1、摘 要隨著科技的開展，機(jī)械制造行業(yè)已經(jīng)是我國技術(shù)進(jìn)步和社會開展的支柱產(chǎn)業(yè)之一。無論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是新興的機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)，都離不開形式各樣的機(jī)械制造設(shè)備。本次畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容主要內(nèi)容就是對CA6140機(jī)床撥叉的工藝規(guī)程制定和對其中孔及假設(shè)干平面加工工序的夾具設(shè)計進(jìn)行研究和探討。在工藝規(guī)程編制方面，主要通過仔細(xì)分析撥叉零件圖和相關(guān)技術(shù)要求，查閱零件相關(guān)資料，考慮了零件的工藝結(jié)構(gòu)要求、批量生產(chǎn)要求、經(jīng)濟(jì)性、可行性等多方面因素，最終安排工序，并完成加工，其中包括各道工序的加工方法，機(jī)床、刀具、夾具、輔具、量具的選擇，基準(zhǔn)面的選取，定位和夾緊方案的擬定，并將其編入工序卡片，清晰明了的表達(dá)出了整個加工過程。另

2、外，在專用夾具設(shè)計方面，主要對一孔、一平面的加工工序進(jìn)行了夾具方案的分析，計算和最終完成設(shè)計任務(wù)。關(guān)鍵詞：撥叉；工藝路線；定位與夾緊；專用夾具設(shè)計AbstractWith the development of science and technology, machinery manufacturing industry of China has been technological progress and social development of pillar industries. Whether in traditional industries or new industries,

3、 it is inseparable from a wide range of machinery and equipment. This graduation of content which is the study about the protocol development process and the fixture design of the hole and some plane processing procedure. In terms of process rules, primarily through a careful analysis of the product

4、 parts and related technical requirements, check the parts relevant information considered part of the process of structural requirements, batch, and economics, feasibility, and more factors. The final arrangements for the operations to finish processing, including the operations of processing metho

5、d, machine tools, tooling, fixtures, assistive devices, measurement apparatus selection, select datum, positioning and clamp authoring, and process card, clarity of expression out the whole processing procedure. In addition, in fixture design, the main design about a hole, a flat and a groove machin

6、ing process has been analysised, computation and finally to complete the design task.Key words: Plectrum; process route; positioning and clamping; dedicated fixture design目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc327018118 摘 要 PAGEREF _Toc327018118 h I HYPERLINK l _Toc327018119 Abstract PAGEREF _Toc327018

7、119 h II HYPERLINK l _Toc327018122 第1章 緒論 PAGEREF _Toc327018122 h 1 HYPERLINK l _Toc327018123 1.1 夾具設(shè)計的意義 PAGEREF _Toc327018123 h 1 HYPERLINK l _Toc327018124 1.2 夾具設(shè)計研究概述 PAGEREF _Toc327018124 h 2 HYPERLINK l _Toc327018125 1.2.1 夾具的定義 PAGEREF _Toc327018125 h 2 HYPERLINK l _Toc327018126 1.2.2 夾具開展概況

8、PAGEREF _Toc327018126 h 2 HYPERLINK l _Toc327018127 1.2.3 夾具設(shè)計要解決的主要問題 PAGEREF _Toc327018127 h 3 HYPERLINK l _Toc327018128 1.3 夾具的功能 PAGEREF _Toc327018128 h 4 HYPERLINK l _Toc327018129 1.4 夾具組成 PAGEREF _Toc327018129 h 4 HYPERLINK l _Toc327018130 1.4.1 夾具的根本組成局部 PAGEREF _Toc327018130 h 4 HYPERLINK l

9、_Toc327018131 1.4.2 夾具的其他組成局部 PAGEREF _Toc327018131 h 5 HYPERLINK l _Toc327018132 1.5 夾具的分類 PAGEREF _Toc327018132 h 5 HYPERLINK l _Toc327018133 1.5.1 按夾具的通用特性分類 PAGEREF _Toc327018133 h 5 HYPERLINK l _Toc327018134 1.5.2 按夾具使用的機(jī)床分類 PAGEREF _Toc327018134 h 5 HYPERLINK l _Toc327018135 1.6 夾具使用優(yōu)點 PAGEREF

10、 _Toc327018135 h 7 HYPERLINK l _Toc327018136 1.7 夾具設(shè)計要求 PAGEREF _Toc327018136 h 7 HYPERLINK l _Toc327018137 1.7.1 夾具設(shè)計根本要求 PAGEREF _Toc327018137 h 7 HYPERLINK l _Toc327018138 1.7.2 生產(chǎn)對其提出的新要求 PAGEREF _Toc327018138 h 8 HYPERLINK l _Toc327018139 1.8 夾具設(shè)計特點 PAGEREF _Toc327018139 h 8 HYPERLINK l _Toc327

11、018140 1.9 現(xiàn)代夾具的開展發(fā)向 PAGEREF _Toc327018140 h 9 HYPERLINK l _Toc327018141 第2章 工藝規(guī)程的編制 PAGEREF _Toc327018141 h 10 HYPERLINK l _Toc327018142 2.1 零件的分析 PAGEREF _Toc327018142 h 10 HYPERLINK l _Toc327018143 2.1.1 零件的作用 PAGEREF _Toc327018143 h 10 HYPERLINK l _Toc327018144 2.1.2 零件的工藝分析 PAGEREF _Toc32701814

