CA6140車(chē)床831006撥叉的中間叉口銑斷夾具設(shè)計(jì)及加工工藝裝備含4張CAD圖-版本1.1
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摘 要
隨著科技的發(fā)展，機(jī)械制造行業(yè)已經(jīng)是我國(guó)技術(shù)進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一。無(wú)論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是新興的機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)，都離不開(kāi)形式各樣的機(jī)械制造設(shè)備。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要內(nèi)容就是對(duì)CA6140機(jī)床撥叉的工藝規(guī)程制定和對(duì)其中孔及若干平面加工工序的夾具設(shè)計(jì)進(jìn)行研究和探討。在工藝規(guī)程編制方面，主要通過(guò)仔細(xì)分析撥叉零件圖和相關(guān)技術(shù)要求，查閱零件相關(guān)資料，考慮了零件的工藝結(jié)構(gòu)要求、批量生產(chǎn)要求、經(jīng)濟(jì)性、可行性等多方面因素，最終安排工序，并完成加工，其中包括各道工序的加工方法，機(jī)床、刀具、夾具、輔具、量具的選擇，基準(zhǔn)面的選取，定位和夾緊方案的擬定，并將其編入工序卡片，清晰明了的表達(dá)出了整個(gè)加工過(guò)程。另外，在專用夾具設(shè)計(jì)方面，主要對(duì)一孔、一平面的加工工序進(jìn)行了夾具方案的分析，計(jì)算和最終完成設(shè)計(jì)任務(wù)。
關(guān)鍵詞：撥叉；工藝路線；定位與夾緊；專用夾具設(shè)計(jì)
I
I
Abstract
With the development of science and technology, machinery manufacturing industry of China has been technological progress and social development of pillar industries. Whether in traditional industries or new industries, it is inseparable from a wide range of machinery and equipment. This graduation of content which is the study about the protocol development process and the fixture design of the hole and some plane processing procedure. In terms of process rules, primarily through a careful analysis of the product parts and related technical requirements, check the parts relevant information considered part of the process of structural requirements, batch, and economics, feasibility, and more factors. The final arrangements for the operations to finish processing, including the operations of processing method, machine tools, tooling, fixtures, assistive devices, measurement apparatus selection, select datum, positioning and clamp authoring, and process card, clarity of expression out the whole processing procedure. In addition, in fixture design, the main design about a hole, a flat and a groove machining process has been analysised, computation and finally to complete the design task.
Key words: Plectrum; process route; positioning and clamping; dedicated fixture design
50
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目 錄
摘 要 I
Abstract II
第1章 緒論 1
1.1 夾具設(shè)計(jì)的意義 1
1.2 夾具設(shè)計(jì)研究概述 2
1.2.1 夾具的定義 2
1.2.2 夾具發(fā)展概況 2
1.2.3 夾具設(shè)計(jì)要解決的主要問(wèn)題 4
1.3 夾具的功能 4
1.4 夾具組成 5
1.4.1 夾具的基本組成部分 5
1.4.2 夾具的其他組成部分 5
1.5 夾具的分類 6
1.5.1 按夾具的通用特性分類 6
1.5.2 按夾具使用的機(jī)床分類 6
1.6 夾具使用優(yōu)點(diǎn) 8
1.7 夾具設(shè)計(jì)要求 9
1.7.1 夾具設(shè)計(jì)基本要求 9
1.7.2 生產(chǎn)對(duì)其提出的新要求 9
1.8 夾具設(shè)計(jì)特點(diǎn) 9
1.9 現(xiàn)代夾具的發(fā)展發(fā)向 10
第2章 工藝規(guī)程的編制 11
2.1 零件的分析 11
2.1.1 零件的作用 11
2.1.2 零件的工藝分析 12
2.2 確定毛坯的制造形式 13
2.3 基面的選擇 14
2.4 制定工藝路線 15
2.5 選擇加工設(shè)備及刀具、夾具、量具 16
2.6 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 17
2.7 確立切削用量及基本工時(shí) 20
第4章 機(jī)床夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)及經(jīng)濟(jì)效益 39
4.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)分析 39
4.1.1成組夾具成本 39
4.1.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)的現(xiàn)實(shí)意義 40
4.2 機(jī)床夾具柔性化 40
4.3 機(jī)床夾具經(jīng)濟(jì)效益分析 41
第5章 中間叉口銑斷夾具設(shè)計(jì) 43
5.1問(wèn)題的提出 43
5.2 定位基準(zhǔn)的選擇 43
5.3切削力和夾緊力計(jì)算 44
5.4定位誤差分析 46
5.5夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 48
結(jié) 論 49
致 謝 50
參考文獻(xiàn) 51
第1章 緒論
隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代，其產(chǎn)品型號(hào)越來(lái)越多，質(zhì)量要求越來(lái)越高，更新周期越來(lái)越短，使機(jī)械制造工程飛速的發(fā)展。在機(jī)械加工過(guò)程中，夾具占有非常重要的地位。它可靠地保證了工件的加工精度，提高了加工效率，減輕了勞動(dòng)的強(qiáng)度。夾具的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)深入生產(chǎn)實(shí)際，對(duì)工件的圖紙、工藝文件，生產(chǎn)綱領(lǐng)等分析，精心調(diào)查研究，吸取國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)，制訂出合理的設(shè)計(jì)方案[1]。
