机械制造工艺课程设计说明书

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1、成绩金阪科扶号院课程设计报告题目变速箱拨叉零件的机械加工工艺规程编制和钻拨叉零件锁销孔钻床夹具设计课 程名 称 机械制造技术课程设计院部名称龙蟠学院专业车辆工程班级 M12车辆工程学生姓名周清学号 1221402003课程设计地点金陵科技学院课程设计学时2周指导教师智淑亚金陵科技学院教务处制课程设计任务书、机械零件加工工艺规程编制题目：（一）变速箱拨叉零件的机械加工工艺规程编制；（二）万向节滑动叉的加工工艺规程编制；要求：1、零件图 1张；2、毛坯图1张；3、机械加工工艺过程卡 1张；4、机械加工工艺卡 4张（三组分别分别选择其中四个不同工序）5、说明书 1份二、专用夹具设计题目：（一）钻拨叉

2、零件锁销孔钻床夹具设计；（二）铣床夹具设计1、零件图 1张（同上述相应零件图）2、专用夹具装配图 1张；3、夹具体零件图 1张；4、说明书 1份注：两份说明书装订在一起目录第一章 机械加工工艺规程设计 41. 拨叉的工艺分析及生产类型的确定 41.1 拨叉的用途 41.2 拨叉的技术要求 41.3 审查拨叉的工艺性 51. 4确定拨叉的生产类型 52. 确定毛坯、绘制毛坯简图 62.1 选择毛坯 62.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 62.3 绘制拨叉锻造毛坯简图 73. 拟定拨叉工艺路线 83.1 定位基准的选择 83.2 表面加工方法的确定 83.3 加工阶段的划分 93.4 工序的

3、集中与分散 93.5 工序顺序的安排 93.6 机床设备及工艺装备的选用 103.7 确定工艺路线 104.确定加工余量和工序尺寸114.1 工序 1 和工序 2加工拨叉头两端面至设计尺寸 114.2 工序 5粗铣拨叉脚两端面至设计尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的确定 134.3 工序 8精铣拨叉脚两端面至设计尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的确定 144.4 工序9钻、粗铰、精铰08 mm孔155. 切削用量及时间定额165.1 确定切削用量165.2时间定额的计算18第二章 专用钻床夹具设计211.夹具设计任务213. 画夹具装配图（另附）214. 夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求 21

4、第一章 机械加工工艺规程设计1.拨叉的工艺分析及生产类型的确定1.1 拨叉的用途拨叉零件用在某拖拉机变速箱的换挡机构中。拨叉通过叉轴孔030mm安装在变速叉轴 上，销钉经拨叉上08mm孔与变速叉轴连接作轴向固定，拨叉脚则夹在双联变速齿轮的槽 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操纵槽带动拨叉与变速叉 轴一起在变速箱中滑移，拨叉脚拨动双联变速齿轮在花键轴上滑动以改变档位，从而改变 拖拉机的行驶速度。拨叉在改变档位时要承受弯曲应力和冲击荷载的作用，因此该零件应具有足够的强度、刚度和韧性，以适应拨叉的工作条件。拨叉的主要工作表面为拨叉脚03O+o.o2imm(H7)0和锁销孔0

5、8 +0.015 mm(H7)，在设计工艺规程时应重点予以保证。01.2 拨叉的技术要求按标准表形式将拨叉的全部技术要求列于表 1-1 中。拨叉属于典型的叉杆类零件，其 叉轴孔是主要装配基准，叉轴孔和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荷载，为增强其耐磨性，其表面要求淬火处理，硬度为 4858HRC ；为保证拨叉拨动齿轮换挡时叉脚受力均匀，要求叉脚两端面对变速叉轴孔0 3o+21mm的垂直度要求为0.1 mm，叉脚两端面的平面度要求为0.08mm。为保证拨叉 0在叉轴上有准确的位置，改换档位准确，拨叉采用锁销定位，锁销孔的尺寸为080 mm锁销孔中心线与叉

6、轴孔中心线的垂直度要求为0.15 mm.综上所述，该拨叉件的各项技术要求制定的较合理，符合该零件在变速箱中的功用。表 1-1 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Ra/um形位公差/mm拨叉头左端面8Oo-0.3IT123.2拨叉头右端面8Oo-0.3IT1212.5拨叉脚内表面R48IT1312.5拨叉脚两端面200.026IT93.2丄0.1 D 0.08030mm 孑L+ 0.021 300IT71.608mm 孑L,+ 0.015 80IT71.6丄 0.15 D操纵槽内侧面12IT126.3操纵槽底面5IT1312.51.3 审查拨叉的工艺性分析拨叉零件

