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解決金屬切削問(wèn)題的智能專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)
烏魯達(dá)大學(xué)，機(jī)械工程系，Gorukle16059，布爾薩，土耳其
于2004年9月8日收稿，于2005年1月31日接受
2005年3月21日可在線
摘 要
在金屬切削方面，這些問(wèn)題需要有良好的分析，以便遇到任何意外的結(jié)果之前，可以采取有效的防范措施。這一過(guò)程在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定和控制生產(chǎn)總成本方面起很重要的作用。但是，需要一個(gè)擁有在金屬切削方面有大量經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)的專(zhuān)家是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。在本文，智能專(zhuān)家系統(tǒng)（COROSolve）調(diào)查并解決了在金屬切削領(lǐng)域遇到的三個(gè)主要問(wèn)題：車(chē)削，銑削和鉆孔。許多金屬切削方面的問(wèn)題都被考慮在內(nèi)，如在車(chē)削過(guò)程中的工件內(nèi)部插入轉(zhuǎn)折點(diǎn)，鋁件車(chē)削，溝槽車(chē)削，螺紋車(chē)削等工序; 在銑削方面面銑，方肩銑，端銑，多用途銑和側(cè)銑等工序；在和鉆孔作業(yè)，使用固定或可轉(zhuǎn)位鉆頭鉆孔等。COROSolve可以給出建議的切削參數(shù)而且能及時(shí)更新在切削問(wèn)題，產(chǎn)生原因和補(bǔ)救措施等方面的數(shù)據(jù)庫(kù)，因此系統(tǒng)能夠處理的問(wèn)題數(shù)量在增加。
關(guān)鍵詞：金屬切削問(wèn)題 專(zhuān)家系統(tǒng) KBS 刀具磨損
1、引言
現(xiàn)代制造業(yè)的目標(biāo)是，在組織設(shè)施能夠進(jìn)行有效控制，以便能以在較短生產(chǎn)周期內(nèi)以較低的生產(chǎn)價(jià)格制造出高質(zhì)量的產(chǎn)品 。為了實(shí)現(xiàn)能以較低的價(jià)格獲得更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，制造部門(mén)格關(guān)注采用更好的刀具和高精密的機(jī)械等[1]。然而，在大多數(shù)情況下對(duì)于生產(chǎn)要求這是不夠的。專(zhuān)業(yè)的工作選擇正確的工具是重要的，但是為了更高效的制造，刀具磨損也應(yīng)考慮在內(nèi)。在文獻(xiàn)中，許多出版物上對(duì)于不同材料制造的刀具的磨損的確做了很多研究[2]。
金屬切削是切削碎片的形成過(guò)程。雖然切削過(guò)程是把金屬切削成所規(guī)定的形狀和大小，但這必須通過(guò)定義切削碎片工作來(lái)完成。切削碎片的形成意味著一個(gè)新的金屬界面不斷形成并沿刀具材料承受著非常高的壓力和溫度[3]。所產(chǎn)生的區(qū)域成為發(fā)生金屬擴(kuò)散和化學(xué)反應(yīng)的理想場(chǎng)所。所有刀具在加工過(guò)程中不斷變得破舊，并繼續(xù)這樣工作直到它們報(bào)廢。刀具磨損是不可避免的，如果能了解刀具磨損的時(shí)間，程度，類(lèi)型時(shí)，刀具磨損就不再是一個(gè)消極的進(jìn)程。
在不同的金屬切削過(guò)程中存在著幾種不同的磨損機(jī)理，相近\不同類(lèi)型的問(wèn)題由于這些機(jī)制作用的結(jié)果而聯(lián)系交織在一起。如果這些問(wèn)題能夠得到很好的分析，我們就有可能找到其中每一種問(wèn)題的正確的解決方案。
在分析金屬切削問(wèn)題時(shí)這個(gè)問(wèn)題應(yīng)當(dāng)明確界定，而且其可能的原因也應(yīng)該得到確認(rèn)。找一個(gè)擁有知識(shí)和大量金屬切削經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)家是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。今天在金屬切削領(lǐng)域，關(guān)于解決切削碎片問(wèn)題的專(zhuān)業(yè)設(shè)施主要由切削刀具生產(chǎn)企業(yè)提供。由于在這一領(lǐng)域工作的人是有限的，因此并不總是能夠找到真正需要的專(zhuān)家。在現(xiàn)有專(zhuān)家聘用費(fèi)用昂貴而且人員稀缺的領(lǐng)域中專(zhuān)家系統(tǒng)一直特別受歡迎。對(duì)于解決金屬切削問(wèn)題專(zhuān)家系統(tǒng)將是非常有益的。
2、專(zhuān)家系統(tǒng)在協(xié)助發(fā)展制造工藝上的應(yīng)用
基于知識(shí)的系統(tǒng)或?qū)＜蚁到y(tǒng)是一個(gè)體現(xiàn)狹窄領(lǐng)域的知識(shí)并解決該領(lǐng)域相關(guān)問(wèn)題的計(jì)算機(jī)程序。專(zhuān)家系統(tǒng)通常包括兩個(gè)主要內(nèi)容，知識(shí)基礎(chǔ)和推理機(jī)制（圖1）。
基礎(chǔ)知識(shí)包含一個(gè)可以表述為由'IF - THEN'規(guī)則、事實(shí)說(shuō)明、框架、對(duì)象、程序和案件組合而成的知識(shí)領(lǐng)域。推理機(jī)制，是專(zhuān)家系統(tǒng)操縱存儲(chǔ)的知識(shí)并對(duì)遇到的生產(chǎn)問(wèn)題提出解決方案的一個(gè)組成部分[4]。
一個(gè)人類(lèi)專(zhuān)家利用知識(shí)和推理最終得出的結(jié)論，專(zhuān)家系統(tǒng)也是如此。推理在專(zhuān)家系統(tǒng)試圖模仿結(jié)合人類(lèi)專(zhuān)家的知識(shí)的過(guò)程中進(jìn)行。因此，專(zhuān)家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)或架構(gòu)有些類(lèi)似于人類(lèi)專(zhuān)家的執(zhí)行情況。因此，專(zhuān)家系統(tǒng)可以比喻成專(zhuān)家。
一個(gè)比較明顯的問(wèn)題是規(guī)則的收集。人類(lèi)專(zhuān)家聘用費(fèi)用高昂，而且并不想要坐下來(lái)寫(xiě)關(guān)于他們是怎樣得出他們結(jié)論的那些大量的規(guī)則。更重要的一點(diǎn)，他們可能也無(wú)法做到。雖然他們通常會(huì)遵循邏輯的路徑來(lái)得到他們的結(jié)論，但是把那些規(guī)則放入一套標(biāo)準(zhǔn)之中實(shí)際上是非常困難的，并且也許是不可能的。
對(duì)于許多人類(lèi)專(zhuān)家下面這種情況是很可能的。雖然他們開(kāi)始時(shí)有著自己的專(zhuān)業(yè)規(guī)則，但是在工作中通過(guò)自己的工作經(jīng)驗(yàn)知識(shí)來(lái)開(kāi)展自己的工作，并且通過(guò)直覺(jué)得出正確的解決方案。它們可能都跟隨邏輯路徑，但是在沿著這邏輯的路徑上，他們精神上已經(jīng)跳過(guò)許多步驟。專(zhuān)家系統(tǒng)不能做到這一點(diǎn)，它需要很清楚的知道各種規(guī)則。
專(zhuān)家系統(tǒng)的一個(gè)很突出的好處是能夠廣泛把知識(shí)分發(fā)給每一個(gè)專(zhuān)家，或者可以同時(shí)匯總的幾個(gè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)相隔的幾個(gè)專(zhuān)家的知識(shí)。當(dāng)偶爾的執(zhí)行任務(wù)時(shí)專(zhuān)家系統(tǒng)特別有用，而專(zhuān)家每次執(zhí)行任務(wù)時(shí)則需要重新學(xué)習(xí)工作程序。
專(zhuān)家系統(tǒng)是用來(lái)規(guī)范操作的。如果你有三個(gè)機(jī)器操作員（或工程師）來(lái)執(zhí)行相同的任務(wù)，但是每個(gè)人都會(huì)做的不同。而專(zhuān)家系統(tǒng)則每次都可以用同樣的方式來(lái)工作。
這些系統(tǒng)可用于培訓(xùn)員工，指導(dǎo)他們，或進(jìn)行實(shí)際執(zhí)行如計(jì)算任務(wù)。專(zhuān)家系統(tǒng)的另一個(gè)用途是作為專(zhuān)家輔助您的工作。他們將使您能更準(zhǔn)確，更一致，更快，從而為專(zhuān)家能更創(chuàng)意的完成任務(wù)而節(jié)省了時(shí)間。當(dāng)處理乏味、重復(fù)的任務(wù)時(shí)這是特別有用的。
