1、東風-12運輸車變速箱齒輪撥叉加工工藝及夾具設計1. 緒論加工工藝及夾具畢業(yè)設計是對所學專業(yè)知識的一次鞏固，是在進行社會實踐之前對所學 各課程的一次深入的綜合性的總復習，也是理論聯(lián)系實際的訓練。夾具是機械加工不可缺少的部件，在機床技術向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā) 展的帶動下,夾具技術正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟方向發(fā)展。現(xiàn)行的傳統(tǒng)生 產(chǎn)管理系統(tǒng)中，生產(chǎn)決策層與車間執(zhí)行層，計劃層、調(diào)度層與控制層是獨立分開的，信息采集大 多只能通過人工錄入的方式進行，車間生產(chǎn)信息的反饋周期較長。造成在生產(chǎn)調(diào)度與控制過中 缺乏必要的現(xiàn)場信息，不能及時根據(jù)實際生產(chǎn)情況的變化進行重新調(diào)度，更談

2、不上實時修訂生 產(chǎn)計劃了。并且當實際生產(chǎn)情況無法實現(xiàn)原有生產(chǎn)計劃時 ，傳統(tǒng)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)也往往不能及 時發(fā)現(xiàn)這些問題并加以解決，最終導致企業(yè)產(chǎn)品的交貨期延誤。現(xiàn)代制造企業(yè)中，ERP已經(jīng)成為必備的業(yè)務和數(shù)據(jù)平臺,無論是APS，還是MES，都需要與ERP系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互和信息共 享，獲得系統(tǒng)自身運行必需的相關數(shù)據(jù)。當將APS和MES集成時，也必須將ERP系統(tǒng)考慮在內(nèi), 也就是將ERP、APS、MES三個系統(tǒng)進行集成，這其中不可避免地出現(xiàn)交叉和重疊的現(xiàn)象。因 此基于ERP的APS與MES集成系統(tǒng)的框架確定，主要考慮企業(yè)的產(chǎn)品、生產(chǎn)模式、計劃模式、 已有系統(tǒng)與新構建系統(tǒng)的差異等因素。目前，國內(nèi)外已經(jīng)有

3、學者提出了 APS、MES與ERP集 成的框架，但是現(xiàn)有的集成框架結(jié)構仍以供應鏈管理平臺為界面，其中APS的應用偏重于供應 鏈計劃的管理,主要面向物料復雜、外協(xié)外購較多的企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境。針對原材料供應相對簡單、 穩(wěn)定的企業(yè),可以把精力放在以車間生產(chǎn)計劃與調(diào)度管理為重點的系統(tǒng)集成框架。該框架以 APS和ERP的閉環(huán)系統(tǒng)集成為核心,通過MES系統(tǒng)控制車間生產(chǎn)活動，達到企業(yè)內(nèi)部車間生 產(chǎn)計劃和調(diào)度的優(yōu)化。成組技術從20世紀50年代提出到如今已經(jīng)歷了近50年的發(fā)展和應用。 成組技術作為一門綜合性的生產(chǎn)技術科學是計算機輔助設計、計算機輔助工藝過程設計、計 算機輔助制造(CAM)和柔性制造系統(tǒng)等方面的技術基

4、礎。我國早在 20世紀60年代初就在紡 織機械、飛機、機床及工程機械等機械制造業(yè)中推廣應用成組技術，并初見成效。因此，成組技術受到國家有關部、局和工廠企業(yè)，研究所及高等院校的重視。目前,正積極開展這一方面 的科學研究、人材培訓和推廣應用等工作。原機械部設計研究院負責組織研制的全國機械零 件分類編碼系統(tǒng)JLBMI ,它將對我國推廣應用成組技術起到積極推進作用。我國不少高等工業(yè) 院校結(jié)合教學和科研工作，在成組技術基本理論及其應用方面，如零件分類編碼系統(tǒng)、零件分類 成組方法和計算機輔助編碼、分類、工藝設計、零件設計、生產(chǎn)管理的軟件系統(tǒng)等方面都開 展了許多研究工作，并取得了不少成果。可以相信，隨著應用

5、推廣和科研工作的持續(xù)開展，成組 技術對提高我國機械工業(yè)的制造技術和生產(chǎn)管理水平將日益發(fā)揮其重要的作用。1.1、課題背景及意義材料、結(jié)構、工藝是產(chǎn)品設計的物質(zhì)技術基礎，一方面，技術制約著設計；另一方面， 技術也推動著設計。技術是產(chǎn)品形態(tài)發(fā)展的先導，新材料，新工藝的出現(xiàn)，必然給產(chǎn)品帶來 新的結(jié)構，新的形態(tài)和新的造型風格。材料，加工工藝，結(jié)構，產(chǎn)品形象有機地聯(lián)系在一起的，某個環(huán)節(jié)的變革，便會引起整 個機體的變化。隨著機床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度對夾具的制造 精度要求更高精度夾具的定位孔距精度也隨著提高，機床夾具的精度已提高到微米級，世界 知名的夾具制造公司都是精密機械制造企業(yè)。

