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机械工艺夹具毕业设计78变速器换挡叉零件的机械加工工艺规程装备设计钻Φ5H14孔专用夹具设计.doc
机械工艺夹具毕业设计78变速器换挡叉零件的机械加工工艺规程装备设计钻Φ5H14孔专用夹具设计
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机械工艺夹具毕业设计78变速器换挡叉零件的机械加工工艺规程装备设计钻Φ5H14孔专用夹具设计,机械毕业设计论文
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课 程 设 计 题 目： 班 级： 姓 名： 指导教师： 完成日期： nts 1 设计任务书 1. 课程设计题目：变速器换挡叉零件的机械加工工艺规程装备设计 钻 5H14 孔专用夹具设计 2. 生产纲领：大批生产 3.设计要求： (1) 被加工工件的零件图 1 张 (2) 毛坯图 1 张 (3) 机械加工工艺过程综合卡片 1张 (4) 与所设计夹具对应那道工序的工序卡片 1 张 (4) 夹具装配图 1 张 (5) 夹具体零件图 1 张 (6) 课程设计说明书 (5000 8000字 ) 1份 nts I 五、指导 教 师 评语 成 绩： 指导教师 日 期 nts II 摘 要 机械制造技术基础课程设计是学完了机械制造工艺学、机床夹具设计和金属切削机床和刀具等主要专业课，并进行了生产实习之后的一个实践性环节，是应用所学的基础理论知识、专业知识和技能去分析和解实际生产问题的一个综合训练。 拨叉的加工质量将直接影响机器的性能和使用寿命。本次设计旨在提高 变速 拨叉的加工效率，由此我们首先对拨叉的 结构特征和工艺进行了仔细的分析，然后确定了一套合理的加工方案，加工方案要求简单，操作方便，并能保证零件的加工质量。在制定加工工艺规程的顺序如下： 1、分析零件； 2、选择毛坯； 3、设计工艺规程：包括制定工艺路线，选择基准面等； 4、 工序设计：包括选择机床，确定加工余量，工序尺寸 毛坯尺寸，确定切削用量及计算基本工时等； 5、编制工艺文件。 此外，为了提高劳动生产率，降低劳动强度，保证加工质量，需设计专用夹具，以满足加工过程的需要。 关键词：拨叉 ; 工艺规程 ; 夹具设计 nts III Abstract For Manufacturing Technology foundation of course design is finished, Machinery Manufacturing Technology, Machine fixture design and metal-cutting machine tools and tool, and other major specialized courses and internships for the production after a practice session, is by application The basis of theoretical knowledge, professional knowledge and skills of reconciliation to the actual production of a comprehensive training. Dials the fork processing quality directly will affect the machine the performance and the service life. This design is for the purpose of enhancing the Dials the fork the processing efficiency, first has carried on the careful analysis from this us to the Dials the fork structure characteristic and the craft, then had determined set of reasonable processings plans, the processing plan request are simple, the ease of operation, and can guarantee the components the processing