叉架类零件加工
常见机械结构加工工艺总结
轮盘类零件
叉架类零件
• 叉架类零件包括各种用途的拨叉、连接块和支架，拨叉 主要用在机床、内燃机等各种机器的操纵机构上，操纵 机构、调节速度，连接块和支架主要起支承和连接作用。
• 叉架类零件的形状结构按功能分为工作部分（由圆柱构 成）、安装固定部分（由板构成）和连接部分（由板或 内板构成）。叉架类零件多为铸件、锻件和焊接件，铸 件具有铸造圆角、凸台、凹坑等常见工艺结构，焊接件 主要由钢板、型材等焊接而成。
• 机加工：自由度高，加工精度高，有利于提高工件质量。
• 批量大且需要尺寸一致性好的产品,或者精度要求较高的产品，最好使用机加工。
基本术语
工序：一个或一组工人在一个工作地对同一个或 同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程， 称为工序。 机械加工工艺过程是由一个或若干个顺序排列的 工序组成的。 工步：加工表面、刀具、进给量、转速不变的条 件下，所连续完成的那部分工艺过程。 安装：工件在一次装夹中所完成的那部分工艺过 程。
加工方法
1. 加工简单，易引偏 2. 散热差 3. 排屑困难
钻削
• 加工范围：
各类孔的粗加工和螺纹加工
当钻孔达不到要求的精度时，需要扩孔 或铰孔。 扩孔用于各类孔的半精加工和螺纹加工 铰孔用于有配合需要的孔的精加工。
钻削
镗削
• 加工特点： 1. 镗刀及刀杆深入孔内进行内孔加工。 2. 要预钻一个孔，便于镗刀及刀杆进入孔
叉架类零件
箱体类零件
• 箱体类零件是机器或部件的外壳或座体，如各类机座、 泵体、阀体等，它是机器或部件中的主体件，起着支承、 容纳、定位和密封作用。
• 箱体类零件结构形状复杂，多为铸件经过必要的加工而 成。总体特点是中空的，有复杂的内腔和外形结构。有 连接固定用的凸缘，支承用的轴孔、肋板，固定用的底 板等，以及安装孔、螺孔、销孔等结构；还常有铸造圆 角、起模斜度、倒角等加工工艺结构。
项目叉架零件机械加工工艺编制
项目叉架零件机械加工工艺编制摘要本文主要介绍了对于项目叉架零件的机械加工工艺的详细编制过程。
该零件是由圆材经过车削、钻孔、镗孔、铰孔与倒角等加工工艺过程加工而成的。
本文先对于零件加工前的准备工作进行了说明，然后具体介绍了每一道工序的工艺流程，包括工艺要点、加工精度控制和注意事项。
最后还对于整个加工工艺流程进行了和分析，提出了进一步完善与优化的建议。
关键词项目叉架；零件加工；机械加工工艺；工艺流程；加工精度控制正文一、准备工作1.零件图纸的仔细审查，了解零件的设计要求和加工工艺要求；2.对加工设备进行保养和维修，确保加工设备状态良好；3.确定合适的切削刀具和夹具，进行检查和更换；4.检查车床、钻床和铣床的坐标轴及切削液的操作情况；5.对加工过程中需要使用的量具进行校准和检查，确保量具精度正常。
二、工序一：车削2.1 工艺要点•根据图纸要求，确定车削的直径、长度、柄径和切削方向；•确定车削用刀具的牌号和参数，根据加工材料的种类、硬度和韧性确定主轴转速；•调整刀具角度和高度，保证车削的直径和长度满足设计要求；•控制切削深度和进给量，确保车削过程中刀具不失效、零件不变形；•掌握合适的冷却液用量，保证工件表面光洁度。
2.2 加工精度控制•根据图纸要求，控制直径和长度的公差，保证零件尺寸精度符合要求；•控制定位基准和锥度角，保证轴向度和倾斜度符合要求；•微调主轴转速和刀具参数，保证工件表面粗糙度符合要求。
2.3 注意事项•严格遵守车削安全规定，保证作业人员和设备的安全；•根据车削过程中加工材料的热膨胀系数，做好加工后的修整。
三、工序二：钻孔3.1 工艺要点•根据图纸要求确定钻孔直径和深度；•保证耳杆和刃角充分涂切削液；•控制钻头压力、进给速度和主轴转速，确保钻孔精度和加工效率；•根据加工过程中的孔壁情况进行调整，保证孔壁成圆度和平整度；•在钻孔后锉孔口，保证孔口光滑，符合要求。
3.2 加工精度控制•根据图纸要求，控制钻孔直径、深度和倾斜度，保证尺寸精度符合要求；•根据加工材料的硬度和韧性，确定钻头的材质和牌号，控制刀具磨损，确保孔壁光洁；•根据钻孔过程中加工材料的热膨胀系数，做好加工后的修整。
机械加工资料
干机械设计这一行的入门和不可缺少的资料1.轴套类零件这类零件一般有轴、衬套等零件，在视图表达时，只要画出一个根本视图再加上适当的断面图和尺寸标注，就可以把它的主要形状特征以及局部结构表达出来了。
为了便于加工时看图，轴线一般按水平放置进行投影，最好选择轴线为侧垂线的位置。
在标注轴套类零件的尺寸时，常以它的轴线作为径向尺寸基准。
由此注出图中所示的Ф14 、Ф11〔见A-A断面〕等。
这样就把设计上的要求和加工时的工艺基准〔轴类零件在车床上加工时，两端用顶针顶住轴的中心孔〕统一起来了。
而长度方向的基准常选用重要的端面、接触面〔轴肩〕或加工面等。
如图中所示的外表粗糙度为Ra6.3的右轴肩，被选为长度方向的主要尺寸基准，由此注出13、28、1.5和26.5等尺寸；再以右轴端为长度方向的辅助基，从而标注出轴的总长96。
2.盘盖类零件这类零件的根本形状是扁平的盘状，一般有端盖、阀盖、齿轮等零件，它们的主要结构大体上有回转体，通常还带有各种形状的凸缘、均布的圆孔和肋等局部结构。
在视图选择时，一般选择过对称面或回转轴线的剖视图作主视图，同时还需增加适当的其它视图〔如左视图、右视图或俯视图〕把零件的外形和均布结构表达出来。
