CA6140車床831008撥叉零件的鉆20、Φ50孔夾具設(shè)計(jì)及數(shù)控加工工藝含非標(biāo)7張CAD圖-版本2,ca6140,車床,零件,20,50,夾具,設(shè)計(jì),數(shù)控,加工,工藝,非標(biāo),cad,版本 I CA6140 車床 831008 撥叉零件數(shù)控加工工藝及工裝設(shè)計(jì) 摘 要 本設(shè)計(jì)分析研究了 CA6140 車床變速箱中拔叉零件的加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì)。 由于拔叉零件的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，工序較多，因此為保證加工精度提高生產(chǎn)率及降低 勞動(dòng)強(qiáng)度，考慮采用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工，首先進(jìn)行了撥叉零件工藝性分析、確定了 工藝方案及加工順序，進(jìn)行了撥叉零件數(shù)控加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)和鉆孔工序的夾具設(shè) 計(jì)，為撥叉零件在數(shù)控機(jī)床上加工提供了理論依據(jù)和有效的硬件保證。 關(guān)鍵詞：數(shù)控加工工藝，定位，夾緊，專用夾具 II CA6140 Lathe 831008 Fork Parts CNC Machining Technology and Equipment Design Abstract Analysis of the design of the gearbox in the CA6140 lathe machining fork and Fixture Design Process.Fork parts as a result of the more complex the structure, process more, so in order to ensure the accuracy of processing to increase productivity and reduce labor intensity, consider the use of CNC machine tools for processing, first of all, a fork components analysis process to determine the technology solutions and processing order , a fork parts Process Design CNC machining and drilling of the fixture design process, fork parts for CNC machine tools in the processing provides a theoretical basis and an effective assurance of hardware. Keywords: NC Machining Process, Positioning, Clamping, Special Fixture III 目 錄 摘 要 I ABSTRACT II 1 緒論 .1 2 數(shù)控加工工藝概述 .1 2.1 數(shù)控加工工藝分析的一般步驟與方法 1 2.2 機(jī)床的合理選用 .1 2.3 數(shù)控加工零件工藝性分析 1 2.3.1 零件圖樣上尺寸數(shù)據(jù)的給出應(yīng)符合編程方便的原則 2 2.3.2 零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)符合數(shù)控加工的特點(diǎn) 2 2.4 加工方法的選擇與加工方案的確定 2 2.4.1 加工方法的選擇 2 2.4.2 加工方案確定的原則 3 2.5 工序與工步的劃分及加工順序安排 3 2.5.1 工序的劃分 3 2.5.2 工步的劃分 3 2.5.3 加工順序安排 4 2.6 零件的安裝與夾具的選擇 4 2.6.1 定位安裝的基本原則 4 2.6.2 選擇夾具的基本原則 4 2.7 刀具的選擇與切削用量的確定 4 2.7.1 刀具的選擇 4 2.7.2 切削用量的確定 .5 2.8 對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)的確定 5 2.9 加工路線的確定 5 3 撥叉零件數(shù)控加工工藝分析 .6 3.1 撥叉零件的作用 6 3.2 撥叉零件的工藝分析 6 3.3 確定撥叉零件生產(chǎn)類型 7 3.4 確定撥叉零件毛坯類型 7 3.4.1 確定毛坯種類 7 3.4.2 確定鑄件加工余量及形狀 7 3.4.3 繪制鑄件零件圖 8 3.5 撥叉零件數(shù)控加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 8 3.5.1 選擇定位基準(zhǔn) 8 3.5.2 制定數(shù)控加工工藝路線 8 3.6 機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 9 3.6.1 圓柱表面工序尺寸 9 3.6.2 平面工序尺寸 10 3.6.3 確定切削用量及時(shí)間定額 10 IV 4 夾具設(shè)計(jì) .19 4.1 問(wèn)題的提出 .20 4.2 定位基準(zhǔn)的選擇 .20 4.2.1 零件鉆孔分析 .20 4.2.2 定位元件與夾緊元件的選擇 .20 4.2.3 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì) .21 4.2.4 夾具精度分析 .25 4.2.5 夾具體受力分析 .26 4.2.6 夾具體的零件圖設(shè)計(jì)。 .28 4.2.7 夾具的主體設(shè)計(jì) .29 4.2.8 相關(guān)計(jì)算 .30 4.2.9 夾具裝配 .31 致 謝 .32 5 結(jié)束語(yǔ) 33 參考文獻(xiàn) .34 1 1 緒論 隨著我國(guó)現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的普及和從事數(shù)控加工人員的增多， 數(shù)控加工越來(lái)越受到人們的重視。撥叉零件廣泛應(yīng)用于我們的日常生活及生產(chǎn)當(dāng)中， 撥叉零件的制造精度能不能夠滿足技術(shù)要求,如何更大限度的降低機(jī)加工的基本勞動(dòng) 時(shí)間及提高單位時(shí)間內(nèi)的生產(chǎn)率,都成為機(jī)械行業(yè)勢(shì)待解決的技術(shù)性問(wèn)題。隨著數(shù)控 技術(shù)的不斷發(fā)展及數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的不斷廣泛化、深入化，我們意識(shí)到，采用數(shù)控機(jī) 床來(lái)加工撥叉零件既能夠提高零件的精度又能夠完成采用普通機(jī)床加工應(yīng)運(yùn)受限的 瓶頸，對(duì)提高加工效率、以及降低勞動(dòng)強(qiáng)度都有不可估量之好處。 隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息技術(shù)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)已發(fā)生了十分顯著的變 化，發(fā)達(dá)國(guó)家正進(jìn)行由傳統(tǒng)的制造技術(shù)向現(xiàn)代制造技術(shù)的轉(zhuǎn)變，并提出了全新的制 造模式。數(shù)控加工技術(shù)將逐步引航現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍日 益擴(kuò)大，其產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益十分明顯。 對(duì)傳統(tǒng)零件的數(shù)控加工技術(shù)也得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。面對(duì)新技術(shù)、新工藝的 不斷出現(xiàn)，提高數(shù)控加工技術(shù)在傳統(tǒng)撥叉類零件的應(yīng)用也受到越來(lái)越多的重視。如 何使數(shù)控技術(shù)在加工這一類零件中表現(xiàn)出其高質(zhì)量、高精度、高效率，都成為各國(guó) 爭(zhēng)先要解決的問(wèn)題。