CA6140車床831008撥叉零件的鉆20、Φ50孔夾具設計及數(shù)控加工工藝含非標7張CAD圖-版本2,ca6140,車床,零件,20,50,夾具,設計,數(shù)控,加工,工藝,非標,cad,版本 CA6140車床831008零件機械加工工藝規(guī)程 （批量： 中等批量） 班 級： XXX 姓 名： XXX 指導教師： XXX 日 期： 20X年4月20日 XX 機械加工工序卡片 共8 張 第2張 產品代號 零（部）件代號 零（部）件名稱 撥叉 工序號 02 設備 材料 名稱 數(shù)控銑床 名稱 灰鑄鐵 型號 X51 硬度 0.16Gpa 夾具名稱、編號 專用夾具 刀具 量具 輔具 名稱 規(guī)格 名稱 規(guī)格 名稱 規(guī)格 銑刀 YG6 千分表 游標卡尺 技術等級 工時定額 班產量 準備及終結時間 工作地點服務時間 基本時間 輔助時間 單件時間 0.81 工序號 工步名稱及內容 加工表面尺寸 切削用量 直徑或寬度 長度 加工計算長度 切深 走刀量 轉速或雙 行程數(shù) 切速 走刀次數(shù) 02 粗銑Φ20上端面 4.0 174 Φ32 2.0 2.0 361 142 2 粗銑Φ50上端面 4.0 174 Φ72 2.0 2.0 361 142 2 精銑Φ20上端面 1.0 174 Φ32 1.0 1.0 316 117.75 1 精銑Φ50上端面 1.0 174 Φ72 1.0 1.0 316 117.75 1 編制 XX 設計 XX 審核 批準 描圖 XX 校對 XX 機械加工工序卡片 共8 張 第1張 產品代號 零（部）件代號 零（部）件名稱 撥叉 工序號 01 設備 材料 名稱 數(shù)控銑床 名稱 灰鑄鐵 型號 X51 硬度 0.16Gpa 夾具名稱、編號 專用夾具 刀具 量具 輔具 名稱 規(guī)格 名稱 規(guī)格 名稱 規(guī)格 銑刀 YG6 千分表 游標卡尺 技術等級 工時定額 班產量 準備及終結時間 工作地點服務時間 基本時間 輔助時間 單件時間 0.81 工序號 工步名稱及內容 加工表面尺寸 切削用量 直徑或寬度 長度 加工計算長度 切深 走刀量 轉速或雙 行程數(shù) 切速 走刀次數(shù) 01 粗銑Φ20下端面 4.0 174 Φ32 2.0 2.0 361 142 2 粗銑Φ50下端面 4.0 174 Φ72 2.0 2.0 361 142 2 精銑Φ20下端面 1.0 174 Φ32 1.0 1.0 316 117.75 1 精銑Φ50下端面 1.0 174 Φ72 1.0 1.0 316 117.75 1 編制 XX 設計 XX 審核 批準 描圖 XX 校對 XX 機械加工工序卡片 共8張 第 3張 產品代號 零（部）件代號 零（部）件名稱 撥叉 工序號 03 設備 材料 名稱 鉆床 名稱 灰鑄鐵 型號 Z525 硬度 0.16Gpa 夾具名稱、編號 專用夾具 刀具 量具 輔具 名稱 規(guī)格 名稱 名稱 規(guī)格 名稱 鉆刀 千分表 技術等級 工時定額 班產量 準備及終結時間 工作地點服務時間 基本時間 輔助時間 單件時間 工序號 工步名稱及內容 加工表面尺寸 切削用量 直徑或寬度 長度 加工計算長度 切深 走刀量 轉速或雙 行程數(shù) 切速 走刀次數(shù) 03 鉆Φ20孔 19 140 9.4 1 擴20孔 19.8 97 0.4 1 粗鉸Φ20孔 19.94 140 8.77 1 精鉸Φ20孔 20 140 8.8 1 粗鉆Φ50孔 48 1.0 200 9.4 1 半精鉆Φ50孔 50 1.0 630 100 1 編制 XX 設計 XX 審核 批準 描圖 XX 校對 XX 機械加工工序卡片 共8 張 第4張 產品代號 零（部）件代號 零（部）件名稱 撥叉 工序號 04 設備 材料 名稱 數(shù)控銑床 名稱 灰鑄鐵 型號 X51 硬度 0.16Gpa 夾具名稱、編號 專用夾具 刀具 量具 輔具 名稱 規(guī)格 名稱 規(guī)格 名稱 規(guī)格 銑刀 YG6 千分表 游標卡尺 技術等級 工時定額 班產量 準備及終結時間 工作地點服務時間 基本時間 輔助時間 單件時間 0.227 工序號 工步名稱及內容 加工表面尺寸 切削用量 直徑或寬度 長度 加工計算長度 切深 走刀量 轉速或雙 行程數(shù) 切速 走刀次數(shù) 04 銑斜肩 2.0 2.0 2.0 136 19.8 1 編制 XX 設計 XX 審核 批準 描圖 XX 校對 XX 機械加工工序卡片 共8 張 第5張 產品代號 零（部）件代號 零（部）件名稱 撥叉 工序號 05 設備 材料 名稱 數(shù)控銑床 名稱 灰鑄鐵 型號 X51 硬度 0.16Gpa 夾具名稱、編號 專用夾具 刀具 量具 輔具 名稱 規(guī)格 名稱 規(guī)格 名稱 規(guī)格 銑刀 硬質合金立銑 千分表 游標卡尺 技術等級 工時定額 班產量 準備及終結時間 工作地點服務時間 基本時間 輔助時間 單件時間 1.68 0.84 工序號 工步名稱及內容 加工表面尺寸 切削用量 直徑或寬度 長度 加工計算長度 切深 走刀量 轉速或雙 行程數(shù) 切速 走刀次數(shù) 05 精銑Φ50端面 2.0 72 72 1.0 1.0 210 100.8 2 編制 XX 設計 XX 審核 批準 描圖 XX 校對 XX 機械加工工序卡片 共8 張 第6張 產品代號 零（部）件代號 零（部）件名稱 撥叉 工序號 06 設備 材料 名稱 數(shù)控鉆床 名稱 灰鑄鐵 型號 Z525 硬度 0.16Gpa 夾具名稱、編號 專用夾具 刀具 量具 輔具 名稱 規(guī)格 名稱 規(guī)格 名稱 規(guī)格 鉆頭硬質合金鉆頭 M8 千分表 游標卡尺 技術等級 工時定額 班產量 準備及終結時間 工作地點服務時間 基本時間 輔助時間 單件時間 0.066 工序號 工步名稱及內容 加工表面尺寸 切削用量 直徑或寬度 長度 加工計算長度 切深 走刀量 轉速或雙 行程數(shù) 切速 走刀次數(shù) 06 鉆Φ8錐孔 Φ6 1.5 1.5 680 16.66 2 鉸Φ8錐孔 2 1.0 1.0 680 16.66 2 編制 XX 設計 XX 審核 批準 描圖 XX 校對 XX 機械加工工序卡片 共8 張 第7張 產品代號 零（部）件代號 零（部）件名稱 撥叉 工序號 07 設備 材料 名稱 數(shù)控鉆床 名稱 灰鑄鐵 