因此，一旦領(lǐng)域知識(shí)被專(zhuān)家系統(tǒng)提取，建設(shè)此系統(tǒng)的過(guò)程比較簡(jiǎn)單。能被發(fā)展的專(zhuān)家系統(tǒng)的易用性，導(dǎo)致了刀具廣泛應(yīng)用。在工程，可以找到在各種任務(wù)上的應(yīng)用，包括選料，機(jī)械零件，刀具，設(shè)備和工藝，信號(hào)解釋?zhuān)瑺顟B(tài)監(jiān)測(cè)，故障診斷，機(jī)器和過(guò)程控制，機(jī)械設(shè)計(jì)，工藝規(guī)劃，生產(chǎn)調(diào)度和系統(tǒng)配置。最近專(zhuān)家系統(tǒng)所執(zhí)行的一些具體任務(wù)的例子如下：
(1)確定和規(guī)劃離岸結(jié)構(gòu)重要組成部分的檢查時(shí)間表[5];
(2)在設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)能源熱電廠方面培訓(xùn)技術(shù)人員[6];
(3)配置輸紙機(jī)構(gòu) [7];
(4)在有限元分析鍛造變形時(shí)自動(dòng)重新嚙合[8];
(5)存儲(chǔ)，檢索和修改平面連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[9];
(6)應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)油產(chǎn)品的添加劑配方設(shè)計(jì)[10];
(7)選擇刀具和切削參數(shù)[11-13]；
有幾個(gè)潛在的研究領(lǐng)域肯定了專(zhuān)家系統(tǒng)在制造業(yè)方面價(jià)值[14，15] Kojiyama et al [16]在其文章中討論了關(guān)于加工操作規(guī)劃的系統(tǒng)框架。在此框架中從電子刀具目錄和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的加工實(shí)例數(shù)據(jù)庫(kù)中提取和組織的加工技術(shù)訣竅了發(fā)揮了主要作用。在有參考的情況下可以構(gòu)成加工數(shù)據(jù)，這些加工數(shù)據(jù)來(lái)自翻查的刀具目錄，相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，參考教材和手冊(cè)。
在一般車(chē)削和銑削時(shí)，Mookherjee 和Bhattacharyya [11]在專(zhuān)家系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)于解決制造工程師目前所面臨的CAD和各類(lèi)數(shù)控加工中心一體化過(guò)程中遇到的一些挑戰(zhàn)性問(wèn)題是非常有用的。Jiang et al. [17]開(kāi)發(fā)了一種優(yōu)化棱鏡組件加工業(yè)務(wù)的專(zhuān)家系統(tǒng)。他們描述了一種新的GT編碼方案用于代表待加工得棱鏡組件表面。
Limsombutanan [18]在可以作為霍隆的5軸曲面加工過(guò)程中提出了一個(gè)用來(lái)選擇刀尺寸和工具方向的算法。銑削表面分為三個(gè)階段，即粗加工，半粗加工和精加工。該算法在曲率分析的基礎(chǔ)上選擇最佳的刀具并且在立方（凹-凸）表面上自主的計(jì)劃刀具路徑。本文的主要目的是建立這種涵蓋了主要的金屬切削問(wèn)題的系統(tǒng)，并幫助那些參與金屬切削工作的人們提高產(chǎn)品質(zhì)量。
3、專(zhuān)家系統(tǒng)在解決金屬切削問(wèn)題上的應(yīng)用
3.1解決金屬切削問(wèn)題時(shí)應(yīng)考慮的因素
在金屬切削過(guò)程中大部分問(wèn)題是磨損的結(jié)果。所有刀具在加工過(guò)程中不斷變得破舊，并繼續(xù)這樣工作直到它們報(bào)廢。刀具磨損是不可避免的，如果能了解刀具磨損的時(shí)間，程度，類(lèi)型時(shí)，刀具磨損就不再是一個(gè)消極的進(jìn)程。因此，如果對(duì)刀具磨損所導(dǎo)致的問(wèn)題以及其他不利于機(jī)械加工業(yè)務(wù)的有害因素進(jìn)行了分析，我們就有可能找到其中個(gè)個(gè)問(wèn)題的正確解決方案。這將減少非生產(chǎn)性故障的檢查時(shí)間，因此，減少了加工時(shí)間、非生產(chǎn)性停工時(shí)間、加工費(fèi)用并且提高生產(chǎn)效率。在解決金屬切削加工問(wèn)題時(shí)所使用的專(zhuān)家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖1。通過(guò)軟件需要考慮的輸入列于圖2。
3.2 COROSolve的特點(diǎn)
該軟件已開(kāi)發(fā)利用Delphi可視化編程語(yǔ)言。而建立一個(gè)咨詢系統(tǒng)的主要困難在獲取和研究在解決方案中使用的要素。根據(jù)目前在解決金屬切削問(wèn)題上的設(shè)計(jì)，一旦選中操作類(lèi)型，對(duì)于每個(gè)類(lèi)型的操作的四個(gè)主要階段已經(jīng)確定：
(1)切削數(shù)據(jù)的建議。
(2)問(wèn)題的定義。
(3)切割數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)。
(4)問(wèn)題的匯總。
3.2.1、切削數(shù)據(jù)的建議
在加工過(guò)程中刀具的正確選擇是實(shí)現(xiàn)最大的生產(chǎn)力的關(guān)鍵。但是，雖然工具是正確的，如果加工條件不符合標(biāo)準(zhǔn)，特別是在切削參數(shù)一般穩(wěn)定，問(wèn)題將會(huì)出現(xiàn)而且刀具的最佳壽命將無(wú)法達(dá)成。切削參數(shù)不正確，刀柄、夾緊的振動(dòng)和缺乏剛性這些都是金屬切削的主要問(wèn)題。
除了解決問(wèn)題該軟件對(duì)每個(gè)操作類(lèi)型（業(yè)務(wù)類(lèi)型如前所述）、每個(gè)材料組(ISO P, M or K), 每個(gè)應(yīng)用類(lèi)型（粗，中，完成）、每加工條件類(lèi)型（好，一般，困難）提供切削數(shù)據(jù)的建議并且顯示如圖4的可用插入列表。在這里不是為了找到應(yīng)用程序的最合適的插入點(diǎn)但是監(jiān)測(cè)金屬切削中使用的插入的初始值和切削參數(shù)的工作范圍（即切削速度，進(jìn)給量和切削深度）。在這個(gè)階段決定的合適的等級(jí)與所選操作，材料組，應(yīng)用程序等有關(guān)。此外，個(gè)個(gè)材料組的材料清單能夠清楚的看到。
推薦切削參數(shù)值取自Sandvik Coromant[20]，其他廠商的刀具切削參數(shù)可作為建議的值。切削數(shù)據(jù)顯示值是在一定的材料硬度和一定的刀具壽命下得到的。對(duì)于任何工件材料跟指定的值相比具有不同的硬度值而且如果刀具壽命超過(guò)15分鐘，提供的切削數(shù)據(jù)應(yīng)乘以修正系數(shù)（見(jiàn)表1）。
3.2.2、分析金屬切削問(wèn)題
目前有在金屬切削過(guò)程中存在多種不同/類(lèi)似的問(wèn)題。表面上看這些問(wèn)題有些是相同的，但是很難相區(qū)分開(kāi)來(lái)。問(wèn)題類(lèi)型的分類(lèi)已經(jīng)形成評(píng)估加工操作的重要基礎(chǔ)，它通過(guò)獲取刀具等級(jí)以及適合切削類(lèi)型材料類(lèi)型的正確的加工條件而優(yōu)化了生產(chǎn)力。正確的工具，良好的出發(fā)切削數(shù)據(jù)，專(zhuān)家的支持下，自己的經(jīng)驗(yàn)，工件的材料和優(yōu)質(zhì)的設(shè)備條件是加工成功的重要因素。對(duì)各種工具制造商問(wèn)題清單的聚合進(jìn)行歸類(lèi)形成了可由軟件使用的KBS。
用戶分析金屬切削問(wèn)題時(shí)要么在一個(gè)或兩個(gè)階段之一：從菜單中直截了當(dāng)?shù)奶暨x出定義的問(wèn)題或者首先檢查金屬切削過(guò)程中使用的切削數(shù)據(jù)，之后訪問(wèn)定義的問(wèn)題。問(wèn)題定義模塊顯示問(wèn)題的清單，包括其可能的原因及補(bǔ)救措施。一旦選定一個(gè)問(wèn)題（例如，后刀面磨損的轉(zhuǎn)折點(diǎn)或在鉆深孔是的轉(zhuǎn)頭的跳動(dòng)），一張圖片，清楚的提供了問(wèn)題的界定和其可能原因的列表。因此一旦選擇了可能的原因就確定了相應(yīng)的補(bǔ)救措施。更多與該問(wèn)題有關(guān)的信息通過(guò)點(diǎn)擊 “？”獲得（圖5）。
3.2.3、切削數(shù)據(jù)評(píng)估