因此研究它對(duì)我國(guó)的制造行業(yè)很有借鑒作用。 2 數(shù)控加工工藝概述 2.1 數(shù)控加工工藝分析的一般步驟與方法 工作人員在進(jìn)行工藝分析時(shí)，要有機(jī)床說(shuō)明書、編程手冊(cè)、切削用量表、標(biāo)準(zhǔn) 工具、夾具手冊(cè)等資料，根據(jù)被加工工件的材料、輪廓形狀、加工精度等選用合適 的機(jī)床，制定加工方案，確定零件的加工順序，各工序所用刀具，夾具和切削用量 等。 2.2 機(jī)床的合理選用 在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，一般有兩種情況。第一種情況：有零件圖樣和毛坯， 要選擇適合加工該零件的數(shù)控機(jī)床。第二種情況：已經(jīng)有了數(shù)控機(jī)床，要選擇適合 在該機(jī)床上加工的零件。無(wú)論哪種情況，考慮的因素主要有，毛坯的材料和類、零 件輪廓形狀復(fù)雜程度、尺寸大小、加工精度、零件數(shù)量、熱處理要求等。概括起來(lái) 有三點(diǎn)： （1）要保證加工零件的技術(shù)要求，加工出合格的產(chǎn)品； （2）有利于提高生產(chǎn)率； （3）盡可能降低生產(chǎn)成本(加工費(fèi)用)。 2 2.3 數(shù)控加工零件工藝性分析 數(shù)控加工工藝性分析涉及面很廣，在此僅從數(shù)控加工的可能性和方便性兩方面 加以分析。 2.3.1 零件圖樣上尺寸數(shù)據(jù)的給出應(yīng)符合編程方便的原則 （1）零件圖上尺寸標(biāo)注方法應(yīng)適應(yīng)數(shù)控加工的特點(diǎn)在數(shù)控加工零件圖上，應(yīng)以 同一基準(zhǔn)引注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸。在保持設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)、檢測(cè)基準(zhǔn)與 編程原點(diǎn)設(shè)置的一致性方面帶來(lái)很大方便。由于零件設(shè)計(jì)人員一般在尺寸標(biāo)注中較 多地考慮裝配等使用特性方面，而不得不采用局部分散的標(biāo)注方法，這樣就會(huì)給工 序安排與數(shù)控加工帶來(lái)許多不便。由于數(shù)控加工精度和重復(fù)定位精度都很高，不會(huì) 因產(chǎn)生較大的積累誤差而破壞使用特性，因此可將局部的分散標(biāo)注法改為同一基準(zhǔn) 引注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸的標(biāo)注法。 （2）構(gòu)成零件輪廓的幾何元素的條件應(yīng)充分。在分析零件圖時(shí)，要分析幾何元 素的給定條件是否充分。如圓弧與直線，圓弧與圓弧在圖樣上相切，但根據(jù)圖上給 出的尺寸，在計(jì)算相切條件時(shí)，變成了相交或相離狀態(tài)。由于構(gòu)成零件幾何元素條 件的不充分，使編程時(shí)無(wú)法下手。遇到這種情況時(shí)，應(yīng)與零件設(shè)計(jì)者協(xié)商解決。 2.3.2 零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)符合數(shù)控加工的特點(diǎn) （1）零件的內(nèi)腔和外形最好采用統(tǒng)一的幾何類型和尺寸。這樣可以減少刀具規(guī) 格和換刀次數(shù)，使編程方便，生產(chǎn)效益提高。 （2）內(nèi)槽圓角的大小決定著刀具直徑的大小，因而內(nèi)槽圓角半徑不應(yīng)過(guò)小。零 件工藝性的好壞與被加工輪廓的高低、轉(zhuǎn)接圓弧半徑的大小等有關(guān)。 （3）零件銑削底平面時(shí)，槽底圓角半徑 r 不應(yīng)過(guò)大。 （4）應(yīng)采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。在數(shù)控加工中，若沒(méi)有統(tǒng)一基準(zhǔn)定位，會(huì)因工件 的重新安裝而導(dǎo)致加工后的兩個(gè)面上輪廓位置及尺寸不協(xié)調(diào)現(xiàn)象。因此要避免上述 問(wèn)題的產(chǎn)生，保證兩次裝夾加工后其相對(duì)位置的準(zhǔn)確性，應(yīng)采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。 零件上最好有合適的孔作為定位基準(zhǔn)孔，若沒(méi)有，要設(shè)置工藝孔作為定位基準(zhǔn)孔。 若無(wú)法制出工藝孔時(shí)，最起碼也要用經(jīng)過(guò)精加工的表面作為統(tǒng)一基準(zhǔn)，以減少兩次 裝夾產(chǎn)生的誤差。此外，還應(yīng)分析零件所要求的加工精度、尺寸公差等是否可以得 到保證、有無(wú)引起矛盾的多余尺寸或影響工序安排的封閉尺寸等。 2.4 加工方法的選擇與加工方案的確定 2.4.1 加工方法的選擇 3 加工方法的選擇原則是保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于獲 得同一級(jí)精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多，因而在實(shí)際選擇時(shí)，要結(jié)合零 件的形狀、尺寸大小和熱處理要求等全面考慮。例如，對(duì)于 IT7 級(jí)精度的孔采用鏜 削、鉸削、磨削等加工方法均可達(dá)到精度要求，但箱體上的孔一般采用鏜削或鉸削， 而不宜采用磨削。一般小尺寸的箱體孔選擇鉸孔，當(dāng)孔徑較大時(shí)則應(yīng)選擇鏜孔。此 外，還應(yīng)考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的要求，以及工廠的生產(chǎn)設(shè)備等實(shí)際情況。常用加工 方法的經(jīng)濟(jì)加工精度及表面粗糙度可查閱有關(guān)工藝手冊(cè)。 2.4.2 加工方案確定的原則 零件上比較精密表面的加工，常常是通過(guò)粗加工、半精加工和精加工逐步達(dá)到 的。對(duì)這些表面僅僅根據(jù)質(zhì)量要求選擇相應(yīng)的最終加工方法是不夠的，還應(yīng)正確地 確定從毛坯到最終成形的加工方案。 確定加工方案時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)主要表面的精度和表面粗糙度的要求，初步確定 為達(dá)到這些要求所需要的加工方法。例如，對(duì)于孔徑不大的 IT7 級(jí)精度的孔，最終 加工方法取精鉸時(shí)，則在精鉸孔前通常要經(jīng)過(guò)鉆孔、擴(kuò)孔和粗鉸孔等加工。 2.5 工序與工步的劃分及加工順序安排 2.5.1 工序的劃分 在數(shù)控機(jī)床上加工零件，工序可以比較集中，在一次裝夾中盡可能完成大部分 或全部工序。首先應(yīng)根據(jù)零件圖樣，考慮被加工零件是否可以在一臺(tái)數(shù)控機(jī)床上完 成整個(gè)零件的加工工作，若不能則應(yīng)決定其中哪一部分在數(shù)控機(jī)床上加工，哪一部 分在其他機(jī)床上加工，即對(duì)零件的加工工序進(jìn)行劃分。一般工序劃分有以下幾種方 式： （1）以一次安裝、加工作為一道工序。 （2）以同一把刀具加工的內(nèi)容劃分工序。 （3）以加工部位劃分工序。 （4）以粗、精加工劃分工序。 2.5.2 工步的劃分 工步的劃分主要從加工精度和效率兩方面考慮。在一個(gè)工序內(nèi)往往需要采用不 同的刀具和切削用量，對(duì)不同的表面進(jìn)行加工。為了便于分析和描述較復(fù)雜的工序， 在工序內(nèi)又細(xì)分為工步。下面以加工中心為例來(lái)說(shuō)明工步劃分的原則： (1)同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按先粗后 精加工分開(kāi)進(jìn)行。 4 (2)對(duì)于既有銑面又有鏜孔的零件，可先銑面后鏜孔。 (3)按刀具劃分工步。 總之，工序與工步的劃分要根據(jù)具體零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求等情況綜合考 慮。 2.5.3 加工順序安排 順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，以及定位、安裝與夾緊的需要來(lái)考 慮。