6、誠然，為了適應不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟性，夾 具有不同的型號，以及不同檔次的精度標準供選擇。工業(yè)的模塊、組合夾具元件模塊化是實現(xiàn)組合化的基礎。利用模塊化設計的系列化、標 準化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術開發(fā)的基點。省工、省時，節(jié)材、節(jié) 能，體現(xiàn)在各種先進夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設計為夾具的計算機輔助設計與組裝打下 基礎，應用CADft術，可建立元件庫、典型夾具庫、標準和用戶使用檔案庫，進行夾具優(yōu)化 設計，為用戶三維實體組裝夾具。模擬仿真刀具的切削過程，既能為用戶提供正確、合理的 夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗，了解市場需求，不斷地改進和完善夾具系統(tǒng)。組 合夾具分會與華中科技

7、大學合作，正在著手創(chuàng)建夾具專業(yè)技術網(wǎng)站，為夾具行業(yè)提供信息交 流、夾具產(chǎn)品咨詢與開發(fā)的公共平臺，爭取實現(xiàn)夾具設計與服務的通用化、遠程信息化和經(jīng) 營電子商務化。迅速發(fā)展對產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了愈來愈高的要求，使多品種，對中小 批生產(chǎn)作為機械生產(chǎn)的主流，為了適應機械生產(chǎn)的這種發(fā)展趨勢，必然對機床夾具提出更高 的要求。經(jīng)濟夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟性。夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構性及可擴展性功能強，應用范圍廣，通用性好,夾具利用率高。德國demmeler公司的孔系列組合焊接夾具，僅用品種、規(guī) 格很少的配套元件即能組裝成多種多樣的焊接夾具。元件的功能強,使得夾具的通用性好，元件 少而精，配套的費用低，

8、經(jīng)濟實用才有推廣應用的價值。隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，社會對機械產(chǎn)品需求多樣化的趨勢也越來越明顯。為此，制造技術的研究者提出了成組技術的科學理論及 實踐方法，它能從根本上解決生產(chǎn)由于品種多，產(chǎn)量小帶來的矛盾。成組技術GT (Group T2ech no logy)是一門生產(chǎn)技術科學, 它研究如何識別和發(fā)掘生產(chǎn)活動中有關事務的相似性 ，并對其進行充分利用。即把相似的問題 歸類成組,尋求解決這一組問題相對統(tǒng)一的最優(yōu)方案，以取得所期望的經(jīng)濟效益。成組技術應用 與機械加工方面，乃是將多種零件按其工藝的相似性分類成組以形成零件族，把同一零件族中零件分散的小生產(chǎn)量匯集成較大的成組生產(chǎn)量，從而使小批量生產(chǎn)能獲

9、得接近于大批1.2、基本設計內(nèi)容及解決的關鍵問題倒檔撥叉在運輸車的變速箱中，與操縱機構的其他零件結(jié)合，用它撥動滑動齒輪，實現(xiàn)倒 車。他是汽車的典型零件，在制定加工工藝時，須考慮到毛坯的選擇、定位基準的選擇以及 典型表面的加工。1.3、本課題調(diào)研情況綜述該零件是叉架類零件，形狀不規(guī)則，尺寸精度，形位精度要求均較高，零件的主要技術要求 分析如下：（參閱附圖-1 ） T1,T2兩表面對 14H9孔軸線垂直度擺差不大于0.1mm主要是保 證撥叉面能正確地安裝在變速箱的倒檔軸上，撥叉利用彈簧，滾珠在軸上進行定位，因此必 須保證 8.7+o.7omm孔及撥叉槽的尺寸精度。T1,T2面與不加工腹板5mnt勺

10、平均尺寸為0.5mm， 應注意保持有一定的臺面。撥叉在操作時軸向移動靈活，T1,T2表面受力均勻。鑄件要求不能有砂眼，疏松等缺陷，以保證零件的強度，硬度及剛度，在外力的作用下，不至于發(fā)生意 外事故。由于零件的壁薄而且剛性較差，在設計夾具時應充分注意到這一點。 14H9孔是一個比較重要的孔，也是以后機械加工各工序中的主要定位基準。因此加工此孔 的工序是比較重要的。要在夾具設計中考慮保證達到此孔精度及粗糙度的要求。2. 杠桿加工工藝規(guī)程設計2.1零件的分析2.1.1零件的作用I倒檔叉子東風-12運輸車的變速箱中，與操作機構的其它零件結(jié)合，用它撥動滑動齒輪， 實現(xiàn)倒車。 14H9為配合面有較高精度,

11、槽14H13為滑動撥動的配合表面。T1, T2為與滑動 齒輪接觸之表面。2.1.2零件的工藝分析該零件是叉架類零件，形狀不規(guī)則，尺寸精度，形位精度要求均較高，零件的主要技術要求分析如下：（參閱附圖-1）（1）T1,T2兩表面對 14H9孔軸線垂直度擺差不大于0.1mm主要是保證撥叉面能正確地 安裝在變速箱的倒檔軸上，撥叉利用彈簧，滾珠在軸上進行定位，因此必須保證 8.7+o.7omm孔及撥叉槽的尺寸精度。T1,T2面與不加工腹板5mm的平均尺寸為0.5mm，應注意保持有一定 的臺面。 撥叉在操作時軸向移動靈活，T1,T2表面受力均勻。(2) 鑄件要求不能有砂眼，疏松等缺陷，以保證零件的強度，硬

