【正文】 和自動(dòng)化精度高的 新 一代技術(shù)。 機(jī)械制造工藝及其實(shí)現(xiàn)組織形成的發(fā)展趨勢(shì)，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(jì)算機(jī)和生產(chǎn)全盤(pán)自動(dòng)化為基礎(chǔ)的工序少和能 源 節(jié)約的工藝的建立和推廣。 機(jī)器制造工藝 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)為一體的基礎(chǔ)上建立全盤(pán)自動(dòng)化工廠，將最終產(chǎn)品的各個(gè)加工階段連接起來(lái)。這時(shí)，在科技發(fā)展現(xiàn)階段的自動(dòng)化工廠將不是無(wú)人企業(yè)。由人服務(wù)和管理的體系和機(jī)器會(huì)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(chǎng)需求變化的條件下假造出滿(mǎn)足技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)需求的先決條件。 在先進(jìn)的發(fā)達(dá)國(guó)家中，毛 坯 生產(chǎn)的發(fā)展趨勢(shì)表明 ， 今后毛坯生產(chǎn)發(fā)展方向是力圖在經(jīng)寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 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(huì)提高生產(chǎn)率，降低零件的加工成本。對(duì)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(guò)程應(yīng)用領(lǐng)域。采用電子技術(shù)管理切削加工過(guò)程，提高了對(duì)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(lái)，精密金屬模鑄造和壓力鑄造將取代砂型鑄造。有發(fā)展前途的制取毛坯的方法將會(huì)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 制取零件的方法所取代 （ 如冷推擠 法） 。但由于所用設(shè)備昂貴，以及工件必須經(jīng)過(guò)再次退火，使得這種方法只能在零件生產(chǎn)規(guī)模不少于 100萬(wàn)件時(shí)，經(jīng)濟(jì)上才是合算的。 在金屬切削機(jī)床上加工工藝的發(fā)展趨勢(shì)，是擴(kuò)大采用先進(jìn)的工藝過(guò)程和提高加工自動(dòng)化的程度。提高生產(chǎn)率，降低切削加工成本，在很大程度上取決于刀具和刀具材料的技術(shù)可行性。高速鋼和燒結(jié)合鎢硬質(zhì)合金，由于價(jià)格相對(duì)較低，工具制造簡(jiǎn)單，耐磨性好，強(qiáng)度高，所以促使其得到了廣泛的使用。 新型切削材料的使用有助于增大切削用量，提高生產(chǎn)率，擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)效益。使用粉末冶金高速鋼工具，并且用物理沉積法涂上耐磨涂層，是很有發(fā)展前途的。 對(duì)于鋼件的半精加工和精加工，采用以碳化鈦、碳氮化鈦為基的無(wú)鎢硬質(zhì)合金。用細(xì)顆粒硬質(zhì)合金代替高速鋼，可提高加工生產(chǎn)率指標(biāo)。在加工韌性材料時(shí)，涂層硬質(zhì)合金獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。用化學(xué)氣相沉積方法得到的陶瓷涂層的應(yīng)用，可使切削速度大大提高，而這種切削速度在以前只有用礦物陶瓷切削刀具或金屬陶瓷才能達(dá)到。在加工淬火鋼，尤其是銑齒和拉削方面，以及有色金屬和合金的加工，非金屬材料的加工中，使用硬質(zhì)合金也是有發(fā)展前途的。 在硬質(zhì)合金刀片上鑲上人造材料 —— 多晶立方氮化硼，可用于加工硬度達(dá) HRC68 的鎳鉻鋼或鉻鎳鉬鋼，其切 削速度可達(dá) 130m/min。在加工研磨性強(qiáng)的，輕金屬和非金屬材料時(shí)，則采用多晶金剛石。 用碳化硅纖維增強(qiáng)的氧化物陶瓷，用于加工鎳合金、滲碳和熱處理后的鋼以及灰鑄鐵。氮化硅陶瓷在廣泛的切削速度范圍下使用（達(dá) 1000m/min） .氮化硅陶瓷現(xiàn)在用于灰鑄鐵、高溫合金的加工，因?yàn)樗休^高的抗擴(kuò)散磨損的能力。 陶瓷結(jié)合劑的立方氮化硼砂輪、多孔砂輪和數(shù)控機(jī)床用的砂輪，具有壽命長(zhǎng)、磨削性能穩(wěn)定的特點(diǎn)。今后在磨削中將使用優(yōu)質(zhì)的加入合金成份的剛玉砂輪、用球形剛玉制造的砂輪、高純度單晶剛砂輪、高強(qiáng)度耐熱人造單晶金剛石的復(fù)合材料 砂輪。磨料的新型結(jié)合寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 劑的開(kāi)發(fā)將擴(kuò)大高磨削的可能性。 