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K007-拨叉 831007 机械加工钻φ8孔和M8螺纹孔(3D)夹具设计含图纸 K007 机械 加工 M8 螺纹 夹具 设计 图纸

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K007-拨叉 831007 机械加工钻φ8孔和M8螺纹孔(3D)夹具设计含图纸,K007-拨叉,831007,机械加工钻φ8孔和M8螺纹孔(3D)夹具设计含图纸,K007,机械,加工,M8,螺纹,夹具,设计,图纸

内容简介：

学号06111617成绩课程设计说明书系 别 机电工程系专 业 车辆工程方 向 课程名称 制造技术基础课程设计学 号 06111617姓 名 吴伟指导教师 邓宝清题目名称 拨叉工艺规程及夹具设计设计时间 2013年9-11月II目录一、零件的工艺分析及生产类型的确定21、零件的作用22、零件的技术要求23、审查零件的工艺性34、确定零件的生产类型4二、选择毛坯、确定毛坯尺寸、绘制毛坯简图51选择毛坯52绘制毛坯图8三、选择加工方法，拟定工艺路线81、定位基准的选择82、零件表面加工方法的选择93、加工阶段的划分104、工序的集中与分散115、工序先后顺序的安排116、确定工艺路线12四 工艺计算142、确定加工余量、工序尺寸和公差143、切削用量的计算144、时间定额的计算155、1. 确定加工余量、工序尺寸和公差176、2.切削用量的计算177、3. 时间定额的计算18五 夹具设计191、定位方案192、夹紧机构193、钻套194、钻模板195、夹具体196、使用说明19六 设计感想19七 参考文献20八附图：2021课程设计题目：题目3：机械制造技术基础课程设计指南274页已知：Q=8500台/年，m=1件/台，工件工作过程中不会受到冲击载荷，毛坯选用铸件注意，此题目是两件铸在一起的一、零件的工艺分析及生产类型的确定1、零件的作用该拨叉应用在CA6140车床上。拨叉头以变速叉轴孔套在拨叉轴上，并用销钉经锥销孔与变速拨叉轴联结，拨叉脚则夹在双联齿轮的槽中。当需要变速时，操纵变速杆，变速操纵机构就通过拨叉带动双联齿轮在齿轮轴上滑动以改变档位，从而改变机床的转动速度。2、零件的技术要求拨叉零件技术要求表加工表面尺寸及偏差（mm）公差及精度等级表面粗糙度形位公差（mm）拨叉头顶面50IT123.20.05A变速叉轴孔22IT71.6拨叉脚内表面155IT103.2拨叉脚内表面273IT126.3拨叉脚上端面25IT123.20.07A拨叉脚下端面20IT83.20.07A拨叉脚两底面IT126.3锥销孔通孔IT121.6螺纹孔 主要加工表面： 变速叉轴孔、拨叉脚上端面、拨叉脚下端面。该拨叉形状特殊、结构简单，属典型的叉杆类零件。为实现换档、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。拨叉脚两端面在工作中需承受冲击载荷，为增强其耐磨性，该表面要求高频淬火处理，硬度为4858HRC；为保证拨叉换档时叉脚受力均匀，要求拨叉脚两端面对叉轴孔的垂直度要求为0.07mm。为保证拨叉在叉轴上有准确的位置，改换档位准确，拨叉采用锥销定位，锥销孔的尺寸为。拨叉头顶面对叉轴孔的垂直度要求为0.05mm。综上所述，该拨叉件的各项技术要求制定较合理，符合该零件在变速箱中的功用。3、审查零件的工艺性由零件图可知，拨叉头顶面要求切削加工提高了换档时叉脚断面的接触刚度；变速叉轴孔的端面为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度；另外，该零件除主要工作表面（拨叉脚上端面、拨叉脚下端面、变速叉轴孔）外，其余表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床的粗加工、半精加工就可以达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常生产条件下，采用经济加工方法加工出合格产品。由此可见，该零件的工艺性较好。4、确定零件的生产类型已知：Q=8500台/年，m=1件/台， 工件工作过程中不会受到冲击载荷，毛坯选用铸件。注意，此题目是两件铸在一起的。由设计题目知：Q=8500台/年，m=1件/台，备品率一般取2%4%，废品率一般取0.3%0.7%，结合生产实际，备品率取3%，废品率取0.5%，代入公式 拨叉重量为1kg，查表2-2知，拨叉属轻型零件；由表2-3知，该拨叉的生产类型为大批生产。二、选择毛坯、确定毛坯尺寸、绘制毛坯简图1选择毛坯由题目知，工件工作过程中不会受到冲击载荷，毛坯选用铸件，材料采用HT200。