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外文翻譯 譯文題目 一種自動(dòng)化夾具設(shè)計(jì)方法 原稿題目A Clamping Design Approach for Automated Fixture Design 原稿出處 Int J Adv Manuf Technol (2001)18:784–789 一種自動(dòng)化夾具設(shè)計(jì)方法 塞西爾 美國(guó)，拉斯克魯塞斯，新墨西哥州立大學(xué)，，工業(yè)工程系，虛擬企業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室（VEEL） 在這片論文里，描述了一種新的計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)方法。對(duì)于一個(gè)給定的工件，這種夾具設(shè)計(jì)方法包含了識(shí)別加緊表面和夾緊位置點(diǎn)。通過使用一種定位設(shè)計(jì)方法去夾緊和支撐工件，并且當(dāng)機(jī)器正在運(yùn)行的時(shí)候，可以根據(jù)刀具來正確定位工件。該論文還給出了自動(dòng)化夾具設(shè)計(jì)的詳細(xì)步驟。幾何推理技術(shù)被用來確定可行的夾緊面和位置。要識(shí)別所完成工件和定位點(diǎn)就還需要一些輸入量包括CAD模型的技術(shù)要求、特征。 關(guān)鍵詞：夾緊；夾具設(shè)計(jì) 1. 動(dòng)機(jī)和目標(biāo) 夾具設(shè)計(jì)是連接設(shè)計(jì)與制造間的一項(xiàng)重要任務(wù)。自動(dòng)化夾具設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)開發(fā)（夾具CAD）是下一代制造系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的關(guān)鍵。在這片論文里，討論了一種夾具設(shè)計(jì)的方法，這種方法有利于在目前環(huán)境下夾具設(shè)計(jì)的自動(dòng)化。 夾具設(shè)計(jì)方法的研究已成為國(guó)內(nèi)多家科研工作的重點(diǎn)。作者：周在[1]中對(duì)工件的穩(wěn)定和總需求約束了雙重標(biāo)準(zhǔn)，突出重點(diǎn)的工作。在夾具設(shè)計(jì)中廣泛的運(yùn)用了人工智能（AI）以及專家系統(tǒng)。部分CAD模型幾何信息也被用于夾具設(shè)計(jì)。Bidanda [4]描述了一個(gè)基于規(guī)則的專家系統(tǒng)，以確定回轉(zhuǎn)體零件的定位和夾緊。夾緊機(jī)制同時(shí)用于執(zhí)行定位和夾緊功能。其他研究者（如DeVor等，[5,6]）分析了切削力鉆井機(jī)械和建筑模型及其他金屬切削加工。康有為等在[2]中定義了裝配約束建模的模塊化與夾具元件之間的空間關(guān)系。一些研究人員采用模塊化夾具設(shè)計(jì)原則，用以生成[2,7-11]，另一些夾具設(shè)計(jì)工作者已經(jīng)報(bào)告了[1,3,9,12-23]?？梢栽赱21,24]中找到夾具設(shè)計(jì)相關(guān)的大量的審查工作。 在第二節(jié)中，對(duì)夾具設(shè)計(jì)任務(wù)中各種步驟進(jìn)行了概述。在第3節(jié)和第四節(jié)中描述了工件的加工過程，要夾緊工件表面，否則將面臨工件的全面自動(dòng)測(cè)定。第5節(jié)討論了對(duì)工件的夾緊點(diǎn)的測(cè)定。 2. 夾具設(shè)計(jì)的整體方法 在本節(jié)中，描述了整體夾緊的設(shè)計(jì)方法。通常對(duì)較理想的位置的那一部分進(jìn)行夾緊，并減低切削力的影響。夾緊的位置和夾具設(shè)計(jì)中定位的位置是高度相關(guān)的。通常，夾緊和定位可以通過同樣的方法來完成。但是，不明白這兩個(gè)是夾具設(shè)計(jì)中不同的方面，可能導(dǎo)致夾具設(shè)計(jì)的失敗。多數(shù)人的在規(guī)劃過程中首先解決定位問題，這樣可以使開發(fā)的定位與設(shè)計(jì)的定位相契合。不過，整體定位及設(shè)計(jì)方法不在本文討論范文內(nèi)。 除了零件的設(shè)計(jì)（為此夾具設(shè)計(jì)有待開發(fā)），公差規(guī)格，過程序列，定位點(diǎn)和設(shè)計(jì)等因素外，還應(yīng)投入CAD模型到夾具設(shè)計(jì)方法中。這樣的夾具可以夾緊并支撐定位器。指導(dǎo)使用的主要內(nèi)容應(yīng)盡量不抵制切割或加工過程和中所涉及的操作。相反，應(yīng)定位夾具，使切削力在正確的方向，這將有助于保持在一個(gè)特定的部分加工操作安全。通過引導(dǎo)對(duì)定位器的切割力量，部分（或工件）被固定，固定定位點(diǎn)，因此不能移動(dòng)的定位器。 在這里討論的夾具的設(shè)計(jì)方法必須在整體夾具設(shè)計(jì)方法的范圍內(nèi)。在此之前進(jìn)行定位器/支撐和夾具設(shè)計(jì)的初步階段，涉及到的分析和識(shí)別的功能、相關(guān)的公差和其他規(guī)范是必要的。根據(jù)初步的評(píng)估和測(cè)定，定位/支撐設(shè)計(jì)與夾具設(shè)計(jì)結(jié)果的在此基礎(chǔ)上可以同時(shí)進(jìn)行。本文對(duì)所描述夾具設(shè)計(jì)的方法討論基于定位器/支撐設(shè)計(jì)與先前已經(jīng)確定的假設(shè)（包括適當(dāng)?shù)亩ㄎ缓椭С譁y(cè)定一個(gè)工件的定位，以及識(shí)別和夾具，如V元素的支持面塊，基礎(chǔ)板，定位銷等）。 （1） 夾具設(shè)計(jì)的輸入 輸入包括對(duì)特定產(chǎn)品的設(shè)計(jì)翼邊模型，公差信息，提取的特征，過程順序和部分在給定的每一個(gè)設(shè)計(jì)的相關(guān)特性的加工方向，面向的位置和定位裝置，以及加工過程中的各種工序，須出示每個(gè)相應(yīng)的功能。 （2）夾具設(shè)計(jì)的方法 圖一是自動(dòng)化夾具設(shè)計(jì)主要步驟總結(jié)圖。對(duì)這些步驟概述如下： 第1步：設(shè)置配置清單以及相關(guān)的[進(jìn)程_功能]條目。 第2步：確定方向和夾緊力。輸入必要的加工方向向量mdv1，mdv2……mdvn，面對(duì)nvs的支持力，并確定法向量。如果加工方向向下（對(duì)應(yīng)的方向向量[0，0，-1]），和面的支持向量平行于加工方向，那么，夾緊力方向平行向下加工方向[0，0，-1]。如果必需要側(cè)面夾緊并沒有可夾緊的地方，那么在其中放置一個(gè)夾具夾緊下調(diào)，然后邊鉗方向計(jì)算如下。讓sv和tv輔助常規(guī)的向量代替次要的和三級(jí)定位孔。然后，使用夾緊機(jī)構(gòu)夾緊一個(gè)方向，例如，av應(yīng)平行于這兩個(gè)法向量，即，正常向量應(yīng)分別與每塊表面的sv和tv向量平行。側(cè)面夾緊面應(yīng)該是一對(duì)分別平行于面sv和tv的平面孔。 第三步：從列表中選出最大有效加工力。這樣能夠有效的平衡各加工力。 第四步：利用計(jì)算出的最高有效加工力，才能確定用來支撐工件加工的面積的夾具尺寸（例如，一個(gè)帶夾子可以作為一個(gè)夾緊機(jī)構(gòu)使用）。 第五步：確定給定工件的夾緊面。這一步在第4步中所述過。 第六步：該夾具的夾緊面的實(shí)際位置自動(dòng)在第5節(jié)中確定?？紤]接下來的步驟并返回第一步。 3. 判斷夾具尺寸 在這項(xiàng)工作中所用到的夾具都來自一個(gè)系列。夾具的原理與圖二相同。在這一節(jié)里，描述了一個(gè)自動(dòng)化夾具。鎖模力所需的有關(guān)螺桿的螺紋裝置大小或保存到位鉗。夾緊力平衡加工工件使工件保持恰當(dāng)?shù)奈恢?。讓鎖模力為W和螺桿直徑為D。各種螺絲夾緊力大小，可以按以下方式確定：最初，極限拉伸強(qiáng)度（抗拉強(qiáng)度）和該夾具的材料（供應(yīng)情況而定）可以從數(shù)據(jù)檢索庫檢索。各種材料有不同的拉伸強(qiáng)度。該夾具材料的選擇，也可直接采用啟發(fā)式規(guī)則進(jìn)行。例如，如果部分材料是低碳鋼，那么鉗材料可低碳鋼或機(jī)器鋼。為了確定設(shè)計(jì)應(yīng)力，抗拉強(qiáng)度值應(yīng)除以安全系數(shù)（如4或5）。根區(qū)的螺絲格A1（如一個(gè)螺絲鉗）可以被確定：[鎖模力/設(shè)計(jì)應(yīng)力]。隨后，螺栓截面全面積可以計(jì)算為等于{格A1 /（65％），}（因?yàn)槁萁z的地方可能會(huì)發(fā)生根切面積約為65％螺栓的總面積） 。螺釘?shù)闹睆紻可以被確定等同于（D2的3.14 / 4）。另一項(xiàng)涉及可用于方程有關(guān)的寬度B，高度H和跨度的鉗L的螺絲直徑為D（B，H和L可以為不同的值計(jì)算D）：d2 =4/3 BH2/L. 4. 判斷夾緊表面 確定夾具經(jīng)常出現(xiàn)的相關(guān)參數(shù)包括了產(chǎn)品的CAD模型，提取的特征信息，特征尺寸，定位面和定位器的選擇?？紤]所有潛在的加緊面，如圖3。最關(guān)鍵的是夾緊表面不應(yīng)重疊或與該面相交，如圖4所示。夾緊面積是與工件表面（或PCF）接觸的是一個(gè)二維輪廓線段組成的（見圖6）。利用線段相交測(cè)試，可以測(cè)定在給定的光子晶體光纖的任何范圍內(nèi)是否可能有接觸面夾緊面重疊。 夾緊面的確定可以如下所示： 第1步：鑒別平行于二級(jí)和三級(jí)定位面（lf1和lf2）是分別到lf1和tcj最遠(yuǎn)的距離的面。如下所示：（一）鑒別面tci,tcj,使面tci和 tcj平行l(wèi)f1和tcj平行l(wèi)f2。（二）在TCF中列出面對(duì)tci的面。（三）通過檢查所有TCF中面對(duì)tci的面，確定的面對(duì)tci和tcj的面是到lf1和lf2分別最遠(yuǎn)的面，并舍棄所有其他TCF中的面。 第2步：鑒別平行面的位置，除了不相鄰的附加面。最好是選擇一個(gè)不與其他定位面垂直相鄰的面。這一步如下所示： (a) 考慮TCF列表中的tci面，獲得與每個(gè)tci面垂直或相鄰的面然后，在FCF列表中插入每個(gè)fci面。 (b) 檢查每個(gè)FCI面，并執(zhí)行以下測(cè)試：如果FCI是相鄰、垂直于lf1或lf2，然后從列表中舍棄它并插入NTCF列表中。 第3步:確定加緊面都在有效的加緊面上，如下所述夾緊面： 例1:如果沒有條目在列表NTCF中，就使用TCF中的面并繼續(xù)執(zhí)行步驟4。如果任何面發(fā)現(xiàn)，垂直于第二，第三位置的面孔lf1和lf2，這將要面臨的是下次選擇可行的夾具。在這種情況下，唯一剩下的選擇是重新審視在列表NTCF的面。 例2：如果列表中NTCF條目數(shù)為1時(shí)，可行夾緊面為FCI。與TCI的法向量垂直相鄰的相應(yīng)軸是夾緊軸。 例3：如果在列表NTCF項(xiàng)數(shù)大于1，確定最大的TCI加緊面再進(jìn)行步驟4。 例4：:夾緊力的方向可以是[1，0，0]或[0，1，0]，可以夾緊TCI面的中心位置。 在其他幾何位置可確定使用零件幾何形狀和拓?fù)湫畔?，這在下一節(jié)中描述。 5. 判斷夾緊表面上的夾緊點(diǎn) 確定夾緊面后，必須確定實(shí)際夾緊位置。輸入夾具側(cè)面積，沿著[x，Y，Z]和潛在的夾緊面CF方向。容下使用CF幾何獲得夾具側(cè)面積： 第一步是確定一個(gè)箱體的大小，這是用來測(cè)試它是否包含在它里面的任何部分。相交測(cè)試也可以在前面介紹的方法使用。如果相交測(cè)試返回一個(gè)負(fù)的結(jié)果，那么有部分箱體與夾具相交，如圖4所示。如果相交測(cè)試返回一個(gè)正的結(jié)果，可以執(zhí)行下列步驟： 1． 劃分成更小的矩形大小條（1 W）夾框輪廓(圖5和圖6)。 2． 執(zhí)行指定與功能配置文件出現(xiàn)在CF面的零件設(shè)計(jì)的相交測(cè)試。 3． 沒有功能相交的條形區(qū)域，都是可行夾緊區(qū)域。