拖拉机用拨叉机械加工工艺规程及夹具设计-毕业设计论.doc

拖拉机用拨叉机械加工工艺规程及夹具设计 学 生： 学 号： 专 业：机械制造及其自动化班 级：指导教师： 四 川 理 工 学 院毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目： 拖拉机用拨叉机械加工工艺规程及加工叉轴孔夹具设计 系： 专业： 班级： 学号： 学生： 指导教师： 接受任务时间 教研室主任 （签名）系主任 （签名）1毕业设计（论文）的主要内容及基本要求主要内容： 分析题目，查阅相关资料，完成开题报告；分析拖拉机用拨叉机械加工工艺规程及加工叉轴孔夹具设计要求，拟定加工工艺方案；对各工序过程进行分析计算，确定并绘制所需夹具的主要零件图、装配图（含被加工零件图），并对夹具设计进行必要的分析计算；撰写毕业设计说明书。基本要求：主要零（部）件图24张；夹具装配图1张； 毕业设计(论文)说明书一份，内容及格式符合“2011届-机械工程学院毕业环节实施细则”中的相关要求。2指定查阅的主要参考文献及说明1 邹青 主编 机械制造技术基础课程设计指导教程，机械工业出版社，20092 张捷 主编 机械制造技术基础，西南交通大学出版社，20073 杨明忠等 主编 机械设计 武汉理工大学出版社，20014 邱轩怀 主编 机械设计（第四版） 高等教育出版社，19975 吴宗泽 主编 机械设计课程设计手册（超星图书）3进度安排设计（论文）各阶段名称起 止 日 期1分析题目，查阅相关资料，完成开题报告2012.03.012011.03.142分析零件工艺要求，拟定工艺方案和夹具方案2012.03.152011.03.313对夹具进行结构设计、计算，并绘制主要零件图、装配图2012.04.012011.04.204撰写毕业设计说明书2012.04.212011.05.205毕业设计（论文）的修改、答辩的准备2012.05.212011.05.31摘 要拨叉是拖拉机变速器的重要零部件，它接受换挡手柄传递的变速信号，来拨动滑移此轮，从而控制变速箱以相应档位运行。由上面的介绍可以看出，拨叉需要一定的强度、强度、可靠性和稳定性，以便汽车能很好的变换速度，稳定行驶。一般情况下对拨叉的要求是：具有结构紧凑，传动力矩打、体积小、重量轻、传动效率高、寿命长。本设计所涉及的拨叉是拖拉机上所使用的。拨叉的材质要求为45钢。在生产该零件过程中，经历了几种不同工艺方案的比较，最后选定了合理的工艺方案，从而编制了工艺文件，确定了该工艺每个工序的加工机床，加工刀具测量选用的量具，以及计算了各个加工不走的切削余量、切削速度、加工时间、进给量和主轴转速等。关键词：换挡拨叉；工艺规程；夹具设计ABSTRACTDial the fork is the important parts，auto transmission shift handle it receives the variable speed signal transmission，to control the gear transmission with corresponding gear operationStable，so that cars can very good transform speed，stable driving；with compact structure，transmission torque，small volume light weight，high transmission efficiency，long service life ectCharacteristicsThis paper from the aspect of research gearshift forks to shift the gearshift forks process planning，and designed a fine milling end fixtureDesign with CAD drawing out the gearshift forks parts graph and fixtureAnd detail drawings were plotted CATIA detail drawing and fixture figureThe traditional process for gearshift forks made better understood for the average end fine milling fixture made extensive discussionKeywords: Shift gearshift forks；Procedure；Fixture design目 录摘要ABSTRACT第一章 绪论11.1 变速器拨叉的介绍11.2变速器行业的概况11.3变速器面临的挑战2第二章 零件分析42.1 拨叉的用途42.2 拨叉的技术要求42.3 拨叉的工艺性分析52.4 确定拨叉的生产类型5第三章 工艺规程的制定63.1 确定毛坯及制造方法63.1.1 选择毛坯63.1.