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摘 要
本論文是結(jié)合目前實(shí)際生產(chǎn)中，常常發(fā)現(xiàn)僅用通用夾具不能滿足生產(chǎn)要求，用通用夾具裝夾工件生產(chǎn)效率低勞動(dòng)強(qiáng)大，加工質(zhì)量不高，而且往往需要增加劃線工序，而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)兩種夾具：銑床夾具和鉆床夾具，主要包括夾具的定位方案，夾緊方案、對(duì)刀方案，夾具體與定位鍵的設(shè)計(jì)及加工精度等方面的分析。
本設(shè)計(jì)雙孔鉆模夾具有良好的加工精度，針對(duì)性強(qiáng)，主要用于撥叉零件鉆孔工序的加工。其具有夾緊力裝置，具備現(xiàn)代機(jī)床夾具所要求的高效化和精密化的特點(diǎn)，可以有效的減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)力，從而可以有效地減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和增加勞動(dòng)效率。鉆床夾具具有提高生產(chǎn)率、擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍、減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度以及保證生產(chǎn)安全等特點(diǎn)。因此，對(duì)夾具知識(shí)的認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)以及設(shè)計(jì)新式的適合實(shí)際生產(chǎn)的夾具在今天顯得尤為重要起來(lái)。
關(guān)鍵詞：夾具；設(shè)計(jì)；高效；提高
ii
Abstract
The present paper is combing the actual production at present, which is that either using universal fixture cannot meet only production requirements or using universal fixture clamping work-piece to product is poor efficiency and powerful labor and not high processing quality or often it need to increase crossed process, to specially design two fixture: milling fixture and drilling fixture, mainly including schemes of fixture positioning, clamping and cutter, the design of the concrete and the TAB folder and the analysis of machining precisionl.
The milling fixture, having good processing precision and targeted, mainly is used to process dial the fork parts milling flutes. The fixture with clamping force device has the characteristics of efficiency and precision required by modern machine tools. It is so effectively to reduce the processing time and auxiliary time that greatly improve the labor productive, effectively reduce the labor intensity and increase the work efficiency as well. Drilling fixture is good for raising productivity, expanding machine machining scope, reducing labor intensity and ensuring the production safety. Therefore, it is especially important to learn and study the knowledge of fixture and design new suitable for practical production fixture nowadays.
Key words：fixture；design；efficiency；increase
III
目 錄
第一章 緒論…………………………………………………………………………… 1
1.1 夾具概念…………………………………………………………………………1
1.2 夾具的主要功能…………………………………………………………………1
1.3 夾具的分類(lèi)………………………………………………………………………1
1.3.1 按夾具的通用特性分類(lèi)…………………………………………………1
1.3.2 按夾具的動(dòng)力源分類(lèi) ……………………………………………………2
1.4 夾具的組成………………………………………………………………………2
1.5 常用定位元件及選用……………………………………………………………3
1.5.1 工件以平面定位…………………………………………………………3
1.5.2 工件以外圓柱定位………………………………………………………3
1.5.3 工件以內(nèi)孔定位…………………………………………………………3
1.6 機(jī)床夾具的現(xiàn)狀及發(fā)展方向……………………………………………………4
1.6.1 機(jī)床夾具的現(xiàn)狀…………………………………………………………4
1.6.2 機(jī)床夾具的發(fā)展方向……………………………………………………4
第2章 夾具設(shè)計(jì)………………………………………………………………………6
2.1 加工零件的介紹…………………………………………………………………6
2.2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)……………………………………………………………………7
2.2.1 加工工藝過(guò)程……………………………………………………………7
2.2.2 確定各表面加工方法……………………………………………………7
2.2.3 加工考慮因素……………………………………………………………7
2.2.4 上端面的加工……………………………………………………………7
2.2.5 孔的加工…………………………………………………………………8
2.3 確定定位基準(zhǔn)……………………………………………………………………8
2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇……………………………………………………………8
2.3.2 精基準(zhǔn)的選擇……………………………………………………………8
2.3.3 擬定定位方案……………………………………………………………9
2.3.4 選擇定位元件……………………………………………………………10
2.3.5 定位誤差的計(jì)算…………………………………………………………11
2.4 工藝路線的擬定…………………………………………………………………11
2.4.1 工序的合理組合…………………………………………………………12
2.4.2 工序的集中與分散………………………………………………………12
2.4.3 加工階段的劃分…………………………………………………………13
