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機(jī)械加工工藝卡 產(chǎn)品型號 零部件圖號 產(chǎn)品名稱 變速箱輸出軸 零部件名稱 輸出軸 共 1 頁 第1 頁 材料 20Mn2TiB 毛坯種類 鍛造件 毛坯外形尺寸 Ф120x320mm 每個毛坯可制件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備注 工序 號 工序名稱 工序內(nèi)容 夾具 刀具 設(shè)備 量具 工時 準(zhǔn)終 單件 1 準(zhǔn)備材料 鍛造毛胚 鍛造壓力機(jī) 2 熱處理 正火 3 銑鉆 銑兩端面及鉆中心孔 三抓卡盤 YT15銑刀、中心鉆 立式銑鉆床 游標(biāo)卡尺 4 車外圓 粗車φ103.35、φ74.5、φ65、φ37、φ38、φ25外圓柱面，粗車φ61、φ64.5、φ65、φ24.5外圓柱面（退刀槽） 三抓卡盤 YT15外圓車刀、YT15切槽刀 CA6140型車床 游標(biāo)卡尺 5 鏜內(nèi)孔 粗鏜φ53、φ43、φ38內(nèi)孔 專用夾具 鏜刀 鏜床 游標(biāo)卡尺 6 熱處理 調(diào)質(zhì) 7 車外圓 半精車φ103.35、φ74.5、φ65、φ37、φ38、φ25外圓柱面 三抓卡盤 YT15外圓車刀 CA6140型車床 游標(biāo)卡尺 8 鏜內(nèi)孔 半精鏜φ53、φ43、φ38內(nèi)孔 專用夾具 鏜刀 鏜床 游標(biāo)卡尺 9 磨削 磨削φ103.35的外圓柱面 專用夾具 砂輪 磨床 游標(biāo)卡尺 10 檢查 檢查外圓精度、粗糙度；T1端面、D3、D4表面的擺差 專用夾具 檢測平臺 游標(biāo)卡尺，千分尺 11 滾齒 用滾齒刀加工φ103.35外圓齒；修齒部，去毛刺；檢驗齒輪參數(shù)要求 專用夾具 滾齒刀 滾齒機(jī) 游標(biāo)卡尺 12 鉆通孔 鉆、擴(kuò)、鉸φ35通孔；鉗工攻絲 專用夾具 麻花鉆 立式鉆床 游標(biāo)卡尺、內(nèi)徑百分表 13 車外圓 精車φ74.5、φ65、φ37、φ38、φ25的外圓柱面 三抓卡盤 YT15外圓車刀 CA6140型車床 游標(biāo)卡尺 14 磨孔 磨φ53、φ43、φ38內(nèi)孔 專用夾具 砂輪 磨床 游標(biāo)卡尺 15 銑花鍵 粗、精銑φ38外圓花鍵 專用夾具 銑刀 立式銑床 游標(biāo)卡尺 16 熱處理 滲碳；車去不需要的淬硬的滲碳層 車刀 CA6140型車床 17 檢查，淬火 檢查，淬火 游標(biāo)卡尺、內(nèi)徑百分表 18 磨 磨φ103.35外圓齒；磨φ53、φ43、φ38內(nèi)孔；磨φ38外圓花鍵 專用夾具 砂輪 磨床 游標(biāo)卡尺、內(nèi)徑百分表 19 去毛刺、清洗 去毛刺、清洗 專用夾具 銼刀 鉗工工作臺 20 終檢 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 設(shè)計(日期) 審核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會簽(日期) XX大學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文） 解放汽車變速箱第一軸鉆孔和磨內(nèi)孔 夾具畢業(yè)設(shè)計論文 學(xué) 院 名 稱： 專 業(yè)： 班 級： 姓 名： 學(xué) 號 指 導(dǎo) 教 師： 職 稱 定稿日期： 年 月 日 摘 要 解放汽車變速箱第一軸是機(jī)器和部件的基礎(chǔ)零件，由它將機(jī)器和部件中許多零件連接成一個整體，并使之保持正確的相互位置，彼此能協(xié)調(diào)地運(yùn)動。解放汽車變速箱第一軸類零件，其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，其上通常有一些尺寸精度和位置精度要求都比較高的定位銷孔，用作相關(guān)零件定位或在加工過程中定位，故機(jī)械加工勞動量相當(dāng)大，困難也相當(dāng)大，對工藝人員工藝、夾具設(shè)計提出很高要求。 保證零件加工質(zhì)量的前提下，提高了生產(chǎn)率，降低了生產(chǎn)成本，是國內(nèi)外現(xiàn)代機(jī)械加工工藝的主要發(fā)展方面方向之一。本文通過對解放汽車變速箱第一軸零件圖及結(jié)構(gòu)形式的分析基礎(chǔ)上，對解放汽車變速箱第一軸零件進(jìn)行工藝分析、工藝說明及加工過程的技術(shù)要求和精度分析。同時以解放汽車變速箱第一軸為例進(jìn)行工藝過程設(shè)計進(jìn)行專用夾具設(shè)計與精度和誤差分析，實踐證明，該工藝與夾具設(shè)計結(jié)果能應(yīng)用于生產(chǎn)要求。 關(guān)鍵詞：解放汽車變速箱第一軸，加工工藝，定位，夾具設(shè)計 21 目 錄 摘 要 II 目 錄 III 第1章 緒論 5 1.1 機(jī)械加工工藝概述 5 1.2 機(jī)械加工工藝的發(fā)展前景 6 第2章 解放汽車變速箱第一軸加工工藝分析 7 2.1 毛坯種類的確定 7 2.2毛坯的形狀及尺寸的確定 7 2.3毛坯的材料熱處理 8 第3章 定位基準(zhǔn)的選擇 8 3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 9 3.2 精基準(zhǔn)的選擇 9 第4章 夾具設(shè)計概述 11 4.1 機(jī)床夾具的概念 11 4.2 機(jī)床夾具的分類 11 4.3 機(jī)床夾具的作用 11 4.4 機(jī)床夾具設(shè)計過程 12 4.5 解放汽車變速箱第一軸夾具設(shè)計 12 4.6根據(jù)零件的加工精度及表面質(zhì)量要求，選擇機(jī)床的精度等級 12 4.7定位基準(zhǔn)及裝夾方式的確定 12 4.8 制定合理的加工方案 13 第5章 鉆徑向孔夾具夾具設(shè)計 14 5.1 問題的提出 14 5.2 夾具設(shè)計 14 5.3 切削力與夾緊力比較 15 5.4 夾具圖（見附圖） 15 5.5 操作說明 15 第6章 磨內(nèi)孔夾具設(shè)計 16 6.1 設(shè)計方案論證 16 6.2 切削力及夾緊力的計算 16 6.3 設(shè)計及操作的簡要說明 17 6.4 結(jié)構(gòu)分析 17 6.5 夾具的公差 17 6.6工序精度分析 18 6.6 本章總結(jié) 18 總 結(jié) 19 參考文獻(xiàn) 20 致 謝 21 第1章 緒論 1.1 機(jī)械加工工藝概述 機(jī)械加工工藝過程是指在生產(chǎn)過程中，直接改變原材料（或毛坯）形狀、尺寸和性能，使之變?yōu)槌善返倪^程。它是生產(chǎn)過程的主要部分。例如毛坯的鑄造、鍛造和焊接；改變材料性能的熱處理；零件的機(jī)械加工等，都屬于工藝過程。工藝過程又是由一個或若干個順序排列的工序組成的。 一、工序 工序是工藝過程的基本組成單位。所謂工序是指在一個工作地點(diǎn)，對一個或一組工件所連續(xù)完成的那部分工藝過程。構(gòu)成一個工序的主要特點(diǎn)是不改變加工對象、設(shè)備和操作者，而且工序的內(nèi)容是連續(xù)完成的。 二、生產(chǎn)類型 生產(chǎn)類型通常分為三類。 1．單件生產(chǎn) 單個地生產(chǎn)某個零件，很少重復(fù)地生產(chǎn)。 2．成批生產(chǎn) 成批地制造相同的零件的生產(chǎn)。 3．大量生產(chǎn) 當(dāng)產(chǎn)品的制造數(shù)量很大，大多數(shù)工作地點(diǎn)經(jīng)常是重復(fù)進(jìn)行一種零件的某一工序的生產(chǎn)。 擬定零件的工藝過程時，由于零件的生產(chǎn)類型不同，所采用的加方法、機(jī)床設(shè)備、工夾量具、毛坯及對工人的技術(shù)要求等，都有很大的不同。 三、加工余量 為了加工出合格的零件，必須從毛坯上切去的那層金屬的厚度，稱為加工余量。加工余量又可分為工序余量和總余量。某工序中需要切除的那層金屬厚度，稱為該工序的加工余量。從毛坯到成品總共需要切除的余量，稱為總余量，等于相應(yīng)表面各工序余量之和。 在工件上留加工余量的目的是為了切除上一道工序所留下來的加工誤差和表面缺陷，如鑄件表面冷硬層、氣孔、夾砂層，鍛件表面的氧化皮、脫碳層、表面裂紋，切削加工后的內(nèi)應(yīng)力層和表面粗糙度等。