摘 要
本设计是基于分离叉零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。分离叉零件的主要加工表面是平面和孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证加工精度容易。因此，本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段，以保证加工精度。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。
关键词：分离叉类零件；工艺；夹具；
ABSTRACT
The design of special fixture process separation fork parts and process design based on. The main processing surface separation fork parts is the plane and hole. In general, guarantee the working accuracy of the plane is easier than to ensure accuracy. Therefore, the design follows the principle of the surface after the first hole. And the hole and the plane processingclearly divided into roughing and finishing stages of processing to ensure accuracy. First on the part of the analysis, understand parts of the process and then design a blank in the process design of structure, and choose the good parts machining reference to design parts of the process route; then the various parts of the process we will calculate the size, the key is to determine every step of the craft equipment and the cutting dosage; then special fixture design, choice designs the jig each component, such as element positioning, clamping element, a guide element, clip with the machine specific connection components, and other components; calculate fixture positioning error analysis rationality and deficiency of fixture structure, and in later design should be improved.
Keywords: chemical pipe parts; technology; fixture;
目 录
摘 要 II
ABSTRACT III
第1章 机械加工工艺规程设计 1
1.1 零件的分析 1
1.1.1 零件的作用 1
1.1.2 零件的工艺分析 1
1.2 分离叉加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 1
1.2.1 孔和平面的加工顺序 2
1.2.2 孔系加工方案选择 2
1.3 分离叉加工定位基准的选择 2
1.3.1 粗基准的选择 2
1.3.2 精基准的选择 3
1.4 分离叉加工主要工序安排 3
1.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 4
1.6 毛坯种类的选择 5
1.7 选择加工设备和工艺装备 6
1.7.1 机床选用 6
1.7.2 选择刀具 6
1.7.3 选择量具 6
1.8 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 6
1.9确定切削用量及基本工时（机动时间） 8
1.10 时间定额计算及生产安排 14
第2章分离叉铣R15圆弧面夹具设计 16
2.1研究原始质料 16
2.2定位基准的选择 16
2.3 切削力及夹紧分析计算 16
2.4 误差分析与计算 18
2.5 零、部件的设计与选用 19
2.5.1定位销选用 19
2.5.2 定向键装置设计 19
2.6 夹具设计及操作的简要说明 21
总结 22
参 考 文 献 23
致谢 24
第1章 机械加工工艺规程设计
1.1 零件的分析
1.1.1 零件的作用
题目给出的零件是分离叉。分离叉的主要作用是保证各安装孔之间的中心距及平行度，并保证部件正确安装。因此分离叉零件的加工质量，不但直接影响的装配精度和运动精度，而且还会影响工作精度、使用性能和寿命。
图1.1 零件图
1.1.2 零件的工艺分析
由分离叉零件图可知。分离叉零件，它的外表面上有4个平面需要进行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上还需加工一系列孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下：
