CA6140車床撥叉831003鉆攻2-M8螺紋孔兩工位夾具設計

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廣東海洋大學機械設計制造及自動化專業(yè) 機械加工工藝過程卡片 零 件 號 零件名稱 831003 CA6140車床撥叉 工序號 工 序 名 稱 設 備 夾 具 刀 具 量 具 工 時 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 1 粗、精銑75×40左端面 立式銑床 X51 銑床夾具 鑲齒面銑刀 d80 游標卡尺 125×0.02 56.01 2 鉆、擴φ22的花鍵孔，锪兩端倒角2×30° 立式鉆床 Z525 鉆床夾具 莫氏錐柄麻花鉆 d20 卡尺 89.24 立式鉆床 Z525 鉆床夾具 硬質(zhì)合金錐柄擴孔鉆 d22 卡尺 立式鉆床 Z525 鉆床夾具 60°直柄錐面锪鉆 3 拉花鍵 臥式內(nèi)拉床 L6110A 拉床夾具 高速鋼花鍵拉刀 d25 百分表 22.67 4 粗銑溝槽 臥式銑床 X62W 銑床夾具 硬質(zhì)合金鑲齒三面刃銑刀 d200 游標卡尺 125×0.02 24.75 5 精銑溝槽 臥式銑床 X62W 銑床夾具 硬質(zhì)合金鑲齒三面刃銑刀 游標卡尺 125×0.02 13.59 6 粗、精銑上平面 立式銑床 X5012 銑床夾具 立銑刀 游標卡尺 125×0.02 42.86 7 鉆螺紋孔，攻螺紋2×M8 立式鉆床 Z525 鉆床夾具 直柄麻花鉆、絲錐 d7、M8 內(nèi)徑千分尺 5～30 25.87 8 鉆φ5圓錐孔 立式鉆床 Z525 鉆床夾具 錐孔鉆 d5 5.12 9 去毛刺 鉗工臺 虎口鉗 銼刀 10 清洗 清洗機 11 終檢 班級 機制1061 姓名 梁世昌 編制日期 2009年7月5日 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 CA6140 零件圖號 831003 共 1 頁 產(chǎn)品名稱 車床 零件名稱 撥叉 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 7 鉆攻2-M8螺紋孔 HT200 毛坯種類 毛坯外型尺寸 每坯件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄件 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) Z525立式鉆床 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 工序工時 準終 單件 15.63 工步號 工步內(nèi)容 工藝裝備 主軸轉(zhuǎn)速 (r/min) 切削速度 (m/min) 進給量 (mm/r) 背吃刀量 (mm) 進給次數(shù) 工時定額 機動 輔助 1 鉆2×Φ7孔 鉆攻2-M8螺紋孔兩工位夾具，高速鋼直柄麻花鉆Φ7 680 14.9 0.36 3.5 1 8.4 1.26 2 攻2-M8螺紋孔 鉆攻2-M8螺紋孔兩工位夾具，M8細柄機用絲錐 392 9.8 1.2 0.5 1 13.2 1.98 廣東海洋大學工程學院機械系 班級 機制1061 姓名 梁世昌 編制日期 2009年7月5日 機械制造教研室 機 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號 零件名稱 零件號 831003 撥叉 831003 工序名稱 鑄造毛坯 工序號 技檢要求 基準面 材料 同時加工零件數(shù) 設備 牌號 硬度 名稱 型號 HT200 HBS210 1 夾具 定 額 代號 名稱 單件時間（分） 每班次數(shù) 每臺件數(shù) 工人等級 工步號 工步內(nèi)容 走刀長度(毫米） 走刀次數(shù) 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） 進給量（毫米/轉(zhuǎn)） 機動時間（分） 輔助時間（分） 刀具 輔具 量具 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 1 鑄造毛坯 游標卡尺 2 擬制 日期 審核 日期 批準 日期 共 頁 第 頁 機械制造教研室 機 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號 零件名稱 零件號 831003 撥叉 831003 工序名稱 粗銑表面75×40 精銑表面75×40 工序號 技檢要求 基準面 材料 同時加工零件數(shù) 設備 牌號 硬度 名稱 型號 HT200 HBS210 1 夾具 定 額 代號 名稱 單件時間（分） 每班次數(shù) 每臺件數(shù) 工人等級 工步號 工步內(nèi)容 走刀長度(毫米） 走刀次數(shù) 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） 進給量（毫米/轉(zhuǎn)） 機動時間（分） 輔助時間（分） 刀具 輔具 量具 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 1 粗銑表面75×40 87 1 1.3 300 0.2 0.18 YG6 游標卡尺 2 精銑表面75×40 87 1 1.0 300 0.5 0.61 YG6 游標卡尺 3 擬制 日期 審核 日期 批準 日期 共 頁 第 頁 機械制造教研室 機 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號 零件名稱 零件號 831003 撥叉 831003 工序名稱 鉆φ20孔 擴φ22孔 倒角 工序號 技檢要求 基準面 材料 同時加工零件數(shù) 設備 牌號 硬度 名稱 型號 HT200 HBS210 1 夾具 定 額 代號 名稱 單件時間（分） 每班次數(shù) 每臺件數(shù) 工人等級 工步號 工步內(nèi)容 走刀長度(毫米） 走刀次數(shù) 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） 進給量（毫米/轉(zhuǎn)） 