變速箱撥叉零件加工工藝及夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)論.doc

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1、河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文變速箱撥叉零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 2012 屆 機(jī)械工程系 系專 業(yè) 機(jī)械制造及自動(dòng)化 學(xué) 號(hào) 020123090314 學(xué)生姓名 張 楊 指導(dǎo)教師 李 海 濤 完成日期 2012 年 6月 25日摘要機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)使我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練，因此，它在我們的大學(xué)生活中占有重要地位。就我個(gè)人而言，我希望能通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來(lái)將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問(wèn)題、解決難題的能力，為今后參加工作和專業(yè)建設(shè)

2、打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，基本上掌握了零件機(jī)械加工工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)，機(jī)床專用夾具等工藝裝備的設(shè)計(jì)等，并學(xué)會(huì)了使用和查閱各種設(shè)計(jì)資料、手冊(cè)、和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等。由于能力有限，設(shè)計(jì)尚有很多不足之處，懇請(qǐng)老師給予批評(píng)和指導(dǎo)。關(guān)鍵詞 撥叉、工藝、設(shè)計(jì)、夾具目錄摘要.2題目及附件.3序言5第一章 零件分析1.1零件的作用.61.2零件的工藝分析.61.3確定零件生產(chǎn)類(lèi)型.7第二章 確定毛坯 繪制毛坯簡(jiǎn)圖2.1選擇毛坯.82.2確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量.82.3 繪制撥叉鍛造毛坯簡(jiǎn)圖.9第三章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.1 定位基準(zhǔn)的選擇103.2 擬訂工藝路線.103.3 加工設(shè)備及工藝裝備的選用.133

3、.4 加工余量、工序尺寸和公差的確定.143.5 切削用量的計(jì)算.17第四章 專用鉆床夾具設(shè)計(jì)4.1 夾具設(shè)計(jì)任務(wù)234.2 擬定鉆床夾具結(jié)構(gòu)方案與繪制夾具草圖234.3 繪制夾具裝配總圖.254.4 夾具裝配圖上標(biāo)注尺寸、配合及技術(shù)要求.25第五章 致謝.29第六章 參考文獻(xiàn).30題目：變速箱撥叉零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及鉆鎖銷(xiāo)孔鉆床夾具 附件：proe三維立體圖 1張CAD零件圖 2張零件圖 l張毛坯圖 l張機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片 1套鉆鎖銷(xiāo)孔鉆床夾具裝配圖及零件圖 1套序言機(jī)械制造工業(yè)是為現(xiàn)代化建設(shè)提供各種機(jī)械裝備的部門(mén)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中具有十分重要的地位。機(jī)械制造工業(yè)的發(fā)展規(guī)模和水平是反

4、映國(guó)民經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志，因此，我國(guó)一貫都把發(fā)展機(jī)械制造工業(yè)作為發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略重點(diǎn)之一。我國(guó)機(jī)械制造工業(yè)雖然取得了很大的進(jìn)步，但與工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家相比，在生產(chǎn)能力、技術(shù)水平、管理水平和勞動(dòng)生產(chǎn)率等方面，還有很大的差距。因此，我國(guó)的機(jī)械制造工業(yè)今后的發(fā)展，除了不斷提高常規(guī)機(jī)械生產(chǎn)的工藝裝備和工藝水平外，還必須研究開(kāi)發(fā)優(yōu)質(zhì)高效精密工藝，為高新技術(shù)產(chǎn)品的生產(chǎn)提供新工藝、新裝備，加強(qiáng)基礎(chǔ)技術(shù)研究，強(qiáng)化和掌握引進(jìn)技術(shù)，提高自主開(kāi)發(fā)能力，形成常規(guī)制造技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)并進(jìn)的機(jī)械制造工業(yè)結(jié)構(gòu)。制造自動(dòng)化及其發(fā)展是機(jī)械制造行業(yè)中的最新技術(shù)進(jìn)步的又一個(gè)標(biāo)志，但隨著數(shù)控加工的應(yīng)用的推廣，CAD和C

