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攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 撥叉C加工 工藝及夾具設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號(hào)： 院 （系）： 年級(jí)專業(yè)： 指導(dǎo)教師： 年六月 摘 要 此次設(shè)計(jì)任務(wù)是對(duì)撥叉C零件的加工工藝、夾具以及拉刀設(shè)計(jì)，該工件由于上端面和底槽均與花鍵孔中心有位置關(guān)系，因此在工序安排上，先加工花鍵孔，再通過花鍵孔定位加工底槽和上端面，最后攻螺紋孔，其中各種夾具均采用專用夾具，由于該零件的尺寸小，所需的夾緊力不大，因此都采用手動(dòng)夾緊，它的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、方便，且滿足夾緊要求。在設(shè)計(jì)拉刀時(shí)，根據(jù)零件材料、切削余量等，選擇并計(jì)算拉刀的各種參數(shù)，如拉刀的容屑槽、拉刀齒升量、拉刀齒型及齒數(shù)等并根據(jù)這些參數(shù)畫出拉刀工作圖。 關(guān)鍵詞 撥叉C，加工工藝，定位，夾緊，拉刀 ABSTRACT This design is to analyze the processing of plectrum C,tongs designs,and pulling knife designs,Because during the machining process,the top end and bottom slot of the workpiece are related to the core position of the key bore.then passes to spend key bore fixed position process the bottom slot with top end,offend the chread bore finally.And every kind of tongs adopt the appropriation tongs.Because such workpiece is small in its size and calls for a little clip tight,therefore all tongs adopt moving to clip tight.Its arganization design is simple,convenience,and satifly to clip tight,when designing the broaching cutting tool,this design choses and computes every kind of parameters,such as,the material of the broaching cutting tool,the rising level of the broaching cutting tool,the type of the pulling knife gear,and the number of the gears and so on,through the material of spare parts and cutting remaining measures, Key words Plectrum C, the processing craft, position, clip tight, broaching cutting tool. I 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 緒論 1 緒論 夾具設(shè)計(jì)作為高等工科院校教學(xué)的基本訓(xùn)練科目，在畢業(yè)設(shè)計(jì)中占極其重要的位置。夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在加深對(duì)課程基本理論的理解和加強(qiáng)對(duì)解決工程實(shí)際問題能力的培養(yǎng)方面發(fā)揮著極其重要的作用。因此，選擇撥叉的夾具設(shè)計(jì)能很好的綜合考查我們大學(xué)四年來所學(xué)知識(shí)。本次所選撥叉C的工藝分析及夾具設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括：撥叉C工藝路線的確定，夾具方案的優(yōu)選，裝配圖、零件圖的繪制以及拉刀設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)說明書的編寫等。 夾具是工藝裝備的主要組合部分，在機(jī)械制造中占有重要地位，夾具對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期等都具有重要意義。隨著先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，傳統(tǒng)的夾具設(shè)計(jì)方式已成為企業(yè)中產(chǎn)品快速上市的瓶頸，各企業(yè)迫切需要提高夾具設(shè)計(jì)的效率。 刀具行業(yè)是一個(gè)比較特殊的行業(yè)，肩負(fù)著為制造業(yè)提供關(guān)鍵裝備、數(shù)控刀具的重任，制造業(yè)的水平如何往往會(huì)受刀具行業(yè)整體水平的較大影響，而制造業(yè)的發(fā)展也會(huì)促進(jìn)刀具行業(yè)的發(fā)展，兩者可以說是相互影響相互制約。隨著制造業(yè)的持續(xù)發(fā)展，為制造業(yè)提供關(guān)鍵裝備的刀具行業(yè)必將快速、穩(wěn)步發(fā)展，根據(jù)制造業(yè)發(fā)展的需要，多功能復(fù)合刀具、智能刀具、高速高效刀具必將成為時(shí)代的新寵，面對(duì)日益增多的難加工材料，刀具行業(yè)必須在改進(jìn)原有的刀具材料、研發(fā)新的刀具材料及尋找更合理的刀具結(jié)構(gòu)方面多下功夫，以解決制造業(yè)面臨的越來越多的加工難題。 當(dāng)前，切削技術(shù)快速發(fā)展，已經(jīng)進(jìn)入了現(xiàn)代切削技術(shù)新階段，刀具材料、刀具結(jié)構(gòu)均取得了全面的進(jìn)步，加工效率也在成倍提高。同時(shí)，切削技術(shù)和刀具也成為制造業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品和新工藝、應(yīng)用新材料的基礎(chǔ)工藝和建立創(chuàng)新體系的關(guān)鍵技術(shù)。本次設(shè)計(jì)的拉刀常用于加工高精度零件，所以在設(shè)計(jì)拉刀時(shí)要確保各個(gè)參數(shù)的正確性，為了保證在拉削過程中的高精度，拉刀材料的選擇也是設(shè)計(jì)拉刀的重點(diǎn)，即要保證拉刀的壽命，也要保證拉刀的成本，加工難度小。 43 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 撥叉C的分析 2 撥叉C的分析 2.1 撥叉C的作用 題目所給的零件是CA6140車床的撥叉。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。 2.2 撥叉C的工藝分析 撥叉C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，其加工內(nèi)花鍵的精度要求較高，此外還有上端面要求加工，對(duì)精度要求也很高。其底槽側(cè)面與花鍵孔中心軸有垂直度公差要求，上端面與花鍵孔軸線有平行度要求。因?yàn)槠涑叽缇?、幾何形狀精度和相互位置精度，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。 