拖拉機(jī)倒檔撥叉”機(jī)械加工工藝規(guī)程及,拖拉機(jī),倒檔撥叉,機(jī)械,加工,工藝,規(guī)程 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 第1章 零件的分析 （一）零件的功用及結(jié)構(gòu)分析 題目所給定的零件是拖拉機(jī)變速箱中的倒檔撥叉，它位于倒檔撥叉桿上，主要作用一是通過倒檔撥叉桿將扭矩傳遞給倒檔撥叉，撥動(dòng)倒檔同步器，改變齒輪的嚙合方向，實(shí)現(xiàn)拖拉機(jī)的倒行；二是在倒檔撥叉上有一個(gè)配合槽，與其他零件配合裝配，在撥叉轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)其運(yùn)動(dòng)。零件上φ19.1mm的孔，裝配在倒檔撥叉桿上，用螺釘固定保證撥叉和撥叉桿的相對位置。寬19.3mm，深17mm的槽與其他零件相配合，半圓形叉口撥動(dòng)同步器。 （二）零件的工藝分析 從倒檔撥叉的零件圖上可以看出，它有兩組加工表面，這兩組加工面之間也有一定的位置要求，現(xiàn)將這兩組加工面分述如下： 1.以φ19.1mm孔為中心的加工面 這一組加工面包括：一個(gè)φ19.1mm的孔以及對其倒角，寬19.3mm深17mm的槽口，在φ19.1mm孔所在的輪轂上鉆2個(gè)孔并攻絲，規(guī)格為M12，用來作為固定倒檔撥叉和撥叉桿之用。 2.叉口處的加工面 這一組加工面包括：銑叉口的側(cè)面，銑叉口內(nèi)圓面，內(nèi)圓面所在的圓弧半徑為R48mm 這兩組加工面之間有一定的位置要求： 1.R48mm叉口對φ19.1mm孔的軸心線及19.3mm槽口中心線位置公差φ0.5mm。 2.叉口側(cè)面和螺紋孔位置要求是46.4±0.25 由以上分析可知，對于這兩組加工表面而言，我們可以先加工其中一組表面，然后借助專用夾具進(jìn)行另一組表面的加工，并保證他們之間的位置精度要求。 “拖拉機(jī)倒檔撥叉”零件工藝分析示意圖 第2章 拖拉機(jī)倒檔撥叉機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) （一）毛坯的選擇 零件材料為QT500-5，考慮到拖拉機(jī)運(yùn)行時(shí)經(jīng)常需要掛倒檔以倒行或輔助轉(zhuǎn)向，因此零件在工作過程中經(jīng)常收到?jīng)_擊性載荷，采用這種材料零件的強(qiáng)度也能保證。由于零件為成批生產(chǎn)，而且零件的尺寸輪廓不大，選用砂型鑄造，采用機(jī)械翻砂造型，鑄造精度為2級，能保證鑄件的尺寸要求，這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是應(yīng)該的。 （二）基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以是加工質(zhì)量得以保證，生產(chǎn)效率得到提高。 粗基準(zhǔn)的選擇：對于零件的加工而言，粗基準(zhǔn)的選擇對后面精加工至關(guān)重要。 為了保證φ19.1mm孔的位置精度要求，選擇叉口內(nèi)圓面和叉口側(cè)面作為粗基準(zhǔn)，以保證孔的軸心線與叉口的X、Y方向的位置要求以及φ19.1mm孔軸心線的垂直度，依照粗基準(zhǔn)的選擇原則（即當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)該以這些不加工表面作為粗基準(zhǔn)，若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)）來選取。 精基準(zhǔn)的選擇：對于精基準(zhǔn)而言，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合問題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)進(jìn)行尺寸換算，此步在后面專門計(jì)算。 （三）工藝路線的擬定 工序1：立式鉆床上擴(kuò)、鉸孔φ19.1mm。 以撥叉叉口內(nèi)圓非加工面、槽口和φ19.1mm孔的端面為粗基準(zhǔn)定位。 選用Z535立式鉆床加工，采用專用夾具。 工序2：臺鉆上對φ19.1mm倒角。 以φ19.1mm和端面為基準(zhǔn)定位。 選用ZQ4015臺式鉆床加工，采用專用夾具。 工序3：臥式銑床上粗銑叉口側(cè)面。 以φ19.1mnm和端面為基準(zhǔn)定位。 選用X62臥式銑床加工，采用專用夾具。 工序4：臥式銑床上銑叉口。 以φ19.1mm和毛坯上的槽口為基準(zhǔn)定位。 