（1）求最大轮廓尺寸按第五章第一节铸件尺寸公差与机械加工余量（摘自GB/T 6414-1999）确定，步骤如下：求最大轮廓尺寸:根据零件图计算轮廓尺寸，长160mm，宽73mm，高50mm，故最大轮廓尺寸为160mm。（2）选取公差等级CT由表5-1，铸造方法按造机器造型、铸件材料按灰铸铁，得公差等级CT范围812级，取为10级。（3）求铸件尺寸公差根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT，查表5-3得，公差带相对于基本尺寸对称分布。（4）求机械加工余量等级由表5-5，铸造方法按机器造型、铸件材料按灰铸铁，得机械加工余量等级范围EG级，取为F级。（5）求RMA（要求的机械加工余量）对所有加工表面取同一个数值，由表5-4查最大轮廓为160mm，机械加工等级为F级，得RMA数值为1.5mm。（6）求毛坯基本尺寸锥销孔、螺纹孔较小，铸成实心，由于两件铸在一起，所以拨叉底面R=60mm；双侧面加工的有：拨叉脚上下端面：R=F+2RMA+CT/2=20+2*1.5+2.4/2=24.2mm内腔加工：变速叉轴孔：R=F-2RMA-CT/2=22-2*1.5-2.4/2=17.8mm拨叉脚内表面1：R=F-2RMA-CT/2=55-2*1.5-2.8/2=50.6mm拨叉脚内表面2：R=F-2RMA-CT/2=73-2*1.5-3.2/2=68.4mm单侧面加工的有：拨叉头顶面R=F+RMA+CT/2=50+1.5+2.8/2=52.9mm拨叉铸件毛坯尺寸公差与加工余量项目拨叉头顶面变速叉轴孔拨叉脚内表面1拨叉脚内表面2拨叉脚上端面拨叉脚下端面拨叉脚底面公差等级CT101010101010101010加工面基本尺寸 5022557325455888铸件尺寸公差2.82.42.83.22.42.42.8机械加工余量等级FFFFFFFFFRMA151.51.51.51.51.51.51.515毛坯基本尺寸52.917.850.668.425.85060002绘制毛坯图三、选择加工方法，拟定工艺路线1、定位基准的选择先确定精基准，再确定粗基准。（1）精基准的选择根据拨叉零件的技术要求和结构特点，选择拨叉头顶面和变速叉轴孔作为精基准，零件上很多表面都可以采用它们进行加工，即遵循了“基准统一”原则。变速叉轴孔的轴线是设计基准，选用其作精基准定位加工拨叉脚两底面、拨叉脚内表面1、拨叉脚内表面2，实现了设计基准和工艺基准的重合，遵循“基准重合原则”，又保证了被加工表面的垂直度要求。（2）粗基准的选择作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面欠缺，同时，为了提高不加工表面和加工表面的位置精度要求，选择底面和外圆面作为粗基准。采用拨叉底面作为粗基准加工顶面，可以为后续工序准备好精基准，而且使用外圆面定位加工内孔可保证孔的壁厚均匀。再采用加工过的顶面作为精基准加工叉轴孔，这样遵循了基准不重复使用原则，同时又能保证拨叉脚两端面与叉轴孔的垂直度。2、零件表面加工方法的选择在选择加工方法时，一般总是首先根据零件的主要表面的技术要求和工厂具体条件，先选定该表面终加工工序加工方法，然后再逐一选定该表面各有关前导工序的加工方法。本零件的加工面有端面、内孔及小孔等，材料为HT200。以公差等级和表面粗糙度要求，参考有关资料，其加工方法选择如下：（1）叉轴孔公差等级为IT7，表面粗糙度为Ra1.6um，毛坯孔已铸出，为未淬火铸铁的毛坯，加工方法可采用粗扩，精扩，铰孔完成。（表5-15）（2）拨叉脚上端面为未注公差尺寸，根据GB1800-79规定其公差等级按IT8，表面粗糙度为Ra3.2um，用粗铣，精铣即可。（表5-16）（3）拨叉脚下端面设计尺寸为20，公差等级为IT7，,表面粗糙度为Ra0.8um，用粗铣，精铣和磨削完成。（表5-16）（4）顶面为未注公差尺寸，根据GB1800-79规定其公差等级按IT12，表面粗糙度为Ra3.2um，经粗铣和半精铣即可。（表5-16）(5)拨叉脚内表面1公差等级为IT10，表面粗糙度为Ra3.2um，毛坯孔已铸出，为未淬火铸铁的毛坯，加工方法可采用粗铣，半精铣完成。（表5-15）（6）拨叉脚内表面2公差等级为IT12，表面粗糙度为Ra6.3um，毛坯孔已铸出，为未淬火铸铁的毛坯，加工方法可采用粗铣即可。（表5-15）（7）锥销孔为未注公差尺寸，根据GB1800-79规定其公差等级按IT8，表面粗糙度为Ra1.6um，钻孔，粗铰，精铰可以达到。（表5-15）（8）M8螺纹孔采用钻床钻孔，再攻螺纹即可（9）拨叉脚底面设计尺寸为60，公差等级IT12，表面粗糙度Ra6.3um，需进行粗铣、半精铣。