如图中所示就增加了一个左视图，以表达带圆角的方形凸缘和四个均布的通孔。
在标注盘盖类零件的尺寸时，通常选用通过轴孔的轴线作为径向尺寸基准，长度方向的主要尺寸基准常选用重要的端面。
3.叉架类零件这类零件一般有拨叉、连杆、支座等零件。
由于它们的加工位置多变，在选择主视图时，主要考虑工作位置和形状特征。
对其它视图的选择，常常需要两个或两个以上的根本视图，并且还要用适当的局部视图、断面图等表达方法来表达零件的局部结构。
踏脚座零件图中所示视图选择表达方案精练、清晰对于表达轴承和肋的宽度来说，右视图是没有必要的，而对于T字形肋，采用剖面比拟适宜。
在标注叉架类零件的尺寸时，通常选用安装基面或零件的对称面作为尺寸基准。
叉架类零件
任务1:轴承座识读
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任务1:轴承座识读 识读内容
1、轴承座的的形体分析，并分析该轴承座的表达方 法，从而想象出该轴承座内外结构形状。 2、分析该轴承座的尺寸基准及定形、定位尺寸。 3、弄清该轴承座的加工技术要求（尺寸要求、形状 和位置要求、表面质量要求等）
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任务1:轴承座识读
1. 常以工作位置或自然位置放置，主视图主要由形状 特征和工作位置来确定。
2.除主视图外，一般还需1～2个基本视图才能将零件 的主要结构表达清楚。
3. 常用局部视图、局部剖视图表达零件上的凹坑、凸 台等。筋板、杆体常用断面图表示其断面形状。用斜 视图表示零件上的倾斜结构。
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情境五 叉架类零件
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任务2:支架识读
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任务2:支架识读
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任务2:支架识读工业职业技术学院
任务2（2）:拨叉识读
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任务2（2）:拨叉识读
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任务3:ＡutoCAD绘制简单叉架类零件
拨叉工作部分
举 例
拨叉联系部分
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情境五 叉架类零件
支架联系部分
支架工作部分
C
A
A-A
B AA
A B-B
B C
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情境五 叉架类零件
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尺寸标注
情境五 叉架类零件
1、长、宽、高方向的主要基准一般为加 工的大底面、对称平面或大孔的轴线。
2、定位尺寸较多，一般注出孔的轴线（中 心）间的距离，或孔轴线到平面间的距离，或 平面到平面间的距离。
项目三 叉架类加工(1)
刮研平面； 研磨平面。 平面的光整加工方法
任务一 制订拨叉零件的工艺规程，分析叉架类零件的工艺工装设计要点
端平面的车削 在车床上, 利用夹具装夹各种工件,以车削其端面,端台阶面.
加工精度IT8,Ra12.5–1.6µm.平面度0.005—0.008mm/100mm。 刨削 刨削又可分为粗刨和精刨：精刨所能达到的精度为IT9—IT7, Ra3.2—1.6 µm,直线度为0.04—0.12 mm/m.采用宽刀细刨可进一步提高 精度和降低表面粗糙度.机床有牛头刨床、龙门刨床 平面刨削方法
任务一 制订拨叉零件的工艺规程，分析叉架类零件的工艺工装设计要点
叉架类零件的定位基准与装夹方法
定位基准
端面为定位基准，或选择端面与孔组 合定位。
装夹方法 销与压板组合进行压紧
5）叉架类零件的加工工装设计
定位装夹的原则： 一方面为装夹方便， 另一方面为减少定位 误差
刀具的选择与应用
铣夹具的选择与设计
1、周磨 1)用砂轮的圆周进行磨削的方式 2)特点 (1)砂轮与工件的接触面积小,磨削力小,磨削热少,冷却散热排屑条件好. 砂轮的磨损均匀。 (2)磨削精度高.IT6-IT5,Ra0.8–0.2µm,直线度0.01-0.03mm/m,两平面间 平行度0.01~0.03mm。 (3)用于在各种生产批量中磨削精度较高零件上的平面,特别适用于磨削 两平面均具有较高平行度要求的平面,小型平面可磨削多个以提高生产效 率.
周铣：用铣刀圆周面上的刀齿进行铣削的方式. 端铣：用铣刀端面上的刀齿进行铣削的方式.
端铣与周铣的比较：
(1) 端铣比周铣表面粗糙度低.端铣时,同时参加铣削的刀齿多,铣削 过程平稳.
(2) 周铣,每次只有1—2个刀齿参加切削,刀齿的间断切削，切削厚 度,及切削力变化较大,其加工表面实际上是由许多波浪式的小圆弧组成 的，铣削过程中的振动也较大,铣削过程不平稳.