機(jī)械加工必須保證零件的加工質(zhì)量，達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)要求，同時(shí)還應(yīng)該具有較高的生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。因此，機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)就是一項(xiàng)重要的工作。它要求設(shè)計(jì)者必須具有豐富的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和廣博的機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)理論知識(shí)。
在指定工藝規(guī)程時(shí)，應(yīng)根據(jù)零件的產(chǎn)量和現(xiàn)有的設(shè)備條件，綜合考慮加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的要求，經(jīng)過(guò)反復(fù)分析比較，確定最優(yōu)方案。
1.1 夾具設(shè)計(jì)的意義
零件在工藝規(guī)程制定之后就要按工藝規(guī)程順序進(jìn)行加工。加工中除了需要機(jī)床、刀具、量具之外，成批生產(chǎn)時(shí)還要用機(jī)床夾具。他們是機(jī)床和工件之間的連接裝置，使工件相對(duì)于機(jī)床或刀具獲得正確的位置，機(jī)床夾具的好壞將直接影響工件加工表面的位置精度，所以機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是裝備設(shè)計(jì)中一項(xiàng)重要的工作，是加工過(guò)程中最活躍的因素之一[2]。
因此，好的夾具設(shè)計(jì)可以提高產(chǎn)品勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降低生產(chǎn)成本等，還可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，從而使產(chǎn)品生產(chǎn)在保證精度的前提下提高效率，降低成本。在當(dāng)今激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和企業(yè)信息化要求下，滿足企業(yè)對(duì)夾具的設(shè)計(jì)制造的更高要求。
CA6140車(chē)床撥叉銑、鉆等工序使用的專用夾具設(shè)計(jì)應(yīng)針對(duì)加工零件，應(yīng)達(dá)到結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)便、生產(chǎn)率高。所以對(duì)CA6140車(chē)床撥叉加工工藝及夾具設(shè)計(jì)，不但是我們對(duì)大學(xué)所學(xué)的知識(shí)的一個(gè)整合，而且是對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)方面的一次訓(xùn)練。
1.2 夾具設(shè)計(jì)研究概述
1.2.1 夾具的定義
夾具是一種裝夾工件的一種工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造過(guò)程的切削加工，熱處理裝配，焊接和檢測(cè)等工藝過(guò)程中。
在金屬切削機(jī)床工件是使用的夾具稱為機(jī)床夾具，在現(xiàn)代生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)床夾具不可缺少。它直接影響著加工的精度，勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，故機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)在企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造以及生產(chǎn)技術(shù)裝備中占有極其主要的地位。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要的技術(shù)工件[3]。
1.2.2 夾具發(fā)展概況
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門(mén)類齊全的工藝裝備。改革開(kāi)放以來(lái)，機(jī)械工業(yè)充分利用國(guó)內(nèi)外兩方面技術(shù)資源，有計(jì)劃的進(jìn)行企業(yè)的技術(shù)改造，引導(dǎo)企業(yè)走依靠科技進(jìn)步的道路，使制造技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量以及經(jīng)濟(jì)效益有了很大的提高，為繁榮國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，擴(kuò)大出口創(chuàng)匯，推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起了重要作用。
夾具最早出現(xiàn)在1787年，至今經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段。第一階段表現(xiàn)為夾具與人的結(jié)合。在工業(yè)發(fā)展初期。機(jī)械制造的精度較低，機(jī)械產(chǎn)品工件的制造質(zhì)量主要依賴勞動(dòng)者個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)和手藝，而夾具僅僅作為加工工藝過(guò)程中的一種輔助工具；第二階段是隨著機(jī)床、汽車(chē)、飛機(jī)等制造業(yè)的發(fā)展，夾具的門(mén)類才逐步發(fā)展齊全。夾具的定位、夾緊、導(dǎo)向（或?qū)Φ叮┰慕Y(jié)構(gòu)也日趨完善，逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)的主要工藝裝備之一；第三階段，即近代由于世界科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步及社會(huì)生產(chǎn)力的迅速提高，夾具在系統(tǒng)中占據(jù)相當(dāng)重要的地位。這一階段的主要特征表現(xiàn)為夾具與機(jī)床的緊密結(jié)合。
我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)經(jīng)過(guò)50多年，特別是近20年的發(fā)展，已形成了品種繁多、門(mén)類齊、布局合理的機(jī)械制造工業(yè)體系。許多科研院所、大專院校和企業(yè)研制出了一大批成套技術(shù)裝備和多種高精尖產(chǎn)品，有些已接近或達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展為了適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)向高、精，尖方向發(fā)展的需要和多品種、中小批生產(chǎn)的特點(diǎn)，機(jī)床夾具的主要發(fā)展方向表現(xiàn)為精密化[4]。
目前中國(guó)制造業(yè)發(fā)展迅猛，以前的我國(guó)制造業(yè)普遍使用剛性專機(jī)加工各種各樣的零部件，導(dǎo)致改型和生產(chǎn)個(gè)零部件周期較長(zhǎng)。隨著我國(guó)制造業(yè)發(fā)展和各種各種零件的需求與日俱增，加工設(shè)備和工藝也向著柔性化的方向轉(zhuǎn)變。
目前，除了在生產(chǎn)流水線、自動(dòng)線配置相應(yīng)的高效、自動(dòng)化夾具外，在數(shù)控機(jī)床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動(dòng)裝夾工件的夾具以及自動(dòng)更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機(jī)床的效率。
