【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近被加工表面，這樣可以減小切削力對(duì)工件造成的反轉(zhuǎn)力矩，必要時(shí)應(yīng)在工件剛性差的部位增加輔助支撐并施加附加夾緊力。 夾緊力的方向（1）夾緊力的作用方向應(yīng)不破壞工件的準(zhǔn)確性和可靠性，一般要求夾緊力的方向應(yīng)指向主要定位基面，把工件壓向定位元件的主要定位表面上。（2）夾緊力方向應(yīng)使工件變形盡可能變小，使工件的夾緊部分屬于套筒零件，顯然軸向夾緊要比要比徑向夾緊使工件變形要小。（3）夾緊力方向應(yīng)使所需夾緊力可能小，在保證夾緊可靠的前提下，減小夾緊力可以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)可以使機(jī)構(gòu)輕便，緊湊以及減少工件變形，為此，應(yīng)使加緊力Q的方向最好與切削力下，工件重力G的方向，這時(shí)所需夾緊力為最小。 專用夾具的設(shè)計(jì)要求夾具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)滿足以下主要要求：（1）保證工件的加工精度要求，即在機(jī)械加工工藝系統(tǒng)中，夾具滿足以下三項(xiàng)要求：一夾具在機(jī)床上的正確位置；工件在夾具中的正確位置；刀具的正確位置。（2）保證工人的操作方便、安全、能減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。如采用氣動(dòng)、液動(dòng)等機(jī)械化夾緊裝置，以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，并可較好的控制夾緊力。夾具操作位置應(yīng)符合操作工人的習(xí)慣，必要時(shí)應(yīng)有安全保護(hù)裝置，以保證使用安全。（3）夾具總體方案應(yīng)與生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。在大批量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)盡量采用個(gè)中快速、高效的，如多件夾緊，聯(lián)動(dòng)夾緊等，以縮短勞動(dòng)時(shí)間，提高生產(chǎn)率；在小批量生產(chǎn)中，則要在盡可能滿足夾具功能的前提下，盡可能使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，以降低成本。（4）適當(dāng)提高家具元件的通用化和標(biāo)準(zhǔn)化程度。要選用標(biāo)準(zhǔn)化元件選用商品化的標(biāo)準(zhǔn)元件，以縮短夾具制造周期，降低夾具成本。（5）便于排屑。（6）有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。設(shè)計(jì)夾具應(yīng)便于制造、檢驗(yàn)、裝配、調(diào)整、維修等。11青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)第2章 零件的分析 零件的功用本次設(shè)計(jì)所選零件為CA6140車床的撥叉831002。拔叉位于車床變速箱傳動(dòng)軸上換擋機(jī)構(gòu)中，主要起換擋作用。該拔叉頭以Φ25mm孔套在變速叉軸上，并用螺釘經(jīng)螺紋孔M22mm與變速叉軸聯(lián)結(jié),撥叉腳（Φ60mm半孔）則夾在兩齒輪之間。當(dāng)需要變速時(shí),操縱變速手柄,變速操縱機(jī)構(gòu)就通過撥叉壁部的操縱槽帶動(dòng)撥叉與變速叉軸一起在變速箱中滑移,撥叉腳撥動(dòng)三聯(lián)滑移變速齒輪在花鍵軸上滑動(dòng)以改變檔位,從而改變車床主軸的旋轉(zhuǎn)速度。 拔叉零件實(shí)體圖 零件的技術(shù)要求表21 撥叉零件技術(shù)要求表加工表面尺寸偏差(mm)公差及精度等級(jí)表面粗糙度Ra(181。m)形位公差(mm)長(zhǎng)槽側(cè)面16H1IT11長(zhǎng)槽底面距槽底面8H12IT12Φ60孔兩端面12d11IT11撥叉腳內(nèi)表面Φ60H12IT12Φ25mm孔25H7IT7M22撥叉頭左端面80IT12撥叉頭右端面80為了實(shí)現(xiàn)換檔變速的功能,其叉軸孔與變速叉軸有較高的配合要求,因此加工精度要求較高。為保證撥叉換檔時(shí)叉腳受力均勻,。為保證撥叉在叉軸上有準(zhǔn)確的位置,改換檔位準(zhǔn)確,撥叉用螺釘定位。 零件的工藝性分析該零件的主要工作表面為撥叉腳兩端面、叉軸也Φ25mm (H7)、鎖銷螺紋孔M2撥叉長(zhǎng)槽,在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)予以保證。零件的材料選擇HT200，灰口鑄鐵生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，雖然塑性差，脆性高，不能鍛造和沖壓，不適合磨削，但其鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。此零件在 CA6140車床共有兩處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：1)以Φ25mm孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：Φ25H7mm的孔，以及Φ42 mm的圓柱兩端面，其中主要加工表面為Φ25H7mm通孔。2)以Φ60mm孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：Φ60H12的孔，以及Φ60H12的兩個(gè)端面。主要是Φ60H12的孔。3)銑16H11的槽這一組加工表面包括：此槽的端面，16H11mm的槽的底面，16H11mm的槽兩側(cè)面。4)以M22。這一組加工表面包括：M22，長(zhǎng)32mm的端面。主要加工表面為M22。由上面分析可知，加工時(shí)應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準(zhǔn)加工另外一組。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。已知此撥叉零件的生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。 