撥叉零件的加工工藝規(guī)程編制及專用夾具設計【鉆圓周面上孔】

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武漢職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計論文 論文題目：撥叉零件的加工工藝規(guī)程編制及 專用夾具設計 班 級： 專 業(yè)： 學生姓名： 指導教師： 日 期: I 摘 要 機械制造工藝及設備畢業(yè)設計是我們完成本專業(yè)教學計劃的最后一個極為重 要的實踐性教學環(huán)節(jié)，是使我們綜合運用所學過的基本課程，基本知識與基本技 能去解決專業(yè)范圍內(nèi)的工程技術問題而進行的一次基本訓練 。 我們在完成畢業(yè)設計的同時，也培養(yǎng)了我們正確使用技術資料，國家標準， 有關手冊，圖冊等工具書，進行設計計算，數(shù)據(jù)處理，編寫技術文件等方面的工 作能力，也為我們以后的工作打下堅實的基礎，所以我們要認真對待這次綜合能 力運用的機會！ 此次設計是對撥叉零件的加工工藝和夾具設計，其零件為鑄件，具有體積小， 零件復雜的特點，由于面比孔易加工，在制定工藝規(guī)程時，就先加工面，再以面 為基準來加工其它，其中各工序夾具都采用專用夾具，特別的對于加工大頭孔、 槽和鉆小頭孔斜面小孔的工序中，選一面兩銷的定位方式，并以操作簡單的手動 夾緊方式夾緊，其機構設計簡單，方便且能滿足要求。 關鍵詞 撥叉，加工工藝，專用夾具，設計 II ABSTRACT Machinery manufacturing technology and equipment of graduation design is we complete the teaching plan finally a very important link of practice teaching is to make our comprehensive use of the learned basic courses, basic knowledge and basic skills to solve within the scope of professional engineering and technical problems and a basic training. We in the completion of the graduation design at the same time, but also cultivate the we make a proper use of information technology, national standards, the manual, an album of paintings and other tools, design and calculation, data processing, write technical documents such as the ability to work, but also for our future work to lay a solid foundation, so we have to seriously the comprehensive ability to apply the opportunity! This design is to dials forks the components the processing craft and the jig design, its components are the forging, has the volume to be small, components complex characteristic,Because the surface is easier than the hole to process, when formulation technological process, first the machined surface, then processes other take the surface as the datum,In which various working procedures jig all uses the unit clamp, special regarding processes the big end of hole, the trough and drills the capitellum hole incline eyelet in the working procedure, Chooses locate mode which two sells at the same time, and operates the simple manual clamp way clamp, its organization design is simple, the convenience also can satisfy the request. Key words： Dials the fork, the processing craft, unit clamp, design 1 目 錄 摘 要 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????I ABSTRACT??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 1 緒 論 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 2 撥叉的分析 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 2.1 撥叉的工藝分析 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 2.2 撥叉的工藝要求 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 3 工藝規(guī)程設計 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 3.1 加工工藝過程 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 3.2 確定各表面加工方案 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 3.2.1 影響加工方法的因素 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 3.2.2 加工方案的選擇 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8 3.3 確定定位基準 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8 3.2.1 粗基準的選擇 