【正文】 經(jīng)濟(jì)性，夾具有不同的型號，以及不同檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。 高效 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)品越來越多。為了減少工件的安裝時間，各種自動定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷地推陳出新。新型的電控永磁夾具，加緊和松開工件只用 1~2 秒，夾具結(jié)構(gòu)簡化，為機(jī)床進(jìn)行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。為了縮短在機(jī)床上安裝與調(diào)整夾具的時間，瑞典 3R 夾具僅用 1 分鐘，即可完成線切割機(jī)床夾具的安裝與校正。采用美國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)床工作臺上，球鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性生產(chǎn)線上更換夾具，起到縮短停機(jī)時間，提高生產(chǎn)效率的作用。 模塊、組合 夾具元件模塊化是實現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。利用模塊化設(shè)計的系列化、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)開發(fā)的基點。省工、省時，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)計為夾具的計算機(jī)輔助設(shè)計與組裝打下基礎(chǔ)，應(yīng)用 CAD 技術(shù)，可建立元件庫、典型夾具庫、標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用檔案庫，進(jìn)行夾具優(yōu)化設(shè)計，為用戶三維實體組 裝夾具。模擬仿真刀具的切削過程，既能為用戶提供正確、合理的夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng)驗，了解市場需求，不斷地改進(jìn)和完善夾具系統(tǒng)。組合夾具分會與華中科技大學(xué)合作，正在著手創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，為夾具行業(yè)提供信息交流、夾具產(chǎn)品咨詢與開發(fā)的公共平臺，爭取實現(xiàn)夾具設(shè)計與服務(wù)的通用化、遠(yuǎn)程信息化和經(jīng)營電子商務(wù)化。 通用、經(jīng)濟(jì) 8 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。德國戴美樂公司的孔系列組合焊接夾具，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，配套的費用低，經(jīng)濟(jì)實用才有推廣應(yīng)用的價值。 專家們建議組合夾具行業(yè)加強(qiáng)產(chǎn)、學(xué)、研發(fā)協(xié)作的力度，加快用高新技術(shù)改造和提升夾具技術(shù)水平的步伐，創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與時俱進(jìn)地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù)。主動與國外夾具廠商聯(lián)系，爭取合資與合作，引進(jìn)技術(shù)，這是改造和發(fā)展我國組合夾具行業(yè)較為行之有效的途徑。 從設(shè)計撥叉 C的加工工藝來說，應(yīng)選擇能夠滿足孔和槽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)選擇價格較底的機(jī)床。 在選擇各表面、孔及槽的加工方法時，要考慮加工表面的精度和表面粗糙度要求，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；要根據(jù)生產(chǎn)類型選擇設(shè)備，在大批量生產(chǎn)中可采用高效率的設(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。如、柴油機(jī)連桿小頭孔的加工，在小批量生產(chǎn)時，采用鉆、擴(kuò)、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時 采用拉削加工；要考慮被加工材料的性質(zhì)，例如：淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有色金屬由于磨削時容易堵塞砂輪，一般都采用精細(xì)車削，高速精銑等；要考慮工廠或車間的實際情況，同時也應(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；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。 利用 更好的 夾具 ， 可以提高勞動生產(chǎn)率 ， 提高加工精度 ， 減少廢品 ， 可以擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍 ， 改善操作的勞動條件 。 