產(chǎn)品型號 零（部）件 圖號 共 頁機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品名稱 零（部）件 名稱 撥叉 第 頁材料牌號 45 鋼 毛坯種 類 鍛件 毛坯外型尺寸 每毛坯可 制件數(shù) 1 每 臺 件 數(shù) 1 備 注 工 時工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容車間 工段 設(shè) 備 工 藝 裝 備準(zhǔn)終 單件1 鍛造 鍛工 100kN 摩擦壓力機 DM01-2 2 退火 消除撥叉內(nèi)應(yīng)力 熱處理3 銑 粗銑兩端面至 81.175mm--80.825mm,Ra12.5μm 金工 立式銑床 X51 高速鋼套式面銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具 70.214 銑 半精銑撥叉頭左端面至 80mm--79.7mm,Ra3.2μm 金工 立式銑床 X51 高速鋼套式面銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具5 鉆 粗?jǐn)U、精擴、倒角鉸 ?30mm 孔 金工 四面組合鉆床 擴孔鉆、鉸刀、卡尺、塞規(guī) 6 鉗 校正撥叉腳 金工 鉗工臺 手錘 7 銑 粗銑撥叉腳兩端面 金工 臥式雙面銑床 三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具 8 銑 銑叉爪口內(nèi)側(cè)面 金工 立式銑床 X51 銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具 9 銑 粗銑操縱槽底面和內(nèi)側(cè)面 金工 立式銑床 X51 槽銑刀、卡規(guī)、深度游標(biāo)卡尺、專用夾具 10 銑 圓銑撥叉腳兩端面 金工 臥式雙面銑床 三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具 11 鉆 鉆、粗鉸、精鉸 ?8mm 孔至?8mm~8.015mm,Ra1.6μm 金工 四面組合鉆床 復(fù)合麻花鉆、鉸刀、內(nèi)千分尺 157.2512 去毛刺 中檢 去毛刺 鉗工 鉗工臺 平錘、塞規(guī)、百分表、卡尺等 描圖 13 熱處理 撥叉腳兩面局部淬火 熱處理 淬火機等 14 鉗 校正撥叉腳 鉗工 鉗工臺 手錘 描校 15 磨 磨削撥叉腳兩端面 金工 磨床 M7120A 砂輪游標(biāo)卡尺 16 檢驗 清洗、終檢、入庫質(zhì)檢室 質(zhì)檢室 清洗機 塞規(guī)、百分表、卡尺等 底圖號 裝訂號 設(shè)計（日期）審核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會簽（日期）標(biāo)記 處數(shù) 更改文件 號 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 目錄1目 錄1.撥叉零件的工藝分析 21.1 了解撥叉零件的用途 .21.2 熟悉撥叉零件技術(shù)要求及對使用性能的影響 .21.3 審查撥叉零件的工藝性 31.4 確定撥叉的生產(chǎn)類型 .32.確定撥叉毛坯，繪制毛坯簡圖 .42.1 選擇毛坯類型 .42.2 確定撥叉毛坯的尺寸公差和機械加工余量 42.3 繪制撥叉鍛造毛坯簡圖 53.擬訂撥叉工藝路線 63.1 定位基準(zhǔn)的選擇 63.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇 .63.1.2 粗基準(zhǔn)的選擇 .73.2 表面加工方法的確定 .73.3 表面加工方法的確定 .73.4 表面加工方法的確定 .83.4.1 粗基準(zhǔn)的選擇 .83.4.2 粗基準(zhǔn)的選擇 .83.4.3 粗基準(zhǔn)的選擇 .83.5 確定工藝路線 .83.6 機床設(shè)備、工裝的選用 84. 撥叉零件加工工序內(nèi)容設(shè)計 .94.1 撥叉零件加工余量、工序尺寸和公差的確定 .94.2 切削用量的計算 125.填寫機械加工工藝規(guī)程文件 146 撥叉零件專用機床夾具設(shè)計 .146.1 夾具設(shè)計任務(wù) .156.2 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 .1526.3 專用夾具夾緊力的計算 167.課程設(shè)計心得體會 16參考文獻 .173撥叉零件加工工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計摘要：此次設(shè)計是對撥叉零件的加工工藝和夾具設(shè)計，其零件為鍛件，具有體積小，零件復(fù)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(zhǔn)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(gòu)設(shè)計簡單，方便且能滿足要求。關(guān)鍵詞：撥叉，毛坯，工藝規(guī)程，專用鉆床夾具目錄1目 錄1.撥叉零件的工藝分析 21.1 了解撥叉零件的用途 .21.2 熟悉撥叉零件技術(shù)要求及對使用性能的影響 .21.3 審查撥叉零件的工藝性 31.4 確定撥叉的生產(chǎn)類型 .32.確定撥叉毛坯，繪制毛坯簡圖 .42.1 選擇毛坯類型 .42.2 確定撥叉毛坯的尺寸公差和機械加工余量 42.3 繪制撥叉鍛造毛坯簡圖 53.擬訂撥叉工藝路線 63.1 定位基準(zhǔn)的選擇 63.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇 .63.1.2 粗基準(zhǔn)的選擇 .73.2 表面加工方法的確定 .73.3 表面加工方法的確定 .73.4 表面加工方法的確定 .83.4.1 粗基準(zhǔn)的選擇 .83.4.2 粗基準(zhǔn)的選擇 .83.4.3 粗基準(zhǔn)的選擇 .83.5 確定工藝路線 .83.6 機床設(shè)備、工裝的選用 84. 撥叉零件加工工序內(nèi)容設(shè)計 .94.1 撥叉零件加工余量、工序尺寸和公差的確定 .94.2 切削用量的計算 125.填寫機械加工工藝規(guī)程文件 146 撥叉零件專用機床夾具設(shè)計 .146.1 夾具設(shè)計任務(wù) .156.2 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 .1526.3 專用夾具夾緊力的計算 167.設(shè)計心得體會 .16參考文獻 .173撥叉零件加工工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計摘要：此次設(shè)計是對撥叉零件的加工工藝和夾具設(shè)計，其零件為鍛件，具有體積小，零件復(fù)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(zhǔn)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(gòu)設(shè)計簡單，方便且能滿足要求。關(guān)鍵詞：撥叉，毛坯，工藝規(guī)程，專用鉆床夾具1．撥叉零件的工藝分析1.1 了解撥叉零件的用途撥叉應(yīng)用在某拖拉機變速箱的換擋機構(gòu)中。撥叉頭以 ?30mm 孔套在叉頭上，并用銷釘經(jīng) ?8mm 鎖銷孔與變速叉軸連接，撥叉腳則夾在雙聯(lián)變換齒輪的槽中。當(dāng)需要變速時，操縱變速桿，變速操縱機構(gòu)就通過撥叉頭部操縱槽帶動撥叉與變速叉軸一起在變速箱中滑移，撥叉腳移動雙聯(lián)變換齒輪在花鍵軸上滑動換擋位，從而改變拖拉機行駛速度。撥叉在改換擋位時要承受彎曲應(yīng)力和沖擊載荷的作用，因此該零件應(yīng)具有足夠的強度、剛度、韌性。該零件的主要工作表面為撥叉腳兩端面、叉軸孔 ?30021.?mm(H)和鎖銷孔 ?8 mm(H7)，在設(shè)計工藝規(guī)程時應(yīng)重點予以保證。015.?1.2 熟悉撥叉零件技術(shù)要求及對使用性能的影響該撥叉的技術(shù)要求如表 1-1 所示。表 1-1 撥叉零件技術(shù)要求4加工表面 尺寸及偏差（mm）公差及精度等級表面粗糙度Ra（μm）形位公差（mm）撥叉頭左端面 8003.?IT12 3.2撥叉頭右端面 80 .0IT12 12.5撥叉腳內(nèi)表面 R48 IT13 12.5撥叉腳兩端面 20 0.026?IT9 3.2 垂直度公差為0.1，平面公差為 0.08?30mm 孔 ?30 021.?IT7 1.6?8mm 孔 ?8 5.0IT7 1.6 垂直度公差為0.15操縱槽內(nèi)側(cè)面 12 IT12 6.3操縱槽底面 5 IT13 12.5撥叉形狀特殊、結(jié)構(gòu)簡單，屬典型的叉桿類零件。