付變速器撥叉 加工工藝及夾具設(shè)計-鉆14孔【含CAD圖紙】

課程設(shè)計（論文）題 目 付變速器撥叉零件的機(jī)械加工工藝及鉆 14孔夾具設(shè)計所屬部 所屬專業(yè) 機(jī)械設(shè)計與制造所屬班級 學(xué) 號學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師起訖日期I摘 要此次設(shè)計是對付變速器撥叉零件的加工工藝和夾具設(shè)計，其零件為鍛件，具有體積小，零件復(fù)雜的特點，由于面比孔易加工，在制定工藝規(guī)程時，就先加工面，再以面為基準(zhǔn)來加工其它，其中各工序夾具都采用專用夾具,并以操作簡單的手動夾緊方式夾緊，其機(jī)構(gòu)設(shè)計簡單，方便且能滿足要求。關(guān)鍵詞 付變速器撥叉，加工工藝，專用夾具，設(shè)計IIAbstractThis design is to dials forks the components the processing craft and the jig design, its components are the forging, has the volume to be small, components complex characteristic,Because the surface is easier than the hole to process, when formulation technological process, first the machined surface, then processes other take the surface as the datum,In which various working procedures jig all uses the unit clamp, special regarding processes the big end of hole, the trough and drills the capitellum hole incline eyelet in the working procedure, Chooses locate mode which two sells at the same time, and operates the simple manual clamp way clamp, its organization design is simple, the convenience also can satisfy the request.Key words： Dials the fork, the processing craft, unit clamp, designIII目 錄摘 要 .IAbstract II目 錄 .III第 1 章 緒論.1第 2 章 付變速器撥叉的分析.32.1 付變速器撥叉的工藝分析 .32.2 付變速器撥叉的工藝要求 .3第 3 章 工藝規(guī)程設(shè)計.53.1 加工工藝過程 53.2 確定各表面加工方案 .53.2.1 影響加工方法的因素 53.2.2 加工方案的選擇 63.3 確定定位基準(zhǔn) 63.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 63.3.1 精基準(zhǔn)選擇的原則 73.4 工藝路線的擬訂 .83.4.1 工序的合理組合 83.4.2 工序的集中與分散 83.4.3 加工階段的劃分 93.4.4 加工工藝路線方案的比較 103.5 付變速器撥叉的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 .133.5.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 133.5.2 付變速器撥叉的偏差計算 143.6 確定切削用量及基本工時（機(jī)動時間） .143.7 時間定額計算及生產(chǎn)安排 .21第 4 章 鉆 14 孔夾具設(shè)計 .244.1 研究原始質(zhì)料 24IV4.2 定位、夾緊方案的選擇 244.3 切削力及夾緊力的計算 .244.4 誤差分析與計算 254.6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 26總結(jié)與展望.27參考文獻(xiàn).28致 謝.291第 1 章 緒論機(jī)械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機(jī)械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過程稱為機(jī)械加工工藝過程。比如一個普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗-包裝，就是個加工的籠統(tǒng)的流程。 機(jī)械加工工藝是指用機(jī)械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)使其成為合格零件的全過程，加工工藝是工人進(jìn)行加工的一個依據(jù)。機(jī)械加工工藝就是在流程的基礎(chǔ)上，改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品 或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細(xì)說明，比如，上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個步驟就要有詳 細(xì)的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達(dá)到多少，公差要達(dá)到多少。 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。工具是人類文明進(jìn)步的標(biāo)志。自 20 世紀(jì)末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機(jī)床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。在機(jī)床上用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。1機(jī)床夾具的主要功能機(jī)床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。（1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過程。