課程設(shè)計(jì)--設(shè)計(jì)變速箱撥叉零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備

1、<p><b>　　機(jī)械制造專業(yè)</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)變速箱撥叉零件的機(jī)械加工</p><p><b>　　工藝規(guī)程及工藝裝備</b></p><p>　　設(shè) 計(jì) 者

2、</p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p><b>　　大學(xué)</b></p><p>　　2013 年 6月 25日</p><p><b>　　第1章 零件分析</b></p><p>　　1.1 零件的作用</p><p>　　

3、撥叉是拖拉機(jī)變速箱的換檔機(jī)構(gòu)中的一個(gè)主要零件。撥叉頭以φ30mm孔套在變速叉軸上，銷釘經(jīng)撥叉上φ8mm孔與變速叉軸連接作軸向固定，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)就通過撥叉頭部的操縱槽帶動(dòng)撥叉與變速叉軸一起在變速箱中滑移，撥叉腳撥動(dòng)雙聯(lián)變換齒輪在花鍵軸上滑動(dòng)以改換檔位，從而改變拖拉機(jī)的行駛速度。</p><p>　　1.2 零件的工藝分析</p><p&

4、gt;　　由零件圖1.1可知，其材料為35鋼。該材料具有足夠的強(qiáng)度、剛度和韌性，適用于承受彎曲應(yīng)力和沖擊載荷作用的工作條件。</p><p>　　該撥叉形狀特殊、結(jié)構(gòu)簡單，屬典型的叉桿類零件。為實(shí)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(qiáng)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(shí)叉腳受力均勻，要求叉腳兩端面對(duì)叉軸

5、孔mm的垂直度要求為0.01mm，叉腳兩端面的平面度為0.08mm。為保證撥叉在叉軸上有準(zhǔn)確的位置，改換檔位準(zhǔn)確，撥叉采用鎖銷定位，鎖銷孔的尺寸為mm ，鎖銷孔中心線與叉軸孔中心線的垂直度為0.15mm。</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(shí)叉腳端面的接觸剛度；φ30 mm孔和φ8mm孔的端面均為平面，可以防止加工過程中鉆頭

6、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和鎖銷孔mm)外，其余表面加工精度均較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過銑削、鉆削的一次加工就可以達(dá)到加工要求；而主要工作表面雖然加工精度相對(duì)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。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(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)

7、重點(diǎn)予以保證。</p><p>　　1.3 確定零件的生產(chǎn)類型</p><p>　　依設(shè)計(jì)題目知：產(chǎn)品的年產(chǎn)量為3000臺(tái)／年，每臺(tái)產(chǎn)品中該零件數(shù)量為1件／臺(tái)；結(jié)合生產(chǎn)實(shí)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=3000臺(tái)／年×1件／臺(tái)×(1+3%)×(1+0.5%)=3105.45件／年<

8、;/p><p>　　撥叉屬輕型零件，該撥叉的生產(chǎn)類型為中批生產(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(qiáng)撥叉的強(qiáng)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

9、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°，模鍛成型后切邊，進(jìn)行調(diào)質(zhì)，調(diào)質(zhì)硬度為241~285HBS，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)械加工帶來的不利影響。</p><p>　　2.2 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量</p><p>　　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

10、等級(jí)為普通級(jí)。</p><p><b>　　2．鍛件重量 </b></p><p>　　已知該撥叉經(jīng)機(jī)械加工后的質(zhì)量為4.5kg，機(jī)械加工前鍛件毛坯的質(zhì)量為6kg。</p><p>　　3．鍛件形狀復(fù)雜系數(shù) 對(duì)撥叉零件圖進(jìn)行分析計(jì)算，可大致確定鍛件外廓包容體的長度、寬度和高度，即=158mm， =120mm，=86mm；該撥叉鍛件的形狀復(fù)雜

11、系數(shù)為</p><p>　　=6kg／(158mm×120mm×86mm×7.8×10-6kg／mm3)≈6／12.7≈0.47</p><p>　　由于0.47介于0.32和0.63之間，故該撥叉的形狀復(fù)雜系數(shù)屬S2級(jí)，即該鍛件的復(fù)雜程度為一般。 </p><p>　　4．鍛件材質(zhì)系數(shù) 由于該撥叉材料為35鋼，是碳的質(zhì)量分