12、4 h 11 HYPERLINK l _Toc327018145 2.2 確定毛坯的制造形式 PAGEREF _Toc327018145 h 12 HYPERLINK l _Toc327018146 2.3 基面的選擇 PAGEREF _Toc327018146 h 13 HYPERLINK l _Toc327018147 2.4 制定工藝路 PAGEREF _Toc327018147 h 14 HYPERLINK l _Toc327018148 2.5 選擇加工設(shè)備及刀具、夾具、量具 PAGEREF _Toc327018148 h 15 HYPERLINK l _Toc327018149 2

13、.6 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸確實定 PAGEREF _Toc327018149 h 16 HYPERLINK l _Toc327018150 2.7 確立切削用量及根本工時 PAGEREF _Toc327018150 h 19 HYPERLINK l _Toc327018151 第3章 夾具設(shè)計 PAGEREF _Toc327018151 h 37 HYPERLINK l _Toc327018152 3.1 工序30的夾具設(shè)計 PAGEREF _Toc327018152 h 37 HYPERLINK l _Toc327018153 3.1.1 問題的提出 PAGEREF _Toc32

14、7018153 h 37 HYPERLINK l _Toc327018154 3.1.2 夾具設(shè)計 PAGEREF _Toc327018154 h 37 HYPERLINK l _Toc327018155 3.1.3 定位誤差的分析 PAGEREF _Toc327018155 h 40 HYPERLINK l _Toc327018156 3.1.4 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 PAGEREF _Toc327018156 h 40 HYPERLINK l _Toc327018157 3.2 工序50的夾具設(shè)計 PAGEREF _Toc327018157 h 40 HYPERLINK l _Toc3

15、27018158 3.2.1 問題的提出 PAGEREF _Toc327018158 h 40 HYPERLINK l _Toc327018159 3.2.2 夾具設(shè)計 PAGEREF _Toc327018159 h 41 HYPERLINK l _Toc327018160 3.2.3 定位誤差的分析 PAGEREF _Toc327018160 h 43 HYPERLINK l _Toc327018161 3.2.4 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 PAGEREF _Toc327018161 h 43 HYPERLINK l _Toc327018162 3.3 工序70的夾具設(shè)計 PAGEREF _

16、Toc327018162 h 44 HYPERLINK l _Toc327018163 3.3.1 問題的提出 PAGEREF _Toc327018163 h 44 HYPERLINK l _Toc327018164 3.3.2 夾具設(shè)計 PAGEREF _Toc327018164 h 44 HYPERLINK l _Toc327018165 3.3.3 定位誤差的分析 PAGEREF _Toc327018165 h 47 HYPERLINK l _Toc327018166 3.3.4 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 PAGEREF _Toc327018166 h 47 HYPERLINK l _T

17、oc327018167 第4章 機(jī)床夾具優(yōu)化設(shè)計及經(jīng)濟(jì)效益 PAGEREF _Toc327018167 h 48 HYPERLINK l _Toc327018168 4.1 優(yōu)化設(shè)計分析 PAGEREF _Toc327018168 h 48 HYPERLINK l _Toc327018169 成組夾具本錢 PAGEREF _Toc327018169 h 48 HYPERLINK l _Toc327018170 4.1.2 優(yōu)化設(shè)計的現(xiàn)實意義 PAGEREF _Toc327018170 h 49 HYPERLINK l _Toc327018171 4.2 機(jī)床夾具柔性化 PAGEREF _Toc

18、327018171 h 49 HYPERLINK l _Toc327018172 4.3 機(jī)床夾具經(jīng)濟(jì)效益分析 PAGEREF _Toc327018172 h 50 HYPERLINK l _Toc327018173 結(jié) 論 PAGEREF _Toc327018173 h 52 HYPERLINK l _Toc327018174 致 謝 PAGEREF _Toc327018174 h 53 HYPERLINK l _Toc327018175 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc327018175 h 54ContentsAbstract HYPERLINK l _Toc262464510 Cha

19、pter 1 Introduction HYPERLINK l _Toc262464513 11.1 The significance of the fixture design HYPERLINK l _Toc262464514 11.2 Fixture design research overview HYPERLINK l _Toc262464515 2 The definition of a fixture HYPERLINK l _Toc262464517 2 Fixture development HYPERLINK l _Toc262464518 21.2.3 Design of

20、 jigs and fixtures to solve the main problems HYPERLINK l _Toc262464519 31.3 Functions of fixtures HYPERLINK l _Toc262464520 31.4 Fixture composition HYPERLINK l _Toc262464523 4 The basic components of fixtures HYPERLINK l _Toc262464524 4 The other component of the fixtures HYPERLINK l _Toc262464525

21、 41.5 Fixture of classification HYPERLINK l _Toc262464527 51.5.1 According to the common characteristics of classification fixtures HYPERLINK l _Toc262464526 5 The machine tool used by fixture classification HYPERLINK l _Toc262464526 51.6 Use the advantages of fixtures HYPERLINK l _Toc262464527 61.7

22、 Design of machine-tool fixtures HYPERLINK l _Toc262464527 7 Basic requirements for the design of fixtures HYPERLINK l _Toc262464527 71.7.2 Production on his proposed new requirements HYPERLINK l _Toc262464527 71.8 Fixture design characteristics HYPERLINK l _Toc262464527 81.9 Development of modern f