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8 3.2.1 精基準選擇的原則 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????9 3.4 工藝路線的擬訂 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????9 3.4.1 工序的合理組合 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????10 3.4.2 工序的集中與分散 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????10 3.4.3 加工階段的劃分 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11 3.4.4 加工工藝路線方案的比較 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????12 3.5 撥叉的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ???????????????????????????????????????????????????12 3.5.1 毛坯的結構工藝要求 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????12 3.5.2 撥叉的偏差計算 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????13 3.6 確定切削用量及基本工時（機動時間） ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????14 3.7 時間定額計算及生產(chǎn)安排 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????20 4 鉆孔夾具設計 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????23 4．1 研究原始質(zhì)料 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????23 4．2 定位基準的選擇 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????23 4．3 切削力及夾緊力的計算 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????23 2 4．4 誤差分析與計算 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????24 4.5 零、部件的設計與選用 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????25 4.5.1 定位銷選用 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????25 4.5.2 夾緊裝置的選用 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????26 4.5.3 鉆套、襯套、鉆板設計與選用 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????26 4．6 夾具設計及操作的簡要說明 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????27 結 論 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????28 參考文獻 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????29 致 謝 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????30 1 1 緒 論 機械設計制造及其夾具設計是我們?nèi)跁炌?3 年所學的知識，將理論與實 踐相結合，對專業(yè)知識的綜合運用訓練，為我們即將走向自己的工作崗位打下 良好的基礎。 機械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機械加工工藝過程和操作方法，是指導生 產(chǎn)的重要的技術性文件。它直接關系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng) 濟效益，生產(chǎn)規(guī)的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段 都要通過機械加工工藝來體現(xiàn)，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的質(zhì) 量的重要保證的重要依據(jù)。在編制工藝時須保證其合理性、科學性、完善性。 而機床夾具是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時提高生產(chǎn)的效率、改善工人的勞 動強度、降低生產(chǎn)成本而在機床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件 相對于機床或刀具有個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。它們 的研究對機械工業(yè)有著很重要的意義，因此在大批量生產(chǎn)中，常采用專用夾具。 5 2 撥叉的分析 2.1 撥叉的工藝分析 撥叉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，但 其加工孔和底面的精度要求較高，此外還有小頭孔端要求加工，對精度要求也 很高。撥叉的底面、大頭孔上平面和小頭孔粗糙度要求都是 ，所以都要6.1Ra 求精加工。其小頭孔與底平面有垂直度的公差要求，撥叉底面與大頭孔上平面 有平行度公差要求，所要加工的槽，在其槽邊有平行度公差和對稱度公差要求 等。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(zhì)量 均影響機器或部件的裝配質(zhì)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。 2.2 撥叉的工藝要求 一個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(zhì)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。 