12、數(shù)小于0.65％的碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬M(fèi)1級(jí)。</p><p>　　5．鍛件分模線形狀 根據(jù)該撥叉件的形位特點(diǎn)，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均大于等于1.6μm。</p><p>　　根據(jù)上述諸因素，可查《機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》表2.1

13、3確定該鍛件的尺寸公差和機(jī)械加工余量，所得結(jié)果列于表2.1中。</p><p>　　2.3 繪制撥叉鍛造毛坯簡圖 </p><p>　　由表2.1所得結(jié)果，繪制毛坯簡圖2.3所示</p><p>　　圖2.3 撥叉鍛造毛坯簡圖</p><p>　　第3節(jié) 擬定撥叉工藝路線</p><p>　　3.1 定位基

14、準(zhǔn)的選擇</p><p>　　定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)。</p><p><b>　　精基準(zhǔn)的選擇</b></p><p>　　根據(jù)撥叉零件的技術(shù)要求和 裝配要求，選擇撥叉的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)叉頭左端面、叉軸孔mm和叉腳內(nèi)孔表面作為精基準(zhǔn)，符合“基準(zhǔn)重合”原則；同時(shí)，零件上的很多表面都可以采用該組表面作為精基準(zhǔn)，又

15、遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。叉軸孔mm的軸線是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，選用其做精基準(zhǔn)定位加工撥叉腳兩端面和鎖銷孔mm，有利于保證被加工表面的垂直度要求。選用撥叉頭左端面做為精基準(zhǔn)同樣是服從了“基準(zhǔn)重合”的原則，因?yàn)樵摀懿嬖谳S向方向上的尺寸多以該斷面做設(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，選用撥叉頭左端面作精基準(zhǔn)，夾緊力可作用在撥叉頭的右端面上，夾緊穩(wěn)定可靠。</p><p><

16、;b>　　2．粗基準(zhǔn)的選擇</b></p><p>　　作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面缺欠。本例選擇變束叉軸孔mm的外圓面和撥叉頭右端面作粗基準(zhǔn)。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(zhǔn)加工左端面，接著以左端面為基準(zhǔn)加工右端面，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。</p><p>　　3.2 各表面加工方案的確定</p>

17、;<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(yàn)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(dòng)強(qiáng)度、設(shè)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(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

18、個(gè)最經(jīng)濟(jì)合理的方案。</p><p>　　根據(jù)撥叉零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，查找《機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表1—10孔加工法案的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度；查找《機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表1—11平面加工法案的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度，確定撥叉零件各表面的加工方案。</p><p>　　3.3加工階段的劃分</p><p>　　在選定撥叉各

19、表面加工方法后，就需進(jìn)一步確定這些加工方法在工藝路線中的位置及順序。該撥叉加工質(zhì)量、精度要求較高，可將加工階段劃分成粗加工、半精加工和精加工幾個(gè)階段。在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)(撥叉頭左端面和叉軸孔)準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可采用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求；然后對(duì)撥叉頭右端面、撥叉腳內(nèi)表面、撥叉腳兩端面的粗銑、槽內(nèi)側(cè)面和底面的加工也都放在粗加工階段進(jìn)行。在半精加工階段，完成撥叉腳兩端面的精銑加工和銷軸孔的的鉆、鉸加工；在精加

20、工階段，進(jìn)行撥叉腳兩端面的磨削加工。</p><p>　　3．4工序的集中與分散</p><p>　　選用工序集中原則安排撥叉的加工工序。該撥叉的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，可以采用萬能、通用機(jī)床配以專用夾具加工，以提高生產(chǎn)率；另一方面，運(yùn)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(shí)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(duì)位置精度要求。</p>&

21、lt;p>　　3.5工序順序的安排</p><p><b>　　1.機(jī)械加工工序</b></p><p>　　1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)——撥叉頭左端面和變速叉軸孔mm；</p><p>　　2）遵循“先粗后精”原則，對(duì)于各表面，先安排粗加工工序，后安排精加工工序；</p><p>　　3）遵循“