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量63.1.3 绘制拨叉锻造毛坯图73.2 定位基准的选择83.2.1 精基准的选择93.2.2 粗基准的选择93.3 表面加工方法的确定93.4 加工阶段的划分103.5 工序的集中与分散103.6 工序顺序的安排103.6.1 机械加工工序103.6.2 热处理工序103.6.3 辅助工序113.7 确定工艺路线113.8 机床设备及工艺装备的选用123.8.1 机床设备的选用123.8.2 工艺装备的选用12第四章 加工余量、工序尺寸和公差的确定13第五章 切削用量、时间定额的计算165.1 切削用量的计算165.2 时间定额的计算215.2.1 基本时间tj的计算215.2.2 辅助时间tf的计算255.2.3 其他时间的计算265.2.4单件时间tdj的计算27第六章 夹具设计296.1 夹具设计任务296.2 确定夹具的结构方案296.2.1 确定定位元件296.2.2 定位误差分析306.2.3 确定导向装置306.2.4 确定夹紧机构316.2.5 夹紧力的计算33结论35参考文献36致谢371四川理工学院毕业设计（论文）第一章 绪论1.1 变速器拨叉的介绍拨叉是拖拉机变速器的重要零部件，它接受换挡手柄传递的变速信号，来拨动滑移此轮，从而控制变速箱以相应档位运行。由上面的介绍可以看出，拨叉需要一定的强度、强度、可靠性和稳定性，以便汽车能很好的变换速度，稳定行驶。一般情况下对拨叉的要求是：具有结构紧凑，传动力矩打、体积小、重量轻、传动效率高、寿命长。本设计所涉及的拨叉是拖拉机上所使用的。拨叉的材质要求为45钢。在生产该零件过程中，经历了几种不同工艺方案的比较，最后选定了合理的工艺方案，从而编制了工艺文件，确定了该工艺每个工序的加工机床，加工刀具测量选用的量具，以及计算了各个加工不走的切削余量、切削速度、加工时间、进给量和主轴转速等。1.2 变速器行业概况我国汽车变速器行业在经历了改革改造、引进消化、改制重组。在激烈的市场竞争中在行业规模、产品技术、经营管理等方面都取得了较好的发展。目前，国内汽车变速器企业很多。2011年12月份，我国生产拖拉机20万台，2011年1-12月，全国拖拉机的产量达283.6万台。中商情报网数据显示：2011年1到12月，我国小型拖拉机的产量达237.59万台，同比增长5.19%，占总产量的83.76%；中型拖拉机的产量为42.3万台，同比增长19.52%，占全国总产量的14.91%；我国大型拖拉机的产量为3.75万台，同比增长24.24 %，占全国总产量的1.32 %。可见拖拉机用拨叉有着良好的市场前景。拖拉机用拨叉生产的规模化和批量化已经势在必行。目前国内变速器厂家主要有山东聊城伟华机械有限公司长葛市一龙汽车配件厂、浙江正昌锻造股份有限公司、瑞安市安驰锻造有限公司、青县金迪机床配件厂、瑞安市颖鹏机械制造有限公司、温州均和汽车部件有限公司、玉环鑫矗机械有限公司等厂家。在国内变速器厂家竞争的同时，国外变速器厂家也参与到竞争中，如德国ZF公司、英国艾里逊、美国伊顿、韩国统一等都看好国内市场，并且已经牢牢占领着高端市场。2004年国家出台的汽车产业发展政策要求中国汽车零部件企业要适应国际汽车产业发展趋势，积极参与主机长的产品开发工作。在关键汽车零部件领域要逐步形成系统开发能力，在一般汽车零部件领域要形成先进的产品开发和制造能力，满足国内市场的需要，努力进入国际汽车零部件采购体系。但中国汽车零部件工业在下一轮发展中面临越来越大的困难，民族汽车零部件企业的生存空间正被国际汽车零部件巨头不断挤压。就汽车传动系统来看，汽车变速器已经形成机械变速箱MT、机械式自动变速器AMT、无级变速器CVT、双离合器变速器DCT、自动变速器AT等手动档和自动档结构。变速器组要发展方向：安全、环保、节能、操纵轻便化、换挡自动化、智能化。大功率、大扭矩。拖拉机最大功率达397kw、2300Nm，如ZF8S180，ZF商用车变速器输入扭矩3300Nm。系列化、多种档位、组合化。如ZF公司拥有16种AT、3种MT、3种CVT；Getrag公司拥有23种MT、AMT。伊顿公司用42种变速器覆盖了7002500Nm的商用车。变速器中心距系列化。ZF公司用10种中心距系列，覆盖了所有变速器；伊顿公司用8种中心距系列覆盖了所有机械变速器等等。主箱与副箱组合化。如ZF公司主箱有3、4、5档3种，副箱2档，组合为52、232、242等。大传动比已达到0.7左右。小型化、轻量化。用冲压件代替铸锻件、广泛使用铝镁合金、用电焊代替铆接等；减小中心距，如ZF公司20世纪80年代至90年代末单件变速器中心距减少了23mm。换挡向轻便化、自动化、智能化、电子集成化方向发展。中国拖拉机今后有可能大力发展AMT（价格低于AT）。改革开放初期，为推动我国汽车工业快速发展，汽车合资大潮开始涌动。