【正文】 ，并且與計算機技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、控制論及系統(tǒng)工程與制造技術(shù)的結(jié)合為制造系統(tǒng)，形成現(xiàn)代制造工程學?，F(xiàn)代加工逐漸演變?yōu)榧苫南到y(tǒng)加工，這雖減輕了 工人的勞動強度，但同時對工人的知識水平要求較高。因此，在以后的學習中需要我們?nèi)轿坏膶W習其各個相關(guān)領(lǐng)域的知識，不能只注重一點，為將來的人才戰(zhàn)略提出了新的要求 [4]。而我國的現(xiàn)代機械制造加工工藝主要沿著 “廣義制造 ”（ 或稱 “大制造 ”） 的方向發(fā)展，具體的發(fā)展方向可以歸納為四個方面和多個大項目。當前，我國工藝發(fā)展的重點是并行設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計、改性技術(shù)與現(xiàn)代成形、材料成形過程仿真和優(yōu)化等 [5]。隨著科學技術(shù)不斷進步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。 夾具的發(fā)展歷程，大約可以分為三個階段：第一個階段，主要表現(xiàn)在夾具與 人的結(jié)合上，這時夾具主要是作為人的單純的輔助工具，使得加工效率提高；第二階段，夾具成為人與機床之間的橋梁，夾具的機能發(fā)生變化，它主要用于工件的定位和夾緊；第三階段，表現(xiàn)為夾具與機床的結(jié)合，夾具作為機床的一部分，成為機械加工中不可缺少的工藝裝備 [19]。隨著數(shù)控機床、加工中心、柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)等現(xiàn)代化加工設(shè)備的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的機械加工方法發(fā)生了重大變革，由一次裝夾多面加工代替了傳統(tǒng)的多次裝夾和多次加工，由大批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗥贩N小批量 的生產(chǎn)。特別是近年來，數(shù)控機床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對機床夾具提出了新的要求，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟以及計算機輔助夾具設(shè)計等方向發(fā)展。 夾具元件多功能模塊化，能單獨使用也能與其他元件組合在一起使用的多功能模塊化單元體的比例將進一步增加，如現(xiàn)在使用的各種定位夾緊座、定位壓緊支承、精密虎鉗等模塊式單元體具有定位、夾緊以及調(diào)節(jié)的綜合功能，可以一件單獨使用，也可以幾件組裝在一起使用， T 形基礎(chǔ)、方箱能組裝成一次能裝夾多件相同或不相同的工件的夾具，使用這種夾具可以減少機床的停機時間，最大限度發(fā)揮數(shù)控、加工中心機床的高效性能 [20]。它是由一系列統(tǒng)一化、標準化的元件和合件組成，利用這些元件、合件組裝成各種不同形式、不同結(jié)構(gòu)、可重復使用的夾具，供單件或中小批量生產(chǎn)使用。為了便于夾具與機床定位連接，夾具基體有統(tǒng)一標準的定位連接位置，使之專用、組合夾具向著一體化、組合化方向發(fā)展，以滿足現(xiàn)代化加工設(shè)備的需要 [7]。它位于傳動軸的端部，主要作用是： 一是傳遞扭矩，使機床獲得動力；二是此零件可以調(diào)整傳動軸的長短及位置。 撥叉殼體的工藝分析 1. 