叉架类零件镗模测绘和工艺编程说明书

毕业设计说明书

课题名称： 叉架零件镗模测绘和工艺编制

学生姓名 杨秀山

学 号 0901093238

所在学院 机械工程学院

专 业 机械制造与自动化

班 级 机制0932

指导教师 贾建华

起讫时间： 2012 年3 月 12 日～ 2012 年 5 月6 日

叉架零件镗模测绘和工艺编制

摘 要

本说明书是针对本课题的具体完成过程编写的。本课题是叉架类零件镗模的绘制与工艺编程。题是通过给出的镗模夹具，来反推出索要加工的零件，再根据推测出的零件，画出零件的示意图以及镗模的加工夹具装配图，根据推论出的零件，模拟出零件的加工工艺。根据所给的镗模，说明所选用该镗模的一些优点与缺点

SUMMARY

This statement is according to this topic specific to complete the process of compilation, This topic is a fork frame parts boring die drawing and programming technology.. Problem is given through the boring jig for processing, to the introduction of the parts, according to the estimated components., Draw the parts diagram and boring module processing jig assembly drawing, According to the derived part, simulate parts of the processing.According to the boring die, the selection of the boring die some advantages and disadvantages

关键词：叉架类零件，镗模，工艺编程，

KEYWORD, Fork parts , Boring jig, Programming technology

目 录

摘 要 ......................................................................................................................... I

1.1 引言 ............................................................................................................................... 1

1.2 主要机械结构分析 ....................................................................................................... 2

第2章 结构设计 ....................................................................................................... 5

2.1 零件结构分析 ................................................................................................................. 5

2.2 零件工艺性分析 ............................................................................................................. 6

2.3工艺路线拟定 .................................................................................................................. 7

2.4确定毛坯种类 .................................................................................................................. 7

2.5基面的选择 ...................................................................................................................... 8

2.6 加工余量的确定 ............................................................................................................. 9

2.7加工工序过程 ................................................................................................................ 10

第3章 夹具设计 ..................................................................................................... 11

3.1夹具总体概述 ................................................................................................................. 11

3.2镗模的特点及类型 ......................................................................................................... 11

3.3镗模的定位 .................................................................................................................... 12

3.4镗模的夹紧机构 ............................................................................................................ 13

3.5镗模的夹具体 ................................................................................................................ 14

3.6 镗套 ............................................................................................................................... 15

第4章 结论 ............................................................................................................. 16

小结 ............................................................................................................................. 17

参 考 文 献 ......................................................................................................... 18

致 谢 ..................................................................................................................... 19

绪论

机械工业是国民经济的支柱产业，现代机械制造技术是机械工业赖以生存和发展的重要保证。随着科技不断的发展，特别是近年来机械工业领域正朝着高精度、高质量、高效率、低成本方向发展，使机械工业得到了很大的提高。

机械加工工艺是制造机械产品的技巧、方法和程序；是实现产品设计、保证产品质量、节约能源和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。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。机械制造中，需要的加工顺序、装配工序及检验工序等，使用着大量的夹具，可以提高劳动效率，提高加工精度，减少废品，可以扩大机床的工艺范围，改善操作的劳动条件。因此，夹具是机械制造的一项重要工艺装备，它们的研究对机械工业有着很重要的意义。机床夹具已成为机械加工时的重要装备，同时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，夹具技术也正朝着高精、高效、模块、组合、通用 、经济方向发展。机床夹具的设计和使用是促进机械工业发展的重要工艺措施之一。随着我国机械工业生产的不断发展，机床夹具的改进和创造已成为广大机械工人和技术人员在技术革新中的一项重要任务。

机械制造工艺学设计是在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，它在我们三年活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能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，从中锻炼自己分析问题，解决问题的能力，。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导。

1.1 引言

机械制造工艺学是以机械制造中的工艺问题为研究对象，实践性较强的一门学科，通过对此门学科的课程设计，使我在下述各方面得到了锻炼：

⒈能熟练运用机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确的解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线的安排、工艺尺寸的确定等问题，保证零件的加工质量。

⒉提高结构设计能力。通过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工

要求，设计出高效、省力、既经济合理又能保证加工质量的夹具的能力。

⒊学会使用手册及图表资料。

⒋培养了一定的创新能力。

1.2 主要机械结构分析

本次所做的毕业设计课题是《叉架类零件镗模测绘和工艺编程》，与别的小组不同的是，本组同学所做的课题主要是零件的测绘与工艺编程。零件主要就是学院综合实验室里教学用镗模夹具一套，通过对给出的镗模如图1-1