1983年，经国务院批准，中国重型汽车工业联合公司引进奥地利斯太尔公司整车制造技术（含发动机、变速器、车桥）。其中配套变速器的任务交给了陕西此轮厂和重启此轮厂，促进了我国拖拉机变速器的发展。1984年，陕西齿轮厂与美国伊顿公司签署技术转让协议，并西安建立新的生产基地，开始生产双中间轴变速器。1985年，重庆齿轮厂引进德国采埃孚公司机械变速器系列制造技术，生产重型变速器，为斯太尔重卡配套。在拖拉机领变速器领域，还有两家企业不得不提，一家是山西大同齿轮厂，另一家是哈尔滨汽车齿轮厂。1986年，大齿引进日产柴TMH402变速器制造技术，生产5档和6档产品，主要为东风卡车配套。1986年12月，哈齿正式隶属解放汽车工业企业联合公司，并更名为第一汽车制造厂哈尔滨汽车齿轮厂。哈齿在吸收日野变速器技术基础上开发出一系列产品，主要为一汽解放卡车配套。不过，严格来讲，大齿和哈齿的变速器与陕齿和重齿不同，起传递扭矩小一些，在800Nm左右，而山齿和重齿的变速器传递扭矩在1000Nm以上。在乘用车方面，1984年，中外合资汽车企业北京吉普汽车有限公司成立。为给北京吉普配套，北京齿轮总厂承担了开发生产吉普车变速器的任务。同样在1984年，上海大众合资公司成立，开始引进桑塔纳项目。上海汽车齿轮总厂承担了为桑塔纳配套国产014变速器任务。该变速器项目1988年立项，1989年10月出样机，1990年，上海汽车齿轮总厂又在014手动变速器的基础上，研制开发了013五档等候东变速器，为桑塔纳2000型轿车配套。随着桑塔纳的热卖，上海汽车齿轮总厂成为当时国内最大的汽车变速器生产企业。我国拖拉机的发展也是从20世纪80年代开始的，主要是引进日本铃木和大发两大系列的产品。与之配套的拖拉机变速器，也随之产生并逐渐提高产量。这期间，国营青山机械厂和唐山齿轮厂是主要的变数器生产厂家。1.3 变速器面临的挑战国内变速器行业虽然已经有了长足的进步，但与国际同行比较，差距仍然很明显。企业经营规模小，抗风险能力低。缺乏技术含量、前瞻性、可持续发展的产品。品牌意识不强，标准化程度低。国内企业缺乏高水品的研发人员，企业自主开发能力低；企业内部管理水平不高，没有系统的人才培训，人才流失等现象相当严重。国内企业规模小，数量众多，技术、质量参差不齐。国内原材料供应商的质量、技术水平较低，一些关键部件只能依靠进口，增加了零部件企业的生产成本。技术方面：缺乏创新能力，缺少自主的专项】专利技术；新产品、新技术、新工艺落后，将受制于跨国公司；生产工艺先进度、可靠性较差，自动化程度和生产效率相差甚远；研发的人力、物理、财力严重不足。研发手段落后；实车实验及主观评价极少实行。管理质量方面：虽然业内90%左右的企业通过了IS09000、QS9000、VDA6.1、ISO/TS16949等给类质量体系认证。也有开始运用工业工程、ERP、一体化管理等现代管理技术。然而，因企业变数较多，造成了管理体系动荡，多数认证流于形式；管理滞后，使产品质量稳定性难移保证，对于全球采购50-70ppm要求，只能望而却步。装备及工艺方面：主要企业的的装备及工艺基本与国际同行相似，然而行业的装备水平低一档次；成套碳氮共渗设备应用不广，机加工CNC设备采用不普遍，工艺装备对产品的保证能力不强；实验、检测设备的精度不够，可靠性和再生性差。本次设计是学完了所有基础课程及机械制造技术基础、机械设计、机械装备设计基础等主要专业课程的实践性环节，在大三时的课程设计中，已对变速拨叉有了较深的了解，对其零件的作用也有所了解。通过此次毕业设计，对我们的设计能力有所提高。扩大和强化自己所学的理论知识与技能，提高自己的设计计算，制图，编写技术文件的能力，学会正确查阅，使用文献及工具书等资料。并在设计中培养认真、独立的工作态度，为以后工作打下基础。3第二章 零件分析2.1 拨叉的用途 该拨叉应该用在某拖拉机变速箱的换挡机构中。拨叉头以25或16孔套在变速叉轴上，并用M8和M10的螺栓与变速叉轴联结，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，变速操纵机构就 通过拨叉头部的操纵台带动拨叉与变速叉轴一起在变速箱中滑移，拨叉脚波动双联变换齿轮在花键轴上滑动一改换档位，从而改变拖拉机的行驶速度。 该拨叉在改换档位时要承受弯曲应力和冲击载荷的作用，因此该零件应该具有足够的强度、刚度、和韧性，以适应拨叉的工作条件。该零件的主要的工作表面为拨叉脚两端、叉孔轴25H9+0.052 0和叉轴孔16H9+0.043 0与螺孔M8和M10，在设计工艺规程时应该重点予以保证。2.2 拨叉的技术要求 下面将该拨叉的全部技术要求列于表1-1中。表1-1 拨叉零件技术要求表 加工表面尺寸偏差/mm公差及精度等级表面粗糙度 Ra/m形位公差拨叉头上端面40IT126.3拨叉头下端面40IT126.3拨叉脚内表面R55IT126.3拨叉脚两端面22IT1312.525孔25+0.052 0IT81.616孔16+0.043 0 IT81.6凸台直径R10IT126.3凸台高15IT126.3 该拨叉形状特殊、结构简单，属典型的叉杆类零件。