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Production Automation 1.1.1 Automation Concepts Automation may be defined as a system that is relatively safe-operating .Such a system includes complex mechanical and electronic devices and computer-based system that the place of observation,effort,and decision by a human operator. It is a system that exhibits properties of human being by following predetermined operations or responding to encoded instructions. 1.1.2 Computer process control Process control involves the control of variables in a manufacturing process, where one or any combination of materials and equipment produces or modifies a product to make it more useful and hence more valuable. In process control controls continuous operations. Two kinds of control systems are the open loop and the closed loop.In an open-loop control system, the computer dose not itself automate the process .That is ,there is no self-correction.The process remains under the direct control of human operators,who read form various sources of information such as instruments, set calibrated dials for process regulation, and change the controlling medium. Closed-loop control systems use computers to automate the process. He computer is directly in charge of the process. It sdjusts all controls form the information provided by sensing devices in the system to keep the process to the desired specifications, a technique that uses a feedback mechanism . Feedback is the action of measuring the difference between the actual result and the desired result and using that difference to drive the actual result toward the desired result. The term feedback comes forms from a measured sample of the output of the process (production) function that becomes the input of the control function . That is ,the output of the control function ,meeting special designed requirements is the input to the control system . Thus ,the signal begins at the output of the controlled production function and end at the input to the production. Typical functions of process control systems are moonitoring ,data logging, quality control, maximizing profit for a given out put, supervisory control , and factory information systems (FIS). Benefits of computer process control system are increased productivity , improved product quality , and enhanced efficiency , safety , comfort ,and convenience. 1.1.3 Management Information Systems (MIS) Management information systems are designed to aid in the performance of management functions.These systems are generated by computer systems and are developed to provide executives with up-to-the-minute information about the operations of the enterprise.When required, information systems are used to aid management in the decision-making functions of the enterprise . Viewing CIM (Computer Integrated Manufacturing) as an informations system for the enterprise for decision-making , CAPACS must be informations interconnected . As a result , there are many software packages associated with the CAPACS in Fig . 1 . 2 . Typical of there are CAPP , DCS , FIS and CAD . The concept of an MIS is a design objective , its goal being to get the correct information to the appropriate manager at the right time . As a result , MIS implementation varies considerably among manufacturing enterprises because of each organization's function , type of production , informations resources available , and organizational commitment to MIS . 1.1.4 Engineering Computer are used extensively in most engineering functions . Engineering is a profession in which a knowledge of the natural sciences is applied with judgment to develop ways of using the materials and forces of nature . Typical engineering functions using CAPACS are design , process planning , analysis and optimization , synthesis , evaluation and documentation , simulation , modeling , and quality control planning . Using CAPACS in engineering increases the productivity of engineers and improves the quality of designs . For example ,the application of computers to an engineering design process is performed by a CAD system Engineers can design and thoroughly test concepts quickly and simply from one workstation . Computers permit engineers to take a concept from its original design through testing to numerical control (NC) output , or a combination of steps in between . They perform complex scientific and engineering computations rapidly with high accuracy , calculate physical properties before actual parts are made and provide a fast , easy method to create models of even the most complex parts . The computer has influenced the way products are designed , documented and released for production . As technology develops , engineering operations are becomeing more and more automated and are relieving the engineer of many tedious manual calculations . 