為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴(kuò)大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu)，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當(dāng)前夾具發(fā)展的主要方向，使機(jī)械產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代，品種型號(hào)越來(lái)越多．質(zhì)量越來(lái)越高，更新周期越來(lái)越短[5]。
1.2.3 夾具設(shè)計(jì)要解決的主要問(wèn)題
夾具設(shè)計(jì)最關(guān)鍵是要求對(duì)工件定位正確，且滿足定位精度要求。首先得了解影響定位精度的因素，然后采取措施解決具體的問(wèn)題。如定位基準(zhǔn)與定位元件的配合狀況和影響定位精度，那么可以提高夾具的制造精度，減小配合間隙就能提高夾具在機(jī)床上的定位精度。
除此之外，選擇夾具的類型與結(jié)構(gòu)型式必須與零件生產(chǎn)批量大小相適應(yīng)，夾具結(jié)構(gòu)與零部件應(yīng)具有足夠的剛度和強(qiáng)度，從而保證夾具操作方便、夾緊可靠、使用安全、并有合理的裝卸空間[6]。
1.3 夾具的功能
機(jī)床夾具的主要功能是定位和加緊。定位是確定工件在夾具中占有正確位置的過(guò)程。通過(guò)工件定位基準(zhǔn)面與夾具定位元件的定位面接觸或配合實(shí)現(xiàn)的，而夾緊則是工件定位后將其固定，使其在加工過(guò)程中保持定位位置不變的操作。
機(jī)床夾具的特殊功能是對(duì)刀和導(dǎo)向，通過(guò)調(diào)整工件切削刃相對(duì)工件或夾具的正確位置。而導(dǎo)向則是如鉆床夾具中的鉆模板和鉆套，能迅速的確定鉆頭的位置，并引導(dǎo)其進(jìn)行鉆削。
機(jī)床夾具能夠降低對(duì)操作工人的技術(shù)要求和工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。由于多數(shù)專用夾具的夾緊裝置只需廠人操縱按鈕、手柄即可實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾緊，這在很大程度上減少了工人找正和調(diào)整工件的時(shí)間與難度[7]。
1.4 夾具組成
1.4.1 夾具的基本組成部分
雖然各類機(jī)床夾具的結(jié)構(gòu)有所不同但按主要功能加以分析。機(jī)床夾具的基本組成部分是定位元件，夾緊裝置和夾具體三個(gè)部分，這也好似夾具體的主要內(nèi)容。
定位元件是夾具的主要功能元件之一 ，通常當(dāng)工件定位基準(zhǔn)面的形狀確定后，定位元件的結(jié)構(gòu)也就確定了。夾緊裝置也是夾具的主要元件之一，一般鉸鏈壓板、螺釘、夾緊裝置等。通常夾具作為鑄件的結(jié)構(gòu)、鍛件結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)，形狀有回轉(zhuǎn)體形和底座等多種定位元件，夾緊裝置等分布在夾具體不同的位置上。
1.4.2 夾具的其他組成部分
1． 連接元件
根據(jù)機(jī)床的工作特點(diǎn)，夾具在機(jī)床上的安裝。連接常有的兩種方式：一種是安裝在機(jī)床工作臺(tái)上，另一種是安裝在機(jī)床主軸上，連接元件用于確定夾具本身在機(jī)床上的位置。
2． 對(duì)刀與導(dǎo)向裝置
對(duì)刀裝置常見(jiàn)在銑床夾具中，用以對(duì)刀塊。調(diào)銑刀對(duì)刀前的位置，對(duì)刀時(shí)，銑刀不能與對(duì)刀塊直接相連，以免碰傷銑刀的切削刃和對(duì)刀塊工作表面。
導(dǎo)向裝置鉆模板、鉆套、鏜模的鏜模支架。鏜套，它們能確定刀具的位置，并引導(dǎo)刀具進(jìn)行切削。
3． 其他元件和裝置
根據(jù)加工的需要，有些夾具分別采用分度裝夾，靠模裝置上下料加工工藝機(jī)器人等[8]。
1.5 夾具的分類
1.5.1 按夾具的通用特性分類
這是一種基本的分類方法，主要反應(yīng)夾具在不同生產(chǎn)類型中的通用特性，故也是選擇夾具主要依據(jù)。目前，我國(guó)常用的夾具有通用夾具、專用夾具和自動(dòng)化生產(chǎn)夾具等五大類。
1.5.2 按夾具使用的機(jī)床分類
這是專用夾具設(shè)計(jì)使用的分類方法，如車(chē)床、銑床、刨床、鉆床、數(shù)控車(chē)床等夾具，如圖1-1,1-2,1-3所示：
圖1-1 鉆床夾具 圖1-2 銑床夾具
圖1-3 工裝夾具
設(shè)計(jì)專用夾具時(shí)機(jī)床的類別、組別、型別主要參數(shù)均以確定。它們不同點(diǎn)是機(jī)床切削成型運(yùn)動(dòng)不同、故夾具與機(jī)床的連接方式不同它們的加工精度要求也各不相同[9]。
1.6 夾具使用優(yōu)點(diǎn)
夾具的使用一般包括兩個(gè)過(guò)程，其一是夾具本身在機(jī)床上的安裝和調(diào)整，其二是被加工工件在夾具中的安裝。加工過(guò)程中，工件與刀具的相對(duì)位置容易得到保證，并且不受各種主觀因素的影響，因而工件的加工精度穩(wěn)定可靠。
1． 所保證加工精度
用夾具裝夾工件時(shí)工件相對(duì)刀具及機(jī)床的位置由夾具保證不受工人技術(shù)的影響，使一批工件的加工精度趨于一致。
2． 提高勞動(dòng)生產(chǎn)率
使用夾具裝夾工件方便、快速工件不需劃線找正，可顯著的減少輔助工時(shí)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，工件在夾具裝夾后提高了工件的剛性，因此可加大切削用量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，可使用多工位夾具，并可采用高小夾緊機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
3． 能擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍
4． 能降低成本
在批量生產(chǎn)后使用夾具后，由于勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高，使用技術(shù)等級(jí)較低的工人以及廢品率下降等原因，明顯的降低了成本夾具制造成本分?jǐn)傇谝慌ぜ?，沒(méi)個(gè)工件制造的成本是極少的，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于由于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率而降低的成本，元件批量越大使用夾具所取得的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)就越大。
5． 改善工人的勞動(dòng)條件
用夾具裝夾工件方便、省力、安全[10]。
1.7 夾具設(shè)計(jì)要求
1.7.1 夾具設(shè)計(jì)基本要求
設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)滿足下列四項(xiàng)基本要求：
1． 保證工件的加工精度。
2． 保證工人的造作安全。
3． 達(dá)到加工的造作生產(chǎn)率要求。
4． 滿足夾具一定的使用壽命和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。
1.7.2 生產(chǎn)對(duì)其提出的新要求
現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)激烈競(jìng)爭(zhēng)，現(xiàn)代生產(chǎn)對(duì)夾具提出了如下新的要求：
1． 能迅速方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。
2． 能裝夾一組相似性特征的工件。
3． 用于精密加工的高精度的機(jī)床。
4． 適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型技術(shù)。
5． 采用液壓汞站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率[11]。