2.3 撥叉C的工藝要求 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。 圖1.1 撥叉C零件圖 其加工有五組加工：銑側(cè)面；拉內(nèi)花鍵孔；粗精銑上端面；粗精銑18H11底槽；鉆、鉸2-M8通孔，并攻絲。 （1） 側(cè)面的加工主要是為了后續(xù)工序中能有更好的定位面，確保后續(xù)加工所要求的精度，粗糙度在6.3即可。 （2） 以為主要加工面，拉內(nèi)花鍵槽，槽數(shù)為6個(gè)，其粗糙度要求是底邊，側(cè)邊，內(nèi)孔粗糙度。 （3） 另一組加工是粗精銑上端面，表面粗糙度要求為。 （4） 第三組為粗精銑18H11底槽，該槽的表面粗糙度要求是兩槽邊，槽底的表面粗糙度要求是。 （5） 鉆并攻絲2-M8，保證兩螺紋孔中心距為25mm。 2.4毛坯的選擇 撥叉C毛坯選擇金屬行澆鑄，因?yàn)樯a(chǎn)率很高，所以可以免去每次造型。工件尺寸較小單邊余量一般在，結(jié)構(gòu)細(xì)密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積較小。因其年產(chǎn)量是5000件，查參考文獻(xiàn)[5]表2.1-3，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)。 2.5 本章總結(jié) 通過對(duì)撥叉C的工藝分析，為以后工序的設(shè)計(jì)安排，夾具的設(shè)計(jì)打下理論基礎(chǔ)，在對(duì)撥叉C進(jìn)行工藝分析時(shí)，要充分考慮工件的材料、形狀尺寸，保證工件加工時(shí)的良好工藝性，通過對(duì)撥叉C的分析，確定毛坯為鑄件，在后續(xù)設(shè)計(jì)中以此分析為前提，優(yōu)化夾具方案。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 工藝規(guī)程分析 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1加工工藝過程 由以上分析可知。該撥叉零件的主要加工表面是平面、內(nèi)花鍵和槽系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證內(nèi)花鍵的加工精度容易。因此，對(duì)于撥叉C來說，加工過程中的主要問題是保證內(nèi)花鍵的尺寸精度及位置精度，處理好內(nèi)花鍵和平面之間的相互關(guān)系以及槽的各尺寸精度。 由上工藝分析知，上端面與槽邊均與花鍵軸有位置度公差，所以，保證內(nèi)花鍵高精度是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)、難點(diǎn)。 3.2確定各表面加工方案 一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但應(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，要能保證加工的質(zhì)量，同時(shí)是加工的勞動(dòng)量最小。設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。對(duì)于設(shè)計(jì)撥叉C的加工工藝來說，應(yīng)選擇能夠滿足內(nèi)花鍵加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價(jià)格較底的機(jī)床。 3.2.1選擇加工方法時(shí)，需考慮的因素 （1） 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。 （2） 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。 （3） 考慮被加工材料的性質(zhì)。 （4） 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。 （5） 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。 選擇加工方法一般先按這個(gè)零件主要表面的技術(shù)要求選定最終加工方法。再選擇前面各工序的加工方法。 3.2.2 面的加工 側(cè)面的加工主要是為后續(xù)加工做準(zhǔn)備，因此，在選擇加工方法上可以選用一次性銑面，表面粗糙度為6.3。上端面的查參考文獻(xiàn)[5]表2.1-12可以確定，上端面的加工方案為：粗銑——精銑（），粗糙度為6.3~0.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較小。 3.2.3 孔的加工 （1） 加工內(nèi)花鍵前的預(yù)制孔加工 查參考文獻(xiàn)[5]表2.3-47，由于預(yù)制孔的精度為H12，所以確定預(yù)制孔的加工方案為：一次鉆孔，由于在拉削過程中才能保證預(yù)制孔表面精度，所以，在加工內(nèi)花鍵前預(yù)制孔的精度可適當(dāng)降低。 （2） 內(nèi)花鍵的加工 通過拉刀實(shí)現(xiàn)花鍵的加工，由于拉削的精度高，所以能滿足花鍵表面精度，同時(shí)也能保證預(yù)制孔表面精度。 （3） 2-M8螺紋孔的加工 加工方案定為：鉆，攻絲。 3.2.4 槽的加工 查參考文獻(xiàn)[5]表2.1-12可以確定，槽的加工方案為：粗銑——精銑（），粗糙度為6.3~0.8，設(shè)計(jì)要求為6.3和3.2，粗銑時(shí)，精度可適當(dāng)降低。 3.3 確定定位基準(zhǔn) 3.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，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)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： （1） 粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(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(gè)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(duì)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(shí)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(shí)需經(jīng)初加工。 （5） 粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?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。 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C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C零件圖分析可知，選擇作為撥叉C加工粗基準(zhǔn)。 3.3.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 （1） 基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計(jì)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(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。 （2） 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)?；鶞?