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I 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說明書 題 目：撥叉 3 的加工工藝及鉆 M6 螺紋 孔的工裝設(shè)計(jì) 系 別： 專 業(yè)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 職 稱： II 摘 要 本文是對撥叉零件加工應(yīng)用及加工的工藝性分析，主要包括對零件圖的分析、毛 坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝 文件的填寫。選擇正確的加工方法，設(shè)計(jì)合理的加工工藝過程。此外還對撥叉零件的 工序的加工設(shè)計(jì)了專用夾具. 機(jī)床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標(biāo)準(zhǔn)化， 并且有專業(yè)的工廠進(jìn)行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專為某工件加工工序服務(wù)的專用 夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計(jì)制造。本論文夾具設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 是設(shè)計(jì)撥叉 3 的加工工藝及鉆 M6 螺紋孔的工裝設(shè)計(jì) 。 關(guān)鍵詞：加工工藝；加工方法；工藝文件；夾具 III Abstract This paper is to analyze the process of the fork parts processing application and processing, mainly including the parts diagram analysis, the choice of blank, parts of the fixture and process planning, tool selection, cutting dosage, processing documents. Select the correct processing method, design a reasonable process. In addition to the fork parts of the working process of the design of a special fixture There are many types of machine tool fixture, of which the most widely used universal fixture, specifications and sizes have been standardized, and a professional factory production. And widely used in mass production, for a special workpiece processing process of special fixture, the need for various manufacturing processes according to the workpiece design and manufacture. In this paper, the main content of the fixture design is to design the processing technology of the fork 3 and the design of the tooling for drilling M6 threaded hole. Key words: processing; processing method; process documents; fixture IV 目 錄 摘 要 II ABSTRACT.III 序言 .1 1 前言 1 2 機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)的發(fā)展 .1 2.1 發(fā)展歷史.1 2.2 發(fā)展現(xiàn)狀.1 2.3 發(fā)展趨勢.2 2.3.1 夾具的發(fā)展趨勢.2 2.3.2 機(jī)械加工制造技術(shù)的發(fā)展趨勢.3 3 零件的分析 .4 3.1 零件的作用.4 3.2 零件的工藝分析.4 4 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) .6 4.1 加工工藝過程.6 4.2 確定各表面加工方案6 4.3 確定定位基準(zhǔn).6 4.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇.6 4.3.2 精基準(zhǔn)選擇的原則.6 4.4 制定工藝路線.7 4.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定.9 4.6 確立切削用量及基本工時(shí).10 5 鉆 M6 螺 紋孔夾具設(shè)計(jì) 20 5.1 問題的提出20 5.2 定位基準(zhǔn)的選擇.20 5.3 切削力及夾緊力計(jì)算20 5.4 誤差分析與計(jì)算21 5.5 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 .23 總 結(jié)27 謝 辭28 V 參考文獻(xiàn)29 1 序言 1 前言 機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是畢業(yè)前對專業(yè)知識的綜合運(yùn)用訓(xùn)練。制造技術(shù) 已經(jīng)是生產(chǎn)、國際經(jīng)濟(jì)競爭、產(chǎn)品革新的一種重要手段，所有國家都在尋求、 獲得、開發(fā)和利用它。