为实现换挡、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要承受冲击载荷，为增加其耐磨性，该表面要求高频淬火处理，硬度为48-58HRC；为保证该拨叉换挡时叉脚受力均匀，要求插脚两端面对插孔25与16的垂直度要求为0.1mm，其自身的平面度为0.08mm。为保证拨叉在叉轴上的准确位置，改换挡位准确，拨叉采用螺栓定位。螺纹的公称直径分别为8mm和10mm，且螺纹中心线与叉轴孔中心线的垂直度要求为0.15mm。 综上所述，该拨叉件的各项技术要求制定的较为合理，符合该零件在变速箱中的功用。2.3 拨叉的工艺性分析分析零件图可知，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。25与16孔的的端面为平面，可以防止钻头偏钻，可以保证加工精度；另外，该零件除了主要工作表面（拨叉脚两端面、变速叉轴孔）外，其余的表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过铣床钻床的粗加工就可以达到加工要求;而主要的表面虽然加工精度要求较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保证质量的加工出来。由此可见，该零件的工艺性能较好。2.4 确定拨叉的生产类型按照我国拖拉机用拨叉的市场需求量，初步预计年产Q=8000件比较合理；结合实际生，备用率a%和废品率b%分别缺3%和5%。带入公式： （1-1） 可得： 拨叉重量为5.5kg，由参考文献一表1-3和表1-4分别可知，拨叉属于轻型零件，并且此拨叉的生产类型为大批生产。41第三章 工艺规程的制定3.1 确定毛坯及制造方法3.1.1 选择毛坯由于该拨叉在工作过程中药承受冲击载荷，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，且生产类型属于大批生产，为提高生产和锻件精度，宜采用模锻方法制造毛坯。毛坯的拔模斜度为5。3.1.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量由参考文献一中表2-10表2-12可知道，要确定毛坯的尺寸公差及机械加工余量，应先确定如下各项因素。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 锻件重量已知机械加工后拨叉件的重量为5.5kg，由此可初步估计机械加工前锻件毛坯的重量为7kg。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l=180，b=155，h=60（详见毛坯简图2-1）；由公式（2-1）和（2-2）可计算出该拨叉锻件的形状复杂系数S （2-1）式中 mt锻件质量 mN相应锻件外廓包容体质量 （2-2）式中 为锻件材料密度将已知条件带入公式（2-1）和（2-2）中 可得：由于0.53介于0.32和0.63之间，故该拨叉的形状复杂系数属于S2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于M1级。5锻件分模线形状根据该拨叉件的形位特点，本设计选择零件高度方向的对称面为分模面，属于平直分模线，如图2-1拨叉锻造毛坯简图所示。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，可查表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3-1 拨叉锻造毛坯尺寸公差及机械加工余量锻件重量/kg包容体重量/kg形状复杂系数材质系数公差等级713.05S2M1普通级项目/mm机械加工余量/mm尺寸公差/mm备注宽度 R552.8+1.9 -0.9表2-102.02.5（取2）表2-13厚度 502.5+2.0 -0.5表2-1122.2（两端面均去2）表2-13厚度 202.0+1.5 -0.5表2-1122.2（取2.2）表2-13孔径252.0+1.4 -0.6表2-102.0表2-14孔径162.0+1.4 -0.6表2-102.0表2-14中心距1700.5表2-12中心距 900.4表2-12注：表中涉及查表均在参考文献一中，表的编号不在本设计任务书中。3.1.3 绘制拨叉锻造毛坯图由表2-1所得结果，绘制毛坯简图如图3.1所示。图3-1 拨叉锻造毛坯简图3.2 定位基准的选择基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。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。基面选择的正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。