K020-变速器换挡叉-拨叉加工工艺及钻φ8.4孔夹具设计【版本4】【三维UG模型、CAD图纸】.zip

常州机电职业技术学院 毕业设计（论文）说明书 作 者： 学 号： 系 部： 专 业： 题 目： 拨叉加工工艺及夹具设计 指导者： 评阅者： 年 月 毕业设计（论文）中文摘要 此次设计是对拨叉零件的加工工艺和夹具设计，其零件为铸件，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 I 毕业设计（论文）外文摘要 TitleTitle： The deflector fork and the fixture design process AbstractAbstract： The design is on the processing technology and fixture design of the fork parts, parts for casting, has the advantages of small volume, parts of the complex characteristics, because the surface pore easy processing, in the development process, on the first surface, and then to surface as a benchmark to processing the other, including the processes used the special fixture to operation manual clamping method of simple clamping, the mechanism design is simple, convenient and can meet the requirements. KeywordsKeywords： fork, machining process, fixture, design 1 目 录 1 绪 论1 2 拨叉的分析2 2.1 拨叉的工艺分析 2 2.2 拨叉的工艺要求 2 3 工艺规程设计 5 3.1 加工工艺过程5 3.2 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 3.3 确定定位基准6 3.4 加工工艺路线方案的比较 6 3.5 拨叉的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定 8 3.5.1 毛坯的结构工艺要求 8 3.5.2 拨叉的偏差计算 8 3.6 确定切削用量及基本工时（机动时间） 9 3.7 时间定额计算及生产安排16 4 专用夹具设计19 4.1 问题的指出19 4.2 定位基准的选择19 4.3 夹具方案的设计19 4.4 切削力和夹紧力计算20 4.5 夹紧力的计算20 4.6 定位误差分析21 5 零、部件的设计与选用23 5.1 挡销选用23 5.2 钻套、衬套、钻模板设计与选用 23 2 6 确定夹具体结构尺寸和总体结构24 结 论 26 参考文献 27 致 谢 28 1 1 1 绪绪 论论 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； 完成钻孔 1 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。 2 2 2 拨叉的分析拨叉的分析 2.12.1 拨叉的工艺分析拨叉的工艺分析 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。 2.22.2 拨叉的工艺要求拨叉的工艺要求 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。 图 2.1 拨叉零件图 3 拨叉毛坯的选择模铸，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铸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。 5 3 3 工艺规程设计工艺规程设计 3.13.1 加工工艺过程加工工艺过程 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。 3.23.2 确定各表面加工方案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 备工序可为粗车半精车淬火粗磨。 6 3.2.2 加工方案的选择 1、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。 2、小头孔加工方法： 加零件毛坯不能直接铸出孔，只能铸出一个小坑，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。 3、大头端面槽的加工方法是： 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。 3.33.3 确定定位基准确定定位基准 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 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。 3.43.4 加工工艺路线方案的比较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 7 成本，拟订两个加工工艺路线方案。见下表： 表 3.1 加工工艺路线方案比较表 方案方案工序号 工序内容定位基准工序内容定位基准 010粗铣平面 B、A 平面和孔粗、精铣 B 平 面 平面和孔 020精铣平面 B、A 平面和孔粗、精铣 A 平 面 平面和孔 030钻、扩、铰： 孔 底面和侧面钻、扩、铰： 孔 底面和侧面 040粗铣槽底面、孔和孔粗、精铣槽底面、孔和孔 050精铣槽底面和孔检验 加工工艺路线方案的论证： 从前两步工序可以看出：方案把粗、精加工都安排在一个工序中， 以便装夹、安装工件。 再看后面的镗孔、铣槽工序，方案把粗、精加工分在两个不同的工序 中，而方案都在一个工序中，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 3.2 加工工艺过程表 工序号工 种 工作内容说 明 010 铸造木模，手工造型 铸件毛坯 020 冷作 清砂，浇冒口 030 热处 理 人工时效 040 油漆 非加工表面涂红色底漆 050 铣 铣 15.8 孔右侧端面铣床 X52K 070 钻扩 以孔端面定位，钻扩铰 mm.81F851钻床 Z525 8 铰孔至图纸要求 100 铣 以铣叉口内侧面定位铣将尺寸 51mm 加工到图纸要求 铣床 X52K 110 铣 铣 14.5 开口槽,将尺寸 14.2mm 加工 到图纸要求 铣床 X52K 120 钻 钻 mm 孔至图纸要求8.4钻床