型號 Z525 硬度 0.16Gpa 夾具名稱、編號 專用夾具 刀具 量具 輔具 名稱 規(guī)格 名稱 規(guī)格 名稱 規(guī)格 鉆頭硬質合金鉆頭 M6 千分表 游標卡尺 技術等級 工時定額 班產量 準備及終結時間 工作地點服務時間 基本時間 輔助時間 單件時間 0.047 工序號 工步名稱及內容 加工表面尺寸 切削用量 直徑或寬度 長度 加工計算長度 切深 走刀量 轉速或雙 行程數(shù) 切速 走刀次數(shù) 06 鉆M6底孔 Φ4.8 960 14.48 1 攻M6螺紋 Φ6 272 5.1 1 編制 XX 設計 XX 審核 批準 描圖 XX 校對 XX 機械加工工序卡片 共8 張 第8張 產品代號 零（部）件代號 零（部）件名稱 撥叉 工序號 08 設備 材料 名稱 數(shù)控銑床 名稱 灰鑄鐵 型號 X51 硬度 0.16Gpa 夾具名稱、編號 專用夾具 刀具 量具 輔具 名稱 規(guī)格 名稱 規(guī)格 名稱 規(guī)格 銑刀 千分表 游標卡尺 技術等級 工時定額 班產量 準備及終結時間 工作地點服務時間 基本時間 輔助時間 單件時間 0.225 工序號 工步名稱及內容 加工表面尺寸 切削用量 直徑或寬度 長度 加工計算長度 切深 走刀量 轉速或雙 行程數(shù) 切速 走刀次數(shù) 08 銑斷 4 72 12 12 54 50.2 1 編制 XX 設計 XX 審核 批準 描圖 XX 校對 撥叉零件數(shù)控加工工藝卡 XX 撥叉零件數(shù)控 加工工藝卡 產品型號 零件名稱 件數(shù) 第1頁 實訓產品 撥 叉 2件 共1頁 零件加工路線 零 件 規(guī) 格 車間 工 序 材料 HT200 庫房 下料 重量 2.0kg 鉗工 去毛刺 鉗工 劃線 數(shù)控銑 銑成形 鉗工 去毛刺 零件技術要求 檢驗室 檢驗 序 號 工步 名稱 設備 名稱 設備 型號 工具 編號 工具 名稱 工序內容 單件工時 備注 01 粗銑、精銑Φ20、Φ50下端面 數(shù)控銑床 02 粗銑、精銑Φ20上端面；粗銑、精銑Φ50上端面 數(shù)控銑床 03 鉆、擴Φ20孔，粗鉸、精鉸Φ20孔；粗鉆、半精鉆Φ50孔 數(shù)控鉆床 04 銑斜肩 05 精銑Φ50端面 06 鉆、鉸Φ8錐孔 07 鉆M6底孔 08 銑斷 編制 審核 批準 會簽 編制日期 XX I CA6140 車床 831008 撥叉零件數(shù)控加工工藝及工裝設計 摘 要 本設計分析研究了 CA6140 車床變速箱中拔叉零件的加工工藝規(guī)程及夾具設計。 由于拔叉零件的結構較為復雜，工序較多，因此為保證加工精度提高生產率及降低 勞動強度，考慮采用數(shù)控機床進行加工，首先進行了撥叉零件工藝性分析、確定了 工藝方案及加工順序，進行了撥叉零件數(shù)控加工工藝規(guī)程設計和鉆孔工序的夾具設 計，為撥叉零件在數(shù)控機床上加工提供了理論依據(jù)和有效的硬件保證。 關鍵詞：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)的給出應符合編程方便的原則 2 2.3.2 零件各加工部位的結構工藝性應符合數(shù)控加工的特點 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 對刀點與換刀點的確定 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)程設計 8 3.5.1 選擇定位基準 8 3.5.2 制定數(shù)控加工工藝路線 8 3.6 機械加工余量、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 確定切削用量及時間定額 10 IV 4 夾具設計 .19 4.1 問題的提出 .20 4.2 定位基準的選擇 .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、鉆模板設計 .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 夾具體的零件圖設計。 .28 4.2.7 夾具的主體設計 .29 4.2.8 相關計算 .30 4.2.9 夾具裝配 .31 致 謝 .32 5 結束語 33 參考文獻 .34 1 1 緒論 隨著我國現(xiàn)代制造技術的發(fā)展，數(shù)控機床的普及和從事數(shù)控加工人員的增多， 數(shù)控加工越來越受到人們的重視。撥叉零件廣泛應用于我們的日常生活及生產當中， 撥叉零件的制造精度能不能夠滿足技術要求,如何更大限度的降低機加工的基本勞動 時間及提高單位時間內的生產率,都成為機械行業(yè)勢待解決的技術性問題。隨著數(shù)控 技術的不斷發(fā)展及數(shù)控技術應用的不斷廣泛化、深入化，我們意識到，采用數(shù)控機 床來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床加工應運受限的 瓶頸，對提高加工效率、以及降低勞動強度都有不可估量之好處。 隨著計算機科學、信息技術的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)已發(fā)生了十分顯著的變 化，發(fā)達國家正進行由傳統(tǒng)的制造技術向現(xiàn)代制造技術的轉變，并提出了全新的制 造模式。數(shù)控加工技術將逐步引航現(xiàn)代機械制造業(yè)的發(fā)展。數(shù)控機床的應用范圍日 益擴大，其產生的經濟效益與社會效益十分明顯。 對傳統(tǒng)零件的數(shù)控加工技術也得到越來越廣泛的應用。面對新技術、新工藝的 不斷出現(xiàn)，提高數(shù)控加工技術在傳統(tǒng)撥叉類零件的應用也受到越來越多的重視。如 何使數(shù)控技術在加工這一類零件中表現(xiàn)出其高質量、高精度、高效率，都成為各國 爭先要解決的問題。因此研究它對我國的制造行業(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 工作人員在進行工藝分析時，要有機床說明書、編程手冊、切削用量表、標準 工具、夾具手冊等資料，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 機床的合理選用 在數(shù)控機床上加工零件時，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)控機床。