机械设计夹具设计-镗φ55孔夹具设计(拨叉831006)

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可取的良好的经济效果。
3.4.3 加工精度的划分
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： （1）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，选用大的切削用量，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，加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等级为 IT 11 ~ IT 12 。 粗糙度为 Ra10 ~ 1.25 m 。 （2）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 IT 9 ~ IT 10 。 表 面 粗 糙 度 为
3.3 基面的选择
基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可 以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出， 更严重的还会造成零件大批量报废，使生产无法正常进行。
3.3.1 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、位置符合图纸要求。 选择定位粗基准是要能加工出精基准，同时要明确哪一方面的要求是主要的。 粗基准的选择应以下面的几点为原则：a 应选能加工出精基准的毛坯表面作粗基 准。b 当必须保证加工表面与不加工表面的位置和尺寸时，应选不加工的表面作为 粗基准。 c 要保证工件上某重要表面的余量均匀时， 则应选择该表面为定位粗基准。 d 当全部表面都需要加工时，应选余量最小的表面作为基准，以保证该表面有足够 的加工余量。 要从保证孔与孔、孔与平面、平面与平面之间的位置出发，进而保证拨叉 A 在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从拨叉 A 零件图分析可知，选 择平面作为拨叉 A 加工粗基准。
零件材料为 HT200，考虑到车床在加工中的变速虽然不像其它机器那么频繁。 但是，零件在工作过程中，也经常要承受变载荷及冲击性载荷，且它的外型复杂， 不易加工。因此，应该选用铸件以提高劳动生产率，保证精度，由于零件的年生 产量为 5000 件已达到大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用金属 型铸造，这样可以提高生产率，保证精度。
2.4 本章小结
本章主要是对拨叉 A 的分析，主要从拨叉的作用、工艺和加工要求等方面进
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行了分析，对各个所须加工的表面进行了粗略的分析，并进行加工方法的确定。 经过查阅大量的参考资料，和上面的分析使对拨叉 A 有了进一步的认识，为后面 的设计打下了坚实的基础。
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3 工艺规程设计
3.1 确定毛坯的制造形式
2.3 拨叉 A 的工艺
零件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 计者的要求。 从设计拨叉 A 的加工工艺来说，应选择能够满足孔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。
1 绪论
机械制造加工工艺与机床夹具设计是在学完了大学的全部基础课、技术基础 课以及全部专业课之后进行的一次理论联系实际的综合运用，进而使对机械有了 进一步的认识，为以后的工作打下基础。它是主要是对零件的加工工艺和对零件 的某几个工序加工进行专用夹具的设计，从零件的工艺来说，它主要是分析零件 在进行加工时应注意什么问题，采用什么方法和工艺路线加工才能更好的保证精 度，提高劳动生产率。就专用夹具而言，好的夹具设计可以提高产品生产率、精 度、降低成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品在保证精度的前提下 提高效率、降低成本。在本设计中，就针对拨叉 A 的加工工艺进行分析，制定和
3.4 工艺路线的拟订
对于批量生产的零件，一般总是首先加工出统一的基准。拨叉 A 的加工的第 一个工序也是加工统一的基准。具体工序是先以小头孔左端面为粗基准，粗、精 加工小头孔右端面，再以右端面为基准加工小头孔，在后续的工序安排中都是以 小头孔为基准定位。 后续工序安排应当遵循粗精分开和先面后孔的原则。
拨叉 A 是机车变速箱中一个重要的零件，因为其零件尺寸比较小，结构形状 较复杂，但其加工孔和侧面有精度要求，此外还有小头孔上的槽要求加工，对精 度有一定的要求。 拨叉的底面、 大头孔上两侧面和大小头孔粗糙度要求都是 Ra3.2 ， 所以都要求精加工。其大头孔与侧面有垂直度的公差要求，所要加工的槽，在其 槽两侧面有平行度公差和对称度公差要求等。因为零件的尺寸精度、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，因此它们的加工必须保证精度要求。
55 比较加工工艺路线， 选择较好的加工工艺路线进行加工。 并对拨叉叉口两侧面、
孔和槽进行专用夹具的设计，在这过程中，制定多套夹具方案分别对各夹具的定 位误差和精度进行分析计算，选择其一进行下一步的设计，以完成本次设计。通 过这次设计，培养了编制机械加工工艺规程和机床夹具设计的能力，这也是在进 行毕业之前对所学课程进行的最后一次深入的综合性复习，也是一次理论联系实 际的训练。因此，它在我们的大学生活中占有十分重要的地位。 就个人而言，希望通过这次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应 性训练，从中锻炼自己的分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化 建设打下一个良好的基础。 由于能力有限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。
3.4.1 确工序的原则
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： （1）工序分散原则
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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。 （2）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。而且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。一般采用结构简单的专用机床和专 用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、砂粒等的残留量较小。
3.4.2 工序的特点
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。 （1）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。 （2）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。一般采用结构简单的专用机床和专 用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
2.3.1 加工要求
在选择各表面、孔及槽的加工方法时，要考虑加工表面的精度和表面粗糙度 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；要根据生产类 型选择设备，在大批量生产中可采用高效率的设备。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
2.3.3 大头孔的加工
由参考文献[3]表 2.1-11 确定， 55 孔的表面粗糙度要求为 3.2，则选择孔的 加工顺序为：粗、精镗。
2.3.4 小头孔的加工
0.023 250 的孔选择的加工方法是钻，但其表面粗糙度的要求为 Ra 1.6 ，所以
选择加工的方法是钻——扩——铰。
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图 1.1 拨叉 A 零件图
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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。 该零件所需的加工部位为：拨叉小头孔端面、大头孔上两侧面；大小头孔以
0.120 及小头孔端 160 的槽。
2.3.2 平面的加工
由参考文献[3]表 2.1-12 可以确定，底面的加工方案为底平面：粗铣——精 铣（ IT 7 ~ IT 9 ） ，粗糙度为 Ra 6.3 ~ 0.8 m ，一般不淬硬的平面，精铣的粗糙度可 以较小。
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3.3.2 精基准的选择
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出发，进而保证拨叉 A 在整个加工过程中基本上都能用统一的基准定位。从拨叉 A 零件图分析可知，该 零件的底平面与小头孔，适于作精基准使用。但用一个平面和一个孔定位限制工 件的自由度是不够的，它只限制了五个自由度，如果采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。 选择精基准的原则时，重点考虑的是有利于保证工件的加工精度并使装夹更 为方便。