23、ixtures sent to HYPERLINK l _Toc262464527 9Chapter 2 The compilation of procedures HYPERLINK l _Toc262464528 102.1 Part of the analysis HYPERLINK l _Toc262464529 102.1.1 Part of the role HYPERLINK l _Toc262464530 102.1.2 Parts of the Process Analysis HYPERLINK l _Toc262464531 112.2 Determine the for

24、m of blank manufacturing HYPERLINK l _Toc262464533 122.3 The choice of base level HYPERLINK l _Toc262464537 132.4 Develop route HYPERLINK l _Toc262464537 14 2.5 Select the processing equipment and tooling, fixtures, measuring tools HYPERLINK l _Toc262464537 152.6 Allowance, dimensions and fur dimens

25、ion HYPERLINK l _Toc262464537 162.7 Establishment of cutting and basic work HYPERLINK l _Toc262464537 19Chapter 3 Fixture design HYPERLINK l _Toc262464538 363.1 Fixture design of the third working procedure HYPERLINK l _Toc262464539 37 Problem HYPERLINK l _Toc262464540 37 Fixture design HYPERLINK l

26、_Toc262464541 40 The analysis of positioning error HYPERLINK l _Toc262464542 40 HYPERLINK l _Toc262464543 403.2 Fixture design of the fifth working procedure HYPERLINK l _Toc262464544 40 Problem HYPERLINK l _Toc262464545 40 Fixture design HYPERLINK l _Toc262464546 41 The analysis of positioning erro

27、r HYPERLINK l _Toc262464546 43 HYPERLINK l _Toc262464546 433.3 Fixture design of the seventh working procedure HYPERLINK l _Toc262464544 443.3.1 Problem HYPERLINK l _Toc262464545 43.3.2 Fixture design HYPERLINK l _Toc262464546 443.3.3 The analysis of positioning error HYPERLINK l _Toc262464546 47 3.

28、3.4 HYPERLINK l _Toc262464546 47Chapter 4 Fixture design optimization and economic benefits HYPERLINK l _Toc262464547 484.1 Optimal Design and Analysis HYPERLINK l _Toc262464548 48 Group fixture costs HYPERLINK l _Toc262464553 48 The practical significance of design optimization HYPERLINK l _Toc2624

29、64554 494.2 Flexible Machine Tool Fixture HYPERLINK l _Toc262464549 494.3 Economic Analysis of jigs and fixtures HYPERLINK l _Toc262464550 50Conclusion HYPERLINK l _Toc262464597 52Thanks HYPERLINK l _Toc262464598 53References HYPERLINK l _Toc262464599 54第1章 緒論隨著科學(xué)技術(shù)的高速開展，機(jī)械產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代，其產(chǎn)品型號越來越多，質(zhì)量要求越來越

30、高，更新周期越來越短，使機(jī)械制造工程飛速的開展。在機(jī)械加工過程中，夾具占有非常重要的地位。它可靠地保證了工件的加工精度，提高了加工效率，減輕了勞動的強(qiáng)度。夾具的設(shè)計過程中，應(yīng)深入生產(chǎn)實際，對工件的圖紙、工藝文件，生產(chǎn)綱領(lǐng)等分析，精心調(diào)查研究，吸取國內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)，制訂出合理的設(shè)計方案1。機(jī)械加工必須保證零件的加工質(zhì)量，到達(dá)設(shè)計圖紙規(guī)定的各項技術(shù)要求，同時還應(yīng)該具有較高的生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。因此，機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計就是一項重要的工作。它要求設(shè)計者必須具有豐富的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗和廣博的機(jī)械制造工藝根底理論知識。在指定工藝規(guī)程時，應(yīng)根據(jù)零件的產(chǎn)量和現(xiàn)有的設(shè)備條件，綜合考慮加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的要求，經(jīng)

31、過反復(fù)分析比擬，確定最優(yōu)方案。1.1 夾具設(shè)計的意義零件在工藝規(guī)程制定之后就要按工藝規(guī)程順序進(jìn)行加工。加工中除了需要機(jī)床、刀具、量具之外，成批生產(chǎn)時還要用機(jī)床夾具。他們是機(jī)床和工件之間的連接裝置，使工件相對于機(jī)床或刀具獲得正確的位置，機(jī)床夾具的好壞將直接影響工件加工外表的位置精度，所以機(jī)床夾具設(shè)計是裝備設(shè)計中一項重要的工作，是加工過程中最活潑的因素之一2。因此，好的夾具設(shè)計可以提高產(chǎn)品勞動生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降低生產(chǎn)本錢等，還可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，從而使產(chǎn)品生產(chǎn)在保證精度的前提下提高效率，降低本錢。在當(dāng)今劇烈的市場競爭和企業(yè)信息化要求下，滿足企業(yè)對夾具的設(shè)計制造的更高要求。CA614