機動時間（分） 輔助時間（分） 刀具 輔具 量具 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 1 鉆φ20孔 20 17.1 272 1.75 0.69 麻花鉆do=23mm 1 游標卡尺 2 擴φ22孔 2 9.67 140 0.62 0.8 高速鋼鉆do=24.8mm 1 游標卡尺 3 倒角 游標卡尺 擬制 日期 審核 日期 批準 日期 共 頁 第 頁 機械制造教研室 機 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號 零件名稱 零件號 831003 撥叉 831003 工序名稱 拉花鍵 工序號 技檢要求 基準面 材料 同時加工零件數(shù) 設備 牌號 硬度 名稱 型號 HT200 HBS210 1 夾具 定 額 代號 名稱 單件時間（分） 每班次數(shù) 每臺件數(shù) 工人等級 工步號 工步內(nèi)容 走刀長度(毫米） 走刀次數(shù) 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） 進給量（毫米/轉(zhuǎn)） 機動時間（分） 輔助時間（分） 刀具 輔具 量具 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 1 拉花鍵 10 1 3.0 300 0.14 立銑刀 1 游標卡尺 2 3 擬制 日期 審核 日期 批準 日期 共 頁 第 頁 機械制造教研室 機 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號 零件名稱 零件號 831003 撥叉 831003 工序名稱 粗銑80×30表面 精銑80×30表面 工序號 技檢要求 基準面 材料 同時加工零件數(shù) 設備 牌號 硬度 名稱 型號 HT200 HBS210 1 夾具 定 額 代號 名稱 單件時間（分） 每班次數(shù) 每臺件數(shù) 工人等級 工步號 工步內(nèi)容 走刀長度(毫米） 走刀次數(shù) 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） 進給量（毫米/轉(zhuǎn)） 機動時間（分） 輔助時間（分） 刀具 輔具 量具 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 1 鉆孔4-Φ10 91 1 2 124 460 0.102 5.86 立銑刀 1 游標卡尺 2 擴孔2-Φ13 91 1 1 82.8 460 0.06 11 立銑刀 1 游標卡尺 擬制 日期 審核 日期 批準 日期 共 頁 第 頁 機械制造教研室 機 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號 零件名稱 零件號 831003 撥叉 831003 工序名稱 粗銑18H11槽 半精銑18H11槽 工序號 技檢要求 基準面 材料 同時加工零件數(shù) 設備 牌號 硬度 名稱 型號 HT200 HBS210 1 夾具 定 額 代號 名稱 單件時間（分） 每班次數(shù) 每臺件數(shù) 工人等級 工步號 工步內(nèi)容 走刀長度(毫米） 走刀次數(shù) 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） 進給量（毫米/轉(zhuǎn)） 機動時間（分） 輔助時間（分） 刀具 輔具 量具 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 1 粗銑18H11槽 51 1 30 124.2 460 0.09 0.82 立銑刀 1 夾具 1 游標卡尺 2 半精銑18H11槽 51 1 5 82.8 460 0.06 1.2 立銑刀 1 夾具 1 游標卡尺 3 4 擬制 日期 審核 日期 批準 日期 共 頁 第 頁 機械制造教研室 機 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號 零件名稱 零件號 831003 撥叉 831003 工序名稱 鉆M8底孔 攻M8螺紋 工序號 技檢要求 基準面 材料 同時加工零件數(shù) 設備 牌號 硬度 名稱 型號 HT200 HBS210 1 夾具 定 額 代號 名稱 單件時間（分） 每班次數(shù) 每臺件數(shù) 工人等級 工步號 工步內(nèi)容 走刀長度(毫米） 走刀次數(shù) 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） 進給量（毫米/轉(zhuǎn)） 機動時間（分） 輔助時間（分） 刀具 輔具 量具 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 1 鉆M8底孔 3 1 9.5 14.9 680 0.33 0.50 高速鋼麻花鉆 1 游標卡尺 2 攻M8螺紋 3.75 2 9.5 9.8 392 1.25 0.63 絲錐 1 游標卡尺 3 擬制 日期 審核 日期 批準 日期 共 頁 第 頁 機械加工工藝過程卡 產(chǎn)品型號 CA6140 零（部）圖號 共 1 頁 產(chǎn)品名稱 機床 零（部）名稱 撥叉 第 1 頁 材料牌號 HT200 毛坯種類 鑄造 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每臺件數(shù) 1 備 注 工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設 備 工 藝 裝 備 工 時 準終 單件 10 鑄造 鑄造 鑄造 鑄造 20 時效 時效處理，去應力 時效 時效 30 銑削 1.粗銑左端面 2. 精銑左端面 銑床車間 2 銑床 專用夾具、高速鋼鑲嵌式端面銑刀， 游標卡尺 60s 60s 40 鉆孔 擴孔 1.鉆孔φ20 2.擴孔至φ22 鉆床車間 2 鉆床 專用夾具、直柄麻花鉆，卡尺，塞規(guī) 100s 100s 50 倒角 1. 倒角15° 車床車間 1 車床 普通車刀，游標卡尺 10s 10 60 拉花鍵 1. 