為實現(xiàn)換擋、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沖擊載荷，為增強其耐磨性，該表面要求高頻淬火處理，?30 mm 硬度為021.?48~58HRC；為保證撥叉換擋時叉腳受力均勻，要求叉腳兩端面對叉軸上的有準(zhǔn)確的位置，改換擋位準(zhǔn)確，撥叉采用鎖銷定位。鎖銷孔的尺寸為 ?8 mm,且鎖銷015.?孔的中心線與叉軸孔中心線的垂直度要求 0.15mm。綜上所述，該撥叉件的各項技術(shù)要求制定得較合理，符合該零件在變速箱中的功用。1.3 審查撥叉零件的工藝性分析零件圖可知，撥叉兩端和叉腳兩端均要求切削加工，并在軸方向上均高于相鄰表面，這樣既減少了加工面積，又提高了換擋時叉腳端面的接觸鋼度；?30 mm 孔和 ?8 孔的端面均為平面，可以防止加工過程中鉆頭鉆偏，以保021.?015.?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?30 mm 和鎖銷孔 ?8 mm）外，其余表面加工精度均較低，不需要高精度機021.?015.?床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達到加工要求；而主要工作表面雖然加5工精度相對比較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟的方法保質(zhì)保量地加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。1.4 確定撥叉的生產(chǎn)類型依設(shè)計題目知：Q=8000 臺/年,m=1 件/臺；結(jié)合生產(chǎn)實際，備用率 a%和廢品率 b%分別取 3%和 5%，代入年生產(chǎn)綱領(lǐng)計算公式得N=8000 臺/年*1 件/臺*（1+3%）*（1+0.5%）=8281.2 件/年根據(jù)撥叉重量為 4.5kg，查附表 1 屬輕型零件，又根據(jù) N=8181.2 件/年，查表確定撥叉的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。2.確定撥叉毛坯，繪制毛坯簡圖2.1 選擇撥叉毛坯類型由于該撥叉在工作過程中要承受沖擊載荷，為增強撥叉強度和沖擊韌度，毛坯選用鍛件；且生產(chǎn)類型屬大批生產(chǎn)，采用模鍛方法制造毛坯，公差等級為普通，毛坯的拔模斜度為 5°。2.2 確定撥叉毛坯的尺寸公差和機械加工余量根據(jù)附表 2~附表 5，要確定毛坯的尺寸公差及機械加工余量，應(yīng)先確定如下各因素。（1）公差等級。由撥叉的功用和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級為普通級。（2）鍛件重量 Mt。已知機械加工后撥叉件的重量為 4.5kg,由此可以初步估計機械加工前鍛件毛坯的重量為 6kg。（3）鍛件形狀復(fù)雜系數(shù) S。對撥叉零件圖進行分析計算，可大致確定鍛件外輪廓包容體的長度、寬度和高度，l=158mm,b=120mm,h=86mm（詳見毛坯簡圖） ；由式（2-1）可計算出該撥叉鍛件的形狀復(fù)雜系數(shù) S 為S= = = =0.47Ntm?lbh6 36/108.7612058mkgmkg???撥叉鍛件的形狀復(fù)雜系數(shù)屬 S2(一般)級。（4）鍛件材質(zhì)系數(shù) M。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，估計該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬 M1 級。（5）鍛件分模線形狀。根據(jù)該撥叉件的形位特點，本例選擇零件高度方向6的對稱平面為分模面，屬平直分模線，如撥叉鍛件鍛造毛坯簡圖所示。（6）零件表面粗糙度。由零件圖可知，該撥叉各加工表面的表面粗糙度 Ra均大于等于 1.6μm。根據(jù)上述諸因素，可查附表 2 ~附表 5 確定該鍛件的尺寸公差和機械公差余量，所得結(jié)果如表 2-1 所示。表 2-1 撥叉鍛造毛坯尺寸公差及機械加工余量鍛件重量（ kg）包容體重量(kg) 形狀復(fù)雜系數(shù) 材質(zhì)系數(shù) 公差等級6 12.7 S2 M1 普通級項目（mm） 機械加工余量（mm） 尺寸公差（mm）備注2.5( )7.180??附表 2寬度 R482~2.5（取 2） 附表 53.2( )4.280??附表 3厚度 802~2.5（兩端面分別取 2 和 2.5） 附表 52.2( )7.150??附表 3厚度 202~2.5(取 2.5) 附表 52.2( )5.170??附表 2孔徑 ?302.6 附表 6中心距 115.5 0.5?附表 4注：根據(jù)附表 1 的表注，將公差按照 的比例分配，故本例取公差值為2/1?。m1.?2.3 繪制撥叉鍛造毛坯簡圖繪制撥叉鍛造毛坯簡圖如圖 2-2 所示。其繪制方法介紹如下。7圖 2-2 撥叉鍛造毛坯簡圖用雙點劃線畫出經(jīng)簡化了次要細(xì)節(jié)的零件的主要視圖，將確定的加工余量疊加在各相應(yīng)被加工表面上，即得毛坯輪廓，用粗實線表示，比例 1：1；在毛坯圖上標(biāo)出毛坯主要尺寸公差，標(biāo)出加工余量的名義尺寸；標(biāo)注毛坯技術(shù)要求，如毛坯精度、熱處理及硬度、圓度尺寸、拔模斜度、表面質(zhì)量要求（氣孔、縮孔、夾砂）等。3．?dāng)M訂撥叉工藝路線3.1 定位基準(zhǔn)的選擇3.1.1 精基準(zhǔn)的選擇根據(jù)該撥叉零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇撥叉頭左端面和叉軸孔 ?30mm 作為精基準(zhǔn)，零件上的很多表面都可以采用他們作為基準(zhǔn)進行加工，即遵021.?循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。叉軸孔 ?30 mm 的軸線是設(shè)計基準(zhǔn)，選用其作為精基021.?準(zhǔn)定位加工撥叉腳兩端面和鎖銷孔 ? mm，實現(xiàn)了設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合，5.08保證了被加工表面的垂直度要求。選用撥叉頭左端面作為精基準(zhǔn)同樣是遵循了“基準(zhǔn)重合”原則，因為該撥叉在軸向方向上的尺寸多以該端面作為設(shè)計基準(zhǔn)；8另外，由于撥叉件剛性較差，受力易產(chǎn)生彎曲變形，為了避免在機械加工中產(chǎn)生夾緊變形，根據(jù)夾緊力應(yīng)垂直于主要定位基面，并應(yīng)作用在剛度較大部位的原則，夾緊力作用點不能作用在叉桿上。選用撥叉頭左端面作為精基準(zhǔn)，夾緊可作用在撥叉頭的右端面上，夾緊穩(wěn)定可靠。3.1.2 粗基準(zhǔn)的選擇作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面缺欠，該撥叉選擇變速叉軸孔 ?30mm 的外圓面和撥叉頭右端面作為粗基準(zhǔn)。采用 ?30mm 外圓面定位加工內(nèi)孔，可保證孔的壁厚均勻；采用撥叉頭右端作為粗基準(zhǔn)加工左端面，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。3.2 表面加工方法的確定根據(jù)撥叉零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面精度，查附表 7~附表 9，確定加工件各表面的加工方案，如圖 3-1 所示。表 3-1 撥叉零件各表面加工方案加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度 Ra(μm) 加工方案 備注撥叉頭左端面 IT11 3.2 粗銑—半精銑 附表 9撥叉頭右端面 IT13 12.5 粗銑 附表 9撥叉腳內(nèi)表面 IT13 12.5 粗銑 附表 9撥叉腳兩端面（淬硬）IT9 3.2 粗銑—精銑—磨削附表 9?30mm 孔 IT7 1.6 粗?jǐn)U—精擴—鉸附表 9?8mm 孔 IT7 1.6 鉆—粗鉸—精鉸附表 9操縱槽內(nèi)側(cè)面 IT12 6.3 粗銑 附表 9操縱槽底面 IT13 12.5 粗銑 附表 93.3 加工階段的劃分將撥叉加工階段劃分成粗加工、半粗加工和精加工 3 個階段。