要變速時，操縱HM68?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)變換齒輪在花鍵軸上滑動以改換檔位，從而改變拖拉機的行駛速度。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。為實現(xiàn)換檔、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承受沖擊載荷，為增強其耐磨性，該表面要求高頻淬火處理，硬度為 48～58HRC；為保證撥叉換檔時叉腳受力均勻，要求叉腳兩端面對叉軸孔 mm 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021.4??確的位置，改換檔位準確，撥叉采用緊固螺釘定位。螺紋孔的尺寸為 。HM68?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，又提高了換檔時叉腳端面的接觸剛度； mm 孔和 孔的端面均為平面，可以021.4??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 mm，其余表面加工精度均較低，不需要高精度機床加工，通過銑削、鉆床、攻絲的021.4??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，采用較經(jīng)濟的方法保質(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 mm(H7)，在設(shè)計工藝規(guī)程時應重點予以021.4??保證。對著太陽囈語5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 %分別取 3%和 0.5%，零件年產(chǎn)量為??N=8000 臺／年×1 件／臺×(1+3%)×(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，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普通級。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）對著太陽囈語6對著太陽囈語7得出質(zhì)量為（密度取 7.8×10-6kg／mm 3）m=0.32783841kg≈0.33kg可初步估計機械加工前鍛件毛坯的重量為 0.44kg。3．鍛件形狀復雜系數(shù) 對撥叉零件圖進行分析計算，可大致確定鍛件外廓包容體的長度、寬度和高度，即 =95mm， =65mm， =45mm；該撥叉鍛件的形狀復雜系數(shù)為lbh=0.44kg／(95mm ×65mm×45mm×7.8×10-6kg／mm 3))/(4.0/?lmSNt?≈0.44／2.17≈0.203由于 0.203 介于 0.16 和 0.32 之間，故該撥叉的形狀復雜系數(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 M1級。5．鍛件分模線形狀 根據(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 1.6μm。根據(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 撥叉機械加工余量及鍛造毛坯尺寸公差加工表面 零件尺寸/mm 機械加工余量/mm 毛坯公差/mm 毛坯尺寸/mm撥叉頭左右端面 01.4?1.5～2（取 2） 1.6 ( )1.50??44 ( )1.50??撥叉角內(nèi)表面 R25 1.5～2 （取 1.5） 1.4( ).4R23.5 ( ).4撥叉角兩端面 12 08.?1.5～2 （取 2） 1.4 ( )0.1??16 ( )0.1??撥叉頭孔 21.04??2.0 1.4 ( ).40( )2?.402.3 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。對著太陽囈語8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 mm 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)021.4??計基準。選用叉軸孔 mm 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)021.?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，可避免在機械加工中產(chǎn)生夾緊變形，夾緊穩(wěn)定可靠。2．粗基準的選擇選擇變速叉軸孔 mm 的外圓面和撥叉頭右端面作粗基準。采用 mm 外圓面定位加工內(nèi)孔24? 24?可保證孔的壁厚均勻；采用撥叉頭右端面作粗基準加工左端面，可以為后續(xù)工序準備好精基準。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，對著太陽囈語9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強度、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，最終確定一個最經(jīng)濟合理的方案。