来推出该镗模所要加工的零件形状，以及相关的工艺编程。

图1-1 实验室镗模

通过已知的镗模，观其结构形状，我们可以推出，该镗模是用来加工叉架类零件的。通过网上查阅相关资料我们知道，叉架零件是机器上操纵机构的零件，常见的有拨叉、摇臂、杠杆等。其功能是通过它们的摆动或移动，实现机构的各种不同的动作，如离合器的开合、快慢档速的的变化、气门的开关等。叉架类零件种类繁多如图1-2所示，主要特点是结构形状复杂而不规则。其加工精度也要求比较高，工作表面杆身细长，刚性较差易变形。

a)

b)

图1-2 叉架类零件

a) 摇臂 b)拨叉

叉架类零件包括支架、支座、托架等，其主要功能为支承。叉架类零件

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。工作部分为支承或者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。零件上常有铸造圆角、肋、凸缘、凸台等结构。

通过上述所描绘的有关叉架类零件的特点及结构，再加上已知的镗模的

结构和形状，可以推断出该镗模所要加工的叉架类零件形状如图1-3 图1-4

所示

图1-3

图1-4

第2章 结构设计

2.1 零件结构分析

通过上述的推论，我们可以得出该零件的结构示意图如图2-1

所示

图2-1 叉架零件结构示意图

通过镗模的结构分析得出该叉架零件尺寸如下图所示

2.2 零件工艺性分析

在选择各表面、孔的加工方法时，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。

利用更好的夹具，可以提高劳动生产率，提高加工精度，减少废品，可以扩大机床的工艺范围，改善操作的劳动条件。因此，夹具是机械制造中的一项重要的工艺装备。一个好的夹具是加工出合格产品的首要条件，为了让夹具有更好的发展，夹具行业应加强产、学、研协作的力度，加快用高新技术改造和提升夹具技术水平的步伐，创建夹具专业技术网站，充分利用现代信息和网络技术，与时俱进地创新和发展夹具技术。主动与国外夹具厂商联系，争取合资与合作，引进技术，这是改造和发展我国夹具行业较为行之有效的途径。

由推论出的叉架零件结构图分析，要想加工该零件，要考虑的是该零件结构复杂，刚性较差，易变形，给定位、加紧机械加工带来很大的困难。

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：

1） 零件叉脚上的的孔尺寸是

2） 零件叉脚上的两个孔又0.2的同轴度位置公差要求

3） 两个叉脚有0.4的平行度位置公差要求

4） 两个叉脚上的孔内孔表面粗糙度值是 2.5

由上面分析可知，可以先加工叉架叉脚上的孔，粗定以此作为基准采用专用夹具进行加工其他加工要求不高的面，并且保证位置精度要求。在根据已经加工好的面，再反过来加工加工要求较高的两叉脚上的孔。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，并且此叉架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。

2.3工艺路线拟定

制定工艺路线得出发点,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,在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用夹具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。

工艺路线方案：通过零件图结构图，我们可以先模拟出一套加工该零件的加工工序过程。如下所示

铸造—热处理—漆底漆—钻ø18H7孔的底孔—粗铣支座上下面—粗铣叉脚面—铣托架—粗铣叉脚内侧面—精铣支座上下面—精铣叉脚面—精铣叉脚内侧面—钻支座上定位孔—粗镗ø18H7孔—半精镗ø18H7孔—精镗ø18H7孔—检验入库

2.4确定毛坯种类

叉架零件常用的毛皮材料为20钢、30钢、灰铸铁或者可锻铸铁；近年来采用球墨铸铁代替钢材大大降低了材料消耗和生产成本。叉架零件在单件小批量生产时，采用焊接成型、自由锻造或木模铸造；大批量生产时，采用锻模或

者金属模铸造。具有半圆孔的叉架类零件，可以将其毛坯连接在一起铸造，也可单件铸造。

综上所述，选零件材料为HT250，考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构不是太复杂，选择砂型铸造毛坯

表2.3 与尺寸公差配套使用的灰铸铁件机械加工余量

查表2.3，选用各个加工面的铸件机械加工余量均为3mm

2.5基面的选择

定位基准是影响拨叉零件加工精度的关键因素。基准选择得合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工过程中将问题百出，更有甚者，造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。

1）粗基准的选择。对于零件而言，尽可能选择不加工表面为粗基准。而对有若干个不加工表面的工件，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作粗基准。根据这个基准选择原则，现选取φ18孔的作为粗基准，限制一个自由度，之后再把两个叉脚夹紧，限制剩下的自由度

2）精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。由于该叉架类零件，支座部分的面加工精度要求相对于叉脚上孔的加工精度要求相对低一些，我们可以直接再以粗加工时的基准为基准进行，这样可以在同一基准下加工多个加工精度要求不高的加工表面。 3）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和精加工两个个阶段。

