1、1机械制造专业课程设计示例机 械 制 造 专 业课 程 设 计 说 明 书设 计 题 目 ： 设计变速箱拨叉零件的机械加工工艺规程及工艺装备设 计 者 指导教师 大学200 年 月 日2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内 容 ： （ 1） 零 件 图 l张（ 2） 毛 坯 图 l张（ 3） 机 械 加 工 工 艺 规 程 卡 片 1套（ 4） 钻锁销孔钻床夹具装配图及零件图 1 套（ 5） 课 程 设 计 说 明 书 1份原 始 资 料 ： 拨叉零件图1 张 （ 见 附 图 1） ；生 产 纲 领 为 8000
2、台 年 (每 台 一 件 )；每 日 l班 。指 导 教 师 系、部、室主任 教 学 院 长 200 年 月 日3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 mm 孔套在变速叉轴上，并用15销钉经 mm 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，5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可知，其材料为 ZG310570。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
3、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，该表面要求高频淬火处理，硬度为 4858HRC；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 mm 的垂直度要求为 0.10mm，其自身的平面度为 0.08mm。为保证拨叉在叉轴上有准021.3确的位置，改换档位准确，拨叉采用锁销定位。锁销孔的尺寸为 mm，且锁销孔的中心线与叉015.8轴孔中心线的垂直度要求为 0.15mm。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
4、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； mm 孔和 mm 孔的端面均为平面，可021.3015.8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 mm 和锁销孔 mm)外，其余表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，021.3015.8通过铣削、钻床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、叉轴孔 mm(H7)和锁销孔 mm(H7)，在设021.3015.8计工艺规程时应重点
5、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4N=8000 台年1 件台(1+3%)(1+0.5%)=8281.2 件年拨叉重量为 4.5kg，由查工艺手册，表？机械加工零件生产类型划分知，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
6、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 由机械加工后拨叉件的重量为 4.5kg，可初步估计机械加工前锻件毛坯的重量为6kg。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 =158mm， =120mm， =86mm；该拨叉锻件的形状复杂系数为lbh=6kg(158mm l20mm86mm7.810-6kgmm 3)612.70.47)/(6/lmSNt由于 0.47 介于 0.32 和 0.63 之间，故该拨叉的形状复杂系数属 S2
7、 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 根据该拨叉件的形位特点，选择零件高度方向的对称平面为分模面，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 1.6m。根据上述诸因素，可查工艺手册表？锻件内外表面加工余量，表？锻件厚度公差，表？锻件内孔直径的单面机械加工余量，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
8、左右端面 03.822.5 （两端面分别取 2 和 2.5） 3.2 ( )4.28084.5 ( )4.280拨叉角内表面 R48 22.5 （取 2） 2.5 ( )7.1R46 ( )7.15拨叉角两端面 200.026 22.5 （取 2.5） 2.2 ( )7.15025 ( )7.150拨叉头孔 021.32.6 2.2 ( ).724.81.12.3 绘制拨叉锻造毛坯简图 由表 2.1 所得结果，绘制毛坯简图如附图 2 所示。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精基准的选择叉轴孔 mm 的轴线是拨叉脚两