如果有一個(gè)以上的長(zhǎng)方形候選 面，矩形配置文件，向中沿軸夾緊CF面點(diǎn)的是夾緊配置文件（夾點(diǎn)）。 如果沒有發(fā)現(xiàn)配置文件，夾具寬度可減少一半，夾具數(shù)可以增加兩個(gè)。使用這些修改過的夾具尺寸，執(zhí)行前面描述的特征相交測(cè)試。如果此測(cè)試也失敗了，那么可以用相鄰的面作為夾緊面用于執(zhí)行端夾緊。這面可以重復(fù)進(jìn)行PCF和功能相交測(cè)試。 : 5.1試驗(yàn)曲線的交點(diǎn) 輸入需要的二維輪廓P1、P2，使用下列方法可以自動(dòng)確定該配置文件的交集。每一個(gè)輸入的資料組成一個(gè)封閉環(huán)。此配置文件測(cè)試的步驟如下： (T1) 考慮P1線段中的L（i，1）和P2線段中的L（2，j）。 (T2) 采用L（i，1）線段和L（2，j）線段的相交段。如果邊緣相交測(cè)試返回一個(gè)正值，那么特征面和潛在面相交。如果它返回一個(gè)負(fù)值，繼續(xù)執(zhí)行步驟3。 （T3）重復(fù)與步驟（T1）相同的部分或者緩慢走過其余P1中的(Li,1)段直到P2中的 [(L2, j+1) till j =n–1]段。 (T4) 其余部分邊和P1中的L12、L13到L1n段重復(fù)（T1）和（T2）步驟。 如果特征面與夾緊面重復(fù)，線相交測(cè)試將決定該事件。相交的邊可以進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)兩個(gè)面是否相互交叉。輸入所需的邊L12{連接 (x1, y1) 和 (x2, y2)}和L34{連接 (x3, y3) 和(x4, y4)}。 L12型方程的可表示為： F(x,y) =0 (1) L34型方程的可表示為： H(x,y) =0 (2) . 第一步：使用等式（1）計(jì)算R3 =F(x3, y3)，用X和Y取代X3和Y3;計(jì)算R4 =F(x4, y4)，用X和Y取代X4和Y4。 第二步：如果R3和R4都與0不相等，但R3與R4結(jié)果相同（R1與R2在相同的一邊），則邊L12與L34不相交。如果這樣不滿足條件，那么進(jìn)行第三步。 第三步：使用等式（2）計(jì)算R1 =H(x1, y1)。接著，計(jì)算R2 =G(x2, y2)再進(jìn)行第四步。 第四步：如果R1與R2都不等于0，且R1與R2的結(jié)果相同，那么把R1與R2放在相同的一邊并輸入不相交。如果，這個(gè)也不滿足條件，那么進(jìn)行第五步。 第五步：給定相交線段。這樣就完成了測(cè)試?？紤]如圖7所示的一部分樣品。將要生產(chǎn)一個(gè)盲孔。起初，完成定位設(shè)計(jì)。定位器的（或主要定位器）是一個(gè)基盤（放在F4面）和二級(jí)和三級(jí)定位器面臨F6和F5（對(duì)應(yīng)到定位面lf1和lf2在第4節(jié)中討論）。一個(gè)輔助定位器也被使用，這是一個(gè)V型塊（對(duì)F3和F5面輔助定位），如圖8所示。在前面討論的夾具設(shè)計(jì)方法中所述的步驟的基礎(chǔ)上，候選面孔（這是平行的，并在從lf1和lf2最遙遠(yuǎn)的距離）是面對(duì)F3和F5面。沒有面孔，這是平行到定位面，但他們不相鄰。在這種情況下使用的優(yōu)先權(quán)規(guī)則（如步驟3第4步討論），剩余的候選面面對(duì)的是F2面。夾具方向向下的V型塊徑向定位器和其他與對(duì)工件夾緊底面提供所需位置。 根據(jù)第五步選擇夾具的位置。如果沒有功能發(fā)生在面F2上，那么也沒有必要進(jìn)行相交測(cè)試確定夾具優(yōu)美加緊。夾具位置應(yīng)遠(yuǎn)離V型定位器（這是輔助定位位置）的夾緊面毗鄰輔助定位面（這確保了更好的快速夾緊）。最終位置和夾具的設(shè)計(jì)如圖8所示。 本文討論的方法，毫不遜色于其他夾具設(shè)計(jì)文獻(xiàn)中討論的方法。本文所討論的方法的獨(dú)特性是零件的夾緊面的幾何形狀，拓?fù)浜凸δ馨l(fā)生了被加工為基礎(chǔ)的系統(tǒng)鑒定。其他方法都沒有利用了定位器的位置，該方法使用定位器在對(duì)持有一級(jí)，二級(jí)和三級(jí)定位器加工的工件。這種方法的另一個(gè)好處是在可行的候選面上確定在面上用夾具面交點(diǎn)測(cè)試（如前所述），并迅速和有效地確定潛在的下游過程中可能出現(xiàn)問題，夾緊和加工的功能檢測(cè)。 6. 總結(jié) 在這篇論文中，對(duì)在一個(gè)夾具設(shè)計(jì)方法的總體框架內(nèi)進(jìn)行了夾具設(shè)計(jì)方面的討論。 設(shè)計(jì)定位器，規(guī)范零件設(shè)計(jì)，和其他相關(guān)被用來確定夾緊面和夾緊方向。并討論了各種自動(dòng)化步驟。 機(jī)械制造教研室 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號(hào) 零件名稱 零件號(hào) 831001 后托架 831001 工序名稱 銑底面 工序號(hào) 技檢要求 檢驗(yàn)毛坯尺寸是否有余量是否符合公差 基準(zhǔn)面 圓柱面和反面 材料 同時(shí)加工零件數(shù) 設(shè)備 牌號(hào) 硬度 名稱 型號(hào) HT150 HBS210 1 夾具 定 額 代號(hào) 名稱 單件時(shí)間（分） 每班次數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 工人等級(jí) 工步號(hào) 工步內(nèi)容 走刀長(zhǎng)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(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)） 機(jī)動(dòng)時(shí)間（分） 輔助時(shí)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 粗銑底面 103 1 3 1.22 370 0.18 0.26 0.2 端面銑刀 1 夾具 1 游標(biāo)卡尺 2 精銑底面 103 1 1.5 1.52 460 0.15 0.33 0.2 端面銑刀 1 夾具 1 游標(biāo)卡尺 擬制 日期 審核 日期 批準(zhǔn) 日期 共 頁 第 頁 機(jī)械制造教研室 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號(hào) 零件名稱 零件號(hào) 831001 后托架 831001 工序名稱 粗鏜杠孔 工序號(hào) 技檢要求 檢驗(yàn)毛坯尺寸是否有余量是否符合公差 基準(zhǔn)面 圓柱面和反面 材料 同時(shí)加工零件數(shù) 設(shè)備 牌號(hào) 硬度 名稱 型號(hào) HT150 HBS210 1 夾具 定 額 代號(hào) 名稱 單件時(shí)間（分） 每班次數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 工人等級(jí) 工步號(hào) 工步內(nèi)容 走刀長(zhǎng)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(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)） 機(jī)動(dòng)時(shí)間（分） 輔助時(shí)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 粗鏜直徑25.5的杠孔 69.4 1 2 0.34 300 0.35 0.66 0.2 高速鋼刀具 1 夾具 1 游標(biāo)卡尺 2 粗鏜直徑30.2的杠孔 69.4 1 2 0.34 250 0.45 0.62 0.2 高速鋼刀具 1 夾具 1 游標(biāo)卡尺 3 粗鏜直徑40的杠孔 69.4 1 2 0.47 250 0.5 0.56 0.2 高速鋼刀具 1 夾具 1 游標(biāo)卡尺 擬制 日期 審核 日期 批準(zhǔn) 日期 共 頁 第 頁 機(jī)械制造教研室 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號(hào) 零件名稱 零件號(hào) 831001 后托架 831001 工序名稱 半精鏜杠孔 工序號(hào) 技檢要求 檢驗(yàn)毛坯尺寸是否有余量是否符合公差 基準(zhǔn)面 圓柱面和反面 材料 同時(shí)加工零件數(shù) 設(shè)備 牌號(hào) 硬度 名稱 型號(hào) HT150 HBS210 1 夾具 定 額 代號(hào) 名稱 單件時(shí)間（分） 每班次數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 工人等級(jí) 工步號(hào) 工步內(nèi)容 走刀長(zhǎng)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(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)） 機(jī)動(dòng)時(shí)間（分） 輔助時(shí)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 半精鏜直徑25.5的杠孔 68 1 1.2 0.35 300 0.35 0.66 0.2 高速鋼刀具 1 夾具 1 游標(biāo)卡尺 2 半精鏜直徑30.2的杠孔 68 1 1.2 0.35 250 0.45 0.62 0.2 高速鋼刀具 1 夾具 1 游標(biāo)卡尺 3 半精鏜直徑40的杠孔 68 1 1.2 0.42 250 0.5 0.56 0.2 高速鋼刀具 1 夾具 1 游標(biāo)卡尺 擬制 日期 審核 日期 批準(zhǔn) 日期 共 頁 第 頁 機(jī)械制造教研室 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號(hào) 零件名稱 零件號(hào) 831001 后托架 831001 工序名稱 精鏜杠孔 工序號(hào) 技檢要求 檢驗(yàn)毛坯尺寸是否有余量是否符合公差 基準(zhǔn)面 圓柱面和反面 材料 同時(shí)加工零件數(shù) 設(shè)備 牌號(hào) 硬度 名稱 型號(hào) HT150 HBS210 1 夾具 定 額 代號(hào) 名稱 單件時(shí)間（分） 每班次數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 工人等級(jí) 工步號(hào) 工步內(nèi)容 走刀長(zhǎng)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(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)） 機(jī)動(dòng)時(shí)間（分） 輔助時(shí)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 精鏜直徑25.5的杠孔 67.4 1 0.8 0.35 300 0.35 0.66 0.2 高速鋼刀具 1 夾具 1 游標(biāo)卡尺 2 精鏜直徑30.2的杠孔 67.4 1 0.8 0.35 250 0.45 0.62 0.2 高速鋼刀具 1 夾具 1 游標(biāo)卡尺 3 精鏜直徑40的杠孔 67.4 1 0.8 0.42 250 0.5 0.56 0.2 高速鋼刀具 1 夾具 1 游標(biāo)卡尺 擬制 日期 審核 日期 批準(zhǔn) 日期 共 頁 第 頁 機(jī)械制造教研室 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號(hào) 零件名稱 零件號(hào) 831001 后托架 831001 工序名稱 鉆孔 工序號(hào) 技檢要求 檢驗(yàn)毛坯尺寸是否有余量是否符合公差 基準(zhǔn)面 圓柱面和反面 材料 同時(shí)加工零件數(shù) 設(shè)備 牌號(hào) 硬度 名稱 型號(hào) HT150 HBS210 1 夾具 定 額 代號(hào) 名稱 單件時(shí)間（分） 每班次數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 