拨叉加工工艺论文说明书Word文档下载推荐.docx
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导师签名：
日期：
注意事项
1.设计（论文）的内容包括：
1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）
2）原创性声明
3）中文摘要（300字左右）、关键词
4）外文摘要、关键词
5）目次页（附件不统一编入）
6）论文主体部分：
引言（或绪论）、正文、结论
7）参考文献
8）致谢
9）附录（对论文支持必要时）
2.论文字数要求：
理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括：
任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。
4.文字、图表要求：
1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写
2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。
图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画
3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印
4）图表应绘制于无格子的页面上
5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档
5.装订顺序
1）设计（论文）
2）附件：
按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订
指导教师评阅书
指导教师评价：
一、撰写（设计）过程
1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神
□优□良□中□及格□不及格
2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度
3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力
4、研究方法的科学性；
技术线路的可行性；
设计方案的合理性
5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
三、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
建议成绩：
（在所选等级前的□内画“√”）
指导教师：
（签名）单位：
（盖章）
年月日
评阅教师评阅书
评阅教师评价：
一、论文（设计）质量
二、论文（设计）水平
评阅教师：
教研室（或答辩小组）及教学系意见
教研室（或答辩小组）评价：
一、答辩过程
1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况
2、对答辩问题的反应、理解、表达情况
3、学生答辩过程中的精神状态
评定成绩：
教研室主任（或答辩小组组长）：
（签名）
教学系意见：
系主任：
1绪论
机械制造加工工艺与机床夹具设计主要是对零件的加工工艺进行分析和对零件的某几个主要部位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。
在本次设计中，就针对拨叉的加工工艺进行分析，制定和比较加工工艺路线，选择一种较好的加工工艺路线进行加工。
并对拨叉
mm的半孔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，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。
2概述
2.1选题的目的和意义
机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。
然而夹具又是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。
因此，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品生产在保证精度的前提下提高效率、降低成本。
当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求,企业对夹具的设计及制造提出了更高的要求。
2.2国内外研究现状及发展趋势
国际生产研究协会的统计表明，小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数85%左右。
现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。
然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；
另一方面，在多品种生产的企业中，每隔3~4年就要更新50~80%左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为10~20%左右。
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的要求：
1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本；
2）能装夹一组具有相似性特征的工件；
3）能适用于精密加工的高精度机床夹具；
4）能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具；
5）采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率；
6）提高机床夹具的标准化程度。
现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化和柔性化等四个方面。
（1）标准化机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。
我国已有夹具零件及部件的国家标准：
GB/T2148~T2259－91以及各类通用夹具、组合夹具标准等。
机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。
（2）精密化随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。
精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达±
0.1"
；
用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘，其定心精度为5μm。
（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。
常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。
例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高5倍左右；