（1）以左端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：左端面的加工；孔加工其中左端面有表面粗糙度要求为，
（2）以右端面为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括：右端面的加工；Φ25的孔。
（3）以内侧面为主要加工平面的加工面。
1.2 分离叉加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施
由以上分析可知。该分离叉零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证加工精度容易。因此，对气缸，在这个过程中的主要问题是确保尺寸和孔的位置精度，应对孔与平面间的关系。
1.2.1 孔和平面的加工顺序
分离叉类零件的加工应遵循先面后孔的原则：第一处理基准平面，圆柱，基准面定位加工其他表面。然后，整个系统的过程。分离叉类零件的加工应遵循这一原则。这是因为平面面积大，平面定位可以确保可靠的定位夹持牢固，从而保证加工精度的孔很容易。其次，第一平面加工可以先切铸件表面是不均匀的。为提高精密孔加工创造条件，方便的工具，设置和调整，也有利于保护的工具。
分离叉类零件的加工工艺应遵循的粗加工和精加工分离的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段，以保证加工精度。
1.2.2 孔系加工方案选择
分离叉孔系加工方案，应选择满足加工孔的加工方法和设备的精度要求。除了从加工精度和效率两方面考虑，它是适当的考虑经济因素。为了满足精度和生产率的要求，应选择在机床的最终价格。
1.3 分离叉加工定位基准的选择
1.3.1 粗基准的选择
粗基准选择应当满足以下要求：
（1）保证各重要支承孔的加工余量均匀；
（2）保证装入分离叉的零件与箱壁有一定的间隙。
为了满足上述要求，应选择的主要支承孔作为主要基准。即以分离叉的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。它是前后端面距顶层近孔限制四个自由度的主要参考，然后到另一个主轴承孔定位限制第五个自由度。就像孔作为粗基准加工精度基准。因此，精细定位加工主轴承孔后，孔的加工余量必须统一。由于位置和箱体孔壁的位置是相同的核心铸出的孔等，即使间接保证孔的相对位置和箱壁。。
1.3.2 精基准的选择
在制订工艺规程时，定位基准选择的正确与否，对能否保证零件的尺寸精度和相互位置 精度要求，以及对零件各表面间的加工顺序安排都有很大影响，当用夹具安装工件时，定位 基准的选择还会影响到夹具结构的复杂程度。因此，定位基准的选择是一个很重要的工艺问题。选择定位基准时，是从保证工件加工精度要求出发的，因此，定位基准的选择应先选择精基准，再选择粗基准。
1.4 分离叉加工主要工序安排
用于零件的批量生产，总是首先产生均匀的基准。加工的第一步是加工统一的基准。具体安排第一孔定位粗后，加工顶平面。第二步是定位两个工艺孔。由于顶面处理后直到已经完成，除了个人的过程，作为定位基准。因此，孔底面也应在两个工艺孔加工工艺处理。
随后的安排应遵循的粗、细、表面分离的原则的第一孔后。第一次粗加工平面，然后粗加工孔。螺纹孔多轴组合钻床的钻头，切削力大，也应在粗加工阶段完成。需要精加工是支持前孔与平面结束后。根据以上原则应该先完成加工平面加工孔，但在本装置实际生产不易保证孔和端面互相垂直的。因此，工艺方案实际上是用于精加工轴承孔，从而支持扩孔芯棒定位端处理，所以容易保证的端部的图纸上的全跳动公差。
加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在的含0.4%—1.1%苏打及0.25%—0.5%亚硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于。
根据以上分析过程，现将分离叉加工工艺路线确定如下：
工艺路线一：
10 铸 铸造毛坯
20 退火 退火（消除内应力）
30 车 车φ25H7孔一侧端面
40 车 车φ25H7孔另外一侧端面
50 钻扩铰 钻扩铰φ25H7孔，达到尺寸公差，及倒角
60 铣 铣分离叉（距离为73mm）内侧面
70铣 铣R15圆弧面
80 钳工 去毛刺
90 检验 检验
100 入库 入库
工艺路线二：
10 铸 铸造毛坯
20 退火 退火（消除内应力）
30 铣 铣φ25H7孔一侧端面
40 铣 铣φ25H7孔另外一侧端面
50 钻扩铰 钻扩铰φ25H7孔，达到尺寸公差，及倒角
60 铣 铣分离叉（距离为73mm）内侧面
70铣 铣R15圆弧面
80 钳工 去毛刺
90 检验 检验
100 入库 入库
以上加工方案大致看来合理，但通过仔细考虑，零件的技术要求及可能采取的加工手段之后，就会发现仍有问题，
方案一钻扩铰是分开的，方案二是钻扩铰是合并在一起，这样有利于加工效率。由于该零件是圆形的外形，如果采用铣端面的方式加工而需要专门设计对于的夹具，如果采用车床加工，可直接用三爪卡盘进行装夹，这样就减少了夹具的设计成本。
以上工艺过程详见机械加工工艺过程综合卡片。综合选择方案二：
10 铸 铸造毛坯
20 退火 退火（消除内应力）
30 铣 铣φ25H7孔一侧端面
40 铣 铣φ25H7孔另外一侧端面
50 钻扩铰 钻扩铰φ25H7孔，达到尺寸公差，及倒角
60 铣 铣分离叉（距离为73mm）内侧面
70铣 铣R15圆弧面
80 钳工 去毛刺
90 检验 检验
100 入库 入库