7、图可知，拨叉头两端面和叉脚两端面在轴向方向上均高于相邻表面，这样既减少了加工面积，有提高了换挡时叉脚断面的接触刚度；030mm孔和Q8mm孔的端面均为平面，可以防止加工过程中钻头钻偏，以保证孔的加工精度；另外，该零件除主要表面(拨叉脚两端面、变速叉轴孔 30 + 1mm和锁销孔08+ 0.0150mm)外，其余表面加工精度均较低，通过铣削、钻削的一次加工就可以达到加工要求；主要工作表面虽然加工 精度相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量的加工出来。 由此可见，该零件的工艺性很好。1. 4 确定拨叉的生产类型依设计题目知：Q=3000台/年，m=1件/台；结合生产实际，备

8、品率Q %和废品率b %分别取 3%和 0.5%，代入式( 1-1)得零件年产量为N=Qm(1+a %)(1+b %)=3000 台 / 年 X 1 件 / 台 X (1+3%)X (1+0.5%)=3105.45 件 / 年 根据拨叉的质量查表1-4知该拨叉属轻型零件，再由表1-5可知该拨叉的生产类型为 中批生产。2. 确定毛坯、绘制毛坯简图2.1 选择毛坯由于该拨叉在工作过程中要承受冲击载荷，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。因为拨叉的轮廓尺寸不大，且生产类型属大批生产，宜选用普通模 锻方法制造毛坯。毛坯的拔模斜度为 5，锻模成形后切边，进行调制，调制硬度为 241

9、285HBS，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 面因脱碳而而对机械加工带来的不利影响。2.2 确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量根据第二章（加工余量和工序尺寸的确定）第二节（确定毛坯公差与加工余量），查 机械制造技术基础课程设计指导书教程P32P34表2-6表2-9，首先确定如下各项因 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. 锻件重量已知该拨叉经机械加工后的质量为4.5kg，机械加工前锻件毛坯的质量m为6kg。t3. 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=158mm，b

10、=120mm，h=86mm （见拨叉锻造毛坯简图 6-3）；由 P29 式（2-3） P30 式（2-5）可计算出该拨叉锻件的形状复杂系数SS = m / m = 6 /（lbhp ）tN=6kg /（158mm x 120mm x 86mm x 7.8 x 10-6kg /mm3）Q 6/12.7 沁 0.47s由于0.47介于0.32和0.63之间，故该拨叉的形状复杂系数属 2级,即该锻件的复杂 程度为一般。4. 锻件材质系数由于该拨叉材料为35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M 级。5. 锻件分模线形状分析该拨叉件的特点，本例选择零件高度方向的对称平面为分

11、模面，属平直分模线，图1-3为该拨叉毛坯简图。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1.6 口 m，即Ra1.6 口 m。 根据上述诸因素，查机械制造设计技术基础课程设计指导书教程P32表2-6至P35 表 2-10，可求得拨叉锻件的毛坯尺寸及公差，进而求得各加工表面的加工余量，所得结果 列表于表1-2当中。表 1-2 拨叉锻造毛坯机械加工总余量及毛坯尺寸锻件质量mt / kg包容体质量m / kgn形状复杂系数S材质系数公差等级612.7S2m1普通级毛坯尺寸/ mm机械加工总余量/mm尺寸公差/ mm毛坯尺寸/ mm备注宽度482.5+1.7-0.846+

12、1.7-0.8表2-622.5（取 2）表2-9厚度8032 +2.4-0.884.5+2.4-0.8表2-722.5 （两端面分别取2和2.5）表2-9厚度202.2+1.5-0.825表2-722.5 （两端面取2.5）表2-90 302.2+1.5-0.724.8 土 1.1表2-62.6 （单边）表 2-10中心距115.50.5115.5 土 0.5表2-82.3 绘制拨叉锻造毛坯简图由表1 -2所得结果，绘制毛坯简图（另附1.1）。3.拟定拨叉工艺路线3.1 定位基准的选择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。1. 精基准的选择 根据该拨叉零件的技术要求

13、和装配要求，选择拨叉的设计基准叉头左端面、叉轴孔030 +0.021 mm和叉脚内孔表面作为精基准，符合“基准重合原则；零件上的很多表面都可 0以采用它们作基准进行加工，又遵循了 “基准统一”原则。叉轴孔030 +0.021 mm的轴线是设 0计基准，选用其作精基准定位加工拨叉脚两端面和锁销孔08 +0.015 mm,有利于保证被加工表0面的垂直度。选用拨叉头左端面作为精基准同样是服从了“基准重合”原则，因为该拨叉 在轴向方向上的尺寸多以该端面作设计基准；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，选用拨叉头左端面作精基准，夹紧可作用 在拨叉头的右端面上，

14、夹紧稳定可靠。2. 粗基准的选择作为粗基准的表面平整，没有飞边、毛刺或其他表面欠缺。选择变速叉轴孔030mm的 外圆面和拨叉头右端面作粗基准。采用030mm外圆面定位加工内孔可保证孔的壁厚均匀； 采用拨叉头右端面作粗基准加工左端面，接着以左端面为基准加工右端面，可以为后续工 序准备好精基准。3.2 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，查表 1-10 和 1-11，确定各 表面的加工方方案，如表1-3所示。表 1-3 拨叉零件各表面加工方案加工表面尺寸精度表面粗糙度Ra/Mm加工方案备注拨叉头左端面IT113.2精铣半精铣表 1-11拨叉头右端面IT1312.5粗