1.8 夾具設(shè)計(jì)特點(diǎn)
機(jī)床夾具設(shè)計(jì)與其他裝備設(shè)計(jì)比較有較大的差別，主要表現(xiàn)在以下五個(gè)方面：
1． 要有較短的設(shè)計(jì)和制造周期，一般沒(méi)有條件對(duì)夾具進(jìn)行原理性實(shí)驗(yàn)和復(fù)雜的計(jì)算工作。
2． 夾具的精度一般比工件的精度變了三倍。
3． 夾具在一般情況下是單體制造的，重復(fù)制造的機(jī)會(huì)通常要求夾具在投產(chǎn)時(shí)一次成功。
4． 夾具和操作工人的關(guān)系非常的密切，要求夾具與生產(chǎn)條件和操作密切結(jié)合。
5． 夾具的社會(huì)協(xié)作制造條件較差，特別是商品化的元件較少，設(shè)計(jì)者要熟悉夾具的制造方法，以滿足設(shè)計(jì)的工藝要求。
1.9 現(xiàn)代夾具的發(fā)展發(fā)向
現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標(biāo)準(zhǔn)化等四個(gè)方面。
隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，精密化夾具勢(shì)必也相應(yīng)提高。高效化夾具主要用來(lái)減少工件加工的機(jī)動(dòng)時(shí)的和輔助時(shí)的，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度。夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是通過(guò)調(diào)組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力[12]。
夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。在制造典型夾具結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，首先進(jìn)行夾具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件。舍棄一些功能低劣的結(jié)構(gòu)，通用化方法包括：夾具、部件、元件、毛呸和材料的通用化夾具的標(biāo)準(zhǔn)化階段是通用化的深入并為工作圖的審查創(chuàng)造了良好的條件[13]。
第2章 工藝規(guī)程的編制
2.1 零件的分析
2.1.1 零件的作用
題目給的是CA6140車(chē)床主軸箱撥叉的工藝規(guī)程編制和夾具設(shè)計(jì)。CA6140車(chē)床的撥叉位于車(chē)床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用[14]。零件圖如圖2-1所示：
圖2-1 撥叉零件圖
零件上方的mm孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，而下方的mm半孔則是用于與所控制齒輪所在的軸接觸。通過(guò)上方的力撥動(dòng)下方的齒輪實(shí)現(xiàn)變速。兩件零件鑄為一體，加工時(shí)分開(kāi)。
2.1.2 零件的工藝分析
零件的材料為HT200，為了滿足其性質(zhì)要求，由參考文獻(xiàn)[15]表2-3鑄件制造方法選取金屬型鑄造方法，由參考文獻(xiàn)[16]表2.2-4 灰鑄鐵件的硬度分級(jí)可知灰鑄鐵的硬度為190~210HBS，具有較高的強(qiáng)度和耐磨性，適于承受較大應(yīng)力和耐磨性的要求。CA6140車(chē)床撥叉有多處加工面，其中有兩處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下：
1． 以mm孔為中心的加工表面
這一組加工表面包括：mm的孔，以及40mm的圓柱上表面，其中主要加工表面為mm通孔，其粗糙度要求為1.6。
2． 以mm孔為中心的加工表面
這一組加工表面包括：mm的孔，以及75mm的兩個(gè)端面。其中mm內(nèi)孔的粗糙度要求為3.2，75mm的兩端面有垂直度0.1的要求。
3． 將兩件銑斷
這一組加工表面包括：銑斷面的粗糙度要求為6.3。
4． 銑mm的槽
這一組加工表面包括：此槽端面的粗糙度要求為3.2，槽的底面的粗糙度要求為6.3。
5． 銑40mm外圓柱面上的平臺(tái)
這一組加工表面包括：粗糙度要求6.3，其余為尺寸要求，精度不高。
該零件加工表面之間有著一定的位置要求，主要是：
mm孔的中心與mm孔的中心有位置要求mm。
mm的槽與mm的孔內(nèi)表面有垂直度公差為0.08。
C、D兩端面之間相對(duì)于的mm的孔內(nèi)表面有垂直度公差為0.1。
由以上分析:對(duì)于以上加工表面，根據(jù)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，可先加工其中某一重要表面，然后借助于專用夾具加工其它表面，并保證各種尺寸和位置的精度要求。
2.2 確定毛坯的制造形式
根據(jù)零件的材料和形狀確定毛坯為鑄件，考慮零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中可以承受較大載荷和沖擊載荷，且零件結(jié)構(gòu)又比較簡(jiǎn)單，采用金屬型鑄造的方法來(lái)加工，以使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件的工作可靠。這樣不但提高生產(chǎn)率，而且可以保證零件的加工精度。毛坯零件圖如圖2-2所示：
圖2-2 毛坯圖
毛坯的鑄造方法：選用金屬型造型的方法。
毛坯的熱處理：熱處理工序在工藝過(guò)程中的安排是否恰當(dāng)，是影響零件加工質(zhì)量和材料使用性能的重要因素。熱處理的方法、次數(shù)和在工藝過(guò)程中的位置，根據(jù)材料和熱處理的目的而定。本次加工中熱處理為預(yù)備熱處理安排在機(jī)械加工之前，采用正火、調(diào)質(zhì)處理來(lái)改善材料的加工性能。此外，為了消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時(shí)效。
2.3 基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇得正確與合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，過(guò)程中會(huì)問(wèn)題百出，甚至?xí)斐纱笈鷱U品，使生產(chǎn)無(wú)法正常運(yùn)行。
1． 粗基準(zhǔn)的選擇
對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)[17]。根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則，現(xiàn)以撥叉的底面和40mm的外圓表面為粗基準(zhǔn)，利用V型塊夾緊達(dá)到完全定位,然后進(jìn)行鉆55mm孔的加工。
2． 精基準(zhǔn)的選擇
為了保證定位基準(zhǔn)和加工工藝基準(zhǔn)重合，所以選擇零件的25mm圓表面為精基準(zhǔn)，并且以“基準(zhǔn)重合”和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”為原則，來(lái)保證加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便。
2.4 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技術(shù)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用夾具,并盡量使工序集中來(lái)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。
1． 工藝路線方案一
工序一：鑄造毛坯
工序二：將兩件銑斷
工序三：鉆、擴(kuò)、鉸、精鉸25mm孔
工序四：粗車(chē)、半精車(chē)、精車(chē)55mm孔
工序五：粗銑、精銑C、D面保證垂直度誤差不大于0.1
工序六：粗銑B面
工序七：銑16mm的槽，垂直度誤差不大于0.08
工序八：銑40mm外圓上的平臺(tái)
