项目7叉架零件机械加工工艺编制讲述

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1、项目7 叉架零件机械加工工艺编制 任务1 分析叉架零件的技术资料 任务2 确定叉架零件的生产类型 任务3 选定叉架零件的毛坯类型及其制造方法 任务4 拟定叉架零件的工艺路线 任务5 选择叉架零件的定位基准和工艺装备 任务6 设计叉架零件的加工工序 任务7 填写叉架零件的机械加工工艺文件 任务8 设计关键加工工序的专用夹具 项目小结 同步练习8 目 录 项目7 叉架零件机械加工工艺编制 项目7 叉架零件机械加工工艺编制 任务1 分析叉架零件的技术资料 1. 叉架零件的功用 叉架零件在机器设备中主要起连接、拨动、支承等作用，常见的有支架 、拨叉、连杆、摇杆、杠杆等，如图7-2所示。其中支架用做机构

2、的连接 ；拨叉用于变速箱中，用来改变轴上滑移齿轮或离合器的位置，以达到 变速或运动的离合的目的；连杆用做机器中传递摆动或回转运动。 任务1 分析叉架零件的技术资料 2. 叉架零件的结构特点 叉架零件属于异形类零件，用途不同，形 状也有所差异，但共同特点是呈很不规则 的非对称结构，从功能上来讲，通常可分 成以下三个部分，现以拨叉为例分析，见 图7-3所示。 （1）结合部分：通过主要内孔装在轴上。 （2）连接部分：往往有筋板、铸造或锻造 圆角和拔模斜度，一般不需加工。 （3）工作部分：根据用途有圆孔、叉形、 定位平面等结构。 由于工作部分与结合部分被连接部分隔离 ，叉架零件呈细长杆件，刚性较差，在

3、加 工过程中易产生装夹变形，加工面之间的 相关尺寸也不易测量，定位相对困难。 任务1 分析叉架零件的技术资料 3. 叉架零件的主要技术要求 叉架零件结合部分上的主要孔装在轴上，它是零件 的设计基准，孔的尺寸精度为IT7-10级，端面要求 与孔垂直，工作部分上的辅助孔或工作平面与主要 孔有孔距、位置的要求，两者要求平行或垂直，连 接部分一般不需要进行机械加工。为了提高叉架零 件的使用寿命，两侧工作面有时还需淬硬至HRC40- 50。 叉架零件各部分的技术要求都是根据其用途确定的 ，由于形状复杂，为保证正确定位，加工时往往需 要设计专用夹具。 任务1 分析叉架零件的技术资料 7.1.2、拨叉技术资

4、料分析 1分析拨叉的结构形状 该拨叉零件图采用了全剖的主视图、旋转剖视的左视图来表达内外结构 ，如图7-1、图7-3所示。通过分析其属于典型的叉架零件，15H8为结 合部分，两拔叉脚为工作部分，两者中间为连接部分不需加工。 2明确拨叉各部分的作用 查阅产品相关技术资料，可知该拨叉位于拖拉机变速箱中，用来改变滑 移齿轮在传动轴上的位置，使不同齿数的齿轮相互啮合，从而得到不同 的传动比。其中，拨叉头以直径15H8的孔套在轴上，通过上面宽13mm 的操纵槽实现滑移，槽内5孔用做周向固定；拨叉脚卡在双联齿轮的凹 槽中，为提高两侧作表面耐磨性要求进行局部淬火。 任务1 分析叉架零件的技术资料 3确定关键

5、加工表面 （1）结合部分：内孔15H8是零件的设计基准，其尺寸精度和粗糙度要求（Ra3.2m ）较高，是加工的关键表面。操纵槽宽度13+0.2 0和5H14精度一般，但是相对工作部 分有一定的角度要求，加工时定位困难，可以确定为加工的一般表面。 （2）工作部分：拨叉脚两端面为工作表面，厚度7，公差要求为IT11，对15 H8轴线 有垂直度要求，最终需要局部淬火也应定为关键加工表面。两拨叉脚内槽的距离公差 50H12精度一般，可以确定为加工的一般表面。 （3）其余表面精度一般或不需加工，可定为加工的次要表面，如图7-4所示。 任务2 确定叉架零件的生产类型 1. 计算拨叉的生产纲领 根据任务书的

