【正文】 撥叉加工工藝及其夾具設(shè)計畢業(yè)論文 1 緒論夾具設(shè)計作為高等工科院校教學(xué)的基本訓(xùn)練科目，在畢業(yè)設(shè)計中占極其重要的位置。夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計在加深對課程基本理論的理解和加強(qiáng)對解決工程實(shí)際問題能力的培養(yǎng)方面發(fā)揮著極其重要的作用。因此，選擇撥叉的夾具設(shè)計能很好的綜合考查我們大學(xué)四年來所學(xué)知識。本次所選拔叉的工藝分析及夾具設(shè)計內(nèi)容主要包括：拔叉工藝路線的確定，夾具方案的優(yōu)選，裝配圖、零件圖的繪制以及拉刀設(shè)計，設(shè)計說明書的編寫等。夾具是工藝裝備的主要組合部分，在機(jī)械制造中占有重要地位，夾具對保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，減輕勞動強(qiáng)度，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期等都具有重要意義。隨著先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展和市場競爭的加劇，傳統(tǒng)的夾具設(shè)計方式已成為企業(yè)中產(chǎn)品快速上市的瓶頸，各企業(yè)迫切需要提高夾具設(shè)計的效率。刀具行業(yè)是一個比較特殊的行業(yè)，肩負(fù)著為制造業(yè)提供關(guān)鍵裝備、數(shù)控刀具的重任，制造業(yè)的水平如何往往會受刀具行業(yè)整體水平的較大影響，而制造業(yè)的發(fā)展也會促進(jìn)刀具行業(yè)的發(fā)展，兩者可以說是相互影響相互制約。隨著制造業(yè)的持續(xù)發(fā)展，為制造業(yè)提供關(guān)鍵裝備的刀具行業(yè)必將快速、穩(wěn)步發(fā)展，根據(jù)制造業(yè)發(fā)展的需要，多功能復(fù)合刀具、智能刀具、高速高效刀具必將成為時代的新寵，面對日益增多的難加工材料，刀具行業(yè)必須在改進(jìn)原有的刀具材料、研發(fā)新的刀具材料及尋找更合理的刀具結(jié)構(gòu)方面多下功夫，以解決制造業(yè)面臨的越來越多的加工難題。當(dāng)前，切削技術(shù)快速發(fā)展，已經(jīng)進(jìn)入了現(xiàn)代切削技術(shù)新階段，刀具材料、刀具結(jié)構(gòu)均取得了全面的進(jìn)步，加工效率也在成倍提高。同時，切削技術(shù)和刀具也成為制造業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品和新工藝、應(yīng)用新材料的基礎(chǔ)工藝和建立創(chuàng)新體系的關(guān)鍵技術(shù)。本次設(shè)計的拉刀常用于加工高精度零件，所以在設(shè)計拉刀時要確保各個參數(shù)的正確性，為了保證在拉削過程中的高精度，拉刀材料的選擇也是設(shè)計拉刀的重點(diǎn)，即要保證拉刀的壽命，也要保證拉刀的成本，加工難度小。422 拔叉的分析 拔叉的作用 題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。 拔叉的工藝分析拔叉是一個很重要的零件，因?yàn)槠淞慵叽绫容^小，結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，其加工內(nèi)花鍵的精度要求較高，此外還有上端面要求加工，對精度要求也很高。其底槽側(cè)面與花鍵孔中心軸有垂直度公差要求，上端面與花鍵孔軸線有平行度要求。因?yàn)槠涑叽缇取缀涡螤罹群拖嗷ノ恢镁?，以及各表面的表面質(zhì)量均影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量，進(jìn)而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工是非常關(guān)鍵和重要的。 拔叉的工藝要求一個好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達(dá)到設(shè)計要求，而且要有好的機(jī)械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質(zhì)量，同時使加工的勞動量最小。而設(shè)計和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。設(shè)計者要考慮加工工藝問題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設(shè)計的要求。 拔叉零件圖其加工有五組加工：銑側(cè)面；拉內(nèi)花鍵孔；粗精銑上端面；粗精銑18H11底槽；鉆、鉸2M8通孔，并攻絲。（1） 側(cè)面的加工主要是為了后續(xù)工序中能有更好的定位面，確保后續(xù)加工所要求的精度。（2） 以為主要加工面，拉內(nèi)花鍵槽，槽數(shù)為6個，其粗糙度要求是底邊，側(cè)邊，內(nèi)孔粗糙度。（3） 另一組加工是粗精銑上端面，表面粗糙度要求為。（4） 第三組為粗精銑18H11底槽，該槽的表面粗糙度要求是兩槽邊，槽底的表面粗糙度要求是。（5） 鉆并攻絲2M8，保證兩螺紋孔中心距為25mm。拔叉毛坯選擇金屬行澆鑄，因?yàn)樯a(chǎn)率很高，所以可以免去每次造型。工件尺寸較小單邊余量一般在，結(jié)構(gòu)細(xì)密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積較小。因其年產(chǎn)量是5000件，查參考文獻(xiàn)[5]，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)。 本章總結(jié)通過對拔叉的工藝分析，為以后工序的設(shè)計安排，夾具的設(shè)計打下理論基礎(chǔ)，在對拔叉進(jìn)行工藝分析時，要充分考慮工件的材料、形狀尺寸，保證工件加工時的良好工藝性，通過對拔叉的分析，確定毛坯為鑄件，在后續(xù)設(shè)計中以此分析為前提，優(yōu)化夾具方案。3 工藝規(guī)程設(shè)計由以上分析可知。該撥叉零件的主要加工表面是平面、內(nèi)花鍵和槽系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證內(nèi)花鍵的加工精度容易。因此，對于拔叉來說，加工過程中的主要問題是保證內(nèi)花鍵的尺寸精度及位置精度，處理好內(nèi)花鍵和平面之間的相互關(guān)系以及槽的各尺寸精度。由上工藝分析知，上端面與槽邊均與花鍵軸有位置度公差，所以，保證內(nèi)花鍵高精度是本次設(shè)計的重點(diǎn)、難點(diǎn)。一個好的結(jié)構(gòu)不但應(yīng)該達(dá)到設(shè)計要求，而且要有好的機(jī)械加工工藝性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質(zhì)量，同時是加工的勞動量最小。