工序九：檢驗(yàn)入庫(kù)
上面的工序加工不太合理，因?yàn)槿绻葘杉姅?，破壞了零件的整體性，這樣就達(dá)不到兩個(gè)孔之間的位置要求，影響整個(gè)工件的加工要求，從而降低了零件的使用價(jià)值。由此得出下面一個(gè)方案。
2． 工藝路線方案二
工序一: 鑄造毛坯
工序二：以底平面D面為粗基準(zhǔn)，用V型塊定位，粗車(chē)、半精車(chē)、精車(chē)mm孔，使其達(dá)到精度要求
工序三：以40mm圓柱外表面為基準(zhǔn)，用V型塊定位，并以
mm的圓心為基準(zhǔn)鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸mm的孔，達(dá)到精度要求
工序四：將兩件銑斷
工序五：以mm的內(nèi)孔為精基準(zhǔn)，以定位擋銷和一壓板實(shí)現(xiàn)定位，進(jìn)行C、D兩面的粗銑、精銑加工，使C、D兩面滿足垂直度誤差不大于0.1
工序六：以mm的內(nèi)孔為精基準(zhǔn)，以D面和一輔助支撐實(shí)現(xiàn)定位，進(jìn)行B面的粗銑加工
工序七：以mm的內(nèi)孔為精基準(zhǔn)，銑mm的槽,保證槽的側(cè)面相對(duì)于孔的垂直度誤差是0.08
工序八：以mm的內(nèi)孔為精基準(zhǔn)，銑40mm外圓上的平臺(tái)
工序九：去除毛刺
工序十：檢驗(yàn)入庫(kù)
比較兩種工序加工方案，考慮到加工的合理性及精度的要求，我們選擇方案二的設(shè)計(jì)。
2.5 選擇加工設(shè)備及刀具、夾具、量具
由于生產(chǎn)類型為中批，故加工機(jī)床設(shè)備等以通用機(jī)床為主，其生產(chǎn)方式以通用機(jī)床加專用夾具為主，工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均有人工完成。根據(jù)加工零件的具體工序，滿足加工需求，根據(jù)文獻(xiàn)[15]選擇以下機(jī)床、刀具和量具：
1． 機(jī)床的選擇
銑面、銑槽、銑平臺(tái)時(shí)均采用立式銑床X52K；
鉆、擴(kuò)、鉸孔均采用立式鉆床Z550；
車(chē)內(nèi)孔時(shí)采用臥式車(chē)床C620-1。
2． 夾具的選擇
該撥叉的生產(chǎn)綱領(lǐng)為中批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。
3． 刀具的選擇
銑上下表面時(shí)采用硬質(zhì)合金端銑刀，可以保證加工零件的精度要求；
銑槽時(shí)采用直柄立銑刀；
銑斷時(shí)采用銑斷銑刀；
鉆孔時(shí)采用高速鋼錐柄麻花鉆；
擴(kuò)孔時(shí)采用高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆；
鉸孔時(shí)采用硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀；
車(chē)孔時(shí)采用YG6硬質(zhì)合金車(chē)刀。
4． 量具的選擇
極限量規(guī)或塞規(guī)、對(duì)角度尺寸采用專用夾具保證，其它尺寸采用通用量具即可。
2.6 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
CA6140車(chē)床撥叉零件材料為HT200，硬度190～210HBS，抗拉強(qiáng)度，生產(chǎn)類型為中批量，鑄造毛坯。
由文獻(xiàn)[18]表2—17灰鑄鐵鑄件預(yù)計(jì)的力學(xué)性能及應(yīng)用舉例及以上原始資料及加工工藝，分別確定各家工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：
(1) 求最大輪廓尺寸
根據(jù)零件圖計(jì)算輪廓尺寸，長(zhǎng)315mm，寬75mm，高80mm，故最大輪廓尺寸為315mm。
(2) 選取公差等級(jí)CT
由文獻(xiàn)[15]表5-1 大批量生產(chǎn)的毛坯鑄件的公差等級(jí)得鑄造方法按金屬型鑄造、鑄件材料按灰鑄鐵，得公差等級(jí)CT范圍8~10級(jí)，取為10級(jí)。
(3) 求鑄件尺寸公差
根據(jù)加工面的基本尺寸和鑄件公差等級(jí)CT，由表5-3鑄件尺寸公差[15]得：公差帶相對(duì)于基本尺寸對(duì)稱分布。
(4) 求機(jī)械加工余量等級(jí)
由文獻(xiàn)[15]表5-5 毛坯鑄件典型的機(jī)械加工余量等級(jí)得鑄造方法按金屬型鑄造、鑄件材料按灰鑄鐵，得機(jī)械加工余量等級(jí)范圍D~F級(jí)，取為F級(jí)。
(5) 求RMA(要求的機(jī)械加工余量)
對(duì)所有加工表面取同一個(gè)數(shù)值，由文獻(xiàn)[15]表5-4 要求的鑄件機(jī)械加工余量（RMA）得最大輪廓尺寸為315mm、機(jī)械加工余量等級(jí)為F級(jí)，得RMA數(shù)值為2.5mm。
(6) 求毛坯基本尺寸
為方便加工，鍵槽處鑄成實(shí)心。
C面、D面屬雙側(cè)加工，應(yīng)由文獻(xiàn)[15]式（5-2）求出，即
R=F+2RMA+CT/2=12+22.5+2.2/2=18.1mm
B面為單側(cè)加工，毛坯基本尺寸由文獻(xiàn)[15]式（5-1）求出，即
R=F+RMA+CT/2=80+2.5+3.2/2=84.1mm
25mm孔屬內(nèi)腔加工，應(yīng)由文獻(xiàn)[15]式（5-3）求出，即
R=F-2RMA-CT/2=25-22.5-2.6/2=18.7mm
55mm孔屬內(nèi)腔加工，應(yīng)由文獻(xiàn)[15]式（5-3）求出，即
R=F-2RMA-CT/2=55-22.5-2.8/2=48.6mm
式中 R——毛坯基本尺寸；
F——毛坯的鑄件輪廓尺寸；
RMA——要求的機(jī)械加工余量；
CT——公差等級(jí)。
撥叉鑄件毛坯尺寸公差與加工余量見(jiàn)如下表2-1
表2-1 撥叉鑄件毛坯尺寸公差與加工余量
項(xiàng)目
C面D面
B面
25mm孔
55mm孔
·鍵槽
公差等級(jí)CT
10
10
10
10
—
加工面基本尺寸
12
80
25
55
—
鑄件尺寸公差
2.2
3.2
2.6
2.8
—
機(jī)械加工余量等級(jí)
F
F
F
F
—
RMA
2.5
2.5
2.5
2.5
—
毛坯基本尺寸
18.1
84.1
18.7
45
0
1． C面、D面的加工余量為6.1mm（為雙邊加工）
查文獻(xiàn)[15]表5-49 平面精加工余量得精加工余量1mm，故粗加工余量為Z=4.1mm，則單邊加工余量為Z=2.05mm。
2． B面的單邊總加工余量為Z=4.1mm
查文獻(xiàn)[15]表5-49 平面精加工余量得精加工余量故粗加工余量為Z=3.1mm。
3． 內(nèi)孔（25mm的孔已鑄成18.7mm的孔）
查文獻(xiàn)[15]表5-42 基孔制7、8、9級(jí)（H7、H8、H9）孔的加工余量得
工序尺寸加工余量：
鉆孔至23mm 余量為4.3mm；
擴(kuò)孔至24.8mm余量為1.8 mm；
粗鉸孔至24.94mm余量為0.14 mm；
精鉸孔至25mm余量為0.06 mm。
4． 內(nèi)孔55mm孔（55mm的孔已先鑄初45mm的孔）
查文獻(xiàn)[15]表5-42 基孔制7、8、9級(jí)（H7、H8、H9）孔的加工余量：
粗車(chē)45mm的孔至51mm余量為6mm；
半精車(chē)51mm孔至53.8mm余量為2.8mm；
精車(chē)至55mm余量為1.2 mm。
5． 銑16mm的槽
由文獻(xiàn)[15]表5-41 凹槽加工余量及偏差得粗銑后半精銑寬度余量
Z=3mm,粗銑后公差為+0.18～+0.27mm,半精銑后公差為+0.11mm。
工序尺寸加工余量：
粗銑至11.5mm；
半精銑至14.5mm余量為3mm；
精銑至16mm余量為1.5mm。
2.7 確立切削用量及基本工時(shí)
工序一：鑄造毛坯。
工序二：底平面B為粗基準(zhǔn)，粗車(chē)、半精車(chē)、精車(chē)55mm的孔，使其
粗糙度達(dá)到3.2(已鑄成45mm)。
1． 粗車(chē)45mm的孔至51mm
(1) 選擇主軸轉(zhuǎn)速
選擇C620-1車(chē)床，正轉(zhuǎn)n=10~1400r/min，反轉(zhuǎn)n=14~1580r/min；
縱向f=0.028~6.33mm/r，橫向f=0.014~3.16mm/r。