5、AM逐步進(jìn)入實(shí)用階段，特別是柔性制造系統(tǒng)（FMS）的出現(xiàn)，提高生產(chǎn)效率，降低成本，同時(shí)也保證了產(chǎn)品的質(zhì)量和改善了勞動(dòng)條件。目前，計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）正在研究和開(kāi)發(fā)，也即將投入使用，它的出現(xiàn)將會(huì)更大程度的改變現(xiàn)代世界的機(jī)械行業(yè)。我研究的課題是撥叉。撥叉應(yīng)用在變速箱的換檔機(jī)構(gòu)中，撥叉頭孔套在變速叉軸上。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，變換操縱機(jī)構(gòu)就通過(guò)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，撥插腳撥動(dòng)雙聯(lián)變換齒輪在花鍵上滑動(dòng)一改變檔位，從而改變速度。該撥叉在改換檔位主要承受彎曲應(yīng)力和沖擊載荷的作用，因此該零件具有足夠的強(qiáng)度和剛度以及韌性，以適應(yīng)撥

6、叉的工作條件。該撥叉形狀特殊，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。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要承受沖擊載荷，為增強(qiáng)起耐磨性，該表面要求高頻淬火處理，硬度為4858HRC。撥叉頭兩端面和叉腳兩端面均要求切削加工。并在軸方向上均高于相鄰表面，這樣既減少了加工表面又提高了換檔是叉腳端面的接觸剛度。該零件除了主加工表面外，其余的表面加工精度均較低，不需要高精度的機(jī)床加工，通過(guò)銑削、鉆床的粗加工就可以達(dá)到加工要求畢業(yè)設(shè)計(jì)是本專業(yè)培養(yǎng)我們的最后一個(gè)綜合性的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，通過(guò)完成一定的生成設(shè)計(jì)或科研試制任務(wù)，獲得運(yùn)用基本理論的工程技術(shù)訓(xùn)練達(dá)到綜合素質(zhì)和能力的提高。其

7、目的的培養(yǎng)我們獨(dú)立分析和處理專業(yè)問(wèn)題的能力。第一章 零件分析1.1 零件的作用撥叉是拖拉機(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(jié)，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(guò)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。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(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。該撥叉形狀特殊、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，屬典型的叉桿類(lèi)零件。為實(shí)現(xiàn)換檔、變速的功能，其叉

8、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4858HRC；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(zhǔn)確的位置，改換檔位準(zhǔn)確，撥叉采用緊固螺釘定位。螺紋孔的尺寸為。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；mm孔和孔的端面均為平面，可以防止加工過(guò)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，

9、其余表面加工精度均較低，不需要高精度機(jī)床加工，通過(guò)銑削、鉆床、攻絲的粗加工就可以達(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(lái)。由此可見(jiàn)，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(jì)工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)重點(diǎn)予以保證。 圖1.1（零件圖）1.3 確定零件的生產(chǎn)類(lèi)型依設(shè)計(jì)題目知：產(chǎn)品的年產(chǎn)量為8000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N=8000臺(tái)年1件臺(tái)(1+3%)(1+0.5%)=8281.2件年撥叉屬輕型零件，該撥叉的生產(chǎn)類(lèi)型為大

10、量生產(chǎn)。第二章 確定毛坯、繪制毛坯簡(jiǎn)圖 2.1 選擇毛坯由于該撥叉在工作過(guò)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(lèi)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(jī)械加工余量1公差等級(jí) 由撥叉的功用和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級(jí)為普通級(jí)。2鍛件重量 由于無(wú)法得到加工后巴叉的質(zhì)量，所以先根據(jù)圖紙畫(huà)出三維圖經(jīng)過(guò)分析（如下截圖）得出質(zhì)量為（密度取7.810-6kgmm3）m=0.32783841kg0.33kg可初步估計(jì)機(jī)械加工前鍛件毛坯的重量為0.44kg。3鍛件形狀復(fù)

11、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(zhǎng)度、寬度和高度，即=95mm， =65mm，=45mm；該撥叉鍛件的形狀復(fù)雜系數(shù)為=0.44kg(95mm65mm45mm7.810-6kgmm3)0.442.170.203由于0.203介于0.16和0.32之間，故該撥叉的形狀復(fù)雜系數(shù)屬S3級(jí)。 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?jǐn)?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)。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(guò)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1.6m。根