在粗加工階段，首先要將精基準(zhǔn)（撥叉頭左端和叉軸孔）準(zhǔn)備好。使后續(xù)工序都可采用精基準(zhǔn)定位加工；然后粗銑撥叉頭右端、撥叉腳內(nèi)表面、撥叉腳兩端9面、操縱槽內(nèi)側(cè)面和底面。在半精加工階段，完成撥叉腳兩端面的粗銑加工和銷軸孔 ?8mm 的鉆、鉸加工。在精加工階段，進行撥叉腳兩端面的磨削加工。3.4 工序順序的安排3.4.1 機械加工工序的安排如下：遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)—撥叉頭左端面和叉軸孔 ?30mm；021.?遵循“先粗后精”的原則，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?30 mm 及撥叉腳兩端面，后加工次要表面—操縱槽底面和內(nèi)側(cè)面；021.?遵循“先面后孔”原則，先加工撥叉頭端面，再加工叉軸孔 ?30mm；先銑操縱槽，再鉆銷軸孔 ?8mm。3.4.2 熱處理工序的安排如下：鍛模成型后切邊，進行調(diào)質(zhì)，調(diào)質(zhì)硬度為 241HBS~285HBS,并進行酸洗、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機械加工帶來的不利影響；叉腳兩端面在精加工之前進行局部高頻淬火，提高耐磨性和工作中承受沖擊載荷的能力。3.4.3 輔助工序的安排如下：粗加工撥叉腳兩端面和熱處理后，安排校直工序；在半精加工后，安排去毛刺和中間檢驗工序；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為：基準(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。3.5 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，確定撥叉的工藝路線如下：粗銑撥叉頭兩端面→半精銑撥叉頭左端面→粗?jǐn)U、精擴、倒角、鉸 ?30mm 孔→校正撥叉腳→粗銑撥叉腳兩端面→銑叉爪口內(nèi)側(cè)面→粗銑操縱槽底面和內(nèi)側(cè)面→精銑撥叉腳兩端面→鉆、倒角、粗鉸、精鉸 ?8mm 孔→去毛刺→中檢→熱處理（撥叉腳兩端面局部淬火）→校正撥叉腳→磨削撥叉腳兩端面→清洗→終檢。3.6 機床設(shè)備、工裝的選用10針對大批量生產(chǎn)的工藝特性，選用設(shè)備及工藝設(shè)備按照通用、專用相結(jié)合的原則。各工序使用的機床設(shè)備、工裝及工藝路線如表 3-2 所示。表 3-2 撥叉零件的工藝路線，使用的機床設(shè)備、工裝工序號 工序名稱及內(nèi)容 機床設(shè)備 刀具 量具1 鍛造 100kN 摩擦壓力機2 退火3 粗銑撥叉頭兩端面 X51 立式銑床 端銑刀 游標(biāo)卡尺4 半精銑撥叉頭左端面 X51 立式銑床 端銑刀 游標(biāo)卡尺5 粗?jǐn)U、精擴、倒角、鉸?30mm 孔四面組合鉆床麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀卡尺、塞規(guī)6 校正撥叉腳 鉗工臺 手錘7 粗銑撥叉腳兩端 臥式雙面銑床三面刃銑刀 游標(biāo)卡尺8 銑叉爪口內(nèi)側(cè)面 X51 立式銑床 銑刀 游標(biāo)卡尺9 粗銑操縱槽底面和內(nèi)側(cè)面X51 立式銑床 銑刀 卡規(guī)、深度游標(biāo)卡尺10 精銑床撥叉腳兩端 臥式雙面銑床銑刀 游標(biāo)卡尺11 鉆、倒角、粗鉸、精鉸?8mm 孔四面組合鉆床復(fù)合鉆頭、鉸刀卡尺、塞規(guī)12 去毛刺、中檢 鉗工臺 平銼13 熱處理 淬火機14 校正撥叉腳 鉗工臺 手錘15 磨削撥叉腳兩端面 M7120A 平面磨床砂輪 游標(biāo)卡尺16 清洗、檢驗 清洗機 卡尺、塞規(guī)、百分表4.撥叉零件加工工序內(nèi)容設(shè)計114.1 撥叉零件加工余量、工序尺寸和公差的確定下面僅以工序 3、工序 4 和工序 11 為例說明加工余量、工序尺寸和公差的確定方法。（1）工序 3 和工序 4—加工撥叉頭兩端面至設(shè)計尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的確定。第 3，4 道工序的加工工程為：以右端面 B 定位，粗銑右端面 A，保證工序尺寸 P1；○ 1以右端面定位，粗銑右端面，保證工序尺寸 P2。○ 2以右端面定位，半精銑左端面，保證工序尺寸 P3，達到零件圖 D 設(shè)計要○ 3求，D=80 。m0.?根據(jù)第 3，4 道工序的加工過程，畫出加工過程示意圖，從最后一道工序向前推算，可以找出全部工藝尺寸鏈，如圖 4-2 所示。求解各工序尺寸與分差的順序如下。從圖 4-2（b）可知，P3=D=80 。○ 1 m03.?從圖 4-2（b）可知，P2=P3+Z3,其中 Z3 為半精加工余量，查附表 11，確○ 2定 Z3=1mm,則 P2=（80+1）mm=81mm。由于尺寸 P2 是在粗銑加工中保證的，查附表 9 知， 粗銑工序的經(jīng)濟加工精度等級可以達 B 面的最終加工要求—IT12,因此確定該工序尺寸公差為 IT12,其公差值為 0.35mm,故 P2=(81±0.175)mm。從圖 4-2（b）可知，P1=P2+Z3,其中 Z2 為粗銑余量，由于 B 面的加工余○ 3量是經(jīng)粗銑一次切除的，故 Z2 應(yīng)該等于 B 面的毛坯余量，即 Z2=2mm,P1=(81+2)=83mm。由附表 9 確定該粗銑工序的經(jīng)濟加工精度等級為 IT13，其公差值為0.54mm 故 P1=(83±0.27)mm。為驗證確定的工序尺寸與公差是否合理，還要對加工余量進行校核，保證最小余量不能為零或負(fù)值。12余量 Z3 的校核：在圖 4-2（b）所示尺寸鏈中 Z3 是封閉環(huán)，故○ 1 mPZ 475.1)30.8(175.0min3ax2max3 ??????28aiin余量 Z2 的校核：在圖 4-2（b）所示尺寸鏈中 Z2 是封閉環(huán)，故○ 2 mPZ 45.)17.0(2.3min2ax1ma ??????8aiin2余量校核結(jié)果結(jié)果表明，所確定的工序尺寸公差是合理的。公差是合理的。將工序尺寸按“入體原則”表示 P3=80 ,P2=81.175 ,P1=83.2703.?035.?。m054.?（2）工序 11—鉆—粗鉸—精鉸 ?8mm 孔的加工余量、工序尺寸和公差的確定。根據(jù)附表 13 可查得，精鉸余量 ,粗鉸余量 ,鉆mZ04.?粗 mZ16.0?粗孔余量 。查附表 8，可依次確定各工序尺寸的加工精度等級為：精Z8.7?粗13鉸為 IT7,粗鉸為 IT10,鉆為 IT12。根據(jù)上述結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可分別確定各工步的公差值：精鉸為 0.015mm,粗鉸為 0.058m，鉆為 0.15mm。綜合上述，分別得出該工序各工步的尺寸公差：精鉸為 ? ，粗鉸m015.8?為 ? ，鉆為 ? 。它們的相互關(guān)系如圖 4-3 所示。m058.967m15.087??7.8-015 0.40.16+50.58?7.96-0588-0.15圖 4-3 鉆 粗 鉸 精 鉸 ?8m孔 的 加 工 余 量 、 工 序 尺 寸 和 公 差 的 關(guān) 系加 工 方 向4.2 切削用量的計算（1）切削用量的計算。工序 3—粗銑撥叉頭兩端面。該工序分個兩步，工步 1 是以 B 面定位，粗○ 1銑 A；工步 2 是以 A 面定位，粗銑 B 面。由于這一步是在一臺機床上經(jīng)過一次走刀加工完成的，因此它們所選用的切削速度 v 和進給量 f 是一樣的，只有背吃刀量 ap不同。a.背吃刀量的確定：工步 1 的背吃刀量 取 Z1(見圖 4-2)，Z1 等于 A 面毛1pa14坯總量減去工序 2 的余量 Z3,即 =Z1=2.5mm-1mm=1.5mm；而工步 2 的背吃刀量1pa取為 Z2,則如前所知 Z2=2mm,故 =2mm。2pa2b.進給量的確定：根據(jù)附表 14，按機床功率為 5~10kw，工件—夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進給量 取為 0.08mm/z。zfc.銑削速度的計算：根據(jù)附表 16，按鑲齒銑刀、d/z=80/10 的條件（d=80mm,z=10）選取，切削速度 v 可取 44.9m/min。由公式 n=1000v/πd 可求得該工序銑刀轉(zhuǎn)速為 min/65.17880in/9.410rdn???