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《機械制造設(shè)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加工表面 尺寸及偏差 尺寸精度等級 表面粗糙度 加工方案 備注撥叉角兩端面 mm08.12?IT10 Ra3.2 μm 粗銑—半精銑—磨削撥叉頭孔 mm.04??IT7 Ra1.6 μm 鉆—擴—粗—精鉸螺紋孔 M8-6H IT6 Ra3.2 μm 鉆—絲錐攻內(nèi)螺紋撥叉頭左端面 mm01.?IT10 Ra6.3 μm 粗銑—半精銑撥叉頭右端面 mm.04IT10 Ra3.2 μm 粗銑—半精銑撥叉角內(nèi)表面 R25 mm IT12 Ra6.3 μm 粗銑凸臺 12 mm IT13 Ra12.5μm 粗銑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 )準備好，使后續(xù)工序都可采用精基準定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗銑撥叉頭右端面、撥叉腳內(nèi)表面、撥叉腳兩端面的粗銑、凸臺。在半精加工階段，完成撥叉腳兩端面的半精銑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，有利于保證各加工表面之間的相對位置精度要求。4．工序順序的安排對著太陽囈語10(1) 機械加工工序遵循“先基準后其他”原則，首先加工精基準——撥叉頭左端面和叉軸孔 mm；遵循021.4??“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 mm 和撥叉腳兩端面，后加工次要表面——螺紋孔；遵循“先021.4??面后孔”原則，先加工撥叉頭端面，再加工叉軸孔 mm 孔；先銑凸臺，加工螺紋孔 M8。由此021.4??初擬撥叉機械加工工序安排如表 3.2 所示。表 3.2 撥叉機械加工工序安排（初擬）工序號 工 序 內(nèi) 容 簡 要 說 明10 粗銑撥叉頭兩端面 “先基準后其他” 20 半精銑撥叉頭左端面（主要表面）“先基準后其他” 、 “先面后孔” 、 “先主后次”30 擴、鉸 φ24 孔（主要表面） “先面后孔” 、 “先主后次”40 粗銑撥叉腳兩端面（主要表面） “先粗后精”50 銑凸臺（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 半精銑拔叉頭右端面 “先粗后精”80 半精銑撥叉腳兩端面 “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，該撥叉工序的安排順序為：基準加工——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。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 撥叉機械加工工藝路線（修改后）工序號 工 序 內(nèi) 容 定 位 基 準對著太陽囈語1110 粗銑撥叉頭兩端面 端面、φ24 孔外圓20 半精銑撥叉頭左端面 右端面、φ24 孔外圓30 鉆、擴、粗絞、精絞 φ24 孔 右端面、φ24 孔外圓、叉爪口內(nèi)側(cè)面40 粗銑撥叉腳兩端面50 校正撥叉腳 左端面、φ24 孔60 銑叉爪口內(nèi)表面 左端面、φ24 孔、叉爪口外側(cè)面70 半精銑撥叉腳兩端面 左端面、φ24 孔80 半精銑撥叉頭右端面 左端面、φ24 孔外圓90 粗銑凸臺 左端面、φ24 孔、叉爪口內(nèi)側(cè)面100 鉆、攻絲 M8螺紋孔 左端面、φ24 孔、叉爪口內(nèi)側(cè)面110 去毛刺120 中檢130 熱處理——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、φ24 孔160 清洗170 終檢3.3 加工設(shè)備及工藝裝備的選用機床和工藝裝備的選擇應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，并應優(yōu)先考慮采用標準化的工藝裝備和充分利用現(xiàn)有條件，以降低生產(chǎn)準備費用。