審查零件的工藝性分析零件圖可知，拔叉一頭兩端面和另一頭叉腳兩端面均要求切削加工，并在軸向方向上均高于相鄰表面，這樣既減少了加工面積，又提高了換擋時(shí)叉腳端面的接觸剛度；Φ25孔的端面為平面，可以防止加工過程中鉆頭鉆偏，以保證加工精度；另外，該零件除主要工作表面（拔叉叉腳兩端面，叉腳Φ60半孔內(nèi)表面，Φ25孔，槽的兩側(cè)面）外，其余加工表面加工精度較低，通過銑削，鉆床的粗加工就可以達(dá)到，主要工作表面加工精度相對(duì)較高，但除Φ25孔外其他的也可以在正常的生產(chǎn)條件下保質(zhì)保量地加工出來。因此，該零件工藝性較好。 確定生產(chǎn)類型設(shè)定零件為中批生產(chǎn)。 確定毛坯種類該拔叉零件材料為HT200，250HBS。考慮零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單，且為中批生產(chǎn)，故選擇金屬型鑄造毛坯。零件形狀簡(jiǎn)單故毛坯形狀需與零件的形狀盡量接近，又因內(nèi)孔很小，可不鑄出。 確定毛坯鑄件尺寸公差、加工余量及形狀要確定毛坯的尺寸公差及機(jī)械加工余量，應(yīng)先確定如下各因素：由拔叉為金屬型鑄造，查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》?？扇T9。由其為金屬型鑄造，且材料為灰鑄鐵，查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》（RMA）DF?？扇。有技術(shù)要求表可知。根據(jù)上述諸因素，可查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》，所得結(jié)果列表。表22鑄件尺寸公差及機(jī)械加工余量表項(xiàng)目(mm)機(jī)械加工余量(mm)尺寸公差(mm)腳內(nèi)圓寬度Φ6022長(zhǎng)槽寬度162腳端面寬度12中心距125孔徑Φ252端面4422長(zhǎng)槽底面至上表面82頂面362 繪制鑄件零件圖 定位基準(zhǔn)的選擇定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先定精基準(zhǔn)，然后再確定粗基準(zhǔn)。 粗基準(zhǔn)的選擇選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，若鑄件表面上帶有澆冒口、毛刺，或者分型面或夾砂則不能選為粗基準(zhǔn)?？紤]的重點(diǎn)是如何保證各加工表面有足夠多的余量，及保證不加工表面與加工表面間的尺寸，位置符合零件圖樣設(shè)計(jì)要求。對(duì)于本零件而言，應(yīng)該盡可能的選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)，而若有幾個(gè)不加工的表面的工件，則應(yīng)已與加工表面相對(duì)位置精度較高的不加工表面為粗基準(zhǔn)。故現(xiàn)選取Φ25孔的不加工外輪廓表面做為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩塊V形塊支承這兩個(gè)Φ42作主要定位面，限制5個(gè)自由度，再以一個(gè)銷釘限制最后1個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行銑削。用Φ25外圓面定位加工內(nèi)孔可保證孔的壁厚均勻；采用拔叉頭圓柱右端面做粗基準(zhǔn)加工左端面，可以為后續(xù)工序準(zhǔn)備好精基準(zhǔn)。 精基準(zhǔn)的選擇精基準(zhǔn)的選擇要考慮保證零件的加工精度及零件的裝夾準(zhǔn)確方便，選擇的依據(jù)是“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。應(yīng)用時(shí)主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算。根據(jù)該拔叉零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇拔叉叉腳左端面和叉軸孔Φ25作為精基準(zhǔn)，零件上的很多表面都可以采用它們作為基準(zhǔn)進(jìn)行加工，即遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。叉軸孔Φ25的軸線是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，選用其做精基準(zhǔn)定位加工拔叉腳兩端面，圓柱斜側(cè)面和槽所在面，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)的重合，保證了被加工表面的垂直度。選用拔叉叉腳左端面作為精基準(zhǔn)同樣是遵循了“基準(zhǔn)重合”的原則，因?yàn)樵摪尾嬖谳S向的尺寸多以該端面作為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。 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級(jí)等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)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。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。工序一 以Φ42外圓為粗基準(zhǔn)，粗銑Φ25孔下端面。工序二 精銑Φ25孔上下端面。工序三 以Φ25孔上端面為精基準(zhǔn)，鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸Φ25孔，孔的精度達(dá)到IT7。工序五 以Φ25孔為精基準(zhǔn)，粗銑Φ60孔上下端面。工序六 以Φ25孔為精基準(zhǔn)，精銑Φ60孔上下端面。工序七 以Φ25孔為精基準(zhǔn)，鉆、鏜、鉸Φ60孔，保證空的精度達(dá)到IT8。工序八 以Φ25孔為精基準(zhǔn)，銑螺紋孔端面。工序九 以Φ25孔為精基準(zhǔn)，鉆Φ20孔（裝配時(shí)鉆鉸錐孔）。工序十 以Φ25孔為精基準(zhǔn)，鉆一個(gè)Φ20孔，攻M22。工序十一 以Φ25孔為精基準(zhǔn)，銑槽端面。工序十二 以Φ25孔為精基準(zhǔn)。工序十三 兩件銑斷。工序十三 檢查。 