1.1.5 Production Applications of computers to the production process encompass such functions as computer monitoring , supervisory computer control , direct digital control ( DDC) , material handing , product fabrication , assembly and test/inspection operations . New ideas and technology developments are gaining acceptance on the factory floor . More important , the integration of more computers into the production process increases automation on the factory floor . Computer automation helps to organize , access , and provide vital information in a common date base system for use by all manufacturing operations . Computer automation helps to control and to schedule machines and process , and to control raw materials and parts . A computer automated system concept is shown in FIG . 1 . 3 . Each function in manufacturing has its own area controller under the control of a host computer in order to share information with other operations . 生產(chǎn)自動化 1.1.1自動化概念 自動化可以被定義為一個操作比較安全的系統(tǒng)。這個系統(tǒng)，包括復(fù)雜的機(jī)電設(shè)備和由一個人為操作員觀察、嘗試并決定其方位的電腦系統(tǒng)。它是一個按照事先確定的操作或應(yīng)對編碼指示來展現(xiàn)人的性能的系統(tǒng)。 1.1.2計(jì)算機(jī)過程控制????? 過程控制涉及到生產(chǎn)過程中的控制變量，在此生產(chǎn)過程中，一種或任意一種材料和設(shè)備聯(lián)合生產(chǎn)或修改產(chǎn)品，使其更加有用，因此更有價值。過程控制控制不間斷運(yùn)行?？刂葡到y(tǒng)有兩種，即開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。在一個開環(huán)控制系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)本身不會使過程自動化。也就是說，沒有自我更正.這個過程仍然直接受控于人為操作員，他閱讀各種信息來源，如工具，建立校準(zhǔn)盤的過程監(jiān)管，來改變控制的媒介。 閉環(huán)控制系統(tǒng)，使用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)過程自動化。電腦直接負(fù)責(zé)其過程。它根據(jù)傳感裝置所提供的信息對所有控制適時調(diào)整，以保持這一過程所需的規(guī)格及使用一個反饋機(jī)制的技術(shù)。反饋是衡量實(shí)際結(jié)果與期望的結(jié)果之間差異的行為，利用這種差異，以推動實(shí)際結(jié)果向所期望的結(jié)果的進(jìn)展。期限反饋根據(jù)過程（生產(chǎn)）功能輸出的測量樣本而形成格式，進(jìn)而轉(zhuǎn)為控制功能的輸入。也就是說，控制功能的輸出，如果滿足了特殊設(shè)計(jì)的要求即可轉(zhuǎn)變成控制功能的輸入。因此，信號始于控制生產(chǎn)功能輸出之時并結(jié)束于生產(chǎn)功能輸入之時。 過程控制系統(tǒng)的典型功能是操作，記錄數(shù)據(jù)，控制質(zhì)量，為某一輸出，監(jiān)控，和工廠信息系統(tǒng)（電）提供最大限度的好處 。計(jì)算機(jī)過程控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于能夠提高生產(chǎn)率，改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量和提高效率，且安全，舒適和方便。 1.1.3 管理信息系統(tǒng)（ MIS ） ?????管理信息系統(tǒng)用來為管理功能的實(shí)施提供幫助。這些系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生，并被用來為管理人員提供有關(guān)企業(yè)運(yùn)作的最新信息。我們可用信息系統(tǒng)來幫助企業(yè)制定決策。例如，可把計(jì)算機(jī)集成制造（計(jì)算機(jī)集成制造）作為一個信息系統(tǒng)，為企業(yè)決策， CAPACS必須是相互關(guān)聯(lián)的信息。其結(jié)果是，有許多與CAPACS的圖1.2 相關(guān)的軟件包。典型的有 CAPP系統(tǒng)，集散控制系統(tǒng)，模糊推理系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。 ? 管理信息系統(tǒng)的概念是一個設(shè)計(jì)目標(biāo)，其目的是在合適的時間，得到正確的信息并給適當(dāng)?shù)慕?jīng)理。因此，制造企業(yè)之間各組織的功能，生產(chǎn)類型，信息資源及組織對 MIS的承諾，會造成系管理信息系統(tǒng)的實(shí)施不盡相同。 1.1.4工程????? 電腦被廣泛應(yīng)用在工程領(lǐng)域。工程學(xué)是一門職業(yè)，在這門職業(yè)中，我們可通過所獲取的自然科學(xué)知識加判斷識別力來形成使用材料和自然力量的方法。使用CAPACS的典型工程功能是設(shè)計(jì)，工藝規(guī)劃，分析和優(yōu)化，合成，評價和記錄，仿真，建模，和質(zhì)量控制規(guī)劃。工程使用CAPACS可以增加工程師的生產(chǎn)并提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。 ?? 例如，工程的設(shè)計(jì)過程使用計(jì)算機(jī)是由CAD系統(tǒng)的工程師負(fù)責(zé)的，他們能夠迅速而簡單地設(shè)計(jì)出來自工作站的方案并對其進(jìn)行徹底檢驗(yàn)。計(jì)算機(jī)允許工程師通過測試數(shù)字控制（數(shù)控）輸出，或者兩者之間的步驟，采用原來的設(shè)計(jì)方案。他們能迅速而精度地進(jìn)行復(fù)雜的科學(xué)和工程計(jì)算，能在實(shí)際零部件被生產(chǎn)數(shù)之前計(jì)算出物理性能，并提供了一個快速，簡單的方法，用于建立模型，即使是最復(fù)雜的部分。 計(jì)算機(jī)已經(jīng)影響了產(chǎn)品設(shè)計(jì)，記錄和發(fā)布生產(chǎn)的方式。隨著技術(shù)的發(fā)展，工程業(yè)務(wù)也在廣泛采用自動化，給工程師減少了許多繁瑣的人工計(jì)算。 1 .1.5 生產(chǎn)? ?計(jì)算機(jī)應(yīng)用于生產(chǎn)過程有以下功能，包括監(jiān)測計(jì)算機(jī)，監(jiān)督計(jì)算機(jī)控制，直接數(shù)字控制（ DDC） ，材料處理，產(chǎn)品制造，組裝和測試/檢查行動。工廠車間也正在接受新的觀念和技術(shù)的發(fā)展。更重要的是，伴隨著更多的計(jì)算機(jī)被用到生產(chǎn)過程，工廠車間自動化程度加深了。 ?????計(jì)算機(jī)自動化協(xié)助組織，存取，并提供資料庫中的重要信息，供所有的制造業(yè)務(wù)。計(jì)算機(jī)自動化控制，并幫助安排機(jī)器和過程，同時還可控制原材料和零部件。計(jì)算機(jī)自動化系統(tǒng)的概念圖.1.3.所示，在制造業(yè)領(lǐng)域，每種功能都會在主機(jī)電腦的控制之下行使自己的控制范圍，這樣方便了與其他操作共享信息。 河南科技學(xué)院 2009屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 外文資料 學(xué)生姓名：盧曉志 所在院系：機(jī)電學(xué)院 所學(xué)專業(yè)：機(jī)電技術(shù)教育 導(dǎo)師姓名：杜家熙 完成時間：2009年2月27日 Production Automation 1.1.1 Automation Concepts Automation may be defined as a system that is relatively safe-operating .Such a system includes complex mechanical and electronic devices and computer-based system that the place of observation,effort,and decision by a human operator. It is a system that exhibits properties of human being by following predetermined operations or responding to encoded instructions. 1.1.2 Computer process control Process control involves the control of variables in a manufacturing process, where one or any combination of materials and equipment produces or modifies a product to make it more useful and hence more valuable. In process control controls continuous operations. Two kinds of control systems are the open loop and the closed loop.In an open-loop control system, the computer dose not itself automate the process .That is ,there is no self-correction.The process remains under the direct control of human operators,who read form various sources of information such as instruments, set calibrated dials for process regulation, and change the controlling medium. Closed-loop control systems use computers to automate the process. He computer is directly in charge of the process. It sdjusts all controls form the information provided by sensing devices in the system to keep the process to the desired specifications, a technique that uses a feedback