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 工 序 內(nèi) 容 加工設(shè)備 工藝裝備1 粗銑撥叉頭兩端面 立式銑床 X51 高速鋼套式面銑刀、游標卡尺2 半精銑撥叉頭左端面 立式銑床 X51 高速鋼套式面銑刀、游標卡尺3 鉆、擴、粗絞、精絞 φ24 孔 立式鉆床 525 麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀、卡尺、塞規(guī)4 粗銑撥叉腳兩端面 臥式雙面銑床 三面刃銑刀、游標卡尺5 校正撥叉腳 鉗工臺 手錘、6 銑叉爪口內(nèi)側(cè)面 立式銑床 X51 銑刀、游標卡尺7 半精銑撥叉腳兩端面 臥式雙面銑床 三面刃銑刀、游標卡尺8 半精銑撥叉頭右端面 臥式雙面銑床 三面刃銑刀、游標卡尺9 粗銑凸臺 臥式雙面銑床 三面刃銑刀、游標卡尺10 鉆、攻絲 M8螺紋孔 立式鉆床 525 復合鉆頭、絲錐、卡尺、塞規(guī)11 去毛刺 鉗工臺 平銼、12 中檢 塞規(guī)、百分表、卡尺等對著太陽囈語1213 熱處理——撥叉腳兩端面局部淬火 淬火機等14 校正撥叉腳 鉗工臺 手錘15 磨削撥叉腳兩端面 平面磨床 M7120A 砂輪、游標卡尺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 10 粗銑撥叉頭兩端面、工序 20 半精銑撥叉頭左端面和工序 80 半精銑撥叉頭右端面工序 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，粗銑左端面，保證工序尺寸 L1；以左端面定位，粗銑右端面，保證工序尺寸 L２ ；工序 20： 以右端面定位，半精銑左端面，保證工序尺寸 L3。工序 80： 以左端面定位，半精銑右端面，保證工序尺寸 L4，達到零件圖設(shè)計尺寸 L 的要求，。01.4??L由圖 3.1 所示加工過程示意圖，建立分別以 Z2、Z 3和 Z4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，得半精銑余量Z4=1mm，由圖 3.1 知 mm，從圖 3.2c 知， ，則01.4??434LZ??mm = 41 mm。由于工序尺寸 L3是在半精銑加工中保證的，查《機械制造設(shè)??1043??L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，半精銑工序的經(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 ITl0，其公差值為 0.1mm，故對著太陽囈語13mm05.413??L2)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，得半精銑余量Z4=1mm，由圖 3.2（b）知， = (41+1)mm=42mm。由于工序尺寸 L2是在半精銑加工中32ZL??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，半精銑工序的經(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 ITl0，其公差值為0.1mm，故 mm。05.42??L3)求解工序尺寸 L1：右端加工余量，即 Z2=2- Z4=2-1=1，由圖 3.2（a）知， ， 則212LZ??= (42+1)mm=43mm。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21Z?表面粗糙度，確定該粗銑工序的經(jīng)濟加工等級為 IT13，其公差為 0.39，故 mm。85.0431?L為驗證確定的工序尺寸及公差是否合理，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 Z4是封閉環(huán)，由豎式法(如表 3.1)計算可得：mm15.04???表 3.1 余量 Z3的校核計算表環(huán)的名稱 基本尺寸 上偏差 下偏差L3(增環(huán)) 41 +0.05 -0.05L4(減環(huán)) -40 +0.1 0Z4 1 +0.15 -0.052)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：mm。1.03???表 3.1 余量 Z3的校核計算表環(huán)的名稱 基本尺寸 上偏差 下偏差L2(增環(huán)) 42 +0.05 -0.05L3(減環(huán)) -41 +0.05 -0.05Z3 1 +0.1 -0.13)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：mm35.021???表 3.2 余量 Z2的校核計算表環(huán)的名稱 基本尺寸 上偏差 下偏差L1(增環(huán)) 43 +0.185 -0.185L2(減環(huán)) -42 +0.05 -0.05對著太陽囈語14Z2 1 +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： mm， mm， mm， 01.4??L01.34??L01.24??Lmm。039.14??L2、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 鉆 =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 10 粗銑撥叉頭兩端面該工序分兩個工步，工步 1 是以右端面定位，粗銑左端面；工步 2 是以左端面定位，粗銑右端面。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vf一樣的。(1) 背吃刀量 工步 1 的背吃刀量 取為 Zl，Z 1等于左端面的毛坯總余量減去工序 2 的余量1paZ3，即 Z1=2mm - 1mm = 1mm；而工步 2 的背吃刀量 取為 Z2，故 = Z2=1mm。