在金屬切削過(guò)程中，大部分的問(wèn)題是切削數(shù)據(jù)不合適應(yīng)用程序的結(jié)果。因此，在這些問(wèn)題直接列出之前，用戶被建議檢查操作，應(yīng)用程序和加工條件的切削參數(shù)以確定是否切削速度，進(jìn)給量和切削深度是否與事先插入的長(zhǎng)度，厚度和圓角半徑相符。切削數(shù)據(jù)模塊檢查在運(yùn)行中的切削參數(shù)是否與插入的相符而且這項(xiàng)工作基本上是與理想的切削數(shù)據(jù)值進(jìn)行比較，理想的切削數(shù)據(jù)值是目錄值和校正因子的乘積。如果不相符（這意味著切削參數(shù)的值不在范圍內(nèi)），用戶應(yīng)修正切削參數(shù)。在銑削和鉆孔只有切削速度和進(jìn)給速度值被考慮，在鉆孔時(shí)鉆頭直徑和鉆頭中心或周邊的等級(jí)被考慮在內(nèi)（圖6）。在圖中對(duì)中型鋼（L代表輕型，M代表中型，H代表中型銑削操作）面銑的切削參數(shù)被評(píng)估，由于使用價(jià)值遠(yuǎn)低于由給定硬度和刀具壽命計(jì)算的理想值，則就會(huì)顯示警告。
一旦切削數(shù)據(jù)被審查（和糾正），下一個(gè)步驟就是訪問(wèn)這個(gè)問(wèn)題的定義模塊。由于切削數(shù)據(jù)被修正，原因列表和補(bǔ)救措施將會(huì)不同而且“切削速度過(guò)高”或者“進(jìn)給量太低” 將不會(huì)是有關(guān)問(wèn)題產(chǎn)生的根源。
該軟件能夠在各種業(yè)務(wù)類(lèi)型中分析超過(guò)100多種問(wèn)題，并對(duì)近200個(gè)問(wèn)題原因提供補(bǔ)救措施（340補(bǔ)救措施）。他系統(tǒng)中包含的知識(shí)有兩個(gè)主要來(lái)源：從事金屬切削領(lǐng)域的專(zhuān)家或者來(lái)自于技術(shù)文件，目錄和各種刀具生產(chǎn)公司的手冊(cè)[21]，[22]，[23]，[24]和[25]。
3.2.4、問(wèn)題編輯
系統(tǒng)中包含的知識(shí)有兩個(gè)主要來(lái)源：從事金屬切削領(lǐng)域的專(zhuān)家或者來(lái)自于技術(shù)文件，目錄和各種刀具生產(chǎn)公司的手冊(cè)。一個(gè)專(zhuān)家系統(tǒng)的成功之處隱藏在像人類(lèi)專(zhuān)家一樣的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)當(dāng)中。人類(lèi)專(zhuān)家遇到每一次新的解決方案時(shí)都增加了他的知識(shí)并且在未來(lái)分析時(shí)能再利用這些知識(shí)。因此，COROSolve有一個(gè)可擴(kuò)展增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，它能處理每天越來(lái)越多的問(wèn)題。
由于系統(tǒng)有單獨(dú)的和模塊化的知識(shí)基礎(chǔ)，只要進(jìn)入到數(shù)據(jù)庫(kù)編輯獲得知識(shí)文件就可以很容易的更新系統(tǒng)。系統(tǒng)包含的信息越多，它能夠處理的金屬切削方面的問(wèn)題就越多。 知識(shí)庫(kù)是系統(tǒng)的核心，因此，負(fù)責(zé)生產(chǎn)、添加、刪除或修改是那些少數(shù)人的任務(wù)。因此，用戶需要知道密碼才能進(jìn)入的知識(shí)庫(kù)。問(wèn)題編輯允許和問(wèn)題，原因和補(bǔ)救措施相關(guān)的問(wèn)題，圖片和資料檔案添加到知識(shí)庫(kù)。此外，還有可能增加新的問(wèn)題原因或原本已存在知識(shí)庫(kù)中的問(wèn)題原因的新的補(bǔ)救辦法（圖7）。
該系統(tǒng)是多語(yǔ)言，因此它能夠處理無(wú)論是土耳其文還是英文的金屬切削的問(wèn)題。一旦確定語(yǔ)言被確定，所有程序菜單和問(wèn)題，原因及補(bǔ)救措施清單都用所選擇的語(yǔ)言顯示出來(lái)。
4、結(jié)論
本文介紹了一種為解決各種加工操作任務(wù)中金屬切削問(wèn)題的專(zhuān)家系統(tǒng)。由于在許多文獻(xiàn)中沒(méi)有很多關(guān)于此主題的工作也因?yàn)檫@種類(lèi)型的系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)多種金屬切削業(yè)的要求，這里所描述的工作可以認(rèn)為是一件有益的工作。在制造業(yè)，特別是在小型或中型加工車(chē)間，切削數(shù)據(jù)是不正確是問(wèn)題的主要原因。工具一般以較低的切削數(shù)據(jù)運(yùn)行來(lái)使他們?cè)陬l繁的啟動(dòng)中能維持較長(zhǎng)的壽命。這就顯然是低效率的利用金屬切削時(shí)間。由于系統(tǒng)提供的便利之一便是評(píng)估的切削參數(shù)，這將幫助用戶為應(yīng)用程序選擇合適的速度，進(jìn)給量或切削深度。如果切削數(shù)據(jù)是正確的而且金屬切削問(wèn)題也得到解決，由于發(fā)生故障而引起的停頓將縮短，良好的利用發(fā)電能力的目的將可以達(dá)到而且金屬得切削時(shí)間將會(huì)有所減少。這就意味著生產(chǎn)成本將會(huì)下降很多。該系統(tǒng)開(kāi)發(fā)也為了培訓(xùn)從事金屬切削業(yè)的人。這些照片和有關(guān)問(wèn)題的資料將會(huì)幫助用戶更多的認(rèn)識(shí)了解他們。這些圖片和信息收集于應(yīng)用于工業(yè)的各種手冊(cè)和研究報(bào)告。
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XX學(xué)院
機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
資料編號(hào)
產(chǎn)品名稱(chēng)
拔叉
零件名稱(chēng)
拔叉
共
頁(yè)
第
頁(yè)
材 料 牌 號(hào)
HT200
毛 坯 種 類(lèi)
鑄造
毛坯外形尺寸
每毛坯件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
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
10
鑄造
鑄造時(shí)效處理
1
鑄造
熔爐
20
粗銑
粗銑大端面1
機(jī)
2
銑床
銑床X52K，銑床夾具量具
5 min
6min
30
精銑
精銑大端面1
機(jī)
2
銑床
銑床X52K，銑床夾具量具
5 min
6min
40
粗銑
粗銑大端面1
機(jī)
2
銑床
銑床X52K，銑床夾具量具
6 min
7min
50
精銑
精銑大端面2
機(jī)
2
銑床
銑床X52K，銑床夾具量具
10 min
15min
60
鉆、擴(kuò)、鉸
鉆、擴(kuò)、鉸?20孔
機(jī)
2
鉆床
鉆床 Z525，鉆床夾具量具
5 min
6min
70
插槽
插鍵槽
機(jī)
2
插床
插床，插床夾具量具
20 min
25min
80
粗銑
粗銑18槽
機(jī)
2
銑床
銑床X52K，銑床夾具量具
5 min
6min
90
精銑
精銑18槽
機(jī)
2
銑床
銑床X52K，銑床夾具量具
5 min
6min
100
鉆鉸
鉆、鉸?9孔
機(jī)
2
鉆床
鉆床Z525，鉆床夾具量具
5 min
6min
110
鉆
鉆、鉸?3孔
機(jī)
2
鉆床
鉆床Z525，鉆床夾具量具
5 min
6min
120
入庫(kù)
入庫(kù)、組裝入庫(kù)
機(jī)
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
XX學(xué)院
機(jī)械加工工序卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零件圖號(hào)
資料編號(hào)
產(chǎn)品名稱(chēng)
拔叉
零件名稱(chēng)
拔叉
共
頁(yè)
第
頁(yè)
車(chē)間
工序號(hào)
工序名稱(chēng)
材 料 牌 號(hào)
機(jī)加工
HT200
毛 坯 種 類(lèi)
毛坯外形尺寸
每毛坯可制件數(shù)
每 臺(tái) 件 數(shù)
鑄造
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)
鉆床
Z525
夾具編號(hào)
夾具名稱(chēng)
切削液
鉆孔夾具
工位器具編號(hào)
工位器具名稱(chēng)
工序工時(shí) (分)
準(zhǔn)終
單件
工步號(hào)
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速
切削速度
進(jìn)給量
切削深度
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
r/min
m/min
mm/r
mm
機(jī)動(dòng)
輔助
1
鉆鉸?9孔
Z525, 鉆床夾具
392
15.3
0.17
20
1
2.52
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