6 圖 2.1 撥叉零件圖 該加工有七個加工表面：平面加工包括撥叉底面、大頭孔上平面；孔系加 工；小頭孔端的槽加工。 ⑴ 以平面為主有：① 撥叉底面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是 ；6.1?Ra ② 大頭孔端面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是 。. ⑵ 孔系加工有： ②小頭孔鉆、擴和鉸加工，其表面粗糙度要求 ③ 小孔鉆加工，小孔表面粗糙度要求 。6? 12.5Ra? ⑶ 小頭孔端槽的加工，該槽的表面粗糙度要求是兩槽邊 ，而槽底6 的表面粗糙度要求是 。3.?Ra ⑷ 最后為大頭孔的銑斷加工，要求斷口粗糙度 。3. 撥叉毛坯的，因為生產(chǎn)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(chǎn)的面積較小。因其年產(chǎn)量是1~3m 5000 件，由[3] 表 2.1～3 可知是中批量生產(chǎn)。 上面主要是對撥叉零件的結構、加工精度和主要加工表面進行了分析，選 7 擇了其毛坯的的制造方法為鍛和中批的批量生產(chǎn)方式，從而為工藝規(guī)程設計提 供了必要的準備。 3 工藝規(guī)程設計 3.1 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、孔系和槽系。一般 來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于撥叉來 說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面 之間的相互關系以及槽的各尺寸精度。 由上面的一些技術條件分析得知：撥叉的尺寸精度，形狀精度以及位置關 系精度要求都不是很高，這樣對加工要求也就不是很高。 3.2 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(zhì)量，同時使加工的勞 動量最小。設計和工藝是密切相關的，又是相輔相成的。對于我們設計撥叉的 加工工藝來說，應選擇能夠滿足平面孔系和槽加工精度要求的加工方法及設備。 8 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(jīng)濟因素。在滿足 精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應選擇價格較底的機床。 3.2.1 影響加工方法的因素 ⑴ 要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)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。 ⑵ 根據(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設備。在單件小 批量生產(chǎn)中則常用通用設備和一般的加工方法。如、柴油機連桿小頭孔的加工， 在小批量生產(chǎn)時，采用鉆、擴、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時采用拉削加工。 ⑶ 要考慮被加工材料的性質(zhì)，例如：淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有 色金屬由于磨削時容易堵塞砂輪，一般都采用精細車削，高速精銑等。 ⑷ 要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。 ⑸ 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來選定最終加工方法。 再選擇前面各工序的加工方法，如加工某一軸的主要外圓面，要求公差為 IT6，表面粗糙度為 Ra0.63μm，并要求淬硬時，其最終工序選用精度，前面準 備工序可為粗車——半精車——淬火——粗磨。 3.2.2 加工方案的選擇 ⑴ 由參考文獻[3]表 2.1～12 可以確定，平面的加工方案為：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79IT:aR 以較小。 ⑵ 由參考文獻[3]表 2.1～11 確定， 孔的表面粗糙度要求為 6.3，則選4? 擇孔的加方案序為：粗鏜——精鏜。 ⑶ 小頭孔加工方法： 加零件毛坯不能直接出孔，只能鍛出一個小坑，以便在以后加工時找正其 中心，但其表面粗糙度的要求為 ，所以選擇加工的方法是鉆——擴—6.1?Ra —鉸。 ⑷孔加工方法： 因為孔的表面粗糙度的要求都不高，是 ，所以我們采用一次鉆孔2.5 的加工方法。 ⑸ 小頭端面槽的加工方法是： 因槽兩側(cè)面表面粗糙度的要求較高，為 ，所以我們采用粗銑——6.1?Ra 9 精銑。 3.3 確定定位基準 3.2.1 粗基準的選擇 選擇粗基準時，考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： ⑴ 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。 ⑵ 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，以增加耐磨性。 ⑶ 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。 ⑷ 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(jīng)初加工。 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。從撥叉零件圖分析可知，主要是選 擇加工撥叉底面的裝夾定位面為其加工粗基準。 3.2.1 精基準選擇的原則 ⑴ 基準重合原則。即盡可能選擇設計基準作為定位基準。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。 ⑵ 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(zhuǎn)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。 ⑶ 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(nèi)孔，再以孔為基準 磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。 10 自為基準原則，有些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。從撥叉零件圖分析可知，它的底平 面與 小頭孔，適于作精基準使用。但用一個平面和一個孔定位限制工件209H? 自由度不夠，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中 基本上都采用統(tǒng)一的基準定位的要求。