拨叉零件加工工艺规程的计算机辅助设计.docVIP

1 绪论 1.1 加工工艺的发展 随着科学技术的发展，各种新材料、新工艺和新技术不断涌现，机械制造工艺正向着高质量、高生产率和低成本方向发展。各种新工艺的出现，已突破传统的依靠机械能、切削力进行切削加工的范畴，可以加工各种难加工材料、复杂的型面和某些具有特殊要求的零件。数控机床的问世，提高了更新频率的小批量零件和形状复杂的零件加工的生产率及加工精度。特别是计算方法和计算机技术的迅速发展，极大地推动了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到了一个新的阶段【1】。 “工欲善其事，必先利其器。”工具是人类文明进步的标志。自20世纪末期以来，现代制造技术与机械制造工艺自动化都有了长足的发展。但工具（含夹具、刀具、量具与辅具等）在不断的革新中，其功能仍然十分显著。机床夹具对零件加工的质量、生产率和产品成本都有着直接的影响【2】。因此，无论在传统制造还是现代制造系统中，夹具都是重要的工艺装备。 拨叉是我们通用机械重要分支，拨叉类零件是汽车、拖拉机、机器人等机械变速箱中不可或缺的重要零件之一，其作用是用于换档变速【3】。而随着时代的发展，拨叉的类型也发展的越来越全面，制造拨叉的技术也越来越先进。此次设计是对拨叉零件的加工工艺和夹具设计，其零件为锻件，具有体积小，零件复杂的特点，由于面比孔易加工，在制定工艺规程时，就先加工面，再以面为基准来加工其它，其中各工序夹具都采用专用夹具，特别的对于加工大头孔、槽和钻小头孔斜面小孔的工序中，选一销面两的定位方式，并以操作简单的手动夹紧方式夹紧，其机构设计简单，方便且能满足要求【4】。在生产过程中，使生产对象（原材料，毛坯，零件或总成等）的质和量的状态发生直接变化的过程叫工艺工程，如毛坯制造，机械加工，热处理，装配等都称之为工艺过程。在制造工艺过程中，要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步，加工该工序的机车及机床的进给量，切削深度，主轴转速和切削速度，该工序的夹具，刀具及量具，还有走刀次数和走刀长度，最后计算该工序的基本时间，辅助时间和工作地服务时间【5】。 机械加工工艺是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法，是指导生产的重要的技术性文件。它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，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，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证的重要依据【6】。在编制工艺时须保证其合理性、科学性、完善性。而机床夹具是为了保证产品的质量的同时提高生产的效率、改善工人的劳动强度、降低生产成本而在机床上用以装夹工件的一种装置，其作用是使工件相对于机床或刀具有个正确的位置，并在加工过程中保持这个位置不变。它们的研究对机械工业有着很重要的意义，因此在大批量生产中，常采用专用夹具。 通过对拨叉零件的初步分析，了解其零件的主要特点，加工难易程度，主要加工面和加工粗、精基准，从而制定出拨叉加工工艺规程；对于专用夹具的设计，首先分析零件的加工工艺，选取定位基准，然后再根据切销力的大小、批量生产情况来选取夹紧方式，从而设计专用夹具。 1.2 CAPP简要介绍 CAPP是计算机辅助工艺过程设计（ Computer AidedProcess Planning）的简称，是利用计算机技术辅助工艺人员进行零件从毛坯到成品制造方法的设计，是将企业产品设计数据转换为产品制造数据的一种技术[7]。由此可见，CAPP 是CAD、CAM 集成系统中信息交叉和汇集的中心环节，是CAD和CAM 的“纽带”。没有CAPP 的桥梁作用，CAD 和CAM 就成了相互隔离的“孤岛”，也就无法实现真正意义的集成。 传统的CAPP 系统按其原理可分为派生式和创成式2 大类。国内自20 世纪80 年代初开始CAPP 的应用研究，经过了20 年的发展历程，尽管CAPP 已取得卓越的成果，但与CAD和CAM 的发展速度相比，CAPP 仍显得相对滞后，至今仍是计算机辅助技术领域的薄弱环节和企业实施推广CIMS 的瓶颈所在[8]。究其原因，传统CAPP 过分强调对零件信息的自动获取，过份强调工艺决策的自动化。近年来，CAPP 的研究开始注重工艺基本数据结构及基本设计功能，开发重点从注重工艺过程的自动生成，转向整个产品的工艺设计，为工艺设计人员提供辅助工具，同时为企业的信息化建设服务[9]。这直接导致了CAPP 软件产品的迅速发展，产生了人机交互为主的新一代CAPP 工具系统，并在企业实际应用中取得良好成效[10]。 在当前CAD/ CAPP/ CAM 向集成化、智能化方向发展的情况下，CAPP 已不再是简单的完成工艺设计，输出工艺规程，而是在原有的基础上进一步加强与CAD 和CAM 的联系，以满足机械制造业向CAD/ CAPP/ CAM 集成化方向发展需要。 因此，利用计