【導讀】撥叉的加工質量將直接影響機器的性能和使用壽命。本次設計旨在提高CA6140車床撥叉的加工。效率，由此我們首先對撥叉的結構特征和工藝進行了仔細的分析，然后確定了一套合理的加工方案，加工方案要求簡單，操作方便，并能保證零件的加工質量。3設計工藝規(guī)程：包括制定工藝路線，選擇基準面等；5編制工藝文件。第六道工序銑斷雙體的專用夾具設計，以滿足加工過程的需要。

　　

【正文】 《工藝設計手冊》表 ) 4）檢驗機床扭轉及功率 根據《切削手冊》表 ，當 f=， do= mm 時 Mc=, 根據 Z525 鉆床說明書 ,當 nc=960r/min 時， Mm Mc 又根據《切削手冊》表 ，當 бb=(170~213)MPa do=10mm f==時 Pc= 根據 Z525 鉆床說明書 , PcPE 所以有 Mc Mm PcPE 故選擇的切削用量可用。 即 f=(3)計算基本工時 mLt nf? L=l+y+Δ 由《切削手冊》表 查得 y+Δ= 故 6 mt ?? ?= （ 2）攻 M6 的螺紋 由〈〈工藝設計手冊〉〉表 可知 1 2 1 2moL l l L l ltifn fn??? ? ? ??????? 其中： l1=(1~3)p l2=(2~3)p 公式中的 no 為絲錐或工件回程的每分鐘轉數（ r/min） 。 i 為使用絲錐的數量； n 為絲錐或工件每分鐘轉數（ r/min）； d 為螺紋大徑； f 為工件每轉進給量 等于工件螺紋的螺距 p 由上述條件及相關資料有； f=p=1mm/r d=6mm n=680r/min no=680r/min i=1 所以 (1) 切削速度 河北工程大學 大學畢業(yè)設計說明書 25 1000odnv ?? 所以 v = 6 6801000?? =(2) 基本工時 26 2 2 . 5 6 2 2 . 5 16 8 0 1 6 8 0 1mt ? ? ? ???? ? ???????= 工序九：銑缺口 （ 1）加工條件 工件尺寸：長為 25mm, 寬為 10mm 機床： XA5032 立式銑床 刀具； W18Cr4V硬質合金端銑刀 W18Cr4V硬質合金端銑刀，牌號為 YG6，由《切削用量簡明手冊》后稱《切削手冊》表 查得銑削寬度 ae=90mm,深度 ap=6mm,齒數 Z=10時，取刀具直徑 do=100mm。又由《切削手冊》表 刀具的前角 ro=+5o。后角 ao=8o。副后角 a’o=8o,刀齒斜角 λs=10o,主刃 Kr=60o,過渡刃 Krε=30o,副刃Kr’=5o,過渡刃寬 bε=1mm (2)切削用量 a)切削深度 因切削用量較小，故可以選擇 ap=6mm,一次走刀即可完成所需尺寸。 b)每齒進給量：由《切削手冊》表 可知機床的功為 ，查《切削手冊》表 可得f=~,由于是對稱銑，選較小量 f=c)查 后刀面最大磨損及壽命 查《切削手冊》表 ，后刀面最大磨損為 （ ~） mm 查《切削手冊》表 , 壽命 T=180min d)計算切削速度 按《切削手冊》表 中的公式 v o vcvm p rp v z v v ec d qvkT a x f y u a z? 也可以由表 查得 cv =77m/min nt=245r/min vft =385m/min 各修正系數為： Kmv=Kmn=Kmvf= Ksv=Ksn=Ksvf= 故 Vc=VtKv== n= ntkn==196r/min vf=vftkvt==308mm/min 河北工程大學 大學畢業(yè)設計說明書 26 又根據 XA5032 銑床參數，選 n=235r/min vf =375mm/s，則實際的切削速度為： 1000occ dnv ?? 所以 cv = 100 2351000??=,實際進給量為： fczvcvfnz? 所以 zvf = 375235 10? =e)校驗機床功率 查《切削手冊》表 ， 當 бb=(174~207)MPa ae=70mm ap=6mm do=100mm Z=10 vfc=385mm/min 近似為 Pcc= 根據 XA5032 型立銑說明書（《切削手冊》表 ），機床主軸允許的功率為 Pcm== 故 PccPcm 因此選擇的切削用量可以采用 即 ap=6mm vf=375mm/min n=235r/min vc=f)計算基本工時 m fLt V? 