選用X62臥式銑床加工，采用專用夾具。 工序5：手工去銳邊。 用扁平銼刀手工去銳邊，可設(shè)計(jì)簡易的支撐臺。 工序6：臥式銑床上銑槽。 以φ19.1mm孔、叉口內(nèi)圓側(cè)面為基準(zhǔn)定位。 選用X62臥式銑床加工，采用專用夾具。 工序7：搖臂鉆床上鉆孔、攻絲，規(guī)格M12。 以φ19.1mm孔及其端面、叉口內(nèi)圓側(cè)面為基準(zhǔn)定位。 選用Z3025搖臂鉆床加工，采用專用夾具。 工序8：手工去毛刺。 用圓形小銼刀手工去毛刺，可以設(shè)計(jì)簡易的支撐臺，注意不要?jiǎng)潅麅?nèi)圓面。 工序9：臥式銑床上精銑叉口側(cè)面。 以φ19.1mm孔和螺釘對準(zhǔn)長銷上的槽為基準(zhǔn)定位。 選用X62臥式銑床加工，采用專用夾具。 工序10：去毛刺 用扁平銼刀手工去毛刺，可設(shè)計(jì)簡易的支撐臺。 工序11：清洗。 用專用清洗機(jī)清洗。 工序12：終檢。 （四）加工余量、工序尺寸及其公差的確定 1. φ19.1mm孔 擴(kuò)孔： φ16mm 2Z=6mm 二次擴(kuò)孔： φ18.9mm 2Z=2.9mm 粗鉸： φ19.04mm 2Z=0.14mm 精鉸： φ19.1mm 2Z=0.06mm 2.叉口側(cè)面 粗銑： 2Z=2.05mm 精銑： 2Z=0.4mm 3.叉口內(nèi)圓面 一次精銑： 2Z=2mm 4.銑槽 一次精銑： 2Z=2mm 5.鉆孔、攻絲 在φ19.1mm的孔處鉆孔、攻絲、锪孔。 先在加工面上鉆出φ4mm小孔，再擴(kuò)孔至φ10.4mm，這是攻絲前的底孔，然后用M12的機(jī)用錐攻絲，最后锪孔φ13.5mm。 （五）切削用量及工時(shí)定額的確定 工序1 鉆孔φ16mm、擴(kuò)孔18.9mm、鉸孔φ19.1mm 1.鉆孔φ16mm 根據(jù)資料可知 按照機(jī)床型號選取nw=1100r/min 所以，該鉆床實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)： 其中：切入深度l1=10mm，切出深度l1=4mm 2.擴(kuò)孔φ18.9 根據(jù)資料查得擴(kuò)孔鉆擴(kuò)φ18.9mm孔時(shí)的進(jìn)給量，并根據(jù)機(jī)床的型號規(guī)格取f=0.72mm/r 擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔是的切削速度，根據(jù)其他有關(guān)資料確定為v=0.4v鉆 其中，v鉆為用鉆頭鉆同樣材料、同樣尺寸實(shí)心孔時(shí)的切削速度。故： 根據(jù)資料并由機(jī)床型號選取 所以，該床的實(shí)際切削速度為： 切削工時(shí)： 其中：切入深度l1=3mm，切出深度l1=1.5mm 3.粗鉸φ19.04mm 根據(jù)資料查得鉸φ19.04mm孔時(shí)的進(jìn)給量，并由機(jī)床及零件材料的硬度可以選取 根據(jù)資料并按照機(jī)床型號選取nw=275r/min 所以，該鉆床的實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)： 其中：切入深度l1=3mm，切出深度l1=1.5mm 4.精鉸φ19.1mm 根據(jù)資料查得鉸φ19.1mm孔時(shí)的進(jìn)給量，并由機(jī)床及零件材料硬度可以選取 根據(jù)資料并按照機(jī)床型號選取nw=275r/mm 所以，該鉆床的實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)： 其中：切入深度l1=3mm，切出深度l1=1.5mm 工序2 φ19.1mm孔倒角 為縮短輔助工作時(shí)間，提高工作效率，取倒角主軸轉(zhuǎn)速與擴(kuò)孔時(shí)轉(zhuǎn)速相同。 采用手動(dòng)進(jìn)給。 工序3 粗銑叉口側(cè)面 叉口兩側(cè)面在鑄造毛坯時(shí)兩個(gè)面的加工余量是相同的，故可以算一個(gè)面就行。現(xiàn)在以其中一面為粗基準(zhǔn)，對另一面進(jìn)行粗加工，切削用量和切削工時(shí)如下： 根據(jù)資料可知X62臥式銑床的電動(dòng)機(jī)功率為7.5kw。因此，再根據(jù)資料可查得 （采用不對稱端銑，以提高進(jìn)給量） 切削速度：參照有關(guān)資料，確定v=0.45m/s即27m/min 選用YG8硬質(zhì)合金刀片 直徑dw=125mm 齒數(shù)為z=12 則： 根據(jù)資料，按照機(jī)床型號選取nw=75r/min 故實(shí)際切削速度為： 當(dāng)nw=75r/min時(shí)，工作臺每分鐘進(jìn)給量fm應(yīng)為： 根據(jù)資料，按照機(jī)床型號選取fm=190mm/min 銑削加工時(shí)間： 由于是粗銑，故整個(gè)刀盤不必過整個(gè)工件，根據(jù)作圖法，可知總行程為 則： 工序4 精銑叉口R48±0.5mm 根據(jù)資料可得知X62臥式銑床的電動(dòng)機(jī)功率為7.5kw。