【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 產(chǎn)率和降低加工成本 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低單件時(shí)間定額的主要技術(shù)措施是增大切削用量和壓縮輔助時(shí)間。采用機(jī)床夾具，既可以提高工件加工時(shí)的剛度，有利于采用較大的切削用量，又可以省去劃線找正等工作，使安裝工作的輔助工時(shí)大大減小，因此能顯著地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低成本。 ③改善工人 勞動(dòng)條件 采用夾具后，工件的裝卸顯然比不用夾具方便、省力、安全。使用專用夾具安裝工件，定位方便、迅速，夾緊可采用增力、機(jī)動(dòng)等裝置，因此可以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。還可設(shè)計(jì)保護(hù)裝置，確保操作者安全。 ④在流水線生產(chǎn)中，便于平衡生產(chǎn)節(jié)拍 工藝工程中，當(dāng)某些工件所需要工序時(shí)間特別長(zhǎng)時(shí)，可以采用多工位或高效夾具等，以提高生產(chǎn)效率，使生產(chǎn)節(jié)拍能夠比較平衡。 （ 2）機(jī)床夾具分類 ①專用夾具 專用夾具是針對(duì)某一種工件的一定工序而專門設(shè)計(jì)的。因?yàn)椴恍枰紤]通用性，所以?shī)A具可以設(shè)計(jì)得結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便。還可以按需要采用 各種省力機(jī)構(gòu)、動(dòng)力裝置、分度裝置等。因此，此類夾具可以保證較高的加工精度和勞動(dòng)生產(chǎn)率。但是，由于這類夾具的專用性很強(qiáng)，并且設(shè)計(jì)和制造周期較長(zhǎng)，制造費(fèi)用也較高，當(dāng)產(chǎn)品變更時(shí)，往往因無(wú)法再使用而報(bào)廢。因此，這類夾具主要在產(chǎn)品固定和工藝穩(wěn)定的較大批量生產(chǎn)中應(yīng)用。 ②可調(diào)式夾具 可調(diào)式夾具的特點(diǎn)是：加工完一種零件后，通過(guò)調(diào)整或更換夾具中的個(gè)別元件，即可加工形狀相似、尺寸和加工工件相近的多種零件。 可調(diào)式夾具又可以分為通用可調(diào)夾具和專用可調(diào)夾具。通用可調(diào)夾具如滑柱式 鉆模等，使用范圍較大。專門化可調(diào)夾具常稱為 成組夾具，通常配合成組技術(shù)，用于裝夾和加工一組結(jié)構(gòu)與工藝相似的工件。 因?yàn)檫@類夾具是在專門夾具基礎(chǔ)上少量更換或調(diào)整夾具元件，所以只能到達(dá)有限目標(biāo)的通用化。即使這樣，也極大提高了專用夾具在多品種、中小批量生產(chǎn)中使用的經(jīng)濟(jì)性。 ③專門化拼裝夾具 專門化拼裝夾具是針對(duì)其工件的特定工序加工要求，由實(shí)現(xiàn)制造好的通用性較強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)化元件和部件拼裝組成。從這個(gè)特點(diǎn)來(lái)看，這類夾具具有很大的通用性，但同時(shí)又是為某一種特定工序而專門拼裝的夾具。因此，這類夾具又具有專門夾具的優(yōu)點(diǎn)。 ④自動(dòng)化生產(chǎn)用夾具 自動(dòng)化生產(chǎn)用夾具主要是 自動(dòng)線上所使用的夾具?；旧戏譃閮深悾阂活愂枪潭ㄊ綂A具，它與一般專用夾具相似；一類是隨行夾具，它除了具有一般夾具所擔(dān)負(fù)的安裝工件任務(wù)外，還擔(dān)負(fù)著沿自動(dòng)線輸送工件的任務(wù)，即隨著工件從一個(gè)工位移動(dòng)到下一個(gè)工位。故稱為“隨行夾具”。屬于自動(dòng)化生產(chǎn)夾具的還有數(shù)控機(jī)床夾具。 （ 3）夾具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和基本要求 ①夾具設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 針對(duì)性強(qiáng)。設(shè)計(jì)人員必須全面掌握工藝和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況。專用夾具是為某零件的某道工序設(shè)計(jì)的，設(shè)計(jì)人員必須全面了解和掌握產(chǎn)品零件的要求，工藝工程的安排以及所使 8 用的機(jī)床、刀具，輔具的具體情況才可 能提出合理可行的最佳方案，確定最合理的定位、夾緊裝置。 保證加工質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率是夾具設(shè)計(jì)的兩項(xiàng)主要任務(wù)，而保證加工質(zhì)量又是第一位的。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)把住定位方案的確定和精度分析這兩道關(guān)。