32、0車床撥叉銑、鉆等工序使用的專用夾具設(shè)計應(yīng)針對加工零件，應(yīng)到達(dá)結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡便、生產(chǎn)率高。所以對CA6140車床撥叉加工工藝及夾具設(shè)計，不但是我們對大學(xué)所學(xué)的知識的一個整合，而且是對結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝設(shè)計方面的一次訓(xùn)練。1.2 夾具設(shè)計研究概述 夾具的定義夾具是一種裝夾工件的一種工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造過程的切削加工，熱處理裝配，焊接和檢測等工藝過程中。 在金屬切削機(jī)床工件是使用的夾具稱為機(jī)床夾具，在現(xiàn)代生產(chǎn)過程中，機(jī)床夾具不可缺少。它直接影響著加工的精度，勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造本錢等，故機(jī)床夾具的設(shè)計在企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計和制造以及生產(chǎn)技術(shù)裝備中占有極其主要的地位。機(jī)床夾具設(shè)計是一項重要的技術(shù)

33、工件3。 夾具開展概況隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，夾具已從一種輔助工具開展成為門類齊全的工藝裝備。改革開放以來，機(jī)械工業(yè)充分利用國內(nèi)外兩方面技術(shù)資源，有方案的進(jìn)行企業(yè)的技術(shù)改造，引導(dǎo)企業(yè)走依靠科技進(jìn)步的道路，使制造技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量以及經(jīng)濟(jì)效益有了很大的提高，為繁榮國內(nèi)市場，擴(kuò)大出口創(chuàng)匯，推動國民經(jīng)濟(jì)的開展起了重要作用。夾具最早出現(xiàn)在1787年，至今經(jīng)歷了三個開展階段。第一階段表現(xiàn)為夾具與人的結(jié)合。在工業(yè)開展初期。機(jī)械制造的精度較低，機(jī)械產(chǎn)品工件的制造質(zhì)量主要依賴勞動者個人的經(jīng)驗和手藝，而夾具僅僅作為加工工藝過程中的一種輔助工具；第二階段是隨著機(jī)床、汽車、飛機(jī)等制造業(yè)的開展，夾具的門類才逐步開展齊全。

34、夾具的定位、夾緊、導(dǎo)向或?qū)Φ对慕Y(jié)構(gòu)也日趨完善，逐漸開展成為系統(tǒng)的主要工藝裝備之一；第三階段，即近代由于世界科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具在系統(tǒng)中占據(jù)相當(dāng)重要的地位。這一階段的主要特征表現(xiàn)為夾具與機(jī)床的緊密結(jié)合。我國的機(jī)械制造業(yè)經(jīng)過50多年，特別是近20年的開展，已形成了品種繁多、門類齊、布局合理的機(jī)械制造工業(yè)體系。許多科研院所、大專院校和企業(yè)研制出了一大批成套技術(shù)裝備和多種高精尖產(chǎn)品，有些已接近或到達(dá)國際先進(jìn)水平?，F(xiàn)代機(jī)床夾具的開展為了適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)向高、精，尖方向開展的需要和多品種、中小批生產(chǎn)的特點，機(jī)床夾具的主要開展方向表現(xiàn)為精密化4。目前中國制造業(yè)開展迅猛，以前的我國制

35、造業(yè)普遍使用剛性專機(jī)加工各種各樣的零部件，導(dǎo)致改型和生產(chǎn)個零部件周期較長。隨著我國制造業(yè)開展和各種各種零件的需求與日俱增，加工設(shè)備和工藝也向著柔性化的方向轉(zhuǎn)變。 目前，除了在生產(chǎn)流水線、自動線配置相應(yīng)的高效、自動化夾具外，在數(shù)控機(jī)床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動裝夾工件的夾具以及自動更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機(jī)床的效率。為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴(kuò)大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu)，開展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當(dāng)前夾具開展的主要方向，使機(jī)械產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代，品種型號越來越多質(zhì)量越來越高，更新周期越來越短5。 夾具設(shè)計要解決的主要問題夾具設(shè)計最關(guān)鍵是要求

36、對工件定位正確，且滿足定位精度要求。首先得了解影響定位精度的因素，然后采取措施解決具體的問題。如定位基準(zhǔn)與定位元件的配合狀況和影響定位精度，那么可以提高夾具的制造精度，減小配合間隙就能提高夾具在機(jī)床上的定位精度。除此之外，選擇夾具的類型與結(jié)構(gòu)型式必須與零件生產(chǎn)批量大小相適應(yīng)，夾具結(jié)構(gòu)與零部件應(yīng)具有足夠的剛度和強(qiáng)度，從而保證夾具操作方便、夾緊可靠、使用平安、并有合理的裝卸空間6。1.3 夾具的功能機(jī)床夾具的主要功能是定位和加緊。定位是確定工件在夾具中占有正確位置的過程。通過工件定位基準(zhǔn)面與夾具定位元件的定位面接觸或配合實現(xiàn)的，而夾緊那么是工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作

37、。機(jī)床夾具的特殊功能是對刀和導(dǎo)向，通過調(diào)整工件切削刃相對工件或夾具的正確位置。而導(dǎo)向那么是如鉆床夾具中的鉆模板和鉆套，能迅速確實定鉆頭的位置，并引導(dǎo)其進(jìn)行鉆削。機(jī)床夾具能夠降低對操作工人的技術(shù)要求和工人的勞動強(qiáng)度。由于多數(shù)專用夾具的夾緊裝置只需廠人操縱按鈕、手柄即可實現(xiàn)對工件的夾緊，這在很大程度上減少了工人找正和調(diào)整工件的時間與難度7。1.4 夾具組成 夾具的根本組成局部雖然各類機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)有所不同但按主要功能加以分析。機(jī)床夾具的根本組成局部是定位元件，夾緊裝置和夾具體三個局部，這也好似夾具體的主要內(nèi)容。定位元件是夾具的主要功能元件之一 ，通常當(dāng)工件定位基準(zhǔn)面的形狀確定后，定位元件的結(jié)構(gòu)也就