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(jì)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。 （3） 互為基準(zhǔn)的原則。選擇精基準(zhǔn)時(shí)，有時(shí)兩個(gè)被加工面，可以互為基準(zhǔn)反復(fù)加工。例如：對(duì)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(shí)，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(jì)簡(jiǎn)單等。 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C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C零件圖分析可知，它的內(nèi)花鍵槽，適于作精基準(zhǔn)使用。 選擇精基準(zhǔn)的原則時(shí)，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)。 3.4 工藝路線的擬訂 對(duì)于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。撥叉C的加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是：先加工預(yù)制孔，再加工花鍵槽，最后以花鍵槽定位粗、精加工撥叉上端面和底槽及M8螺紋孔。 后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。 3.4.1 工序的合理組合 確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè)備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則： （1） 工序分散原則 工序內(nèi)容簡(jiǎn)單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡(jiǎn)單的機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對(duì)工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長(zhǎng)，生產(chǎn)管理復(fù)雜。 （2） 工序集中原則 工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡(jiǎn)化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專用機(jī)床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。 加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%~1.1%蘇打及0.25%~0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部基本無雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留物。 3.4.2 工序的集中與分散 制訂工藝路線時(shí)，應(yīng)考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個(gè)不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。 （1） 工序集中的特點(diǎn) 工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡(jiǎn)化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi)事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。 （2） 工序分散的特點(diǎn) 工序內(nèi)容簡(jiǎn)單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡(jiǎn)單的機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對(duì)工人的技術(shù)要求水平不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長(zhǎng)，生產(chǎn)管理復(fù)雜。 工序集中與工序分散各有特點(diǎn)，必須根據(jù)生產(chǎn)類型。加工要求和工廠的具體情況進(jìn)行綜合分析決定采用那一種原則。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專用機(jī)床和工夾具組織流水線生產(chǎn)。 由于近代計(jì)算機(jī)控制機(jī)床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點(diǎn)更為突出，即使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費(fèi)過多的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量，從而可取的良好的經(jīng)濟(jì)效果。 3.4.3 加工階段的劃分 零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí)，常把整個(gè)加工過程劃分為幾個(gè)階段： （1） 粗加工階段 粗加工的目的是切去絕大部分多余的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準(zhǔn)，粗加工時(shí)能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報(bào)廢或修補(bǔ)，以免浪費(fèi)工時(shí)。 粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機(jī)床，選用大的切前用量，以提高生產(chǎn)率、粗加工時(shí)，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級(jí)為IT11~IT12。粗糙度為Ra=80~100μm。 （2） 半精加工階段 半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級(jí)為IT9~IT10。表面粗糙度為Ra=10~1.25μm。 （3） 精加工階段 精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達(dá)到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。 精加工應(yīng)采用高精度的機(jī)床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精度．精加工的加工精度一般為IT6~IT7，表面粗糙度為Ra10~1.25μm。 （4） 光整加工階段 對(duì)某些要求特別高的需進(jìn)行光整加工，主要用于改善表面質(zhì)量，對(duì)尺度精度改善很少。一般不能糾正各表面相互位置誤差，其精度等級(jí)一般為IT5~IT6,表面粗糙度為Ra1.25~0.32μm。 此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì)的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。 但須指出加工階段的劃分并不是絕對(duì)的。