它正被看作是現(xiàn)代國家經(jīng)濟(jì)上獲得成功的關(guān)鍵因素。 機(jī)械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機(jī)械加工工藝過程和操作方法。生產(chǎn)規(guī)模 的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機(jī)械加 工工藝來體現(xiàn)。而機(jī)床夾具是在機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使 工件相對于機(jī)床或刀具有個(gè)正確的位置，并在加工過程中保持這個(gè)位置不變。 它們的研究對機(jī)械工業(yè)有著很重要的意義。 2 機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)的發(fā)展 2.1 發(fā)展歷史 從 1949 年以來，我國機(jī)械工業(yè)有了很大的發(fā)展，已經(jīng)成為工業(yè)中產(chǎn)品門類 比較齊全、具有相當(dāng)規(guī)模和一定技術(shù)基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)部門之一，其機(jī)械加工和夾具 也有很大的發(fā)展，但是與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，我們這方面的水平還存在著階段 性的差距，主要表現(xiàn)在機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量和水平不夠高，加工工藝過程不合理，夾 具應(yīng)用也比較少，使其加工工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，加工出來的產(chǎn)品也不理想。 2.2 發(fā)展現(xiàn)狀 現(xiàn)在，各工業(yè)化國家都把制造技術(shù)視為當(dāng)代科技發(fā)展為活躍的領(lǐng)域和國際 間科技競爭的主戰(zhàn)場，制定了一系列振興計(jì)劃、建立世界級制造技術(shù)中心，紛 紛把先進(jìn)制造技術(shù)列為國家關(guān)鍵技術(shù)和優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域。 機(jī)械加工工藝及夾具隨著制造技術(shù)的發(fā)展也突飛猛進(jìn)。機(jī)械加工工藝以各 個(gè)工廠的具體情況不同，其加工的規(guī)程也有很大的不同。突破已往的死模式。 使其隨著情況的不同具有更加合理的工藝過程。也使產(chǎn)品的質(zhì)量大大提高。制 定加工工藝雖可按情況合理制定，但也要滿足其基本要求：在保證產(chǎn)品質(zhì)量的 前提下，盡可能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低加工成本。并在充分利用本工廠現(xiàn)有生 產(chǎn)條件的基礎(chǔ)上，盡可能采用國內(nèi)、外先進(jìn)工藝技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。還應(yīng)保證操作者 良好的勞動(dòng)條件。但我國現(xiàn)階段還是主要依賴工藝人員的經(jīng)驗(yàn)來編制工藝，多 半不規(guī)定工步和切削用量，工時(shí)定額也憑經(jīng)驗(yàn)來確定，十分粗略，缺乏科學(xué)依 2 據(jù)，難以進(jìn)行合理的經(jīng)濟(jì)核算。 機(jī)床夾具最早出現(xiàn)在 18 世紀(jì)后期。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，夾具已從一 種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。 國際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占 工件種類總數(shù)的 85％左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代， 以適應(yīng)市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾 具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另 一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔 3～4 年就要更新 50～80％左右專用夾 具，而夾具的實(shí)際磨損量僅為 10～20％左右。特別是近年來，數(shù)控機(jī)床、加工 中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對機(jī)床夾具提出 了如下新的要求： 1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成 本； 2）能裝夾一組具有相似性特征的工件； 3）能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具； 4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具； 5）采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提 高勞動(dòng)生產(chǎn)率； 6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。 2.3 發(fā)展趨勢 長期以來，加工工藝編制是由工藝人員憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行的。如果由幾位工藝員 各自編制同一個(gè)零件的工藝規(guī)程，其方案一般各不相同，而且很可能都不是最 佳方案。