第二種情況：已經有了數(shù)控機床，要選擇適合 在該機床上加工的零件。無論哪種情況，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 有三點： （1）要保證加工零件的技術要求，加工出合格的產品； （2）有利于提高生產率； （3）盡可能降低生產成本(加工費用)。 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)的給出應符合編程方便的原則 （1）零件圖上尺寸標注方法應適應數(shù)控加工的特點在數(shù)控加工零件圖上，應以 同一基準引注尺寸或直接給出坐標尺寸。在保持設計基準、工藝基準、檢測基準與 編程原點設置的一致性方面帶來很大方便。由于零件設計人員一般在尺寸標注中較 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注方法，這樣就會給工 序安排與數(shù)控加工帶來許多不便。由于數(shù)控加工精度和重復定位精度都很高，不會 因產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注法改為同一基準 引注尺寸或直接給出坐標尺寸的標注法。 （2）構成零件輪廓的幾何元素的條件應充分。在分析零件圖時，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，在計算相切條件時，變成了相交或相離狀態(tài)。由于構成零件幾何元素條 件的不充分，使編程時無法下手。遇到這種情況時，應與零件設計者協(xié)商解決。 2.3.2 零件各加工部位的結構工藝性應符合數(shù)控加工的特點 （1）零件的內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，生產效益提高。 （2）內槽圓角的大小決定著刀具直徑的大小，因而內槽圓角半徑不應過小。零 件工藝性的好壞與被加工輪廓的高低、轉接圓弧半徑的大小等有關。 （3）零件銑削底平面時，槽底圓角半徑 r 不應過大。 （4）應采用統(tǒng)一的基準定位。在數(shù)控加工中，若沒有統(tǒng)一基準定位，會因工件 的重新安裝而導致加工后的兩個面上輪廓位置及尺寸不協(xié)調現(xiàn)象。因此要避免上述 問題的產生，保證兩次裝夾加工后其相對位置的準確性，應采用統(tǒng)一的基準定位。 零件上最好有合適的孔作為定位基準孔，若沒有，要設置工藝孔作為定位基準孔。 若無法制出工藝孔時，最起碼也要用經過精加工的表面作為統(tǒng)一基準，以減少兩次 裝夾產生的誤差。此外，還應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 得同一級精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多，因而在實際選擇時，要結合零 件的形狀、尺寸大小和熱處理要求等全面考慮。例如，對于 IT7 級精度的孔采用鏜 削、鉸削、磨削等加工方法均可達到精度要求，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，當孔徑較大時則應選擇鏜孔。此 外，還應考慮生產率和經濟性的要求，以及工廠的生產設備等實際情況。常用加工 方法的經濟加工精度及表面粗糙度可查閱有關工藝手冊。 2.4.2 加工方案確定的原則 零件上比較精密表面的加工，常常是通過粗加工、半精加工和精加工逐步達到 的。對這些表面僅僅根據(jù)質量要求選擇相應的最終加工方法是不夠的，還應正確地 確定從毛坯到最終成形的加工方案。 確定加工方案時，首先應根據(jù)主要表面的精度和表面粗糙度的要求，初步確定 為達到這些要求所需要的加工方法。例如，對于孔徑不大的 IT7 級精度的孔，最終 加工方法取精鉸時，則在精鉸孔前通常要經過鉆孔、擴孔和粗鉸孔等加工。 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。首先應根據(jù)零件圖樣，考慮被加工零件是否可以在一臺數(shù)控機床上完 成整個零件的加工工作，若不能則應決定其中哪一部分在數(shù)控機床上加工，哪一部 分在其他機床上加工，即對零件的加工工序進行劃分。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。在一個工序內往往需要采用不 同的刀具和切削用量，對不同的表面進行加工。為了便于分析和描述較復雜的工序， 在工序內又細分為工步。下面以加工中心為例來說明工步劃分的原則： (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 精加工分開進行。 4 (2)對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)具體零件的結構特點、技術要求等情況綜合考 慮。 2.5.3 加工順序安排 順序的安排應根據(jù)零件的結構和毛坯狀況，以及定位、安裝與夾緊的需要來考 慮。順序安排一般應按以下原則進行： （1）上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機床加 工工序的也應綜合考慮； （2）先進行內腔加工，后進行外形加工； （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， 以減少重復定位次數(shù)、換刀次數(shù)與挪動壓板次數(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）力求設計、工藝與編程計算的基準統(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）避免采用占機人工調整式加工方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機床的效能。 2.6.2 選擇夾具的基本原則 數(shù)控加工的特點對夾具提出了兩個基本要求：一是要保證夾具的坐標方向與機 床的坐標方向相對固定；二是要協(xié)調零件和機床坐標系的尺寸關系。