撥叉工藝分析

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1、 1.1 撥叉C的作用 題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機構中，主要起換檔，使主軸回轉運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。 1.2 撥叉C的工藝分析 撥叉C是一個很重要的零件，因為其零件尺寸比較小，結構形狀較復雜，其加工內花鍵的精度要求較高，此外還有上端面要求加工，對精度要求也很高。其底槽側邊與花鍵孔中心軸有垂直度公差要求，上端面與花鍵孔軸線有平行度要求。因為其尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質量均影響機器或部件的裝配質量，進而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工是非常關鍵和重要的。 1.3 撥叉C的工藝要求 一個

2、好的結構不但要應該達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質量，同時使加工的勞動量最小。而設計和工藝是密切相關的，又是相輔相成的。設計者要考慮加工工藝問題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設計的要求。 圖1.1 撥叉C零件圖 其加工有四組加工：內花鍵孔；粗精銑上端面；粗精銑18H11底槽；鉆、鉸2-M8通孔，并攻絲。 （1）．以為主要加工面，拉內花鍵槽，槽數(shù)為6個，其粗糙度要求是底邊，側邊，內孔粗糙度。 （2）．另一組加工是粗精銑上端面，表面粗糙度要求為。 （3）．第三組為粗精銑18H11底槽，該槽的表面粗糙度要求是兩槽邊，槽底的表

3、面粗糙度要求是。 （4）鉆并攻絲2-M8。 1 / 27 1.4毛坯的選擇 撥叉C毛坯選擇金屬行澆鑄，因為生產率很高，所以可以免去每次造型。單邊余量一般在，結構細密，能承受較大的壓力，占用生產的面積較小。因其年產量是5000件，查《機械加工工藝手冊》表2.1-3，生產類型為中批量生產。 1. 工藝規(guī)程設計 2.1加工工藝過程 由以上分析可知。該撥叉零件的主要加工表面是平面、內花鍵和槽系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證內花鍵的加工精度容易。因此，對于撥叉C來說，加工過程中的主要問題是保證內花鍵的尺寸精度及位置精度，處理好內花鍵和平面之間的相互關系以及槽的各尺寸精度。 由

4、上工藝分析知，上端面與槽邊均與花鍵軸有位置度公差，所以，保證內花鍵高精度是本次設計的重點、難點。 2.2確定各表面加工方案 一個好的結構不但應該達到設計要求，而且要有好的機械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質量，同時是加工的勞動量最小。設計和工藝是密切相關的，又是相輔相成的。對于設計撥叉C的加工工藝來說，應選擇能夠滿足內花鍵加工精度要求的加工方法及設備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當考慮經濟因素。在滿足精度要求及生產率的條件下，應選擇價格較底的機床。 2.2.1在選擇各表面、內花鍵及槽的加工方法時，要綜合考慮以下因素 （1）．要考慮加工表

5、面的精度和表面質量要求，根據(jù)各加工表面的技術要求，選擇加工方法及分幾次加工。 （2）．根據(jù)生產類型選擇，在大批量生產中可專用的高效率的設備。在單件小批量生產中則常用通用設備和一般的加工方法。 （3）．考慮被加工材料的性質。 （4）．考慮工廠或車間的實際情況，同時也應考慮不斷改進現(xiàn)有加工方法和設備，推廣新技術，提高工藝水平。 （5）．此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。 選擇加工方法一般先按這個零件主要表面的技術要求選定最終加工方法。再選擇前面各工序的加工方法。 2.2.2 上端面的加工 查《機械加工工藝手冊》表2.1-12可以確定，上端