定位是通過工件定位基準(zhǔn)面與夾具定位元件面接觸或配合實現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。（2）夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會松動、脫落。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。2機(jī)床夾具的特殊功能機(jī)床夾具的特殊功能主要是對刀和導(dǎo)向。2（1）對刀 調(diào)整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。（2）導(dǎo)向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導(dǎo)其進(jìn)行鉆削。導(dǎo)向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導(dǎo)向功能。3第 2 章 付變速器撥叉的分析2.1 付變速器撥叉的工藝分析其小頭孔與底平面有垂直度的公差要求，付變速器撥叉底面與大頭孔上平面有平行度公差要求，所要加工的槽，在其槽邊有平行度公差和對稱度公差要求等。因為其尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質(zhì)量均影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量，進(jìn)而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工是非常關(guān)鍵和重要的。付變速器撥叉是一個很重要的零件，因為其零件尺寸比較小，結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，但其加工孔和底面的精度要求較高，此外還有小頭孔端要求加工，對精度要求也很高。付變速器撥叉的底面，所以都要求精加工。2.2 付變速器撥叉的工藝要求設(shè)計和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。設(shè)計者要考慮加工工藝問題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設(shè)計的要求。一個好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達(dá)到設(shè)計要求，而且要有好的機(jī)械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質(zhì)量，同時使加工的勞動量最小。4圖 2.1 付變速器撥叉零件圖該加工有七個加工表面：平面加工包括付變速器撥叉底面、大頭孔上平面；孔系加工包括大、小頭孔、小孔；小頭孔端 14 的槽加工。 以平面為主有： 付變速器撥叉底面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是；6.1Ra 叉口端面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是 。6.1Ra 孔系加工有： 14 的小頭孔鉆、擴(kuò)和鉸加工，其表面粗糙度要求；1.6Ra 小頭孔端 14 槽的加工，該槽的表面粗糙度要求是兩槽邊 ，而槽底的表1.6Ra面粗糙度要求是 。3.6Ra付變速器撥叉毛坯的選擇鑄造，因為生產(chǎn)率很高，所以可以免去每次造型。單邊余量一般在 ，結(jié)構(gòu)細(xì)密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積較小。因其年產(chǎn)1m5量是 5000 件，由3表 2.13 可知是中批量生產(chǎn)。上面主要是對付變速器撥叉零件的結(jié)構(gòu)、加工精度和主要加工表面進(jìn)行了分析，選擇了其毛坯的的制造方法為鑄造和中批的批量生產(chǎn)方式，從而為工藝規(guī)程設(shè)計提供了必要的準(zhǔn)備。第 3 章 工藝規(guī)程設(shè)計3.1 加工工藝過程由以上分析可知，該付變速器撥叉零件的主要加工表面是平面、孔系和槽系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于付變速器撥叉來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系以及槽的各尺寸精度。由上面的一些技術(shù)條件分析得知：付變速器撥叉的尺寸精度，形狀精度以及位置關(guān)系精度要求都不是很高，這樣對加工要求也就不是很高。3.2 確定各表面加工方案一個好的結(jié)構(gòu)不但應(yīng)該達(dá)到設(shè)計要求，而且要有好的機(jī)械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質(zhì)量，同時使加工的勞動量最小。設(shè)計和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。對于我們設(shè)計付變速器撥叉的加工工藝來說，應(yīng)選擇能夠滿足平面孔系和槽加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價格較底的機(jī)床。3.2.1 影響加工方法的因素 要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求，選擇加工方法及分幾次加工。 根據(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設(shè)備。在單件小批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。如、柴油機(jī)連桿小頭孔的加工，在小批量生產(chǎn)時，采用鉆、擴(kuò)、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時采用拉削加工。 要考慮被加工材料的性質(zhì)，例如：淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有色金屬6由于磨削時容易堵塞砂輪，一般都采用精細(xì)車削，高速精銑等。 要考慮工廠或車間的實際情況，同時也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有加工方法和設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。 