因此查得 （采用對稱銑削，以提高進(jìn)給量） 切削速度：參照有關(guān)資料，確定v=0.45m/s即27m/min 根據(jù)資料選取硬質(zhì)合金鑲齒三面刃銑刀 直徑dw=50mm 齒數(shù)為z=12 齒寬l=8mm 則 根據(jù)資料，按照機(jī)床型號選取nw=190r/min 故實(shí)際切削速度為： 當(dāng)nw=190r/min時(shí)，工作臺每分鐘進(jìn)給量fm應(yīng)為： 根據(jù)資料按照機(jī)床型號選取fm=235mm/min 銑削工作時(shí)間： 由于是精銑，故整個(gè)刀盤應(yīng)該過整個(gè)工件，利用作圖法，可知總行程為 其中，入切量+超切量為21mm。 則： 工序6 銑槽 根據(jù)資料可得X62臥式銑床的電動(dòng)機(jī)功率為7.5kw。因此，查得 切削速度：參照有關(guān)資料，確定v=0.45m/s即27m/min 選取硬質(zhì)合金立銑刀 直徑dw=19.3mm 齒數(shù)為z=8 則： 根據(jù)資料，按照機(jī)床型號取nw=475r/min 故實(shí)際切削速度為： 當(dāng)nw=475r/min時(shí)，工作臺每分鐘進(jìn)給量fm應(yīng)為： 根據(jù)資料，按照機(jī)床選取 銑削加工時(shí)間： 工序7 鉆孔、锪孔φ13.5、攻絲2-M12×1.75 1.鉆孔φ10.4mm 根據(jù)資料可知 f=0.08mm/r v=48m/min 根據(jù)資料，按照機(jī)床型號選取ns=1600r/min 所以，該鉆床的實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)： 2.锪孔φ13.5mm 根據(jù)有關(guān)資料，锪沉頭孔時(shí)進(jìn)給量及切削速度約為鉆孔時(shí)的1/2~1/3 查得 取 取 v=18m/min 根據(jù)資料，按照機(jī)床型號選取nw=500r/min 所以，實(shí)際切削速度為： 切削工時(shí)： 3.攻絲2-M12×1.75 攻絲M12×1.75時(shí)，v=0.1m/s=6m/min 所以， 根據(jù)資料，按照機(jī)床型號選取nw=125r/min 所以，實(shí)際切削速度為： 切削工時(shí)： 工序9 精銑叉口側(cè)面 在工序3粗銑叉口側(cè)面時(shí)兩個(gè)面剩余的加工余量是相同的，所以計(jì)算一個(gè)面即可?，F(xiàn)在以其中一個(gè)面為精基準(zhǔn)，對另一個(gè)面進(jìn)行精加工，切削用量和切削工時(shí)如下： 根據(jù)資料可得X62臥式銑床的電動(dòng)機(jī)功率為7.5kw。因此查得： （采用不對稱端銑，以提高進(jìn)給量） 切削速度：取v=0.45m/s即27m/min。 選用YG8硬質(zhì)合金刀片 直徑dw=125mm 齒數(shù)為z=12 則： 根據(jù)資料，按照機(jī)床型號選取nw=75r/min 故實(shí)際切削速度為： 當(dāng)nw=75r/min時(shí)，工作臺每分鐘進(jìn)給量fm應(yīng)為： 根據(jù)資料，按照機(jī)床型號選取fm=190mm/min 銑削加工時(shí)間：由于是精銑，故整個(gè)刀盤必須過整個(gè)工件，利用作圖法，可知總行程為 其中入切量為10mm 超切量為5mm 則 第3章 精銑叉口兩側(cè)面夾具設(shè)計(jì) （一）任務(wù)的提出 為了提高生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。 經(jīng)過指導(dǎo)老師指定，決定設(shè)計(jì)第9道工序——精銑叉口兩側(cè)面，本夾具將用于X62臥式銑床上，刀具為硬質(zhì)合金端銑刀一把（直徑dw=125mm 齒數(shù)為z=12） 由于本道工序是精銑，所以在進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)主要考慮加工精度。 （二）定位方案和定位裝置的設(shè)計(jì)和計(jì)算 1.定位方案的確定 經(jīng)分析可知，銑叉口兩側(cè)面需要保證的尺寸是上側(cè)面距離第一個(gè)M12螺紋孔的距離是46.4±0.25mm，兩側(cè)面之間的距離是7.55±0.2mm。