quality. In formulation processing technological process order as follows: 1 analysis the components; 2 choices semifinished materials; 3 designs technological process: Including division Craft route, preferred orientation datum and so on; 4 working procedures designs: Including chooses the engine bed, the determination processing remainder, the computation working procedure size and its the Semifinished materials size, the determination cutting specifications and the computation man-hour and so on; nts IV 5 establishments technological document. In addition, in order to enhance the labor productivity, reduces the labor intensity, guaranteed the processing quality, must design the unit clamp, this design chose the six working procedure to The mill breaks Catarmaran Special-purpose jig design, by satisfied the processing process the need. Key words: Dials the fork; technological process; jig desin。 nts V 目 录 1.零件加工工艺设计 . 1 1.1 零件工艺性审查 . 1 1.1.1 零件的结构特点 . 1 1.1.2 主要技术要求 . 1 1.1.3 加工表面及其要求 . 1 1.1.4 零件材料 . 2 1.2 毛坯的选择 . 2 1.2.1 确定毛坯的类型及制造方法 . 2 1.2.2 确定毛坯的形状，尺寸和公差 . 2 1.2.3 确定毛坯的技术要求 . 3 1.2.4 绘制毛坯图 . 3 1.3 基准选择 . 3 1.4 拟定机械加工工艺路线 . 3 1.4.1 确定个加工表面的加工方法及加工路线 . 3 1.4.2 拟定加工工艺路线 . 4 1.5 确定机械加工余量、工序尺寸和公差 . 5 1.6 选择机床设备及工艺设备 . 6 1.7 确定切削用量及基本工时 . 6 1.7.1 工序 1 车拨叉头端面， 钻 -镗 -铰 15H8 孔，孔口nts VI 倒角 . 6 1.7.2 工序 2 粗铣拨叉脚两端面 . 9 1.7.3 工序 4 拨叉脚内侧面 . 10 1.7.4 工序 5 铣操纵槽 . 11 1.7.5 工序 6 钻 5H14 孔 . 12 1.7.6 工序 8 磨拨叉脚端面 . 12 1.8 填写工艺卡片 . 13 2 夹具的设计 . 13 2.1 问题的提出 . 13 2.2 夹具设计 . 14 2.2.1 定位方案和定位元件的选择、设计 . 14 2.2.2 导向方案及导向元件的选择和设计 . 16 2.2.3 夹紧装置的设计 . 17 2.2.4 设计夹具体、绘制夹具草图 . 17 2.3 绘制夹具装配图 . 17 2.4 绘制夹具体零件图 . 17 小 结 . 18 参 考 文 献 . 19 nts 1 1.零件加工工艺设计 1.1 零件工艺性审查 1.1.1 零件的结构特点 变速器换挡叉零件图 如附图 1 所示。该零件是拖拉机变速箱变速齿轮操作拨叉。拨叉头以 15H8 孔套在轴上，并用销钉经5H14 孔与轴联结，拨叉脚夹在双联交换齿轮的槽中，变速操纵机构通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与轴一起在变速箱中滑动，拨叉脚拨动双联交换齿轮在花键轴上滑动，从而实现了拖拉机的变速。 零件的主要工作面是操纵槽拨叉脚两端面，主要配合为15H8、 5H14 和拨叉脚内侧面。零件的形状比较特殊，属特形零件，结构简单。