38、確定了。夾緊裝置也是夾具的主要元件之一，一般鉸鏈壓板、螺釘、夾緊裝置等。通常夾具作為鑄件的結(jié)構(gòu)、鍛件結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)，形狀有回轉(zhuǎn)體形和底座等多種定位元件，夾緊裝置等分布在夾具體不同的位置上。 夾具的其他組成局部1 連接元件根據(jù)機(jī)床的工作特點，夾具在機(jī)床上的安裝。連接常有的兩種方式：一種是安裝在機(jī)床工作臺上，另一種是安裝在機(jī)床主軸上，連接元件用于確定夾具本身在機(jī)床上的位置。2 對刀與導(dǎo)向裝置對刀裝置常見在銑床夾具中，用以對刀塊。調(diào)銑刀對刀前的位置，對刀時，銑刀不能與對刀塊直接相連，以免碰傷銑刀的切削刃和對刀塊工作外表。導(dǎo)向裝置鉆模板、鉆套、鏜模的鏜模支架。鏜套，它們能確定刀具的位置，并引導(dǎo)刀具進(jìn)行

39、切削。3 其他元件和裝置根據(jù)加工的需要，有些夾具分別采用分度裝夾，靠模裝置上下料加工工藝機(jī)器人等8。1.5 夾具的分類 按夾具的通用特性分類這是一種根本的分類方法，主要反響夾具在不同生產(chǎn)類型中的通用特性，故也是選擇夾具主要依據(jù)。目前，我國常用的夾具有通用夾具、專用夾具和自動化生產(chǎn)夾具等五大類。 按夾具使用的機(jī)床分類這是專用夾具設(shè)計使用的分類方法，如車床、銑床、刨床、鉆床、數(shù)控車床等夾具，如圖1-1,1-2,1-3所示： 圖1-1 鉆床夾具 圖1-2 銑床夾具圖1-3 工裝夾具設(shè)計專用夾具時機(jī)床的類別、組別、型別主要參數(shù)均以確定。它們不同點是機(jī)床切削成型運(yùn)動不同、故夾具與機(jī)床的連接方式不同它們的

40、加工精度要求也各不相同9。1.6 夾具使用優(yōu)點夾具的使用一般包括兩個過程，其一是夾具本身在機(jī)床上的安裝和調(diào)整，其二是被加工工件在夾具中的安裝。加工過程中，工件與刀具的相對位置容易得到保證，并且不受各種主觀因素的影響，因而工件的加工精度穩(wěn)定可靠。1 所保證加工精度用夾具裝夾工件時工件相對刀具及機(jī)床的位置由夾具保證不受工人技術(shù)的影響，使一批工件的加工精度趨于一致。2 提高勞動生產(chǎn)率 使用夾具裝夾工件方便、快速工件不需劃線找正，可顯著的減少輔助工時，提高勞動生產(chǎn)率，工件在夾具裝夾后提高了工件的剛性，因此可加大切削用量，提高勞動生產(chǎn)率，可使用多工位夾具，并可采用高小夾緊機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步提高勞動生產(chǎn)率。3

41、能擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍4 能降低本錢在批量生產(chǎn)后使用夾具后，由于勞動生產(chǎn)率的提高，使用技術(shù)等級較低的工人以及廢品率下降等原因，明顯的降低了本錢夾具制造本錢分?jǐn)傇谝慌ぜ?，沒個工件制造的本錢是極少的，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于由于提高勞動生產(chǎn)率而降低的本錢，元件批量越大使用夾具所取得的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)就越大。5 改善工人的勞動條件 用夾具裝夾工件方便、省力、平安10。1.7 夾具設(shè)計要求 夾具設(shè)計根本要求設(shè)計夾具時，應(yīng)滿足以下四項根本要求：1 保證工件的加工精度。2 保證工人的造作平安。3 到達(dá)加工的造作生產(chǎn)率要求。4 滿足夾具一定的使用壽命和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。 生產(chǎn)對其提出的新要求現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以

42、適應(yīng)市場劇烈競爭，現(xiàn)代生產(chǎn)對夾具提出了如下新的要求：1 能迅速方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。2 能裝夾一組相似性特征的工件。3 用于精密加工的高精度的機(jī)床。4 適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型技術(shù)。5 采用液壓汞站等為動力源的高效夾緊裝置，進(jìn)一步提高勞動生產(chǎn)率11。 1.8 夾具設(shè)計特點 機(jī)床夾具設(shè)計與其他裝備設(shè)計比擬有較大的差異，主要表現(xiàn)在以下五個方面：1 要有較短的設(shè)計和制造周期，一般沒有條件對夾具進(jìn)行原理性實驗和復(fù)雜的計算工作。2 夾具的精度一般比工件的精度變了三倍。3 夾具在一般情況下是單體制造的，重復(fù)制造的時機(jī)通常要求夾具在投產(chǎn)時一次成功。4 夾具和操作工人的關(guān)系非常的密切