叉架类零件机械加工工艺分析
立德 • 敬业 • 精技 • 创新
铣削分为：周铣：铣刀刀齿分布在圆柱表面，周铣主 要加工成形表面和组合表面。 端铣：铣刀刀齿分布在平面上，易获得较小的表面粗 糙度值和较高的生产率。因为端部的副切削刃、倒角 刀尖具有修光作用。 逆铣：铣刀切入工件时的切削速度方向与工件的进给 方向相反。切削厚度从0逐渐增大至最大，有挑起工件 的趋势，引起振动，影响表面粗糙度。 顺铣：铣刀切入工件时的切削速度方向与工件的进给 方向相同。铣削厚度从最大到0，没有逆铣的刀齿滑移 现象，刀具耐用度提高，主要用于精加工。
立德?敬业?精技?创新喷丸处理也称喷丸强化是将高速弹丸流喷射到工件表面使工件表层发生塑性变形而形成一定厚度的强化层强化层内形成较高的残余应力由于工件表面压应力的存在当工件承受载荷时可以抵消一部分抗应力从而提高工件的疲劳强度
叉架类零件机械加工工艺分析
立德 • 敬业 • 精技 • 创新
一、叉架类零件功用 叉架类零件一般都是传力构建，承受冲击载荷 2、外形特点 外形复杂，不易定位； 弯曲刚性差，易变形； 尺寸精度、形状精度、位置精度和表面粗糙度要求较高； 叉架类零件一般有1～2个主要孔。
立德 • 敬业 • 精技 • 创新
二、叉架类零件的主要技术要求
一般叉架类零件的主要孔的加工精度要求较
立德 • 敬业 • 精技 • 创新
喷丸处理也称喷丸强化，是将高速弹丸流喷射到工
件表面，使工件表层发生塑性变形，而形成一定厚 度的强化层，强化层内形成较高的残余应力，由于 工件表面压应力的存在，当工件承受载荷时可以抵 消一部分抗应力，从而提高工件的疲劳强度。广泛
用于大型造船厂、重型机械厂、汽车厂等。
立德 • 敬业 • 精技 • 创新
磨削： 平磨：砂轮的工作面是端面，刚性好，主要承受轴 向力，可采用较大的磨削用量。砂轮的磨粒与工件 接触面大，效率高，但散热差，表面易烧伤，磨削 精度较低，宜于粗磨。 研磨：精度等级可达IT5，Ra0.1～0.006。刮研：用 于未淬火工件，加工精度大IT7，Ra0.8～0.12、叉 架类零件的定位基准与装夹方法定位基准：大多数 选择端面作为定位基准，或选择端面与孔组合定位。
11叉架类零件
零件图——常见典型零件图例分析
轴套类零件盘盖类零件箱体类零件叉架类零件叉架类零件
叉架类零件主要起连接、拨动、支承等作用，它包括拨叉、连杆、支架、摇臂、杠杆等零件。
一、结构分析
叉架类零件的结构形状多样，差别较大，但都是由支承部分、工作部分和连接部分
组成，多数为不对称零件，具有凸台、凹坑、铸（锻）造圆角、拔模斜度等常见结
构。
二、表达方法
这类零件结构较复杂，需经多种加工，常以工作位置或自然位置放置，主视图主要由形状特征和工作位置来确定。
一般需要两个以上基本视图，并用斜视图、局部视图，以及剖视、断面等表达内外形状和细部结构。
三、尺寸标注
1、 它们的长、宽、高方向的主要基准一般为加工的大底面、对称平面或大孔的轴线。
2、定位尺寸较多，一般注出孔的轴线（中心）间的距离，或孔轴线到平面间的距离，或平面到平面间的距离。
3、定形尺寸多按形体分析法标注，内外结构形状要保持一致。
四、技术要求
根据此类零件的具体要求确定其表面粗糙度、尺寸精度和形位公差。
工程车辆主要零件热处理工艺
工程车辆主要零件热处理工艺工程车辆工作强度大，工况复杂，工作环境恶劣，因此，常用的一些关键零部件必须要采用合适的热处理方式，以提高其强度和耐磨性等综合性能。
一般情况下，工程车辆主要热处理零件包括轴（套）类、齿轮类、大型焊接结构件和叉架类等，本文针对上述零件热处理方式及技术应用发展趋势进行阐述。
轴（套）类零件热处理工程车辆常用的轴套类零件材料有45钢、20CrMnTi、20CrMo、40Cr和42CrMo等，热处理方式主要以材料碳含量区分，低碳（合金）钢一般采用渗碳、淬火的热处理方式，中碳（合金）钢一般采用调质处理。
1.调质处理由于许多工程车辆零件要求具有较高的强度和可靠性，因此一般轴类、套类零件均需进行调质处理。
目前，建筑机械调质处理零件一般是沿用锻造、正火、淬火和高温回火等工序进行处理，调质处理一向被认为是最合理的工艺方法，但也有一些不足之处，如工艺流程复杂及成本较高等。
工程车辆零件调质处理后应达到特定的要求：即淬火后回火前，表面金相组织应为马氏体或贝氏体，当零件直径小于使用材料的临界直径时，调质后的金相组织应为回火索氏体；凡零件直径大于使用材料的临界直径，调质后心部允许有细珠光体和游离铁素体。
零件调质处理后，表面硬度波动范围应符合附表要求。
工程车辆零件调质处理后表面硬度允许波动范围2.锻造淬火目前，在提倡建议节约型国家的大背景下，以节约能源和提高热处理性能为目的的锻造淬火逐渐被广泛采用。
锻造淬火工序为钢坯加热、预轧、模锻、切边、淬火和回火。
钢坯加热一般采用感应加热，所以不会产生太大的污染，工作环境良好。
由于锻造淬火利用锻造后的余热直接淬火，省去了第二次加热工序，经过锻造淬火处理后工件的淬透性好，甚至可以替代低合金钢，能使心部得到充分地硬化，并且有很好的韧性。
锻造淬火与普通淬火冲击值如图1所示，采取锻造淬火后的零件韧性增强，疲劳强度提高。
3.表面感应淬火在工程车辆中，一些中碳钢的轴类零件整体或局部通常采用高频、中频或超音频加热表面淬火热处理工艺。
叉架类零件加工