mechanism . Feedback is the action of measuring the difference between the actual result and the desired result and using that difference to drive the actual result toward the desired result. The term feedback comes forms from a measured sample of the output of the process (production) function that becomes the input of the control function . That is ,the output of the control function ,meeting special designed requirements is the input to the control system . Thus ,the signal begins at the output of the controlled production function and end at the input to the production. Typical functions of process control systems are moonitoring ,data logging, quality control, maximizing profit for a given out put, supervisory control , and factory information systems (FIS). Benefits of computer process control system are increased productivity , improved product quality , and enhanced efficiency , safety , comfort ,and convenience. 1.1.3 Management Information Systems (MIS) Management information systems are designed to aid in the performance of management functions.These systems are generated by computer systems and are developed to provide executives with up-to-the-minute information about the operations of the enterprise.When required, information systems are used to aid management in the decision-making functions of the enterprise . Viewing CIM (Computer Integrated Manufacturing) as an informations system for the enterprise for decision-making , CAPACS must be informations interconnected . As a result , there are many software packages associated with the CAPACS in Fig . 1 . 2 . Typical of there are CAPP , DCS , FIS and CAD . The concept of an MIS is a design objective , its goal being to get the correct information to the appropriate manager at the right time . As a result , MIS implementation varies considerably among manufacturing enterprises because of each organization's function , type of production , informations resources available , and organizational commitment to MIS . 1.1.4 Engineering Computer are used extensively in most engineering functions . Engineering is a profession in which a knowledge of the natural sciences is applied with judgment to develop ways of using the materials and forces of nature . Typical engineering functions using CAPACS are design , process planning , analysis and optimization , synthesis , evaluation and documentation , simulation , modeling , and quality control planning . Using CAPACS in engineering increases the productivity of engineers and improves the quality of designs . For example ,the application of computers to an engineering design process is performed by a CAD system Engineers can design and thoroughly test concepts quickly and simply from one workstation . Computers permit engineers to take a concept from its original design through testing to numerical control (NC) output , or a combination of steps in between . They perform complex scientific and engineering computations rapidly with high accuracy , calculate physical properties before actual parts are made and provide a fast , easy method to create models of even the most complex parts . The computer has influenced the way products are designed , documented and released for production . As technology develops , engineering operations are becomeing more and more automated and are relieving the engineer of many tedious manual calculations . 1.1.5 Production Applications of computers to the production process encompass such functions as computer monitoring , supervisory computer control , direct digital control ( DDC) , material handing , product fabrication , assembly and test/inspection operations . New ideas and technology developments are gaining acceptance on the factory floor . More important , the integration of more computers into the production process increases automation on the factory floor . Computer automation helps to organize , access , and provide vital information in a common date base system for use by all manufacturing operations . Computer automation helps to control and to schedule machines and process , and to control raw materials and parts . A computer automated system concept is shown in FIG . 1 . 3 . Each function in manufacturing has its own area controller under the control of a host computer in order to share information with other operations . 5 河南科技學(xué)院 2009屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 論文題目：CA6140車床831007撥叉零件 數(shù)控加工工藝及工裝設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 盧曉志 所在院系： 機(jī)電學(xué)院 所學(xué)專業(yè)： 機(jī)電技術(shù)教育 導(dǎo)師姓名： 杜家熙 完成時間：2009年5月20日 1 摘 要 本設(shè)計(jì)分析研究了 CA6140 車床變速箱中拔叉零件的 夾具設(shè)計(jì)。由于拔叉零 件的工序較多且結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，所以為了保證加工精度和提高生產(chǎn)效率，考慮采 用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工，以下內(nèi)容進(jìn)行了撥叉零件工藝性分析、加工順序和工藝方 案的確定，并通過對撥叉零件數(shù)控加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)和鉆孔工序的夾具設(shè)計(jì)，為 撥叉零件在數(shù)控機(jī)床上加工提供了理論依據(jù)和有力的硬件保證。 