15、铣表 1-11拨叉脚内表面IT1312.5粗铣表 1-11拨叉脚两端面（淬硬）IT93.2粗铣一精铣一磨削表 1-11030mm 孑LIT71.6粗扩一精扩一铰表 1-1008mm 孑LIT71.6钻一粗铰一精铰表 1-10操纵槽内侧面IT126.3粗铣表 1-11操纵槽底面IT1312.5粗铣表 1-11第8 页共23页3.3 加工阶段的划分在选定拔叉各表面加工方法后，就需进一步确定这些加工方法在工艺路线中的顺序及 位置，这就涉及加工阶段划分方面的问题，该拨叉加工质量要求较高，可将加工阶段划分 成粗加工、半精加工和精加工三个阶段。在粗加工阶段，首先将精基准（拨叉头左端面和叉轴孔）准备好，使后

16、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；然后拨叉头右端面、拨叉脚内表面、 拨叉脚两端面的粗铣、槽内侧面和底面的加工也都放在粗加工阶段进行。在半精加工阶段， 完成拨叉脚两端面的精铳加工和销轴孔08mm的钻、铰加工；在精加工阶段，进行拨叉脚 两端面的磨削加工。3.4工序的集中与分散工序的集中与分散是确定工序内容多与少的依据，他直接影响整个工艺路线的工序数 目及设备、工装的选用等。由于本例拨叉零件的生产类型为中批生产，选用工序集中原则 组织工工序内容。该一方面采用万能、通用机床配以专用夹具加工，以提高生产率；另一 方面也可以减少工件的装夹次数，有利于保证各加工表面之间的相对位置精

17、度，并可以缩 短辅助时间。3.5 工序顺序的安排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左端面和变速叉轴孔0 30+o.o2i mm。02）遵循“先粗后精”原则，对各加工表面先安排粗加工工序，后安排精加工工序。3）遵循“先主后次”原则，先加工主要表面一一拨叉头左端面和叉轴孔030 +0.021 mm、0 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“先面后孔”原则，先加工拨叉头端面，再加工叉轴孔 030 mm 孔；先铣操纵 槽，再钻销轴孔08 mm。2. 热处理工序叉脚两端面在精加工之前进行局部高频淬火，淬火硬度大于47HRC,有利于提高耐磨 性。3.

18、辅助工序粗加工拨叉脚两端面和热处理后，安排校直工序；在半精加工后，安排去毛刺和中间 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：基准加工主要表面加工及一些余量较大的 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。其间 第 9 页共 23 页穿插一些辅助工序（参见表 1-4）。3.6 机床设备及工艺装备的选用1. 机床设备的选用 在中批生产条件下，可以选用通用万能设备和数控机床设备。本例各工序所选机床设备详见表 1-4。2. 工艺装备的选用 工艺装备主要包括刀具、夹具、量检具和辅具等。本例各工序所选刀具、量具详见表1-4。夹具均采用专用机床夹

19、具。3.7 确定工艺路线归纳以上考虑，制定了拨叉的工艺路线，详见表 1-4。表 1-4 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粗铣拨叉头两端面立式铣床X51面铣刀0100游标卡尺2半精铣拨叉头左端面立式铣床X51面铣刀0100游标卡尺3粗扩、精扩、倒角、铰030孔立式铣床Z535麻花钻、扩孔钻、 铰刀卡尺、塞规4校正拨叉脚钳工台手锤5粗铣拨叉脚两端面卧式铣床X65三面刃铣刀0200游标卡尺6铣叉爪口内侧面立式铣床X51铰刀卡规7粗铣操纵槽底面和内侧面立式铣床X51键槽铣刀卡规、深度游标卡尺8精铣拨叉脚两端面卧式铣床X61三面刃铣刀0200游标卡尺9钻、倒角、粗铰、精铰0

20、8mm 孔立式钻床Z525复合钻头、铣刀卡尺、塞规10去毛刺钳工台平锉11中检塞规、百分表、卡尺等12热处理一拨叉脚两端面局部 淬火淬火机等13校直拨叉脚钳工台手锤14磨削拨叉脚两端面平面磨床M7120A砂轮游标卡尺15清洗清洗机16终检塞规、百分表、卡尺等4确定加工余量和工序尺寸41工序1和工序2加工拨叉头两端面至设计尺寸（一）加工过程第1道工序的加工过程为：1）以右端面B定位，粗铳左端面A,保证工序尺寸P。2）以左端面定位，粗铳右端面，保证工序尺寸P。2 第2道工序的加工过程为：以右端面定位，半精铳左端面，保证工序尺寸P，达到零件图设计尺寸D的要求,3D= 80o mm。-0.3（二）查找