2.4.4 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求……………………………………………………14
2.4.5 加工工藝路線方案的確定………………………………………………14
2.4.6 確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差…………………………………15
2.4.7 選擇機(jī)床…………………………………………………………………16
2.4.8 選擇刀具…………………………………………………………………17
2.4.9 確定夾具類(lèi)型……………………………………………………………17
2.5 夾緊方案的選擇…………………………………………………………………17
2.5.1 確定夾緊方案……………………………………………………………17
2.5.2 夾緊力的估算 …………………………………………………………18
2.6 撥叉的偏差計(jì)算…………………………………………………………………20
2.7 確定切削用量及基本工時(shí)………………………………………………………21
2.8 導(dǎo)向裝置的選擇…………………………………………………………………25
2.9 驗(yàn)算中心距………………………………………………………………………26
2.10 驗(yàn)算兩孔平行度精度…………………………………………………………27
2.11 夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………………28
2.12 夾具的零件工作圖的設(shè)計(jì)……………………………………………………29
2.12.1 底板的設(shè)計(jì)……………………………………………………………29
2.12.2 支撐架的設(shè)計(jì)…………………………………………………………30
2.12.3 左立板的設(shè)計(jì)…………………………………………………………31
2.12.4 壓板的設(shè)計(jì)……………………………………………………………32
2.12.5 鉆模板的設(shè)計(jì)…………………………………………………………33
2.13 夾具的使用說(shuō)明………………………………………………………………33
2.14 繪裝配圖………………………………………………………………………34
第3章 設(shè)計(jì)小結(jié)………………………………………………………………………35
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………………36
致謝…………………………………………………………………………………………37
iv
第一章 緒論
1.1 夾具概念
夾具是在機(jī)械制造過(guò)程中，用來(lái)固定加工對(duì)象，使之占有正確的位置，以接受加工或檢測(cè)并保證加工要求的機(jī)床附加裝置，簡(jiǎn)稱(chēng)為夾具。在我們實(shí)際生產(chǎn)中夾具的作用是將工件定位，以使加工工件獲得相對(duì)于機(jī)床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。
1.2 夾具的主要功能
在機(jī)床上加工工件的時(shí)候，必須用夾具裝好夾牢所要加工工件。將工件裝好，就是在機(jī)床上確定工件相對(duì)于刀具的正確位置，這一過(guò)程稱(chēng)為定位。將工件夾緊，就是對(duì)工件施加作用力，使之在已經(jīng)定好的位置上將工件可靠地夾緊，這一過(guò)程稱(chēng)為夾緊。從定位到夾緊的全過(guò)程，稱(chēng)為裝夾。
1.3 夾具的分類(lèi)
夾具的種類(lèi)很多，形狀千差萬(wàn)別。為了設(shè)計(jì)、制造和管理的方便，往往按某一屬性進(jìn)行分類(lèi)。
1.3.1按夾具的通用特性分類(lèi)
目前中國(guó)常用夾具有通用夾具、專(zhuān)用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具和自動(dòng)線夾具等五大類(lèi)。
1．通用夾具
通用夾具是指結(jié)構(gòu)、尺寸已規(guī)格化，且具有一定通用性的夾具。其優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng)、不需要調(diào)整或稍加調(diào)整即可裝夾一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的各種工件。這類(lèi)夾具已商品化。如三爪自定心卡盤(pán)、四爪單動(dòng)卡盤(pán)、臺(tái)虎鉗、萬(wàn)能分度頭、頂尖、中心架、電磁吸盤(pán)等。采用這類(lèi)夾具可縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，減少夾具品種，從而減低生產(chǎn)成本。其缺點(diǎn)是夾具的加工精度不高，生產(chǎn)力較低且較難裝夾形狀復(fù)雜的工件，故適用于單件小批量生產(chǎn)中。
2．專(zhuān)用夾具
專(zhuān)用夾具是針對(duì)某一工件的某一道工序的加工要求而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)和制造的夾具。特點(diǎn)是針對(duì)性強(qiáng)。適用與產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。
3．可調(diào)夾具
夾具的某些元件可調(diào)整或可更換，已適應(yīng)多中工件的夾具，稱(chēng)為可調(diào)夾具。它還分通用可調(diào)夾具和成組夾具兩類(lèi)。
4．組合夾具
組合夾具是由可循環(huán)使用的標(biāo)準(zhǔn)夾具零部件（或?qū)Ｓ昧悴考┙M裝成易于連接和拆卸的夾具。根據(jù)被加工零件的工藝要求可以很快地組裝成專(zhuān)用夾具，夾具使用完畢，可以方便地拆開(kāi)。夾具主要應(yīng)用在單件，中、小批多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種較經(jīng)濟(jì)的夾具。
5．自動(dòng)線夾具
自動(dòng)線夾具一般分為兩種，一種為固定式夾具，它與專(zhuān)用夾具相似；另一種為隨行夾具，使用中夾具隨工件一起運(yùn)動(dòng)，并將工件沿著自動(dòng)線從一個(gè)工位移至下一個(gè)工位進(jìn)行加工。
1.3.2按夾具的動(dòng)力源分類(lèi)
按夾具夾緊動(dòng)力源可將夾具分為手動(dòng)夾具和機(jī)動(dòng)夾具兩大類(lèi)。為減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和確保安全生產(chǎn)，手動(dòng)夾具應(yīng)有擴(kuò)力機(jī)構(gòu)與自鎖性能。常用的機(jī)動(dòng)夾具有氣動(dòng)夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動(dòng)夾具、電磁夾具、真空夾具和離心力夾具等。
上述各分類(lèi)中：最常用的分類(lèi)方法是，按通用，專(zhuān)用和組合進(jìn)行分類(lèi)。
1.4 夾具的組成
雖然夾具的種類(lèi)繁多，但它們的工作原理基本上是相同的。將各類(lèi)夾具中，作用相同的結(jié)構(gòu)或元件加以概括，可得出夾具一般所共有的以下幾個(gè)組成部分，這些組成部分既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系。
1．定位支承元件
定位支承元件的作用是確定工件在夾具中的正確位置并支承工件，是夾具的主要功能元件之一。定位支承元件的定位精度直接影響工件加工的精度。
2．夾緊裝置
夾緊元件的作用是將工件壓緊夾牢，并保證在加工過(guò)程中工件的正確位置不變。
3．連接定向元件
這種元件用于將夾具與機(jī)床連接并確定夾具對(duì)機(jī)床主軸、工作臺(tái)或?qū)к壍南嗷ノ恢谩?
