拖拉机拨叉毕业设计
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摘要：本设计课题主要是通过对拖拉机拨叉进行结构分析，完成实体造型，并根据企业实际情况，重点进行机械加工工艺编制、操纵槽铣夹具设计及动画制作，最后进行数控编程加工。
本课题的意义在于：工学结合，在学校指导老师和企业工程师共同辅导下，在零件实体设计、机械加工工艺编制、夹具设计、夹具动画制作、数控加工程序编制、收集资料、查阅手册等专业知识与技能方面得到较全面的训练与提高，从生产第一线获得生产实际知识和技能，获得工程技术应用性岗位工作的基本训练，培养利用所学专业知识与技能解决生产实际问题的能力。同时课题具有一定的综合性，有利于树立正确的生产观念、经济观念和全局观念，实现由学生向工程技术人员的过渡。
关键词：拨叉，实体造型，工艺编制，夹具设计，动画制作，数控编程，过渡
序 言
学完了大学三年的所有课程，就要开始做毕业设计了，毕业设计课题是要集合我们所学的各门专业知识，理论与实践相结合，完成设计项目，解决工程实际问题，因此我们必须首先对所学课程全面掌握，融会贯通。
本设计课题来自本人实习单位江苏江旭铸造有限公司，零件加工与实习企业的生产实际相结合，由学校指导老师和企业技师共同辅导，由本人独立完成，着重于从生产第一线获得生产实际知识和技能，获得工程技术应用性岗位的基本技能，我们通过毕业设计，可以更好地树立正确的生产观念、经济观念和全局观念，真正实现由学生向工程技术人员的过渡。本课题包括拖拉机拨叉结构分析、三维造型设计、编制机械加工工艺规程（毛坯图、工艺过程卡、工序卡），以及典型工序专用夹具的设计及数控加工程序编制，充分体现数控技术专业的培养目标。
此次的毕业设计的训练，能让我在计算机二维与三维设计、机械加工工艺、工装设计、夹具动画制作、数控加工程序编制等方面得到较全面的训练与提高，并培养利用所学专业知识与技能解决生产实际问题的能力。在设计调研的过程中，进一步了解了机械零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，是对自己大专阶段的学习总结，进一步锻炼分析问题的能力，并且为后续的工作和学习打好基础。
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。
第一章 零件的实体造型
随着时代的进步，科技的发展，许多高科技手段逐步代替了手工劳动方式，比如机械设计与制造领域，产品设计已经进入到了一种先进的、全新的三维虚拟现实的环境中，实现了产品的数字化三维设计。CAD/CAM软件即是实现这种数字化三维设计的有效工具。利用CAD/CAM软件制图和手工制图相比，不仅缩短设计周期，而且大大提高设计效率。
1.1 拨叉的结构特点
拨叉形状不规则，它由三部分组成，即工作部分、结合部分和连接部分，见图1-1所示。
工作部分——拨叉脚，由于与结合部分被连接部分割离，加工面之间的相关尺寸不易测量，定位也相对比较困难。
结合部分——拨叉头，有圆孔、凸台、定位平面及螺孔和操纵槽等结构。
连接部分有筋板、铸造圆角和拔模斜度。
图1-1 拨叉的结构
1.2 零件的实体设计
零件实体的绘制可选的软件有：Pro/E、UG、AutoCAD、CAXA实体造型以及CAXA制造工程师等，由于CAXA制造工程师价格便宜，使用方便，并且实习单位技术人员的实体设计和数控编程都习惯使用这一国产软件，所以这次零件的实体造型过程中我选用了CAXA制造工程师2006，也巩固了之前CAM课程学习的知识和技能。
前面已经分析了零件的基本结构：拨叉头、拨叉脚通过连接部分连接成一体。因此拨叉实体由三个基本实体组合，拨叉实体设计操作步骤如下表。
表1-1 拨叉实体设计操作步骤
序号 操作内容 实体图
1 在x0y面绘制草图，然后使用拉伸增料生成出拨叉头部分。
2 在拨叉顶面创建草图，绘制出要除去的槽截面，使用拉伸除料生成出槽。
3 在顶面再创建一幅草图，画出要生成的孔的截面，使用拉伸除料生成孔。
4 在x0y面绘制草图，利用拉伸增料生成拨叉体。