除此之外，還 要考慮以下四點： （1）當零件加工批量不大時，應盡量采用組合夾具、可調式夾具及其他通用夾 具，以縮短生產準備時間、節(jié)省生產費用。 （2）在成批生產時才考慮采用專用夾具，并力求結構簡單。 （3）零件的裝卸要快速、方便、可靠，以縮短機床的停頓時間。 （4）夾具上各零部件應不妨礙機床對零件各表面的加工，即夾具要開敞其定位、 夾緊機構元件不能影響加工中的走刀(如產生碰撞等)。 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容之一，它不僅影響機床的加工效率，而 且直接影響加工質量。編程時，選擇刀具通常要考慮機床的加工能力、工序內容、 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、安裝調整方便。這就要求采用新型優(yōu)質材料制 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速(切削速度)、背吃刀量、進給量。對于不同的加工方法， 需要選擇不同的切削用量，并應編入程序單內。 合理選擇切削用量的原則是，粗加工時，一般以提高生產率為主，但也應考慮 經濟性和加工成本；半精加工和精加工時，應在保證加工質量的前提下，兼顧切削 效率、經濟性和加工成本。具體數(shù)值應根據(jù)機床說明書、切削用量手冊，并結合經 驗而定。 2.8 對刀點與換刀點的確定 在編程時，應正確地選擇“對刀點”和“換刀點”的位置?！皩Φ饵c”就是在 數(shù)控機床上加工零件時，刀具相對于工件運動的起點。由于程序段從該點開始執(zhí)行， 所以對刀點又稱為“程序起點”或“起刀點”。 對刀點的選擇原則是： （1）所選的對刀點應使程序編制簡單； （2）對刀點應選擇在容易找正、便于確定零件加工原點的位置； （3）對刀點應選在加工時檢驗方便、可靠的位置； （4）對刀點的選擇應有利于提高加工精度。 加工過程中需要換刀時，應規(guī)定換刀點。所謂“換刀點”是刀架轉位換刀時的 位置。該點可以是某一固定點(如加工中心機床，其換刀機械手的位置是固定的)， 也可以是任意的一點(如車床)。換刀點應設在工件或夾具的外部，以刀架轉位時不 碰工件及其它部件為準。其設定值可用實際測量方法或計算確定。、 2.9 加工路線的確定 在數(shù)控加工中，刀具刀位點相對于工件運動的軌跡稱為加工路線。編程時，加 工路線的確定原則主要有以下幾點： （1）加工路線應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)值計算簡單，以減少編程工作量。 6 （3）應使加工路線最短，這樣既可減少程序段，又可減少空刀時間。 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 內圈孔。若改用 c 圖的走刀路線，減少空刀時間，則可節(jié)省定位時間近一倍，提高 了加工效率。 a)零件圖樣 b)路線 1 c)路線 2 圖 1 最短走刀路線的設計 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，它位于車床變速機構中，主要起換檔，使 主軸回轉運動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 孔與操縱機構相連，二下方的 Φ50 半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。 通過上方的力撥動下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工時分開。 3.2 撥叉零件的工藝分析 零件的材料 HT200 其生產工藝簡單，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，然后以此作為基準采用專用夾具進行加工， 并且保證位置精度要求。由于撥叉零件的加工工序較多，形狀較復雜，考慮到工序 集中所以采用數(shù)控機床來進行加工。 3.3 確定撥叉零件生產類型 已知此撥叉零件的生產綱領為 5000 件/年，零件的質量是 1.0Kg/個，查《機械 制造工藝設計簡明手冊》第 2 頁表 1.1-2，可確定該撥叉生產類型為中批生產，所以 初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當集中；加工設備以數(shù)控機床為 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。考慮零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比 較簡單，生產類型為中批生產，故選擇木摸手工砂型鑄件毛坯。查《機械制造工藝 設計簡明手冊》第 41 頁表 2.2-5,選用鑄件尺寸公差等級為 CT-12。 3.4.2 確定鑄件加工余量及形狀 查《機械制造工藝設計簡明手冊》第 41 頁表 2.2-5，選用加工余量為 MA-H 級， 并查表 2.2-4 確定各個加工面的鑄件機械加工余量，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 圖 加工 面代 號 基本 尺寸 加工 余量 等級 加工 余量 說 明 D1 20 H 1.0 2 ?孔降一級雙側加工 D2 50 H 3.5 2 孔降一級雙側加工 T2 30 H 5 單側加工 T3 12 H 5 單側加工 T4 12 H 5 單側加工 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)程設計 3.5.1 選擇定位基準 （1）粗基準的選擇：以零件的小頭上端面為主要的定位粗基準，以兩個小頭孔 外圓表面為輔助粗基準。 （2）精基準的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準 重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底面為主要的定位精基準，以兩個 小頭孔外圓柱表面為輔助的定位精基準。 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要求，以及加工方法所能達 到的經濟精度，在生產綱領已確定的情況下,可以考慮采用數(shù)控機床配以專用工卡具,并 盡量使工序集中來提高生產率。