拉花鍵 拉床車間 1 拉床 專用夾具、拉刀 160s 160s 70 銑削 1.粗銑溝槽 2.粗銑上平面 銑床車間 2 銑床 專用夾具、盤銑刀深度， 游標卡尺 200s 200s 80 銑削 1.精銑溝槽 2.精銑上平面 銑床車間 2 銑床 專用夾具、高速鋼鑲嵌式端面銑刀， 游標卡尺 60s 60s 90 鉆孔 1. 鉆孔2×φ8 鉆床車間 1 鉆床 專用夾具、麻花鉆，內(nèi)徑千分尺 60s 60s 100 攻螺紋 1.攻螺紋2×M8 鉗工車間 1 錐絲 錐絲 60s 60s 110 檢驗 檢驗車間 塞規(guī)，卡尺等。 120 130 140 150 160 170 180 190 設計（日期） 審核（日期） 標準化（日期） 會簽（日期） 標記 處記 更改文件號 簽字 日期 畢業(yè)設計(論文) “CA6140車床撥叉”零件 機械加工工藝及夾具設計 所在學院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學 號 指導老師 年 月 日 摘 要 本設計是基于撥叉零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設計。撥叉零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，本設計遵循先面后孔的原則。并將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度?；鶞蔬x擇以撥叉的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準，以頂面與兩個工藝孔作為精基準。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出頂平面，再以頂平面與支承孔系定位加工出工藝孔。在后續(xù)工序中除個別工序外均用頂平面和工藝孔定位加工其他孔系與平面。支承孔系的加工采用的是坐標法鏜孔。整個加工過程均選用組合機床。夾具選用專用夾具，夾緊方式多選用氣動夾緊，夾緊可靠，機構可以不必自鎖，因此生產(chǎn)效率較高，適用于大批量、流水線上加工，能夠滿足設計要求。 關鍵詞：撥叉類零件；工藝；夾具； 31 Abstract This design is the special fixture for machining process of forked plectrum parts and process design based on. The main processing surface fork parts of the plane and a series of hole. In general, ensure the machining accuracy of plane than to ensure machining accuracy hole easily. Therefore, the design follows the surface after the first hole of the principle. And the hole and the plane processing clearly divided into roughing and finishing stages of processing to ensure the accuracy of the hole. The supporting hole of the input shaft and the output shaft of the benchmark by a shifting fork as a rough benchmark, the top two holes as a precision technology base. Main processing process arrangement is to support hole positioning processing the top plane, and then the top plane and the series of supporting hole location hole processing technology. In addition to the follow-up processes individual processes are used in the top plane positioning technology and other processing Kong and plane. The supporting hole processing system using the method of coordinate boring. The whole process selection of combined machine tool. The special fixture fixture, clamping means more choice of pneumatic clamping, clamping reliable, agencies can not self-locking, therefore the production efficiency is higher, suitable for high-volume, line processing, can meet the design requirements. Key Words: fork parts; technology; fixture; 目 錄 摘 要 II Abstract III 目 錄 IV 第1章 緒論 6 1.1 機械加工工藝概述 6 1.2機械加工工藝流程 6 1.3夾具概述 7 1.4機床夾具的功能 7 1.5機床夾具的發(fā)展趨勢 8 1.5.1機床夾具的現(xiàn)狀 8 1.5.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 9 第2章 零件的工藝性分析 10 2.1零件的作用 10 2.2零件的工藝分析 11 第3章 工藝規(guī)程設計 11 3.1確定毛坯的制造形成 11 3.2基準的選擇 12 3.3制定工藝路線 13 3.