【正文】 831006 加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) 1 第 1 章 緒論 隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代，其產(chǎn)品型號越來越多，質(zhì)量要求越來越高，更新周期越來越短， 使 機(jī)械制造工程飛速的發(fā)展。CA6140 車床撥叉 831006 加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) I CA6140 車床撥叉 831006 加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) 摘 要 隨著科技的發(fā)展， 機(jī)械制造 行業(yè) 已經(jīng) 是 我國技術(shù)進(jìn)步和社會發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一。 positioning and clamping。 在指定工藝規(guī)程時(shí)，應(yīng)根據(jù)零件的產(chǎn)量和現(xiàn)有的設(shè)備條件，綜合考慮加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的要求，經(jīng)過反復(fù)分析比較，確定最優(yōu)方案。 夾具設(shè)計(jì) 研究概述 夾具 的定義 夾具是一種裝夾工件的一種工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造過程的切削加工，熱處理裝配，焊接和檢測等工藝過程中。在工業(yè)發(fā)展初期。隨著我國制造業(yè)發(fā)展和各種各種零件的需求與日俱增，加工設(shè)備和工藝也向著柔性化的方向轉(zhuǎn)變。定位是確定工件在夾具中占有正確位置的過程。 定位元件是夾具的主要功能元件之一 ，通常當(dāng)工件定位基準(zhǔn)面的形狀確定后，定位元件的結(jié)構(gòu)也就確定了。鏜套，它們能確定刀具的位置，并引導(dǎo)刀具進(jìn)行切削。 1． 所保證加工精度 用夾具裝夾工件時(shí)工件相對刀具及機(jī)床的位置由夾具保證不受工人技術(shù)的影響，使一批工件的加工精度趨于一致。 生產(chǎn)對其提出的新要求 現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)制造的產(chǎn)品 品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場激烈競爭，現(xiàn)代生產(chǎn)對夾具提出了如下新的要求 ： 1． 能迅速方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期 。 4． 夾具和操作工人的關(guān)系非常的密切，要求夾具與生產(chǎn)條件和操作密切結(jié)合。 舍棄一些功能低劣的結(jié)構(gòu)，通用化方法包括：夾具、部件、元件、毛呸和材料的通用化夾具的標(biāo)準(zhǔn)化階段是通用化的深入并為工作圖的審查創(chuàng)造了良好的條件 [13]。分述如下： 1． 以 ?? mm 孔為中心的加工表面 這一組加工表面包括： ?? mm 的孔，以及 ? 40mm 的圓柱上表 面，其中主要加工表面為 ? ? mm 通孔 ，其粗糙度要求為 。 C、 D 兩端面之間相對于的 ? ? mm 的 孔 內(nèi)表面有 垂直度公差為 。 此外，為了消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時(shí)效 。 制定工藝路 線 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn) ,應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、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 ,可以考慮采用萬能性機(jī)床配以專用夾具 ,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。 3． 刀具的選擇 銑上下表面時(shí)采用硬質(zhì)合金端銑刀，可以保證加工零件的精度要求 ； 銑槽時(shí)采用直柄立銑刀 ； 銑斷時(shí)采用銑斷銑刀 ； 鉆孔時(shí)采用高速鋼錐柄麻花鉆 ； 擴(kuò)孔時(shí)采用高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆 ； 鉸孔時(shí)采用硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀 ； 車孔時(shí)采用 YG6 硬質(zhì)合金 車 刀 。 (6) 求毛坯基本尺寸 為方便加工，鍵槽處鑄成實(shí)心。 工序尺寸加工余量： 粗銑至 ； 半精銑至 余量為 3mm； 精銑至 16mm 余量為 。 則 4)3~2(60t a n )3~2(t a n 01 ????? rpkalmm 4,5~3 22 ?? ll 取 mm 所以 8 0 ?? ???jTmin 3． 精車 ? 的 孔至 ? ? mm,粗糙度為 (1) 確定背吃刀量 ?pa mm。 (5) 計(jì)算基本工時(shí) CA6140 車床撥叉 831006 加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) 24 nf lllnfLT j 21 ???? 01 23c o t ( 1 ~ 2 ) c o t 6 0 ( 1 ~ 2 ) 7 m m22Dl k r? ? ? ? ?, 22?l mm m ?? ???jT 2． 擴(kuò) ? 23mm 的孔至 ? (1) 確定 背吃刀量為 ?pa mm。 由 文獻(xiàn) [15]表 5— 136 硬質(zhì)合金鉸刀鉸孔時(shí)的切削用量 得 被吃刀 量 ~?pa mm， 符合被吃刀量的范圍 ?？