順序安排一般應(yīng)按以下原則進(jìn)行： （1）上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機(jī)床加 工工序的也應(yīng)綜合考慮； （2）先進(jìn)行內(nèi)腔加工，后進(jìn)行外形加工； （3）以相同定位、夾緊方式加工或用同一把刀具加工的工序，最好連續(xù)加工， 以減少重復(fù)定位次數(shù)、換刀次數(shù)與挪動(dòng)壓板次數(shù)； 2.6 零件的安裝與夾具的選擇 2.6.1 定位安裝的基本原則 （1）力求設(shè)計(jì)、工藝與編程計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一。 （2）盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面。 （3）避免采用占機(jī)人工調(diào)整式加工方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效能。 2.6.2 選擇夾具的基本原則 數(shù)控加工的特點(diǎn)對(duì)夾具提出了兩個(gè)基本要求：一是要保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī) 床的坐標(biāo)方向相對(duì)固定；二是要協(xié)調(diào)零件和機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸關(guān)系。除此之外，還 要考慮以下四點(diǎn)： （1）當(dāng)零件加工批量不大時(shí)，應(yīng)盡量采用組合夾具、可調(diào)式夾具及其他通用夾 具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間、節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用。 （2）在成批生產(chǎn)時(shí)才考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 （3）零件的裝卸要快速、方便、可靠，以縮短機(jī)床的停頓時(shí)間。 （4）夾具上各零部件應(yīng)不妨礙機(jī)床對(duì)零件各表面的加工，即夾具要開(kāi)敞其定位、 夾緊機(jī)構(gòu)元件不能影響加工中的走刀(如產(chǎn)生碰撞等)。 2.7 刀具的選擇與切削用量的確定 2.7.1 刀具的選擇 5 刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中重要內(nèi)容之一，它不僅影響機(jī)床的加工效率，而 且直接影響加工質(zhì)量。編程時(shí)，選擇刀具通常要考慮機(jī)床的加工能力、工序內(nèi)容、 工件材料等因素。 與傳統(tǒng)的加工方法相比，數(shù)控加工對(duì)刀具的要求更高。不僅要求精度高、剛度 好、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便。這就要求采用新型優(yōu)質(zhì)材料制 造數(shù)控加工刀具，并優(yōu)選刀具參數(shù)。 2.7.2 切削用量的確定 切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速(切削速度)、背吃刀量、進(jìn)給量。對(duì)于不同的加工方法， 需要選擇不同的切削用量，并應(yīng)編入程序單內(nèi)。 合理選擇切削用量的原則是，粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應(yīng)考慮 經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工和精加工時(shí)，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削 效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書、切削用量手冊(cè)，并結(jié)合經(jīng) 驗(yàn)而定。 2.8 對(duì)刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)的確定 在編程時(shí)，應(yīng)正確地選擇“對(duì)刀點(diǎn)”和“換刀點(diǎn)”的位置。“對(duì)刀點(diǎn)”就是在 數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)。由于程序段從該點(diǎn)開(kāi)始執(zhí)行， 所以對(duì)刀點(diǎn)又稱為“程序起點(diǎn)”或“起刀點(diǎn)”。 對(duì)刀點(diǎn)的選擇原則是： （1）所選的對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)使程序編制簡(jiǎn)單； （2）對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)選擇在容易找正、便于確定零件加工原點(diǎn)的位置； （3）對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)選在加工時(shí)檢驗(yàn)方便、可靠的位置； （4）對(duì)刀點(diǎn)的選擇應(yīng)有利于提高加工精度。 加工過(guò)程中需要換刀時(shí)，應(yīng)規(guī)定換刀點(diǎn)。所謂“換刀點(diǎn)”是刀架轉(zhuǎn)位換刀時(shí)的 位置。該點(diǎn)可以是某一固定點(diǎn)(如加工中心機(jī)床，其換刀機(jī)械手的位置是固定的)， 也可以是任意的一點(diǎn)(如車床)。換刀點(diǎn)應(yīng)設(shè)在工件或夾具的外部，以刀架轉(zhuǎn)位時(shí)不 碰工件及其它部件為準(zhǔn)。其設(shè)定值可用實(shí)際測(cè)量方法或計(jì)算確定。、 2.9 加工路線的確定 在數(shù)控加工中，刀具刀位點(diǎn)相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的軌跡稱為加工路線。編程時(shí)，加 工路線的確定原則主要有以下幾點(diǎn)： （1）加工路線應(yīng)保證被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率較高。 （2）使數(shù)值計(jì)算簡(jiǎn)單，以減少編程工作量。 6 （3）應(yīng)使加工路線最短，這樣既可減少程序段，又可減少空刀時(shí)間。 如加工圖 a 所示零件上的孔系。b 圖的走刀路線為先加工完外圈孔后，再加工 內(nèi)圈孔。若改用 c 圖的走刀路線，減少空刀時(shí)間，則可節(jié)省定位時(shí)間近一倍，提高 了加工效率。 a)零件圖樣 b)路線 1 c)路線 2 圖 1 最短走刀路線的設(shè)計(jì) 3 撥叉零件數(shù)控加工工藝分析 3.1 撥叉零件的作用 圖 2 撥叉零件圖 7 圖 2 是 CA6140 車床上的撥叉零件，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 Φ20 孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，二下方的 Φ50 半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。 通過(guò)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(kāi)。 3.2 撥叉零件的工藝分析 零件的材料 HT200 其生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高，不 適合磨削。以下是撥叉需要加工的表面及加工表面之間的位置要求： （1）小頭孔 Φ20 以及與此孔相通的 Φ8 的錐孔、M6 螺紋孔。 （2）大頭半圓孔 Φ50。 （3）撥叉底面、小頭孔端面、大頭半圓孔端面，大頭半圓孔兩端面與小頭孔中 心線的垂直度誤差為 0.07mm，小頭孔上端面與其中心線的垂直度誤差為 0.05mm。 分析可知，可以粗加工撥叉下端面，然后以此作為基準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)行加工， 并且保證位置精度要求。