參考附表 19 所列 X51 立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速 n=160r/min。再將此公式代入上述公式重新計算，可求出該工序的實際切削速度 v 為V= in/2.4010min/610rn???該工序切削用量為：主軸轉(zhuǎn)速 n=160r/min；切削速度 v=42.2m/min；背吃刀量 =1.5mm， =2mm；每齒進給量 =0.08mm/z（每轉(zhuǎn)進給量 f=0.8mm/r）1pa2pzf工序 4—半精銑撥叉頭左端面 A?！?2a.背吃刀量 的確定：取 =Z3=1mm。ppab.進給量的確定：根據(jù)附表 15，按表面粗糙度為 Ra2.5μm 的條件選取，該 工序的每轉(zhuǎn)進給量 f 取 0.4mm/r。c.銑削速度的計算：根據(jù)附表 16，按鑲銑刀、d/z=80/10, =f/z=0.5mm/zzf的條件選取，銑削速度 v=48.4m/min。由公式 n=1000v/πd，可求得銑刀的轉(zhuǎn)速n 為 min/58.19280in/4.10rmdvn????參照附表 19 所示 X51 型立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，取 n=210r/min。將此轉(zhuǎn)速代入公式，可求該工序的實際切削速度 v 為in/78.5210in/210rnv??15該工序切削用量為：主軸轉(zhuǎn)速 n=210r/min,切削速度 v=52.78m/min,背吃刀量 ,每轉(zhuǎn)進給量 f=0.4mm/r。map1?工序 11—鉆、粗鉸、精鉸 ?8mm 孔?！?3a.鉆孔工步。背吃刀量的確定：根據(jù)附表 17，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量 f=0.1mm/r。進給量的確定：根據(jù)附表 17，按工件材料為 45 鋼的條件選取，切削速度v=22m/min。由公式 n=1000v/πd，可求得該工序的鉆頭轉(zhuǎn)速 n=897.6r/min，根據(jù)附表20 所列 Z525 立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速 n=960r/min。將此轉(zhuǎn)速重新代入公式計算，求出該工序的實際鉆削速度 v=23.5m/min。b.粗鉸工步。背吃刀量的確定：取 =0.16mm。pa進給量的確定：根據(jù)附表 18，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量 f=0.4mm/r。切削速度的計算：根據(jù)附表 18，切削速度 v=2m/min。由公式 n=1000v/πd,可求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速 n=80r/min,根據(jù)附表 20 所列 Z525 立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速n=97r/min。將此轉(zhuǎn)速代入公式重新計算，可求得該工序的實際切削速度v=2.4m/min。c.精鉸工步。背吃刀量的確定：取 =0.04mm。pa進給量的確定：根據(jù)附表 18，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量 f=0.3mm/r。切削速度的計算：根據(jù)附表 18，切削速度 v=4m/min。由公式 n=1000v/πd,求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速 n=159.2r/min, 根據(jù)附表 20 所列 Z525 立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速 n=195r/min。將此轉(zhuǎn)速代入公式重新計算，可求得該工序的實際切削速度v=4.86m/min。5.填寫機械加工工藝規(guī)程文件將上述撥叉零件的工藝規(guī)程設(shè)計的結(jié)果填入工藝規(guī)程文件，如表 5-1~表 5-2所示。166撥叉零件專用機床夾具設(shè)計6.1 夾具設(shè)計任務(wù)圖 6-1 所示為撥叉零件加工工序 11 鉆撥叉鎖銷孔的工序簡圖。已知：工件材料為 45 鋼，毛坯為鍛模件，所用機床為 Z525 型立式鉆床，成批生產(chǎn)規(guī)模。試設(shè)計該工序的專用鉆床夾具。6.2 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案（1）確定定位元件。根據(jù)工序簡圖規(guī)定的定位基準(zhǔn)，選用一面雙銷定位方案，長定位銷與定位孔配合取為 ?30 ，限制 4 個自由度；定位銷軸肩小環(huán)面67fH與工件定位端面接觸，限制一個自由度，且保證工序尺寸 40 ，定位基準(zhǔn)m18.0?與設(shè)計基準(zhǔn)重合，定位誤差為零；削邊銷與工件叉口接觸，限制一個自由度，保證尺寸 115.5±0.1mm；?8mm 孔徑尺寸由刀具直接保證，位置精度由鉆套位置保證。圖 6-1 撥叉零件加工工序 11 鉆撥叉鎖銷孔（2）確定導(dǎo)向裝置。本工要求對 ?8mm 孔進行鉆、擴、鉸 3 個工步的加工，生產(chǎn)批量大，故選用快換鉆套作為刀具的導(dǎo)向元件?？鞊Q鉆套查附表 24，鉆套用襯套附表 25，鉆套螺釘查附表 26。查附表 27，確定鉆套高度 H=3D=3×8mm=24mm,排17屑空間 h=d=8mm。（3）確定夾緊機構(gòu)。選用偏心螺旋壓板夾緊機構(gòu)。其上零件均采用標(biāo)準(zhǔn)夾具元件，可查閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定。（4）畫夾具裝配圖。（5）確定夾具裝配圖上標(biāo)注尺寸及技術(shù)要術(shù)。確定定位元件之間的尺寸。定位銷與削邊銷中心距公差取工件相應(yīng)尺寸○ 1公差的 1/3，偏差對稱標(biāo)注，即 115.5±0.03mm。確定鉆套位置尺寸。鉆套中心線與定位銷定位環(huán)面之間的尺寸及公差取○ 2保證零件相應(yīng)工序尺寸 40 的平均尺寸，即 40.09mm，公差的 1/3，偏差m18.0?對稱標(biāo)注，即±0.03，標(biāo)注為 40.09±0.03。確定鉆套位置公差。鉆套中心線與定位銷定位環(huán)面之間的位置公差取工○ 3件相應(yīng)位置度公差的 1/3，即 0.03mm。定位銷中心線與夾具底面的平行度公差取 0.02mm?！?4標(biāo)注關(guān)鍵件的配合尺寸如夾具裝配圖所示，○ 5?8F7,?30f6,?57f7,?15 ,?22 , ?8 , ?16 。67kHr67nkH6.3 專用夾具夾緊力的計算為克服徑向切削力，實際夾緊力 N 應(yīng)為N=K fF式中 ——在最不利條件下由靜力平衡計算求出的加緊力；fFN——實際需要的夾緊力；K——安全系數(shù)，一般取 K=1.5~3，粗加工取大值，精加工取小值。又徑向切削力 =fFff FfzKdC式中 , , ， =1.5 所以60?fFCmap8.7in/1.0f?Nf 725?于是 N=702×3=2106N187.課程設(shè)計心得體會通過課程設(shè)計，使我深深體會到，干任何事都必須耐心、細(xì)致。課程設(shè)計過程中，許多計算有時不免令我感到有些心煩意亂；有兩次因為我不小心算錯了，只能毫不情愿地重來。但一想起老師平時對我們耐心的教誨，想到今后自己應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的社會責(zé)任，想到世界上因為某些細(xì)小失誤而出現(xiàn)的令世人無比震驚的事故，我們不禁時刻提醒自己，一定要養(yǎng)成一種高度負(fù)責(zé)、一絲不茍的良好習(xí)慣。這次課程設(shè)計使我在工作作風(fēng)上得到了一次難得的磨練。參考文獻【1】吳拓，方瓊珊.機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計指導(dǎo).北京：機械工業(yè)出版社，2005【2】龐浩，李文星.數(shù)控加工工藝.北京：北京理工大學(xué)出版社，2007【3】邵剛，羅蓉，賈玉梅.機械設(shè)計基礎(chǔ).北京：電子工業(yè)出版社，2005【4】蘭建設(shè)，曹龍斌.機械制造應(yīng)用技術(shù).北京：機械工業(yè)出版社，2006【5】吳新佳.機械制造工藝裝備.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2006【6】機械工程師手冊編委會.