此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機(jī)械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。選擇加工方法一般先按這個零件主要表面的技術(shù)要求來選定最終加工方法。再選擇前面各工序的加工方法，如加工某一軸的主要外圓面，要求公差為 IT6，表面粗糙度為 Ra0.63m，并要求淬硬時，其最終工序選用精度，前面準(zhǔn)備工序可為粗車半精車淬火粗磨。3.2.2 加工方案的選擇 由參考文獻(xiàn)3 表 2.112 可以確定，平面的加工方案為：粗銑精銑（） ，粗糙度為 6.30.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較小。79IT:aR 小頭孔14 加工方法：加零件毛坯不能直接鍛出孔，只能鍛出一個小坑，以便在以后加工時找正其中心，但其表面粗糙度的要求為 ，所以選擇加工的方法是鉆擴(kuò)鉸。6.1a8.8 孔加工方法：因為孔的表面粗糙度的要求都不高，是 ，所以我們采用一次鉆孔的加工12.5Ra方法。 小頭端面槽 14 的加工方法是：因槽兩側(cè)面表面粗糙度的要求較高，為 ，所以我們采用粗銑半精銑。6.1a3.3 確定定位基準(zhǔn)3.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： 粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余7量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時需經(jīng)初加工。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證付變速器撥叉在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從付變速器撥叉零件圖分析可知，主要是選擇加工付變速器撥叉底面的裝夾定位面為其加工粗基準(zhǔn)。3.3.1 精基準(zhǔn)選擇的原則 基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣可以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)的統(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設(shè)計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準(zhǔn)。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。 互為基準(zhǔn)的原則。選擇精基準(zhǔn)時，有時兩個被加工面，可以互為基準(zhǔn)反復(fù)加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔，再以孔為基準(zhǔn)磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。自為基準(zhǔn)原則，有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準(zhǔn)。例如：磨削機(jī)床導(dǎo)軌面時，是以導(dǎo)軌面找正定位的。此外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準(zhǔn)的例子。此外，還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準(zhǔn)，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設(shè)計簡單等。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證付變速器撥叉在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從付變速器撥叉零件圖分析可知，它的底平面與小頭孔，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個平面和一個孔定位限制工件自由度不8夠，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于兩側(cè)面，因為是非加工表面，所以也可以用 的孔為加4工基準(zhǔn)。選擇精基準(zhǔn)的原則時，考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準(zhǔn)。3.4 工藝路線的擬訂對于中批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。付變速器撥叉的加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔和面定位粗、精加工付變速器撥叉底面大頭孔上平面。后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。3.4.1 工序的合理組合確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè)備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則： 工序分散原則工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡單的機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復(fù)雜。 工序集中原則工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機(jī)床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在 的含 0.4%1.1%蘇打及809c:0.25% 0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于 。mg2093.4.2 工序的集中與分散制訂工藝路線時，應(yīng)考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。 工序分散的特點工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備，簡單的機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)水平要求不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復(fù)雜。 