由于撥叉零件的加工工序較多，形狀較復(fù)雜，考慮到工序 集中所以采用數(shù)控機(jī)床來(lái)進(jìn)行加工。 3.3 確定撥叉零件生產(chǎn)類型 已知此撥叉零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為 5000 件/年，零件的質(zhì)量是 1.0Kg/個(gè)，查《機(jī)械 制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》第 2 頁(yè)表 1.1-2，可確定該撥叉生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，所以 初步確定工藝安排為：加工過(guò)程劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以數(shù)控機(jī)床為 主，大量采用專用工裝。 3.4 確定撥叉零件毛坯類型 3.4.1 確定毛坯種類 零件材料為 HT200。考慮零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比 較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故選擇木摸手工砂型鑄件毛坯。查《機(jī)械制造工藝 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》第 41 頁(yè)表 2.2-5,選用鑄件尺寸公差等級(jí)為 CT-12。 3.4.2 確定鑄件加工余量及形狀 查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》第 41 頁(yè)表 2.2-5，選用加工余量為 MA-H 級(jí)， 并查表 2.2-4 確定各個(gè)加工面的鑄件機(jī)械加工余量，鑄件的分型面的選用及加工余量， 如下表所示： 8 表 1 各加工表面的加工余量 簡(jiǎn) 圖 加工 面代 號(hào) 基本 尺寸 加工 余量 等級(jí) 加工 余量 說(shuō) 明 D1 20 H 1.0 2 ?孔降一級(jí)雙側(cè)加工 D2 50 H 3.5 2 孔降一級(jí)雙側(cè)加工 T2 30 H 5 單側(cè)加工 T3 12 H 5 單側(cè)加工 T4 12 H 5 單側(cè)加工 3.4.3 繪制鑄件零件圖 圖 3 撥叉毛坯圖 3.5 撥叉零件數(shù)控加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.5.1 選擇定位基準(zhǔn) （1）粗基準(zhǔn)的選擇：以零件的小頭上端面為主要的定位粗基準(zhǔn)，以兩個(gè)小頭孔 外圓表面為輔助粗基準(zhǔn)。 （2）精基準(zhǔn)的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn) 重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準(zhǔn)，以兩個(gè) 小頭孔外圓柱表面為輔助的定位精基準(zhǔn)。 3.5.2 制定數(shù)控加工工藝路線 9 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá) 到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用數(shù)控機(jī)床配以專用工卡具,并 盡量使工序集中來(lái)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。查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》第 20 頁(yè)表 1.4-7、1.4-8、1.4-11，選擇 零件的加工方法及工藝路線方案如下： 工序 01 粗銑、精銑 Φ20、Φ50 下端面，以 T2 為粗基準(zhǔn)，采用立式數(shù)控銑床 加工專用機(jī)床； 工序 02 粗銑、精銑 Φ20 上端面，以 T4 為定位基準(zhǔn)，采用立式數(shù)控銑床加工 專用機(jī)床；粗銑、精銑 Φ50 上端面，以 T4 為定位基準(zhǔn)，采用立式數(shù)控銑床加工專 用機(jī)床； 工序 03 鉆、擴(kuò) Φ20 孔，粗鉸、精鉸 Φ20 孔；以 Φ32 外圓和 T2 為基準(zhǔn)，采 用立式數(shù)控鉆床加工專用機(jī)床；粗鉆、半精鉆 Φ50 孔，以 D1 為定位基準(zhǔn)，采用 Z525 立式鉆床加工專用機(jī)床； 工序 04 銑斜肩，以 D1 和 T2 為定位基準(zhǔn)，采用立式數(shù)控銑床加工專用機(jī)床； 工序 05 精銑 Φ50 端面，以 D1 為基準(zhǔn)，采用立式數(shù)控銑床加工專用機(jī)床； 工序 06 鉆、鉸 Φ8 錐孔，以 T1 和零件中線為基準(zhǔn)，采用立式數(shù)控鉆床加工 專用機(jī)床； 工序 07 鉆 M6 底孔，攻螺紋，以 T1 和零件中線為基準(zhǔn)，采用立式數(shù)控鉆床 并采用專用夾具； 工序 08 銑斷，以 D1 為基準(zhǔn)，采用臥式數(shù)控銑床加工專用機(jī)床； 工序 09 去毛刺； 工序 10 終檢。 3.6 機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 3.6.1 圓柱表面工序尺寸 前面已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各工序的加工余量如下： 表 2 圓柱表面加工余量 工序余量加工 表面 加工 內(nèi)容 加工余 量 精度 等級(jí) 工序 尺寸 表面粗 糙度 最小 最大 鑄 件 7.0 CT12 8.243?? 粗 鉆 4.0 IT12 507? 6.3 0.95 6.8φ50IT12 （D2） 半精鉆 3.0 IT10 1. 3.2 2.9 3.25 鉆 18 IT11 0.8 17.89 18 10 擴(kuò) 1.8 IT10 084.19?? 6.3 1.716 1.910 粗 鉸 0.14 IT8 3. 3.2 0.107 0.224 φ20IT7 （D1） 精 鉸 0.06 IT7 02. 1.6 0.039 0.093 3.6.2 平面工序尺寸 表 3 平面加工余量 工序余量工序 號(hào) 工序內(nèi)容 加工余 量 基本 尺寸 經(jīng)濟(jì) 精度 工序尺寸 偏差 最小 最大 鑄 件 5.0 CT12 5.2? 01 粗銑 φ20 孔 下端面 4.0 36.0 12 0.?1.5 7.75 02 粗銑 φ20 孔 上端面 4.0 32.0 12 0.25?1.5 7.75 03 粗銑 φ50 孔 上端面 4.0 14.0 12 018.?1.8 6.38 07 精銑 φ20 孔 下端面 1.0 31.0 8 03.?0.75 1.283 08 精銑 φ20 孔 上端面 1.0 30.0 8 03.?0.75 1.283 10 精銑 φ50 孔 端面 1.0×2 12.0 8 016.??0.951 1.016 3.6.3 確定切削用量及時(shí)間定額 工序 01 粗銑、精銑 Φ20、Φ50 下端面，以 T2 為粗基準(zhǔn)，采用立式數(shù)控銑床 加工專用機(jī)床 （1） 粗銑 Φ20、Φ 50 下端面，以 T2 為粗基準(zhǔn)。 1） 加工條件 工件材料：HT200, σb =170~240MPa，鑄造；工件尺寸：H =40mm，L=176mm; 加工要求：粗銑 Φ20 孔下端面，加工余量 4mm; 機(jī)床：X51 立式數(shù)控銑床； 11 刀具：YG6 硬質(zhì)合金端銑刀。銑削寬度 ae≤90，深度 ap≤6，齒數(shù) z=12，故根 據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》（后簡(jiǎn)稱《簡(jiǎn)明手冊(cè)》）表 3.1，取刀具直徑 d0=125mm。根據(jù) 《切削用量手冊(cè)》（后簡(jiǎn)稱《切削手冊(cè)》）表 3.16，選擇刀具前 角 γ0＝0°后角 α0＝8°，副后角 α0’=10°，刃傾角：λs=－10°,主偏角 Kr=60°，過(guò)渡刃 Krε=30°，副偏角 Kr’=5°。 (2) 切削用量 1) 確定切削深度 ap 因?yàn)橛嗔枯^小，故選擇 ap=4mm，一次走刀即可完成。 2) 確定每齒進(jìn)給量 fz 由于本工序?yàn)榇旨庸?，尺寸精度和表面質(zhì)量可不考慮，從而可采用不對(duì)稱端銑， 以提高進(jìn)給量提高加工效率。