尾座體課程設計說明書 (2)

1、<p>　　一、尾座體的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定</p><p><b>　　1.尾座體的用途</b></p><p>　　該零件主要作用是安裝在機床工作臺上用于固定頂尖的，Φ17H6的孔與頂尖研配，底面和75°斜面與磨床工作臺相連，通過Φ14mm孔用螺栓將“尾座體”緊固在工作臺上。圓柱體形有一個Φ17H6的通孔，并且上面有一個M6的螺紋孔，頂尖穿

2、過Φ17H6孔，擰緊螺釘即可達到固定頂尖的作用。2.尾座體的技術要求</p><p>　　表 1.1尾座體零件技術要求表</p><p>　　該零件形狀特殊、結構簡單，但是由于它要安裝在磨床工作臺上面，部分配合表面要求的加工精度比較高；對于17孔因為要與頂尖配合，而頂尖中心線又要與磨床的主軸中心線重合，以保證工件的外圓柱度，所以17孔德內(nèi)表面粗糙度要求比較低，并且形位公差都有要求；對于底

3、面A和斜面B要與機床工作臺配合，所以表面精度要求也較高。以上這兩個部位是這個零件的主要加工面。</p><p><b>　　審查尾座體的工藝性</b></p><p>　　分析零件圖可知，Ф35圓柱體兩端面、Ф40凸臺面、Ф26沉孔面、底面槽、底部右端面和底部端面均需要銑削加工，由于粗糙度精度不是很高，通過銑削的粗加工即可達到加工要求；對于上面技術要求分析的兩個主要加

4、工表面，因為精度要求都比較高，并參與配合，所以需要精加工或超精加工才能滿足工藝要求。綜合分析該零件的工藝性能較好。</p><p>　　確定尾座體的生產(chǎn)類型</p><p>　　該零件的年產(chǎn)量只有5000件，可確定該零件的生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)。</p><p>　　二、確定毛坯、繪制毛坯簡圖</p><p><b>　　選擇毛坯&l

5、t;/b></p><p>　　零件材料為HT200，硬度為170—241HB，考慮零件的形狀，由于零件年產(chǎn)量為5000件，屬于中批量生產(chǎn)水平，金屬模機器造型生產(chǎn)率較高、鑄件精度高、表面質(zhì)量與機械性能均好，并且適合批量生產(chǎn)規(guī)模所以對于尾座體毛坯可采用這種方法制作，此外為消除參與應力還應安排人工時效。</p><p>　　確定機械加工余量和毛坯的尺寸</p><p&

6、gt;　　、Ф35圓柱體兩端面的粗糙度Ra達到6.3um，需要粗銑和精銑加工，取粗加工單邊余量為4mm，精加工單邊余量為1mm，所以要求鑄件的尺寸為90mm。</p><p>　　、Ф14孔、Ф26沉孔、的各個表面粗糙度Ra只有12.5um，只需一次粗加工即可達到要求，所以毛坯只需鑄造一個直徑40的凸臺即可。</p><p>　　、底面A和斜面B的粗糙度Ra達到1.6um，需要粗加工、半精

7、加工、精加工和配刮才能達到技術要求，取粗加工余量為3mm，半精加工1.3mm，精加工0.67mm，配刮0.03mm，則底面的尺寸為110mm；右端面粗糙度為6.3，經(jīng)過粗加工和精加工即可，確定粗加工余量為3mm，精加工1mm，左右端面尺寸為156mm；粗糙度為12.5的下端面，經(jīng)過粗加工即可，去加工余量為3mm，則此底面與上端面的尺寸為31mm；斜面的尺寸為20mm。</p><p>　　毛坯圖各個尺寸參考附圖2

8、號圖紙。</p><p><b>　　擬定尾座體工藝路線</b></p><p><b>　　定位基準的選擇</b></p><p><b>　　、精基準的選擇</b></p><p>　　根據(jù)該尾座體零件可知，Ф17孔、底面A和斜面B都有很高的技術要求和裝配要求，加工Ф17孔

9、時要選擇A、B面作為精基準，它們機試設計基準又是裝配基準符合基準重合原則，在加工其他面或孔時也選擇A、B面作為精基準，符合基準統(tǒng)一原則。</p><p><b>　　、粗基準的選擇</b></p><p>　　粗基準的選擇要求表面大和平整，可選擇底面、90mm的兩個端面和右端面作為粗基準。分別加工AB面，為后面的工序準備好精基準。</p><p&g

10、t;　　考慮到A、B面和17孔之間有著很高的形狀位置公差要求，所以在加工過程中考慮到互為基準原則。</p><p><b>　　表面加工方法的確定</b></p><p>　　根據(jù)零件圖上的尺寸精度和表面粗糙度，確定加工表面的加工方法，如下：</p><p>　　Ф35圓柱體左右端面 Ra=6.3um 粗銑—精銑；</p>&