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 14 3.5確定切削用量及基本工時 15 第4章 鉆攻2-M8螺紋孔鉆床專用夾具設計 26 4.1 問題的提出 26 4.2 夾具設計 26 4.2.1 定位基準的選定 26 4.2.2 夾緊力分析 26 4.2.3 定位誤差的分析 27 4.3 夾具設計及操作 27 結 論 29 參 考 文 獻 30 致 謝 31 第1章 緒論 1.1 機械加工工藝概述 機械加工工藝是指用機械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)使其成為合格零件的全過程，加工工藝是工人進行加工的一個依據(jù)。 機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過程稱為機械加工工藝過程。比如一個普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗-包裝，就是個加工的籠統(tǒng)的流程。 機械加工工藝就是在流程的基礎上，改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品 或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細說明，比如，上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，銑床，等等，每個步驟就要有詳 細的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達到多少，公差要達到多少。 技術人員根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量、設備條件和工人素質(zhì)等情況，確定采用的工藝過程，并將有關內(nèi)容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規(guī)程。這個就比較有針對性了。每個廠都可能不太一樣，因為實際情況都不一樣。 總的來說，工藝流程是綱領，加工工藝是每個步驟的詳細參數(shù)，工藝規(guī)程是某個廠根據(jù)實際情況編寫的特定的加工工藝。 1.2機械加工工藝流程 機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件之一，它是在具體的生產(chǎn)條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按照規(guī)定的形式書寫 成工藝文件，經(jīng)審批后用來指導生產(chǎn)。機械加工工藝規(guī)程一般包括以下內(nèi)容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內(nèi)容及所用的設備和工藝裝備、工件的檢驗項目及 檢驗方法、切削用量、時間定額等。 制訂工藝規(guī)程的步驟 1) 計算年生產(chǎn)綱領，確定生產(chǎn)類型。 2) 分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖，對零件進行工藝分析。 3) 選擇毛坯。 4) 擬訂工藝路線。 5) 確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。 6) 確定各工序所用的設備及刀具、夾具、量具和輔助工具。 7) 確定切削用量及工時定額。 8) 確定各主要工序的技術要求及檢驗方法。 9) 填寫工藝文件。 在制訂工藝規(guī)程的過程中，往往要對前面已初步確定的內(nèi)容進行調(diào)整，以提高經(jīng)濟效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中，可能會出現(xiàn)前所未料的情況，如生產(chǎn)條件的變化，新技術、新工藝的引進，新材料、先進設備的應用等，都要求及時對工藝規(guī)程進行修訂和完善。 1.3夾具概述 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應用于機械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。 在金屬切削機床上使用的夾具統(tǒng)稱為機床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，幫機床夾具設計在企業(yè)的產(chǎn)品設計和制造以及生產(chǎn)技術準備中占有極其重要的地位。機床夾具設計是一項重要的技術工作。 “工欲善其事，必先利其器?！? 工具是人類文明進步的標志。自20世紀末期以來，現(xiàn)代制造技術與機械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。 1.4機床夾具的功能 在機床上用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。 1．機床夾具的主要功能 機床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。 （1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過程。定位是通過工件定位基準面與夾具定位元件面接觸或配合實現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。 （2）夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會松動、脫落。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。 2．機床夾具的特殊功能 機床夾具的特殊功能主要是對刀和導向。 （1）對刀 調(diào)整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。 （2）導向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導其進行鉆削。