22、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——槽底面和內(nèi)側(cè)面；</p><p>　　4）遵循“先面后孔”原則，先加工撥叉頭端面，再加工叉軸孔mm孔；先銑槽，再加工鉆銷軸孔。由此初擬撥叉機(jī)械加工工序安排如表所示。</p><p>　　撥叉機(jī)械加工工序安排</p><p><b>　　2.熱處理工序</b&g

23、t;</p><p>　　叉腳兩端面在精加工之前進(jìn)行局部高頻淬火，淬火硬度大于47HRC，有利于提高其耐磨性和在工作中承受沖擊載荷的能力。在上表中工序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(yīng)安排校直工序；在半精加工后，安排

24、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。</p><p>　　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。</p><p>　　3.6 機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選用</p><p><b>　　機(jī)床設(shè)備的選用</b></

25、p><p>　　在中批生產(chǎn)條件下，可以選用通用萬能設(shè)備和數(shù)控機(jī)床設(shè)備。本例各工序所選機(jī)床設(shè)備詳見下表。</p><p><b>　　工藝裝備的選用</b></p><p>　　工藝裝備主要包括刀具、夾具、量檢具和輔具等。本例個(gè)工序選用刀具、量具詳見下表。夾具均采用專用機(jī)床夾具。</p><p>　　3.7確定工藝路線 <

26、;/p><p>　　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下表所示。</p><p>　　撥叉工藝路線及設(shè)備、工裝的選用</p><p>　　第四節(jié) 確定加工余量和工序尺寸</p><p>　　作為示例，下面介紹第1、2、3、4、5五道工序的加工余量和工序尺寸的確定方法。</p><p>　　工序1和

27、工序2 ———加工撥叉頭兩端面至設(shè)計(jì)尺寸</p><p><b>　　（一）工序加工過程</b></p><p>　　第1道工序的加工過程為：</p><p>　　以右端面B定位，粗銑左端面A，保證工序尺寸P1。</p><p>　　以左端面定位，粗銑右端面，保證工序尺寸P2。</p><p>　

28、　第2道工序的加工過程為：</p><p>　　以右端面定位，半精銑左端面，保證工序尺寸P3，達(dá)到零件設(shè)計(jì)尺寸T的要求，。</p><p>　　查找工序尺寸鏈，畫出加工過程示意圖</p><p>　　查找出全部工藝尺寸鏈，如圖所示。加工過程示意圖如圖所示。</p><p>　　（三）求解各工序尺寸及公差</p><p>

29、;　?。?) 確定工序尺寸P3 從圖a知，P3=D=</p><p>　　圖1-4 第1、2道工序加工過程示意圖</p><p>　?。?）確定工序尺寸P2 從圖b P2=P3+Z3,其中Z3為半精銑余量，按表2—25確定Z3=1mm，則P2=（80+1）=81mm。由于工序尺寸T2是在粗銑加工中保證的，故查表1—8知，粗銑工序的經(jīng)濟(jì)加工精度為IT9~13，因此確定該工序尺寸公

30、差為IT12，其公差值為0.35mm，工序尺寸按入體原則標(biāo)注，由此可初定工序尺寸P2=。</p><p>　　圖1-5 第1、2道工序工藝尺寸鏈圖</p><p>　?。?）確定工序尺寸P1 從圖c所示工序尺寸鏈知，P1=P2+Z2，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)等于B面的毛坯機(jī)械加工總余量，即Z2=2mm，則P1=（81+2）mm=83mm。查表

31、1—8確定該粗銑工序的經(jīng)濟(jì)加工精度為IT13，其公差值為0.54mm，工序尺寸按入體原則標(biāo)注，由此可初定工序尺寸P1=</p><p>　　(4)加工余量的校核。為驗(yàn)證工序尺寸及公差確定的是否合理，還需對(duì)加工余量進(jìn)行校核。</p><p>　　1）余量Z3的校核。在圖b所示尺寸鏈中Z3是封閉環(huán)，故</p><p>　　==[81+0-(80-0.3)]mm=1.3m

