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拨叉中批量生产工艺规程优化及镗孔夹具设计

内容摘要

本论文设计的是变速拨叉的加工工序、设计方案、计算过程以及车端面和镗孔的夹具设计。拨叉表面加工方法的选择、加工顺序的安排、工序集中与分散的处理、加工阶段的划分，机床和工艺装备的选择、加工余量与工序尺寸及公差的确定等都是编制工艺规程的主要问题。而夹具设计所面临的是设计方案的确定、定位元件的选择、定位误差的分析与计算、夹紧力的计算、夹具体毛坯结构及夹具元件配合的确定，还有拨叉毛坯图、零件图和夹具装配图的绘制，如何保证用拨叉的技术条件是加工过程最为重要的问题，而夹具也起着至关重要的作用。

拨叉的合理结构设计、加工工艺性设计，保证拨叉的加工质量，对提高生产效率有着重要意义，它是保证产品质量的关键所在。通过对拨叉加工过程的设计，可以发现一个产品的设计需要各个加工过程很好的配合才能成功。

本次课题针对变速箱拨叉零件的加工进行了相关探索，设计出一种切实可行的工艺流程及工艺装备。在产品的加工过程中，工件在夹具内的定位和夹紧显得尤为重要，夹具是涵盖了从加工到组装的几乎所有操作过程的一种装夹设备。由于大量的加工操作需要装夹，夹具设计在制造系统中就变得非常重要，它直接影响加工质量，生产率和制造成本。本文通过分析拨叉零件的结构特点和加工要求，制订了一套较合理的夹具设计，从而为保证该零件的加工精度提供了一种经济实用的工艺装备，具有一定的实用价值。

关键词：拨叉零件；加工工艺；专用夹具；定位；夹紧

1设计任务说明

1.1基本要求

（1）设计题目

本次设计任务是年产4000件机床拨叉零件机械加工、工艺规程制订及第五道工序在卧式车床上车端面、镗孔夹具设计如下：

图1.1夹具体零件图

（2）设计工作量

①毛坯-零件综合图一张

②夹具装配图一张

③工艺过程卡片一套

④说明书一份

⑤夹具体零件图一张

（3）设计资料(机械学院资料室借用)

①机械加工工艺人员手册；

②机床夹具设计手册；

③定位夹紧符号手册；

④机械制造技术基础；

⑤机械制造工艺学。

2工艺路线的拟定

2.1年产量和批量的确定

图2.1夹具装配图

一、生产纲领

（1)年产量

由零件图可知：

生产纲领4000件/年，变速箱拨叉备品率为2%，废品率为2%，根据公式：

N=Qn(1+a%)(1+b%)

其中：N——零件的年产纲领(件/年)

Q---产品的年产量(台/年)

n---每台产品中该零件的数量(件/台)

a%---备品率

b%---废品率

因而，拨叉零件的年产量

Q＝4000×1×(1+2%)×(1+2%)

Q＝4121件

月产量＝Q÷12=260(件)

Days=(365-52-14)÷12=24.92天

日产量(一天3班)＝月产量÷Days=107件/天

查《金属机械加工工艺人员手册》P1256表17-5机械加工车间的生产性质

表1生产类型划分

生产类别

同类零件的年产量（件）

重型零件（零件重2000kg）

中型零件

（零件重100~2000kg）

小型零件（零件重100kg）

单件生产

5以下

10以下

100以下

小批生产

5~100

10~200

100~500

中批生产

100~300

200~500

500~5000

大批生产

300~1000

500~5000

5000~50000

大量生产

1000以上

5000以上

50000以上

（2）生产量类型的确定：

拨叉零件属于小型零件，属于中批生产。

该机床拨叉生产性质为2年时基数，三班制为：第一班1790小时，第二班2388小时，第三班2400小时。女士占35%以下：第一班1400小时，第二班1900小时，第三班1937小时。总共小时数为（流水线实际平时基数）5060小时。

平均流水线节拍＝流水线实际平时基数*60*（1-η）/零件年产量

其中，η－损失系数：

工作时间内设备修理方面损失η

工人缺勤和自然需要方面损失η

清理设备时的损失η

工人休息方面的损失η

η＝η＋η＋η＋η＝15％

平均流水线节拍=82.69min

考虑到保证产品按时定量完成，生产该产品的每一道工序的单件核算时间必须小于生产节拍（工艺卡填写过程考虑到客观随机因素的影响，将节拍乘80%后与单件核算时间比较），若大于生产节拍，就会造成完不成年产量，因此应改用多台机床加工。

中批量生产采用流水线，其工艺特点

①毛坯特点：采用金属模造型，毛坯精度及余量中等。

②机床设备及机床布置：通用机床，机床按零件类别分工段排列。

③夹具及尺寸保证：专用夹具，调整法和自动获得法(如对刀块)保证尺寸。

④刀具、量具：专用或标准刀具、量具

⑤零件的互换性：多数互换，部分试配或修配。

⑥工艺文件的要求：编制详细的工艺规程及关键工序的工序卡片。

⑦生产出率：中等

⑧成本：中等

⑨发展趋势：采用成组工艺。

对