畢業(yè)設(shè)計(jì)---撥叉(10-06-15)加工工藝及夾具設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　緒 論</b></p><p>　　機(jī)械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機(jī)械加工工藝過程和操作方法，是指導(dǎo)生產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件。它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益，生產(chǎn)規(guī)模的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機(jī)械加工工藝來體現(xiàn)，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的質(zhì)量的重要保證的重要依據(jù)。在編制工藝時(shí)須保證其合理性、科學(xué)性

2、、完善性。</p><p>　　而機(jī)床夾具是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時(shí)提高生產(chǎn)的效率、改善工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、降低生產(chǎn)成本而在機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對(duì)于機(jī)床或刀具有個(gè)正確的位置，并在加工過程中保持這個(gè)位置不變。它們的研究對(duì)機(jī)械工業(yè)有著很重要的意義，因此在大批量生產(chǎn)中，常采用專用夾具。</p><p>　　通過對(duì)撥盤零件的初步分析，了解其零件的主要特點(diǎn)，加工難易程度，主要加

3、工面和加工粗、精基準(zhǔn)，從而制定出撥盤加工工藝規(guī)程。</p><p><b>　　2 撥盤的分析</b></p><p>　　2.1撥盤的工藝分析</p><p>　　撥盤是一個(gè)很重要的零件，因?yàn)槠淞慵叽绫容^小，結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，但其加工孔和底面的精度要求較高，此外還有小頭孔端要求加工，對(duì)精度要求也很高。撥盤的底面、大頭孔上平面和小頭孔粗糙度

4、要求都是，所以都要求精加工。其小頭孔與底平面有垂直度的公差要求，撥盤底面與大頭孔上平面有平行度公差要求，所要加工的槽，在其槽邊有平行度公差和對(duì)稱度公差要求等。因?yàn)槠涑叽缇?、幾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，因此它們的加工是非常關(guān)鍵和重要的。</p><p>　　2.2撥盤的工藝要求</p><p>　　一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但要

5、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。</p><p>　　圖2.1 撥盤零件圖</p><p>　　該加工有七個(gè)加工表面：平面加工包括撥盤底面、大頭孔上平面；孔系加工包括大、小頭孔、小孔；小頭孔端的槽加工以及大頭孔的銑斷加工。</p><p

6、>　　⑴ 以平面為主有：① 撥盤底面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是；</p><p>　?、?大頭孔端面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是。</p><p>　?、?孔系加工有： ① 的大頭孔粗、精鏜加工，其表面粗糙度為；</p><p>　?、?的小頭孔鉆、擴(kuò)和鉸加工，其表面粗糙度要求</p><p><b>　??；</

7、b></p><p>　?、?的小孔鉆加工，小孔表面粗糙度要求。</p><p>　?、?小頭孔端槽的加工，該槽的表面粗糙度要求是兩槽邊，而槽底的表面粗糙度要求是。</p><p>　　⑷ 最后為大頭孔的銑斷加工，要求斷口粗糙度。</p><p>　　撥盤毛坯的選擇模鍛，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

8、承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積較小。因其年產(chǎn)量是5000件，由[3]表2.1～3可知是中批量生產(chǎn)。</p><p>　　上面主要是對(duì)撥盤零件的結(jié)構(gòu)、加工精度和主要加工表面進(jìn)行了分析，選擇了其毛坯的的制造方法為模鍛和中批的批量生產(chǎn)方式，從而為工藝規(guī)程設(shè)計(jì)提供了必要的準(zhǔn)備。</p><p><b>　　3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)</b></p><p>　

9、　3.1 加工工藝過程</p><p>　　由以上分析可知，該撥盤零件的主要加工表面是平面、孔系和槽系。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)于撥盤來說，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)系以及槽的各尺寸精度。</p><p>　　由上面的一些技術(shù)條件分析得知：撥盤的尺寸精度，形狀精度以及位置關(guān)系精度要求都不是很高，這樣對(duì)