關(guān)鍵詞：數(shù)控加工工藝，定位，夾緊，專用夾具 2 Abstract The design of the gearbox on the lathe is in CA640 parts fork and drill a point of order processing 20, 50 hole of this special fixture design process. Fork parts as a result of the more complex the structure, processes more; therefore in order to ensure the accuracy of processing to increase productivity and reduce labor intensity, consider the use of CNC machine tools for processing and preparation of the CNC machining process. In order to ensure 20, 50 hole on the vertical datum tolerance, CNC machine tools to meet the processing requirements on their design of a special fixture, the fixture using automatic clamping device, clamping a reliable, easy to operate. Higher production efficiency, therefore, applicable to high-volume, the processing pipeline. Able to meet the design requirements. Keywords: NC machining process, positioning, clamping, special fixture 3 目 錄 摘要 ................................................................................................................................1 Abstract ..........................................................................................................................2 目 錄 ............................................................................................................................3 1 緒論 ............................................................................................................................5 2 數(shù)控加工工藝概述 ....................................................................................................5 2.1 數(shù)控加工工藝分析的一般步驟與方法 .............................................................5 2.2 機(jī)床的合理選用 .................................................................................................5 2.3 數(shù)控加工零件工藝性分析 .................................................................................6 2.3.1 零件圖樣上尺寸數(shù)據(jù)的給出應(yīng)符合編程方便的原則 ..............................6 2.3.2 零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)符合數(shù)控加工的特點(diǎn) ..........................6 2.4 加工方法的選擇與加工方案的確定 .................................................................6 2.4.1 加工方法的選擇 ..........................................................................................6 2.4.2 加工方案確定的原則 ..................................................................................7 2.5 工序與工步的劃分及加工順序安排 .................................................................7 2.5.1 工序的劃分 ...................................................................................................7 2.5.2 工步的劃分 ..................................................................................................7 2.5.3 加工順序安排 ..............................................................................................8 2.6 零件的安裝與夾具的選擇 .................................................................................8 2.6.1 定位安裝的基本原則 ..................................................................................8 2.6.2 選擇夾具的基本原則 ..................................................................................8 2.7 刀具的選擇與切削用量的確定 .........................................................................8 2.7.1 刀具的選擇 ..................................................................................................8 2.7.2 切削用量的確定 ..........................................................................................9 4 2.8 對刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)的確定 .....................................................................................9 2.9 加工路線的確定 .................................................................................................9 3 撥叉零件數(shù)控加工工藝分析 ..................................................................................10 3.1 撥叉零件的作用 ...............................................................................................10 3.2 撥叉零件的工藝分析 .......................................................................................11 3.3 確定撥叉零件生產(chǎn)類型 ...................................................................................11 3.4 確定撥叉零件毛坯類型 ...................................................................................11 3.4.1 確定毛坯種類 ............................................................................................11 3.4.2 確定鑄件加工余量及形狀 ........................................................................11 3.4.3 繪制鑄件零件圖 ........................................................................................12 3.5 撥叉零件數(shù)控加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) ...................................................................12 3.5.1 選擇定位基準(zhǔn) ............................................................................................12 3.5.2 制定數(shù)控加工工藝路線 ............................................................................12 3.6 機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 ........................................................13 3.6.1 圓柱表面工序尺寸 ....................................................................................13 3.6.2 平面工序尺寸 ............................................................................................14 3.6.3 確定切削用量及時間定額 ........................................................................14 