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第 4 頁(yè) 快速碰撞檢測(cè)??方法，以便在虛擬環(huán)境中的互動(dòng)組合夾具裝配設(shè)計(jì) 彭高粱 侯鑫 吳崇 金天國(guó) 張序堂 收稿日期：2008年5月27日接受日期：2009年4月21日發(fā)表于：2009年5月9日 ＃施普林格出版社2009年倫敦有限公司 摘要： 碰撞檢測(cè)是在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的模擬現(xiàn)實(shí)和自然的對(duì)象行為的一個(gè)基本組成部分。在本文中，混合的空間分解方法和邊界體積法提出了建立一個(gè)虛擬環(huán)境，以協(xié)助組合夾具裝配設(shè)計(jì)?；诮M合夾具的特點(diǎn)，提出一個(gè)新的空間對(duì)象級(jí)別的分解方法。從幾個(gè)組合夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)顯示性能測(cè)試結(jié)果表明，與其他通用算法相比，該方法的一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)是其簡(jiǎn)單的信息表示和預(yù)處理成本低。 關(guān)鍵詞：碰撞檢測(cè) 虛擬裝配 組合夾具 空間分解 包圍體 1引言 虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）成為一個(gè)在工業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展期間非常普遍的平均值。虛擬現(xiàn)實(shí)提供的援助是明顯的，因?yàn)橛脩?hù)可以在一個(gè)非常自然的方式中[1-3]進(jìn)行虛擬樣機(jī)交互。?VR在制造應(yīng)用中擁有很大的潛力，VR在實(shí)際生產(chǎn)中在致命的錯(cuò)誤發(fā)生之前將其解決，以防止產(chǎn)生巨大的成本。VR應(yīng)用已經(jīng)獲得了國(guó)際上越來(lái)越多的關(guān)注。 夾具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成部分是技術(shù)和工藝生產(chǎn)準(zhǔn)備所需的總時(shí)間（成本）。夾具的設(shè)計(jì)是一個(gè)需要知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的非常復(fù)雜的、直觀的過(guò)程。模塊化夾具是制造業(yè)的重要方面之一。適當(dāng)?shù)膴A具設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的精度、準(zhǔn)確性和加工零件的完成是至關(guān)重要的。組合夾具是一個(gè)可以安全和準(zhǔn)確位置的夾住，并支持工件整個(gè)加工過(guò)程的系統(tǒng)互換和高度標(biāo)準(zhǔn)化的組件設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)上，夾具設(shè)計(jì)師依靠經(jīng)驗(yàn)或使用反復(fù)試驗(yàn)法來(lái)確定一個(gè)合適的夾具方案。 由于潛在的高度，在一個(gè)虛擬環(huán)境（VE）的“現(xiàn)實(shí)”的經(jīng)歷，VR基于模塊化夾具設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)夾具上有一個(gè)自然的和有啟發(fā)性的方式的優(yōu)點(diǎn)，提供更匹配的工作條件，減少前置時(shí)間，一般夾具的生產(chǎn)力和經(jīng)濟(jì)性有了一個(gè)顯著增強(qiáng)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，VR系統(tǒng)必須有能夠模擬現(xiàn)實(shí)和自然物體的能力。首先，作為一個(gè)夾具設(shè)計(jì)的基本要求，應(yīng)該是在夾具、元件和機(jī)床之間沒(méi)有碰撞;必須保證不滲透到其他的對(duì)象。因此，快速交互碰撞檢測(cè)（CD）算是法建立在這樣一個(gè)VR系統(tǒng)的基礎(chǔ)上 然而，碰撞檢查對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的VE是需要大量計(jì)算的。研究人員已經(jīng)解決了一些“萬(wàn)能”的算法，以減少計(jì)算成本。但是，這些算法往往需要輔助數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并需要大量的預(yù)處理時(shí)間成本。此外，這種算法的執(zhí)行情況非常復(fù)雜。因此，在組合夾具的特點(diǎn)和實(shí)際需求以及研究的基礎(chǔ)上，我們開(kāi)發(fā)了一個(gè)“特殊”的CD算法來(lái)盡可能的降低VR的組合夾具裝配設(shè)計(jì)的相關(guān)費(fèi)用。。 2相關(guān)工作 在過(guò)去幾年中，盡了很大的努力來(lái)解決各種類(lèi)型的交互式三維圖形和場(chǎng)景的CD問(wèn)題。對(duì)于充滿(mǎn)了n個(gè)對(duì)象的工作區(qū)，最明顯的問(wèn)題是所有對(duì)象里O（n2）的檢測(cè)碰撞問(wèn)題，如果n數(shù)是巨大的，這是費(fèi)時(shí)且不能忍受。因此，需要一些必要的技術(shù)，以減少計(jì)算成本。一般來(lái)說(shuō)，CD算法包括兩個(gè)主要步驟，即廣泛的相位和縮短周期。第一階段的目標(biāo)是過(guò)濾掉不可能的互動(dòng)的對(duì)對(duì)象，并確定對(duì)象在整個(gè)工作區(qū)潛在的互動(dòng)。第二階段是執(zhí)行更準(zhǔn)確的測(cè)試，以確定在第一階段的選定對(duì)象部分之間的碰撞，而且如果有必要，找到原始的幾何元素（多邊形）的接觸對(duì)，并計(jì)算重疊的距離。 對(duì)于CD算法，關(guān)鍵是要減少對(duì)需要檢查的對(duì)象或基元。因此，許多不同的技術(shù)已被用來(lái)使粗糧檢測(cè)，其中最流行的空間分解和邊界卷。 在空間分解方法，環(huán)境分為空間層次空間劃分網(wǎng)格。根據(jù)它們落入該地區(qū)聚集層次的環(huán)境中的物體。然后檢查這些對(duì)象通過(guò)測(cè)試的交匯重疊網(wǎng)格，像八叉樹(shù)，BSP樹(shù)，kd樹(shù)等以分層方式使用這種分解可以進(jìn)一步加快利用空間分割方法導(dǎo)致了碰撞檢測(cè)的過(guò)程，但有極高的存儲(chǔ)需求。 邊界體積（BV）的方法是使用在以前的計(jì)算機(jī)圖形算法，以加快計(jì)算和渲染過(guò)程。幾何對(duì)象BV是一個(gè)簡(jiǎn)單卷，封閉的對(duì)象。通常情況下，BV類(lèi)型是axisaligned盒（的AABB），球，方向包圍盒（OBB）。 該系統(tǒng)利用的AABB的AABB方法是計(jì)算簡(jiǎn)單，并允許高效率的重疊查詢(xún)，它通常被用在層次結(jié)構(gòu)，但它也可能無(wú)限逼近他們的邊界，留下大的“空角落?！痹撓到y(tǒng)利用的AABB包括I-COLLIDE，QCOLLIDE，SOLID等 碰撞球是另一個(gè)自然的選擇,因?yàn)樗且粋€(gè)對(duì)象的近似對(duì)偶非凡簡(jiǎn)單測(cè)試重疊,更新為一個(gè)移動(dòng)的物體是微不足道的。然而,類(lèi)似于AABBs領(lǐng)域,因?yàn)樗麄兛赡軣o(wú)窮的逼近所蘊(yùn)涵的對(duì)象。 相比之下，OBB是在三維空間中任意方向的矩形邊界框。OBB在理想的情況下，可以重新定位等，它是能夠盡可能緊地附上一個(gè)對(duì)象。換句話(huà)說(shuō)，OBB的是最小的邊界任意方向盒，可以附上的幾何問(wèn)題。在執(zhí)行快速甩負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)這種做法是非常好。所謂的RAPID可以干擾檢測(cè)是在OBB已建成的基礎(chǔ)上，比AABB更接近于幾何形體。OBB的缺點(diǎn)在于其緩慢的更新和方向感。 大多數(shù)與CD-相關(guān)的研究是糾纏于 “萬(wàn)能”算法，并發(fā)現(xiàn)一些文獻(xiàn)中有在一個(gè)虛擬裝配等特殊應(yīng)用發(fā)展CD的方法，開(kāi)發(fā)。其實(shí)，一個(gè)快速和互動(dòng)的碰撞檢測(cè)算法是允許設(shè)計(jì)者在虛擬裝配環(huán)境將零件或部件進(jìn)行組裝和拆卸操作的基礎(chǔ)。 菲格雷多提出了一個(gè)更快的算法確定在虛擬樣機(jī)環(huán)境下的三維裝配模型表面之間的精確碰撞的碰撞檢測(cè)算法的廣義和狹義的階段。該算法使用重疊AABB式的R-樹(shù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)提高碰撞檢測(cè)的廣義和狹義階段的性能。這種方法是這樣一個(gè)虛擬空間分散的對(duì)象。此外，R-樹(shù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是密集的。 斯特凡從事連續(xù)碰撞檢測(cè)方法在桌面虛擬樣機(jī)中處理剛性多面體對(duì)象的研究工作。而這樣一個(gè)4D的方法是只處理已知的移動(dòng)物體的路徑。尤其是，該算法是計(jì)算密集型的，它只能在高端計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。 碰撞檢測(cè)是在多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控（NC）加工復(fù)雜的加工環(huán)境的關(guān)鍵問(wèn)題。干擾檢測(cè)和避免在數(shù)控加工仿真上已經(jīng)有很多以前的工作。王開(kāi)發(fā)輔助圖形的多軸數(shù)控加工碰撞檢測(cè)方法。在此方法中，用于加工環(huán)境撲殺和兩相碰撞檢測(cè)策略的組合。 調(diào)查上述研究提供了各種有效的技術(shù)開(kāi)展多邊形模型的碰撞檢測(cè)。然而，這些流行的算法針對(duì)一般的多邊形模型，大部分需要昂貴的預(yù)處理或大型系統(tǒng)內(nèi)存或，或者他們他們?nèi)浚源藖?lái)提高性能并滿(mǎn)足實(shí)時(shí)要求。