12、度及剛度，在外力的作用下，不至于發(fā)生意外事故。(3) 由于零件的壁薄而且剛性較差，在設計夾具時應充分注意到這一點。(4) 14H9孔是一個比較重要的孔，也是以后機械加工各工序中的主要定位基準。因此 加工此孔的工序是比較重要的。要在夾具設計中考慮保證達到此孔精度及粗糙度的要求。2.2工藝規(guī)程的設計2.2.1確定毛坯的制造形式由于零件的結(jié)構比較復雜，又是薄壁件，所以采用金屬鑄造。工件材料為KTH350-1Q毛坯尺寸精度要求為IT1112級。2.2.2基準的選擇根據(jù)零件圖紙及零件的使用情況分析，知 14H9孔，槽寬，叉子面厚，叉子面與腹板的 距離等均應正確定位才能保證，故對基準的選擇應予以分析。(1

13、) 粗基準的選擇按照粗基準的選擇原則，為保證不加工表面和加工表面的位置要求，應選擇不價格表面為粗基準，故此處選擇5mm厚的腹板右側(cè)為 第一毛基準；在加工 14H9孔時，為保證孔壁均勻，選擇 24的外圓表面為第二毛基準。(2) 精基準的選擇 在 14H9孔加工以后，各工序則以該孔為定位精基準，從靠近叉 腳的 24mm端面為軸向尺寸的定位精基準，這樣就滿足了基準重合的原則和互為基準的原則。 在加工某些表面時，可能會出現(xiàn)基準不重合，這時需要進行尺寸鏈的換算。2.2.3擬定工藝路線(1)擬定工藝路線為保證達到零件的幾何形狀，尺寸精度，位置精度及各項技術要求，必須制定合理的工 藝路線。由于生產(chǎn)綱領為成批

14、生產(chǎn)，所以采用通過機床配以專用的工，夾，量具，并考慮工序集 中，以提高生產(chǎn)率和減少機床數(shù)量，使生產(chǎn)成本降低。工藝路線方案二：精鑄，退火工序：銑兩端面鉆，擴，倒角，鉸 14H9工藝路線方案一：精鑄，退火工序：1. 鉆孔，刮端面。1.2. 拉孔。2.4東風-12運輸車變速箱齒輪撥叉加工工藝及夾具設計3.車端面。3.倒角。4.粗銑腳面。4,粗銑腳面5.銑開擋。5.銑開檔。6.銑槽。6.銑槽。7.鉆孔。7.鉆孔。精銑腳面。8.精銑腳面。(2)兩個工藝方案的比較和分析：兩個工藝方案中除去前三道工序不同外，后面的工序都相同，而前3道工序是為了獲得精基準。方案一是用車削的方法，在車端面的同時將孔一并完成，這

15、樣能很好地保證孔一并 完成，這樣你能很好地保證孔與端面的垂直度；方案二是先銑兩個端面，然后再鉆床上加工 出孔，因為兩個端面一次銑出，可以有較好的平行度，然后用端面定位，用滑柱鉆模板直接 壓緊，也能得到較好的孔與端面的垂直度。后面的工序均以孔及端面定位，故基準是重合的，兩方案中這點是相同的。另外，選擇方案時還應考慮工廠的具體條件等因素，如設備，能否借用工，夾，量具等。本次手機選擇工藝路線方案已。根據(jù)工序方案一制定出詳細的工序劃分如下所示：毛坯為精鑄件，清潔后，退火處理，以消除鑄件的內(nèi)應力及改善機械加工性能，在毛坯 車間調(diào)整撥叉爪變形，銑去澆冒口，達到毛坯的技術要求，然后送到機械加工車間來加工。工

16、序：(1) 銑兩側(cè)端面。(2) 鉆擴絞 14H9的孔、(3) 車端面，倒角。(4) 車端面，倒角。(5) 整形。(6) 粗銑腳面。(7) 銑開檔。(8) 銑槽。(9) 銑面。(10) 鉆 8.7mm孔。(11) 去毛刺。(13) 倒角，去毛刺。(14) 檢驗。根據(jù)此工序卡的安排，編出機械加工工藝卡及工序卡2.2.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定1.毛坯尺寸的確定，畫毛坯圖。I倒檔撥叉是東風一12農(nóng)用運輸車變速箱中的一個零件，其材料為KTH3510.由于產(chǎn)品的形狀復雜，生產(chǎn)綱領是成批生產(chǎn)，所以毛坯選用金屬型鑄造。毛坯鑄出后應進行退貨處 理，以消除鑄件在鑄造過程中的內(nèi)應力。由文獻【1】表2

