拨叉零件加工工艺.docx

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1、机械制造专业课程设计说明书设 计 题 目 ： 拨叉零件的机械加工设计者指导教师大学200 年 月 日机械制造专业课程设计任务书题目： 设计变速箱拨叉零件的机械加工工艺 规程及钻锁销孔钻床夹具张张套套1内容： （ 1）零件图l（ 2）毛坯图l（ 3）机械加工工艺规程卡片1（ 4）钻锁销孔钻床夹具装配图及零件图（ 5）课程设计说明书1原始资料 ： 拨叉零件图 1张（见附图 1）； 生产纲领为 8000台年 （ 每台一件 ） ； 每日 l 班。指导教师系、部、室主任教学院长00 年 月 日第 1 章 零件分析1.1 零件的作用 拨叉是拖拉机变速箱的换档机构中的一个主要零件。拨叉头以 24 mm 孔套

2、在变速叉轴上，并用 螺钉经 M8 6H 螺纹孔与变速叉轴联结，拨叉脚则夹在双联变换齿轮的槽中。当需要变速时，操纵 变速杆，变速操纵机构就通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移，拨叉脚拨 动双联变换齿轮在花键轴上滑动以改换档位，从而改变拖拉机的行驶速度。1.2 零件的工艺分析由零件图 1.1可知，其材料为 45 钢。该材料具有足够的强度、刚度和韧性，适用于承受弯曲应力 和冲击载荷作用的工作条件。该拨叉形状特殊、结构简单，属典型的叉杆类零件。为实现换档、变速的功能，其叉轴孔与变速 叉轴有配合要求，因此加工精度要求较高。叉脚两端面在工作中需承受冲击载荷，为增强其耐磨性， 该表面要求

3、高频淬火处理，硬度为 48 58HRC ；为保证拨叉换档时叉脚受力均匀，要求叉脚两端面对 叉轴孔 2400.021mm 的垂直度要求为 0.05mm，其自身的平面度为 0.08mm 。为保证拨叉在叉轴上有准 确的位置，改换档位准确，拨叉采用紧固螺钉定位。螺纹孔的尺寸为 M8 6H 。拨叉头两端面和叉脚两端面均要求切削加工，并在轴向方向上均高于相邻表面，这样既减少了加 工面积，又提高了换档时叉脚端面的接触刚度；2400.021 mm孔和 M8 6H孔的端面均为平面， 可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度；另外，该零件除主要工作表面(拨叉脚两端面、变速叉轴孔 2400.021mm，其余表

4、面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床、攻丝的 粗加工就可以达到加工要求； 而主要工作表面虽然加工精度相对较高， 但也可以在正常的生产条件下， 采用较经济的方法保质保量地加工出来。由此可见，该零件的工艺性较好。该零件的主要工作表面为拨叉脚两端面和叉轴孔2400.021mm(H7) ，在设计工艺规程时应重点予以 保证。1.3 确定零件的生产类型依设计题目知： 产品的年产量为 8000 台年，每台产品中该零件数量为 1 件台；结合生产实际， 备品率 %和废品率 %分别取 3%和 0.5% ，零件年产量为N=8000 台年 1 件台 (1+3%) (1+0.5%)=8281.2 件年

5、 拨叉属轻型零件，该拨叉的生产类型为大量生产。第 2 章 确定毛坯、绘制毛坯简图2.1 选择毛坯由于该拨叉在工作过程中要承受冲击载荷，为增强拨叉的强度和冲击韧度，获得纤维组织，毛坯 选用锻件。该拨叉的轮廓尺寸不大，且生产类型属大批生产，为提高生产率和锻件精度，宜采用模锻 方法制造毛坯。毛坯的拔模斜度为5。2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量1公差等级 由拨叉的功用和技术要求，确定该零件的公差等级为普通级。2锻件重量由于无法得到加工后巴叉的质量，所以先根据图纸画出三维图经过分析(如下截图)得出质量为（密度取 7.8 10-6kg mm3）m=0.32783841kg 0.33kg 可初步估计