11、lt;p>　　底面A和斜面B Ra=1.6um 粗銑—半精銑—精銑—配刮；</p><p>　　右端面 Ra=6.3um 粗銑—精銑；</p><p>　　最底面 Ra=12.5um 粗銑；</p><p>　　2X2的槽 粗銑；</p><p>　　Ф17孔 Ra=0.4um 鉆—擴—鉸—鏜—研配

12、；</p><p>　　Ф14孔 Ra=12.5um 鉆孔； Ф26沉孔 Ra=12.5um 锪孔；</p><p><b>　　加工階段的劃分</b></p><p>　　該尾座體的部分表面質(zhì)量要求較高，根據(jù)粗糙度的值可以劃分成粗加工、半精加工、精加工和研磨或配刮幾個階段。</p><p>　　在

13、粗加工階段，首先將精基準（底面A和斜面B）準備好，是后續(xù)工序都可以采用精基準定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后粗加工右端面，Ф14孔和Ф26沉孔圓柱體左右端面以及A、B面；在半精加工階段，完成圓柱體的左右端面和右端面加工，鉆、擴、鉸Ф17孔以及A、B面；在精加工階段，進行A、B面的加工，和鏜Ф17孔，以保證它的形位公差；最后在對A、B面配刮和Ф17孔的研磨，完成整個零件的加工過程。</p><p><

14、;b>　　工序順序的安排</b></p><p><b>　　、機械加工工序</b></p><p>　　遵循先基準后其他原則，首先加工精基準A、B兩個面；</p><p>　　遵循先粗后精原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序；</p><p>　　遵循先主后次原則，先加工主要表面A、B面，后加工次

15、要表面右端面和圓柱體左右端面；</p><p>　　遵循先面后孔原則，先加工底面A和斜面B，后加工孔Ф17和Ф14，再加工螺紋孔M6。</p><p><b>　　、輔助工序</b></p><p>　　在粗加工之前安排對鑄件的清洗和檢驗工序；精加工后，安排去毛刺和終檢工序。</p><p>　　綜上所述，該零件工序的安

16、排順序為：精基準加工——主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工——主要表面的半精加工和次要表面加工——主要表面精加工。</p><p><b>　　、確定工藝路線</b></p><p>　　在考慮上述工序順序安排原則的基礎上，列出尾座體的工藝路線表。</p><p>　　表3—1 工藝路線及設備、工裝的選用</p><p&

17、gt;　　機床設備及工藝裝備的選用</p><p>　　1、 機床設備的選用</p><p>　　在批量生產(chǎn)條件下可以選用高效的專用設備和組合機床，也可選用通用設備。所選通用設備及組合機床都應提出機床特征，參照表3—1所示。</p><p><b>　　2、工藝裝備的選用</b></p><p>　　工藝裝備主要包括刀具

18、、夾具和量具。</p><p>　　銑平面和端面的銑刀刀具材料均選用高速鋼刀具，麻花鉆、擴孔鉆，鉸刀、锪刀、刨刀材料選擇高速鋼，鏜刀選用硬質(zhì)合金刀具。</p><p>　　再加工過程中主要用到的量具有游標卡尺、卡規(guī)、塞規(guī)、深度游標卡尺、內(nèi)徑千分尺、百分表等。</p><p>　　該零件的生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，所選用的夾具均為專用夾具。</p><

19、p>　　五、 切削用量、時間定額的計算</p><p>　?。ㄒ唬┣邢饔昧康挠嬎?lt;/p><p>　　1、加工圓柱體左右端面的切削用量</p><p><b>　　粗銑</b></p><p>　　（1）、被吃刀量的確定 選被吃刀量 =4mm。</p><p>　?。?）、進給量的確

20、定 由表5—7，按機床功率為5-10kW、工件夾具系統(tǒng)剛度為中等條件</p><p>　　選取，該工序的每次進給量 f=0.02mm/z。</p><p>　?。?）、銑削速度的計算 由表5-9，按整體銑刀、d/z=68/10條件選取，銑削速度v=39.2m/min。由公式n=1000v/3.14d可求的該工序銑刀轉速，n=1000*39.2/3.14*68=183.59r/min，參

21、照表4-18所列X61型臥式萬能銑床的主軸轉速，取轉速n=160r/min.再將此轉速帶入公式，可求的該工序的實際銑削速度v=3.14nd/1000=3.14*160*68/1000=34.16m/min.</p><p><b>　　精銑</b></p><p>　?。?）、被吃刀量的確定 選被吃刀量 =1mm。</p><p>　　（

22、2）、進給量的確定 由表5—7，按機床功率為5-10kW、工件夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每次進給量 f=0.2mm/z。</p><p>　?。?）、銑削速度的計算 由表5-9，按整體銑刀、d/z=68/10、 =0.08mm/z條件選取，銑削速度v=56.7m/min。由公式n=1000v/3.14d可求的該工序銑刀轉速，n=1000*56.7/3.14*68=265.55r/min，參照表4

23、-18所列X61型臥式萬能銑床的主軸轉速，取轉速n=255r/min.再將此轉速帶入公式，可求的該工序的實際銑削速度v=3.14nd/1000=3.14*255*68/1000=54.45m/min.</p><p>　　2、鉆、擴、鉸Ф17孔的切削用量</p><p><b>　　鉆孔工步</b></p><p>　?。?）、被吃刀量的確定

