拨叉零件的加工工艺及专用夹具设计(编辑修改稿)

拨叉零件的加工工艺及专用夹具设计(编辑修改稿)内容摘要：

绪 论 3 也应考虑不断改进现有加工方法和设备，推广新技术，提高工艺水平；此外，还要考虑一些其它因素，如加工表面物理机械性能的特殊要求，工件形状和重量等。 该零件所需的加工部位为：拨叉 10 小头孔右端面（整个拨叉的右端面）、拨叉叉口左端面、拨叉 叉口内部两侧面和下端面、 10 小头孔以及小头孔端  的槽、钻 HM 7110 — 的螺纹孔。 平面的加工 由参考文献 [3]表 可以确定，底面的加工方案为底平面：粗铣 —— 精铣（ 7~ 9IT IT ），粗糙度为 ~ m ，一般不淬硬的平面，精铣的粗糙度可以较小。 拨叉叉口的加工 由参考文献 [3]表 确定 ，拨叉叉口的表面粗糙度要求为 ，则选择孔的加工顺序为：粗、精铣。 小头孔的加工 10 的孔选择的加工方法是钻，但其表面粗糙度的要求为 R ，所以选择加工的方法是钻 —— 扩 —— 铰。 图 拨叉 I 零件图 本章小结 本章主要是对拨叉的分析，主要从拨叉的作用、工艺和加工要求等方面进行了分析，对各个所须加工的表面进行了粗略的分析，并进行加工方法的确定。 经过查阅大量的 参考资料，和上面的分析使对拨叉有了进一步的认识，为后面的设计打下了坚实的基础。 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 工艺规程设计 4 3 工艺规程设计 确定毛坯的制造形式 零件材料为 HT200，考虑到零件在工作过程中，要承受变载荷及冲击性载荷，且它的外型复杂，不易加工。 因此，应该选用铸件以提高劳动生产率，保证精度，由于零件为大批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用金属型铸造，这样可以提高生产率，保证精度。 加工工艺过程 由以上分析可知。 该拨叉零件的主要加工表面是平面、孔和槽等面。 一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。 因此，对于拨叉来说，加工过程中的主要问题是保证孔的尺寸精度及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系以及槽的各尺寸精度。 由上面的一些技术条件分析得知：拨叉的尺寸精度，形位公差精度要求都很高，就给加工带来了困难，必须重视。 基面的选择 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。 否则，加工工艺过程中会问题百出，更严重的还会造成零件大批量报废，使生产无法正常进行。 粗基准的选择 选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的 余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位置符合图纸要求。 选择定位粗基准是要能加工出精基准，同时要明确哪一方面的要求是主要的。 粗基准的选择应以下面的几点为原则： a 应选能加工出精基准的毛坯表面作粗基准。 b 当必须保证加工表面与不加工表面的位置和尺寸时，应选不加工的表面作为粗基准。 c 要保证工件上某重要表面的余量均匀时，则应选择该表面为定位粗基准。 d 当全部表面都需要加工时，应选余量最小的表面作为基准，以保证该表面有足够的加工余量。 要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置出发，进而保证拨叉在整个加工过程中基本 上都能用统一的基准定位。 从拨叉零件图分析可知，选择平面作为拨叉加工粗基准。 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 工艺规程设计 5 精基准的选择 基准重合原则。 即尽可能选择设计基准作为定位基准。 这样可以避免定位基准与设计基准不重合而引起的基准不重合误差。 基准统一原则，应尽可能选用统一的定位基准。 基准的统一有利于保证各表面间的位置精度，避免基准转换所带来的误差，并且各工序所采用的夹具比较统一，从而可减少夹具设计和制造工作。 例如：轴类零件常用顶针孔作为定位基准。 车削、磨削都以顶针孔定位，这样不但在一次装夹中能加工大多书表面，而且保证了各外圆表面的同轴 度及端面与轴心线的垂直度。 互为基准的原则。 选择精基准时，有时两个被加工面，可以互为基准反复加工。 例如：对淬火后的齿轮磨齿，是以齿面为基准磨内孔，再以孔为基准磨齿面，这样能保证齿面余量均匀。 自为基准原则。 