9、端面和锁销孔 mm 设计基准，拨叉头左端面是拨叉021.3 015.8轴向方向上尺寸的设计基准。选用叉轴孔 mm 的轴线和拨叉头左端面作精基准定位加工拨叉021.3脚两端面和锁销孔 mm，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。015.8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 mm 的外圆面和拨叉头右端面作粗基准。采用 mm 外圆面定位加工内孔30 30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。
10、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，查工艺手册表？平面加工方案的经济精度和表面粗糙度，表？孔加工方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
11、.1所示。6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 加工方案 备注拨叉角两端面 200.026 mm IT9 Ra3.2 m 粗铣精铣磨削拨叉头孔 mm021.3IT7 Ra1.6 m 粗扩精扩铰锁销孔 mm5.08IT7 Ra1.6 m 钻粗铰精铰拨叉头左端面 mm3.IT12 Ra3.2 m 粗铣半精铣拨叉头右端面 mm0. IT12 Ra12.5 m 粗铣拨叉角内表面 R48 mm IT13 Ra12.5 m 粗铣操纵槽内侧面 12 mm IT12 Ra6.3 m 粗铣操纵槽底面 5 mm IT13 Ra12.5 m 粗铣2加工阶段的划分该拨叉加
12、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、操纵槽内侧面和底面。在半精加工阶段，完成拨叉脚两端面的精铣加工和销轴孔 mm 的钻、铰加工；在精加工8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
13、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 mm；遵循“先021.3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 mm 和拨叉脚两端面，后加工次要表面操纵槽底面和内侧面；遵循30“先面后孔”原则，先加工拨叉头端面，再加工叉轴孔 mm 孔；先铣操纵槽，再钻销轴孔30mm。由此初拟拨叉机械加工工序安排如表 3.2 所示。87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
14、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 30 孔（主要表面） “先面后孔” 、 “先主后次”40 粗铣拨叉脚两端面（主要表面） “先粗后精”50 粗铣操纵槽（次要表面） “先面后孔” 、 “先主后次”60 铣叉爪口内表面（次要表面） “先主后次” 、 （粗加工结束）70 钻、铰 8mm 孔（次要表面） “先面后孔” （精加工开始）80 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 241285HBS，并进行酸洗、喷丸处理。喷丸可以提高表面硬度，增
15、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
16、 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、30 孔外圆、叉爪口内侧面20 半精铣拨叉头左端面 右端面、30 孔外圆、叉爪口内侧面30 粗扩、精扩、倒角、铰 30 孔 右端面、30 孔外圆、叉爪口内侧面40 粗铣拨叉脚两端面50 校正拨叉脚 左端面、30 孔60 铣叉爪口内表面 左端面、30 孔、叉爪口外侧面70 粗铣操纵槽 左端面、30 孔、叉爪口内侧面80 精铣拨叉脚两端面 左端面、30 孔90 钻、倒角、粗铰、精铰 8mm 孔 左端面、30 孔、叉爪口内侧面100 去毛刺8110 中检120 热处理拨叉脚两端面局部淬火130 校正拨
17、叉脚140 磨削拨叉脚两端面 左端面、30 孔150 清洗160 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
18、式铣床 X51 高速钢套式面铣刀、游标卡尺3 粗扩、精扩、倒角、铰 30 孔 立式钻床 525 麻花钻、扩孔钻、铰刀、卡尺、塞规4 校正拨叉脚 钳工台 手锤、5 粗铣拨叉脚两端面 卧式双面铣床 三面刃铣刀、游标卡尺6 铣叉爪口内侧面 立式铣床 X51 铣刀、游标卡尺7 粗铣操纵槽底面和内侧面 立式铣床 X51 键槽铣刀、卡规深度游标卡尺8 精铣拨叉脚两端面 卧式双面铣床 三面刃铣刀、游标卡尺9 钻、倒角、粗铰、精铰 8mm 孔 立式钻床 525 复合钻头、铰刀、卡尺、塞规10 去毛刺 钳工台 平锉、11 中检 塞规、百分表、卡尺等12 热处理拨叉脚两端面局部淬火 淬火机等13 校正拨叉脚 钳工