6、机械加工前锻件毛坯的重量为0.44kg 。3锻件形状复杂系数 对拨叉零件图进行分析计算， 可大致确定锻件外廓包容体的长度、 宽度和 高度，即 l =95mm， b =65mm， h =45mm ；该拨叉锻件的形状复杂系数为S mt /mN 0.44 /（lbh ） =0.44kg （95mm 65mm 45mm7.810-6kg mm3）0.44 2.17 0.203由于 0.203介于 0.16和 0.32之间，故该拨叉的形状复杂系数属 S3级。4锻件材质系数 由于该拨叉材料为 45 钢，是碳的质量分数小于 0.65的碳素钢，故该锻件的 材质系数属 M1 级。5锻件分模线形状 根据该拨叉件的

7、形位特点， 选择零件高度方向通过螺纹孔轴心的平面为分模 面，属平直分模线。6零件表面粗糙度由零件图可知，该拨叉各加工表面的粗糙度 Ra 均大于等于 1.6 m。根据上述诸因素，可查机械制造设计基础课程设计表 2.13 确定该锻件的尺寸公差和机械加工 余量，所得结果列于表 2.1 中。表 2.1 拨叉机械加工余量及锻造毛坯尺寸公差加工表面零件尺寸 /mm机械加工余量 /mm毛坯公差 /mm毛坯尺寸 /mm拨叉头左右端面040 0.11.5 2（取 2）1.11.6 ( 0.5 )1.144 ( 0.5 )拨叉角内表面R251.5 2 （取 1.5）1.01.4( 10.04 )1.0R23.5

8、( 01.04 )拨叉角两端面1200.081.5 2 （取 2）1.4 (1.00.4 )1.016 ( 0.4 )拨叉头孔2400.0212.01.4 (1.00.4 )20( 10.04 )2.3 绘制拨叉锻造毛坯简图由表 2.1所得结果，绘制毛坯简图 2.3 所示。图 2.3 （毛坯简图）第 3 章 工艺规程设计3.1 定位基准的选择定位基准有粗基准和精基准之分，通常先确定精基准，然后再确定粗基准。1精基准的选择0.021叉轴孔 2400.021 mm 的轴线是拨叉脚两端面设计基准，拨叉头左端面是拨叉轴向方向上尺寸的设 0.021计基准。选用叉轴孔 2400.021mm 的轴线和拨叉头

9、左端面作精基准定位加工拨叉脚两端面，实现了设 计基准和工艺基准的重合，保证了被加工表面的垂直度要求。另外，由于拨叉件刚性较差，受力易产 生弯曲变形，选用拨叉头左端面作精基准，夹紧力作用在拨叉头的右端面上，可避免在机械加工中产 生夹紧变形，夹紧稳定可靠。2粗基准的选择选择变速叉轴孔 24mm 的外圆面和拨叉头右端面作粗基准。采用24mm 外圆面定位加工内孔可保证孔的壁厚均匀；采用拨叉头右端面作粗基准加工左端面，可以为后续工序准备好精基准。3.2 拟订工艺路线工艺路线的拟订是制订工艺规程的总体布局，包括：确定加工方法，划分加工阶段，决定工序的 集中与分散，加工顺序的安排，以及安排热处理、检验及其他

10、辅助工序（去毛刺、倒角等 ）。它不但影响加工的质量和效率，而且影响到工人的劳动强度、设备投资、车间面积、生产成本等。因此，拟订工艺路线是制订工艺规程的关键性一步，必须在充分调查研究的基础上，提出工艺方 案，并加以分析比较，最终确定一个最经济合理的方案。1表面加工方法的确定根据零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查机械制造设计基础课程设计表 2.25 平 面加工法案的经济精度和表面粗糙度；查机械制造设计基础课程设计表 2.24 孔加工法案的经济精 度和表面粗糙度，确定拨叉零件各表面的加工方法，如表 3.1 所示。表 3.1 拨叉零件各表面加工方案加工表面尺寸及偏差尺寸精度等级表面粗糙度加工