公式中： L=l+y+Δ；根據《切削手冊》表 ， 可得 l+Δ=0mm, 所以 L=l+y+Δ=25mm 故 m fLt V?=25/375= 河北工程大學 大學畢業(yè)設計說明書 27 3. 繪制零件圖和編制工藝文件 繪制零件圖 河北工程大學 大學畢業(yè)設計說明書 28 圖二 :零件圖 編制工藝文件 1 機械加工工藝過程的組成 工藝過程 改變生產對象的形狀、尺寸、相對位置和性質等 ,使其成為成品或半成品的過程。工藝過程又可分為鑄造、鍛造、沖壓、焊接、機械加工、熱處理、裝配等工藝過程。 機械加工工藝過程 用機械加工方法 ,改變毛坯的形狀、尺寸和表面質量 ,使其成為零件的過程。 零件的機械加工工藝過程由 許多工序組合而成 ,每個工序又可分為若干個安裝、工位、工步和走刀。 工序 一個或一組工人 ,在一個工作地對同一個或同時對幾個工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。 安裝 工件經一次裝夾 (定位和夾緊 )后所完成的那一部分工序。 工位 為了完成一定的工序部分 ,一次裝夾工件后 ,工件與夾具或設備的可動部分一起 ,相對刀具或設備的固定部分所占據的每一個位置。 工步 當加工表面、加工工具和切削用量中的轉速和進給量均保持不變的情況下完成的那一部分工序。 2 工序的合理組合 確定加工方法以后 ,就要按生產類型、零件的結構特點、技 術要求和機床設備等具體生產條件確定工藝過程的工序數 .確定工序數有兩種基本原則可供選擇 . 工序分散原則 工序多 ,工藝過程長 ,每個工序所包含的加工內容很少 ,極端情況下每個工序只有一個工步 ,所使用的工藝設備與裝備比較簡單 ,易于調整和掌握 ,有利于選用合理的切削用量 ,減少基本時間 ,設備數量多 ,生產面積大 . 工序集中原則 零件的各個表面的加工集中在少數幾個工序內完成 ,每個工序的內容和工步都較多 ,有利于采用高效的機床 ,生產計劃和生產組織工作得到簡化 ,生產面積和操作工人數量減少 ,工件裝夾次數減少 ,輔助時間縮短 ,加工表 面間的位置精度易于保證 ,設備、工裝投資大 ,調整、維護復雜 ,生產準備工作量大 . 批量小時往往采用在通用機床上工序集中的原則 ,批量大時即可按工序分散原則組織流水線生產 ,也可利用高生產率的通用設備按工序集中原則組織生產 . 將工藝規(guī)程的內容，填入具有規(guī)定的格式的卡片中，使之成為生產準備和施工依據的工藝規(guī)程文件。 “機械加工工藝過程卡”和“機械加工工序卡”附后所示 河北工程大學 大學畢業(yè)設計說明書 29 4. 夾具設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 經過與指導老師的協(xié)商，決定設計第 Ⅵ 道工序 — 銑 斷雙體，本夾具將用于 XA6132臥式銑床，刀具為高速鋼細齒圓鋸片銑刀，對工件進行加工 。 問題的提出 本夾具主要用于銑開雙體，并且銑開的表面與 20mmΦ 的孔有一定的公差要求，又在加工本道工序時， 20mmΦ 的孔已經進行了加工，因此，在本道工序中主要考慮加工面與 20mmΦ 孔之間的要求，其次是考慮如何提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度。 夾具體設計 定位基準的選擇 河北工程大學 大學畢業(yè)設計說明書 30 圖三 定位原理圖 由零件圖可知：被銑開的那 50mmΦ 的中心線與 20mmΦ 孔的中心線之間的公差等級要求較高，且銑開時的設計基準為 50mmΦ 孔的中心線。為了盡量的減小定位誤差，應選 20mmΦ 孔為主要的定位基準，利用一個圓柱銷和一個菱形銷定位，消除三個自由度，再在底面用夾具體定位 消除三個自由度。以便達到所需要求。 為了提高加工效率，現(xiàn)同時加工四個雙體，同時，為了夾具簡單，操作方便，利用多點聯(lián)動夾緊機構夾 緊。 