19、台 手锤14 磨削拨叉脚两端面 平面磨床 M7120A 砂轮、游标卡尺15 清洗 清洗机16 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 粗铣拨叉头两端面和工序 20 半精铣拨叉头左端面工序 10 和工序 20 的加工过程如图 3.1 所示。工序 10：以右端面定位，粗铣左端面，保证工序尺寸 L ；以左端面定位，粗铣右端面，保证工序尺寸 L ；9工序 20： 以右端面定位，半精铣左端面，保证工序尺寸 L ，达到零件图设计尺寸 L 的要求，。03.8L由图 3.1 所示加工过程示意图，建立分别以 Z2 和 Z3 为封闭环工艺尺寸链如图 3.2 所示。图 3.1
20、 加工过程示意图 图 3.2 工艺尺寸链图1)求解工序尺寸 L2：查手册？表？平面精加工余量 ，得半精铣余量 Z3=1mm，由图 3.1 知mm，从图 3.2b 知， ，则 mm = 81 mm。由于工序03.38L 323LZ18032尺寸 L2 是在粗铣加工中保证的，查表？平面加工方案的经济精度和表面粗糙度知，粗铣工序的经济加工精度等级可达到右面的最终加工要求 ITl2，因此确定该工序尺寸公差为 ITl2，其公差值为 0.35mm，故 mm175.0822)求解工序尺寸 L1：由于右端面的加工余量是经粗铣一次切除的，故 Z2 应等于右端面的毛坯余量，即 Z2=2mm，由图 3.2b）知，
21、， 则 = (81+2)mm=83mm。由表？平面加工方212LZ21案的经济精度和表面粗糙度，确定该粗铣工序的经济加工精度等级为 ITl3，其公差值为 0.54mm，故mm。7.0831L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。1)余量 Z3 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：mm=（0.8251.475）mm。475.013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L2(增环) 81 +0.175 -0.175L3(减环) -80 +0.30 0Z3 1 +0.475 -0.1752)余量
22、Z2 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：10mm=（1.5552.445）mm。45.02Z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L1(增环) 83 +0.27 -0.27L2(减环) -81 +0.175 -0.175Z2 2 +0.445 -0.445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： mm， mm， 03.38 035.2178Lmm。054.12783L2、工序 90 钻一粗铰一精铰 mm 孔由表？基孔制 7、8、9 级孔的加工余量，可得，精铰余量 Z 精铰
23、=0.04mm；粗铰余量 Z 粗铰=0.16mm；钻孔余量 Z 钻 =7.8mm。查表？孔加工方案的经济精度和表面粗糙度，可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，精铰：IT7；粗铰：ITl0；钻：ITl2。根据上述结果，再查标准公差数值表可确定各工步的公差值分别为，精铰：0.015mm；粗铰：0.058mm；钻：0.15mm。综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰： mm；粗铰： mm；015.8058.967钻孔： mm。15.0873.5 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
24、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 和进给量 是vf一样的，只有背吃刀量不同。(1) 背吃刀量 工步 1 的背吃刀量 取为 Zl，Z 1 等于左端面的毛坯总余量减去工序 2 的余量1paZ3，即 Z1=2.5mm - 1mm = 1.5mm；而工步 2 的背吃刀量 取为 Z2，故 = Z2=2mm。papa(2) 进给量 由立式铣床 X51 功率为 4.5kW，查切削用量手册表？高速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 取为 0.08mm/zzf(3) 铣削速度 由本工序采用高速钢镶齿铣刀、 mm、齿数
25、。查切削用量手册80wd10表？高速钢套式面铣刀铣削速度，确定铣削速度 m/min。9.4v11则 （r/min）65.17809.410dvns由本工序采用 X51-型立式铣床，取转速 =160rmin，故实际铣削速度wn（mmin ）2.41v当 =160rmin 时，工作台的每分钟进给量 应为wn f（mmmin ）8608.wzmnf2、工序 20 半精铣拨叉头左端面(1) 背吃刀量 =1 mm。3Zap(2) 进给量 由本工序表面粗糙度 Ra2.5m，查切削用量手册表？高速钢套式面铣刀精铣平面进给量，每转进给量 取为 0.4mm/r，故每齿进给量 为 0.04mm/zf zf(3)铣