因此 ， 夾具是機(jī)械制造中的一項重要的工藝裝備。一個好的夾具是加工出合格產(chǎn)品的首要條件，為了讓夾具 有更好的發(fā)展， 夾具行業(yè) 應(yīng) 加強(qiáng)產(chǎn)、學(xué)、研協(xié)作的力度，加快用高新技術(shù)改造和提升夾具技術(shù)水平的步伐，創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與時俱進(jìn)地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù)。主動與國外夾具廠商聯(lián)系，爭取合資與合作，引進(jìn)技術(shù)，這是改造和發(fā)展我國夾具行業(yè)較為行之有效的途徑 。 9 撥叉 C是機(jī)車變速箱中一個重要的零件，因為其零件尺寸比較小，結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，但其加工孔和側(cè)面 有 精度要求 。 夾具的設(shè)計，制造和生產(chǎn)過程中對夾具的正確使用，維護(hù)和調(diào)整，對產(chǎn)品生產(chǎn)的優(yōu)劣起著舉足輕重的作用。 第二章 撥叉 C的加工工藝 規(guī)程設(shè)計 零件的作用 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)運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。 1— 撥叉； 2— 曲柄； 3— 凸輪； 4— 軸； 5— 杠桿； 6— 軸； 7— 螺釘 圖 撥叉應(yīng)用于機(jī)床變速機(jī)構(gòu)中 軸 2的雙聯(lián)滑移齒輪和軸 3上的三聯(lián)滑移齒輪用一個手柄操縱。變速手柄每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，變換全部 6種轉(zhuǎn)速，故手柄共有均布的 6個位置。變速手柄裝在主軸箱的前壁上，通過鏈傳動軸 4。軸 4上裝有盤形凸輪 3和曲柄 2。凸輪 3上有一條封閉的曲線槽，由兩段 10 不同半徑的圓弧和直線組成。凸輪上有 16個變速位置，如圖所示。位置 使杠桿5上端的滾子處于凸輪槽曲線的大半徑圓弧處。杠桿 5竟拔叉 6將軸 2 上的雙聯(lián)滑移齒輪移向左端位置。位置 則將雙聯(lián)滑移齒輪向右端位置。曲柄 2隨軸 4 轉(zhuǎn)動，帶動拔叉，拔動軸 III上的三聯(lián)齒輪，使它位于左、中、右三個位置。順次轉(zhuǎn)動手柄，就可使倆個滑移齒輪的位置實現(xiàn)六種組合，使軸 III 得到 6種轉(zhuǎn)速。 所以， 撥叉零件主要用在操縱機(jī)構(gòu)中，比如改變車床滑移齒輪的位置，實現(xiàn)變速；或者應(yīng)用于控制離合器的嚙合 、斷開的機(jī)構(gòu)中，從而控制橫向或縱向進(jìn)給。 零件的工藝分析 零件的材料為 HT200，灰鑄鐵屬于脆性材料，故不能鍛造和沖壓。但灰鑄鐵的鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。以下是撥叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求： (1) 中心圓孔Ф ? 。 (2) 22 ? 的螺紋孔垂直于中心孔，其中心與右面的距離為 ? 。 (3) 鍵槽 ? 與中心孔有 的垂直度，深為 ? 。 (4) 半孔 ?? 與中心孔有 ?? 的位置關(guān)系，其寬為 ?? 與中心孔有 的垂直度。 由上面分析可知，可以先加工撥叉中心孔，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。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度，并且此撥叉零件沒有復(fù)雜的加工曲面，所 以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。 確定生產(chǎn)類型 已知此撥叉零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序應(yīng)當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。 確定毛坯種類 零件材料為 HT200。考慮零件在機(jī)床運行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)不是太復(fù)雜，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇金屬型鑄造毛坯。 確定鑄件加工余量及形狀 查表 ，選用各個加工面的鑄件機(jī)械加工余量均為 3mm。 11 表 與尺寸公差配套使用的灰鑄鐵 件機(jī)械加工余量 尺寸公差等級 CT 8 9 10 11 12 13 加工余量登記 MA G G G H H H 基本尺寸 / 澆筑時的位置 加工余量數(shù)值 /mm ~ 100 頂面 底、側(cè)面 繪制鑄件零件圖 圖 零件毛坯圖 選擇定位基準(zhǔn) 12 (1)粗基準(zhǔn)的選擇 以零件的下端孔為主要的定位粗基準(zhǔn)，以較大面 a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，以加工后的通孔為主要的定位精基準(zhǔn)，以下端孔為輔助的定位精基準(zhǔn)。 