ppa(2) 進給量 由立式銑床 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 高速鋼套式面銑刀粗銑平面進給量，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zf為 0.08mm/z(3) 銑削速度 由本工序采用高速鋼鑲齒銑刀、 mm、齒數(shù) 。查《機械制造設(shè)計基80?wd10?z礎(chǔ)課程設(shè)計》表 5.8 高速鋼套式面銑刀銑削速度，確定銑削速度 m/min。9.4v則 （r/min）65.17809.410???dvns由本工序采用 X51-型立式銑床，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，故實際銑削速度wn（m／min ）2.401680??wdnv當 =160r／min 時，工作臺的每分鐘進給量 應為w f（mm／min ）868.?wzmnf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 ）對著太陽囈語152、工序 20 半精銑撥叉頭左端面(1) 背吃刀量 =1 mm。3Zap?(2) 進給量 由本工序表面粗糙度 Ra,6.3μm，查《機械制造設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》表 5.8 高速鋼套式面銑刀精銑平面進給量，每轉(zhuǎn)進給量 取為 0.4mm/r，故每齒進給量 為 0.04mm/zf zf(3)銑削速度 由本工序采用高速鋼鑲齒銑刀、 mm、齒數(shù) 、 =0.04mm/z，查80?wd10?zf《機械制造設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》表 5.8 高速鋼套式面銑刀銑削速度，確定銑削速度 m/min。4.8v則 （r/min）5.192804.10???dvns由本工序采用 X51-型立式銑床，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，故實際銑削速度wn（m／min ）24.5108????wdnv當 =210r／min 時，工作臺的每分鐘進給量 應為wn f（mm ／min ）8424.?wzmnf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 半精銑撥叉頭右端面(1) 背吃刀量 =1 mm。4Zap?(2) 進給量 由本工序表面粗糙度 Ra,3.2μm，查《機械制造設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》表 5.8 高速鋼套式面銑刀精銑平面進給量，每轉(zhuǎn)進給量 取為 0.4mm/r，故每齒進給量 為 0.04mm/zf zf(3)銑削速度 由本工序采用高速鋼鑲齒銑刀、 mm、齒數(shù) 、 =0.04mm/z，查80?wd10?zf《機械制造設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》表 5.8 高速鋼套式面銑刀銑削速度，確定銑削速度 m/min。4.8v則 （r/min）5.192804.10???dvns由本工序采用 X51-型立式銑床，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，故實際銑削速度wn（m／min ）24.5108????wdnv當 =210r／min 時，工作臺的每分鐘進給量 應為wn f對著太陽囈語16（mm ／min ）842104.???wzmnf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 孔工步7?由工件材料為 45 鋼、孔 mm、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7?麻花鉆鉆銷碳鋼的切削用量得，切削速度 Vc=20m/min，進給量 =020 mm／r。取 =7mm。fpa則 （r/min）9107210????wsdvn由本工序采用 Z525 型立式鉆床，取轉(zhuǎn)速 =960r／min，故實際切削速度wn（m／min ）1.21096??wv(2)攻螺紋由于螺紋螺距為 1mm 則進給量為 f=1mm/r，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=5 m/min 所以該工位主軸轉(zhuǎn)速 min)/(198501rdvn????由本工序采用 Z525 型立式鉆床，取轉(zhuǎn)速 n=195r／min，故實際切削速則 （m／min）9.4105???v3.6 時間定額的計算1．基本時間 的計算jt(1)工序 10——粗銑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，由面銑刀對稱銑平面、主偏角 =90°，查r?