43、，要求夾具與生產(chǎn)條件和操作密切結(jié)合。5 夾具的社會協(xié)作制造條件較差，特別是商品化的元件較少，設(shè)計者要熟悉夾具的制造方法，以滿足設(shè)計的工藝要求。1.9 現(xiàn)代夾具的開展發(fā)向現(xiàn)代夾具的開展方向表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標(biāo)準(zhǔn)化等四個方面。隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，精密化夾具勢必也相應(yīng)提高。高效化夾具主要用來減少工件加工的機(jī)動時的和輔助時的，以提高勞動生產(chǎn)率，減少工人勞動強(qiáng)度。夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是通過調(diào)組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力12。夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面。在制造典型夾具結(jié)構(gòu)的根底上，首先進(jìn)行夾具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或變型，以減少功能用途

44、相近的夾具元件。舍棄一些功能低劣的結(jié)構(gòu)，通用化方法包括：夾具、部件、元件、毛呸和材料的通用化夾具的標(biāo)準(zhǔn)化階段是通用化的深入并為工作圖的審查創(chuàng)造了良好的條件13。第2章 工藝規(guī)程的編制2.1 零件的分析 零件的作用題目給的是CA6140車床主軸箱撥叉的工藝規(guī)程編制和夾具設(shè)計。CA6140車床的撥叉位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用14。零件圖如圖2-1所示：圖2-1 撥叉零件圖零件上方的mm孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，而下方的mm半孔那么是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過上方的力撥動下方的齒輪實現(xiàn)變速。兩件零件鑄為一體，加工時分開。 零件的工藝

45、分析零件的材料為HT200，為了滿足其性質(zhì)要求，由參考文獻(xiàn)15表2-3鑄件制造方法選取金屬型鑄造方法，由參考文獻(xiàn)16表2.2-4 灰鑄鐵件的硬度分級可知灰鑄鐵的硬度為190210HBS，具有較高的強(qiáng)度和耐磨性，適于承受較大應(yīng)力和耐磨性的要求。CA6140車床撥叉有多處加工面，其中有兩處加工外表，其間有一定位置要求。分述如下：1 以mm孔為中心的加工外表這一組加工外表包括：mm的孔，以及40mm的圓柱上外表，其中主要加工外表為mm通孔，其粗糙度要求為1.6。2 以mm孔為中心的加工外表這一組加工外表包括：mm的孔，以及75mm的兩個端面。其中mm內(nèi)孔的粗糙度要求為3.2，75mm的兩端面有垂直度

46、0.1的要求。3 將兩件銑斷這一組加工外表包括：銑斷面的粗糙度要求為6.3。4 銑mm的槽這一組加工外表包括：此槽端面的粗糙度要求為3.2，槽的底面的粗糙度要求為6.3。5 銑40mm外圓柱面上的平臺這一組加工外表包括：粗糙度要求6.3，其余為尺寸要求，精度不高。該零件加工外表之間有著一定的位置要求，主要是：mm孔的中心與mm孔的中心有位置要求mm。mm的槽與mm的孔內(nèi)外表有垂直度公差為0.08。C、D兩端面之間相對于的mm的孔內(nèi)外表有垂直度公差為0.1。由以上分析:對于以上加工外表，根據(jù)加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床所能到達(dá)的位置精度，可先加工其中某一重要外表，然后借助于專用夾具加工其它外表，并保

47、證各種尺寸和位置的精度要求。2.2 確定毛坯的制造形式根據(jù)零件的材料和形狀確定毛坯為鑄件，考慮零件在機(jī)床運(yùn)行過程中可以承受較大載荷和沖擊載荷，且零件結(jié)構(gòu)又比擬簡單，采用金屬型鑄造的方法來加工，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件的工作可靠。這樣不但提高生產(chǎn)率，而且可以保證零件的加工精度。毛坯零件圖如圖2-2所示： 圖2-2 毛坯圖毛坯的鑄造方法：選用金屬型造型的方法。毛坯的熱處理：熱處理工序在工藝過程中的安排是否恰當(dāng)，是影響零件加工質(zhì)量和材料使用性能的重要因素。熱處理的方法、次數(shù)和在工藝過程中的位置，根據(jù)材料和熱處理的目的而定。本次加工中熱處理為預(yù)備熱處理安排在機(jī)械加工之前，采用正火、調(diào)質(zhì)處理來

48、改善材料的加工性能。此外，為了消除剩余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時效。2.3 基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一。基面選擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否那么，過程中會問題百出，甚至?xí)斐纱笈鷱U品，使生產(chǎn)無法正常運(yùn)行。1 粗基準(zhǔn)的選擇對于零件而言，盡可能選擇不加工外表為粗基準(zhǔn)。而對有假設(shè)干個不加工外表的工件，那么應(yīng)以與加工外表要求相對位置精度較高的不加工外表作粗基準(zhǔn)17。根據(jù)這個基準(zhǔn)選擇原那么，現(xiàn)以撥叉的底面和40mm的外圓外表為粗基準(zhǔn)，利用V型塊夾緊到達(dá)完全定位,然后進(jìn)行鉆55mm孔的加工。2 精基準(zhǔn)的選擇為了保證定位基準(zhǔn)和加工工藝基準(zhǔn)重合，所以選擇零件的25