拨叉零件表面加工方案加工表面精度等级表面粗糙度Ra/um加工方案备注叉轴孔IT71.6粗扩-精扩-铰孔表5-15拨叉脚上端面IT83.2粗铣精铣表5-16拨叉脚下端面IT70.8粗铣精铣磨削表5-16拨叉头顶面IT123.2粗铣半精铣表5-16拨叉脚内表面1IT103.2粗铣半精铣表5-15拨叉脚内表面2IT126.3粗铣表5-15锥销孔IT81.6钻孔-粗铰-精铰表5-15M8螺纹孔钻孔-丝锥攻内螺纹表5-15拨叉脚两底面IT126.3粗铣半精铣表5-163、加工阶段的划分该拨叉零件加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工、半精加工、精加工阶段。在粗加工阶段，首先将精基准（拨叉头顶面和变速叉轴孔）准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面精度要求。所以应先粗铣拨叉头顶面,半精铣拨叉头顶面，以顶面为精基准粗扩、精扩、铰孔变速叉轴孔。然后以顶面和叉轴孔为精基准粗铣拨叉脚上下端面、粗铣拨叉脚内表面1和粗铣拨叉脚内表面2。在半精加工阶段，精铣拨叉脚上下两端面、半精铣拨叉脚内表面1、粗铣拨叉脚两底面、半精铣拨叉脚两底面，完成锥销孔的钻孔、粗铰、精铰、完成M8螺纹孔的钻孔和攻螺纹。在精加工阶段，磨削拨叉下端面。4、工序的集中与分散本例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，可以采用立式铣床配以专用夹具以提高生产率，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。5、工序先后顺序的安排1、机械加工工序（1）遵循“基面先行”原则，首先加工精基准拨叉头顶面和叉轴孔。（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。（加工阶段）（3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面叉轴孔和拨叉脚上下端面，后加工次要表面M8螺纹孔和锥销孔。（4）遵循“先面后孔”原则，先加工拨叉头顶面，后加工叉轴孔。2热处理工序毛胚开始预备热处理采用退火，可以改善工件材料的切削性能。加工最后阶段对工作表面，特别是精度要求相对较高的表面进行局部淬火，例如拨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辅助工序粗加工拨叉脚两端面和热处理后，安排时效处理；在半精加工后，安排去毛刺和中间检验工序；精加工后，安排清洗和终检工序。综上所述，该换挡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大的表面粗加工主要表面半精加工和次要表面加工热处理主要表面精加工。6、确定工艺路线工序号工序名称机床设备刀具量具1初检2退火3粗铣拨叉头顶面立式铣床X50端铣刀游标卡尺4半精铣拨叉头顶面立式铣床X50端铣刀游标卡尺5粗扩、精扩、倒角、铰孔四面组合钻床麻花钻、扩孔钻、铰刀卡尺、赛规6粗铣拨叉脚上下端面卧式双面铣床三面刃铣刀游标卡尺7粗铣拨叉脚内表面2数控铣床立铣刀游标卡尺8粗洗拨叉脚内表面1数控铣床立铣刀游标卡尺9时效处理10精铣拨叉脚上下两端面卧式双面铣床三面刃铣刀游标卡尺11半精铣拨叉脚内表面1数控铣床立铣刀游标卡尺12钻、倒角、粗铰、精铰孔四面组合钻床复合钻头、铰刀赛规、卡尺等13M8螺纹孔钻孔组合钻床麻花钻卡尺14攻螺纹丝锥15切断工件，粗铣拨叉脚两底面数控铣床立铣刀游标卡尺16半精铣拨叉脚两底面数控铣床立铣刀游标卡尺17去毛刺、修锐边钳工台平锉18热处理拨叉脚两端面局部淬火淬火机等19中检赛规、百分表、卡尺等20校正拨叉脚钳工台手挫21磨削拨叉下端面平面磨床M7120A砂轮游标卡尺22清洗清洗机23终检赛规、百分表、卡尺等本组工艺卡四 工艺计算（锥销孔）加工方法：钻孔，粗铰，精铰1、 确定加工余量、工序尺寸和公差由表5-42查得，精铰余量；粗铰余量；钻孔余量。查表5-29可确定各工序尺寸的加工精度等级为，精铰：IT7；粗铰：IT 10；钻：IT 12。根据上述结果，再查表5-30标准公差数值表，可确定各工步的公差值分别为：精铰：0.015mm；粗铰：0058mm；钻：0.15mm。综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰：；粗铰：；钻孔：，它们的相互关系如下图所示，2、 切削用量的计算（1） 钻孔工步1）钻孔的背吃刀量为刀具直径的一半，取。2）由表5-127，选取该工步的每转进给量f=0.24mm/r。3）由表5-133，切削速度可取为16m/min。由公式，可求得该工序钻头转速为n=653.3r/min，参照表5-65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，可求出该工序的实际钻削速度nd/1000680r/min78mm/100016.7m/min。