11、方案备注拨叉角两端面1200.08 mmIT10Ra3.2 m粗铣半精铣磨削拨叉头孔2400.021 mmIT7Ra1.6 m钻扩粗精铰螺纹孔M8-6HIT6Ra3.2 m钻丝锥攻内螺纹拨叉头左端面4000.1 mmIT10Ra6.3 m粗铣半精铣拨叉头右端面4000.1 mmIT10Ra3.2 m粗铣半精铣拨叉角内表面R25 mmIT12Ra6.3 m粗铣凸台12 mmIT13Ra12.5 m粗铣2加工阶段的划分该拨叉加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工、半精加工和精加工几个阶段。在粗加工 阶段，首先将精基准 （拨叉头左端面和叉轴孔 ）准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其

12、他加工表面的精度要求；然后粗铣拨叉头右端面、拨叉脚内表面、拨叉脚两端面的粗铣、凸台。在半 精加工阶段，完成拨叉脚两端面的半精铣加工和螺纹孔的钻孔丝锥攻丝；在精加工阶段，进行拨叉脚 两端面的磨削加工。3工序的集中与分散选用工序集中原则安排拨叉的加工工序。该拨叉的生产类型为大批生产，可以采用万能型机床配 以专用工、 夹具， 以提高生产率； 而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少， 不但可缩短辅助时间， 而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证各加工表面之间的相对位置精度要求。4工序顺序的安排（1）机械加工工序遵循“先基准后其他” 原则， 首先加工精基准拨叉头左端面和叉轴孔2400.021mm

13、；遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序；遵循“先主后次”原则，先加工主要表面拨叉头左端面和叉轴孔2400.021mm 和拨叉脚两端面，后加工次要表面螺纹孔；遵循“先面后0.021孔”原则，先加工拨叉头端面，再加工叉轴孔2400.021 mm 孔；先铣凸台，加工螺纹孔 M8 。由此初拟拨叉机械加工工序安排如表 3.2 所示。表 3.2 拨叉机械加工工序安排（初拟）工序号工序内容简要说明10粗铣拨叉头两端面“先基准后其他”20半精铣拨叉头左端面（主要表面）“先基准后其他” 、“先面后孔” 、“先主后次”30扩、铰 24 孔（主要表面）“先面后孔” 、“先主后次”40粗铣拨叉脚两

14、端面（主要表面）“先粗后精”50铣凸台（次要表面）“先面后孔”、“先主后次”60钻、攻丝 M8孔（次要表面）“先面后孔” （精加工开始）70半精铣拔叉头右端面“先粗后精”80半精铣拨叉脚两端面“先粗后精”90磨削拨叉脚两端面“先粗后精”（2）热处理工序模锻成型后切边，进行调质，调质硬度为241 285HBS ，并进行酸洗、喷丸处理。喷丸可以提高表面硬度，增加耐磨性，消除毛坯表面因脱碳而对机械加工带来的不利影响。叉脚两端面在精加工之 前进行局部高频淬火，提高其耐磨性和在工作中承受冲击载荷的能力。在表 3.2 中工序 80 和工序 90 之间增加热处理工序，即：拨叉脚两端面局部淬火。（3）辅助工序

15、粗加工拨叉脚两端面和热处理后， 应安排校直工序； 在半精加工后， 安排去毛刺和中间检验工序； 精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。综上所述，该拨叉工序的安排顺序为：基准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热处理主要表面精加工。5确定工艺路线在综合考虑上述工序顺序安排原则的基础上，拟定拨叉的工艺路线如表 3.3 所示。表 3.3 拨叉机械加工工艺路线（修改后）工序号工序内容定位基准10粗铣拨叉头两端面端面、 24 孔外圆20半精铣拨叉头左端面右端面、 24 孔外圆30钻、扩、粗绞、精绞24 孔右端面、 24 孔外圆、叉爪口内侧面40粗铣拨叉脚两端面50校正

16、拨叉脚左端面、 24 孔60铣叉爪口内表面左端面、 24 孔、叉爪口外侧面70半精铣拨叉脚两端面左端面、 24 孔80半精铣拨叉头右端面左端面、 24 孔外圆90粗铣凸台左端面、 24 孔、叉爪口内侧面100钻、攻丝 M8螺纹孔左端面、 24 孔、叉爪口内侧面110去毛刺120中检130热处理拨叉脚两端面局部淬火140校正拨叉脚150磨削拨叉脚两端面左端面、 24 孔160清洗170终检3.3 加工设备及工艺装备的选用 机床和工艺装备的选择应在满足零件加工工艺的需要和可靠地保证零件加工质量的前提下，与生 产批量和生产节拍相适应，并应优先考虑采用标准化的工艺装备和充分利用现有条件，以降低生产准

