【正文】 選題的目的和意義 機(jī)械加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，計(jì)劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術(shù)檢測(cè)和健全勞 動(dòng)組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品種、上質(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證。 然而夾具又是制造系統(tǒng)的重要組成部分，不論是傳統(tǒng)制造，還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)，夾具都是十分重要的。因此，好的夾具設(shè)計(jì)可以提高產(chǎn)品勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降低生產(chǎn)成本等，還可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，從而使產(chǎn)品生產(chǎn)在保證精度的前提下提高效率、降低成本。當(dāng)今激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和企業(yè)信息化的要求 ,企業(yè)對(duì)夾具的設(shè)計(jì)及制造提出了更高的要求。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 在我國(guó)現(xiàn)階段撥叉類(lèi)零件的加工還沒(méi)有達(dá)到現(xiàn)代自動(dòng)化的加工水平。在批 量的生產(chǎn)中，它的加工工藝還需要人工畫(huà)線(xiàn)的方法來(lái)保證其精度，而對(duì)工件的裝夾也是通過(guò)人工的方法進(jìn)行的。因此，我國(guó)對(duì)撥叉類(lèi)不規(guī)則零件的加工還處于效率低、加工成本高的階段。 隨著機(jī)械工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)率提出了愈來(lái)愈高的要求， 3 氣動(dòng)、液壓夾緊等夾具正是適應(yīng)發(fā)展的產(chǎn)物。它對(duì)縮短工藝裝備的設(shè)計(jì)、制造周期起到至關(guān)重要的作用。國(guó)外把柔性制造系統(tǒng)作為開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品的有效手段，并將其作為機(jī)械制造業(yè)的主要發(fā)展 。 夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正 朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。 3 零件的分析 零件的作用 車(chē)床的撥叉位于車(chē)床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照操作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件下方的 ?? ｍｍ 孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，而上方的 ?? ｍｍ 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。 零件的工藝分析 撥叉 831006 是機(jī)車(chē)變速箱中一個(gè)重要的零件，因?yàn)槠淞慵叽绫容^小，結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，但其 加工孔和側(cè)面有精度要求，此外還有小頭孔上的槽要求加工，對(duì)精度有一定的要求。撥叉的底面、大頭孔兩側(cè)面和大小頭孔 內(nèi)壁 粗糙度要求都是 ，所以都要求精加工。其大頭孔 軸 與側(cè)面有垂直度的公差要求，所要加工的槽，在其槽兩側(cè)面有平行度公差和對(duì)稱(chēng)度公差要求等。因?yàn)榱慵某叽缇?、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，因此它們的加工必須保證精度要求。 由撥叉零件圖（圖 1）我們可以知道本零件共有 5 組加工面，現(xiàn)分述如下 ： （ 1） 以 ?? ｍｍ 孔為中心的一組表面 。 （ 2） 以 ?? ｍｍ 孔為中心的一組加工表面。這一組表面包括 ： ?? ｍｍ 孔的內(nèi)表面及其兩端面， ?? ｍｍ 孔截?cái)嗖糠制矫?。 （ 3） 零件的下底面 。 （ 4） 40? ｍｍ 圓柱面上的斜面 。 （ 5） 零件下底面 ? ｍｍ 的槽的三個(gè)面 。 其中 ?? ｍｍ 孔的兩端面以及 ? ｍｍ 的槽兩個(gè)側(cè)面都與 ?? ｍｍ孔又一定的位置要求，分別為： ?? ｍｍ 孔的兩端面與 ?? ｍｍ 孔軸線(xiàn)的垂直度誤差為 ，槽 0. 120216? ｍｍ 的兩側(cè)面與 ?? ｍｍ 孔軸線(xiàn)的垂直度誤差為 。 由以上分析可知，在選擇各 表面、孔及槽的加工方法時(shí)，要考慮加工表面的精度和表面粗糙度要求，因此要選擇合理的方法進(jìn)行零件的加工可選擇加工其中 4 一組表面，然后借助于夾具加工其余表面。 