在實(shí)際生活中，對(duì)于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及運(yùn)輸裝夾費(fèi)事的重型零件往往不嚴(yán)格劃分階段，在滿足加工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個(gè)階段，甚至不把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個(gè)加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū)分。例如工序的定位精基準(zhǔn)面，在粗加工階段就要加工的很準(zhǔn)確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。 3.4.4 加工工藝路線方案的比較 在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術(shù)條件下，成批量生產(chǎn)可以考慮采用專用機(jī)床，以便提高生產(chǎn)率。但同時(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)效果，降低生產(chǎn)成本，擬訂兩個(gè)加工工藝路線方案，見表3.1。 表3.1 加工工藝路線方案比較表 工序號(hào) 方案Ⅰ 方案Ⅱ 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 010 銑左側(cè)面 右側(cè)面和上端面 銑左側(cè)面 右側(cè)面和上端面 020 鉆預(yù)制孔 底面和側(cè)面 鉆預(yù)制孔 底面和側(cè)面 030 粗、精銑上端面 已加工預(yù)制孔和側(cè)面 拉內(nèi)花鍵 25H7 已加工預(yù)制孔和側(cè)面 040 粗、精銑18H11底槽 已加工預(yù)制孔和側(cè)面 粗、精銑18H11底槽 內(nèi)花鍵和側(cè)面 050 鉆2-M8通孔，攻絲 已加工預(yù)制孔和側(cè)面 粗、精銑上端面 內(nèi)花鍵和側(cè)面 060 拉內(nèi)花鍵 25H7 已加工預(yù)制孔和側(cè)面 鉆2-M8通孔，攻絲 內(nèi)花鍵和側(cè)面 070 去毛刺，清洗 去毛刺，清洗 080 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 加工工藝路線方案的論證： 方案Ⅰ、Ⅱ主要區(qū)別在于在加工上端面及以下工序時(shí)，所選定位基準(zhǔn)不同，方案Ⅰ選用預(yù)制孔為主要定位基準(zhǔn)，方案Ⅱ選用花鍵作主要定位基準(zhǔn)，很顯然選用內(nèi)花鍵做定位基準(zhǔn)更符合設(shè)計(jì)要求，因?yàn)槠浔砻婢雀撸液湍承┬杓庸っ嬗形恢镁纫蟆? 由以上分析，方案Ⅱ?yàn)楹侠?、?jīng)濟(jì)的加工工藝路線方案。具體的工藝過程見表3.2。 表1.2 加工工藝過程表 工序號(hào) 工 種 工作內(nèi)容 說 明 010 鑄造 金屬型澆鑄 鑄件毛坯尺寸： 長(zhǎng)： 寬： 高： 預(yù)制孔、底槽不鑄出 020 熱處理 退火 030 銑 銑側(cè)面 專用銑夾具裝夾； 臥式銑床（X52K） 040 鉆 鉆預(yù)制孔 專用夾具裝夾；輕型圓柱立式鉆床 050 拉 拉內(nèi)花鍵 專用夾具裝夾； 臥式拉床（L6120） 060 銑 銑底槽18H11，深35mm 專用夾具裝夾； 臥式銑床（） 070 銑 粗、精銑上端面 專用夾具裝夾； 臥式銑床（） 080 鉆 攻絲 鉆通孔6.7mm 攻M8螺紋 專用夾具裝夾； 搖臂鉆床 090 去毛刺 清洗 100 檢驗(yàn) 入庫 3.5 撥叉C的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 撥叉C其材料是HT200，采用的是金屬型鑄造，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)。 3.5.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 （1） 撥叉C為鑄造件，對(duì)毛坯的結(jié)構(gòu)工藝有一定要求： ① 鑄件的壁厚應(yīng)合適、均勻，不得有突然變化。 ② 鑄造圓角要適當(dāng)，的得有尖棱、尖角。 ③ 鑄件的結(jié)構(gòu)要盡量簡(jiǎn)化。 ④ 加強(qiáng)肋的厚度和分布要合理，以免冷卻時(shí)鑄件變形或產(chǎn)生裂紋。 ⑤ 鑄件的選材要合理，應(yīng)有較好的可鑄性。 （2） 設(shè)計(jì)毛坯形狀、尺寸還應(yīng)考慮到： ① 各加工面的幾何形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單。 ② 工藝基準(zhǔn)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致。 ③ 便于裝夾、加工和檢查。 ④ 結(jié)構(gòu)要統(tǒng)一，盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行加工。 在確定毛坯時(shí)，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(shí)可據(jù)此繪出毛坯圖。 3.5.2 撥叉C的偏差計(jì)算 （1） 側(cè)面加工的偏差及加工余量計(jì)算 本次加工面用于以后加工中的定位面，一次性銑削到尺寸80mm，查參考文獻(xiàn)[12]表1-25，得側(cè)面加工偏差為。 （2） 預(yù)制孔及花鍵孔的偏差及加工余量計(jì)算 加工預(yù)制孔時(shí)，由于鑄造是沒鑄出，且為一次鉆出，通過拉削后保證花鍵尺寸，預(yù)制孔尺寸，查參考文獻(xiàn)[5]表2.3-54，得花鍵拉削余量為0.7-0.8mm，取0.8mm，即預(yù)制孔加工到，一次拉削到設(shè)計(jì)要求，查參考文獻(xiàn)[5]表1.12-11，得花鍵偏差為。 （3） 撥叉上端面的偏差及加工余量計(jì)算 根據(jù)工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如下： 粗銑：參照參考文獻(xiàn)[5]表3.2-23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2-27粗銑平面時(shí)厚度偏差取。 精銑：參照參考文獻(xiàn)[5]表2.3-59，其余量值規(guī)定為。 鑄造毛坯的基本尺寸為根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.3-11,鑄件尺寸公差等級(jí)選用IT7，再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差為 毛坯的名義尺寸為： 毛坯最小尺寸為： 毛坯最大尺寸為： 粗銑后最大尺寸為： 粗銑后最小尺寸為： 精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，即保證尺寸72mm，表面與花鍵軸的平行度公差為0.1mm。 （4） 18H11（）槽偏差及加工余量： 鑄造時(shí)槽沒鑄出，參照參考文獻(xiàn)[8]表21-5，得粗銑其槽邊雙邊機(jī)加工余量2Z=2.0mm，槽深機(jī)加工余量為2.0mm，再由參照參考文獻(xiàn)[3]表21-5的刀具選擇可得其極限偏差：粗加工為，精加工為。 粗銑兩邊工序尺寸為：； 粗銑后毛坯最大尺寸為：； 粗銑后毛坯最小尺寸為：16+0=16mm； 粗銑槽底工序尺寸為：33mm； 精銑兩邊工序尺寸為：，已達(dá)到其加工要求：。 （5） 2-M8螺紋偏差及加工余量： 參照參考文獻(xiàn)[5]表2.2-2，2.2-25,2.3-13和參考文獻(xiàn)[12]表1-8，可以查得： 鉆孔的精度等級(jí)：，表面粗糙度，尺寸偏差是 查參考文獻(xiàn)[5]表2.3-47，表2.3-48，表2.3-71。