4．對(duì)刀元件或?qū)蛟?
這些元件的作用是保證工件加工表面與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工正確位置的元件稱(chēng)為對(duì)刀元件，用于確定刀具位置并引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工的元件稱(chēng)為導(dǎo)向元件。
5．其它裝置或元件
根據(jù)加工需要，有些夾具上還設(shè)有分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、工件頂出機(jī)構(gòu)、電動(dòng)扳手和平衡塊等，以及標(biāo)準(zhǔn)化了的其它聯(lián)接元件。
6．夾具體
夾具體是夾具的基體骨架，用來(lái)配置、安裝各夾具元件使之組成一整體。常用的夾具體為鑄件結(jié)構(gòu)、鍛造結(jié)構(gòu)、焊接結(jié)構(gòu)和裝配結(jié)構(gòu)，形狀有回轉(zhuǎn)體形和底座形等形狀。
上述各組成部分中，定位元件、夾緊裝置、夾具體是夾具的基本組成部分。
1.5 常用定位元件及選用
工件在夾具中要想獲得正確定位，首先應(yīng)正確選擇定位基準(zhǔn)，其次是選擇合適的定位元件。工件定位時(shí)，工件定位基準(zhǔn)和夾具的定位元件接觸形成定位副，以實(shí)現(xiàn)工件的六點(diǎn)定位。用定位元件選用時(shí)，應(yīng)按工件定位基準(zhǔn)面和定位元件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行選擇。
1.5.1工件以平面定位
1.以面積較小的已經(jīng)加工的基準(zhǔn)平面定位時(shí)，選用平頭支承釘，以基準(zhǔn)面粗糙不平或毛坯面定位時(shí)，選用圓頭支承釘，側(cè)面定位時(shí)，可選用網(wǎng)狀支承釘。
2.以面積較大、平面度精度較高的基準(zhǔn)平面定位時(shí)，選用支承板定位元件，用于面定位時(shí)用不帶斜槽的支承板，通常盡可能選用帶斜槽的支承板，以利清除切屑。
3.以毛坯面，階梯平面和環(huán)形平面作基準(zhǔn)平面定位時(shí)，選用自位支承作定位元件。但須注意，自位支承雖有兩個(gè)或三個(gè)支承點(diǎn)，由于自位和浮動(dòng)作用只能作為一個(gè)支承點(diǎn)。
4.以毛坯面作為基準(zhǔn)平面，調(diào)節(jié)時(shí)可按定位面質(zhì)量和面積大小分別選用可調(diào)支承作定位元件。
5.當(dāng)工件定位基準(zhǔn)面需要提高定位剛度、穩(wěn)定性和可靠性時(shí)，可選用輔助支承作輔助定位元件，但須注意，輔助支承不起限制工件自由度的作用，且每次加工均需重新調(diào)整支承點(diǎn)高度，支承位置應(yīng)選在有利工件承受夾緊力和切削力的地方。
1.5.2工件以外圓柱定位
1.當(dāng)工件的對(duì)稱(chēng)度要求較高時(shí)，可選用V形塊定位。V形塊工作面間的夾角α常取60°、90°、120°三種，其中應(yīng)用最多的是90°V形塊。90°V形塊的典型結(jié)構(gòu)和尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化，使用時(shí)可根據(jù)定位圓柱面的長(zhǎng)度和直徑進(jìn)行選擇。V形塊結(jié)構(gòu)有多種形式，有的V形塊適用于較長(zhǎng)的加工過(guò)的圓柱面定位；有的V形塊適于較長(zhǎng)的粗糙的圓柱面定位；有的V形塊適用于尺寸較大的圓柱面定位，這種V形塊底座采用鑄件，V形面采用淬火鋼件，V塊是由兩者鑲合而成。
2.當(dāng)工件定位圓柱面精度較高時(shí)（一般不低于IT8），可選用定位套或半圓形定位座定位。大型軸類(lèi)和曲軸等不宜以整個(gè)圓孔定位的工件，可選用半圓定位座。
1.5.3工件以內(nèi)孔定位
1.工件上定位內(nèi)孔較小時(shí)，常選用定位銷(xiāo)作定位元件。圓柱定位銷(xiāo)的結(jié)構(gòu)和尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，不同直徑的定位銷(xiāo)有其相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式，可根據(jù)工件定位內(nèi)孔的直徑選用。當(dāng)工件圓柱孔用孔端邊緣定位時(shí)，需選用圓錐定位銷(xiāo)。當(dāng)工件圓孔端邊緣形狀精度較差時(shí)，選用圓錐定位銷(xiāo)；當(dāng)工件需平面和圓孔端邊緣同時(shí)定位時(shí)，選用浮動(dòng)錐銷(xiāo)。
2.在套類(lèi)、盤(pán)類(lèi)零件的車(chē)削、磨削和齒輪加工中，大都選用心軸定位，為了便于夾緊和減小工件因間隙造成的傾斜，當(dāng)工件定位內(nèi)孔與基準(zhǔn)端面垂直精度較高時(shí)，常以孔和端面聯(lián)合定位。因此，這類(lèi)心軸通常是帶臺(tái)階定位面的心軸，當(dāng)工件以內(nèi)花鍵為定位基準(zhǔn)時(shí)，可選用外花鍵軸，當(dāng)內(nèi)孔帶有花鍵槽時(shí)，可在圓柱心軸上設(shè)置鍵槽配裝鍵塊；當(dāng)工件內(nèi)孔精度很高，而加工時(shí)工件力矩很小時(shí)，可選用小錐度心軸定位。
綜上：正確定位，必須選對(duì)定位基準(zhǔn)。
1.6 機(jī)床夾具的現(xiàn)狀及發(fā)展方向
夾具最早出現(xiàn)在18世紀(jì)后期。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門(mén)類(lèi)齊全的工藝裝備。
1.6.1機(jī)床夾具的現(xiàn)狀
有關(guān)統(tǒng)計(jì)表明，目前的中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類(lèi)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)的需求與競(jìng)爭(zhēng)。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專(zhuān)用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬(wàn)套專(zhuān)用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3～4年就要更新50～80％左右專(zhuān)用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為10～20％左右。特別是近年來(lái)，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(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．能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具；
