【正文】 ............................................................................................. 38 畢業(yè)設計（論文）報告紙 1 第一章 引 言 概述 隨著市場需求的快速多變和競爭的日趨激烈以及現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展，產(chǎn)品更新?lián)Q代也越來越快，中小批量多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的 85%左右。機床夾具的作用是正確確定工件與刀具之間的相對位置，并將工件牢固地夾緊。因此，夾具在機械制造中占有重要的地位。 課題研究的方法和意義 此次設計主要是對撥叉零件進行工藝規(guī)程及工裝的設計。其次，根據(jù)機械加工工藝設計的基本思路，擬定撥叉零件的工藝過程， 確定定位和夾緊方案，最終設計出夾具。制訂工藝規(guī)程、確定加工余量、工藝尺寸 計算、工時定額計算、定位誤差分析等。 這對以前學習過的知識的復習 ,也是以后工作的一個鋪墊。工藝規(guī)程規(guī)定零件制造工藝過程和操作方法，它是在具體的生產(chǎn)條件下，最合理或較合理的工藝過程和操作方法，并按規(guī)定的形式書寫成工藝文件，經(jīng)審批后用來指導生產(chǎn)。 合理的工藝規(guī)程是在工藝理論和實踐經(jīng)驗相結(jié)合的基礎上制定的。因此，一切生產(chǎn)人 員必須嚴格執(zhí)行工藝規(guī)程。 （ 2）工藝規(guī)程是組織生產(chǎn)和管理的基本依據(jù)。 工藝規(guī)程的設計原則 工藝規(guī)程設計應遵循以下原則： （ 1）在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，努力提高生產(chǎn)率和降低工藝成本； （ 2）盡量降低工人的勞動強度，使其有良好的工作條件。 機械加工工藝設計的原始資料 （ 1）產(chǎn)品的全套技術文件包括產(chǎn)品圖樣，技術說明書； （ 2）產(chǎn)品驗收的質(zhì)量標準； （ 3）產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領； 畢業(yè)設計（論文）報告紙 3 （ 4）工廠的生產(chǎn)條件包括毛坯的生產(chǎn)條件或協(xié)作關系，工廠的設備和工藝裝備情況，專用設備和專用工藝裝備的制造能力，工人的技術等級等； （ 5）各種技術資料包括有關手冊、標準； （ 6）國內(nèi)外先進的工藝技術資料等。 零件的分析與毛坯的確定 生產(chǎn)類型的確定 生產(chǎn)類型是指企業(yè)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類，一般分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)三種類型。生產(chǎn)類型不同，產(chǎn)品和零件的制造工藝，所用設備及工裝設備，采取的技術措施，達到的經(jīng)濟效果等也不 同。 零件的工藝分析 該撥叉零件位于車床變速機構(gòu)中，主要起換檔作用，使主軸回轉(zhuǎn)運動滿足工作者的要求，獲得所需的速度和扭矩。通過上方的力撥動下方的齒輪變速。 畢業(yè)設計（論文）報告紙 4 圖 撥叉零件圖 （ 1）小頭孔 Φ20H8 以及與此孔相通 的 Φ8 的錐孔，螺紋孔 M20? 以及與此孔相通 M8 的小螺紋孔，要求 Ra 是 。 （ 3）撥叉上下端面、大頭半圓孔上下端面以及深槽面均有表面質(zhì)量要求。因此，確定毛坯要從機械加工和毛坯制造兩方面綜合考慮，以求得最佳效果。常用毛坯的種類有鑄件、鍛件、壓制件、沖壓件、焊接件、型材和板材等。 由圖紙規(guī)定的材料是球墨鑄鐵，且該撥叉屬于大批量生產(chǎn)，因此可以確定選用鑄件毛坯。 毛坯圖及尺寸如下圖： 畢業(yè)設計（論文）報告紙 5 圖 撥叉毛坯圖 工藝路線的擬定 定位基準的選擇 選擇工件的定位基準，實際上確定工件的定位表面。在起始工序中，只能選擇未經(jīng)加工的毛坯表面作為定位基準，這種基準稱為粗基準。 在選擇定位基準時，是從保證工件精度要求出發(fā)，因此，分析定位基準選擇的順序就應為從精基準到粗基準。直接選擇加工表面的設計基準為定位基準，可以避免由定位基準與設計基準 不重合而引起的定位誤差。同一零件的多道工序盡可能選擇同一個定位基準，這樣既可以保證各加工表面間的相互位置精度，避免或減少因基準轉(zhuǎn)換而引起的誤差，也簡化了夾具的設計與制造工作，降低了成本，縮短了生產(chǎn)準備周期。