26、削速度 由本工序采用高速钢镶齿铣刀、 mm、齿数 、 =0.04mm/z，查80wd10zzf切削用量手册表？高速钢套式面铣刀铣削速度，确定铣削速度 m/min。4.v则 （r/min）5.192804.10dvns由本工序采用 X51-型立式铣床，取转速 =210rmin，故实际铣削速度wn（m min）7.10v当 =210rmin 时，工作台的每分钟进给量 应为wn f（mmmin）84204.wzmnf3、工序 90 钻、粗铰、精铰 mm 孔8(1) 钻 孔工步15.087由工件材料为 45 钢、孔 mm、高速钢钻头，查切削用量手册表？高速钢麻花钻钻削15.07碳钢及合金钢的切削用量得
27、：切削速度 m/min，进给量 =0.100.20 mmr。因此，取切28vf削速度 mmin、进给量 =0.2mmr，取 =7.8mm。20vfpa则 （ r/min）2.816.7010wsdvn由本工序采用 Z525 型立式钻床，取转速 =960rmin，故实际切削速度wn12（mmin）5.2310968.7wndv(2)粗铰 孔工步058.967取背吃刀量 =0.016mm，由工件材料为 45 钢、孔 、查切削用量手册表？高速钢pa 058.967铰刀铰削切削用量得： 切削速度 m/min，进给量 =0.30.5 mmr。取切削速度52.1vfmmin，进给量 =0.4mmr， 2v
28、f则 （r/min）8096.70wsdvn由本工序采用 Z525 型立式钻床，取转速 =97rmin，故实际切削速度wn（mmin）4.210.wv(3)精铰工步由背吃刀量 =0.004mm、工件材料为 45 钢查切削用量手册 表？高速钢铰刀铰削切削用量得：pa切削速度 mmin，进给量 =0.3mmr。4vf则 （r/min）2.1598401wsdvn由本工序采用 Z525 型立式钻床，取转速 =195rmin，故实际切削速度wn（mmin ）9.4105v3.6 时间定额的计算1基本时间 的计算jt(1)工序 10粗铣拨叉头两端面由于该工序包括两个工步，即两个工件同时加工，由面铣刀对称
29、铣平面、主偏角 =90，查表？r铣削基本时间计算得： mm， =13mm 。确定 mm， 1mm,315.021 eadl 2l12l2lmm；则该工序的基本时间52lmin=57.6s。96.012821ZMjflt(2)工序 20半精铣拨叉头左端面 A13同理，该工序的基本时间min = 48.6s81.042521ZMjflt(3)工序 9钻、粗铰、精铰 mm 孔81)钻孔工步 已知该工步 mm； mm； =20mm；则该工序的基本时间3.145cot2.71cot21 rDl2llmin=15.6s5.096.182fnltj2)粗铰工步 由 、 = (7.96mm - 7.8mm)2
30、=0.08mm，查表？铰孔切入切45r/dDpa出行程得： =0.37mm； =15mm； =20mm；则该工序的基本时间1l2llmin=54.7s91.074.05321fntj3)精铰工步 由 、 = (8mm - 7.96mm)2=0.02mm，查表？铰孔切入切出5r/dDpa行程得： =0.19mm； =13mm； =20mm，则该工序的基本时间1l2llmin=33.6s。56.0193.021fntj2辅助时间 的计算ft辅助时间 与基本时间 之间的关系为 =(0.150.2) ，取 =0.15 则各工序的辅助时间f jtatjtajt分别为：工序 10 的辅助时间： =0.15
31、57.6s=8.64s；ft工序 20 的辅助时间： =0.1548.6s=7.29s；f工序 90 钻孔工步的辅助时间： =0.1515.6s=2.34s； ft粗铰工步的辅助时间： =0.1554s=8.1s ；f精铰工步的辅助时间： =0.1533.6s=5.04s； ft3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14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 是作业时间的 27，休息与生理需要时间 是作bt xt业时间的 24，均取为 3，
32、则各工序的其他时间( + )可按关系式(3+3) ( + ) 计算，btx bt它们分别为：工序 10 的其他时间： + =6(57.6s+8.64s)=3.97s；btx工序 20 的其他时间： + =6(48.6s+7.29s)=3.35s；工序 90 钻孔工步的其他时间： + =6(15.6s+2.34s)：1.08s；btx粗铰工步的其他时间： + =6(54s+8.1s)=3.73s；精铰工步的其他时间： + =6(33.6s+5.04s)=2.32s；btx4单件时间 的计算djt各工序的单件时间分别为：工序 10 的单件时间： =57.6s+8.64s+3.97s=70.21s；