對(duì)于制造精度要求不高的零件，其夾具設(shè)計(jì)應(yīng)該重點(diǎn)保證提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和改善勞動(dòng)條件。 夾緊機(jī)構(gòu)對(duì)整個(gè)夾具結(jié)構(gòu)起決定性作用。夾緊裝置的結(jié)構(gòu)形式和種類很多，選用的靈活性很大，特別是夾緊裝置中力源及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)對(duì)夾具結(jié)構(gòu)影響最大。因此，在同樣能保證工序要求的情況下，每個(gè)人設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)可能大不相同。而不同復(fù)雜程度的夾具在不同的生產(chǎn) 規(guī)模條件下其經(jīng)濟(jì)效果也不一樣，設(shè)計(jì)人員必須使自己的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)，不可片面追求高精度而忽視了經(jīng)濟(jì)性。 夾具的制造多屬于單件生產(chǎn)。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮采用組合加工，修配和調(diào)整等措施來(lái)保證夾具的制造精度，盡可能地考慮設(shè)置修配和調(diào)整環(huán)節(jié)，而不能完全依靠用完全互換的辦法保證制造精度。 設(shè)計(jì)周期短，一般不進(jìn)行強(qiáng)度剛度計(jì)算。夾具設(shè)計(jì)是直接為產(chǎn)品生產(chǎn)服務(wù)的生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作，其設(shè)計(jì)周期要求短，因此設(shè)計(jì)時(shí)多采用參照法或是憑經(jīng)驗(yàn)確定的辦法來(lái)保證受力件的強(qiáng)度和剛度，通常不進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，有時(shí)采用簡(jiǎn)便公式或用圖表作為設(shè)計(jì)參考。 要注意的是在設(shè)計(jì)一些具有較高精度的夾具時(shí)，應(yīng)該對(duì)定位精度、夾緊力等進(jìn)行必要的計(jì)算和分析。 ②設(shè)計(jì)的基本要求 夾具設(shè)計(jì)的原則是經(jīng)濟(jì)和實(shí)用，它可以概括為“好用、好造、好修”這六個(gè)字，其中好用是主要的，但好用也必須以不脫離生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際制造和維修水平為前提。具體要求為： (a)夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)與其用途和生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)，正確處理好質(zhì)量、效率、方便性與經(jīng)濟(jì)性四者的關(guān)系。 (b)保證工件精度。 (c)保證使用方便，要便于裝卸、便于夾緊、便于測(cè)量、便于觀察、便于排屑排液、便于安裝運(yùn)輸，保證安全第一。 (d)注意結(jié)構(gòu)工藝性，對(duì)加工、裝配、檢驗(yàn)和維修等問題應(yīng)全面考慮，以降低制造成本。2. 輸出軸的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 零件的工藝性分析及生產(chǎn)類型確定 零件的作用 軸類零件在機(jī)器中用來(lái)支承傳動(dòng)零部件，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。輸出軸是典型的軸類零件，其作用在動(dòng)力輸出裝置中，是動(dòng)力輸出的關(guān)鍵零件之一。 本設(shè)計(jì)所加工的零件是機(jī)床變速器輸出軸，它是動(dòng)力輸出的主要零件φ 80 的孔與變速器配合起定心作用，通過(guò) 8φ 20 的通孔將動(dòng)力傳至該軸，再由φ 55 處通過(guò)鍵將動(dòng)力輸出。該軸在工作中需要承受一定的沖擊載荷和較大的扭 矩。因此，該軸應(yīng)具有足夠的耐磨性和抗扭強(qiáng)度。 設(shè)計(jì)中一定要注意表面熱處理。因?yàn)樗莿?dòng)力輸出的關(guān)鍵零件之一，它的加工質(zhì)量對(duì)機(jī)床的安全性和穩(wěn)定性都有很大的影 9 響 。 各部分尺寸零件圖中詳細(xì)標(biāo)注如下： 圖 變速器輸出軸零件圖 零件的工藝分析 通過(guò)對(duì)氣門搖臂軸支座零件圖的重新繪制，知原圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差以及技術(shù)要求齊全。通過(guò)對(duì)零件圖的詳細(xì)審閱，該零件的基本工藝狀況已經(jīng)大致掌握。 