在车床上使用高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在试验转速为9000r/min的条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高，除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外，在数控机床上，尤其在加工中心上出现了各种自动装夹工件的夹具以及自动更换夹具的装置，充分发挥了数控机床的效率。
（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。
工艺的可变因素主要有：
工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。
具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：
组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等。
为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大夹具的柔性化程度，改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构，发展可调夹具结构，将是当前夹具发展的主要方向。
2.3作用应用编辑
（1）保证加工精度
采用夹具安装，可以准确地确定工件与机床、刀具之间的相互位置，工件的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，其加工精度高而且稳定。
（2）提高生产率、降低成本
用夹具装夹工件，无需找正便能使工件迅速地定位和夹紧，显著地减少了辅助工时；
用夹具装夹工件提高了工件的刚性，因此可加大切削用量；
可以使用多件、多工位夹具装夹工件，并采用高效夹紧机构，这些因素均有利于提高劳动生产率。
另外，采用夹具后，产品质量稳定，废品率下降，可以安排技术等级较低的工人，明显地降低了生产成本。
（3）扩大机床的工艺范围
使用专用夹具可以改变原机床的用途和扩大机床的使用范围，实现一机多能。
例如，在车床或摇臂钻床上安装镗模夹具后，就可以对箱体孔系进行镗削加工；
通过专用夹具还可将车床改为拉床使用，以充分发挥通用机床的作用。
（4）减轻工人的劳动强度
用夹具装夹工件方便、快速，当采用气动、液压等夹紧装置时，可减轻工人的劳动强度。
在我国现阶段拨叉类零件的加工还没有达到现代自动化的加工水平。
在批量的生产中，它的加工工艺还需要人工画线的方法来保证其精度，而对工件的装夹也是通过人工的方法进行的。
因此，我国对拨叉类不规则零件的加工还处于效率低、加工成本高的阶段。
随着机械工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，气动、液压夹紧等夹具正是适应发展的产物。
它对缩短工艺装备的设计、制造周期起到至关重要的作用。
国外把柔性制造系统作为开发新产品的有效手段，并将其作为机械制造业的主要发展。
夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。
机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。
就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。
由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指教。
3零件的分析
3.1零件的作用
题目所给的零件是拨叉。
汽车变速箱上的部件，与变速手柄相连，位于手柄下端，拨动中间变速轮，使输入/输出转速比改变。
如果是机床上的拨叉是用于变速的，主要用在操纵机构中,就是把2个咬合的齿轮拨开来再把其中一个可以在轴上滑动的齿轮拨到另外一个齿轮上以获得另一个速度。
即改变车床滑移齿轮的位置，实现变速。
或者应用于控制离合器的啮合、断开的机构中，从而控制横向或纵向进给。
它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。
零件上方的φ30孔与操纵机构相连，二下方的φ55mm半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。
通过上方的力拨动下方的齿轮变速。
两件零件铸为一体，加工时分开。
3.2零件的工艺分析
零件的材料为QT450-10，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，为此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
需要加工的表面：
1.小孔的上端面、大孔的上下端面；
2.小头孔30mm孔；
3.大头半圆孔47.5mm；
位置要求：
小头孔上端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.05mm、大孔的上下端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm。
由上面分析可知，可以粗加工拨叉底面，然后以此作为粗基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。
再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。
4工艺规程设计
4.1确定毛坯的制造形式
零件材料为QT450-10。
考虑到零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为大批生产，故选择铸件毛坯。
选用铸件尺寸公差等级CT9级，已知此拨叉零件的生产纲领为4000件/年，零件的质量是1.0Kg/个，可确定该拨叉生产类型为大批生产，所以初步确定工艺安排为：
加工过程工序划分阶段；
工序适当集中；
加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。
4.2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。
基面是指计算水位和高程的起始面。
在水文资料中涉及的基面有：
绝对基面、假定基面、测站基面、冻结基面等四种。
绝对基面。
是将某一海滨地点平均海水面的高程定义为零的水准基面。
我国各地沿用的水准高程基面有大连、大沽、黄海、废黄河口、吴淞、珠江等基面。
我国于1956年规定以黄海（青岛）的多年平均海平面作为统一基面，为中国第一个国家高程系统，从而结束了过去高程系统繁杂的局面。
但由于计算这个基面所依据的青岛验潮站的资料系列1950年～1956年较短等原因，中国测绘主管部门决定重新计算黄海平均海面，以青岛验潮站1952年～1979年的潮汐观测资料为计算依据，并用精密水准测量接测位于青岛的中华人民共和国水准原点，得出1985年国家高程基准高程和1956年黄海高程的关系为：
1985年国家高程基准高程=1956年黄海高程-0.029m。