5 在y0z面创建草图，画出切割的界限，使用拉伸除料生成拨叉脚轮廓。
6 最后在绘制拨叉脚两侧端面的草图，然后使用拉伸增料完成整个绘制拨叉的实体的过程。并倒圆。
第二章 拨叉的机械加工工艺编制
机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件，是机械加工中最主要的技术文件，主要包括工艺过程卡和工序卡。编制机械加工工艺规程分以下几个阶段：
2. 1 分析拨叉的技术资料
1．拨叉的功用
该拨叉是主要用于拖拉机变速箱机构中，拖拉机行进速度的变化主要通过操纵手柄拨动拨叉改变变速箱中齿轮位置，得到不同齿数的齿轮组合来实现。不同齿数的齿轮相互啮合，得到的传动比也不同。
该拨叉结构如图2-1所示，拨叉头以直径φ15的孔套在轴上，拨叉脚卡在双联交换齿轮的槽中，变速操纵机构通过拨叉头部的操纵槽带动拨叉与轴一起在变速箱中滑移，拨叉脚拨动双联交换齿轮在轴上移动，从而实现拖拉机的变速。
2．拨叉的结构及加工精度分析
前一章已经分析过，拨叉三部分作用不同，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，拨叉脚距离公差50H12，、拨叉脚厚度公差7 ，操纵槽宽度13 ;
位置公差：φ5孔的位置度公差、拨叉脚后面对φ15孔轴线的垂直度公差;
粗糙度：φ15H8孔粗糙度要求最高，Ra=3.2μm，拨叉脚两端面粗糙度要求Ra=6.3μm，其余粗糙度要求一般。
（2）．其余技术要求：
铸件表面应清除毛刺、披缝结瘤和粘沙，不应有裂缝、砂眼和局部疏松、多针孔及夹渣等缺陷;
正火处理，硬度180~229HB，拨叉脚局部淬火，硬度不小于50HRC，淬深0.7~1.2mm;
去除锐边毛刺;
不加工表面清砂洗净，涂铁红环氧底漆。
加工过程中要合理穿插热处理，钳修等辅助工序。
图2-1 拨叉零件简图
3．确定关键加工表面
根据图纸标注，将精度要求高的装配表面定为关键加工表面。
（1）拨叉头孔径为15的尺寸精度为IT8，粗糙度Ra=3.2μm,其轴线是直径为5的小孔的位置度基准和拨叉角的垂直度基准，所以是关键加工表面。
（2）拨叉脚的50H12以及厚度7有尺寸公差要求IT11，厚度7对φ15孔轴线有垂直度要求，作为工作表面需要局部淬火，也是关键加工表面。
2.2 确定零件毛坯的类型及其制造方法
毛坯的类型及其制造方法的选择不仅影响毛坯的制造工艺及费用，而且与零件的机械加工工艺和加工质量密切相关。
1．毛坯的类型及其制造方法的选择
选择毛坯时应该考虑的因素有：零件的生产纲领、零件材料的工艺性、零件的结构形状和尺寸、现有的生产条件。
由于拨叉零件的材料要求为ZG310-570，因此应选用毛坯类型为铸件。该零件是大批量生产，零件的轮廓尺寸不大，所以企业选用机械砂型铸造。江旭铸造公司有一条机械砂型铸造流水线，生产效率比手工制砂型高数倍至数十倍，特别适合大批量生产，虽然设备昂贵，但工人的技术水平要求较低，对中小型铸件的质量稳定性也有明显提高。
2． 确定拨叉毛坯的机械加工余量
毛坯选择过零件最高线且平行与叉脚对称面的平面作为分型面。铸件采用带型芯的分模造型，多件同时浇注，铁水经两拨叉脚位置经横浇口流入。由于该零件属特形零件，且利用不加工表面进行定位的情形较多，所以确定铸件尺寸公差等级为GB6414—1999的F，机械加工余量等级为H。
查机械工艺师手册，结合公司实际情况，将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
简图 表面代号 基本尺寸 余量 余量
公差 备注
A1-A3 - - - 实心
B1 30 3 ±1
B2 50 3 ±1
B3 50 3 ±1
B4 7 2 ±0.5
B5 7 2 ±0.5
3．绘制毛坯图
毛坯图是在零件图基础上增加了毛坯余量并简化了尺寸后的视图，视图中用填充了交叉线图案来表示加工余量，如图2-2所示。
图2-2 拨叉毛坯图。 ...
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