從而提高工件的精度和表面粗糙度。 加工余量的大小對加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率均有較大影響。加工余量過大，不僅增加了機(jī)械加工的勞動量，降低了生產(chǎn)率，而且增加了材料、工具和電力消耗，提高了加工成本。若加工余量過小，則既不能消除上道工序的各種缺陷和誤差，又不能補(bǔ)償本工序加工時的裝夾誤差，造成廢品。其選取原則是在保證質(zhì)量的前提下，使余量盡可能小。一般說來，越是精加工，工序余量越小。 四、基準(zhǔn) 機(jī)械零件是由若干個表面組成的，研究零件表面的相對關(guān)系，必須確定一個基準(zhǔn)，基準(zhǔn)是零件上用來確定其它點(diǎn)、線、面的位置所依據(jù)的點(diǎn)、線、面。根據(jù)基準(zhǔn)的不同功能，基準(zhǔn)可分為設(shè)計基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩類。 在零件圖上用以確定其它點(diǎn)、線、面位置的基準(zhǔn)，稱為設(shè)計基準(zhǔn)。2．工藝基準(zhǔn) 零件在加工和裝配過程中所使用的基準(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)及定位基準(zhǔn)。 五、擬定工藝路線的一般原則 機(jī)械加工工藝規(guī)程的制定，大體可分為兩個步驟。首先是擬定零件加工的工藝路線，然后再確定每一道工序的工序尺寸、所用設(shè)備和工藝裝備以及切削規(guī)范、工時定額等。這兩個步驟是互相聯(lián)系的，應(yīng)進(jìn)行綜合分析。 工藝路線的擬定是制定工藝過程的總體布局，主要任務(wù)是選擇各個表面的加工方法，確定各個表面的加工順序，以及整個工藝過程中工序數(shù)目的多少等。 1.2 機(jī)械加工工藝的發(fā)展前景 機(jī)械制造是國民經(jīng)濟(jì)各部門科技進(jìn)步的基礎(chǔ)。在現(xiàn)代條件下機(jī)械制造的發(fā)展方向是開發(fā)工藝可行性廣、能保證各種原料消耗最少、可靠性和自動化精度高的新一代的技術(shù)。機(jī)械制造工藝及其實現(xiàn)組織形成的發(fā)展趨勢，在很大程度上取決于機(jī)器結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向和它的技術(shù)使用特征。機(jī)器制造中的科技進(jìn)步將促進(jìn)以計算機(jī)和生產(chǎn)全盤自動化為基礎(chǔ)的工序少和能節(jié)約資源的工藝的建立和推廣。 機(jī)器制造工藝和組織的遠(yuǎn)景發(fā)展的概念是考慮在集管理、信息和技術(shù)為體的基礎(chǔ)上建立全盤自動化工廠，將最終產(chǎn)品的各個加工階段連接起來。這時， 在科技發(fā)展現(xiàn)階段的自動化工廠將不是無人企業(yè)。由人服務(wù)和管理的體系和機(jī)器會發(fā)揮作用。新的智能型和集成型的生產(chǎn)手段與高度熟練的工作人員相結(jié)合，將在市場需求變化的條件下創(chuàng)造出滿足技術(shù)和社會經(jīng)濟(jì)需求的先決條件。 在先進(jìn)的發(fā)達(dá)國家中，毛坯生產(chǎn)的發(fā)展趨勢表明今后毛坯生產(chǎn)決定性的發(fā)展方向是力圖在經(jīng)濟(jì)合理的范圍內(nèi)，使毛坯接近成品零件的尺寸形狀。這可降低金屬消耗量，減少加工余量和毛坯及鐵屑的運(yùn)輸費(fèi)用。 這樣，最終會提高生產(chǎn)率，降低零件的加工成本。對于毛坯生產(chǎn)，其特點(diǎn)主要是擴(kuò)大新的先進(jìn)的節(jié)約資源的工藝過程應(yīng)用領(lǐng)域。采用電子技術(shù)管理切削加工過程， 提高了對毛坯質(zhì)量和精度的要求。這將使其加工工藝得到必要的完善，在不久的將來，，精密金屬模鑄造和壓力鑄造將取代沙型鑄造。有發(fā)展前途的制取毛壞的方法將會得到發(fā)展，其中包括等靜壓法、金屬的壓力噴射成型擠壓、清密沖壓、預(yù)熱推擠方法等。金屬切削加工將被比較經(jīng)濟(jì)的制取零件的方法， 如冷推擠所取代。但由于所用設(shè)備昂貴，金屬切削機(jī)床上的加工工藝的發(fā)展前景在很大程度上與擴(kuò)大有效采用現(xiàn)有工藝方法的范圍緊密相關(guān)。 第2章 解放汽車變速箱第一軸加工工藝分析 2.1 毛坯種類的確定 常用毛坯種類有：鑄件、鍛件、焊件、沖壓件。各種型材和工程塑料件等。在確定毛坯時，一般要綜合考慮以下幾個因素： （1）依據(jù)零件的材料及機(jī)械性能要求確定毛坯。例如，零件材料為鑄鐵，須用鑄造毛坯；強(qiáng)度要求高而形狀不太復(fù)雜的鋼制品零件一般采用鍛件。 （2）依據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀和外形尺寸確定毛坯，例如結(jié)構(gòu)比較的零件采用鑄件比鍛件合理；結(jié)構(gòu)簡單的零件宜選用型材，鍛件；大型軸類零件一般都采用鍛件。 （3）依據(jù)生產(chǎn)類型確定毛坯。大批大量生產(chǎn)中，應(yīng)選用制造精度與生產(chǎn)率都比較高的毛坯制造方法。例如模鍛、壓力鑄造等。單件小批生產(chǎn)則采用設(shè)備簡單甚至用手工的毛坯制造方法，例如手工木模砂型鑄造。 （4）確定毛坯時既要考慮毛坯車間現(xiàn)有生產(chǎn)能力又要充分注意采用新工藝、新技術(shù)、新材料的可能性。 本課題中以解放汽車變速箱第一軸為工藝及夾具設(shè)計對象，因其是大批量的生產(chǎn)，材料為20Mn2TiB用鍛造件成型。 2.2毛坯的形狀及尺寸的確定 毛坯的尺寸等于零件的尺寸加上（對于外型尺寸）或減去（對內(nèi)腔尺寸）加工余量。毛坯的形狀盡可能與零件相適應(yīng)。在確定，毛坯的形狀時，為了方便加工，有時還要考慮下列問題： （1）為了裝夾穩(wěn)定、加工方便，對于形狀不易裝夾穩(wěn)固或不易加工的零件要考慮增加工藝搭子。 （2）為了提高機(jī)械加工的生產(chǎn)率，有些小零件可以做成一坯多件。 （3）有些形狀比較特殊，單純加工比較困難的零件可以考慮將兩個甚至數(shù)個合制成一個毛坯。例如連桿與連桿蓋在一起模鍛，待加工到一定程度再切割分開。 在確定毛坯時，要考慮經(jīng)濟(jì)性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困難，需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。 在毛坯的種類形狀及尺寸確定后，必要時可據(jù)此繪出毛坯圖。 2.3毛坯的材料熱處理 解放汽車變速箱第一軸的毛坯大部分采用整體鍛造件。當(dāng)零件尺寸和重量很大無法采用整體鑄件（受鍛造能力的限制）時，可以采用焊接結(jié)構(gòu)件，它是由多塊金屬經(jīng)粗加工后用焊接的方法連成一整體毛坯。焊接結(jié)構(gòu)有鍛造—焊、鍛造—煅—焊、鍛造—焊等。采用焊接結(jié)構(gòu)可以用小的鍛造設(shè)備制造出大型毛坯，解決鍛造生產(chǎn)能力不足的問題。焊前對各種組合件進(jìn)行粗加工，可以部分地減輕大型機(jī)床的負(fù)荷。 毛坯未進(jìn)入機(jī)械加工車間之前，為不消除毛坯的內(nèi)應(yīng)力，對毛坯應(yīng)進(jìn)行人工實效處理，對某些大型的毛坯和易變形的零件粗加工后要再進(jìn)行時效處理。 毛坯鍛造時，應(yīng)防止氣孔、縮孔、非金屬夾雜物等缺陷出現(xiàn)。特別是主要加工面要求更高。重要的解放汽車變速箱第一軸毛坯還應(yīng)該達(dá)到規(guī)定的化學(xué)成分和機(jī)械性能要求。 第3章 定位基準(zhǔn)的選擇 在制定工藝過程時，選擇定位基準(zhǔn)的主要目的是為了保證加工表面的位置精度。因此選擇定位基準(zhǔn)的總原則應(yīng)該是從有較高位置精度要求的表面中進(jìn)行選擇。定位基準(zhǔn)的選擇包括粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)的選擇。 