21、工艺尺寸链，画出加工过程示意图查找出全部工艺尺寸链，如图1 -2所示。加工过程示意图如图1-1所示。（三）求解各工序尺寸及公差（1）确定工序尺寸P 1-2 a知，P =D= 8Oo mm。33- 0.3图1-1第1、2道工序加工过程示意图(2) 确定工序尺寸P由图1-2b知，P = P + Z，其中Z为半精铳余量，查表2 23332-25确定Z =1 mm，则P = (80+1)mm=81 mm。由于工序尺寸P是在粗铳加工中保证3 22的，查表1-8知，粗铳工序的经济加工精度为IT913，因此确定该工序尺寸公差为IT12，其公差值为0.35 mm，工序尺寸按入体原则标注，由此可初定工序尺寸P

22、=810 mm。2-0.35円一b)图1-2 第1、2道工序工艺尺寸链(3) 确定工序尺寸P 从图1-2c所示工序尺寸链知，P二P + Z，其中Z为粗铳余1 1 2 2 2量，由于B面的加工余量是经粗铳一次切除的，故Z应等于B面的毛坯机械加工总余量，2即Z =2 mm，P =(81+2)mm=83mm。由表1-8确定该粗铳工序的经济加工精度等级为IT13,2 1其公差值为0.54 mm，工序尺寸按入体原则标注，由此可初定工序尺寸P =83o mm。1 -0.54(4) 加工余量的校核为验证确定的工序尺寸公差是否合理，还需对加工余量进行校 核。1) 余量Z的校核 在图1-2b所示尺寸链中Z3是封

23、闭环，故3Z= P一 P= 81+0-(80-0.3) mm=1.3 mm3 max 2 max3 minZ= P一 P= 81-0.35-(80+0) mm=0.65 mm3 min2 min3 max校核结果表明，余量Z的大小是合适的。32) 余量Z的校核 在图1-2c所示尺寸链中Z是封闭环，故2 2Z = P P = 83+0 -(81-0.35) mm=2.35 mm2 max1 max2 minZ = P 一 P = 83-0.54-(81+0) mm=1.46 mm2 min1 min2 max校核结果表明，余量Z的大小是合适的。2余量校核结果表明，所确定的工序尺寸公差是合理的。经

24、上述分析计算，可确定各工序尺寸为：P = 83omm、P = 81omm、P = 8Oo mm1 0.5420.3530.34.2 工序 5粗铣拨叉脚两端面至设计尺寸的加工余量、工序尺 寸和公差的确定第1、2两道工序的加工过程为：1）以左端面A定位，粗铳右端面B,保证工序尺寸P12）以右端面定位，粗铳左端面，保证工序尺寸P2图1-3 图1-4由图1-3所示加工方案，可找出全部工艺尺寸链，如图1-4所示。求解各工序尺寸及 公差的顺序如下1）查表 2-25 取 Z=Z=1.4mm12从图 1-5-4a 可知，P = 25 +1-7mm；0-0.5P= P - Z=23.6 mm1 01P = P

25、- Z =22.2 mm2 12因为 P1 P2 都是粗铣加工中保证的所以工序尺寸公差为IT12，其公差值为0.21 mm2）为验证确定的工序尺寸及公差是否合理，还需对加工余量进行校核。余量 Z 的校核2Z 二 P - P= 23. 6+0222+0 21=1 61mm2max 1max 2minZ = P P= 23.6-0.21-22.2-0=1.19mm2min 1min 2max余量Z的校核1Z= P P= 25+1.7 23.6+0.21=3.31 mm1max0max1minZ= P P= 250.523.6-0=0.9 mm1min0min1max余量校核结果表明，所确定的工序尺

26、寸公差是合理的。所以 P 二23.6ommP= 22.2omm10.2120.214.3 工序 8精铣拨叉脚两端面至设计尺寸的加工余量、工序尺寸和公差的确定第1、2两道工序的加工过程为：1）以左端面A定位，精铳右端面B，保证工序尺寸P2）以右端面定位，精铳左端面，保证工序尺寸2P2图1-5由图1-5所示加工方案，可找出全部工艺尺寸链，如图1-6所示。求解各工序尺寸及 公差的顺序如下：1）查表取Z =Z =1mm34从图 1-5-4a 可知，P = 22.2omm；2 0.21P = P - Z =21.2 mm3 23P = P - Z =20.2 mm4 34因为 P1 P2 都是精铣加工中

27、保证的所以工序尺寸公差为IT8,其公差值为0.039 mm2）为验证确定的工序尺寸及公差是否合理，还需对加工余量进行校核。 余量Z的校核2Z= P P= 21.2+0 20.2+0. 039=1 039mm4 max3 max4 minZ= P P= 21.2-0.03922.20=0.961mm4 min3 min 4 max余量z的校核1Z= P P= 22.2+0 21.2+0.039=1.039mm3 max2 max3 minZ= P P= 22.2-0.2121.20=0.790mm3 min2 min 3 max余量校核结果表明，所确定的工序尺寸公差是合理的。所以 P = 21.