4．能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具；
5．采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；
6.提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。
1.6.2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)為標(biāo)準(zhǔn)化、精密化、高效化和柔性化等四個(gè)方面。
1.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。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(lèi)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。
2.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(lèi)型很多，例如用于精密分度的多齒盤(pán)，其分度精度可達(dá)±0.1"；用于精密車(chē)削的高精度三爪自定心卡盤(pán)，其定心精度為5μm。
3.高效化
高效化夾具主要用來(lái)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(jiàn)的高效化夾具有自動(dòng)化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。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(chē)床上使用高速三爪自定心卡盤(pán)，可保證卡爪在試驗(yàn)轉(zhuǎn)速為9000r/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。目前，除了在生產(chǎn)流水線、自動(dòng)線配置相應(yīng)的高效、自動(dòng)化夾具外，在數(shù)控機(jī)床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動(dòng)裝夾工件的夾具以及自動(dòng)更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機(jī)床的效率。
4.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(guò)調(diào)整、組合等方式以適應(yīng)可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(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(lèi)主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴(kuò)大夾具的柔性化程度，改變專(zhuān)用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu)，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當(dāng)前夾具發(fā)展的主要方向。
第二章 夾具設(shè)計(jì)
2.1加工零件的介紹
附：產(chǎn)品零件如圖2.1
圖2.1 零件圖
撥叉零件是機(jī)床變速箱里用于撥動(dòng)齒輪的零件，要求對(duì)齒輪撥位準(zhǔn)確，因此有一定的加工精度要求。又由于撥叉零件的形狀不是很規(guī)范，因此在機(jī)床上使用通用夾具難于加工，故需設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。撥叉類(lèi)零件主要加工面是平面和孔。
然而本夾具是用來(lái)加工Φ12H7、Φ25H7孔，加工本道工序應(yīng)注意該工藝孔應(yīng)與短端面有一定的垂直度要求，為保證形位公差，需要在加工時(shí)用應(yīng)用短端面為精基準(zhǔn)；該零件的尺寸精度也有一定的要求，應(yīng)保證該夾具與零件之間有良好的接觸關(guān)系。在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，主要應(yīng)考慮如何定位才能加工出合格的零件，如何才能降低勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
該撥叉零件材料QT40-17,毛坯為精鑄件，生產(chǎn)批量為2000件／年。
2.2工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.2.1加工工藝過(guò)程
由以上分析可知。該撥叉零件的主要加工表面是平面和孔。一般來(lái)說(shuō)，保證平面的加工精度要比保證孔的加工精度容易。因此，對(duì)于撥叉2來(lái)說(shuō)，加工過(guò)程中的主要問(wèn)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。
由上工藝分析知，上端面與孔有位置度公差，所以，保證孔的高精度是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)、難點(diǎn)。
2.2.2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)于設(shè)計(jì)撥叉2的加工工藝來(lái)說(shuō)，應(yīng)選擇能夠滿足孔的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。
2.2.3加工考慮因素
（1）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。
（2）根據(jù)生產(chǎn)類(lèi)型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專(zhuān)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。
（3）考慮被加工材料的性質(zhì)。
（4）考慮工廠或車(chē)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。
（5）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。
2.2.4 上端面的加工
查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》可以確定，上端面的加工方案為：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。
2.2.5 孔的加工
查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》，由于預(yù)制孔的精度為H12，所以確定預(yù)制孔的加工方案為：一次鉆孔，由于在拉削過(guò)程中才能保證預(yù)制孔表面精度，所以，在加工孔前預(yù)制孔的精度可適當(dāng)降低。