49、mm圓外表為精基準(zhǔn)，并且以“基準(zhǔn)重合和“基準(zhǔn)統(tǒng)一為原那么，來保證加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便。2.4 制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點,應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)本錢盡量下降。1 工藝路線方案一工序一：鑄造毛坯工序二：將兩件銑斷工序三：鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸25mm孔工序四：粗車、半精車、精車55mm孔工序五：粗銑、精銑C、D面保證垂直度誤差不大于0.1工序六：粗銑B面工序七：銑16mm的槽，垂直度誤差不大于0.08工序八：銑40m

50、m外圓上的平臺工序九：檢驗入庫上面的工序加工不太合理，因為如果先將兩件銑斷，破壞了零件的整體性，這樣就達(dá)不到兩個孔之間的位置要求，影響整個工件的加工要求，從而降低了零件的使用價值。由此得出下面一個方案。2 工藝路線方案二工序一: 鑄造毛坯工序二：以底平面D面為粗基準(zhǔn)，用V型塊定位，粗車、半精車、精車mm孔，使其到達(dá)精度要求工序三：以40mm圓柱外外表為基準(zhǔn)，用V型塊定位，并以mm的圓心為基準(zhǔn)鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸mm的孔，到達(dá)精度要求工序四：將兩件銑斷工序五：以mm的內(nèi)孔為精基準(zhǔn)，以定位擋銷和一壓板實現(xiàn)定位，進(jìn)行C、D兩面的粗銑、精銑加工，使C、D兩面滿足垂直度誤差不大于0.1工序六：以mm的內(nèi)孔

51、為精基準(zhǔn)，以D面和一輔助支撐實現(xiàn)定位，進(jìn)行B面的粗銑加工工序七：以mm的內(nèi)孔為精基準(zhǔn)，銑mm的槽,保證槽的側(cè)面相對于孔的垂直度誤差是0.08工序八：以mm的內(nèi)孔為精基準(zhǔn)，銑40mm外圓上的平臺工序九：去除毛刺工序十：檢驗入庫 比擬兩種工序加工方案，考慮到加工的合理性及精度的要求，我們選擇方案二的設(shè)計。2.5 選擇加工設(shè)備及刀具、夾具、量具由于生產(chǎn)類型為中批，故加工機(jī)床設(shè)備等以通用機(jī)床為主，其生產(chǎn)方式以通用機(jī)床加專用夾具為主，工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均有人工完成。根據(jù)加工零件的具體工序，滿足加工需求，根據(jù)文獻(xiàn)15選擇以下機(jī)床、刀具和量具：1 機(jī)床的選擇銑面、銑槽、銑平臺時均采用立式銑

52、床X52K； 鉆、擴(kuò)、鉸孔均采用立式鉆床Z550； 車內(nèi)孔時采用臥式車床C620-1。2 夾具的選擇該撥叉的生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。3 刀具的選擇銑上下外表時采用硬質(zhì)合金端銑刀，可以保證加工零件的精度要求； 銑槽時采用直柄立銑刀； 銑斷時采用銑斷銑刀； 鉆孔時采用高速鋼錐柄麻花鉆；擴(kuò)孔時采用高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆；鉸孔時采用硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀； 車孔時采用YG6硬質(zhì)合金車刀。4 量具的選擇極限量規(guī)或塞規(guī)、對角度尺寸采用專用夾具保證，其它尺寸采用通用量具即可。2.6 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸確實定 CA6140車床撥叉零件材料為HT200，硬度190210HBS，抗拉強(qiáng)度，生產(chǎn)

53、類型為中批量，鑄造毛坯。由文獻(xiàn)18表217灰鑄鐵鑄件預(yù)計的力學(xué)性能及應(yīng)用舉例及以上原始資料及加工工藝，分別確定各家工外表的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：(1) 求最大輪廓尺寸根據(jù)零件圖計算輪廓尺寸，長315mm，寬75mm，高80mm，故最大輪廓尺寸為315mm。(2) 選取公差等級CT由文獻(xiàn)15表5-1 大批量生產(chǎn)的毛坯鑄件的公差等級得鑄造方法按金屬型鑄造、鑄件材料按灰鑄鐵，得公差等級CT范圍810級，取為10級。 (3) 求鑄件尺寸公差根據(jù)加工面的根本尺寸和鑄件公差等級CT，由表5-3鑄件尺寸公差15得：公差帶相對于根本尺寸對稱分布。(4) 求機(jī)械加工余量等級由文獻(xiàn)15表5-5 毛

54、坯鑄件典型的機(jī)械加工余量等級得鑄造方法按金屬型鑄造、鑄件材料按灰鑄鐵，得機(jī)械加工余量等級范圍DF級，取為F級。(5) 求RMA(要求的機(jī)械加工余量)對所有加工外表取同一個數(shù)值，由文獻(xiàn)15表5-4 要求的鑄件機(jī)械加工余量RMA得最大輪廓尺寸為315mm、機(jī)械加工余量等級為F級，得RMA數(shù)值為2.5mm。(6) 求毛坯根本尺寸為方便加工，鍵槽處鑄成實心。C面、D面屬雙側(cè)加工，應(yīng)由文獻(xiàn)15式5-2求出，即R=F+2RMA+CT/2=12+22.5+2.2/2=18.1mm B面為單側(cè)加工，毛坯根本尺寸由文獻(xiàn)15式5-1求出，即R=F+RMA+CT/2=80+2.5+3.2/2=84.1mm 25mm