10、加工要求也就不是很高。</p><p>　　3.2加工方案的選擇</p><p>　　⑴ 由參考文獻(xiàn)[3]表2.1～12可以確定，平面的加工方案為：粗銑——精銑（），粗糙度為6.3～0.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較小。</p><p>　　⑵ 由參考文獻(xiàn)[3]表2.1～11確定，孔的表面粗糙度要求為6.3，則選擇孔的加方案序?yàn)椋捍昼M——精鏜。</p

11、><p>　?、?小頭孔加工方法：</p><p>　　加零件毛坯不能直接鍛出孔，只能鍛出一個(gè)小坑，以便在以后加工時(shí)找正其中心，但其表面粗糙度的要求為，所以選擇加工的方法是鉆——擴(kuò)——鉸。</p><p><b>　?、?孔加工方法：</b></p><p>　　因?yàn)榭椎谋砻娲植诙鹊囊蠖疾桓?，是，所以我們采用一次鉆孔的加工

12、方法。</p><p>　?、?小頭端面槽的加工方法是：</p><p>　　因槽兩側(cè)面表面粗糙度的要求較高，為，所以我們采用粗銑——精銑。</p><p>　　3.3工藝路線的擬訂</p><p>　　對(duì)于中批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。撥盤的加工的第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔和面定位粗、精加工撥盤底面大

13、頭孔上平面。</p><p>　　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。</p><p>　　3.3.1工序的合理組合</p><p>　　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：</p><p><b>　　⑴ 工序分散原則</b&g

14、t;</p><p>　　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，生產(chǎn)管理復(fù)雜。</p><p><b>　?、?工序集中原則</b></p><p>　　工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，

15、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。</p><p>　　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)。

16、</p><p>　　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%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。</p><p>　　3.3.2工序的集中與分散</p><p>　　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

17、，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。 </p><p><b>　?、?工序集中的特點(diǎn)</b></p><p>　　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

18、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。</p><p><b>　　⑵ 工序分散的特點(diǎn)</b></p><p>　　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)水平要求不高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長，生產(chǎn)管理復(fù)雜。</

19、p><p>　　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。</p><p>　　3.3.3加工階段的劃分</p><p>　　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：</p><p><b>　?、?粗加工階段</b></p><

20、;p>　　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)。</p><p>　　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～I(xiàn)T1

21、2。粗糙度為Ra80～100μm。</p><p><b>　?、?半精加工階段</b></p><p>　　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～I(xiàn)T10。表面粗糙度為Ra10～1.25μm。</p><p><b>　　⑶ 精加工階段</b>&l

22、t;/p><p>　　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。</p><p>　　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～I(xiàn)T7，表面粗糙度為Ra10～1.25μm。</p><

23、;p>　　3.4撥盤的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定</p><p>　　撥盤的鍛造采用的是45鋼模鍛制造，其材料是45，生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，采用模鍛毛坯。</p><p>　　3.4.1毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求</p><p>　　撥盤為鍛造件，對(duì)毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性有一定要求：</p><p>　　⑴ 由于模鍛件尺寸精度較高和表面

24、粗糙度值低，因此零件上只有與其它機(jī)件配合的表面才需要進(jìn)行機(jī)械加工，其表面均應(yīng)設(shè)計(jì)為非加工表面。</p><p>　?、?為了使金屬容易充滿模膛和減少工序，模鍛件外形應(yīng)力求簡(jiǎn)單、平直的對(duì)稱，盡量避免模鍛件截面間差別過大，或具有薄壁、高筋、高臺(tái)等結(jié)構(gòu)。</p><p>　?、?模鍛件的結(jié)構(gòu)中應(yīng)避免深孔或多孔結(jié)構(gòu)。</p><p>　?、?模鍛件的整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單。&l

25、t;/p><p>　?、?工藝基準(zhǔn)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致。</p><p>　?、?便于裝夾、加工和檢查。</p><p>　?、?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。</p><p>　　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