由于拨叉在工作时承受一定的力，因此要有足够的强度，韧性和刚度。 1.1.2 主要技术要求 零件图上的主要技术要求为 :拨叉脚表面淬火回火后硬度不小于50HRC。去毛刺，锐棱。 1.1.3 加工表面及其要求 15H8 孔：孔径 15+0.0270 mm, 两端面倒角 1mm X 450, 表面粗糙度 Ra3.2 m。 拨叉头端面：保证尺寸 30，表面粗糙度为 Ra12.5 m。 操纵槽：宽度为 13+0.20mm，深度为 12mm,对称面与拨头端面的距离为 12mm，两侧面及底面的表面粗糙度为 Ra12.5 m。 拨叉脚端面：厚度尺寸为 7-0.15-0.25mm,表面粗糙度为 Ra6.3nts 2 m，对孔轴线的垂直度为 0.1mm，外端面与操 纵槽对称面的距离为 31mm。 拨叉脚内侧面：宽度尺寸为 50H12（ +0.250） mm，其对称面与拨叉头对称面间的夹角为 200 11 ， 表面粗糙度为 Ra12.5 m。 5H14 孔 :孔径 5H14 mm，表面粗糙度为 Ra12.5 m，孔轴线对孔 15H8 轴线的位置度误差不超过 0.2mm。 1.1.4 零件材料 零件材料为 ZG310-570(GB11352-89),是中碳钢，其强度与球铁接近，但其冲击韧性和疲劳强度却比球铁高得多，其铸造工艺性介于低碳钢和刚碳钢之间，可以进行热处理，以获得所需要的机械性能。 1.2 毛坯的选择 1.2.1 确定毛坯的类型及制造方法 由于零件的材料为 ZG310-570，零件形状不规则，所有因选用铸造毛坯。 1.2.2 确定毛坯的形状，尺寸和公差 毛坯的形状及尺寸如附图 2 所示。选择过零件最高且平行于叉脚对称面的平面（拨叉脚对称面偏右 1.7mm）作分型面。铸件采用带型芯的分模造型，多件同时浇注，钢水经两拨叉脚位置经横浇口流入。 由于该零件属于特形零件，且利用加工表面进行定位的情形比较多，零件图上列出精铸，所以确定尺寸公差等级为 GB6414-86的 CT-9，机械加工余量等级为 AM-H。 nts 3 1.2.3 确定毛坯的技术要求 铸件无明显的铸造缺陷； 未铸圆角 R3-5; 拔模斜度 30 度； 机械加工前正火，消除内应力。 1.2.4 绘制毛坯图 根据附图 1 所示的零件结构形状，在各加工表面加上加工余量，绘制毛坯图如附图 2 所示。 1.3 基准选择 由于附图 1 所示的拨叉零件图上多数尺寸及 形位 公差以15H8 孔及其端面加工好，为后续工序做好准备。根据粗，精基准选择的原则，确定各个加工表面的基准如下： 13 15H8 孔及其端面：拨叉头的外轮廓及端面（粗基准）。 拨叉脚端面（粗加工）： 15H8 孔及其端面。 拨 叉脚端面（精加工）： 15H8 孔及其拨叉脚端面。 拨叉脚内侧面： 15H8 孔、拨叉脚端面及拨叉脚外侧面。 操纵槽： 15H8 孔及其端面、拨叉脚内侧面。 5H14 孔： 15H8 孔、操纵槽、拨叉脚内侧面。 1.4 拟定机械加工工艺路线 1.4.1 确定个加工表面的加工方法及加工路线 该拨叉的加工表面为： 15H8 孔及端面，拨叉脚的两内侧面，操纵槽， 5H14 孔。 根据各加工表面的精度要求和表面粗糙度要求， 15H8 孔的加工路线为钻 -镗 -铰；端面的加工方法为车；拨叉脚端面的加工nts 4 方法为粗铣 -磨；拨叉脚内侧面的 加工方法为铣削；操纵槽的加工方法为铣削； 5H14 孔的加工方法为钻削。 1.4.2 拟定加工工艺路线 工艺路线方案一 工序 1 车拨叉头端面，钻 -镗 -铰 15H8 孔，孔口倒角。 工序 2 校正拨叉脚。 工序 3 铣削拨叉脚两端面。 工序 4 铣拨叉脚内侧面。 工序 5 铣操纵槽。 工序 6 钻 5H14 孔。 工序 7 去毛刺。 工序 8 拨叉脚局部淬火。 工序 9 校正拨叉脚。 工序 10 磨拨叉脚两端面。 工序 11 清洗。 工序 12 检验。 工艺路线方案二 工序 车拨叉头端面。 工序 2 钻 -镗 -铰 15H8 孔。 工序 3 15H8 孔口倒角。 工序 4 校正拨叉脚。 工序 5 铣削拨叉脚两端面。 工序 6 铣拨叉脚内侧面。 工序 7 铣操纵槽。 工序 8 钻 5H14 孔。 工序 9 去毛刺。 工序 10 拨叉脚局部淬火。 工序 11 校正拨叉脚。 工序 12 磨拨叉脚两端面。 nts 5 工序 13 清洗。 工序 14 检验。 工艺路线方案一是按工序集中原则组织工序， 15H8 孔及端面需采用六角车床和专用夹具加工优点是工艺路线短， 15H8 孔及端面的加工在一台车床上完成，减少工 件装夹次数，易于保证加工面相互的位置精度，需要的机床数量少，减少工件在工序间的运输减少辅助时间和准备终结时间。