（2） 粗铰工步1）铰孔的背吃刀量为加工余量的一半，即。2）由表5-129，选取该工步的每转进给量f0.80mm/r。3）由表5-135，切削速度可取为10m/min。由公式，可求得该工序铰刀转速n=400.1r/min，参照表5-65所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速为n=392r/min。再将此转速代入公式，可求出该工序的实际切削速度= nd/1000392r/min7.96mm/10009.80m/min。（3） 精铰工步1）铰孔的背吃刀量为加工余量的一半，即。2）由表5-129，选取该工步的每转进给量f=0.70 mm/r。3）由表5-135，切削速度可取为10m/min。由公式。可求得该工序铰刀转速n398.1r/min，参照表5-65所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=392r/min。再将此转速代入公式，可求出该工序的实际6切削速度= nd/1000392r/min8mm/10009.85m/min。3、 时间定额的计算（1） 基本时间的计算1）钻孔工步根据表2-26，钻孔的基本时间可由公式求得。式中9mm；2mm；f024mm/r；n680r/min。将上述结果代人公式，则该工序的基本时间（9mm3.7mm2mm）/（024mm/r680r/min） 009min5.4s。2）粗铰工步根据表2-26，铰圆柱孔的基本时间可由公式求得。取，即，由表2-27，按（Dd）/2（7.96mm-7.8mm）/20.08mm，查得15mm；而l9mm；f=0.80mm/r；n392r/min。将上述结果代人公式，则该工序的基本时间（9mm2.2mm15mm）/（080mm/r392r/min）0.08min4.8s。3）精铰工步和粗铰一样，根据表2-26由公式求得基本时间。取，即，由表2-27，按（Dd）/2（8mm-7.96mm）/20.02mm，查得13mm；而l9mm；f=0.70mm/r；n392r/min。将上述结果代人公式，则该工序的基本时间（9mm1.1mm13mm）/（070mm/r392r/min）0.08min4.8s。（2） 辅助时间的计算c取辅助时间与基本时间之间的关系为=2 ，则各工序的辅助时间分别为：工序6钻孔工步的辅助时间： =25.4s=10.8；工序6粗铰工步的辅助时间：24.8s=9.6s；工序6精铰工步的辅助时间：24.8s=9.6s；（3） 其他时间的计算除了作业时间（基本时间与辅助时间之和）以外，每道工序的单件时间还包括布置工作地时间、休息与生理需要时间和准备与终结时间。由于本例中拨叉的生产类型为大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计；布置工作地时间是作业时间的27，休息与生理需要时间，是作业时间的24，本例均取为3，则各工序的其他时间（）可按关系式（33）（）计算，它们分别为：工序6钻孔工步的其他时间：6（5.4s10.8s）0.97s；工序6粗铰工步的其他时间：6（4.8s9.6s）0.86s；工序6精铰工步的其他时间：6（4.8s9.6s）0.86s；（4） 单件时间的计算本例中各工序的单件时间分别为：工序6的单件时间为三个工步单件时间的和，其中钻孔工步5.4s10.8s0.97s17.17s；粗铰工步4.8s9.6s0.86s15.26s；精铰工步4.8s9.6s0.86s15.26s；因此，工序6的单件时间=+=17.17s十15.26s15.26s47.69s。将上述零件工艺规程设计的结果，填入工序卡。(2)M8螺纹孔加工方法：钻孔，攻螺纹4、 1. 确定加工余量、工序尺寸和公差由表5-42查得，钻孔余量。查表5-29可确定各工序尺寸的加工精度等级为，钻：IT 12。根据上述结果，再查表5-30标准公差数值表，可确定各工步的公差值钻：0.15mm。5、 2.切削用量的计算1）钻孔的背吃刀量为刀具直径的一半，取。2）由表5-127，选取该工步的每转进给量f=0.24mm/r。3）由表5-133，切削速度可取为16m/min。由公式，可求得该工序钻头转速为n=653.3r/min，参照表5-65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，可求出该工序的实际钻削速度nd/1000680r/min78mm/100016.7m/min。6、 3. 时间定额的计算根据表2-26，钻孔的基本时间可由公式求得。式中9mm；2mm；f024mm/r；n680r/min。