導向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導向功能。 1.5機床夾具的發(fā)展趨勢 隨著科學技術的巨大進步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。 1.5.1機床夾具的現(xiàn)狀 國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工作品種已占工件種類總數(shù)的85%左右。現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應市場激烈的競爭。然而，一般企業(yè)仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為15%左右。特別是近年來，數(shù)控機床（NC）、加工中心（MC）、成組技術（GT）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新技術的應用，對機床夾具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)成本。 2）能裝夾一組具有相似性特征的工件。 3）適用于精密加工的高精度機床夾具。 4）適用于各種現(xiàn)代化制造技術的新型機床夾具。 5）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進一步提高勞動生產(chǎn)率。 6）提高機床夾具的標準化程度。 1.5.2現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標準化四個方面。 精密化 隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結構類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達±0.1；用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5μm；精密心軸的同軸度公差可控制在1μm內(nèi)；又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓度公差可達0.2～0.5μm。 高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有：自動化夾具、高速化夾具、具有夾緊動力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用的高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在（試驗）轉(zhuǎn)速為2600r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。 柔性化 機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調(diào)整、拼裝、組合等方式，以適應可變因素的能力?？勺円蛩刂饕校汗ば蛱卣?、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、拼裝夾具、數(shù)控機床夾具等。在較長時間內(nèi)，夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向。 標準化 機床夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面。在制訂典型夾具結構的基礎上，首先進行夾具元件和部件的通用化，建立類型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的結構。通用化方法包括夾具、部件、元件、毛壞和材料的通用化。夾具的標準化階段是通用化的深入，主要是確立夾具零件或部件的尺寸系列，為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條件。目前我國已有夾具零件及部件的國家標準：GB/T2148~T2259—91以及各類通用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總成本。 第2章 零件的工藝性分析 2.1零件的作用 題目給定的零件是CA6140撥叉（見附圖1）它位于車床變速機構中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運動按照工作者的要求進行工作。獲得所需要的速度和扭矩寬度為30mm的面寸精度要求很高，因為在撥叉撥動滑移齒輪時如果槽的尺寸精度不夠或間隙很大時，滑移齒輪得不到高的位置精度，所以寬度為30mm的面槽和滑移齒輪的配合精度要求很高。 2.2零件的工藝分析 分析零件圖可知，該撥叉形狀、結構比較簡單，通過鑄造毛坯可得到基本形狀，減少了工序加工，又節(jié)約了材料。除了撥叉上表面外，其余加工表面精度低，不需要高度機床加工，可通過銑削、鉆床等車床的粗加工就可以達到要求；而主要工作表面----撥叉上表面加工精度雖然較高，但也可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用經(jīng)濟的方法保質(zhì)保量的加工出來。由此可見，該零件工藝性較好。 CA6140撥叉共有三組加工表面 （1） 零件兩端面，可以后端面加工精度高，可以先以后端面為粗基準加工右端面，再以前端面為精基準加工左端面； (2） 以花鍵中心線為基準的加工面：這一組面包括?25H7的六齒方花鍵孔、?22H12的花鍵底孔、兩端的2X150倒角和距花鍵中心線為22mm的上頂面； （3) 以工件右端面為基準的18H11mm的槽、上頂面的2-M8通孔和?5錐孔。 經(jīng)上述分析可知， 對于后兩組加工表面，可先加工其中一組表面，然后借助于專用夾具加工另一組表面。 第3章 工藝規(guī)程設計 3.1確定毛坯的制造形成 （1）選擇毛坯 零件材料為HT200，灰鑄鐵生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能良好，考慮到零件加工表面少，精度要求不高，有強肋，且工作條件不差，既沒有變載荷，又屬間歇性工作，故選用金屬型鑄件，以滿足不加工表面的粗糙度要求及生產(chǎn)要求。 