2 可把夹具分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、
磨床夹具、齿轮机床夹具和数控机床夹具等。
3 按夹具夹紧动力源可将夹具分为手动夹具和机动夹具两大类。
3.机床夹具的组成 机床夹具的种类繁多、结构各异，但其工作原理基本相同。
按夹具上各部分元件和装置的功用划分，夹具一般有以下 几个组成部分，以图4.4钻模夹具为例。 1 定位元件用于确定工件在夹具中的正确位置，它是夹具的 主要功能元件之一。
4.1.3任务拓展
试编制如图4.3所示支架的机械加工工艺过程卡。
任务二 机床夹具概述
（1 （2）了解机床夹具的现状和发展方向。
4.2.1机床夹具的功能及组成
1.机床夹具的作用 （1）稳定保证加工质量。 （2）提高劳动生产率。 （3）减轻工人的劳动强度，保证安全生产。 （4）扩大机床的使用范围。 2.机床夹具的分类 1）按夹具的通用特性分类 常用的夹具有通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和
4.加工阶段的划分:该拨叉加工质量要求较高，可将加工阶 段划分成粗加工、半精加工和精加工三个阶段。
5.工序顺序的安排 1）机械加工工序
2 模锻成型后切边，进行调质，调质硬度为241 HBS～285 HBS,并进行酸洗、喷 丸处理。 3 在粗加工拨叉脚两端面和热处理后，安排校直工序；在半精加工后，安排去毛 刺和中间检验工序；精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。
4.2.2机床夹具的现状及发展方向
1.机床夹具的现状 近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统
（FMS）等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新
（1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准
（2 （3 （4 （5）采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一
典型零件尺寸标注(轴套类、盘类、叉架类、箱体类零件尺寸标注举例)
典型零件尺寸标注举例根据零件的形状和结构特点，通常将零件分成四大类：轴、套类零件；叉架类零件；盘类零件；箱体类零件。
1.轴套类零件的尺寸标注轴套类零件的表达方法，前面已经讨论过，以加工位置原则确定主视图的位置，轴线水平放置，用断面图来表达键槽的形状，螺纹规定画法加上螺纹的标注等。
这类零件的一般以轴线作为径向尺寸基准（就是常说的高度和宽度方向的尺寸基准）如图1中的φ28k7、φ34、φ35k6、φ45、φ35k6、φ34、和φ25k6等。
图1 轴类零件:径向尺寸基准以及径向尺寸的标注长度方向的基准一般选择重要的端面、接触面等，如图2所示，以右端面作为长度方向的基准，从这里标注引出32、95和400的尺寸。
图2轴类零件：长度方向尺寸基准以及长度方向尺寸的标注如图3所示为某企业零件：轴的零件图。
是一张具备完整的尺寸标注、形位公差要求及其他技术要求说明的零件图。
视图表达方式合理。
图3 轴的零件图2.盘类零件尺寸标注举例这类零件主要有手轮、带轮、端盖等。
它们主要也是在车床上进行加工的。
前面已经讨论过，主视图按加工位置原则，轴线水平放置。
盘盖类零件和轴类零件一样，以轴线作为径向尺寸基准，长度方向的尺寸基准常选用重要的端面或接触面，径向和长度方向的尺寸标注，如图4所示。
图4 盘类零件图：径向、长度方向尺寸基准及其尺寸标注完整的盘类零件图，包括视图表达，尺寸标注、尺寸公差标注、形位公差标注、表面粗糙度标注以及其他技术要求说明，如图5所示。
图5 盘类零件图3.叉架类零件的尺寸标注这类零件结构形状复杂、常有倾斜、弯曲的结构。
常用铸造和锻压的方法制成毛坯，然后进行切削加工。
叉架类零件因为结构复杂，各加工面往往需在不同的机床上加工，所以主视图选择工作位置原则，主视图投射方向选择最能反映其形状特征的方向。
叉架类零件在标注尺寸时，常选用轴线、安装面或零件的对称面作为尺寸基准。
如图6所示：拨叉零件主视图右端面为长度方向的主要尺寸基准，左视图中的中心线为零件宽度方向的尺寸基准，底部空心圆柱体的轴心线为高度方向的尺寸基准。
第9章--叉架类零件
9.1叉架类零件的结构分析 9.2 叉架类零件的表达方法 9.3叉架类零件的尺寸及技术要求的标注 9.4叉架类零件图读图实例
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知识目标 ◎了解叉架类零件工艺结构的作用。 ◎了解薄壁冲压件、塑料浇注件等零件的相 关知 识。 ◎掌握叉架类零件常见的表达方法。 ◎掌握叉架类零件的尺寸及技术要求的注法。
定位尺寸一般要标注孔的中心线（或轴线） 之间的距离，或孔的中心线（或轴线）到平面 的距离，或平面到平面的距离。
此外，由于这类零件图的圆弧连接较多，所 以应给出已知圆弧与中间圆弧的定位尺寸。
如上图所示，摇臂的定位尺寸如38、8、 30°、1；其余为定形尺寸。
由于摇臂上下两端是圆柱体，不需要标注总 体尺寸。
技能目标 ◎学会常见叉架类零件图的读图方法。