這是因?yàn)楣に囋O(shè)計(jì)涉及的因素多，因果關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜。CAPP 將是機(jī)械 加工工藝的發(fā)展趨勢，它不僅提高了工藝設(shè)計(jì)的質(zhì)量，而且使工藝人員從繁瑣 重復(fù)的工作中擺脫出來，集中精力去考慮提高工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量問題。 2.3.1 夾具的發(fā)展趨勢 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化、高效化、精密化和柔性化等 四個(gè)方面。 （1）標(biāo)準(zhǔn)化 機(jī)床夾具的目的就在于提高生產(chǎn)效率，這樣也就必使其具有 標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，而機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。目前 我國已有夾具零件及部件的國家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148～T2259－91 以及各類通用夾 具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于 縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。 3 （2）高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間， 以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。常見的高效化夾具有自動(dòng)化夾具、 高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動(dòng)虎鉗裝夾工 件，效率可提高 5 倍左右；在車床上使用高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在 試驗(yàn)轉(zhuǎn)速為 9000r/min 的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度 提高。目前，除了在生產(chǎn)流水線、自動(dòng)線配置相應(yīng)的高效、自動(dòng)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(dòng)裝夾工件的夾具以及自動(dòng)更換 夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機(jī)床的效率。 （3）精密化 機(jī)床夾具的精度會(huì)直接影響到零件的加工精度，而隨著機(jī)械 產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應(yīng)提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu) 類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達(dá)±0.1“；用于精密車 削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為 5μm。這些精密化的夾具為以后零 件加工的精度提供了保證。 （4）柔性化 機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通 過調(diào)整、組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有： 工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類 主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。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)，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當(dāng)前夾具發(fā)展 的主要方向。 2.3.2 機(jī)械加工制造技術(shù)的發(fā)展趨勢 （1）特種加工 它是指一些物理的、化學(xué)的加工方法，如電火花加工、電 解加工、超聲波加工、激光加工、離子束加工等。特種加工方法的主要對象是 難加工材料的加工，如金剛石、陶瓷等超硬材料的加工，其加工精度可達(dá)分子 級加工單位或原子級加工單位，所以它又常常是精密加工和超精密加工的重要 手段。特種加工與傳統(tǒng)加工相結(jié)合的復(fù)合加工有較大的發(fā)展前途。 （2）快速成形 利用離散、堆積成形概念，可將一個(gè)三維實(shí)體分解為若干 二維實(shí)體制造出來，再經(jīng)堆積而構(gòu)成三維實(shí)體。 （3）精密工程 它包括精密加工的超精密加工技術(shù)、微細(xì)加工和超微細(xì)加 工技術(shù)、微型機(jī)械和納米技術(shù)等方面。當(dāng)前，以納米技術(shù)為代表的超精密加工 技術(shù)和以微細(xì)加工為手段的微型機(jī)械技術(shù)有重要意義，它們代表了這一時(shí)期精 密工程的方向。 （4）傳統(tǒng)加工工藝的改造和革新 這一方面的技術(shù)潛力很大，如高速切削、 超高速切削、強(qiáng)力磨削、超硬材料磨具的出現(xiàn)都對加工理論的發(fā)展、加工質(zhì)量 4 和效率的提高有重要意義。另一方面，舊設(shè)備的改造和挖潛，如普通機(jī)床改造 成數(shù)控機(jī)床等，對機(jī)械工業(yè)的發(fā)展和提高是不容忽視的。 3 零件的分析 3.1 零件的作用 撥叉是一個(gè)很重要的零件，因?yàn)槠淞慵叽绫容^小，結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，但 其加工孔和底面的精度要求較高，此外還有小頭孔端要求加工，對精度要求也 很高。