17、.3-6，該種鑄件的尺寸公差等級 CT為79級，加工余量等級 MA為F 級。故取CT為9級，MA為F級。由文獻【1】表2.3-5可用查表法確定各表面的總余量，但由于用查表法所確定的總余量 與生產(chǎn)實際情況有些差距，故還應根據(jù)工廠具體情況進行適當?shù)恼{(diào)整。由文獻【1】表2.3-9可查出鑄件主要尺寸的公差，現(xiàn)將調(diào)整后的主要毛坯尺寸及公差，如下 表所示。主要面尺寸零件尺寸總余量毛坯尺寸公差CT主要面尺寸零件尺寸總余量毛坯尺寸公差CT 24mm兩端面463+352214H13槽面142+2101.6兩腳面62+2101.5叉腳開擋403+3342主毛要坯寸及公差由此，即可繪制出零件的毛坯圖2.2.5.編制

18、工藝過程卡2.2.6編制工序卡2.2.7分析工藝過程工序1 ：銑端面(1)粗銑、精銑25孔下平面加工條件：工件材料：KTH350-1Q 匚 b =200MPa機床：62W臥式機床刀具：高速鋼鑲齒套式面銑刀刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀(面銑刀)：YT15, D = 100mm，齒數(shù)12精銑該平面的單邊余量：Z=0.1mm銑削深度ap : ap = 0.1mm每齒進給量af :取af =0.08mm/Z銑削速度V :取V = 0.32m/s機床主軸轉(zhuǎn)速n:取 n = 75r / min1000V1000 0.32 60一，.n61r/min兀 d3.14漢100實際銑削速度v:兀 dn 3.1400

19、漢75 小 ,v0.4m /s1000 1000 60進給量 Vf，由（式 1.3 ）有：Vf =afZn = 0.15 12 75/6 2.25mm/s工作臺每分進給量 fm : fm =Vf = 2.25mm/s = 135mm/min工序2鉆孔加工條件： 工件材料：KTH350-1Q 匚b -200MPa機床：Z535立式鉆床刀具：鉆孔一一標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴孔一一標準高速鋼擴孔鉆；鉸 孔標準高速鉸刀 該孔先由高速鋼鉆頭鉆出底孔后，再由圓孔拉刀拉出由文獻【1】 表2.3-52 得拉孔時的余量為0.5mm,故鉆孔余量為Z鉆=14-0.5/2mm=6.75mm鉆孔：工序尺

20、寸及公差為 13.5+0.12/0鉸孔：工序尺寸及公差為 14H9 (+0.043/0 )由文獻【1】表2.4-38，取鉆孔的進給量為f=0.4mm/r ;又由文獻【1】表2.4-41 ,用插入法求得鉆孔時的切削速度v=0.4675m/s=28.05m/min。由此算出轉(zhuǎn)速為：n=1000v/nD=1000X28.05/ nx 13.5=661.4r/min按車床的實際轉(zhuǎn)速取n=720r/min，貝U實際切削速度為：V= n Dn/1000=nx 13.5 x 720/1000=30.5m/min由文獻【1】表2.4-69得F=9.81X 43.3 X d0X f0.8 X KfM=9.81X

21、 0.021d2/0 X f0.8 X Km因為加工可鍛鑄鐵時Kf=Km由文獻【1】表2.4-47，可查得Kf=0.92，故F=9.81X 43.3 X 13.5 X 0.40.8 X 0.92N=2535NM=9.81 X 0.021 X 13.52 X 0.40.8 X 0.92N.M=16.6N.M它們均小于機床所能提供的進給力和扭轉(zhuǎn)力矩，故機床剛度足夠工序6粗銑腳面工件材料：KTH350-1Q金屬模鑄造加工要求：粗銑腳面。機床：62W臥式銑床刀具：高速鋼鑲齒式面銑刀計算切削工時腳面由粗銑、精銑兩次加工完成，采用三面刃圓盤銑刀(高速鋼)，銑刀規(guī) 格為 1208X 12.由文獻【1】表2.

22、3-59,查得精加工余量為1mm由于兩腳面較小，根據(jù)實際情況將其調(diào)整為0.35mm 故其粗加工余量為(2.75-0.35 ) mm=2.4mm由文獻【1】表2.4-73，取粗銑的每齒進給量為0.2mm/z，取精銑的每轉(zhuǎn)進給量為0.5mm/r,粗銑走刀一次即=2.4mm精銑走刀一次Ap=0.35mm由文獻【1】表3.1-74，取粗、精銑的主軸轉(zhuǎn)速分別為 150r/min和300r/min。 又由前面選定的刀具直接 120mm故相應的切削速度分別為：V 粗=n Dn/1000=nx 120X 150/1000m/mi n=56.5m/mi nV精=n Dn/1000=nx 120X 300/100

23、0m/mi n=113m/mi n校核機床功率(只須校核粗加工即可)由文獻【1】表2.4-96，得切削功率Pm為：Pm=92.4x 10-5d0.014/0A0.86/eA0.76/fApZ nKpm取 Z=16,N=150/60=2.5r/s,Ae=18mm,Af=0.2mm/z,Ap=2.4mm而 Kpm=Kv*Kfz 由文獻【1】表 2.4-94可知 Kv=1, Kfz=1,故 Kpm=1,所以 Pm=92.4 X 10 (-5) X 120(0.14) X 18 (0.86 ) X0.2 (0.72 ) X 2.4X 1KW=0.65KW其所消耗功率遠小于機床效率，所以可用。工序8銑槽