2.3 確定定位基準(zhǔn)
2.3.1 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：
（1）．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(chēng)、少裝夾等。
（2）．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。
（3）．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。
（4）．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。
（5）．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，能保證撥叉2在整個(gè)加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從撥叉C零件圖分析可知，選擇作為撥叉2加工粗基準(zhǔn)。
2.3.2 精基準(zhǔn)的選擇
（1）．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。
（2）．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(lái)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(lèi)零件常用頂針孔作為定位基準(zhǔn)。車(chē)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(shū)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。
（3）．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(wú)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，能保證撥叉2在整個(gè)加工過(guò)程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從撥叉C零件圖分析可知，它的孔，適于作精基準(zhǔn)使用。
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)。
表2.1 加工表面的基準(zhǔn)
序號(hào)
加工部位
基準(zhǔn)選擇
1
Φ10mm孔粗加工
Φ25mm孔外端面
2
Φ12mm孔與Φ25mm孔粗加工
Φ10mm空內(nèi)端面
3
上端面粗加工
下端面
4
上端面反面粗加工
上端面
5
下端面粗加工
上端面
6
上端面半精加工
下端面
7
上端面反面半精加工
上端面
8
下端面半精加工
上端面
9
Φ10mm孔半精加工
Φ25mm孔外端面
10
Φ12mm孔與Φ25mm孔半精加工
Φ12mm孔與Φ25mm孔精加工
Φ10mm空內(nèi)端面
2.3.3擬定定位方案：
本次設(shè)計(jì)的夾具——在鉆床上鉆削Φ12H7、Φ25H7孔，屬鉆床夾具。鉆削Φ12H7、Φ25H7孔夾具用于第13道工序，如產(chǎn)品零件圖所示；
經(jīng)分析可知，在本工序之前已加工好的表面為:
(1) 長(zhǎng)端端面。
(2) 長(zhǎng)端反端面。
(3) 短端端面。
(4) Φ10H8孔。
（1）以加工過(guò)的長(zhǎng)端面為主要定位基準(zhǔn)，以孔Φ25H7及Φ12H7為定位基準(zhǔn)，用平面、V形塊和擋料銷(xiāo)定位，限制工件6個(gè)自由度。這種定位、工件安裝穩(wěn)定。能保證Φ25H7孔壁均勻，但因定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，Φ25H7孔與已加工孔Φ12H7的中心距很難保證。而且鉆模版不在同一個(gè)平面，夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜。工作裝卸也不方便
（2）以右圖所示坐標(biāo)系為例，為鉆削Φ12H7、
Φ25H7孔，在圖2中，根據(jù)技術(shù)要求，本次設(shè)計(jì)的夾具應(yīng)該限制工件五個(gè)方向的自由度，分別是：x、y軸的線自由度和旋轉(zhuǎn)自由度和z軸的旋轉(zhuǎn)自由度。z軸的線自由度可限制，也可不限制。考慮到前四個(gè)工序已加工完成，并保證他們的精度要求和兩孔應(yīng)該同時(shí)鉆，所以選擇以短端端面為第一基準(zhǔn)面，即可限制工件的三個(gè)自由度。在工件的側(cè)面加一短的V型塊限制兩個(gè)自由度，在底面再加一短圓柱銷(xiāo)在Φ10H8孔上，此支撐釘和V型塊在一起限制三個(gè)自由度，所以實(shí)際限制了工件的六個(gè)自由度，即：X、Y、Z三個(gè)方向的線性自由度和旋轉(zhuǎn)自由度。
綜合分析后，決定采用第二種定位方案。
2.3.4選擇定位元件：
以底面為第一定位基準(zhǔn)面，在底面放置一個(gè)固定短圓柱銷(xiāo)來(lái)限制工x軸方向和y軸方向的線自由度，底面為大平面限制z軸方向的線自由度和繞x軸和y軸的旋轉(zhuǎn)自由度，側(cè)面為第二定位基準(zhǔn)面，由于要限制工件繞Y軸的旋轉(zhuǎn)自由度，并且考慮到工件為圓柱型，選擇一個(gè)V型塊為定位元件，實(shí)際限制六個(gè)自由度即X、Y、Z軸方向的線性自由度和繞X，Y，Z軸的旋轉(zhuǎn)自由度；定位方案能夠保證加工尺寸精度和兩孔平行度要求。
定位方案如圖所示：
圖2.1 夾緊圖
確定V型塊的制造形式
零件的材料為鑄鐵，要求有一定的強(qiáng)度要求，輪廓尺寸不大，且形狀亦不太復(fù)雜，做毛坯可采用鑄造成型。
毛坯尺寸、形狀的確定：
a模具零件毛坯應(yīng)考慮為模具加工提供方便應(yīng)盡可能 根據(jù)所需的尺寸確定毛坯，以免浪費(fèi)加工工時(shí)，提高模具成本。
b確定毛坯尺寸還應(yīng)考慮毛坯在制造過(guò)程生產(chǎn)的各種缺陷（如裂紋、脫碳層、氧化皮等），在加工時(shí)必須完全去除以免影響模具的質(zhì)量。
c毛坯形狀應(yīng)盡可能與模具零件形狀一致，以減少機(jī)械加工的工作量。
2.3.5定位誤差的計(jì)算：
本工序的定位誤差主要以兩支撐釘?shù)亩ㄎ徽`差為主，V型塊主要起輔助作用，具體分析過(guò)程如下：
（1）基準(zhǔn)不重合誤差為0；
（2）定位引起的誤差：
平面產(chǎn)生的位移誤差，該誤差由加工平面時(shí)的精度決定，一般很小，可以忽略不計(jì)，所以總誤差也很小，定位誤差顯然在工件允許誤差的范圍內(nèi)，所以加工精度足以保證。
2.4 工藝路線的擬訂
對(duì)于小批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。撥叉2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：先加工預(yù)制孔，再加工平面，最后以平面定位粗、精加工撥叉上的孔。