圖 1 撥叉零件圖 本章小結(jié) 本章主要是對(duì)撥叉 831006 的分析，主要從撥叉的作用、工藝和加工要求等方面進(jìn)行了分析，經(jīng)過(guò)查閱大量的參考資料，和上面的分析使對(duì)撥叉 831006 有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，為后面的設(shè)計(jì)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 4 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 確定毛坯的制造形式 零件材料為 HT200，考慮到車(chē)床在加工中的變速雖然不像其它機(jī)器那么頻繁。但是，零 件在工作過(guò)程中，也經(jīng)常要承受變載荷及沖擊性載荷，且它的外型復(fù)雜，不易加工。因此，應(yīng)該選用鑄件以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證精度，由于零件的年生產(chǎn)量為 5000 件已達(dá)到大批生產(chǎn)的水平，而且零件的輪廓尺寸不大，故可采用金屬型鑄造，這樣可以提高生產(chǎn)率，保證精度。 基面的選擇 由以上分析可知。該撥叉零件的主要加工表面是平面、孔和槽等面。一般來(lái)說(shuō)，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對(duì)于撥叉 831006來(lái)說(shuō)，加工過(guò)程中的主要問(wèn)題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系以及槽的各尺寸精 度?；孢x擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工工藝過(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出，更嚴(yán)重的還會(huì)造成零件大批量報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。 粗基準(zhǔn)的選擇 對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)選取 mm25 ?? 孔的內(nèi)表面作為定位基準(zhǔn)，利用一短銷(xiāo)大平面，限制 5 個(gè)自由度，再以一個(gè)菱形銷(xiāo)限制最后 1 個(gè)自由度，達(dá)到完全定位 ,再用螺栓夾緊，然后進(jìn)行 銑削。 精基準(zhǔn)的選擇。 5 主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專(zhuān)門(mén)計(jì)算，此處不再重復(fù)。 制定工藝路線(xiàn) 制定工藝路線(xiàn)的出發(fā)點(diǎn) ,應(yīng)當(dāng)使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證 ,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下 ,可以考慮采用萬(wàn)能機(jī)床配以專(zhuān)用工具 ,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。 工藝路線(xiàn)方案一 如表 1 此 工序不能保證其質(zhì)量，但可以進(jìn)行精度要求不高的生產(chǎn)。綜合考慮以上步驟，得 到下面工藝路線(xiàn)。 工藝路線(xiàn)方案二 如表 2 此工序 雖然工序增加了工時(shí)，但是質(zhì)量大大提高了。 工序方案的比較與分析 表 1 工序方案一 工序號(hào) 工序內(nèi)容 工序一 粗、精銑 mm25 ?? 孔上端面 工序二 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸 mm25 ?? 孔 工序三 切斷 工序四 粗、精銑 mm55 ?? 孔兩側(cè)面 工序五 粗、精鏜 mm55 ?? 孔 工序六 銑下平面 工序七 粗、精銑 ? mm槽 工序八 粗銑斜平面 工序九 檢查 表 2 工序方案二 工序號(hào) 工序內(nèi)容 6 工序一 粗、精銑 mm25 ?? 孔上端面 工序二 鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸 mm25 ?? 孔 工序三 粗、精銑 mm55 ?? 孔兩側(cè)面 工序四 粗、精鏜 mm55 ?? 孔 工序五 銑下平面 工序六 粗、精銑 ? mm 槽 工序七 粗銑斜平面 工序八 切斷 工序九 檢查 方案一工藝路線(xiàn)在工序三就將 mm55 ?? 孔鋸開(kāi)，在后面的工序銑mm55 ?? 孔的兩側(cè)面的時(shí)候，工件的加工面 可以 減少不 少 的設(shè)計(jì)，但是在后面的工序中進(jìn)行的加工，特別是定位和孔 mm55 ?? 的加工就有相當(dāng)大的難度，如果 用方案一進(jìn)行 mm55 ?? 孔的加工時(shí)，在上面的工序中已經(jīng)鋸斷，只有進(jìn)行半圓的加工。這樣的加工在一般的機(jī) 床上是不保證精度的，若想要保證精度只有在數(shù)控機(jī)床上，那樣的話(huà)生產(chǎn)成本將提高了很多。