24、工件材料：KTH350-1Q金屬模鑄造加工要求：銑槽機床：62W臥式銑床刀具：高速鋼鑲齒式面銑刀14H13的槽面可用變速剛?cè)嫒秀姷都庸ぃ汕岸ㄓ嗔?mn故可一次銑出,格為 125X 14H13由文獻【1】表2.4-73 ,取每齒進給量為0.15mm/z, Ap=2mm由文獻【1】取主軸轉(zhuǎn)速為190r/mm,貝U相應的切削速度為：V= n Dn/1000=nX 125X 190/1000m/mi n=74.6m/mi nX 16X 2.5銑刀規(guī)表 3.1-74 ,銑削的輔助時間tf2 =0.41工序7銑開擋工件材料：KTH350-1Q金屬模鑄造加工要求：銑開擋刀具：高速鋼鑲齒式面銑刀開擋面余量

25、為3mm也可以用高速鋼三面刃銑刀一次銑出，銑刀規(guī)格為 120 X 12.由文獻表【1】2.4-73 ,取每齒進給量為0.15mm/z, Ap=3mm由文獻【1】表3.1-74，取主軸轉(zhuǎn)速為190r/mm,貝U相應的切削速度為：V= n Dn/1000=nx 120X 190/1000m/mi n=71.6m/mi n工序11精銑腳面工件材料：KTH350-1Q金屬模鑄造加工要求：精銑腳面機床：62W臥式銑床刀具：高速鋼鑲齒式面銑刀由文獻【1】表2.4-38，取進給量f=0.3mm/r,由文獻【1】表2.4-41,用插入法求得鉆 8.7mm孔的切削速度為V=0.457m/s=27.42m/mi

26、n由此計算出轉(zhuǎn)速為：N=1000v/nD=1000X 27.42/ nx 8.7r/min=1003r/m按機床實際轉(zhuǎn)速取n=1000r/min，則實際切削速度為：V= nDn/1000=nx 8.7 x 1000/1000m/min=27.33m/min 24mm兩端面的加工兩端面的加工由車削來完成，工序余量為3mm由文獻【1】表2.4-3可得：Ap=3mm,f=0.4mm/r,由文獻【1】表31-18可得：n=750r/min.則相應的切削速度為：V=n Dn/1000=nx 24x 750/1000m/min=56.5m/min2.2.8時間定額計算工序1 ：銑端面(1)粗銑、精銑25孔

27、下平面加工條件：工件材料：KTH350-1Q 二 b =200MPa機床：62W臥式機床刀具：高速鋼鑲齒套式面銑刀 粗銑的切削工時 被切削層長度I :由毛坯尺寸可知I =90mm , 刀具切入長度h:I1 =0.5(D D a；) (13)= 0.5(100-.1002匚402) (13)=7mm刀具切出長度l2 :取l2 =2mm機動時間 tj1 : 切 = 907_2 : 0.34min走刀次數(shù)為1m288可查得銑削的輔助時間tf1 =0.41精銑的切削工時被切削層長度I :由毛坯尺寸可知I =90mm刀具切入長度li :刀具切出長度I2 :取 12 二 2mm144=90 100 2 ：

28、1.42min走刀次數(shù)為1fm135可查得銑削的輔助時間tf2=0.41 工序2鉆孔 加工條件：工件材料：KTH350-1Q 二 b =200MPa機床：Z535立式鉆床 刀具：鉆孔一一標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃；擴孔一一標準高速鋼擴孔鉆；鉸 孔標準高速鉸刀 鉆孔工時：切入3mm切出1mm進給量f = 0.43mm/r，機床主軸轉(zhuǎn)速n = 195r/min，鉸孔：d0 = 25mm，f =1.6mm/r， n =100r/min， v=7.8m/mint1= (30+3+1) /0.43 x 195=0.41min可查得鉆削的輔助時間tf1 =1.77擴孔工時：切入3mm切出1mm進

29、給量f = 0.57mm/r，機床主軸轉(zhuǎn)速n = 275r/mint2= (30+3+1) /0.57 X 275=0.22min可查得鉆削的輔助時間tf2 =1.77鉸孔工時：切入3mm切出1mm進給量f =1.6mm/r，機床主軸轉(zhuǎn)速n = 100r /mint3= (30+3+1) /1.6 X 100=0.21min可查得鉆削的輔助時間tf3=1.77工序6粗銑腳面工件材料：KTH350-1Q金屬模鑄造加工要求：粗銑腳面。機床：62W臥式銑床刀具：高速鋼鑲齒式面銑刀計算切削工時粗銑腳面進給量f=3mm億切削速度0.442m/s，切削深度1.9mm走刀長度是249mm機床主軸轉(zhuǎn)速為37.