武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 論文題目：撥叉零件的加工工藝規(guī)程編制及 專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì) 班 級(jí)： 專(zhuān) 業(yè)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 日 期: I 摘 要 機(jī)械制造工藝及設(shè)備畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們完成本專(zhuān)業(yè)教學(xué)計(jì)劃的最后一個(gè)極為重 要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是使我們綜合運(yùn)用所學(xué)過(guò)的基本課程，基本知識(shí)與基本技 能去解決專(zhuān)業(yè)范圍內(nèi)的工程技術(shù)問(wèn)題而進(jìn)行的一次基本訓(xùn)練 。 我們?cè)谕瓿僧厴I(yè)設(shè)計(jì)的同時(shí)，也培養(yǎng)了我們正確使用技術(shù)資料，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)， 有關(guān)手冊(cè)，圖冊(cè)等工具書(shū)，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，數(shù)據(jù)處理，編寫(xiě)技術(shù)文件等方面的工 作能力，也為我們以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，所以我們要認(rèn)真對(duì)待這次綜合能 力運(yùn)用的機(jī)會(huì)！ 此次設(shè)計(jì)是對(duì)撥叉零件的加工工藝和夾具設(shè)計(jì)，其零件為鑄件，具有體積小， 零件復(fù)雜的特點(diǎn)，由于面比孔易加工，在制定工藝規(guī)程時(shí)，就先加工面，再以面 為基準(zhǔn)來(lái)加工其它，其中各工序夾具都采用專(zhuān)用夾具，特別的對(duì)于加工大頭孔、 槽和鉆小頭孔斜面小孔的工序中，選一面兩銷(xiāo)的定位方式，并以操作簡(jiǎn)單的手動(dòng) 夾緊方式夾緊，其機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，方便且能滿足要求。 關(guān)鍵詞 撥叉，加工工藝，專(zhuān)用夾具，設(shè)計(jì) II ABSTRACT Machinery manufacturing technology and equipment of graduation design is we complete the teaching plan finally a very important link of practice teaching is to make our comprehensive use of the learned basic courses, basic knowledge and basic skills to solve within the scope of professional engineering and technical problems and a basic training. We in the completion of the graduation design at the same time, but also cultivate the we make a proper use of information technology, national standards, the manual, an album of paintings and other tools, design and calculation, data processing, write technical documents such as the ability to work, but also for our future work to lay a solid foundation, so we have to seriously the comprehensive ability to apply the opportunity! This design is to dials forks the components the processing craft and the jig design, its components are the forging, has the volume to be small, components complex characteristic,Because the surface is easier than the hole to process, when formulation technological process, first the machined surface, then processes other take the surface as the datum,In which various working procedures jig all uses the unit clamp, special regarding processes the big end of hole, the trough and drills the capitellum hole incline eyelet in the working procedure, Chooses locate mode which two sells at the same time, and operates the simple manual clamp way clamp, its organization design is simple, the convenience also can satisfy the request. Key words： Dials the fork, the processing craft, unit clamp, design 1 目 錄 摘 要 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????I ABSTRACT??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 1 緒 論 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 2 撥叉的分析 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 2.1 撥叉的工藝分析 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 2.2 撥叉的工藝要求 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 3.1 加工工藝過(guò)程 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 3.2 確定各表面加工方案 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 3.2.1 影響加工方法的因素 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 3.2.2 加工方案的選擇 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8 3.3 確定定位基準(zhǔn) ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8 3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8 3.2.1 精基準(zhǔn)選擇的原則 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????9 3.4 工藝路線的擬訂 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????9 3.4.1 工序的合理組合 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????10 3.4.2 工序的集中與分散 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????10 3.4.3 加工階段的劃分 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11 3.4.4 加工工藝路線方案的比較 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????12 3.5 撥叉的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ???????????????????????????????????????????????????12 3.5.