28、2omm1-0.039P = 2O.2o mm20.0394.4工序9钻、粗铰、精铰08 mm孔由表2-20可查得，精较余量Z =0.04 mm；粗较余量Z=0.16 mm；钻孔余量Z =7.8精铰粗铰钻mm。各工序尺寸按加工经济精度查表1-10可依次确定为，精较孔IT7；粗较孔IT10；钻 孔为IT12。查标准公差数值表2-30可确定各工步的公差值分别为，精较孔为0.015 mm； 粗较孔为0.058 mm；钻孔为0.15 mm。综上所述，该工序各工步的工序尺寸及公差分别为，精钗孔工序尺寸d = d = Q8 +0.015mm；30粗较孔工序尺寸d =0 7.96 +0.058 mm；钻孔孔

29、工序尺寸d =0 7.8 +0.15mm,它们的相互关系如下2 0 1 0图。II1Zr/211IIdcd?i.,/2Z-r/2d第15页共23页5. 切削用量及时间定额5.1 确定切削用量1. 工序1粗铣拨叉头两端面工序1分两个工步，工步1是以B面定位，粗铳A面；工步2是以A面定位，粗铳B 面。由于两个工步是在一台机床上经多件夹具装夹一次走刀加工完成的，因此两个工步所 选用的切削速度v和进给量f是一样的，只有背吃刀量不同。(1) 确定背吃刀量 工步1的背吃刀量a取为Z，Z等于A面的毛坯机械加工总余p11 1量(见表1-2)减去工序2的余量Z，即a = Z二25mm-1 mm=1.50 mm；

30、而工步2的背吃3 p 1 1刀量a取为z，故a = z =2 mm。p 22p2 2(2) 确定进给量 由表5-7，按机床功率为510KW及工件材料、刀具材料选取，该 工序的每齿进给量f取为0.13mm/z。z(3) 计算铳削速度 由表5-12，按d /z二100/5，f =0.13mm/z的条件选取，铳削速0z度v =135m/min。由公式(5-1 ) n二1000v兀d可求得该工序铳刀转速， n = 1000x 135/(兀x80)r/min = 429.9r/min，查表4T6按照该工序所选X51型立式铳床的 主轴转速，取转速n = 380r/min。再将此转速代入公式(5-1),可求

31、出该工序的实际铳削 速度 v = nKd /1000 = 380 x兀 x 100/1000m/min = 119.3m/ min。2. 工序2半精铳拨叉头左端面A(1) 确定背吃刀量取a = Z = 1mm。p3(2) 确定进给量 由表5-7，半精铳取小值，取f = 0.09mm/z。z(3) 计算铳削速度 由表5-12，按d /z = 100/5、f = 0.09mm/z的条件选取，铳削0z速度v =150m/min。由公式(5-1 ) n = 1000v丘d可求得该工序铳刀转速， n = 1000x 150/5 x 10)r/min = 477r/min，参照表4-16立式铳床X51的主

32、轴转速，取转速 n = 490r / min 。再将此转速代入公式(5-1)，可求出该工序的实际铣削速度 v = n兀d /1000 = 490 x 3.14 x 100/1000m/ min = 153.86m/ min。3. 工序5粗铳拨叉脚两端面该工序分两个工步，工步1是以B面定位，粗铳A面；工步2是以A面定位，粗铳B 面。由于两个工步是在一台机床上经一次走刀加工完成的，因此它们所选用的切削速度v、 进给量f、背吃刀量a都是相同的。(1) 背吃刀量的确定 a =1.4mm(2) 进给量的确定 由表5-7，按机床功率为510KW、工件-夹具系统刚度为中等 条件选取，该工序的每齿进给量f取为

33、0.13mm/z。z(3) 铳削速度的计算 由表5-12,按三面刃铳刀d/z = 200/10, f =0.13mm/z的条件z选取，铳削速度v可取为128m/min。由公式（5-1） n二lOOOv/nd可求得该工序铳刀转速， n 二 1000x 128m/min/n x 200mm 二 203.7r/min，参照表 4-16 所列卧式 X51 铳床的主轴转速, 取转速n二210r/min。再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际铳削速度 v 二 nnd /1000 二 210r / minxn x 200mm /1000 二 131.95m / min。4. 工序8精铣拨叉脚两端面