撥叉的底面、大頭孔上平面和小頭孔粗糙度要求都是 ，所以都要6.1Ra 求精加工。其小頭孔與底平面有垂直度的公差要求，撥叉底面與大頭孔上平面 有平行度公差要求，所要加工的槽，在其槽邊有平行度公差和對稱度公差要求 等。因?yàn)槠涑叽缇取缀涡螤罹群拖嗷ノ恢镁?，以及各表面的表面質(zhì)量 均影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量，進(jìn)而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工 是非常關(guān)鍵和重要的。 題目所給的零件是撥叉。它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的 φ25 孔 與操縱機(jī)構(gòu)相連，二下方的 φ80 孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過 上方的力撥動(dòng)下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時(shí)分開。 3.2 零件的工藝分析 一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且要有好的機(jī)械加工工藝性， 也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質(zhì)量，同時(shí)使加工的 勞動(dòng)量最小。而設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。設(shè)計(jì)者要考慮加 工工藝問題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設(shè)計(jì)的要求。 5 車床共有兩處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下： 1. 以 φ25mm 孔為中心的加工表面 這一組加工表面包括：φ25H8mm 的孔，以及 φ52mm 的圓柱兩端面，其中主要 加工表面為 φ25H8mm 通孔。 2. 以 φ80mm 孔為中心的加工表面 這一組加工表面包括：φ80mm 的孔，以及 φ80mm 的兩個(gè)端面。主要是 φ80mm 的孔。 3. 以 M6 螺紋孔為中心的加工表面。 這一組加工表面包括：M6 的螺紋孔。 這兩組加工表面之間有著一定的位置要求，主要是： φ80mm 兩個(gè)端面平行度公差為 0.02mm.。 由上面分析可知，加工時(shí)應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另 外一組。 上面主要是對撥叉零件的結(jié)構(gòu)、加工精度和主要加工表面進(jìn)行了分析，選 6 擇了其毛坯的的制造方法為模鍛和中批的批量生產(chǎn)方式，從而為工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 提供了必要的準(zhǔn)備。 4 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 4.1 加工工藝過程 該撥叉零件的主要加工表面是平面、孔系和槽系。一般來說，保證平面的 加工精度要比保證孔系的加工精度容易。 4.2 確定各表面加工方案 影響加工方法的因素 ⑷ 要考慮工廠或車間的實(shí)際情況，同時(shí)也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有加工方法和 設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。 ⑶ 要考慮被加工材料的性質(zhì)，例如：淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有 色金屬由于磨削時(shí)容易堵塞砂輪，一般都采用精細(xì)車削，高速精銑等。 ⑸ 此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機(jī)械性能的特殊要求， 工件形狀和重量等。 ⑴ 要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求， 選擇加工方法及分幾次加工。 ⑵ 根據(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設(shè)備。在單件小 批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。如、柴油機(jī)連桿小頭孔的加工， 在小批量生產(chǎn)時(shí)，采用鉆、擴(kuò)、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時(shí)采用拉削加工。 選擇加工方法一般先按這個(gè)零件主要表面的技術(shù)要求來選定最終加工方法。 4.3 確定定位基準(zhǔn) 4.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 從撥叉零件圖分析可知，主要是選擇加工撥叉底面的裝夾定位面為其加工 粗基準(zhǔn)。從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證撥叉在整 個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。 7 4.3.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證撥叉在整個(gè) 加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從撥叉零件圖分析可知，它的底平 面與小頭孔，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面和一個(gè)孔定位限制工件自由度 不夠，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個(gè)加工過程中基本上 都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于兩側(cè)面，因?yàn)槭欠羌庸け砻妫砸部梢?