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????12 3.5.2 撥叉的偏差計(jì)算 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????13 3.6 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????14 3.7 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????20 4 鉆孔夾具設(shè)計(jì) ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????23 4．1 研究原始質(zhì)料 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????23 4．2 定位基準(zhǔn)的選擇 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????23 4．3 切削力及夾緊力的計(jì)算 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????23 2 4．4 誤差分析與計(jì)算 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????24 4.5 零、部件的設(shè)計(jì)與選用 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????25 4.5.1 定位銷(xiāo)選用 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????25 4.5.2 夾緊裝置的選用 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????26 4.5.3 鉆套、襯套、鉆板設(shè)計(jì)與選用 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????26 4．6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????27 結(jié) 論 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????28 參考文獻(xiàn) ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????29 致 謝 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????30 1 1 緒 論 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其夾具設(shè)計(jì)是我們?nèi)跁?huì)貫通 3 年所學(xué)的知識(shí)，將理論與實(shí) 踐相結(jié)合，對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用訓(xùn)練，為我們即將走向自己的工作崗位打下 良好的基礎(chǔ)。 機(jī)械加工工藝是規(guī)定產(chǎn)品或零件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法，是指導(dǎo)生 產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件。它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng) 濟(jì)效益，生產(chǎn)規(guī)的大小、工藝水平的高低以及解決各種工藝問(wèn)題的方法和手段 都要通過(guò)機(jī)械加工工藝來(lái)體現(xiàn)，因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的質(zhì) 量的重要保證的重要依據(jù)。在編制工藝時(shí)須保證其合理性、科學(xué)性、完善性。 而機(jī)床夾具是為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量的同時(shí)提高生產(chǎn)的效率、改善工人的勞 動(dòng)強(qiáng)度、降低生產(chǎn)成本而在機(jī)床上用以裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件 相對(duì)于機(jī)床或刀具有個(gè)正確的位置，并在加工過(guò)程中保持這個(gè)位置不變。它們 的研究對(duì)機(jī)械工業(yè)有著很重要的意義，因此在大批量生產(chǎn)中，常采用專(zhuān)用夾具。 5 2 撥叉的分析 2.1 撥叉的工藝分析 撥叉是一個(gè)很重要的零件，因?yàn)槠淞慵叽绫容^小，結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜，但 其加工孔和底面的精度要求較高，此外還有小頭孔端要求加工，對(duì)精度要求也 很高。撥叉的底面、大頭孔上平面和小頭孔粗糙度要求都是 ，所以都要6.1Ra 求精加工。其小頭孔與底平面有垂直度的公差要求，撥叉底面與大頭孔上平面 有平行度公差要求，所要加工的槽，在其槽邊有平行度公差和對(duì)稱(chēng)度公差要求 等。因?yàn)槠涑叽缇?、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質(zhì)量 均影響機(jī)器或部件的裝配質(zhì)量，進(jìn)而影響其性能與工作壽命，因此它們的加工 是非常關(guān)鍵和重要的。 2.2 撥叉的工藝要求 一個(gè)好的結(jié)構(gòu)不但要應(yīng)該達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且要有好的機(jī)械加工工藝性， 也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能夠保證加工質(zhì)量，同時(shí)使加工的 勞動(dòng)量最小。而設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。設(shè)計(jì)者要考慮加 工工藝問(wèn)題。工藝師要考慮如何從工藝上保證設(shè)計(jì)的要求。 6 圖 2.1 撥叉零件圖 該加工有七個(gè)加工表面：平面加工包括撥叉底面、大頭孔上平面；孔系加 工；小頭孔端的槽加工。 ⑴ 以平面為主有：① 撥叉底面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是 ；6.1?Ra ② 大頭孔端面的粗、精銑加工，其粗糙度要求是 。. ⑵ 孔系加工有： ②小頭孔鉆、擴(kuò)和鉸加工，其表面粗糙度要求 ③ 小孔鉆加工，小孔表面粗糙度要求 。6? 12.5Ra? ⑶ 小頭孔端槽的加工，該槽的表面粗糙度要求是兩槽邊 ，而槽底6 的表面粗糙度要求是 。3.?Ra ⑷ 最后為大頭孔的銑斷加工，要求斷口粗糙度 。3. 撥叉毛坯的，因?yàn)樯a(chǎn)率很高，所以可以免去每次造型。單邊余量一般在 ，結(jié)構(gòu)細(xì)密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積較小。因其年產(chǎn)量是1~3m 5000 件，由[3] 表 2.1～3 可知是中批量生產(chǎn)。 上面主要是對(duì)撥叉零件的結(jié)構(gòu)、加工精度和主要加工表面進(jìn)行了分析，選 7 擇了其毛坯的的制造方法為鍛和中批的批量生產(chǎn)方式，從而為工藝規(guī)程設(shè)計(jì)提 供了必要的準(zhǔn)備。 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1 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、孔系和槽系。一般 來(lái)說(shuō)，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對(duì)于撥叉來(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)系以及槽的各尺寸精度。 由上面的一些技術(shù)條件分析得知：撥叉的尺寸精度，形狀精度以及位置關(guān) 系精度要求都不是很高，這樣對(duì)加工要求也就不是很高。 3.2 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)使加工的勞 動(dòng)量最小。設(shè)計(jì)和工藝是密切相關(guān)的，又是相輔相成的。對(duì)于我們?cè)O(shè)計(jì)撥叉的 加工工藝來(lái)說(shuō)，應(yīng)選擇能夠滿足平面孔系和槽加工精度要求的加工方法及設(shè)備。 8 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。 