12、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2.13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。表2.1 撥叉機(jī)械加工余量及鍛造毛坯尺寸公差加工表面零件尺寸/mm機(jī)械加工余量/mm毛坯公差/mm毛坯尺寸/mm撥叉頭左右端面1.52（取2）1.6 ()44 ()撥叉角內(nèi)表面R251.52 （取1.5）1.4()R23.5 ()撥叉角兩端面121.52 （取2）1.4 ()16 ()撥叉頭孔2.01.4 ()()2.3 繪制撥叉鍛造毛坯簡(jiǎn)圖 由表2.1所得結(jié)果，繪制毛坯簡(jiǎn)圖2.3所示。圖2.3（毛坯簡(jiǎn)圖）第三章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)3.1 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先

13、確定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)。1精基準(zhǔn)的選擇叉軸孔mm的軸線是撥叉腳兩端面設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，撥叉頭左端面是撥叉軸向方向上尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。選用叉軸孔mm的軸線和撥叉頭左端面作精基準(zhǔn)定位加工撥叉腳兩端面，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)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(zhǔn)，夾緊力作用在撥叉頭的右端面上，可避免在機(jī)械加工中產(chǎn)生夾緊變形，夾緊穩(wěn)定可靠。2粗基準(zhǔn)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(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，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。3.2 擬訂工藝路線工藝

14、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(chē)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(gè)最經(jīng)濟(jì)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(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表2.25平面加工法案的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度；查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表2.24孔加工法案的經(jīng)濟(jì)精度和表面粗糙度，確定撥叉零

15、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(jí)表面粗糙度加工方案?jìng)渥懿娼莾啥嗣?mmIT10Ra3.2 m粗銑半精銑磨削撥叉頭孔 mmIT7Ra1.6 m鉆擴(kuò)粗精鉸螺紋孔M8-6HIT6Ra3.2 m鉆絲錐攻內(nèi)螺紋撥叉頭左端面 mmIT10Ra6.3 m粗銑半精銑撥叉頭右端面 mmIT10Ra3.2 m粗銑半精銑撥叉角內(nèi)表面R25 mmIT12Ra6.3 m粗銑凸臺(tái)12 mmIT13Ra12.5m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(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)

16、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(tái)。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(jìn)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(lèi)型為大批生產(chǎn)，可以采用萬(wàn)能型機(jī)床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(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。4工序順序的安排(1) 機(jī)械加工工序遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)撥叉頭左端

17、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(tái)，加工螺紋孔M8。由此初擬撥叉機(jī)械加工工序安排如表3.2所示。表3.2 撥叉機(jī)械加工工序安排（初擬）工序號(hào)工 序 內(nèi) 容簡(jiǎn) 要 說(shuō) 明10粗銑撥叉頭兩端面“先基準(zhǔn)后其他” 20半精銑撥叉頭左端面（主要表面）“先基準(zhǔn)后其他”、“先面后孔”、“先主后次”30擴(kuò)、鉸24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(tái)

18、（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(kāi)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(jìn)行調(diào)質(zhì)，調(diào)質(zhì)硬度為241285HBS，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(lái)的不利影響。叉腳兩端面在精加工之前進(jìn)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(yīng)安排校直工序；在半精

19、加工后，安排去毛刺和中間檢驗(yàn)工序；精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。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。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(jī)械加工工藝路線（修改后）工序號(hào)工 序 內(nèi) 容定 位 基 準(zhǔn)10粗銑撥叉頭兩端面端面、24孔外圓20半精銑撥叉頭左端面右端面、24孔外圓30鉆、擴(kuò)、粗絞、精絞24孔右端面、24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、24孔60銑叉爪口內(nèi)表面左端面、24孔、叉爪口外側(cè)面7