工人等級(jí) 工步號(hào) 工步內(nèi)容 走刀長(zhǎng)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(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)） 機(jī)動(dòng)時(shí)間（分） 輔助時(shí)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 142 1 5 1.22 700 0.33 0.26 0.2 硬質(zhì)合金錐柄 麻花鉆頭 1 夾具 1 游標(biāo)卡尺 2 擴(kuò)孔2-Φ13 134 1 1.5 1.52 550 0.9 0.33 0.2 硬質(zhì)合金錐柄 麻花鉆頭 1 夾具 1 游標(biāo)卡尺 擬制 日期 審核 日期 批準(zhǔn) 日期 共 頁 第 頁 機(jī)械制造教研室 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號(hào) 零件名稱 零件號(hào) 831001 后托架 831001 工序名稱 鉆孔 工序號(hào) 技檢要求 檢驗(yàn)毛坯尺寸是否有余量是否符合公差 基準(zhǔn)面 圓柱面和反面 材料 同時(shí)加工零件數(shù) 設(shè)備 牌號(hào) 硬度 名稱 型號(hào) HT150 HBS210 1 夾具 定 額 代號(hào) 名稱 單件時(shí)間（分） 每班次數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 工人等級(jí) 工步號(hào) 工步內(nèi)容 走刀長(zhǎng)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(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)） 機(jī)動(dòng)時(shí)間（分） 輔助時(shí)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 142 1 5 1.22 700 0.33 0.26 0.2 硬質(zhì)合金錐柄 麻花鉆頭 1 夾具 1 游標(biāo)卡尺 2 擴(kuò)孔2-Φ13 134 1 1.5 1.52 550 0.9 0.33 0.2 硬質(zhì)合金錐柄 麻花鉆頭 1 夾具 1 游標(biāo)卡尺 3 锪孔2-Φ20 24 1 3.5 0.31 300 0.12 0.31 0.2 硬質(zhì)合金錐柄 麻花鉆頭 1 夾具 1 游標(biāo)卡尺 4 锪孔Φ13 47 1 3 0.34 500 0.13 0.34 0.2 硬質(zhì)合金錐柄 麻花鉆頭 1 夾具 1 游標(biāo)卡尺 擬制 日期 審核 日期 批準(zhǔn) 日期 共 頁 第 頁 機(jī)械制造教研室 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號(hào) 零件名稱 零件號(hào) 831001 后托架 831001 工序名稱 鉆孔 工序號(hào) 技檢要求 檢驗(yàn)毛坯尺寸是否有余量是否符合公差 基準(zhǔn)面 圓柱面和反面 材料 同時(shí)加工零件數(shù) 設(shè)備 牌號(hào) 硬度 名稱 型號(hào) HT150 HBS210 1 夾具 定 額 代號(hào) 名稱 單件時(shí)間（分） 每班次數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 工人等級(jí) 工步號(hào) 工步內(nèi)容 走刀長(zhǎng)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(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)） 機(jī)動(dòng)時(shí)間（分） 輔助時(shí)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Φ6 58.9 1 3 1.22 1200 0.26 0.26 0.2 硬質(zhì)合金錐柄 麻花鉆頭 1 夾具 1 游標(biāo)卡尺 2 鉆孔M6的螺紋孔 18.5 1 2.6 1.52 1300 0.25 0.33 0.2 硬質(zhì)合金錐柄 麻花鉆頭 1 夾具 1 游標(biāo)卡尺 3 對(duì)孔M6的螺紋孔攻絲 31 1 2.6 0.31 350 1 0.31 0.2 硬質(zhì)合金錐柄 麻花鉆頭 1 夾具 1 游標(biāo)卡尺 擬制 日期 審核 日期 批準(zhǔn) 日期 共 頁 第 頁 　 　 機(jī)械加工工藝過程卡 產(chǎn)品型號(hào) 零（部）件圖號(hào) 　 共 1頁 產(chǎn)品名稱 后托架 零（部）件名稱 后托架 第 1 頁 材料牌號(hào) HT150 毛坯種類 鑄造 外形尺寸 每 毛 坯 件 數(shù) 1 每臺(tái)件數(shù) 1 備注 　 工序號(hào) 工序 名稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時(shí) 準(zhǔn)終 單件 10 鑄造 鑄造 鑄造 鑄造 20 時(shí)效 時(shí)效處理，去應(yīng)力 時(shí)效 時(shí)效 　 　 30 粗銑 粗銑底面 機(jī)加工 銑 銑床 X62W 硬質(zhì)合金面銑刀﹑游標(biāo)卡尺、工裝XJ001 　 　 40 精銑 精銑底面 機(jī)加工 銑 銑床 X62W 硬質(zhì)合金面銑刀﹑游標(biāo)卡尺、工裝XJ001 　 　 50 粗鏜 粗鏜直徑25.5的杠孔 機(jī)加工 鏜 臥式鏜床T68 硬質(zhì)合金鏜刀﹑游標(biāo)卡尺、工裝 　 　 描 圖 60 粗鏜 粗鏜直徑30.2的杠孔 機(jī)加工 鏜 臥式鏜床T68 硬質(zhì)合金鏜刀﹑游標(biāo)卡尺、工裝 　 　 　 70 粗鏜 粗鏜直徑40的杠孔 機(jī)加工 鏜 臥式鏜床T68 硬質(zhì)合金鏜刀﹑游標(biāo)卡尺、工裝 　 　 描 校 80 半精鏜 半精鏜直徑25.5的杠孔 機(jī)加工 鏜 臥式鏜床T68 硬質(zhì)合金鏜刀﹑游標(biāo)卡尺、工裝 　 　 90 半精鏜 半精鏜直徑30.2的杠孔 機(jī)加工 鏜 臥式鏜床T68 硬質(zhì)合金鏜刀﹑游標(biāo)卡尺、工裝 底圖號(hào) 100 半精鏜 半精鏜直徑40的杠孔 機(jī)加工 鏜 臥式鏜床T68 硬質(zhì)合金鏜刀﹑游標(biāo)卡尺、工裝 　 　 　 110 精鏜 精鏜直徑25.5的杠孔 機(jī)加工 鏜 臥式鏜床T68 硬質(zhì)合金鏜刀﹑游標(biāo)卡尺、工裝 　 　 裝訂號(hào) 120 精鏜 精鏜直徑30.2的杠孔 機(jī)加工 鏜 臥式鏜床T68 硬質(zhì)合金鏜刀﹑游標(biāo)卡尺、工裝 　 　 　 130 精鏜 精鏜直徑40的杠孔 機(jī)加工 鏜 臥式鏜床T68 硬質(zhì)合金鏜刀﹑游標(biāo)卡尺、工裝 　 140 鉆孔 鉆孔4-Φ10 機(jī)加工 鉆 鉆床Z525 錐柄麻花鉆﹑游標(biāo)卡尺、工裝標(biāo)卡尺、工裝XJ001 　 　 150 鉆孔 擴(kuò)孔2-Φ13 機(jī)加工 鉆 鉆床Z525 錐柄麻花鉆﹑游標(biāo)卡尺、工裝標(biāo)卡尺、工裝XJ001 160 鉆孔 鉆孔4-Φ10 機(jī)加工 鉆 鉆床Z525 錐柄麻花鉆﹑游標(biāo)卡尺、工裝標(biāo)卡尺、工裝XJ001 170 擴(kuò)孔 擴(kuò)孔2-Φ13 機(jī)加工 鉆 鉆床Z525 錐柄麻花鉆﹑游標(biāo)卡尺、工裝標(biāo)卡尺、工裝XJ001 180 锪孔 锪孔2-Φ20 機(jī)加工 鉆 鉆床Z525 錐柄麻花鉆﹑游標(biāo)卡尺、工裝標(biāo)卡尺、工裝XJ001 190 锪孔 锪孔Φ13 機(jī)加工 鉆 鉆床Z525 錐柄麻花鉆﹑游標(biāo)卡尺、工裝標(biāo)卡尺、工裝XJ001 200 鉆孔 鉆孔Φ6 機(jī)加工 鉆 鉆床Z525 錐柄麻花鉆﹑游標(biāo)卡尺、工裝標(biāo)卡尺、工裝XJ001 210 鉆孔 鉆孔M6的螺紋孔 機(jī)加工 鉆 鉆床Z525 錐柄麻花鉆﹑游標(biāo)卡尺、工裝標(biāo)卡尺、工裝XJ001 220 鉆孔 對(duì)孔M6的螺紋孔攻絲 機(jī)加工 鉆 鉆床Z525 錐柄麻花鉆﹑游標(biāo)卡尺、工裝標(biāo)卡尺、工裝XJ001 　 　 　 　 　 　 　 編制（日期） 審核（日期） 會(huì)簽（日期） 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日 期 標(biāo) 記 處 數(shù) 更改文件號(hào) 寧 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 ) 后托架加工工藝及鏜孔夾具設(shè)計(jì) 所 在 學(xué) 院 專 業(yè) 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 指 導(dǎo) 老 師 年 月 日 I 摘 要 在生產(chǎn)過程中，使生產(chǎn)對(duì)象（原材料，毛坯，零件或總成等）的質(zhì)和量的狀 態(tài)發(fā)生直接變化的過程叫工藝過程，如毛坯制造，機(jī)械加工，熱處理，裝配等都 稱之為工藝過程。在制定工藝過程中，要確定各工序的安裝工位和該工序需要的 工步，加工該工序的機(jī)車及機(jī)床的進(jìn)給量，切削深度，主軸轉(zhuǎn)速和切削速度，該 工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數(shù)和走刀長(zhǎng)度，最后計(jì)算該工序的基本時(shí) 間，輔助時(shí)間和工作地服務(wù)時(shí)間。 關(guān)鍵詞 工序，工藝，工步，加工余量，定位方案，夾緊力 II ABSTRACT Enable producing the target in process of production (raw materials, the blank , state of quality and quantity on part become always ) take place direct course of change ask craft course, if the blank is made, machining, heat treatment , assemble etc. and call it the craft course. In the course of making the craft , is it confirm every erector location and worker step that process need this of process to want, the locomotive of processing , this process , and the entering the giving amount of the lathe, cut depth , the rotational speed of the main shaft and speed of cutting, the jig of this process, the cutter and measuring tool, a one hundred sheets of number of times still leaves and a one hundred sheets of length leaves, calculate basic time of this process , auxiliary time and service time of place of working finally. Keywords： The process, worker one, worker's step , the surplus of processing, orient the scheme , clamp strength 1 目 錄 摘 要 .............................................................I