除上述傳統(tǒng)切削加工方法以外，還有范圍更廣的非 傳統(tǒng)金屬加工方法：電物理和電化學(xué)加工方法；微塑性變形尺寸加工法 以及將兩種以上物理本質(zhì)各不相同的加工方法合在一起的復(fù)合加工方法（化學(xué)反應(yīng)，電腐蝕和磨粒加工等）。這些非傳統(tǒng)方法的合理應(yīng)用領(lǐng)域，是 在 那些采用 傳統(tǒng) 切削方法不經(jīng)濟(jì)或在技術(shù)上不可能實(shí)現(xiàn)的那些工序。 這樣，切削加工由于具有廣泛的工藝可行性，所以它在 使用機(jī)床的加工方法中仍會(huì)占有優(yōu)先地位。電加工法，冷、熱擠壓，粉末冶金都只能在某些特殊領(lǐng)域部分 地取代切削加工。而激光加 工具有相當(dāng)廣闊的發(fā)展前景，在不久的將來(lái)將取代工件外形切割和通孔 鉆削。 機(jī)床 夾具的發(fā)展現(xiàn)狀 夾具最早出現(xiàn)在 18 世紀(jì)后期。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門(mén)類(lèi)齊全的工藝裝備。 國(guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類(lèi)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(chǎng)的需求與競(jìng)爭(zhēng)。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專(zhuān)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(wàn)套專(zhuān)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(zhuān)用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為 10%～ 20%左右。特別是近年來(lái)，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(duì)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 為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高生產(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(shì) 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、能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下， 機(jī)床 夾具 也 正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。 精 隨著機(jī)床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度，對(duì)夾具 制造精度要求 寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 也 更 高 了 。高精度夾具定位孔距精度高達(dá)177。 5?m ，夾具支承面垂直度達(dá) /300mm ，平行度高達(dá) /500mm 。德國(guó) demmeler(戴美樂(lè) )公司制造的長(zhǎng) 4m 、寬 2m 的孔系列組合焊接夾具平臺(tái)，其等高誤差為177。 ；精密平口鉗的平行度和垂直度在 5?m 以?xún)?nèi)；夾具重復(fù)安裝 的定位精度高達(dá)177。 5?m ；瑞士 EROWA 柔性?shī)A具 重復(fù)定位精度高達(dá) 2～ 5?m 。機(jī)床夾具的精度已提高到微米級(jí)，世界知名的夾具制造公司都是精密機(jī)械制造企業(yè)。誠(chéng)然，為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟(jì)性，夾具有不同的型號(hào)，以及不同檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。 效 為了提高機(jī)床的生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來(lái)越多。為了減少工件 的安裝時(shí)間，各種自動(dòng)定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、 動(dòng)和液壓夾緊等，快速夾緊功 能部件不斷地推陳出新。新型的電控永磁夾具， 夾緊 和松開(kāi)工件只用 1～ 2 秒，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，為機(jī)床進(jìn)行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。為了縮短 工件 在機(jī)床上安裝與調(diào)整夾具的時(shí)間，瑞典 3R 夾具僅用 1 分鐘， 即可完成線(xiàn)切割機(jī)床夾具的安裝與校正。