6、面的加工方案為：粗銑——精銑（），粗糙度為6.3~0.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較小。 2.2.3 孔的加工 （1） 加工內花鍵前的預制孔加工 查《機械加工工藝手冊》表2.3-47，由于預制孔的精度為H12，所以確定預制孔的加工方案為：一次鉆孔，由于在拉削過程中才能保證預制孔表面精度，所以，在加工內花鍵前預制孔的精度可適當降低。 （2） 內花鍵的加工 通過拉刀實現(xiàn)花鍵的加工，由于拉削的精度高，所以能滿足花鍵表面精度，同時也能保證預制孔表面精度。 （3）2-M8螺紋孔的加工 加工方案定為：鉆，攻絲。 2.3 確定定位基準 2.3.1 粗基準的選擇 選擇粗基準時，考

7、慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。 粗基準選擇應當滿足以下要求： （1）．粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。 （2）．選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增

8、加耐磨性。 （3）．應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 （4）．應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經初加工。 （5）．粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證撥叉C在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從撥叉C零件圖分析可知，選擇作為撥叉C加工粗基準。 2.3.2 精基準選擇的原則 （1）．基準重合原則。即盡可能選擇設計基準作為定

9、位基準。這樣可以避免定位基準與設計基準不重合而引起的基準不重合誤差。 （2）．基準統(tǒng)一原則，應盡可能選用統(tǒng)一的定位基準?；鶞实慕y(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準轉換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。 （3）．互為基準的原則。選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準反復加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準磨內孔，再以孔為基準磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。 自為基準原則。有些

10、精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準。例如：磨削機床導軌面時，是以導軌面找正定位的。此外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準的例子。 此外，還應選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設計簡單等。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證撥叉C在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。從撥叉C零件圖分析可知，它的內花鍵槽，適于作精基準使用。 選擇精基準的原則時，考慮的重點是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準。 2.4 工藝路線的擬訂 對于大批量生產的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準

11、。撥叉C的加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是：先加工預制孔，再加工花鍵槽，最后以花鍵槽定位粗、精加工撥叉上端面和底槽及M8螺紋孔。 后續(xù)工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。 2.4.1 工序的合理組合 確定加工方法以后，就按生產類型、零件的結構特點、技術要求和機床設備等具體生產條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則： （1）．工序分散原則 工序內容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備。簡單的機床工藝裝備。生產準備工作量少，產品更換容易。對工人的技術要求水平不高。但需要設備和工人數(shù)量多，生產面積大，工藝路線長，生產管理復雜。 （2）．工序集中原

12、則 工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數(shù)和生產面積，也簡化了生產管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產可采用高效率的專用機床，以提高生產率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調整維修費事，生產準備工作量大。 一般情況下，單件小批生產中，為簡化生產管理，多將工序適當集中。但由于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。結構簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產。 加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%—1.1%蘇打及0.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內

13、部雜質、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于。 2.4.2 工序的集中與分散 制訂工藝路線時，應考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。 （1）．工序集中的特點 工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數(shù)和生產面積，也簡化了生產管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設備少，大量生產可采用高效率的專用機床，以提高生產率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調整維修費事，生產準備工作量大。 （2）．工序分散的特點

14、 工序內容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備。簡單的機床工藝裝備。生產準備工作量少，產品更換容易。對工人的技術要求水平不高。但需要設備和工人數(shù)量多，生產面積大，工藝路線長，生產管理復雜。 工序集中與工序分散各有特點，必須根據(jù)生產類型。加工要求和工廠的具體情況進行綜合分析決定采用那一種原則。 一般情況下，單件小批生產中，為簡化生產管理，多將工序適當集中。但由于不采用專用設備，工序集中程序受到限制。結構簡單的專用機床和工夾具組織流水線生產。 由于近代計算機控制機床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點更為突出，即使在單件小批生產中仍可將工序集中而不致花費過多的生產準備工

15、作量，從而可取的良好的經濟效果。 2.4.3 加工階段的劃分 零件的加工質量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段： （1）．粗加工階段 粗加工的目的是切去絕大部分多余的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準，粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報廢或修補，以免浪費工時。 粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機床，選用大的切前用量，以提高生產率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產生的內應力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為IT11~IT12。粗糙度為Ra=80~100μm。 （2）．半精加工階段 半精