《機械制造設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》表 5.14 銑削基本時間計算得：mm， =1～3mm。???315.021 ～???eadl 2l則 ????5.6316805.315.0 2??????? ～～eadl對著太陽囈語17＝2mm2lmm736??則該工序的基本時間min=38.6s。4.01285.721????ZMjflt(2)工序 20——半精銑撥叉頭左端面同理， ?????5.6316805.35.0 221 ??????～～eadl＝2mm2lmm6該工序的基本時間min = 33.4s5.082.321????ZMjflt(3)工序 80——半精銑撥叉頭右端面同理， ?????5.6316805.315.0 221 ?????? ～～eadl＝2mm2lmm6?該工序的基本時間min = 33.4s5.082.321????ZMjflt(4)工序 100——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 mm； ＝１ mm； =9mm；則該工序的基本時間??3.514cot27~1cot21 ???????rDl?2llmin=4.2s07.96*.012???fnltj2)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， = =2mm，l1l??P3~mm；則該工序的基本時間??3~2?Plmin=4.2s07.195321????fnltj對著太陽囈語182．輔助時間 的計算ft輔助時間 與基本時間 之間的關(guān)系為 =(0.15～0.2) ，取 =0.15 則各工序的輔助時間f jtatjtajt分別為：工序 10 的輔助時間： =0.15×38.6s=5.79s；ft工序 20 的輔助時間： =0.15×33.4s=5.01s；f工序 80 的輔助時間： =0.15×33.4s=5.01s；ft工序 90 鉆孔工步的輔助時間： =0.15×4.2s=0.63s； ft攻絲工步的輔助時間： =0.15×4.2s=0.63s ；f3．其他時間的計算除了作業(yè)時間(基本時間與輔助時間之和 )以外，每道工序的單件時間還包括布置工作地時間、休息與生理需要時間和準備與終結(jié)時間。由于撥叉的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，分攤到每個工件上的準備與終結(jié)時間甚微，可忽略不計；布置工作地時間 是作業(yè)時間的 2％～7％，休息與生理需要時間 是作bt xt業(yè)時間的 2％～4％，均取為 3％，則各工序的其他時間( + )可按關(guān)系式(3％+3％) ×( + ) 計算，btx bt它們分別為：工序 10 的其他時間： + =6％×(38.6s+5.79s)=2.66s；btx工序 20 的其他時間： + =6％×(33.4s+5.01s)=2.30s；工序 80 的其他時間： + =6％×(33.4s+5.01s)=2.30s；btx工序 100 鉆孔工步的其他時間： + =6％×(4.2s+0.63s)=0.29s；btx攻絲工步的其他時間： + =6％×(4.2s+0.63s)=0.29s；4．單件時間 的計算djt各工序的單件時間分別為：工序 10 的單件時間： =38.6s+5.79s+2.66s=47.05s；djt工序 20 的單件時間： =33.4s+5.01s+2.30s=40.71s；djt對著太陽囈語19工序 80 的單件時間： =33.4s+5.01s+2.30s=40.71s；djt工序 100 的單件時間 為兩個工步單件時間的和，其中j鉆孔工步： =4.2s+0.63s+0.29s=5.75；鉆djt攻絲工步： =4.2s+0.63s+0.29s=5.75s；攻 絲j因此，工序 100 的單件時間 = + =5.75s+5.75s=11.5s。djt鉆 攻 絲djt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 10、20、80、100 三道工序的工序卡。對著太陽囈語20第 4 章 專用鉆床夾具設(shè)計4.1 夾具設(shè)計任務為了提高勞動生產(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 mm，孔的軸線對孔 mm 的軸線垂直度公差為 0.15mm，B 面的尺寸015.8??021.3??為 mm，表面粗糙度 Ra1.6μm。18.04?2．生產(chǎn)類型及時間定額生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，時間定額 25min。3．設(shè)計任務書。附表 5 所示為工序 90 加工撥叉鎖銷孔 mm 工藝裝備設(shè)計任務書。任務書按工藝規(guī)程提出定位015.8??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 mm，孔的軸線對孔 mm 的軸線垂直度公差為015.8??021.3??0.15mm，距離 B 面的尺寸為 mm。從基準的重合原則和定位的穩(wěn)定性、可靠性出發(fā)，選擇 B 面為18.04?主要定位基準面，并選擇 mm 孔軸線和工件叉口面為另兩個定位基準面。2.03?