蛇x用X52K 立式升降臺銑床，功率為 ， 由 文獻(xiàn) [15]表 5146 硬質(zhì)合金面銑刀、圓柱銑刀和圓盤銑刀加工平面和凸臺時(shí)的進(jìn)給量 得 ： 每齒進(jìn)給量 m m / z , m m / zzzff? ? ?取。 (3) 切削工時(shí) 12jMzl l lT f???? ， 由 文獻(xiàn) [15]表 573 立式銑床工作臺 進(jìn)給量得 126 m m /m inMzf ? CA6140 車床撥叉 831006 加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) 28 22120 . 5 ( ) ( 1 ~ 3 ) 3 m m , 1 m meL d d a L? ? ? ? ? ? 則 7 5 3 1 0 .6 3 m in126jT ???? 工序五： 粗銑和半精銑 C、 D 兩 面 。 (2) 確定進(jìn)給量 由 文獻(xiàn) [15]表 5— 128 高速鋼和硬質(zhì)合金擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔時(shí)的進(jìn)給量得進(jìn)給量 f= ~， 所以取 f=。 (2) 確定鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽 命 由 文獻(xiàn) [15]表 5130 鉆頭、擴(kuò)孔鉆和鉸刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 查得最大磨損限度為 ，壽命 T=75min。 (2) 選擇進(jìn)給量 決定進(jìn)給量，由 文獻(xiàn) [15]表 557 臥式車床刀架進(jìn)給量 得 ： f=~， 取 f=(3) 計(jì)算切削速度 由 文獻(xiàn) [15]表 28 車削時(shí)切削速度的計(jì)算公式 得 ： vyxpm vc kfaT Cv vv? 式中 使用壽命 T=60min； vc =158； vx =； vy =； m= 由 文獻(xiàn) [15]表 29 車削過 程中 使用條 件改 變時(shí) 的修 正系 數(shù) 得vk = 則 : 15 8 ?????? vyxpm vc kfaT Cv vv m/min 1 0 0 01 0 0 0 ????? d vn c? m/min 由 文獻(xiàn) [15]表 556 臥式車床 主軸轉(zhuǎn)速 得 轉(zhuǎn)速 n=305 r/min 則實(shí)際切削速度 ????? Dnvc ?m/min CA6140 車床撥叉 831006 加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) 20 (4) 計(jì)算基本工時(shí) ????? nfLT j min 式中 jT—— 機(jī)動時(shí)間， min； L—— 刀具或工作臺行程長度， mm； n—— 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速， r/min； f—— 主軸每轉(zhuǎn)刀具的進(jìn)給量， mm/r。 2． B 面的單邊總加工余量為 Z= 查 文獻(xiàn) [15]表 549 平面精加工余量 得 精加工余量故粗加工余量為 Z=。 (2) 選取公差等級 CT 由 文獻(xiàn) [15]表 51 大批量生產(chǎn)的毛坯鑄件的公差等級 得 鑄造方法按金屬型鑄造、鑄件材料按灰鑄鐵，得公差等級 CT 范圍 8~10 級，CA6140 車床撥叉 831006 加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) 17 取為 10 級。 2． 工藝路線方案二 工序一 : 鑄造毛坯 工序二：以底平面 D 面為粗基準(zhǔn)，用 V 型塊定位， 粗車、半精車、精車 ? ? mm 孔，使其達(dá)到精度要求 工序三：以 ? 40mm 圓柱外表面為基準(zhǔn)，用 V 型塊定位，并以 CA6140 車床撥叉 831006 加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) 15 ? ? mm 的 圓 心 為 基 準(zhǔn) 鉆 、 擴(kuò) 、 粗 鉸 、 精 鉸? ? mm 的孔，達(dá)到精度要求 工序四：將兩件銑斷 工序五：以 ? ? mm 的內(nèi)孔為精基準(zhǔn)，以 定位擋 銷和 一壓板實(shí)現(xiàn)定位 ，進(jìn)行 C、 D 兩面的 粗銑 、精銑 加工 ，使 C、 D 兩面滿足垂直 度誤差不大于 工序六：以 ? ? mm 的內(nèi)孔為精基準(zhǔn)， 以 D 面和一輔助支撐實(shí)現(xiàn)定位 ，進(jìn)行 B 面的 粗 銑加工 工序七：以 ? ? mm 的內(nèi)孔為精基準(zhǔn)，銑 ? mm 的槽 ,保證槽的側(cè)面相對于孔的垂直度誤差是 工序八：以 ? ? mm 的內(nèi)孔為精基準(zhǔn)，銑 ? 40mm 外圓上的 平臺 工序九： 去除毛刺 工序十： 檢驗(yàn)入庫 比較兩種工序加工方案，考慮到加工的合理性及精度的要求，我們選擇方案二的設(shè)計(jì)。 1． 粗基準(zhǔn)的選擇 對于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。毛坯零件圖 如圖 22 所示： CA6140 車床撥叉 831006 加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) 13 圖 22 毛坯圖 毛坯的鑄造方法：選用金屬型造型的方法。 4． 銑 ? mm 的槽 CA6140 車床撥叉 831006 加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) 12 這一組加工表面包括：此槽 端面 的粗糙度要求為 ，槽的底面的粗糙度要求為 。通過上方的力撥動下方的齒輪 實(shí)現(xiàn) 變速。 高效化夾具主要用來減少工 件加工的機(jī)動時(shí)的和輔助時(shí)的，以 提高勞動生產(chǎn)率，減少工人勞動強(qiáng)度。 