確定工序尺寸及加工余量為： 加工該組孔的工藝是：鉆——攻絲 鉆孔： 攻絲：攻2-M8螺紋孔。 3.6 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） 工序1：銑側(cè)面 機(jī)床：臥式銑床 刀具：根據(jù)參考文獻(xiàn)[4]表10-231，選用高速鋼錯(cuò)齒三面刃銑刀，規(guī)格為：，齒數(shù)為12齒。 銑削深度： 每齒進(jìn)給量：查參考文獻(xiàn)[5]表2.4-75，，取。 銑削速度：查參考文獻(xiàn)[4]表11-94，得，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 查參考文獻(xiàn)[5]表3.1-74取 實(shí)際切削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長(zhǎng)度： =82mm 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 工序2：鉆預(yù)制孔 機(jī)床：輕型圓柱立式鉆床 刀具：查參考文獻(xiàn)[4]表10-175，選高速鋼直柄麻花鉆，鉆預(yù)制孔到21.2mm，所以。 進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.4-38，取 切削速度：參照參考文獻(xiàn)[5]表2.4-41，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，有： ， 按照參考文獻(xiàn)[5]表3.1-36，取 所以實(shí)際切削速度： 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 工序3：拉內(nèi)花鍵 機(jī)床：臥式拉床L6120。 刀具：查參考文獻(xiàn)[9]表1.3-1，選擇拉刀類型為矩形花鍵拉刀第三型號(hào)，該刀具特點(diǎn)：拉削長(zhǎng)度大于30mm，同時(shí)加工齒數(shù)不小于5。材料：W18Cr4V做拉刀材料，柄部采用40Cr材料（具體刀具設(shè)計(jì)見拉刀設(shè)計(jì)）。 拉削過程中，刀具進(jìn)給方向和拉削方向一致，拉刀各齒齒升量詳見拉刀設(shè)計(jì)，拉削的進(jìn)給量即為單面的齒升量。查參考文獻(xiàn)[5]表2.4-118和2.4-119，確定拉削速度=0.116~0.08，取。 拉削工件長(zhǎng)度：； 拉刀長(zhǎng)度：（見拉刀設(shè)計(jì)）； 拉刀切出長(zhǎng)度=5~10mm，取。 走刀次數(shù)一次。 根據(jù)以上數(shù)據(jù)代入公式（計(jì)算公式由參考文獻(xiàn)[5]表2.5-20獲得），得機(jī)動(dòng)時(shí)間 工序4：粗、精銑18H11底槽 機(jī)床：立式升降臺(tái)銑床（） 刀具：根據(jù)參考文獻(xiàn)[4]表21-5選用高速鋼鑲齒三面刃銑刀。外徑160mm，內(nèi)徑40mm，刀寬粗銑16mm，精銑18mm，齒數(shù)為24齒。 （1） 粗銑16槽 銑削深度： 每齒進(jìn)給量：查參考文獻(xiàn)[5]表2.4-75，得，取。 銑削速度：查參考文獻(xiàn)[8]表30-33，得 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 查參考文獻(xiàn)[5]表3.1-74取 實(shí)際切削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長(zhǎng)度： =81mm 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)1次 機(jī)動(dòng)時(shí)間： （2） 精銑18槽 切削深度： 根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表查得：進(jìn)給量,查參考文獻(xiàn)[5]表2.4-82得切削速度， 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 查參考文獻(xiàn)[5]表3.1-74取 實(shí)際切削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長(zhǎng)度： =81mm 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 工序5：粗、精銑上端面 機(jī)床：臥式銑床 刀具：根據(jù)參考文獻(xiàn)[4]表10-231，選用高速鋼錯(cuò)齒三面刃銑刀，規(guī)格為：，齒數(shù)為12齒。 （1） 粗銑上端面 銑削深度： 每齒進(jìn)給量：查參考文獻(xiàn)[5]表2.4-75，，取。 銑削速度：查參考文獻(xiàn)[4]表11-94，得，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 查參考文獻(xiàn)[5]表3.1-74取 實(shí)際切削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長(zhǎng)度： =82mm 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： （2） 精銑上端面 切削深度： 根據(jù)參考文獻(xiàn)[4]表11-91查得：每齒進(jìn)給量,取，根據(jù)參考文獻(xiàn)[4]表11-94查得切削速度 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照參考文獻(xiàn)[5]表3.1-74取 實(shí)際切削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長(zhǎng)度： =81mm 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 工序6：鉆孔并攻絲 機(jī)床：搖臂鉆床 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[5]表4.3-9硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭。 （1） 鉆孔mm 鉆孔前鑄件為實(shí)心，根據(jù)上文所的加工余量先鉆孔到再攻絲，所以。 鉆削深度： 進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.4-38，取 切削速度：參照參考文獻(xiàn)[5]表2.4-41，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，有： ， 按照參考文獻(xiàn)[5]表3.1-31取 所以實(shí)際切削速度： 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 取 走刀次數(shù)為1，鉆孔數(shù)為2個(gè) 機(jī)動(dòng)時(shí)間： （2） 攻2-M8螺紋通孔 刀具：釩鋼機(jī)動(dòng)絲錐 進(jìn)給量：查參考文獻(xiàn)[5]表1.8-1得所加工螺紋孔螺距,因此進(jìn)給量 切削速度：參照參考文獻(xiàn)[5]表2.4-105，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取 絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取 實(shí)際切削速度： 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度：，加工數(shù)為2 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間：。 