将上述结果代人公式，则该工序的基本时间（9mm3.7mm2mm）/（024mm/r680r/min） 009min5.4s。辅助时间与基本时间之间的关系为=2 ， 钻孔工步的辅助时间： =25.4s=9.6s；其他时间的计算除了作业时间（基本时间与辅助时间之和）以外，每道工序的单件时间还包括布置工作地时间、休息与生理需要时间和准备与终结时间。由于本例中拨叉的生产类型为大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计；布置工作地时间是作业时间的27，休息与生理需要时间，是作业时间的24，本例均取为3，则各工序的其他时间（）可按关系式（33）（）计算，它们分别为：钻孔工步的其他时间：6（5.4s10.8s）0.97s；总时间：钻孔工步5.4s10.8s0.97s17.17s；五 夹具设计1、 定位方案工件以两端的孔为定位基准，一边采用间隙配合的定位圆柱定位销，另一边采用削边销；定位心轴限制5个自由度，削边销与之配合又限制1个自由度，2、 夹紧机构在削边销上安装快换垫片及螺母加紧3、 钻套由于在这次装夹中，要顺序进行钻孔、粗铰和精铰，需要使用不同孔径的钻套来引导道具，因此选用快换钻套。孔径不大，故导向高度 H=2.5D=2.5x8=20mm排屑高度h=（0.30.4）D=2.43.2mm，结合夹具体与钻模板的装配，取h=3mm。4、 钻模板孔位置固定不变，采用固定式转模板，以获取较高的位置精度；钻模板与夹具体采用螺钉联接。5、 夹具体工件的定位元件和夹紧元件用螺栓固定在夹具体相应的位置上，这样可使夹具装置有机结合起来。6、 使用说明安装工件时，机动夹紧机构向后拉，先将工件放进定位元件中，再将夹紧机构通过机动装置往前推，实现了夹紧和完全定位。六 设计感想 本次课程设计可谓真正的设计。从夹具，工部计算，零件三维建模，出图纸都是自己的辛苦劳动，感觉以前的知识都白学了，通过这次课程设计有补回来了很多知识，除了以前没有掌握的知识，还有一些被忽略的根本不曾耳闻的知识内容。总之，这次课程设计感觉是大学设计中不算最富挑战的一次也算最印象深刻的一次。因为周围同学和自己做的夹具零件和加工方法都不同，什么都要靠自己。虽然充满了苦与累。但是心甘情愿。要问为什么嘛，因为这又是一笔宝贵的经验和财富。我会铭记在心，争取在以后的工作中保持这种状态，吸取经验教训，学以致用。最后感谢邓老师的辛勤指导和同学们的精诚合作。谢谢各位！七 参考文献1 邹青机械制造技术基础机械工业出版社，2011,22 崇凯，机械制造技术基础课程设计指南.化学工业出版社，2006，12.八附图：三张：毛坯图，装配图，夹具零件图 毛坯图夹具零件图夹具装配图学号06111617成绩课程设计说明书系 别 机电工程系专 业 车辆工程方 向 课程名称 制造技术基础课程设计学 号 06111617姓 名 吴伟指导教师 邓宝清题目名称 拨叉工艺规程及夹具设计设计时间 2013年9-11月II目录一、零件的工艺分析及生产类型的确定21、零件的作用22、零件的技术要求23、审查零件的工艺性34、确定零件的生产类型4二、选择毛坯、确定毛坯尺寸、绘制毛坯简图51选择毛坯52绘制毛坯图8三、选择加工方法，拟定工艺路线81、定位基准的选择82、零件表面加工方法的选择93、加工阶段的划分104、工序的集中与分散115、工序先后顺序的安排116、确定工艺路线12四 工艺计算142、确定加工余量、工序尺寸和公差143、切削用量的计算144、时间定额的计算155、1. 确定加工余量、工序尺寸和公差176、2.切削用量的计算177、3. 时间定额的计算18五 夹具设计191、定位方案192、夹紧机构193、钻套194、钻模板195、夹具体196、使用说明19六 设计感想19七 参考文献20八附图：2020课程设计题目：题目3：机械制造技术基础课程设计指南274页已知：Q=8500台/年，m=1件/台，工件工作过程中不会受到冲击载荷，毛坯选用铸件注意，此题目是两件铸在一起的一、零件的工艺分析及生产类型的确定1、零件的作用该拨叉应用在CA6140车床上。拨叉头以变速叉轴孔套在拨叉轴上，并用销钉经锥销孔与变速拨叉轴联结，拨叉脚则夹在双联齿轮的槽中。当需要变速时，操纵变速杆，变速操纵机构就通过拨叉带动双联齿轮在齿轮轴上滑动以改变档位，从而改变机床的转动速度。2、零件的技术要求拨叉零件技术要求表加工表面尺寸及偏差（mm）公差及精度等级表面粗糙度形位公差（mm）拨叉头顶面50IT123.20.05A变速叉轴孔22IT71.6拨叉脚内表面155IT103.2拨叉脚内表面273IT126.3拨叉脚上端面25IT123.20.07A拨叉脚下端面20IT83.20.07A拨叉脚两底面IT126.3锥销孔通孔IT121.6螺纹孔 主要加工表面： 变速叉轴孔、拨叉脚上端面、拨叉脚下端面。该拨叉形状特殊、结构简单，属典型的叉杆类零件。