定位裝置選用一面兩銷 (圖 4.1)，長定位銷與工件定位孔配合，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。定位孔與定位銷的配合尺寸取為 (在夾具上標出定位銷配合尺寸 )。對于工序尺寸6730fH? 630f?mm 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18.04? dw?準重合 (┴)=0；加工孔徑尺寸 mm 由刀具直接保證， ( )=0。由上述分析可知，該定位方案dw?88合理、可行。 對著太陽囈語21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)中的各零件均采用標準夾具元件(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、確定導向方案，設(shè)計導向裝置為能迅速、準確地確定刀具與夾具的相對位置，鉆夾具上都應設(shè)置引導刀具的元件—鉆套。鉆套一般安裝在鉆模板上，鉆模板與夾具體連接，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、鉸等 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 導向裝置簡圖查表？鉆套高度和排屑間隙知，鉆套高度 ，排屑空間 ，取d)5.32(～?Hdh）～（ 5.170?對著太陽囈語22mm=24mm，排屑空間 =8mm。83d??Hdh?4、確定夾具體結(jié)構(gòu)型式及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，采用鑄造夾具體結(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將定位心軸、鉆模板與夾具體的連接結(jié)構(gòu)表達清楚。夾具裝配總圖如附圖 3 所示。其中定位心軸與夾具體采用過渡配合 ，用鎖緊螺母固定。鉆模板與夾具體用兩個銷釘、671kH?兩個螺釘連接。夾具裝配時，待鉆模板的位置調(diào)整準確后再擰緊螺釘，然后配鉆、鉸銷釘孔，打入銷釘。4.4 夾具裝配圖上標注尺寸、配合及技術(shù)要求。1、最大輪廓尺寸 170mm、205mm、203mm。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尺寸公差的 1/3，偏差對稱標注，即標注尺寸為 115.5 土 0.03。3、確定導向元件與定位元件之間的尺寸與公差 根據(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尺寸mm 的平均尺寸；其公差值取為零件相應尺寸 mm 的公差值的 1/3，偏差對稱標注)。鉆套中18.04? 18.04?心線對定位銷中心線的位置度公差取工件相應位置度公差值的 1/3，即取為 0.03mm。4、確定定位元件與夾具體的尺寸與公差 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)鍵件的配合尺寸如附圖所示， 、 、 、 、 、78F?630f75f?61gH72r?和 。678nH?1k對著太陽囈語23附表 1 撥 叉 零 件 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 片產(chǎn)品型號 零件圖號機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 片產(chǎn)品名稱 零件名稱 撥叉 共 2頁 第 1頁材料牌號 45鋼 毛坯種類 鍛件 毛坯外形尺寸每件毛坯可制件數(shù) 1每臺件數(shù) 1備注工 時工序號工序名稱 工 序 內(nèi) 容車間工段設(shè) 備 工 藝 裝 備準 單10 粗銑撥叉頭兩端面 粗銑撥叉頭兩端面 Ral2.5μm、控尺寸 mm01.42?立式銑床 X51 端銑刀、游標卡尺、專用夾具 47.05s20 半精銑撥叉頭左端面 半精銑撥叉頭左端面 Ra6.3μm、控尺寸 mm,. 立式銑床 X51 端銑刀、游標卡尺、專用夾具 40.71s30 鉆、擴、粗絞、精絞 φ24 鉆、擴、粗絞、精絞 mm、Ral.6μm021.??立式鉆床 Z525 擴孔鉆、鉸刀、卡尺、塞規(guī)40 粗銑撥叉腳兩端面 粗銑撥叉腳兩端面 Ral2.5μm、控尺寸 mm01.4?臥式雙面銑床 三面刃銑刀、游標卡尺、專用夾具50 校正撥叉腳 鉗工臺 手錘描 圖 60 銑叉爪口內(nèi)表面 銑叉爪口內(nèi)側(cè)面 R6.3μm、控尺寸 R25mm、 立式銑床 X51 銑刀、游標卡尺、專用夾具70 半精銑撥叉腳兩端面 半精銑撥叉腳兩端面 Ra6.3μm、控尺寸 mm1.052??