機械工程師手冊（第二版）.北京：機械工業(yè)出版社，2000【7】楊叔子.機械加工工藝師手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2002產(chǎn)品型號 零（部）件 圖號 共 頁機械加工工藝過程卡片產(chǎn)品名稱 零（部）件 名稱 撥叉 第 頁材料牌號 45 鋼 毛坯種 類 鍛件 毛坯外型尺寸 每毛坯可 制件數(shù) 1 每 臺 件 數(shù) 1 備 注 工 時工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容車間 工段 設(shè) 備 工 藝 裝 備準(zhǔn)終 單件1 鍛造 鍛工 100kN 摩擦壓力機 DM01-2 2 退火 消除撥叉內(nèi)應(yīng)力 熱處理3 銑 粗銑兩端面至 81.175mm--80.825mm,Ra12.5μm 金工 立式銑床 X51 高速鋼套式面銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具 70.214 銑 半精銑撥叉頭左端面至 80mm--79.7mm,Ra3.2μm 金工 立式銑床 X51 高速鋼套式面銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具5 鉆 粗?jǐn)U、精擴、倒角鉸 ?30mm 孔 金工 四面組合鉆床 擴孔鉆、鉸刀、卡尺、塞規(guī) 6 鉗 校正撥叉腳 金工 鉗工臺 手錘 7 銑 粗銑撥叉腳兩端面 金工 臥式雙面銑床 三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具 8 銑 銑叉爪口內(nèi)側(cè)面 金工 立式銑床 X51 銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具 9 銑 粗銑操縱槽底面和內(nèi)側(cè)面 金工 立式銑床 X51 槽銑刀、卡規(guī)、深度游標(biāo)卡尺、專用夾具 10 銑 圓銑撥叉腳兩端面 金工 臥式雙面銑床 三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺、專用夾具 11 鉆 鉆、粗鉸、精鉸 ?8mm 孔至?8mm~8.015mm,Ra1.6μm 金工 四面組合鉆床 復(fù)合麻花鉆、鉸刀、內(nèi)千分尺 157.2512 去毛刺 中檢 去毛刺 鉗工 鉗工臺 平錘、塞規(guī)、百分表、卡尺等 描圖 13 熱處理 撥叉腳兩面局部淬火 熱處理 淬火機等 14 鉗 校正撥叉腳 鉗工 鉗工臺 手錘 描校 15 磨 磨削撥叉腳兩端面 金工 磨床 M7120A 砂輪游標(biāo)卡尺 16 檢驗 清洗、終檢、入庫質(zhì)檢室 質(zhì)檢室 清洗機 塞規(guī)、百分表、卡尺等 底圖號 裝訂號 設(shè)計（日期）審核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會簽（日期）標(biāo)記 處數(shù) 更改文件 號 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 目錄1目 錄1.撥叉零件的工藝分析 21.1 了解撥叉零件的用途 .21.2 熟悉撥叉零件技術(shù)要求及對使用性能的影響 .21.3 審查撥叉零件的工藝性 31.4 確定撥叉的生產(chǎn)類型 .32.確定撥叉毛坯，繪制毛坯簡圖 .42.1 選擇毛坯類型 .42.2 確定撥叉毛坯的尺寸公差和機械加工余量 42.3 繪制撥叉鍛造毛坯簡圖 53.擬訂撥叉工藝路線 63.1 定位基準(zhǔn)的選擇 63.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇 .63.1.2 粗基準(zhǔn)的選擇 .73.2 表面加工方法的確定 .73.3 表面加工方法的確定 .73.4 表面加工方法的確定 .83.4.1 粗基準(zhǔn)的選擇 .83.4.2 粗基準(zhǔn)的選擇 .83.4.3 粗基準(zhǔn)的選擇 .83.5 確定工藝路線 .83.6 機床設(shè)備、工裝的選用 84. 撥叉零件加工工序內(nèi)容設(shè)計 .94.1 撥叉零件加工余量、工序尺寸和公差的確定 .94.2 切削用量的計算 125.填寫機械加工工藝規(guī)程文件 146 撥叉零件專用機床夾具設(shè)計 .146.1 夾具設(shè)計任務(wù) .156.2 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 .1526.3 專用夾具夾緊力的計算 167.課程設(shè)計心得體會 16參考文獻 .173撥叉零件加工工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計摘要：此次設(shè)計是對撥叉零件的加工工藝和夾具設(shè)計，其零件為鍛件，具有體積小，零件復(fù)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(zhǔn)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(gòu)設(shè)計簡單，方便且能滿足要求。關(guān)鍵詞：撥叉，毛坯，工藝規(guī)程，專用鉆床夾具目錄1目 錄1.撥叉零件的工藝分析 21.1 了解撥叉零件的用途 .21.2 熟悉撥叉零件技術(shù)要求及對使用性能的影響 .21.3 審查撥叉零件的工藝性 31.4 確定撥叉的生產(chǎn)類型 .32.確定撥叉毛坯，繪制毛坯簡圖 .42.1 選擇毛坯類型 .42.2 確定撥叉毛坯的尺寸公差和機械加工余量 42.3 繪制撥叉鍛造毛坯簡圖 53.擬訂撥叉工藝路線 63.1 定位基準(zhǔn)的選擇 63.1.1 粗基準(zhǔn)的選擇 .63.1.2 粗基準(zhǔn)的選擇 .73.2 表面加工方法的確定 .73.3 表面加工方法的確定 .73.4 表面加工方法的確定 .83.4.1 粗基準(zhǔn)的選擇 .83.4.2 粗基準(zhǔn)的選擇 .83.4.3 粗基準(zhǔn)的選擇 .83.5 確定工藝路線 .83.6 機床設(shè)備、工裝的選用 84. 撥叉零件加工工序內(nèi)容設(shè)計 .94.1 撥叉零件加工余量、工序尺寸和公差的確定 .94.2 切削用量的計算 125.填寫機械加工工藝規(guī)程文件 146 撥叉零件專用機床夾具設(shè)計 .146.1 夾具設(shè)計任務(wù) .156.2 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 .1526.3 專用夾具夾緊力的計算 167.設(shè)計心得體會 .16參考文獻 .173撥叉零件加工工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計摘要：此次設(shè)計是對撥叉零件的加工工藝和夾具設(shè)計，其零件為鍛件，具有體積小，零件復(fù)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(zhǔn)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(gòu)設(shè)計簡單，方便且能滿足要求。關(guān)鍵詞：撥叉，毛坯，工藝規(guī)程，專用鉆床夾具1．撥叉零件的工藝分析1.1 了解撥叉零件的用途撥叉應(yīng)用在某拖拉機變速箱的換擋機構(gòu)中。撥叉頭以 ?30mm 孔套在叉頭上，并用銷釘經(jīng) ?8mm 鎖銷孔與變速叉軸連接，撥叉腳則夾在雙聯(lián)變換齒輪的槽中。當(dāng)需要變速時，操縱變速桿，變速操縱機構(gòu)就通過撥叉頭部操縱槽帶動撥叉與變速叉軸一起在變速箱中滑移，撥叉腳移動雙聯(lián)變換齒輪在花鍵軸上滑動換擋位，從而改變拖拉機行駛速度。撥叉在改換擋位時要承受彎曲應(yīng)力和沖擊載荷的作用，因此該零件應(yīng)具有足夠的強度、剛度、韌性。該零件的主要工作表面為撥叉腳兩端面、叉軸孔 ?30021.?mm(H)和鎖銷孔 ?8 mm(H7)，在設(shè)計工藝規(guī)程時應(yīng)重點予以保證。015.?1.2 熟悉撥叉零件技術(shù)要求及對使用性能的影響該撥叉的技術(shù)要求如表 1-1 所示。