定位基準(zhǔn)選擇φ19.1mm孔及第一個(gè)M12螺紋孔中心線。工件的φ19.1mm孔套在定位銷上限制4個(gè)自由度，用擰在指定螺紋孔內(nèi)的定位釘上的錐面擰入定位銷上的錐槽內(nèi)，限制一個(gè)自由度，屬于不完全定位。 2.定位元件及裝置設(shè)計(jì) 3.定位誤差的分析計(jì)算 在這一步工序中，定位元件為長銷和定位釘，φ19.1mm孔的尺寸公差為js9， 即φ19.1±0.026mm ，定位銷與其配合，尺寸公差為mm，可以保證叉口相對于φ19.1mm孔在X、Y方向上的圓跳動(dòng)保證在0.5mm內(nèi)。 在這道工序之前，已經(jīng)加工出M12螺紋孔，叉口上側(cè)面與螺紋孔直徑間的距離得以保證。 （三）對刀或?qū)бㄑb置）設(shè)計(jì) 用壓板進(jìn)行對刀。 （四）夾緊方案及裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 1，夾緊方案的確定 此工序中被加工面為叉口側(cè)面，由于叉口處為薄壁件，防止其變形并減少切削中的震動(dòng)，所以采用4個(gè)壓板，分別夾緊叉口兩端。 2.夾緊力大小的分析計(jì)算 先計(jì)算銑削力。 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（直徑dw=125mm 齒數(shù)為z=12），F(xiàn)z=0.18mm/z，nw=75r/min 端銑刀銑削力公式： 計(jì)算得F=49.6N 端銑刀銑削叉口側(cè)面時(shí)銑削力是水平的，夾緊力也是水平的，實(shí)際夾緊力為： P=K×F 安全系數(shù)K=K1K2K3K4 式中 K1——基本安全系數(shù)1.5； K2——加工性質(zhì)系數(shù)1.1； K3——刀具鈍化系數(shù)1.3 K4——連續(xù)切削系數(shù)1.0 所以P=K×F=106.4N 3.夾緊機(jī)構(gòu)及裝置設(shè)計(jì) 旋轉(zhuǎn)手柄，壓緊螺釘下移，壓動(dòng)橫桿，橫桿兩端為突出楔形，向下移動(dòng)，推出兩個(gè)移動(dòng)滑塊，由于杠桿原理，壓塊夾緊工件。 （五）連接元件及夾具體設(shè)計(jì) 四塊壓板由4個(gè)M12階形螺釘連接，楔形塊所在的桿由2個(gè)M4階形螺釘固定，由彈簧支撐。定位銷支座由2個(gè)φ4的銷定位，由4個(gè)M4螺釘固定。夾具體定位鍵由M6螺釘固定。 （六）夾具操作及維護(hù)簡要說明 安裝工件時(shí)，先將工件套在定位銷上，把兩叉腳放入已張開的兩對壓板之間，再將定位釘擰入工件指定螺紋孔內(nèi)，并將工件沿定位銷軸向稍加移動(dòng)，讓定位釘?shù)亩ㄎ诲F面旋入定位銷的錐形槽中。然后轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，使兩對壓板夾緊工件叉口。 該夾具采用擰入指定螺紋孔的定位釘完成軸向定位的方法，增加了勞動(dòng)量，影響生產(chǎn)率，但這樣精度得以保證。其夾緊機(jī)構(gòu)能防止薄壁件夾緊變形和減少切削中的震動(dòng)。 參考文獻(xiàn) 1 趙家齊．機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書．（第2版）．機(jī)械工業(yè)出版社，2000年10月：1～41。 2 王先逵．機(jī)械制造工藝學(xué)．（第2版）．機(jī)械工業(yè)出版社，2007年8月：13～183。 3 李益民.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊.（第1版）. 機(jī)械工業(yè)出版社,1994年7月：56～406。 4金屬機(jī)械加工工藝人員手冊 .電子版 5上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會．金屬切削手冊．（第3版）．上海科學(xué)技術(shù)出版社，2000年6月：102～347。 6 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊.（第二版）. 電子版 7 切削用量手冊 .電子版 8 張世昌.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).(第2版)高等教育出版社,2003年5月：23～143 9 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