因此，當(dāng)這些算法利用在桌面VR應(yīng)用系統(tǒng)，如模塊化夾具設(shè)計(jì)，實(shí)時(shí)性要求不能得到良好保障。 對(duì)于CD的研究可以建立在計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)方面。胡-提出了一種快速干擾的算法，檢查加工刀具和夾具單位之間，以及夾具單位之間，以取代目測(cè)的方法。此外，庫(kù)馬爾的工作[25]，以自動(dòng)無(wú)干擾的組合夾具裝配設(shè)計(jì)，加工干涉檢測(cè)來(lái)完成，通過(guò)刀掠固體的使用刀波及體積方法的基礎(chǔ)上的。然而，這些算法是靜態(tài)干涉檢查能力和應(yīng)用CAD軟件包。 3算法概述 3.1演算法的要求 我們的目的是開(kāi)發(fā)基于桌面VR模塊化夾具裝配設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其中設(shè)計(jì)人員可以選擇合適的夾具元件，并把它們像“積木”一樣放在一起生成夾具結(jié)構(gòu)，。沒(méi)有具體的夾具元件，他/她可以測(cè)試不同的結(jié)構(gòu)方案，并最終設(shè)計(jì)出一個(gè)可行的能滿(mǎn)足功能要求配置的夾具。為了留住在工程應(yīng)用中的“現(xiàn)實(shí)”的高度，有一個(gè)CD算法進(jìn)行模塊化夾具配置設(shè)計(jì)的三個(gè)主要要求： 1.精確和快速：在裝配和拆卸操作的模擬，尋找精確的碰撞是一項(xiàng)重要的任務(wù)，為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)的行為。當(dāng)用戶(hù)交互的裝配零件或組件，靜態(tài)模型“飛”的對(duì)象可能會(huì)發(fā)生碰撞，因此系統(tǒng)必須立即找出“碰撞”事件。兩個(gè)檢查點(diǎn)之間的間隔時(shí)間應(yīng)該是足夠近，以達(dá)到更好的性能。否則，當(dāng)物體移動(dòng)速度非?？欤麄兛赡軙?huì)在檢查前出現(xiàn)，這將減少身臨其境的感受。此外，在組合夾具裝配設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)師選擇元素和組裝他們到合適的位置或拆卸他們改變夾具配置。一旦元素被組裝或拆卸，“靜態(tài)”環(huán)境模型更新。因此，CD會(huì)檢查模型需要重組。所以在預(yù)處理時(shí)間不要太長(zhǎng)，否則，建議系統(tǒng)的性能將受損嚴(yán)重，一定的“手感光滑”無(wú)法實(shí)現(xiàn)。 2.低系統(tǒng)要求：尋找在3D環(huán)境中的碰撞是費(fèi)時(shí)。在某些情況下，它可以很容易地消耗高達(dá)50％的總運(yùn)行時(shí)間。然而，在組合夾具的設(shè)計(jì)工作區(qū)，還有其他一些耗時(shí)的任務(wù)，如設(shè)計(jì)過(guò)程控制和推理，幾何約束自動(dòng)識(shí)別和解決等等。盡管由于數(shù)以千計(jì)的多邊形的3D虛擬原型的復(fù)雜性，檢查程序設(shè)計(jì)的CD，必須做到實(shí)時(shí)系統(tǒng)資源的需求相對(duì)較低。 3.硬件成本低：為了實(shí)現(xiàn)更廣泛的工程應(yīng)用，建議組合夾具裝配系統(tǒng)設(shè)??計(jì)運(yùn)行在普通PC機(jī)上，??如流行的CAD商業(yè)軟件。雖然許多研究已在從事開(kāi)發(fā)硬件加速 CD算法，它利用特殊的圖形硬件像圖形處理單元一樣，處理計(jì)算碰撞，從而使系統(tǒng)的CPU可以被釋放。不過(guò)，我們不打算采用這種方法，只能從軟件實(shí)現(xiàn)優(yōu)化性能。本研究的目標(biāo)是創(chuàng)建一個(gè)CD算法 3.2模塊化夾具分析 本研究的目的是制定一個(gè)協(xié)助在組合夾具裝配虛擬設(shè)計(jì)操作的CD算法。為了簡(jiǎn)化算法，并獲得高性能，模塊化夾具的特點(diǎn)，應(yīng)仔細(xì)地研究。 1.組合夾具裝配設(shè)計(jì)：組合夾具裝配設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)設(shè)計(jì)的夾具計(jì)劃選擇合適的夾具元件和組裝配置的過(guò)程。因此，基于虛擬現(xiàn)實(shí)的組合夾具裝配設(shè)計(jì)的CD問(wèn)題可以表述為：一個(gè)移動(dòng)的物體與靜態(tài)環(huán)境中的對(duì)象（組裝元素）在離散時(shí)間（組裝元素或單位）之間的路口檢查。 2.夾具元件形狀：形狀規(guī)則的模塊化夾具元件可分為三種類(lèi)型，即塊、氣缸、氣缸體。其他復(fù)雜的裝配單元可被視為這三個(gè)元元素組成。這是眾所周知的OBB的AABB和球體緊密。此外，當(dāng)一個(gè)對(duì)象在VE改變它的位置和方向，其OBB不需要重建。因此，我們可以構(gòu)造OBBs的模塊化夾具元件脫機(jī)存儲(chǔ)元模型的屬性。模塊化夾具結(jié)構(gòu)在裝配設(shè)計(jì)過(guò)程中，這些屬性可以直接檢索，從而可避免運(yùn)行時(shí)構(gòu)造包圍體的復(fù)雜工作。 3.夾具元件布局：一個(gè)模塊化的夾具系統(tǒng)配套單位，有定位單位和夾緊裝置組成。這些單位在底板固定的位置上，并提供相應(yīng)的功能。在底板平行投影視圖，各單位都安排在某種“地區(qū)”。此外，為了滿(mǎn)足夾具點(diǎn)的高度要求，一個(gè)單位往往利用封鎖支持一定數(shù)量元素對(duì)象來(lái)切斷聯(lián)系。因此，在垂直方向的底板，元素奠定了層次。因此，我們可以分解元素的布局功能方面的空間。 3.3算法流程圖 根據(jù)上述特點(diǎn)模塊化夾具的算法的設(shè)計(jì)，是以降低組合夾具裝配設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和滿(mǎn)足基于虛擬現(xiàn)實(shí)的要求。在預(yù)處理階段，一旦一個(gè)元素或部件組裝或拆卸，基于層投影模型（LPM）是建立在這些組裝元素OBBs的方面。這樣的LPM用于檢查時(shí)，一個(gè)新的CD對(duì)象在組裝。 就像傳統(tǒng)的CD的方法，提出的算法包括兩個(gè)步驟，即：廣闊的階段和窄階段。廣大階段是不能過(guò)濾相交的對(duì)象。在這個(gè)階段，它決定了對(duì)象在同一子空間，其在防止LPM重疊和他們OBBs的輪廓相交。這些成對(duì)的對(duì)象是精確在未來(lái)的窄階段的基于多邊形的碰撞測(cè)試。測(cè)試在廣大階段，可能會(huì)在任何時(shí)候停止，如果沒(méi)有找到路口，這有助于抑制許多非相撞或瑣碎的碰撞案件。在狹窄的階段，碰撞檢測(cè)算法，將計(jì)算對(duì)象之間的幾何網(wǎng)格的詳細(xì)交集。如果被發(fā)現(xiàn)，沒(méi)有交集多邊形的碰撞不會(huì)發(fā)生，活動(dòng)對(duì)象可以保持移動(dòng)。否則，當(dāng)發(fā)現(xiàn)重疊，相關(guān)反應(yīng)（建議的制度，它突出的對(duì)象和不回跟蹤）可能出現(xiàn)。 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號(hào) 零（部）件圖號(hào) 共9 頁(yè) 產(chǎn)品名稱(chēng) 變速器 零（部）件名稱(chēng) II、III擋變速叉 第 5 頁(yè) 車(chē) 間 工序號(hào) 工序名稱(chēng) 材料牌號(hào) 07 銑 45 毛坯種類(lèi) 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鍛件 1 1 設(shè)備名稱(chēng) 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 立式銑床 X52 夾 具 編 號(hào) 夾 具 名 稱(chēng) 切 削 液 專(zhuān)用夾具 工序工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 序號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸 轉(zhuǎn)速 (r/min) 切削 速度 (m/min) 進(jìn)給 量 (mm/r) 切削 深度 (mm) 走刀次數(shù) 時(shí)間定額 機(jī)動(dòng) 輔助 1 銑叉口兩側(cè)面 立銑刀，游標(biāo)卡尺 500 125.6 0.2 2.0 4 0.520 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 更改文件號(hào) 簽字 日期 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號(hào) 零（部）件圖號(hào) 共9 頁(yè) 產(chǎn)品名稱(chēng) 變速器 零（部）件名稱(chēng) II、III擋變速叉 第 8 頁(yè) 車(chē) 間 工序號(hào) 工序名稱(chēng) 材料牌號(hào) 10 銑 45 毛坯種類(lèi) 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鍛件 1 1 設(shè)備名稱(chēng) 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 立式銑床 X52 夾 具 編 號(hào) 夾 具 名 稱(chēng) 切 削 液 專(zhuān)用夾具 工序工時(shí) 準(zhǔn)終 單件 序號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸 轉(zhuǎn)速 (r/min) 切削 速度 (m/min) 進(jìn)給 量 (mm/r) 切削 深度 (mm) 走刀次數(shù) 時(shí)間定額 機(jī)動(dòng) 輔助 1 銑Φ18.5側(cè)面 立銑刀，游標(biāo)卡尺 600 18.8 0.2 2.0 1 0.417 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 更改文件號(hào) 簽字 日期 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱(chēng) 