17、备费用。拨叉的生产类型为大批生产，可以选用高效的专用设备和组合机床，也可选用通用设备，所选用 的夹具均为专用夹具。各工序加工设备及工艺装备的选用如表 3.4 所示。表 3.4 加工设备及工艺装备工序号工序内容加工设备工艺装备1粗铣拨叉头两端面立式铣床 X51高速钢套式面铣刀、游标卡尺2半精铣拨叉头左端面立式铣床 X51高速钢套式面铣刀、游标卡尺3钻、扩、粗绞、精绞 24 孔立式钻床 525麻花钻、扩孔钻、铰刀、卡尺、塞规4粗铣拨叉脚两端面卧式双面铣床三面刃铣刀、游标卡尺5校正拨叉脚钳工台手锤、6铣叉爪口内侧面立式铣床 X51铣刀、游标卡尺7半精铣拨叉脚两端面卧式双面铣床三面刃铣刀、游标卡尺8半

18、精铣拨叉头右端面卧式双面铣床三面刃铣刀、游标卡尺9粗铣凸台卧式双面铣床三面刃铣刀、游标卡尺10钻、攻丝 M8螺纹孔立式钻床 525复合钻头、丝锥、卡尺、塞规11去毛刺钳工台平锉、12中检塞规、百分表、卡尺等13热处理拨叉脚两端面局部淬火淬火机等14校正拨叉脚钳工台手锤15磨削拨叉脚两端面平面磨床 M7120A砂轮、游标卡尺16清洗清洗机17终检塞规、百分表、卡尺等3.4 加工余量、工序尺寸和公差的确定1、工序 10 粗铣拨叉头两端面、工序 20 半精铣拨叉头左端面和工序 80 半精铣拨叉头右端面工序 10、工序 20 和工序 80 的加工过程如图 3.1 所示。工序 10：以右端面定位，粗铣左

19、端面，保证工序尺寸L 1；以左端面定位，粗铣右端面，保证工序尺寸 L；工序 20： 以右端面定位，半精铣左端面，保证工序尺寸L3。工序 80： 以左端面定位，半精铣右端面，保证工序尺寸L4，达到零件图设计尺寸 L 的要求，L 4000.1 。由图 3.1所示加工过程示意图，建立分别以Z2、Z3和 Z4为封闭环工艺尺寸链如图 3.2所示。图 3.1 加工过程示意图图 3.2 工艺尺寸链图1) 求解工序尺寸 L3：机械制造设计基础课程设计表 2.64 平面精加工余量，得半精铣余量Z4=1mm，由图 3.1知 L440 0.1mm，从图 3.2c知，Z 4 L3 L4，则 L3L4 Z440 1 m

20、m2.25 平面IT10，因此= 41 mm。由于工序尺寸 L3 是在半精铣加工中保证的，查机械制造设计基础课程设计表 加工法案和表面粗糙度知，半精铣工序的经济加工精度等即可达到左端面的最终加工要求确定该工序尺寸公差为 ITl0 ，其公差值为 0.1mm，故 L3 41 0.05 mm2) 求解工序尺寸 L2：查机械制造设计基础课程设计表2.64 平面精加工余量，得半精铣余量Z4=1mm ，由图 3.2 ( b)知， L2 L3 Z3= (41+1)mm=42mm 。由于工序尺寸 L 2是在半精铣加工中保证的，查机械制造设计基础课程设计表2.25 平面加工法案和表面粗糙度知，半精铣工序的经济加

21、工精度等即可达到左端面的最终加工要求IT10 ，因此确定该工序尺寸公差为 ITl0 ，其公差值为0.1mm，故 L2 42 0.05 mm。3)求解工序尺寸 L 1：右端加工余量，即Z2=2- Z4=2-1=1 ，由图 3.2（a）知， Z2 L1 L2 ， 则L1 L2 Z2= (42+1)mm=43mm 。由机械制造设计基础课程设计表2.25平面加工方案的经济度和表面粗糙度，确定该粗铣工序的经济加工等级为IT13 ，其公差为 0.39，故 L1430.185 mm。为验证确定的工序尺寸及公差是否合理，还需对加工余量进行校核。Z41） 余量 Z41 00.1055 mm的校核在图 3.2c)