切削力及夾緊力的計算 刀具：高速鋼細齒圓鋸片銑刀 直徑 160od mm? 齒數 Z=50 又由《切削手冊》表 中的公式： F F FFx y uF p z enwoFC a f a ZF dq? 其中： 30FC? ? ? ? 0Fw? ? 160od mm? Z=50 4pa mm? 12ea mm? /zf mm z? 所以 F= 水平分力： F N? ? ? ? 垂直分力； 0 .3 0 .3 6 3 .5 1 9 .1F V F N? ? ? ? 又在計算切削力時，必須把安全系數考慮在內。安全系數 1 2 3 4K K K K K? 其中 K1為基本安全系數 河北工程大學 大學畢業(yè)設計說明書 31 K2為加工性質系數 K3刀具鈍化系數 K4為切削特點系數（斷續(xù)切削） 所以 F ′=KFH== 為了克服水平方向的力 ，實際的夾緊力為 N（ f1+f2） = KFH 其中 f1為螺母與螺桿間的摩擦系數 f2為工件與螺桿頭（或壓板）間的摩擦系數 又查得 f1 和 f2 為 則 12HKFN ff? ? 所以 1 8 1 .2 5660 .1 6 0 .1 6NN??? 又選擇的螺旋夾緊機構的基本尺寸如下（根據《機床夾具設計》 第三版表 12 122 1221223 查得： r′=0 12M mm? 1p mm? mm? 136a ?? 30?? 2 950???? tg 2 ? ? L=120mm Q=30N 則 可以提供的夾緊力為： 12()zQLw r tg r a??? ???? 所以 w = 12 0 30 75 (1 36 9 50 )tg ? ???=3140N 又由《機床夾具設計》 第三版表 1224 查得 當螺紋的公稱直徑為 12mm 時 ，螺栓許用的夾緊力為 5690N 由以上的數據可知：所選的螺旋機構提供的夾緊力大于所需的，且滿足螺栓的許用夾緊力，故本夾具可以安全工作。 定位誤差分析 1）定位元件尺寸及公差的確定 本夾具的定位元件為一圓柱銷和一菱形銷，其參數由（《機床夾具設計手冊》圖 53 及其表選 兩定位銷的尺寸及公差為： mm?Φ （ 定位銷的公差取h8） 。 2）零件圖樣規(guī)定 20mmΦ 的孔的中心線與 50mmΦ 孔的中心線的長度誤差為 ，河北工程大學 大學畢業(yè)設計說明書 32 20mmΦ 孔中的定位銷與夾具體的垂直度誤差為 ，此項技術要求應由定位銷寬配合中的側向間隙保證。已知 20mmΦ 的寬為 mm?Φ ，定位銷為 mm?Φ （定位銷的公差取h8） ，則 一個定位銷與一個孔的定位誤差為： ?m a x 0 . 0 2 1 ( 0 . 0 3 3 ) / 2 0 . 0 2 7b m m?? ? ? ? ?? 此處引起零件的定位誤差為 0 .0 2 7 2 0 .0 5 4x m m? ? ? ? 故最大側向間隙能滿足零件的精度要求。 （ 2）計算 20mmΦ 定位銷的中心線與夾具體垂直度誤差 定位銷的寬度為 mm?Φ 夾具體表面的粗糙度 um? 故 m a x 0 .0 0 1 6 ( 0 .0 3 3 ) 0 .0 3 3 6 0 .0 5? ? ? ? ? ?mm 所以最大垂直度誤差能滿足零件精度要求 夾具設計及操作的簡要說明 如前所述，在設計夾具時，首先要考慮到能保證零件的加工精度，其次是要提高勞動生產率。為此，應先考慮所設計的夾具體與零件在夾具上的定位，在本道工序中，由于零件的底面的定位是用的夾具體，所以其表面粗糙度要求應比較 高，視為關鍵面。又本道工序是銑斷，其切削力不大，故在設計夾具時應考慮夾具的簡單及利用常用的一些零件。為了提高生產率，可以考慮同時裝夾幾個零件，并且用了活動杠桿使操作更加節(jié)省時間。可以同時裝夾四個零件，提高了生產率。 夾具上裝有對刀塊，可以使夾具在一批零件加工之前很好的對刀；同時，夾具體底面上的一對定位鍵可使整個夾具在機床工作臺上有一正確的安裝位置，以利于銑削加工。 