主要工藝狀況如下敘述： 零件的材料為 45 號(hào)鋼， 45 號(hào)鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)用鋼，硬度不高易 切削加工。調(diào)質(zhì)處理后零件具有良好的綜合機(jī)械性能，廣泛應(yīng)用于各種重要的結(jié)構(gòu)零件，特別是那些在交變負(fù)荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類等。但表面硬度較低，不耐磨?？捎谜{(diào)質(zhì)＋表面淬火提高零件表面硬度。根據(jù)對(duì)零件圖的分析，該零件需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求如下： (1)φ 55 外圓表面，粗糙度為 ，圓跳動(dòng) ，及其外圓表面上的鍵槽的加工； (2)φ 60 和φ 75 外圓表面，其兩者的中心連線為φ 55 外圓和φ 80 孔圓跳動(dòng)的基準(zhǔn)線，因此應(yīng)盡可能的先加工出來(lái)，其表面粗糙度均為 1..25； (3)φ 65 外圓表面，粗糙度為 ； (4)φ 80 的孔，其表面粗糙度為 ，以及與其具有位置度要求φ mm 的 10φ 20的通孔，其均勻分布，表面粗糙度為 ； 10 (5)φ 50 和φ 104 的孔、φ 176 外圓表面及 30176。的圓錐面，它們的尺寸公差和表面粗糙度要求都不高，通過(guò)粗加工或半精加工就可達(dá)到要求。 通過(guò)上面零件的分析可知，該零件并沒有復(fù)雜的加工曲面，屬于較為簡(jiǎn)單的零件，所以根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。 確定零件的生產(chǎn)類型 零件的生產(chǎn)類型是指企業(yè)（或車間、工段 、班組、工作地等）生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類，一般可分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)三種類型，在實(shí)際生產(chǎn)中一般分為單件小批生產(chǎn)、中批生產(chǎn)、大批大量生產(chǎn)。不同的生產(chǎn)類型有著完全不同的工藝特征，它對(duì)工藝規(guī)程的制訂具有決定性的影響。零件的生產(chǎn)類型是按零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)和產(chǎn)品特征來(lái)確定的。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。年生產(chǎn)綱領(lǐng)是包括備品和廢品在內(nèi)的某產(chǎn)品年產(chǎn)量。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng) N 可按下式計(jì)算： %)1% )(1( baQmN ??? 式中 ： N零件的生產(chǎn)綱領(lǐng) Q產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺(tái)、輛 /年） m每臺(tái)（輛）產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件 /臺(tái)、輛） a %備品率，一般取 2%4% b %廢品率，一般取 %% 根據(jù)上式就可以計(jì)算求得出零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)，再通過(guò)查表，就能確定該零件的生產(chǎn)類型。 根據(jù)本零件的設(shè)計(jì)要求， Q=10000 臺(tái)， m=1 件 /臺(tái)，分別取備品率和廢品率 3%和 %，將數(shù)據(jù)代入生產(chǎn)綱領(lǐng)計(jì)算公式得出 N=10351 件 /年，零件質(zhì)量為 6kg 左右，根據(jù)《機(jī)械 制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》 [6]表 13，表 14 可知該零件為輕型零件，本設(shè)計(jì)零件變速器輸出軸的生產(chǎn)類型為輕型大批量生產(chǎn)。 選擇毛坯種類，繪制毛坯圖 選擇毛坯種類 機(jī)械加工中毛坯的種類有很多種，如鑄件、鍛件、型材、擠壓件、沖壓件、焊接組合件等，同一種毛坯又可能有不同的制造方法。為了提高毛坯的制造質(zhì)量，可以減少機(jī)械加工勞動(dòng)量，降低機(jī)械加工成本，但往往會(huì)增加毛坯的制造成本。選擇毛坯的制造方法一般應(yīng)當(dāng)考慮一下幾個(gè)因素。 （ 1）材料的工藝性能 材料的工藝性能在很大程度上決定毛坯的種 類和制造方法。例如，鑄鐵，鑄造青銅等脆性材料不能鍛造和沖壓，由于焊接性能差，也不宜用焊接方法制造組合毛坯，而只能用鑄造。低碳鋼的鑄造性能差，很少用于鑄造；但由于可鍛性能，可焊接性能好，低碳鋼廣泛用于制造鍛件、型材、沖壓件等。 （ 2）毛坯的尺寸、形狀和精度要求 毛坯的尺寸大小和形狀復(fù)雜程度也是選擇毛坯的重