34、该工序分两个工步，工步1是以B面定位，粗铳A面；工步2是以A面定位，粗铳B 面。由于两个工步是在一台机床上经一次走刀加工完成的，因此它们所选用的切削速度v、 进给量f、背吃刀量a都是相同的。（1）背吃刀量的确定 a =1mm（2）进给量的确定 由表5-7，按机床功率为510KW、工件-夹具系统刚度为中等 条件选取，该工序的每齿进给量f取为0.09mm/z。z（3）铳削速度的计算 由表5-12,按三面刃铳刀d/z二200/10, f =0.09mm/z的条件z选取，铳削速度v可取为141m/min。由公式（5-1） n二1000v/nd可求得该工序铳刀转速, n 二 1000x 141m/min

35、/n x 200mm 二 224.4r/min，参照表 4-16 所列卧式 X51 铳床的主轴转速, 取转速n二255r/min。再将此转速代入公式（5-1），可求出该工序的实际铳削速度 v 二 nnd/1000 二 255r/minxn x 200mm/1000 二 160.22m/min。5. 工序9钻、粗铰、精铰0 8mm孔（1）钻孔工步日 n a 二Z /2二7.82mm二3.9mm1）确定背吃刀量取p 钻.-2）确定进给量 由表5-22和表4-10，选取该工步的每转进给量 f=0.17mm/r。3）计算切削速度 由表5-22，取切削速度v =22m/min。由公式（5-1）可求得该工

36、序 钻头转速n = 1000x22/（3.14x7.8）r/min = 898.26r/min，查表4-9 所选 Z525 型立式钻床的 主轴转速，取转速n二960r/min。再将此转速代入公式（5-1）,可求出该工序的实际钻削 速度 v = nnd/1000 = 960r/minxn x7.8mm/1000 = 23.52m/min。（2）粗铰工步1）确定背吃刀量 取a 二 Z/2 二 0.16/2 二 0.08mm。p 粗绞2）确定进给量 由表5-32和表4-10，选取该工步的每转进给量 f=0.22mm/r。3）计算切削速度 由表5-32，切削速度v可取为10m/min。由公式（5-1

37、）可求得该 工序铰刀转速n = 1000x 10/（3.14x7.96）r/min = 400.1r/min，参照表 4-9 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（5-1）,可求出该工序的实际钻 削速度 v = nnd/1000 = 392r/minxn x7.96mm/1000 = 9.8m/min。（3）精铰工步1）确定背吃刀量 取 a = Z/ 2 = 0.04/2mm = 0.02mmp 精铰2）确定进给量 由表5-32和表4-10，选取该工步的每转进给量 f=0.17mm/r。3) 计算切削速度 由表5-32，切削速度v可取为7m/mi

38、n。由公式(5-1)可求得该工 序铰刀转速，n = 1000x7/(3.14x8)r/min = 278.6r/min，参照表4-9所列Z525型立式钻床 的主轴转速，取转速n二272.6r/min。再将此转速代入公式(5-1),可求出该工序的实际 钻削速度 v = nnd /1000 二 272r /minx兀 x 8mm/1000 二 6.83m/min。5.2 时间定额的计算1. 基本时间t的计算m(1) 工序 1粗铣拨叉头两端面根据表5-47中面铳刀铳平面(对称铳削、主偏角k二90。)的基本时间计算公式rt = (l +1 +1 )/f可求出该工序的基本时间。由于该工序包括两个工步，即

39、两个工件同时j 1 2 Mz加工(详见表1-6中工序简图)，故式中1二2 x 55mm - 110mm ；1 = 1mm ； ! 21 = 0.5(d 一 斗d2 一 a2) + (1 3) = (0.5 x (100一、1002 -552) + 1mm = 0.5 x (100- 83.5) + 1mm = 9.25mm 1e； f = f xn= f x Z x n = 0.13x 5x 380mm / min = 247mm / min 。Mz z将上述结果代入公式t = (1+1 +1)/f ，则该工序的基本时间j 1 2 Mzt = (110 + 9.25 +1)/ 247 沁 0.

40、49 min = 29.4s 。(2) 工序 2半精铣拨叉头左端面 A根据表5-47中面铳刀铳平面(对称铳削、主偏角k = 90。)的基本时间计算公式可求r出 该工 序的 基本时间 。 式中 1 =55mm ， 1 = 9.25mm ； 1 =13mm ， 取 1 =1mm ； 12f = f x n = 0.09x5x 490mm / min = 220.5mm / min 。将上述结果代入公式，则该工序的基Mz本时间 t = (1 +1 +1 )/f = (55 + 9.25 +1)/220.5min 沁 0.30min = 18sj 1 2 Mz(3) 工序 5粗铣拨叉脚两端面根据表 5

41、-47 中面铣刀铣平面(对称铣削、主偏角 k =90。)的基本时间计算公式Yt = (1 + 1 + 1 )/f 可求出该工序的基本时间。由于该工序包括两个工步，即两个工件同时j 1 2 Mz加工， 故式中 1 = 2 x 120mm = 240mm；1 = 1 - 3mm，取1 = 1mm；i , 2 21 = 0.5(d -2 一 a2) + (1 3) = 0.5(200 一 2002 -1202) + 1mm = 21mm；1ef = f xn = f xZxn =0.13x10x131.95mm/min =171.54mm/minMz z将上述结果代入公式t = (1+1 +1)/f