表 1-1 撥叉零件技術(shù)要求4加工表面 尺寸及偏差（mm）公差及精度等級表面粗糙度Ra（μm）形位公差（mm）撥叉頭左端面 8003.?IT12 3.2撥叉頭右端面 80 .0IT12 12.5撥叉腳內(nèi)表面 R48 IT13 12.5撥叉腳兩端面 20 0.026?IT9 3.2 垂直度公差為0.1，平面公差為 0.08?30mm 孔 ?30 021.?IT7 1.6?8mm 孔 ?8 5.0IT7 1.6 垂直度公差為0.15操縱槽內(nèi)側(cè)面 12 IT12 6.3操縱槽底面 5 IT13 12.5撥叉形狀特殊、結(jié)構(gòu)簡單，屬典型的叉桿類零件。為實現(xiàn)換擋、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沖擊載荷，為增強其耐磨性，該表面要求高頻淬火處理，?30 mm 硬度為021.?48~58HRC；為保證撥叉換擋時叉腳受力均勻，要求叉腳兩端面對叉軸上的有準(zhǔn)確的位置，改換擋位準(zhǔn)確，撥叉采用鎖銷定位。鎖銷孔的尺寸為 ?8 mm,且鎖銷015.?孔的中心線與叉軸孔中心線的垂直度要求 0.15mm。綜上所述，該撥叉件的各項技術(shù)要求制定得較合理，符合該零件在變速箱中的功用。1.3 審查撥叉零件的工藝性分析零件圖可知，撥叉兩端和叉腳兩端均要求切削加工，并在軸方向上均高于相鄰表面，這樣既減少了加工面積，又提高了換擋時叉腳端面的接觸鋼度；?30 mm 孔和 ?8 孔的端面均為平面，可以防止加工過程中鉆頭鉆偏，以保021.?015.?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?30 mm 和鎖銷孔 ?8 mm）外，其余表面加工精度均較低，不需要高精度機021.?015.?床加工，通過銑削、鉆床的粗加工就可以達到加工要求；而主要工作表面雖然加5工精度相對比較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟的方法保質(zhì)保量地加工出來。由此可見，該零件的工藝性較好。1.4 確定撥叉的生產(chǎn)類型依設(shè)計題目知：Q=8000 臺/年,m=1 件/臺；結(jié)合生產(chǎn)實際，備用率 a%和廢品率 b%分別取 3%和 5%，代入年生產(chǎn)綱領(lǐng)計算公式得N=8000 臺/年*1 件/臺*（1+3%）*（1+0.5%）=8281.2 件/年根據(jù)撥叉重量為 4.5kg，查附表 1 屬輕型零件，又根據(jù) N=8181.2 件/年，查表確定撥叉的生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)。2.確定撥叉毛坯，繪制毛坯簡圖2.1 選擇撥叉毛坯類型由于該撥叉在工作過程中要承受沖擊載荷，為增強撥叉強度和沖擊韌度，毛坯選用鍛件；且生產(chǎn)類型屬大批生產(chǎn)，采用模鍛方法制造毛坯，公差等級為普通，毛坯的拔模斜度為 5°。2.2 確定撥叉毛坯的尺寸公差和機械加工余量根據(jù)附表 2~附表 5，要確定毛坯的尺寸公差及機械加工余量，應(yīng)先確定如下各因素。（1）公差等級。由撥叉的功用和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級為普通級。（2）鍛件重量 Mt。已知機械加工后撥叉件的重量為 4.5kg,由此可以初步估計機械加工前鍛件毛坯的重量為 6kg。（3）鍛件形狀復(fù)雜系數(shù) S。對撥叉零件圖進行分析計算，可大致確定鍛件外輪廓包容體的長度、寬度和高度，l=158mm,b=120mm,h=86mm（詳見毛坯簡圖） ；由式（2-1）可計算出該撥叉鍛件的形狀復(fù)雜系數(shù) S 為S= = = =0.47Ntm?lbh6 36/108.7612058mkgmkg???撥叉鍛件的形狀復(fù)雜系數(shù)屬 S2(一般)級。（4）鍛件材質(zhì)系數(shù) M。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，估計該鍛件的材質(zhì)系數(shù)屬 M1 級。（5）鍛件分模線形狀。根據(jù)該撥叉件的形位特點，本例選擇零件高度方向6的對稱平面為分模面，屬平直分模線，如撥叉鍛件鍛造毛坯簡圖所示。（6）零件表面粗糙度。由零件圖可知，該撥叉各加工表面的表面粗糙度 Ra均大于等于 1.6μm。根據(jù)上述諸因素，可查附表 2 ~附表 5 確定該鍛件的尺寸公差和機械公差余量，所得結(jié)果如表 2-1 所示。表 2-1 撥叉鍛造毛坯尺寸公差及機械加工余量鍛件重量（ kg）包容體重量(kg) 形狀復(fù)雜系數(shù) 材質(zhì)系數(shù) 公差等級6 12.7 S2 M1 普通級項目（mm） 機械加工余量（mm） 尺寸公差（mm）備注2.5( )7.180??附表 2寬度 R482~2.5（取 2） 附表 53.2( )4.280??附表 3厚度 802~2.5（兩端面分別取 2 和 2.5） 附表 52.2( )7.150??附表 3厚度 202~2.5(取 2.5) 附表 52.2( )5.170??附表 2孔徑 ?302.6 附表 6中心距 115.5 0.5?附表 4注：根據(jù)附表 1 的表注，將公差按照 的比例分配，故本例取公差值為2/1?。m1.?2.3 繪制撥叉鍛造毛坯簡圖繪制撥叉鍛造毛坯簡圖如圖 2-2 所示。其繪制方法介紹如下。7圖 2-2 撥叉鍛造毛坯簡圖用雙點劃線畫出經(jīng)簡化了次要細(xì)節(jié)的零件的主要視圖，將確定的加工余量疊加在各相應(yīng)被加工表面上，即得毛坯輪廓，用粗實線表示，比例 1：1；在毛坯圖上標(biāo)出毛坯主要尺寸公差，標(biāo)出加工余量的名義尺寸；標(biāo)注毛坯技術(shù)要求，如毛坯精度、熱處理及硬度、圓度尺寸、拔模斜度、表面質(zhì)量要求（氣孔、縮孔、夾砂）等。3．?dāng)M訂撥叉工藝路線3.1 定位基準(zhǔn)的選擇3.1.1 精基準(zhǔn)的選擇根據(jù)該撥叉零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇撥叉頭左端面和叉軸孔 ?30mm 作為精基準(zhǔn)，零件上的很多表面都可以采用他們作為基準(zhǔn)進行加工，即遵021.?循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。叉軸孔 ?30 mm 的軸線是設(shè)計基準(zhǔn)，選用其作為精基021.?準(zhǔn)定位加工撥叉腳兩端面和鎖銷孔 ? mm，實現(xiàn)了設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合，5.08保證了被加工表面的垂直度要求。選用撥叉頭左端面作為精基準(zhǔn)同樣是遵循了“基準(zhǔn)重合”原則，因為該撥叉在軸向方向上的尺寸多以該端面作為設(shè)計基準(zhǔn)；8另外，由于撥叉件剛性較差，受力易產(chǎn)生彎曲變形，為了避免在機械加工中產(chǎn)生夾緊變形，根據(jù)夾緊力應(yīng)垂直于主要定位基面，并應(yīng)作用在剛度較大部位的原則，夾緊力作用點不能作用在叉桿上。選用撥叉頭左端面作為精基準(zhǔn)，夾緊可作用在撥叉頭的右端面上，夾緊穩(wěn)定可靠。3.1.2 粗基準(zhǔn)的選擇作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒有飛邊、毛刺或其他表面缺欠，該撥叉選擇變速叉軸孔 ?30mm 的外圓面和撥叉頭右端面作為粗基準(zhǔn)。采用 ?30mm 外圓面定位加工內(nèi)孔，可保證孔的壁厚均勻；采用撥叉頭右端作為粗基準(zhǔn)加工左端面，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。3.2 表面加工方法的確定根據(jù)撥叉零件圖上各加工表面的尺寸精度和表面精度，查附表 7~附表 9，確定加工件各表面的加工方案，如圖 3-1 所示。表 3-1 撥叉零件各表面加工方案加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度 Ra(μm) 加工方案 備注撥叉頭左端面 IT11 3.2 粗銑—半精銑 附表 9撥叉頭右端面 IT13 12.5 粗銑 附表 9撥叉腳內(nèi)表面 IT13 12.5 粗銑 附表 9撥叉腳兩端面（淬硬）IT9 3.2 粗銑—精銑—磨削附表 9?30mm 孔 IT7 1.6 粗?jǐn)U—精擴—鉸附表 9?8mm 孔 IT7 1.6 鉆—粗鉸—精鉸附表 9操縱槽內(nèi)側(cè)面 IT12 6.3 粗銑 附表 9操縱槽底面 IT13 12.5 粗銑 附表 93.3 加工階段的劃分將撥叉加工階段劃分成粗加工、半粗加工和精加工 3 個階段。在粗加工階段，首先要將精基準(zhǔn)（撥叉頭左端和叉軸孔）準(zhǔn)備好。