3.2.1 影響加工方法的因素 ⑴ 要考慮加工表面的精度和表面質(zhì)量要求，根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求， 選擇加工方法及分幾次加工。 ⑵ 根據(jù)生產(chǎn)類(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。如、柴油機(jī)連桿小頭孔的加工， 在小批量生產(chǎn)時(shí)，采用鉆、擴(kuò)、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時(shí)采用拉削加工。 ⑶ 要考慮被加工材料的性質(zhì)，例如：淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有 色金屬由于磨削時(shí)容易堵塞砂輪，一般都采用精細(xì)車(chē)削，高速精銑等。 ⑷ 要考慮工廠或車(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。 ⑸ 此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機(jī)械性能的特殊要求， 工件形狀和重量等。 選擇加工方法一般先按這個(gè)零件主要表面的技術(shù)要求來(lái)選定最終加工方法。 再選擇前面各工序的加工方法，如加工某一軸的主要外圓面，要求公差為 IT6，表面粗糙度為 Ra0.63μm，并要求淬硬時(shí)，其最終工序選用精度，前面準(zhǔn) 備工序可為粗車(chē)——半精車(chē)——淬火——粗磨。 3.2.2 加工方案的選擇 ⑴ 由參考文獻(xiàn)[3]表 2.1～12 可以確定，平面的加工方案為：粗銑——精 銑（ ） ，粗糙度為 6.3～0.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可79IT:aR 以較小。 ⑵ 由參考文獻(xiàn)[3]表 2.1～11 確定， 孔的表面粗糙度要求為 6.3，則選4? 擇孔的加方案序?yàn)椋捍昼M——精鏜。 ⑶ 小頭孔加工方法： 加零件毛坯不能直接出孔，只能鍛出一個(gè)小坑，以便在以后加工時(shí)找正其 中心，但其表面粗糙度的要求為 ，所以選擇加工的方法是鉆——擴(kuò)—6.1?Ra —鉸。 ⑷孔加工方法： 因?yàn)榭椎谋砻娲植诙鹊囊蠖疾桓?，?，所以我們采用一次鉆孔2.5 的加工方法。 ⑸ 小頭端面槽的加工方法是： 因槽兩側(cè)面表面粗糙度的要求較高，為 ，所以我們采用粗銑——6.1?Ra 9 精銑。 3.3 確定定位基準(zhǔn) 3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇 選擇粗基準(zhǔn)時(shí)，考慮的重點(diǎn)是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加 工表面與加工表面間的尺寸、位子符合圖紙要求。 粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： ⑴ 粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)以加工表面為粗基準(zhǔn)。目的是為了保證加工面與不加工 面的相互位置關(guān)系精度。如果工件上表面上有好幾個(gè)不需加工的表面，則應(yīng)選 擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準(zhǔn)。以求壁厚均勻、 外形對(duì)稱(chēng)、少裝夾等。 ⑵ 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準(zhǔn)。例如：機(jī)床床身導(dǎo)軌面 是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時(shí)選擇導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，加工床 身的底面，再以底面作為精基準(zhǔn)加工導(dǎo)軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的 余量，使表層保留而細(xì)致的組織，以增加耐磨性。 ⑶ 應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證該面有足夠的加 工余量。 ⑷ 應(yīng)盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準(zhǔn)，以保證定位 準(zhǔn)確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準(zhǔn)，必要時(shí)需 經(jīng)初加工。 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。從撥叉零件圖分析可知，主要是選 擇加工撥叉底面的裝夾定位面為其加工粗基準(zhǔn)。 3.2.1 精基準(zhǔn)選擇的原則 ⑴ 基準(zhǔn)重合原則。即盡可能選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)。這樣可以避免定 位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的基準(zhǔn)不重合誤差。 ⑵ 基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，應(yīng)盡可能選用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)的統(tǒng)一有利于保證 各表面間的位置精度，避免基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換所帶來(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。 ⑶ 互為基準(zhǔn)的原則。選擇精基準(zhǔn)時(shí)，有時(shí)兩個(gè)被加工面，可以互為基準(zhǔn)反 復(fù)加工。例如：對(duì)淬火后的齒輪磨齒，是以齒面為基準(zhǔn)磨內(nèi)孔，再以孔為基準(zhǔn) 磨齒面，這樣能保證齒面余量均勻。 10 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。從撥叉零件圖分析可知，它的底平 面與 小頭孔，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個(gè)平面和一個(gè)孔定位限制工件209H? 自由度不夠，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個(gè)加工過(guò)程中 基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于兩側(cè)面，因?yàn)槭欠羌庸け砻?，所?也可以用 的孔為加工基準(zhǔn)。4 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)。 3.4 工藝路線的擬訂 對(duì)于中批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。撥叉的加工的 第一個(gè)工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以孔和面定位粗、精加工撥 叉底面大頭孔上平面。 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。 3.4.1 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： ⑴ 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。 ⑵ 工序集中原則 工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人 數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡(jiǎn)化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證 這些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專(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 11 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%809c?: 蘇打及 0.25%～0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證 零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于 。mg2 3.4.2 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。 ⑴ 工序集中的特點(diǎn) 工序數(shù)目少，工件裝夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應(yīng)減少了操作工人數(shù) 和生產(chǎn)面積，也簡(jiǎn)化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時(shí)加工數(shù)個(gè)表面易于保證這 些表面間的相互位置精度。使用設(shè)備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專(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。 ⑵ 工序分散的特點(diǎn) 工序內(nèi)容簡(jiǎn)單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設(shè)備，簡(jiǎn)單的 機(jī)床工藝裝備。生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對(duì)工人的技術(shù)水平要求不 高。但需要設(shè)備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長(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。 3.4.3 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： ⑴ 粗加工階段 粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條 件，并為半精加工，精加工提供定位基準(zhǔn)，粗加工時(shí)能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷， 予以報(bào)廢或修補(bǔ)，以免浪費(fèi)工時(shí)。 粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機(jī)床，選用大的切前用量，以提 高生產(chǎn)率、粗加工時(shí)，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生 12 的內(nèi)應(yīng)力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級(jí)為 IT11～I(xiàn)T12。粗糙度為 Ra80～100μm。 ⑵ 半精加工階段 半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準(zhǔn)備， 保證合適的加工余量。半精加工的公差等級(jí)為 IT9～I(xiàn)T10。表面粗糙度為 Ra10～1.25μm。 ⑶ 精加工階段 精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置幾精 度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達(dá)到圖紙要求.另外精加工工序安排在 最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。 精加工應(yīng)采用高精度的機(jī)床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工 精度．精加工的加工精度一般為 IT6～I(xiàn)T7，表面粗糙度為 Ra10～1.25μm。 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。 3.4.4 加工工藝路線方案的比較 在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術(shù)條件下，成批量生產(chǎn) 可以考慮采用專(zhuān)用機(jī)床，以便提高生產(chǎn)率。但同時(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)效果，降低生產(chǎn) 成本，擬訂兩個(gè)加工工藝路線方案。見(jiàn)下表： 鑄造時(shí)效處理 粗銑大端面 1 精銑大端面 1 粗銑大端面 1 精銑大端面 2 鉆、擴(kuò)、鉸?20 孔 插鍵槽 粗銑 18 槽 精銑 18 槽 鉆、鉸?9 孔 13 鉆、鉸?3 孔 由以上分析：方案為合理、經(jīng)濟(jì)的加工工藝路線方案。具體的工藝過(guò)程如下表： 鑄造時(shí)效處理 粗銑大端面 1 精銑大端面 1 粗銑大端面 1 精銑大端面 2 鉆、擴(kuò)、鉸?20 孔 插鍵槽 粗銑 18 槽 精銑 18 槽 鉆、鉸?9 孔 鉆、鉸?3 孔 3.5 撥叉的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 撥叉的鑄件采用的是 HT200，生產(chǎn)類(lèi)型為中批量生產(chǎn)，采用鑄件毛坯。 3.5.1 毛坯的結(jié)構(gòu)工藝要求 撥叉為鑄件件，對(duì)毛坯的結(jié)構(gòu)工藝性有一定要求： ⑴ 由于鑄件尺寸精度較高和表面粗糙度值低，因此零件上只有與其它機(jī)件 配合的表面才需要進(jìn)行機(jī)械加工，其表面均應(yīng)設(shè)計(jì)為非加工表面。 ⑵ 為了使金屬容易充滿膛和減少工序，鑄件外形應(yīng)力求簡(jiǎn)單、平直的對(duì)稱(chēng)， 盡量避免鑄件截面間差別過(guò)大，或具有薄壁、高筋、高臺(tái)等結(jié)構(gòu)。 ⑶ 鑄件的結(jié)構(gòu)中應(yīng)避免深孔或多孔結(jié)構(gòu)。 ⑷ 鑄件的整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡(jiǎn)單。 ⑸ 工藝基準(zhǔn)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相一致。 ⑹ 便于裝夾、加工和檢查。 ⑺ 結(jié)構(gòu)要素統(tǒng)一，盡量使用普通設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行加工。 在確定毛坯時(shí)，要考慮經(jīng)濟(jì)性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減 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 14 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。 3.5.2 撥叉的偏差計(jì)算 ⑴ 撥叉底平面和大頭孔上平面的偏差及加工余量計(jì)算 底平面加工余量的計(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：由參考文獻(xiàn)[4]表 11～19。其余量值規(guī)定為 ，現(xiàn)取2.0~5m 。查[3]可知其粗銑時(shí)精度等級(jí)為 IT12，粗銑平面時(shí)厚度偏差取2.m01? 精銑：由參考文獻(xiàn)[3]表 2.3～59，其余量值規(guī)定為 。1. 鑄件毛坯的基本尺寸為 ，又由參考文獻(xiàn)[4]表 11～1942.1045.2?? 可得鑄件尺寸公差為 。1.06?? 毛坯的名義尺寸為： m 毛坯最小尺寸為： 56 毛坯最大尺寸為： 4.21.? 粗銑后最大尺寸為： 03? 粗銑后最小尺寸為： .4.79? 精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，且保證各個(gè)尺寸精度 15d8。 ⑵ 大小頭孔的偏差及加工余量計(jì)算 參照參考文獻(xiàn)[3]表 2.2～2，2.2～25,2.3～13 和參考文獻(xiàn)[15]表 1～8， 可以查得： 孔： 鉆孔的精度等級(jí)： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是 。1?IT12.5Raum?m2.0 擴(kuò)孔的精度等級(jí)： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是 。03. 84. 鉸孔的精度等級(jí)： ，表面粗糙度 ，尺寸偏差是 。8IT?1.6Rau?0.3 ⑶．粗、精銑槽 參照參考文獻(xiàn)[1]表 21～5，得其槽邊雙邊粗加工余量 2Z=2.0mm，槽深加工 余量為 1.0mm，再由參照參考文獻(xiàn)[1]表 21～5 的刀具選擇可得其極限偏差：粗 加工為 ，精加工為 。0.1?0.13? 槽兩邊毛坯名義尺寸為： 2.18.m?? 槽兩邊毛坯最大尺寸為： 0 槽兩邊毛坯最小尺寸為： .5. 15 粗銑兩邊工序尺寸為： 0.185? 粗銑槽底工序尺寸為：27 精銑兩邊工序尺寸為： ，已達(dá)到其加工要求： 。0.1320.325? 3.6 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） 工序 1：粗、精銑 E 平面。 