銑床夾具裝配圖及夾具體零件圖見圖示： 河北工程大學 大學畢業(yè)設計說明書 33 圖四：夾緊原理圖 結 論 河北工程大學 大學畢業(yè)設計說明書 34 畢業(yè)設計是學生在校學習階段的最后一個重要的教學環(huán)節(jié)，其目的是培養(yǎng)學生綜合運用所學的專業(yè)和基礎理論知識，獨立解決專業(yè)一般工程技術問題的能力。樹立正確的設計思想和工作作風。 經過兩個月的畢業(yè)設計，獲得如下心得： ，結合生產實習中學到的實踐知識。獨立地分析和解決工藝問題。初步具有設計一些中等復雜零件的能力。 ，運用夾具設計的基本原理和方法。學會擬定夾具設計方案。 ，能快速查表得到所需的數據。 。 通過設計，培養(yǎng)了我綜合運用理論知識和專業(yè)知識的技能。熟悉一般機械零件的加工工藝過程，設計夾具的能力。 中國加入 WTO 以后，大量的機械產品技術進入我國市場。中國企業(yè)能夠與國外產品競爭，擁有自己的國內外市場就必須產品的質量好，技術含量高，價格低廉，這就要求我們扎實學習先進的技術，認真研究。 致 謝 河北工程大學 大學畢業(yè)設計說明書 35 本學期是我在學校求學的最后一個學期，也是完成我的畢業(yè)設計的時間表，在這最后一個學 期里面，我學到了很多知識，其中有很多是很好實用價值的，這在我以后的工作中有大幫助，在此我對我的指導老師 劉 老師的辛勤教誨表示衷心的感謝，感謝他對我們設計的關心和幫助。本次畢業(yè)設計是我們大學四年所學知識做的一次總測驗，是鍛煉也是檢驗自己四年來所學知識和掌握、運用知識的能力，是我們高等院校學生的最后的學習環(huán)節(jié)，也是學到最多實際知識的時候。通過這次設計，我學到了許多原來未能學到的東西，對過去沒有掌握的知識得到了更進一步鞏固。獨立思考，綜合運用所掌握理論知識的能力得到很大的提高，學會了從生產實際出發(fā)，針對實際課題解決 實際問題，掌握了綜合使用各種設計手冊、圖冊、資料的方法， 也是為我們即將參加工作所做的必要準備，打下基礎，更是我們四年機械設計制造及其自動化專業(yè)知識的一次綜合。 本次設計也暴露了我們不少的缺點和問題：對于所學知識還沒有做到仔細、認真消化，許多方面還是只有一個大概的認識，沒有深入探討，對實際事物沒有深刻得了解，沒有做到理論聯(lián)系實際，沒有達到對所學的知識熟練運用的水平。這也從一個側面反映出我們設計經驗不足，思維不夠開拓，不夠靈活。從而我得出一個結論：無論是現(xiàn)在還是以后走上工作崗位，還是再深造，都應該虛心向老師和 前輩們學習，從而不斷完善自我，提高自我水平。 副教授 劉 老師，在此次畢業(yè)設計中認真細心地輔導我們，開拓我們的思路，給我們指明方向，給予我們極大的幫助和支持。確實我們的畢業(yè)設計是一個新穎的課題，具有一定的難度，而且時間很緊，為了能按時完成任務，指導老師和我們共同進退，鼓勵我們，最后我們還是得到最后的成果，也就是我們應該得到的收獲。 本次畢業(yè)設計畢竟是我們做的第一次比較完整，系統(tǒng)的設計，因而難免存在許多缺點和不足之處，還有待于改進。希望各位老師多提寶貴意見。 參考 文獻 河北工程大學 大學畢業(yè)設計說明書 36 [１ ]、徐嘉元，曾家駒 主編《機械制造工藝學》機械工業(yè)出版社 [2]、趙家齊：《機械制造工藝學課程設計指導書》，機械工業(yè)出版社 [3]、李益民主編：《機械制造工藝設計簡明手冊》，機械工業(yè)出版社 [4]、艾興 肖詩綱主編 .《切削用量簡明手冊》 . 機械工業(yè)出版社 , 1994 [5] 、浦林祥主編 .《金屬切削機床夾具設計手冊》 .機械工業(yè)出版社 , 1984 [6]、王啟平主編《機床夾具設計》哈工大出版社 [7]、東北重型機械學院主編《機床夾具設計手冊》上海科學技術出版社 [8]、徐灝主編《機械設計手 冊》機械工業(yè)出版社 [9]、《機械制造工藝學》、《機床夾具設計》 （教材） [10]、孫麗媛主編，《機械制造工藝及 專 用夾具設計指導》，冶金工業(yè)出版社 2021 [11]、《機械零件設計手冊》 [12]、《機床夾具設計圖冊》 [13]、 《幾何量公差與檢測》第五版 甘永立 主編 上?？茖W技術出版社