用大頭孔為加工基準(zhǔn)。 4.4 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn),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)成本盡量下降。 （1）. 工藝路線方案一 00 鑄造毛坯 10 時(shí)效處理 20 粗銑、半精銑 Φ52 一側(cè)端面、Φ100 一側(cè)端面 30 粗銑、半精銑 Φ52 另外一側(cè)端面、Φ100 另外一側(cè)端面 40 鉆擴(kuò)鉸 Φ25 孔 50 倒角 C1 60 粗鏜、半精鏜 Φ80 孔 70 精鏜 Φ80 孔,并倒角 C1 80 銑斷（兩件毛坯分開） 90 粗銑 Φ12 凸臺平面 100 鉆 M6 螺紋底孔?5 110 攻絲 M6 120 去毛刺 130 檢驗(yàn)入庫 8 （2）. 工藝路線方案二 工序一 00 鑄造毛坯 10 時(shí)效處理 20 粗、鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸 φ25、φ80 孔 30 粗銑、半精銑 Φ52 一側(cè)端面、Φ100 一側(cè)端面 40 粗銑、半精銑 Φ52 另外一側(cè)端面、Φ100 另外一側(cè)端面 50 倒角 C1 60 粗鏜、半精鏜 Φ80 孔 70 精鏜 Φ80 孔,并倒角 C1 80 銑斷（兩件毛坯分開） 90 粗銑 Φ12 凸臺平面 100 鉆 M6 螺紋底孔?5 110 攻絲 M6 120 去毛刺 130 檢驗(yàn)入庫 上面的工序加工不太合理，因?yàn)橛山?jīng)驗(yàn)告訴我們大多數(shù)都應(yīng)該先銑平面再加 工孔，那樣會(huì)更能容易滿足零件的加工要求，效率不高，但同時(shí)鉆兩個(gè)孔，對設(shè) 備有一定要求。且看另一個(gè)方案。 上面工序可以適合大多數(shù)生產(chǎn)，但是在全部工序中間的工序七把兩件銑 斷，對以后的各工序的加工定位夾緊不方便，從而導(dǎo)致效率較低。再看另一方案。 （4）. 工藝路線方案三 00 鑄造毛坯 10 時(shí)效處理 9 20 粗銑、半精銑 Φ52 一側(cè)端面、Φ100 一側(cè)端面 30 粗銑、半精銑 Φ52 另外一側(cè)端面、Φ100 另外一側(cè)端面 40 鉆擴(kuò)鉸 Φ25 孔 50 倒角 C1 60 粗鏜、半精鏜 Φ80 孔 70 精鏜 Φ80 孔,并倒角 C1 80 銑斷（兩件毛坯分開） 90 粗銑 Φ12 凸臺平面 100 鉆 M6 螺紋底孔?5 110 攻絲 M6 120 去毛刺 130 檢驗(yàn)入庫 4.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定 撥叉零件材料為 HT200，硬度 190～210HB，毛坯重量 1.45kg，生產(chǎn)類型為中 批量，鑄造毛坯。 據(jù)以上原始資料及加工路線，分別確定各家工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及 毛坯尺寸如下： （1）.外圓表面（φ52） 考慮其零件外圓表面為非加工表面，所以外圓表面為鑄造毛坯， 沒有粗糙度要求，因此直接鑄造而成。 （2）. 外圓表面沿軸線方向長度方向的加工余量及公差（φ25，φ60 端面） 。 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》 （以下稱《工藝手冊》 ）表 2.1～26，取 φ25，φ52 端面長度余量均為 2.5（均為雙邊加工） 銑削加工余量為： 10 粗銑 2mm 半精銑 0.7mm （3）. 內(nèi)孔（φ80 已鑄成 φ72 的孔） 查《工藝手冊》表 2.2～2.5，為了節(jié)省材料，取 φ80 孔已鑄成孔長度 余量為 4 工序尺寸加工余量： 鉆孔 5mm 擴(kuò)孔 0.5mm 鉸孔 0.1mm 精鉸 0mm （5）. 螺紋孔頂面加工余量 鑄出螺紋孔頂面至 φ25 孔軸線且垂直軸線方向 30mm 的距離，余量為 4 mm 工序尺寸加工余量： 粗銑頂面 2.1 mm 半精銑 0.7 mm 精銑 0.2 mm （6）. 其他尺寸直接鑄造得到 由于本設(shè)計(jì)規(guī)定的零件為中批量生產(chǎn)，應(yīng)該采用調(diào)整加工。因此在計(jì)算最大、 最小加工余量時(shí)應(yīng)按調(diào)整法加工方式予以確認(rèn)。 4.6 確立切削用量及基本工時(shí) 工序 20 粗銑、半精銑 Φ52 一側(cè)端面、Φ100 一側(cè)端面。 （1）. 加工條件 工件材料：HT200,σb =0.12GPa HB=200~241,鑄造。 加工要求：粗銑 φ25 孔上下端面。 機(jī)床：X53K 立式銑床。 刀具： W18Cr4V 硬質(zhì)合金鋼端銑刀,牌號 YG6。銑削寬度 ae .故選擇的切削用量可用 'EPm 即 “09,05/,375/min,0.6/indfrv???25720.2MFNTPkw: 選用 的細(xì)長柄機(jī)用絲錐，工件材料中碳鋼，前角 ，后角61M? 01p?? ，主偏角 0p??045r?? 選用切削速度 根據(jù)表 7.2-13 查得 mm/min,選擇 v=10m/min91v: （3）扭矩的確定 根據(jù)表 7.2-12 得0ZmyMCdPk? 查機(jī)械加工工藝手冊表 7.2-12 得， .264,1.,.5,1mMYk??1506N??: （4）攻螺紋時(shí)的轉(zhuǎn)速 r/min '030vnd?? 取 n=520r/min m/min '03.145208.164dnv????0639mMP 選擇絲錐退出時(shí)的轉(zhuǎn)速為 450r/min 19 基本時(shí)間的確定 = =12.2s 11()mltpn???8.5201()450? 