3.2.1 精基准的选择根据该拨叉零件的技术要求和装配要求，选择拨叉头上端面和叉轴孔25mm和16作为精基准，零件上的很多表面都可以采用它们作为基准进行加工，即遵循了“基准统一”的原则。叉轴孔25和16的轴线是设计基准，选用其作为精基准定位加工拨叉脚两端面和螺母孔M10和M8,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要求。选用拨叉头上端面作为精基准同样遵循了“基准重合”的原则，因为该拨叉在轴向方向上的尺寸多以该端面作为设计基准；另外，由于拨叉件刚性较差，受力易产生弯曲变形，为了避免在机械加工中产生夹紧变形，根据夹紧力应垂直于主要定位基面作为精基准，夹紧力可作用在拨叉头的右端面上，夹紧稳定可靠。3.2.2 粗基准的选择作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面缺陷。本设计选择变速叉轴孔的外圆和拨叉头下端面作为粗基准。采用叉轴孔外圆面定位加工内孔保证孔的壁厚均匀；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。3.3 表面加工方法的确定根据拨叉零件图上各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工件件各表面的加工方法，如表2-2所示。表3-2 拨叉零件各表面加工方案加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/m加工方案备注拨叉下端面IT1312.5粗刨拨叉孔下连平面IT26.3粗刨凸台面IT126.3粗刨两处40平面IT126.3粗刨主视图侧面IT126.3粗刨拨叉脚内表面IT126.3粗铣弧形槽IT126.3粗铣拨叉脚两端面（淬硬）IT1312.5粗铣加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/m加工方案备注25孔IT81.6钻粗扩精扩精铰16孔IT81.6钻粗扩精扩精铰注：表上数据均来自参考文献一中表1-7与表1-8。3.4 加工阶段的划分该拨叉加工质量要求较高，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（拨叉头上端面和叉轴孔）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；然后粗刨拨叉头下端面，拨叉脚内表面、拨叉脚两端面和弧形槽的粗铣。半精加工阶段，完成25孔和16孔的钻、铰加工；在精加工阶段，进行25孔和16孔的精铰加工。3.5 工序的集中与分散本设计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。3.6 工序顺序的安排3.6.1 机械加工工序（1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工精基准拨叉头上端面和拨叉孔25mm和16mm。（2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。（3）遵循“先主后此”原则，先加工主要表面拨叉头上端面和叉轴孔25mm和16mm和拨叉脚两端面，后加工次要表面操纵槽底面和内侧面。（4）遵循“先面后空”原则，先加工拨叉头端面，再加工叉轴孔25mm和16mm；先铣端面，再加工M8和M10螺母孔。3.6.2 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，增加耐磨性，消除毛坯表面因脱碳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。3.6.3 辅助工序粗加工拨叉脚两端面和热处理后，安排校直工序；刨削加工前，划刨削加工线；铣削加工前，划铣削加工线；在半精加工后，安排去刺和中间中间检验工序；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打得表面粗加工主要表面半精加工和次要表面加工主要表面精加工。3.7 确定工艺路线在综合考虑上述工序安排原则的基础上，表2-3列出了拨叉的工艺路线。表3-3 拨叉工艺路线及设备、工装的选用工序号工序名称机床设备刀具量具1划刨削加工线划线工具2刨B-B下大平面B6050平面刨刀游标卡尺3刨叉轴孔下连接平面B6050平面刨刀游标卡尺4刨两处凸台面B6050平面刨刀游标卡尺5刨40平面B6050平面刨刀游标卡尺6刨主视图侧面B6050平面刨刀游标卡尺7去毛刺钳工台刮刀8钻、粗扩、精扩、倒角、铰25mm孔四面组合钻床麻花钻、扩孔钻、铰刀卡规、塞规9钻、粗扩、精扩、倒角、铰16mm四面组合钻床麻花钻、扩孔钻、铰刀卡规、塞规10铣R55圆弧立式铣床X51铣刀游标卡尺11铣弧形槽立式铣床X51键槽铣刀卡规、深度游标卡尺12铣拨叉脚两端面立式铣床X51三面刃铣刀游标卡尺13铣尺寸150两侧面立式铣床X51三面刃铣刀游标卡尺14铣2-R6圆弧立式铣床X51铣刀游标卡尺15钻2-M5四面组合钻床麻花钻游标卡尺16划钻孔线划线工具17钻2-M8孔深23四面组合钻床麻花钻游标卡尺18钻P向M8孔深17钻Q向M10孔四面组合钻床麻花钻游标卡尺19攻2-M5螺纹、攻2-M8深18、攻P向M8深12去刺、倒角钳工台丝锥、板牙20涂漆3.8 机床设备及工艺装备的选用3.8.1 机床设备的选用在大批生产条件下，可以选用高效的专用设备和组合机床，也可选用通用设备。