32、m</p><p>　　==[81-0.35-(80+0)]mm=0.65mm</p><p>　　校核結(jié)果表明，余量的大小是合適的。</p><p>　　2）余量的校核。在圖b所示尺寸鏈中是封閉環(huán)，故</p><p>　　==[83+0-(8-0.35)]mm=2.35mm</p><p>　　==[83-0.54-

33、(81+0)]mm=1.46 mm</p><p>　　校核結(jié)果表明，余量的大小是合適的。</p><p>　　余量校核結(jié)果表明，所確定的工序尺寸公差是合理的。</p><p>　　經(jīng)上述分析計(jì)算，可確定各工序尺寸分別為=，=，=。</p><p>　　二、工序3——粗銑撥叉腳兩端面至設(shè)計(jì)尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的確定</p>

34、;<p>　　第1、2兩道工序的加工過程為：</p><p>　　1）以左端面A定位，粗銑右端面B，保證工序尺寸</p><p>　　2）以右端面定位，粗銑左端面，保證工序尺寸 </p><p>　　圖1-5-3 圖1-5-4</p><p>　　由圖1-5-3所示加工

35、方案，可找出全部工藝尺寸鏈，如圖1-5-4所示。求解各工序尺寸及公差的順序如下：</p><p>　　1）查表取Z1=Z2=1.4mm</p><p>　　從圖1-5-4 可知，P0=mm；</p><p>　　P1= P0 - Z1=23.6 mm</p><p>　　P2= P1 – Z2=22.2 mm</p><

36、p>　　因?yàn)镻1 P2 都是粗銑加工中保證的</p><p>　　所以工序尺寸公差為IT12，其公差值為0.21 mm</p><p>　　故P1=（23.60.105）mm</p><p>　　P2=（22.20.105）mm</p><p>　　2）為驗(yàn)證確定的工序尺寸及公差是否合理，還需對(duì)加工余量進(jìn)行校核。</p>

37、<p><b>　　余量的校核　　</b></p><p>　　23.6+0.105—22.2+0.105=1.61mm</p><p>　　23.6-0.105—22.2—0.105=1.09mm</p><p><b>　　余量Z1的校核</b></p><p>　　25+1.7—23

38、.6+0.015=3.205 mm</p><p>　　25—0.5—23.6—0.105=0.795 mm</p><p>　　余量校核結(jié)果表明，所確定的工序尺寸公差是合理的。</p><p><b>　　所以P1=mm</b></p><p><b>　　P2=mm</b></p>

39、<p>　　三、工序4——精銑撥叉腳兩端面至設(shè)計(jì)尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的確定</p><p>　　第1、2兩道工序的加工過程為：</p><p>　　1）以左端面A定位，精銑右端面B，保證工序尺寸</p><p>　　2）以右端面定位，精銑左端面，保證工序尺寸</p><p>　　求解各工序尺寸及公差的順序如下：</

40、p><p>　　1）查表取Z3=Z4=1mm</p><p>　　從圖1-5-2可知，P2=mm；</p><p>　　P3= P2 – Z3=21.2 mm</p><p>　　P4= P3– Z4=20.2 mm</p><p>　　因?yàn)镻1 P2 都是精銑加工中保證的</p><p>　　所以

41、工序尺寸公差為IT8，其公差值為0.039 mm</p><p>　　2）為驗(yàn)證確定的工序尺寸及公差是否合理，還需對(duì)加工余量進(jìn)行校核。</p><p><b>　　余量的校核　　</b></p><p>　　21.2+0—20.2+0.039=1.039mm</p><p>　　21.2-0.039—22.2—0=0.9

42、61mm</p><p><b>　　余量Z1的校核</b></p><p>　　22.2+0—21.2+0.039=1.039mm</p><p>　　22.2-0.21—21.2—0=0.790mm</p><p>　　余量校核結(jié)果表明，所確定的工序尺寸公差是合理的。</p><p><

43、b>　　所以P1=mm</b></p><p><b>　　P2=mm </b></p><p>　　四、工序5——鉆、粗鉸、精鉸φ8mm孔</p><p>　　由表2-20查得，精鉸余量=0.04mm；粗鉸余量=0.16mm；鉆孔余量=7.8,mm。各工序尺寸按加工經(jīng)濟(jì)精度查表1-10可依次確定為，精鉸孔為IT7；粗鉸孔為I