24、 選被吃刀量 =15mm。</p><p>　?。?）、進給量的確定 由表5-22，選取該工步的每轉進給量 f=0.2mm/r。</p><p>　　（3）、切削速度的計算 由表5-22，取切削速度v=17m/min。有公式n=1000v/3.14d=1000*17/3.14*15=361r/min.參照表4-9所列Z525型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=392r/min。再將

25、此轉速帶入公式可求的該工步的實際鉆削速度v=3.14nd/1000=18.46m/min.</p><p><b>　　擴孔工步</b></p><p>　　（1）、被吃刀量的確定 選被吃刀量 =1mm。</p><p>　　（2）、進給量的確定 由表5-22，選取該工步的每轉進給量 f=0.8mm/r。</p>&l

26、t;p>　　（3）、切削速度的計算 由表5-22，取切削速度v=17m/min。有公式n=1000v/3.14d=1000*17/3.14*16=338.4r/min.參照表4-9所列Z525型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=392r/min。再將此轉速帶入公式可求的該工步的實際鉆削速度v=3.14nd/1000=19.69m/min.</p><p><b>　　鉸孔工步</b>&l

27、t;/p><p>　?。?）、被吃刀量的確定 選被吃刀量 =0.6mm。</p><p>　?。?）、進給量的確定 由表5-25，選取該工步的每轉進給量 f=0.8mm/r。</p><p>　?。?）、切削速度的計算 由表5-25，取切削速度v=11.4m/min。有公式n=1000v/3.14d=1000*11.4/3.14*16.6=218.71r/

28、min.參照表4-9所列Z525型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=272r/min。再將此轉速帶入公式可求的該工步的實際鉆削速度v=3.14nd/1000=14.18m/min.</p><p>　　3、加工底面A和斜面B的切削用量</p><p><b>　　粗銑</b></p><p>　?。?）、被吃刀量的確定 選被吃刀量 =3mm。

29、</p><p>　?。?）、進給量的確定 由表5—11，選取高速鋼立銑刀直徑20mm，齒數(shù)為5，由被吃刀量為3mm，確定進給量f=0.12mm/z。</p><p>　?。?）、銑削速度的計算 由表5-13，按d/z=20/5、 =0.12mm/z條件選取，銑削速度v=35m/min。由公式n=1000v/3.14d可求的該工序銑刀轉速，n=1000*35/3.14*20=55

30、7.3r/min，參照表4-18所列X61型臥式萬能銑床的主軸轉速，取轉速n=490r/min.再將此轉速帶入公式，可求的該工序的實際銑削速度v=3.14nd/1000=3.14*490*20/1000=30.77m/min.</p><p><b>　　半精銑</b></p><p>　?。?）、被吃刀量的確定 選被吃刀量 =1.3mm。</p>

31、<p>　?。?）、進給量的確定 由表5—11，選取高速鋼立銑刀直徑20mm，齒數(shù)為5，由被吃刀量為1.3mm，確定進給量f=0.08mm/z。</p><p>　　（3）、銑削速度的計算 由表5-13，按d/z=20/5、 =0.08mm/z條件選取，銑削速度v=39m/min。由公式n=1000v/3.14d可求的該工序銑刀轉速，n=1000*39/3.14*20=621.02r/min

32、，參照表4-18所列X61型臥式萬能銑床的主軸轉速，取轉速n=590r/min.再將此轉速帶入公式，可求的該工序的實際銑削速度v=3.14nd/1000=3.14*590*20/1000=37m/min.</p><p><b>　　精銑</b></p><p>　?。?）、被吃刀量的確定 選被吃刀量 =0.67mm。</p><p>　

33、?。?）、進給量的確定 由表5—11，選取高速鋼立銑刀直徑20mm，齒數(shù)為5，由被吃刀量為0.67mm，確定進給量f=0.08mm/z。</p><p>　　（3）、銑削速度的計算 由表5-13，按d/z=20/5、 =0.08mm/z條件選取，銑削速度v=39m/min。由公式n=1000v/3.14d可求的該工序銑刀轉速，n=1000*39/3.14*20=621.02r/min，參照表4-18所列

34、X61型臥式萬能銑床的主軸轉速，取轉速n=590r/min.再將此轉速帶入公式，可求的該工序的實際銑削速度v=3.14nd/1000=3.14*590*20/1000=37m/min.</p><p>　　4、加工右端面的切削用量</p><p><b>　　粗銑</b></p><p>　?。?）、被吃刀量的確定 選被吃刀量 =3mm。

35、</p><p>　?。?）、進給量的確定 由表5—11，選取高速鋼立銑刀直徑20mm，齒數(shù)為5，由被吃刀量為3mm，確定進給量f=0.12mm/z。</p><p>　?。?）、銑削速度的計算 由表5-13，按d/z=20/5、 =0.12mm/z條件選取，銑削速度v=35m/min。由公式n=1000v/3.14d可求的該工序銑刀轉速，n=1000*35/3.14*20=55