ABSTRACT...........................................................II 目 錄 ............................................................1 第 1 章 緒論 .........................................................3 1.1 機(jī)械加工工藝概述 ..............................................3 1.2 機(jī)械加工工藝流程 ..............................................3 1.3 夾具概述 ......................................................4 1.4 機(jī)床夾具的功能 ................................................4 1.5 機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì) ............................................4 1.5.1 機(jī)床夾具的現(xiàn)狀 .............................................5 1.5.2 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 .....................................5 第 2 章 后托架加工工藝 ..............................................3 2.1 后托架的工藝分析 ..............................................3 2.2 后托架的工藝要求及工藝分析 ....................................3 2.3 加工工藝過程 ..................................................4 2.4 確定各表面加工方案 ............................................4 2.4.1 在選擇各表面及孔的加工方法時(shí)，要綜合考慮以下因素 ..........4 2.4.2 平面的加工 ................................................4 2.4.3 孔的加工方案 ...............................................4 2.5 確定定位基準(zhǔn) ..................................................5 2.5.1 粗基準(zhǔn)的選擇 ..............................................5 2.5.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 ..........................................5 2.6 工藝路線的擬訂 ................................................6 2.6.1 工序的合理組合 .............................................6 2.6.2 工序的集中與分散 ..........................................7 2.6.3 加工階段的劃分 ............................................8 2.6.4 加工工藝路線方案的比較 ....................................9 2.7 后托架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 .............11 2.7.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 .......................................12 2.7.2 后托架的偏差計(jì)算 .........................................12 2.8 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） ...........................16 2.8.1 工序 1：粗、精銑底面 ......................................16 2.8.2 工序 2 粗、半精、精鏜 CA6140 側(cè)面三杠孔 ...................17 2.8.3 工序 3：鉆頂面四孔 ........................................24 2.8.4 工序 4：鉆側(cè)面兩孔 ........................................28 2.9 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排 .......................................30 2.9.1 粗、精銑底面 .............................................30 2.9.2 鏜側(cè)面三杠孔 .............................................31 2 2.9.3 鉆頂面四孔 ...............................................32 第 3 章 鏜孔專用夾具設(shè)計(jì) ............................................34 3.1 鏜孔夾具設(shè)計(jì) .................................................34 3.1.1 研究原始質(zhì)料 .............................................34 3.1.2 定位基準(zhǔn)的選擇 ...........................................34 3.1.3 切削力及夾緊分析計(jì)算 .....................................34 3.1.4 誤差分析與計(jì)算 ...........................................35 3.2 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 .....................................36 結(jié) 論 .............................................................36 參考文獻(xiàn) ...........................................................38 致謝 ...............................................................39 3 第 1 章 緒論 1.1 機(jī)械加工工藝概述 機(jī)械加工工藝是指用機(jī)械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對(duì)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(jìn)行加工的一個(gè)依據(jù)。 機(jī)械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機(jī)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(jī)械加工 工藝過程。比如一個(gè)普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗(yàn)-包 裝，就是個(gè)加工的籠統(tǒng)的流程。 機(jī)械加工工藝就是在流程的基礎(chǔ)上，改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位 置和性質(zhì)等，使其成為成品 或半成品，是每個(gè)步驟，每個(gè)流程的詳細(xì)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(gè)步驟就要有詳 細(xì)的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達(dá)到多少，公 差要達(dá)到多少。 技術(shù)人員根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量、設(shè)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(guān)內(nèi)容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規(guī)程。這個(gè)就比較有針對(duì) 性了。每個(gè)廠都可能不太一樣，因?yàn)閷?shí)際情況都不一樣。 總的來說，工藝流程是綱領(lǐng)，加工工藝是每個(gè)步驟的詳細(xì)參數(shù)，工藝規(guī)程 是某個(gè)廠根據(jù)實(shí)際情況編寫的特定的加工工藝。 1.2 機(jī)械加工工藝流程 機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機(jī)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(dǎo)生產(chǎn)。機(jī)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(shè)備和工藝裝 備、工件的檢驗(yàn)項(xiàng)目及 檢驗(yàn)方法、切削用量、時(shí)間定額等。 制訂工藝規(guī)程的步驟 1) 計(jì)算年生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型。 2) 分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖，對(duì)零件進(jìn)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(jì)算工序尺寸及公差。 6) 確定各工序所用的設(shè)備及刀具、夾具、量具和輔助工具。 7) 確定切削用量及工時(shí)定額。 8) 確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)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(duì)前面已初步確定的內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，以 提高經(jīng)濟(jì)效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中，可能會(huì)出現(xiàn)前所未料的情況，如生產(chǎn) 條件的變化，新技術(shù)、新工藝的引進(jìn)，新材料、先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用等，都要求及 時(shí)對(duì)工藝規(guī)程進(jìn)行修訂和完善。 4 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(yīng)用于機(jī)械制造過程的切削加 工、熱處理、裝配、焊接和檢測(cè)等工藝過程中。 在金屬切削機(jī)床上使用的夾具統(tǒng)稱為機(jī)床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機(jī)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(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品的 制造成本等，幫機(jī)床夾具設(shè)計(jì)在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備中占 有極其重要的地位。