26、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</p><p>　　形狀及尺寸確定后，必要時(shí)可據(jù)此繪出毛坯圖。</p><p>　　3.4.2撥盤的偏差計(jì)算</p><p>　?、?撥盤底平面和大頭孔上平面的偏差及加工余量計(jì)算</p><p>　　底平面加工余量的

27、計(jì)算。根據(jù)工序要求，其加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：</p><p>　　粗銑：由參考文獻(xiàn)[4]表11～19。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。查[3]可知其粗銑時(shí)精度等級(jí)為IT12，粗銑平面時(shí)厚度偏差取</p><p>　　精銑：由參考文獻(xiàn)[3]表2.3～59，其余量值規(guī)定為。</p><p>　　鍛造毛坯的基本尺寸為，又由參考文獻(xiàn)[4]表11～19可得鑄件尺寸公差為。

28、</p><p><b>　　毛坯的名義尺寸為：</b></p><p><b>　　毛坯最小尺寸為：</b></p><p><b>　　毛坯最大尺寸為：</b></p><p><b>　　粗銑后最大尺寸為：</b></p><p&

29、gt;<b>　　粗銑后最小尺寸為：</b></p><p>　　精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，且保證各個(gè)尺寸精度15d8。</p><p>　?、?大小頭孔的偏差及加工余量計(jì)算</p><p>　　參照參考文獻(xiàn)[3]表2.2～2，2.2～25,2.3～13和參考文獻(xiàn)[15]表1～8，可以查得：</p><p><b

30、>　　孔：</b></p><p>　　鉆孔的精度等級(jí)：，表面粗糙度，尺寸偏差是。</p><p>　　擴(kuò)孔的精度等級(jí)：，表面粗糙度，尺寸偏差是。</p><p>　　鉸孔的精度等級(jí)：，表面粗糙度，尺寸偏差是。</p><p><b>　　孔</b></p><p>　　粗鏜孔的

31、精度等級(jí)：，表面粗糙度，尺寸偏差是。</p><p>　　精鏜孔的精度等級(jí)：，表面粗糙度，尺寸偏差是。</p><p>　　根據(jù)工序要求，小頭孔加工分為鉆、擴(kuò)、鉸三個(gè)工序，而大頭孔加工分為粗鏜、精鏜二個(gè)工序完成，各工序余量如下：</p><p><b>　　鉆孔 </b></p><p>　　參照參考文獻(xiàn)[3]表2.3～

32、47，表2.3～48。確定工序尺寸及加工余量為：</p><p>　　加工該孔的工藝是：鉆——擴(kuò)——鉸</p><p><b>　　鉆孔： </b></p><p>　　擴(kuò)孔： （Z為單邊余量）</p><p>　　鉸孔： （Z為單邊余量）&

33、lt;/p><p><b>　　鏜孔</b></p><p>　　加工該孔的工藝是：粗鏜——精鏜</p><p><b>　　粗鏜： 孔， ；</b></p><p>　　精鏜： 孔， ；</p><p>　　鍛件毛坯孔的基本尺寸分別為：</p><p&g

34、t;<b>　?、牵帧⒕姴?lt;/b></p><p>　　參照參考文獻(xiàn)[1]表21～5，得其槽邊雙邊粗加工余量2Z=2.0mm，槽深加工余量為1.0mm，再由參照參考文獻(xiàn)[1]表21～5的刀具選擇可得其極限偏差：粗加工為，精加工為。</p><p>　　槽兩邊毛坯名義尺寸為：</p><p>　　槽兩邊毛坯最大尺寸為：</p>

35、<p>　　槽兩邊毛坯最小尺寸為：</p><p>　　粗銑兩邊工序尺寸為：</p><p>　　粗銑槽底工序尺寸為：27</p><p><b>　　設(shè)計(jì)心得</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p><b>　　附錄：&l