22、 所示尺寸链中 Z4 是封闭环，由竖式法( 如表3.1)计算可得：Z32） 余量 Z31 00.11mm 。的校核在图 3.2b) 所示尺寸链中 Z3 是封闭环，由竖式法(如表3.1)计算可得：表 3.1 余量 Z3 的校核计算表环的名称基本尺寸上偏差下偏差L 3（增环）41+0.05-0.05L 4（减环）-40+0.10Z41+0.15-0.05Z23） 余量 Z20.2351 0.235 mm的校核在图 3.2c) 所示尺寸链中 Z2 是封闭环，由竖式法( 如表3.1)计算可得：表 3.1 余量 Z3 的校核计算表环的名称基本尺寸上偏差下偏差L 2（增环）42+0.05-0.05L 3（

23、减环）-41+0.05-0.05Z31+0.1-0.1表 3.2 余量 Z2 的校核计算表环的名称基本尺寸上偏差下偏差L 1（增环）43+0.185-0.185L 2（减环）-42+0.05-0.05Z21+0.235-0.235余量校核结果表明，所确定的工序尺寸公差是合理的。将工序尺寸按“入体原则”表示：L4 4000.1 mm， L3 4100.1 mm ， L2 4200.1mm， 0L1 43 0.39 mm 。2、工序 100 钻、攻丝 M8 螺纹孔由于 M8 螺距为 1mm，则先钻孔余量为 Z 钻=7mm 。由机械制造设计基础课程设计表2.67 攻螺纹前钻孔用麻花钻直径为 7mm

24、。3.5 切削用量的计算1、工序 10 粗铣拨叉头两端面该工序分两个工步， 工步 1 是以右端面定位， 粗铣左端面； 工步 2 是以左端面定位， 粗铣右端面。 由于这两个工步是在一台机床上经一次走刀加工完成的，因此它们所选用的切削速度 v 和进给量 f 是 一样的。(1) 背吃刀量 工步 1 的背吃刀量 ap1取为 Zl ，Z1等于左端面的毛坯总余量减去工序2 的余量 Z3，即 Z1=2mm - 1mm = 1mm ；而工步 2 的背吃刀量 ap2 取为 Z2，故 ap2 = Z 2=1mm 。(2) 进给量 由立式铣床 X51 功率为 4.5kW ，查机械制造设计基础课程设计表 5.8 高速

25、钢套 式面铣刀粗铣平面进给量，按机床、工件、夹具系统刚度为中等条件选取，该工序的每齿进给量fz 取 为 0.08mm/z(3) 铣削速度 由本工序采用高速钢镶齿铣刀、dw 80 mm、齿数 z 10 。查机械制造设计基础课程设计表5.8 高速钢套式面铣刀铣削速度，确定铣削速度v 44.9 m/min 。ns1000vd100080 160100040.2 （ m min ）1000 44.9 178.65（r/min ）80由本工序采用 X51-型立式铣床， 查机械制造设计基础课程设计 表 3.6，取转速 nw=160rmin，故实际铣削速度当 nw =160r min 时，工作台的每分钟进给

26、量 fm 应为fm fzznw 0.08 10 160 128 (mmmin)可查机械制造设计基础课程设计表 3.7 得机床进给量为 125(mmmin )2、工序 20 半精铣拨叉头左端面(1) 背吃刀量 ap3 Z3=1 mm。(2) 进给量 由本工序表面粗糙度 Ra,6.3m，查机械制造设计基础课程设计表5.8 高速钢套式面铣刀精铣平面进给量，每转进给量 f 取为 0.4mm/r ，故每齿进给量 fz 为 0.04mm/z(3) 铣削速度 由本工序采用高速钢镶齿铣刀、 dw 80 mm、齿数 z 10 、fz =0.04mm/z ，查机械制造设计基础课程设计表 5.8 高速钢套式面铣刀铣