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要的技術(shù)工作。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機(jī)械制造 工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破 傳統(tǒng)的依靠機(jī)械能、切削力進(jìn)行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、 復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機(jī)床的問世，提高了更新頻率的 小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計(jì)算方法和計(jì) 算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地推動(dòng)了機(jī)械加工工藝的進(jìn)步，使工藝過程的自動(dòng) 化達(dá)到了一個(gè)新的階段。 “工欲善其事，必先利其器。 ” 工具是人類文明進(jìn)步的標(biāo)志。自 20 世紀(jì)末期以來，現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制 造工藝自動(dòng)化都有了長(zhǎng)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(jī)床夾具對(duì)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(jī)床夾具的功能 在機(jī)床上用夾具裝夾工件時(shí)，其主要功能是使工件定位和夾緊。 1．機(jī)床夾具的主要功能 機(jī)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(zhǔn)面與夾具定位元件面接觸或配合實(shí)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(shí)，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會(huì)松 動(dòng)、脫落。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。 2．機(jī)床夾具的特殊功能 機(jī)床夾具的特殊功能主要是對(duì)刀和導(dǎo)向。 （1）對(duì)刀 調(diào)整刀具切削刃相對(duì)工件或夾具的正確位置。如銑床夾具中的 對(duì)刀塊，它能迅速地確定銑刀相對(duì)于夾具的正確位置。 （2）導(dǎo)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(dǎo)其進(jìn)行鉆削。導(dǎo)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(dǎo)向功能。 1.5 機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì) 隨著科學(xué)技術(shù)的巨大進(jìn)步及社會(huì)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。 5 1.5.1 機(jī)床夾具的現(xiàn)狀 國(guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)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?，F(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(yīng)市場(chǎng)激烈的競(jìng)爭(zhēng)。然而，一般企業(yè)仍習(xí)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(shí)際磨損量?jī)H為 15%左右。特別是近年來，數(shù)控機(jī)床（NC） 、加工中心 （MC） 、成組技術(shù)（GT） 、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)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(zhǔn)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(jī)床夾具。 4）適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具。 5）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。 1.5.2 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代機(jī)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(biāo)準(zhǔn)化四 個(gè)方面。 精密化 隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢(shì)必相應(yīng)提高了對(duì)夾具的精度要求。精密 化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達(dá)±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(dá) 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(shí)間和輔助時(shí)間，以提高勞動(dòng)生 產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。常見的高效化夾具有：自動(dòng)化夾具、高速化夾具、 具有夾緊動(dòng)力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動(dòng)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(yàn)） 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(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過調(diào)整、拼裝、 組合等方式，以適應(yīng)可變因素的能力?？勺円蛩刂饕校汗ば蛱卣鳌⑸a(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(jī)床夾具等。在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，夾具的 柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向。 標(biāo)準(zhǔn)化 機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。在制訂典型夾具結(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(jié)構(gòu)。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(biāo)準(zhǔn)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) 6 造良好的條件。目前我國(guó)已有夾具零件及部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148~T2259— 91 以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商 品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。 3 第 2 章 后托架加工工藝 2.1 后托架的工藝分析 后托架上的底面和側(cè)面三杠孔的粗糙度要求都是 ，所以都要求精加6.1Ra 工。其三杠孔的中心線和底平面有平面度的公差要求等。因?yàn)槠涑叽缇?、?何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質(zhì)量均影響機(jī)器或部件的裝配 質(zhì)量，進(jìn)而影響其性能與工作壽命，因此它的加工是非常關(guān)鍵和重要的。 2.2 后托架的工藝要求及工藝分析 锪 平 圖 1.1 后托架零件圖 一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且要有好的機(jī)械加工工藝性， 也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質(zhì)量，同時(shí)使加工的 勞動(dòng)量最小。而設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。設(shè)計(jì)者要考慮加 工工藝問題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設(shè)計(jì)的要求。 后托架的技術(shù)要求： 其加工有三組加工。底面、側(cè)面三孔、頂面的四個(gè)孔、以及左視圖上的兩 個(gè)孔。 4 ⑴．以底面為主要加工的表面，有底面的銑加工，其底面的粗糙度要求是 ，平面度公差要求是 0.03。6.1?Ra ⑵．另一組加工是側(cè)面的三孔，分別為 ， ， ，其表03.52?02.025.4? 面粗糙度要求 要求的精度等級(jí)分別是 ， ， 。6.1?a8?IT7I?IT ⑶．以頂面為住加工面的四個(gè)孔，分別是以 和 為一組的階梯1? 空，這組孔的表面粗糙度要求是 ， ，以及以 和 的階50Rz3.6a32?10? 梯孔，其中 是裝配鉸孔，其中 孔的表面粗糙度要求是 ，102??2?5Rz ， 是裝配鉸孔的表面粗糙度的要求是 。3.6?Ra .6?a ⑷．后托架毛坯的選擇金屬行澆鑄，因?yàn)樯a(chǎn)率很高，所以可以免去每次 造型。 單邊余量一般在 ，結(jié)構(gòu)細(xì)密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積m3~1 較小。因?yàn)楹笸屑艿闹亓恐挥?3.05kg,而年產(chǎn)量是 5000 件，由[7]《機(jī)械加工 工藝手冊(cè)》表 2.1-3 可知是中批量生產(chǎn)。 2.3 加工工藝過程 由以上分析可知。該箱體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，對(duì)于后托架來說， 加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間 的相互關(guān)系。 由上面的一些技術(shù)條件分析得知：CA6140 后托架的尺寸精度，形狀機(jī)關(guān)度 以及位置機(jī)精度要求都很高，就給加工帶來了困難，必須重視。 2.4 確定各表面加工方案 一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且要有好的機(jī)械加工工藝性，也 就是要有加工的可能性，要便于加工，要能保證加工的質(zhì)量，同時(shí)是加工的勞 動(dòng)量最小。設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。對(duì)于我們?cè)O(shè)計(jì)后托架 的加工工藝來說，應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了 從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度 要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇價(jià)格較底的機(jī)床。 