所选用的普通设备应提出机床型号，所选用的组合机床应提出机床特征，如“四面组合钻床”。3.8.2 工艺装备的选用工艺装备主要包括刀具、夹具和量具。在工艺卡片中应简要写出他们的名称，如“钻头”、“百分表”、“车床夹具”等。本设计拨叉的生产类型为大批生产，所选用的夹具均为专用夹具。第四章 加工余量、工序尺寸和公差的确定一、工序2加工B-B下大平面：粗刨查参考文献一表2-35，粗刨平面的余量为3mm，则工序尺寸为（37+3）mm；查参考文献一表1-20可知，粗刨的经济精度为IT12，因此确定该工序尺寸公差为IT12，其公差值为0.3mm，故工序尺寸为（400.15）mm。将工序尺寸按“入体原则”表示：40.1750 -0.3mm。二、工序3加工叉轴孔下连接平面：粗刨查参考文献一表2-35，粗刨平面的余量为3mm，则工序尺寸为（40+3）mm；查参考文献一表1-20可知，粗刨的经济精度为IT12，因此确定该工序尺寸公差为IT12，其公差值为0.3mm，故工序尺寸为（430.15）mm。将工序尺寸按“入体原则”表示：43.1750 -0.3mm。三、工序4加工两处凸台面，保持尺寸30、35：粗刨查参考文献一表2-35，粗刨平面的余量为3mm，则工序尺寸为（30+3）mm、（35+3）；查参考文献一表1-20可知，粗刨的经济精度为IT12，因此确定该工序尺寸公差为IT12，其公差值为0.3mm，故工序尺寸为（330.15）mm、（380.15）mm。将工序尺寸按“入体原则”表示：33.1750 -0.3mm，38.1750 -0.3mm。四、工序5刨A-A视图40平面，保持尺寸40：粗刨查参考文献一表2-35，粗刨平面的余量为3mm，则工序尺寸为（40+3）mm；查参考文献一表1-20可知，粗刨的经济精度为IT12，因此确定该工序尺寸公差为IT12，其公差值为0.3mm，故工序尺寸为（430.15）mm。将工序尺寸按“入体原则”表示：43.150 -0.3mm。五、工序6刨主视图侧面，保持尺寸25：粗刨查参考文献一表2-35，粗刨平面的余量为3mm，则工序尺寸为（25+3）mm；差参考文献一表1-20可知，粗刨的经济精度为IT12，因此确定该工序尺寸公差为IT12，其公差值为0.30mm，故工序尺寸为（280.15）mm。将工序尺寸按“入体原则”表示：28.150 -0.3mm。六、工序8钻、粗扩、精扩、倒角、铰25mm孔查参考文献一表2-28可得，精铰孔余量为0.06mm；精扩余量为0.14；粗扩余量为1.8mm；钻孔余量为23mm。查参考文献一表1-20可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，精铰：IT8；精扩：IT10；粗扩：IT12；钻孔：IT12。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：0.033mm；精扩：0.084mm；粗扩：0.21mm；钻：0.21mm。综上所述，按照“入体原则”该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰：25+0.033 0mm；精扩：24.94+0.084 0；粗扩：24.8+0.21 0mm；钻：23+0.21 0mm。七、工序9钻、粗扩、精扩、倒角、铰16mm孔查参考文献一表2-28可得，精铰孔余量为0.05mm；精扩余量为0.15；粗扩余量为0.8mm；钻孔余量为15mm。查参考文献一表1-20可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，精铰：IT8；精扩：IT10；粗扩：IT12；钻孔：IT12。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：0.033mm；精扩：0.084mm；粗扩：0.21mm；钻：0.21mm。综上所述，按照“入体原则”该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰：15.95+0.033 0mm；精扩：15.85+0.084 0；粗扩：15.80+0.21 0mm；钻：15+0.21 0mm。八、工序10铣R55圆弧：粗铣查参考文献一表2-35，粗铣平面的余量为3mm，则工序尺寸为R（55-3）mm；查参考文献一表1-20可知，粗铣的经济精度为IT12，因此确定该工序尺寸公差为IT12，其公差值为0.3mm，故工序尺寸为R（520.15）mm。