變速器 零件名稱(chēng) II-III變速叉 共 1 頁(yè) 第 1 頁(yè) 材 料 牌 號(hào) 45 毛 坯 種 類(lèi) 鍛件 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每 臺(tái) 件 數(shù) 1 備 注 工 序 號(hào) 工 名 序 稱(chēng) 工 序 內(nèi) 容 車(chē) 間 工 段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時(shí) 準(zhǔn)終 單件 01 備料 蠟?zāi)＞荑T造 02 熱 淬火（7、20、16兩側(cè)面，高頻淬火，硬度56HRC~62HRC） 03 銑 銑Φ31左端面 X52立式銑床 專(zhuān)用夾具，端銑刀，游標(biāo)卡尺 04 銑 銑Φ31右端面 X52立式銑床 專(zhuān)用夾具，端銑刀，游標(biāo)卡尺 05 鉆 鉆、擴(kuò)、鉸Φ19孔 Z525立式鉆床 專(zhuān)用夾具，麻花鉆，擴(kuò)孔鉆，鉸刀，游標(biāo)卡尺，錐柄圓柱塞規(guī) 06 鏜 鏜Φ128孔 T4163坐標(biāo)鏜床 專(zhuān)用夾具、圓角鏜刀、內(nèi)徑百分尺 07 銑 銑叉口兩側(cè)面 X52立式銑床 專(zhuān)用夾具，立銑刀，游標(biāo)卡尺 08 銑 銑C向凸臺(tái)面 X52立式銑床 專(zhuān)用夾具，端銑刀，游標(biāo)卡尺 09 鉆 鉆、攻M10螺紋 Z525立式鉆床 專(zhuān)用夾具，麻花鉆，絲錐、錐柄圓柱塞規(guī)、螺紋塞規(guī) 10 銑 銑Φ18.5側(cè)面 X61臥式銑床 專(zhuān)用夾具，立銑刀，游標(biāo)卡尺 11 銑 銑寬20槽 X52立式銑床 專(zhuān)用夾具、三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺 12 去毛刺 去毛刺 13 檢驗(yàn) 檢驗(yàn)至圖紙要求 14 入庫(kù) 入庫(kù) 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（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) 簽 字 日 期 I 目 錄 前 言 .1 1 概述發(fā)展 2 1.1 機(jī)床夾具簡(jiǎn)介 2 1.1.1 機(jī)床夾具的主要功能 2 1.1.2 機(jī)床夾具的組成 2 1.1.3 夾具設(shè)計(jì)的步驟和基本要求 2 2 二三檔變速叉的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 8 2.1 二三檔變速叉的作用 8 2.2 零件的工藝分析 8 2.3 基面的選擇 8 2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇原則 8 2.3.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 9 2.4 制定工藝路線(xiàn) 9 2.5 確定各工序的加工余量、計(jì)算工序尺寸及公差 .10 2.6 確定切削用量及基本工時(shí) .11 3 專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì) .21 3.1 問(wèn)題的提出 .21 3.2 定位基準(zhǔn)的選擇 .21 3.3 定位誤差分析 .21 3.4 切削力的計(jì)算與夾緊力分析 .22 3.5 定導(dǎo)向元件的設(shè)計(jì) .23 3.6 夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明 .25 結(jié)束語(yǔ) .26 謝 辭 27 參 考 文 獻(xiàn) 28 1 前 言 機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成 機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè) 的生產(chǎn)提供裝備，社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活 離不開(kāi)制造業(yè)，因此制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展 的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家 國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。 變速器二三檔變器叉及其銑變速器二三檔變器叉缺口面的夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完 了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之后 的下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線(xiàn)安 排，工藝尺寸確定等問(wèn)題，并設(shè)計(jì)出專(zhuān)用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì) 也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面 廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只 有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)選用變速器二三檔變器叉進(jìn)行工藝編制與夾具設(shè)計(jì)，以說(shuō)明書(shū)、繪圖為 主，設(shè)計(jì)手冊(cè)與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為附來(lái)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。 2 1 概述發(fā)展 1.1 機(jī)床夾具簡(jiǎn)介 1.1.1 機(jī)床夾具的主要功能 機(jī)床夾具已成為機(jī)械加工時(shí)的重要裝備，同時(shí)是機(jī)械加工不可缺少的部 件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾 具技術(shù)也正朝著高精、高效、模塊、組合、通用 、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。機(jī)床夾具的主 要功能是使工件定位夾緊，使工件相對(duì)于刀具及機(jī)床占有正確的加工位置，保證 其被加工表面達(dá)到工序所規(guī)定的技術(shù)要求，工件定位后，經(jīng)夾緊裝置施力于工件， 將其固定夾牢，使其在加工過(guò)程中不致因切削力、重力、離心力等外力作用而發(fā) 生位置改變。為了適應(yīng)不同行業(yè)的需求和經(jīng)濟(jì)性，夾具有不同的型號(hào)，以及不同 檔次的精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。 安裝方法有找正法和用專(zhuān)用夾具，找正法用于單件、小批生產(chǎn)中，而專(zhuān)用夾 具用于生產(chǎn)批量較大或特殊需要時(shí)。 1.1.2 機(jī)床夾具的組成 1）定位支承元件 確定工件在夾具中的正確位置并支承工件。 2）夾緊裝置 將工件夾緊不發(fā)生移動(dòng)。 3）對(duì)刀或?qū)蛟?保證刀具與工件加工表面的正確位置。 4）夾具體 將夾具的所有組成部分組成一體，并保證它們之間的相對(duì)位置關(guān) 系。 1.1.3 夾具設(shè)計(jì)的步驟和基本要求 一：夾具設(shè)計(jì)的基本要求 夾具在機(jī)械加工中起著重要的作用，它直接影響機(jī)械加工的質(zhì)量、工人的勞 動(dòng)強(qiáng)度、生產(chǎn)率和加工成本。因此對(duì)設(shè)計(jì)的夾具，提出以下幾點(diǎn)基本要求。 1）能穩(wěn)定可靠地保證工件的加工技術(shù)要求。若工件達(dá)不到加工技術(shù)要求，成 為廢品，則夾具設(shè)計(jì)是失敗的，該夾具不能用與生產(chǎn)。 2）操作簡(jiǎn)單，便于工件安裝，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省工件安裝時(shí)間，降 低輔助工時(shí)，保證高的生產(chǎn)效率。 3）具有良好的工藝性，便于制造，降低夾具制造成本，從而降低分?jǐn)傇诠ぜ?3 上的加工成本。 為保證上述基本要求，夾具的生產(chǎn)過(guò)程應(yīng)按下面程序進(jìn)行：夾具生產(chǎn)任務(wù)書(shū) —夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)—使用、制造部門(mén)會(huì)簽——夾具制造——夾具驗(yàn)收——生產(chǎn)使 用。 夾具生產(chǎn)任務(wù)書(shū)是由工藝人員在編制工藝規(guī)程時(shí)，根據(jù)生產(chǎn)需要而提出的。 任務(wù)書(shū)中包含內(nèi)容有設(shè)計(jì)理由、使用車(chē)間、使用設(shè)備，該夾具所使用工件工序的 工序圖并在工序圖上要標(biāo)明工序要求、加工表面、尺寸精度要求及定位定位基準(zhǔn)、 夾緊點(diǎn)。這是設(shè)計(jì)夾具的依據(jù)，也是驗(yàn)收制造夾具的依據(jù)。夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì) 人根據(jù)夾具設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的加工要求，提出幾種可行方案、分析比較、進(jìn)行誤差計(jì) 算，以確定出合理方案，進(jìn)行設(shè)計(jì)。夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后，要會(huì)同使用部門(mén)、制 造部門(mén)就夾具的結(jié)構(gòu)合理性、結(jié)構(gòu)工藝性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行審核、會(huì)簽、交付制造。 制成的夾具要同設(shè)計(jì)人員。