4 2.4.1 在選擇各表面及孔的加工方法時(shí)，要綜合考慮以下因素 ⑴．要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求， 選擇加工方法及分幾次加工。 ⑵．根據(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設(shè)備。在單件 小批量生產(chǎn)中則常用通用設(shè)備和一般的加工方法。如、柴油機(jī)連桿小頭孔的加 工，在 小批量生產(chǎn)時(shí)，采用鉆、擴(kuò)、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時(shí)采用拉削 加工。 ⑶．要考慮被加工材料的性質(zhì)，例如，淬火鋼必須采用磨削或電加工；而 有色金屬由于磨削時(shí)容易堵塞砂輪，一般都采用精細(xì)車削，高速精銑等。 ⑷．要考慮工廠或車間的實(shí)際情況，同時(shí)也應(yīng)考慮不斷改進(jìn)現(xiàn)有加工方法 和設(shè)備，推廣新技術(shù)，提高工藝水平。 ⑸．此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機(jī)械性能的特殊要求， 工件形狀和重量等。 選擇加工方法一般先按這個(gè)零件主要表面的技術(shù)要求選定最終加工方法。 再選擇前面各工序的加工方法，如加工某一軸的主要外圓面，要求公差為 IT6，表面粗糙度為 Ra0.63μm，并要求淬硬時(shí)，其最終工序選用精度，前 面準(zhǔn)備工序可為粗車——半精車——淬火——粗磨。 2.4.2 平面的加工 由參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.1-12 可以確定，底面的加工方案 為底平面：粗銑——精銑（ ） ，粗糙度為 6.3~0.8，一般不淬硬的平97IT? 面，精銑的粗糙度可以較小。 2.4.3 孔的加工方案 ⑴．由參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.1-11 確定，以為孔的表面粗 糙度為 1.6，則選側(cè)孔（ ， ， ）的加工順序?yàn)椋捍昼M——03.52?02.025.4? 精鏜。 ⑵．而頂面的四個(gè)孔采取的加工方法分別是： 因?yàn)榭椎谋砻娲植诙鹊囊蠖疾桓?，?，所以我們采用一次鉆孔的加工方50Rz 法， 的孔選擇的加工方法是鉆，因?yàn)?的孔和 是一組階梯132?? 2??13?? 5 孔，所以可以在已經(jīng)鉆了 的孔基礎(chǔ)上再锪孔鉆锪到 ，而另一組132??20?? 和 也是一組階梯的孔，不同的是 的孔是錐孔，起表面粗糙132??012 度的要求是 ，所以全加工的方法是鉆——擴(kuò)——鉸。6.?Ra 2.5 確定定位基準(zhǔn) 2.5.1 粗基準(zhǔn)的選擇 選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，考慮的重點(diǎn)是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加 工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： ⑴．粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加 工面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng) 選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均 勻、外形對(duì)稱、少裝夾等。 ⑵．選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌 面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工 床身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少 的余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。 ⑶．應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的 加工余量。 ⑷．應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定 位準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí) 需經(jīng)初加工。 ⑸．粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用，因?yàn)榇只鶞?zhǔn)的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。 多次使用難以保證表面間的位置精度。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證后托架在整 個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從后托架零件圖分析可知，選擇 側(cè)面三孔作為后托架加工粗基準(zhǔn)。 2.5.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 ⑴．基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣可以避免 定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。 6 ⑵．基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)的統(tǒng)一有利于保 證各表面間的位置精度，避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾 具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設(shè)計(jì)和制造工作。例如：軸類零件常用頂針孔作 為定位基準(zhǔn)。車削、磨削都以頂針孔定位，這樣不但在一次裝夾中能加工大多 書表面，而且保證了各外圓表面的同軸度及端面與軸心線的垂直度。 ⑶．互為基準(zhǔn)的原則。選擇精基準(zhǔn)時(shí)，有時(shí)兩個(gè)被加工面，可以互為基準(zhǔn) 反復(fù)加工。例如：對(duì)淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔，再以孔為基 準(zhǔn)磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。 自為基準(zhǔn)原則。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工 表面本身為基準(zhǔn)。例如：磨削機(jī)床導(dǎo)軌面時(shí)，是以導(dǎo)軌面找正定位的。此外， 像拉孔在無心磨床上磨外圓等，都是自為基準(zhǔn)的例子。 此外，還應(yīng)選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準(zhǔn)，以保證定位穩(wěn) 固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等。 要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證后托架在整 個(gè)加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從后托架零件圖分析可知，它的 底平面與側(cè)面三孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個(gè)平 面定位僅僅能限制工件的三個(gè)自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則 可以滿足整個(gè)加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于兩側(cè)面， 因?yàn)槭欠羌庸け砻妫砸部梢杂门c頂平面的四孔的加工基準(zhǔn)。 選擇精基準(zhǔn)的原則時(shí)，考慮的重點(diǎn)是有利于保證工件的加工精度并使裝夾準(zhǔn)。 2.6 工藝路線的擬訂 對(duì)于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。后托架的加工 的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平 面。 后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。 2.6.1 工序的合理組合 確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè) 備等具體生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則： ⑴．工序分散原則 7 工序內(nèi)容簡(jiǎn)單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡(jiǎn)單的 機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對(duì)工人的技術(shù)要求水平不 高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長(zhǎng)，生產(chǎn)管理復(fù)雜。 ⑵．工序集中原則 工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人 數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡(jiǎn)化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證 這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床， 以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi) 事，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但 由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專用機(jī)床和工夾具 組織流水線生產(chǎn)。 加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在 的含 0.4%—1.1%c??908 蘇打及 0.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證 零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于 。mg2 2.6.2 工序的集中與分散 制訂工藝路線時(shí)，應(yīng)考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個(gè) 不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序 分散。 ⑴．工序集中的特點(diǎn) 工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù)和 生產(chǎn)面積，也簡(jiǎn)化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證這些 表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機(jī)床，以 提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專用設(shè)備和工藝裝備，使成本增高，調(diào)整維修費(fèi)事， 生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大。 ⑵．工序分散的特點(diǎn) 工序內(nèi)容簡(jiǎn)單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備。簡(jiǎn)單的 機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對(duì)工人的技術(shù)要求水平不 高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長(zhǎng)，生產(chǎn)管理復(fù)雜。 8 工序集中與工序分散各有特點(diǎn)，必須根據(jù)生產(chǎn)類型。加工要求和工廠的具 體情況進(jìn)行綜合分析決定采用那一種原則。 一般情況下，單件小批生產(chǎn)中，為簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理，多將工序適當(dāng)集中。但 由于不采用專用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專用機(jī)床和工夾具 組織流水線生產(chǎn)。 由于近代計(jì)算機(jī)控制機(jī)床及加工中心的出現(xiàn)，使得工序集中的優(yōu)點(diǎn)更為突 出，即使在單件小批生產(chǎn)中仍可將工序集中而不致花費(fèi)過多的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量， 從而可取的良好的經(jīng)濟(jì)效果。 2.6.3 加工階段的劃分 零件的加工質(zhì)量要求較高時(shí)，常把整個(gè)加工過程劃分為幾個(gè)階段： ⑴．粗加工階段 粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條 件，并為半精加工，精加工提供定位基準(zhǔn)，粗加工時(shí)能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷， 予以報(bào)廢或修補(bǔ)，以免浪費(fèi)工時(shí)。 粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機(jī)床，選用大的切前用量，以提 高生產(chǎn)率、粗加工時(shí)，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生 的內(nèi)應(yīng)力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級(jí)為 IT11~IT12。粗糙度為 Ra80~100μm。 ⑵．半精加工階段 半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備， 保證合適的加工余量。半精加工的公差等級(jí)為 IT9~IT10。表面粗糙度為 Ra10~1.25μm。 ⑶．精加工階段 精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精 度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達(dá)到圖紙要求.另外精加工工序安排在 最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。 精加工應(yīng)采用高精度的機(jī)床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工 精度．精加工的加工精度一般為 IT6~IT7，表面粗糙度為 Ra10~1.25μm。 ⑷．光整加工階段 9 對(duì)某些要求特別高的需進(jìn)行光整加工，主要用于改善表面質(zhì)量，對(duì)尺度精 度改善很少。一般不能糾正各表面相互位置誤差，其精度等級(jí)一般為 IT5~IT6, 表面粗糙度為 Ra1.25~0.32μm。 此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質(zhì) 的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。 但須指出加工階段的劃分并不是絕對(duì)的。在實(shí)際生活中，對(duì)于剛性好，精 度要求不高或批量小的工件，以及運(yùn)輸裝夾費(fèi)事的重型零件往往不嚴(yán)格劃分階 段，在滿足加工質(zhì)量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個(gè)階段，甚至不 把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個(gè)加工過程而言的，不能以某一表 面的加工或某一工序的性質(zhì)區(qū)分。例如工序的定位精基準(zhǔn)面，在粗加工階段就 要加工的很準(zhǔn)確，而在精加工階段可以安排鉆小空之類的粗加工。 2.6.4 加工工藝路線方案的比較 在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術(shù)條件下，成批量生產(chǎn) 可以考慮采用專用機(jī)床，以便提高生產(chǎn)率。但同時(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)效果，降低生產(chǎn) 成本，擬訂兩個(gè)加工工藝路線方案。見下表： 表 1.1 加工工藝路線方案比較表 方案Ⅰ 方案Ⅱ工序號(hào) 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 工序內(nèi)容 定位基準(zhǔn) 010 粗銑底平面 A側(cè)面和外圓 粗、精銑底平 面 A側(cè)面和外圓 020 精銑底平 粗 側(cè)面和外圓 粗鏜孔： 40? 、 2.35底面和側(cè)面 040 鉆、擴(kuò)孔： 40? 、 2.35.底面和側(cè)面 半精鏜孔： 、40?2.3、 5.底面和側(cè)面 050 粗鉸孔： 、40?. 、 5.2底面和側(cè)面 精鏜孔： 、40?2.3、 5.底面和側(cè)面 10 060 精鉸孔： 、40?2.3 、 5.側(cè)面和兩孔 粗銑油槽 底面和側(cè)面 070 粗銑油槽 底面和側(cè)面 鉆： 、10?3底面和側(cè)面 080 锪鉆孔： 42?底面和側(cè)面 擴(kuò)孔 底面和側(cè)面 090 鉆： 、103底面和側(cè)面 精鉸錐孔： 10?底面和側(cè)面 110 擴(kuò)孔 ?底面和側(cè)面 锪鉆孔： 、 13? 底面和側(cè)面 120 精鉸錐孔： 10?底面和側(cè)面 去毛刺 130 锪鉆孔： 、 13? 底面和側(cè)面 鉆： 、6M?底面和孔 5.2 140 鉆： 、6M底面和孔 5.2攻螺紋 6底面和孔 5.2? 150 攻螺紋 底面和孔 .?锪平面 160 锪平面 倒角去毛刺 160 倒角去毛刺 檢驗(yàn) 170 檢驗(yàn) 加工工藝路線方案的論證： 11 ⑴．方案Ⅱ在 120 工序中按排倒角去毛刺，這不僅避免劃傷工人的手，而 且給以后的定位及裝配得到可靠的保證。 ⑵．方案Ⅱ在 010 工序中先安排銑底平面，主要是因?yàn)榈灼矫媸且院蠊ば?的主要定位面之一，為提高定位精度。 ⑶．方案Ⅱ符合粗精加工分開原則。 由以上分析：方案Ⅱ?yàn)楹侠?、?jīng)濟(jì)的加工工藝路線方案。具體的工藝過程 如下表： 表 1.2 加工工藝過程表 工序號(hào) 工 種 工作內(nèi)容 說 明 010 鑄造 金屬型鑄造 鑄件毛坯尺寸： 長(zhǎng)： 寬： 高：m2060 孔： 、 、75.1?2.36 020 清砂 除去澆冒口，鋒邊及型砂 030 熱處理 退火 石墨化退火，來消除鑄鐵表層 和壁厚較薄的部位可能出現(xiàn)的 白口組織（有大量的滲碳體出 現(xiàn)） ，以便于切削加工 040 檢驗(yàn) 檢驗(yàn)毛坯 050 銑 粗銑、精銑底平面 A工件用專用夾具裝夾；立式銑 床 )52(KX 060 粗鏜 粗鏜鏜孔： ， ，03.52?02.025.4?工件用專用夾具裝夾；立式銑鏜床（ ）68T 070 銑 粗銑油槽 080 半精鏜 半精鏜鏜孔： ， ，03.02.025. 工件用專用夾具裝夾；立式銑 鏜床（ ） 090 精鏜 精鏜鏜孔： ， ，03.52?02.025.4?工件用專用夾具裝夾；立式銑鏜床（ ）68T 100 鉆 將孔 、 、1? 鉆到直徑0md0?工件用專用夾具裝夾；搖臂鉆床 )3025(Z 12 110 擴(kuò)孔鉆 將 擴(kuò)孔到要求尺寸132?? 120 锪孔鉆 锪孔 、 到要求尺20 寸 130 鉸 精鉸錐孔 1?? 140 鉗 去毛刺 150 鉆 鉆孔 、6M 160 攻絲 攻螺紋 工件用專用夾具裝夾；搖臂鉆 床 )3025(Z 170 鉗 倒角去毛刺 180 檢驗(yàn) 190 入庫 清洗，涂防銹油 2.7 后托架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 后托架的鑄造采用的是鑄鐵制造，其材料是 HT150，硬度 HB 為 150-200， 生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。 2.7.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 ⑴．CA6140 車床后托架為鑄造件，對(duì)毛坯的結(jié)構(gòu)工藝有一定要求： ①、鑄件的壁厚應(yīng)和合適，均勻，不得有突然變化。 ②、鑄造圓角要適當(dāng)，不得有尖角。 ③、鑄件結(jié)構(gòu)要盡量簡(jiǎn)化，并要有和合理的起模斜度，以減少分型面、芯 子、并便于起模。 ④、加強(qiáng)肋的厚度和分布要合理，以免冷卻時(shí)鑄件變形或產(chǎn)生裂紋。 ⑤、鑄件的選材要合理，應(yīng)有較好的可鑄性。 毛坯形狀、尺寸確定的要求 ⑵．設(shè)計(jì)毛坯形狀、尺寸還應(yīng)考慮到： ①、各加工面的幾何形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)單。 ②、工藝基準(zhǔn)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致。 ③、便于裝夾、加工和檢查。 ④、結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一，盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行加工。 在確定毛坯時(shí)，要考慮經(jīng)濟(jì)性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減 13 少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導(dǎo)致毛坯制造困 難，需要采用昂貴的毛坯制造設(shè)備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類 形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。在毛 坯的種類 形狀及尺寸確定后，必要時(shí)可據(jù)此繪出毛坯圖。 2.7.2 后托架的偏差計(jì)算 ⑴．底平面的偏差及加工余量計(jì)算 底平面加工余糧的計(jì)算，計(jì)算底平面與孔（ ， ， ）03.52?02.025.4? 的中心線的尺寸為 。根據(jù)工序要求，頂面加工分粗、精銑加工。各工07.35? 步余量如下： 粗銑：由參考文獻(xiàn)[5]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第 1 卷》表 3.2-23。其余量值規(guī) 定為 ，現(xiàn)取 。表 3.2-27 粗銑平面時(shí)厚度偏差取 。m4.3~720.3 m28.0? 精銑：由參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.3-59，其余量值規(guī)定為 。5.1 鑄造毛坯的基本尺寸為 ，又根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工390.135?? 