至于兩側(cè)面，因為是非加工表面，所以 也可以用 的孔為加工基準。4 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。 3.4 工藝路線的擬訂 對于中批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。撥叉的加工的 第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔和面定位粗、精加工撥 叉底面大頭孔上平面。 后續(xù)工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。 3.4.1 工序的合理組合 確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結構特點、技術要求和機床設 備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則： ⑴ 工序分散原則 工序內(nèi)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(chǎn)準備工作量少，產(chǎn)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(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復雜。 ⑵ 工序集中原則 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(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)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(chǎn)可采用高效率的專用機床， 以提高生產(chǎn)率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費 事，生產(chǎn)準備工作量大。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)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 11 組織流水線生產(chǎn)。 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%809c?: 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(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于 。mg2 3.4.2 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。 ⑴ 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(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)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(chǎn)可采用高效率的專用機床， 以提高生產(chǎn)率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費 事，生產(chǎn)準備工作量大。 ⑵ 工序分散的特點 工序內(nèi)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(chǎn)準備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術水平要求不 高。但需要設備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復雜。 工序集中與工序分散各有特點，必須根據(jù)生產(chǎn)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(chǎn)中，為簡化生產(chǎn)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(chǎn)。 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(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費過多的生產(chǎn)準備工作量， 從而可取的良好的經(jīng)濟效果。 3.4.3 加工階段的劃分 零件的加工質(zhì)量要求較高時，常把整個加工過程劃分為幾個階段： ⑴ 粗加工階段 粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，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(chǎn)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(chǎn)生 12 的內(nèi)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 Ra80～100μm。 ⑵ 半精加工階段 半精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 Ra10～1.25μm。 ⑶ 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。 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(zhì) 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(zhì)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(zhì)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，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。 3.4.4 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(chǎn) 可以考慮采用專用機床，以便提高生產(chǎn)率。但同時考慮到經(jīng)濟效果，降低生產(chǎn) 成本，擬訂兩個加工工藝路線方案。見下表： 鑄造時效處理 粗銑大端面 1 精銑大端面 1 粗銑大端面 1 精銑大端面 2 鉆、擴、鉸?20 孔 插鍵槽 粗銑 18 槽 精銑 18 槽 鉆、鉸?9 孔 13 鉆、鉸?3 孔 由以上分析：方案為合理、經(jīng)濟的加工工藝路線方案。