3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 選擇粗基準(zhǔn)時，考慮的重點(diǎn)是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。 粗基準(zhǔn)選擇的原則是： 1.選擇應(yīng)加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應(yīng)選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。 2.選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。 3.應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 4.應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時需經(jīng)初加工。 5.粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因為粗基準(zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。 解放汽車變速箱第一軸粗基準(zhǔn)選擇要求：在保證各加工表面均有加工余量的前提下，使主要孔加工余量均勻；裝入解放汽車變速箱第一軸內(nèi)的旋轉(zhuǎn)零件應(yīng)與解放汽車變速箱第一軸內(nèi)壁有足夠間隙；此外還應(yīng)保證定位、夾緊可靠。為了滿足上述要求，一般選解放汽車變速箱第一軸的主要孔的毛坯孔作為粗基準(zhǔn)。減速解放汽車變速箱第一軸加工的第一個面是蓋或底座的結(jié)合面，由于 分離式解放汽車變速箱第一軸軸承孔的毛坯孔分布在蓋和底座兩個不同的部分上很不規(guī)則，因而在加工蓋和底座的結(jié)合面時無法用主要孔的毛坯作粗基準(zhǔn)。而是用頂面與底面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證結(jié)合面加工后凸緣的厚度叫均勻。 3.2 精基準(zhǔn)的選擇 選擇精基準(zhǔn)的原則時，考慮的重點(diǎn)是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準(zhǔn)確、牢固、方便。 精基準(zhǔn)選擇的原則是： 基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣可以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)。基準(zhǔn)的統(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設(shè)計和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作為定位基準(zhǔn)。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。 互為基準(zhǔn)的原則。選擇精基準(zhǔn)時，有時兩個被加工面，可以互為基準(zhǔn)反復(fù)加工。例如：對淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔，再以孔為基準(zhǔn)磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。 自為基準(zhǔn)原則。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表面本身為基準(zhǔn)。例如：磨削機(jī)床導(dǎo)軌面時，是以導(dǎo)軌面找正定位的。此外，像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準(zhǔn)的例子。 此外，還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準(zhǔn)，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設(shè)計簡單等。 解放汽車變速箱第一軸上孔與孔、孔與平面、平面與平面之間都有較高的位置精度要求，這些要求的保證與精基準(zhǔn)的選擇有很大的關(guān)系。為此，通常優(yōu)先考慮“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。使具有相互位置精度要求的大部分工序，盡可能用同一組基準(zhǔn)定位。以避免因基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換過多而 帶來的積累誤差，并且由于采用同一基準(zhǔn)，使所用夾具具有相似的結(jié)構(gòu)形式，可減少夾具設(shè)計與制造工作量、降低成本。例如車床主軸箱可以選用裝配基面的底面做定位基準(zhǔn)，在大批量生產(chǎn)中，則選用主軸箱頂面和 兩定位銷為定位基準(zhǔn)。分離式減速解放汽車變速箱第一軸的結(jié)合面與裝配基面底面有一定的尺寸精度和位置精度，軸承孔軸線應(yīng)對結(jié)合面上，與底面也有尺寸精度和相互位置精度要求，故加工底座結(jié)合面時，選底面為精基準(zhǔn)，解放汽車變速箱第一軸和箱后的軸承孔加工仍以底面為主要定位基準(zhǔn)。若解放汽車變速箱第一軸尺寸較小而批量很大時，可與底面上的兩定位孔組成典型的一面兩孔定位方式。這樣既符合“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，又符合“基準(zhǔn)重合”原則，有利于保證軸承孔軸線與結(jié)合面重合度及與裝配基面的尺寸精度和平行度。 第4章 夾具設(shè)計概述 4.1 機(jī)床夾具的概念 在零件的加工中，為了迅速、準(zhǔn)確地確定工件在機(jī)床上的位置，進(jìn)而正確地確定工件與機(jī)床、刀具的相對位置關(guān)系，并在加工中始終保持這個正確位置的工藝裝備稱為機(jī)床夾具。 4.2 機(jī)床夾具的分類 機(jī)床夾具的種類很多，按機(jī)床夾具的通用特性分類，這是一種基本的分類方法，主要反映機(jī)床夾具在不同生產(chǎn)類型中的通用特性，是我們選擇夾具的主要依據(jù)。 (1)通用夾具 通用夾具是指夾具的結(jié)構(gòu)、尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，具有一定通用性的夾具。如三爪自定心卡盤、四爪單動卡盤、萬能分度頭、機(jī)用虎鉗、項尖、中心架、跟刀架、回轉(zhuǎn)工作臺、電磁吸盤等。此類夾具的優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)性較強(qiáng)，不需調(diào)整或稍加訶整即可用來裝夾一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的多種工件。但其缺點(diǎn)也非常明顯：裝夾時常常需要輔以人工找正工件位置，故加工精度不高、生產(chǎn)效率低，且較難裝夾形狀復(fù)雜的工件。所以其應(yīng)用范圍僅限于單件小批量生產(chǎn)。這類夾具作為機(jī)床附件已經(jīng)商品化。 (2)專用夾具 專用夾具是針對某一工件某一工序的加工要求而專門設(shè)計和制造的機(jī)床夾具。這類夾具專用性強(qiáng)、操作迅速方便。其優(yōu)點(diǎn)是在產(chǎn)品相對穩(wěn)定、批量較大的進(jìn)口軸承生產(chǎn)中可獲得較高的加工精度和生產(chǎn)率，對工人的技術(shù)水平要求也相對較低。其缺點(diǎn)是設(shè)計制 J2NN~、夾具制造費(fèi)用較高。由于專用夾具的針對性極強(qiáng)、沒有通用性，很明顯只能適用于產(chǎn)品相對穩(wěn)定的大批量生產(chǎn)中。 4.3 機(jī)床夾具的作用 （1）保證加工精度 用機(jī)床夾具裝夾工件，能準(zhǔn)確確定工件與刀具、機(jī)床之間的相對位置關(guān)系，可以保證加工精度。 （2）提高生產(chǎn)效率 機(jī)床夾具能快速地將工件定位和夾緊，可以減少輔助時間，提高生產(chǎn)效率。 （3）減輕勞動強(qiáng)度 機(jī)床夾具采用機(jī)械、氣動、液動夾緊裝置，可以減輕工人的勞動強(qiáng)度。 （4）擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍 利用機(jī)床夾具，能擴(kuò)大機(jī)床的加工范圍，例如，在車床或鉆床上使用鏜?？梢源骁M床鏜孔，使車床、鉆床具有鏜床的功能。 4.4 機(jī)床夾具設(shè)計過程 夾具的設(shè)計過程主要包括工件加工任務(wù)分析，工件在夾具中的定位，工件在夾具中的夾緊，夾具在機(jī)床上的定位、對刀和計算等。 4.5 解放汽車變速箱第一軸夾具設(shè)計 本設(shè)計主要是針對解放汽車變速箱第一軸上的孔進(jìn)行車床夾。鉆孔夾具，和磨內(nèi)孔夾具其工作圖能用于實踐，指導(dǎo)生產(chǎn)，滿足批量加工解放汽車變速箱第一軸的需要。 4.6根據(jù)零件的加工精度及表面質(zhì)量要求，選擇機(jī)床的精度等級 選擇機(jī)床的精度等級應(yīng)根據(jù)典型零件關(guān)鍵部位加工精度要求來定，數(shù)控機(jī)床精度一般可分為為普通型和精密型兩種。另外還有一些經(jīng)濟(jì)性數(shù)控機(jī)床配置開環(huán)伺服系統(tǒng)的則精度更低一些，每臺機(jī)床的精度檢驗項目很多，但反應(yīng)數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵精度的項目只有幾項。 一項是機(jī)床的基礎(chǔ)部件和運(yùn)動大件（如床身、立柱、工作臺、主軸箱等）的直線度、平面度、垂直度等的要求，如工作臺面的平面度，各坐標(biāo)方向移動的直線度和相互垂直度，X、Y（立式）或X、Z（臥式）坐標(biāo)方向移動時工作臺面的平行度，X坐標(biāo)方向移動時工作臺面T型槽側(cè)面的平行度等；另一項是對機(jī)床主軸的要求，如主軸的軸向竄動，主軸孔的徑向跳動，主軸箱移動時主軸軸線的平行度，主軸軸線與工作臺面的垂直度或平行度等。 4.7定位基準(zhǔn)及裝夾方式的確定 （1）粗基準(zhǔn)的選擇原則 選擇粗基準(zhǔn)時，主要要求保證各加工面有足夠的余量，并注意盡快獲得精基面。本綜合軸的加工應(yīng)遵循的原則有： （1）合理分配加工余量原則 （2）保證零件相互位置要求原則 （3）夾緊原則 （4）不重復(fù)使用原則 本次設(shè)計的粗基準(zhǔn)的選擇遵循的是合理分配加工余量原則，所選的基準(zhǔn)為零件的外圓柱表面。 2）精基準(zhǔn)的選擇原則 選擇精基準(zhǔn)時，主要考慮保證加工精度。本綜合軸數(shù)控加工工藝規(guī)程制訂的加工應(yīng)遵循的原則有： （1）基準(zhǔn)重合原則 綜合軸數(shù)控加工工藝規(guī)程制訂為軸類零件即選用外表面基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合誤差。 （2） 自為基準(zhǔn)原則 選擇加工表面本身作為定位基準(zhǔn)，本零件對加工表面沒有太高的尺寸精度要求，所以不必考慮此原則。 （3）互為基準(zhǔn)原則 當(dāng)對工件上兩個相互位置精度要求很高的表面進(jìn)行加工時，需要用兩個表面互相作為基準(zhǔn)，反復(fù)進(jìn)行加工，以保證位置精度要求。 （4）所選精基準(zhǔn)應(yīng)保證工件安裝可靠，夾具設(shè)計簡單、操作方便。 無論是精基準(zhǔn)還是粗基準(zhǔn)的選擇，上述原則都不可能同時滿足，有時還相互矛盾的，因此，選擇根據(jù)實際情況分析，權(quán)衡利弊，保證其主要要求。 本次設(shè)計的數(shù)控加工工藝規(guī)程制訂精基準(zhǔn)的選擇遵循的是基準(zhǔn)重合原則，數(shù)控加工工藝規(guī)程制訂軸類零件即選用外表面基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，以避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合誤差。 4.8 制定合理的加工方案 對于多臺不同的數(shù)控機(jī)床、多道工序才能完成加工的零件,工序的劃分自然以機(jī)床為單位來進(jìn)行。而對于需要很少的數(shù)控機(jī)床就能加工完零件全部內(nèi)容的情況,數(shù)控加工工序的劃分一般按照下列方法進(jìn)行： ⑴以一次安裝所進(jìn)行的加工作為一道工序。 ⑵以一個完整數(shù)控程序連續(xù)加工的內(nèi)容作為一道工序。 ⑶以工件上的結(jié)構(gòu)內(nèi)容組合用一把刀具加工為一道工序。 ⑷以粗、精加工劃分工序。所以綜合考慮具體情況和經(jīng)濟(jì)性,機(jī)床設(shè)備、現(xiàn)有的工裝設(shè)備等因素,為了更好的完成加工, 我模擬了2個加工工序方案。 方案一:以裝夾劃分需要兩道工序。工序一，第一次裝夾然后進(jìn)行粗精加工使工件達(dá)到加工精度。工序二，掉頭裝夾進(jìn)行粗精加工。 方案二:以粗精加工劃分需要兩道工序。工序一，第一次裝夾然后進(jìn)行粗加工，掉頭再進(jìn)行粗加工。工序二，裝夾工件進(jìn)行精加工，再掉頭，再進(jìn)行精加工。 經(jīng)過比較方案二要比方案一多裝夾2次，在同樣保證加工精度的情況下明顯方案一更為方便快捷提高了工作效率所以我選擇方案一做為我設(shè)計的零件的數(shù)控加工工序，以一次安裝所進(jìn)行的加工作為一道工序,以安裝的加工作為工序,我的零件共需要兩次裝夾,分別進(jìn)行粗加工、精加工。這樣兩道工序就能完成零間的加工,定位基準(zhǔn)可以得到很好的保證,不會出現(xiàn)定位誤差。每次裝夾都要對刀,這樣就只對刀兩次,保證了刀位誤差。 第5章 鉆徑向孔夾具夾具設(shè)計 5.1 問題的提出 本夾具用來鉆徑向孔，無公差要求，但同時應(yīng)考慮提高生產(chǎn)率；因此設(shè)計時，對本夾具有一定的形位要求，還應(yīng)裝夾方便。本夾具使用在Z525型搖臂鉆床上，選用偏心輪夾緊。 5.2 夾具設(shè)計 (1)定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知孔鉆徑向孔對于Ф74.5端面有公差要求，經(jīng)過尺寸鏈計算，選用Ф74.5端面作為基準(zhǔn)；采用偏心輪夾緊便于裝卸。 切削力及夾緊力計算 (2)切削力的計算： 軸向力： (5.1) 其中： （新的鉆頭） 則： 扭矩: (5.2) 其中： 則： N·m (3)夾緊力的計算： 由《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》表1-2-20，查得：當(dāng)D=32，d=8，e=1.7，Ⅲ型，得夾緊力為N 5.3 切削力與夾緊力比較 由夾具結(jié)構(gòu)知，軸向力與夾緊力垂直，欲使夾具安全工作，夾緊力產(chǎn)生的摩擦力必須大于軸向力。一般鋼鐵接觸面的摩擦系數(shù)為：0.1～0.15。此處取小值0.1。 則F總=2×368=736>449.238 所以安全 。 由于鉆頭直徑為Ф4，所以產(chǎn)生的扭矩非常小，夾具可安全工作。 5.4 夾具圖（見附圖） 夾具中的V形塊用于對心，使用了鉆套，便于孔。 5.5 操作說明 如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動率.為此，在螺母夾緊時采用開口墊圈，以便裝卸，夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機(jī)床工作臺上有正確的安裝位置，以利于銑削加工。結(jié)果，本夾具總體的感覺還比較緊湊。 夾具上裝有對刀塊裝置，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對刀（與塞尺配合使用）；同時，夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機(jī)床工作臺上有一正確的安裝位置，有利于加工。 第6章 磨內(nèi)孔夾具設(shè)計 6.1 設(shè)計方案論證 1、定位基準(zhǔn)的選擇 解放汽車變速箱第一軸各輪廓外輪廓是已加工過的平面，基準(zhǔn)重合原則選擇它作為定位基準(zhǔn)是比較恰當(dāng)?shù)?。端面定位，頂軸尾端段已經(jīng)加工過因此，選擇端面作為定位比較合理。 2、夾緊結(jié)構(gòu)的確定 在解放汽車變速箱第一軸的底面上，采用壓板夾緊壓緊，夾緊力與磨削力處于平行狀態(tài)。