使后續(xù)工序都可采用精基準(zhǔn)定位加工；然后粗銑撥叉頭右端、撥叉腳內(nèi)表面、撥叉腳兩端9面、操縱槽內(nèi)側(cè)面和底面。在半精加工階段，完成撥叉腳兩端面的粗銑加工和銷軸孔 ?8mm 的鉆、鉸加工。在精加工階段，進行撥叉腳兩端面的磨削加工。3.4 工序順序的安排3.4.1 機械加工工序的安排如下：遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)—撥叉頭左端面和叉軸孔 ?30mm；021.?遵循“先粗后精”的原則，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?30 mm 及撥叉腳兩端面，后加工次要表面—操縱槽底面和內(nèi)側(cè)面；021.?遵循“先面后孔”原則，先加工撥叉頭端面，再加工叉軸孔 ?30mm；先銑操縱槽，再鉆銷軸孔 ?8mm。3.4.2 熱處理工序的安排如下：鍛模成型后切邊，進行調(diào)質(zhì)，調(diào)質(zhì)硬度為 241HBS~285HBS,并進行酸洗、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機械加工帶來的不利影響；叉腳兩端面在精加工之前進行局部高頻淬火，提高耐磨性和工作中承受沖擊載荷的能力。3.4.3 輔助工序的安排如下：粗加工撥叉腳兩端面和熱處理后，安排校直工序；在半精加工后，安排去毛刺和中間檢驗工序；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為：基準(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。3.5 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，確定撥叉的工藝路線如下：粗銑撥叉頭兩端面→半精銑撥叉頭左端面→粗?jǐn)U、精擴、倒角、鉸 ?30mm 孔→校正撥叉腳→粗銑撥叉腳兩端面→銑叉爪口內(nèi)側(cè)面→粗銑操縱槽底面和內(nèi)側(cè)面→精銑撥叉腳兩端面→鉆、倒角、粗鉸、精鉸 ?8mm 孔→去毛刺→中檢→熱處理（撥叉腳兩端面局部淬火）→校正撥叉腳→磨削撥叉腳兩端面→清洗→終檢。3.6 機床設(shè)備、工裝的選用10針對大批量生產(chǎn)的工藝特性，選用設(shè)備及工藝設(shè)備按照通用、專用相結(jié)合的原則。各工序使用的機床設(shè)備、工裝及工藝路線如表 3-2 所示。表 3-2 撥叉零件的工藝路線，使用的機床設(shè)備、工裝工序號 工序名稱及內(nèi)容 機床設(shè)備 刀具 量具1 鍛造 100kN 摩擦壓力機2 退火3 粗銑撥叉頭兩端面 X51 立式銑床 端銑刀 游標(biāo)卡尺4 半精銑撥叉頭左端面 X51 立式銑床 端銑刀 游標(biāo)卡尺5 粗?jǐn)U、精擴、倒角、鉸?30mm 孔四面組合鉆床麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀卡尺、塞規(guī)6 校正撥叉腳 鉗工臺 手錘7 粗銑撥叉腳兩端 臥式雙面銑床三面刃銑刀 游標(biāo)卡尺8 銑叉爪口內(nèi)側(cè)面 X51 立式銑床 銑刀 游標(biāo)卡尺9 粗銑操縱槽底面和內(nèi)側(cè)面X51 立式銑床 銑刀 卡規(guī)、深度游標(biāo)卡尺10 精銑床撥叉腳兩端 臥式雙面銑床銑刀 游標(biāo)卡尺11 鉆、倒角、粗鉸、精鉸?8mm 孔四面組合鉆床復(fù)合鉆頭、鉸刀卡尺、塞規(guī)12 去毛刺、中檢 鉗工臺 平銼13 熱處理 淬火機14 校正撥叉腳 鉗工臺 手錘15 磨削撥叉腳兩端面 M7120A 平面磨床砂輪 游標(biāo)卡尺16 清洗、檢驗 清洗機 卡尺、塞規(guī)、百分表4.撥叉零件加工工序內(nèi)容設(shè)計114.1 撥叉零件加工余量、工序尺寸和公差的確定下面僅以工序 3、工序 4 和工序 11 為例說明加工余量、工序尺寸和公差的確定方法。（1）工序 3 和工序 4—加工撥叉頭兩端面至設(shè)計尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的確定。第 3，4 道工序的加工工程為：以右端面 B 定位，粗銑右端面 A，保證工序尺寸 P1；○ 1以右端面定位，粗銑右端面，保證工序尺寸 P2。○ 2以右端面定位，半精銑左端面，保證工序尺寸 P3，達到零件圖 D 設(shè)計要○ 3求，D=80 。m0.?根據(jù)第 3，4 道工序的加工過程，畫出加工過程示意圖，從最后一道工序向前推算，可以找出全部工藝尺寸鏈，如圖 4-2 所示。求解各工序尺寸與分差的順序如下。從圖 4-2（b）可知，P3=D=80 ?！?1 m03.?從圖 4-2（b）可知，P2=P3+Z3,其中 Z3 為半精加工余量，查附表 11，確○ 2定 Z3=1mm,則 P2=（80+1）mm=81mm。由于尺寸 P2 是在粗銑加工中保證的，查附表 9 知， 粗銑工序的經(jīng)濟加工精度等級可以達 B 面的最終加工要求—IT12,因此確定該工序尺寸公差為 IT12,其公差值為 0.35mm,故 P2=(81±0.175)mm。從圖 4-2（b）可知，P1=P2+Z3,其中 Z2 為粗銑余量，由于 B 面的加工余○ 3量是經(jīng)粗銑一次切除的，故 Z2 應(yīng)該等于 B 面的毛坯余量，即 Z2=2mm,P1=(81+2)=83mm。由附表 9 確定該粗銑工序的經(jīng)濟加工精度等級為 IT13，其公差值為0.54mm 故 P1=(83±0.27)mm。為驗證確定的工序尺寸與公差是否合理，還要對加工余量進行校核，保證最小余量不能為零或負(fù)值。12余量 Z3 的校核：在圖 4-2（b）所示尺寸鏈中 Z3 是封閉環(huán)，故○ 1 mPZ 475.1)30.8(175.0min3ax2max3 ??????28aiin余量 Z2 的校核：在圖 4-2（b）所示尺寸鏈中 Z2 是封閉環(huán)，故○ 2 mPZ 45.)17.0(2.3min2ax1ma ??????8aiin2余量校核結(jié)果結(jié)果表明，所確定的工序尺寸公差是合理的。公差是合理的。將工序尺寸按“入體原則”表示 P3=80 ,P2=81.175 ,P1=83.2703.?035.?。m054.?（2）工序 11—鉆—粗鉸—精鉸 ?8mm 孔的加工余量、工序尺寸和公差的確定。根據(jù)附表 13 可查得，精鉸余量 ,粗鉸余量 ,鉆mZ04.?粗 mZ16.0?粗孔余量 。查附表 8，可依次確定各工序尺寸的加工精度等級為：精Z8.7?粗13鉸為 IT7,粗鉸為 IT10,鉆為 IT12。根據(jù)上述結(jié)果，再查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表可分別確定各工步的公差值：精鉸為 0.015mm,粗鉸為 0.058m，鉆為 0.15mm。綜合上述，分別得出該工序各工步的尺寸公差：精鉸為 ? ，粗鉸m015.8?為 ? ，鉆為 ? 。它們的相互關(guān)系如圖 4-3 所示。m058.967m15.087??7.8-015 0.40.16+50.58?7.96-0588-0.15圖 4-3 鉆 粗 鉸 精 鉸 ?8m孔 的 加 工 余 量 、 工 序 尺 寸 和 公 差 的 關(guān) 系加 工 方 向4.2 切削用量的計算（1）切削用量的計算。工序 3—粗銑撥叉頭兩端面。該工序分個兩步，工步 1 是以 B 面定位，粗○ 1銑 A；工步 2 是以 A 面定位，粗銑 B 面。由于這一步是在一臺機床上經(jīng)過一次走刀加工完成的，因此它們所選用的切削速度 v 和進給量 f 是一樣的，只有背吃刀量 ap不同。a.背吃刀量的確定：工步 1 的背吃刀量 取 Z1(見圖 4-2)，Z1 等于 A 面毛1pa14坯總量減去工序 2 的余量 Z3,即 =Z1=2.5mm-1mm=1.5mm；而工步 2 的背吃刀量1pa取為 Z2,則如前所知 Z2=2mm,故 =2mm。2pa2b.進給量的確定：根據(jù)附表 14，按機床功率為 5~10kw，工件—夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進給量 取為 0.08mm/z。zfc.銑削速度的計算：根據(jù)附表 16，按鑲齒銑刀、d/z=80/10 的條件（d=80mm,z=10）選取，切削速度 v 可取 44.9m/min。由公式 n=1000v/πd 可求得該工序銑刀轉(zhuǎn)速為 min/65.17880in/9.410rdn???參考附表 19 所列 X51 立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，取轉(zhuǎn)速 n=160r/min。