33、djt工序 20 的单件时间： =48.6s+7.29s+3.35s=59.24s；j工序 90 的单件时间 为三个工步单件时间的和，其中djt钻孔工步： =15.6s+2.34S+1.08s=19.02s；钻djt粗铰工步： =54s+8.1s+3.75s=65.83s；粗 铰j精铰工步： = 33.6s+5.04s+2.32s=40.96s；精 铰djt因此，工序 90 的单件时间 = + + =19.02s+65.83s+40.96s=125.81s。djt钻 粗 铰djt精 铰j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
34、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、90 三道工序的工序卡。15第 4 章 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 mm，孔的轴线对孔 mm 的轴线垂直度公差为 0.15mm，B 面的尺寸015.8021.3为 mm，表面粗糙度 Ra1.6m。18.042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
35、锁销孔 mm 工艺装备设计任务书。任务书按工艺规程提出定位015.8基面、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 mm，孔的轴线对孔 mm 的轴线垂直度公差为015.8021.30.15mm，距离 B 面的尺寸为 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18.04主要定位基准面，并选择 mm 孔轴线和工件叉口面为另两个定位基准面。2.03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
36、位端面接触，限制一个自由度，削边销与工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 (在夹具上标出定位销配合尺寸 )。对于工序尺寸6730fH 630fmm 而言，定位基准与工序基准重合，定位误差 (40) = 0；对于加工孔的垂直度公差要求，基18.04 dw准重合 ()=0；加工孔径尺寸 mm 由刀具直接保证， ( )=0。由上述分析可知，该定位方案dw88合理、可行。 16图 4.1 一面两销定位方案图 4.3 偏心螺旋压板夹紧机构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
37、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？
38、钻套高度和排屑间隙知，钻套高度 ，排屑空间 ，取d)5.32(Hdh）（ 5.170mm=24mm，排屑空间83dH=8mm。h174、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 ，用锁紧螺母固定。钻模板与夹具体用两个销钉、671kH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
39、。1、最大轮廓尺寸 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mm 的平均尺寸；其公差值取为零件相应尺寸 mm 的公差值的 1/3，偏差对称标注)。钻套中18.04 18.04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 0.03mm。
40、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。5、 标注关键件的配合尺寸如附图所示， 、 、 、 、 、78F630f75f61gH72r和 。678nH1k18附表 1 拨 叉 零 件 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 片产品型号 零件图号机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 片产品名称 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 时工序号工序名称 工 序 内 容车间工段设 备 工 艺 装 备准 单10 粗铣拨叉头两端面 粗铣拨叉头两端面 Ral2.5m、控尺寸 m
41、m035.178立式铣床 X51 端铣刀、游标卡尺、专用夹具 70.21s20 半精铣拨叉头左端面 半精铣拨叉头左端面 Ra3.2m、控尺寸 mm,. 立式铣床 X51 端铣刀、游标卡尺、专用夹具 59.24s30 扩、铰 30mm 孔粗、精扩、铰孔 mm、Ral.6m021.3立式钻床 Z525 扩孔钻、铰刀、卡尺、塞规40 校正拨叉脚 钳工台 手锤50 粗铣拨叉脚两端面 粗铣拨叉脚两端面 Ral2.5m、控尺寸 mm, 105.卧式双面铣床 三面刃铣刀、游标卡尺、专用夹具描 图 60 铣叉爪口内侧面 铣叉爪口内侧面 Ral2.5m、控尺寸 R48mm、 立式铣床 X51 铣刀、游标卡尺、专
