机床“羊角”拨叉加工工艺及(一道工序)夹具设计

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1）用哪一个表面作为加工时的精基面，才有利于经济合理地达到零件的加工精度要求。

2）为加工出上述精基面，应采用哪一个表面作为粗基面。 3）是否有个别工序为了特殊的加工要求，需要采用第二个精基面。 在选择基面时需要两个基本要求：

1）各加工表面有足够的加工余量（至少不留下黑斑），是不加工表面的尺寸、位置符合图样要求，对一面要加工、一面不加工的壁，要有足够的厚度。

2）定位基面应有足够大的接触面积和分布面积。

由于对精基面和粗基面的加工要求和用途不同，所以在选择精基面和粗基面时所考虑的侧重点也不同。

对于精基面考虑的重点是如何减少误差，提高定位精度，因此选择精基面的原则是：

1）应尽可能选用设计基准作为定位基准，这是基准重合原则。

2）应尽可能选用统一的定位基准加工各表面，以保证各表面间的位置精度，称为统一基准原则。

3）有时还要遵循互为基准、反复加工的原则。

4）有些精加工工序要求加工余量小而均匀，以保证加工质量和提高生产率，这时就以加工面本身作为精基面，称为自为基准原则。

在选择粗基面时，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、位置符合图样要求。因此选择粗基面的原则是：

1）如果必须首先保证工件某重要表面的余量均匀，就应该选择该表面作为粗基面。

2）如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，则应以不加工表面作为定位基准面，如果工件上有好几个不需要加工的表面，则应以其中与加工表面的位置精度要求较高的表面为粗基面，以求壁厚均匀、外形对称等。 3）应该用毛坯制造中尺寸和位置比较可靠、平整光洁的表面作为粗基面，使加工后各加工表面对各不加工表面的尺寸精度、位置精度更容易符合图样要求。 2.3.3 定位基准的选择

零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削。以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：

① ?40mm的两圆柱端面，端面相距88mm,对称分布，加工完成后端面距对

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称中心线的距离为44?0.2mm，表面粗糙度为Ra3.2mm。

②?26mm的两圆柱端面，端面相距110mm,对称分布，加工完成后，端面的粗糙度为Ra3.2mm。

③?20.6mm的孔，加工完成后，孔内壁面的粗糙度为Ra1.6mm，且孔的中心线与?14.4mm孔的中心线在水平方向的平行度为0.1/150mm，与88?5.4mm的槽平行度为0.07/100mm。

④?14.4mm的孔，加工完成后，孔内壁面的粗糙度为Ra1.6mm。 ⑤?14.4mm和?20.6mm孔的两端都有1?45°的倒角。

⑥88?6?3mm的键槽，键槽的两侧壁加工成型后的粗糙度为Ra3.2mm，槽顶面粗糙度为Ra12.5mm。

零件在加工时，粗基准选毛坯上的?40mm和?26mm圆柱端面，对另一侧的端面进行粗铣。而后反过来以加工过的端面为精基准对另一侧的端面进行粗铣加工。重复以上操作进行精铣加工。而后夹持?26mm两端面在?40mm端面上钻

?20.6mm的孔。再以?20.6mm的内圆柱面为精基准面钻?14.4mm的孔。最后以

?14.4mm的内圆柱面为基准面切键槽88?6?3mm。

2.4 工艺路线的制定

制定工艺路线的出发点，应当是使零件的加工精度（尺寸精度、形状精度、位置精度）和表面质量等技术要求能得到合理的保证。

在生产纲领已经确定为中批量生产的条件下，可以考虑采用通用机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

鉴于此，可以采用一下三种工艺路线方案： 方案一：

工序I：第一次装夹，以毛坯的?40mm和?26mm圆柱端面一侧为定位基准面，粗铣另一侧的端面。第二次装夹，以第一次装夹中加工过的端面为定位基准面，对另一侧的毛坯端面进行粗铣、半精铣加工。第三次装夹，以第二次装夹中加工过的端面为精基准对另一侧的端面进行半精铣、精铣。第四次装夹，以第三次装夹中加工过的端面为精基准对另一侧的端面进行精铣。选用X52K立式铣床。