再將此公式代入上述公式重新計算，可求出該工序的實際切削速度 v 為V= in/2.4010min/610rn???該工序切削用量為：主軸轉(zhuǎn)速 n=160r/min；切削速度 v=42.2m/min；背吃刀量 =1.5mm， =2mm；每齒進給量 =0.08mm/z（每轉(zhuǎn)進給量 f=0.8mm/r）1pa2pzf工序 4—半精銑撥叉頭左端面 A?！?2a.背吃刀量 的確定：取 =Z3=1mm。ppab.進給量的確定：根據(jù)附表 15，按表面粗糙度為 Ra2.5μm 的條件選取，該 工序的每轉(zhuǎn)進給量 f 取 0.4mm/r。c.銑削速度的計算：根據(jù)附表 16，按鑲銑刀、d/z=80/10, =f/z=0.5mm/zzf的條件選取，銑削速度 v=48.4m/min。由公式 n=1000v/πd，可求得銑刀的轉(zhuǎn)速n 為 min/58.19280in/4.10rmdvn????參照附表 19 所示 X51 型立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，取 n=210r/min。將此轉(zhuǎn)速代入公式，可求該工序的實際切削速度 v 為in/78.5210in/210rnv??15該工序切削用量為：主軸轉(zhuǎn)速 n=210r/min,切削速度 v=52.78m/min,背吃刀量 ,每轉(zhuǎn)進給量 f=0.4mm/r。map1?工序 11—鉆、粗鉸、精鉸 ?8mm 孔。○ 3a.鉆孔工步。背吃刀量的確定：根據(jù)附表 17，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量 f=0.1mm/r。進給量的確定：根據(jù)附表 17，按工件材料為 45 鋼的條件選取，切削速度v=22m/min。由公式 n=1000v/πd，可求得該工序的鉆頭轉(zhuǎn)速 n=897.6r/min，根據(jù)附表20 所列 Z525 立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速 n=960r/min。將此轉(zhuǎn)速重新代入公式計算，求出該工序的實際鉆削速度 v=23.5m/min。b.粗鉸工步。背吃刀量的確定：取 =0.16mm。pa進給量的確定：根據(jù)附表 18，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量 f=0.4mm/r。切削速度的計算：根據(jù)附表 18，切削速度 v=2m/min。由公式 n=1000v/πd,可求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速 n=80r/min,根據(jù)附表 20 所列 Z525 立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速n=97r/min。將此轉(zhuǎn)速代入公式重新計算，可求得該工序的實際切削速度v=2.4m/min。c.精鉸工步。背吃刀量的確定：取 =0.04mm。pa進給量的確定：根據(jù)附表 18，選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量 f=0.3mm/r。切削速度的計算：根據(jù)附表 18，切削速度 v=4m/min。由公式 n=1000v/πd,求得該工序鉸刀轉(zhuǎn)速 n=159.2r/min, 根據(jù)附表 20 所列 Z525 立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速 n=195r/min。將此轉(zhuǎn)速代入公式重新計算，可求得該工序的實際切削速度v=4.86m/min。5.填寫機械加工工藝規(guī)程文件將上述撥叉零件的工藝規(guī)程設(shè)計的結(jié)果填入工藝規(guī)程文件，如表 5-1~表 5-2所示。166撥叉零件專用機床夾具設(shè)計6.1 夾具設(shè)計任務(wù)圖 6-1 所示為撥叉零件加工工序 11 鉆撥叉鎖銷孔的工序簡圖。已知：工件材料為 45 鋼，毛坯為鍛模件，所用機床為 Z525 型立式鉆床，成批生產(chǎn)規(guī)模。試設(shè)計該工序的專用鉆床夾具。6.2 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案（1）確定定位元件。根據(jù)工序簡圖規(guī)定的定位基準(zhǔn)，選用一面雙銷定位方案，長定位銷與定位孔配合取為 ?30 ，限制 4 個自由度；定位銷軸肩小環(huán)面67fH與工件定位端面接觸，限制一個自由度，且保證工序尺寸 40 ，定位基準(zhǔn)m18.0?與設(shè)計基準(zhǔn)重合，定位誤差為零；削邊銷與工件叉口接觸，限制一個自由度，保證尺寸 115.5±0.1mm；?8mm 孔徑尺寸由刀具直接保證，位置精度由鉆套位置保證。圖 6-1 撥叉零件加工工序 11 鉆撥叉鎖銷孔（2）確定導(dǎo)向裝置。本工要求對 ?8mm 孔進行鉆、擴、鉸 3 個工步的加工，生產(chǎn)批量大，故選用快換鉆套作為刀具的導(dǎo)向元件。快換鉆套查附表 24，鉆套用襯套附表 25，鉆套螺釘查附表 26。查附表 27，確定鉆套高度 H=3D=3×8mm=24mm,排17屑空間 h=d=8mm。（3）確定夾緊機構(gòu)。選用偏心螺旋壓板夾緊機構(gòu)。其上零件均采用標(biāo)準(zhǔn)夾具元件，可查閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定。（4）畫夾具裝配圖。（5）確定夾具裝配圖上標(biāo)注尺寸及技術(shù)要術(shù)。確定定位元件之間的尺寸。定位銷與削邊銷中心距公差取工件相應(yīng)尺寸○ 1公差的 1/3，偏差對稱標(biāo)注，即 115.5±0.03mm。確定鉆套位置尺寸。鉆套中心線與定位銷定位環(huán)面之間的尺寸及公差取○ 2保證零件相應(yīng)工序尺寸 40 的平均尺寸，即 40.09mm，公差的 1/3，偏差m18.0?對稱標(biāo)注，即±0.03，標(biāo)注為 40.09±0.03。確定鉆套位置公差。鉆套中心線與定位銷定位環(huán)面之間的位置公差取工○ 3件相應(yīng)位置度公差的 1/3，即 0.03mm。定位銷中心線與夾具底面的平行度公差取 0.02mm?！?4標(biāo)注關(guān)鍵件的配合尺寸如夾具裝配圖所示，○ 5?8F7,?30f6,?57f7,?15 ,?22 , ?8 , ?16 。67kHr67nkH6.3 專用夾具夾緊力的計算為克服徑向切削力，實際夾緊力 N 應(yīng)為N=K fF式中 ——在最不利條件下由靜力平衡計算求出的加緊力；fFN——實際需要的夾緊力；K——安全系數(shù)，一般取 K=1.5~3，粗加工取大值，精加工取小值。又徑向切削力 =fFff FfzKdC式中 , , ， =1.5 所以60?fFCmap8.7in/1.0f?Nf 725?于是 N=702×3=2106N187.課程設(shè)計心得體會通過課程設(shè)計，使我深深體會到，干任何事都必須耐心、細(xì)致。課程設(shè)計過程中，許多計算有時不免令我感到有些心煩意亂；有兩次因為我不小心算錯了，只能毫不情愿地重來。但一想起老師平時對我們耐心的教誨，想到今后自己應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的社會責(zé)任，想到世界上因為某些細(xì)小失誤而出現(xiàn)的令世人無比震驚的事故，我們不禁時刻提醒自己，一定要養(yǎng)成一種高度負(fù)責(zé)、一絲不茍的良好習(xí)慣。這次課程設(shè)計使我在工作作風(fēng)上得到了一次難得的磨練。參考文獻【1】吳拓，方瓊珊.機械制造工藝與機床夾具課程設(shè)計指導(dǎo).北京：機械工業(yè)出版社，2005【2】龐浩，李文星.數(shù)控加工工藝.北京：北京理工大學(xué)出版社，2007【3】邵剛，羅蓉，賈玉梅.機械設(shè)計基礎(chǔ).北京：電子工業(yè)出版社，2005【4】蘭建設(shè)，曹龍斌.機械制造應(yīng)用技術(shù).北京：機械工業(yè)出版社，2006【5】吳新佳.機械制造工藝裝備.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2006【6】機械工程師手冊編委會.機械工程師手冊（第二版）.北京：機械工業(yè)出版社，2000【7】楊叔子.機械加工工藝師手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2002