工藝人員、使用部門(mén)、制造部門(mén)共同進(jìn)行驗(yàn)證。當(dāng)確 認(rèn)夾具可保證工件該工序加工要求，能保證生產(chǎn)率、操作方便、安全，就可交付 生產(chǎn)車(chē)間使用。 二:夾具的設(shè)計(jì)步驟 當(dāng)接到夾具設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)后，按下面 6 個(gè)步驟，逐步設(shè)計(jì)。 1）明確設(shè)計(jì)任務(wù)，收集研究設(shè)計(jì)的原始資料。原始資料包括如下內(nèi)容。 A：加工零件的零件圖、毛坯圖及加工工藝過(guò)程，所設(shè)計(jì)夾具應(yīng)有的工序圖， 并了解該工序所使用的設(shè)備、刀具、量具、其他輔具以及該工序的加工余量、切 削用量、加工要求、生產(chǎn)節(jié)拍等參數(shù)。 B：了解零件的生產(chǎn)類(lèi)型，就是決定夾具采用簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)或復(fù)雜結(jié)構(gòu)的依據(jù)。 若屬大批量生產(chǎn)，則力求夾具結(jié)構(gòu)完善、生產(chǎn)率高 或是單件小批量生產(chǎn)或急于應(yīng) 付生產(chǎn)，則夾具結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)單，以便迅速制造交付使用。 C：收集該夾具所用機(jī)床的資料，主要指與夾具連接部分的安裝尺寸。如銑床夾 具要安裝在工作臺(tái)上，要收集工作如大小，工作如 T 形槽及槽距，以及機(jī)床的技 術(shù)參數(shù)。 D：收集所使用刀具的資料如刀具的精度、安裝方式、使用要求及技術(shù)條件等。 E：收集國(guó)內(nèi)外同類(lèi)型夾具資料，吸收其中先進(jìn)而又能結(jié)合本廠情況的合理部分。 F：了解本廠制造夾具的能力和使用的條件，如夾具制造的條件及精度水平，有 4 無(wú)壓縮空氣壓值等。 G：收集有關(guān)夾具部件的標(biāo)準(zhǔn)（包括國(guó)標(biāo)、部標(biāo)、企標(biāo)、廠標(biāo)），典型夾具結(jié)構(gòu) 圖冊(cè)等。 2）確定夾具結(jié)構(gòu)方案，繪制結(jié)構(gòu)草圖，其主要內(nèi)容如下。 A：根據(jù)工件加工尺寸、要求和開(kāi)關(guān)，確定工件的定位方式，選擇或設(shè)計(jì)定位元 件，計(jì)算定位誤差。 B：確定刀具的引導(dǎo)方式及引導(dǎo)元件（指鉆夾具、銑夾具）。 C：確定工件夾緊方式 ，選擇或設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)，計(jì)算夾緊力。 D：確定其他裝置（如分度裝置、頂出裝置）的結(jié)構(gòu)型式。 E：確定和設(shè)計(jì)其他結(jié)構(gòu)，如銑床夾具與機(jī)床的連接裝置、對(duì)刀裝置。 在確定夾具結(jié)構(gòu)的各組成部分時(shí)，可提出幾種不同方案，分別畫(huà)出草圖，進(jìn)行分 析比較，從中選擇出合理方案。 3）繪制夾具總圖。應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。 A：繪制夾具總圖，盡量按 1：1 繪制，以保證直觀性。 B：主視圖盡量符合操作者的正面位置。 C：工件輪廓用雙點(diǎn)畫(huà)線(xiàn)繪制，并視為假想透明體，不影響其他元件的繪制。 D：繪圖順序?yàn)椋汗ぜㄎ辉龑?dǎo)元件——夾緊裝置——其他裝 置——夾具體。 4）標(biāo)注總圖上的尺寸、公差與配合和技術(shù)條件。夾具總圖結(jié)構(gòu)繪制完成后， 需標(biāo)注五類(lèi)尺寸和四類(lèi)技術(shù)條件。 5）編寫(xiě)零件明細(xì)表。明細(xì)表應(yīng)包括零件序號(hào)、名稱(chēng)、代號(hào)（指標(biāo)準(zhǔn)件代號(hào)或 通用件代號(hào) ）、數(shù)量、材料、熱處理、質(zhì)量等。 6）繪制總圖中非標(biāo)準(zhǔn)件的零件圖。 三：夾具總圖上尺寸、公差與配合和技術(shù)條件的標(biāo)注 在夾具設(shè)計(jì)中，對(duì)于初設(shè)計(jì)者，在夾具總圖上如何標(biāo)注尺寸及技術(shù)條件，往 往是難點(diǎn)之一，以下對(duì)此作簡(jiǎn)要闡述。 1）夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的五類(lèi)尺寸 A：夾具外形輪廓尺寸——指夾具在長(zhǎng)、寬、高三個(gè)方向上的最大極限尺寸。 若有可動(dòng)部分，則指運(yùn)動(dòng)部件在空間達(dá)到的極限位置的尺寸。標(biāo)注夾具外形尺寸 的目的是避免夾具與機(jī)床或刀具在空間發(fā)生干涉。 5 B：工件與定位元件間的聯(lián)系尺寸——主要指工件定位面與定位元件工作面的 配合尺寸或各定位元件的位置尺寸，它們直接影響工件加工精度，是計(jì)算工件定 位誤差的依據(jù)。 C：夾具與刀具的聯(lián)系尺寸——主要指對(duì)刀元件或引導(dǎo)元件與夾具定位元件之 間的位置尺寸、引導(dǎo)元件之間的位置尺寸或引導(dǎo)與導(dǎo)向部分的配合尺寸。 D：夾具與機(jī)床的連接部分尺寸——這類(lèi)尺寸主要指夾具與機(jī)床主軸或工作如 必須固定連接的平俱。如車(chē)床夾具要安裝在車(chē)床主軸上，要標(biāo)注與車(chē)床主軸的連 接尺寸，銑床夾具要安裝在工作臺(tái)上，要標(biāo)注與工作如 T 形槽相配的定位鍵尺寸。 E：夾具內(nèi)容的配合尺寸——中心軸與夾具體孔的配合尺寸，鉆套與襯套、襯 套與夾具體的配合尺寸，此類(lèi)尺寸必須標(biāo)注尺寸、配合性質(zhì)及配合精度，否則夾 具精度無(wú)法保證。 2） 夾具總圖上應(yīng)標(biāo)注的四類(lèi)技術(shù)條件 夾具中的技術(shù)條件主要指夾具裝配好后，各表面之間的位置精度要求。 A：定位元件之間的相互位置要求——這是指組合定位時(shí)多個(gè)定位元件之間的 相互位置要求或多件裝夾時(shí)相同定位元件之間的相互位置要求。如兩端頂尖頂軸 兩端中心孔，要求兩頂尖軸線(xiàn)同軸度，兩 V 形塊對(duì)稱(chēng)線(xiàn)的同軸度。 B：定位元件與連接元件或夾具體底面的相位置要求——夾具的連接元件或夾 具體底面是夾具與機(jī)床的連接部分，它決定了夾具與機(jī)床的相對(duì)位置，也就是決 定了定位元件相對(duì)機(jī)床，或刀具的位置，即決定了工件相對(duì)機(jī)床或刀具的位置。 C：引導(dǎo)元件與連接元件或夾具體底面的位置要求 D：引導(dǎo)元件與定位元件之間的相互位置要求 3）五類(lèi)尺寸、四類(lèi)技術(shù)條件的分類(lèi) 五類(lèi)尺寸、四類(lèi)技術(shù)條件根據(jù)是否與工序加工要求相關(guān)而分為兩類(lèi)，其精度 值大小和取法不同。 A：與工件加工要求無(wú)直接關(guān)系的 ① 尺寸公差與配合 這類(lèi)尺寸公差與配合應(yīng)按照元件在夾具中的功用和裝配 要求，根據(jù)公差與配合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或參閱有關(guān)資料來(lái)制定。 ② 技術(shù)條件 與工件加工要求無(wú)直接關(guān)系的夾具上技術(shù)條件。 B： 與加工要求直接相關(guān)的 這類(lèi)尺寸和技術(shù)條件與工件上相應(yīng)尺寸和技術(shù) 6 條件直接對(duì)應(yīng)，直接根據(jù)工件相應(yīng)尺寸公差和相互位置允差的（1/5～1/2）的值 選取。一般工件允差小，取大系數(shù)，工件允差大，則取小系數(shù)。 制定這類(lèi)夾具尺寸公差時(shí)，要注意下列問(wèn)題。 ① 應(yīng)經(jīng)工件的平均尺寸作為夾具相應(yīng)尺寸的基本尺寸，極限偏差按對(duì)稱(chēng)雙向 標(biāo)注。 ② 應(yīng)以工序尺寸（不一定是工件最終尺寸）作為夾具基本尺寸的設(shè)計(jì)依據(jù)。 4）夾具調(diào)刀尺寸的標(biāo)注 當(dāng)夾具設(shè)計(jì)完成，按要求標(biāo)注尺寸后，對(duì)有些夾具如銑夾具，往往還要標(biāo)注 調(diào)刀尺寸（調(diào)刀尺寸一般是指夾具的調(diào)刀基準(zhǔn)到對(duì)刀元件工作表面的位置尺寸）， 即刀具相對(duì)基準(zhǔn)的尺寸，它與工件加工尺寸直接相關(guān)，也是夾具總圖上關(guān)鍵尺寸 要求。 四：夾具體設(shè)計(jì) 夾具總體設(shè)計(jì)中最后完成的主要元件是夾具體。夾具體是夾具基礎(chǔ)件、組成 夾具的各種元件、機(jī)構(gòu)、裝置都要安裝在夾具體上。在加工過(guò)程中，它還要承受 切削力、夾緊、慣性力及由此而產(chǎn)生的振動(dòng)和沖擊。所以，夾具體是夾具中一個(gè) 設(shè)計(jì)、制造勞動(dòng)量大，耗費(fèi)材料多，加工要求高的零部件。在夾具成本中所占比 重較大，制造周期也長(zhǎng)，設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)給以足夠的重視。 （1） 夾具體和毛坯結(jié)構(gòu) 實(shí)際生產(chǎn)中所用夾具體常用的有三種結(jié)構(gòu)。 A：鑄造結(jié)構(gòu) 鑄造結(jié)構(gòu)夾具體的優(yōu)點(diǎn)如下： ① 可鑄出復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形狀。 ② 鑄件抗壓強(qiáng)度大、抗振性好，特別適用于加工時(shí)振動(dòng)大、切削負(fù)荷大的場(chǎng) 合。 ③ 鑄件易于加工，價(jià)格低廉，成本低。但鑄件生產(chǎn)周期長(zhǎng)，因存在鑄內(nèi)應(yīng)力， 易引起變形，影響夾具精度的保持性，因此，夾具體必須進(jìn)行時(shí)效處理。 B：焊接結(jié)構(gòu)其優(yōu)點(diǎn)如下： ① 容易制造，周期短。 ② 采用鋼板、型材，如結(jié)構(gòu)合理，布置得當(dāng)，可減小質(zhì)量。由于上述兩優(yōu)點(diǎn)， 特別適用于新產(chǎn)品試制或臨時(shí)急用的場(chǎng)合，以縮短生產(chǎn)周期。