這種結(jié)構(gòu)簡單。 6.2 切削力及夾緊力的計算 刀具：砂輪 則F=9.81×54.5 ap0.9af0.74ae1.0Zd0-1.0δFz (《切削手冊》) 查表得：d0=260mm,ae=195, af =0.2, ap =9.5mm, δFz =1.06所以： F=(9.81×54.5×2.50.9×0.20.74×192×20×1.06) ÷260=79401N 查表可得，車削水平分力，垂直分力，軸向力與圓周分力的比值： FL/ FE=0.8, FV / FE =0.6, FX / Fe =0.53 故FL=0.8 FE =0.8×79401=63521N FV=0.6 FE=0.6×79401=47640N FX =0.53 FE=0.53×79401=42082N 在計算切削力時，必須考慮安全系數(shù)，安全系數(shù) K=K1K2K3K4 式中：K1 —基本安全系數(shù)，2.5 K2—加工性質(zhì)系數(shù)，1.1 K3—刀具鈍化系數(shù)，1.1 K2—斷續(xù)切削系數(shù)，1.1 則F/=K FH=2.5×1.1×1.1×1.1×63521 =211366N 選用螺旋—板夾緊機(jī)構(gòu)，故夾緊力 fN=1/2 F/ f為夾具定位面及夾緊面上的摩擦系數(shù)，f=0.25 則 N=0.5×211366÷0.25=52841N 6.3 設(shè)計及操作的簡要說明 在設(shè)計夾具時，為降低成本，可選用手動螺旋螺釘夾緊，本道工序的磨床夾具就是選擇了手動螺旋—板夾緊機(jī)構(gòu)。由于本工序是粗加工，切削力比較大，為夾緊工件，勢必要求工人在夾緊工件時更加吃力，增加了勞動強(qiáng)度，因此應(yīng)設(shè)法降低切削力?？梢圆扇〉拇胧┦翘岣呙鞯闹圃炀?，使最大切削深度降低，以降低切削力。 6.4 結(jié)構(gòu)分析 按設(shè)計步驟，先在各視圖部位用雙點(diǎn)劃線畫出工件的外形，然后圍繞工件的布置定位，加緊和導(dǎo)向元件再進(jìn)一步考慮零件的裝卸，各部件結(jié)構(gòu)單元的劃分，加工時操作的方便和結(jié)構(gòu)工藝性的問題使整個夾具設(shè)計形成一個整體。 1、夾具采用分鑄式鑄件組合的結(jié)構(gòu)。鑄造簡單，剛性較好。為保證鑄件壁厚均勻，內(nèi)腔掏空；為減少加工面，各部件的結(jié)合面處設(shè)置鑄件凸臺。 2、定位板和定位釘安裝在夾具體的底面與側(cè)面并通過夾具體的孔與底面的平行度，保證工件底面與夾具底面的平行度。 6.5 夾具的公差 1、制訂夾具公差的基本原則和方法 （1）滿足誤差不等式并有精度儲備的原則 零件加工中受工藝系統(tǒng)各種誤差因素的影響而使加工尺寸產(chǎn)生一定的誤差，設(shè)除夾具本身之外工藝系統(tǒng)其他各誤差環(huán)節(jié)所造成的總和，同時考慮到要維持夾具的使用精度，在壽命期內(nèi)應(yīng)留出允許的磨損公差為△m.因此，夾具的制造誤差 應(yīng)當(dāng)保證被加工工件的尺寸誤差在考慮上述兩項誤差之后。仍在允許的尺寸公差 范圍之內(nèi)于是就有不等式 （2）基本尺寸按工件相應(yīng)尺寸的平均值標(biāo)注并采用雙向?qū)ΨQ偏差的原則。 為了便于尺寸計算和誤差分析，并盡可能避免計算中的錯誤，凡是夾具上與被加工主件尺寸相應(yīng)的尺寸，其基本尺寸均應(yīng)按工件尺寸的平均尺寸標(biāo)注，其公差取工件尺寸公差的1/2~1/5標(biāo)注。 2、與加工要求沒有直接關(guān)系的加具尺寸公差的制訂 與加工要求無直接關(guān)系的尺寸是指不直接與零件加工尺寸相對應(yīng)的夾具尺寸。他們的尺寸公差無法從工件上相對應(yīng)的尺寸來確定。但他們的公差也并非對加工精度沒有影響。 6.6工序精度分析 一批工件在卡具中定位時，各個工件所占據(jù)的位置不完全一致，因此使加工后，各工件加工尺寸的不一致，而形成誤差，即工件定位時造成的加工表面相對工序基準(zhǔn)的誤差。 形成原因有兩個，一是由于定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合而造成。二是定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)不重合而造成。 磨內(nèi)孔夾具 6.6 本章總結(jié) 綜上所述，該磨內(nèi)孔夾具能滿足要求，可行。 總 結(jié) 畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識，發(fā)現(xiàn)，提出，分析和解決實際問題，鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié)，是對學(xué)生實際工作能力的具體訓(xùn)練和參考過程。 回顧這次畢業(yè)設(shè)計，從選題到定稿，從理論到實踐，在這段畢業(yè)設(shè)計期間里，可以說得是苦多于甜.通過本次畢業(yè)設(shè)計，不僅鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上沒有學(xué)到過的知識。 對我來說，收獲最大的是方法和能力-----那些反系和解決問題的方法和能力。在整個設(shè)計過程中，我發(fā)現(xiàn)我們這些學(xué)生最缺少的是經(jīng)驗，沒有感性的認(rèn)識，空有理論知識，有些東西很可能與實際脫節(jié)。此次設(shè)計需要我們將學(xué)過的相關(guān)知識都系統(tǒng)地聯(lián)系起來，從中暴露出自身的不足，以待改進(jìn)。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的-----只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提該自己的實際動手能力。 在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說是困難重重。在設(shè)計的過程中也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處：對以前所學(xué)過的知識理解的不夠深刻，掌握的不夠牢固。通過這次畢業(yè)設(shè)計之后，有把以前所學(xué)過的知識重新溫故。 這次畢業(yè)設(shè)計使我受益匪淺，為我以后的學(xué)習(xí)和工作打下了一個堅實而良好的基礎(chǔ)。在此衷心感謝各位老師的幫助和指導(dǎo)。 參考文獻(xiàn) [1]梁炳文.機(jī)械加工工藝與竅門精選[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005 [2]祁紅志.機(jī)械制造基礎(chǔ)[M].電子工業(yè)出版社，2008 [3]樂兌謙.金屬切削刀具[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2000 [4]李喜橋.加工工藝學(xué)[M].北京航空航天大學(xué)出版社，2006 [5]楊方主.機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)[M].西北工業(yè)大學(xué)出版社，2000 [6]陳宏均.實用機(jī)械加工工藝手冊[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2004 [7]王紹俊.機(jī)械制造工藝設(shè)計手冊[M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2002 [8]張春梅.平面型解放汽車變速箱第一軸零件粗基準(zhǔn)表面預(yù)加工的必要性研究[J].煤礦機(jī)械，2005(6)：80-82 [9]趙佩鳳,王道順.解放汽車變速箱第一軸件定位銷孔的加工方法[J]. 組合機(jī)床與自動化加工技術(shù)，2004(6)：84-88 [10]許偉達(dá).發(fā)動機(jī)解放汽車變速箱第一軸零件的同軸孔加工[J].現(xiàn)代零部件，2005(4)：70-73 [11]徐鴻本.機(jī)床夾具設(shè)計手冊[M].遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2004.3 [12]貴州工學(xué)院機(jī)制工藝研究室編，機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)圖[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1983 [13]成大先,王德夫,姜勇等.機(jī)械設(shè)計手冊[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，1993 [14]潘曉弘.機(jī)械制造工程[M].浙江大學(xué)出版社，2001 [15]薛源順.機(jī)床夾具設(shè)計[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2001 [16]鄭文虎.機(jī)械加工實用經(jīng)驗 [M].國防工業(yè)出版社，2002 致 謝 本論文在XX老師的悉心指導(dǎo)下完成。在畢業(yè)設(shè)計的幾個月中，老師給予了我深入細(xì)致的指導(dǎo)，提供了很大的幫助。從課題的選題、擬定提綱和最后審定，都對我進(jìn)行了耐心的教誨和全面的指導(dǎo)，使我獲得由淺入深的認(rèn)識，并建立了自己的思路。侯老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、深邃的學(xué)術(shù)思想和認(rèn)真刻苦的工作學(xué)習(xí)態(tài)度深深的感動了我，不但在我的學(xué)習(xí)生活中產(chǎn)生的積極的影響，也使我的學(xué)習(xí)和課題研究得以順利展開，取得較大進(jìn)步和較好成績，在論文完成之際，謹(jǐn)向老師表示我最衷心的感謝，致以最崇高的敬意！ 感謝工作單位各位領(lǐng)導(dǎo)和員工在我做設(shè)計期間給予支持和鼓勵以及在生活上的關(guān)懷和幫助！感謝家人和朋友對我的鼓勵和關(guān)心，感謝本文參考文獻(xiàn)的作者們，他們的科研成果對我的課題有很大的幫助！ 最后，向所有關(guān)心和幫助過我的老師、同學(xué)、朋友們表示我最誠摯的感謝！ 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 題目：解放汽車變速箱第一軸加工工藝及夾具設(shè)計 設(shè)計內(nèi)容及要求： 1.查閱相關(guān)文獻(xiàn)，并深入生產(chǎn)現(xiàn)場實地調(diào)研找出現(xiàn)有工藝的優(yōu)缺點(diǎn)并提出自己的觀點(diǎn) 2.制定年產(chǎn)20萬件解放汽車變速箱第一軸機(jī)械加工工藝規(guī)程 3.設(shè)計磨內(nèi)孔和鉆徑向孔夾具各一套 4.加工工藝與分析，圖解法計算工藝尺寸，定位誤差計算，切削用量，工時空額計算，夾具精度與分析說明書，工藝卡 5.解放汽車變速箱第一軸加工尺寸，技術(shù)參數(shù)見零件工作圖 成果要求： 1.文獻(xiàn)綜述 2.國標(biāo)繪制解放汽車變速箱第一軸零件工作圖 3.兩套夾具裝配圖 4.夾具專用零件圖 2~3 張 5.計算與設(shè)計說明書（不少于12000字）；填工藝卡 主要參考文獻(xiàn)： 1.楊叔子 機(jī)械加工工藝人員手冊 [M]. 機(jī)械工業(yè)出版社. 2004.9 P87~93 2.東北重型機(jī)械學(xué)院 機(jī)床夾具設(shè)計手冊 [M]. 上科版 1992.2. P23~41 3.顧崇恒 機(jī)械制造工藝學(xué) [M]. 陜科版 1996.1. P231~263 4.哈工大 機(jī)床夾具設(shè)計 [M]. 上科版 1993 5.于俊一 典型零件制造工藝 [M]. 機(jī)械工業(yè)出版社 1989 6.黃如林 切削加工簡明實用手冊 [M]. 機(jī)械工業(yè)出版社 2004.7 P25~34 1.外文翻譯 機(jī)械加工零件的工藝及夾具設(shè)計 摘 要：本文對機(jī)械加工零件的結(jié)構(gòu)和工藝進(jìn)行了分析，確定了機(jī)械加工工藝路線，夾具在機(jī)械加工中所占的地位和重要性，以及夾具設(shè)計。隨著科學(xué)的日益發(fā)展進(jìn)步和國家產(chǎn)業(yè)政策的調(diào)整,工程機(jī)械行業(yè)已成為沒有政策壁壘的完全競爭行業(yè) 關(guān)鍵詞：技術(shù)背景/發(fā)展趨勢/工序/定位方案 1 機(jī)械加工歷史背景及其意義 機(jī)械制造業(yè)是一個古老而永遠(yuǎn)充滿生命力的行業(yè)。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對機(jī)械產(chǎn)品的要求越來越高，機(jī)械制造工藝也在日新月異地發(fā)展。自新中國成立以來，我國的制造技術(shù)與制造業(yè)得到了長足發(fā)展，一個具有相當(dāng)規(guī)模和一定技術(shù)基礎(chǔ)的機(jī)械工業(yè)體系基本形成。改革開放二十多年來，我國制造業(yè)充分利用國內(nèi)國外兩方面的技術(shù)資源，有計劃地推進(jìn)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)量和水平及經(jīng)濟(jì)效益發(fā)生了顯著變化，為推動國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了很大的貢獻(xiàn)。盡管我國制造業(yè)的綜合技術(shù)水平有了大幅度提高，但與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，仍存在階段性差距。進(jìn)入二十一世紀(jì)，我國發(fā)展經(jīng)濟(jì)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)仍然是制造業(yè)，特別是在我國加入世貿(mào)組織后，世界的制造中心就從發(fā)達(dá)國家遷移到了亞洲，我國有廉價的勞動力和廣大的消費(fèi)市場，因此，我國工業(yè)要想發(fā)展，就需要有相應(yīng)的技術(shù)和設(shè)備來支持。 機(jī)械工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的裝備工業(yè)；是科學(xué)技術(shù)物化的基礎(chǔ)；是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的載體；是國防建設(shè)的基礎(chǔ)；是實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)快速增長的重要支柱；也是為提高人民生活質(zhì)量、提供消費(fèi)類機(jī)電產(chǎn)品的供應(yīng)工業(yè)。它對國民經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的質(zhì)量和效益、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和優(yōu)化具有極其重要的作用。 2 機(jī)械行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 隨著社會的發(fā)展，各種機(jī)械逐漸運(yùn)用到各個行業(yè)中，不管是在農(nóng)用、軍用、工用等方面，離開了機(jī)械的操作就談不上效率，因此，從某中角度上來說，一個國家的經(jīng)濟(jì)實力、社會地位，和機(jī)械行業(yè)的發(fā)展是密不可分的。各工業(yè)化國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的歷程表明，沒有強(qiáng)大的裝備制造業(yè)，就不可能實現(xiàn)國民經(jīng)濟(jì)的工業(yè)化、現(xiàn)代化和信息化[3]。目前裝備制造業(yè)發(fā)展滯后是制約我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級的重要因素，加大結(jié)構(gòu)調(diào)整力度，推進(jìn)機(jī)械工業(yè)持續(xù)、健康、穩(wěn)定發(fā)展，對于轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式，提高國民經(jīng)濟(jì)整體素質(zhì)，增強(qiáng)我國經(jīng)濟(jì)的國際競爭力，保障國防安全等都具有重要而深遠(yuǎn)的意義。 