選擇加工表面本身作為定位基準。加工表面互為基準反復加工，可以使各加工表面件有較高的位置精度，使加工表面具有均勻的加工余量。為了保證加工面與不加工面之間的位置要求，應選不加工面為粗基準。以余量最小的表面作為粗基準，以保證各加工表面有足夠的加工余量。為保證重要表面的加工余量均勻，應選擇重要加工表面為粗基準。多次使用難以保證表面間的位置精度。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔、槽的加工精度容易。 此外，還應選擇工件上精度高。并考 慮工件裝夾和加工方便、夾具設計簡單等。具體見工序卡片。對于設計撥叉的加工工藝來說，應選擇能夠滿足各加工表面尺寸精度、位置精度要求的加工方法及設備。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應選擇價格較低的 機床。在單件小 畢業(yè)設計（論文）報告紙 7 批量生產(chǎn)中則常用通用設備和一般的加工方法； （ 3）考慮被加工材料的性質(zhì)； （ 4）考慮工廠或車間的實際情況，同時也應考慮不斷改進現(xiàn)有加工方法和設備，推廣新技術，提高工藝水平； （ 5）此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。再選擇前面各工序的加工方法。而且采用為互基準的原則進行加工，可以減小定位誤差，可以獲得較高的位置精度與尺寸精度要求。 （ 3） 2M8 螺紋孔的加工 加工方案定為：鉆 、 擴、鉸、攻絲。 運用盤銑刀可以直接完成，選擇普通的臥式銑床即可以實現(xiàn)。 和 Φ113 的孔及其端面的加工 由于粗糙度要求較高，選擇臥式車床進行兩次走刀進行加工，加工工藝路線 畢業(yè)設計（論文）報告紙 8 定位：粗車 — 精車。應遵循以下原則：（ 1）基準先行（ 2）先面后孔，先簡單后復雜（ 3）先粗后精，粗精分開（ 4）減少安裝次數(shù)。 機床及工藝裝備的選擇 （ 1）工序 30 是粗銑、半精銑和精銑。根據(jù)零件尺寸，該銑床工作臺的移動量能滿足要求，主電動機功率為 ，主軸最大轉(zhuǎn)速為 1800r/min,能安裝各種立銑刀、面銑刀進行銑削，滿足銑削要求，因此選用立式銑床 X51。根據(jù)參考文獻 [10],該立式鉆床最大鉆孔直徑為 25mm,而加工 Φ20 孔和 M20 的螺紋底孔的孔徑都小于 25mm，該鉆床使用于鉆孔、擴孔、锪孔、攻絲等工序，具有精度高、剛性好、扭矩大、噪聲低、變速范圍廣、操縱集中、使用方便等優(yōu)點，所以選擇 Z525。根據(jù)參考文獻 [10],主電動機功率為 ,最高轉(zhuǎn)速為 1400r/min，同時根據(jù)該零件尺寸不大，精度要強求不是很高，選用最常用的 CA6140 臥 式車床即可。 （ 5） 工序 80 用三面刃銑刀粗銑槽，應選臥式銑床。 （ 6）工序 90 切斷，此道工序無特殊要求，選則最常用的 CA6140 臥式車床。 本零件各工序均采用專用夾具，詳見附件專用夾具裝配圖。 （ 2）鉆孔時，選用硬質(zhì)合金鉆頭，直徑分別為 ? 、 ? 、 ? 。 （ 4）锪錐銷孔 Φ8 時，選用高速鋼锪鉆。 （ 6）攻螺紋時用 M M8 的螺紋刀。根據(jù)零件表面的精度要求、尺寸和形狀特點， 根據(jù)參考文獻 [11]，選擇如下： （ 1）銑平面時選用分度值 外徑千分尺 即可。 （ 3）銑槽時選用分度值為 的游標卡尺。 畢業(yè)設計（論文）報告紙 10 工藝計算 加工余量及工序尺寸的確定 每道工序完成后應保證的尺寸稱為該工序的工序尺寸。每道工序的工序尺寸都不相同，它們逐步向設計設計接近。 工序余量確定后，就可計算工序尺寸。 1. 工序 30 銑平面 這四道工序的工序基準與設計基準相重合，其工序尺寸及其公差的確定比較簡單。具體數(shù)值見下表： 表 工序 30 的工序尺寸 工序名稱 工序余量 /mm 工序基本 尺寸 /mm 工序公差 工序尺寸及公差 /mm Ra/μm 精銑 1 74 半精銑 1 75 粗銑 76 粗銑 毛坯 +=79 2. 工序 40 鉆孔、擴孔、鉸孔、攻螺紋 毛坯為實體、不沖孔，根據(jù)參考文獻 [10]基孔制 9 級孔加工余量可得，鉆孔余量?鉆Zmm、擴孔余量?擴Zmm。根據(jù)上述結(jié)果，再查標準公差數(shù)值表可確定各工步的公差值，鉆孔： ，擴孔： ，鉸孔： 。內(nèi)、外螺紋的基本偏差得 mmEI 0? ，則 mmTEIES D 2 3 ??? 。 3. 