此外，一些結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 7 單的小型夾具，如翻轉(zhuǎn)式鉆模、蓋板式鉆模、可缷式鉆模，采用焊接式結(jié)構(gòu)十分 有利，因?yàn)檫@些夾具要頻繁拆缷翻轉(zhuǎn)，力求結(jié)構(gòu)輕巧耐磨。 但焊接結(jié)構(gòu)夾具體在焊接過(guò)程中的熱變形和殘余應(yīng)力對(duì)夾具精度會(huì)有不得影 響，因此，焊完后要進(jìn)行退火處理；另外，為提高剛性需加加強(qiáng)筋。 C：裝配結(jié)構(gòu) 裝配夾具體是選用夾具專(zhuān)用標(biāo)準(zhǔn)毛坯或標(biāo)準(zhǔn)零件，根據(jù)使用要求組裝而成， 可得到精確的外形和空間位置尺寸。標(biāo)準(zhǔn)毛坯和標(biāo)準(zhǔn)零件可組織專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)，這 樣不但可以大大縮短夾具體的生產(chǎn)周期，還可降低生產(chǎn)成本。要使裝配夾具體在 生產(chǎn)中得到廣泛使用，必須實(shí)行夾具零部件的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。 （2）對(duì)夾具體的基本要求 A：一定的形狀和尺寸 夾具的外形，取決于安裝在夾具上的各種元件、機(jī)構(gòu)、裝置的形狀及它們之 間的布置位置。設(shè)計(jì)時(shí)，只要將組成該夾具的所有元件、機(jī)構(gòu)和裝置的結(jié)構(gòu)尺寸 都設(shè)計(jì)好并布置好它們?cè)趫D紙上的位置，就可以由此勾畫(huà)出夾具體的大致外形輪 廓尺寸。因?yàn)槭菃渭a(chǎn)，一般不作復(fù)雜計(jì)算設(shè)計(jì)。通常參照類(lèi)似的夾具結(jié)構(gòu)， 按經(jīng)驗(yàn)類(lèi)比法估計(jì)確定。 確定夾具體尺寸時(shí)，可參考下面數(shù)據(jù)。 ① 鑄造結(jié)構(gòu)的夾具體，壁厚取 15～40mm，過(guò)厚處挖空。 ② 焊接結(jié)構(gòu)用鋼板取 10～15mm，剛度不夠時(shí)加筋板。 ③ 夾具體上不加工表面與工件表面之間應(yīng)有一定間隙，以保證工件與夾具體 之間不發(fā)生干涉。間隙大小按以下規(guī)定選?。?a:夾具體、工件都是毛面，間隙取 8～15mm. b:夾具體是毛面，工件是光面，間隙取 4～10mm. B：足夠的強(qiáng)度和剛度 目的是減小在加工過(guò)程中因受切削力、夾緊力等而發(fā)生變形或振動(dòng)。當(dāng)剛度 不夠時(shí)，可增設(shè)加強(qiáng)筋或用框形結(jié)構(gòu)。若用加強(qiáng)筋，其壁厚取 0.7～0.9 倍壁厚， 高度不大于壁厚 5 倍。 C：良好的結(jié)構(gòu)工藝性 以便于制造、裝配、并減少加工工時(shí)。如夾具體上大平面上要局部加工，可 鑄出 3～5mm 凸臺(tái)；各加工表面，最好在同一平面內(nèi)或在同一回轉(zhuǎn)表面上，以便于 8 加工；盡量減少加工表面面積。另外，對(duì)于切削量大的工件所使用夾具，要注意 應(yīng)能方便排屑，以免影響安裝精度；對(duì)于大而重的夾具體，要考慮起吊裝置，如 吊環(huán)螺釘或起重螺栓。 2 二三檔變速叉的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2.1 二三檔變速叉的作用 題目所給的零件是二三檔變速叉。它位于機(jī)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。零件上方 的 φ19孔與操縱機(jī)構(gòu)相連，二下方叉口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)下方的齒輪變速。 2.2 零件的工藝分析 對(duì)該零件的平面、孔和螺紋進(jìn)行加工，具體要求如下： 1.Φ31左端面 2.Φ31右端面 3.Φ19 孔05.2? 4.Φ128 孔4.0 5.C向凸臺(tái)面 6.叉口兩側(cè)面 7.尺寸18.5側(cè)面 8.M10螺紋 2.3 基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一。基面選擇的正確、合理，可 9 以保證質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會(huì)使加工工藝過(guò)程問(wèn)題百出，嚴(yán)重的還會(huì) 造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行。 2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇原則 1）如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面 之間的位置要求，應(yīng)以 不加工表面作為粗基準(zhǔn)。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應(yīng)以其中與加 工面位置精度要求較高的表面作粗基準(zhǔn)。 2）如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應(yīng)選擇該表面作精基 準(zhǔn)。 3）如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應(yīng)選加工余量較小的表面作粗 基準(zhǔn)。 4）選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒(méi)有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。 5）粗基準(zhǔn)一般只能使用一次，特別是主要定位基準(zhǔn)，以免產(chǎn)生較大的位置誤 差。 由以上及零件知，選用 Φ 右端面及頂面作為定位粗基準(zhǔn)。 2.3.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 選擇精基準(zhǔn)時(shí)要考慮的主要問(wèn)題是如何保證設(shè)計(jì)技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn)以及裝夾準(zhǔn) 確、可靠、方便。 精基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足以下要求： 1） 用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”，以免產(chǎn)生基 準(zhǔn)不重合誤差。 2） 當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以較方便地加工很多表面時(shí)， 應(yīng)盡可能采用此組精基準(zhǔn)定位，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”，以免生產(chǎn)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤 差。 3） 當(dāng)精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時(shí)，應(yīng) 選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，即遵循“自為基準(zhǔn)”原則。該加工表面與 其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。 4） 為獲得均勻的加工余量或較高 的位置精度，可遵循“互為基 準(zhǔn)”、反復(fù)加工的原則。 10 5） 有多種方案可供選擇時(shí)應(yīng)選擇定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定、夾緊可靠， 可使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的表面作為精基準(zhǔn)。 由上及零件圖知，選用兩個(gè) Φ11 孔及其基準(zhǔn)面 B 作為定位精基準(zhǔn)。 2.4 制定工藝路線(xiàn) 制定工藝路線(xiàn)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)以確定為大批生產(chǎn)的條件下， 可采用通用機(jī)床配以專(zhuān)用工夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)效率。除此 以外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本。 最終工藝方案如下： 工序 01：蠟?zāi)＞荑T造 工序 02：淬火（7、20、16 兩側(cè)面，高頻淬火，硬度 56HRC～62HRC） 工序 03：銑 Φ31 左端面 工序 04：銑 Φ31 右端面 工序 05：鉆、擴(kuò)、鉸 19 孔05.2? 工序 06：鏜 Φ128 孔4.0 工序 07：銑叉口兩側(cè)面 工序 08：銑 C 向凸臺(tái)面 工序 09：鉆、攻 M10 螺紋 工序 10：銑 Φ18.5 側(cè)面 工序 11：銑寬 20 槽2.0? 工序 12：去毛刺 工序 13：檢驗(yàn)至圖紙要求 工序 14：入庫(kù) 2.5 確定各工序的加工余量、計(jì)算工序尺寸及公差 變速器II、III擋變速叉零件材料為 45，毛坯重約3.4Kg。生產(chǎn)類(lèi)型為成批 生產(chǎn)，采用鍛造， 2級(jí)精度組。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的加工余量，對(duì)毛坯初 步設(shè)計(jì)如下： 11 1. Φ31左端面的加工余量 Φ31左端面，制造精度CT8級(jí)，加工余量等級(jí)IT-E，由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn) 明手冊(cè)》表2.2-4得，單邊余量Z=2.0mm，表面粗糙度Ra6.3，由《機(jī)械制造工藝設(shè) 計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-8知，一步銑削即可滿(mǎn)足其精度要求。 