4）工序的集中和分散

本叉架零件选用工序集中原则安排拨叉的加工工序。该拨叉的生产类型为成批生产，可以采用万能型机床配以专用工装、夹具，以提高生产率；而且运

用工序集中原则使工件的装夹次数少，不但可缩短辅助时间，而且由于在一次装夹中加工了许多表面，有利于保证加工表面之间的相对位置精度要求。 (5) 加工原则:

1）遵循“先基准后其他”原则，首先加工基准——拨叉下端面 2）遵循“先粗后精”原则，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 3）遵循“先主后次”原则. 4）遵循“先面后孔”原则；

2.6 加工余量的确定

表2.4.3 各加工工序的加工余量及达到的尺寸、经济度、粗糙度

2.7加工工序过程

根据上述所有的推论，拟定具体加工工艺过程如下表

第3章 夹具设计

3.1夹具总体概述

与别的组的同学课题的是，我们组的课题是夹具测绘，给出的夹具是一个镗模夹具。我们知道加工前面提到的叉架类零件用的是镗模来加工的。

叉架类零件形状复杂，刚性差，易变形且加工精度较高，需采用专用夹具加工，常见的有车床夹具，钻床夹具、铣床夹具和镗床夹具等。

3.2镗模的特点及类型

由给出的夹具我们知道是一个镗床夹具—镗模，查资料可知在机械加工中， 许多产品的关键零件——机座、箱体等， 往往需要进行精密孔系的加工。这些孔系不但要求孔的尺寸和形状精度高，而且各孔间及孔与其它基准面之间的相互位置精度也较高，用一般的办法加工很难保证。为此， 工程技术人员设计了各种专用镗孔夹具 (镗模)， 从而解决了孔系的加工问题。采用镗模后， 镗 孔精度基本上可不受机床精度的影响，对于缺乏高精度镗孔机床的中、小工厂，就可以用普通机床、动力头以至其它经改装的旧机床来批量加工精密孔系。在大批量生产中还可采用多轴联动镗床同时镗孔，大大提高了生产效率。

镗模又钻模的特点，即被加工的孔或者孔系的位置精度主要有镗模保证，但由于箱体孔系的加工精度一般要求较高，因此镗模本身的制造精度比钻模高得多。

镗模的结构类型决定于镗杆的引到方法，常分为以下几类 单支承引导

在镗模中只布置一个位于刀具前方或者后方的导向装置引导镗杆，镗杆与机床主轴刚性连接，镗杆的一端直接机床主轴的莫氏锥度孔中，并通过调整镗套轴线与主轴轴线重合。这种方式的调整工作较费时，且机床精度影响镗孔精度。

2）双支承引导

在镗模中布置两个导向装置引导镗杆，镗杆和机床主轴采用浮动连接，镗孔的位置精度主要取决于镗模支架上镗套位置的精度，而不受机床精度影响，因此在调整中，必须使两镗套严格同轴。

根据上述所说我们知道，该镗模采用的就是双支承引导，采用本类型，极大的保证了叉架类零件叉脚上两个孔的加工精度要求

3.3镗模的定位

工件的定位基准选好后，定位元件与其接触和配合原则是至关重要。定位元件的结构、形状、尺寸及布置形式等正确选择是体现家具应用中的优化程度。根据工件的不同加工结构和加工技术要求，定位元件也种类繁多。常见的定位元件定位基准有平面、内孔、外圆表面等。对于定位元件，要有足够的精度、刚度、强度以及良好的结构工艺性。

由镗模的结构图可以看出本镗模所用的是固定式定位销如图3-3所示来对零件进行定位的，该镗模采用两个定位销来限制工件的三个自由度，另外辅助加紧机构夹在托架那块，

来完成零件的完全定位，

保证了零件加工精度的要求。

图3-3固定定位销

3.4镗模的夹紧机构

夹具体中使用的最普遍的是机械加紧机构，这类机构绝大部分都是利用机械摩擦自锁原理来加紧工件的。斜锲加紧十七中最基本的的形式，螺旋、偏心、凸轮等是斜切夹紧机构的变化应用。

本镗模所用的夹紧机构如图

3-4-1所示

图3-4-1夹紧机构

由上图我们知道该镗模所用的夹紧机构是联动夹紧机构，所谓联动夹紧机构，就是利用一个原始作用力实现单件或者多见的多点、多向同时加紧。由于该机构能有效提高生产效率，因而在自动线和各种高效夹具中得到广泛的应用。

另外，由于要加工的叉架类零件结构特殊，在加工时只加紧零件的支座来确保加工精度，是明显不够的，为了避免这种情况发生，在镗模上镗套支架旁边又多加了个辅助加紧装置，如图3-4-2所示。用梅花压块来加紧托架，这样就可以防止零件在加工途中工件发生位移而使工件的加工精度达不到要求。