44、T10；鉆孔為IT12。查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表2-30可確定各公布的公差值分別為：精鉸孔為0.015mm；粗鉸孔為0.058mm；鉆孔為0.15mm。</p><p>　　綜上所述，該工序各工步的工序尺寸及公差分別為：精鉸孔工序尺寸d==；粗鉸孔工序尺寸=；鉆孔工序尺寸=，它們的相互關(guān)系如下圖所示：</p><p>　　圖1-6 鉆-粗鉸-精鉸φ8mm孔加工示意圖</p><

45、;p>　　第五節(jié) 確定切削用量及時(shí)間定額</p><p>　　作為示例，下面分別確定第1、2、3、4、5工序的切削用量及時(shí)間定額。</p><p><b>　　確定切削用量</b></p><p>　　工序1——粗銑撥叉頭兩端面</p><p>　　工序1分兩個(gè)工步，工步1是以B面定位，粗銑A面；工步2是以A面定位

46、，粗銑B面。由于這兩個(gè)工步是在一臺(tái)機(jī)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(jìn)給量是一樣的，只有背吃刀量不同。</p><p>　　(1) 確定背吃刀量 工步1的背吃刀量取為Zl，Z1等于A面的毛坯機(jī)械加工總余量（見表6-2）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，故= Z2=2mm。</p><p>　　(2)

47、確定進(jìn)給量 查表5-7，,按機(jī)床功率為5~10kW及工件材料、刀具材料選取，該工序的每齒進(jìn)給量取為0.13mm/z.</p><p>　　(3) 計(jì)算銑削速度 查表5-12，按、的條件選取，銑削速度v=135m/min。由式（5-1）：n=1000v/()可求得該工序銑刀轉(zhuǎn)速n=，參照表4-16立式銑床X51的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速=490r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入式（5-1），可求出該工序的實(shí)際銑削速度</p

48、><p><b>　?。╩／min）</b></p><p>　　工序2——半精銑撥叉頭左端面A</p><p>　　(1) 確定背吃刀量 取=1 mm。</p><p>　　(2) 確定進(jìn)給量 查表5-7，,半精銑取小值，取=0.09mm/z。</p><p>　　(3) 計(jì)算銑削速度 查表5-

49、12，按、的條件選取，銑削速度v=150m/min。由n=1000v/()可求得銑刀轉(zhuǎn)速n=，參照表4-16立式銑床X51的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速/=490r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入式（5-1），可求出該工序的實(shí)際銑削速度</p><p><b>　?。╩／min）</b></p><p>　　3. 工序3——粗銑撥叉腳兩端面</p><p>　　該

50、工序分兩個(gè)工步，工步1是以B面定位，粗銑A面；工步2是以A面定位，粗銑B面。由于兩個(gè)工步是在一臺(tái)機(jī)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、進(jìn)給量、背吃刀量都是相同的。</p><p>　　背吃刀量的確定 =1.4mm</p><p>　?。?）進(jìn)給量的確定 由表5-19，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0.09mm/z。&l

51、t;/p><p>　?。?）計(jì)算銑削速度 由表5-20，按三面刃銑刀的條件選取，銑削速度可取為268m/min。由公式（5-1）可求得該工序銑刀轉(zhuǎn)速，，參照表4-18所列臥式X61銑床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實(shí)際銑削速度。</p><p>　　4. 工序4——精銑撥叉腳兩端面</p><p>　　該工序分兩個(gè)工步，工步1是以B面定

52、位，粗銑A面；工步2是以A面定位，粗銑B面。由于兩個(gè)工步是在一臺(tái)機(jī)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、進(jìn)給量、背吃刀量都是相同的。</p><p>　?。?）背吃刀量的確定 =1mm</p><p>　　（2）進(jìn)給量的確定 由表5-7，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0.09mm/z。</p><p&

53、gt;　?。?）銑削速度的計(jì)算 由表5-12，按三面刃銑刀,=0.09mm/z的條件選取，銑削速度可取為141m/min。由公式（5-1）可求得該工序銑刀轉(zhuǎn)速，，參照表4-16所列臥式X51銑床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速。再將此轉(zhuǎn)速代入公式（5-1），可求出該工序的實(shí)際銑削速度</p><p>　　5. 工序5——鉆、粗鉸、精mm孔</p><p><b>　　(1) 鉆孔工步<