将工序尺寸按“入体原则”表示：R51.850 -0.3mm。九、工序11铣弧形槽查参考文献一表2-26，加工余量为1mm，则工序尺寸为（4+1）mm，公差为0.20。将工序尺寸按：“入体原则”表示：50 -0.20mm。十、工序12铣拨叉脚两端面：粗铣查参考文献一表2-35，粗铣平面的余量为3mm，则工序尺寸为（25+3）mm；查参考文献一表1-20可知，粗铣的经济精度为IT13，因此确定该工序尺寸公差为IT13，其公差值为0.63mm，故工序尺寸为（280.315）mm。将工序尺寸按“入体原则”表示：28.3150 -0.63mm。十一、工序13铣尺寸150两侧面：粗铣查参考文献一表2-35，粗铣平面的余量为3mm，则工序尺寸为（20+3）mm；查参考文献一表1-20可知，粗铣的经济精度为IT13，因此确定该工序尺寸公差为IT13，其公差值为0.63mm，故工序尺寸为（230.315）mm。将工序尺寸按“入体原则”表示：23.3150 -0.63mm。十二、工序14铣2-R6圆弧：粗铣查参考文献一表2-35，粗铣的余量为1mm，则工序尺寸为R（6-1）mm；查参考文献一表1-20可知，粗铣的经济精度为IT13，因此确定该工序尺寸公差为IT13，其公差值为0.12mm，故工序尺寸为R（50.1）mm。将工序尺寸按“入体原则”表示：R4.90 -0.12mm。十三、工序15钻2-M5：钻粗铰精铰查参考文献一表2-28可得，精铰余量为0.04mm；粗铰余量为0.06mm；钻孔余量为4.9mm。查参考文献一表1-20可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，精铰：IT8；粗铰：IT10；钻孔：IT12。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：0.018mm；粗铰：0.048mm；钻：0.12mm。综上所述，按照“入体原则”该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰：5+0.018 0mm；精扩：4.97+0.048 0；钻：4.9+0.12 0mm。十四、工序17钻2-M8孔深23：钻粗铰精铰查参考文献一表2-28可得，精铰余量为0.04mm；粗铰余量为0.16mm；钻孔余量为0.2mm。查参考文献一表1-20可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，精铰：IT8；粗铰：IT10；钻孔：IT12。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：0.022mm；粗铰：0.058mm；钻：0.15mm。综上所述，按照“入体原则”该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰：8+0.022 0mm；精扩：7.96+0.058 0；钻：7.8+0.15 0mm。十五、工序18钻P向M8孔深17钻Q向M10孔：钻粗铰精铰查参考文献一表2-28可得，精铰余量均为0.04mm；粗铰余量均为0.16mm；钻孔余量为0.2mm。查参考文献一表1-20可依次确定各工序尺寸的加工精度等级为，精铰：IT8；粗铰：IT10；钻孔：IT12。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：0.022mm；粗铰：0.058mm；钻：0.15mm。综上所述，按照“入体原则”该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰：8+0.022 0mm；精扩：7.96+0.058 0；钻：7.8+0.15 0mm和精铰：10+0.022 0mm；精扩：9.96+0.058 0；钻：9.8+0.15 0mm。第五章 切削用量、时间定额的计算5.1 切削用量的计算转速n（r/min）的计算公式如下： （4-1）式中 d刀具（或工件）直径（mm）； v切削速度（m/min）。 一 、工序2粗刨B-B下大平面1背吃刀量的确定 取ap=3mm2进给量的确定 由牛头刨床粗刨平面进给量表可知该工序的进给量fz取为1.5mm/dst。3切削速度的计算 查参考文献一表5-28，刨削速度可取为48.8m/min。 由于工序2到工序6均采用刨削加工，且工件材质切削用量的选择均为一致，故工序3到工序6的切削用量选择均参照工序2的进行选择。二、工序8钻、粗扩、精扩、倒角、铰25mm孔1钻孔工步（1）背吃刀量的确定 取ap=23mm。（2）进给量的确定 由参考文献一表5-22，选取该工步的每转进给量f=0.3mm/r。（3）切削速度的计算 查参考文献一表5-22，按工件材料为45钢的条件选取，切削速度v可取为22m/min。由公式（4-1）n=1000v/d可求得钻头转速n=100022/23=304.6r/min，参照参考文献一表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=392r/min。