36、7.3r/min，參照表4-18所列X61型臥式萬能銑床的主軸轉速，取轉速n=490r/min.再將此轉速帶入公式，可求的該工序的實際銑削速度v=3.14nd/1000=3.14*490*20/1000=30.77m/min.</p><p><b>　　精銑</b></p><p>　?。?）、被吃刀量的確定 選被吃刀量 =1mm。</p>&l

37、t;p>　?。?）、進給量的確定 由表5—11，選取高速鋼立銑刀直徑20mm，齒數(shù)為5，由被吃刀量為1.3mm，確定進給量f=0.08mm/z。</p><p>　?。?）、銑削速度的計算 由表5-13，按d/z=20/5、 =0.08mm/z條件選取，銑削速度v=39m/min。由公式n=1000v/3.14d可求的該工序銑刀轉速，n=1000*39/3.14*20=621.02r/min，參照

38、表4-18所列X61型臥式萬能銑床的主軸轉速，取轉速n=590r/min.再將此轉速帶入公式，可求的該工序的實際銑削速度v=3.14nd/1000=3.14*590*20/1000=37m/min.</p><p>　　5、鉆Ф14孔、锪Ф26沉孔的切削用量</p><p>　　鉆Ф14孔的切削用量</p><p>　　（1）、被吃刀量的確定 選被吃刀量 =1

39、4mm。</p><p>　　（2）、進給量的確定 由表5-22，選取該工步的每轉進給量 f=0.2mm/r。</p><p>　　（3）、切削速度的計算 由表5-22，取切削速度v=17m/min。有公式n=1000v/3.14d=1000*17/3.14*14=386.72r/min.參照表4-9所列Z525型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=392r/min。再將此轉速帶入公式可

40、求的該工步的實際鉆削速度v=3.14nd/1000=3.14*392*14/1000=17.23m/min.</p><p>　　锪Ф26沉孔的切削用量</p><p>　?。?）、被吃刀量的確定 選被吃刀量 =26mm。</p><p>　　（2）、進給量的確定 由表5-22，選取該工步的每轉進給量 f=0.12mm/r。</p><

41、;p>　?。?）、切削速度的計算 由表5-22，取切削速度v=20m/min。有公式n=1000v/3.14d=1000*20/3.14*26=244.98r/min.參照表4-9所列Z525型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=272r/min。再將此轉速帶入公式可求的該工步的實際鉆削速度v=3.14nd/1000=3.14*272*26/1000=22.21m/min.</p><p>　　6、鏜Ф17孔的

42、切削用量</p><p>　?。?）、被吃刀量的確定 選被吃刀量 =0.38mm。</p><p>　?。?）、進給量的確定 由表5-30，選取該工步的每轉進給量 f=0.04mm/r。</p><p>　?。?）、切削速度的計算 由表5-30，取切削速度v=70m/min。有公式n=1000v/3.14d=1000*70/3.14*16.98=131

43、2.90r/min.根據(jù)金屬機械加工工藝人員手冊第六章金屬切削機床表6-21所列TS4132坐標鏜床的主軸轉速，取轉速n=1300r/min。再將此轉速帶入公式可求的該工步的實際鉆削速度v=3.14nd/1000=69.31m/min.</p><p>　　7、銑2X2槽的切削用量</p><p>　?。?）、被吃刀量的確定 選被吃刀量 =2.3mm。</p><

44、p>　　（2）、進給量的確定 表5-18按工件材料為鑄鐵銅合金銑刀直徑60切槽寬度為2選取，確定進給量f=0.02mm/z。</p><p>　?。?）、銑削速度的計算 由表5-17，按d/z=60/36、 =0.02mm/z條件選取，銑削速度v=40m/min。由公式n=1000v/3.14d可求的該工序銑刀轉速，n=1000*40/3.14*60=212.32r/min，參照表4-18所列X6

45、1型臥式萬能銑床的主軸轉速，取轉速n=210r/min.再將此轉速帶入公式，可求的該工序的實際銑削速度v=3.14nd/1000=3.14*210*60/1000=39.57m/min.</p><p>　　8、加工M6螺紋的切削用量</p><p>　　鉆M6螺紋底孔（螺紋的牙型按普通細牙螺距為0.75螺紋加工）</p><p>　?。?）、被吃刀量的確定 選被

46、吃刀量 =5.2mm。</p><p>　　（2）、進給量的確定 由表5-22，選取該工步的每轉進給量 f=0.12mm/r。</p><p>　　（3）、切削速度的計算 由表5-22，取切削速度v=16m/min。有公式n=1000v/3.14d=1000*16/3.14*5.2=979.91r/min.參照表4-9所列Z525型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=960r/min

47、。再將此轉速帶入公式可求的該工步的實際鉆削速度v=3.14nd/1000=3.14*960*5.2/1000=15.67m/min.</p><p><b>　　攻M6螺紋</b></p><p>　　（1）、被吃刀量的確定 選被吃刀量 =0.8mm。</p><p>　?。?）、進給量的確定 由表5-22，選取該工步的每轉進給量