工序集中的特點工序數(shù)目少，工件裝夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。工序集中與工序分散各有特點，必須根據(jù)生產(chǎn)類型。加工要求和工廠的具體情況進(jìn)行綜合分析決定采用那一種原則。一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡單的專用機(jī)床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。由于近代計算機(jī)控制機(jī)床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點更為突出，即使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費過多的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量，從而可取的良好的經(jīng)濟(jì)效果。3.4.3 加工階段的劃分零件的加工質(zhì)量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段： 粗加工階段粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準(zhǔn)，粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報廢或修補(bǔ)，以免浪費工時。粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機(jī)床，選用大的切前用量，以提高生產(chǎn)率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和變10形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為 IT11IT12 。粗糙度為 Ra80100m。 半精加工階段半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為 IT8.8IT10。表面粗糙度為 Ra101.25m 。 精加工階段精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達(dá)到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。精加工應(yīng)采用高精度的機(jī)床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精度精加工的加工精度一般為 IT6IT7 ，表面粗糙度為 Ra101.25m。此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì)的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。在實際生活中，對于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及運輸裝夾費事的重型零件往往不嚴(yán)格劃分階段，在滿足加工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū)分。例如工序的定位精基準(zhǔn)面，在粗加工階段就要加工的很準(zhǔn)確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。3.4.4 加工工藝路線方案的比較在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術(shù)條件下，成批量生產(chǎn)可以考慮采用專用機(jī)床，以便提高生產(chǎn)率。但同時考慮到經(jīng)濟(jì)效果，降低生產(chǎn)成本，擬訂兩個加工工藝路線方案。方案一:0 鑄 鑄0 時效0 銑 粗、半精銑22 一側(cè)端面0 銑 粗、半精銑22 另外一側(cè)端面0 鉆擴(kuò) 鉆擴(kuò)14 孔110 銑 銑叉口0 鉗 去叉口毛刺0 檢 中檢0 熱 熱處理(叉口淬火)100 校 校正110 磨 粗磨叉口兩側(cè)面及凸臺面120 磨 精磨叉口兩側(cè)面130 鉸 擴(kuò)、鉸14 孔140 銑 銑 14 槽140 擴(kuò) 擴(kuò)8.8 孔140 倒 8.8 孔倒角170 攻 攻絲180 倒 14 孔倒角18.80 洗 清洗200 淬 E 面高頻淬火210 校 校正220 檢 終檢方案二:0 鑄 鑄0 時效30 鉆擴(kuò) 鉆擴(kuò)12 孔40 銑 銑叉口50 銑 粗、半精銑22 一側(cè)端面60 銑 粗、半精銑22 另外一側(cè)端面0 鉗 去叉口毛刺0 檢 中檢0 熱 熱處理(叉口淬火)100 校 校正110 磨 粗磨叉口兩側(cè)面及凸臺面12120 磨 精磨叉口兩側(cè)面130 擴(kuò)、鉸 擴(kuò)、鉸14 孔140 銑 銑 14 槽140 擴(kuò) 擴(kuò)8.8 孔140 倒 8.8 孔倒角170 攻 攻絲180 倒 14 孔倒角18.80 洗 清洗200 淬 E 面高頻淬火210 校 校正220 檢 終檢表 3.1 加工工藝路線方案比較表加工工藝路線方案的論證： 從前兩步工序可以看出：方案把粗、精加工都安排在一個工序中，以便裝夾、安裝工件。 再看后面的、銑槽工序，方案把粗、精加工分在兩個不同的工序中，而方案都在一個工序中，這樣不但有利于工件的安裝，且在設(shè)計專用夾具時也可以減少工件的安裝次數(shù)。方案 2 中其工序較為集中，如粗、精加工都安排在一個工序中，以便裝夾、安裝工件。由以上分析：方案為合理、經(jīng)濟(jì)的加工工藝路線方案。具體的工藝過程如下表：表 3.2 加工工藝過程表0 鑄 鑄0 時效0 銑 粗、半精銑22 一側(cè)端面0 銑 粗、半精銑22 另外一側(cè)端面0 鉆擴(kuò) 鉆擴(kuò)12 孔130 銑 銑叉口0 鉗 去叉口毛刺0 檢 中檢0 熱 熱處理(叉口淬火)100 校 校正110 磨 粗磨叉口兩側(cè)面及凸臺面120 磨 精磨叉口兩側(cè)面130 擴(kuò)、鉸 擴(kuò)、鉸14 孔140 銑 銑 14 槽140 擴(kuò) 擴(kuò)8.8 孔140 倒 8.8 孔倒角170 攻 攻絲180 倒 14 孔倒角18.80 洗 清洗200 淬 E 面高頻淬火210 校 校正220 檢 終檢3.5 付變速器撥叉的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定付變速器撥叉的鍛造采用的是 ZG45 鋼鑄造制造，其材料是 ZG45，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。