1.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
“分离叉”零件材料采用灰铸铁制造。材料为ZG45，硬度HB为170—241，生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。
（1）凸台面的加工余量。
根据工序要求，顶面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下：
粗铣：参照《机械加工工艺手册第1卷》表3.2.23。其余量值规定为，现取。表3.2.27粗铣平面时厚度偏差取。
精铣：参照《机械加工工艺手册》表2.3.59，其余量值规定为。
（2）端面孔
毛坯为实心，不冲孔。参照《机械加工工艺手册》表2.3.71，现确定其工序尺寸及加工余量为：
（3）左右端面加工余量。
根据工艺要求，前后端面分为粗铣、半精铣、半精铣、精铣加工。各工序余量如下：
粗铣：参照《机械加工工艺手册第1卷》表3.2.23，其加工余量规定为，现取。
半精铣：参照《机械加工工艺手册第1卷》，其加工余量值取为。
精铣：参照《机械加工工艺手册》，其加工余量取为。
铸件毛坯的基本尺寸为，根据《机械加工工艺手册》表2.3.11，铸件尺寸公差等级选用CT7。再查表2.3.9可得铸件尺寸公差为。
1.6 毛坯种类的选择
零件材料为ZG45，铸造是液态成形的特点，适应性强等优点，适用于不同重量，不同厚度的铸件，也适用于不同的金属，特别是能制造形状复杂的铸件。
毛坯的质量之机影响成品的质量。毛坯的选择是否合适，影响到成品的制造周期、成本、性能、以及使用寿命。因此正确的选择毛坯是机械设计与制造当中的首要问题。
?毛坯种类的选择不仅影响毛坯的制造工艺及费用，而且也与零件的机械加工工艺和加工质量密切相关。为此需要毛坯制造和机械加工两方面的工艺人员密切配合，合理地确定毛坯的种类、结构形状，并绘出毛坯图。
零件的使用要求决定了毛坯形状特点，各种不同的使用要求和形状特点，形成了相应的毛坯成形工艺要求。零件的使用要求具体体现在对其形状、尺寸、加工精度、表面粗糙度等外部质量，和对其化学成分、金属组织、力学性能、物理性能和化学性能等内部质量的要求上。对于不同零件的使用要求，必须考虑零件材料的工艺特性（如铸造性能、锻造性能、焊接性能等）来确定采用何种毛坯成形方法。例如，不能采用锻压成形的方法和避免采用焊接成形的方法来制造灰口铸铁零件；避免采用铸造成形方法制造流动性较差的薄壁毛坯；不能采用普通压力铸造的方法成形致密度要求较高或铸后需热处理的毛坯；不能采用锤上模锻的方法锻造铜合金等再结晶速度较低的材料；不能用埋弧自动焊焊接仰焊位置的焊缝；不能采用电阻焊方法焊接铜合金构件；不能采用电渣焊焊接薄壁构件等等。选择毛坯成形方法的同时，也要兼顾后续机加工的可加工性。如对于切削加工余量较大的毛坯就不能采用普通压力铸造成形，否则将暴露铸件表皮下的孔洞；对于需要切削加工的毛坯尽量避免采用高牌号珠光体球墨铸铁和簿壁灰口铸铁，否则难以切削加工。一些结构复杂，难以采用单种成形方法成形的毛坯，既要考虑各种成形方案结合的可能性，也需考虑这些结合是否会影响机械加工的可加工性。
1.7 选择加工设备和工艺装备
1.7.1 机床选用
①.工序端面加工是铣加工。各工序的工步数不多，成批量生产，故选用立式铣床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大，精度要求属于中等要求，选用最常用的X52K型立式。参考根据《机械制造设计工工艺简明手册》表４.２-７。
②.工序钻孔，选用Z525摇臂钻床。
1.7.2 选择刀具
①.在铣床上加工的工序,一般选用硬质合金铣刀。加工刀具选用YG6类硬质合金铣刀，它的主要应用范围为普通铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精加工和半精加工。
②.钻孔时选用高速钢麻花钻，参考《机械加工工艺手册》（主编 孟少农），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有参数。
1.7.3 选择量具
这一部分属于大批量生产，一般采用常规。量具的选择方法有两种：一是测量仪器选择的不确定性；二是根据测量极限误差测量装置的选择。使用一种即可。
1.8 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定
零件材料为ZG45，查《机械加工工艺手册》（以后简称《工艺手册》），表2.2-17 各种铸铁的性能比较，灰铸铁的硬度HB为143～269，表2.2-23 灰铸铁的物理性能，ZG45密度ρ=7.2～7.3（），计算零件毛坯的重量约为2。
表1-1 机械加工车间的生产性质
生产类别 同类零件的年产量[件]
重型
（零件重>2000kg） 中型
（零件重100~2000kg） 轻型
（零件重<100kg）
单件生产 5以下 10以下 100以下
小批生产 5~100 10~200 100~500
中批生产 100~300 200~500 500~5000
大批生产 300~1000 500~5000 5000~50000
大量生产 1000以上 5000以上 50000以上
根据所发的任务书上的数据，该零件的月工序数不低于30～50，毛坯重量2<100为轻型，确定为大批生产。
根据生产纲领，选择铸造类型的主要特点要生产率高，适用于大批生产，查《工艺手册》表3.1-19 特种铸造的类别、特点和应用范围，再根据表3.1-20 各种铸造方法的经济合理性，采用机器砂模造型铸件。
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