方案二就解決了上述產(chǎn)生的問(wèn)題，將 mm55 ?? 的孔到了最后的時(shí)候才將其鋸開(kāi)，這樣不僅保證了 mm55 ?? 孔的精度，而且在后面工序中的加工也可以用 mm55 ?? 的孔來(lái)作為定位基準(zhǔn)。這樣的 加 工可以在一般的機(jī)床上就可以進(jìn)行加工了，不僅保證了精度，還降低了生產(chǎn)成本。由以上分析：方案二為合理、經(jīng)濟(jì)的加工工藝路線(xiàn)方案。具體的加工工藝過(guò)程 （ 如表 3）： 表 3 工序方案三 工序號(hào) 工序內(nèi)容 工序一 鑄造。 工序二 熱處理。 工序三 粗、精銑 mm25 ?? 孔上端面。 工序四 鉆、擴(kuò)、鉸 mm25 ?? 孔。 工序五 粗、精銑 mm55 ?? 孔兩側(cè)面。 工序六 粗、精鏜 mm55 ?? 孔。 工序七 銑下平面。 工序八 粗、精銑 ? mm 槽。 工序九 粗 銑斜平面。 工序十 切斷。 工序十一 檢查。 7 機(jī)械加工余量 、 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 CA6140 車(chē)床撥叉 A，零件材料為 HT200，硬度 190～ 210HB，毛皮重量 生產(chǎn)類(lèi)型大批量，鑄造毛坯。 根據(jù) 上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量 、 工 藝尺寸和毛坯尺寸如下： 側(cè)平面加工余量的計(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：余量值規(guī)定為 ~ ，現(xiàn)取 精銑：余量值規(guī)定為 。 取 鑄造毛坯的基本尺寸為 ????? 粗銑后最大尺寸為： ??? 精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，且保證各個(gè)尺寸精度。 大頭孔 兩側(cè)面加工余量的計(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：余量值規(guī)定為 ~ ，現(xiàn)取 。 精銑：其余量值規(guī)定為 。 取 。 鑄造毛坯的基本尺寸為 ????? 。 粗銑后最大尺寸為： ??? 。 精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，且保證各個(gè)尺寸精度。 大小頭孔的偏差及加工余量計(jì)算 鉆 mm25 ?? 孔 到要求尺寸： 根據(jù)工序要求，小頭孔分為鉆、擴(kuò)、鉸三個(gè)工序，工序尺寸及加工余量為： 鉆孔： 22? mm 擴(kuò)孔： ? mm ? 鉸孔： mm25? ? 鏜孔 mm55 ?? 到要求尺寸： 加工該組孔的工藝是：粗鏜 —— 精鏜 粗鏜： mm55 ?? 孔，余量值為 ； 精鏜： mm55 ?? 孔，余量值為 ； ?? 孔毛坯基本尺寸為 ? ： ??? 粗鏜工序尺寸為： ? mm 精鏜工序尺寸為： mm55 ?? 從而達(dá)到要求。 8 據(jù)以上原始資料及加工路線(xiàn)，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量及毛坯尺寸 （ 如圖 2） 確定切削用量及基本工時(shí) 工序 1 粗、精銑 mm25 ?? 孔上平面 （ 1） 粗銑 mm25 ?? 孔上平面 機(jī)床： X52K。 刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤(pán)銑刀（面銑刀），材料： 15YT ， mm100?D ， 齒數(shù) 8Z? ，此為粗齒銑刀。 因其單邊余量： Z=2mm， 所以銑削深度 pa ： pa =2mm 每齒進(jìn)給量 fa ：取 fa =銑削速度 V ：取 V =機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n ： DV1000n ?? （ 1）式中 V— 銑削速度； D— 刀具直徑。 代入式（ 1）得 m V1000n ?? ????? ， 查 X52K 說(shuō)明書(shū)取 minr300n ? 實(shí)際銑削速度 v： nDv ?? ????? 圖 2 撥叉毛坯圖 進(jìn)給量 fV ： 0 ff ????? 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 mf ： m fm ?? mm40az ? 切削工時(shí) ： 被切削層長(zhǎng)度 l ：由毛坯尺寸可知 mm40l? ， 刀具切入長(zhǎng)度 1l ： ））（（ 3~ 2z21 ???? （ 2） 9 = ）（）（ 3~1401 0 01 0 22 ??? =7mm 刀具切出長(zhǎng)度 2l ：取 2l =2mm 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 1jt ： 121 4 0 7 2 0 . 1 7 m i n288j ml l lt f?? ??? ? ? （ 2）精銑 mm25 ?? 孔上平面 機(jī)床： X52K。 刀具：高速鋼三面刃圓盤(pán)銑刀（面銑刀）： 15YT ， D=100mm ，齒數(shù) 12， 精銑該平面的單邊余量： Z= 銑削深度 pa ： ? 每齒進(jìn)給