采用美國(guó) Jergens(杰金斯 )公司的球鎖裝夾系統(tǒng)， 1 分鐘內(nèi)就能將夾具定位和鎖緊在機(jī)床工作臺(tái)上，球鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性生產(chǎn)線(xiàn)上更換夾具，起到縮短停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率的作用。 、組合 夾具元件模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。利用模塊化設(shè)計(jì)的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件，快速組裝成各種夾具 ，已成為夾具技術(shù)開(kāi)發(fā)的基點(diǎn)。省工、省時(shí)，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進(jìn)夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計(jì)為夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與組裝打下基礎(chǔ)，應(yīng)用CAD 技術(shù)，可建立元件庫(kù)、典型夾具庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)和用戶(hù)使用檔案庫(kù)，進(jìn) 行夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)，為用戶(hù)三維實(shí)體組裝夾具。模擬仿真刀具的切削過(guò)程， 既能為用戶(hù)提供正確、合理的夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗(yàn)，了解市場(chǎng)需求，不斷地改進(jìn)和完善夾具系統(tǒng)。組合夾具分會(huì)與華中科技大學(xué)合作，正在著手創(chuàng)建夾具專(zhuān)業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，為夾具行業(yè)提供信息交流、夾具產(chǎn)品咨詢(xún)與開(kāi)發(fā)的公共平臺(tái)，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)夾具設(shè)計(jì)與服務(wù)的通用 化、遠(yuǎn)程信息化和經(jīng)營(yíng)電子商務(wù)化。 、經(jīng)濟(jì) 夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟(jì)性。采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu)性及可擴(kuò)展性功能強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)性好。德國(guó) demmeler(戴美樂(lè) )公司的孔系列組合焊寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 接夾具，僅用品種、規(guī)格很少的配套元件，即能組裝成多種多樣的焊接夾具。元件的功能強(qiáng)，使得夾具的通用性好，元件少而精，配套的費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)實(shí)用才有推廣應(yīng)用的價(jià)值。 大家都知道減少停工檢修期是提高生產(chǎn)力、使生產(chǎn)能力利用系數(shù)最大化 的一項(xiàng)重要因素。然而零件加工過(guò)程中的精確定位和裝夾的重復(fù)精度也是改進(jìn)效率和質(zhì)量的關(guān)鍵。譬如柔性加工中心的產(chǎn)生就是為了減少產(chǎn)品循環(huán)周期。在一個(gè)固定體上，采用機(jī)械裝夾定位、夾緊工件后 ,進(jìn)行切削加工，加工完畢后松開(kāi)機(jī)械裝夾定位塊，取下已經(jīng)加工完畢的工件再換新工件上去夾緊，依次往復(fù) ， 這通常是很花時(shí)間的一個(gè)步驟。為了實(shí)現(xiàn)高產(chǎn) 、 高效，工件的定位、支撐、夾緊和夾具的快速松開(kāi)夾緊，以及操作方便、安全都是非常重要的環(huán)節(jié)。對(duì)于加工一個(gè)較大的工件，并且工序間隔時(shí)間短，選用半自動(dòng)化或全自動(dòng)化的液壓夾具是非常具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的。液壓定位 和夾緊是一項(xiàng)非常可靠而且有效的技術(shù)。 目前， 各種高性能的液壓夾具在機(jī)械加工中得到越來(lái)越廣泛的使用 。 采用液壓夾具 具 有以下 特點(diǎn) ： （ 1）有效 地 保證加工精度 采用液壓夾具安裝定位，可以快速準(zhǔn)確地確定工件與 定位基準(zhǔn) 之間的相互位置，工件的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，其加工精度高而且穩(wěn)定。 （ 2） 提高生產(chǎn)率、降低成本 用液壓夾具裝夾工件，無(wú)需找正便能使工件迅速地定位和夾緊，顯著地減少了輔助工時(shí)（裝卸工件的時(shí)間）；用液壓夾具裝夾工件提高了工件的剛性，因此可加大切削用量；可以使用多件、多工位夾具裝夾工件，并采 用高效夾緊機(jī)構(gòu)，這些因素均有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率與安全性。