42、用夹具70 粗铣操纵槽 粗铣操纵槽底面和内侧面 Ra6.3m、控槽宽 12mm 立式铣床 X51 槽铣刀、卡规、深度游标卡尺、专用夹具描 校 80 精铣拨叉脚两端面 精铣拨叉脚两端面 Ra6.3m 、控尺寸 mm042.5卧式双面铣床 三面刃铣刀、游标卡尺、专用夹具底图号90 钻、铰 8mm 孔 钻、倒角、粗铰、精铰孔 、Ral.6m01.8立式钻床 Z525 复合麻花钻、铰刀、内径千分尺 157.25s装订号设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期19拨 叉 零 件 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 片 （续）
43、 产品型号 零件图号机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 片产品名称 零件名称 拨叉 共 2 页 第 2 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 时工序号工序名称 工 序 内 容 车间 工段 设 备 工 艺 装 备准 单100 去毛刺 钳工台 平锉110 中检 塞规、百分表、卡尺等120 热处理 淬火机等130 校正拨叉脚 钳工台 手锤140 磨削拨叉脚两端面 精铣拨叉脚两端面 Ra3.2m 、控尺寸 mm、026.磨床 M7120A 砂轮、游标卡尺描 图 150 清洗 清洗机160终检终检 塞规、百分表、卡尺等描 校底图号装订号设计(日期)审
44、核(日期)标准化(日期)会签(日期)标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期20附表 2 工序 10 机械加工工序卡片产品型号 零件图号机 械 加 工 工 序 卡 片产品名称 零件名称 拨叉 共 16页第 1 页车间 工序号 工序名 材料牌号10 粗铣拨叉头两面 45 钢毛坯种类 毛坯外形尺寸 每坯可制件数 每台件数锻件 1 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数立式铣床 X51 2夹具编号 夹具名称 切削液专用夹具工序工时工位器具编号 工位器具名称准终 单件70.21 s工步工时描 图工步号工 步 内 容 工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min
45、进给量mm/r背吃刀量mm进给次数 机动 辅助描 校1 粗铣 A 面 Ral2.5m、控尺寸 mm054.2783端铣刀、游标卡尺、 专用夹具 160 40.2 0.8 1.5 1 28.8s 4.32s底图号2 粗铣 B 面 Ral2.5m、控尺寸 mm 035.1端铣刀、游标卡尺、 专用夹具 160 40.2 0.8 2 1 28.8s 4.32s装订号设计(日期)审核(日期)标准化(日期)会签(日期)标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期21附表 3 工序 20 机械加工工序卡片产品型号 零件图号机 械 加 工 工 序 卡 片产品名称 零件名称 拨叉 共
46、16页第 1 页车间 工序号 工序名 材料牌号20 半精铣拨叉头左面 45 钢毛坯种类 毛坯外形尺寸 每坯可制件数 每台件数锻件 1 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数立式铣床 X51 1夹具编号 夹具名称 切削液专用夹具工序工时工位器具编号 工位器具名称准终 单件59.24s工步工时描 图工步号工 步 内 容 工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数 机动 辅助描 校1 半精铣 A 面 Ra3.2m、控尺寸 mm 03.8端铣刀、游标卡尺、专用夹具 210 52.78 0.4 1 1 48.6s 7.29s底图号装订号设计(日期)审核(日
47、期)标准化(日期)会签(日期)标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期22附表 4 工序 90 机械加工工序卡片产品型号 零件图号机 械 加 工 工 序 卡 片产品名称 零件名称 拨叉 共 16页第 9 页车间 工序号 工序名 材料牌号90 钻、铰 8mm 孔 45 钢毛坯种类 毛坯外形尺寸 每坯可制件数 每台件数锻件 1 1设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数立式钻床 Z525 1夹具编号 夹具名称 切削液专用夹具工序工时工位器具编号 工位器具名称准终 单件157.25s工步工时描 图工步号工 步 内 容 工 艺 装 备主轴转速r/min切削速度m/min进给量mm/r背吃刀量mm进给次数 机动 辅助描 校1 钻孔 mm、倒角 C1、至 A 面15.08740mm、Ra12.5m复合钻头、游标卡尺 491 12.03 0.1 7.8 1 30.6s 4.95s2 粗铰 mm、 Ra3.2m058.96锥柄机用铰刀、内径千分尺 88 2.2 0.4 0.16 1 60s 9s底图号 3 精铰 、Ra1.6m1.锥柄机用铰刀、内径千分尺 172 4.