具體的工藝過程如下表： 鑄造時效處理 粗銑大端面 1 精銑大端面 1 粗銑大端面 1 精銑大端面 2 鉆、擴、鉸?20 孔 插鍵槽 粗銑 18 槽 精銑 18 槽 鉆、鉸?9 孔 鉆、鉸?3 孔 3.5 撥叉的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 撥叉的鑄件采用的是 HT200，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，采用鑄件毛坯。 3.5.1 毛坯的結構工藝要求 撥叉為鑄件件，對毛坯的結構工藝性有一定要求： ⑴ 由于鑄件尺寸精度較高和表面粗糙度值低，因此零件上只有與其它機件 配合的表面才需要進行機械加工，其表面均應設計為非加工表面。 ⑵ 為了使金屬容易充滿膛和減少工序，鑄件外形應力求簡單、平直的對稱， 盡量避免鑄件截面間差別過大，或具有薄壁、高筋、高臺等結構。 ⑶ 鑄件的結構中應避免深孔或多孔結構。 ⑷ 鑄件的整體結構應力求簡單。 ⑸ 工藝基準以設計基準相一致。 ⑹ 便于裝夾、加工和檢查。 ⑺ 結構要素統(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(jīng)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 14 坯的種類 形狀及尺寸確定后，必要時可據(jù)此繪出毛坯圖。 3.5.2 撥叉的偏差計算 ⑴ 撥叉底平面和大頭孔上平面的偏差及加工余量計算 底平面加工余量的計算。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：由參考文獻[4]表 11～19。其余量值規(guī)定為 ，現(xiàn)取2.0~5m 。查[3]可知其粗銑時精度等級為 IT12，粗銑平面時厚度偏差取2.m01? 精銑：由參考文獻[3]表 2.3～59，其余量值規(guī)定為 。1. 鑄件毛坯的基本尺寸為 ，又由參考文獻[4]表 11～1942.1045.2?? 可得鑄件尺寸公差為 。1.06?? 毛坯的名義尺寸為： m 毛坯最小尺寸為： 56 毛坯最大尺寸為： 4.21.? 粗銑后最大尺寸為： 03? 粗銑后最小尺寸為： .4.79? 精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，且保證各個尺寸精度 15d8。 ⑵ 大小頭孔的偏差及加工余量計算 參照參考文獻[3]表 2.2～2，2.2～25,2.3～13 和參考文獻[15]表 1～8， 可以查得： 孔： 鉆孔的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是 。1?IT12.5Raum?m2.0 擴孔的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是 。03. 84. 鉸孔的精度等級： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是 。8IT?1.6Rau?0.3 ⑶．粗、精銑槽 參照參考文獻[1]表 21～5，得其槽邊雙邊粗加工余量 2Z=2.0mm，槽深加工 余量為 1.0mm，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 。0.1?0.13? 槽兩邊毛坯名義尺寸為： 2.18.m?? 槽兩邊毛坯最大尺寸為： 0 槽兩邊毛坯最小尺寸為： .5. 15 粗銑兩邊工序尺寸為： 0.185? 粗銑槽底工序尺寸為：27 精銑兩邊工序尺寸為： ，已達到其加工要求： 。0.1320.325? 3.6 確定切削用量及基本工時（機動時間） 工序 1：粗、精銑 E 平面。 機床：銑床 X52K 刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒15YT0Dm? 數(shù) ，此為粗齒銑刀。5Z? 因其單邊余量：Z=2.2mm 所以銑削深度 ：pa2.m? 精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm 銑削深度 ：p1.0 每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[3]表 2.4～73，取 ：根據(jù)參fa 0.15/famZ? 考文獻[3]表 2.4～81，取銑削速度 2.8/Vms? 每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[3]表 2.4～73，取 根據(jù)參考f f/8. 文獻[3]表 2.4～81，取銑削速度 .47/ 機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n102.601.9/in31Vrd???? 按照參考文獻[3]表 3.1～74，取 475m? 實際銑削速度 ：v .402.9/106ns??? 進給量 ： fV.1857/0.1/ffaZ 工作臺每分進給量 ： m.2475minfVs?? ：根據(jù)參考文獻[3]表 2.4～81,取?aa6? 切削工時 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 14l'8l 刀具切入長度 ：1 20.5()(~3lDa????2.061)2m? 16 刀具切出長度 ：取2lm? 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ： jt12420.36min7.5jmlf??? 機動時間 ：'1jt'1268.19i.jlf? 所以該工序總機動時間 '105injjtt?? 工序 2：粗、精銑 F 面。 機床：臥式銑床 602X 刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒15YT0Dm? 數(shù) 8，此為細齒銑刀。 因其單邊余量：Z=2.2mm 所以銑削深度 ：pa2.m? 精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm 銑削深度 ：p1.0 每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[3]表 2.4～73，取 根據(jù)參考fa Zmaf/18.0? 文獻[3]表 2.4～81，取銑削速度 2.47/Vs? 每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[3]表 2.4～73，取 ：根據(jù)參f .5/f 考文獻[3]表 2.4～81，取銑削速度 .8/m 機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n102.6053/in314Vrd???? 按照參考文獻[3]表 3.1～31，取 ? 實際銑削速度 ：v.10.14/06dnms?? 進給量 ：fV.58/2/ffaZ 工作臺每分進給量 ： m170infVs?? 