54、/b></p><p>　　1) 確定背吃刀量：=7.8/2mm=3.9mm</p><p>　　2) 確定進(jìn)給量：查表5-22和表4-10，取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.17mm/r。</p><p>　　3) 計(jì)算切削速度：查表5-22，取切削速度V=20m/min。由式（5-1）可求得該工序鉆頭轉(zhuǎn)速（r/min），參照表4-9立式鉆床Z525的主軸轉(zhuǎn)速，取

55、轉(zhuǎn)速=490r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入式（5-1），可求出該工序的實(shí)際鉆削速度（m／min）</p><p><b>　　（2）粗鉸工步</b></p><p>　　1) 確定背吃刀量：=0.16/2mm=0.08mm</p><p>　　2) 確定進(jìn)給量：查表5-32和表4-10，取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.22mm/r。</p>

56、<p>　　3) 計(jì)算切削速度：查表5-32，取切削速度V=10m/min。由式（5-1）可求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速（r/min），參照表4-9立式鉆床Z525的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速=392r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入式（5-1），可求出該工序的實(shí)際切削速度（m／min）</p><p><b>　?。?）精鉸工步</b></p><p>　　1) 確定背吃刀量：=

57、0.04/2mm=0.02mm</p><p>　　2) 確定進(jìn)給量：查表5-32和表4-10，取該工步的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f=0.17mm/r。</p><p>　　3) 計(jì)算切削速度：查表5-32，取切削速度V=7m/min。由式（5-1）可求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速（r/min），參照表4-9立式鉆床Z525的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速=272r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入式（5-1），可求出該工序的實(shí)際切削速度

58、（m／min）</p><p><b>　　二、時(shí)間定額的計(jì)算</b></p><p>　　作為示例，下面給出工序1、2和9的時(shí)間定額的計(jì)算方法。</p><p><b>　　基本時(shí)間的計(jì)算</b></p><p>　?。?）工序1——粗銑撥叉頭兩端面 根據(jù)表5-47中面銑刀銑平面（對(duì)稱銑削、主偏角

59、=90）的基本時(shí)間計(jì)算公式可求出該工序的基本時(shí)間。由于該工序包括兩個(gè)工步，即兩個(gè)工件同時(shí)加工（詳見表6-6中工序簡圖），故式中 mm，取=1mm，mm，</p><p><b>　　則</b></p><p>　　= n=zn=0.135380mm/min=247mm/min。</p><p>　　則該工序的基本時(shí)間min=29.4s。<

60、/p><p>　?。?）工序2——精銑撥叉頭左端面A根據(jù)表5-47中面銑刀銑平面（對(duì)稱銑削、主偏角=90）的基本時(shí)間計(jì)算公式可求出該工序的基本時(shí)間。式中55mm，9.25mm，取=1mm，</p><p>　　= n=zn=0.095490mm/min=220.5mm/min。將上述結(jié)果代入公式， </p><p>　　則該工序的基本時(shí)間min=18s。</p&g

61、t;<p>　　工序3——粗銑撥叉腳兩端面根據(jù)表5-47中面銑刀銑平面（對(duì)稱銑削、主偏角）的基本時(shí)間計(jì)算公式可求出該工序的基本時(shí)間。由于該工序包括兩個(gè)工步，即兩個(gè)工件同時(shí)加工，故式中l(wèi)=2×120mm=240mm；；；將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時(shí)間</p><p>　　（4）工序4——精銑撥叉腳兩端面根據(jù)表5-47中面銑刀銑平面（對(duì)稱銑削、主偏角）的基本時(shí)間計(jì)算公式可求出該工序的基