2. Φ31右端面的加工余量 Φ31右端面，制造精度CT8級(jí)，加工余量等級(jí)IT-E，由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn) 明手冊(cè)》表2.2-4得，單邊余量Z=2.0mm，表面粗糙度Ra6.3，由《機(jī)械制造工藝設(shè) 計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-8知，一步銑削即可滿(mǎn)足其精度要求。 3.Φ19 孔的加工余量05.2? 因Φ19 孔的尺寸不大，故采用鍛造，孔的表面粗糙度Ra3.2，由《機(jī)械制.0 造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-7知，需經(jīng)過(guò)鉆——擴(kuò)——鉸三步方滿(mǎn)足其精度要求。 鉆孔至Φ18 擴(kuò)Φ18孔至Φ18.8 單邊余量2Z=0.8 鉸Φ18.8孔至Φ19 單邊余量2Z=0.203.? 4.寬20槽的加工余量 寬20槽，因加工余量小，故鍛造時(shí)不留余量，表面粗糙度Ra6.3，由《機(jī)械制 造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-8知，一步銑削即可滿(mǎn)足其精度要求。 5.C向凸臺(tái)面的加工余量 C向凸臺(tái)面，制造精度CT8級(jí)，加工余量等級(jí)IT-E，由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn) 明手冊(cè)》表2.2-4得，單邊余量Z=2.0mm，表面粗糙度Ra6.3，由《機(jī)械制造工藝設(shè) 計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-8知，需經(jīng)過(guò)一步銑削即可滿(mǎn)足其精度要求。 6.18.5側(cè)面的加工余量 18.5側(cè)面，制造精度CT8級(jí)，加工余量等級(jí)IT-E，由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明 手冊(cè)》表2.2-4得，單邊余量Z=2.0mm，表面粗糙度Ra6.3，由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì) 簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-8知，一步銑削即可滿(mǎn)足其精度要求。 7.叉口兩側(cè)面的加工余量 叉口兩側(cè)面，制造精度CT8級(jí)，加工余量等級(jí)IT-E，由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn) 明手冊(cè)》表2.2-4得，單邊余量Z=2.0mm，表面粗糙度Ra6.3，由《機(jī)械制造工藝設(shè) 12 計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-8知，一步銑削即可滿(mǎn)足其精度要求。 8.M10螺紋的加工余量 M10螺紋的尺寸不大，故采用實(shí)心鍛造，表面粗糙度Ra6.3，由《機(jī)械制造工 藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-7知，鉆孔——攻絲即可滿(mǎn)足其精度要求。 9.其他不加工表面鍛造即可滿(mǎn)足其精度要求。 2.6 確定切削用量及基本工時(shí) 工序 01：蠟?zāi)＞荑T造 工序 02：淬火（7、20、16 兩側(cè)面，高頻淬火，硬度 56HRC～62HRC） 工序 03：銑 Φ31 左端面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀，刀片采用 YG8, ， ， ， 。map0.2?d40?min/75v4?z 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅士稍谝淮巫叩秲?nèi)銑完，則 map0.2? 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù) X52 型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則齒/2.0mfz?in597410rdvns ???? 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 ＝600wn/i.106mvw 當(dāng) ＝600/min 時(shí)nrzfwm/48062.??? 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 mf5 3）計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)： ， ，l31?l0.21ml2? 13 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 min29.0.63121?????fnltwm 工序 04：銑 Φ31 右端面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀，刀片采用 YG8, ， ， ， 。map0.2?d40?min/75v4?z 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮螅士稍谝淮巫叩秲?nèi)銑完，則 map0.2? 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù) X52 型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則齒/2.0mfz?in597410rdvns ???? 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 ＝600wn/i.106mvw 當(dāng) ＝600/min 時(shí)nrzfwm/48062.??? 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 mf5 3）計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)： ， ，l31?l0.21ml2? 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 in9.2.0621????fnltwm 工序 05：鉆、擴(kuò)、鉸 19 孔5.? 工步一：鉆孔至 Φ18 14 確定進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表 2-7，當(dāng)鋼的 ，f MPab80?? 時(shí)， 。由于本零件在加工 Φ18 孔時(shí)屬于低md180??rm/47.0~39.? 剛度零件，故進(jìn)給量應(yīng)乘以系數(shù) 0.75，則??rmf /35.0~29.5.?? 根據(jù) Z525 機(jī)床說(shuō)明書(shū)，現(xiàn)取 f. 切削速度：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表 2-13 及表 2-14，查得切削速度 所以min/30v? min/5318010rdvws ???? 根據(jù)機(jī)床說(shuō)明書(shū)，取 ，故實(shí)際切削速度為i/nin/3.2105vw?? 切削工時(shí)： ， ，ml67l9ml? 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 in624.05.21?????fnltwm 工步二：擴(kuò) Φ18 孔至 Φ19.8 利用鉆頭將 孔擴(kuò)大至 ，根據(jù)有關(guān)手冊(cè)規(guī)定，擴(kuò)鉆的切削用量18?m8.1? 可根據(jù)鉆孔的切削用量選取 ，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表 4.2-13，取rf/6.~05? rmf/16.0? 則主軸轉(zhuǎn)速為 ，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表 4.2-12，取in/250n mi/63rn 故實(shí)際切削速度為 min/2.371068.ndvw???? 切削工時(shí)： ， ， ，走刀次數(shù) i=1l67l4.l? 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 15 min68.01.63024721?????ifnltwm 工步三：鉸 Φ18.8 孔至 Φ19 確定進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表 2-7 根據(jù) Z3025 搖臂鉆床說(shuō)明書(shū)，主軸進(jìn)f 給量 ，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表 4.2-13，取rmf/6.1~05? rmf/12.0? 主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速 ，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表 4.2-12，取min/250~rn? in/rn 故實(shí)際切削速度為 in/7.5910dvw???? 切削工時(shí)： ， ， ，走刀次數(shù) i=1ml67l.ml2? 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 in576.012.021?????ifnltwm 工序 06：鏜 Φ128 孔4.0? 所選刀具為 YT5 硬質(zhì)合金、直徑為 20mm 的圓形鏜刀。 1）確定切削深度 pa m0.21428??? 2）確定進(jìn)給量 f 根據(jù)表 1.5 ，當(dāng)粗鏜鑄件、鏜刀直徑為 20mm、 2mm，鏜刀伸出長(zhǎng)度為* pa? 7mm 時(shí)， =0.15～0.30mm/rf 按 T4163 機(jī)床的進(jìn)給量（表 4.2-21），選擇 =0.27mm/rf 3）確定切削速度 v 按表 1.27 的計(jì)算公式確定* vyxpmkfaTvvC? 16 式中 =1000，m=0.2, =0.15, =0.2, T =60min, vCvxvy468.05.89.0???vk 則 234m/min??min/468.027.1502.v =582r/mini/r3nD? 