3.7 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，該撥叉C的年產(chǎn)量為5000件。一年以240個(gè)工作日計(jì)算，每天的產(chǎn)量應(yīng)不低于21件。設(shè)每天的產(chǎn)量為21件。再以每天8小時(shí)工作時(shí)間計(jì)算，則每個(gè)工件的生產(chǎn)時(shí)間應(yīng)不大于22.8min。 參照參考文獻(xiàn)[5]表2.5-2，機(jī)械加工單件（生產(chǎn)類型：中批以上）時(shí)間定額的計(jì)算公式為： （大量生產(chǎn)時(shí)） 因此在大批量生產(chǎn)時(shí)單件時(shí)間定額計(jì)算公式為： 其中： —單件時(shí)間定額 —基本時(shí)間（機(jī)動(dòng)時(shí)間） —輔助時(shí)間。用于某工序加工每個(gè)工件時(shí)都要進(jìn)行的各種輔助動(dòng)作所消耗的時(shí)間，包括裝卸工件時(shí)間和有關(guān)工步輔助時(shí)間 —布置工作地、休息和生理需要時(shí)間占操作時(shí)間的百分比值 3.7.1 銑側(cè)面 加工機(jī)動(dòng)時(shí)間： 輔助時(shí)間：參照參考文獻(xiàn)[5]表2.5-41，取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，并查參考文獻(xiàn)[5]表2.5-42，取裝卸工件時(shí)間為。則 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-43， 單件時(shí)間定額有： ＜22.8min 因此，達(dá)到生產(chǎn)要求。 3.7.2 鉆預(yù)制孔 加工機(jī)動(dòng)時(shí)間： 輔助時(shí)間：參照參考文獻(xiàn)[5]表2.5-41，取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，并查參考文獻(xiàn)[5]表2.5-42，取裝卸工件時(shí)間為。則 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-43， 單件時(shí)間定額有： ＜22.8min 因此，達(dá)到生產(chǎn)要求。 3.7.3 拉25H7內(nèi)花鍵 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 輔助時(shí)間：參照參考文獻(xiàn)[3]表2.5-66，取工步輔助時(shí)間為。查參考文獻(xiàn)[5]表2.5-67取裝卸工件時(shí)間為。則 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-68得 單間時(shí)間定額有： ＜22.8min 因此，達(dá)到生產(chǎn)要求。 3.7.4 粗、精銑18H11底槽 （1） 粗銑16槽 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 輔助時(shí)間：參照參考文獻(xiàn)[5]表2.5-45，取工步輔助時(shí)間為。查參考文獻(xiàn)[5]表2.5-46取裝卸工件時(shí)間為，單件加工時(shí)已包括布置、休息時(shí)間，由于此次工序中裝夾了兩個(gè)加工件，應(yīng)乘以多件裝夾系數(shù)，查該表注釋得兩件裝夾系數(shù)為0.6，因此裝卸工件時(shí)間min，則 。 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-48， 單間時(shí)間定額有： ＜22.8min 因此，達(dá)到生產(chǎn)要求。 （2） 精銑18H11槽 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 輔助時(shí)間：參照參考文獻(xiàn)[5]表2.5-45，取工步輔助時(shí)間為。查參考文獻(xiàn)[5]表2.5-46取裝卸工件時(shí)間為，單件加工時(shí)已包括布置、休息時(shí)間，由于此次工序中裝夾了兩個(gè)加工件，應(yīng)乘以多件裝夾系數(shù)，查該表注釋得兩件裝夾系數(shù)為0.6，因此裝卸工件時(shí)間為min，則 。 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-48， 單間時(shí)間定額有： ＜22.8min 因此，達(dá)到生產(chǎn)要求。 3.7.5 粗、精銑上端面 加工機(jī)動(dòng)時(shí)間： 輔助時(shí)間：參照參考文獻(xiàn)[5]表2.5-45，取工步輔助時(shí)間為。查參考文獻(xiàn)[5]表2.5-46取裝卸工件時(shí)間為。則： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-48， 單間時(shí)間定額有： ＜22.8min 因此，達(dá)到生產(chǎn)要求。 3.7.6 鉆、攻2-M8螺紋孔 （1） 鉆6.7mm孔 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 輔助時(shí)間：參照參考文獻(xiàn)[5]表2.5-41，取工步輔助時(shí)間為。查參考文獻(xiàn)[5]表2.5-42取裝卸工件時(shí)間為。則： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-43， 單間時(shí)間定額有： ＜22.8min 因此，達(dá)到生產(chǎn)要求。 （2） 攻2-M8螺紋孔 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 輔助時(shí)間：參照參考文獻(xiàn)[5]表2.5-41，取工步輔助時(shí)間為。查參考文獻(xiàn)[5]表2.5-42取裝卸工件時(shí)間為。則： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-43， 單間時(shí)間定額有： ＜22.8min 因此，達(dá)到生產(chǎn)要求。 時(shí)間定額填入工序卡中，工藝過程卡、工序卡見（附表）本設(shè)計(jì)中的工藝文件部分。 3.8 本章總結(jié) 本章確定了零件的工藝路線，以及設(shè)計(jì)夾具前的定位基準(zhǔn)選擇，為后續(xù)的專用夾具設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備，根據(jù)毛坯尺寸及設(shè)計(jì)要求確定各個(gè)加工方案，再由各個(gè)加工方案選擇機(jī)床類型、刀具類型、切削用量以及機(jī)加工時(shí)間并編入工藝文件中。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 專用夾具設(shè)計(jì) 4 專用夾具設(shè)計(jì) 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。在加工撥叉C零件時(shí)，需要設(shè)計(jì)專用夾具。 根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計(jì)內(nèi)容，需要設(shè)計(jì)加工底槽夾具及鉆、攻絲2-M8螺紋孔夾具各一套。其中加工底槽的夾具將用于臥式鏜床，刀具采用三面刃銑刀，而加工上端面上的兩螺紋孔的刀具分別為麻花鉆、絲錐，機(jī)床采用搖臂鉆床，另一任務(wù)要求為拉25H7花鍵孔的拉刀設(shè)計(jì)，詳見拉刀設(shè)計(jì)說明書。 