【正文】 西南大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 1 基于 PRO/E 的手柄機(jī)械加工工藝 及工裝 設(shè)計(jì) 摘要 ： 本文主要介紹了手柄零件的工藝分析，指出手柄零件的形狀特點(diǎn)及主要加工表面，按照零件圖上的技術(shù)要求，分析零件的加工工藝，主要的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括手柄零件的毛坯圖，零件圖，手柄鉆夾具裝配圖及裝配圖上的部分零件圖，一份工藝過(guò)程卡片和 4 張工序卡。按照零件圖上的技術(shù)要求，逐步確定各個(gè)表面的加工方法，設(shè)計(jì)出手柄零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程，然后是機(jī)械加工工序設(shè)計(jì)，最后是機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同時(shí)利用 proe繪出設(shè)計(jì)出來(lái)的毛坯、夾具及其各零部件的三維圖。 關(guān)鍵詞 ：手柄；工藝規(guī)程；加 工工序；夾具設(shè)計(jì) 西南大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 2 Based on the handle Pro/E machining process planning and process equipment design *** College of Engineering and Technology, Southwest University, Chongqing 400716, China Abstract： This paper mainly introduces the handle, and points out that the analysis of the technology of parts of the handle parts processing surface shape features and main, according to the technical requirements in detail drawing, analyzes the processing of this part, the design of the main content includes the blank figure, handle parts part drawings, handle drill fixture on the assembly drawings and detail drawings, a part process card and 4 zhang process card. According to the technical requirements in detail drawing, gradually determine various surface processing methods, design the handle machining process planning, and then is mechanical processing process design, the last is the machine tool39。s fixture structural design, and using proe draw design the blank, fixture and out of parts of threedimensional diagram. Key Words： handle； process； mechanical processing process； fixture design 西南大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 3 0 文獻(xiàn)綜述 機(jī)械制造業(yè) 機(jī)械制造指從事各種動(dòng)力機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、冶金礦山機(jī)械、化工機(jī)械、紡織機(jī)械、機(jī)床、工具、儀器、儀表及其他機(jī)械設(shè)備等生產(chǎn)的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)為整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)提供技術(shù)裝備 ,其發(fā)展水平是國(guó)家工業(yè)化程度的主要標(biāo)志之一。 機(jī)械制造業(yè)是每個(gè)國(guó)家技術(shù)進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一，它已經(jīng)歷了幾個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，完成了三種模式的演變，即：從早期的手工作坊式的單件小批量生產(chǎn)模式，到后期 的機(jī)械自動(dòng)化的大批量生產(chǎn)模式，再到現(xiàn)代計(jì)算機(jī)控制的柔性化多品種的成批大量生產(chǎn)模式。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)、微電子、信息處理、自動(dòng)控制等現(xiàn)代技術(shù)與機(jī)械制造的交叉滲透與融匯，讓古老的機(jī)械制造業(yè)重新煥發(fā)了生機(jī)，產(chǎn)生了許多新的制造技術(shù)和裝備。