为实现换档、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。拨叉脚两端面在工作中需承受冲击载荷，为增强其耐磨性，该表面要求高频淬火处理，硬度为4858HRC；为保证拨叉换档时叉脚受力均匀，要求拨叉脚两端面对叉轴孔的垂直度要求为0.07mm。为保证拨叉在叉轴上有准确的位置，改换档位准确，拨叉采用锥销定位，锥销孔的尺寸为。拨叉头顶面对叉轴孔的垂直度要求为0.05mm。综上所述，该拨叉件的各项技术要求制定较合理，符合该零件在变速箱中的功用。3、审查零件的工艺性由零件图可知，拨叉头顶面要求切削加工提高了换档时叉脚断面的接触刚度；变速叉轴孔的端面为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度；另外，该零件除主要工作表面（拨叉脚上端面、拨叉脚下端面、变速叉轴孔）外，其余表面加工精度均较低，不需要高精度机床加工，通过铣削、钻床的粗加工、半精加工就可以达到加工要求；而主要工作表面虽然加工精度相对较高，但也可以在正常生产条件下，采用经济加工方法加工出合格产品。由此可见，该零件的工艺性较好。4、确定零件的生产类型已知：Q=8500台/年，m=1件/台， 工件工作过程中不会受到冲击载荷，毛坯选用铸件。注意，此题目是两件铸在一起的。由设计题目知：Q=8500台/年，m=1件/台，备品率一般取2%4%，废品率一般取0.3%0.7%，结合生产实际，备品率取3%，废品率取0.5%，代入公式 拨叉重量为1kg，查表2-2知，拨叉属轻型零件；由表2-3知，该拨叉的生产类型为大批生产。二、选择毛坯、确定毛坯尺寸、绘制毛坯简图1选择毛坯由题目知，工件工作过程中不会受到冲击载荷，毛坯选用铸件，材料采用HT200。（1）求最大轮廓尺寸按第五章第一节铸件尺寸公差与机械加工余量（摘自GB/T 6414-1999）确定，步骤如下：求最大轮廓尺寸:根据零件图计算轮廓尺寸，长160mm，宽73mm，高50mm，故最大轮廓尺寸为160mm。（2）选取公差等级CT由表5-1，铸造方法按造机器造型、铸件材料按灰铸铁，得公差等级CT范围812级，取为10级。（3）求铸件尺寸公差根据加工面的基本尺寸和铸件公差等级CT，查表5-3得，公差带相对于基本尺寸对称分布。（4）求机械加工余量等级由表5-5，铸造方法按机器造型、铸件材料按灰铸铁，得机械加工余量等级范围EG级，取为F级。（5）求RMA（要求的机械加工余量）对所有加工表面取同一个数值，由表5-4查最大轮廓为160mm，机械加工等级为F级，得RMA数值为1.5mm。（6）求毛坯基本尺寸锥销孔、螺纹孔较小，铸成实心，由于两件铸在一起，所以拨叉底面R=60mm；双侧面加工的有：拨叉脚上下端面：R=F+2RMA+CT/2=20+2*1.5+2.4/2=24.2mm内腔加工：变速叉轴孔：R=F-2RMA-CT/2=22-2*1.5-2.4/2=17.8mm拨叉脚内表面1：R=F-2RMA-CT/2=55-2*1.5-2.8/2=50.6mm拨叉脚内表面2：R=F-2RMA-CT/2=73-2*1.5-3.2/2=68.4mm单侧面加工的有：拨叉头顶面R=F+RMA+CT/2=50+1.5+2.8/2=52.9mm拨叉铸件毛坯尺寸公差与加工余量项目拨叉头顶面变速叉轴孔拨叉脚内表面1拨叉脚内表面2拨叉脚上端面拨叉脚下端面拨叉脚底面公差等级CT101010101010101010加工面基本尺寸 5022557325455888铸件尺寸公差2.82.42.83.22.42.42.8机械加工余量等级FFFFFFFFFRMA151.51.51.51.51.51.51.515毛坯基本尺寸52.917.850.668.425.85060002绘制毛坯图三、选择加工方法，拟定工艺路线1、定位基准的选择先确定精基准，再确定粗基准。（1）精基准的选择根据拨叉零件的技术要求和结构特点，选择拨叉头顶面和变速叉轴孔作为精基准，零件上很多表面都可以采用它们进行加工，即遵循了“基准统一”原则。变速叉轴孔的轴线是设计基准，选用其作精基准定位加工拨叉脚两底面、拨叉脚内表面1、拨叉脚内表面2，实现了设计基准和工艺基准的重合，遵循“基准重合原则”，又保证了被加工表面的垂直度要求。（2）粗基准的选择作为粗基准的表面应平整，没有飞边、毛刺或其他表面欠缺，同时，为了提高不加工表面和加工表面的位置精度要求，选择底面和外圆面作为粗基准。采用拨叉底面作为粗基准加工顶面，可以为后续工序准备好精基准，而且使用外圆面定位加工内孔可保证孔的壁厚均匀。再采用加工过的顶面作为精基准加工叉轴孔，这样遵循了基准不重复使用原则，同时又能保证拨叉脚两端面与叉轴孔的垂直度。2、零件表面加工方法的选择在选择加工方法时，一般总是首先根据零件的主要表面的技术要求和工厂具体条件，先选定该表面终加工工序加工方法，然后再逐一选定该表面各有关前导工序的加工方法。