1985年国家高程基准已于1987年5月开始启用，1956年黄海高程系同时废止。
1985年国家高程基准与旧有高程系统换算如表4-4所示。
假定基面。
为计算测站水位或高程而暂时假定的水准基面。
常在水文测站附近没有国家水准点，而一时不具备接测条件的情况下使用。
测站基面。
是水文测站专用的一种假定的固定基面。
一般选为低于历年最低水位或河床最低点以下0.5m～1.0m冻结基面。
也是水文测站专用的一种固定基面。
一般测站将第一次使用的基面冻结下来，作为冻结基面。
基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产效率得以提高。
否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成大批报废，使生产无法正常进行。
粗基准的选择：
以零件的底面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。
这样就可以达到限制五个自由度，再加上垂直的一个机械加紧，就可以达到完全定位。
精基准的选择：
考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔内圆柱表面为辅助的定位精基准。
当设计基准和工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门的计算，此处不再重复。
4.3制定工艺路线
工艺路线是描述物料加工、零部件装配的操作顺序的技术文件，是多个工序的序列。
工序是生产作业人员或机器设备为了完成指定的任务而做的一个动作或一连串动作，是加工物料、装配产品的最基本的加工作业方式，是与工作中心、外协供应商等位置信息直接关联的数据，是组成工艺路线的基本单位。
例如，一条流水线就是一条工艺路线，这条流水线上包含了许多的工序。
在ERP系统中，工艺路线文件一般用以下内容进行描述：
物品代码、工序号、工序说明、工作中心代码、排队时间、准备时间、加工时间、等待时间、传送时间、最小传送量、外协标识（Y/N）、标准外协费和工序检验标志（Y/N）等等字段。
物料代码用来表示该工艺路线是针对何种物料的工艺路线。
工序号用来表示该物料加工时需要经过多少个工序，该工序号应该按照加工顺序进行编排。
工作中心代码，用来表示该工序在哪个工作中心中进行加工。
排队时间、准备时间、加工时间、等待时间、传送时间五种作业时间，主要是用来描述工序的作业时间，以进行能力计算和车间作业排产。
外协标识、标准外协费是指如果该工序（如电镀）对企业来说是进行外协加工的，需要在工艺路线中进行指定。
制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。
再生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床配以专用的夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。
处此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。
4.3.1工艺路线方案一
工序1粗铣Ф47.5mm孔的两头的端面。
工序2精铣Ф47.5mm孔的两头的端面。
工序3粗镗、半精镗、精镗Ф47.5mm孔至图样尺寸。
工序4钻、扩、铰两端Ф30mm孔至图样尺寸。
工序5铣断保证图样尺寸。
工序6去毛刺，检查。
4.3.2工艺路线方案二
工序2钻、铰两端Ф30mm孔之图样尺寸。
工序3粗铣中间孔上端面至Ф55mm。
工序4粗镗、半精镗、精镗Ф47.5mm孔至图样尺寸。
工序5铣断保证图样尺寸
工序6去毛刺，检查。
4.3.3工艺方案的比较与分析
上述两个工艺方案的特点在于：
方案一是先加工完与Ф30mm的孔有垂直度要求的面再加工孔。
而方案二悄悄相反，先是加工完Ф30mm的孔，再以孔的中心轴线来定位加工完与之有垂直度要求的三个面。
方案一的装夹次数少，但在加工Ф30mm的时候最多只能保证一个面定位面与之的垂直度要求。
其他两个面很难保证。
因此，此方案有很大的弊端。
方案二在加工三个面时都是用Ф30mm孔的中心轴线来定位这样很容易就可以保证其与三个面的位置度要求。
这样也体现了基准重合的原则。
很是审美！
其他的工序尤为平常简单无需再议。
这样一比较最终的工艺方案为：
工序1粗铣Ф47.5mm孔的两头的端面。
工序4粗镗、半精镗、精镗Ф47.5mm孔至图样尺寸。
工序5铣断保证图样尺寸。
以上工艺过程详见“机械加工工艺过程综合卡片”
4.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
“拨叉”零件材料为QT450-10，毛坯重量约为1.6㎏,生产类型为大批生产，采用砂型铸造毛坯。
根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
4.4.1外圆表面Ф47.5mm
考虑到此表面为非加工表面，其精度为铸造精度CT9即可。
又因它们是对称的两个零件最后还需铣断，故对Ф47.5mm的中心轴线的尺寸偏差为115.5的范围内。
4.4.2两小孔Ф30mm
毛坯为实心，两内孔精度要求界于IT7~IT8之间，参照《切屑加工简明实用手册》表8-21确定工序尺寸及余量：
钻孔：
Ф29.8mm
铰孔：
Ф30mm
4.4.3中间孔Ф47.5mm
中间孔尺寸相对较大可以铸造，根据机械制造工艺设计手册表1-13得：
孔的铸造毛坯是在Ф47.5孔的基础之上铣削加工得到，其轴向尺寸上下表面距离为30mm，由于其对轴向的尺寸要求不高，直接铸造得到。
参照《切屑加工简明实用手册》表8-95确定直径47.5mm工序尺寸及余量：
粗镗：
Ф43mm
半精镗：
Ф47mm
精镗：
Ф47.5mm
4.5确定切削用量及基本工时
1.加工条件
工件材料：
QT450-10，硬度190～260HBS，σb=0.16Gpa，铸造。
加工要求：
粗铣两头端面至81mm、粗铣大孔端面至30mm。
机床：
X52K立式铣床参数。
刀具：
涂层硬质合金盘铣刀Ф45mm，选择刀具前角γo＝＋5°
后角αo＝8°
，副后角αo’=8°
，刀齿斜角λs=－10°
主刃Kr=60°
过渡刃Krε=30°
副刃Kr’=5°
过渡刃宽bε=1mm。
2.计算切削用量
1）铣削深度因为切削量较小，故可以选择ap=2mm，一次走刀即可完成所需长度。
2）计算切削速度按《简明手册》
算得Vc＝98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s
据X52K立式铣床参数，选择nc=475r/min,Vfc=475mm/s则实际切削速度Vc=3.14×
80×
475/1000=1.06m/s实际进给量为
fzc=Vfc/ncz=475/（300×
10）=0.16mm/z。
3）校验机床功率查《简明手册》Pcc=1.5kw,而机床所能提供功率为Pcm>
Pcc。
故校验合格。
最终确定ap=2mm，nc=475r/min,Vfc=475mm/s，Vc=1.06m/s，fz=0.15mm/z。
4）计算基本工
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