6、要求：产品的生产纲领为4000台/年；每台设 备中叉架零件数量为1件； 备品率为a=10%，废品率b=为1% 经计算可得：N=Qn(1+a) (1+b)=4444件/年 2. 确定拨叉的生产类型及工艺特点 根据生产纲领（4444件/年）及产品类型（拖拉机属于中型 机械），查附16机加工各种生产类型的生产纲领及工艺特 点得出，拨叉的生产类型属于大批生产，并归纳其工艺特 点，见表7-2。 任务3 选定叉架零件的毛坯类型及其 制造方法 7.3.1、叉架零件毛坯的选定 叉架零件为受力零件，有些还需要 承受交变的冲击载荷。根据其不同 的工作条件，需要选用合适的材料 及毛坯类型。 一般情况下，叉架零件可选

7、用碳素 结构钢35、45或40Cr等，毛坯可选 用锻件或精密的铸件。由于叉架类 零件的外形较复杂，自由锻达不到 所需形状，因此需要选用模锻件。 如果在工作中不承受冲击载荷，生 产批量也不太大，则可以选用铸钢 或灰铸铁的铸件毛坯。叉架零件上 需钻削加工的孔，尤其是直径小于 50的孔，毛坯制造时通常将其做成 实心。若事先在毛坯上留孔，钻头 反而容易钻偏。 7.3.2、拨叉毛坯实例分析 1选择拨叉的毛坯类型及其制造方法 由于拨叉的材料为ZG310-570，毛坯类型 可确定为铸钢件。考查阅附表7常用毛 坯类型虑该零件是大批生产，且轮廓尺 寸不大，所以宜选用机械造型。机械造型 的生产效率比手工造型高数倍

8、至数十倍， 特别适合大批大量生产，虽然一次性投入 较大，但对工人的技术水平要求较低，铸 件的质量稳定性也有明显提高。 由于毛坯尺寸较小，拨叉铸件采用多件同 时浇注，选择过零件最高线且平行于叉脚 对称面的平面作为分型面。造型方式为带 型芯的分模造型，铁水经两拨叉脚位置经 横浇口流入。 任务3 选定叉架零件的毛坯类型及其 制造方法 2. 确定拨叉毛坯的加工余量 查附表3铸件机械加工余量等级的选择，根据拨叉铸造方法（砂型铸 造机器造型），考虑链接部分不加工，且利用不加工表面作为粗基准进行 定位的情形较多，确定铸件机械加工余量等级为F。 查附表2铸件的机械加工余量等级的选择及附表5铸件的尺寸偏差 ，结

9、合各加工表面铸造时所处位置，将拨叉毛坯各表面加工余量及公差列 入表7-3。 任务3 选定叉架零件的毛坯类型及其 制造方法 3绘制拨叉毛坯简图 拨叉毛坯简图是在零件图基础上增 加了毛坯余量，并根据铸造工艺要 求简化后的视图，图中用交叉线图 案来表示加工余量，如图7-5所示。 任务4 拟定叉架零件的工艺路线 7.4.1、沟槽表面的加工方法 任务4 拟定叉架零件的工艺路线 7.4.2、叉架零件的一般加工工艺路 线 为了保证工作部分对结合部分主要 孔的位置精度要求，叉架零件的加 工工艺路线一般做如下安排： 1如叉架零件工作部分和结合部分 的端面在同一平面上，则首先应加 工出此平面，以它为定位基准，加

10、工主要孔及结合部分，并保证达到 其相互位置的要求，然后以孔为基 准，加工其余各加工面，如槽、螺 孔和凸肩等。 2如叉架零件工作部分和结合部 分的端面不在同一平面上，则可以 首先加工出结合部分的主要孔及一 个端面，然后加工另一侧的端面， 最后加工其余的表面。 任务4 拟定叉架零件的工艺路线 7.4.3、拨叉工艺路线实例分析 1确定拨叉各表面的加工方法 根据叉架各加工表面的精度和表面 粗糙度要求，查表1-11内圆表面 加工方案及1-12平面加工方案 ，得出各主要表面的加工方案， 见表7-4。 任务4 拟定叉架零件的工艺路线 2划分拨叉的加工阶段 该零件除15H8内孔和拨叉脚两端 面需分粗、精加工外

11、，其余表面精 度一般且余量不多，各工序粗、精 加工之间的影响不大，所以按照工 序分散的原则，以每次装夹划分为 一道工序，不必划分加工阶段。 3、初步拟定拨叉的加工工艺路线 4、选择加工设备 由于采用工序分散原则，加工设备 均采用现有通用机床，即普通车床 CA6140、立式铣床X5030、卧式铣床 X62W、磨床M7120A及钻床Z525，具 体安排见前表7-5。 任务5 选择叉架零件的定位基准和工艺装备 7.5.1、铣削加工的常用装夹方法 铣削加工是平面、键槽、齿轮以及各种成形面 的常用加工方法。在铣床上加工工件时，一般 采用以下几种装夹方法： 1直接装夹在铣床工作台上。大型工件常直 接装夹在