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本 盡量下降。查《機械制造工藝設計簡明手冊》第 20 頁表 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，采用立式數(shù)控銑床 加工專用機床； 工序 02 粗銑、精銑 Φ20 上端面，以 T4 為定位基準，采用立式數(shù)控銑床加工 專用機床；粗銑、精銑 Φ50 上端面，以 T4 為定位基準，采用立式數(shù)控銑床加工專 用機床； 工序 03 鉆、擴 Φ20 孔，粗鉸、精鉸 Φ20 孔；以 Φ32 外圓和 T2 為基準，采 用立式數(shù)控鉆床加工專用機床；粗鉆、半精鉆 Φ50 孔，以 D1 為定位基準，采用 Z525 立式鉆床加工專用機床； 工序 04 銑斜肩，以 D1 和 T2 為定位基準，采用立式數(shù)控銑床加工專用機床； 工序 05 精銑 Φ50 端面，以 D1 為基準，采用立式數(shù)控銑床加工專用機床； 工序 06 鉆、鉸 Φ8 錐孔，以 T1 和零件中線為基準，采用立式數(shù)控鉆床加工 專用機床； 工序 07 鉆 M6 底孔，攻螺紋，以 T1 和零件中線為基準，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，采用臥式數(shù)控銑床加工專用機床； 工序 09 去毛刺； 工序 10 終檢。 3.6 機械加工余量、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 內容 加工余 量 精度 等級 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 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 工序內容 加工余 量 基本 尺寸 經濟 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 確定切削用量及時間定額 工序 01 粗銑、精銑 Φ20、Φ50 下端面，以 T2 為粗基準，采用立式數(shù)控銑床 加工專用機床 （1） 粗銑 Φ20、Φ 50 下端面，以 T2 為粗基準。 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; 機床：X51 立式數(shù)控銑床； 11 刀具：YG6 硬質合金端銑刀。銑削寬度 ae≤90，深度 ap≤6，齒數(shù) z=12，故根 據(jù)《機械制造工藝設計簡明手冊》（后簡稱《簡明手冊》）表 3.1，取刀具直徑 d0=125mm。根據(jù) 《切削用量手冊》（后簡稱《切削手冊》）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°，過渡刃 Krε=30°，副偏角 Kr’=5°。 (2) 切削用量 1) 確定切削深度 ap 因為余量較小，故選擇 ap=4mm，一次走刀即可完成。 2) 確定每齒進給量 fz 由于本工序為粗加工，尺寸精度和表面質量可不考慮，從而可采用不對稱端銑， 以提高進給量提高加工效率。根據(jù)《切削手冊》表 3.5，使用 YG6 硬質合金端銑刀 加工，機床功率為 4.5kw（據(jù)《簡明手冊》表 4.2-35，X51 立式銑床）時： fz=0.09~0.18mm/z 故選擇：fz=0.18mm/z。 3) 確定刀具壽命及磨鈍標準 根據(jù)《切削手冊》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)《簡明手冊》表 3.8）。 4) 計算切削速度 vc 和每分鐘進給量 vf 根據(jù)《切削手冊》表 3.16，當 d0=125mm，Z=12，ap≤7.5，fz ≤0.18mm/z 時， 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? ??? 確定機床主軸轉速： 。 in/6rdvwcs?? 12 根據(jù)《簡明手冊》表 4.2-36，選擇 nc=300r/min，vfc=390mm/min，因此實際進 給量和每分鐘進給量為： vc= = m/min=118m/min10 nd?30254.? f zc=v fc/ncz=390/300×12 mm/z=0.1mm/z 5)校驗機床功率 根據(jù)《切削手冊》表 3.24，近似為 Pcc=3.3kw，根據(jù)機床使用說明書，主軸允 許功率 Pcm=4.5×0.75kw=3.375kwPcc。故校驗合格最終確定： ap=4.0mm，nc=300r/min ， vf=390mm/s，vc=118m/min，fz=0.1mm/z。 6)計算基本工時 tm＝L/ vf ，L=l+ y+Δ，l=176mm. 查《切削手冊》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。 刀具：YG6 硬質合金端銑刀； 機床：X51 立式數(shù)控銑床； 查《切削手冊》表 3.5，進給量為： ，取為 0.5mm/rmin/0.1~5fz? 參考有關手冊，確定 ，采用 YG6 硬質合金端銑刀，min/124v? ，則：,125?zmdw in/3165240rdnws?? 現(xiàn)采用 X51 立式數(shù)控銑床，根據(jù)《簡明手冊》表 4.2-36，取 ，故min/30rw? 實際切削速度： in/75.103251nvw?? 當 時，工作臺每分鐘進給量：mi/30rnw? ，取為 980mm/minmin/8325.zfm?? 本工序切削時間為： min 62.091572????fltm 13 工序 02 粗銑、精銑 Φ20 上端面，以 T4 為定位基準，采用 X51 立式數(shù)控銑床 加工專用機床；粗銑、精銑 Φ50 上端面，以 T4 為定位基準，采用 X51 立式數(shù)控銑 床加工專用機床 （1） 粗銑 Φ20、Φ 50 上端面，以 T4 為定位基準。 切削用量和時間定額及其計算過程同工序 01。 （2） 精銑 Φ20 上端面，以 T1 為定位基準。 切削用量同工序 01； 精銑時 ；mdy1250??? 基本工時： 。 31.09876?fltm （3）粗銑 Φ50 上端面，以 T4 為定位基準。 