20、0半精銑撥叉腳兩端面左端面、24孔80半精銑撥叉頭右端面左端面、24孔外圓90粗銑凸臺(tái)左端面、24孔、叉爪口內(nèi)側(cè)面100鉆、攻絲M8螺紋孔左端面、24孔、叉爪口內(nèi)側(cè)面110去毛刺120中檢130熱處理?yè)懿婺_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、24孔160清洗170終檢3.3 加工設(shè)備及工藝裝備的選用機(jī)床和工藝裝備的選擇應(yīng)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(yīng)，并應(yīng)優(yōu)先考慮采用標(biāo)準(zhǔn)化的工藝裝備和充分利用現(xiàn)有條件，以降低生產(chǎn)準(zhǔn)備費(fèi)用。撥叉的生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，可以選用高效的專用設(shè)備和組合機(jī)床，也可選用通用設(shè)備，所選用的夾具均為專

21、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(hào)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(biāo)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(biāo)卡尺3鉆、擴(kuò)、粗絞、精絞24孔立式鉆床525麻花鉆、擴(kuò)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(biāo)卡尺5校正撥叉腳鉗工臺(tái)手錘、6銑叉爪口內(nèi)側(cè)面立式銑床X51銑刀、游標(biāo)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(biāo)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(biāo)卡尺9粗銑凸臺(tái)臥式雙面銑床三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺10鉆、攻絲M8螺紋孔立式鉆

22、床525復(fù)合鉆頭、絲錐、卡尺、塞規(guī)11去毛刺鉗工臺(tái)平銼、12中檢塞規(guī)、百分表、卡尺等13熱處理?yè)懿婺_兩端面局部淬火淬火機(jī)等14校正撥叉腳鉗工臺(tái)手錘15磨削撥叉腳兩端面平面磨床M7120A砂輪、游標(biāo)卡尺16清洗清洗機(jī)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(guò)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L；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，

23、半精銑右端面，保證工序尺寸L4，達(dá)到零件圖設(shè)計(jì)尺寸L的要求，。由圖3.1所示加工過(guò)程示意圖，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。 圖3.1 加工過(guò)程示意圖 圖3.2 工藝尺寸鏈圖1)求解工序尺寸L3：查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)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L3是在半精銑加工中保證的，查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)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(jì)加工精度等即可達(dá)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mm2)求解工

24、序尺寸L2：查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)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是在半精銑加工中保證的，查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)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(jì)加工精度等即可達(dá)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。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(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表2.25平面加工方案的經(jīng)濟(jì)度和表面粗糙度，確定該粗銑工序的經(jīng)濟(jì)加工等級(jí)為

25、IT13，其公差為0.39，故mm。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。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(jì)算可得：mm表3.1 余量Z3的校核計(jì)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+0.10Z41+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(jì)算可得：mm。表3.1 余量Z3的校核計(jì)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+0.05-0.05Z31+0.1-0.13)余量

26、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(jì)算可得：mm表3.2 余量Z2的校核計(jì)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+0.05-0.05Z21+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， mm。2、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(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)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(jì)算1、工序10 粗銑撥叉頭兩端面該工序分兩個(gè)工步，工步1是以右端面

27、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(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。(1) 背吃刀量 工步1的背吃刀量取為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。(2) 進(jìn)給量 由立式銑床X51功率為4.5kW，查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5.8高速鋼套式面銑刀粗銑平面進(jìn)給量，按機(jī)床、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0.08mm/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(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課

28、程設(shè)計(jì)表5.8高速鋼套式面銑刀銑削速度，確定銑削速度 m/min。則 （r/min）由本工序采用X51-型立式銑床，查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表3.6，取轉(zhuǎn)速=160rmin，故實(shí)際銑削速度（mmin）當(dāng)=160rmin時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為（mmmin）可查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表3.7得機(jī)床進(jìn)給量為125（mmmin）2、工序20 半精銑撥叉頭左端面(1) 背吃刀量 =1 mm。(2) 進(jìn)給量 由本工序表面粗糙度Ra,6.3m，查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5.8高速鋼套式面銑刀精銑平面進(jìn)給量，每轉(zhuǎn)進(jìn)給量取為0.4mm/r，故每齒進(jìn)給量為0.04mm/z(3)銑削速度 由本工序采用高