12、工作台上，用螺柱、压板压紧，这种 方法需用百分表、划针等工具找正加工面和铣 刀的相对位置，如图7-7（a）所示。 2用机床用平口虎钳装夹工件。对于形状简 单的中、小型工件，一般可装夹在机床用平口 虎钳中，如图7-7（b）所示，使用时需保证平 口虎钳在机床中的正确位置。 3用分度头装夹工件。4 用V形架装夹工件 。这种方法一般适用于轴类零件，它除了具有 较好的对中性以外，还可承受较大的切削力， 如图7-7（d）所示。 5用专用夹具装夹工件。专用夹具定位准确 ，夹紧方便，效率高，一般适用于成批、大量 生产中。 任务5 选择叉架零件的定位基准和工艺装备 7.5.2、拨叉加工定位基准和工艺装备选择实例

13、分析 1. 选择拨叉的粗基准 拨叉粗基准的选择有多种方案，在此列出两个方案供选择，如表7-6所示 。 方案一：选择不加工表面拨叉头顶面以及拨叉脚后面为粗基准，加 工15孔及端面，实现了完全定位，辅以拨叉头左面的辅助基准，增加 工艺刚度。夹紧力压住主要定位面，夹紧可靠，操作方便。 方案二：选择不加工表面拨叉头后面、拨叉头22下半圆柱为粗基 准，加工15孔及端面，只需要五点定位，这种定位也能够保证拨叉头 尺寸。 任务5 选择叉架零件的定位基准和工 艺装备 2. 选择拨叉的精基准 精基准选择主要考虑的原则是：基准重 合，基准统一，并保证工件定位准确。 夹紧可靠，操作方便。 现以零件最后加工表面磨拨叉

14、脚前 、后端面工序为例，分析如何确定精基 准选择方案，见表7-7所示。 方案一：选择平面垂直度基准15孔及 尺寸31的基准5轴线为精基准，实现完 全定位，这种定位符合基准重合的原则 ，只是夹紧力离开加工表面远了些，并 且装夹操作不太方便。 方案二：选择重要表面拨叉头前端 面、15H8孔轴线为精基准，实现了五 点定位，因为设计要求不需要完全定位 ，辅以拨叉脚附近的辅助基准，增加工 艺刚度。夹紧力压住主要定位面以及辅 助基准，夹紧方便可靠，夹具结构简单 ，15H8孔轴线为基准符合基准重合的 原则，尺寸31要求不高，以拨叉头前端 面为基准能够保证加工要求。 任务5 选择叉架零件的定位基准和工 艺装备

15、 3. 选择工艺装备 （1）夹具的选择。根据拨叉是大批 生产的工艺特点，为提高生产效率 和加工质量稳定性，各工序都要求 设计专用夹具。 （2）刀具的选择。为进一步提高拨 叉加工各工序的效率，必要时可采 用高效率的复合刀具及其它专用刀 具。如15H8可考虑钻扩铰复合刀 具，但为了 缩短生产准备周期，如 采用标准刀具也未尝不可。 （3）量具的选择。直径为15H8的孔 的精度要求较高，需要设计专用的 孔用通、止规进行测量，尺寸都用 通用量具测量。 任务6 设计叉架零件的加工工序 1确定拨叉各工序的加工余量及工序尺寸 拨叉为大批生产，可由查表法，配合经验法、类比法来确定各工序加 工余量及工序尺寸。拨叉

16、需要加工的表面不多，只有两道工序的5个 工步需要计算工序尺寸，其余都按零件图最终的尺寸直接加工到位经 分析计算，将分析计算的相关数据列于表7-8中。 任务6 设计叉架零件的加工工序 2确定拨叉的切削 用量 根据加工余量和装夹 牢固情况，确定背吃 刀量和走刀次数。 查附表13常用通用 机床的主轴转速和进 给量结合经验确定 主轴转数n和刀具进 给量f，数据见表7-9 。 任务6 设计叉架零件的加工工序 3. 确定工时定额 拨叉的工时定额， 以同类零件的加工 工时类比确定，也 可在试制过程中， 对有一定加工经验 的工人进行实测， 给出的参考工时定 额见表7-10。需要 在生产过程中不断 修正，使其逐步趋 向合理。 任务7 填写叉架零件机械加工工艺文件 任务7 填写叉架零件机械加工工艺文件 任务7 填写叉架零件机械加工工艺文件 任务7 填写叉架零件机械加工工艺文件 任务7 填写叉架零件机械加工工艺文件 任务7 填写叉架零件机械加工工艺文件 任务7 填写叉架零件机械加工工艺文件 任务8