16、加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為IT9~IT10。表面粗糙度為Ra=10~1.25μm。 （3）．精加工階段 精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。 精加工應采用高精度的機床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般為IT6~IT7，表面粗糙度為 Ra10~1.25μm。 （4）．光整加工階段 對某些要求特別高的需進行光整加工，主要用于改善表面質量，對尺度精

17、度改善很少。一般不能糾正各表面相互位置誤差，其精度等級一般為IT5~IT6,表面粗糙度為Ra1.25~0.32μm。 此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。 但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。在實際生活中，對于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及運輸裝夾費事的重型零件往往不嚴格劃分階段，在滿足加工質量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質區(qū)分。例如工序的定位精基準面，在粗加工階段就要加工的很準確，而在

18、精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。 2.4.4 加工工藝路線方案的比較 在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術條件下，成批量生產可以考慮采用專用機床，以便提高生產率。但同時考慮到經濟效果，降低生產成本，擬訂兩個加工工藝路線方案。見下表： 表1.1加工工藝路線方案比較表 工序號 方案Ⅰ 方案Ⅱ 工序內容 定位基準 工序內容 定位基準 010 鉆預制孔 底面和側面 鉆預制孔 底面和側面 020 粗、精銑上端面 已加工預制孔和側面 拉內花鍵 25H7 已加工預制孔和側面 030 粗、精銑18H11底槽 已加工預制孔和側面 粗、精銑18H

19、11底槽 內花鍵和側面 040 鉆2-M8通孔，攻絲 已加工預制孔和側面 粗、精銑上端面 內花鍵和側面 050 拉內花鍵 25H7 已加工預制孔和側面 鉆2-M8通孔，攻絲 內花鍵和側面 060 去毛刺，清洗 去毛刺，清洗 070 檢驗 檢驗 加工工藝路線方案的論證： 方案Ⅰ、Ⅱ主要區(qū)別在于在加工上端面及以下工序時，所選定位基準不同，方案Ⅰ選用預制孔為主要定位基準，方案Ⅱ選用花鍵作主要定位基準，很顯然選用內花鍵做定位基準更符合設計要求，因為其表面精度更高，且和某些需加工面有位置精度要求。 由以上分析：方案Ⅱ為合理、經濟的加工工藝路線方

20、案。具體的工藝過程如下表： 表1.2加工工藝過程表 工序號 工 種 工作內容 說 明 010 鑄造 金屬型澆鑄 鑄件毛坯尺寸： 長： 寬： 高： 預制孔、底槽不鑄出 020 熱處理 退火 030 鉆 鉆預制孔 專用夾具裝夾；輕型圓柱立式鉆床 040 拉 拉內花鍵 專用夾具裝夾； 臥式拉床（L6120） 050 銑 銑底槽18H11，深35mm 專用夾具裝夾； 臥式銑床（） 060 銑 粗、精銑上端面 專用夾具裝夾； 臥式銑床（） 070 鉆、鉸、攻絲 鉆通孔6.7mm 攻M8螺紋 專用夾具裝夾； 搖臂

21、鉆床 組合攻絲機 080 去毛刺 清洗 090 檢驗 入庫 2.5 撥叉C的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 撥叉C的制造采用的是金屬型澆鑄，其材料是HT200，生產類型為中批量生產，采用鑄造毛坯。 2.5.1 毛坯的結構工藝要求 （1）．撥叉C為鑄造件，對毛坯的結構工藝有一定要求： ①、鑄件的壁厚應合適、均勻，不得有突然變化。 ②、鑄造圓角要適當，的得有尖棱、尖角。 ③、鑄件的結構要盡量簡化，并要有合理的起模斜度，以減少分型面、芯子。并便于起模。 ④、加強肋的厚度和分布要合理，以免冷卻時鑄件變形或產生裂紋。 ⑤、鑄件的選材要合理，應有較