按 T4163 機(jī)床上的轉(zhuǎn)速，選擇 in/580r? 4）基本時(shí)間 選鏜刀的主偏角 =45°，則 =2.0mm， =7mm， =4mm， =0，rx1ll2l3l =0.27mm/r, ，f min/580?? in083.27.4T3???j 工序 07： 銑叉口兩側(cè)面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金立銑刀，刀片采用 YG8, ， ， ， 。map0.2?d80?min/125v4?z 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，故可在一次走刀?nèi)銑完，則 map0.2? 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù) X52 型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則齒/2.0fz?min4981510rdvns ???? 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 ＝500wn/i6.125081vw 當(dāng) ＝500r/min 時(shí)n 17 rmznfwm/4052.0??? 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 fm 3）計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)： ， ，l9?l0.21ml2? 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 in5.2.0521 ?????ifnltwm 工序 08：銑 C 向凸臺(tái)面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式端銑刀，刀片采用 YG8, ， ， ， 。map2?d0min/4v?4?z 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，故可在一次走刀?nèi)銑完，則 map2? 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù) X52 型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則齒/2.0mfz?in637410rdvns ???? 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 ＝600wn/i.102mvw 當(dāng) ＝600/min 時(shí)nrzfwm/48062.??? 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 mf5 3）計(jì)算工時(shí) 18 切削工時(shí)： ， ，ml26?l21ml02? 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 in3.02621????fnltwm 工序 09： 鉆、攻 M10 螺紋 工步一：鉆 M10 螺紋底孔 Φ6.8 選用 高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表 3.1－6）8.6? 由《切削》表 2.7 和《工藝》表 4.2－16 查得 0.28/fmr?機(jī) （《切削》表 2.15）min/10v? 468r/minin/8.610rD??? 按機(jī)床選取 n=500r/min mi/.9105.dnvw? 切削工時(shí)： ， ，l.7l4.32?l23 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 in09.i128.05321 ?????ifnlltwm 工步二：攻 M10 螺紋 選擇 M10mm 高速鋼機(jī)用絲錐 等于工件螺紋的螺距 ，即 f=0.6mm/rf pm/in15VC?機(jī) 597r/mini/80rDvn??? 按機(jī)床選取 n=630r/min 切削工時(shí)： ， ，l5.71?ml6.02l23? 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 in07.i16.03.21 ????ifnlltwm 19 工序 10：銑 Φ18.5 側(cè)面 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金套式立銑刀，刀片采用 YG8, ， ， ， 。map0.2?d10?min/2v4?z 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，故可在一次走刀?nèi)銑完，則 map0.2? 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù) X52 型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則齒/2.0fz?min637110rdvns ???? 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 ＝600wn/i8.01vw 當(dāng) ＝600/min 時(shí)nrmzfwm/4062.??? 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 fm5 3）計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)： ， ，l46?l0.21ml2? 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 in47.2.0621????ifnltwm 工序 11：銑寬 20 槽.? 1. 選擇刀具 刀具選取不重磨損硬質(zhì)合金三面刃銑刀，刀片采用 YG8, ， ， ， 。map0.2?d80?min/125v4?z 20 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因?yàn)榧庸び嗔坎淮?，故可在一次走刀?nèi)銑完，則 map0.2? 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù) X61 型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為 7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則齒/2.0fz?min4981510rdvns ???? 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 ＝500wn/i6.125081vw 當(dāng) ＝500r/min 時(shí)nrmzfwm/40.??? 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取 fm 3）計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)： ， ，l26?l10ml2? 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 in38.20521????fnltwm 工序 12：去毛刺 工序 13：檢驗(yàn)至圖紙要求 工序 14：入庫(kù) 21 3 專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。 由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計(jì)工序：銑缺口面的夾具。 3.1 問(wèn)題的提出 本夾具主要用于銑二三檔變速叉缺口面，表面粗糙度 Ra6.3，精度要求不高， 故設(shè)計(jì)夾具時(shí)主要考慮如何提高生產(chǎn)效率 。 3.2 定位基準(zhǔn)的選擇 選擇已加工好的 Φ19 右端面、Φ19 孔、工件內(nèi)環(huán)和右端面定位，所以相應(yīng) 的夾具上的定位元件應(yīng)是心軸和調(diào)節(jié)支承及固定式定位銷(xiāo)。因此進(jìn)行定位元件的 設(shè)計(jì)主要是對(duì)心軸和調(diào)節(jié)支承及固定式定位銷(xiāo)，夾緊則是由螺母、圓墊圈、快換 墊圈和帶肩螺母等組成的夾緊機(jī)構(gòu)來(lái)完成。 1、Φ19 右端面和 Φ19 孔與心軸相配合，限制五個(gè)自由度，即 X 軸移動(dòng)、Y 軸移動(dòng)、Y 軸轉(zhuǎn)動(dòng)、Z 軸轉(zhuǎn)動(dòng)和 Z 軸移動(dòng)。 2、工件內(nèi)環(huán)與固定式定位銷(xiāo)相配合，限制一個(gè)自由度，即 X 軸轉(zhuǎn)動(dòng)。 3、右端面與調(diào)節(jié)支承相配合，起到一個(gè)浮動(dòng)支承的作用， 工件六個(gè)自由度被完全限制，屬于完全定位，故設(shè)計(jì)合理。 3.3 定位誤差分析 1、基準(zhǔn)位移誤差 Y? 22 由于定位副的制造誤差或定位副配合同間所導(dǎo)致的定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上最 大位置變動(dòng)量，稱(chēng)為基準(zhǔn)位移誤差，用 表示。Y? 工件以 Φ19 右端面、Φ19 孔、工件內(nèi)環(huán)和右端面來(lái)定位，銑二三檔變速叉 叉口兩側(cè)面，如果工件內(nèi)孔直徑與軸外圓直徑做成完全一致，做無(wú)間隙配合，即 孔的中心線(xiàn)與軸的中心線(xiàn)位置重合，則不存在因定位引起的誤差。但實(shí)際上，軸 和工件內(nèi)孔都有制造誤差，于是工件套在軸上必然會(huì)有間隙，孔的中心線(xiàn)與軸的 中心線(xiàn)位置不重合，導(dǎo)致這批工件的加工尺寸 H 中附加了工件定位基準(zhǔn)變動(dòng)誤差， 其變動(dòng)量即為最大配合間隙。按下式計(jì)算 )(21minaxminaxYdD???? 式中 ——基準(zhǔn)位移誤差，mm ——孔的最大直徑，mmmaxD ——軸的最小直徑，mmind =0.027mmm9.67-021.)(21minaxY ）（????? 2、基準(zhǔn)不重合誤差 B 加工尺寸 h 的基準(zhǔn)是外圓柱面的母線(xiàn)上，但定位基準(zhǔn)是工件圓柱孔中心線(xiàn)。