本零件的加工面有端面、内孔及小孔等，材料为HT200。以公差等级和表面粗糙度要求，参考有关资料，其加工方法选择如下：（1）叉轴孔公差等级为IT7，表面粗糙度为Ra1.6um，毛坯孔已铸出，为未淬火铸铁的毛坯，加工方法可采用粗扩，精扩，铰孔完成。（表5-15）（2）拨叉脚上端面为未注公差尺寸，根据GB1800-79规定其公差等级按IT8，表面粗糙度为Ra3.2um，用粗铣，精铣即可。（表5-16）（3）拨叉脚下端面设计尺寸为20，公差等级为IT7，,表面粗糙度为Ra0.8um，用粗铣，精铣和磨削完成。（表5-16）（4）顶面为未注公差尺寸，根据GB1800-79规定其公差等级按IT12，表面粗糙度为Ra3.2um，经粗铣和半精铣即可。（表5-16）(5)拨叉脚内表面1公差等级为IT10，表面粗糙度为Ra3.2um，毛坯孔已铸出，为未淬火铸铁的毛坯，加工方法可采用粗铣，半精铣完成。（表5-15）（6）拨叉脚内表面2公差等级为IT12，表面粗糙度为Ra6.3um，毛坯孔已铸出，为未淬火铸铁的毛坯，加工方法可采用粗铣即可。（表5-15）（7）锥销孔为未注公差尺寸，根据GB1800-79规定其公差等级按IT8，表面粗糙度为Ra1.6um，钻孔，粗铰，精铰可以达到。（表5-15）（8）M8螺纹孔采用钻床钻孔，再攻螺纹即可（9）拨叉脚底面设计尺寸为60，公差等级IT12，表面粗糙度Ra6.3um，需进行粗铣、半精铣。拨叉零件表面加工方案加工表面精度等级表面粗糙度Ra/um加工方案备注叉轴孔IT71.6粗扩-精扩-铰孔表5-15拨叉脚上端面IT83.2粗铣精铣表5-16拨叉脚下端面IT70.8粗铣精铣磨削表5-16拨叉头顶面IT123.2粗铣半精铣表5-16拨叉脚内表面1IT103.2粗铣半精铣表5-15拨叉脚内表面2IT126.3粗铣表5-15锥销孔IT81.6钻孔-粗铰-精铰表5-15M8螺纹孔钻孔-丝锥攻内螺纹表5-15拨叉脚两底面IT126.3粗铣半精铣表5-163、加工阶段的划分该拨叉零件加工质量要求较高，可将加工阶段划分成粗加工、半精加工、精加工阶段。在粗加工阶段，首先将精基准（拨叉头顶面和变速叉轴孔）准备好，使后续工序都可采用精基准定位加工，保证其他加工表面精度要求。所以应先粗铣拨叉头顶面,半精铣拨叉头顶面，以顶面为精基准粗扩、精扩、铰孔变速叉轴孔。然后以顶面和叉轴孔为精基准粗铣拨叉脚上下端面、粗铣拨叉脚内表面1和粗铣拨叉脚内表面2。在半精加工阶段，精铣拨叉脚上下两端面、半精铣拨叉脚内表面1、粗铣拨叉脚两底面、半精铣拨叉脚两底面，完成锥销孔的钻孔、粗铰、精铰、完成M8螺纹孔的钻孔和攻螺纹。在精加工阶段，磨削拨叉下端面。4、工序的集中与分散本例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，可以采用立式铣床配以专用夹具以提高生产率，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。5、工序先后顺序的安排1、机械加工工序（1）遵循“基面先行”原则，首先加工精基准拨叉头顶面和叉轴孔。（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。（加工阶段）（3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面叉轴孔和拨叉脚上下端面，后加工次要表面M8螺纹孔和锥销孔。（4）遵循“先面后孔”原则，先加工拨叉头顶面，后加工叉轴孔。2热处理工序毛胚开始预备热处理采用退火，可以改善工件材料的切削性能。加工最后阶段对工作表面，特别是精度要求相对较高的表面进行局部淬火，例如拨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辅助工序粗加工拨叉脚两端面和热处理后，安排时效处理；在半精加工后，安排去毛刺和中间检验工序；精加工后，安排清洗和终检工序。综上所述，该换挡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大的表面粗加工主要表面半精加工和次要表面加工热处理主要表面精加工。