3.5.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求付變速器撥叉為鍛造件，對毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性有一定要求： 由于鑄造件尺寸精度較高和表面粗糙度值低，因此零件上只有與其它機(jī)件配合的表面才需要進(jìn)行機(jī)械加工，其表面均應(yīng)設(shè)計為非加工表面。 為了使金屬容易充滿模膛和減少工序，鑄造件外形應(yīng)力求簡單、平直的對稱，盡量避免鑄造件截面間差別過大，或具有薄壁、高筋、高臺等結(jié)構(gòu)。 鑄造件的結(jié)構(gòu)中應(yīng)避免深孔或多孔結(jié)構(gòu)。 鑄造件的整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單。14 工藝基準(zhǔn)以設(shè)計基準(zhǔn)相一致。 便于裝夾、加工和檢查。 結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一，盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行加工。在確定毛坯時，要考慮經(jīng)濟(jì)性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類形狀及尺寸確定后，必要時可據(jù)此繪出毛坯圖。3.5.2 付變速器撥叉的偏差計算 付變速器撥叉底平面和大頭孔上平面的偏差及加工余量計算底平面加工余量的計算。根據(jù)工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：粗銑：由參考文獻(xiàn)4表 1118.8。其余量值規(guī)定為 ，現(xiàn)取 。查2.05m2.3可知其粗銑時精度等級為 IT12，粗銑平面時厚度偏差取 1精銑：由參考文獻(xiàn)3表 2.358.8，其余量值規(guī)定為 。. 小頭孔的偏差及加工余量計算參照參考文獻(xiàn)3表 2.22，2.225,2.313 和參考文獻(xiàn)14表 18，可以查得：孔14：鉆孔的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是 。1IT12.5Raumm2.0擴(kuò)孔的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是 。0384鉸孔的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是 。8I .6.3粗、精銑 14 槽參照參考文獻(xiàn)1表 215，得其槽邊雙邊粗加工余量 2Z=2.0mm，槽深加工余量為1.0mm，再由參照參考文獻(xiàn)1表 215 的刀具選擇可得其極限偏差：粗加工為 ，0.1精加工為 。0.133.6 確定切削用量及基本工時（機(jī)動時間）工序30：粗、半精銑22一側(cè)端面15機(jī)床：立式銑床 X52K刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒數(shù) ，15YT0Dm5Z此為粗齒銑刀。因其單邊余量：Z=2.2mm所以銑削深度 ：pa2.m精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm銑削深度 ：p1.0每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.473，取 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3fa 0.15/famZ表 2.481，取銑削速度 2.8/Vms每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.473，取 根據(jù)參考文獻(xiàn)3f f/8.表 2.481，取銑削速度 .47/s機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n102.601.9/min314Vnrd按照參考文獻(xiàn)3表 3.174，取 475實際銑削速度 ：v3.140752.9/06dnv s進(jìn)給量 ： fV184607.12/ffaZnms工作臺每分進(jìn)給量 ： m./45infV：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.481,取aa切削工時被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 14lm68l刀具切入長度 ：1210.5()(3lDa60)12刀具切出長度 ：取2lm走刀次數(shù)為 116機(jī)動時間 ： 1jt12420.36min7.5jmlf機(jī)動時間 ：1jt1268.19i.jlf所以該工序總機(jī)動時間105injjtt工序40：粗、半精銑22另外一側(cè)端面機(jī)床：立式銑床 X52K刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒數(shù) 8，15YT0Dm此為細(xì)齒銑刀。因其單邊余量：Z=2.2mm所以銑削深度 ：pa2.m精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm銑削深度 ：p1.0每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.473，取 根據(jù)參考文獻(xiàn)3fa Zmaf/18.0表 2.481，取銑削速度 2.47/Vms每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.473，取 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3f .5/f表 2.481，取銑削速度 .8/s機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n102.6053/min314Vnrd按照參考文獻(xiàn)3表 3.131，取 0/i實際銑削速度 ：v.1463.14/0ds進(jìn)給量 ：fV.580/2ffaZnm工作臺每分進(jìn)給量 ： m17/infVs被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ，l 4l68l刀具切入長度 ：精銑時110lD刀具切出長度 ：取2l17走刀次數(shù)為 1機(jī)動時間 ：2jt12402.34min7jmlf機(jī)動時間 ：2jt1268.ijlf所以該工序總機(jī)動時間20.5injjtt工序 3：鉆、擴(kuò)12、鉸孔14。