62、本時(shí)間。由于該工序包括兩個(gè)工步，即兩個(gè)工件同時(shí)加工，故式中；；；將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時(shí)間</p><p>　?。?）工序5——粗銑撥叉腳兩端面根據(jù)表5-47中面銑刀銑平面（對(duì)稱銑削、主偏角）的基本時(shí)間計(jì)算公式可求出該工序的基本時(shí)間。由于該工序包括兩個(gè)工步，即兩個(gè)工件同時(shí)加工，故式中；；；將上述結(jié)果代入公式，則該工序的基本時(shí)間</p><p>　　2. 輔助時(shí)間的計(jì)算</

63、p><p>　　根據(jù)第五章第二節(jié)所述，輔助時(shí)間 與基本時(shí)間之間的關(guān)系為 =(0.15～0.2) ，取 =0.15 則各工序的輔助時(shí)間分別為：</p><p>　　工序1的輔助時(shí)間：=0.15×29.4s=4.41s；</p><p>　　工序2的輔助時(shí)間：=0.15×18s=2.70s；</p><p>　　工序5鉆孔工步的輔

64、助時(shí)間：=0.15×9.6s=1.44s；</p><p>　　工序5粗鉸工步的輔助時(shí)間：=0.15×24.6s=3.69s； </p><p>　　工序5精鉸工步的的輔助時(shí)間：=0.15×42.6s=6,39s。</p><p><b>　　3．其他時(shí)間的計(jì)算</b></p><p>　　

65、除了作業(yè)時(shí)間(基本時(shí)間與輔助時(shí)間之和)以外，每道工序的單件時(shí)間還包括布置工作地時(shí)間、休息與生理需要時(shí)間和準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。由于撥叉的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，需要考慮各工序的準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間，/m為作業(yè)時(shí)間的3%~5%；而布置工作地時(shí)間是作業(yè)時(shí)間的2％～7％，休息與生理需要時(shí)間是作業(yè)時(shí)間的2％～4％，均取為3％，則各工序的其他時(shí)間(++/m)可按關(guān)系式(3％+3％+3％) ×(+) 計(jì)算，它們分別為：</p><p&

66、gt;　　工序1 的其他時(shí)間：++/m =9％×(29.4s+4.41s)=3.04s；</p><p>　　工序2 的其他時(shí)間：++/m =9％×(18s+2.70s)=1.86s；</p><p>　　工序5 鉆孔工步的其他時(shí)間：++/m =9％×(9.6s+1.44s)=0.99s；</p><p>　　工序5 粗鉸工步的其他時(shí)

67、間：++/m =9％×(24.6s+3.69s)=2.55s；</p><p>　　工序5精鉸工步的其他時(shí)間：++/m =9％×(42.6s+6.39s)=4.41s；</p><p><b>　　4．單件時(shí)間的計(jì)算</b></p><p>　　根據(jù)公式，本例中單件時(shí)間=++++/m，則各工序的單件時(shí)間分別為：</p&

68、gt;<p>　　工序1 的單件計(jì)算時(shí)間：=29.4s+4.41s+3.04s=36.85s；</p><p>　　工序4 的單件計(jì)算時(shí)間：=109.02s+16.35s+11.28s=136.65；</p><p>　　工序5 的單件計(jì)算時(shí)間：應(yīng)按三個(gè)工步分別計(jì)算之后再求和，則：</p><p>　　鉆孔工步：=9.6s+1.44s+0.99s=12

69、.03s；</p><p>　　粗鉸工步：=24.6s+3.69s+2.55s=30.84s；</p><p>　　精鉸工步：=42.6s+6.39s+4.41s=53.40s；</p><p>　　因此，工序5的單件計(jì)算時(shí)間=++=12.03s+30.84s+53.40s=96.27s。</p><p>　　將確定的上述各項(xiàng)內(nèi)容填入工藝卡片

70、中，得到撥叉工件的機(jī)械加工工藝過程卡及第1、2、3、4、5工序的工序卡片，見表所示。</p><p>　　專用機(jī)床夾具裝配圖樣技術(shù)要求</p><p>　　夾具裝配圖樣中的某項(xiàng)位置公差，若用公差框圖表示有困難時(shí)，可用文字說明寫在技術(shù)要求中。</p><p>　　對(duì)于需要用特殊方法進(jìn)行加工或裝配才能達(dá)到要求的夾具，在其裝配圖技術(shù)要求中應(yīng)注以制造說明。一般包括以下幾方面