(2) 選擇進(jìn)給量
決定進(jìn)給量，由文獻(xiàn)[15]表5-57 臥式車(chē)床刀架進(jìn)給量得：
f=0.028~6.33mm/r，取f=1.59mm/r
(3) 計(jì)算切削速度
由文獻(xiàn)[15]表2-8 車(chē)削時(shí)切削速度的計(jì)算公式得：
式中 使用壽命T=60min；=158；=0.15；=0.40；m=0.2
由文獻(xiàn)[15]表2-9車(chē)削過(guò)程中使用條件改變時(shí)的修正系數(shù)得=1.0
則: m/min
m/min
由文獻(xiàn)[15]表5-56臥式車(chē)床主軸轉(zhuǎn)速得轉(zhuǎn)速n=305 r/min
則實(shí)際切削速度 m/min
(4) 計(jì)算基本工時(shí)
min
式中 ——機(jī)動(dòng)時(shí)間，min；
L——刀具或工作臺(tái)行程長(zhǎng)度，mm；
n——機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，r/min；
f——主軸每轉(zhuǎn)刀具的進(jìn)給量，mm/r。
2．半精車(chē)51mm的孔至53.8mm，切削余量為2.8mm
(1) 確定背吃刀量
mm。
(2) 確定進(jìn)給量、計(jì)算切削速度
由文獻(xiàn)[15]表5-121用YG6硬質(zhì)合金車(chē)刀車(chē)削灰鑄鐵時(shí)的得：v=90m/min, f=0.42mm/r。
r/min
采用C620-1臥式車(chē)床，由文獻(xiàn)[15]表5-56 臥式車(chē)床的主軸轉(zhuǎn)速得主軸轉(zhuǎn)速n=480r/min
則實(shí)際切削速度 m/min
(3) 計(jì)算基本工時(shí)
由文獻(xiàn)[15]表2-24 車(chē)削和鏜削機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算公式得：
車(chē)孔切削工時(shí)的計(jì)算時(shí)間為：
式中 i——走刀次數(shù)，i=1；
——刀具的切入長(zhǎng)度，mm；
——刀具的切出長(zhǎng)度，mm；
——單件小批量生產(chǎn)時(shí)的試切附加長(zhǎng)度，=0。
則 mm
mm
所以 min
3．精車(chē)53.8mm的孔至mm,粗糙度為3.2
(1) 確定背吃刀量
mm。
(2) 確定進(jìn)給量、計(jì)算切削速度
由文獻(xiàn)[15]表5-121用YG6硬質(zhì)合金車(chē)刀車(chē)削灰鑄鐵時(shí)的得：v=90m/min, f=0.56mm/r。
r/min
采用C620-1臥式車(chē)床，由文獻(xiàn)[15]表5-56 臥式車(chē)床的主軸轉(zhuǎn)速得主軸轉(zhuǎn)速n=480r/min
則實(shí)際切削速度 m/min
(3) 計(jì)算基本工時(shí)
由文獻(xiàn)[15]表2-24 車(chē)削和鏜削機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算公式]得：
鏜孔切削工時(shí)的計(jì)算時(shí)間為：
式中 i——走刀次數(shù)，i=1；
——刀具的切入長(zhǎng)度，mm；
——刀具的切出長(zhǎng)度，mm；
——單件小批量生產(chǎn)時(shí)的試切附加長(zhǎng)度，=0。
則 mm
mm
所以 min
工序三：鉆、擴(kuò)、粗鉸、精鉸25mm的孔，使其達(dá)到精度要求
1. 鉆23mm的孔
(1) 決定進(jìn)給量
鉆頭直徑為23mm，由文獻(xiàn)[15]表5-127 高速鋼鉆頭鉆孔時(shí)的進(jìn)給量查得進(jìn)給量范圍為0.78—0.96mm/r，取進(jìn)給量f=0.81mm/r，選用Z550鉆床， 由文獻(xiàn)[15]表5-64 立式鉆床型號(hào)與主要技術(shù)參數(shù)查得進(jìn)給機(jī)構(gòu)許用最大抗力F=24525N，查進(jìn)給量范圍為0.1—0.81mm/r，符合。
(2) 確定鉆頭的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命
由文獻(xiàn)[15]表5-130 鉆頭、擴(kuò)孔鉆和鉸刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命查得最大磨損限度為1.0mm，壽命T=75min。
(3) 切削速度的確定
由文獻(xiàn)[15]表2-13 鉆、擴(kuò)和鉸孔時(shí)切削速度的計(jì)算公式得：
(的單位：m/min)
式中 ；；； ； ； 。
由文獻(xiàn)[15]表2—14 鉆、擴(kuò)及鉸孔時(shí)使用條件改變時(shí)切削速度的修正系數(shù)得
所以 取 =18m/min
由文獻(xiàn)[15]表5—65 立式鉆床主軸轉(zhuǎn)速取轉(zhuǎn)速n=250r/min
所以，實(shí)際切削速度
(4) 檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率
由文獻(xiàn)[15]表2—15 鉆孔時(shí)軸向力、轉(zhuǎn)矩及功率的計(jì)算公式得：
式中 ——鉆孔時(shí)的轉(zhuǎn)矩，；
——刀具直徑，mm；
——鉆削時(shí)的進(jìn)給量；
——切削力的修正系數(shù)；
；；；；；。
所以
由文獻(xiàn)[15]表5—68 立式鉆床主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速能傳遞的轉(zhuǎn)矩按薄弱環(huán)節(jié)得主軸能傳遞的轉(zhuǎn)矩/
得
所以，所選的切削用量符合要求。
(5) 計(jì)算基本工時(shí)
,
2． 擴(kuò)23mm的孔至24.8mm
(1) 確定背吃刀量為
mm。
(2) 確定進(jìn)給量，由文獻(xiàn)[15]表5—128 高速鋼和硬質(zhì)合金擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔時(shí)的進(jìn)給量得進(jìn)給量f=1.0~1.2mm/r，所以取 f=1.196mm/r。
(3) 計(jì)算切削速度
由文獻(xiàn)[15]表3—54 擴(kuò)孔相較鉆孔的選取方法得擴(kuò)孔速度為鉆孔速度的（）倍
故取
由此算出轉(zhuǎn)速
按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速，取 n=125r/min
則實(shí)際切削速度 。
(4) 計(jì)算基本工時(shí)
，
3． 粗鉸24.8mm孔至24.94mm
(1) 確定背吃刀量
mm，由文獻(xiàn)[15]表5—136 硬質(zhì)合金鉸刀鉸孔時(shí)的切削用量得被吃刀量mm，符合被吃刀量的范圍。
(2) 確定進(jìn)給量
由文獻(xiàn)[15]表5—128 高速鋼和硬質(zhì)合金擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔時(shí)的進(jìn)給量得進(jìn)給量f=0.3 ~0.5mm/r，所以取f=0.36mm/r。
(3) 計(jì)算切削速度
由文獻(xiàn)[15]表2—13鉆、擴(kuò)和鉸孔時(shí)切削速度的計(jì)算公式得：
由文獻(xiàn)[15]表5—130 鉆頭、擴(kuò)孔鉆和鉸刀的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命得鉆頭后刀
面最大磨損量為0.6~0.8mm，取0.6mm，壽命。
式中 ；；； ；。
由文獻(xiàn)[15]表2—14 鉆、擴(kuò)及鉸孔是使用條件改變時(shí)切削速度的修正系數(shù)得
所以
由文獻(xiàn)[15]表5—65 立式鉆床主軸轉(zhuǎn)速取轉(zhuǎn)速n=185r/min
所以，實(shí)際切削速度
(4) 計(jì)算基本工時(shí)
由文獻(xiàn)[15]表2-27 鉸圓柱孔的超出長(zhǎng)度得：
4． 精鉸24.94mm孔至mm
(1) 確定背吃刀量
mm。由文獻(xiàn)[15]表5—136 硬質(zhì)合金鉸刀鉸孔時(shí)的切削用量
得被吃刀量mm，符合被吃刀量的范圍。