图3-4-2 辅助夹紧装置

3.5镗模的夹具体

夹具体是家具的基础元件，夹具体基面与机床连接，其他表面则装配加紧元件、定位元件等，已组成家具的总体。

在加工过程中，夹具体要承受工件重力，夹紧力，切削力振动力的作用，因此要求夹具体要有一定的刚性和抗震性。

夹具体的结构应简单，紧凑，尺寸要稳定，残余应力要小。在保证强度和刚度的前提下，减小夹具体的尺寸和重量，在机床上安装，使夹具体的重心尽量低，要有适当的切屑排泄空间。

本镗模采用的的是铸造结构的夹具体，其优点是工艺性好，容易获得形状复杂的内、外轮廓，且有较好的强度、刚性和抗震性，但是其制造周期较长，单间制造成本较高。本镗模的夹具体如图

3-5所示

图3-5

由于叉架类零件的加工，其叉脚孔的加工精度有较高的要求，所以要求加工时镗套要保持的同轴度要求的位置精度，所以要使镗套支架的安装面要有一定的位置度要求，这就要求夹具体在加工时，要有一定的加工要求。另外由于要安装镗套，所以夹具体上安装镗套支座的孔系也有一定的位置要求。这里先拟定一套夹具体的加工工艺路线如下所示

铸造——热处理——漆底漆——粗铣上表面——精铣上表面——钻、扩、铰孔M14——攻丝——检验

3.6 镗套

镗套的结构和精度直接影响到被加工孔的加工精度和表面粗糙度，英雌应根据工件的不同加工要求和加工要求合理选用。

本镗模选用的是固定式镗套，分为A、B两种型号，本镗模用的是A型。这种镗套固定在镗模的支架上，不能随镗杆一起转动，它具有外形尺寸小、结构简单、中心位置精确等优点，但由于镗杆本身在唐套内，既有相对转动又有相对移动，镗套容易磨损而是渠道向精度，只适合在低速情况下工作

第4章 结论

本课题是叉架类零件镗模的测绘与工艺编制，首先，要做本课题，就要先根据已知的镗模反推出要加工的工件，之后再绘制出工件的结构示意图。在根据零件结构示意图，拟定工件的加工工序和加工过程。同时加工该零件所用选的镗模的架构分析，通过分析镗模的加紧元件、夹具体、定位元件、镗套等镗模元件的结构与制造工艺，来达到完成本课题的目的。

小结

本次毕业设计即将结束。回顾整个过程，经过老师和同学的帮助，还有自己不懈的努力，终于定时定量的完成了这次课程设计。课程设计作为机械制造与自动化专业的重点，使理论与实践结合，对理论知识加深了理解，使生产实习中的理解和认识也到了强化。

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，它在我们的大学生活中占有重要地位。

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、解决难题的能力，为今后参加祖国的建设打下一个良好的基础。

通过这次设计，基本上掌握了零件机械加工工艺规程的设计，机床专用夹具等工艺装备的设计等，并学会了使用和查阅各种设计资料、手册、和国家标准等。由于能力有限，设计尚有很多不足之处，恳请老师给予批评和指

参 考 文 献

[1] 李 洪．机械加工工艺手册[M] ．北京出版社，1996．1．

[2] 陈宏钧．实用金属切削手册[M] ．机械工业出版社，2005．1．

[3] 上海市金属切削技术协会．金属切削手册[M]．上海科学技术出版社，2002．

[4] 杨叔子．机械加工工艺师手册[M]．机械工业出版社，2000．

[5] 徐鸿本．机床夹具设计手册[M] ．辽宁科学技术出版社，2003．10．

[6] 都克勤．机床夹具结构图册[M] ．贵州人民出版社，1983．4．

[7] 胡建新．机床夹具[M] ．中国劳动社会保障出版社，2001．5．

[8] 冯 道．机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册[M] ．安徽文化音像出版社，2003．

[9] 王先逵．机械制造工艺学[M]．机械工业出版社，2000．

[10] 马贤智．机械加工余量与公差手册[M]．中国标准出版社，1994．12．

[11] 刘文剑．夹具工程师手册[M]．黑龙江科学技术出版社，1987．

[12] 王光斗．机床夹具设计手册[M]．上海科学技术出版社，2002．8．

致 谢

本文是在老师贾建华老师的精心指导和悉心关怀下完成的，在说明书的撰写过程中，我得到了老师的耐心指教，提出了许多宝贵意见。老师严谨求实的治学风范、平易近人的工作作风和及循循善诱的教诲等，给我留下了深刻的印象，得到了学术上和工作上的进步，这些都是我终身受益，值此论文完成之际，谨向尊敬的老师致以深深的感谢和崇高的敬意！

最后，感谢审阅本文的各位领导及所有曾经给予我帮助的老师和同学。本文的完成和他们的无私奉献是分不开的。