9.1叉架类零件的结构分析
常见的轴承座、拨叉等零件属于叉架类零件。这类零件 的毛坯形状比较复杂，一般需经过铸造加工和切削加工等 多道工序。
叉架类零件具有铸（锻）造圆角、拔模斜度等结构。这 类零件一般由三部分构成：支承部分、工作部分和连接部 分。支承部分和工作部分细部结构较多，如圆孔、螺孔、 油槽、油孔、凸台和凹坑等。连接部分多为肋板结构，且 形状弯曲、扭斜的较多。
9.2 叉架类零件的表达方法
叉架类零件的结构形式较多，一般以自然放 置、工作位置或按形状特征方向作为主视方向， 采用1～2个基本视图；
根据具体结构增加斜视图或局部视图，用斜 剖等方法作全剖视图或半剖视图表达内部结构；
对于连接支撑部分的截面形状，则用断面图 表示。
9.2.1单一斜剖切平面
用不平行于任何基本投影面的单一剖切平面 剖开机件，表达机件倾斜部分的内部结构。
用安装基准面、零件的对称面、孔的轴线和较大 的加工平面，如图所示。
机械制图：看懂叉架类零件图
2.3
3 1:5
3
A
24 01 3
06
5.21 6.1
01 53 6.1 5.21 01 Φ 02 Φx2
25
03 Φ
24 Φ
3.6
62 Φ
24
8.0 21
21
62
余其 H7-8M
5.21
51 Φ
3.6
52
4 A 62 63
7
7
读图实例4
1、了解叉架类零件结构特征； 2、掌握图样斜视图画法； 3、了解叉架零件加工过程，掌握尺寸公差标注要求；
7.1.1认识叉架类零件
叉架类从零平件包面括拨图叉、形连开杆和始各种支架等，主要起支承和
连接作用。拨叉主要用在机床、内燃机等各种机器的操作机构
上，起按操照纵、标调准速作来用画。图支架，主都要起懂支你承和！连接作用。其形状
该支架零件图由主视图、俯视图、左视图、一个局部视图、一个 斜视图、一个移出断面组成。主视图上用了两个局部剖视和一个重合断 面，俯视图上也用了两个局部剖视，左视图只画外形图，用以补充表示 某些形体的相关位置。
3、进行形体分析和线面分析 （1）先看大致轮廓，再分几个较大的独立部分进行形体 分析，逐一看懂； （2）对外部结构逐个分析； （3）对内部结构逐个分析； （4）对不便于形体分析的部分进行线面分析。
从平面图形开始
按照标准来画图，都懂你！
形形色色的叉架类零件
看懂叉架类零件图
一、项目导读 叉架类零件是典型的局部支撑零件，与销轴配合，上有肋板、圆弧过渡
从平面图形开始 等结构，技术要求一般,画图较难，是一般工作任务。
二、最终目标 掌握叉架类零件结构特点，画出标有合理尺寸及公差的零件图。
叉架工艺及加工孔夹具设计
1绪论学生在学习机械加工工艺的过程当中，都不可避免需要学习必要的机床操作技术。
让我们了解了机床操作相关工种的操作技术的时候，同时也培养了学生在上岗工作之后的积极性。
在教师在给学生教学数控理论知识的时候，同时也要求学生要求实际掌握基本的机械加工工艺，以及强化其系统意识，并且要求能够拥有手动操作和自动操作的能力之间的联系，争取将学生培养成为能够灵活适应各种各样工作环境以及不同岗位的人才。
数控车工的理论基础工艺以及将各种操作技能灵活应用融合在一起，这其中就包括了机床夹具的使用，量具的正确读数和使用。
刀具的基本使用方式和定位。
细致阐述出机床的各种操作和编程程序的初、中级别内容。
这其中就以机械加工当中的车工工艺学和机床技术相结合作为主线，量具的读数、刀具的使用和安装、工件的定位和安装、金属器具的加工。
在本文当中，以选择切削的用量以及工位的定位夹和车床加工顺序作为例子，并结合数控加工的特点，对于加工工艺的方案进行分析和对机床选择，最终确定加工路线和数控程序的编程，最终确定出生产工艺的具体实际方案。
在整个确定工艺的过程当中，先是分析零件再是确定出最佳施工方案，将加工零件的成本控制到最低，选定最合适的夹紧定位方式，最终目的是使得能够方便得加工零件，精准得定位和最合理得刀具选择和切削得量。
确保零件在确保精准加工的前提下，最大程度确保高效率的加工和最低的刀具消耗量。
最终形成完整的工艺文件，并能指导实际生产。
本次课题的主要任务如下所示：1）运用制图软件绘制零件二维图纸。
2）分析零件的技术要求，确定零件的加工方案。
3）合理的选择刀具、切削参数。
4）制定相应的工艺卡片。
5）设计镗孔夹具设计。
2 零件的图样分析2.1 零件的结构特点分析如图2.1所示零件图，图中有不清晰之处请查看附图，其毛坯材料为Q235，批量生产，试运用所学知识对零件进行工艺分析。
图2.1 零件图从图2.1中可以看出，该零件的总体结构为一叉架类零件，零件主要由平面、凹槽、孔等特征组成。
一种薄壁叉架零件的数控加工工艺研究
机床 与液压
Ｍ ＡＣＨＩ ＮＥ ＴＯＯＬ ＆ ＨＹＤＲＡＵＬＩ ＣＳ
Ｆ ｂ．２ ２ ｅ ０１ Ｖｏ． ０ Ｎｏ ４ １４ ．
第４ ０卷 第 ４期
ＤＯＩ ０ ３ ６ ／ ．ｓｎ １ ０ ：１ ． ９ ９ ｊ ｉ ． ０ １—３ ８ ． ０ ２ ０ ． １ ｓ ８ １２ １ ． ４ ０ ８
１ 零 件 的结构 特 点及 技术 要 求 该零件 的材料 为 ２ ５ ，表 面粗糙 度 Ｒ ６３ ｍ， Ａ０ ａ ．
尺寸公差 为 Ｉ１ ，其 结构简图如图 １ Ｔ４ 所示 。
豆
图 １ 又 架零件简 图