后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開(kāi)和先面后孔的原則。
2.4.1 工序的合理組合
確定加工方法以后，就按生產(chǎn)類(lèi)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(guò)程的工序數(shù)。確定工序數(shù)的基本原則：
（1）工序分散原則
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。
（2）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(zhuān)用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專(zhuān)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(zhuān)用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專(zhuān)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%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200mg。
2.4.2 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。
（1）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(zhuān)用機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。但采用復(fù)雜的專(zhuān)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。
（2）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。
工序集中與工序分散各有特點(diǎn)，必須根據(jù)生產(chǎn)類(lèi)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(zhuān)用設(shè)備，工序集中程序受到限制。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的專(zhuān)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(guò)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。
2.4.3 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(guò)程劃分為幾個(gè)階段：
（1）粗加工階段
粗加工的目的是切去絕大部分多余的金屬，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Ra=80~100μm。
（2）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Ra=10~1.25μm。
（3）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。
（4）光整加工階段
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(kāi)。必須明確劃分階段是指整個(gè)加工過(guò)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(lèi)的粗加工。
2.4.4 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求
（1）撥叉為鑄造件，對(duì)毛坯的結(jié)構(gòu)工藝有一定要求：
①鑄件的壁厚應(yīng)合適、均勻，不得有突然變化。
②鑄造圓角要適當(dāng)，的得有尖棱、尖角。
③鑄件的結(jié)構(gòu)要盡量簡(jiǎn)化，并要有合理的起模斜度，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。
（2）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(lèi)形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問(wèn)題但要保證零件的使用性能。在毛坯的種類(lèi)
形狀及尺寸確定后，必要時(shí)可據(jù)此繪出毛坯圖。
2.4.5加工工藝路線方案的確定
撥叉2工藝過(guò)程為：
（1） 鑄造毛坯
（2） 時(shí)效處理
（3） 劃線
（4）在鉆床上粗加工Φ10H8孔
（5）在鉆床上粗加工Φ12H7、Φ25H7孔
（6）粗銑長(zhǎng)端面
（7）粗銑長(zhǎng)端反端面
（8）粗銑短端面
（9）半精銑長(zhǎng)端面
（10）半精銑長(zhǎng)端反端面
（11）半精銑短端面
（12）在鉆床上半精加工Φ10H8孔
（13）在鉆床上精加工Φ12H7、Φ25H7孔
2.4.6 確定機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差
加工余量可采用查表修正法確定。確定工序尺寸的一般方法是：由加工表面的最后工序往前推算，最后工序的工序尺寸按零件圖樣的要求標(biāo)注。當(dāng)無(wú)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時(shí)，同一表面多次加工的工序尺寸只與工序（或工步）的加工余量有關(guān)。當(dāng)基準(zhǔn)不重合時(shí)，工序尺寸用工藝尺寸鏈求算。中間工序尺寸按“單向、入體”原則標(biāo)注，但毛坯和孔心距公差帶一般取雙向?qū)ΨQ(chēng)布置。中間工序尺寸的公差可從相應(yīng)的加工經(jīng)濟(jì)精度表中查得。
零件第一道工序各工步無(wú)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，其余各表面加工均用統(tǒng)一基準(zhǔn)且基準(zhǔn)重合，故只需查得加工余量，便可確定工序尺寸。
在確定加工順序后，根據(jù)該工件的生產(chǎn)規(guī)模以及工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與技術(shù)條件，為了盡可能地減少工件的安裝次數(shù)，在一次安裝中加工多個(gè)表面，以便于保證高的表面相互位置精度，考慮使用通用機(jī)床配以專(zhuān)用夾具，并采用工序集中的原則來(lái)組合工序。
