毕业设计说（论文0-拨叉（12-07-05）加工工艺及夹具设计(全套图纸） .doc

本科毕业设计 拨叉（12-07-05）加工 工艺及夹具设计 全套全套 CAD 图纸等，联系图纸等，联系 153893706 学生姓名： 学生学号： 院 （系）： 机电工程学院 年级专业： 03 级机械设计制造及其自动化 指导教师： 二七年六月 攀枝花学院本科毕业设计 摘 要 I 摘 要 此次设计是对拨叉零件的加工工艺和夹具设计，其零件为锻件，具有体积小， 零件复杂的特点，由于面比孔易加工，在制定工艺规程时，就先加工面，再以面 为基准来加工其它，其中各工序夹具都采用专用夹具，特别的对于加工大头孔、 槽和钻小头孔斜面小孔的工序中，选一面两销的定位方式，并以操作简单的手动 夹紧方式夹紧，其机构设计简单，方便且能满足要求。 关键词 拨叉，加工工艺，专用夹具，设计 攀枝花学院毕业设计 ABSTRACT II ABSTRACT This design is to dials forks the components the processing craft and the jig design, its components are the forging, has the volume to be small, components complex characteristic,Because the surface is easier than the hole to process, when formulation technological process, first the machined surface, then processes other take the surface as the datum,In which various working procedures jig all uses the unit clamp, special regarding processes the big end of hole, the trough and drills the capitellum hole incline eyelet in the working procedure, Chooses locate mode which two sells at the same time, and operates the simple manual clamp way clamp, its organization design is simple, the convenience also can satisfy the request. Key words： Dials the fork, the processing craft, unit clamp, design 攀枝花学院毕业设计 目 录 1 目 录 摘摘 要要 I ABSTRACT 1 1 绪绪 论论1 2 2 拨叉的分析拨叉的分析2 2.12.1 拨叉的工艺分析拨叉的工艺分析2 2.22.2 拨叉的工艺要求拨叉的工艺要求2 3 3 工艺规程设计工艺规程设计5 3.13.1 加工工艺过程加工工艺过程5 3.23.2 确定各表面加工方案确定各表面加工方案5 3.2.1 影响加工方法的因素5 3.2.2 加工方案的选择6 3.33.3 确定定位基准确定定位基准6 3.2.1 粗基准的选择6 3.2.1 精基准选择的原则7 3.43.4 工艺路线的拟订工艺路线的拟订7 3.4.1 工序的合理组合8 3.4.2 工序的集中与分散8 3.4.3 加工阶段的划分9 3.4.4 加工工艺路线方案的比较10 3.53.5 拨叉的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定拨叉的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定12 3.5.1 毛坯的结构工艺要求12 3.5.2 拨叉的偏差计算12 3.63.6 确定切削用量及基本工时（机动时间）确定切削用量及基本工时（机动时间）14 3.73.7 时间定额计算及生产安排时间定额计算及生产安排22 4 4 镗孔夹具设计镗孔夹具设计25 4.14.1 研究原始质料研究原始质料25 4.24.2 定位、夹紧方案的选择定位、夹紧方案的选择25 4.34.3 切削力及夹紧力的计算切削力及夹紧力的计算25 攀枝花学院毕业设计 目 录 2 4.44.4 误差分析与计算误差分析与计算27 4.54.5 零、部件的设计与选用零、部件的设计与选用28 4.5.1 定位销选用28 4.5.2 夹紧装置的选用29 4.64.6 夹具设计及操作的简要说明夹具设计及操作的简要说明29 5 5 铣槽夹具设计铣槽夹具设计30 5.15.1 研究原始质料研究原始质料30 5.25.2 定位基准的选择定位基准的选择30 5.35.3 切削力及夹紧分析计算切削力及夹紧分析计算30 5.45.4 误差分析与计算误差分析与计算32 5.55.5 零、部件的设计与选用零、部件的设计与选用33 5.5.1 定位销选用33 5.5.2 夹紧装置的选用33 5.5.3 定向键与对刀装置设计33 5.65.6 夹具设计及操作的简要说明夹具设计及操作的简要说明36 6 6 钻孔夹具设计钻孔夹具设计37 6.16.1 研究原始质料研究原始质料37 6.26.2 定位基准的选择定位基准的选择37 6.36.3 切削力及夹紧力的计算切削力及夹紧力的计算37 6.46.4 误差分析与计算误差分析与计算38 6.56.5 零、部件的设计与选用零、部件的设计与选用39 6.5.1 定位销选用39 6.5.2 夹紧装置的选用40 6.5.3 钻套、衬套、钻模板设计与选用40 6.66.6 夹具设计及操作的简要说明夹具设计及操作的简要说明41 结结 论论42 参考文献参考文献43 致致 谢谢44 攀枝花学院毕业设计 1 绪 论 1 1绪 论 机械设计制造及其夹具设计是我们融会贯通四年所学的知识，将理论与实 践相结合，对专业知识的综合运用训练，为我们即将走向自己的工作岗位打下 良好的基础。 机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法，是指导生 产的重要的技术性文件。它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经 济效益，生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手 段都要通过机械加工工艺来体现，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的 质量的重要保证的重要依据。