毕业毕业设计论文-拨叉(09.12.25)加工工艺及夹具设计 - 图文

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。

2.4.3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： ⑴ 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IT11～IT12。粗糙度为Ra80～100μm。

⑵ 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IT9～IT10。表面粗糙度为Ra10～1.25μm。

⑶ 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IT6～IT7，表面粗糙度为 Ra10～1.25μm。

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空之类的粗加工。

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2.4.4加工工艺路线方案的比较

在保证零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技术条件下，成批量生产可以考虑采用专用机床，以便提高生产率。但同时考虑到经济效果，降低生产成本，拟订两个加工工艺路线方案。见下表：

表2.1加工工艺路线方案比较表

工序号 方案Ⅰ 工序内容 010 粗铣平面E、F 定位基准 平面和?20H9孔 020 精铣平面E、F 平面和?20H9孔 030 钻、扩、铰： 底面和侧面 方案Ⅱ 工序内容 定位基准 粗、精铣E平面 平面和?20H9孔 粗、精铣F平面 平面和?20H9孔 钻、扩、铰： 底面和侧面 ?20H9孔 040 050 粗镗?44孔 精镗?44孔 底面和?20孔 底面、?20孔和?20H9孔 粗、精镗?44孔 底面和?20孔 ?0.3粗、精铣20.50底面、?20孔和?44孔 060 ?0.3粗铣20.50槽 槽 钻 ：?6孔 ?44孔 底面、?20孔和底面、?20孔和?44孔 070 080 090 ?0.3精铣20.50槽 ?44孔 铣断 检验 底面和?20孔 底面和?20孔 底面和?20孔 钻 ：?6孔 铣断 加工工艺路线方案的论证：

⑴ 从前两步工序可以看出：方案Ⅱ把粗、精加工都安排在一个工序中， 以便装夹、安装工件。

⑵ 再看后面的镗孔、铣槽工序，方案Ⅰ把粗、精加工分在两个不同的工序中，而方案Ⅱ都在一个工序中，这样不但有利于工件的安装，且在设计专用夹具时也可以减少工件的安装次数。

方案2中其工序较为集中，如粗、精加工都安排在一个工序中，以便装夹、安装工件。

由以上分析：方案Ⅱ为合理、经济的加工工艺路线方案。具体的工艺过程如下表：

表2.2加工工艺过程表

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工序号 10 20 30 40 50 0工 种 锻工作内容 模锻 退火 粗、精铣E平面 粗、精铣F平面 将孔?20H9钻到直径d?17mm再将说 明 铸件毛坯尺寸： 长：195.6mm 宽： 造 0热处理 00铣 铣 68mm45.2mm工件用专用夹具装夹；双?41立轴圆工作台铣床(X52K) 工件用专用夹具装夹；双立轴圆工作台铣床(X52K) 工件采有专用夹具装夹，0钻、扩、铰 0粗、精 ?17扩孔到?19.7最后进行铰加工到要求机床选用摇臂钻床（Z3025）粗、精镗孔?44 工件用专用夹具装夹；立?20H960 镗 式铣镗床（T68） ?0.30粗、精粗、精铣20.50槽 工件用专用夹具装夹；双70 80 90 00 铣 0钻 0铣断 1检验 1入库 钻?6到要求尺寸 将大头孔?44铣断 清洗，涂防锈油 立轴圆工作台铣床(X52K) 工件用专用夹具装夹；摇) 臂钻床(Z3025 10

2.5拨叉的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定

拨叉的锻造采用的是45钢模锻制造，其材料是45，生产类型为中批量生产，采用模锻毛坯。

2.5.1毛坯的结构工艺要求

拨叉为锻造件，对毛坯的结构工艺性有一定要求：

⑴ 由于模锻件尺寸精度较高和表面粗糙度值低，因此零件上只有与其它机件配合的表面才需要进行机械加工，其表面均应设计为非加工表面。

⑵ 为了使金属容易充满模膛和减少工序，模锻件外形应力求简单、平直的对称，尽量避免模锻件截面间差别过大，或具有薄壁、高筋、高台等结构。

⑶ 模锻件的结构中应避免深孔或多孔结构。 ⑷ 模锻件的整体结构应力求简单。 ⑸ 工艺基准以设计基准相一致。 ⑹ 便于装夹、加工和检查。

⑺ 结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。

在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，

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需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。在毛坯的种类

形状及尺寸确定后，必要时可据此绘出毛坯图。

2.5.2拨叉的偏差计算

⑴ 拨叉底平面和大头孔上平面的偏差及加工余量计算

底平面加工余量的计算。根据工序要求，其加工分粗、精铣加工。各工步余量如下：

粗铣：由参考文献[4]表11～19。其余量值规定为2.0~2.5mm，现取2.2mm。查[3]可知其粗铣时精度等级为IT12，粗铣平面时厚度偏差取?0.21mm

精铣：由参考文献[3]表2.3～59，其余量值规定为1.0mm。

锻造毛坯的基本尺寸为42?2.2?1.0?45.2mm，又由参考文献[4]表11～19

1.4可得铸件尺寸公差为??0.6。

毛坯的名义尺寸为：42?2.2?1.0?45.2mm 毛坯最小尺寸为：45.2?0.6?44.6mm 毛坯最大尺寸为：45.2?1.4?46.6mm 粗铣后最大尺寸为：42?1.0?43mm 粗铣后最小尺寸为：42?0.21?41.79mm

精铣后尺寸与零件图尺寸相同，且保证各个尺寸精度15d8。 ⑵ 大小头孔的偏差及加工余量计算

参照参考文献[3]表2.2～2，2.2～25,2.3～13和参考文献[15]表1～8，可以查得：

孔?20H9：

钻孔的精度等级：IT?12，表面粗糙度Ra?12.5um，尺寸偏差是0.21mm。 扩孔的精度等级：IT?10，表面粗糙度Ra?3.2um，尺寸偏差是0.084mm。 铰孔的精度等级：IT?8，表面粗糙度Ra?1.6um，尺寸偏差是0.043mm。 孔?44

粗镗孔的精度等级：IT?13，表面粗糙度Ra?12.5um，尺寸偏差是0.39mm。 精镗孔的精度等级：IT?8，表面粗糙度Ra?1.6um，尺寸偏差是0.039mm。 根据工序要求，小头孔加工分为钻、扩、铰三个工序，而大头孔加工分为粗镗、精镗二个工序完成，各工序余量如下： 钻?20H9孔

参照参考文献[3]表2.3～47，表2.3～48。确定工序尺寸及加工余量为： 加工该孔的工艺是：钻——扩——铰 钻孔： ?17

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