71、：</p><p>　　必須先行裝配或轉(zhuǎn)配一部分以后再加工的表面（如一起磨平保證等高性等。）</p><p><b>　　夾具手柄的特定位置</b></p><p>　　制造時(shí)需要相互配件的零件</p><p>　　使用說明寫入技術(shù)要求中，主要內(nèi)容包括：</p><p>　　多件夾具同時(shí)加工的零件

72、數(shù)。</p><p>　　成組夾具加工多種零件的說明。</p><p>　　較復(fù)雜夾緊裝置的夾緊方法及手柄的操作順序等。</p><p>　　使用時(shí)的安全注意問題。</p><p>　　高精度夾具的保養(yǎng)方法。</p><p>　　專用機(jī)床夾具設(shè)計(jì)示例</p><p>　　專用鉆床家具設(shè)計(jì)示例&l

73、t;/p><p>　　例12-1 圖12-7a 所示為鉆撥叉鎖銷孔的工序簡圖。已知：工件材料為35鋼，毛坯為模鍛件，所用機(jī)床為Z525型立式鉆床，成批生產(chǎn)規(guī)模。試為該工序設(shè)計(jì)一鉆床夾具。</p><p>　　解：（1）確定定位元件 根據(jù)工序簡圖規(guī)定的定位基準(zhǔn)，選用一面雙銷定位方案（圖12-7b），長定位銷與工件定位孔配合，限制四個(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，削

74、邊銷與工件叉口接觸限制一個(gè)自由度，實(shí)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(biāo)出定位銷配合尺寸）。對(duì)于工序尺寸mm而言，定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，定位誤差 (40) = 0；對(duì)于加工孔mm的位置度公差要求，定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)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，該定位方案合理、可行。 </p><p>　　（2）確定導(dǎo)向確定導(dǎo)向 本工序要求對(duì)被加工孔依次進(jìn)行鉆、

75、擴(kuò)、鉸等3個(gè)工步的加工，最終達(dá)到工序簡圖上規(guī)定的加工要求，夾具選用快換鉆套作為刀具的導(dǎo)向元件，如圖12-7c所示（快換鉆套查表9-10，鉆套用襯套查表9-11，鉆套螺釘查表9-12）。導(dǎo)向元件相對(duì)定位元件位置尺寸取工件相應(yīng)尺寸的平均尺寸作為基本尺寸，即基本尺寸=40.09，其公差取為工件相應(yīng)尺寸公差的1/2~1/5，本例取0.18/3=0.06，按照偏差對(duì)稱分布即可確定該尺寸為40.09土0.03。鉆套位置度公差值取為工件相應(yīng)公差值的1

76、/5，即為0.03mm（標(biāo)注見圖12-7c）。</p><p>　　查表9-13，確定鉆套高度H=3d=3X8mm=24mm，排屑空間h=d=8mm。</p><p>　?。?）確定夾緊機(jī)構(gòu) 針對(duì)成批生產(chǎn)的工藝特征，此夾具選用偏心螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)，如圖12-7d所示。偏心螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)中的各零件均采用標(biāo)準(zhǔn)夾具元件（參照表10-3圖4并查表確定）。 </p><p>

77、;　?。?）畫夾具裝配圖（圖2-1）</p><p>　?。?）夾具裝配圖上裝配尺寸、配合及技術(shù)要求</p><p>　　1）確定定位元件之間的尺寸，定位銷與削邊銷中心距尺寸公差取工件相應(yīng)尺寸公差的1/3，偏差對(duì)稱標(biāo)注，即標(biāo)注尺寸為115.5土0.03。</p><p>　　2）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

78、取為(40.09土0.03)mm(其基本尺寸取為零件相應(yīng)尺寸mm的平均尺寸；其公差值取為零件相應(yīng)尺寸mm的公差值的1/3，偏差對(duì)稱標(biāo)注)。</p><p>　　3）鉆套中心線對(duì)定位銷中心線的位置度公差取工件相應(yīng)位置度公差值的1/3，即取為0.03mm。</p><p>　　4）定位銷中心線與夾具底面的平行度公差取為0.02mm。</p><p>　　5）關(guān)鍵件的配合