立式銑床 X51 端銑刀、游標卡尺、專用夾具描 校 80 半精銑撥叉頭右端面 半精銑撥叉腳兩端面 Ra3.2μm、控尺寸 mm.4立式銑床 X51 端銑刀、游標卡尺、專用夾具 40.71s底圖號90 粗銑凸臺 粗銑撥凸臺、控尺寸 21mm 立式銑床 X51 端銑刀、游標卡尺、專用夾具裝訂號設(shè)計(日期)審核(日期)標準化(日期)會簽(日期)標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期對著太陽囈語24撥 叉 零 件 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 片 （續(xù)） 產(chǎn)品型號 零件圖號機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 片產(chǎn)品名稱 零件名稱 撥叉 共 2頁 第 2頁材料牌號 45鋼 毛坯種類 鍛件 毛坯外形尺寸每件毛坯可制件數(shù) 1每臺件數(shù) 1 備注工 時工序號工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設(shè) 備 工 藝 裝 備準 單100 鉆、攻絲 M8螺紋孔 鉆、攻螺紋，控制尺寸 M8-H6 立式鉆床 Z525 鉆頭、絲錐、卡尺、塞規(guī)、螺紋尺規(guī) 11.5s110 去毛刺 鉗工臺 平銼120 中檢 塞規(guī)、百分表、卡尺等130 熱處理 淬火機等140 校正撥叉腳 鉗工臺 手錘描 圖 150 磨削撥叉腳兩端面 精銑撥叉腳兩端面 Ra3.2μm 、控尺寸 mm、08.12?磨床 M7120A 砂輪、游標卡尺160終檢清洗 清洗機描 校 170 終檢 塞規(guī)、百分表、卡尺等底圖號裝訂號設(shè)計(日期)審核(日期)標準化(日期)會簽(日期)標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期對著太陽囈語25附表 2 工序 10 機械加工工序卡片對著太陽囈語26產(chǎn)品型號 零件圖號機 械 加 工 工 序 卡 片產(chǎn)品名稱 零件名稱 撥叉 共 16頁第 1 頁車間 工序號 工序名 材料牌號10 粗銑撥叉頭兩面 45 鋼毛坯種類 毛坯外形尺寸 每坯可制件數(shù) 每臺件數(shù)鍛件 1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù)立式銑床 X51 2夾具編號 夾具名稱 切削液專用夾具工序工時工位器具編號 工位器具名稱準終 單件47.05 s工步工時描 圖工步號工 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進給次數(shù) 機動 輔助描 校1 粗銑 A 面 Ral2.5μm、控尺寸 mm01.43?端銑刀、游標卡尺、 專用夾具 160 40.2 0.8 1 1 19.3s 2.895s底圖號2 粗銑 B 面 Ral2.5μm、控尺寸 mm 01.2端銑刀、游標卡尺、 專用夾具 160 40.2 0.8 1 1 19.3s 2.895s裝訂號設(shè)計(日期)審核(日期)標準化(日期)會簽(日期)標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期對著太陽囈語27附表 3 工序 20 機械加工工序卡片對著太陽囈語28產(chǎn)品型號 零件圖號機 械 加 工 工 序 卡 片產(chǎn)品名稱 零件名稱 撥叉 共 16頁第 1 頁車間 工序號 工序名 材料牌號20 半精銑撥叉頭左面 45 鋼毛坯種類 毛坯外形尺寸 每坯可制件數(shù) 每臺件數(shù)鍛件 1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù)立式銑床 X51 1夾具編號 夾具名稱 切削液專用夾具工序工時工位器具編號 工位器具名稱準終 單件40.71s工步工時描 圖工步號工 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進給次數(shù) 機動 輔助描 校1 半精銑 A 面 Ra6.3μm、控尺寸 mm,01.4?端銑刀、游標卡尺、專用夾具 180 45.24 0.4 1 1 33.4s 5.01s底圖號裝訂號設(shè)計(日期)審核(日期)標準化(日期)會簽(日期)標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期對著太陽囈語30附表 4 工序 80 機械加工工序卡片對著太陽囈語31產(chǎn)品型號 零件圖號機 械 加 工 工 序 卡 片產(chǎn)品名稱 零件名稱 撥叉 共 16頁第 1 頁車間 工序號 工序名 材料牌號20 半精銑撥叉頭左面 45 鋼毛坯種類 毛坯外形尺寸 每坯可制件數(shù) 每臺件數(shù)鍛件 1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù)立式銑床 X51 1夾具編號 夾具名稱 切削液專用夾具工序工時工位器具編號 工位器具名稱準終 單件40.71s工步工時描 圖工步號工 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進給次數(shù) 機動 輔助描 校1 半精銑 B 面 Ra3.2μm、控尺寸 mm01.4?端銑刀、游標卡尺、專用夾具 180 45.24 0.4 1 1 33.4s 5.01s底圖號裝訂號設(shè)計(日期)審核(日期)標準化(日期)會簽(日期)標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期