55、孔屬內(nèi)腔加工，應(yīng)由文獻(xiàn)15式5-3求出，即R=F-2RMA-CT/2=25-218.7mm 55mm孔屬內(nèi)腔加工，應(yīng)由文獻(xiàn)15式5-3求出，即R=F-2RMA-CT/2=55-248.6mm式中 R毛坯根本尺寸；F毛坯的鑄件輪廓尺寸；RMA要求的機(jī)械加工余量；CT公差等級。撥叉鑄件毛坯尺寸公差與加工余量見如下表2-1表2-1 撥叉鑄件毛坯尺寸公差與加工余量工程C面D面B面25mm孔55mm孔鍵槽公差等級CT 10101010加工面根本尺寸12802555鑄件尺寸公差2.23.22.62.8機(jī)械加工余量等級FFFFRMA2.52.52.52.5毛坯根本尺寸18.184.118.74501 C面、

56、D面的加工余量為6.1mm為雙邊加工查文獻(xiàn)15表5-49 平面精加工余量得精加工余量1mm，故粗加工余量為Z=4.1mm，那么單邊加工余量為Z=2.05mm2 B面的單邊總加工余量為Z=4.1mm查文獻(xiàn)15表5-49 平面精加工余量得精加工余量故粗加工余量為Z=3.1mm。3 內(nèi)孔25mm的孔已鑄成18.7mm的孔查文獻(xiàn)15表5-42 基孔制7、8、9級H7、H8、H9孔的加工余量得工序尺寸加工余量：鉆孔至23mm 余量為4.3mm； 擴(kuò)孔至24.8mm余量為1.8 mm； 粗鉸孔至24.94mm余量為0.14 mm； 精鉸孔至25mm余量為0.06 mm。4 內(nèi)孔55mm孔55mm的孔已先鑄

57、初45mm的孔查文獻(xiàn)15表5-42 基孔制7、8、9級H7、H8、H9孔的加工余量： 粗車45mm的孔至51mm余量為6mm；半精車51mm孔至53.8mm余量為2.8mm； 精車至55mm余量為1.2 mm。5 銑16mm由文獻(xiàn)15表5-41 凹槽加工余量及偏差得粗銑后半精銑寬度余量Z=3mm,粗銑后公差為+0.18+0.27mm,半精銑后公差為+0.11工序尺寸加工余量： 粗銑至11.5mm； 半精銑至14.5mm余量為3mm 精銑至16mm余量為1.5mm。2.7 確立切削用量及根本工時工序一：鑄造毛坯。工序二：底平面B為粗基準(zhǔn)，粗車、半精車、精車55mm的孔，使其粗糙度到達(dá)3.2(已鑄

58、成45mm)。1 粗車45mm的孔至51mm(1) 選擇主軸轉(zhuǎn)速選擇C620-1車床，正轉(zhuǎn)n=101400r/min，反轉(zhuǎn)n=141580r/min；縱向f=0.0286.33mm/r，橫向f=0.0143.16mm/r。(2) 選擇進(jìn)給量決定進(jìn)給量，由文獻(xiàn)15表5-57 臥式車床刀架進(jìn)給量得：f=0.0286.33mm/r，取f=1.(3) 計算切削速度由文獻(xiàn)15表2-8 車削時切削速度的計算公式得： EQ 式中 使用壽命T=60min；=158；=0.15；=0.40；m=0.2由文獻(xiàn)15表2-9車削過程中使用條件改變時的修正系數(shù)得=1.0那么: m/min m/min由文獻(xiàn)15表5-56

59、臥式車床主軸轉(zhuǎn)速得轉(zhuǎn)速n=305 r/min那么實際切削速度 m/min(4) 計算根本工時min式中 機(jī)動時間，min；L刀具或工作臺行程長度，mm；n機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，r/min；f主軸每轉(zhuǎn)刀具的進(jìn)給量，mm/r。2半精車51mm的孔至53.8mm，切削余量為(1) 確定背吃刀量 mm。(2) 確定進(jìn)給量、計算切削速度由文獻(xiàn)15表5-121用YG6硬質(zhì)合金車刀車削灰鑄鐵時的得：v=90m/min, f=0.42mm/r。 r/min采用C620-1臥式車床，由文獻(xiàn)15表5-56 臥式車床的主軸轉(zhuǎn)速得主軸轉(zhuǎn)速n=480r/min那么實際切削速度 m/min(3) 計算根本工時由文獻(xiàn)15表2-24

60、 車削和鏜削機(jī)動時間計算公式得：車孔切削工時的計算時間為： 式中 i走刀次數(shù)，i=1； 刀具的切入長度，mm； 刀具的切出長度，mm；單件小批量生產(chǎn)時的試切附加長度，=0。那么 mmmm所以 min3精車53.8mm的孔至mm,粗糙度為3.2(1) 確定背吃刀量 mm。(2) 確定進(jìn)給量、計算切削速度由文獻(xiàn)15表5-121用YG6硬質(zhì)合金車刀車削灰鑄鐵時的得：v=90m/min, f=0.56mm/r。 r/min采用C620-1臥式車床，由文獻(xiàn)15表5-56 臥式車床的主軸轉(zhuǎn)速得主軸轉(zhuǎn)速n=480r/min那么實際切削速度 m/min(3) 計算根本工時由文獻(xiàn)15表2-24 車削和鏜削機(jī)動時