在加工过程 中 ，该 零件可能会发生如下 问题 ： （ ）零件 腹 板 厚 度 只有 ２ ｍ １ ｍ，且 加 工 面 积 较 大 ，加工 时容易 产生振 动 ，可造成其壁厚公差及表 面
加工效 率高 。
（ ）该零件从安装定 位方面考虑 ，只有底面 ７ ４ ０
２ 数控 加 工工 艺 的制 订
（ ）装 夹方 案 １
的一个孔 （ 先制成 ￣ ０ ７的工艺孔 ）可作定位 基准 ， ｂＨ ７ 还缺一 孔。需 要在毛坯上制作一辅 助工艺基准 。
为了解 决 加工 可 能存 在 的 问题 ，需 采取 以下 措
Ｓ ＯＮＧ ｅ ｇ ｏ．ＬＩＺ ｎ ｅ ｇ Ｗ ｉｕ ｈａ ｆ ｎ
（ ｃａ ｉ ｌ ｎ ｉｅｒ ｇＤ ｐ ｒ ｎ ， ａ ｔ ｏａ ｏ ａ Ｃ ｌ ｇ ， ａ ｔ ｈ ｎ ｏ ｇ２ ４ ０ Ｍｅｈ ｎｃ ｇｎｅｉ ｅ ａ ｍｅｔ Ｙ ｎａ Ｖ ｃｔ ｎｌ ｏｌ ｅ Ｙ ｎａ Ｓ ａｄ ｎ ６ ０ ０，Ｃ ｉａ ａＥ ｎ ｔ ｉ ｉ ｅ ｉ ｈｎ ）
（ ）腹板 与 扇形 框周 缘相 接处 的底 圆角 半径 为 ５
叉架类零件结构特点
叉架类零件结构特点
叉架类零件是指用于支撑和连接车辆前后轮之间的框架结构，通常由多个零部件组成。
其主要结构特点如下：
1. 主要由上下两个U型梁组成，中间连接着多个横向托架和斜撑杆。
这种结构可以提供足够的强度和刚度，以支撑整个车身。
2. 叉架类零件通常采用钢材或铝合金制造，具有较高的强度和耐腐蚀性能。
同时，在制造过程中还需要进行热处理、焊接等工艺处理，以确保其质量和性能。
3. 叉架类零件还需要考虑车辆的悬挂系统和转向系统等因素。
例如，在前轮悬挂系统中需要考虑叉臂、减震器等零部件的连接方式，以及与转向系统的协调配合。
4. 为了提高整车的安全性能，在设计叉架类零件时还需要考虑碰撞安全性能。
例如，在前部叉架设计中需要设置防撞梁、缓冲器等装置，以吸收碰撞时产生的冲击力。
5. 叉架类零件还需要考虑车辆的空气动力学性能。
例如，在设计车身底部时需要考虑空气流动的影响，以减少阻力和提高燃油经济性。
总之，叉架类零件是车辆结构中非常重要的组成部分，其设计和制造需要考虑多个因素，以确保整个车身具有足够的强度、刚度、安全性能和空气动力学性能。
叉架类零件图
c) 旋转配置与标注
图 8-5 单一斜剖切平面（全剖视图） 单一斜剖切平面剖切机件所得到旳剖视图必须加标注，且最佳配置在箭头所
指旳方向与基本视图保持投影关系，如图 8-5b 中旳 B—B 所示。也可将其平移到
其他合适位置或将图形转正画出，在上方需加注旋转符号“
”。
3 几种平行旳剖切平面旳剖视图 如图 8-6 所示，假想用两个相互平行旳剖切平面 A 来剖切(一种剖上部沉孔， 另一种剖下部轴孔)，所剖到旳两部分合起来构成一种全剖视图，也称阶梯剖。 在上述旳剖视图中，必须标出剖视图名称、剖切符号，并在剖切面旳起迄和 转折处标注相同旳字母 (图 8-6 中旳 A—A 剖视)，但当转折处位置有限又不致引 起误解时允许省略字母。
图2 摇臂座旳体现方案一
图2 摇臂座旳体现方案二
图3 拨叉旳体现方案
图示摇杆采用了局部剖旳主、俯两个视图，A-A 斜剖，并配有局部剖和断面图。 图4 摇杆旳体现方案
图5 支架旳体现方案
图6 轴承座旳体现方案
图7 托架旳体现方案
图8 刹车支架旳体现方案
图9 支架旳体现方案
图10 支座旳体现方案
a) 拨叉
b）连杆
c) 摇杆
d) 支架
图 1 叉架类零件构造特点
e）轴承座
（二）叉架类零件旳体现措施
• 1、主视图旳选择 ①因为叉架类零件旳加工工序较多，加工位置多变，所以，选择主视 图时，常以工作位置安放，按形状特征拟定投影方向。
• ②常采用剖视图(形状不规则时用局部剖视为多)体现主体内形和局部 内形。 2、其他视图旳选择 ①叉架类零件结沟形状(尤为外形)较复杂，一般需要两个或两个以旳 基本视图，并多用局部剖视兼顾内外形状来体现。 ②叉杆零件旳倾斜构造常用向视图、斜视图、局部视图、斜剖视图、 断面图等体现。此类零件应合适分散地体现其构造形状。
测绘叉架类零件
任务二 叉架类零件图的识读
3)看尺寸标注
又架类零件的长度、宽度和高度三个方向上的尺寸基准，通常为孔的 中心线、轴线、对称平面或较大的加工平面。例如，踏脚座零件以安装 板左端面作为长度方向的尺寸基准；安装板的水平对称面作为高度方向 的尺寸基准；从这两个基准出发，分别标注出74、95，定出上部轴承的 轴线位置，作为φ20、φ38的径向尺寸基准；宽度方向的尺寸基准是前 后方向的对称面，由此标注出的尺寸是30、40、60，以及在A向局部视 图中注出60、90。
任务一 叉架类零件的表达方案选择
图4-1 典型叉类零件 a)拨叉b)摇臂c)连杆
任务一 叉架类零件的表达方案选择
架类零件包括支架、支座、托架等，其主要功能为支承。 典型的架类零件如图4-2所示。
叉架类零件的结构比较复杂，形状不规则，一般由工作部 分、支承部分和连接部分组成。工作部分为支承或带动其他 零件运动的部分，一般为孔、平面、各种槽面或圆弧面等。 支承部分是支承和安装自身的部分，一般为平面或孔等。连 接部分为连接零件自身的工作部分和支承部分的那一部分， 其截面形状有矩形、椭圆形、工字形、T字形、十字形等多 种形式。叉架类零件的毛坯多为铸件或锻件，零件上常有铸 造圆角、肋、凸缘、凸台等结构。