48、f=0.1mm/r。</p><p>　?。?）、切削速度的計算 由表5-38，取切削速度v=8.9m/min。有公式n=1000v/3.14d=1000*8.9/3.14*6=472.40r/min.參照表4-9所列Z525型立式鉆床的主軸轉速，取轉速n=392r/min。再將此轉速帶入公式可求的該工步的實際鉆削速度v=3.14nd/1000=3.14*392*6/1000=7.39m/min.</p&

49、gt;<p>　　9、底面Ra=12.5槽的切削用量</p><p>　?。?）、被吃刀量的確定 選被吃刀量 =1.7mm。</p><p>　?。?）、進給量的確定 由表5—11，選取高速鋼立銑刀直徑20mm，齒數(shù)為5，由被吃刀量為1.7mm，確定進給量f=0.12mm/z。</p><p>　?。?）、銑削速度的計算 由表5-13，按d

50、/z=20/5、 =0.12mm/z條件選取，銑削速度v=35m/min。由公式n=1000v/3.14d可求的該工序銑刀轉速，n=1000*35/3.14*20=557.3r/min，參照表4-18所列X61型臥式萬能銑床的主軸轉速，取轉速n=490r/min.再將此轉速帶入公式，可求的該工序的實際銑削速度v=3.14nd/1000=3.14*490*20/1000=30.77m/min.</p><p>

51、　?。ǘr間定額的計算</p><p>　　基本時間的計算，以粗銑圓柱體左右端面為例說明確定時間的方法。</p><p>　　根據(jù)表5-43中，面銑刀銑平面的基本時間計算公式，t =（l+l1+l2)/f 可求出該工序的基本時間。式中l(wèi)=2*35=70mm；l2=2mm；l1=0.5*（80- 80 -35 ）+2=6mm；f =f*n=0.02*10*300=60mm/min。&

52、lt;/p><p>　　將上述結果帶入公式t =（l+l1+l2)/f ，則該工序的基本時間t =（70+6+1）/60=</p><p><b>　　77s</b></p><p><b>　　六、參考資料</b></p><p>　　1、機械制造技術基礎 華中科技大學出版社 熊良山等主編<

53、;/p><p>　　2、機械制造技術基礎課程設計指導教程 機械工業(yè)出版社 鄒青主編</p><p>　　3、幾何量公差與檢測 上?？茖W技術出版社 甘永立主編</p><p>　　機械制造工藝學與機床夾具設計</p><p><b>　　課 程 設 計</b></p><p>　　設計題目

54、： </p><p>　　設 計 者： </p><p>　　所在班級： </p><p>　　指導教師： </p><p>　　提交日期：

55、 </p><p><b>　　安徽農(nóng)業(yè)大學工學院</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　機制工藝課程設計任務書……………………………………………… 3頁</p><p>　　第1章 零件分析…………………………………………………………4頁&l

56、t;/p><p>　　1.1 零件的作用……………………………………………………4頁</p><p>　　1.2 零件的工藝分析………………………………………………4頁</p><p>　　1.3 確定零件的生產(chǎn)類型…………………………………………5頁</p><p>　　第2章 確定毛坯、繪制毛坯簡圖………………………………………6頁

57、</p><p>　　2.1 選擇毛坯………………………………………………………6頁</p><p>　　2.2 確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量………………………6頁</p><p>　　2.3 繪制撥叉鍛造毛坯簡圖…………………………………………7頁第3章 工藝規(guī)程設計……………………………………………………8頁</p><p>　

58、　3.1 定位基準的選擇………………………………………………8頁</p><p>　　3.2 擬訂工藝路線…………………………………………………8頁</p><p>　　3.3 加工設備及工藝裝備的選用……………………………………11頁</p><p>　　3.4 加工余量、工序尺寸和公差的確定…………………………12頁</p><p&g

59、t;　　3.5 切削用量的計算………………………………………………14頁</p><p>　　3.6 時間定額的計算………………………………………………16頁</p><p>　　第4章 專用鉆床夾具設計………………………………………………20頁</p><p>　　4.1 夾具設計任務…………………………………………………20頁</p><

60、;p>　　4.2 擬定鉆床夾具結構方案與繪制夾具草圖……………………20頁</p><p>　　4.3 繪制夾具裝配總圖……………………………………………22頁</p><p>　　4.4 夾具裝配圖上標注尺寸、配合及技術要求…………………22頁</p><p>　　第5章 設計總結…………………………………………………………23頁</p>

61、<p>　　參考文獻 ………………………………………………………………24頁附件…………………………………………………………………………25頁</p><p>　　機制工藝課程設計任務書</p><p><b>　　一、課程設計任務書</b></p><p><b>　　二、設計題目與要求</b><

62、/p><p>　　如下圖所示撥叉零件，材料為45#鋼，毛坯為鍛件，試編制零件的機械加工工藝規(guī)程及設計加工撥叉頭螺紋孔的鉆床夾具。</p><p><b>　　零件圖</b></p><p><b>　　第1章 零件分析</b></p><p>　　1.1 零件的作用</p><p