5． 采用液壓汞站等為動力源的高效夾緊裝置，進(jìn)一步提高勞動生產(chǎn)率 [11 ]。 夾具 設(shè)計(jì)要求 夾具設(shè)計(jì)基本要求 設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)滿足下列四項(xiàng)基本要求 ： 1． 保證工件的加工精度 。 按夾具使用的機(jī)床分類 這是專用夾具設(shè)計(jì)使用的分類方法，如車床、銑床、刨床、鉆床、數(shù)控車床等夾具 ，如圖 11,12,13 所示： CA6140 車床撥叉 831006 加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) 6 圖 11 鉆床夾具 圖 12 銑床夾具 圖 13 工裝夾具 設(shè)計(jì)專用夾具時(shí)機(jī)床的類別、組別、型別主要參數(shù)均以確定。連接常有的兩種方式：一種是安裝在機(jī)床工作臺上，另一種是安裝在機(jī)床主軸上，連接元件用于確定夾具本身在機(jī)床上的位置。 機(jī)床夾具能夠 降低對操 作工人的技術(shù)要求和工人的勞動強(qiáng)度 。首先得了解影響定位精度的因素， 然后采取措施解決具體的問題。 我國的機(jī)械制造業(yè)經(jīng)過 50 多年，特別是近 20 年的發(fā)展，已形成了品種繁多、門類齊、布局合理的機(jī)械制造工業(yè)體系。 夾具 發(fā)展概況 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)展成為門類齊全的工 藝 裝備 。 因此，好的夾具設(shè)計(jì)可以提高產(chǎn)品勞動生產(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。夾具的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)深入生產(chǎn)實(shí)際，對工件的圖紙、 工藝文 件，生產(chǎn)綱領(lǐng)等分析 ，精心調(diào)查研究，吸取國內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)，制訂出合理的設(shè)計(jì)方案 [1]。在 工藝 規(guī)程 編制方面，主要通過仔細(xì)分析撥叉 零件圖和相關(guān)技術(shù)要求，查閱零件相關(guān)資料，考慮了 零件 的工藝結(jié)構(gòu)要求、批量 生產(chǎn) 要求、經(jīng)濟(jì)性、可行性等多方面因素，最終安排工序 ，并 完成加工，其中包括 各道工序的加工方法，機(jī)床、刀具、夾具、輔具、量具的選擇，基準(zhǔn)面的選取，定位和夾緊方案的擬定，并將其編入工序卡 片 ， 清晰明了的表達(dá)出了整個(gè)加工過程。另外，在 專用 夾具設(shè)計(jì)方面，主要對一孔、 一平面 的加工工序進(jìn)行了夾具方案的分析，計(jì)算和最終完成設(shè)計(jì)任務(wù) 。 機(jī)械加工必須保證零件的加工質(zhì)量，達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)要求，同時(shí)還應(yīng)該具有較高的生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。在當(dāng)今激烈的市場競爭和企業(yè)信息化要求下，滿足企業(yè)對夾具的設(shè)計(jì)制造的更高要求。 改革開放以來，機(jī)械工業(yè)充分利用國內(nèi)外兩方面技術(shù)資源，有計(jì)劃的進(jìn)行企業(yè)的技術(shù)改造，引導(dǎo)企業(yè)走依靠科技進(jìn)步的道路，使制造技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量以及經(jīng)濟(jì)效益有了很大的提高，為繁榮國內(nèi)市場，擴(kuò)大出口創(chuàng)匯，推動國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起了重要作用 。許多科研院所、大專院校和企業(yè)研制出了一大批成套技術(shù)裝備和多種高精尖產(chǎn)品，有些已接近或達(dá)到國際先進(jìn)水平。如定位基準(zhǔn)與定位元件的配合狀況和影響定位精度，那么可以提高夾具的制造精度，減小配合間隙就能提高夾具在機(jī)床上的定位精度。 由于多數(shù)專用夾具的夾緊裝置只需廠人操縱按鈕、手柄即可實(shí)現(xiàn)對工件的夾緊，這在很大程度上減少了工人找正和調(diào)整工件的時(shí)間與難度 [7]。 2． 對刀與導(dǎo)向裝置 對刀裝置常見在銑床夾具中，用以對刀塊 。它們不同點(diǎn)是機(jī)床切削成型運(yùn)動不同、故夾具與機(jī)床的連接方式不同它們的加工精度要求也各不相同 [9 ]。 CA6140 車床撥叉 831006 加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) 8 2． 保證工人的造作安全 。 夾具設(shè)計(jì)特點(diǎn) 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)與其他裝備設(shè)計(jì)比較有較大的差別，主要表現(xiàn)在以下五個(gè)方面： 1． 要有較短的設(shè)計(jì)和制造周期，一般沒有條件對夾具進(jìn)行原理性實(shí)驗(yàn)和復(fù)雜的 計(jì)算工作。 夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是通過調(diào)組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力 [1 2]。兩件零件鑄為一體，加工時(shí)分開 。 5． 銑 ? 40mm 外圓柱面上的平臺 這一組加工表面包 括： 粗糙度要求 ，其余為尺寸要求，