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拖拉機撥叉畢業(yè)設計

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更新時間：2014-01-10
發(fā) 布人： majianyong

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拖拉機撥叉畢業(yè)設計
摘要：本設計課題主要是通過對拖拉機撥叉進行結(jié)構分析，完成實體造型，并根據(jù)企業(yè)實際情況，重點進行機械加工工藝編制、操縱槽銑夾具設計及動畫制作，最后進行數(shù)控編程加工。
本課題的意義在于：工學結(jié)合，在學校指導老師和企業(yè)工程師共同輔導下，在零件實體設計、機械加工工藝編制、夾具設計、夾具動畫制作、數(shù)控加工程序編制、收集資料、查閱手冊等專業(yè)知識與技能方面得到較全面的訓練與提高，從生產(chǎn)第一線獲得生產(chǎn)實際知識和技能，獲得工程技術應用性崗位工作的基本訓練，培養(yǎng)利用所學專業(yè)知識與技能解決生產(chǎn)實際問題的能力。同時課題具有一定的綜合性，有利于樹立正確的生產(chǎn)觀念、經(jīng)濟觀念和全局觀念，實現(xiàn)由學生向工程技術人員的過渡。
關鍵詞：撥叉，實體造型，工藝編制，夾具設計，動畫制作，數(shù)控編程，過渡

序言
學完了大學三年的所有課程，就要開始做畢業(yè)設計了，畢業(yè)設計課題是要集合我們所學的各門專業(yè)知識，理論與實踐相結(jié)合，完成設計項目，解決工程實際問題，因此我們必須首先對所學課程全面掌握，融會貫通。
本設計課題來自本人實習單位江蘇江旭鑄造有限公司，零件加工與實習企業(yè)的生產(chǎn)實際相結(jié)合，由學校指導老師和企業(yè)技師共同輔導，由本人獨立完成，著重于從生產(chǎn)第一線獲得生產(chǎn)實際知識和技能，獲得工程技術應用性崗位的基本技能，我們通過畢業(yè)設計，可以更好地樹立正確的生產(chǎn)觀念、經(jīng)濟觀念和全局觀念，真正實現(xiàn)由學生向工程技術人員的過渡。本課題包括拖拉機撥叉結(jié)構分析、三維造型設計、編制機械加工工藝規(guī)程（毛坯圖、工藝過程卡、工序卡），以及典型工序?qū)Ｓ脢A具的設計及數(shù)控加工程序編制，充分體現(xiàn)數(shù)控技術專業(yè)的培養(yǎng)目標。
此次的畢業(yè)設計的訓練，能讓我在計算機二維與三維設計、機械加工工藝、工裝設計、夾具動畫制作、數(shù)控加工程序編制等方面得到較全面的訓練與提高，并培養(yǎng)利用所學專業(yè)知識與技能解決生產(chǎn)實際問題的能力。在設計調(diào)研的過程中，進一步了解了機械零件的生產(chǎn)工藝過程，鞏固和加深已學過的技術基礎課和專業(yè)課的知識，理論聯(lián)系實際，是對自己大專階段的學習總結(jié)，進一步鍛煉分析問題的能力，并且為后續(xù)的工作和學習打好基礎。
由于能力所限，設計尚有許多不足之處，懇請各位老師給予指導。

第一章零件的實體造型

隨著時代的進步，科技的發(fā)展，許多高科技手段逐步代替了手工勞動方式，比如機械設計與制造領域，產(chǎn)品設計已經(jīng)進入到了一種先進的、全新的三維虛擬現(xiàn)實的環(huán)境中，實現(xiàn)了產(chǎn)品的數(shù)字化三維設計。CAD/CAM軟件即是實現(xiàn)這種數(shù)字化三維設計的有效工具。利用CAD/CAM軟件制圖和手工制圖相比，不僅縮短設計周期，而且大大提高設計效率。
1.1 撥叉的結(jié)構特點
撥叉形狀不規(guī)則，它由三部分組成，即工作部分、結(jié)合部分和連接部分，見圖1-1所示。
工作部分——撥叉腳，由于與結(jié)合部分被連接部分割離，加工面之間的相關尺寸不易測量，定位也相對比較困難。
結(jié)合部分——撥叉頭，有圓孔、凸臺、定位平面及螺孔和操縱槽等結(jié)構。
連接部分有筋板、鑄造圓角和拔模斜度。
圖1-1 撥叉的結(jié)構
1.2 零件的實體設計
零件實體的繪制可選的軟件有：Pro/E、UG、AutoCAD、CAXA實體造型以及CAXA制造工程師等，由于CAXA制造工程師價格便宜，使用方便，并且實習單位技術人員的實體設計和數(shù)控編程都習慣使用這一國產(chǎn)軟件，所以這次零件的實體造型過程中我選用了CAXA制造工程師2006，也鞏固了之前CAM課程學習的知識和技能。
前面已經(jīng)分析了零件的基本結(jié)構：撥叉頭、撥叉腳通過連接部分連接成一體。因此撥叉實體由三個基本實體組合，撥叉實體設計操作步驟如下表。
表1-1 撥叉實體設計操作步驟
序號操作內(nèi)容實體圖
1 在x0y面繪制草圖，然后使用拉伸增料生成出撥叉頭部分。