機(jī)床：立式鉆床 Z525刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)3表 4.38.8 選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 鉆孔切削深度 ：pa6m進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.438，取 。f rmf/3.0切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)3表 2.441，取 。V48Vs機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n，100.486539./in317vnrd按照參考文獻(xiàn)3表 3.131，取 0m所以實際切削速度 ：v.14763.5/ds切削工時 被切削層長度 ：l42m刀具切入長度 ：117()015.9622rDlctgkctgm刀具切出長度 ： 取l4l32走刀次數(shù)為 1機(jī)動時間 ： 1jt260.5in.3jLfn 擴(kuò)孔刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)3表 4.331 選擇硬質(zhì)合金錐柄麻花擴(kuò)孔鉆頭。18片型號：E403切削深度 ：pa1.35m進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.452，取 。f 0.6/fmr切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)3表 2.453，取 。V4Vs機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n100.462.78/in319vnrD按照參考文獻(xiàn)3表 3.131，取 50m所以實際切削速度 ：v3.149.0.52/6ds切削工時被切削層長度 ：l42m刀具切入長度 有：11 9.71()20.8632rDdlctgkctgm刀具切出長度 ： ，取2l4l3走刀次數(shù)為 1機(jī)動時間 ：2jt30.16in.5jLfn 鉸孔刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)3表 4.354，選擇硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀。切削深度 ： ，且 。pa0.15m20D進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.458， 取 。f rmf/0.21rf/0.2切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)3表 2.460，取 。V sV3機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n100.3265.73/in14nrD按照參考文獻(xiàn)3表 3.131 取 1m實際切削速度 ：v.4206.3/0ns19切削工時被切削層長度 ：l42m刀具切入長度 ，101 019.7()20.92rDdlctgkctgm刀具切出長度 ： 取2l4l3走刀次數(shù)為 1機(jī)動時間 ：3jt2.09.7in315jLnf該工序的加工機(jī)動時間的總和是 ：jt.2016.70.48minj工序 140：粗、精銑 14 槽。機(jī)床：雙立軸圓工作臺銑床 KX5刀具：錯齒三面刃銑刀 粗銑槽切削深度 ：pa7.5m根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 查得：進(jìn)給量 ,根據(jù)參考文獻(xiàn)1 表2460.6/famz查得切削速度 。302/inV機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n，10246.1/mi3.5nrd按照參考文獻(xiàn)3表 3.174，取 75/inr實際切削速度 ：v3.20./06dnms進(jìn)給量 ：fV.1875/.3ffaZ工作臺每分進(jìn)給量 ： m.81/infVs被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 20l刀具切入長度 ：110.5(2)lD=63mm20刀具切出長度 ：取2lm走刀次數(shù)為 1機(jī)動時間 ： 1jt120631.05min8jmlf 精銑 14 槽切削深度 ：pa2.0根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 查得：進(jìn)給量 ,根據(jù)參考文獻(xiàn)1 表.4760.8/faz查得切削速度 ，3023/minV機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n，10245.8/i3.16nrd按照參考文獻(xiàn)3表 3.174，取 。7.5/innr實際切削速度 ：v3.1604.0/0dms進(jìn)給量 ：fV.827.5/.39ffaZn工作臺每分進(jìn)給量 ： m186/infVs被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 0l刀具切入長度 ：110.5(2)lD=81mm刀具切出長度 ：取2lm走刀次數(shù)為 1機(jī)動時間 ： 2jt12081.23min.6jmlf本工序機(jī)動時間： 125.ijjtt工序 140、180 ：鉆8.8 孔,倒角機(jī)床：鉆床 Z525刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)3表 4.38.8，選硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭21切削深度 ：pa4.5m根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 查得：進(jìn)給量 ,切削速度 。