4 夾具設(shè)計(jì) ..................................................................................................................23 4.1 問題的提出 .......................................................................................................23 4.2 夾具設(shè)計(jì) ...........................................................................................................23 4.2.1 定位基準(zhǔn)選擇 ............................................................................................23 4.2.2 切削力及夾緊力計(jì)算 .................................................................................24 5 4.3 定位誤差分析 ....................................................................................................24 4.3.1 定位元件尺寸及公差的確定 .....................................................................24 4.3.2 計(jì)算鉆套中心線與工作臺的垂直度誤差 .................................................24 4.3.3 計(jì)算定位銷軸與工作臺的平行度誤差 .....................................................25 4.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明 ............................................................................25 5 結(jié)束語 .......................................................................................................................26 致謝 ..............................................................................................................................27 參考文獻(xiàn) ......................................................................................................................28 6 1 緒論 隨著我國現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的普及和從事數(shù)控加工人員的增 多，數(shù)控加工越來越受到人們的重視。 撥叉零件廣泛 應(yīng)用于我們的日常生活及生 產(chǎn)當(dāng)中， 撥叉零件的制造精度能不能夠滿足技術(shù)要求,如何更大限度的降低機(jī)加 工的基本勞動時間及提高單位時間內(nèi)的生產(chǎn)率,都成為機(jī)械行業(yè)勢待解決的技術(shù) 性問題。隨著數(shù)控技術(shù)的不斷 發(fā)展及數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的不斷廣泛化、深入化，我 們 意識到，采用數(shù)控機(jī)床來加工 撥叉零件既能夠提高零件的精度又能夠完成采用 普通機(jī)床加工應(yīng)運(yùn)受限的瓶頸，對提高加工效率、以及降低勞動強(qiáng)度都有不可估 量之好處。 隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息技術(shù)的迅速發(fā)展， 傳統(tǒng)的制造業(yè)已發(fā)生了十分顯著的 變化，發(fā) 達(dá)國家正進(jìn)行由傳統(tǒng) 的制造技術(shù)向現(xiàn)代制造技術(shù)的轉(zhuǎn)變，并提出了全新 的制造模式。數(shù)控加工技術(shù) 將逐步引航現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用 范圍日益擴(kuò)大，其產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì) 效益與社會效益十分明顯。 對傳統(tǒng)零件的數(shù)控加工技術(shù)也得到越來越廣泛的應(yīng)用。面對新技術(shù)、新工藝 的不斷出現(xiàn)，提高數(shù)控加工技 術(shù)在傳統(tǒng)撥叉類零件的應(yīng)用也受到越來越多的重 視。如何使數(shù)控技術(shù)在加工 這一類零件中表現(xiàn)出其高質(zhì)量、高精度、高效率，都 成為各國爭先要解決的問題。因此研究它對我國的制造行業(yè)很有借鑒作用。 2 數(shù)控加工工藝概述 2.1 數(shù)控加工工藝分析的一般步驟與方法 工作人員在進(jìn)行工藝分析時，要有機(jī)床說明書、 編程手冊、切削用量表、標(biāo) 準(zhǔn)工具、夾具手冊等資料，根據(jù)被加工工件的材料、輪廓形狀、加工精度等選用 合適的機(jī)床，制定加工方案，確定零件的加工順序，各工序所用刀具，夾具和切 削用量等。 2.2 機(jī)床的合理選用 在數(shù)控機(jī)床上加工零件時，一般有兩種情況。第一種情況：有零件圖樣和毛 坯，要選擇 適合加工該零件的數(shù)控機(jī)床。第二種情況：已經(jīng)有了數(shù)控機(jī)床，要 選擇 適合在該機(jī)床上加工的零件。無論哪種情況，考 慮的因素主要有，毛坯的材料和 類、零件 輪廓形狀復(fù)雜程度、尺寸大小、加工精度、零件數(shù)量、熱處理要求等。概 括起來有三點(diǎn)： （1）要保證加工零件的技術(shù)要求，加工出合格的產(chǎn)品； （2）有利于提高生產(chǎn)率； （3）盡可能降低生產(chǎn)成本(加工費(fèi)用)。 7 2.3 數(shù)控加工零件工藝性分析 數(shù)控加工工藝性分析涉及面很廣，在此僅從數(shù)控加工的可能性和方便性兩 方面加以分析。 2.3.1 零件圖樣上尺寸數(shù)據(jù)的給出應(yīng)符合編程方便的原則 （1）零件圖上尺寸標(biāo)注方法應(yīng)適應(yīng)數(shù)控加工的特點(diǎn)在數(shù)控加工零件圖上，應(yīng) 以同一基準(zhǔn)引注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸。在保持設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)、 檢測基 準(zhǔn)與編程原點(diǎn)設(shè)置的一致性方面帶來很大方便。由于零件設(shè)計(jì)人員一般在尺寸 標(biāo)注中較多地考慮裝配等使用特性方面，而不得不采用局部分散的標(biāo)注方法，這 樣就會給工序安排與數(shù)控加工帶來許多不便。由于數(shù)控加工精度和重復(fù)定位精 度都很高，不會因產(chǎn)生較大的 積累誤差而破壞使用特性，因此可將局部的分散標(biāo) 注法改為同一基準(zhǔn)引注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸的標(biāo)注法。 （2）構(gòu)成零件輪廓的幾何元素的條件應(yīng)充分。在分析零件圖時，要分析幾何 元素的給定條件是否充分。如 圓弧與直線， 圓弧與圓 弧在圖樣上相切，但根據(jù) 圖 上給出的尺寸，在計(jì)算相切條件時， 變成了相交或相離狀態(tài)。由于構(gòu)成零件幾何 元素條件的不充分，使編程 時無法下手。遇到 這種情況 時， 應(yīng)與零件設(shè)計(jì)者協(xié)商 解決。 2.3.2 零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)符合數(shù)控加工的特點(diǎn) （1）零件的內(nèi)腔和外形最好采用統(tǒng)一的幾何類型和尺寸。這樣可以減少刀具 規(guī)格和換刀次數(shù)，使編程方便，生產(chǎn)效益提高。 （2）內(nèi)槽圓角的大小決定著刀具直徑的大小，因而內(nèi)槽圓角半徑不應(yīng)過小。 零件工藝性的好壞與被加工輪廓的高低、轉(zhuǎn)接圓弧半徑的大小等有關(guān)。 （3）零件銑削底平面時，槽底圓角半徑 r 不應(yīng)過大。 （4）應(yīng)采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。在數(shù)控加工中，若沒有統(tǒng)一基準(zhǔn)定位，會因工件 的重新安裝而導(dǎo)致加工后的兩個面上輪廓位置及尺寸不協(xié)調(diào)現(xiàn)象。因此要避免 上述問題的產(chǎn)生，保證兩次裝 夾加工后其相對位置的準(zhǔn)確性，應(yīng)采用統(tǒng)一的基準(zhǔn) 定位。零件上最好有合適的孔作為定位基準(zhǔn)孔，若沒有，要 設(shè)置工藝孔作為定位 基準(zhǔn)孔。若無法制出工藝孔 時，最起 碼也要用經(jīng)過精加工的表面作為統(tǒng)一基準(zhǔn)， 以減少兩次裝夾產(chǎn)生的誤差。此外，還應(yīng)分析零件所要求的加工精度、尺寸公差 等是否可以得到保證、有無引起矛盾的多余尺寸或影響工序安排的封閉尺寸等。 2.4 加工方法的選擇與加工方案的確定 2.4.1 加工方法的選擇 8 加工方法的選擇原則是保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由 于獲得同一級精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多，因而在實(shí)際選擇時，要 結(jié)合零件的形狀、尺寸大小和熱處理要求等全面考慮。例如， 對于 IT7 級精度的 孔采用鏜削、鉸削、磨削等加工方法均可達(dá)到精度要求，但箱體上的孔一般采用 鏜削或鉸削，而不宜采用磨削。一般小尺寸的箱體孔 選擇鉸孔，當(dāng)孔徑 較大時則 應(yīng)選擇鏜孔。此外，還應(yīng)考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的要求，以及工廠的生產(chǎn)設(shè)備等實(shí) 際情況。常用加工方法的經(jīng)濟(jì) 加工精度及表面粗糙度可查閱有關(guān)工藝手冊。 2.4.2 加工方案確定的原則 零件上比較精密表面的加工，常常是通過粗加工、半精加工和精加工逐步達(dá) 到的。