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ，l 4lm'68l 刀具切入長度 ：精銑時110lD 刀具切出長度 ：取2l? 走刀次數(shù)為 1 17 機動時間 ：2jt12402.34min7jmlf???? 機動時間 ：2jt'1268.ijlf 所以該工序總機動時間 '20.5injjtt?? 工序 3：鉆、擴、鉸 孔。09H? 機床：立式鉆床 Z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻[3]表 4.3～9 選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 ⑴ 鉆孔 2 鉆孔 時先采取的是鉆 孔，再擴到 ，所以 。09?17?1.7?17Dm? 切削深度 ：pa8.5m? 進給量 ：根據(jù)參考文獻[3]表 2.4～38，取 。f rf/3.0 切削速度 ：參照參考文獻[3]表 2.4～41，取 。V48Vs 機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，100.486539./min317vrd???? 按照參考文獻[3]表 3.1～31，取 0? 所以實際切削速度 ：v.176.5/dns??? 切削工時 被切削層長度 ：l42m? 刀具切入長度 ：1 117(~)05.96rDlctgkctgm????? 刀具切出長度 ： 取2l4?l32 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ： jt60.5in.3jLfn??? ⑵ 擴孔 209H? 刀具：根據(jù)參照參考文獻[3]表 4.3～31 選擇硬質(zhì)合金錐柄麻花擴孔鉆頭。 片型號：E403 因鉆孔 時先采取的是先鉆到 孔再擴到 ，所以 ，17?19.7?19.7Dm?17d? 18 切削深度 ：pa1.35m? 進給量 ：根據(jù)參考文獻[3]表 2.4～52，取 。f 0.6/fmr? 切削速度 ：參照參考文獻[3]表 2.4～53，取 。V4Vs 機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n100.462.78/in319vrD???? 按照參考文獻[3]表 3.1～31，取 5n? 所以實際切削速度 ：v0.52/06dms? 切削工時 被切削層長度 ：l42m? 刀具切入長度 有：11 19.7(~)20.8632rDdlctgkctgm??????? 刀具切出長度 ： ，取lm42?l32 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ：2jt30.16in.5jLfn??? ⑶ 鉸孔 09H? 刀具：根據(jù)參照參考文獻[3]表 4.3～54，選擇硬質(zhì)合金錐柄機用鉸刀。 切削深度 ： ，且 。pa.15m?20D? 進給量 ：根據(jù)參考文獻[3]表 2.4～58， 取f rmf/0.2~1 。rmf/0.2? 切削速度 ：參照參考文獻[3]表 2.4～60，取 。V sV/3.? 機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n10.32605.7/in14rD???? 按照參考文獻[3]表 3.1～31 取 1mn? 實際切削速度 ：v63/00s? 切削工時 被切削層長度 ：l42? 19 刀具切入長度 ，1l02019.7(~)20.92rDdctgkctgm???????? 刀具切出長度 ： 取lm4l32 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ：3jt2.09.7in315jLnf???? 該工序的加工機動時間的總和是 ：jt.2016.70.48minj??? 工序 5：粗、精銑槽。 機床：雙立軸圓工作臺銑床 KX5 刀具：錯齒三面刃銑刀 ⑴ 粗銑槽 切削深度 ：pa9.m? 根據(jù)參考文獻[3]表 查得：進給量 ,根據(jù)參考文獻[1]2476?0.6/famz? 表 查得切削速度 。302?/inV 機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，102.1/i3.45rd???? 按照參考文獻[3]表 3.1～74，取 7n? 實際切削速度 ：v.0.5/106nms? 進給量 ：fV.87/1.3/ffaZ? 工作臺每分進給量 ： m.58infVs? 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 20lm 刀具切入長度 ：1 0.5(~)lD?? =63mm 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ： jt120631.05min8jmlf???? 20 ⑵ 精銑槽 切削深度 ：pa2.0m? 根據(jù)參考文獻[3]表 查得：進給量 ,根據(jù)參考文獻[1]476?0.8/famz? 表 查得切削速度 ，302?3/inV 機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，10245./in.160rd???? 按照參考文獻[3]表 3.1～74，取 。7? 實際切削速度 ：v304/nms? 進給量 ：fV0.8247.5/61.39/ffaZ? 工作臺每分進給量 ： m8infVs? 被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 0lm 刀具切入長度 ：1 0.5(~2)lD?? =81mm 刀具切出長度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 機動時間 ： 2jt12081.23min.6jmlf???? 本工序機動時間： 125.ijjtt? 工序 6：鉆孔 機床：臺式鉆床 406ZA 刀具：根據(jù)參照參考文獻[3]表 4.3～9，選硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭 切削深度 ：pam3? 根據(jù)參考文獻[3]表 查得：進給量 ,切削速度.2?0.2/fmr? 。sV/36.0? 機床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，in/14764.3010rdV???? 按照參考文獻[3]表 3.1～31，取 。n 21 實際切削速度 ：v3.1460.5/0Dnms???? 切削工時 被切削層長度 ：lm 刀具切入長度 ：1 6(1~2)0242rctgkctg?????? 刀具切出長度 ： 取 。2l4ml3 加工基本時間 ： jt124.1in0.6jLlfn?? 3.7 時間定額計算及生產(chǎn)安排 根據(jù)設計任務要求，該撥叉的年產(chǎn)量為 5000 件。