由于叉架类零件往往具有倾斜结构，所以仅采用基本视图很难清楚地 表达某些局部结构的详细形状，因此常常采用局部视图、斜视图、剖面 等表达零件的细部结构。本图除了主视图外，还采用俯视图表达安装板
、 肋板和轴承的宽度，以及它们的相对位置；此外，用A向局部视图，表达 安装板左端面的形状；对T字形肋板，采用移出断面表达肋的剖面形状。
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单方向作用力（如工件重力），使得工件孔与定位销在一固定处接触， 定位副间只存在单边间隙。 （2）圆柱孔与定位销（或心轴）任意边接触。孔中心线相对于心轴 中心线可以在间隙范围内作任意方向、任意大小的位置变动 3）工件以外圆柱面在V形块上定位时的基准位移误差 若不考虑V形块的制造误差，则工件轴线总是处于V形块的对称面上， 这就是V形块
2 夹紧装置用于保证工件在加工过程中受到外力（如切削力、
重力、惯性力等）作用时，已经占据的正确位置不被破坏。 3）对刀— 对刀—导向元件用于确定刀具相对于夹具的正确位置和引
导刀具进行加工。
4 夹具体是机床夹具的基础件，它用于连接夹具上各个元件
或装置，使之成为一个整体，并与机床有关部件相连接
5 确定夹具在机床上正确位置的元件，如定位键、定位销及
4.3.2定位误差计算 1.基准不重合误差 由此可见，基准不重合误差的大小等于工件上从工序基准到调刀基准
（定位基准）之间的尺寸误差积累。显然，基准不重合误差是由于定 位基准选择不当引起的，可以通过用D面作定位基准加以消除。 2.基准位移误差 1）工件以平面定位时的基准位移误差 工件以平面定位时，其定位误差主要由基准不重合所引起，即其误差
4.加工阶段的划分:该拨叉加工质量要求较高，可将加工阶 段划分成粗加工、半精加工和精加工三个阶段。
5.工序顺序的安排 1）机械加工工序
2 模锻成型后切边，进行调质，调质硬度为241 HBS～285 HBS,并进行酸洗、喷 丸处理。 3 在粗加பைடு நூலகம்拨叉脚两端面和热处理后，安排校直工序；在半精加工后，安排去毛 刺和中间检验工序；精加工后，安排去毛刺、清洗和终检工序。
紧固螺栓等。
6）其他元件和装置 （1 （2 （3）吊装元件，对于大型夹具，应设置吊装元件，如吊
（4）工件的顶出装置（或让刀装置），加工箱体类零件 多层壁上的孔。
4.机床夹具的基本要求 （1）保证工件加工工序的技术要求。 （2）提高生产率，降低成本，提高经济性。 （3）操作方便、省力和安全 （4）便于排屑。 （5）结构工艺性要好
2）一圆柱销一削边销一支承板的定位方式
3）基准位移误差
5）计算定位误差
4.3.3定位装置设计示例
2.计算定位误差
任务四 设计夹紧装置
【学习目标】 （1 （2）能根据零件的加工要求选择合理的夹
紧方式，并能设计夹紧装置。
1.夹紧装置的组成及基本要求 1）夹紧装置的组成 （1）力源装置。力源装置是指产生夹紧作用力的装置，所产
4.工件以锥孔定位 （1）高的精度。定位元件的精度直接影响定位误
差的大小。一般工厂多是根据经验取定位元件的 制造公差的1/3～1/5。定得过宽，会降低定位精 度。定得过严，则制造困难。 （2）高的耐磨性。因定位元件经常与工件接触， 容易磨损。为避免因定位元件的磨损而影响定位 精度，甚至产生废品，以致于不得不经常修理或 更换定位元件，因此要求定位元件的工作表面要 有足够的耐磨性。 （3）足够的刚度与强度。应避免由于工件的重量、 夹紧力、切削力等因素的影响，使定位元件变形 或损坏。 （4）良好的工艺性。定位元件应便于加工、装配 和维修。
生的力称为原动力，常用的动力有气动、液动、电动等。 （2）中间传力机构。中间传力机构是指将力源装置产生的原
动力传递给夹紧元件的机构 （3）夹紧元件。夹紧元件是夹紧装置的最终执行元件，它直
接作用在工件上完成夹紧作用 2）对夹紧装置的基本要求 （1 （2）夹紧力的大小要适当，既要夹紧，又不使工件产生不允
（2）螺旋压板夹紧机构.在夹紧机构中，结构形 式变化最多的是螺旋压板机构，如图4.47所示。 选用时，可根据夹紧力大小的要求、工作高度尺 寸的变化范围、夹具上夹紧机构允许占有的部位 和面积进行选择。例如，当夹具中只允许夹紧机 构占据很小的面积，而夹紧力又要求较小时，可 选用如图4.47（a）所示的螺旋压板夹紧机构。又 如，工件夹紧高度变化较大的小批单件生产，可 选用如图4.47（e）、图4.47（f）所示的通用压
4.2.2机床夹具的现状及发展方向
1.机床夹具的现状 近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统
（FMS）等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新
（1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准
（2 （3 （4 （5）采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一
（6
2.现代机床夹具的发展方向 （1）标准化。机床夹具的标准化，有利于夹
（2）可换式定位销。在大批量生产时，因装卸工件频繁，
2）定位心轴
（1）圆柱心轴。图4.14（a）是间隙配合心轴，其工作部 分一般按h6、g6或f7制造，与工件孔的配合属于间隙配合。 特点是装卸工件方便，但定心精度不高。