27、削速度，确定铣削速度 v 48.4 m/min 。ns1000vd1000 48.480192.58 （ r/min ）由本工序采用 X51-型立式铣床， 查机械制造设计基础课程设计 表 3.6，取转速 nw=180rmin，故实际铣削速度100080 18045.24 （mmin ）1000当 nw =210r min 时，工作台的每分钟进给量 fm 应为m f zznw 0.04 10 210 84 （mmmin ）可查机械制造设计基础课程设计表3.7 得机床进给量为 80(mmmin )3、工序 80 半精铣拨叉头右端面（1） 背吃刀量 ap4 Z4 =1 mm。(2) 进给量 由本工序

28、表面粗糙度Ra,3.2m，查机械制造设计基础课程设计表5.8 高速钢套式面铣刀精铣平面进给量，每转进给量f 取为 0.4mm/r ，故每齿进给量 fz 为 0.04mm/z(3)铣削速度 由本工序采用高速钢镶齿铣刀、 dw 80 mm、齿数 z 10 、fz =0.04mm/z ，查机械制造设计基础课程设计表 5.8 高速钢套式面铣刀铣削速度，确定铣削速度v 48.4 m/min 。ns1000vd1000 48.4 192.58（r/min ）80由本工序采用 X51-型立式铣床， 查机械制造设计基础课程设计 表 3.6，取转速 nw=180rmin，故实际铣削速度dnwv100080 18

29、0 45.24 （mmin）1000当 nw =210r min 时，工作台的每分钟进给量 fm 应为f zznw0.04 10 210 84 （mmmin ）可查机械制造设计基础课程设计表 3.7 得机床进给量为 80(mmmin )4、工序 100 钻、攻丝 M8 螺纹孔(1) 钻 7 孔工步由工件材料为 45 钢、孔 7mm、高速钢钻头，查机械制造设计基础课程设计表5.19 高速钢麻花钻钻销碳钢的切削用量得，切削速度Vc=20m/min ，进给量 f =0.20 mm r 。取 ap =7mm 。1000v ns dw1000 207910 （ r/min ）由本工序采用 Z525 型立

30、式钻床，取转速nw=960rmin，故实际切削速度dwnwv10007 960100021.1（mmin）(2)攻螺纹由于螺纹螺距为 1mm 则进给量为 f=1mm/r ，查机械制造设计基础课程设计 5.35 组合机床上加工螺纹的切削速度 v=3-8m/min ，取 v=5 m/min 所以该工位主轴转速1000vd1000 58199（r /min）由本工序采用 Z525 型立式钻床，取转速n=195r min ，故实际切削速则dnv10008 19510004.89 （ m min ）3.6 时间定额的计算1基本时间 tj 的计算(1) 工序 10粗铣拨叉头两端面由于该工序包括两个工步，

31、即两个工件同时加工， 由面铣刀对称铣平面、 主偏角 r =90，查机械制造设计基础课程设计表 5.14 铣削基本时间计算得： l10.5dd22ae13 mm，l 2 =13mm。则 l10.5d d 2 ae213 0.58080236213 6.5l2 2mml 2 36 72 mm则该工序的基本时间t l l1 l2 tjfM Z72 6.5 21280.644 min=38.6s 。(2) 工序 20半精铣拨叉头左端面同理， l1 0.5d d 2 ae213 0.580 802 362136.5该工序的基本时间l l1 l 2 tj36MZ(3) 工序 80半精铣拨叉头右端面同理，

32、l1 0.5d该工序的基本时间tjl1 l 236MZ(4) 工序 100钻、攻丝M8 螺纹孔1) 钻 孔 工机械制l1Dcot212cot45 12)攻丝l223Pl2 2mml 36 mm6.5 2 0.556 min = 33.4s8013 0.580 802 362l2 2mml 36 mm6.5 2 0.556min = 33.4s80造设计基础课程设计表135.396.5可知该工步3.5 mm ； l2 mm； l =9mm ；则该工序的基本时间l l1 l2 9 3.5 1 tjj fn 0.2* 960机械制造设计基础课程设计表5.390.07 min=4.2s可知该工步 l