對這 些表面僅僅根據(jù) 質(zhì)量要求選擇相應(yīng)的最終加工方法是不夠的，還應(yīng)正 確地確定從毛坯到最終成形的加工方案。 確定加工方案時，首先應(yīng)根據(jù)主要表面的精度和表面粗糙度的要求，初步確 定為達(dá)到這些要求所需要的加工方法。例如，對于孔徑不大的 IT7 級精度的孔， 最終加工方法取精鉸時，則 在精鉸孔前通常要經(jīng)過鉆孔、擴(kuò)孔和粗鉸孔等加工。 2.5 工序與工步的劃分及加工順序安排 2.5.1 工序的劃分 在數(shù)控機(jī)床上加工零件，工序可以比較集中，在一次裝夾中盡可能完成大部 分或全部工序。首先應(yīng)根據(jù)零件圖樣，考 慮被加工零件是否可以在一臺數(shù)控機(jī)床 上完成整個零件的加工工作，若不能則應(yīng)決定其中哪一部分在數(shù)控機(jī)床上加工， 哪一部分在其他機(jī)床上加工，即對零件的加工工序進(jìn)行劃分。一般工序劃分有以 下幾種方式： （1）以一次安裝、加工作為一道工序。 （2）以同一把刀具加工的內(nèi)容劃分工序。 （3）以加工部位劃分工序。 （4）以粗、精加工劃分工序。 2.5.2 工步的劃分 工步的劃分主要從加工精度和效率兩方面考慮。在一個工序內(nèi)往往需要采 用不同的刀具和切削用量，對不同的表面進(jìn)行加工。為了便于分析和描述較復(fù)雜 的工序，在工序內(nèi)又細(xì)分為 工步。下面以加工中心 為 例來說明工步劃分的原則： (1)同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按先粗 后精加工分開進(jìn)行。 (2)對于既有 銑面又有鏜孔的零件，可先銑面后鏜孔。 9 (3)按刀具劃分工步。 總之，工序與工步的劃分要根據(jù)具體零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求等情況綜合 考慮。 2.5.3 加工順序安排 順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，以及定位、安裝與夾緊的需要來 考慮。順 序安排一般應(yīng)按以下原則進(jìn)行： （1）上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機(jī)床 加工工序的也應(yīng)綜合考慮； （2）先進(jìn)行內(nèi)腔加工，后 進(jìn)行外形加工； （3）以相同定位、夾緊方式加工或用同一把刀具加工的工序，最好連續(xù)加工， 以減少重復(fù)定位次數(shù)、換刀次數(shù)與挪動壓板次數(shù)； 2.6 零件的安裝與夾具的選擇 2.6.1 定位安裝的基本原則 （1）力求設(shè)計(jì)、工藝與編程計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一。 （2）盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面。 （3）避免采用占機(jī)人工調(diào)整式加工方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效能。 2.6.2 選擇夾具的基本原則 數(shù)控加工的特點(diǎn)對夾具提出了兩個基本要求：一是要保證夾具的坐標(biāo)方向與 機(jī)床的坐標(biāo)方向相對固定；二是要協(xié)調(diào)零件和機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸關(guān)系。除此之外， 還要考慮以下四點(diǎn)： （1）當(dāng)零件加工批量不大時，應(yīng)盡量采用組合夾具、可調(diào)式夾具及其他通用 夾具，以 縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時間 、節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用。 （2）在成批生產(chǎn)時才考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡單。 （3）零件的裝卸要快速、方便、可靠，以縮短機(jī)床的停頓時間。 （4）夾具上各零部件應(yīng)不妨礙機(jī)床對零件各表面的加工，即夾具要開敞其定 位、夾緊 機(jī)構(gòu)元件不能影響加工中的走刀(如產(chǎn)生碰撞等)。 2.7 刀具的選擇與切削用量的確定 2.7.1 刀具的選擇 10 刀具的選擇是數(shù)控加工工藝中重要內(nèi)容之一，它不僅影響機(jī)床的加工效率， 而且直接影響加工質(zhì)量。編 程時， 選擇刀具通常要考 慮機(jī)床的加工能力、工序內(nèi) 容、工件材料等因素。 與傳統(tǒng)的加工方法相比，數(shù)控加工對刀具的要求更高。不僅要求精度高、 剛 度好、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝 調(diào)整方便。這就要求采用新型優(yōu)質(zhì)材 料制造數(shù)控加工刀具，并優(yōu)選 刀具參數(shù)。 2.7.2 切削用量的確定 切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速(切削速度)、背吃刀量、 進(jìn)給量。對于不同的加工方 法，需要選擇不同的切削用量，并應(yīng)編入程序單內(nèi)。 合理選擇切削用量的原則是，粗加工時，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也 應(yīng)考 慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工和精加工時，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧 切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床 說明書、切削用量手冊，并 結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。 2.8 對刀點(diǎn)與換刀點(diǎn)的確定 在編程時，應(yīng)正確地選擇“對刀點(diǎn)”和“換刀點(diǎn)” 的位置?！皩Φ饵c(diǎn)” 就是在數(shù)控 機(jī)床上加工零件時，刀具相 對于工件運(yùn)動的起點(diǎn)。由于程序段從該點(diǎn)開始執(zhí)行， 所以對刀點(diǎn)又稱為“ 程序起點(diǎn) ”或“起刀點(diǎn)”。 對刀點(diǎn)的選擇原則是： （1）所選的對刀點(diǎn)應(yīng)使程序編制簡單； （2）對刀點(diǎn)應(yīng)選擇在容易找正、便于確定零件加工原點(diǎn)的位置； （3）對刀點(diǎn)應(yīng)選在加工時檢驗(yàn)方便、可靠的位置； （4）對刀點(diǎn)的選擇應(yīng)有利于提高加工精度。 加工過程中需要換刀時，應(yīng)規(guī)定換刀點(diǎn)。所 謂“換刀點(diǎn)”是刀架轉(zhuǎn)位換刀時的 位置。該 點(diǎn)可以是某一固定點(diǎn) (如加工中心機(jī)床，其換刀機(jī)械手的位置是固定的)， 也可以是任意的一點(diǎn)(如車床)。換刀點(diǎn)應(yīng)設(shè)在工件或夾具的外部，以刀架轉(zhuǎn)位時 不碰工件及其它部件為準(zhǔn)。其 設(shè)定值可用實(shí)際測量方法或計(jì)算確定。、 2.9 加工路線的確定 在數(shù)控加工中，刀具刀位點(diǎn)相對于工件運(yùn)動的軌跡稱為加工路線。編程時， 加工路線的確定原則主要有以下幾點(diǎn)： （1）加工路線應(yīng)保證被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率較高。 （2）使數(shù)值計(jì)算簡單，以減少編程工作量。 （3）應(yīng)使加工路線最短，這樣既可減少程序段，又可減少空刀時間。 11 如加工圖 a 所示零件上的孔系。b 圖的走刀路線為 先加工完外圈孔后，再加 工內(nèi)圈孔。若改用 c 圖的走刀路線，減少空刀時間，則可節(jié)省定位時間近一倍，提 高了加工效率。 a)零件圖樣 b)路線 1 c)路線 2 圖 1 最短走刀路線的設(shè)計(jì) 3 撥叉零件數(shù)控加工工藝分析 3.1 撥叉零件的作用 圖 2 是 CA6140 車床上的撥叉零件，它位于車床變速機(jī)構(gòu)中，主要起換檔， 使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動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 20 孔與操 縱機(jī)構(gòu)相 連，二下方的 50 半孔則 是用于與所控制齒輪所在的 軸接觸。通過上方的力撥動 下方的齒輪變速。兩件零件鑄為一體，加工 時分開。 3.2 撥叉零件的工藝分析 零件的材料 HT200 其生產(chǎn)工藝簡單，鑄造性能優(yōu)良，但塑性較差、脆性高， 不適合磨削。以下是撥叉需要加工的表面及加工表面之間的位置要求： （1）小頭孔 20 以及與此孔相通的 8 的錐孔、M6 螺紋孔。 （2）大頭半圓孔 50。 （3）撥叉底面、小頭孔端面、大頭半圓孔端面，大 頭 半圓孔兩端面與小頭孔中 心線的垂直度誤差為 0.07mm，小頭孔上端面與其中心線的垂直度誤差為 0.05mm。 分析可知，可以粗加工撥叉下端面，然后以此作為基準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)行加 工，并且保證位置精度要求。由于撥叉零件的加工工序 較多，形狀 較復(fù)雜，考慮 到工序集中所以采用數(shù)控機(jī)床來進(jìn)行加工。 3.3 確定撥叉零件生產(chǎn)類型 12 已知此撥叉零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為 5000 件/年，零件的質(zhì)量是 1.0Kg/個，查機(jī)械 制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊第 2 頁表 1.1-2，可確定該撥叉生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，所 以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序適當(dāng)集中；加工設(shè)備以數(shù)控機(jī)床 為主，大量采用專用工裝。 圖 2 831007 撥叉零件圖 3.4 確定撥叉零件毛坯類型 3.4.1 確定毛坯種類 13 零件材料為 HT200?？?慮零件在機(jī)床運(yùn)行過程中所受沖擊不大，零件結(jié)構(gòu)又 比較簡單，生產(chǎn)類型為中批生 產(chǎn)，故 選擇木摸手工砂型 鑄件毛坯。 查機(jī)械制造工 藝設(shè)計(jì)簡明手冊第 41 頁表 2.2-5,選用鑄件尺寸公差等級為 CT-12。 