有些精加工或光整加工工序要求余量小而均匀，可以选择加工表面本身为基准。 例如：磨削机床导轨面时，是以导轨面找正定位的。 此外，像拉孔在无心磨床上磨外圆等，都是自为基准的例子。 此外，还应选择工件上精度高。 尺寸较大的表面为精基准，以保证定位稳固可靠。 并考虑工件装夹和加工方便、夹具设计简单等。 要从保证孔与孔、孔 与平面、平面与平面之间的位置出发，进而保证拨叉在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。 从拨叉零件图分析可知，该零件的右端面与小头孔，适于作精基准使用。 但用一个平面和一个孔定位限制工件的自由度是不够的，它只限制了五个自由度，如果采用典型的一面两孔定位方法，则可以满足整个加工过程中基本上都采用统一的基准定位的要求。 选择精基准的原则时，重点考虑的是有利于保证工件的加工精度并使装夹更为方便。 工艺路线的拟订 对于批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。 拨叉的加工的第一个工序也是加工统一的基准。 具 体工序是先以小头孔左端面为粗基准，粗、精加工小头孔右端面，再以右端面为基准加工小头孔，在后续的工序安排中都是以小头孔为基准定位，并且后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。 确定工序的原则 确定加工方法以后，就按生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等具体生产条件确定工艺过程的工序数。 确定工序数的基本原则： （ 1）工序分散原则 工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。 便于采用通用设备。 简单的机攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 工艺规程设计 6 床工艺装备。 生产准备工作量少，产品更换容易。 对工人的技术要求水平不高。 但需要设备和工人数量多 ，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。 （ 2）工序集中原则 工序数目少，工件装夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。 使用设备少，大量生产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。 而且采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。 一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。 但由于不采用专用设备，工序集中程序受到限制。 一般采用结构简单的专用机床和专用夹具组织流水线生产。 加工工序完成以后，将工件清洗干净。 清洗后用压缩空气吹干净。 保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量较小。 工序的特点 制订工艺路线时，应考虑工序的数目，采用工序集中或工序分散是其两个不同的原则。 所谓工序集中，就是以较少的工序完成零件的加工，反之为工序分散。 （ 1）工序集中的特点 工序数目少，工件装，夹次数少，缩短了工艺路线，相应减少了操作工人数和生产面积，也简化了生产管理，在一次装夹中同时加工数个表面易于保证这些表面间的相互位置精度。 使用设备少，大量生 产可采用高效率的专用机床，以提高生产率。 但采用复杂的专用设备和工艺装备，使成本增高，调整维修费事，生产准备工作量大。 （ 2）工序分散的特点 工序内容简单，有利选择最合理的切削用量。 便于采用通用设备。 简单的机床工艺装备。 生产准备工作量少，产品更换容易。 对工人的技术要求水平不高。 但需要设备和工人数量多，生产面积大，工艺路线长，生产管理复杂。 工序集中与工序分散各有特点，必须根据生产类型。 加工要求和工厂的具体情况进行综合分析决定采用那一种原则。 一般情况下，单件小批生产中，为简化生产管理，多将工序适当集中。 但由于 不采用专用设备，工序集中程序受到限制。 一般采用结构简单的专用机床和专用夹具组织流水线生产。 由于近代计算机控制机床及加工中心的出现，使得工序集中的优点更为突出，即使在单件小批生产中仍可将工序集中而不致花费过多的生产准备工作量，从而可取的良好的经济效果。 