工艺路线方案二是按工序分散原则组织工序，拨叉头端面可在普通车床上用通用卡盘装夹加工， 15H8 孔可在普通钻床上用钻模加工，孔口倒角可在另一台车床上加工。优点是采用通用车床和普通夹具，确定是工艺路线长，增加了工件的装夹次数，而且工序 1 和工序 2 重复使用粗基准。由于零件形状不规则，加工面分散，而且生产纲领已确定为大批生产，可以采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使用工序集中原则来提高生产效率。综述两个方案的 优缺点，选择第一种方案。 1.5 确定机械加工余量、工序尺寸和公差 根据上述原始资料及加工工艺，查机械制造工艺设计简明手册，分别确定各加工表面的加工余量、工序尺寸和公差如下 ： 工序 工序内容 单边余量 工序尺寸 表面粗糙度 工序 1 1.车拨叉头端面 2.5 mm 30 mm 12.5m 2.钻 15H8 孔 7 mm 14 mm 12.5m 3.镗 15H8 孔 0.8mm 14.8 mm 6.3m 4.铰 15H8 孔 0.2 mm 15+0.0270 mm 3.2m 5.倒孔口角 1mm 1mm X 45 12.5m 工 序 3 铣削拨叉脚两端面 3.2mm 7.6-0.100 mm 12.5m 工序 4 铣拨叉脚内侧面 3.5mm 50H12（ +0.250） mm 12.5m 工序 5 铣操纵槽 6.5mm 13+0.20 mm 12.5m 工序 6 钻 5H14 孔 2.5mm 5H14(+0.30） 12.5m 工序 10 磨拨叉脚两端面 0.3mm 7(-0.15-0.05） mm 6.3m nts 6 1.6 选择机床设备及工艺设备 根据一般工厂现有的生产条件，为了满足生产需要现选用各工序所用的设备为： 工序 1 C336-1 回转式六角车床， YT15 外圆车刀， 14mm 标准锥柄麻花钻， 1 4.8 扩孔刀及 15H8YT15 锥柄机用铰刀，0 200/0.02mm 游标卡尺，钢直尺， 15H8 孔用 塞规 。 工序 2 钳工台，校正工具。 工序 3 X62W 卧式铣床， YT15 三面刃铣刀，专用夹具， 0 200/0.02mm游标卡尺 工序 4 X62W 卧式铣床， YT15 三面刃铣刀，专用夹具， 0 200/0.02mm游标卡尺 工序 5 X62W 卧式铣床， YT15 三面刃铣刀，专用夹具， 0 200/0.02mm游标卡尺 工序 6 Z515 钻床， 5 锥柄麻花钻，专用夹具， 0 200/0.02mm 游标卡尺 工序 7 钳工台，校正工具， 0 200/0.02mm 游标卡尺 工序 8 M7120A 平面磨床，砂轮，专用夹具， 0 200/0.02mm 游标卡尺 1.7 确定切削用量及基本工时 1.7.1 工序 1 车拨叉头端面， 钻 -镗 -铰 15H8 孔，孔口倒角 。 加工条件： C336-1 回转式六角车床， YT15 外圆车刀， 14mm 标准锥柄麻花钻， 1 4.8 扩孔刀及 15H8YT15 锥柄机用铰刀，专用夹具，柴油冷却。 车拨叉头端面 （ a） 确定背吃刀量 端面的总加工余量为 2.5mm，一次走刀加工， ap=2.5mm, （ b） 确定进给量 根据切削用量简明手册，刀杆尺寸为20mm X 20mm, nts 7 ap=3mm 以及工件直径为 20 50mm 时， f=0.30.4mm/r,查工艺手册根据机床的横向进给量取f=0.39 mm/r。 （ c） 计算切削速度 根据切削用量简明手册 CV=242,m=0.2, xv=0.15,yv=0.35,修正系数 kMV=1.44,kkv=0.8,kkrv=0.81,刀具寿命选 T=60min V = CV kv /Tmapxfy =242X(1.44X0.8X1.04X0.81)/ 600.2X2.5X0.150.390.35 =126.8(m/min) （ d） 确定机床主轴转速 n = 1000v/ dw = 1000X126.8/3.14X50 = 807.3(r/min) 根据工艺手册与 807.3r/min 接近的机床转速为 760r/min及 1000r/min 现选 760r/min 所以实际切削速度为 119.38m/min。 （ e） 计算基本时间 按工艺手册 l=24mm, l1 = 2mm, l2= 0, l3 = 0 t = (l+l1+l2+l3)X i / nf = (25+2)X1/760X0.39 = 0.091(min) 钻 15H8 孔至 14mm (a) 确定进给量 根据工艺手册 f = 0.31 0.37mm/r,查工艺手册根据机床实际纵进给量取 f = 0.35mm/r。 （ b）选择钻头磨钝标准及耐用度根据工艺手册取钻头后面的最大磨损量为 0.8mm；耐用度 T=45min (c) 计算切削速度 根 据 工 艺 手 册 CV=6.6,m=0.2, nts 8 zv=0.4,xv=0,yv=0. 5, kTV=1,kMv=1,ksv=0.95。 V = CVdz0kv/Tmapxfy = 6.6X140.4X0.95 / 450.2X70X0.350.5 = 14.22(m/min) n = 1000v/ dw = 1000X14.22 /3.14X14 = 323.3(r/min) 根据工艺手册 ,按机床的实际转速取 nw = 285(r/min),实际切削速度 V = dwnw/1000 = 3.14X14X285 /1000 = 12.686(m/min) （ d ） 计 算 基 本 时 间 根 据 工 艺 手 册 l=30mm,l1=D/2(arccotkr)+（ 1 2） = 5.2 6.2mm,取 l1=6mm, l2=4mm t = l+l1+l2 / nf = 30+6+4 / 285X0.35 = 0.401(min) 扩 15H8 孔至 14.8mm （ a）确定进给量 根据工艺手册 f = 0.5 0.6mm/r,查工艺手册根据机床实际纵进给量取 f = 0.35mm/r。 （ b） 确 定 切 削 速 度 为 减 少 辅 助 时 间 ， 参 照 钻 孔 取 nw = 285(r/min)， V=13.25m/min （ c ） 计 算 基 本 时 间 根 据 工 艺 手 册 l=30mm,l1=D-d1/2(arccotkr)+（ 1 2） = 1.23 2.23mm,取l1=3mm, l2=4m, kr=60 nts 9 t = l+l1+l2 / nf = 30+3+4 / 285X0.35 = 0.37(min) 铰 15H8 孔 （ a） 确定进给量和切削速度 根据工艺手册 f = 0.20.4mm/r, V=8 10m/min，计算得 n = 198r/min 查工艺手册根据机床实际纵进给量取 f = 0.35mm/r,实际转速 n = 198r/min，实际切削速度 V=9.33m/min。 b）计算基本时间 根据工艺手册 l=30mm,l1=2mm,l2=2mm t = l+l1+l2 / nf = 30+2+2 / 198X0.35 = 0.49(min) 倒 15H8 孔口角 参照车端面，取 n = 760r/min ， V=49.59m/min。 1.7.2 工序 2 粗铣拨叉脚两端面 加工条件： X62W 卧式铣床，两把三面刃直齿铣刀， YT15 刀片，刀盘直径 125mm 宽 12mm,齿数 20，专用夹具，柴油冷却。 确定背吃刀量 由毛坯图可以知道铣削宽度 ae = 20mm,铣削深度 ap = 3.2mm 确定每齿进给量 根据工艺手册每齿进给量 fz= 0.09 0.18mm/z 因工件刚性差，取 fz= 0.09mm/z 选择铣刀磨钝标准和耐用度 根据工艺手册铣刀刀齿后面最大磨损量为 1.2mm，耐用度为 T=150min 确定切削速度和工作台每分钟进给量 根据工艺手册CV=600, qv=0.21,xv=0,yv=0.12, uV=1,pv=0,kv=1.1,m=0.35。 V = CVdq0kv/Tmapxfzy aeuzp nts 10 =600X1250.21X1.1 / 1500.35X3.20X200.4X200 = 126.86(m/min) n = 1000v/ dw = 1000X128.6 / 3.14X125 =323(r/min) 根据工艺手册与 323r/min 接近的主轴转速为 300r/min和 375r/min 取 n=300r/min,实际切削速度 v=117.8m/min 工作台每分钟进给量 f = 0.09X20X60=108(mm/min) 根据 工 艺 手 册 X62W 卧 式 铣 床 与 计 算 值 接 近 的 进 给 量 为95mm/min 和 118mm/min，选择 f =95mm/min，则实际的每齿进给量为 f = 95/20X60 = 0.079mm/z 计算基本时间 根据工艺手册 l=2X(352-62)1/2 = 71mm, l1= ae (d-ae)1/2 + （ 1 3）， ae =20mm,d=125mm,l1=48mm,l2=4mm, f=95mm/min,i=1 t = (l+l1+l2 )/ f = 71+48+4 / 95 = 1.3(min) 1.7.3 工序 4 拨叉脚内侧面 加工条件： X62W 卧式铣床，两把三面刃直齿铣刀， YT15 刀片，刀盘直径 125mm，宽 12mm，齿数 20，专用夹具，柴油冷却 确定背吃刀量 由毛坯图可知铣削宽度 ae =20mm，铣削深度 ap=3.5mm 确定切削速度和工作台每分钟进给量 取 n = 300r/min,实际切削速度 v = 117.8m/min,工作台每分钟进给量 f = 118(mm/min) ， 实 际 的 每 齿 进 给 量 为 f = 118/20X60 =0.099mm/z 计算基本时间 l=7.6mm,l1=48mm,l2=4mm, f=118mm/min,i=1 nts 11 t = (l+l1+l2 )/ f = 7.8+48+4 /95 = 0.63(min) 1.7.4 工序 5 铣操纵槽 加工条件：两把三面刃直齿铣刀， YT15 刀片，刀盘直 径 125mm，宽 13mm，齿数 20，专用夹具，柴油冷却 确定背吃刀量 由毛坯图可知铣削宽度 ae =12mm，铣削深度ap=13mm 每齿进给量为 f = 0.06mm/z 确定切削速度和工作台每分钟进给量 根据工艺手册CV=270, qv=0.21,xv=0.1,yv=0.4, uV=0.3,pv=0,kv=1.1,m=0.35。 V = CVdq0kv/Tmapxfzy aeuzp = 270X1250.21X1.1 / 1500.35X3.50.1X0.060.4X200.3X200 = 201.51(m/min) n = 1000v/ dw = 1000X201.51 / 3.14X125 = 513(r/min) 根据工艺手册与 513r/min 接近的主轴转速为 475r/min,实际切削速度 v=186.5m/min 工作台每分钟进给量 f = 0.06X20X60=72(mm/min) 根据工艺手册 X62W 卧式铣床与计算值接近的进给量为 75mm/min,选择 f =75mm/min，则实际的每齿进给量为 f = 75 / 20X60 =0.0625mm/z 计算基本时间 l=22mm,l1=48mm,l2=4mm, f=72mm/min, t = (l+l1+l2 )/ f = 22+48+4 / 72 = 1.03(min) nts 12 1.7.5 工序 6 钻 5H14 孔 加工条件： Z515 钻床， 5 标准麻花钻，专用夹具 确定进给量 由于孔径很小，所以采用手动进给 选择钻头磨钝标准和耐用度 根据工艺手册，取钻头后面的最大磨损量为 0.8mm；耐用度 T=15min 确定切削速度 根据工艺手册， 暂定 f=0.16mm/r,查得 v=17m/min, n = 1082r/min,查工艺手册按机床实际转速选取 n = 1000r/min 。 实际切削速度为 v=17.3m/min 计 算 基 本 时 间 根 据 工 艺 手 册 l=23mm, l1=2.5(arccot59 )+（ 1） =1.5 3.5mm,取 l1=4mm, l2=4mm t = l+l1+l2 / nf = 23+4+4 / 1100X0.16 = 0.18(min) 1.7.6 工序 8 磨拨叉脚端面 加工条件： M7120A 平面磨床，砂轮 ，专用夹具 选用砂轮 根据工艺手册选择 WA46KVP350 X 40 X 127砂轮，及砂轮磨料为白刚玉，粒度为 46 号，硬度为中软 1级，陶瓷结合剂， 6 号组织，平型砂轮，其尺寸为 350 X 40 X 127(D X B X d) 选择切削用量 砂轮转速 n = 1500r/min,v = 27.5m/s,工件速度 v = 10m/min,径向进给量 f = 0.015mm/双行程 计算基本时间 根据工艺手册加工长度为 L = 71mm,10件一起加工，单面加工余量为 Z = 0.3mm,系数 k = 1.1,磨削一面的机动时间为 t = 2LbZK / 1000Vf nts 13 = 2X71X10X0.3X1.1 /1000X1OX0.015 = 3.12(min) 基本时间为 t = 3.12X2/10 = 0.624(min) 1.8 填写工艺卡片 按上述确定的工艺过程填写机械加工工艺过程卡片和机械加工工序卡片（见附表） 2 夹具的设计 2.1 问题的提出 为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。