零件的形狀簡單，因此毛坯形狀需要與零件形狀盡量接近，又因內(nèi)花鍵較小，因此不可直接鑄出。 （2)確定毛坯尺寸公差和機械加工余量 1.公差等級 由撥叉的功能和技術要求，確定該零件的公差等級為IT10 2.零件表面粗糙度 由零件圖可知，該撥叉各加工表面粗糙度Ra均大于等于1.6um 3.機械加工余量 由鑄件鑄造類型為金屬鑄造，因此加工余量等級選用F 機械加工余量為3 3.2基準的選擇 基準的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，基準的選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高，否則，加工工藝過程中將會出現(xiàn)很多問題，使生產(chǎn)無法進行。 （1）粗基準的選擇 因為要保證花間道中心線垂直于右端面，所以Φ40的外圓表面為粗基準。 （2）精基準的選擇 為保證定位基準和工序基準重合，加工2—M8、Φ5錐孔、18H11槽以零件的左端面和花鍵的中心線為精基準，銑上頂面以花鍵中心線為精基準。 3.3制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領已確定為中批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外好應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 1、 工藝路線方案一 工序10：粗、精銑后端面； 工序20：鉆、擴花鍵底孔Φ22H12； 工序30：倒角1.5 X 15°； 工序40：粗、精銑上頂面； 工序50：粗、精銑18H11底槽； 工序60：鉆2—M8通孔并攻絲，鉆Φ5錐孔； 工序70：拉內(nèi)花鍵Φ25H7； 工序80：挫圓角； 工序90：去毛刺，清洗； 工序100：終檢。 2、 工藝路線方案二 工序10：粗、精銑后端面； 工序20：鉆、擴花鍵底孔Φ22H12； 工序30：倒角1.5 X 15°； 工序40：拉內(nèi)花鍵Φ25H7； 工序50：粗、精銑18H11底槽； 工序60：粗、精銑上頂面； 工序70：鉆2—M8通孔并攻絲，鉆Φ5錐孔； 工序80：挫圓角； 工序90：去毛刺，清洗； 工序100：終檢。 3、 兩套工藝方案的比較與分析 上述兩個工藝方案的特點在于：方案一把拉內(nèi)花鍵Φ25H7放在粗、精銑18H11底槽之后，這樣后面的工序50、工序60、工序70很難對工件進行定位和夾緊。造成生產(chǎn)率的下降。而工藝路線二把花鍵底孔Φ22H12鉆削出來并倒角后緊接著就拉內(nèi)花鍵Φ25H7。這樣后面的工序就很容易對工件進行定位和夾緊，即以花鍵中心線進行定位、進行螺旋夾緊。此方案定位精度高，專用夾具結構簡單、可靠。 通過以上兩種工藝路線的優(yōu)缺點分析。最后確定工藝路線二為該零件的加工路線，工藝過程詳見加工工序卡片。 3.4機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “CA6140撥叉（編號831003）”零件材料為HT200，毛坯重量約為0.84kg。生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)。采用鑄造毛坯。 根據(jù)上述原始資料加工工藝，分別確定各個加工表面的機械加工余量、工序尺寸以及毛坯尺寸如下： 1、后端面加工余量 后端面有3±0.8mm的加工余量，足以把鑄鐵的硬質(zhì)表面層切除。后端面粗銑一次、精銑一次。粗銑加工余量2.8mm、工序經(jīng)濟精度等級IT11、公差值0.22mm。精銑加工余量0.2mm、工序經(jīng)濟精度等級IT7、公差值0.035mm、表面粗糙度Ra3.2um、工序基本尺寸80mm。 2、矩形花鍵底孔 要求以花鍵外徑定心，故先鉆中心孔。再擴最后拉削內(nèi)孔尺寸為Φ22H12（見零件圖）。參照《金屬機械加工工藝人員手冊》表3—59確定孔加工余量的分配： 鉆孔Φ20mm。工序經(jīng)濟加工精度等級IT11、公差值0.13mm； 擴孔Φ22H12mm、工序經(jīng)濟加工精度等級IT10、公差值0.084mm、粗糙度Ra6.3um； 拉內(nèi)花鍵，花鍵孔以外徑定心，拉削時加工余量參照《金屬機械加工工藝人員手冊》取2Z=1mm。 3、18H11底槽的加工余量 槽底面粗銑余量為35mm。槽側面的銑削余量為17.9mm、工序經(jīng)濟精度等級為IT12、公差值0.25mm、槽底面表面粗糙度Ra6.3um。精銑的加工余量為側面余量0.1mm、工序經(jīng)濟精度等級為IT9、公差值為0.021mm、側面粗糙度為Ra3.2um。 4、上頂面的加工余量 此工序為兩個工步：①、粗銑上頂面 ②、精銑上頂面 粗銑加工余量為2.8mm、工序經(jīng)濟加工精度等級為IT11、公差值0.22mm； 精銑加工余量為0.2mm、工序經(jīng)濟加工精度等級為IT7、公差值0.035mm、表面粗糙度Ra3.2um。 3.5確定切削用量及基本工時 工序10:以Φ40外圓為基準，粗、精銑后端面。 1、 加工條件： 工件材料：HT200， ,鑄造。 加工要求：粗、精銑后端面，尺寸保證80mm。 機床: 刀具材料：鑲齒銑刀 2. 計算切削用量： 工步1：粗銑 背吃刀量為 進給量的確定：機床的功率5～10Kw，工件夾具系統(tǒng)的剛度為中等條件，按《切削用量簡明手冊》中表3.3選取該工序的每齒進給量為。 銑削速度：參考《機械制造技術基礎畢業(yè)設計指導教程》得，選用鑲齒銑刀，其中在的條件下選取。銑削速度為。有公式 可以得到：。 由于手冊中的X51型立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速為，所以，實際銑削速度為：。 基本時間t：根據(jù)面銑刀平面（對稱銑削、主偏角）的基本時間計算公式：。其中，，，取，。則有： 。 工步2：精銑 背吃刀量的確定。 進給量的確定：由《切削用量簡明手冊》中表3.3，按表面粗糙度為的條件選取，該工序的每轉(zhuǎn)進給量為。 