33、=9mm ， l1 = 1 3 P =2mm ，3mm ；则该工序的基本时间l l1 l2 9 2 3 tjj fn 1 1950.07 min=4.2s2辅助时间 tf 的计算辅助时间 tf 与基本时间 t j之间的关系为 ta =(0.150.2) tj ，取ta =0.15 t j则各工序的辅助时 间分别为：工序 10 的辅助时间： t f =0.15 38.6s=5.79s；工序 20 的辅助时间： t f =0.15 33.4s=5.01s；工序 80 的辅助时间： t f =0.15 33.4s=5.01s；工序 90 钻孔工步的辅助时间： t f =0.15 4.2s=0.63s

34、；攻丝工步的辅助时间： t f =0.15 4.2s=0.63s ；3其他时间的计算除了作业时间 (基本时间与辅助时间之和 )以外，每道工序的单件时间还包括布置工作地时间、休 息与生理需要时间和准备与终结时间。由于拨叉的生产类型为大批生产，分摊到每个工件上的准备与 终结时间甚微， 可忽略不计； 布置工作地时间 tb 是作业时间的 2 7，休息与生理需要时间 tx 是作 业时间的 24，均取为 3，则各工序的其他时间 ( tb + t x )可按关系式 (3+3) (tb +tx) 计算， 它们分别为：工序 10 的其他时间： tb +tx =6 (38.6s+5.79s)=2.66s ；工序

35、20 的其他时间： tb +tx =6 (33.4s+5.01s)=2.30s ；工序 80 的其他时间： tb +tx =6 (33.4s+5.01s)=2.30s ；工序 100 钻孔工步的其他时间： tb +tx =6 (4.2s+0.63s)=0.29s ；攻丝工步的其他时间： tb +tx =6 (4.2s+0.63s)=0.29s ；4单件时间 tdj 的计算 各工序的单件时间分别为： 工序 10 的单件时间： tdj =38.6s+5.79s+2.66s=47.05s； 工序 20 的单件时间： tdj =33.4s+5.01s+2.30s=40.71s；工序 80 的单件时间：

36、 tdj =33.4s+5.01s+2.30s=40.71s；工序 100 的单件时间 tdj 为两个工步单件时间的和，其中钻孔工步：tdj钻 =4.2s+0.63s+0.29s=5.75 ；攻丝工步：t dj攻丝 =4.2s+0.63s+0.29s=5.75s ；因此，工序100 的单件时间 tdj =tdj钻 +tdj攻丝 =5.75s+5.75s=11.5s。将上述零件工艺规程设计的结果，填入工艺文件。如附表1、附表 2、附表 3和附表 4 所示，附表1 为拨叉零件的机械加工工艺过程；附表2、附表 3 和附表 4 分别为拨叉加工第 10、20、80 、100 三道工序的工序卡。第 4 章

37、 专用钻床夹具设计4.1 夹具设计任务为了提高劳动生产率， 保证加工质量， 降低劳动强度， 需设计专用夹具。 为工序 90 钻拨叉锁销孔设 计钻床夹具，所用机床为 Z525 型立式钻床，成批生产规模。1工序尺寸和技术要求加工拨叉锁销孔 800.015 mm，孔的轴线对孔 3000.021 mm 的轴线垂直度公差为 0.15mm ，B 面的尺寸 0.18为 4000.18 mm，表面粗糙度 Ra1.6 m。2生产类型及时间定额生产类型为大批生产，时间定额 25min 。3设计任务书。附表 5所示为工序 90 加工拨叉锁销孔 800.015 mm 工艺装备设计任务书。任务书按工艺规程提出定 位基面

38、、工艺公差、加工部位，工艺要求等设计要求，以作为夹具设计的依据。4.2 拟定钻床夹具结构方案与绘制夹具草图1、确定工件定位方案，设计定位装置分析工序简图可知，加工拨叉锁销孔800.015 mm，孔的轴线对孔 3000.021mm 的轴线垂直度公差为0.180.15mm，距离 B 面的尺寸为 4000.18 mm。从基准的重合原则和定位的稳定性、可靠性出发，选择B 面为主要定位基准面，并选择3000.021mm 孔轴线和工件叉口面为另两个定位基准面。定位装置选用一面两销 (图 4.1)，长定位销与工件定位孔配合，限制四个自由度，定位销轴肩小环 面与工件定位端面接触， 限制一个自由度， 削边销与工