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 工艺规程设计 7 加工精度的划分 零件的加工质量要求较高时，常把整个加工过程划分为几个阶段： （ 1）粗加工阶段 粗加工的目的是切去绝大部分多余的金属，为以后的精加工创造较好的条件，并为半精加工，精加工提供定位基准，粗加工时能及早发现毛坯的缺陷，予以报废或修补，以免 浪费工时。 粗加工可采用功率大，刚性好，精度低的机床，选用大的切削用量，以提高生产率、粗加工时，切削力大，切削热量多，所需夹紧力大，使得工件产生的内应力和变形大，加工精度低，粗糙度值大。 一般粗加工的公差等级为 13~11 ITIT。 粗糙度为 50~ aa RR。 （ 2）半精加工阶段 半精加工阶段是完成一些次要面的加工并为主要表面的精加工做好准备，保证合适的加工余量。 半精加工的公差等级为 9~ 10IT IT。 表面粗糙度为~ aa RR。 （ 3）精加工阶段 精加工阶段切除剩余的少量加工余量 ,主要目的是保证零件的形状位置精度 ,尺寸精度及表面粗糙度 ,使各主要表面达到图纸要求 .另外精加工工序安排在最后 ,可防止或减少工件精加工表面损伤。 精加工应采用高精度的机床切削用量小，工序变形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般为 6~ 7IT IT ，表面粗糙度为 ~ aa RR。 此外，加工阶段划分后，还便于合理的安排热处理工序。 由于热处理性质的不同，有的需安排 于粗加工之前，有的需插入粗精加工之间。 但须指出加工阶段的划分并不是绝对的。 在实际生活中，对于刚性好，精度要求不高或批量小的工件，以及运输装夹费时的重型零件往往不严格划分阶段，在满足加工质量要求的前提下，通常只分为粗、精加工两个阶段，甚至不把粗精加工分开。 必须明确划分阶段是指整个加工过程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性质区分。 例如工序的定位精基准面，在粗加工阶段就要加工的很准确，而在精加工阶段可以安排钻小孔之类的粗加工。 制定工艺路线 制定工艺路线 的 出发点 ,应当使零件的几何形状、尺寸精度 及位置精度等技术要求能得到合理的保证 ,在生产纲领已确定的情况下 ,可以考虑采用万能性机床配以专用工具 ,并尽量使工序集中来提高生产率。 除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 工艺规程设计 8 表 工艺路线方案一 工序号 工序内容 工序一 粗铣 10 孔 右端 面 （整个拨叉右端面） 工序二 精铣 10 孔 右端 面 （整个拨叉右端面） 工序三 钻、扩、铰 10 孔 工序 四 粗铣 拨叉叉口左端面 工序 五 粗铣拨叉叉口内部两侧面 工序 六 粗铣拨叉叉口下端面 工序 七 粗铣 12 槽 工序 八 精铣 拨叉叉口左端面 工序 九 精铣拨叉叉口内部两侧面 工序 十 精铣 12 槽 工序 十一 钻孔、攻丝 HM 7110 — 的螺纹孔 工序 十二 检查 虽然工序 工时比较多 ，但是 用以上加工工艺路线，能将其质量 大大提高。 对于拨叉叉口的加工，其对于夹具具有较高的要求，其以 10 小头孔为精基准，固定后，采用立式铣床对拨叉叉口内部两侧面进行铣削，这样不仅保证了 其表面加工的粗糙度要求，对于后序加工槽和钻螺纹孔都是有帮助的。 其次，对于机床的选择，可以选择相对便宜的机床，在能保证质量的同时，还能提高其效率，所以，该种加工路线是最佳的方案。 由以上分析：确定该种加工工艺路线方案。 具体的加工工艺过程如表。 表 最终加工工艺路线 工序号 工序内容 工序一 铸造 工序 二 热处理 工序 三 粗铣 10 孔 右端 面 （整个拨叉右端面） 工序四 精铣 10 孔 右端 面 （整个拨叉右端面） 工序 五 钻、扩、铰 10 孔 工序 六 粗铣 拨叉叉口左端面 工序 七 粗铣拨叉叉口内部两侧面 工序 八 粗铣拨叉叉口下端面 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 工艺规程设计 9 工序 九 粗铣 12 槽 工序十 精铣 拨叉叉口左端面 工序十一 精铣拨叉叉口内部两侧面 工序十二 精铣 12 槽 工序十三 钻孔、攻丝 HM 7110 — 的螺纹孔 工序十四 检查 本章小结 通过对资料书的查阅，在这章中，主要对零件的加工工艺和在加工中经常会出现的问题进行了分析，并对基准面的选择原则有了深刻的认识。 然后，针对拨叉零件的尺寸要求和精度要求，编写了一个最佳的工艺路线方案。 最后，对它们进行具体的分析比较选择其优。 攀枝花学院本科毕业设 计（论文）。