4.1 銑槽夾具設(shè)計(jì) 4.1.1 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來粗、精銑底槽，該底槽側(cè)面對(duì)花鍵孔的中心線要滿足尺寸要求以及垂直度要求。在粗銑此底槽時(shí)，其他都是未加工表面。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 4.1.2 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知：槽兩側(cè)面面對(duì)花鍵孔的中心線有尺寸要求及垂直度要求，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為花鍵孔的中心線。為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，在此選用特制花鍵軸找中心線，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單易操作。 采用花鍵軸定心定位的方式，保證底槽加工的技術(shù)要求。同時(shí)，應(yīng)加一圓柱銷固定好花鍵軸，防止花鍵軸帶動(dòng)工件在X方向上的旋轉(zhuǎn)自由度。 4.1.3夾具方案的設(shè)計(jì)選擇 根據(jù)任務(wù)書要求，銑槽時(shí)要保證槽寬18H11，槽兩側(cè)面粗糙度3.2，底面粗糙度6.3，且要保證底面與花鍵中心尺寸15mm，以及槽兩側(cè)面與花鍵孔中心的垂直度誤差不大于0.08mm，現(xiàn)設(shè)計(jì)夾具方案有： 方案一：采用壓板用螺栓聯(lián)接，利用汽缸夾緊，這種夾緊方式夾緊力可靠，輔助時(shí)間短，工人勞動(dòng)強(qiáng)度小，但是成本高。 方案二：采用壓板，用螺栓、螺母聯(lián)接，利用手動(dòng)夾緊，這種夾緊方式夾緊力小，但成本低。 本次設(shè)計(jì)零件為大批量生產(chǎn)，要求成本低，且在加工過程中夾緊力要求不高，因此夾具夾緊方案選用方案二，利用螺栓、螺母手動(dòng)夾緊。壓板選擇為直壓板，加工兩個(gè)零件時(shí)，為了防止兩工件在長(zhǎng)度尺寸上的誤差，而導(dǎo)致直壓板不能完全壓住兩工件，因此，在壓板兩端設(shè)計(jì)了兩個(gè)浮動(dòng)壓頭，且壓板也螺栓、螺母的連接采用球面墊圈，這樣就能消除兩工件的尺寸誤差。壓板形狀見圖4.1。 圖4.1 銑槽用壓板 4.1.4 切削力及夾緊分析計(jì)算 刀具材料：（高速鋼鑲齒三面刃銑刀） 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 由參考文獻(xiàn)[13]表1-2-9 可得銑削切削力的計(jì)算公式： 查參考文獻(xiàn)[13]表得： 對(duì)于灰鑄鐵： 取 ， 即 所以 由參考文獻(xiàn)[3]表1-2可得： 垂直切削力 ：（對(duì)稱銑削） 背向力： 根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值。即： 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)[13]表可得： 所以 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 單個(gè)螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算： 式中參數(shù)由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可查得： 其中： 螺旋夾緊力： 易得： 經(jīng)過比較實(shí)際夾緊力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于要求的夾緊力，因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。 4.1.5 誤差分析與計(jì)算 該夾具以平面定位心軸定心，心軸定心元件中心線與底槽側(cè)面規(guī)定的垂直度偏差0.08mm，槽的公差為mm。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。 與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻(xiàn)[13]可得： ⑴ 平面定位心軸定心的定位誤差 ： ⑵ 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取 誤差總和： 從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。 4.1.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 如前所述，應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計(jì)采用了手動(dòng)夾緊方式，在夾緊和松開工件時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。由于該工件體積小，工件材料易切削，切削力不大等特點(diǎn)。經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動(dòng)夾緊方式（螺旋夾緊機(jī)構(gòu)）。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。 此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時(shí)，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，心軸可采用可換的。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整。 4.2 鉆、攻2—M8螺紋孔夾具設(shè)計(jì) 4.2.1 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來鉆兩個(gè)6.7mm孔并攻M8螺紋。加工時(shí)應(yīng)保證螺紋孔與側(cè)面的位置距離及螺紋孔中心線與錐孔中心線距離。為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 4.2.2 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知：兩螺紋孔與側(cè)面有位置要求，在對(duì)螺紋孔進(jìn)行加工前，花鍵孔已進(jìn)行了拉削加工。因此，選底側(cè)面定位，花鍵內(nèi)圓孔定心限制了除在X軸的旋轉(zhuǎn)自由度以外的所有自由度，為了限制X軸的旋轉(zhuǎn)自由度，可在工件邊裝一擋銷，從而來滿足螺紋孔與端面的位置要求。 4.2.3 夾具方案的設(shè)計(jì)選擇 方案一：利用移動(dòng)彎壓板夾緊。 方案二：采用夾緊定位一體，即在定位心軸上加工一段螺栓，利用螺栓、螺母夾緊。 方案三：采用兩短圓錐銷裝夾在花鍵孔兩端，兩短圓錐銷利用氣壓夾緊并定位。 根據(jù)任務(wù)書要求，兩螺紋孔分布在零件兩端，利用心軸上加工螺栓來夾緊，其夾緊剛度比較低，且夾緊、定位在一起相互有一定影響。方案三中，夾緊力比較理想，但夾具裝備比較復(fù)雜，成本也高，因此選用方案一采用移動(dòng)彎壓板夾緊，夾緊、定位分開，且夾具裝備簡(jiǎn)單。壓板形狀見圖4.2。 