(2) 確定進(jìn)給量
由文獻(xiàn)[15]表5—128 高速鋼和硬質(zhì)合金擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔時(shí)的進(jìn)給量得進(jìn)給量f=0.9 ~1.4mm/r，所以取 f=0.9mm/r
(3) 由文獻(xiàn)[15]表5-131 高速鋼鉆頭鉆碳鋼及合金鋼時(shí)的切削速度得理論轉(zhuǎn)速為：
由文獻(xiàn)[15]表5—56立式鉆床主軸轉(zhuǎn)速取轉(zhuǎn)速n=185r/min
所以，實(shí)際切削速度
(4) 計(jì)算基本工時(shí)
由文獻(xiàn)[15]表2-27鉸圓柱孔的超出長(zhǎng)度得mm
工序四：將兩件銑斷
(1) 進(jìn)給量的確定
由文獻(xiàn)[15]表5—98 銑刀直徑選用切斷刀，銑刀直徑應(yīng)小于63mm,取
63mm，齒數(shù)為6，可選用X52k立式升降臺(tái)銑床。功率為7.5 kw，由文獻(xiàn)[15]表5-145 高速鋼立銑刀、角銑刀、半圓銑刀、切槽銑刀、和切斷銑刀加工鋼
時(shí)的進(jìn)給量得每齒進(jìn)給量，。
銑削寬度為：
(2) 銑削速度的確定
由文獻(xiàn)[15]表2-17 銑削時(shí)切削速度的計(jì)算公式得：
式中 =10.5；=0.2；=0.2；=0.4；=0.5；=0.1；m=0.15
由文獻(xiàn)[15]表5-72 立式銑床主軸轉(zhuǎn)速及文獻(xiàn)[15]表5-98 銑刀直徑選擇和表5-72 立式銑床主軸轉(zhuǎn)速，取立式銑床主軸轉(zhuǎn)速n=150r/min
切削速度
。
(3) 切削工時(shí)
，由文獻(xiàn)[15]表5-73 立式銑床工作臺(tái)進(jìn)給量得
則
工序五：粗銑和半精銑C、D兩面。
1． 粗銑C、D兩面
(1) 背吃刀量的確定
因?yàn)榍邢饔嗔枯^小，故以此就可以切除全部加工余量，則 。
(2) 進(jìn)給量的確定
選用硬質(zhì)合金端銑刀，材料為YG6。端銑刀直徑應(yīng)小于80mm，由文獻(xiàn)[15]表5—98 銑刀直徑選擇取直徑80mm,齒數(shù)為6?？蛇x用X52K立式升降臺(tái)銑床，功率為7.5kw，由文獻(xiàn)[15]表5-146 硬質(zhì)合金面銑刀、圓柱銑刀和圓盤(pán)銑刀加工平面和凸臺(tái)時(shí)的進(jìn)給量得：每齒進(jìn)給量
。
(3) 銑削速度的確定
由文獻(xiàn)[15]表2-17 銑削時(shí)切削速度的計(jì)算公式及表5-98銑刀直徑選擇和表5-72 立式銑床主軸轉(zhuǎn)速得:
式中 =245；=0.2；=0.15；0.35；=0.2；=0；m=0.32。
取立式銑床主軸轉(zhuǎn)速n=118r/min，則
切削速度
(4) 切削工時(shí)
由文獻(xiàn)[15]表5-73 立式銑床工作臺(tái)進(jìn)給量取=126mm/min
，
2． 半精銑C、D兩面
(1) 背吃刀量的確定
由文獻(xiàn)[15]表5-49 平面精加工余量得：半精加工銑削用量為1mm，取
。
(2) 進(jìn)給量的確定
選用硬質(zhì)合金端銑刀，材料為YG6。端銑刀直徑應(yīng)小于80mm，由文獻(xiàn)[15]表5-144高速鋼端銑刀、圓柱銑刀、盤(pán)銑刀加工時(shí)的進(jìn)給量取表面粗糙度為3.2,表5-146硬質(zhì)合金面銑刀、圓柱銑刀和圓盤(pán)銑刀加工平面和凸臺(tái)時(shí)的進(jìn)給量得每齒進(jìn)給量=0.14~0.24mm/z,取=0.2mm/z。
(3) 銑削速度的確定
由文獻(xiàn)[15]表2-17 銑削時(shí)切削速度的計(jì)算公式及表5-98銑刀直徑選擇和表5-72 立式銑床主軸轉(zhuǎn)速得:
式中 =245；=0.2；=0.15；0.35；=0.2；=0；m=0.32。
取立式銑床主軸轉(zhuǎn)速n=150r/min，則
切削速度
(5) 切削工時(shí)
由文獻(xiàn)[15]表5-73 立式銑床工作臺(tái)進(jìn)給量取=126mm/min
，
工序六：粗銑B面
(1) 背吃刀量的確定
因?yàn)榍邢饔嗔枯^小，故一次切削就可切除全部加工余量，則。
(2) 進(jìn)給量的確定
選用硬質(zhì)合金端銑刀，材料為YG6，銑刀直徑應(yīng)小于80mm，由文獻(xiàn)[15]表5—98 銑刀直徑選擇60mm，齒數(shù)為6。可選用X52K，立式升降臺(tái)銑床，功率為7.5kw，由文獻(xiàn)[15]表5-146 硬質(zhì)合金面銑刀、圓柱銑刀和圓盤(pán)銑刀加
工平面和凸臺(tái)時(shí)的進(jìn)給量得每齒進(jìn)給量
，
(3) 銑削速度的確定
由文獻(xiàn)[15]表2-17 銑削時(shí)切削速度的計(jì)算公式及表5-98銑刀直徑選擇和表5-72 立式銑床主軸轉(zhuǎn)速得:
式中 =245；=0.2；=0.15；0.35；=0.2；=0；m=0.32。
取立式銑床主軸轉(zhuǎn)速n=118r/min，則
切削速度
(4) 切削工時(shí)
由文獻(xiàn)[15]表5-73 立式銑床工作臺(tái)進(jìn)給量取=126mm/min
所以
工序七：粗銑、半精銑mm的槽，使其達(dá)到精度要求
1． 粗銑12mm的槽，粗加工后，公差為+0.18~+0.27
(1) 選擇機(jī)床刀具
選擇立式銑床X52K，直柄立銑刀
(2) 切削用量
由文獻(xiàn)[15]表5-145 高速鋼立銑刀、角銑刀、半圓銑刀、切槽銑刀和切斷
銑刀加工時(shí)的進(jìn)給量得進(jìn)給量為任意，取。
由文獻(xiàn)[15]表5-148 銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)取銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)最大磨鈍限度粗加工時(shí)為1.0~1.2，粗加工時(shí)為0.3~0.5。
由文獻(xiàn)[15]表5-149 銑刀平均壽命取平均壽命為T(mén)=60min，
槽寬16mm，槽深10~25mm，，n=279r/min, 。
(3) 計(jì)算基本工時(shí)
，
；
則
2． 精銑槽mm
本道工序精銑槽之前已進(jìn)行了粗銑和半精銑工步，此工序精銑槽必須滿足各種技術(shù)要求包括：槽寬16H11，槽深8H12，槽兩側(cè)粗糙度為3.2，槽底面粗糙度為6.3。
(1) 選擇機(jī)床和刀具
機(jī)床：X52K立式銑床。
刀具：直柄立銑刀，銑槽=16mm。
查文獻(xiàn)[15]表8銑刀參數(shù)的選擇取國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1118,D=160mm,
d=40mm,L=16mm,齒數(shù)z=24
(2) 計(jì)算切削用量
由文獻(xiàn)[15]表5-145 高速鋼立銑刀、角銑刀、半圓銑刀、切槽銑刀和切斷銑刀加工時(shí)的進(jìn)給量得銑削寬度為16mm時(shí)，每齒進(jìn)給量任意，取
=0.67mm/r
由文獻(xiàn)[15]表5-148 銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)取銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)和耐用度，磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為0.20~0.25，由文獻(xiàn)[15]表5-149 銑刀平均壽命取銑刀平均壽命 T=60min。
(3) 切削速度
由文獻(xiàn)[15]表2-17 銑削時(shí)切削速度的計(jì)算公式得：
式中 修正系數(shù)k=1.0；=10.5；=0.2；=0.2；0.4；
=0.5；=0.1；m=0.15。
，，
代入上式，得 。
(4) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速
由文獻(xiàn)[15]表5-72 立式銑床主軸轉(zhuǎn)速得主軸轉(zhuǎn)速為n=190r/min，則
實(shí)際切削速度
(5) 計(jì)算切削工時(shí)
由文獻(xiàn)[15]表5-73 立式銑床工作臺(tái)進(jìn)給量取=127mm/z