29、速鋼鑲齒銑刀、 mm、齒數(shù)、 =0.04mm/z，查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5.8高速鋼套式面銑刀銑削速度，確定銑削速度 m/min。則 （r/min）由本工序采用X51-型立式銑床，查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表3.6，取轉(zhuǎn)速=180rmin，故實(shí)際銑削速度（mmin）當(dāng)=210rmin時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為（mmmin）可查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表3.7得機(jī)床進(jìn)給量為80（mmmin）3、工序80 半精銑撥叉頭右端面(1) 背吃刀量 =1 mm。(2) 進(jìn)給量 由本工序表面粗糙度Ra,3.2m，查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5.8高速鋼套式面銑刀精銑平面進(jìn)給量，每轉(zhuǎn)進(jìn)給量取為0.4m

30、m/r，故每齒進(jìn)給量為0.04mm/z(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(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5.8高速鋼套式面銑刀銑削速度，確定銑削速度 m/min。則 （r/min）由本工序采用X51-型立式銑床，查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表3.6，取轉(zhuǎn)速=180rmin，故實(shí)際銑削速度（mmin）當(dāng)=210rmin時(shí)，工作臺(tái)的每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為（mmmin）可查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表3.7得機(jī)床進(jìn)給量為80（mmmin）4、工序100 鉆、攻絲M8螺紋孔(1) 鉆孔工步由工件材料為45鋼、孔mm、高速鋼鉆頭，查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5.19高速鋼

31、麻花鉆鉆銷(xiāo)碳鋼的切削用量得，切削速度Vc=20m/min，進(jìn)給量=0.20 mmr。取=7mm。則 （r/min）由本工序采用Z525型立式鉆床，取轉(zhuǎn)速=960rmin，故實(shí)際切削速度（mmin）(2)攻螺紋由于螺紋螺距為1mm則進(jìn)給量為f=1mm/r，查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)5.35組合機(jī)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)速由本工序采用Z525型立式鉆床，取轉(zhuǎn)速n=195rmin，故實(shí)際切削速則 （mmin）3.6 時(shí)間定額的計(jì)算1基本時(shí)間的計(jì)算(1)工序10粗銑撥叉頭兩端面由于該工序包括兩個(gè)工步，即兩個(gè)工件同時(shí)加工，由面銑刀對(duì)稱銑平面、主偏角

32、=90，查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5.14銑削基本時(shí)間計(jì)算得：mm，=13mm。則2mm mm則該工序的基本時(shí)間min=38.6s。 (2)工序20半精銑撥叉頭左端面同理，2mm mm該工序的基本時(shí)間min = 33.4s(3)工序80半精銑撥叉頭右端面同理，2mm mm該工序的基本時(shí)間min = 33.4s(4)工序100鉆、攻絲M8螺紋孔1)鉆孔工步 查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5.39可知該工步 mm；mm；=9mm；則該工序的基本時(shí)間min=4.2s2)攻絲 查機(jī)械制造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表5.39可知該工步=9mm，=2mm，mm；則該工序的基本時(shí)間min=4.2s2輔助時(shí)間的計(jì)算輔助

33、時(shí)間 與基本時(shí)間之間的關(guān)系為 =(0.150.2) ，取 =0.15 則各工序的輔助時(shí)間分別為：工序10 的輔助時(shí)間：=0.1538.6s=5.79s；工序20的輔助時(shí)間：=0.1533.4s=5.01s；工序80的輔助時(shí)間：=0.1533.4s=5.01s；工序90 鉆孔工步的輔助時(shí)間：=0.154.2s=0.63s； 攻絲工步的輔助時(shí)間：=0.154.2s=0.63s ；3其他時(shí)間的計(jì)算除了作業(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(lèi)型為大批生產(chǎn)，分?jǐn)偟矫總€(gè)工件上的準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間甚微，可忽略不計(jì)；布置工