工藝手冊(cè)》表 2.3-11,鑄件尺寸公差等級(jí)選用 CT7，再查表 2.3-9 可得鑄件尺寸 公差為 。m1. 毛坯的名義尺寸為： 390.135?? 毛坯最小尺寸為： m48.9? 毛坯最大尺寸為： . 粗銑后最大尺寸為： 36015?? 粗銑后最小尺寸為： m72.8.? 精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，即與側(cè)面三孔（ ， ，03.52?02. ）的中心線的尺寸為 。025.4?07.35? ⑵．正視圖上的三孔的偏差及加工余量計(jì)算 參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.3-59 和參考文獻(xiàn)[15]《互換性 14 與技術(shù)測(cè)量》表 1-8，可以查得： 孔 ：03.52? 粗鏜的精度等級(jí)： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是12?ITumRa15?m21.0 半精鏜的精度等級(jí)： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是0.2m084. 精鏜的精度等級(jí)： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是7?I ua6.1?021. 孔 02.3? 粗鏜的精度等級(jí)： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是12ITmR5m. 半精鏜的精度等級(jí)： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是0?ua.2?m084. 精鏜的精度等級(jí)： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是7I 6.1021. 孔 025.? 粗鏜的精度等級(jí)： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是12?ITumRa5?m5. 半精鏜的精度等級(jí)： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是0.210 精鏜的精度等級(jí)： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是7I 612. 根據(jù)工序要求，側(cè)面三孔的加工分為粗鏜、半精鏜、精鏜三個(gè)工序完成， 各工序余量如下： 粗鏜： 孔，參照[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè) 》表 2.3-48,其余量值為03.52? ；m 孔，參照[7] 《機(jī)械加工工藝手冊(cè) 》表 2.3-48,其余量值為02. ； 孔，參照[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.3-48,其余量值5.04? 為 。2 半精鏜： 孔，參照[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè) 》表 2.3-48,其余量值為03. ；m.1 孔，參照[7] 《機(jī)械加工工藝手冊(cè) 》表 2.3-48,其余量值為02.? ； 孔，參照[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.3-48,其余量.025.4 15 值為 。m2.1 精鏜： 孔，參照[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè) 》表 2.3-48,其余量值為03.5? ；8.0 孔，參照[7] 《機(jī)械加工工藝手冊(cè) 》表 2.3-48,其余量值為02. ；m. 孔，參照[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.3-48,其余量值為025.4? 。8.0 鑄件毛坯的基本尺寸分別為： 孔毛坯基本尺寸為 ： ；03.52??m5.218.025.?? 孔毛坯基本尺寸為 ： ；1.8? 630 孔毛坯基本尺寸為 ： 。035. 3.14 根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.3-11，鑄件尺寸公差等級(jí)選用 CT7，再查表 2.3-9 可得鑄件尺寸公差分別為： 。、、 m9.0.9.0 孔毛坯名義尺寸為 ： ；03.52??521825.?? 毛坯最大尺寸為 ： ；.4.1? 毛坯最小尺寸為 ： ；0 粗鏜工序尺寸為 ：?21.05 半精鏜工序尺寸為 ： 84.07 精鏜后尺寸是 ，已達(dá)到零件圖尺寸要求021. 025.? 孔毛坯名義尺寸為 ： ；02.3??m.268..3?? 毛坯最大尺寸為 ： ；5.4.026? 毛坯最小尺寸為 ： ；7 粗鏜工序尺寸為 ： ；?21.08 半精鏜工序尺寸為 ： 4.09 16 精鏜后尺寸與零件圖尺寸相同，即 ：?02.3 孔毛坯名義尺寸為 ： ；025.4??m68.2140?? 毛坯最大尺寸為 ： ；5..36? 毛坯最小尺寸為 ： ； 粗鏜工序尺寸為 ：?25.08 半精鏜工序尺寸為 ： 1.039 精鏜后尺寸與零件圖尺寸相同，即 025.4? ⑶．頂面兩組孔 和 ，以及另外一組 的錐孔和12??21?132?? 毛坯為實(shí)心，不沖孔。兩孔精度要求為 ，表面粗糙度要求為 。參1IT50Rz 照參考文獻(xiàn)[7] 《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.3-47，表 2.3-48。確定工序尺寸及加 工余量為： 第一組： 和132??20 加工該組孔的工藝是：鉆——擴(kuò)——锪 鉆孔： 擴(kuò)孔： （Z 為單邊余量）13?m32? 锪孔： （Z 為單邊余量）207 第二組： 的錐孔和?1?? 加工該組孔的工藝是：鉆——锪——鉸 鉆孔： 10? 锪孔： （Z 為單邊余量）3m42? 鉸孔： 17 2.8 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） 2.8.1 工序 1：粗、精銑底面 機(jī)床：雙立軸圓工作臺(tái)銑床 KX52 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）材料： 齒數(shù)VCWr418mD63?6?Z ⑴．粗銑 銑削深度 ：pam3? 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-73，取f 銑削速度 ：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè) 》表 2.4-Zaf/18.0?V 81，取 sV2 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ， 式min/97.3614.30210rdn???? in/370r? （1.1） 實(shí)際銑削速度 ： 式V? snd/2.1601374.0???? （1.2） 進(jìn)給量 ： 式f smZnaff /./378.? （1.3） 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： mf in/6.39/6.sVf ? ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-81,?a a0? 被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知l ml7 刀具切入長(zhǎng)度 ：1 式（1.4）)3~1((5.021????aDl 98.24603. ? 取 ml21 18 刀具切出長(zhǎng)度 ：取2lm? 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： 式j(luò)t min26.0.3957621???mjfl （1.5） ⑵．精銑： 銑削深度 ：pa5.1? 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-73，取f 銑削速度 ：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè) 》表 2.4-Zmaf/15.0?V 81，取 sV 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（1.1）有：n ， min/96.45631.010rd???? in/460r? 實(shí)際銑削速度 ，由式（1.2）有：V? smdV/52.113.0???? 進(jìn)給量 ，由式（1.3）有：f Znaff /9.60/465.?? 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： mf in/9msf 被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知ll7 刀具切入長(zhǎng)度 ：精銑時(shí)1Dl631? 刀具切出長(zhǎng)度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1。 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ，由式（1.5）有：2jt min3.041267212 ????mjflt 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 in59.03.6.021??jjjtt 2.8.2 工序 2 粗、半精、精鏜 CA6140 側(cè)面三杠孔 機(jī)床：臥式鏜床 68T 刀具：硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀材料： 5YT 19 ⑴．粗鏜 孔03.52?? 切削深度 ： ，毛坯孔徑 。pam?md5.210? 進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-66，刀桿伸出長(zhǎng)f 度取 ，切削深度為 。因此確定進(jìn)給量 。202rf/3. 切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-66 取Vmin/1/35.0s? 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（1.1）有：n ，取i/06.5.214.310 rd???? min/30r? 實(shí)際切削速度 ，由式（1.2）有：V? sndV/34.0615.24.0???? 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 ： 式mf in/35.f??? （1.7） 被切削層長(zhǎng)度 ：l60 刀具切入長(zhǎng)度 ： 式1 mtgtgkarp 4.5230)~2(?????? （1.6） 刀具切出長(zhǎng)度 ： 取2lm53l2 行程次數(shù) ：i1? 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ，由式（1.5）有：jt min6.0154.6021?????mjflt ⑵．粗鏜 孔m02.3?? 切削深度 ： ，毛坯孔徑pa?d2.60? 進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-66，刀桿伸出長(zhǎng)f 度取 ，切削深度為 。因此確定進(jìn)給量 。m20m2rmf/45. 切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)[7]《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表 2.4-66，取V 20 min/21/35.0sV? 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ，由式（1.1）有：n min/26.5.14.30rdV???? 取 mi/250rn