30、5z/min。切削工時：1=249/(37.5 X 3)=2.21min。銑削的輔助時間tf2 =0.41工序7銑開擋工件材料：KTH350-1Q金屬模鑄造加工要求：銑開擋刀具：高速鋼鑲齒式面銑刀計算切削工時銑開擋進給量f=3mm億切削速度0.442m/s，切削深度1.9mm走刀長度是249mm機床主軸轉(zhuǎn)速為37.5z/min 。切削工時：1=249/(37.5 X 3)=2.21min。銑削的輔助時間tf1 =0.41精銑開擋進給量f=3mm億切削速度0.442m/s，切削深度0.1mm,走刀長度是249mm機床主軸轉(zhuǎn)速為37.5z/min。切削工時：t2 =249/(37.5 x 3)=2

31、.21min銑削的輔助時間tf2 =0.41工序8銑槽工件材料：KTH350-1Q金屬模鑄造加工要求：銑槽機床：62W臥式銑床刀具：高速鋼鑲齒式面銑刀計算切削工時粗銑寬度為30mm勺下平臺進給量f=3mm億切削速度0.442m/s，切削深度1.9mm走刀長度是249mm機床主軸轉(zhuǎn)速為37.5z/min 。切削工時：t,=249/(37.5 x 3)=2.21min。銑削的輔助時間tf1 =0.41精銑槽進給量f=3mm億切削速度0.442m/s，切削深度0.1mm走刀長度是249mm機床主軸轉(zhuǎn)速為37.5z/min 。切削工時：t2 =249/(37.5 x 3)=2.21min銑削的輔助時間

32、tf2 =0.41工序11精銑腳面工件材料：KTH350-1Q金屬模鑄造加工要求：精銑腳面機床：62W臥式銑床刀具：高速鋼鑲齒式面銑刀計算切削工時精銑腳面進給量f=3mm/z,切削速度0.442m/s，切削深度1.9mm走刀長度是249mm機床主軸轉(zhuǎn)速為37.5z/min。切削工時：1=249/(37.5 x 3)=2.21min。東風-12運輸車變速箱齒輪撥叉加工工藝及夾具設計工序11鉆 8.7mm(1)機動時間由文獻【1】表2.5-7得鉆孔的計算公式為:t=(L+L1+L2)/F n式中 L仁 D/2cotKy+(12),L2=14,鉆盲孔時，L2=0,L=46 ，L2=0, f=0.3，

33、n=1000,L仁8.7/2cot(118 /2)+1.5=6.7所以帶入上述公式可以得出t=0.1773mi nTb=2t=2X 0.1773=0.355輔助時間由文獻1表2.5-41確定開停車0.015mi n升降鉆桿0.015mi n主軸運轉(zhuǎn)0.02mi n清除鐵屑0.04mi n卡尺測量0.014mi n裝卸工件時間由文獻1表2.5-42確定取1min所以輔助時間Ta=(0.015+0.015+0.02+0.04+0.1+1)mi n=1.19mi n(3) 作業(yè)時間Tb=Tb+Ta=(0.355+1.19)mi n=1.545mi n(4) 常量工作場地時間Ts由參考文獻5,取a a

34、=3%則Ts=Tb a =1.545*3 % =0.04635min(5) 休息與生理需要時間Tr由參考文獻，取B =3%則Tr=Tb B =1.545 X 3%=0.04635min(6) 準備與終結(jié)時間Te由文獻1表2.5-44，取部分時間為：速度定位0.3mi n使用鉆模6mi n由設計給定10000件，貝UTe/n= (26+0.3+6) /10000=0.00323min(7) 單件時間Tp=Tb+Ta+Ts+Tr=(0.355+1.19+0.04635+0.04635+0.00323)mi n=1.677min(8) 單件計算時間Te=Tp+Te/n=(1.677+0.00323)

35、mi n=1.65mi n2.3小結(jié)機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件。對 加工工藝規(guī)程的設計，可以了解了加工工藝對生產(chǎn)、工藝水平有著極其重要的影響。生產(chǎn)規(guī) 模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機械加工工藝來體 現(xiàn)。3專用夾具的設計為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度。在加工杠桿零件時，需要設計專 用夾具。根據(jù)任務要求中的設計內(nèi)容，需要設計加工工藝孔8.7夾具、銑開檔、洗腳面夾具各一套。其中加工工藝孔的夾具將用于組合鉆床，刀具為麻花鉆對工件上的工藝孔進行加工。 銑開擋、腳面將用于組合銑床，刀具為三面銑刀 120X 12

36、對撥叉的開擋和腳面進行加工。3.1加工工藝孔8.7夾具設計本夾具主要用來加工8.7孑L,由加工本道工序的工序見圖可知對孔有粗糙度要求Ra=25卩m孔的深度為4&。本道工序主要進行孔加工，因此在本道工序加工時，主要應考慮提高 勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。同時應保證加工尺寸精度和表面質(zhì)量。3.1.1定位基準的選擇由零件圖可知8.7孔軸線與工件軸線有50夾角，從定位和加緊的角度來看， 14H9的孔 已經(jīng)加工好，本工序中定位基準是工件軸線，設計基準也是工件軸線，定位基準與設計基準 重合，保證加工孔的基準。3.1.2定位元件的設計本工序選用的定位基準為一面兩銷定位，所以相應的夾具上的定位元件應是一面兩銷。