工序 50 車端面、孔 ，工序尺寸見下表： 表 工序 50車端面的工序尺寸 工序名稱 經(jīng)濟精度 表面粗糙度 工序尺寸 尺寸、公差 精車 IT8 14 粗車 IT12 16 毛坯 17 17 表 工序 50車孔的工序尺寸 工序名稱 經(jīng)濟精度 表面粗糙度 工序尺寸 尺寸、公差 精車 IT8 113136 ?? 、 ??、? 粗車 IT12 10913 109133 ?? ?、 毛坯 1061 106130 ?、 4. 工序 60 鉆孔、鉸孔 毛坯為實體，不沖孔。 按“入體原則”標注確定工序尺寸及公差為： ?? 、 ?? 。所以需要鉆 ? 底孔；鉆 ? ，余量 mmZ ?鉆 ；擴孔 ? ，加工余量 mmZ ?擴 。鉆孔： IT11 鉸孔： IT9 查表 標準公差值可得公差值，鉆孔：,鉸孔： 。 根據(jù)參考文獻 [19],內(nèi)外螺紋中經(jīng)公差可得mmTD ? ，查表 內(nèi) 、 外 螺 紋 的 基 本 偏 差 得 EI=0mm, 則 ??? DTEIESmm 按“入體原則”標注確定工序尺寸及公差，鉆孔： ?? ，擴孔： mm ??，攻螺紋： M?。 確定切削用量的選擇 切削用量的選擇對生產(chǎn)效率、加工成本和加工質(zhì)量均有重要的影響。選擇切削用量的基本原則是：首先盡可能選取大的背吃刀量；其次根據(jù)機床進給機構(gòu)強度、刀桿剛度等限制條件或已加工表面的粗糙度要求，選取盡可能大的進給量；最后確定切削速度。 （ 3）切削速度 ： 由本工序采用硬質(zhì)合金端銑刀， 根據(jù)參考文獻 [11]， 硬質(zhì)合金端銑刀銑削速度，確定銑削速度 min60mvc ? ，則 m i 601 0 001 0 00 rd vn cs ????? ? 由本工序 采用 X51 型立式銑床， 根據(jù)參考文獻 [11]， 取轉(zhuǎn)速 min160 rnw ? ，故實際銑削速度 m 0 0 mdnv wc ????? ? 畢業(yè)設計（論文）報告紙 13 30：互為基準銑平面 （ 1）背吃刀量： mmzap 11 ?? （ 2）進給量： 根據(jù)參考文獻 [10]， 選取每齒進給量 zmmfz ? 。 2）進給量： 根據(jù)參考文獻 [10]， 選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量 f=3）切削速度： 根據(jù)參考文獻 [10]， 取 切削速度 min45 mvc ? ，則 m i in 4010001000 rrd vn w cs ????? ? 由本工序采用 Z525， 根據(jù)參考文獻 [11]， 得轉(zhuǎn)速 min680 rnw ? ，故實際切削速度為 m mndv wwc ????? ? （ 2）擴 ??? 工步 1）背吃刀量：取 ap=。 3）切削速度： 根據(jù) 參 考文獻 [7]，切削速度 鉆vv ? ，其中為用鉆頭鉆同樣尺寸實心孔時的切削速度，故： m in/ mv ??? m 0 0 01 0 0 0 rd vn w cs ????? ? 由本工序采用 Z525，得轉(zhuǎn)速 min195 rnw ? ，故實際切削速度為 畢業(yè)設計（論文）報告紙 14 m i mndv wwc ????? ? （ 3）鉸 ??? 工步 1）背吃刀量：取 ap=。 2）進給量：由于攻螺紋的進給量就是被加工螺紋的螺距。 3）切削速度： 根據(jù) 參考文獻 [11]， 取切削速度 rvc ? ，則 m i 0100 0 rd vn w cs ????? ? 根據(jù) 參考文獻 [11]， 取 轉(zhuǎn)速 min,300 rnw ? 故實際切削速度為 m i mndv wwc ????? ? 50 （ 1）粗車端面工步 1）背吃刀量：取 ap=1mm。 2）進給量： 根據(jù) 參考文獻 [11]， 選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量 f=3）切削速度： 根據(jù) 參考文獻 [11]， 選取硬質(zhì)合金車刀常用的切削速度cv = min80m （ 3）粗車 ?? 、 ?? 孔的工步 1）背吃刀量：粗車孔時余量分別為 3mm、 4mm，故mmap ?、 mmap 2? 2） 進給量： 根據(jù) 參考文獻 [10]， 選取該工步的每轉(zhuǎn)進給量 rmmf ? 3）切削速度： 根據(jù) 參考文獻 [10]， 硬質(zhì)合金車刀切削鑄鐵材料時，粗車取min24 mvc ? m i in 24100 0100 0 rrd vn w c ????? ? m i in 24100 0100 0 rrd vn w c ????? ?