刀具：YG6 硬質合金端銑刀， 0,40?Zd 機床：X51 立式銑床 根據(jù)《切削手冊》查得， 。根據(jù)《簡明手冊》表 4.2-mazfpz,/13.? 36 查得，取： ，故實際切削速度： min/30rnw? in/7.04dvw?? 當 時，工作臺每分鐘進給量應為：in/30rn mi/39013.Zfwzm??? 查說明書，取 in/4 計算切削基本工時： yL821072?? 因此， in05.398?ftm 工序 03 鉆、擴 Φ20 孔；粗鉸、精鉸 Φ20 孔；以 Φ32 外圓和 T2 為基準；采用 Z525 立式數(shù)控鉆床加工專用機床；粗鉆、半精鉆 Φ50 孔，以 D1 為定位基準，采用 T616Z525 立式鉆床加工專用機床 （1） 鉆、擴 Φ20 孔，以 Φ32 外圓和 T2 為基準。 1） 選擇鉆頭 根據(jù)《切削手冊》表 2.1.2.2，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時 do=18mm，鉆頭 采用雙錐后磨橫刀，后角 αo＝12°，二重刃長度 bε=3.5mm,橫刀長 b=2mm,寬 l=4mm,棱帶長度 ， °， ° ml5.1?102??30? 14 2） 選擇切削用量 ① 確定進給量 按加工要求確定進給量：查《切削手冊》 ，rmf/53.0~4? ，由《切削手冊》表 2.7,系數(shù)為 0.5,則： 367.18 0??dl rf /)265.01.(50)3.~4.0(?? 按鉆頭強度選擇:查《切削手冊》表 2.8,鉆頭允許進給量為： ；rf/0.2? 按機床進給機構強度選擇：查《切削手冊》表 2.9，機床進給機構允許軸向力為 8330N 時，進給量為 。以上三個進給量比較得出，受限制的進給量是rmf/93.0? 工藝要求，其值為：0.215~0.265mm/r 。根據(jù)《簡明手冊》表 4.2-16,最終選擇進給量 。rmf/2.0? 根據(jù)《切削手冊》表 2.19 查出,鉆孔時軸向力 Ff=2500N，軸向力修正系數(shù)為 1.0，故 Ff=2500N。根據(jù) Z525 立式鉆床使用說明書，機床進給機構允許的最大軸向 力為 8830N﹥Ff，故所選進給量可用。 ② 確定鉆頭磨鈍標準及壽命 后刀面最大磨損限度（查《簡明手冊》）為 0.6mm，壽命 ．min45?T ③ 切削速度 查《切削手冊》表 2.30，切削速度計算公式為： （m/min ） vyxpmvckfaTdz0? 其中， ， ， ， ， ， ，5.9?Cvd18025.v1.0?9pa0?vx ， ，查得修正系數(shù)： ， ， ，故實際的切.0vy2f T85lv.1tk 削速度： min/.9.02.160.95.25.0vc ? ④ 檢驗機床扭矩及功率 查《切削手冊》表 2.20，當 f≤0.26, do≤19mm 時，Mt=31.78N? m，修正系數(shù)均 為 1.0，故 MC=31.78 Nm。 查機床使用說明書：Mm =144.2 Nm。 查《切削手冊》表 2.23,鉆頭消耗功率：Pc=1.3kw 。 查機床使用說明書， 。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） 計算工時 i6.02.83??fLtm 4） 擴孔至 Φ19.8 查《切削手冊》表 2.10，擴孔進給量為： ，并由機床使用說rmf/8.~7? 明書最終選定進給量為： 。rf/81.0? 根據(jù)資料，切削速度 ，其中 為用鉆頭鉆同樣尺寸實心孔時的切削鉆v4鉆 速度，故： ， ，根據(jù)機床使用說min/.3594.0v? in/1.68.930rs??? 明書選?。?。7rnw? 基本工時： in4.081.97.0????yLt （3）粗鉸、精鉸 Φ20 孔；以 Φ32 外圓和 T2 為基準。 1） 粗鉸至 m4.9? 刀具：專用鉸刀 機床：Z525 立式鉆床 根據(jù)有關手冊的規(guī)定，鉸刀的進給量為 0.8～1.2mm/z,進給量取?fz 0.81mm/r，機床主軸轉速取為 =140r/min，則其切削速度為：?fz nw 。min/7.8dv?? 機動時切削工時， =38mm，30?l i34.01.4???fntwm 2） 精鉸至 2? 刀具： dw0? 機床：Z525 立式數(shù)控鉆床 根據(jù)有關手冊的規(guī)定，鉸刀的進給量取 0.48mm/r，機床主軸轉速取為：?f =140r/min，則其切削速度為：nw min/8.dnv? 機動時切削工時， =38mm830??l i57.04.13??ftwm 16 機床：X51 立式數(shù)控銑床 刀具：硬質合金立銑刀（鑲齒螺旋形刀片），由《切削手冊》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 ，工作臺每分鐘進給量 應為：in/20r?fm ，m8.1608.nzfwm??? 查機床使用說明書，取 。i/fm 銑削基本工時： n4.027??t i68.1.?tm （3） 粗鉆、半精鉆 Φ50 孔，以 D1 為定位基準 1） 粗鏜 Φ50 孔，以 D1 為定位基準。 機床：T60Z525 立式鉆床 單邊余量 可一次切除，則 。根據(jù)《簡明手冊》4.2-20,5.2Z?map5.2? 查得，取 。根據(jù)《簡明手冊》4.2-21 查得，?。?。rmf/0 min/20r? 計算切削基本工時： in13.052.1??fLtm 2） 半精鉆 Φ50 孔，以 D1 做定位基準。 單邊余量 ,可一次切除，則 。z0.1?map.? 由《切削手冊》表 1.6 查得，進給量 取為 0.27mm/r。由,/40~rfz 《切削手冊》表 1.1 查得， ，則：in/10vin/6375rdnw?? 查《簡明手冊》表 4.2-20， 取為 630r/min。 加工基本工時： mi08.6312???fnltw 工序 04 銑斜肩，以 D1 和 T2 為定位基準 刀具：硬質合金三面刃銑刀 17 機床：X51 立式銑床 根據(jù)《簡明手冊》查得： 。根據(jù)《切削手冊》查得：1663?Zmdw， 因此：,/10.zmfz? in/32701rvnws??? 現(xiàn)采用 X51 立式銑床，?。?，故實際切削速度為：in/rmi/8.19061dvw? 當 時，工作臺每分鐘進給量應為：min/30rnw? in/60.Zfwz ?? 