由零件圖 (圖 21)可知， 該零件上的主要加工面為 ① 、 ② 、 ③ 、 ④ 、 ⑤面，其中為了定位夾緊需加工的平面是①、②、③面，① 面的表面粗造度為，其直接影響撥叉殼體與機 體的接觸精度，②、③、④、⑤面 的表面粗造度為 (圖 21)可知， 該零件上的主要加工孔為 Ⅰ 、 Ⅱ 、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ孔，其中Ⅰ、Ⅱ孔的尺寸精度、同軸度 ,以及②面與④、⑤面的垂直度，影響著機床的裝配精度，因此這些面和孔的加工精度要求較高，需精加工，其中用于定位夾緊的孔為Ⅴ孔。 3. 尺寸要求： 7Φ9 沉頭孔的位置 度為 ， 4M56H 深 15 孔的同軸度為 （配作加工）， Ⅱ孔的同軸 度為 。由于零件機械加工工藝的工序數(shù)量、材料消耗、加工勞動量等都在很大程度上與毛坯的選擇有關(guān)，故合理地選擇毛坯具有重大的技術(shù)經(jīng)濟意義。 選擇毛坯應(yīng)考慮生產(chǎn)規(guī)模 的大小、 工件結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小 、 零件的機械性能的要求 、 本廠的現(xiàn)有設(shè)備和技術(shù)水平出發(fā)考慮可能性和經(jīng)濟性 、 還應(yīng)考慮利用新工藝、新技術(shù)和新材料的可能性 。該材料具有較高的強度、耐磨性、耐熱性 6 及減振性，適用于承受較大壓力，是要求耐磨的零件。上述造型方法是從提高生產(chǎn)率、保證加工精度上考慮的。 毛坯圖如圖 22 所示： 圖 22 撥叉殼體 毛坯圖 機械加工工藝 路線的制訂 選擇定位基準 基準是用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點、線、面。根據(jù)作用不同，基準可分為設(shè)計基準和工藝基準兩大類。 作為撥叉殼體零件，其主要的加工表面是平面及其孔系。 1. 粗基準的選擇 粗基準的選擇主要考慮加工表面的余量分配以及加工表面和不加工表面之間的位置精度，一般遵循以下幾個原則： (1) 保證相互位置要求原則：如果首先要求保證工件上加工面與不加工面的相互位置要求原則，則應(yīng)以不加工面作為粗基準。 (3) 余量足夠原則：若零件上有多個表面要加工，則應(yīng)該以加工余量最小的表面作為粗基準，以保證各個加工表面都有足夠的余量。 基于上述的要求和考慮到安裝裝配面的精度要求和便于夾緊等實際情況，對一般的殼體零件來說，以底面作為基準是合理的。 (2) 統(tǒng)一基準原則：當工件以某一表面做精基準定位，可以方便地加工大多數(shù)或全部其余表面時，應(yīng)盡早將這個基準面加工出來，并達到一定精度，以后大多數(shù)或全部工序均以它為精基準進行加工。 在生產(chǎn)實際中，經(jīng)常使用的基準統(tǒng)一形式有：軸類零件常使用兩頂尖孔作統(tǒng)一基準，箱體類零件常使用一面兩空 (一個較大的平面和兩個距離較遠的銷孔 )做統(tǒng)一基準。 (3) 互為基準原則：當兩個加工表面的加工精度和相互位置精度要求較高時，可以用一個表面作為精基準來加工另一個面，然后再以后者為精基準加工前者。 (5) 便于裝夾原則：所選擇的精基準應(yīng)能保證工件定位準確、可靠、并盡可能使夾具結(jié)構(gòu)簡單。 制訂工藝路線 制訂工藝路線的原始資料主要是產(chǎn)品圖紙、生產(chǎn)綱領(lǐng)、現(xiàn)場加工設(shè)備、生產(chǎn)條件等，有了這些原始資料并由生產(chǎn)綱領(lǐng)確定了生產(chǎn)類型和生產(chǎn)組織形式之后，在對零件的工藝路線進行分析的基礎(chǔ)上，即可著手工藝路線的制訂。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬能性機床配用專用夾具，并兼顧提高生產(chǎn)率，降低成本。