式中 - 工件螺紋長度（mm）1lNPl - 絲錐切削錐長度（mm） - 攻螺紋時(shí)的超切量，取 =（2-3） ；??P - 攻絲紋時(shí)的轉(zhuǎn)速（r/min）n - 絲錐退出時(shí)的轉(zhuǎn)速（r/mm ）1 - 工件螺紋距（mm ）P 20 5、 夾具設(shè)計(jì) 在機(jī)械制造中，用以裝夾工件（和引導(dǎo)刀具）的裝置，稱為夾具。它是用 來固定加工對象，使之占有正確位置，接受施工或檢測的裝置。 在機(jī)械加工過程中，為了保證加工精度，首先要使工件在機(jī)床上占有正確 的位置，確定工件在機(jī)床上或夾具中占有正確的位置的過程，稱為工件的定位。 定位后將其固定，使其在加工過程中始終保持定位位置不變的操作稱為夾緊。 工件在機(jī)床或夾具上定位、夾緊的過程稱為工件的裝夾。用以裝夾工件的裝置 稱為機(jī)床夾具，簡稱夾具。 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。 由指導(dǎo)老師的分配的鉆 M6 螺紋孔。 5.1 問題的提出 本夾具主要用于鉆 M6 螺紋孔，精度要求不高，和其他面沒有任何為主度要 求，為此，只考慮如何提高生產(chǎn)效率上，精度則不予考慮。 5.2 定位基準(zhǔn)的選擇 機(jī)器零件是由若干個(gè)表面組成的。這些表面之間的相對位置關(guān)系包括兩方 面的要求：表面見的位置尺寸精度和相對位置精度。研究零件表面的相對位置 關(guān)系，是離不開基準(zhǔn)的。不明確基準(zhǔn)就不無法確定表面的位置。 基準(zhǔn)是用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線、 面。根據(jù)基準(zhǔn)的不同功能，基準(zhǔn)分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩大類。 1. 設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 在零件圖樣上所采用的基準(zhǔn)，稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。 2. 工藝基準(zhǔn) 零件在工藝過程中所采用的基準(zhǔn)，稱為工藝基準(zhǔn)。工藝基準(zhǔn)按用途不同， 又分為裝配基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)、工序基準(zhǔn)和定位基準(zhǔn)。 （1）裝配基準(zhǔn) 裝配時(shí)用以確定零件在部件或產(chǎn)品中的位置的基準(zhǔn)，稱為裝配基準(zhǔn)。 21 （2）測量基準(zhǔn) 測量時(shí)用以檢驗(yàn)已加工表面尺寸幾 位置的基準(zhǔn)，稱為測量基準(zhǔn)。 （3）工序基準(zhǔn) 在加工工序中，用以確定本工序被加工表面家工后的尺寸、形狀及位置的 基準(zhǔn)，稱為工序基準(zhǔn)。 （4）定位基準(zhǔn) 工件定位時(shí)所采用的基準(zhǔn)，稱為定位基準(zhǔn)。 需要說明的是，作為基準(zhǔn)的點(diǎn)、線、面在工件上并不一定具體存在。如軸 心線、對稱面等，它們是由某些具體表面來體現(xiàn)的。用以體現(xiàn)基準(zhǔn)的表面稱為 定位基準(zhǔn)。 本道工序鉆 M6 螺紋孔，精度不高，因此我們采用已加工好的端面定位，采 用支承釘和擋銷定位，因?yàn)榭讖阶陨磔^小，切削力較小，因此不在采用其他的 輔助定位即可以滿足要求。 5.3 切削力和夾緊力的計(jì)算 在機(jī)械加工中，工件的定位和夾緊是相互聯(lián)系非常密切的兩個(gè)工作過程。 工件定位以后需要通過一定的裝置把工件壓緊夾牢在定位元件上，使工件在加 工過程中，不會(huì)由于切削力、工件重力、離心力或慣性力等的作用而發(fā)生位置 變化或產(chǎn)生振動(dòng)，以保證加工精度和安全生產(chǎn)。這樣把工件壓緊夾牢的裝置， 即稱為夾緊裝置。 確定夾緊力就是確定夾緊力的大小、方向和作同點(diǎn)。在確定夾緊力的三要 素時(shí)要分析工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、加工要求、切削力及其他外力作用于工件的情況， 而且必須考慮定位裝置的結(jié)構(gòu)形式和布置方式。夾緊力的三要素對夾緊結(jié)構(gòu)的 設(shè)計(jì)起著決定性的作用。只有夾緊力的作用點(diǎn)分布合理，大小適當(dāng)，方向正確 才能獲得良好的效益。 1. 夾緊力方向的確定 （1）夾緊力方向應(yīng)垂直于主要定位基準(zhǔn)面 （2）夾緊力的方向最好與切削力、工件重力方向一致 2. 夾緊力作用點(diǎn)的選擇 （1）應(yīng)能夠保持工件定位穩(wěn)定可靠，在夾緊過程中不會(huì)引起工件產(chǎn)生位移 或偏轉(zhuǎn)。 （2）應(yīng)盡量避免或減少工件的夾緊變形 22 （3）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工部位 3. 夾緊力大小的估算 （1）首先假設(shè)系統(tǒng)為剛性系統(tǒng)，切削過程處于穩(wěn)定狀態(tài)。 （2）常規(guī)情況下，只考慮切削力（矩）在力系中的影響；切削力（矩）用 切削原理公式計(jì)算。 （3）對重型工件應(yīng)考慮工件重力的影響。在工件做高速運(yùn)動(dòng)場合，必須計(jì) 入慣性力。 （4）分析對夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài)，按靜力平衡方程計(jì)算此狀態(tài)下所需的 夾緊力即為計(jì)算夾緊力 由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由《切削手冊》得： 鉆削力 式（5-2）6.08.2HBDfF? 鉆削力矩 式（5-3）91T 式中： 9Dm????maxaxmin187491733???? 代入公式（5-2）和（5-3）得10.2fr???0.8.6F6x745N? 19.0.Tx278. 