一年以 240 個工作日計算， 每天的產(chǎn)量應不低于 21 件。設每天的產(chǎn)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(chǎn)時間應不大于 22.8min。 參照參考文獻[3]表 2.5～2，機械加工單件（生產(chǎn)類型：中批以上）時間 定額的計算公式為： （大量生產(chǎn)時 ） Ntktt zfjd /%)1(?? 0/?Ntz 因此在大批量生產(chǎn)時單件時間定額計算公式為： )(ttfjd 其中： —單件時間定額 —基本時間（機動時間）jt —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ft 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k ⑴ 粗、精銑 E、F 面 粗加工機動時間 ：jt0.5minj?粗 精加工機動時間 ： 8精 輔助時間 ：參照參考文獻[3]表 2.5～45，取工步輔助時間為 。ft min41.0 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 ，i 則 in410??ft ：根據(jù)參考文獻[3]表 2.5～48，k 13?k 單間時間定額 有：dt()(%(0.54)(%)2.1min.8ifdjtk???粗 粗 18135fjt???精 精 22 因此應布置二臺粗、精機床即可以完成此二道工序的加工，達到生產(chǎn)要求。 ⑵ 鉆、擴、鉸 孔209H? 機動時間 ： jt.5.160.7.48minj??? 輔助時間 ：參照參考文獻[3]表 2.5～41，取工步輔助時間為 。f min75.1 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 ，i 則 in75.1.??ft ：根據(jù)參考文獻[3]表 2.5～43，k 14.2?k 單間時間定額 ：dt()1%(0.4875)(.%)2.04min.8idjftk??? 因此應布置一臺機床即可完成本工序的加工，達到生產(chǎn)要求 ⑷ 粗、精銑槽 加工機動時間 ：jt2.8minj? 輔助時間 ：參照參考文獻[3]表 2.5～45，取工步輔助時間為 。f in41.0 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 ，mi 則 i410?ft ：根據(jù)參考文獻[3]表 2.5～48， 。k 3?k 單間時間定額 有：dt()1%(2.814)(%)4.17in2.8ijf???? 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(chǎn)要求。 ⑸ 鉆 孔6? 機動時間 ： jt0.1minj 輔助時間 ：參照參考文獻[3]表 2.5～41，取工步輔助時間為 。f min75.1 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 ，i 則 i75??ft ：根據(jù)參考文獻[3]表 2.5～43， 。k 14.2?k 單間時間定額 ，由式（1.11）有：dt()1%(0.75)(.%)2.1min.8ijfk??? 因此應布置一臺機床即可完成本工序的加工，達到生產(chǎn)要求 ⑹ 銑斷 23 加工機動時間 ：jt0.61minj? 輔助時間 ：參照參考文獻[3]表 2.5～45，取工步輔助時間為 。f min41.0 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短，所以取裝卸工件時間為 i 則 i4.1.0??ft ：根據(jù)參考文獻[3]表 2.5～48， 。k 13?k 單間時間定額 有：dt()1%(0.6.4)(%)2.9min.8idjftk??? 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(chǎn)要求。 4 鉆孔夾具設計 4．1 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來鉆圓周面上孔，加工時要滿足粗糙度要求。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(chǎn)率和降低 勞動強度。 4．2 定位基準的選擇 由零件圖可知：在對槽進行加工前，底平面進行了粗、精銑加工，孔進行 了鉆、擴、鉸加工，進行了粗、精鏜加工。因此，定位、夾緊方案有： 方案Ⅰ：選底平面、工藝孔和大頭孔定位，即一面、心軸和棱形銷定位， 夾緊方式選用螺母在心軸上夾緊。該心軸需要在上面鉆孔，以便刀具能加工工 件上的小孔。 方案Ⅱ：選一面兩銷定位方式，工藝孔用短圓柱銷， 用棱形銷定位，4? 夾緊方式用操作簡單，通用性較強的移動壓板來夾緊。 分析比較上面二種方案：方案Ⅰ中的心軸夾緊、定位是不正確的，孔端是 不加工的，且定位與夾緊應分開，因夾緊會破壞定位。心軸上的開孔也不利于 排銷。 通過比較分析只有方案Ⅱ滿足要求，孔其加工與孔的軸線間有尺寸公差， 選擇小頭孔和大頭孔來定位，從而保證其尺寸公差要求。 圖中對孔的的加工沒有位置公差要求，所以我們選擇底平面和兩孔為定位 基準來設計鉆，從而滿足孔的加工要求。工件定位用底面和兩孔定位限制 5 個 自由度。 4．3 切削力及夾緊力的計算 鉆該孔時選用：鉆床 Z525，刀具用高速鋼刀具。 由參考文獻[5]查表 可得：721? 切削力公式： .06f PFDfK? 式中 m./r 查表 得： 821?0.75()36bp? 25 其中： 0.6b??0.48pK? 即： 958()fFN 實際所需夾緊力：由參考文獻[5]表 得：12? 12KFW???? 有： 120.7,.6? 安全系數(shù) K 可按下式計算有： 6543210K? 式中： 為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻[5]表 可得： 60~ 12? .10.56??? 所以 950816492()KfWFN??? 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 ， ，1.561.7?2. 查參考文獻[5]1～2～26 可知移動形式壓板螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以 下公式計算： )(210 ??????tgtQLWz 式中參數(shù)由參考文獻[5]可查得： 6.2??.76zr?901052???'29? 其中： 3()Lm?)(8N? 螺旋夾緊力： 04.W 由上述計算易得： K? 因此采用該夾緊機構工作是可靠的。 4．4 誤差分析與計算 該夾具以底面、兩孔為定位基準，要求保證被加工和孔粗糙度為 12.5。該 孔次性加工即可滿足要求。 由參考文獻[5]可得： ⑴ 兩定位銷的定位誤差 ： 11minDWd?????? 26 1 21min