22、好的可鑄性。 （2）．設計毛坯形狀、尺寸還應考慮到： ①、各加工面的幾何形狀應盡量簡單。 ②、工藝基準以設計基準相一致。 ③、便于裝夾、加工和檢查。 ④、結構要統(tǒng)一，盡量使用普通設備和標準刀具進行加工。 在確定毛坯時，要考慮經濟性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類 形狀及尺寸確定后，必要時可據(jù)此繪出毛坯圖。 2.5.2 撥叉C的偏差計算 （1）．預制孔及花鍵孔的偏

23、差及加工余量計算 加工預制孔時，由于鑄造是沒鑄出，且為一次鉆出，通過拉削后保證花鍵尺寸，預制孔尺寸，查《機械加工工藝手冊》表2.3-54，得花鍵拉削余量為0.7~0.8mm，取0.8mm，即預制孔加工到，一次拉削到設計要求，查《機械加工工藝手冊》表1.12-11，得花鍵偏差為 （2）．撥叉上端面的偏差及加工余量計算 根據(jù)工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如下： 粗銑：參照《機械加工工藝手冊第1卷》表3.2-23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2-27粗銑平面時厚度偏差取。 精銑：參照《機械加工工藝手冊》表2.3-59，其余量值規(guī)定為。 鑄造毛坯的基本尺寸為根據(jù)《

24、機械加工工藝手冊》表2.3-11,鑄件尺寸公差等級選用CT7，再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差為 毛坯的名義尺寸為： 毛坯最小尺寸為： 毛坯最大尺寸為： 粗銑后最大尺寸為： 粗銑后最小尺寸為： 精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，即保證尺寸72mm，表面與花鍵軸的平行度公差為0.1mm。 （3）．18H11（）槽偏差及加工余量： 鑄造時槽沒鑄出，參照《機械加工工藝師手冊》表21-5，得粗銑其槽邊雙邊機加工余量2Z=2.0mm，槽深機加工余量為2.0mm，再由參照參考文獻[1]表21-5的刀具選擇可得其極限偏差：粗加工為，精加工為。 粗銑兩邊工序尺寸為：； 粗銑后毛坯最大尺寸為

25、：； 粗銑后毛坯最小尺寸為：16+0=16mm； 粗銑槽底工序尺寸為：33mm； 精銑兩邊工序尺寸為：，已達到其加工要求：。 （4）、2-M8螺紋偏差及加工余量： 參照《機械加工工藝手冊》表2.2-2，2.2-25,2.3-13和《互換性與技術測量》表1-8，可以查得： 鉆孔的精度等級：，表面粗糙度，尺寸偏差是 查《機械加工工藝手冊》表2.3-47，表2.3-48，表2.3-71。確定工序尺寸及加工余量為： 加工該組孔的工藝是：鉆——攻絲 鉆孔： 攻絲：攻2-M8螺紋孔。 2.6 確定切削用量及基本工時（機動時間） 工序1：鉆預制孔 機床：輕型圓柱立式鉆床

26、 刀具：查《實用機械加工工藝手冊》表10-175，選高速鋼直柄麻花鉆，鉆預制孔到21.2mm，所以。 進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-38，取 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-41，取 機床主軸轉速，有： ， 按照《機械加工工藝手冊》表3.1-36，取 所以實際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 工序2．拉內花鍵 機床：臥式拉床L6120。 刀具：查《復雜刀具設計手冊》表1.3-1，選擇拉刀類型為矩形花鍵拉刀第三型號，該刀具特點：拉削