42、 ，则该工序的基本时间j 1 2 Mzt = (240mm + 21mm + 1mm)/171.54mm/min 沁 1.53min = 91.6s(4) 工序 8精铣拨叉脚两端面根据表 5-47 中面铣刀铣平面(对称铣削、主偏角 k =90。)的基本时间计算公式Yt = (1+1 +1)/f 可求出该工序的基本时间。由于该工序包括两个工步，即两个工件同j 1 2 Mz时 加工，故式中 1 = 2 x 120mm = 240mm ；1 = 1 - 3mm，取1 = 1mm ；1 = 21mm ；2 2 1f = f xn = f xZxn = 0.09 x 10 x 160.22mm / mi

43、n = 1 44.20mm / minMz z将上述结果代入公式t = (1 +1 +1 )/f ，则该工序的基本时间j 1 2 Mz第 18 页 共 23 页t = (240mm + 21mm + 1mm)/144.20mm/min 1.82min = 109.02s7(5)工序9钻、粗铰、精铰08mm孔1)钻孔工步 根据表5-45,钻孔的基本时间可由公式t二L/fn二(1 +1 +1 )/fn求得。j 1 2式 中 1 二 20mm ；1 = 1mm ；1 = D / 2cotk + (1 2) = 7.8 /2 x cot 54 + 1mm 沁 3.8mm ，2 1 rf = 0.17m

44、m/r,n = 960r/min。将上述结果代入公式，则该工序的基本时间t = (20 + 3.8 +1)/(0.17 x 960) - 0.16min = 9.6s7 2)粗铰工步 根据表5-45，铰圆柱孔的基本时间可由公式t = L/ f = (1 +1 +1 )/fnj 1 2求得。表 5-46按k = 15。、a = (D d)/2 = (7.96 7.8)/2 = 0.08mm 的条件查得 1 = 0.37mm ；rp11 = 15mm ；而1 = 20mm ； f = 0.22mm/r； n = 392r/min。将上述结果代入公式，则该工2序的基本时间 t = (20 + 0.3

45、7 +15)/(0.22 x 392)沁 0.41 min = 24.6s3)精铰工步 根据表5-45可由公式t = L/fn = (1 +1 +1 )/(fn)求得该工步的基本时 j 1 2间。查表 5-46 按k = 15。、a = (D d)/2 = (8 7.96)/2 = 0.02mm 的条件查得 1 = 0.19mm、rp11 = 13mm ；已知1 = 20mm ； f = 0.17mm/r,n = 1275r/min。将上述结果代入公式，则该工2序的基本时间 t = (20 + 0.19 +13)/(0.17 x 272)沁 0.71 min = 42.6sj2辅助时间 t 的

46、计算根据第五章第二节所述，辅助时间t与基本时间t之间的关系为t = (0.150.2)t，取t =0.15t ，则各工序的辅助时间分别为：工序1的辅助时间：t = 0.15x 29.4s = 4.41sf工序 2 的辅助时间： t =0.15x18s =2.70sf工序5的辅助时间： t =0.15x91.6s=13.74s；f工序8的辅助时间： t =0.15x109.02s=16.35sf工序9钻孔工步的辅助时间： t =0.15x9.6s=1.44s；f工序9粗铰工步的辅助时间： t =0.15x24.6s=3.69s；f工序 9 精铰工步的辅助时间： t = 0.15 x 42.6s

47、=6.39s。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作业地时间、休息与生理需要时间和准备与终结时间。由于拨叉的生产类型为中批生产，需要考虑各工序的准备与终结时间，t /m为作业时间的3%5%；布置工作地时间t是作业 zb时间的2%7%,休息与生理需要时间t是作业时间的2%4%，均取为3%,则各工序的其 x他时间(t +1 +1 /m)可按关系式(3% + 3% + 3%) x (t +1 )计算，它们分别为：b x zj f工序 1 的其他时间：t +1 +1 /m = 9% x (29.4s + 4.41s) = 3.04s ；bxz工序 2

48、 的其他时间：t +1 +1 /m = 9% x (18s + 2.70s) = 1.86s ；bxz工序 5 的其他时间：t +1 = 9% x (91.6s +13.74s) = 9.48s ；bx工序 8 的其他时间：t +1 二 9% x (109.02s + 16.35s)二 11.28s ；bx工序9钻孔工步的其他时间：t +1 +1 /m = 9% x (9.6s +1.44s) = 0.99s ；bxz工序9粗铰工步的其他时间：t +1 +1 /m = 9% x (24.6s + 3.69s) = 2.55s ；bxz工序9精铰工步的其他时间：t +1 +1 /m = 9% x