34、作地時(shí)間是作業(yè)時(shí)間的27，休息與生理需要時(shí)間是作業(yè)時(shí)間的24，均取為3，則各工序的其他時(shí)間(+)可按關(guān)系式(3+3) (+) 計(jì)算，它們分別為：工序10 的其他時(shí)間：+ =6(38.6s+5.79s)=2.66s；工序20 的其他時(shí)間：+ =6(33.4s+5.01s)=2.30s；工序80 的其他時(shí)間：+ =6(33.4s+5.01s)=2.30s；工序100鉆孔工步的其他時(shí)間：+ =6(4.2s+0.63s)=0.29s；攻絲工步的其他時(shí)間：+ =6(4.2s+0.63s)=0.29s；4單件時(shí)間的計(jì)算各工序的單件時(shí)間分別為：工序10 的單件時(shí)間：=38.6s+5.79s+2.66s=47

35、.05s；工序20 的單件時(shí)間：=33.4s+5.01s+2.30s=40.71s；工序80 的單件時(shí)間：=33.4s+5.01s+2.30s=40.71s；工序100 的單件時(shí)間為兩個(gè)工步單件時(shí)間的和，其中鉆孔工步：=4.2s+0.63s+0.29s=5.75；攻絲工步：=4.2s+0.63s+0.29s=5.75s；因此，工序100的單件時(shí)間=+=5.75s+5.75s=11.5s。30第四章 專用鉆床夾具設(shè)計(jì)4.1 夾具設(shè)計(jì)任務(wù)為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需設(shè)計(jì)專用夾具。為工序90鉆撥叉鎖銷(xiāo)孔設(shè)計(jì)鉆床夾具，所用機(jī)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

36、求加工撥叉鎖銷(xiāo)孔mm，孔的軸線對(duì)孔mm的軸線垂直度公差為0.15mm，B面的尺寸為mm，表面粗糙度Ra1.6m。2生產(chǎn)類(lèi)型及時(shí)間定額生產(chǎn)類(lèi)型為大批生產(chǎn)，時(shí)間定額25min。3設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。附表5所示為工序90加工撥叉鎖銷(xiāo)孔mm工藝裝備設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。任務(wù)書(shū)按工藝規(guī)程提出定位基面、工藝公差、加工部位，工藝要求等設(shè)計(jì)要求，以作為夾具設(shè)計(jì)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(jì)定位裝置分析工序簡(jiǎn)圖可知，加工撥叉鎖銷(xiāo)孔mm，孔的軸線對(duì)孔mm的軸線垂直度公差為0.15mm，距離B面的尺寸為mm。從基準(zhǔn)的重合原則和定位的穩(wěn)定性、可靠性出發(fā)，選擇B面為主要定位基準(zhǔn)面，并選擇mm

37、孔軸線和工件叉口面為另兩個(gè)定位基準(zhǔn)面。定位裝置選用一面兩銷(xiāo) (圖4.1)，長(zhǎng)定位銷(xiāo)與工件定位孔配合，限制四個(gè)自由度，定位銷(xiāo)軸肩小環(huán)面與工件定位端面接觸，限制一個(gè)自由度，削邊銷(xiāo)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(xiāo)的配合尺寸取為(在夾具上標(biāo)出定位銷(xiāo)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)于加工孔的垂直度公差要求，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。 圖4.1 一面兩銷(xiāo)定位方案圖 4.3 偏心螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)2、確定工件的夾緊方案，設(shè)計(jì)夾緊裝置 鋼套的軸向剛度比

38、徑向剛度好，因此夾緊力應(yīng)指向限位臺(tái)階面。針對(duì)大批生產(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4.2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(參照夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)中表常用典型夾緊機(jī)構(gòu)中偏心壓板夾緊機(jī)構(gòu)部分并查表確定)。3、確定導(dǎo)向方案，設(shè)計(jì)導(dǎo)向裝置為能迅速、準(zhǔn)確地確定刀具與夾具的相對(duì)位置，鉆夾具上都應(yīng)設(shè)置引導(dǎo)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(duì)被加工孔依次進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸等3個(gè)工步的加工，最終達(dá)到工序簡(jiǎn)圖上規(guī)定的加工要求，故選用快換鉆套作為刀具的導(dǎo)向元件，如圖4.3所示 (參照夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)中表？快換鉆套，表？鉆套用襯