根據(jù)《切削手冊》表 4.2-37 查得,取： 。15fm? 計算切削基本工時： ylL.372.??? 因此： in27.01653?ftm 工序 05 精銑 Φ50 端面，以 D1 為基準，采用 X51 立式數(shù)控銑床加工專用機床 機床：X51 立式數(shù)控銑床 刀具：硬質合金立銑刀（鑲齒螺旋形刀片），由《切削手冊》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 ，工作臺每分鐘進給量 應為：in/20r?fm ，m8.1608.nzfwm??? 查機床使用說明書，取 。i/fm 銑削基本工時： n4.27?tin68.124.0??tm 工序 06 鉆、鉸 Φ8 錐孔，以 T1 和零件中線為基準 刀具：專用刀具 18 機床：Z525 立式鉆床 確定進給量 ：根據(jù)《切削手冊 》表 2.7 查得， ，查 Z525f rmf/26.0~.? 機床使用說明書，現(xiàn)取 。查《切削手冊》表 2.15， ，rm/2.0? in17v 計算機床主軸轉速： in/6948.7101rdvnws?? 按機床選取 ，所以實際切削速度為：i/680?w min/6.10.1nvw?? 計算切削基本工時： i0.2.684????fyltm 工序 07 鉆 M6 底孔，攻螺紋，以 T1 和零件中線為基準 （1） 鉆螺紋底孔 mm8.4? 機床：Z525 立式鉆床 刀具：高速鋼麻花鉆 根據(jù)《切削手冊》查得，進給量為 0.18～0.22mm/z,現(xiàn)取?f f=0.22mm/z， v=17m/min，則： min/128.4701rdvnws??? 查《簡明手冊》表 4.2-15，取 。所以實際切削速度為：in/96rin/48.108.1vw?? 計算切削基本工時： mi07.2.96????fyltm （2） 攻螺紋 M6 機床：Z525 立式鉆床 刀具：絲錐 M6，P=1mm 19 切削用量選為： ，機床主軸轉速為： ，min/6/1.0sv?min/318rns? 按機床使用說明書選?。?，則 ；機動時，27rnw i/1.5v? ，計算切削基本工時：ml146?? in04.2??fltm 工序 08 銑斷，以 D1 為基準 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》，選擇進給量為： ,切削速度為：zmf/10.? ，則：min/27v? in/5462710rdvws?? 根據(jù)《簡明手冊》表 4.2-39，取 ，故實際切削速度為：in/rn?min/2.50180vw 此時工作臺每分鐘進給量 應為：fm i/4.nZwz ??? 查《切削手冊》表 4.2-40，剛好有 。in/0fm 計算切削基本工時： i25.4037????fyltm 4 夾具設計 我對這次的撥叉夾具設計要采用一種和實際生產相差很大的配合結構來限制撥 叉零件的自由度，完成工件的裝卡。我借鑒 V 型塊的機械結構構，設計了一種水平 方向 V 的下部有延伸的特殊夾塊，用 2 個特殊 V 型在撥叉零件的左右兩端限制了 5 個自由度，用特殊 V 型塊下部延伸出的結構，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構和多數(shù)夾具的主體結構結合我要加 工的撥叉零件，設計了本次畢業(yè)課程設計的夾具主體。畫出 2D 草圖進行裝配。證明 圖紙設計的正確性。因為我在工廠上班的原因，我可以利用一些邊角料在休息時間 20 進行試驗，對于設計后的夾具在使用上是完全可以的。熟練使用國家出版發(fā)行的標 準的機械手冊以及各種文獻的圖表資料。 和師傅商量在工廠實際考察一下后，決定用將我設計的這套夾具將用于 Z525 立 式鉆床上。 4.1 問題的提出 為了保證鉆孔的定位精確，對其他部位的加工精度也要求較高。對與零件的自 由度限制要求極高，造成定位困難。對鑄件的加工量可能會很大。 4.2 定位基準的選擇 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，即以 4 個 V 型塊相互配合限制了零件的 6 個自由度，使撥叉零件完全定位。再使用快速螺旋卡 緊機構進行卡緊，完成零件的裝卡。 4.2.1 零件鉆孔分析 零件共有兩個孔要被加工： 以其中一個 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齊，且加工面是同一水平面 由上面分析可知，加工時應先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準加工另外 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 《機床夾具設計手冊》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)設計需要選用 Φ27 的導栓 4.2.2-2 圖（導栓） 根據(jù)設計需要，在《機床夾具設計手冊》，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、鉆模板設計 ⑴鉆套襯套分析 在鉆床的使用上為了方便加工，增加工人的單位時間內的零件產量，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， 的價格問題，耐用問題，安裝配合的廣泛性問題，還有安裝的難易程度和工人的實 際水平都是要選取鉆套和襯套要考慮的。在前期工作中，在老師的指導下，對機床 22 夾具設計手冊這本書仔細的看了一遍，對于鉆套和襯套有著十分詳細的分類和介紹。 在選擇鉆套和襯套的時候就按照這本手冊上的表格進行的挑選。 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《機床夾具設計手冊》，表 4.2.3-1 選用可換鉆套（GB2264-80），當磨損 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 V 型塊內固定好后用導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。以保證設計的正確性。 4.2.4 夾具精度分析 ⑴夾具精度分析 零件安裝到夾具中，夾具轉配到在機床上，開始加工之前，機床、夾具、零件會形 成一個封閉的加工系統(tǒng)。