在编制工艺时须保证其合理性、科学性、完善性。 而机床夹具是为了保证产品的质量的同时提高生产的效率、改善工人的劳 动强度、降低生产成本而在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件 相对于机床或刀具有个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。它们 的研究对机械工业有着很重要的意义，因此在大批量生产中，常采用专用夹具。 而本次对于拨叉加工工艺及夹具设计的主要任务是： 完成拨叉零件加工工艺规程的制定； 完成镗孔、铣槽、钻孔三个专用夹具的设计。 通过对拨叉零件的初步分析，了解其零件的主要特点，加工难易程度，主 要加工面和加工粗、精基准，从而制定出拨叉加工工艺规程；对于专用夹具的 设计，首先分析零件的加工工艺，选取定位基准，然后再根据切销力的大小、 批量生产情况来选取夹紧方式，从而设计专用夹具。 攀枝花学院毕业设计 2 拨叉的分析 2 2 拨叉的分析 2.1 拨叉的工艺分析 拨叉是一个很重要的零件，因为其零件尺寸比较小，结构形状较复杂，但 其加工孔和底面的精度要求较高，此外还有小头孔端要求加工，对精度要求也 很高。拨叉的底面、大头孔上平面和小头孔粗糙度要求都是，所以都要6 . 1Ra 求精加工。其小头孔与底平面有垂直度的公差要求，拨叉底面与大头孔上平面 有平行度公差要求，所要加工的槽，在其槽边有平行度公差和对称度公差要求 等。因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量 均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它们的加工 是非常关键和重要的。 2.2 拨叉的工艺要求 一个好的结构不但要应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性， 也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同时使加工的 劳动量最小。而设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。设计者要考虑加 工工艺问题。工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。 攀枝花学院毕业设计 2 拨叉的分析 3 图 2.1 拨叉零件图 该加工有七个加工表面：平面加工包括拨叉底面、大头孔上平面；孔系加 攀枝花学院毕业设计 2 拨叉的分析 4 工包括大、小头孔、小孔；小头孔端的槽加工以及大头孔的铣断加工。6 0.3 0 20.5 以平面为主有： 拨叉底面的粗、精铣加工，其粗糙度要求是 ；6 . 1Ra 大头孔端面的粗、精铣加工，其粗糙度要求是 。6 . 1Ra 孔系加工有： 的大头孔粗、精镗加工，其表面粗糙度为44 ；6.3Ra 的小头孔钻、扩和铰加工，其表面粗糙度要209H 求 ；1.6Ra 的小孔钻加工，小孔表面粗糙度要求。6612.5Ra 小头孔端槽的加工，该槽的表面粗糙度要求是两槽边， 0.3 0 20.51.6Ra 而槽底的表面粗糙度要求是。3 . 6Ra 最后为大头孔的铣断加工，要求断口粗糙度。3 . 6Ra 拨叉毛坯的选择模锻，因为生产率很高，所以可以免去每次造型。单边余 量一般在，结构细密，能承受较大的压力，占用生产的面积较小。因其13mm 年产量是 5000 件，由3表 2.13 可知是中批量生产。 上面主要是对拨叉零件的结构、加工精度和主要加工表面进行了分析，选 择了其毛坯的的制造方法为模锻和中批的批量生产方式，从而为工艺规程设计 提供了必要的准备。 攀枝花学院毕业设计 2 拨叉的分析 5 攀枝花学院毕业设计 3 工艺规程设计 5 3 工艺规程设计 3.1 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、孔系和槽系。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，形状精度以及位置关 系精度要求都不是很高，这样对加工要求也就不是很高。 3.2 确定各表面加工方案 一个好的结构不但应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也 就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保证加工的质量，同时使加工的劳 动量最小。设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。对于我们设计拨叉的 加工工艺来说，应选择能够满足平面孔系和槽加工精度要求的加工方法及设备。 除了从加工精度和加工效率两方面考虑以外，也要适当考虑经济因素。在满足 精度要求及生产率的条件下，应选择价格较底的机床。 3.2.1 影响加工方法的因素 要考虑加工表面的精度和表面质量要求，根据各加工表面的技术要求， 选择加工方法及分几次加工。 根据生产类型选择，在大批量生产中可专用的高效率的设备。在单件小 批量生产中则常用通用设备和一般的加工方法。如、柴油机连杆小头孔的加工， 在小批量生产时，采用钻、扩、铰加工方法；而在大批量生产时采用拉削加工。 要考虑被加工材料的性质，例如：淬火钢必须采用磨削或电加工；而有 色金属由于磨削时容易堵塞砂轮，一般都采用精细车削，高速精铣等。 要考虑工厂或车间的实际情况，同时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。 选择加工方法一般先按这个零件主要表面的技术要求来选定最终加工方法。 再选择前面各工序的加工方法，如加工某一轴的主要外圆面，要求公差为 IT6，表面粗糙度为 Ra0.63m，并要求淬硬时，其最终工序选用精度，前面准 攀枝花学院毕业设计 3 工艺规程设计 6 备工序可为粗车半精车淬火粗磨。 3.2.2 加工方案的选择 由参考文献3表 2.112 可以确定，平面的加工方案为：粗铣精 铣（） ，粗糙度为6.30.8，一般不淬硬的平面，精铣的粗糙度可79ITIT: a R 以较小。 由参考文献3表 2.111 确定，孔的表面粗糙度要求为 6.3，则选44 择孔的加方案序为：粗镗精镗。 小头孔加工方法：209H 加零件毛坯不能直接锻出孔，只能锻出一个小坑，以便在以后加工时找正 其中心，但其表面粗糙度的要求为，所以选择加工的方法是钻扩6 . 1Ra 铰。 孔加工方法：6 因为孔的表面粗糙度的要求都不高，是，所以我们采用一次钻孔12.5Ra 的加工方法。 