根據(jù)《切削手冊(cè)》表 3.5，使用 YG6 硬質(zhì)合金端銑刀 加工，機(jī)床功率為 4.5kw（據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 4.2-35，X51 立式銑床）時(shí)： fz=0.09~0.18mm/z 故選擇：fz=0.18mm/z。 3) 確定刀具壽命及磨鈍標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)《切削手冊(cè)》表 3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為 1.5mm；由于銑刀直徑 d0=125mm，故刀具使用壽命 T=180min（據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 3.8）。 4) 計(jì)算切削速度 vc 和每分鐘進(jìn)給量 vf 根據(jù)《切削手冊(cè)》表 3.16，當(dāng) d0=125mm，Z=12，ap≤7.5，fz ≤0.18mm/z 時(shí)， vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系數(shù)為：kMV= 1.0，kSV= 0.8。切 削速度計(jì)算公式為： vpvezvpTc kuayfxqdm0? 其中 ， ， ， ， ， ，mae72?ap4245C.?15.0xv3.?yv ， ， ， ， ，8.0.1??kSvMv .uv0v32.min8T ， ，將以上數(shù)據(jù)代入公式：zfz/8.0Zmin/142 .012.735.081.80243.vc? ??? 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 。 in/6rdvwcs?? 12 根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 4.2-36，選擇 nc=300r/min，vfc=390mm/min，因此實(shí)際進(jìn) 給量和每分鐘進(jìn)給量為： vc= = m/min=118m/min10 nd?30254.? f zc=v fc/ncz=390/300×12 mm/z=0.1mm/z 5)校驗(yàn)機(jī)床功率 根據(jù)《切削手冊(cè)》表 3.24，近似為 Pcc=3.3kw，根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)明書，主軸允 許功率 Pcm=4.5×0.75kw=3.375kwPcc。故校驗(yàn)合格最終確定： ap=4.0mm，nc=300r/min ， vf=390mm/s，vc=118m/min，fz=0.1mm/z。 6)計(jì)算基本工時(shí) tm＝L/ vf ，L=l+ y+Δ，l=176mm. 查《切削手冊(cè)》表 3. 26，入切量及超切量為：y+Δ=40mm，則： tm＝L/ Vf=(176+40)/390=0.81min. （2）精銑 Φ20、Φ50 下端面，以 T2 為粗基準(zhǔn)。 刀具：YG6 硬質(zhì)合金端銑刀； 機(jī)床：X51 立式數(shù)控銑床； 查《切削手冊(cè)》表 3.5，進(jìn)給量為： ，取為 0.5mm/rmin/0.1~5fz? 參考有關(guān)手冊(cè)，確定 ，采用 YG6 硬質(zhì)合金端銑刀，min/124v? ，則：,125?zmdw in/3165240rdnws?? 現(xiàn)采用 X51 立式數(shù)控銑床，根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 4.2-36，取 ，故min/30rw? 實(shí)際切削速度： in/75.103251nvw?? 當(dāng) 時(shí)，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量：mi/30rnw? ，取為 980mm/minmin/8325.zfm?? 本工序切削時(shí)間為： min 62.091572????fltm 13 工序 02 粗銑、精銑 Φ20 上端面，以 T4 為定位基準(zhǔn)，采用 X51 立式數(shù)控銑床 加工專用機(jī)床；粗銑、精銑 Φ50 上端面，以 T4 為定位基準(zhǔn)，采用 X51 立式數(shù)控銑 床加工專用機(jī)床 （1） 粗銑 Φ20、Φ 50 上端面，以 T4 為定位基準(zhǔn)。 切削用量和時(shí)間定額及其計(jì)算過(guò)程同工序 01。 （2） 精銑 Φ20 上端面，以 T1 為定位基準(zhǔn)。 切削用量同工序 01； 精銑時(shí) ；mdy1250??? 基本工時(shí)： 。 31.09876?fltm （3）粗銑 Φ50 上端面，以 T4 為定位基準(zhǔn)。 刀具：YG6 硬質(zhì)合金端銑刀， 0,40?Zd 機(jī)床：X51 立式銑床 根據(jù)《切削手冊(cè)》查得， 。根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 4.2-mazfpz,/13.? 36 查得，?。?，故實(shí)際切削速度： min/30rnw? in/7.04dvw?? 當(dāng) 時(shí)，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：in/30rn mi/39013.Zfwzm??? 查說(shuō)明書，取 in/4 計(jì)算切削基本工時(shí)： yL821072?? 因此， in05.398?ftm 工序 03 鉆、擴(kuò) Φ20 孔；粗鉸、精鉸 Φ20 孔；以 Φ32 外圓和 T2 為基準(zhǔn)；采用 Z525 立式數(shù)控鉆床加工專用機(jī)床；粗鉆、半精鉆 Φ50 孔，以 D1 為定位基準(zhǔn)，采用 T616Z525 立式鉆床加工專用機(jī)床 （1） 鉆、擴(kuò) Φ20 孔，以 Φ32 外圓和 T2 為基準(zhǔn)。 1） 選擇鉆頭 根據(jù)《切削手冊(cè)》表 2.1.2.2，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時(shí) do=18mm，鉆頭 采用雙錐后磨橫刀，后角 αo＝12°，二重刃長(zhǎng)度 bε=3.5mm,橫刀長(zhǎng) b=2mm,寬 l=4mm,棱帶長(zhǎng)度 ， °， ° ml5.1?102??30? 14 2） 選擇切削用量 ① 確定進(jìn)給量 按加工要求確定進(jìn)給量：查《切削手冊(cè)》 ，rmf/53.0~4? ，由《切削手冊(cè)》表 2.7,系數(shù)為 0.5,則： 367.18 0??dl rf /)265.01.(50)3.~4.0(?? 按鉆頭強(qiáng)度選擇:查《切削手冊(cè)》表 2.8,鉆頭允許進(jìn)給量為： ；rf/0.2? 按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度選擇：查《切削手冊(cè)》表 2.9，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許軸向力為 8330N 時(shí)，進(jìn)給量為 。以上三個(gè)進(jìn)給量比較得出，受限制的進(jìn)給量是rmf/93.0? 工藝要求，其值為：0.215~0.265mm/r 。根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 4.2-16,最終選擇進(jìn)給量 。rmf/2.0? 根據(jù)《切削手冊(cè)》表 2.19 查出,鉆孔時(shí)軸向力 Ff=2500N，軸向力修正系數(shù)為 1.0，故 Ff=2500N。根據(jù) Z525 立式鉆床使用說(shuō)明書，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的最大軸向 力為 8830N﹥Ff，故所選進(jìn)給量可用。 ② 確定鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度（查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》）為 0.6mm，壽命 ．min45?T ③ 切削速度 查《切削手冊(cè)》表 2.30，切削速度計(jì)算公式為： （m/min ） vyxpmvckfaTdz0? 