3920.2/fmrsmV/36.0機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n，in/14764.3010rdVn按照參考文獻(xiàn)3表 3.131，取 。6實際切削速度 ：v.0.5/0Dnms切削工時被切削層長度 ：l3m刀具切入長度 ：1l6(12)0242rctgkctg刀具切出長度 ： 取 。24ml3加工基本時間 ： jt1240.1in0.6jLlfn3.7 時間定額計算及生產(chǎn)安排根據(jù)設(shè)計任務(wù)要求，該付變速器撥叉的年產(chǎn)量為 5000 件。一年以 220 個工作日計算，每天的產(chǎn)量應(yīng)不低于 21 件。設(shè)每天的產(chǎn)量為 21 件。再以每天 8 小時工作時間計算，則每個工件的生產(chǎn)時間應(yīng)不大于 22.8min。參照參考文獻(xiàn)3表 2.52，機(jī)械加工單件（生產(chǎn)類型：中批以上）時間定額的計算公式為：（大量生產(chǎn)時 ） Ntktt zfjd /%)1( 0/Ntz因此在大批量生產(chǎn)時單件時間定額計算公式為：ttfjd其中： 單件時間定額 基本時間（機(jī)動時間）jt輔助時間，用于某工序加工每個工件時都要進(jìn)行的各種輔助動作所消ft耗的時間，包括裝卸工件時間和有關(guān)工步輔助時間布置工作地、休息和生理需要時間占操作時間的百分比值k22 粗、精銑 E、F 面粗加工機(jī)動時間 ：jt0.5minj粗精加工機(jī)動時間 ：j8j精輔助時間 ：參照參考文獻(xiàn)3表 2.5ZG45 ，取工步輔助時間為 。由于在ft min41.0生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 ，in1則 min410ft：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.548，k 3k單間時間定額 有：dt()(1%(0.514)(%)2.1min.8ifdjtk粗 粗 835fjt精 精因此應(yīng)布置二臺粗、精機(jī)床即可以完成此二道工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求。 鉆、擴(kuò)、鉸孔機(jī)動時間 ： jt0.25.160.7.48inj輔助時間 ：參照參考文獻(xiàn)3表 2.541，取工步輔助時間為 。由于在生f min75.1產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 ，i1則 min75.1.ft：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.543，k 4.2k單間時間定額 ：dt()1%(0.48175)(.%).0min2.8idjftk因此應(yīng)布置一臺機(jī)床即可完成本工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求 粗、精鏜 孔粗鏜 孔：機(jī)動時間 ：43.7jt0.1inj粗輔助時間 ：參照參考文獻(xiàn)3表 2.537，取工步輔助時間為 。由于在生ft min81.0產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 ，i3則 min81.3.0ft：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.538.8， 。k 8.14k23單間時間定額 有：dt()(1%(0.138)(4.%).50min2.8idfjtk粗因此應(yīng)布置一臺機(jī)床即可以完成本工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求。 粗、精銑槽加工機(jī)動時間 ：jt2.8minj輔助時間 ：參照參考文獻(xiàn)3表 2.5ZG45 ，取工步輔助時間為 。由于在f min41.0生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 ，in1則 in410ft：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.548， 。k 3k單間時間定額 有：dt()1%(2.814)(%)4.17min2.8idjftk因此應(yīng)布置一臺機(jī)床即可以完成此道工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求。 鉆孔機(jī)動時間 ： jt0.1minj輔助時間 ：參照參考文獻(xiàn)3表 2.541，取工步輔助時間為 。由于在生f min75.1產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 ，in1則 in75.1.ft：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表 2.543， 。k 4.2k單間時間定額 ，由式（1.11）有：dt()1%(0.175)(.1%).min2.8idjftk因此應(yīng)布置一臺機(jī)床即可完成本工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求24第 4 章 鉆 14 孔夾具設(shè)計4.1 研究原始質(zhì)料利用本夾具主要用來加工，加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應(yīng)滿足兩孔軸線間公差要求。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強(qiáng)度。4.2 定位、夾緊方案的選擇由零件圖可知：在對孔進(jìn)行加工前，底平面進(jìn)行了粗、精銑加工，采用一個固定V 型塊和一個活動 V 型塊定位夾緊。 4.3 切削力及夾緊力的計算鉆該孔時選用：鉆床 Z525，刀具用高速鋼刀具。由參考文獻(xiàn)5查表 可得：721切削力公式： .06f PFDfK式中 0./fmr查表 得： 8210.75()36bp其中： 0.b.48K即： 95()fFN實際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)5表 得：1212KFW有： 120.7,.6安全系數(shù) K 可按下式計算有： 6543210K式中： 為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn) 5表 可得： 60 12.10.56所以 950816492()KfWFN