機(jī)械加工余量、公差的確定由于設(shè)計(jì)需要，只計(jì)算工序九及工序十二的機(jī)械加工余量、公差。 工序九：機(jī)床：Z535立式鉆床刀具：確定鉆削用量確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]，表2810可查出，查Z535立式鉆床說明書，取。根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]表288，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說明書查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]，表289，允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]，表2815，由插入法得 ， ，由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]，由表283，，故：查Z535機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為： 由參考文獻(xiàn)[11]，表285，故： 校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率：故選擇的鉆削用量可用。即，，相應(yīng)地：，切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度：刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：查參考文獻(xiàn)[5]，：工序十二粗銑、精銑16H11槽側(cè)面和底面的加工余量、工序尺寸和公差的確定。精銑余量Z=1mm；公差值為+。精加工尺寸15mm。精銑槽16H11本道工序精銑槽之前已進(jìn)行了粗銑和半精銑工步，此工序精銑槽須滿足各技術(shù)要求包括：槽寬16H11，槽深8H12。粗銑16H11的槽機(jī)床：X6025型多功能臥式升降臺(tái)銑床 ，工作臺(tái)T形槽為5個(gè)，槽寬為14mm，間距為50mm。刀具：錯(cuò)齒三面刃銑刀 切削深度：根據(jù)參考文獻(xiàn)查[1]：刀具的直徑D=80mm，刀具的齒數(shù) Z=14，刀具的寬度L=14mm。查[11]：進(jìn)給量,根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表查得切削速度，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻(xiàn)[11]實(shí)際切削速度：進(jìn)給量：機(jī)床工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長(zhǎng)度： =42mm刀具切出長(zhǎng)度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[5]，： 半精銑16H11的槽機(jī)床：X6022型臥式銑床 刀具：錯(cuò)齒三面刃銑刀刀具直徑D=80，齒數(shù)Z=14，寬度L=16。切削深度：根據(jù)參考文獻(xiàn)[11]表查得：進(jìn)給量,根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表查得切削速度，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻(xiàn)[12]實(shí)際切削速度：進(jìn)給量：工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長(zhǎng)度： =42mm刀具切出長(zhǎng)度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間： 查參考文獻(xiàn)[5]，： 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 拔叉零件圖第3章 三維建模概述 常見的三維建模軟件目前，在市場(chǎng)上可以看見許多優(yōu)秀的建模軟件，比較知名的有3DMAX、Softimage、Maya、UG以及AutoCAD等等。他們的共同特點(diǎn)是利用一些基本的集合元素，如立方體、球體等，通過一系列的幾何操作，如平移、旋轉(zhuǎn)、拉伸以及布爾運(yùn)算等來構(gòu)建復(fù)雜的幾何場(chǎng)景。利用建模軟件構(gòu)建三維模型主要包括幾何建模、行為建模、物理建模、對(duì)象特性建模以及模型切分等。其中，幾何建模的創(chuàng)建與描述，是虛擬場(chǎng)景造型的重點(diǎn)。本次設(shè)計(jì)所采用的軟件為UG：UG是美國(guó)EDS公司（現(xiàn)已經(jīng)被西門子公司收購(gòu)）的集 CAD/CAM/CAE功能于一體的軟件集成系統(tǒng)。其中《UG CAD實(shí)用教程》的主要內(nèi)容包括UG CAD基礎(chǔ)入門、曲線的建立、曲線的操作與編輯、三維實(shí)體建模與編輯、草圖的建立及約束管理、表達(dá)式、工程圖的建立、工程圖的編輯與注釋、組件裝配、組件爆炸視圖、組件克隆及明細(xì)表、自由形狀特征的建立與編輯等。本書注重將理論知識(shí)與實(shí)例相結(jié)合，并就建模方法和技巧以及如何實(shí)現(xiàn)參數(shù)化建模等進(jìn)行了歸納總結(jié)。UG的計(jì)算機(jī)輔助制造（ CAM）模塊包括數(shù)控銑加工編程、車加工編程、電火花線切割編程，《UG CAM實(shí)用教程》是作者針對(duì)最新版本UG NX、結(jié)合多年應(yīng)用和培訓(xùn)UG系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)寫成，重點(diǎn)講述其中的銑加工編程，內(nèi)容詳實(shí)、實(shí)用性強(qiáng)，能使讀者快速具備編程的能力。 《UG—CAE篇》主要介紹UG的CAE模塊。該書在結(jié)構(gòu)編排上，作者試圖按循序漸進(jìn)、深入淺出的原則組織各章節(jié)內(nèi)容，同時(shí)根據(jù)讀者的對(duì)CAD篇的反饋意見，在該書中增加了操作實(shí)例，詳細(xì)介紹有限元分析模型和機(jī)構(gòu)分析模型的創(chuàng)建方法、分析結(jié)果的提取方法