其中， ， ， ， ， ， ，5.9?Cvd18025.v1.0?9pa0?vx ， ，查得修正系數(shù)： ， ， ，故實(shí)際的切.0vy2f T85lv.1tk 削速度： min/.9.02.160.95.25.0vc ? ④ 檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率 查《切削手冊(cè)》表 2.20，當(dāng) f≤0.26, do≤19mm 時(shí)，Mt=31.78N? m，修正系數(shù)均 為 1.0，故 MC=31.78 Nm。 查機(jī)床使用說(shuō)明書：Mm =144.2 Nm。 查《切削手冊(cè)》表 2.23,鉆頭消耗功率：Pc=1.3kw 。 查機(jī)床使用說(shuō)明書， 。kwPE26.81.02?? 15 由于 ， ，故切削用量可用，即：mcM?ECP? ， ，rf/2.0?min/27rnc?in/4.15vc? 3） 計(jì)算工時(shí) i6.02.83??fLtm 4） 擴(kuò)孔至 Φ19.8 查《切削手冊(cè)》表 2.10，擴(kuò)孔進(jìn)給量為： ，并由機(jī)床使用說(shuō)rmf/8.~7? 明書最終選定進(jìn)給量為： 。rf/81.0? 根據(jù)資料，切削速度 ，其中 為用鉆頭鉆同樣尺寸實(shí)心孔時(shí)的切削鉆v4鉆 速度，故： ， ，根據(jù)機(jī)床使用說(shuō)min/.3594.0v? in/1.68.930rs??? 明書選?。?。7rnw? 基本工時(shí)： in4.081.97.0????yLt （3）粗鉸、精鉸 Φ20 孔；以 Φ32 外圓和 T2 為基準(zhǔn)。 1） 粗鉸至 m4.9? 刀具：專用鉸刀 機(jī)床：Z525 立式鉆床 根據(jù)有關(guān)手冊(cè)的規(guī)定，鉸刀的進(jìn)給量為 0.8～1.2mm/z,進(jìn)給量取?fz 0.81mm/r，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速取為 =140r/min，則其切削速度為：?fz nw 。min/7.8dv?? 機(jī)動(dòng)時(shí)切削工時(shí)， =38mm，30?l i34.01.4???fntwm 2） 精鉸至 2? 刀具： dw0? 機(jī)床：Z525 立式數(shù)控鉆床 根據(jù)有關(guān)手冊(cè)的規(guī)定，鉸刀的進(jìn)給量取 0.48mm/r，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速取為：?f =140r/min，則其切削速度為：nw min/8.dnv? 機(jī)動(dòng)時(shí)切削工時(shí)， =38mm830??l i57.04.13??ftwm 16 機(jī)床：X51 立式數(shù)控銑床 刀具：硬質(zhì)合金立銑刀（鑲齒螺旋形刀片），由《切削手冊(cè)》表 3.6 查得： ， ,即 27m/min，因此，smv/45.0?min/08.,640fzdz?i/21471rvnws?? 現(xiàn)采用 X51 立式銑床，取 ，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 應(yīng)為：in/20r?fm ，m8.1608.nzfwm??? 查機(jī)床使用說(shuō)明書，取 。i/fm 銑削基本工時(shí)： n4.027??t i68.1.?tm （3） 粗鉆、半精鉆 Φ50 孔，以 D1 為定位基準(zhǔn) 1） 粗鏜 Φ50 孔，以 D1 為定位基準(zhǔn)。 機(jī)床：T60Z525 立式鉆床 單邊余量 可一次切除，則 。根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》4.2-20,5.2Z?map5.2? 查得，取 。根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》4.2-21 查得，取： 。rmf/0 min/20r? 計(jì)算切削基本工時(shí)： in13.052.1??fLtm 2） 半精鉆 Φ50 孔，以 D1 做定位基準(zhǔn)。 單邊余量 ,可一次切除，則 。z0.1?map.? 由《切削手冊(cè)》表 1.6 查得，進(jìn)給量 取為 0.27mm/r。由,/40~rfz 《切削手冊(cè)》表 1.1 查得， ，則：in/10vin/6375rdnw?? 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 4.2-20， 取為 630r/min。 加工基本工時(shí)： mi08.6312???fnltw 工序 04 銑斜肩，以 D1 和 T2 為定位基準(zhǔn) 刀具：硬質(zhì)合金三面刃銑刀 17 機(jī)床：X51 立式銑床 根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》查得： 。根據(jù)《切削手冊(cè)》查得：1663?Zmdw， 因此：,/10.zmfz? in/32701rvnws??? 現(xiàn)采用 X51 立式銑床，取： ，故實(shí)際切削速度為：in/rmi/8.19061dvw? 當(dāng) 時(shí)，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：min/30rnw? in/60.Zfwz ?? 根據(jù)《切削手冊(cè)》表 4.2-37 查得,取： 。15fm? 計(jì)算切削基本工時(shí)： ylL.372.??? 因此： in27.01653?ftm 工序 05 精銑 Φ50 端面，以 D1 為基準(zhǔn)，采用 X51 立式數(shù)控銑床加工專用機(jī)床 機(jī)床：X51 立式數(shù)控銑床 刀具：硬質(zhì)合金立銑刀（鑲齒螺旋形刀片），由《切削手冊(cè)》表 3.6 查得： ， ,即 27m/min，因此，sv/45.0?min/08.,640fzdz?i/21471rvnws?? 現(xiàn)采用 X51 立式銑床，取 ，工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 應(yīng)為：in/20r?fm ，m8.1608.nzfwm??? 查機(jī)床使用說(shuō)明書，取 。i/fm 銑削基本工時(shí)： n4.27?tin68.124.0??tm 工序 06 鉆、鉸 Φ8 錐孔，以 T1 和零件中線為基準(zhǔn) 刀具：專用刀具 18 機(jī)床：Z525 立式鉆床 確定進(jìn)給量 ：根據(jù)《切削手冊(cè) 》表 2.7 查得， ，查 Z525f rmf/26.0~.? 機(jī)床使用說(shuō)明書，現(xiàn)取 。查《切削手冊(cè)》表 2.15， ，rm/2.0? in17v 計(jì)算機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： in/6948.7101rdvnws?? 按機(jī)床選取 ，所以實(shí)際切削速度為：i/680?w min/6.10.1nvw?? 計(jì)算切削基本工時(shí)： i0.2.684????fyltm 工序 07 鉆 M6 底孔，攻螺紋，以 T1 和零件中線為基準(zhǔn) （1） 鉆螺紋底孔 mm8.4? 機(jī)床：Z525 立式鉆床 刀具：高速鋼麻花鉆 根據(jù)《切削手冊(cè)》查得，進(jìn)給量為 0.18～0.22mm/z,現(xiàn)取?f f=0.22mm/z， v=17m/min，則： min/128.4701rdvnws??? 查《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 4.2-15，取 。所以實(shí)際切削速度為：in/96rin/48.108.1vw?? 計(jì)算切削基本工時(shí)： mi07.2.96????fyltm （2） 攻螺紋 M6 機(jī)床：Z525 立式鉆床 刀具：絲錐 M6，P=1mm 19 切削用量選為： ，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為： ，min/6/1.0sv?min/318rns? 按機(jī)床使用說(shuō)明書選?。?，則 ；機(jī)動(dòng)時(shí)，27rnw i/1.5v? ，計(jì)算切削基本工時(shí)：ml146?? in04.2??fltm 工序 08 銑斷，以 D1 為基準(zhǔn) 選擇鋸片銑刀，d=160mm，l=4mm ，中齒，Z=40 采用 X61 臥式銑床 查《切削手冊(cè)》，選擇進(jìn)給量為： ,切削速度為：zmf/10.? ，則：min/27v? in/5462710rdvws?? 