機床、夾具、零件、刀具之間相互聯(lián)系，最后形成要加工 的零件和機床的刀具之間的對的位置關系。因此在對夾具的設計中，當夾具的各個 零件與主體質檢的配合好了，形成完整的夾具，夾具的結構方案確定后，應該對所 設計出來夾具和夾具零件進行精度的分析和誤差計算。 ⑵誤差計算 因為本工序只需要鉆螺紋底孔，所以對孔的精度可以沒有考慮。因為是立鉆，對角 度限位法，在 Z 軸方向上可能存在向轉動。需要進行一定的計算以確保設計出的夾 具能正確的加工出零件來。 轉角定位誤差： 1maxin2maxin' 30.5.910.298( )( )40.26.0DddrctgarctgL????????????△ 4.2.4 圖 轉角誤差分析圖 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，零件的定位面應該的左端面，并且是以撥叉左側的圓柱體上 端面為第一定位基準面。用 4 個特殊 V 型塊來限制撥叉零件的 6 個自由度，夾緊力 方向應指向第一定位基準的原則可以確定該夾具的夾緊力方向應與撥叉左圓柱體的 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夾緊力作用點的選擇 ① 夾緊力作用點 夾緊力作用點應正對于支承被加工零件所形成的穩(wěn)定受力區(qū)域內，以保證被加工 零件已獲得的位置不變。夾緊力作用點應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。夾緊力的作用點和支承點應盡量靠近切削部位，以提高零件 切削部位的剛度和抗振性，夾緊力作用點應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、和零件的生產率。 4.2.5-2圖 夾緊力作用點的選擇 ① 夾緊力作用點的選擇 根據(jù)以上夾緊力作用點的選擇原則并結合本次設計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 夾具體的零件圖設計。 V 型壓塊設計 V 型座用于用來支承軸、管、套筒等圓柱形零件，使零件軸心線平行于平臺工作 我借鑒眾多 V 型塊的機械結構構，設計了一種水平方向 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 個特殊 V 型在撥叉零 件的左右兩端限制了 5 個自由度，用特殊 V 型塊下部延伸出的結構，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的空間，可以很好的完成工件的加 緊。 為了進行裝卡在 V 型塊主體后部 加工 4 個螺孔（M8*2 和 M5*2）。 4 個 V 型塊配合，限制撥叉的 6 個自由度來固定撥叉 29 4.2.7 夾具的主體設計 夾具主體用的是延伸型鉆模板，上部預留鉆床加工的直孔,為裝卡 V 型壓塊需加工出 8 個螺孔（M8*4 和 M5*4）. 零件主體借鑒齒輪油泵主體的結構和多數(shù)夾具的主體結構，設計的減料和安裝方便 降低生產成本考慮，主體采用空心的結構。后部 3 個圓柱體用于支撐和固定鉆模板， 前面用銑床加工出一個平面和鉆 8 個螺孔（M8*4 和 M5*4）用于裝配 V 型塊。 30 4.2.8 相關計算 ①切削力和卡緊力計算 本步加工可按鉆削估算卡緊力。實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，計算時可忽略。 卡緊力為 Nf04.52?? 取系數(shù) S1=1.5 S2=S3=S4=1.1 則實際卡緊力為 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 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對零件的定位產生影響，零件不在在定位銷正上方，就不 會對零件產生干擾。 ③ 機械卡具設計及操作的簡要說明 夾具的卡緊力不太大，可以手動卡緊。夾具主體具上蓋上設置有鉆套，可以幫 助工人快速找到要鉆孔的位置。 31 4.2.9 夾具裝配 在相關配合結構，組裝夾具 先安裝夾具體下，裝到鉆床上夾緊。再將 2 個 V 型塊用螺釘裝到夾具主體下上。 再將 2 個 V 型塊用螺釘轉卡到夾具主體的上蓋上。裝卡撥叉零件。蓋上上蓋。 用 3 個導栓將夾具的上下部分固定在一起。擰緊防止在加工過程中松動，對零 件加工產生影響。 32 致 謝 在 XX 生活的四年里，我學到了很多。懂得了很多。這是我人生里一筆寶貴 的財富。每位老師的諄諄教。大學生活的美好時光轉瞬即逝，彈指一揮間，我 將要完全的步入到這個社會，這個充滿了驚喜，卻又會讓我有些許忐忑的社會。 首先，我要感謝 XX，學校給我們安排了一個充分的實習時間的機會，其實開 始我并不是很理解學校為什么要把我們所有的課程趕在大學三年前全部完成。 但是，當我在接觸到了我的實習崗位時，我驀然明白了學校的良苦用心，我們 平時在課堂上學習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，但現(xiàn)實生活中，往往有些無法人為操控的變量在影響著一份工作的 進行。只有把理論巧妙的運用到工作中去時，你才會明白它到底是怎么一回事。 實習工作對于我的畢業(yè)設計起了很大的作用，由于在工作中了解到客服的需求， 知道任何一個細節(jié)不能被忽略，懂得一個設計的實用性到底有多大。所以，在 該次老師安排的設計中，也還算得上是得心應手。接下來，我要感謝邱老師， 老師細心耐心的指點了設計中每一處存在的問題，使我的思維變得更加的縝密， 同時，老師也會提出一些問題，指引我去更好的完善自己的設計，從邱老師的 身上，我學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 們給予了我這個實習機會，在工作中讓我獨當一面，給予了我充分的信任，作 為我們公司的產品設計，我常常會被拍到合作公司去溝通相關問題，雖然有時 會受到批評，但會更加讓我明白了自己的責任，我的師父劉老師是位有著資深 經驗的設計者，他會把自己畢生學到的東西無私的傳授給我，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 結束語 經過了兩個多月的學習和工作，我終于完成了《撥叉零件數(shù)控加工工藝及