工序II：第一次装夹，以精加工过的?26mm的两圆柱端面为基准面，在

?40mm圆柱端面上钻、扩、铰?20.6mm的孔。第二次装夹，以?20.6mm孔的内

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表面为精基准面，在?26mm的两圆柱端面上钻、扩、铰?14.4mm的孔。选用立式钻床Z525B。

工序III：第一次装夹，用倒角车刀在对?20.6mm孔端倒1?45°倒角。第二次装夹，用倒圆角车刀在对?14.4mm孔端倒1?45°倒角。选用卧式车床CA6140。

工序IV：以?14.4mm孔的内圆柱面为定位基准面，加工88?6?3mm键槽。选用立式内拉床L5310。

方案二：

工序I：第一次装夹，以毛坯的?40mm和?26mm圆柱端面一侧为定位基准面，粗铣另一侧的端面。第二次装夹，以第一次装夹中加工过的端面为定位基准面，对另一侧的毛坯端面进行粗铣加工、半精铣和精铣加工。以第二次装夹中加工过的端面为精基准对另一侧的端面进行半精铣和精铣。选用X52K立式铣床。

工序II：第一次装夹，以精加工过的?26mm的两圆柱端面为基准面，在

?40mm圆柱端面上钻、扩、铰?20.6mm的孔。第二次装夹，以?20.6mm孔的内表面为精基准面，在?26mm的两圆柱端面上钻、扩、铰?14.4mm的孔。选用立式钻床Z525B。

工序III：第一次装夹，用倒角车刀在对?20.6mm孔端倒1?45°倒角。第二次装夹，用倒圆角车刀在对?14.4mm孔端倒1?45°倒角。选用卧式车床CA6140。

工序IV：以?14.4mm孔的内圆柱面为定位基准面，加工88?6?3mm键槽。选用立式内拉床L5310。

方案三：

工序I：第一次装夹，以毛坯的?40mm和?26mm圆柱端面一侧为定位基准面，粗铣、半精铣和精铣另一侧的端面。第二次装夹，以第一次装夹中加工过的端面为定位基准面，对另一侧的毛坯端面进行粗铣、半精铣和精铣加工。选用X52K立式铣床。

工序II：第一次装夹，以精加工过的?26mm的两圆柱端面为基准面，在

?40mm圆柱端面上钻、扩、铰?20.6mm的孔。第二次装夹，以?20.6mm孔的内表面为精基准面，在?26mm的两圆柱端面上钻、扩、铰?14.4mm的孔。选用立式钻床Z525B。

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工序III：第一次装夹，用倒角车刀在对?20.6mm孔端倒1?45°倒角。第二次装夹，用倒圆角车刀在对?14.4mm孔端倒1?45°倒角。选用卧式车床CA6140。

工序IV：以?14.4mm孔的内圆柱面为定位基准面，加工88?6?3mm键槽。选用立式内拉床L5310。

拨叉的生产加工以高精度、高质量为加工目的。综合比较以上三个方案可以看出，方案一是这三个方案中最为可行的方案。方案一的工序安排遵循了先粗后精、互为基准反复加工的原则。能够获得很高的加工精度和质量。

2.5 工艺卡的填写

切削用量是切削时各参数的合称，包括切削速度、进给量和背吃刀量（切削深度）三要素，它们是设计机床运动的依据。

1）切削速度?。在单位时间内，刀具和工件在主运动方向上的相对位移，单位为m/s。若主运动为旋转运动，则计算公式为：

?dwn ??

1000?60式中 dw—工件待加工表面或刀具的最大直径（mm）; n—工件或刀具每分钟转数（r/min）。

若主运动为往复直线运动（如刨削），则常用其平均速度v作为切削速度，即：

2Lnr ??

1000?60式中 L—往复运动的行程长度（mm）； nr—主运动每分钟的往复次数（次/min）。

2）进给量f。在主运动每转一转或每一行程时（或单位时间内），刀具和工件之间在进给运动方向上的相对位移，单位mm/r（用于车削、镗削等）或mm/行程（用于刨削、磨削等）。进给量还可以用进给速度v1（单位是mm/s）或每齿进给量fz（用于铣刀、铰刀等多刃刀具，单位为mm/齿）表示。一般情况下：

??nf?nzzf 式中 n—主运动的转速（r/s）； Z—刀具数量。

3）背吃刀量ap（切削深度）。待加工表面与已加工表面之间的垂直距离（mm）。车削外圆时为：

ap?dw?dm 211