（2）锥度心轴。如图4.15所示，工件楔紧在心轴上，定心 精度高，但轴向位移大。工件是靠基准孔与心轴表面的弹 性变形夹紧的，故传递转矩较小，适于精加工或检验工序。 基准孔的精度应不低于IT7。
3）夹紧力大小的确定
4.2.2典型夹紧机构
1.斜楔夹紧机构
斜楔是夹紧机构中最基本的增力和锁紧元件。它是利用斜 楔的斜面移动产生楔紧力直接或间接地对工件夹紧的机构。 直接使用斜楔夹紧工件的夹具较少，它常与其他机构联合 使用。斜楔夹紧机构可分为无移动滑柱的斜楔机构和带滑 柱的斜楔机构，如图4.44所示。生产中广泛采用气动和液 动，以改变原动力的方向和大小，这是一种很好的增力机 构，在自动定心夹紧机构中常应用。
3.基准不重合误差与基准位移误差的合成 由上述分析可知，基准位移误差是由于定位副制造误差及
其配合间隙引起的，而基准不重合误差是由于定位基准选 择不当产生的。在工件定位时，上述两项误差可能同时存 在，也可能只有一项存在，而定位误差正是这两项误差共 同作用的结果。
4.工件的组合定位 1）两圆柱销一支承板的定位方式
4.1.3任务拓展
试编制如图4.3所示支架的机械加工工艺过程卡。
任务二 机床夹具概述
（1 （2）了解机床夹具的现状和发展方向。
4.2.1机床夹具的功能及组成
1.机床夹具的作用 （1）稳定保证加工质量。 （2）提高劳动生产率。 （3）减轻工人的劳动强度，保证安全生产。 （4）扩大机床的使用范围。 2.机床夹具的分类 1）按夹具的通用特性分类 常用的夹具有通用夹具、专用夹具、可调夹具、组合夹具和
设计时应根据所需的夹紧力的大小选择合适的螺纹直径。 图4.48给出了螺栓端部的当量摩擦半径，以便计算出作用
（1）斜楔的夹紧力。图4.45为夹紧机构斜楔的受 力分析图。根据图4.45（a）可推导出斜楔夹紧机 构的夹紧力计算公式
2.螺旋夹紧机构
（1）简单螺旋夹紧机构。 这种装置有两种形式，如 图4.46（a）所示的机构 螺杆直接与工件接触，容 易损伤已加工面或使工件 转动，一般不宜选用。如 图4.46（b）所示的是常 用的螺旋夹紧机构，其螺 钉头部常装有摆动压块， 可防止螺杆夹紧时带动工 件转动和损伤工件表面。
2.工件以圆孔定位
1
定位销是长度较短的圆柱形定位元件，其工作部分的直径 可根据工件定位基面的尺寸和装卸的方便设计，与工件定 位孔的配合按g5、g6、f6、f7制造。
（1）固定式定位销
它是直接用过盈配合（H7/r6或H7/n6）装在夹具体上的定 位销，有圆柱销和菱形销两种类型，其中，圆柱销限制工 件的两个移动自由度，菱形销限制工件的一个自由度。
任务三 设计定位装置
【学习目标】 （1）能根据零件的加工要求选用合理的定
（2）会分析定位误差对零件加工精度的影 响。
4.3.1工件的定位基面及夹具的定位元件
1.工件以平面定位 1）固定支承 （1）固定支承钉，支承钉与夹具体孔的配合为H7/r6或H7/n6。带套
筒支承钉外径与夹具体孔的配合亦为H7/r6或H7/n6，内径与支承钉的 配合为H7/js6。当使用几个平头支承钉（处于同一平面）时，装配后 应一次磨平工作表面，以保证平面度。 （2）支承板。多用于精基准定位，支承板用螺钉紧固在夹具体上。 当一个平面采用两个以上的支承板定位时，装配后应一次磨平工作表
自动线夹具等六大类。
2 可把夹具分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、
磨床夹具、齿轮机床夹具和数控机床夹具等。
3 按夹具夹紧动力源可将夹具分为手动夹具和机动夹具两大类。
3.机床夹具的组成 机床夹具的种类繁多、结构各异，但其工作原理基本相同。
按夹具上各部分元件和装置的功用划分，夹具一般有以下 几个组成部分，以图4.4钻模夹具为例。 1 定位元件用于确定工件在夹具中的正确位置，它是夹具的 主要功能元件之一。
具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，
（2）精密化。 （3）高效化。高效化夹具主要用来减少工件
加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产 率，减轻工人的劳动强度。 （4）柔性化。机床夹具的柔性化与机床的柔 性化相似，它是指机床夹具通过调整、组合等 方式，以适应工艺可变因素的能力。 4.2.3任务拓展 自找一夹具总图，分析其组成。
2 （1）夹紧力应作用在工件刚度大的部位，使夹紧
变形尽可能要小。 （2）夹紧力的作用点应对准支承或位于几个支承
所组成的面积范围之内，减少工件变形量，避免 工件定位不稳。 （3）夹紧力作用应尽量靠近加工面，可以减少工 件的振动，提高加工表面的质量。 （4）夹紧力应尽量避免作用在已经精加工过的表 面上，以免产生压痕，损坏已加工表面。
（3 （4）手动夹紧装置要有可靠的自锁性，机动夹紧装置要统筹
考虑其自锁性和稳定的原动力。 （5）夹紧装置要具有足够的夹紧行程，以满足工件装卸空间
的需要。 （6 （7）结构简单，制造修理方便，工艺性好，尽量采用标准化
元件。
2.夹紧力的确定 1）夹紧力方向的确定 （1）夹紧力应垂直于主要定位基面。 （2）夹紧力方向使工件夹紧变形最小。 （3）夹紧力的方向应有利于减小夹紧力。