這 種由于工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合導(dǎo)致的工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大位置 變動(dòng)量，稱(chēng)為基準(zhǔn)不重合誤差，用 表示?；鶞?zhǔn)不重合誤差為 =B?B?d?21 式中 ——基準(zhǔn)不重合誤差，mmB? ——工件的最大外圓面積直徑公差，mmd? =B m015.2.012??? 度要求。 3.4 切削力的計(jì)算與夾緊力分析 查表 4 得切削力計(jì)算公式： ppf Kfa7.031F? 式中 ，f=1mm/r,查表得 75.0)36/(??p 23 =736MPa, 即 = =1547N?1K?p ppf Kfa7.031F1317.0.? 所需夾緊力，查表 5 得， ，安全系數(shù) K=Wk 654320K 式中 為各種因素的安全系數(shù)，查表得：60~ K= =1.872，當(dāng)計(jì)算 K2.5 時(shí)，取 K=2.50.13.121?? 孔軸部分由 M10 螺母鎖緊，查表得夾緊力為 12360N = =30900NWK?k5.60 由上計(jì)算得 》 ，因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。kfF 3.5 定導(dǎo)向元件的設(shè)計(jì) 定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置的遠(yuǎn) 些。通過(guò)定向鍵與銑床工作臺(tái) T 形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對(duì)于 工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。 根據(jù) GB2207—80 定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：×o 圖 3.3 夾具體槽形與螺釘圖 根據(jù) T 形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如下： 表 3.1 定向鍵數(shù)據(jù)表 夾具體槽形尺寸 B 公稱(chēng) 尺寸 允差 d 允差 4 L H h D d1 2B 2h 24 公稱(chēng) 尺寸 允差 D 18 -0.013 -0.033 25 12 4 12 6.6 18 +0.077 4 對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成，用來(lái)確定刀具與夾具的相對(duì)位置。 對(duì)刀塊選用圓形對(duì)刀塊，其結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圓形對(duì)刀塊的規(guī)格及主要尺寸： 塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如下圖所示： 25 標(biāo) 記×四 周 倒 圓 圖 3.5 平塞尺圖 塞尺尺寸為： 表 3.2 平塞尺尺寸表 公稱(chēng)尺寸 H 允差 d C 1 -0.014 0.5 3.6 夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，降低成本。提高夾具性?xún)r(jià)比。本道工序?yàn)殂姶矈A具選擇由由 螺母、圓墊圈、快換墊圈和帶肩螺母組成夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件。本工序?yàn)殂娤饔嗔?小，銑削力小，所以一般的手動(dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求。 26 結(jié)束語(yǔ) 本設(shè)計(jì)中是對(duì)變速器二三檔變速叉加工工藝的編制和專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)，使對(duì) 零件的加工過(guò)程和夾具的設(shè)計(jì)有進(jìn)一步的提高。在這次的設(shè)計(jì)中也遇到了不少的 問(wèn)題，如在編寫(xiě)加工工藝時(shí)，對(duì)所需加工面的先后順序編排，對(duì)零件的加工精度 和勞動(dòng)生產(chǎn)率都有相當(dāng)大的影響。在對(duì)某幾個(gè)工序進(jìn)行專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)零件 的定位面的選擇，采用什么方式定位，夾緊方式及夾緊力方向的確定等等都存在 問(wèn)題。這些問(wèn)題都直接影響到零件的加工精度和勞動(dòng)生產(chǎn)率，為達(dá)到零件能在保 證精度的前提下進(jìn)行加工，而且方便快速，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低成本的目的。 通過(guò)不懈努力和指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下，針對(duì)這些問(wèn)題查閱了大量的相關(guān)資料。 最后，將這些問(wèn)題一一解決。 通過(guò)做這次的設(shè)計(jì)，使對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能有了進(jìn)一步的提高，為以后從 事本專(zhuān)業(yè)技術(shù)的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 27 謝 辭 這次設(shè)計(jì)使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ)。 但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊(cè)時(shí)，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由 于經(jīng)驗(yàn)不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問(wèn)題，不過(guò)我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地 幫我提出寶貴的意見(jiàn)，在我遇到難題時(shí)給我指明了方向，最終我很順利的完成了 畢業(yè)設(shè)計(jì)。 這次設(shè)計(jì)成績(jī)的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開(kāi)的。在此，我衷心感 謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下她的休息時(shí)間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的 一些難題，她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地 感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，她都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo) 和不懈的支持。多少個(gè)日日夜夜，她不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思 想、生活上給我以無(wú)微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專(zhuān)業(yè)水平外，她的治學(xué) 嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工 作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。 28 參 考 文 獻(xiàn) [1] 李 洪．機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M] ．北京出版社，1996．1． [2] 陳宏鈞．實(shí)用金屬切削手冊(cè)[M] ．機(jī)械工業(yè)出版社，2005．1． [3] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)．金屬切削手冊(cè)[M]．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社， 2002． [4] 楊叔子．機(jī)械加工工藝師手冊(cè)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2000． [5] 徐鴻本．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M] ．遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2003．10． [6] 都克勤．機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)圖冊(cè)[M] ．貴州人民出版社，1983．4． [7] 胡建新．機(jī)床夾具[M] ．中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2001．5． [8] 馮 道．機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊(cè)[M] ．安徽文化音 像出版社，2003． [9] 王先逵．機(jī)械制造工藝學(xué)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2000． [10] 馬賢智．機(jī)械加工余量與公差手冊(cè)[M]．中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1994．12． [11] 劉文劍．夾具工程師手冊(cè)[M]．黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1987． [12] 王光斗．機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]．上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2002．8．