銑削速度的計算：根據(jù)其他有關資料確定，按鑲齒銑刀，，的條件選取，銑削速度v為。由公式可以求得銑刀轉(zhuǎn)速。參照《機械制造技術基礎畢業(yè)設計指導教程》中4-15的X51立式銑床的主軸轉(zhuǎn)速，選取轉(zhuǎn)速為。再將此轉(zhuǎn)速代入上面公式?？梢郧蟮茫? 。 基本時間的確定：根據(jù)《機械制造技術基礎畢業(yè)設計指導教程》中表5-43中面銑刀銑平面（對稱銑削、主偏角）的基本時間公式，可以求得該工序的基本時間，其中，，取，，，得： 。 工序20：以Φ40mm外圓為基準鉆、擴花鍵底孔Φ22H12mm 1、加工條件： 工件材料：HT200， ,鑄造。 加工要求：鉆花鍵底孔，尺寸保證20mm。 機床： 刀具材料：高速鋼直柄麻花鉆Φ20mm、擴孔鉆Φ22mm 計算切削用量： 工步1：鉆Φ20mm花鍵底孔 背吃刀量： 進給量的確定：選取該工步的每齒進給量 。 切削用量的計算：因為該工件的材料為HT200，所以選取切削速度為。由式可以求得： 參照《機械制造技術基礎畢業(yè)設計指導教程》中表4-9所列的的主軸轉(zhuǎn)速。先取，再將n代入中，得到： 基本時間t： 其中，，，取。所以基本時間t為： 工步2：擴Φ20mm花鍵底孔至Φ22H12mm 背吃刀量確定 。 進給量的確定：由《切削用量簡明手冊》中表2.10的資料，選取該工件的沒轉(zhuǎn)進給量。 切削速度的確定：根據(jù)相關資料，確定： 由公式。可以得到： 按機床選取，得到切削速度 基本時間t： 其中，， 取。所以基本時間t為： 工序30：以Φ40mm外圓為基準，倒角1.5 X 15° 加工條件 工件材料：HT200, ,鑄造。 加工要求：倒角1.515° 機床： 刀具材料：專用刀具。 此工步使用到專用刀具與手動進給。 檢驗機床功率 按《切削用量簡明手冊》表 1.24 可以查出　當σｂ＝160～241HBS 工藝過程詳見加工工序卡片 按　車床說明書　主電機功率 可見比P小得多所以機床功率足夠所用切削用量符合要求 鉆削功率檢驗按《切削用量簡明手冊》表 2.21 當 查得轉(zhuǎn)矩 《切削用量簡明手冊》表由表2.32　得功率公式 按車床說明書　主電機功率 可見比小得多，所以機床功率足夠，所用切削用量符合要求。 工序40：拉內(nèi)花鍵Φ25H7 1、加工條件： 工件材料：HT200，鑄件； 加工要求：花鍵底孔粗糙度Ra6.3μm，鍵槽側面粗糙度Ra3.2μm，鍵槽底面粗糙度Ra1.6μm，鍵槽尺寸6mm，偏差代號H9； 刀具：高速鋼拉刀；④切削液：乳化液； 機床：拉床。 ①確定齒升量：根據(jù)有關手冊，確定拉花鍵孔時花鍵拉刀的單面齒升量為0.06mm； ②切削速度：查有《切削簡明手冊》有切削速度為0.06m/s（3.6m/min）； ③切削工時： t=Zblηk/1000vfzZ 式中： 單面余量1.5mm(由Φ22mm拉削到Φ25mm)； 拉削表面長度，80mm； η 考慮校準部分的長度系數(shù)，取1.2； 考慮機床返回行程系數(shù)，取1.4 ； 拉削速度（m/min）； fz 拉刀單面齒升； Z 拉刀同時工作齒數(shù)，Z=l/p； P 拉刀齒距。 所以 因為拉刀同時工作齒數(shù)z=l/p=80/127所以其本工時 Tm=1.5×80×1.2×1.4/1000×3.6×0.06×7=0.13min=7.8s 。 工序50：粗、精銑18H11底槽 加工條件 工件材料：HT200, ,鑄造。 加工要求：以花鍵中心線為基準粗、精銑18H11底槽、底面表面粗糙度、側面表面粗糙度。 機床：立式升降臺銑床（） 刀具材料：根據(jù)《實用機械加工工藝師手冊》表21-5選用高速鋼鑲齒三面刃銑刀。外徑160mm，內(nèi)徑40mm，刀寬粗銑16mm，精銑18mm，齒數(shù)為24齒。 工步1、粗銑16槽 銑削深度： 每齒進給量：查《機械加工工藝手冊》表2.4-75，得，取。 銑削速度：查《機械加工工藝師手冊》表30-33，得 機床主軸轉(zhuǎn)速： 查《機械加工工藝手冊》表3.1-74取 實際切削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： =81mm 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)1次 機動時間： 工步2、精銑18槽 切削深度： 根據(jù)《機械加工工藝手冊》表查得：進給量,查《機械加工工藝手冊》表2.4-82得切削速度， 機床主軸轉(zhuǎn)速： ， 查《機械加工工藝手冊》表3.1-74取 實際切削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： =81mm 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 本工序機動時間 工序60：粗、精銑上頂面 機床：立式升降臺銑床 刀具：根據(jù)《實用機械加工工藝手冊》表10-231，選用高速鋼錯齒三面刃銑刀，規(guī)格為：，齒數(shù)為12齒。 工步1、粗銑上端面 銑削深度： 每齒進給量：查《機械加工工藝手冊》表2.4-75，，取。 銑削速度：查《實用機械加工工藝師手冊》表11-94，得，取 機床主軸轉(zhuǎn)速： 查《機械加工工藝手冊》表3.1-74取 實際切削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長度： =82mm 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 工步2、精銑上端面 切削深度： 根據(jù)《實用機械加工工藝師冊》表11-91查得：每齒進給量,取，根據(jù)《實用機械加工工藝師冊》表11-94 查得切削速度 機床主軸轉(zhuǎn)速： ， 按照《機械加工工藝手冊》表3.1-74取 實際切削速度： 進給量： 工作臺每分進給量： 被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度： =81mm 刀具切出長度：取 走刀次數(shù)為1 機動時間： 本工序機動時間 工序70：鉆孔并攻絲 機床：搖臂鉆床 刀具：根據(jù)參照《機械加工工藝手冊》表4.3-9硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭。 