根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 4.2-39，取 ，故實(shí)際切削速度為：in/rn?min/2.50180vw 此時(shí)工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 應(yīng)為：fm i/4.nZwz ??? 查《切削手冊(cè)》表 4.2-40，剛好有 。in/0fm 計(jì)算切削基本工時(shí)： i25.4037????fyltm 4 夾具設(shè)計(jì) 我對(duì)這次的撥叉夾具設(shè)計(jì)要采用一種和實(shí)際生產(chǎn)相差很大的配合結(jié)構(gòu)來(lái)限制撥 叉零件的自由度，完成工件的裝卡。我借鑒 V 型塊的機(jī)械結(jié)構(gòu)構(gòu)，設(shè)計(jì)了一種水平 方向 V 的下部有延伸的特殊夾塊，用 2 個(gè)特殊 V 型在撥叉零件的左右兩端限制了 5 個(gè)自由度，用特殊 V 型塊下部延伸出的結(jié)構(gòu)，限制了撥叉零件的 Z 軸方向的自由度， 完成加緊。零件主體借鑒齒輪油泵的主體的結(jié)構(gòu)和多數(shù)夾具的主體結(jié)構(gòu)結(jié)合我要加 工的撥叉零件，設(shè)計(jì)了本次畢業(yè)課程設(shè)計(jì)的夾具主體。畫出 2D 草圖進(jìn)行裝配。證明 圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的正確性。因?yàn)槲以诠S上班的原因，我可以利用一些邊角料在休息時(shí)間 20 進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)于設(shè)計(jì)后的夾具在使用上是完全可以的。熟練使用國(guó)家出版發(fā)行的標(biāo) 準(zhǔn)的機(jī)械手冊(cè)以及各種文獻(xiàn)的圖表資料。 和師傅商量在工廠實(shí)際考察一下后，決定用將我設(shè)計(jì)的這套夾具將用于 Z525 立 式鉆床上。 4.1 問(wèn)題的提出 為了保證鉆孔的定位精確，對(duì)其他部位的加工精度也要求較高。對(duì)與零件的自 由度限制要求極高，造成定位困難。對(duì)鑄件的加工量可能會(huì)很大。 4.2 定位基準(zhǔn)的選擇 在零件方便定位和工人操作的方便角度考慮，選擇∮20 孔為基準(zhǔn)，即以 4 個(gè) V 型塊相互配合限制了零件的 6 個(gè)自由度，使撥叉零件完全定位。再使用快速螺旋卡 緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行卡緊，完成零件的裝卡。 4.2.1 零件鉆孔分析 零件共有兩個(gè)孔要被加工： 以其中一個(gè) φ20 為中心的加工表面 這一組加工表面包括：φ20 的孔，以及其上下端面，上端面與孔有位置要求。021.? 另一組與其中軸線對(duì)齊，且加工面是同一水平面 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。工人的操作基本相同。 4.2.2 定位元件與夾緊元件的選擇 《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》GB/T119.2-2000 GB/T 119.2-2000 選用 Φ10 的圓柱定位銷 4.2.2-1 圖 （圓柱定位銷） 21 根據(jù)設(shè)計(jì)需要選用 Φ27 的導(dǎo)栓 4.2.2-2 圖（導(dǎo)栓） 根據(jù)設(shè)計(jì)需要，在《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》，表 2-1-3，壓塊選用槽面壓塊（GB 2172- 80） 4.2.2-3圖 槽面壓塊（GB 2172-80） 4.2.3 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì) ⑴鉆套襯套分析 在鉆床的使用上為了方便加工，增加工人的單位時(shí)間內(nèi)的零件產(chǎn)量，一定使用鉆套， 襯套。在鉆套，襯套的選擇上，要先考慮到作為易磨損的總被消耗的小型零部件， 的價(jià)格問(wèn)題，耐用問(wèn)題，安裝配合的廣泛性問(wèn)題，還有安裝的難易程度和工人的實(shí) 際水平都是要選取鉆套和襯套要考慮的。在前期工作中，在老師的指導(dǎo)下，對(duì)機(jī)床 22 夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)這本書仔細(xì)的看了一遍，對(duì)于鉆套和襯套有著十分詳細(xì)的分類和介紹。 在選擇鉆套和襯套的時(shí)候就按照這本手冊(cè)上的表格進(jìn)行的挑選。 ⑵鉆套和襯套的選擇 撥叉的螺紋底孔的加工，只需要在鉆床上進(jìn)行鉆削加工后粗鏜就能滿足加工要求。 考慮到鉆套可能出現(xiàn)的磨損。 所以參照《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》，表 4.2.3-1 選用可換鉆套（GB2264-80），當(dāng)磨損 就可更換。與其裝配的是鉆套用襯套（GB2263-80 ），查表 4.2.3-2 可得。起固定的 是鉆套螺釘（GB2268-80），查表 4.2.3-3 可得。 23 4.2.3-1圖 可換鉆套 表 4.2.3-1 可換鉆套 d D 基本 尺寸 極限 偏差 基本 尺寸 極限 偏差 12DH h 1mC 12r 6.5 +0.028 +0.013 12 +0.018 +0.007 22 18 20 10 4 7 0.5 1.5 1.5 16 4.2.3-2 圖 鉆套用襯套 24 表 4.2.3-2 鉆套用襯套 d D 基本尺寸 極限偏差 基本尺寸 極限偏差 1DH h 2C 12 +0.034 +0.016 18 +0.023 +0.012 22 20 4 1.5 4.2.3-3圖 鉆套螺釘 表 4.2.3-3 鉆套螺釘 L1 d1 d 基本尺寸 極限偏差 基本尺寸 極限偏差 D d2 L L0 n t M6 4 +0.200 +0.050 9.5 -0.040 -0.130 16 4.4 18 10 1.5 2 25 鉆模板選用伸出式鉆模板，先將特殊 V 型塊用螺釘固定在鉆模板上。將零件放進(jìn) V 型塊內(nèi)固定好后用導(dǎo)栓把磚模板固定在夾具主體上。安裝銷定位，后用螺釘鉆模板 擰緊在夾具主體上。安裝完成后檢查零件是否松動(dòng)。以保證設(shè)計(jì)的正確性。 4.2.4 夾具精度分析 ⑴夾具精度分析 零件安裝到夾具中，夾具轉(zhuǎn)配到在機(jī)床上，開(kāi)始加工之前，機(jī)床、夾具、零件會(huì)形 成一個(gè)封閉的加工系統(tǒng)。機(jī)床、夾具、零件、刀具之間相互聯(lián)系，最后形成要加工 的零件和機(jī)床的刀具之間的對(duì)的位置關(guān)系。因此在對(duì)夾具的設(shè)計(jì)中，當(dāng)夾具的各個(gè) 零件與主體質(zhì)檢的配合好了，形成完整的夾具，夾具的結(jié)構(gòu)方案確定后，應(yīng)該對(duì)所 設(shè)計(jì)出來(lái)夾具和夾具零件進(jìn)行精度的分析和誤差計(jì)算。 ⑵誤差計(jì)算 因?yàn)楸竟ば蛑恍枰@螺紋底孔，所以對(duì)孔的精度可以沒(méi)有考慮。因?yàn)槭橇@，對(duì)角 度限位法，在 Z 軸方向上可能存在向轉(zhuǎn)動(dòng)。需要進(jìn)行一定的計(jì)算以確保設(shè)計(jì)出的夾 具能正確的加工出零件來(lái)。 轉(zhuǎn)角定位誤差： 1maxin2maxin' 30.5.910.298( )( )40.26.0DddrctgarctgL????????????△ 4.2.4 圖 轉(zhuǎn)角誤差分析圖 26 除了上面的誤差外，影響孔位置度的因素還有： 1）、鉆模板上裝襯套孔的尺寸公差： 18.023.10.m???? 2）、襯套與鉆套配合的最大間隙： 2472 3）、鉆套與鉆頭配合的最大間隙： 36.54 4）、鉆套的同軸度公差： 40.m?? ∴綜合誤差為： 222222134.1.7.40.5.64m????? 能滿足零件要求。 4.2.5 夾具體受力分析 ⑴.夾緊力方向的選擇 ①夾緊力的方向分析 夾緊力的方向應(yīng)方便定位零件，而不能破壞零件的定位，影響要加工零件的自由度。 