39、套，表？鉆套螺釘查表確定)。圖4.3 導(dǎo)向裝置簡(jiǎn)圖查表鉆套高度和排屑間隙知，鉆套高度，排屑空間，取mm=24mm，排屑空間=8mm。4、確定夾具體結(jié)構(gòu)型式及夾具在機(jī)床上的安裝方式考慮夾具的剛度、強(qiáng)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(yīng)將定位心軸、鉆模板與夾具體的連接結(jié)構(gòu)表達(dá)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(guò)渡配合，用鎖緊螺母固定。鉆模板與夾具體用兩個(gè)銷(xiāo)釘、兩個(gè)螺釘連接。夾具裝配時(shí)，待鉆模板的位置調(diào)整準(zhǔn)確后再擰緊螺釘，然后配鉆、鉸銷(xiāo)釘孔，打入銷(xiāo)釘。4.4 夾具裝配圖上標(biāo)注尺寸、配合及技術(shù)要求。1、最大輪廓尺寸

40、 170mm、205mm、203mm。2、確定定位元件之間的尺寸與公差 定位銷(xiāo)與削邊銷(xiāo)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。3、確定導(dǎo)向元件與定位元件之間的尺寸與公差 根據(jù)工序簡(jiǎn)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(xiāo)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(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)。鉆套中心線對(duì)定位銷(xiāo)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。4、確定定位元件與夾具體的尺寸與公差 定位銷(xiāo)中心線與夾具底面的平行

41、度公差取為0.02mm。5、 標(biāo)注關(guān)鍵件的配合尺寸如附圖所示，、和附圖1 撥叉零件圖附圖2 撥叉毛坯致 謝本文是在老師李海濤老師的精心指導(dǎo)和悉心關(guān)懷下完成的，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的撰寫(xiě)過(guò)程中，我得到了老師的耐心指教，和許多寶貴的意見(jiàn)。老師嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)風(fēng)范、平易近人的工作作風(fēng)和及循循善誘的教誨等，給我留下了深刻的印象，得到了學(xué)術(shù)上和工作上的進(jìn)步，這些都是我終身受益，值此論文完成之際，謹(jǐn)向尊敬的老師致以深深的感謝和崇高的敬意！最后，感謝審閱本文的各位領(lǐng)導(dǎo)、專家和所有曾經(jīng)給予我?guī)椭睦蠋?、同學(xué)和同事。本文的完成和他們的無(wú)私奉獻(xiàn)是分不開(kāi)的。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，設(shè)備越來(lái)越向智能化、集成化等方向發(fā)展，車(chē)間的生產(chǎn)也

42、越來(lái)越多的向依靠設(shè)備生產(chǎn)轉(zhuǎn)變，生產(chǎn)的車(chē)身質(zhì)量與設(shè)備密切相關(guān)。因此，如何維護(hù)、維修及管理好設(shè)備是車(chē)間的一項(xiàng)重要工作。參 考 文 獻(xiàn)1 李 洪機(jī)械加工工藝手冊(cè)M 北京出版社，199612 陳宏鈞實(shí)用金屬切削手冊(cè)M 機(jī)械工業(yè)出版社，200513 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)金屬切削手冊(cè)M上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，20024 楊叔子機(jī)械加工工藝師手冊(cè)M機(jī)械工業(yè)出版社，20005 徐鴻本機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)M 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2003106 都克勤機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)圖冊(cè)M 貴州人民出版社，198347 胡建新機(jī)床夾具M(jìn) 中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，200158 馮 道機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊(cè)M 安徽文化音像出版社，20039 王先逵機(jī)械制造工藝學(xué)M機(jī)械工業(yè)出版社，200010 馬賢智機(jī)械加工余量與公差手冊(cè)M中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，19941211 劉文劍夾具工程師手冊(cè)M黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，198712 王光斗機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)M上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2002813 Ball and Roller Screws.Engineering Material and Design.19(12,)197514 Patton W.J. Mechanical Power Transmission.New Jersey:Pri