工序1、鉆孔 鉆孔前鑄件為實心，根據(jù)上文所的加工余量先鉆孔到再攻絲，所以。 鉆削深度： 進給量：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-38，取 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-41，取 機床主軸轉(zhuǎn)速，有： ， 按照《機械加工工藝手冊》表3.1-31取 所以實際切削速度： 切削工時 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度： 取 走刀次數(shù)為1，鉆孔數(shù)為2個 機動時間： 工序2、攻2-M8螺紋通孔 刀具：釩鋼機動絲錐 進給量：查《機械加工工藝手冊》表1.8-1得所加工螺紋孔螺距,因此進給量 切削速度：參照《機械加工工藝手冊》表2.4-105，取 機床主軸轉(zhuǎn)速：，取 絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取 實際切削速度： 被切削層長度： 刀具切入長度： 刀具切出長度：，加工數(shù)為2 機動時間： 本工序機動時間：。 第4章 鉆攻2-M8螺紋孔鉆床專用夾具設計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。經(jīng)分析決定設計第七道工序鉆攻2-M8螺紋孔鉆床專用夾具。 4.1 問題的提出 本夾具主要用于鉆?7孔，且在鉆孔后還要進行攻M8螺紋，以保證進度要求。因此，在本工序加工時，主要考慮如何提高生產(chǎn)率，降低勞動強度，提高加工質(zhì)量。 4.2 夾具設計 4.2.1 定位基準的選定 工件以?22H12孔及端面和側面為定位基準。 4.2.2 夾緊力分析 1、夾緊力方向的確定 由快速螺旋壓板機構夾緊工件，所以可以判定工件的受力方向是水平方向。 2、夾緊力作用點的選擇 夾緊力的作用點應該在端面上，這樣可以保證工件不會產(chǎn)生較大的變形。 3、 夾緊力大小的確定 由《指導手冊》表10-1 常見的夾緊方式所需夾緊力，可以得出其夾緊力，因為在完成本工序時，鉆?7孔所需的切削余量和切削速度最快，所用的力也最大，所以夾緊力滿足鉆孔時所需要的力，剩余的其他加工時的夾緊也必定滿足要求。 鉆孔加工切削力： 由《切削用量簡明手冊》表2-32 鉆孔時軸向力、扭矩及功率的計算公式：； 其中，CF=420；zF=1.0；yF=0.8；CM=0.206；zM=2.0；yM=0.8；Kr=0.94; 則， 鉆孔加工夾緊力： 查《機械設計手冊》表1-7，傳動效率； 由普通螺紋基本尺寸表（GB/T 196-2003）查得螺紋中徑； 由《機械設計》查得，螺紋升角； 螺紋摩擦角 則夾緊力 4.2.3 定位誤差的分析 本夾具采用分度結構，用于在立式鉆床上加工撥叉的2-M8螺紋孔。工件以?22H12孔及端面和側面為定位基準，在帶臺肩長銷和擋銷上實現(xiàn)完全定位。 1.平面定位誤差 2.間隙引起的定位誤差 4.3 夾具設計及操作 由于本夾具需要鉆孔，在豎直方向受到很大的沖擊力，在其相應的方向上應適當?shù)目紤]強度的要求，使之方便的操作和快速的切換工件。 目前可以采用的措施有：一是提高毛坯的精度，使最大切削深度減低，以減小切削力；二是選擇精度高的心軸，使其定位準確。 為使其工作進行時，工作緊湊和保證加工要求。夾具體上裝有快換鉆套，使夾具在一批零件之間能加工不同要求的零件，同時在夾具體上裝有一塊可轉(zhuǎn)動的快速螺旋壓板機構用以壓緊工件，這樣有利于工件的拆裝。 由于本工序需要在兩工位上加工螺紋孔，因此，為了提高工作效率，本夾具上裝有一個可轉(zhuǎn)動的擺臺，工件安裝夾緊在擺臺上。當擺臺旋轉(zhuǎn)到位后，可拉緊手柄，使擺臺夾緊并開始加工。加工完成后，松開手柄，并使擺臺擺到下一工位，拉緊手柄即可加工。 結 論 通過本次的畢業(yè)設計，使我能夠?qū)镜闹R做進一步的了解與學習，對資料的查詢與合理的應用做了更深入的了解，本次進行工件的工藝路線分析、工藝卡的制定、工藝過程的分析，對我們在大學期間所學的課程進行了實際的應用與綜合的學習提高了我了思考問題，解決問題的能力以及創(chuàng)新設計的能力，為以后的設計工作打下了堅實的基礎。 由于能力有限，設計中還有很多不足之處，懇請老師批評指導 參 考 文 獻 [1] 李 洪．機械加工工藝手冊[M] ．北京出版社，2006．1． [2] 陳宏鈞．實用金屬切削手冊[M] ．機械工業(yè)出版社，2005．1． [3] 上海市金屬切削技術協(xié)會．金屬切削手冊[M]．上?？茖W技術出版社，2002． [4] 楊叔子．機械加工工藝師手冊[M]．機械工業(yè)出版社，2000． [5] 徐鴻本．機床夾具設計手冊[M] ．遼寧科學技術出版社，2003．10． [6] 都克勤．機床夾具結構圖冊[M] ．貴州人民出版社，2003．4 [7] 胡建新．機床夾具[M] ．中國勞動社會保障出版社，2001．5． [8] 馮 道．機械零件切削加工工藝與技術標準實用手冊[M] ．安徽文化音像出版社，2003． [9] 王先逵．機械制造工藝學[M]．機械工業(yè)出版社，2000． [10] 馬賢智．機械加工余量與公差手冊[M]．中國標準出版社，1994．12． [11] 劉文劍．夾具工程師手冊[M]．黑龍江科學技術出版社，2007 [12] 王光斗．機床夾具設計手冊[M]．上海科學技術出版社，2002．8． 致 謝 在畢業(yè)設計即將結束之際我向所有幫助過我的老師和同學說一聲，謝謝！我想沒有他們的幫助，畢業(yè)設計就會做得很困難。 這次畢業(yè)設計是在老師悉心指導下完成的。XX老師以其淵博的學識、嚴謹?shù)闹螌W風范、高度的責任感使我受益非淺。在做設計的過程中也遇到了不少的問題，XX老師給了我許多關懷和幫助，并且隨時詢問我畢業(yè)設計的進展情況、細心的指導我們，也經(jīng)常打電話或者發(fā)電子郵件過來指導我的設計。 在論文工作中，得到了機電學院有關領導和老師的幫助與支持，在此表示衷心的感謝。 最后，在即將完成畢業(yè)設計之時，我再次感謝對我指導、關心和幫助過老師、領導及同學。謝謝了！