本道工序加工工藝孔時(shí)，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進(jìn)行夾緊立 計(jì)算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強(qiáng)度、剛度適當(dāng)即能滿足加工要求。 5.4 定位誤差分析 本工序選用的工件在支承釘和擋銷上定位，擋銷為水平放置，由于定位副 間存在徑向間隙，因此必將引起徑向基準(zhǔn)位移誤差。在重力作用下定位副只存 在單邊間隙，即工件始終以孔壁與心軸上母線接觸，故此時(shí)的徑向基準(zhǔn)位移誤 差僅存在 Z 軸方向，且向下，見下圖。 0.15.20.34.712DYzTd?????? 式中 ——定位副間的最小配合間隙（mm） ； ——工件圓孔直徑公差（mm） ； D ——定位銷外圓直徑公差（mm） 。Td 23 擋銷水平放置時(shí)定位分析圖 5.5 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 采用支承釘和擋銷定位即可指定可靠的卡緊力。同時(shí)我們采用快換鉆套， 當(dāng)導(dǎo)向的鉆套磨損后，我們松開螺釘可以快速地?fù)Q下鉆套。保證導(dǎo)向的精度， 這樣就大大的提高了生產(chǎn)效率，適合于大批量生產(chǎn) 24 總 結(jié) 本文是撥叉的加工工藝和夾具設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的總體過程可以概括為，首先對 撥叉零件的結(jié)構(gòu)、形狀及材料作整體分析，然后初選加工工藝方案，并對工藝 方案進(jìn)行比較選擇合理的工藝路線，然后計(jì)算分析尺寸，并制定出工藝卡片。 最后是夾具的設(shè)計(jì)。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)綜合了大學(xué)里所學(xué)的知識，是理論與實(shí)際相結(jié)合的一個(gè)成果。 由于專業(yè)知識有限，在設(shè)計(jì)過程中遇到的問題主要通過老師的講解，同學(xué)們的 討論以及查閱資料來解決。通過鉆 M6 螺紋孔夾具設(shè)計(jì)，我對課本理論知識有了 更深刻了理解，同時(shí)，我的看圖，繪圖能力也有了較大的提高。這對我以后的 工作打下了良好的基礎(chǔ)。 25 謝 辭 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)綜合了大學(xué)里所學(xué)的專業(yè)知識，是理論與實(shí)際相結(jié)合的一次 考驗(yàn)。通過這次設(shè)計(jì)，我的綜合運(yùn)用知識的能力有了很大的提高，尤其是看圖、 繪圖、設(shè)計(jì)能力，為我今后的工作打下了良好的基礎(chǔ)。在此過程中，我進(jìn)一步 加深了對課本知識的理解，進(jìn)一步了解了零件的工藝以及夾具設(shè)計(jì)過程，收獲 頗豐。 本次設(shè)計(jì)是在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和幫助下完成的。我的機(jī)械工藝知識有 限，在設(shè)計(jì)中常常碰到問題，是鄭老師不厭其煩的指導(dǎo)，不斷的點(diǎn)拔迷津，提 供相關(guān)資料，才使其順利完成。指導(dǎo)老師耐心的講解，使我如沐春風(fēng)。不僅如 此，指導(dǎo)老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和高尚的敬業(yè)情操深深打動(dòng)了我。在此，我向指 導(dǎo)老師表示最真誠的感謝。同時(shí)，感謝同組同學(xué)的支持和幫助，使我更好的完 成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 26 參考文獻(xiàn) [1] 李 洪．機(jī)械加工工藝手冊[M] ．北京出版社，2006．1． [2] 陳宏鈞．實(shí)用金屬切削手冊[M] ．機(jī)械工業(yè)出版社，2005．1． [3] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)．金屬切削手冊[M]．上海科學(xué)技術(shù)出版社， 2002． [4] 楊叔子．機(jī)械加工工藝師手冊[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2000． [5] 徐鴻本．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊[M] ．遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2003．10． [6] 都克勤．機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)圖冊[M] ．貴州人民出版社，2003．4 [7] 胡建新．機(jī)床夾具[M] ．中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2001．5． [8] 馮 道．機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊[M] ．安徽文化音 像出版社，2003． [9] 王先逵．機(jī)械制造工藝學(xué)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2000． [10] 馬賢智．機(jī)械加工余量與公差手冊[M]．中國標(biāo)準(zhǔn)出版社， 1994．12． [11] 劉文劍．夾具工程師手冊[M]．黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，2007 [12] 王光斗．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊[M]．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2002．8．