生產(chǎn)成本最少的方案才是最經(jīng)濟的方案。在分析工藝方案的優(yōu)劣時，只需分析與工藝過程直接相關(guān)的生產(chǎn)費用，這部分生產(chǎn)費用就是工藝成本。 上述兩個工藝方案的特點在于：方案一將主要面先進行加工，然后以這三個面作定位基準加工其它的孔；方案二是將加工過程分為兩個階段進行，先以流水生產(chǎn)加工各個面，然后以一面兩孔進行定位加工其它各孔 以上兩個方案可以 看出：方案一是以三個面作為基準，實現(xiàn)基準統(tǒng)一原則，簡化了隨行夾具的設(shè)計，從而保證所要求的質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率指標時降低了生產(chǎn)成本；方案二是以一面兩孔定位，進行流水生產(chǎn)，這適用于大批生產(chǎn)，作為該方案不適用于本工件的加工（中小批生產(chǎn)），不利于夾具的設(shè)計和裝配，從而增加了生產(chǎn)成本。 確定工藝過程方案 該零件擬定工藝過程見表 21 所示： 表 21 擬定工藝過程 工序號 工序內(nèi)容 簡要說明 010 砂型鑄造 020 人工時效處理 消除應(yīng)力 030 劃線 040 銑 ② 面 先加工面 050 銑③面 060 銑①④⑤面 先粗加工 精銑①面 070 劃線 080 鉆 Φ28 孔 鉆擴鉸加工 擴孔 12 續(xù)表 21 擬定工藝規(guī)程 鉸孔 Φ30H7 090 鉆 Φ14 孔 鉆擴鉸加工 擴孔 擴鉆 孔 鉸孔 Φ16H9 鉸孔 Φ25H9 0100 工作臺轉(zhuǎn) 180176。 0130 鉆 Φ18 孔 鉆擴鉸加工 鉆 Φ23 孔 擴鉆 孔 擴鉆 孔 擴鉆 孔 鉸孔 Φ20H7 鉸孔 Φ25H7 鉸孔 Φ28H7 0140 劃線 0150 鉆 7Φ9 通孔 鉆孔加工 鍃孔 7Φ14 0160 鉆與 Ⅲ 孔垂直相交的 M8 底孔及攻螺紋 0170 鉆 ② 面上的 M M5 底孔及攻螺紋 0180 鉆 ③ 面上的 M5 底孔及攻螺紋 0190 上油漆 防止生銹 0200 檢查 13 選擇加工設(shè)備與工藝裝備 由于生產(chǎn)類型為中批量，故加工設(shè)備以通用機床為主 ，輔以少量專用機床，其生產(chǎn)方式以通用機床專用夾具為主，輔以少量專用機床的流水生產(chǎn)線，工件在各機床上的裝卸及各機床間的傳送均由人工完成。 （ 1） 銑刀選擇 硬質(zhì)合金 銑刀 。根據(jù)零件的表面的精度要求，尺寸和形狀特點， 根據(jù) 參考 文獻 [18]選擇加工面的量具為游標卡尺，加工孔的量具選用內(nèi)徑千分尺即可。在工藝過程中，某工序加工應(yīng)達到的尺寸稱為工序尺寸。 加工余量是指在加工過程中，從被加工表面上切除的金屬層厚度。相鄰兩工序的工序尺寸之 14 差稱為工序余量。由于加工表面的形狀不同，加工余量又可分為單邊余量和雙邊余量兩種。又如軸和孔的回轉(zhuǎn)面加工，加工余量為雙邊余量，實際切除的金屬曾厚度為工序余量的一半。對 于外 表面的工序尺寸取上偏差為零，而對于內(nèi)表面的工序尺寸取下偏差為零。余量過大將增加金屬材料、動力、刀具和勞動量的消耗，并使切削力增大而引起工件的變形較大，反之，余量過小則不能保證零件的加工質(zhì)量。目前，工廠中確定加工余量的方法一般有兩種，一是靠經(jīng)驗確定，但這種方法不夠準確，為了保證不出廢品，余量總是偏大，多用于單件小批生產(chǎn)。比較合理的方法是加工余量的分析計算法。 工序尺寸及工藝尺寸鏈。尺寸鏈是相互聯(lián)系且按一定順序排列的封閉尺寸組。而這些不斷變化的工序尺寸之間又存在著一定的聯(lián)系，需要用工藝尺寸鏈原理去 分析它們的內(nèi)在聯(lián)系，掌握它們的變化規(guī)律，正確地計算出各工序的工序尺寸。 