所以主加緊力會(huì)垂直與要加工的平面，防止定位銷或者其他定位方式干涉了零件的 加工。夾緊力的方向應(yīng)該和與被加工零件剛度大的方向保持一致，以減小零件變形 量。 夾緊力的方向應(yīng)與切削力、被加工零件重力方向一致，可以減少零件所需的夾緊力。 根據(jù)以上的結(jié)論，分析得: 4.2.5-1 圖 夾緊力方向的選擇 27 .②夾緊力方向的選擇 如圖 4.2.5-1 示，零件的定位面應(yīng)該的左端面，并且是以撥叉左側(cè)的圓柱體上 端面為第一定位基準(zhǔn)面。用 4 個(gè)特殊 V 型塊來(lái)限制撥叉零件的 6 個(gè)自由度，夾緊力 方向應(yīng)指向第一定位基準(zhǔn)的原則可以確定該夾具的夾緊力方向應(yīng)與撥叉左圓柱體的 軸線方向一致，并且零件在圓柱徑向方向上的剛度明顯比在軸線方向上的剛度小， 根據(jù)夾緊離的方向應(yīng)盡量與零件剛度大的方向一致，以減小零件變形的基本原則， 本夾具的夾緊方向仍然為圓柱軸線方向上。 ⑵夾緊力作用點(diǎn)的選擇 ① 夾緊力作用點(diǎn) 夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)正對(duì)于支承被加工零件所形成的穩(wěn)定受力區(qū)域內(nèi)，以保證被加工 零件已獲得的位置不變。夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)處于被加工零件剛性較好的部位，以減小 撥叉零件的夾緊變形。夾緊力的作用點(diǎn)和支承點(diǎn)應(yīng)盡量靠近切削部位，以提高零件 切削部位的剛度和抗振性，夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡量使各支承處的接觸變形均勻，以減 小加加工誤差。要保持受力均勻，形變均勻，切削力分布均勻。以保證被加工零件 的加工精度、和零件的生產(chǎn)率。 4.2.5-2圖 夾緊力作用點(diǎn)的選擇 ① 夾緊力作用點(diǎn)的選擇 根據(jù)以上夾緊力作用點(diǎn)的選擇原則并結(jié)合本次設(shè)計(jì)的夾具的具體情況分析， 如圖 4.2.5-2 圖所示。得：夾緊力作用點(diǎn)為零件圓柱右端面。 夾具主體，固定在鉆床上。放置撥叉限制自由度 28 4.2.6 夾具體的零件圖設(shè)計(jì)。 V 型壓塊設(shè)計(jì) V 型座用于用來(lái)支承軸、管、套筒等圓柱形零件，使零件軸心線平行于平臺(tái)工作 我借鑒眾多 V 型塊的機(jī)械結(jié)構(gòu)構(gòu)，設(shè)計(jì)了一種水平方向 V 型用于限制撥叉左右的圓 柱體，V 型下部有延伸的特殊夾塊并留鉆孔的工作空間，用 2 個(gè)特殊 V 型在撥叉零 件的左右兩端限制了 5 個(gè)自由度，用特殊 V 型塊下部延伸出的結(jié)構(gòu)，限制了撥叉零 件的 Z 軸方向的自由度，并保留加工的鉆頭活動(dòng)的空間，可以很好的完成工件的加 緊。 為了進(jìn)行裝卡在 V 型塊主體后部 加工 4 個(gè)螺孔（M8*2 和 M5*2）。 4 個(gè) V 型塊配合，限制撥叉的 6 個(gè)自由度來(lái)固定撥叉 29 4.2.7 夾具的主體設(shè)計(jì) 夾具主體用的是延伸型鉆模板，上部預(yù)留鉆床加工的直孔,為裝卡 V 型壓塊需加工出 8 個(gè)螺孔（M8*4 和 M5*4）. 零件主體借鑒齒輪油泵主體的結(jié)構(gòu)和多數(shù)夾具的主體結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)的減料和安裝方便 降低生產(chǎn)成本考慮，主體采用空心的結(jié)構(gòu)。后部 3 個(gè)圓柱體用于支撐和固定鉆模板， 前面用銑床加工出一個(gè)平面和鉆 8 個(gè)螺孔（M8*4 和 M5*4）用于裝配 V 型塊。 30 4.2.8 相關(guān)計(jì)算 ①切削力和卡緊力計(jì)算 本步加工可按鉆削估算卡緊力。實(shí)際效果可以保證可靠的卡緊。 軸向力 NkfdCFFyMi 52.01.06.428.10 ????? 扭矩 Mzc ???6.0.2 104.7. 由于扭矩很小，計(jì)算時(shí)可忽略。 卡緊力為 Nf04.52?? 取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1 則實(shí)際卡緊力為 F’=S1*S2*S3*S4*F=10.06N 指定可靠的卡緊力。 ②定位誤差分析 本工序采用 2 面 4 個(gè) V 型塊，加緊零件，在水平方向受力，垂直反向加緊。裝 卡方式零件自重不會(huì)對(duì)零件的定位產(chǎn)生影響，零件不在在定位銷正上方，就不 會(huì)對(duì)零件產(chǎn)生干擾。 ③ 機(jī)械卡具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 夾具的卡緊力不太大，可以手動(dòng)卡緊。夾具主體具上蓋上設(shè)置有鉆套，可以幫 助工人快速找到要鉆孔的位置。 31 4.2.9 夾具裝配 在相關(guān)配合結(jié)構(gòu)，組裝夾具 先安裝夾具體下，裝到鉆床上夾緊。再將 2 個(gè) V 型塊用螺釘裝到夾具主體下上。 再將 2 個(gè) V 型塊用螺釘轉(zhuǎn)卡到夾具主體的上蓋上。裝卡撥叉零件。蓋上上蓋。 用 3 個(gè)導(dǎo)栓將夾具的上下部分固定在一起。擰緊防止在加工過(guò)程中松動(dòng)，對(duì)零 件加工產(chǎn)生影響。 32 致 謝 在 XX 生活的四年里，我學(xué)到了很多。懂得了很多。這是我人生里一筆寶貴 的財(cái)富。每位老師的諄諄教。大學(xué)生活的美好時(shí)光轉(zhuǎn)瞬即逝，彈指一揮間，我 將要完全的步入到這個(gè)社會(huì)，這個(gè)充滿了驚喜，卻又會(huì)讓我有些許忐忑的社會(huì)。 首先，我要感謝 XX，學(xué)校給我們安排了一個(gè)充分的實(shí)習(xí)時(shí)間的機(jī)會(huì)，其實(shí)開(kāi) 始我并不是很理解學(xué)校為什么要把我們所有的課程趕在大學(xué)三年前全部完成。 但是，當(dāng)我在接觸到了我的實(shí)習(xí)崗位時(shí)，我驀然明白了學(xué)校的良苦用心，我們 平時(shí)在課堂上學(xué)習(xí)到的理論幾乎是接近完美，亦或者是把可控制因素考慮到其 中的知識(shí)，但現(xiàn)實(shí)生活中，往往有些無(wú)法人為操控的變量在影響著一份工作的 進(jìn)行。只有把理論巧妙的運(yùn)用到工作中去時(shí)，你才會(huì)明白它到底是怎么一回事。 實(shí)習(xí)工作對(duì)于我的畢業(yè)設(shè)計(jì)起了很大的作用，由于在工作中了解到客服的需求， 知道任何一個(gè)細(xì)節(jié)不能被忽略，懂得一個(gè)設(shè)計(jì)的實(shí)用性到底有多大。所以，在 該次老師安排的設(shè)計(jì)中，也還算得上是得心應(yīng)手。接下來(lái)，我要感謝邱老師， 老師細(xì)心耐心的指點(diǎn)了設(shè)計(jì)中每一處存在的問(wèn)題，使我的思維變得更加的縝密， 同時(shí)，老師也會(huì)提出一些問(wèn)題，指引我去更好的完善自己的設(shè)計(jì)，從邱老師的 身上，我學(xué)到的更多的是思維上的拓展。其次，我要感謝 XX 有限公司，是他 們給予了我這個(gè)實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)，在工作中讓我獨(dú)當(dāng)一面，給予了我充分的信任，作 為我們公司的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，我常常會(huì)被拍到合作公司去溝通相關(guān)問(wèn)題，雖然有時(shí) 會(huì)受到批評(píng)，但會(huì)更加讓我明白了自己的責(zé)任，我的師父劉老師是位有著資深 經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者，他會(huì)把自己畢生學(xué)到的東西無(wú)私的傳授給我，讓我拓寬了自己 的視野，沉淀了自己的心性。最后，謝謝 XX 的小伙伴們，大學(xué)四年，有你們 陪伴，生活多姿多彩，讓我們共同奮斗，書寫人生美麗恩篇章，加油！ 33 5 結(jié)束語(yǔ) 經(jīng)過(guò)了兩個(gè)多月的學(xué)習(xí)和工作，我終于完成了《撥叉零件數(shù)控加工工藝及