3 機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂 3.1 機(jī)械加工工藝過程的定義 機(jī)械加工工藝過程是指用機(jī)械加工方法改變毛坯的形狀，尺寸，相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品的全過程。機(jī)械加工工藝過程直接決定零件及產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，對產(chǎn)品的成本、生產(chǎn)周期都有較大的影響，是整個工藝過程的重要組成部分。 3.2 機(jī)械加工工藝過程的組成 組成機(jī)械加工工藝過程的基本單元是工序。工序又是由安裝、工位、工步及走刀組成的。 ⑴ 工序是指一個或一組工人，在一個工作地對同一個或同時對幾個工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。工序是制定勞動定額、配備工人及機(jī)床設(shè)備、安排作業(yè)計劃和進(jìn)行質(zhì)量檢驗的基本單元。 ⑵ 安裝是工件經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工序。 ⑶ 當(dāng)應(yīng)用轉(zhuǎn)位（或移位）加工的機(jī)床（或夾具）進(jìn)行加工時，在一次裝夾中，工件（或刀具）相對于機(jī)床要經(jīng)過幾個位置依次進(jìn)行加工，在每一個工作位置上所完成的那一部分工序，稱為工位。采用多工位加工可以減少裝夾的次數(shù)，減少裝夾誤差，提高生產(chǎn)率。 ⑷ 工步是加工表面在切削刀具和切削用量（僅指主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量）都不變的情況下所完成的那一部分工藝過程。 ⑸ 在一個工步中，如果要切掉的金屬層很厚，可分幾次切削，每切削一次就稱為一次走刀。 3.3 機(jī)械加工工藝規(guī)程的定義 規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造過程和操作方法等的工藝文件，稱為工藝規(guī)程，它是企業(yè)生產(chǎn)中的指導(dǎo)性技術(shù)文件。 3.4 機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用及內(nèi)容 機(jī)械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的主要依據(jù)。根據(jù)它來組織原材料和毛坯的供應(yīng)，進(jìn)行機(jī)床調(diào)整，專用工藝裝備的設(shè)計與制造，編制生產(chǎn)作業(yè)計劃，調(diào)配勞動力，以及進(jìn)行生產(chǎn)成本核算等。 機(jī)械加工工藝規(guī)程也是組織生產(chǎn)、進(jìn)行計劃調(diào)度的依據(jù)。有了它就可以制定生產(chǎn)產(chǎn)品的進(jìn)度計劃和相應(yīng)的調(diào)度計劃，并能做到各工序科學(xué)地銜接，使生產(chǎn)均衡、順利，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和低消耗。 機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片，是兩個主要的工藝文件。機(jī)械加工工藝過程卡片，是說明零件加工工藝過程的工藝文件。在單件、小批量生產(chǎn)中，以機(jī)械加工工藝過程卡片指導(dǎo)生產(chǎn)，過程卡的各個項目編制較為詳細(xì)。機(jī)械加工工序卡片是為每個工序詳細(xì)制定的，用于直接指導(dǎo)工人進(jìn)行生產(chǎn)，多用于大批量生產(chǎn)的零件和成批生產(chǎn)中的重要零件。 3.5 制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則及步驟 在一定的生產(chǎn)條件下，以最少的勞動消耗和最低的費(fèi)用，按計劃加工出符合圖紙要求的零件，是制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的基本原則。 制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的步驟如下： ①根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)決定生產(chǎn)類型； ②分析零件加工的工藝性； ③選擇毛坯的種類和制造方法； ④擬訂工藝過程； ⑤工序設(shè)計； ⑥編制工藝文件。 4 夾具設(shè)計 4.1 夾具設(shè)計的意義 在機(jī)械行業(yè)中，如何去保證工件的高精度、加工的成本等實質(zhì)性問題，一直是從事于機(jī)械行業(yè)人員研究的問題，其中在設(shè)計夾具的時候就要考慮以上問題，高效的夾具是工件高精度的保證，如何讓夾具更高效、更經(jīng)濟(jì)，這是行業(yè)人急需要解決的。 隨著社會的發(fā)展，科技的不斷提高，各種高科技技術(shù)逐漸滲透到各個行業(yè)，如何利用這些高科技為人類服務(wù)，如何充分利用這些高科技在機(jī)械行業(yè)中，這還需要機(jī)械行業(yè)人員不斷的努力，開拓創(chuàng)新。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，和社會市場需要，夾具的設(shè)計在逐步的超向柔性制造系統(tǒng)方向發(fā)展。迄今為止,夾具仍是機(jī)電產(chǎn)品制造中必不可缺的四大工具之一,刀具本身已高度標(biāo)準(zhǔn)化,用戶只需要按品種、規(guī)格選用采購。而模具和夾具則和產(chǎn)品息息相關(guān),產(chǎn)品一有變化就需重新制作,通常是屬于專用性質(zhì)的工具,模具已發(fā)展成為獨(dú)立的行業(yè);夾具在國內(nèi)外也正在逐漸形成一個依附于機(jī)床業(yè)或獨(dú)立的小行業(yè)。 組合夾具不僅具有標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、組合化等當(dāng)代先進(jìn)設(shè)計思想,又符合節(jié)約資源的原則,更適合綠色制造的環(huán)境保護(hù)原理。所以是今后夾具技術(shù)的一個重要發(fā)展方向單位 。 機(jī)床夾具通常是指裝夾工件用的裝置:至于裝夾各種刀具用的裝置,則一般稱為“輔助工具”。輔助工具有時也廣義地包括在機(jī)床夾具的范圍內(nèi)。按照機(jī)床夾具的應(yīng)用范圍,一般可分為通用夾具,專用夾具和可調(diào)整式夾具等。 通用夾具是在普通機(jī)床上一般都附有通用夾具,如車床上的卡盤,銑床上的回轉(zhuǎn)工作臺,分度頭,頂尖座等。它們都一標(biāo)準(zhǔn)化了,具有一定的通用性,可以用來安裝一定形狀尺寸范圍內(nèi)的各種工件而不需要進(jìn)行特殊的調(diào)整。但是,在實際生產(chǎn)中,通用夾具常常不能夠滿足各種零件加工的需要;或者因為生產(chǎn)率低而必須把通用夾具進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn);或者由于工件的形狀,加工的要求等的不同須專門設(shè)計制造一種專用夾具,以解決生產(chǎn)實際的需要。 用夾具是為了適應(yīng)某一工件的某一工序加工的要求而專門設(shè)計制造的,其功用主要有下列幾個方面:1.保證工件被加工表面主要包括加工工件所需要的機(jī)動時間和裝卸工件等所需要的輔助時間兩部分。2.采用專用夾具后,安裝工件和轉(zhuǎn)換工位的工作都可以大為簡化,不再需要畫線和找正,縮短了工序的輔助時間并且節(jié)省了畫線這個工序,從而提高了勞動生產(chǎn)率.在生產(chǎn)中由于采用了多工件平行加工的夾具,使同時加工的幾個工件的機(jī)動時間將與加工一個工件的機(jī)動時間相同。