例如特種加工（激光束加工、等離子體加工、超聲加工、快速成形技術(shù)等）的出現(xiàn)是近代物理、化學(xué)和機(jī)械工藝學(xué)的產(chǎn)物；數(shù)控機(jī)床則是典型的機(jī)電融合的機(jī)電一體化產(chǎn)品； CAD/CAM/CAPP 是計(jì)算機(jī)科學(xué)和機(jī)械制造交叉融合的結(jié)果。計(jì)算機(jī)集成制造、并行工程、敏捷制造、虛擬制造等先進(jìn)制造模式正深刻影響 和引導(dǎo)制造技術(shù)的應(yīng)用于發(fā)展，將成為 21世紀(jì)制造技術(shù)的主要發(fā)展方向。 近年來(lái)，隨著機(jī)械制造工業(yè)的迅猛發(fā)展，基于全球化發(fā)展的環(huán)境，我國(guó)機(jī)械制造工程技術(shù)水平也得到了顯著的提高，一個(gè)自立的機(jī)械工業(yè)體系已基本形成。但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比較，我們還存在著相當(dāng)明顯的差距。如果定義出口額與進(jìn)口額之比為競(jìng)爭(zhēng)力，發(fā)達(dá)國(guó)家機(jī)械產(chǎn)品名義競(jìng)爭(zhēng)力一般為 1，而我國(guó) 20xx 年為 ,20xx 年為 , 20xx 年為 ?？梢钥闯鑫覈?guó)的機(jī)械制造業(yè)還處于一個(gè)相對(duì)落后的階段，未來(lái)的發(fā)展之路還是任重而道遠(yuǎn)。 機(jī)械加工工藝規(guī)程 任何 零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程都可以是各種各樣的。將其中最合理的機(jī)械加工工藝過(guò)程的各項(xiàng)內(nèi)容編寫成文件并經(jīng)審批后用來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)，這種文件就稱為機(jī)械加工工藝規(guī)程，簡(jiǎn)稱工藝規(guī)程。 一個(gè)合理的工藝規(guī)程，應(yīng)該有利于可靠地保證零件的加工質(zhì)量，有利于提高生產(chǎn)效率，有利于取得好的經(jīng)濟(jì)效益。為了更好實(shí)現(xiàn)這些目的，制定工藝規(guī)程時(shí)必須遵行 西南大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 4 以下原則： ，達(dá)到圖紙所要求的各項(xiàng)技術(shù)要求。 ，應(yīng)使工藝過(guò)程具有較高的生產(chǎn)率和較好的經(jīng)濟(jì)性。 一般在制定工藝規(guī)程時(shí)，應(yīng)根據(jù)零件產(chǎn)量和現(xiàn)有設(shè)備條件，綜合考慮加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、經(jīng)濟(jì)性要求，經(jīng)過(guò)反復(fù)分析比較，確定最優(yōu)或最合適的工藝過(guò)程。 西南大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 5 1 引言 工藝規(guī)程和工藝裝備的設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)本科所學(xué)知識(shí)的綜合及應(yīng)用，在這樣的設(shè)計(jì)中需要應(yīng)用到多門課程的知識(shí)并要將它們?nèi)诤掀饋?lái)做綜合的分析和比較。本文通過(guò)對(duì)手柄零件的結(jié)構(gòu)分析和工藝分析，對(duì)手柄零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)、機(jī)械加工工序設(shè)計(jì)和夾具設(shè)計(jì)三大部分進(jìn)行了具體設(shè)計(jì)說(shuō)明。其中，機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)部分包括生產(chǎn)類型的確定，零件結(jié)構(gòu)工藝性和技術(shù)要求的分析，毛坯選擇，加工余量的確定，工藝路線的安排，機(jī)床、夾具、刀具的選擇。機(jī)械加工工序設(shè) 計(jì)部分包括切削用量的確定，工序余量的計(jì)算，工時(shí)的計(jì)算等。夾具設(shè)計(jì)部分包括夾具總體方案的確定，各類夾具元件的選用，夾具動(dòng)作原理及操作說(shuō)明方法等。 2 零件分析 零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)及生產(chǎn)類型 生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。在畢業(yè)設(shè)計(jì)題目中，手柄的生產(chǎn)綱領(lǐng)為 5000 件 /年。 生產(chǎn)類型是企業(yè)（或車間、工段、班組、工作地）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類。不同生產(chǎn)類型的零件的加工工藝有很大的不同。產(chǎn)量大、產(chǎn)品固定時(shí)，有條件采用各種高生產(chǎn)率的專用機(jī)床和專用工裝，因而勞動(dòng)生產(chǎn)率高、成本低。但在產(chǎn)量小、產(chǎn)品品 種多時(shí)，就不宜采用專用設(shè)備和工裝，因?yàn)檎{(diào)整時(shí)間長(zhǎng)，機(jī)床利用率低、折舊率高，成本反而增加。