小头端面槽的加工方法是： 0.3 0 20.5 因槽两侧面表面粗糙度的要求较高，为，所以我们采用粗铣6 . 1Ra 精铣。 3.3 确定定位基准 3.2.1 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、位子符合图纸要求。 粗基准选择应当满足以下要求： 粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工 面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选 择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、 外形对称、少装夹等。 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面 是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床 身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的 余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加 工余量。 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位 攀枝花学院毕业设计 3 工艺规程设计 7 准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需 经初加工。 要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置，能保证拨叉在整个 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，主要是选 择加工拨叉底面的装夹定位面为其加工粗基准。 3.2.1 精基准选择的原则 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，能保证拨叉在整个 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，它的底平 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209H 自由度不够，如果使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。至于两侧面，因为是非加工表面，所以 也可以用的孔为加工基准。44 选择精基准的原则时，考虑的重点是有利于保证工件的加工精度并使装夹 准。 3.4 工艺路线的拟订 对于中批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。拨叉的加工的 第一个工序也就是加工统一的基准。具体安排是先以孔和面定位粗、精加工拨 叉底面大头孔上平面。 攀枝花学院毕业设计 3 工艺规程设计 8 后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。 3.4.1 工序的合理组合 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： 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。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。 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。结构简单的专用机床和工夹具 组织流水线生产。 加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在的含 0.4%1.1%8090 c: 苏打及 0.25%0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证 零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于。 mg200 3.4.2 工序的集中与分散 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。 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。 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。对工人的技术水平要求不 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。 攀枝花学院毕业设计 3 工艺规程设计 9 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。结构简单的专用机床和工夹具 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。 3.4.3 加工阶段的划分 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： 粗加工阶段 粗加工的目的是切去绝大部分多雨的金属，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，选用大的切前用量，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，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为 IT11IT12。粗糙度为 Ra80100m。 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 IT9IT10。表面粗糙度为 Ra101.25m。 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几精 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小的切前用量，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 IT6IT7，表面粗糙度为Ra101.25m。 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，以及运输装夹费事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