mm 15 式中 ? L —— 不加工表面間的直線尺寸； 根據(jù)參考文獻 表 [18]表 270 可知 mL? =177。1 mm 第③面為側(cè)面，其加工余量： 0. 2 0. 150. 55 17 2 17 2? ? ? ?= mm 取 ? =3mm 根據(jù)參考文獻 [3]表 124， 查書得公稱尺寸偏差為 177。 mm ⑤ 面的加工余量 ： 0 .2 0 .1 50. 55 17 2 18? ? ? ?= mm 16 取 ? =2mm 根據(jù)參考文獻 [3]表 124， 查書得公稱尺寸偏差為 177。確定順序是先確定 pa和 f，再確定 v。合理的工時定額能促進工人的生產(chǎn)技能和技術(shù)熟練程度的不斷提高，調(diào)動工人的積極性，從而不斷促進生產(chǎn)向前發(fā)展和不斷提高勞動生產(chǎn)率。 1. 工序 40 切削用量及基本時間的確定 本工序為銑 ② 面。 選擇硬質(zhì)合金 YG8 端面銑刀 直徑 d=200mm，齒數(shù) Z =6。 根據(jù)參考文獻 [18]表 966，查得 每步進給量 zf = mm/z 根據(jù)參考文獻 [15]表 ，查得刀具 耐用度 T=240min 故相應(yīng)的切削速度為： vv v v vv vp z wqx y u pm CdvkT a f a z? 式 中 d——銑刀直徑 T——耐用度 pa ——銑削深度 zf ——每齒進給量 wa ——銑削寬度 Z ——銑刀齒數(shù) 根據(jù)參考文獻 [15]中的表 ，查取 vC =203， vq =， m=， vx =，vy =， vu =， vp =0， vk =1。 1 0 0 0 1 0 0 0dnv ? ???? =式中 39。 已知工件材料為 HT150， 銑削寬度 wa =60mm， 銑削深度 pa =3mm， 根據(jù) 參考文獻 [8]中的表 選擇銑刀 。 機床選用 X52K 型 立 式銑床。則切削速度為： 0 . 3 2 0 . 1 5 0 . 3 5 0 . 2 02 0 3 2 0 0 12 4 0 3 0 . 2 6 0 6v ???? ? ? ?= m/min 根據(jù)公式 1 0 0 0 1 0 0 03 .1 4 2 0 0vn d? ? ???? ?? ? ??根據(jù) X52K 型立式 銑床主軸轉(zhuǎn)速表，選擇 n=235r/min，則實際切削速度為： 3 .1 4 2 0 0 2 3 539。已知工件材料為 HT150，根據(jù) 參 20 考文獻 [8]中的表 選擇銑刀 。 銑 ① 面 根據(jù)參考文獻 [18]表 966，查得 每步進給量 zf = mm/z 根據(jù)參考文獻 [15]表 ，查得刀具 耐用度 T=240min 故相應(yīng)的切削速度為： vv v v vv vp z wqx y u pm CdvkT a f a z? 根據(jù)參考文獻 [15]中的表 ，查取 vC =203， vq =， m=， vx =，vy =， vu =， vp =0， vk =1。 1 0 0 0 1 0 0 0dnv ? ???? =計算基本工時 jT 先求工作臺的進給量 根據(jù)參考文獻 [18]表 966，查得 每步進給量 zf = mm/z Mz zf f zn??6235=282mm/min 基本時間為 12jMz1 7 2 8 2282l l lT f?? ??? ? ? 銑④面 根據(jù)參考文獻 [18]表 966，查得 每步進給量 zf = mm/z 根據(jù)參考文獻 [15]表 ，查得刀具 耐用度 T=300min 故相應(yīng)的切削速度為： 21 vv v v vv vp z wqx y u pm CdvkT a f a z? 根據(jù)參考文獻 [15]中的表 ，查取 vC =203， vq =， m