圖4.2 鉆孔用移動(dòng)彎壓板 4.2.4 切削力及夾緊力的計(jì)算 由參考文獻(xiàn)[13]查表可得： 切削力公式： 式中 查表得： 即： 實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[13]表得： 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算，由式（2.5）有： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)[13]表 可得： 所以 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 取，， 螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力，有：： 式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[13]可查得： 其中： 由參考文獻(xiàn)[13]表得：原動(dòng)力計(jì)算公式： 由上述計(jì)算易得： 因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。 4.2.5 誤差分析與計(jì)算 該夾具以側(cè)面和花鍵內(nèi)孔為定位基準(zhǔn)，要求保證孔軸線與左側(cè)面間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的工序公差。 孔與左側(cè)面為線性尺寸一般公差。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，由參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)[12]表可知： ?。ㄖ械燃?jí)）即 ：尺寸偏差為、 由參考文獻(xiàn)[13]可得： ⑴ 定位誤差：定位尺寸公差，在加工尺寸方向上的投影，這里的方向與加工方向垂直。即：故。 ⑵ 夾緊安裝誤差，對(duì)工序尺寸的影響均小。即： ⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過 ⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差：鉆套孔之間的距離公差，按工件相應(yīng)尺寸公差的五分之一取。即 誤差總和： 從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。 4.2.6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 本夾具用于在鉆床上加工撥叉C上端面的兩螺紋孔。工件以側(cè)面和花鍵內(nèi)孔為定位基準(zhǔn)，在擋銷和定位塊上實(shí)現(xiàn)完全定位。采用手動(dòng)螺旋移動(dòng)彎壓板機(jī)構(gòu)夾緊工件。該夾緊機(jī)構(gòu)操作簡(jiǎn)單、夾緊可靠。 4.3 本章總結(jié) 本章通過前邊設(shè)計(jì)的內(nèi)容，針對(duì)此次任務(wù)，對(duì)銑槽、鉆螺紋孔進(jìn)行了專用夾具設(shè)計(jì)，在夾具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮零件的良好可加工性，夾具結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單、可靠，保證工人勞動(dòng)強(qiáng)度小，夾具結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性也是設(shè)計(jì)中重點(diǎn)考慮的問題。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 花鍵孔25H7拉刀設(shè)計(jì) 5 花鍵孔25H7拉刀設(shè)計(jì) 5.1 拉刀的結(jié)構(gòu)參數(shù) 5.1.1拉削特點(diǎn) 拉削是利用拉刀切削金屬的高生產(chǎn)率加工方法，可用來加工各種形狀的通孔、槽以及簡(jiǎn)單或復(fù)雜形狀的外表面。拉削加工與其他切削方法相比，其特點(diǎn)表現(xiàn)在：生產(chǎn)率高、加工精度和表面粗糙度高、成本低、機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)單等。 5.1.2拉刀類型選擇 根據(jù)任務(wù)書要求，需拉削長(zhǎng)80mm，槽數(shù)為6的內(nèi)花鍵槽，查參考文獻(xiàn)[9]表1.3-1，選擇拉刀類型為矩形花鍵拉刀第三型號(hào)，該刀具特點(diǎn)：拉削長(zhǎng)度大于30mm，同時(shí)加工齒數(shù)不小于5，可保證花鍵孔所需的高精度。 5.1.3 拉刀材料選擇 由任務(wù)書知所需加工零件材料我HT200，其特點(diǎn)是硬度大，韌性差，因此在拉削過程中要求拉刀耐磨性好，查參考文獻(xiàn)[3]表3-1，選鋼號(hào)為W18Cr4V做拉刀材料，柄部采用40Cr材料，將兩種材料采用對(duì)焊連接，該拉刀材料特點(diǎn)是：綜合性能好，通用性強(qiáng)，可磨性好，適合加工合金，普通鑄鐵等，硬度：63~66HRC，抗彎強(qiáng)度：3.0~3.4GPa，沖擊韌度：0.18~0.32MJ/。 5.1.4 拉床類型選擇 根據(jù)所需加工零件，查參考文獻(xiàn)[5]表3.1-84，選臥式拉床L6120。 5.2 拉刀切削部分的設(shè)計(jì) 切削部分是拉刀的重要部分，它決定著拉削生產(chǎn)率和加工表面質(zhì)量。 設(shè)計(jì)切削部分是要解決下列任務(wù)：選擇拉削方式，確定拉削余量，選擇前角、后角及齒升量，確定齒距及容屑槽數(shù)量和尺寸等。 5.2.1 拉削方式選擇 拉削方式可分為分層拉削法（成形式、漸成式）、分塊拉削法和組合拉削法。本次設(shè)計(jì)中，采用組合拉削法，它結(jié)合了成形式拉刀與分塊式拉刀的優(yōu)點(diǎn)，粗切齒按分快式機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，精切齒則采用成形式結(jié)構(gòu)。 5.2.2 齒型確定 在加工花鍵前預(yù)制孔只加工到21.2mm，而任務(wù)書要求內(nèi)孔為22mm，因此在加工花鍵的同時(shí)也要設(shè)計(jì)出加工內(nèi)孔的齒型，所以確定各齒齒型為：粗切齒、過渡齒、精切齒、校準(zhǔn)齒、圓形齒。 5.2.3 拉削余量的確定 根據(jù)任務(wù)書提供數(shù)據(jù)及鉆預(yù)制孔所得直徑，再查參考文獻(xiàn)[5]表1.4-4，得直徑余量為： 式中 ——花鍵孔的最大外徑； ——預(yù)制孔的最小內(nèi)徑。 5.2.4 刀齒幾何參數(shù)選擇 查參考文獻(xiàn)[11]表5-8，得： 前角 后角：切削齒；校準(zhǔn)齒 刃帶寬度：粗切齒（包括過渡齒、圓形齒）0.1mm；精切齒0.2mm；校準(zhǔn)齒0.4mm。各參數(shù)所指如圖5.1。 圖5.1 齒形圖示 5.2.5 確定齒升量 齒升量確定的原則應(yīng)該是在保證加工表面質(zhì)量、容屑空間和拉刀強(qiáng)度的前提下，盡量選取較大值。 查參考文獻(xiàn)[9]表1.1-10，得 粗切齒的齒升量為0.04~0.10mm，取0.06mm，精切齒取0.01mm，過渡齒齒升量從粗切齒齒升量0.06mm逐漸減少到精切齒齒升量0.01mm，圓形齒齒升量取0.04mm。 5.2.6 確定齒距及同時(shí)工作齒數(shù) 拉刀齒距的大小，直接影響拉刀的容屑空間和拉刀長(zhǎng)度以及拉削同時(shí)工作齒數(shù)。查參考文獻(xiàn)[9]表1.1-13，取 粗切齒 （過渡齒齒距與粗切齒齒距相同） 精切齒 （圓形齒、校準(zhǔn)齒齒距與精切齒的齒距相同） ，同時(shí)工作齒數(shù)齒。 5.2.7 確定容屑槽形狀和尺寸 （1）容屑槽形狀選擇 查參考文獻(xiàn)[11]表5-11，選曲線齒背槽型，其特點(diǎn)是：容屑空間較大，便于切屑卷曲，用于拉削韌性材料。 （2）確定容屑系數(shù) 查參考文獻(xiàn)[9]表1.1-15，，工件材料為鑄鐵，選 （3）計(jì)算容屑槽深度 根據(jù)公式： （L——拉削總長(zhǎng)） 帶入數(shù)據(jù)，得