工序集中和分散各有特點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，技術(shù)要求，現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)條件和產(chǎn)品的發(fā)展情況來(lái)綜合考慮。一般情況下，單件小批生產(chǎn)適于采用工序集中的原則。而大批量生產(chǎn)則可以集中，也可以分散。由于數(shù)控機(jī)床，加工中心，柔性制造系統(tǒng)等的發(fā)展，今后發(fā)展趨向于采用工序集中且柔性較高的原則來(lái)組織生產(chǎn)。
合理選擇加工余量對(duì)零件的加工質(zhì)量和整個(gè)工藝過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性都有很大影響。余量過(guò)大，則浪費(fèi)材料及工時(shí)，增加機(jī)床和刀具的消耗；余量過(guò)小，則不能去掉加工前存在的誤差和缺陷層，影響加工質(zhì)量，造成廢品。所以合理確定加工余量是一項(xiàng)很重要的工作。故應(yīng)在保證在保證加工質(zhì)量的前提下盡量減少加工余量。確定工序加工余量的方法有以下三種：
1）分析計(jì)算法；
2）查表修正法；
3）經(jīng)驗(yàn)估算法。
工藝路線確定后，就要計(jì)算各個(gè)工序加工時(shí)所應(yīng)能達(dá)到的工序尺寸及其公差的確定與工序余量的大小，工序尺寸的標(biāo)注方法，基準(zhǔn)選擇中間工序安排等密切相關(guān)，是一項(xiàng)繁瑣的工作，但就其性質(zhì)和特點(diǎn)而言，一般可以歸納為以下兩大類(lèi)：
a.在工藝基準(zhǔn)不變的情況下，某表面本身各次加工工序尺寸的計(jì)算。對(duì)于這類(lèi)簡(jiǎn)單的工序尺寸，當(dāng)決定了各工序間余量和工序所能達(dá)到的加工精度后，就可計(jì)算各工序的尺寸和公差。計(jì)算順序是從最后一道工序開(kāi)紿，由后向前推。
b.基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸的計(jì)算。在零件的加工過(guò)程中，為了加工和檢驗(yàn)方便可靠或由于零件表面的多次加工等原因，往往不能直接采用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作定位基準(zhǔn)，出現(xiàn)基準(zhǔn)不重合的情況。形狀較復(fù)雜的零件在加工過(guò)程中需要多次轉(zhuǎn)換定位基準(zhǔn)，這時(shí)工藝尺寸的計(jì)算就比較復(fù)雜，應(yīng)利用尺寸鏈原理進(jìn)行分析和計(jì)算，并對(duì)工序間余量進(jìn)行必要的驗(yàn)算，以確定工序尺寸及其公差。
機(jī)械加工余量對(duì)工藝過(guò)程有一定的影響，余量不夠，不能保證零件的加工質(zhì)量，余量過(guò)大，增加機(jī)械加工勞動(dòng)量，而且增加了材料。刀具能源的消耗，從而增加了成本，所以必須合理安排加工余量。
根據(jù)上述資料和加工工藝，查各種表面的加工余量表分別確定各加工表面的加工余量、工序尺寸及公差，如下表所示。
表2.2 機(jī)械加工余量及工序尺寸
工序號(hào)
工序內(nèi)容
單邊余量（mm）
工序尺寸（mm）
表面粗糙度（μm）
4
粗加工Φ10H8孔
1
20.5
6.3
5
粗加工Φ12H7孔
1
30.5
6.3
粗加工Φ25H7孔
2
125
6.3
6
粗銑長(zhǎng)端A面
粗銑長(zhǎng)端B面
1.8
1.8
50
24
12.5
12.5
7
粗銑長(zhǎng)端反端面
1.8
42
12.5
8
粗銑短端A面
粗銑短端B面
1.8
1.8
50
20
12.5
12.5
9
半精銑長(zhǎng)端A面
半精銑長(zhǎng)端B面
0.7
0.7
50
24
6.3
6.3
10
半精銑長(zhǎng)端反端面
0.7
42
6.3
11
半精銑短端A面
半精銑短端A面
0.7
0.7
50
20
6.3
6.3
12
半精加工Φ10H8孔
0.5
18
3.2
13
半精加工Φ12H7孔
半精加工Φ25H7孔
精加工Φ12H7孔
精加工Φ25H7孔
0.3
1.7
0.2
0.3
28
120
28
120
3.2
3.2
1.6
1.6
2.4.7 選擇機(jī)床
零件的加工精度和生產(chǎn)率在很大程度上是由使用的機(jī)床所決定的。在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)，主要是選擇機(jī)床的種類(lèi)和型號(hào)。選擇時(shí)參考有關(guān)手冊(cè)，產(chǎn)品樣本。選擇工藝裝備即選擇夾具、刀具、量具等，在選擇時(shí)應(yīng)考慮產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)類(lèi)型及生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)；產(chǎn)品的通用化程度及產(chǎn)品的壽命周期；現(xiàn)由設(shè)備、工藝規(guī)程的特點(diǎn)等情況。
(1)工序4、5、12、13
由于孔的尺寸不大，故采用在搖臂鉆床上在鉆用夾具的輔助下進(jìn)行鉆孔效率更高，
(2)工序6、7、8、9、10
為提高效率且考慮到是小批量生產(chǎn)，以所選用的機(jī)床使用范圍較廣為宜，因此，選用X51立式升降臺(tái)銑床能滿足加工要求。
2.4.8 選擇刀具
該零件無(wú)特形表面，為適應(yīng)生產(chǎn)，一般采用通用或標(biāo)準(zhǔn)刀具。
車(chē)床上粗端面用95o偏頭車(chē)刀，精加工端面用YT15硬質(zhì)合金面銑刀，鉆Φ10孔可選用Φ10mm直柄長(zhǎng)麻花鉆，鉆Φ12孔用Φ12mm直柄長(zhǎng)麻花鉆，鉆Φ25孔用Φ25mm直柄長(zhǎng)麻花鉆。
2.4.9 確定夾具類(lèi)型：
本工序?yàn)殂@削Φ12H7、Φ25H7孔，除了保證尺寸公差外，還需要滿足的技術(shù)要求為：
1. 待加工孔Φ25H7和已加工Φ10H8孔的中心距尺寸為（100±0.5）mm；
2. 兩待加工孔的中心距為194.75±0.25mm；
3. 兩待加工孔軸線的平行度誤差為0.16mm；
4. 孔Φ25H7和短端面的垂直度誤差為100：0.1；
5.孔壁厚度均勻
2.5夾緊方案的選擇
2.5.1確定夾緊方案
鉆孔時(shí)，主要切削力為垂直方向的軸向力，有利于工件的夾緊。由于活動(dòng)V形塊彈簧的作用，使工件沿X方向被壓緊在定位銷(xiāo)上，兩定位元件同時(shí)還受到鉆削時(shí)的切削轉(zhuǎn)矩。因此 ，夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)靠近加工孔Φ25H7的加強(qiáng)筋上。在鉆Φ12H7時(shí)，由于孔徑較小，鉆削轉(zhuǎn)矩比軸向力小，且有輔助支撐，故不必施加夾緊力?？紤]到工件尺寸較小，為方便操作和提高 效率，采用螺旋壓板機(jī)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)松開(kāi)時(shí)壓板稍作移動(dòng)就可松開(kāi)工件，方便裝夾工件。
夾緊裝置有如下設(shè)計(jì)要求：?