6、确定工艺路线工序号工序名称机床设备刀具量具1初检2退火3粗铣拨叉头顶面立式铣床X50端铣刀游标卡尺4半精铣拨叉头顶面立式铣床X50端铣刀游标卡尺5粗扩、精扩、倒角、铰孔四面组合钻床麻花钻、扩孔钻、铰刀卡尺、赛规6粗铣拨叉脚上下端面卧式双面铣床三面刃铣刀游标卡尺7粗铣拨叉脚内表面2数控铣床立铣刀游标卡尺8粗洗拨叉脚内表面1数控铣床立铣刀游标卡尺9时效处理10精铣拨叉脚上下两端面卧式双面铣床三面刃铣刀游标卡尺11半精铣拨叉脚内表面1数控铣床立铣刀游标卡尺12钻、倒角、粗铰、精铰孔四面组合钻床复合钻头、铰刀赛规、卡尺等13M8螺纹孔钻孔组合钻床麻花钻卡尺14攻螺纹丝锥15切断工件，粗铣拨叉脚两底面数控铣床立铣刀游标卡尺16半精铣拨叉脚两底面数控铣床立铣刀游标卡尺17去毛刺、修锐边钳工台平锉18热处理拨叉脚两端面局部淬火淬火机等19中检赛规、百分表、卡尺等20校正拨叉脚钳工台手挫21磨削拨叉下端面平面磨床M7120A砂轮游标卡尺22清洗清洗机23终检赛规、百分表、卡尺等本组工艺卡四 工艺计算（锥销孔）加工方法：钻孔，粗铰，精铰1、 确定加工余量、工序尺寸和公差由表5-42查得，精铰余量；粗铰余量；钻孔余量。查表5-29可确定各工序尺寸的加工精度等级为，精铰：IT7；粗铰：IT 10；钻：IT 12。根据上述结果，再查表5-30标准公差数值表，可确定各工步的公差值分别为：精铰：0.015mm；粗铰：0058mm；钻：0.15mm。综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精铰：；粗铰：；钻孔：，它们的相互关系如下图所示，2、 切削用量的计算（1） 钻孔工步1）钻孔的背吃刀量为刀具直径的一半，取。2）由表5-127，选取该工步的每转进给量f=0.24mm/r。3）由表5-133，切削速度可取为16m/min。由公式，可求得该工序钻头转速为n=653.3r/min，参照表5-65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，可求出该工序的实际钻削速度nd/1000680r/min78mm/100016.7m/min。（2） 粗铰工步1）铰孔的背吃刀量为加工余量的一半，即。2）由表5-129，选取该工步的每转进给量f0.80mm/r。3）由表5-135，切削速度可取为10m/min。由公式，可求得该工序铰刀转速n=400.1r/min，参照表5-65所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速为n=392r/min。再将此转速代入公式，可求出该工序的实际切削速度= nd/1000392r/min7.96mm/10009.80m/min。（3） 精铰工步1）铰孔的背吃刀量为加工余量的一半，即。2）由表5-129，选取该工步的每转进给量f=0.70 mm/r。3）由表5-135，切削速度可取为10m/min。由公式。可求得该工序铰刀转速n398.1r/min，参照表5-65所列Z525型立式钻床的主轴转速，取转速n=392r/min。再将此转速代入公式，可求出该工序的实际6切削速度= nd/1000392r/min8mm/10009.85m/min。3、 时间定额的计算（1） 基本时间的计算1）钻孔工步根据表2-26，钻孔的基本时间可由公式求得。式中9mm；2mm；f024mm/r；n680r/min。将上述结果代人公式，则该工序的基本时间（9mm3.7mm2mm）/（024mm/r680r/min） 009min5.4s。2）粗铰工步根据表2-26，铰圆柱孔的基本时间可由公式求得。取，即，由表2-27，按（Dd）/2（7.96mm-7.8mm）/20.08mm，查得15mm；而l9mm；f=0.80mm/r；n392r/min。将上述结果代人公式，则该工序的基本时间（9mm2.2mm15mm）/（080mm/r392r/min）0.08min4.8s。3）精铰工步和粗铰一样，根据表2-26由公式求得基本时间。取，即，由表2-27，按（Dd）/2（8mm-7.96mm）/20.02mm，查得13mm；而l9mm；f=0.70mm/r；n392r/min。将上述结果代人公式，则该工序的基本时间（9mm1.1mm13mm）/（070mm/r392r/min）0.08min4.8s。（2） 辅助时间的计算c辅助时间与基本时间之间的关系为=(0.150.2) ，本例取=0.15，则各工序的辅助时间分别为：工序6钻孔工步的辅助时间： =0.155.4s=0.8s；工序6粗铰工步的辅助时间：0.154.8s=0.7s；工序6精铰工步的辅助时间：0.154.8s=0.7s；（3） 其他时间的计算除了作业时间（基本时间与辅助时间之和）以外，每道工序的单件时间还包括布置工作地时间、休息与生理需要时间和准备与终结时间。由于本例中拨叉的生产类型为大批生产，分摊到每个工件上的准备与终结时间甚微，可忽略不计；布置工作地时间是作业时间的27，休息与生理需要时间，是作业时间的24，本例均取为3，则各工序的其他时间（）可按关系式（33）（）计算，它们分别为：工序6钻孔工步的其他时间：6（5.4s0.8s）0.37s；工序6粗铰工步的其他时间：6（4.8s0.7s）0.31s；工序6精铰工步的其他时间：6（4.8s