設(shè)計和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。對于設(shè)計拔叉的加工工藝來說，應(yīng)選擇能夠滿足內(nèi)花鍵加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價格較底的機(jī)床。，需考慮的因素（1） 要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求，選擇加工方法及分幾次加工。（2） 根據(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設(shè)備。在單件小批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。（3） 考慮被加工材料的性質(zhì)。（4） 考慮工廠或車間的實(shí)際情況，同時也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有加工方法和設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。（5） 此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機(jī)械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。選擇加工方法一般先按這個零件主要表面的技術(shù)要求選定最終加工方法。再選擇前面各工序的加工方法。 面的加工側(cè)面的加工主要是為后續(xù)加工做準(zhǔn)備，因此，在選擇加工方法上可以選用一次性銑面。上端面的查參考文獻(xiàn)[5]，上端面的加工方案為：粗銑——精銑（），~，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較小。 孔的加工（1） 加工內(nèi)花鍵前的預(yù)制孔加工查參考文獻(xiàn)[5]，由于預(yù)制孔的精度為H12，所以確定預(yù)制孔的加工方案為：一次鉆孔，由于在拉削過程中才能保證預(yù)制孔表面精度，所以，在加工內(nèi)花鍵前預(yù)制孔的精度可適當(dāng)降低。（2） 內(nèi)花鍵的加工通過拉刀實(shí)現(xiàn)花鍵的加工，由于拉削的精度高，所以能滿足花鍵表面精度，同時也能保證預(yù)制孔表面精度。（3） 2M8螺紋孔的加工加工方案定為：鉆，攻絲。 槽的加工查參考文獻(xiàn)[5]，槽的加工方案為：粗銑——精銑（），~，粗銑時，精度可適當(dāng)降低。 確定定位基準(zhǔn) 粗基準(zhǔn)的選擇選擇粗基準(zhǔn)時，考慮的重點(diǎn)是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：（1） 粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。（2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。（3） 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。（4） 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時需經(jīng)初加工。（5） 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證拔叉在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從拔叉零件圖分析可知，選擇作為拔叉加工粗基準(zhǔn)。 精基準(zhǔn)選擇的原則（1） 基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣可以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。（2） 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)的統(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設(shè)計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準(zhǔn)。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。（3） 互為基準(zhǔn)的原則。選擇精基準(zhǔn)時，有時兩個被加工面，可以互為基準(zhǔn)反復(fù)加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔，再以孔為基準(zhǔn)磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。自為基準(zhǔn)原則。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準(zhǔn)。例如：磨削機(jī)床導(dǎo)軌面時，是以導(dǎo)軌面找正定位的。此外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準(zhǔn)的例子。此外，還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準(zhǔn)，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設(shè)計簡單等。要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證拔叉在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從拔叉零件圖分析可知，它的內(nèi)花鍵槽，適于作精基準(zhǔn)使用。選擇精基準(zhǔn)的原則時，考慮的重點(diǎn)是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準(zhǔn)。 工藝路線的擬訂對于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。拔叉的加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是：先加工預(yù)制孔，再加工花鍵槽，最后以花鍵槽定位粗、精加工撥叉上端面和底槽及M8螺紋孔。后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。 工序的合理組合確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè)備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則：（1） 工序分散原則工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡單的機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)