①?應(yīng)保證定位準(zhǔn)確，而不能破壞定位；?
②?夾緊后工件與夾具的變形應(yīng)在允許的范圍內(nèi)；?
③?夾緊機(jī)構(gòu)安全可靠，有足夠的剛度和強(qiáng)度，手動(dòng)夾緊應(yīng)自鎖，夾緊行程要足夠；
? ④?結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造和操作方便，快速和省力。
夾緊方案如圖2.2所示：
圖2.2
在上圖中，絲杠左端為左旋，右端為右旋，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠，可以使絲杠上的兩個(gè)滑塊產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而滑塊上的斜面對(duì)壓緊杠桿施加作用力，使工件達(dá)到夾緊的作用。當(dāng)絲杠反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以將工件松開(kāi)。
2.5.2夾緊力的估算：
通常，由于切削力本身是估算的，工件與支承件間的摩擦因數(shù)也是近似的，因此夾緊力也是粗略估算的。在計(jì)算夾緊力時(shí)，將夾具和工件看作一個(gè)剛性系統(tǒng)，以切削力的作用點(diǎn)，方向和大小處于最不利于夾緊時(shí)的狀況為工件受力狀況，根據(jù)切削力、夾緊力（大工件還應(yīng)考慮重力，運(yùn)動(dòng)速度較大時(shí)應(yīng)考慮慣性力），以及夾緊機(jī)構(gòu)具體尺寸，列出工件的靜力平衡方程式，求出理論夾緊力，再乘以安全系數(shù)，作為實(shí)際所需夾緊力。
安全系數(shù)一般可取k=2 ~3，或按下式計(jì)算：
K=kkkk·················（2.1）
式中
k— 一般安全系數(shù)，考慮工件材料性質(zhì)及余量不均勻等引起切削力變化，k=1,5 ~2；
k— 加工性質(zhì)系數(shù)，粗加工k=1.2，精加工k=1；
k— 刀具鈍化系數(shù)，k=1.1 ~1.3；
k— 斷續(xù)切削系數(shù)，繼續(xù)切削時(shí)k=1.2，連續(xù)切削時(shí)k=1。
工件與支承元件之間的摩擦因數(shù)，以及工件與夾緊元件間的摩擦因數(shù)，可由支承表面特點(diǎn)決定。該夾具支承表面為光滑表面，摩擦因數(shù)μ取0.15～0.25。
該夾具設(shè)計(jì)時(shí)依次取k=2 、k=1、 k=1.2、k=1，則
K=kkkk=2×1×1.2×1=2.4
由《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》得，
取最不利于切削時(shí)的夾緊力矩為M1，切削力為矩。此工件在鉆床上加工。取鉆床主軸最大轉(zhuǎn)矩為400N·M，最大進(jìn)給抗力為16000N。
得W=63600N
2.6 撥叉的偏差計(jì)算
（1）．孔的偏差及加工余量計(jì)算
加工預(yù)制孔時(shí)，由于鑄造是沒(méi)鑄出，且為一次鉆出，通過(guò)拉削后保證孔尺寸，預(yù)制孔尺寸，查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-54，得孔切削余量為0.7~0.8mm，取0.8mm，即預(yù)制孔加工到，一次拉削到設(shè)計(jì)要求，查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表1.12-11，得孔偏差為
（2）．撥叉上端面的偏差及加工余量計(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：
粗銑：參照《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。
精銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3-59，其余量值規(guī)定為。
鑄造毛坯的基本尺寸為120+3.0+3.0+1+1=128mm根據(jù)《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可得鑄件尺寸公差為
毛坯的名義尺寸為：120+3+3+1+1=128mm
毛坯最小尺寸為：120-0.55=119.45mm
毛坯最大尺寸為：120+0.55=122.55mm
粗銑后最大尺寸為：120+1+1=122mm
粗銑后最小尺寸為：122-0.28-0.28=121.44mm
精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，即保證尺寸120mm，表面與孔的平行度公差為0.1mm。
2.7確定切削用量及基本工時(shí)
切削用量應(yīng)在機(jī)床、刀具、加工余量等確定以后，綜合考慮工序的具體內(nèi)容、加工精度、生產(chǎn)率、刀具壽命等因素正確選擇。?
選擇切削用量的基本原則是：首先選取盡可能大的背吃刀量（即切削深度），
其次要根據(jù)機(jī)床動(dòng)力和剛性限制條件或已加工表面粗糙度的規(guī)定等，選取盡可能大的進(jìn)給量f，最后利用切削用量手冊(cè)選取或用公式計(jì)算確定最佳切削速度v
切削用量應(yīng)在機(jī)床、刀具、加工余量等確定以后，綜合考慮工序的具體內(nèi)容、加工精度、生產(chǎn)率、刀具壽命等因素正確選擇。
選擇切削用量的基本原則是：首先選取盡可能大的背吃刀量（即切削深度），其次要根據(jù)機(jī)床動(dòng)力和剛性限制條件或已加工表面粗糙度的規(guī)定等，選取盡可能大的進(jìn)給量f，最后利用切削用量手冊(cè)選取或用公式計(jì)算確定最佳切削速度v。
a. 估算工時(shí)定額：=++=+++
——單件時(shí)間；
——作業(yè)時(shí)間；
——布置工作地時(shí)間；