則：
工序八：粗銑半精銑40mm外圓上的平臺(tái)
由于整個(gè)加工余量為6mm,且精銑的加工余量為1mm。則粗細(xì)過(guò)程5mm,分兩步加工
1． 第一次粗銑、第二次粗銑
(1) 背吃刀量的確定
，。
(2) 確定進(jìn)給量
選用硬質(zhì)合金端銑刀，材料為YG6，由文獻(xiàn)[15]表5—98 銑刀直徑選擇得銑刀直徑應(yīng)小于80mm，取直徑為40mm。齒數(shù)為6。可選用X52K立式升降臺(tái)銑床功率為7.5kw，由文獻(xiàn)[15]表5-146 硬質(zhì)合金面銑刀、圓柱銑刀和圓盤(pán)銑刀加工平面和凸臺(tái)時(shí)的進(jìn)給量得每齒進(jìn)給量
(3) 確定銑削速度
由文獻(xiàn)[15]表2-17 銑削時(shí)切削速度的計(jì)算公式及表5-98銑刀直徑選擇和表5-7 立式銑床主軸轉(zhuǎn)速得:
式中 =24；=0.；=0.1；0.3；=0.2；=0；m=0.32。
取立式銑床主軸轉(zhuǎn)速n=150r/min，則
切削速度
(4) 切削工時(shí)
由文獻(xiàn)[15]表5-73立式銑床工作臺(tái)進(jìn)給量取=126mm/min
，；同理
2． 半精銑
(1) 背吃刀量的確定
。
(2) 進(jìn)給量的確定
選用與粗銑刀同樣的刀具和機(jī)床，由文獻(xiàn)[15]表5-144高速鋼端銑刀、圓柱銑刀、盤(pán)銑刀加工時(shí)的進(jìn)給量?。罕砻娲植诙葹?.3, 文獻(xiàn)[15]表5-146硬質(zhì)合金面銑刀、圓柱銑刀和圓盤(pán)銑刀加工平面和凸臺(tái)時(shí)的進(jìn)給量得每齒進(jìn)給量
=0.14~0.24mm/z 取=0.2mm/z
(3) 銑削速度的確定
由文獻(xiàn)[15]表2-17 銑削時(shí)切削速度的計(jì)算公式及表5-98銑刀直徑選擇和表5-72 立式銑床主軸轉(zhuǎn)速得:
式中 =245；=0.2；=0.15；0.35；=0.2；=0；m=0.32。
取立式銑床主軸轉(zhuǎn)速n=190r/min
則切削速度
(4) 切削工時(shí)
由文獻(xiàn)[15]表5-73 立式銑床工作臺(tái)進(jìn)給量取=126mm/min
mm
，
工序九：去除毛刺
工序十：檢驗(yàn)入庫(kù)
第4章 機(jī)床夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)及經(jīng)濟(jì)效益
現(xiàn)代夾具(如成組夾具、通用可調(diào)夾具、組合夾具)的結(jié)構(gòu)共性，大都由通用基體和可調(diào)、可換元件兩部分組成?？烧{(diào)、可換元件一般是隨夾具適用對(duì)象數(shù)的多少而變化的，因此，在現(xiàn)代夾具設(shè)計(jì)時(shí)，適用對(duì)象種數(shù)選擇得是否合理，將直接關(guān)系到可調(diào)、可換元件的數(shù)量和夾具的整體經(jīng)濟(jì)性[18]。
4.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)分析
這種優(yōu)化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是可以正確確定適用對(duì)象種數(shù)。 根據(jù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的結(jié)果，對(duì)可調(diào)、可換元件和通用基體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從成本比例的角度進(jìn)行調(diào)整，從而使之滿足優(yōu)化設(shè)計(jì)，達(dá)到整體經(jīng)濟(jì)性的目的[19]。
4.1.1成組夾具成本
成組夾具的成本： Cc=Ct+PN
式中 Ct——成組夾具上通用基體的成本，元；
P——成組夾具上可調(diào)、可換元件平均單件成本，元/種；
N——成組夾具適用零件種數(shù)，種；
T——對(duì)整套夾具來(lái)說(shuō)是一常數(shù)。
PN則隨著N的增減而變化(其中P為常數(shù))。從成組夾具適用對(duì)象種數(shù)所分?jǐn)偟膴A具成本看，可以認(rèn)為：適用對(duì)象在成組夾具滿負(fù)荷的范圍內(nèi)，對(duì)象種數(shù)愈多則夾具分?jǐn)偟竭m用對(duì)象種數(shù)上的單位成本就愈低。
從夾具上的可調(diào)、可換元件看，隨著夾具適用對(duì)象種數(shù)的增加，則夾具上的可調(diào)、可換元件也隨著增加，這時(shí)，可調(diào)、可換元件的設(shè)計(jì)、制造費(fèi)用以及夾具的調(diào)整次數(shù)和調(diào)整、保管費(fèi)用也隨之相應(yīng)增加[20]。
以上2個(gè)不同內(nèi)容有些矛盾的因素，從不同的角度影響著成組夾具的經(jīng)濟(jì)性。
4.1.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)的現(xiàn)實(shí)意義
當(dāng)所設(shè)計(jì)的成組夾具，其適用對(duì)象零件種數(shù)等于或接近NK值時(shí)，可以認(rèn)為這套成組夾具符合經(jīng)濟(jì)性的原則；反之，從經(jīng)濟(jì)的角度可以認(rèn)為是不合理的。這時(shí)，應(yīng)該從各方面采取調(diào)整措施，如修改通用基體或可調(diào)、可換元件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使之Ct值與P值的比例關(guān)系得到調(diào)整，最終符合經(jīng)濟(jì)性的原則。
在成組夾具設(shè)計(jì)中，根據(jù)夾具的復(fù)雜程度，從已積累的統(tǒng)計(jì)資料中取得Ct值與P值的當(dāng)量值，以預(yù)定成組夾具適用對(duì)象零件種數(shù)，然后對(duì)實(shí)際的Ct值與P 值進(jìn)行評(píng)價(jià)，這樣可以達(dá)到減少過(guò)程損失的目的。
按照此方法進(jìn)行通用化工裝設(shè)計(jì)，可大大降低工裝成本，縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。由于通用夾具在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的占總體工裝的1/5～1/10，其制造可由本企業(yè)的機(jī)修單位來(lái)完成，工裝夾具的到貨周期由原來(lái)的幾個(gè)月縮短為幾天。 可以大大減少夾具庫(kù)存量。以工裝庫(kù)存的最低儲(chǔ)備量來(lái)估算，庫(kù)存量為現(xiàn)場(chǎng)用量的2～3 倍，而通用工裝夾具會(huì)使原來(lái)現(xiàn)場(chǎng)使用的夾具由幾百種下降為幾十種，庫(kù)存量可降至1/2～1 倍的生產(chǎn)用量[21]。
4.2 機(jī)床夾具柔性化
加工裝備的柔性概念和需求主要體現(xiàn)在對(duì)設(shè)備快速性和適應(yīng)性的需求上，因此制造商不得不尋求柔性和產(chǎn)量之間的最佳組合。當(dāng)然，在滿足了柔性的條件下、也有著不同的解決方案，如：模塊化、可變換化、可重新配置化、在線兼容性等。
不論采用哪種方案，使用高性能的液壓夾具都顯得尤為重要，現(xiàn)在，柔性專機(jī)、可重新配置的機(jī)床及專用加工中心的組合應(yīng)用，使得發(fā)動(dòng)機(jī)零件的加工變得越來(lái)越柔性化，具體情況取決于每個(gè)加工項(xiàng)目的產(chǎn)量配額
使用液壓夾具的主要優(yōu)勢(shì)是能節(jié)省夾緊和松卸工件時(shí)所花的大量的時(shí)間。有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料表明液壓夾緊相比機(jī)械夾緊節(jié)省90%~95%的時(shí)間，縮小了生產(chǎn)循環(huán)周期，從而增加了產(chǎn)量也就意味著降低了成本[22]。
當(dāng)加工一長(zhǎng)
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