因此，在制定工藝規(guī)程時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)確定其相應(yīng)的生產(chǎn)類型。生產(chǎn)類型的劃分主要取決于生產(chǎn)綱領(lǐng)，但也要考慮產(chǎn)品本身的大小和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。本次設(shè)計(jì)的零件為手柄，輪廓尺寸小，屬于輕型零件。因此，按生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型的關(guān)系確定，該零件的生產(chǎn)類型屬于中批生產(chǎn)。 零件的作用 如圖 11 所示為手柄零件圖。從該零件圖可以判斷出圖示典型的桿類零件，而且為連桿類。 手柄 一頭 通過(guò) φ 38mm 孔連接， 另一頭 通過(guò) φ 22mm 孔 其它部件 連接，即 該手柄的作用是實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng) 和動(dòng)力的 傳遞。 西南大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 6 圖 11 手柄零件圖 handle parts drawing 零件的工藝分析 如圖 11 所示為手柄零件圖。從該零件圖可以判斷出圖示典型的桿類零件，而且為連桿類。因此，其主要的要素應(yīng)該包括兩側(cè)面，大、小頭孔。另外，還有其他的輔助要素：小頭的槽和大頭的徑向孔以及桿身部分的鍛造結(jié)構(gòu)。由此，該零件的主要技術(shù)要求如下： （ 1） 兩側(cè)面主要要保證其表面粗糙度 Ra 為 ? m，并要求有一定的對(duì)中性； （ 2） 大頭孔直徑為 838H? ,與側(cè)面垂直度 ，其表面粗糙度 Ra 為 ? m； （ 3） 小頭孔直徑為 922H? ，與大頭孔中心距為 128177。 ，其表面粗糙度 Ra 為 西南大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 7 ? m； （ 4） 小頭孔槽槽寬為 910H ，槽長(zhǎng)控制與大頭孔中心距離為 85，其表面粗糙度Ra 為 ? m； （ 5） 大頭徑向孔直徑為 4? ，通過(guò)兩孔中心連線及兩側(cè)面對(duì)稱面； （ 6） 桿身部分的鍛造結(jié)構(gòu)主要保證其壁厚為 8mm，并要 求 有一定的對(duì)中性。 3 確定毛坯 確定毛坯的制造方式 零件材料為 45鋼 ，根據(jù)選擇毛坯應(yīng)考慮的因素，該零件體積較小，形狀較 簡(jiǎn)單 ，外表面采用不去除材料方法獲得粗糙度要求，由于零件生產(chǎn)類型為 中 批生產(chǎn)，故本零件毛坯 選擇鍛件 。 選擇模鍛加工工藝有如下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)： ①生產(chǎn)率較高，對(duì)工人技術(shù)水平要求不高。模鍛時(shí)，金屬變形是在模膛內(nèi)進(jìn)行變形，故能較快獲得所需形狀。 ②鍛件的形狀和尺寸較精確，表面質(zhì)量較好，機(jī)械加工余量和鍛造公差較小，允許零件上有不經(jīng)加工的黑皮毛面，故節(jié)省加工工時(shí)，材料利用率高。 ③可以鍛制形狀較復(fù)雜的模鍛件，一般外形都不必簡(jiǎn)化，不用余塊，可省工省料。 ④操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)，工人勞動(dòng)強(qiáng)度較小。 從零件材料及力學(xué)性能要求，零件的結(jié)構(gòu)形狀與大小，生產(chǎn)類型，現(xiàn)有生產(chǎn)條件，充分利用新工藝、新材料等多方面綜合考慮選擇模鍛加工工藝中的錘上模鍛。 錘上模鍛工藝規(guī)程制訂 錘上模鍛生產(chǎn)的的工藝規(guī)程包括繪制鍛件圖、計(jì)算坯料重量和尺寸、確定模鍛工序、鍛模模膛設(shè)計(jì)、選 擇模鍛設(shè)備、坯料的加熱、模鍛件的修整工序 (切飛邊、沖孔、校正、熱處理 )等。 模鍛鍛件圖的繪 制 模鍛鍛件圖是根據(jù)零件圖繪制的，是供設(shè)計(jì)和制造鍛模、計(jì)算坯料以及成品檢驗(yàn)用的技術(shù)文件。繪制模鍛鍛件圖時(shí)，應(yīng)考慮以下幾個(gè)問(wèn)題： 西南大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 8 （ 1）確定分模面位 置 分模面即是上下鍛模在模鍛件上的分界面。制定模鍛鍛件圖時(shí)必須首先確定分模面，分模面位置選擇是否合理，關(guān)系到鍛件成形、鍛件出模、模具加工、工步安排和材料利用率等一系列問(wèn)題。根據(jù)分模面的選擇原則：保證順利出模；保證能及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)模；保證金屬易于充滿模膛；保證減少余塊，節(jié)約金屬材料；保證鍛模制造簡(jiǎn)單。所以，該鍛件的分模面選在鍛件上下兩側(cè)面的中部，以便發(fā)現(xiàn)上下錯(cuò)模，分模應(yīng)盡可能呈直線狀。 （ 2） 確定 加工余 量和鍛件公差 模鍛時(shí)金屬坯料是在鍛模內(nèi)成形的，因此模鍛件的精度和表面質(zhì)量都較好，其加工余量和鍛造公差比自由鍛鍛件小得多。加工余量一般為 1～ 4mm，鍛造公差一般取177。 ～ 3mm。模鍛件也要規(guī)定鍛造公差，以防鍛件由于上、下模沒(méi)有閉合，金屬?zèng)]有完全充滿模膛，上、下模