27、長度大于30mm，同時加工齒數(shù)不小于5。材料：W18Cr4V做拉刀材料，柄部采用40Cr材料（具體刀具設計見拉刀設計）。 拉削過程中，刀具進給方向和拉削方向一致，拉刀各齒齒升量詳見拉刀設計，拉削的進給量即為單面的齒升量。查《機械加工工藝手冊》表2.4-118和2.4-119，確定拉削速度=0.116~0.08，取。 拉削工件長度：； 拉刀長度：（見拉刀設計）； 拉刀切出長度=5~10mm，取。 走刀次數(shù)一次。 根據(jù)以上數(shù)據(jù)代入公式（計算公式由《機械加工工藝手冊》表2.5-20獲得），得機動時間 工序3．粗、精銑18H11底槽 機床：立式升降臺銑床（） 刀具：根據(jù)《實用機械

28、加工工藝師手冊》表21-5選用高速鋼鑲齒三面刃銑刀。外徑160mm，內徑40mm，刀寬粗銑16mm，精銑18mm，齒數(shù)為24齒。 （1）、粗銑16槽 銑削深度： 每齒進給量：查《機械加工工藝手冊》表2.4-75，得，取。 銑削速度：查《機械加工工藝師手冊》表30-33，得 機床主軸轉速： 查《機械加工工藝手冊》表3.1-74取 實際切削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： =81mm 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)1次 機動時間： 2

29、．精銑18槽 切削深度： 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表查得：進給量,查《機械加工工藝手冊》表2.4-82得切削速度， 機床主軸轉速： ， 查《機械加工工藝手冊》表3.1-74取 實際切削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： =81mm 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 本工序機動時間 工序4：粗、精銑上端面 機床：立式升降臺銑床 刀具：根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》表10-231，選用高速鋼錯齒三面刃銑刀，規(guī)格為：，齒

30、數(shù)為12齒。 （1）、粗銑上端面 銑削深度： 每齒進給量：查《機械加工工藝手冊》表2.4-75，，取。 銑削速度：查《實用機械加工工藝師手冊》表11-94，得，取 機床主軸轉速： 查《機械加工工藝手冊》表3.1-74取 實際切削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： =82mm 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 2．精銑上端面 切削深度： 根據(jù)《實用機械加工工藝師冊》表11-91查得：每齒進給量,取，根據(jù)《實

31、用機械加工工藝師冊》表11-94 查得切削速度 機床主軸轉速： ， 按照《機械加工工藝手冊》表3.1-74取 實際切削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： =81mm 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 本工序機動時間 工序5：鉆孔并攻絲 機床：搖臂鉆床 刀具：根據(jù)參照《機械加工工藝手冊》表4.3-9硬質合金錐柄麻花鉆頭。 1．鉆孔 鉆孔前鑄件為實心，根據(jù)上文所的加工余量先鉆孔到再攻絲，所以。 鉆削深度： 進給量：根據(jù)

32、《機械加工工藝手冊》表2.4-38，取 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-41，取 機床主軸轉速，有： ， 按照《機械加工工藝手冊》表3.1-31取 所以實際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1，鉆孔數(shù)為2個 機動時間： 2．攻2-M8螺紋通孔 刀具：釩鋼機動絲錐 進給量：查《機械加工工藝手冊》表1.8-1得所加工螺紋孔螺距,因此進給量 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-105，取 機床主軸轉速：，取 絲錐回轉轉速：取 實際切削速度：

33、被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度：，加工數(shù)為2 機動時間： 本工序機動時間：。 2.7 時間定額計算及生產安排 根據(jù)設計任務要求，該撥叉C的年產量為5000件。一年以240個工作日計算，每天的產量應不低于21件。設每天的產量為21件。再以每天8小時工作時間計算，則每個工件的生產時間應不大于22.8min。 參照《機械加工工藝手冊》表2.5-2，機械加工單件（生產類型：中批以上）時間定額的計算公式為： （大量生產時） 因此在大批量生產時單件時間定額計算公式為：