另外，采用 液壓 夾具后，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，廢品率下降， 此時(shí) 可以安排技術(shù)等級(jí)較低的工人，有效地降低了生產(chǎn)成本。 （ 3） 擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍 使用專(zhuān)用液壓夾具可以改變?cè)瓩C(jī)床的用途和擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多能。例如，在 立式鉆床 或搖臂鉆床上安裝鏜模夾具后，就可以對(duì)箱體孔系進(jìn)行鏜削加工；通過(guò)專(zhuān)用夾具還可將車(chē)床改為拉床使用，以充分發(fā)揮通用機(jī)床的作用，在加工中心有效 的 行程范圍內(nèi)擴(kuò)大了加工零件的數(shù)量。 （ 4） 減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度 當(dāng)采用氣動(dòng)、 液壓等夾緊裝置時(shí)， 此夾具 裝夾工 件方便、安全、快速， 可減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 第 二 章 零件的分析 零件的作用 本次設(shè)計(jì)給定的是 CA10B 解放牌汽車(chē) 前剎車(chē)調(diào)整機(jī)構(gòu)中的一個(gè) 零件 —— 前剎車(chē)調(diào)整臂外殼 ，外形結(jié)構(gòu) 見(jiàn) 零件圖（附件 1） 。 其 主要作用是對(duì)前剎車(chē)調(diào)整臂進(jìn)行支撐和保護(hù) ， 零件主體中心是 一個(gè) φ 62mm 的通孔， 用于安裝 帶有花鍵孔的 蝸輪。 孔上 開(kāi)了 一個(gè)寬的 矩形槽，用于放置中心帶有通孔的蝸桿 ，其靠插入 φ 13mm 、φ 兩通孔的 蝸桿軸 支撐， 用鍵聯(lián)結(jié)，蝸輪蝸桿相互嚙合 傳遞扭 矩達(dá)到調(diào)整剎車(chē)的作用。 Rc1/8 的螺紋孔 ，裝銷(xiāo)子連接剎車(chē)分泵 用。 零件的工藝分析 本零件 主要 用于支撐和保護(hù) 前剎車(chē)調(diào)整臂 ，同時(shí)也傳遞力矩，因此對(duì)零件有一定 的 強(qiáng)度要求。 零件材料 選用 KT350， 最低 抗拉強(qiáng)度達(dá)到 350Mpa,而且可鍛鑄鐵可以承受震動(dòng) 和沖擊， 成本低，鑄造性好 。 零件 圖樣的視圖、尺寸、公差和技術(shù)要求齊全、正確。 根據(jù)參考文獻(xiàn) [1],零件主要 加工表面 技術(shù)要求分析如下 ，各加工面字母標(biāo)識(shí)見(jiàn) 零件簡(jiǎn)圖（附件 2） 。 φ 62mm 孔為中心的加工表面。 這一組的加工表面包括 φ 62mm 孔 （ T1） ， φ 12mm (T2)二孔 以及兩孔的上下端 面 （ DD D D4） ， 矩形通槽 。 T1 的 中心孔和 矩形通槽 起到定位和傳遞力矩的作用，所以它們的表面加工要求相對(duì)較高。 考慮 本零件 D D D D4 表面與其它元件的 裝配 關(guān)系 ， TT2 兩 孔的軸線(xiàn) 分別與 它們的 上下 端面有一定的垂直度 要求 。鍵槽 側(cè)面（ D D8） 分別與 φ （ T3）、 φ 13mm （ T4）的孔也有一定的垂直度要求，加工時(shí)可選擇 通孔 T T1 孔及 端面 D2或 D4定位。 φ 13mm 、 φ 孔為中心的加工表面。 這一組的加工表面包括φ 13mm （ T3） 通孔，φ (T4)通孔，φ 16mm 沉 孔，左右兩個(gè)端面 (D D6)和 M10(T6)螺紋 和 Rc1/8(T7)圓 錐 管 螺紋 。 T3 與 T4 通孔要保證一定的同軸度 ，加工時(shí)最好在一次裝夾下 通過(guò)鉆、擴(kuò)將兩孔加工出。 根據(jù)各表面的加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度及一般機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，該零件要求加工精度低于 IT11 級(jí)，沒(méi)有很難加工的表面， 各表面的技術(shù)要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證。 但在加工中，由于 D D2 面 厚度較薄， 應(yīng)考慮增加輔助支撐 ，減少零件表面加工產(chǎn)生的變形。 寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 第 三 章 零件毛坯的選擇 確定毛坯的制造形式 毛 坯的 制造形式 應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)批量的大小，零件的形狀和尺寸，零件的受力情況，工廠現(xiàn)有的設(shè)備和技術(shù)水平及技術(shù)經(jīng)濟(jì)性等 因素 來(lái)決定。 本次設(shè)計(jì) 加工 的