2 在撥叉頂面創(chuàng)建草圖，繪制出要除去的槽截面，使用拉伸除料生成出槽。

3 在頂面再創(chuàng)建一幅草圖，畫出要生成的孔的截面，使用拉伸除料生成孔。

4 在x0y面繪制草圖，利用拉伸增料生成撥叉體。

5 在y0z面創(chuàng)建草圖，畫出切割的界限，使用拉伸除料生成撥叉腳輪廓。

6 最后在繪制撥叉腳兩側(cè)端面的草圖，然后使用拉伸增料完成整個繪制撥叉的實體的過程。并倒圓。

第二章撥叉的機械加工工藝編制
機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件，是機械加工中最主要的技術文件，主要包括工藝過程卡和工序卡。編制機械加工工藝規(guī)程分以下幾個階段：
2. 1 分析撥叉的技術資料
1．撥叉的功用
該撥叉是主要用于拖拉機變速箱機構中，拖拉機行進速度的變化主要通過操縱手柄撥動撥叉改變變速箱中齒輪位置，得到不同齒數(shù)的齒輪組合來實現(xiàn)。不同齒數(shù)的齒輪相互嚙合，得到的傳動比也不同。
該撥叉結(jié)構如圖2-1所示，撥叉頭以直徑φ15的孔套在軸上，撥叉腳卡在雙聯(lián)交換齒輪的槽中，變速操縱機構通過撥叉頭部的操縱槽帶動撥叉與軸一起在變速箱中滑移，撥叉腳撥動雙聯(lián)交換齒輪在軸上移動，從而實現(xiàn)拖拉機的變速。
2．撥叉的結(jié)構及加工精度分析
前一章已經(jīng)分析過，撥叉三部分作用不同，因此加工要求也有所不同。
（1）．主要加工精度要求：
尺寸公差：φ15H8，撥叉腳距離公差50H12，、撥叉腳厚度公差7 ，操縱槽寬度13 ;
位置公差：φ5孔的位置度公差、撥叉腳后面對φ15孔軸線的垂直度公差;
粗糙度：φ15H8孔粗糙度要求最高，Ra=3.2μm，撥叉腳兩端面粗糙度要求Ra=6.3μm，其余粗糙度要求一般。
（2）．其余技術要求：
鑄件表面應清除毛刺、披縫結(jié)瘤和粘沙，不應有裂縫、砂眼和局部疏松、多針孔及夾渣等缺陷;
正火處理，硬度180~229HB，撥叉腳局部淬火，硬度不小于50HRC，淬深0.7~1.2mm;
去除銳邊毛刺;
不加工表面清砂洗凈，涂鐵紅環(huán)氧底漆。
加工過程中要合理穿插熱處理，鉗修等輔助工序。

圖2-1 撥叉零件簡圖
3．確定關鍵加工表面
根據(jù)圖紙標注，將精度要求高的裝配表面定為關鍵加工表面。
（1）撥叉頭孔徑為15的尺寸精度為IT8，粗糙度Ra=3.2μm,其軸線是直徑為5的小孔的位置度基準和撥叉角的垂直度基準，所以是關鍵加工表面。
（2）撥叉腳的50H12以及厚度7有尺寸公差要求IT11，厚度7對φ15孔軸線有垂直度要求，作為工作表面需要局部淬火，也是關鍵加工表面。
2.2 確定零件毛坯的類型及其制造方法
毛坯的類型及其制造方法的選擇不僅影響毛坯的制造工藝及費用，而且與零件的機械加工工藝和加工質(zhì)量密切相關。
1．毛坯的類型及其制造方法的選擇
選擇毛坯時應該考慮的因素有：零件的生產(chǎn)綱領、零件材料的工藝性、零件的結(jié)構形狀和尺寸、現(xiàn)有的生產(chǎn)條件。
由于撥叉零件的材料要求為ZG310-570，因此應選用毛坯類型為鑄件。該零件是大批量生產(chǎn)，零件的輪廓尺寸不大，所以企業(yè)選用機械砂型鑄造。江旭鑄造公司有一條機械砂型鑄造流水線，生產(chǎn)效率比手工制砂型高數(shù)倍至數(shù)十倍，特別適合大批量生產(chǎn)，雖然設備昂貴，但工人的技術水平要求較低，對中小型鑄件的質(zhì)量穩(wěn)定性也有明顯提高。
2．確定撥叉毛坯的機械加工余量
毛坯選擇過零件最高線且平行與叉腳對稱面的平面作為分型面。鑄件采用帶型芯的分模造型，多件同時澆注，鐵水經(jīng)兩撥叉腳位置經(jīng)橫澆口流入。由于該零件屬特形零件，且利用不加工表面進行定位的情形較多，所以確定鑄件尺寸公差等級為GB6414—1999的F，機械加工余量等級為H。
查機械工藝師手冊，結(jié)合公司實際情況，將零件各加工面毛坯余量及公差列入下表2-1。
表2-1 各加工面毛坯余量表
簡圖表面代號基本尺寸余量余量
公差備注

A1-A3 - - - 實心
B1 30 3 ±1
B2 50 3 ±1
B3 50 3 ±1
B4 7 2 ±0.5
B5 7 2 ±0.5
3．繪制毛坯圖
毛坯圖是在零件圖基礎上增加了毛坯余量并簡化了尺寸后的視圖，視圖中用填充了交叉線圖案來表示加工余量，如圖2-2所示。
圖2-2 撥叉毛坯圖。 ...

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