34、 其中： —單件時間定額 —基本時間（機動時間） —輔助時間。用于某工序加工每個工件時都要進行的各種輔助動作所消耗的時間，包括裝卸工件時間和有關工步輔助時間 —布置工作地、休息和生理需要時間占操作時間的百分比值 2.7.1 鉆預制孔 加工機動時間： 輔助時間：參照《機械加工工藝手冊》表2.5-41，取工步輔助時間為。由于在生產線上裝卸工件時間很短，并查《機械加工工藝手冊》表2.5-42，取裝卸工件時間為。則 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.5-43， 單件時間定額有： ＜22.8min 因此應布置一機床即可以完成

35、此此工序的加工，達到生產要求。 2.7.2 拉25H7內花鍵 機動時間： 輔助時間：參照參考文獻[3]表2.5-66，取工步輔助時間為。查《機械加工工藝手冊》表2.5-67取裝卸工件時間為。則 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.5-68得 單間時間定額有： ＜22.8min 因此應布置一臺機床即可完成本工序的加工，達到生產要求 2.7.3 粗、精銑18H11底槽 （1）、粗銑16槽 機動時間： 輔助時間：參照《機械加工工藝手冊》表2.5-45，取工步輔助時間為。查《機械加工工藝手冊》表2.5-46取裝卸工件時間為，單件加工時已包括布置、休息時間，由于此次工序中裝夾了兩

36、個加工件，應乘以多件裝夾系數(shù)，查該表注釋得兩件裝夾系數(shù)為0.6，因此裝卸工件時間min，則 。 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.5-48， 單間時間定額有： ＜22.8min 因此應布置一臺機床即可以完成本工序的加工，達到生產要求。 （2）、精銑18H11槽 機動時間： 輔助時間：參照《機械加工工藝手冊》表2.5-45，取工步輔助時間為。查《機械加工工藝手冊》表2.5-46取裝卸工件時間為，單件加工時已包括布置、休息時間，由于此次工序中裝夾了兩個加工件，應乘以多件裝夾系數(shù)，查該表注釋得兩件裝夾系數(shù)為0.6，因此裝卸工件時間min，則 。 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.5-

37、48， 單間時間定額有： ＜22.8min 因此應布置一臺機床即可以完成本工序的加工，達到生產要求。 2.7.4 粗、精銑上端面 加工機動時間： 輔助時間：參照《機械加工工藝手冊》表2.5-45，取工步輔助時間為。查《機械加工工藝手冊》表2.5-46取裝卸工件時間為。則： ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.5-48， 單間時間定額有： ＜22.8min 因此應布置一臺機床即可以完成此道工序的加工，達到生產要求。 5．鉆、攻2-M8螺紋孔 （1）、鉆6.7mm孔 機動時間： 輔助時間：參照《機械加工工藝手冊》表2.5-41，取工步輔助時間為。查《機械加工工

38、藝手冊》表2.5-42取裝卸工件時間為。則： ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.5-43， 單間時間定額有： ＜22.8min 因此應布置一臺機床即可完成本工序的加工，達到生產要求 （2）、攻2-M8螺紋孔 機動時間： 輔助時間：參照《機械加工工藝手冊》表2.5-41，取工步輔助時間為。查《機械加工工藝手冊》表2.5-42取裝卸工件時間為。則： ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.5-43， 單間時間定額有： ＜22.8min 因此應布置一臺機床即可完成本工序的加工，達到生產要求 3． 專用夾具設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度。在加工撥叉C零件

39、時，需要設計專用夾具。 根據(jù)任務要求中的設計內容，需要設計加工底槽夾具及鉆、攻絲2-M8螺紋孔夾具各一套。其中加工底槽的夾具將用于臥式鏜床，刀具采用三面刃銑刀，而加工上端面上的兩螺紋孔的刀具分別為麻花鉆、絲錐，機床采用搖臂鉆床，另一任務要求為拉25H7花鍵孔的拉刀設計，詳見拉刀設計說明書。 3.1 銑槽夾具設計 3.1.1 研究原始質料 利用本夾具主要用來粗、精銑底槽，該底槽側面對花鍵孔的中心線要滿足尺寸要求以及垂直度要求。在粗銑此底槽時，其他都是未加工表面。為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產率和降低勞動強度。 3.1.2 定位基準的選擇 由零件圖