37、因此 進行定位原件的設計主要是對固定 14H9和40開擋的圓柱銷和削邊銷進行設計。根據(jù)參考文獻11 14H9的圓柱銷的結(jié)構尺寸參數(shù)如圖所示。350 14H9定位心軸根據(jù)參考文獻11削邊銷的結(jié)構如圖所示開擋削邊銷3.1.3定位誤差分析工件以一面兩孔在夾具的一面兩銷上定位由于 14H9與圓柱銷存在最大間隙Xlmax開擋與削邊銷存在最大間隙 Xmax。故本道工序的定位誤差受這兩個因素影響。 Y1=? （Dnax dmin） =? （14.043 14.023） =0.01mm Y2=? （Dnax dmin） =? （40.043 40.023） =0.01mm、= 1+ 2=0.02mm可見這種方

38、案是可行的。3.1.4夾緊力計算本夾具是在車床上使用的，用于定位螺釘?shù)牟坏鸬蕉ㄎ挥茫€用于夾緊，為了保證工 件在加工工程中不產(chǎn)生振動，必須對六角螺母和螺母螺釘施加一定的夾緊力。由計算公式F j =FsL/（d otg（ a + 1 ）/2+r tg 書 2）（式 3.2 ）Fj 沿螺旋軸線作用的夾緊力Fs 作用在六角螺母L 作用力的力臂（mm）do螺紋中徑（mm）a 螺紋升角（ ）書1螺紋副的當量摩擦（ ）書2螺桿（或螺母）端部與工件（或壓塊）的摩擦角（ ）r螺桿（或螺母）端部與工件（或壓塊）的當量摩擦半徑（ ）根據(jù)參考文獻其回歸方程為F = kt Ts其中Fj螺栓夾緊力（N）;k t 力矩

39、系數(shù)（cm 1）T s作用在螺母上的力矩（N.cm）;F j =5 X2000=10000N3.1.5鉆套、襯套設計工藝孔的加工需鉆、擴、鉸三次切削才能滿足加工要求。故選用快換鉆套（其結(jié)構如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時間。根據(jù)工藝要求：工藝孔8.7mm分鉆、擴、鉸三個工步完成加工。鉆、擴、鉸，加工刀具分別為：鉆孔一一8.7mm標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃。根據(jù)參考文獻12夾具鉆套的結(jié)構如圖所示。1815根據(jù)參考文獻12夾具襯套的結(jié)構如圖所示26襯套3.2粗銑腳面夾具設計本夾具用來主要用來加工撥叉腳面，由本夾具的工序簡圖可知，加工撥叉腳面的時，開擋有 次漕渡要求Ra=6.3卩m腳面尺

40、寸為6-012-0.24。本道工序主要進行銑削加工，因此在本道工序 加工時，主要應考慮提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度。同時應保證加工尺寸精度和表面質(zhì)量。3.2.1定位基準的選擇由零件圖可知開擋軸線就是工件軸線，從定位和加緊的角度來看，工件是金屬模鑄造，具有 較高精度，本工序中定位基準是左側(cè)邊，設計基準也是工件軸線，定位基準與設計基準不重 合，需重新計算工件垂直度。3.2.2定位元件的設計本工序選用的定位基準為一面兩銷定位，所以相應的夾具上的定位元件應是一面兩銷。因此進行定位元件的設計主要是對固定擋銷和帶大端面的短圓柱銷進行設計。根據(jù)參考文獻11 14H9的圓柱銷的結(jié)構尺寸參數(shù)如圖所示。0 14H

41、9的圓柱銷根據(jù)參考文獻11固定擋銷的結(jié)構如圖所示5025co0固定擋銷3. 2.3夾具體槽形設計定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠些。通過定 向鍵與銑床工作臺U形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進方向具有 正確的位置。根據(jù)參考文獻11定向鍵的結(jié)構如圖所示。根據(jù)參考文獻11夾具U型槽的結(jié)構如圖所示E1主要結(jié)構尺寸參數(shù)如下表所示表U型槽的結(jié)構尺寸螺栓直徑dDD1L12143020根據(jù)參考文獻11夾緊結(jié)構如圖所示。夾緊裝置采用移動的A型壓板來夾緊工件，采用的移動壓板的好處就是加工 完成后，可以將壓板松開，然后退后一定距離把工件取出。移動壓板的結(jié)構如圖