63、>　　撥叉是拖拉機變速箱的換檔機構中的一個主要零件。撥叉頭以mm孔套在變速叉軸上，并用螺釘經(jīng)螺紋孔與變速叉軸聯(lián)結，撥叉腳則夾在雙聯(lián)變換齒輪的槽中。當需要變速時，操縱變速桿，變速操縱機構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。</p><p>　　1.2 零件的工藝分析</p><p>　　

64、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。</p><p>　　該撥叉形狀特殊、結構簡單，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

65、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。</p><p>　　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m

66、m，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。</p><p>　　該零件的主要工作表面為撥叉腳兩端面和叉軸孔mm(H7)，在設計工藝規(guī)程時應重點予以保證。</p><p><b>　　圖1.1（零件

67、圖）</b></p><p>　　1.3 確定零件的生產(chǎn)類型</p><p>　　依設計題目知：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</p><p>　　N=8000臺／年×1件／臺×(1+3%)×(1+0.5%)=8281.2件／

68、年</p><p>　　撥叉屬輕型零件，該撥叉的生產(chǎn)類型為大量生產(chǎn)。</p><p>　　第2章 確定毛坯、繪制毛坯簡圖 </p><p><b>　　2.1 選擇毛坯</b></p><p>　　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

69、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°。</p><p>　　2.2 確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量</p><p>　　1．公差等級 由撥叉的功用和技術要求，確定該零件的公差等級為普通級。</p><p><b>　　2．鍛件重量 </b></p><p&g

70、t;　　由于無法得到加工后撥叉的質(zhì)量，所以先根據(jù)圖紙畫出三維圖經(jīng)過分析（如下截圖）</p><p>　　得出質(zhì)量為（密度取7.8×10-6kg／mm3）</p><p>　　m=0.32783841kg≈0.33kg</p><p>　　可初步估計機械加工前鍛件毛坯的重量為0.44kg。</p><p>　　3．鍛件形狀復雜系數(shù)

71、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</p><p>　　=0.44kg／(95mm×65mm×45mm×7.8×10-6kg／mm3)≈0.44／2.17≈0.203</p><p>　　由于0.203介于0.16和0.32之間，故該撥叉的形狀復雜系

72、數(shù)屬S3級。 </p><p>　　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。</p><p>　　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。</p><p>　　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

73、于1.6μm。</p><p>　　根據(jù)上述諸因素，可查《機械制造工藝學與機床夾具設計》課程設計指導書相關表格確定該鍛件的尺寸公差和機械加工余量，所得結果列于表2.1中。</p><p>　　表2.1 撥叉機械加工余量及鍛造毛坯尺寸公差</p><p>　　2.3 繪制撥叉鍛造毛坯簡圖 </p><p>　　由表2.1所得結果，繪制毛坯簡

74、圖2.3所示。</p><p>　　圖2.3（毛坯簡圖）</p><p>　　第3章 工藝規(guī)程設計</p><p>　　3.1 定位基準的選擇</p><p>　　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。</p><p><b>　　1．精基準的選擇</b></

75、p><p>　　叉軸孔mm的軸線是撥叉腳兩端面設計基準，撥叉頭左端面是撥叉軸向方向上尺寸的設計基準。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。</p><p>&l

76、t;b>　　2．粗基準的選擇</b></p><p>　　選擇叉軸孔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。</p><p>　　3.2 擬訂工藝路線</p><p>　　工藝路線的擬訂是制訂工藝規(guī)程的總體布局，包括：確定加工方法，劃分加工階

77、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、設備投資、車間面積、生產(chǎn)成本等。</p><p>　　因此，擬訂工藝路線是制訂工藝規(guī)程的關鍵性一步，必須在充分調(diào)查研究的基礎上，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。</p><p>　　1．表面加工方法的確定</

78、p><p>　　根據(jù)零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查《機械制造工藝學與機床夾具設計》課程設計指導書相關表格，確定撥叉零件各表面的加工方法，如表3.1所示。</p><p>　　表3.1 撥叉零件各表面加工方案</p><p><b>　　2．加工階段的劃分</b></p><p>　　該撥叉加工質(zhì)量要求較高，可將

79、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。</p><p>　　3．工序的集中與分散</p><p

80、>　　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。</p><p><b>　　4．工序順序的安排</b></p><p>　　(1) 機械加工工序安排&

81、lt;/p><p>　　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“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。由此初擬撥叉機械加工工序安排如表3.2所示。</p><

82、p>　　表3.2 撥叉機械加工工序安排（初擬）</p><p><b>　　(2) 熱處理工序</b></p><p>　　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

83、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。</p><p><b>　　(3) 輔助工序</b></p><p>　　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。</p><p>　　綜上所述，該撥叉工序的安排順序為：基準加工—

84、—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。</p><p><b>　　5．確定工藝路線 </b></p><p>　　在綜合考慮上述工序順序安排原則的基礎上，擬定撥叉的工藝路線如表3.3所示。</p><p>　　表3.3 撥叉機械加工工藝路線（修改后）</p>&