39、件叉口接触限制一个自由度， 实现工件正确定位。 定位孔与定位销的配合尺寸取为 30H7 f 6 (在夹具上标出定位销配合尺寸30 f 6 )。对于工序尺寸0.18400 mm 而言，定位基准与工序基准重合，定位误差 dw (40) = 0 ；对于加工孔的垂直度公差要求，基 准重合 dw ()=0 ；加工孔径尺寸 8mm 由刀具直接保证，dw ( 8 )=0 。由上述分析可知，该定位方 案合理、可行。2、确定工件的夹紧方案，设计夹紧装置钢套的轴向刚度比径向刚度好，因此夹紧力应指向限位台阶面。针对大批生产的工艺特征，此夹具选用偏心螺旋压板夹紧机构，如图4.2 所示。偏心螺旋压板夹紧机构中的各零件均

40、采用标准夹具元件（参照夹具设计手册中表？常用典型夹紧机构中 偏心压板夹紧机构部分并查表确定 ）。3、确定导向方案，设计导向装置 为能迅速、准确地确定刀具与夹具的相对位置，钻夹具上都应设置引导刀具的元件钻套。钻套一 般安装在钻模板上，钻模板与夹具体连接，钻套与工件之间留有排屑空间。本工序要求对被加工孔依次 进行钻、扩、铰等 3 个工步的加工，最终达到工序简图上规定的加工要求，故选用快换钻套作为刀具的 导向元件，如图 4.3 所示 （参照夹具设计手册中表？快换钻套，表？钻套用衬套，表？钻套螺钉查表确定 ）。图 4.3 导向装置简图查表？钻套高度和排屑间隙知，钻套高度 H （2.53.5）d ，排屑

41、空间 h （0.71.5） d ，取H 3d 3 8 mm=24mm ，排屑空间 h d =8mm 。4、确定夹具体结构型式及夹具在机床上的安装方式 考虑夹具的刚度、强度和工艺性要求，采用铸造夹具体结构。5、绘制夹具草图。 （略）4.3 绘制夹具装配总图钻模的装配总图上应将定位心轴、钻模板与夹具体的连接结构表达清楚。夹具装配总图如附图 3 所 示。其中定位心轴与夹具体采用过渡配合 16H7 k6 ，用锁紧螺母固定。钻模板与夹具体用两个销钉、 两个螺钉连接。夹具装配时，待钻模板的位置调整准确后再拧紧螺钉，然后配钻、铰销钉孔，打入销钉。4.4 夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求。1、最大轮廓尺寸

42、 170mm、205mm、 203mm。2、确定定位元件之间的尺寸与公差定位销与削边销中心距尺寸公差取工件相应尺寸公差的1/3，偏差对称标注，即标注尺寸为 115.5 土 0.03。3、确定导向元件与定位元件之间的尺寸与公差根据工序简图上规定的被加工孔的加工要求，确定钻套中心线与定位销定位环面 （ 轴肩 ）之间的尺寸取为 （40.09 土 0.03）mm（ 其基本尺寸取为零件相应尺寸 4000.18 mm 的平均尺寸； 其公差值取为零件相应尺寸 40 00. 18 mm 的公差值的 1/3，偏差对称标注 ）。钻套中 心线对定位销中心线的位置度公差取工件相应位置度公差值的1/3 ，即取为 0.0

43、3mm。4、确定定位元件与夹具体的尺寸与公差定位销中心线与夹具底面的平行度公差取为0.02mm 。H 7H7H75、 标注关键件的配合尺寸如附图所示，8F7、 30f6、 57 f7、 15 、 22 、 8g6r6n6H7k6和 16 H7 。拨叉零件机械加工工艺过程卡片续）机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称零件名称拨叉共2页第1页材料牌号45 钢毛坯种类锻件毛坯外形尺寸每件毛坯可制件数1每台件数1备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时准单10粗铣拨叉头两端面粗铣拨叉头两端面 Ral2.5m、控尺寸 42 0 mm0.1立式铣床 X51端铣刀、游标卡尺、专用夹具47.05s20半精铣拨叉头左端面半精铣拨叉头左端面 Ra6.3m、控尺