制定工藝路線 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 ,可以考慮采用各種機(jī)床配以專用夾具 ,并盡量使工序集中來提高生產(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。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下 : 表 工藝路線方案一 工序號 工序內(nèi)容 工序一 粗銑Φ 25H7的兩側(cè)面，使兩面間 距為 80 工序二 粗銑平下端孔側(cè)面的工藝凸臺 工序三 鉆Φ 25H7的通孔 工序四 擴(kuò)Φ 25H7的通孔 工序五 鉸Φ 25H7的通孔 工序六 粗銑 a、 b面，使粗糙度達(dá)到 ， a面到Φ 25H7的孔中心距為 ? ， b面到Φ 25H7的中心距為 36 工序七 粗銑Φ 60H12孔的兩面，使兩面的間距為 14 工序八 精銑Φ 60H12孔的兩面，使兩面的間距為 12d11，粗糙度 工序九 粗鏜下端孔 工序十 半精鏜下端孔到Φ 60H12，粗糙度達(dá)到 工序十一 粗銑 16H11的槽 工序十二 半精銑 16H11的槽 工序十三 鉆Φ ，垂直于Φ 25H7的通孔 工序十四 攻 22 ? 的螺紋 工序十五 銑開Φ 60H12的孔 13 工序十六 鉗工打毛刺 工序十七 檢驗 表 工藝路線方案二 工序號 工序內(nèi)容 工序一 鉆、擴(kuò)、鉸Φ 25H7的通孔 工序二 粗銑 a、 b面，使粗糙度達(dá)到 ， a面到Φ 25H7的孔中心距為 ? ， b面到Φ 25H7的中 心距為 36 工序三 粗銑、半精銑 16H11的槽 工序四 粗銑下端圓孔的兩側(cè)面，使兩面之間的距離為 12d11 工序五 ①粗鏜下端圓孔的內(nèi)孔到Φ 59②半精鏜此孔到Φ 60H12 工序六 銑開下端圓孔 工序七 鉆Φ ，垂直于Φ 25H7的通孔 工序八 攻 M22 工序九 鉗工打毛刺 工序十 檢驗 上述兩個工藝方案的特點在于：方案一 是加工工序分散，適合流水線生產(chǎn)，縮短裝換刀具的時間。加工完前次的又可成為下次加工的基準(zhǔn)，這樣使工序非常清晰易提高加工精度，是對大批量生產(chǎn)是很 合適的。 方案二 把工件加工工序分得很紊亂并且很集中，基準(zhǔn)得不到保證，加工出來的精度低，不符合現(xiàn)代化的生產(chǎn)要求。兩種方案的裝夾比較多，但是考 慮到加工零件的方便性，及加工精度，且還是大批生產(chǎn)，所以采用方案一 比較合適。 選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 (1)機(jī)床的選擇 ： 工序 1 1 15 采用 X6022 型臥式銑床 工序 6 采用 X5028 立式銑床 工序 1 14 采用 Z535 立式鉆床 工序 10 采用 T618 臥式鏜床 (2)選擇夾具 ： 該撥叉的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，所 以采用專用夾具。 (3)選擇刀具 ： 14 在銑床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量。在鉸孔 25 7H? ，由于精度不高，可采用硬質(zhì)合金鉸刀。 (4)選擇量具 ： 加工的孔均采用極限量規(guī)。 (5)其他 ： 對垂直度誤差采用千分表進(jìn)行檢測，對角度尺寸利用專用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可。 機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 根據(jù)前面資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個加工工序的加工余量如下： 表 各加工工序的加工余量 及達(dá)到的尺寸、經(jīng)濟(jì)度、粗糙度 工序號 工序內(nèi)容 加工余量 經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸 表面粗糙度 工序余量 最小 最大 1 粗銑Φ 25H7的兩側(cè)面 3 IT11 80 2 粗銑平下端孔側(cè)面的工藝凸臺 3 IT11 0 3 鉆Φ 25H7通孔 IT12 22? 1 1 4 擴(kuò)Φ 25H7通孔 IT12 ? ? 5 鉸Φ 25H7通孔 IT8 ? ? 6 粗銑a、 b面 粗銑 a面 3 IT12 ? (距中心孔 ) 粗銑 b面 36(距中心孔 ) 15 7 粗銑Φ 60H12孔的兩面 2 IT11 13 ? 8 精銑Φ 60H12孔的兩面 1 IT9 ?? 9 粗鏜下端孔 IT13 ? ? 10 半精鏜下端孔 IT11 ? ? 11 粗銑 16H11的槽 IT11 14 ? 12 半精銑 16H11的槽 1 IT10 ? 13 鉆Φ IT13 ? ? 1 1 14 攻 22 ? 的螺紋 15 銑開Φ 60H12的孔 4 IT13 工序 1：粗銑 Φ25H7 的兩側(cè)面 (1)機(jī)床： X6022 型臥式銑床 。 (2)刀具： 兩塊鑲齒套式面銑刀 (間距為 80)，材料： 15YT ， 200D mm? ，齒數(shù) 20Z? ，為粗齒銑刀。 因其單邊余量： Z=3mm，所以銑削深度 pa ： 3pa mm? 。每齒進(jìn)給量 fa ：根據(jù)下表：取 /fa mm Z? 。 16 表 高速鋼套式面銑刀粗銑面進(jìn)給量 機(jī)床功率 /KW 工件 夾具系統(tǒng)剛度的 整體粗齒及鑲?cè)秀姷? 每齒進(jìn)給量 fa /(mm/z) 碳鋼、合金鋼、耐熱鋼