85、lt;p>　　3.3 加工設備及工藝裝備的選用</p><p>　　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。</p><p>　　撥叉的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，可以選用高效的專用設備和組合機床，也可選用通用設備，所選用的夾具均為專用夾具。各工序加工

86、設備及工藝裝備的選用如表3.4所示。</p><p>　　表3.4 加工設備及工藝裝備</p><p>　　3.4 加工余量、工序尺寸和公差的確定</p><p>　　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</p><p>　　工序10、工序20和工序80的加工過程如圖3.1所示。</

87、p><p>　　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；</p><p>　　工序20： 以右端面定位，半精銑左端面，保證工序尺寸L3。</p><p>　　工序80： 以左端面定位，半精銑右端面，保證工序尺寸L4，達到零件圖設計尺寸L的要求，。</p><p>　　由圖3.1所示加工過程

88、示意圖，建立分別以Z2、Z3和Z4為封閉環(huán)工藝尺寸鏈如圖3.2所示。</p><p>　　圖3.1 加工過程示意圖 圖3.2 工藝尺寸鏈圖</p><p>　　1)求解工序尺寸L3：查《機械制造設計基礎課程設計》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mm = 41 mm。由于工序尺寸

89、L3是在半精銑加工中保證的，查《機械制造設計基礎課程設計》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</p><p>　　2)求解工序尺寸L2：查《機械制造設計基礎課程設計》表2.64平面精加工余量，得半精銑余量Z3=1mm，由圖3.2（b）知， = (41+1)mm=42mm。由于工序尺寸L

90、2是在半精銑加工中保證的，查《機械制造設計基礎課程設計》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。</p><p>　　3)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= (42+1)mm=43mm。由《機械制造設計基礎課程設計》表2.25平面加

91、工方案的經(jīng)濟度和表面粗糙度，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。</p><p>　　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。</p><p>　　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：mm</p><p>　　表3.1 余量Z3的校核計算表</p>

92、<p>　　2)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。</p><p>　　表3.1 余量Z3的校核計算表</p><p>　　3)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：mm</p><p>　　表3.2 余量Z2的校核計算表</p&g

93、t;<p>　　余量校核結果表明，所確定的工序尺寸公差是合理的。</p><p>　　將工序尺寸按“入體原則”表示： mm，mm，mm， mm。</p><p>　　2、工序100鉆、攻絲M8螺紋孔</p><p>　　由于M8螺距為1mm，則先鉆孔余量為Z鉆=7mm。由《機械制造設計基礎課程設計》表2.67攻螺紋前鉆孔用麻花鉆直徑為7mm。</

94、p><p>　　3.5 切削用量的計算</p><p>　　1、工序10 粗銑撥叉頭兩端面</p><p>　　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一樣的。</p><p>　　(1) 背吃刀量 工步1的背吃

95、刀量取為Zl，Z1等于左端面的毛坯總余量減去工序2的余量Z3，即Z1=2mm - 1mm = 1mm；而工步2的背吃刀量取為Z2，故= Z2=1mm。</p><p>　　(2) 進給量 由立式銑床X51功率為4.5kW，查《機械制造設計基礎課程設計》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為0.08mm/z</p><p>

96、　　(3) 銑削速度 由本工序采用高速鋼鑲齒銑刀、 mm、齒數(shù)。查《機械制造設計基礎課程設計》表5.8高速鋼套式面銑刀銑削速度，確定銑削速度 m/min。</p><p>　　則 （r/min）</p><p>　　由本工序采用X51-型立式銑床，查《機械制造設計基礎課程設計》表3.6，取轉速=160r／min，故實際銑削速度</p><

97、p><b>　?。╩／min）</b></p><p>　　當=160r／min時，工作臺的每分鐘進給量應為</p><p><b>　　（mm／min）</b></p><p>　　可查《機械制造設計基礎課程設計》表3.7得機床進給量為125（mm／min）</p><p>　　2、工序20

98、 半精銑撥叉頭左端面</p><p>　　(1) 背吃刀量 =1 mm。</p><p>　　(2) 進給量 由本工序表面粗糙度Ra,6.3μm，查《機械制造設計基礎課程設計》表5.8高速鋼套式面銑刀精銑平面進給量，每轉進給量取為0.4mm/r，故每齒進給量為0.04mm/z</p><p>　　(3)銑削速度 由本工序采用高速鋼鑲齒銑刀、 mm、齒數(shù)、 =

99、0.04mm/z，查《機械制造設計基礎課程設計》表5.8高速鋼套式面銑刀銑削速度，確定銑削速度 m/min。</p><p>　　則 （r/min）</p><p>　　由本工序采用X51-型立式銑床，查《機械制造設計基礎課程設計》表3.6，取轉速=180r／min，故實際銑削速度</p><p><b>　?。╩／min）&