采用回轉(zhuǎn)式多工位連續(xù)加工夾具,可以在進(jìn)行切削加工某個工件的同時,進(jìn)行其它工件的裝卸工作,從而使輔助時間與機(jī)動時間相重合?？傊?隨著專用夾具的采用和進(jìn)一步改善,可以有效地縮短工序時間,滿足生產(chǎn)不斷發(fā)展的需要。3.采用專用夾具還能擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍。例如在普通車床上附加鏜模夾具后,便可以代替鏜床工作;裝上專用夾具后可以車削成型表面等,以充分發(fā)揮通用機(jī)床的作用。4.減輕勞動強(qiáng)度,保障安全生產(chǎn)。根據(jù)生產(chǎn)需要,采用一些氣動,液壓或其它機(jī)械化,自動化程度較高的專用夾具,對于減輕工人的勞動強(qiáng)度,保障生產(chǎn)安全和產(chǎn)品的穩(wěn)質(zhì)高產(chǎn)都有很大作用。加工大型工件時,例如加工車床床身上,下兩面上的螺孔,需要把床身工件翻轉(zhuǎn)幾次進(jìn)行加工,勞動強(qiáng)度大而且不安全。采用電動回轉(zhuǎn)式鉆床家具后,就能夠達(dá)到提高生產(chǎn)效率,減輕勞動強(qiáng)度,保障生產(chǎn)安全的目的。 4.2 夾具的發(fā)展趨勢 工業(yè)設(shè)計是人類社會發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的產(chǎn)物，從英國莫里斯的“工藝美術(shù)運(yùn)動”，到德國的包豪斯設(shè)計革命以及美國的廣泛傳播與推廣，工業(yè)設(shè)計經(jīng)過了醞釀，探索，形成，發(fā)展百余年的歷史滄桑。時至今日，工業(yè)設(shè)計已成為一門獨(dú)立的專業(yè)學(xué)科，并且有一套完整的研究體系。 1980年國際工業(yè)設(shè)計協(xié)會理事會（ICSID）給工業(yè)作了明確定義：“就批量生產(chǎn)的工業(yè)產(chǎn)品而言，憑借訓(xùn)練，技術(shù)知識，經(jīng)驗及視覺感受，而預(yù)示材料、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、形態(tài)、色彩、表面加工，裝飾以新的品質(zhì)和規(guī)格，叫做工業(yè)設(shè)計。根據(jù)當(dāng)時的具體情況，工業(yè)設(shè)計師應(yīng)在上述工業(yè)產(chǎn)品全部側(cè)面或其中幾個方面進(jìn)行工作，而且需要工業(yè)設(shè)計師對包裝、宣傳、展示，市場開發(fā)等問題的解決付出自己的技術(shù)知識和經(jīng)驗以及視覺評價能力時，這也屬于工業(yè)設(shè)計的范疇”。 材料、結(jié)構(gòu)、工藝是產(chǎn)品設(shè)計的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，一方面，技術(shù)制約著設(shè)計；另一方面，技術(shù)也推動著設(shè)計。從設(shè)計美學(xué)的觀點(diǎn)看，技術(shù)不僅僅是物質(zhì)基礎(chǔ)還具有其本身的“功能”作用，只要善于應(yīng)用材料的特性，予以相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式和適當(dāng)?shù)募庸すに?，就能夠?chuàng)造出實用，美觀，經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品，即在產(chǎn)品中發(fā)揮技術(shù)潛在的“功能”。 任何設(shè)計都是時代的產(chǎn)物，它的不同的面貌，不同的特征反映著不同歷史時期的科學(xué)技術(shù)水平。技術(shù)是產(chǎn)品形態(tài)發(fā)展的先導(dǎo)，新材料，新工藝的出現(xiàn)，必然給產(chǎn)品帶來新的結(jié)構(gòu)，新的形態(tài)和新的造型風(fēng)格。材料，加工工藝，結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品形象有機(jī)地聯(lián)系在一起的，某個環(huán)節(jié)的變革，便會引起整個機(jī)體的變化。 現(xiàn)在，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。還應(yīng)保證操作者良好的勞動條件。但我國現(xiàn)階段還是主要依賴工藝人員的經(jīng)驗來編制工藝，多半不規(guī)定工步和切削用量，工時定額也憑經(jīng)驗來確定，十分粗略，缺乏科學(xué)依據(jù)，難以進(jìn)行合理的經(jīng)濟(jì)核算 國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，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力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動強(qiáng)度和提高勞動生產(chǎn)率； 6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。 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方面。 利用更好的夾具，可以提高勞動生產(chǎn)率，提高加工精度，減少廢品，可以擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，改善操作的勞動條件。因此，夾具是機(jī)械制造中的一項重要的工藝裝備。一個好的夾具是加工出合格產(chǎn)品的首要條件，為了讓夾具有更好的發(fā)展，夾具行業(yè)應(yīng)加強(qiáng)產(chǎn)、學(xué)、研協(xié)作的力度，加快用高新技術(shù)改造和提升夾具技術(shù)水平的步伐，創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與時俱進(jìn)地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù)。主動與國外夾具廠商聯(lián)系，爭取合資與合作，引進(jìn)技術(shù)，這是改造和發(fā)展我國夾具行業(yè)較為行之有效的途徑。 參考文獻(xiàn) 1：裘愉，組合機(jī)床，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995. 2：金振華.組合機(jī)床及其調(diào)整與使用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990. 3：沈延山.生產(chǎn)實習(xí)與組合機(jī)床設(shè)計.大連：大連理工大學(xué)出版社，1989. 4：上海市大專院校機(jī)械制造工藝學(xué)協(xié)作組編著.機(jī)械制造工藝學(xué).福建科學(xué)技術(shù)出版社，1996. 5：王華坤，范元勛.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ).北京：兵器工業(yè)出版社，2000. 6：馮辛安.機(jī)械制造裝備設(shè)計.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998. 7：陳日曜.機(jī)械原理.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992. 8：方子良.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).上海：上海交通大學(xué)出版社，2004. 9：劉秋生，李忠文.液壓傳動與控制.北京：宇航出版社，1994. 10：陳于萍，周兆元.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005. 11：東北重型機(jī)械學(xué)院等.機(jī)床夾具設(shè)計手冊.上海：上?？萍技夹g(shù)出版社，1979. 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