42、3.11所示。A型壓板主要結(jié)構尺寸參數(shù)如表3.7所示。表3.7移動壓板結(jié)構尺寸LBblhKHhh1m973011364081641.512整個夾具的結(jié)構夾具裝配圖所示。3.2.4夾緊力計算本夾具是在車床上使用的，用于定位螺釘?shù)牟坏鸬蕉ㄎ挥茫€用于夾緊，為了保證工件在 加工工程中不產(chǎn)生振動，必須對六角螺母和螺母螺釘施加一定的夾緊力。由計算公式F j=FsL/（d otg（ a +書 i ）/2+r tg 書 2）（式 3.2 ）Fj 沿螺旋軸線作用的夾緊力Fs-作用在六角螺母L 作用力的力臂（mm）do螺紋中徑（mm）a 螺紋升角（ ） 1 螺紋副的當量摩擦（ ） 2 螺桿（或螺母）端部與工件

43、（或壓塊）的摩擦角（ ）r螺桿（或螺母）端部與工件（或壓塊）的當量摩擦半徑（ ）根據(jù)參考文獻其回歸方程為F = ktTs其中Fj螺栓夾緊力（N）;k t 力矩系數(shù)（cm 1）T s作用在螺母上的力矩（N.cm）;F j =5 X2000=10000N3.2.5夾具精度分析利用夾具在機床上加工時，機床、夾具、工件、刀具等形成一個封閉的加工 系統(tǒng)。它們之間相互聯(lián)系，最后形成工件和刀具之間的正確位置關系。因此在夾 具設計中，當結(jié)構方案確定后，應對所設計的夾具進行精度分析和誤差計算。 由工序簡圖可知，本道工序由于工序基準與加工基準重合，又采用頂面為主 要定位基面，故定位誤差：dw很小可以忽略不計。本道

44、工序加工中主要保證工藝 孔尺寸0.0230 25, mm及表面粗糙度1.6 aR卩m。本道工序最后采用鉸加工，選用標準高速鉸刀，直徑為 0.0230 25mm，并采用鉆套，鉸刀導套孔徑為0.0390.021 25 d mm：-，外徑為0.0230.012 30 D mm二同軸度公差為叮0005mm。固定襯套采用孔徑為 0.0340.016 30 mm-，同軸度公差為叮0.005mm。該工藝孔的位置度應用的是最大實體要求。即要求：（1）各孔的實際輪廓受最大實體實效邊界的控制即受直徑為理:空0.1 “：24.9mm的理想圓柱面的控制。（2）各孔的體外作用尺寸不能小于最大實體實效尺寸25mm0 （3

45、）當各孔的實際輪廓偏離其最大實體狀態(tài)，即其直徑偏離最大實體尺寸:：25mm時可將偏離量補償給位置度公差。(4)如各孔的實際輪廓處于最小實體狀態(tài)即其實際直徑為25.023mm時，相對于最大實體尺寸 25mm的偏離量為0.023mm,此時軸線的 位置度誤差可達到其最大值G0.U0.023 Q0.123rnm。即孔的位置度公差最小值 為 ”0.1mm。工藝孔的尺寸:25-0.023mm,由選用的鉸刀尺寸 0.0150.008 25 mm 一金 滿足。工藝孔的表面粗糙度1.6 aR卩m,由本工序所選用的加工工步鉆、擴、鉸滿足。 影響兩工藝孔位置度的因素有(如下圖所示)：(1 )鉆模板上兩個裝襯套孔的尺

46、寸公差：0.005mm 1 .：二(2) 兩襯套的同軸度公差：0.005mm 2 ：二(3) 襯套與鉆套配合的最大間隙：3 : = 25.034 -25.012 -0.022mm(4) 鉆套的同軸度公差：0.005mm 4 -(5) 鉆套與鉸刀配合的最大間隙：5 .:二25.039 - 25.008二0.031mm2 2 0.039 0.078 0.1wd 二二 mm mm所以能滿足加工要求。3.3夾具設計及操作的簡要說明本兩套夾具用于在立式鉆床上加工撥叉 8.7孔和用臥式銑床加工開擋，以工件軸線為設計基準，以工件左側(cè)邊為定位基準，在圓柱銷，削邊銷和固定銷下定位。采用螺栓夾緊。3.4小結(jié)對專用

47、夾具的設計，可以了解機床夾具在切削加工中的作用：可靠地保證工件的加工精 度，提高加工效率，減輕勞動強度，充分發(fā)揮和擴大機床的給以性能。本夾具設計可以反應 夾具設計時應注意的問題，如定位精度、夾緊方式、夾具結(jié)構的剛度和強度、結(jié)構工藝性等 問題。4展望本次設計中遇到很多問題，但在老師的知道和自己的鉆研下大部分都得以解決，夾具的使用在工業(yè) 生產(chǎn)中占有很重要的地位，能有效的縮短輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本。同時還能更好的保 證工件的加工精度，降低操作人員的技術要求，降低勞動強度并更好的保證了安全生產(chǎn)。本設計研究過程中仍然存在不足之處，還待于進一步深入，具體如下：（1）對夾具的分析比較清楚，家具設計新穎能進行大規(guī)模發(fā)展。（2）零件之間配合比較明了，增加導向元件和分度裝置易于加工。（3）缺乏實際工廠經(jīng)驗，對一些參數(shù)和元件的選用可能不是非常合理（4）在與計算機配合進行精確的數(shù)據(jù)采集和控制上還有一些不