100、lt;/b></p><p>　　當=210r／min時，工作臺的每分鐘進給量應為</p><p><b>　?。╩m／min）</b></p><p>　　可查《機械制造設計基礎課程設計》表3.7得機床進給量為80（mm／min）</p><p>　　3、工序80 半精銑撥叉頭右端面</p>&l

101、t;p>　　(1) 背吃刀量 =1 mm。</p><p>　　(2) 進給量 由本工序表面粗糙度Ra,3.2μm，查《機械制造設計基礎課程設計》表5.8高速鋼套式面銑刀精銑平面進給量，每轉進給量取為0.4mm/r，故每齒進給量為0.04mm/z</p><p>　　(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《機械制造設計基礎課程設計》表

102、5.8高速鋼套式面銑刀銑削速度，確定銑削速度 m/min。</p><p>　　則 （r/min）</p><p>　　由本工序采用X51-型立式銑床，查《機械制造設計基礎課程設計》表3.6，取轉速=180r／min，故實際銑削速度</p><p><b>　?。╩／min）</b></p><

103、p>　　當=210r／min時，工作臺的每分鐘進給量應為</p><p><b>　　（mm／min）</b></p><p>　　可查《機械制造設計基礎課程設計》表3.7得機床進給量為80（mm／min）</p><p>　　4、工序100鉆、攻絲M8螺紋孔</p><p><b>　　(1) 鉆孔工步

104、</b></p><p>　　由工件材料為45鋼、孔mm、高速鋼鉆頭，查《機械制造設計基礎課程設計》表5.19高速鋼麻花鉆鉆銷碳鋼的切削用量得，切削速度Vc=20m/min，進給量=0..20 mm／r。取=7mm。</p><p>　　則 （r/min）</p><p>　　由本工序采用Z525型立式鉆床，取轉速=960r

105、／min，故實際切削速度</p><p><b>　?。╩／min）</b></p><p><b>　　(2)攻螺紋</b></p><p>　　由于螺紋螺距為1mm則進給量為f=1mm/r，查《機械制造設計基礎課程設計》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所以該工位主軸轉速&

106、lt;/p><p>　　由本工序采用Z525型立式鉆床，取轉速n=195r／min，故實際切削速則 </p><p><b>　?。╩／min）</b></p><p>　　3.6 時間定額的計算</p><p><b>　　1．基本時間的計算</b></p>

107、<p>　　(1)工序10——粗銑撥叉頭兩端面</p><p>　　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《機械制造設計基礎課程設計》表5.14銑削基本時間計算得：mm，=1～3mm。</p><p><b>　　則</b></p><p><b>　?。?mm<

108、;/b></p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　則該工序的基本時間</b></p><p>　　min=38.6s。</p><p>　　(2)工序20——半精銑撥叉頭左端面</p><p><b>　　同理，</b>

109、;</p><p><b>　?。?mm</b></p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　該工序的基本時間</b></p><p>　　min = 33.4s</p><p>　　(3)工序80——半精銑撥叉頭右端面<

110、/p><p><b>　　同理，</b></p><p><b>　?。?mm</b></p><p><b>　　mm</b></p><p><b>　　該工序的基本時間</b></p><p>　　min = 33.4s</

111、p><p>　　(4)工序100——鉆、攻絲M8螺紋孔</p><p>　　1)鉆孔工步 查《機械制造設計基礎課程設計》表5.39可知該工步 mm；＝１mm；=9mm；則該工序的基本時間</p><p><b>　　min=4.2s</b></p><p>　　2)攻絲 查《機械制造設計基礎課程設計》表5.39可知該工步

112、=9mm，==2mm，mm；則該工序的基本時間</p><p><b>　　min=4.2s</b></p><p><b>　　2．輔助時間的計算</b></p><p>　　輔助時間 與基本時間之間的關系為 =(0.15～0.2) ，取 =0.15 則各工序的輔助時間分別為：</p><p>　

113、　工序10 的輔助時間：=0.15×38.6s=5.79s；</p><p>　　工序20的輔助時間：=0.15×33.4s=5.01s；</p><p>　　工序80的輔助時間：=0.15×33.4s=5.01s；</p><p>　　工序90 鉆孔工步的輔助時間：=0.15×4.2s=0.63s； </p>

114、<p>　　攻絲工步的輔助時間：=0.15×4.2s=0.63s ；</p><p><b>　　3．其他時間的計算</b></p><p>　　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時間甚微，可忽略不計；布置

115、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業(yè)時間的2％～4％，均取為3％，則各工序的其他時間(+)可按關系式(3％+3％) ×(+) 計算，它們分別為：</p><p>　　工序10 的其他時間：+ =6％×(38.6s+5.79s)=2.66s；</p><p>　　工序20 的其他時間：+ =6％×(33.4s+5.01s)=2.30s；&l

116、t;/p><p>　　工序80 的其他時間：+ =6％×(33.4s+5.01s)=2.30s；</p><p>　　工序100鉆孔工步的其他時間：+ =6％×(4.2s+0.63s)=0.29s；</p><p>　　攻絲工步的其他時間：+ =6％×(4.2s+0.63s)=0.29s；</p><p><b