3.4.2 確定鑄件加工余量及形狀 查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊第 41 頁表 2.2-5，選用加工余量為 MA-H 級，并查 表 2.2-4 確定各個加工面的鑄件機(jī)械加工余量，鑄件的分型面的選用及 加工余量，如下表所示： 表 1 各加工表面的加工余量 簡 圖 加工 面代 號 基本 尺寸 加工 余量 等級 加工 余量 說 明 D1 20 H 1.0 2 孔降一級雙側(cè)加工 D2 50 H 3.5 2 孔降一級雙側(cè)加工 T2 30 H 5 單側(cè)加工 T3 12 H 5 單側(cè)加工 T4 12 H 5 單側(cè)加工 3.5 撥叉零件數(shù)控加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.5.1 選擇定位基準(zhǔn) （1）粗基準(zhǔn)的選擇：以零件的小頭上端面為主要的定位粗基準(zhǔn)，以兩個小頭 孔外圓表面為輔助粗基準(zhǔn)。 （2）精基準(zhǔn)的選擇：考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“ 基準(zhǔn) 重合”原則和 “基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以粗加工后的底面 為 主要的定位精基準(zhǔn)，以兩個 小頭孔外圓柱表面為輔助的定位精基準(zhǔn)。 3.5.2 制定數(shù)控加工工藝路線 根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能 達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng) 已確定的情況下,可以考慮采用數(shù)控機(jī)床配以專用 14 工卡具,并盡量使工序集中來提高生產(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。查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊第 20 頁表 1.4-7、1.4- 8、1.4-11，選擇零件的加工方法及工 藝路線方案如下： 工序 01 粗銑、精銑 20、50 下端面，以 T2 為粗基準(zhǔn)，采用立式數(shù)控 銑床 加專用夾具； 工序 02 粗銑、精銑 20 上端面，以 T4 為定位基準(zhǔn)，采用立式數(shù)控銑床加 專用夾具；粗銑、精銑 50 上端面，以 T4 為定位基準(zhǔn)，采用立式數(shù)控銑床加專用 夾具； 工序 03 鉆、擴(kuò) 20 孔，粗鉸、精鉸 20 孔；以 32 外圓和 T2 為基準(zhǔn)，采 用立式數(shù)控鉆床加專用夾具；粗鏜、半精鏜 50 孔，以 D1 為定位基準(zhǔn)，采用臥式 數(shù)控鏜床加專用夾具； 工序 04 銑斜肩，以 D1 和 T2 為定位基準(zhǔn)，采用立式數(shù)控銑床加專用夾具； 工序 05 精銑 50 端面，以 D1 為基準(zhǔn)，采用立式數(shù)控銑床加專用夾具； 工序 06 鉆、鉸 8 錐孔，以 T1 和零件中線為基準(zhǔn)，采用立式數(shù)控鉆床加專 用夾具； 工序 07 鉆 M6 底孔，攻螺紋，以 T1 和零件中線為基準(zhǔn)，采用立式數(shù)控 鉆 床并采用專用夾具； 工序 08 銑斷，以 D1 為基準(zhǔn)，采用臥式數(shù)控銑床加專用夾具； 工序 09 去毛刺； 工序 10 終檢。 3.6 機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定 3.6.1 圓柱表面工序尺寸 前面已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各工序的加工余量如下： 表 2 圓柱表面加工余量 工序余量加工 表面 加工 內(nèi)容 加工 余量 精度 等級 工序 尺寸 表面粗 糙度 最小 最大 鑄 件 7.0 CT12 8.243 粗 鏜 4.0 IT12 50.7 6.3 0.95 6.850IT12 （D2） 半精鏜 3.0 IT10 1. 3.2 2.9 3.25 鉆 18 IT11 0.8 17.89 18 20IT7 （D1） 擴(kuò) 1.8 IT10 4.19 6.3 1.716 1.910 15 粗 鉸 0.14 IT8 03.941 3.2 0.107 0.224 精 鉸 0.06 IT7 2. 1.6 0.039 0.093 3.6.2 平面工序尺寸 表 3 平面加工余量 工序余量工序 號 工序內(nèi)容 加工余 量 基本 尺寸 經(jīng)濟(jì) 精度 工序尺寸 偏差 最小 最大 鑄 件 5.0 CT12 5.2 01 粗銑 20 孔下端面 4.0 36.0 12 0.1.5 7.75 02 粗銑 20 孔上端面 4.0 32.0 12 0.251.5 7.75 03 粗銑 50 孔上端面 4.0 14.0 12 018.1.8 6.38 07 精銑 20 孔下端面 1.0 31.0 8 03.0.75 1.283 08 精銑 20 孔上端面 1.0 30.0 8 03.0.75 1.283 10 精銑 50 孔端面 1.02 12.0 8 016.0.951 1.016 3.6.3 確定切削用量及時間定額 工序 01 粗銑、精銑 20、50 下端面，以 T2 為粗基準(zhǔn)，采用立式數(shù)控 銑床 加專用夾具 （1） 粗銑 20、50 下端面，以 T2 為粗基準(zhǔn)。 1） 加工條件 工件材料：HT200, b =170240MPa，鑄造；工件尺寸：H =40mm，L=176mm; 加工要求：粗銑 20 孔下端面，加工余量 4mm; 機(jī)床：X51 立式數(shù)控銑床； 16 刀具：YG6 硬質(zhì)合金端銑刀。銑削寬度 ae90，深度 ap6，齒數(shù) z=12，故根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊（后簡稱簡明手冊）表 3.1，取刀具直徑 d0=125mm。根據(jù)切削用量手冊（后簡稱切削手冊）表 3.16，選擇刀具前角 0 0后角 08，副后角 0=10，刃傾角： s=10 ,主偏角 Kr=60，過渡刃 Kr=30，副偏角 Kr=5。 (2) 切削用量 1) 確定切削深度 ap 因?yàn)橛嗔枯^小，故選擇 ap=4mm，一次走刀即可完成。 2) 確定每 齒進(jìn)給量 fz 由于本工序?yàn)榇旨庸?，尺寸精度和表面質(zhì)量可不考慮，從而可采用不對稱端 銑，以提高進(jìn)給量提高加工效率。根據(jù)切削手冊表 3.5，使用 YG6 硬質(zhì)合金端 銑刀加工，機(jī)床功率為 4.5kw（據(jù)簡明手冊表 4.2-35，X51 立式銑床）時： fz=0.090.18mm/z 故選擇：fz=0.18mm/z。 3) 確定刀具壽命及磨鈍標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)切削手冊表 3.7，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為 1.5mm；由于銑刀直 徑 d0=125mm，故刀具使用壽命 T=180min（據(jù)簡明手冊 表 3.8）。 4) 計(jì)算切削速度 vc 和每分 鐘進(jìn)給量 vf 根據(jù)切削手冊表 3.16，當(dāng) d0=125mm，Z=12，ap7.5，fz0.18mm/z 時， vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系數(shù) 為：kMV= 1.0，kSV= 0.8。切 削速度計(jì)算公式為： vpvezvpTc kuayfxqdm0 其中 ， ， ， ， ， ，ae72p4245C.15.0 xv3.yv ， ， ， ， ，8.0.1kSvMv .uv0v32.min8T ， ，將以上數(shù)據(jù)代入公式：zmfz/8.0Zin/142 .012.735.081.80243.vc 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： 。 min/6rdvwcs 17 根據(jù)簡明手冊表 4.2-36，選擇 nc=300r/min，vfc=390mm/min，因此實(shí)際進(jìn) 給量和每分鐘進(jìn)給量為： vc= = m/min=118m/min10 nd30254. f zc=v fc/ncz=390/30012 mm/z=0.1mm/z 5)校驗(yàn) 機(jī)床功率 根據(jù)切削手冊表 3.24，近似為 Pcc=3.3kw，根據(jù)機(jī)床使用說明書，主軸允 許功率 Pcm=4.50.75kw=3.375kwPcc。故校驗(yàn)合格最 終確定： ap=4.0mm，nc=300r/min，vf=390mm/s，vc=118m/min，fz=0.1mm/z。 6)計(jì)算基本工時 tmL/ vf ，L=l+ y+，l=176mm. 查切削手冊表 3. 26，入切量及超切量為：y+=40mm ，則： tmL/ Vf=(176+40)/390=0.81min. （2）精銑 20、50 下端面，以 T2 為粗基準(zhǔn)。 刀具：YG6 硬質(zhì)合金端銑刀； 機(jī)床：X51 立式數(shù)控銑床； 查切削手冊表 3.5，進(jìn)給量為： ，取為 0.5mm/rmin/0.15fz 參考有關(guān)手冊，確定 ，采用 YG6 硬 質(zhì)合金端銑刀，in/124mv ，則：,125zmdw in/31650rdnws 現(xiàn)采用 X51 立式數(shù)控銑床，根據(jù) 簡明手冊表 4.2-36，取 ，故min/30rw 實(shí)際切削速度： in/75.103251nvw 當(dāng) 時，工作臺每分鐘進(jìn)給量：mi/30rnw ，取為 980mm/minmin/835.zfm 本工序切削時間為： min 62.0915722fltm 18 工序 02 粗銑、精銑 20 上端面，以 T4 為定位基準(zhǔn)，采用 X51 立式數(shù)控銑 床加專用夾具；粗銑、精銑 50 上端面，以 T4 為定位基準(zhǔn)，采用 X51 立式數(shù)控銑 床加專用夾具 （1） 粗銑 20、50 上端面，以 T4 為定位基準(zhǔn)。 切削用量和時間定額及其計(jì)算過程同工序 01。 （2） 精銑 20 上端面，以 T1 為定位基準(zhǔn)。 切削用量同工序 01； 精銑時 ；mdy1250 基本工時： 。 31.09876fltm （3）粗銑 50 上端面，以 T4 為定位基準(zhǔn)。 刀具：YG6 硬質(zhì)合金端銑刀， ,40Zd 機(jī)床：X51 立式銑床 根據(jù)切削手冊查得， 。根據(jù)簡明手冊表 4.2-mazfpz,/13. 36 查得，取： ，故 實(shí)際切削速度： min/30rnw in/7.04dvw 當(dāng) 時，工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：in/30rn mi/39013.Zfwzm 查說明書，取 in/4 計(jì)算切削基本工時： yL821072 因此， in05.398ftm 工序 03 鉆、擴(kuò) 20 孔；粗 鉸、精鉸 20 孔；以 32 外圓和 T2 為基準(zhǔn)；采用 Z525 立式數(shù)控鉆床加專用夾具；粗鏜、半精鏜 50 孔，以 D1 為定位基準(zhǔn)，采用 T616 臥式數(shù)控鏜床加專用夾具 （1） 鉆、擴(kuò) 20 孔，以 32 外圓和 T2 為基準(zhǔn)。 