40、可知：粗銑平面對花鍵孔的中心線有尺寸要求及垂直度要求，其設計基準為花鍵孔的中心線。為了使定位誤差達到要求的范圍之內，在此選用特制心軸找中心線，這種定位在結構上簡單易操作。 采用心軸定心平面定位的方式，保證底槽加工的技術要求。同時，應加一圓柱銷固定好心軸，防止心軸帶動工件在X方向上的旋轉自由度。 3.1.3夾具方案的設計選擇 3.1.4 切削力及夾緊分析計算 刀具材料：（高速鋼鑲齒三面刃銑刀） 刀具有關幾何參數(shù)： 由《機床夾具設計手冊》表1-2-9 可得銑削切削力的計算公式： 式（

41、2.1） 查《機床夾具設計手冊》表得： 對于灰鑄鐵： 式（2.2） 取 ， 即 所以 由《金屬切削刀具》表1-2可得： 垂直切削力 ：（對稱銑削） 式（2.3） 背向力： 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即： 式（2.4） 安全系數(shù)K可按下式計

42、算： 式（2.5） 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見《機床夾具設計手冊》表可得： 所以 式（2.6） 式（2.7） 式（2.8） 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。 單個螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算： 式（2.9） 式中參數(shù)由《機床夾具設計

43、手冊》可查得： 其中： 螺旋夾緊力： 易得： 經過比較實際夾緊力遠遠大于要求的夾緊力，因此采用該夾緊機構工作是可靠的。 3.1.5 誤差分析與計算 該夾具以平面定位心軸定心，心軸定心元件中心線與底槽側面規(guī)定的垂直度偏差0.08mm，槽的公差為mm。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。 與機床夾具有關的加工誤差，一般可用下式表示： 式（2.10） 由《機床夾具設計手冊》可得： ⑴、平面定位心軸定心的定位誤差 ： ⑵、夾緊誤差 ：

44、 式（2.11） 其中接觸變形位移值： 式（2.12） ⑶、磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷、夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 3.1.6 夾具設計及操作的簡要說明 如前所述，應該注意提高生產率，但該夾具設計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費時費力。由于該工件體積小，工件材料易切削，切削力不大等特點。經過方案的認真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機構）。這類夾緊機構結構簡單、夾緊可靠、通用性大，在機床夾具中很廣泛的應用。 此外，當夾具有制造誤差，

45、工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，心軸采用可換的。以便隨時根據(jù)情況進行調整。 3.2 鉆、攻2—M8螺紋孔夾具設計 3.2.1 研究原始質料 利用本夾具主要用來鉆兩個6.7mm孔并攻M8螺紋。加工時應保證螺紋孔與側面的位置距離及螺紋孔中心線與錐孔中心線距離。為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產率和降低勞動強度。 3.2.2 定位基準的選擇 由零件圖可知：兩螺紋孔與側面有位置要求，在對螺紋孔進行加工前，花鍵孔已進行了拉削加工。因此，選底側面定位，花鍵內圓孔定心限制了除在X軸的旋轉自由度以外的所有自由度，從而來滿足螺

46、紋孔與端面的位置要求。 3.2.3 切削力及夾緊力的計算 鏜刀材料：（硬質合金鏜刀） 刀具的幾何參數(shù)： 由參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》查表可得： 圓周切削分力公式： 式（2.13） 式中 式（2.14） 查表得： 取 由表可得參數(shù)： 即： 同理：徑向切削分力公式 ： 式（2.15） 式中參數(shù)： 即： 軸向切削分力公式 ：