经过反复思考，决定设计第六道工序钻 5H14孔的钻床夹具。 5H14 孔为销孔，用于圆 锥销连接拨叉头和轴，本工序的加工要求为： 5H14 孔 :孔径 5H14 mm，表面粗糙度为 Ra12.5 m，孔轴线在操纵槽的对称面上，对孔 15H8 轴线的位置度误差不超过0.2mm。 本工序的加工条件为： Z515 钻床， 5 标准花钻。工件上拨叉头的端面、 15H8 孔、操纵槽、拨叉脚内侧面均以加工，达到设计图样要求，拨叉脚以粗加工。 未淬硬钢实心毛坯上钻孔的经济精度为 IT11 ,表面粗糙度为 Ra12.5 m，在钻夹具上加工时适当控制切削用量，可以保证孔的尺寸精 度要求和表面粗糙度要求。因此，在本工序加工时 ，主要应考虑如何保证孔轴线与 15H8 孔轴线的位置精度。 nts 14 2.2 夹具设计 2.2.1 定位方案和定位元件的选择、设计 定位方案的选择 根据工序加工要求，工件在夹具中的定位有两种 方案可供选择。 方案 1：如图 1 所示，以 15H8 孔为主要定位基准，限制 4个自由度，以操纵槽为止推基准，限制 1 个自由度，以拨叉脚内侧面为防转基准，限制 1 个自由度。夹紧操纵槽。 图 1 定位方案一 方案 2：如图 2 所示，以 15H8 孔为主要定位基准，限制 4个自由度，以 15H8 孔端面为止推基准，限制 1 个自由度，以拨叉脚内侧面为防转基准，限制 1 个自由度，夹紧 15H8 孔另一端面。 nts 15 图 2 定位方案二 方案 1 是按基准重合的原则确定的，不存在基准不重合误差，有利于保证加工精度而且夹紧点靠近加工面，夹紧力方向与切削力方向相反，可以抵消一部分切削力，有利于提高夹紧的刚性。缺点是，夹紧力过大容易引起定位元件的变形。 方案 2 是按照基准统一的原则确定的，有利于夹具的设计 制造，夹紧力方向指向定位元件刚性较大的方向。缺点是不容易保证孔的轴线与操纵槽对称面重合，钻头进给的轴向力完全由定位元件承受，会引起定位元件变形。 本工序加工的 5H14 孔是穿过 15H8 孔的通孔，在定位销上必须要开一个直径大于 5mm 的径向孔，以便加工时钻头通过定位销，而定位销直径仅为 15mm，开孔后定位销的轴向刚度很小，定位销不宜承受夹紧力。另外，钻孔加工的切削力主要时钻头轴向进给方向和钻削扭矩，沿工件轴向几乎没有切削力，所需要的夹紧力不大。综合考虑两个方案的优缺点，及本工序加工的具体情况，采用方案 1 。 定位元件设计 根据定位方案 1，设计定位元件的结构如图所示， 15H8 孔采用圆柱心轴定位，操纵槽采用圆偏心轮的定心夹紧装置，拨叉脚内侧面采用圆柱挡销定位。圆柱心轴的直径nts 16 及公差 15f8mm。 定 位误 差的 计算 圆 心轴 与工 件 15H8 孔 的配 合为15H8/f7 ， 影 响 位 置 度 的 定 位 误 差 为 ： D = Dmax dmin = (15+0.027)-(15-0.034) = 0.061(mm) 此件小于工件相应位置度公差的三分之一，即 D = 0.061 1/3 X 0.2(mm) 所以定位方案能够 满足定位要求。 2.2.2 导向方案及导向元件的选择和设计 导向方案的选择 导向方案如图所示。由于零件的生产类型为大批生产，考虑钻套磨损后可以更换，选择标准结构的可换钻套。根据夹具手册，钻套至工件表面的距离按（ 1 1.5）d = 5 7.5 mm 选取，考虑本工序加工时钻头较细，防止切削把钻头憋断，应有足够的排屑空间，钻套至工件表面的距离取6mm。 导向元件的设计 根据夹具手册，衬套与钻模板的配合可以选 H7/n6，钻套与衬套的配合可以选 F7/m6。根据夹具手册，确定可换钻套为： 5F7 X 10m6 X 20GB/T2264-91(d = 5f8,D = 10m6mm,H = 20mm,h = 8mm) 根据夹具手册，确定衬套为： A10 X 20GB/T2263-91(d = 10F7mm, D = 15n6mm,h = 20mm) 定位误差的 计算根据夹具手册，导向误差为： T = K（ d3-d2） /2 + K（ d-d1） /2 + me + p（ d-d1） (h+b)/l 式中 :d 可换钻套内孔最大直径 d = 5.022mm； d1 钻头最小直径，根据 GB3136-85 d1 = 4.982mm； d2 可换钻套外径最小直径 d2=
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