1） 選擇鉆頭 根據(jù)切削手冊表 2.1.2.2，選擇高速鋼麻花鉆鉆頭，粗鉆時 do=18mm，鉆頭 采用雙錐后磨橫刀，后角 o12，二重刃 長度 b=3.5mm,橫刀長 b=2mm,寬 l=4mm,棱帶長 度 ， ， ml5.11023 19 2） 選擇切削用量 確定進(jìn)給 量 按加工要求確定進(jìn)給量：查切削手冊 ，rmf/53.04 ，由切削手冊表 2.7,系數(shù)為 0.5,則： 367.18 0dl rf /)265.01.(50)3.4.0( 按鉆頭強(qiáng)度選擇:查切削手冊表 2.8,鉆頭允許進(jìn)給 量為： ；rf/0.2 按機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度選擇：查切削手冊表 2.9，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許軸向力為 8330N 時， 進(jìn)給 量為 。以上三個進(jìn)給量比較得出，受限制的進(jìn)給量rmf/93.0 是工藝要求，其值為：0.2150.265mm/r。根據(jù)簡明手冊 表 4.2-16,最終選擇進(jìn)給 量 。rf/2.0 根據(jù)切削手冊表 2.19 查出,鉆孔時軸向力 Ff=2500N，軸向力修正系數(shù)為 1.0，故 Ff=2500N。根據(jù) Z525 立式鉆床使用說明書 ，機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的最大軸 向力為 8830NFf，故所 選進(jìn)給量可用。 確定鉆頭 磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命 后刀面最大磨損限度（查簡明手冊）為 0.6mm，壽命 min45T 切削速度 查切削手冊表 2.30，切削速度計(jì)算公式為： （m/min） vyxpmvckfaTdz0 其中， ， ， ， ， ， ，5.9Cvd18025.v1.9pa0vx ， ，查得修正系數(shù)： ， ， ，故 實(shí)際的切.0vy2f T850lv.1tk 削速度： min/.9.2.016.5.250.vc 檢驗(yàn)機(jī)床扭矩及功率 查切削手冊表 2.20，當(dāng) f0.26, do19mm 時， Mt=31.78Nm，修正系數(shù)均 為 1.0，故 MC=31.78 Nm。 查機(jī)床使用說明書：Mm =144.2 Nm。 查切削手冊表 2.23,鉆頭消耗功率：Pc=1.3kw 。 查機(jī)床使用說明書， 。kwPE26.81.02 20 由于 ， ，故切削用量可用，即：mcMECP ， ，rf/2.0in/27rncmin/4.15vc 3） 計(jì)算工時 i6.02.83fLtm 4） 擴(kuò)孔至 19.8 查切削手冊表 2.10，擴(kuò)孔進(jìn)給量為： ，并由機(jī)床使用說rmf/.7 明書最終選定進(jìn)給量為： 。rf/81.0 根據(jù)資料，切削速度 ，其中 為用鉆頭鉆同樣尺寸實(shí)心孔時的切鉆v4鉆 削速度，故： ， ，根據(jù)機(jī)床使min/8.3594.0v in/1.68.1930rs 用說明書選取： 。7rnw 基本工時： in4.081.9.0yLt （3）粗鉸、精鉸 20 孔；以 32 外圓和 T2 為基準(zhǔn)。 1） 粗鉸至 m4.9 刀具：專用鉸刀 機(jī)床：Z525 立式鉆床 根據(jù)有關(guān)手冊的規(guī)定，鉸刀的進(jìn)給量為 0.81.2mm/z,進(jìn)給量取fz 0.81mm/r，機(jī)床主軸轉(zhuǎn) 速取為 =140r/min，則其切削速度為：fz nw 。min/7.8dv 機(jī)動時切削工時， =38mm，30l i34.01.4fntwm 2） 精鉸至 刀具： dw0 機(jī)床：Z525 立式數(shù)控鉆床 根據(jù)有關(guān)手冊的規(guī)定，鉸刀的進(jìn)給量取 0.48mm/r，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速取為：f =140r/min，則其切削速度為：nw min/8.dnv 機(jī)動時切削工時， =38mm830l i57.04.13ftwm 21 機(jī)床：X51 立式數(shù)控銑床 刀具：硬 質(zhì)合金立銑刀（鑲齒螺旋形刀片），由切削手冊表 3.6 查得： ， ,即 27m/min，因此，smv/45.0min/08.,60fzdzi/21471rvnws 現(xiàn)采用 X51 立式銑床，取 ，工作臺每分鐘進(jìn)給量 應(yīng)為：in/0rfm ，m8.12608.nzfwm 查機(jī)床使用說明書，取 。i/fm 銑削基本工時： n4.07t i68.12.tm （3） 粗鏜、半精鏜 50 孔，以 D1 為定位基準(zhǔn) 1） 粗鏜 50 孔，以 D1 為定位基準(zhǔn)。 機(jī)床：T60 臥式數(shù)控鏜床 單邊余量 可一次切除，則 。根據(jù)簡明手冊4.2-20,5.2Zmap5.2 查得，取 。根據(jù)簡明手冊4.2-21 查 得，取： 。rmf/0 in/20r 計(jì)算切削基本工時： in13.052.1fLtm 2） 半精鏜 50 孔，以 D1 做定位基準(zhǔn)。 單邊余量 ,可一次切除，則 。z0.1map. 由切削手冊表 1.6 查得，進(jìn)給量 取為 0.27mm/r。由,/40rfz 切削手冊表 1.1 查得， ，則：in/vin/637510rdnw 查簡明手冊表 4.2-20， 取為 630r/min。 加工基本工時： mi08.632fnltw 工序 04 銑斜肩，以 D1 和 T2 為定位基準(zhǔn) 刀具：硬質(zhì)合金三面刃銑刀 22 機(jī)床：X51 立式銑床 根據(jù)簡明手冊查得： 。根據(jù)切削手冊查得：1663Zmdw， 因此：,/10.zmfz in/32701rvnws 現(xiàn)采用 X51 立式銑床，?。?，故 實(shí)際切削速度為：in/rmi/8.19061dvw 當(dāng) 時，工作臺每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為：min/30rnw in/60.Zfwz 根據(jù)切削手冊表 4.2-37 查得,?。?。15fm 計(jì)算切削基本工時： ylL.372. 因此： in27.01653ftm 工序 05 精銑 50 端面，以 D1 為基準(zhǔn)，采用 X51 立式數(shù)控 銑床加專用夾具 機(jī)床：X51 立式數(shù)控銑床 刀具：硬 質(zhì)合金立銑刀（鑲齒螺旋形刀片），由切削手冊表 3.6 查得： ， ,即 27m/min，因此，sv/45.0min/08.,60fzdzi/21471rvnws 現(xiàn)采用 X51 立式銑床，取 ，工作臺每分鐘進(jìn)給量 應(yīng)為：in/0rfm ，m8.12608.nzfwm 查機(jī)床使用說明書，取 。i/fm 銑削基本工時： n4.7tin68.124.0tm 工序 06 鉆、鉸 8 錐孔，以 T1 和零件中線為基準(zhǔn) 刀具：專用刀具 23 機(jī)床：Z525 立式鉆床 確定進(jìn)給量 ：根據(jù)切削手冊表 2.7 查得， ，查 Z525f rmf/26.0. 機(jī)床使用說明書，現(xiàn)取 。查切削手冊 表 2.15， ，rm/2.0 in17v 計(jì)算機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： in/6948.711rdvnws 按機(jī)床選取 ，所以實(shí)際切削速度為：i/680w min/6.10.1nvw 計(jì)算切削基本工時： in06.2.684fyltm 工序 07 鉆 M6 底孔，攻螺紋，以 T1 和零件中線為基準(zhǔn) （1） 鉆螺紋底孔 mm8.4 機(jī)床：Z525 立式鉆床 刀具：高速鋼麻花鉆 根據(jù)切削手冊查得，進(jìn)給量為 0.180.22mm/z,現(xiàn)取f f=0.22mm/z，v=17m/min，則： min/128.4701rdvnws 查簡明手冊表 4.2-15，取 。所以 實(shí)際 切削速度為：in/96rin/48.108.1vw 計(jì)算切削基本工時： min047.2.96fyltm （2） 攻螺紋 M6 機(jī)床：Z525 立式鉆床 刀具：絲錐 M6，P=1mm 24 切削用量選為： ，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為： ，min/6/1.0svmin/318rns 按機(jī)床使用說明書選?。?，則 ；機(jī)動時，27rnw i/1.5v ，計(jì)算切削基本工時：ml146 in04.1fltm 工序 08 銑斷，以 D1 為基準(zhǔn) 選擇鋸片銑刀，d=160mm，l=4mm，中 齒，Z=40 采用 X61 臥式銑床 查切削手冊，選擇進(jìn)給量為： ,切削速度為： ，zmf/10.min/27v 則： in/5462710rdvnws 根據(jù)簡明手冊表 4.2-39，取 ，故 實(shí)際 切削速度為：in/rmin/2.50180nvw 此時工作臺每分鐘進(jìn)給量 應(yīng)為：fm i/4.nZfwz 查切削手冊表 4.2-40，剛好有 。in/0fm 計(jì)算切削基本工時： min25.0437fyltm 4 夾具設(shè)計(jì) 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低 勞動強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。 并設(shè)計(jì)工序 03鉆、擴(kuò) 20 孔，粗鉸、精鉸 20 孔; 粗鏜、半精 鏜 50 孔；刀具 為高速鋼麻花鉆。 4.1 問題的提出 本夾具主要用來鉆 20、50 底孔，該孔為通孔，跟撥叉的上下底面有垂直 度的技術(shù)要求要求，在加工 時應(yīng)保證孔的垂直度要求分別為 0.05、0.07。此外在 本工序加工時還應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度，所以為了滿足該要 25 求，在進(jìn)行夾緊撥叉工件時采用了氣缸自動裝置來進(jìn)行裝夾工件，并采用快換鉆 套提高鉆孔的速度，能夠提高加工效率。 4.2 夾具設(shè)計(jì) 4.2.1 定位基準(zhǔn)選擇 由零件圖可知，孔 20、50 為通孔，跟撥叉的上下底面有垂直度的技術(shù)要 求，為使定位誤差為零，應(yīng)該選擇撥叉下底面為定位基準(zhǔn)保證該垂直度要求。此 外，還應(yīng) 以 20 孔外圓柱面 為基準(zhǔn)，從而保 證孔在精度要求。 為了提高加工效率，現(xiàn)決定采用自動夾緊裝置，并采用快換鉆套以利于在鉆 底孔后進(jìn)行精鉸或精鏜。 4.2.2 切削力及夾緊力計(jì)算 刀具：硬質(zhì)合金麻花鉆， （1）鉆 20 時 的夾緊力 由實(shí)際加工的經(jīng)驗(yàn)可知,鉆削時的主要切削力為鉆頭的切削方向,即垂直于工 作臺,查切削手冊表 2.3，切削力計(jì)算公式為： FkfdCFyZf0 其中： ， ， ， ， ， ，410CF2.ZF75.0yFm8.1902.f khFxMF 與加工材料有關(guān),取 0.94； 與刀具刃磨形狀有關(guān),取 1.33； 與刀具磨鈍標(biāo)kMkxF h 準(zhǔn)有關(guān),取 1.0，則： N6.592.12.08.1