47、 式（2.16） 式中參數(shù)： 即： 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值。即： 安全系數(shù)K可按下式計算，由式（2.5）有：： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見《機床夾具設計手冊》表可得： 所以，由式（2.6）有： 由式（2.7）有： 由式（2.8）有： 螺旋夾緊時產生的夾緊力按以下公式計算，由式（2.9）有： 式中參數(shù)由參考文獻[16]《機床夾具設計手冊》可

48、查得： 其中： 螺旋夾緊力： 該夾具采用螺旋夾緊機構，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件。受力簡圖如下： 圖2.1 弧形壓塊受力簡圖 由表得：原動力計算公式 即： 式（2.15） 由上述計算易得： 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。 3.2.4 誤差分析與計算 該夾具以兩個平面定位，要求保證孔軸線與左側面間的尺寸公差以及孔軸線與底平面的平行度公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。 孔軸線與左側面為線性尺寸一般公差。根據(jù)國家標準的

49、規(guī)定，由參考文獻[15]《互換性與技術測量》表可知： 取（中等級）即 ：尺寸偏差為 由[16]《機床夾具設計手冊》可得： 1 、定位誤差（兩個垂直平面定位）：當時；側面定位支承釘離底平面距離為，側面高度為；且滿足；則： 2 、夾緊誤差 ，由式（2.11）有：： 其中接觸變形位移值： 式（2.16） ⑶、磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷、夾具相對刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 3.3鉆頂面四孔夾具設計 3.3.1 研究原始質料 利用本夾具主要用來鉆、鉸加工頂面的四孔

50、，其中包括鉆頂面四孔（其中包括鉆孔和擴孔 ，鉸孔，以及锪孔，）。加工時除了要滿足粗糙度要求外，還應滿足孔軸線對底平面的平行度公差要求。為了保證技術要求，最關鍵是找到定位基準。同時，應考慮如何提高勞動生產率和降低勞動強度。 3.3.2 定位基準的選擇 由零件圖可知：頂面四孔的軸線與左側面和后側面的尺寸要求要求，在對孔進行加工前，底平面進行了銑加工，后側面也是一直都不加工的側面，因此，選后側面和做側面面為定位精基準（設計基準）來滿足撥叉C頂面四孔加工的尺寸要求。 由零件圖可以知道，圖中對孔的的加工沒有位置公差要求，所以我們選擇左側面和后側面為定位基準來設計鉆模，從而滿足孔軸線和兩個

51、側面的尺寸要求。工件定位用底面和兩個側面來限制5個自由度。 3.3.3 切削力及夾緊力的計算 由資料《機床夾具設計手冊》查表可得： 切削力公式： 式（2.17） 式中 查表得： 即： 實際所需夾緊力：由《機床夾具設計手冊》表得： 安全系數(shù)K可按下式計算，由式（2.5）有： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見《機床夾具設計手冊》表 可得： 所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結構簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機構。 取，， 螺旋夾緊時產生的夾緊力，

52、由式（2.9）有：： 式中參數(shù)由《機床夾具設計手冊》可查得： 其中： 由《機床夾具設計手冊》表得：原動力計算公式： 由上述計算易得： 因此采用該夾緊機構工作是可靠的。 3.3.4 誤差分析與計算 該夾具以底面、側面和頂面為定位基準，要求保證孔軸線與左側面間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。 孔與左側面為線性尺寸一般公差。根據(jù)國家標準的規(guī)定，由參考文獻《互換性與技術測量》表可知： ?。ㄖ械燃墸┘?：尺寸偏差為、 由《機床夾具設計手冊》可得： ⑴、定位誤差：定位尺寸公差，在加工尺寸方向上的投影，這里的方向與加工方向一致。即：故 ⑵、夾緊安裝誤差，對工序尺寸的影響均小。即： ⑶、磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷、夾具相對刀具位置誤差：鉆套孔之間的距離公差，按工件相應尺寸公差的五分之一取。即 誤差總和： 從以上的分析可見，所設計的夾具能滿足零件的加工精度要求。 溫馨提示：最好仔細閱讀后才下載使用，萬分感謝！