49、 (42.6s + 6.39s) = 4.41s ；bxz4.单件时间定额t的计算dj单件时间t =t +1 +1 +1 +1 /m，则各工序的单件时间分别为：dj j f b x z工序 1 的单件计算时间：t 二(29.4 + 4.41 + 3.04)s 二 36.85s ；dj工序2的单件计算时间：t二(18 + 2.7 +1.86)s二22.56s ；dj工序 5 的单件时间：t 二 91.6s +13.74s + 9.48s 二 114.82s ；dj工序 8 的单件时间：t 二 109.02s +16.35s +11.28s 二 136.65s ；dj工序 9 的单件计算时间： t

50、 应按三个工步分别计算之后再求和，则:dj钻孔工步 t二(9.6 +1.44+0.99)s 二 12.03s ；0钻粗铰工步 t 二(24.6 + 3.69 + 2.55)s 二 30.84s ；dj粗铰精铰工步 t 二(42.6s + 6.39 + 4.41)s 二 53.40s ；dj精铰因此，工序 9 的单件计算时间 t 二 t +1+1二(12.03 + 30.84 + 53.40)s 二 96.27sdj dj钻d粗铰dj精铰将确定的上述各项内容填入工艺卡片中，得到拨叉工件的机械加工工艺过程卡及第1、2、5、8、9工序的工序卡片另附。(第1工序卡片,第2工序卡片,第5工序卡片,第8

51、工序卡片,第9工序卡片)附件：1. 1拨叉零件图(另附1. 2拨叉毛坯图(另附1. 3机械加工工艺过程卡(另附1.4 机械加工工序卡(另附)第二章 专用钻床夹具设计1.夹具设计任务图2-1a所示为钻拨叉锁销孔的工序简图。已知：工件材料为35钢，毛坯为模锻件，所用机床为Z525型立式钻床，成批生产规模。试为该工序设计一钻床夹具。2. 确定夹具的结构方案（1）确定定位元件 根据工序简图规定的定位基准，选用一面双销定位方案（图2-lb）， 长定位销与工件定位孔配合，限制四个自由度，削边销轴肩小环面与工件定位端面接触， 限制一个自由度，削边销与工件叉口接触限制一个自由度，实现工件正确定位。定位孔与定位

52、销的配合尺寸取为 30H7/f6 （在夹具上标出定为销配合尺寸 30f6）。对于工序 尺寸40 +0.18 mm而言，定位基准与工序基准重合，定位误差A （40） = 0 ；对于加工孔 8 +0.015 mm0 dw 0的位置度公差要求，定位基准与工序基准重合，A （）二0 ；加工孔径尺寸 8mm由刀具直dw接保证，A （ 8）二0。由上述分析可知，该定位方案合理、可行。dw（2）确定导向装置 本工序要求对被加工孔依次进行钻、扩、铰等3个工步的加工， 最终达到工序简图上规定的加工要求，故选用快换钻套作为刀具的导向元件，如图 2-1c 所示（快换钻套查表9-10，钻套用衬套查表9-11，钻套螺钉

53、查表9-12）。导向元件相对定 位元件位置尺寸取工件相应尺寸 40+0.18的平均作为基本尺寸，即基本尺寸=40.09，其公差0取为工件相应尺寸公差的1/21/5,取0.18/3=0.06,按照偏差对称分布即可确定该尺寸 为10.090.03钻套位置度公差值取为工件相应公差值的1/5，即为0.03mm （标注见图 2-1c）。查表9-13，确定钻套高度H=3d=3X8mm=24mm，排屑空间h=d=8mm。（3）确定夹紧机构 针对成批生产的工艺特征，此夹具选用偏心螺旋压板夹紧机构， 如图2-1d所示。偏心螺旋压板夹紧机构中的各零件均采用标准夹具元件（参照表10-3图 4并查表确定）。3. 画夹

54、具装配图（另附）4. 夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求（1）确定定位元件之间的尺寸，定位销与削边销中心距尺寸公差取工件相应尺寸公 差的1/3，偏差对称标注，即标注尺寸为115.50.03。（2）根据工序简图上规定的被加工孔的加工要求，确定钻套中心线与定位销定位环 面（轴肩）之间的尺寸取为（ 40.090.03） mm （其基本尺寸取为零件相应尺寸 40+0.18mm 的平均尺寸；其公差值取为零件相应尺寸40 +0.18mm的公差值的1/3,偏差对称标注）。0（3）钻套中心线对定位销中心线的位置度公差取工件相应位置度公差值的 1/3,即取为 0.03mm。（4）定位销中心线与夹具底面的平行度公差取为0.02mm。（5）标注关键件的配合尺寸如图所示， 8F7、 30f6、 57f7、 15F7/k6、 22H7/n6、和 16H7/k6。附件：21夹具装配图（另附）2. 2夹具体零件图（另附先考文献1邹清，呼咏机械技术基础课程设计指导教程M.北京：机械工业出版社，2012.