再将此转速代入（4-1），可求出该工序的实际钻削速度v=nd/1000=39223/1000=28.3m/min。2粗扩工步（1）背吃刀量的确定 取ap=1.8mm。（2）进给量的确定 由参考文献一表5-23，选取该工步每转进给量f=0.6mm/r。（3）切削速度的计算 由参考文献一表5-24，切削速度v可取为53.4m/min。由公式（4-1）n=1000v/d可求得该工序扩孔钻的转速n=685.7r/min，参照参考文献一表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=680r/min。再将此转速代入公式（4-1），可求得该工序的实际切削速度v=nd/1000=68024.8/1000=52.9m/min。3精扩工步（1）背吃刀量的确定 取ap=0.14mm。（2）进给量的确定 由参考文献一表5-23，选取该工步每转进给量f=0.6mm/r。（3）切削速度的计算 由参考文献一表5-24，切削速度v可取为53.4m/min。由公式（4-1）n=1000v/d可求得该工序扩孔钻的转速n=685.7r/min，参照参考文献一表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=680r/min。再将此转速代入公式（4-1），可求得该工序的实际切削速度v=nd/1000=68024.94/1000=52.9m/min。4精铰工步（1）背吃刀量的确定 取ap=0.06mm。（2）进给量的确定 由参考文献一表5-31，选取该工步每转进给量f=0.5mm/r。（3）切削速度的计算 由参考文献一表5-31，切削速度v可取为4m/min。由公式（4-1）n=1000v/d可求得该工序扩孔钻的转速n=50.9r/min，参照参考文献一表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=68r/min。再将此转速代入公式（4-1），可求得该工序的实际切削速度v=nd/1000=6825/1000=5.3m/min。三、工序9钻、粗扩、精扩、倒角、铰16mm1钻孔工步（1）背吃刀量的确定 取ap=15mm。（2）进给量的确定 由参考文献一表5-22，选取该工步的每转进给量f=0.3mm/r。（3）切削速度的计算 查参考文献一表5-22，按工件材料为45钢的条件选取，切削速度v可取为22m/min。由公式（4-1）n=1000v/d可求得钻头转速n=100022/15=467.1r/min，参照参考文献一表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=545r/min。再将此转速代入（4-1），可求出该工序的实际钻削速度v=nd/1000=54515/1000=25.6m/min。2粗扩工步（1）背吃刀量的确定 取ap=0.8mm。（2）进给量的确定 由参考文献一表5-23，选取该工步每转进给量f=0.5mm/r。（3）切削速度的计算 由参考文献一表5-24，切削速度v可取56.5m/min。由公式（4-1）n=1000v/d可求得该工序扩孔钻的转速n=1124.6r/min，参照参考文献一表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=1360r/min。再将此转速代入公式（4-1），可求得该工序的实际切削速度v=nd/1000=136015.8/1000=67.4m/min。3精扩工步（1）背吃刀量的确定 取ap=0.15mm。（2）进给量的确定 由参考文献一表5-23，选取该工步每转进给量f=0.5mm/r。（3）切削速度的计算 由参考文献一表5-24，切削速度v可取为56.5m/min。由公式（4-1）n=1000v/d可求得该工序扩孔钻的转速n=1124.6r/min，参照参考文献一表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=1360r/min。再将此转速代入公式（4-1），可求得该工序的实际切削速度v=nd/000=136015.95/1000=67.5m/min。4精铰工步（1）背吃刀量的确定 取ap=0.05mm。（2）进给量的确定 由参考文献一表5-31，选取该工步每转进给量f=0.5mm/r。（3）切削速度的计算 由参考文献一表5-31，切削速度v可取为4m/min。由公式（4-1）n=1000v/d可求得该工序扩孔钻的转速n=79.6r/min，参照参考文献一表4-9所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=97r/min。再将此转速代入公式（4-1），可求得该工序的实际切削速度v=nd/1000=9716/1000=4.87m/min。四、工序10铣R55圆弧1背吃