機(jī)床：銑床 X52K 刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒15YT0Dm? 數(shù) ，此為粗齒銑刀。5Z? 因其單邊余量：Z=2.2mm 所以銑削深度 ：pa2.m? 精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm 銑削深度 ：p1.0 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～73，取 ：根據(jù)參fa 0.15/famZ? 考文獻(xiàn)[3]表 2.4～81，取銑削速度 2.8/Vms? 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～73，取 根據(jù)參考f f/8. 文獻(xiàn)[3]表 2.4～81，取銑削速度 .47/ 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n102.601.9/in31Vrd???? 按照參考文獻(xiàn)[3]表 3.1～74，取 475m? 實(shí)際銑削速度 ：v .402.9/106ns??? 進(jìn)給量 ： fV.1857/0.1/ffaZ 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： m.2475minfVs?? ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～81,取?aa6? 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 14l'8l 刀具切入長(zhǎng)度 ：1 20.5()(~3lDa????2.061)2m? 16 刀具切出長(zhǎng)度 ：取2lm? 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： jt12420.36min7.5jmlf??? 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：'1jt'1268.19i.jlf? 所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間 '105injjtt?? 工序 2：粗、精銑 F 面。 機(jī)床：臥式銑床 602X 刀具：硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位端銑刀（面銑刀） ，材料： ， ，齒15YT0Dm? 數(shù) 8，此為細(xì)齒銑刀。 因其單邊余量：Z=2.2mm 所以銑削深度 ：pa2.m? 精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm 銑削深度 ：p1.0 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～73，取 根據(jù)參考fa Zmaf/18.0? 文獻(xiàn)[3]表 2.4～81，取銑削速度 2.47/Vs? 每齒進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～73，取 ：根據(jù)參f .5/f 考文獻(xiàn)[3]表 2.4～81，取銑削速度 .8/m 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n102.6053/in314Vrd???? 按照參考文獻(xiàn)[3]表 3.1～31，取 ? 實(shí)際銑削速度 ：v.10.14/06dnms?? 進(jìn)給量 ：fV.58/2/ffaZ 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： m170infVs?? 被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知 ，l 4lm'68l 刀具切入長(zhǎng)度 ：精銑時(shí)110lD 刀具切出長(zhǎng)度 ：取2l? 走刀次數(shù)為 1 17 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：2jt12402.34min7jmlf???? 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：2jt'1268.ijlf 所以該工序總機(jī)動(dòng)時(shí)間 '20.5injjtt?? 工序 3：鉆、擴(kuò)、鉸 孔。09H? 機(jī)床：立式鉆床 Z525 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表 4.3～9 選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 ⑴ 鉆孔 2 鉆孔 時(shí)先采取的是鉆 孔，再擴(kuò)到 ，所以 。09?17?1.7?17Dm? 切削深度 ：pa8.5m? 進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～38，取 。f rf/3.0 切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～41，取 。V48Vs 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，100.486539./min317vrd???? 按照參考文獻(xiàn)[3]表 3.1～31，取 0? 所以實(shí)際切削速度 ：v.176.5/dns??? 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 ：l42m? 刀具切入長(zhǎng)度 ：1 117(~)05.96rDlctgkctgm????? 刀具切出長(zhǎng)度 ： 取2l4?l32 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： jt60.5in.3jLfn??? ⑵ 擴(kuò)孔 209H? 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表 4.3～31 選擇硬質(zhì)合金錐柄麻花擴(kuò)孔鉆頭。 片型號(hào)：E403 因鉆孔 時(shí)先采取的是先鉆到 孔再擴(kuò)到 ，所以 ，17?19.7?19.7Dm?17d? 18 切削深度 ：pa1.35m? 進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～52，取 。f 0.6/fmr? 切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～53，取 。V4Vs 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n100.462.78/in319vrD???? 按照參考文獻(xiàn)[3]表 3.1～31，取 5n? 所以實(shí)際切削速度 ：v0.52/06dms? 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 ：l42m? 刀具切入長(zhǎng)度 有：11 19.7(~)20.8632rDdlctgkctgm??????? 刀具切出長(zhǎng)度 ： ，取lm42?l32 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：2jt30.16in.5jLfn??? ⑶ 鉸孔 09H? 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表 4.3～54，選擇硬質(zhì)合金錐柄機(jī)用鉸刀。 切削深度 ： ，且 。pa.15m?20D? 進(jìn)給量 ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～58， 取f rmf/0.2~1 。rmf/0.2? 切削速度 ：參照參考文獻(xiàn)[3]表 2.4～60，取 。V sV/3.? 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n10.32605.7/in14rD???? 按照參考文獻(xiàn)[3]表 3.1～31 取 1mn? 實(shí)際切削速度 ：v63/00s? 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 ：l42? 19 刀具切入長(zhǎng)度 ，1l02019.7(~)20.92rDdctgkctgm???????? 刀具切出長(zhǎng)度 ： 取lm4l32 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：3jt2.09.7in315jLnf???? 該工序的加工機(jī)動(dòng)時(shí)間的總和是 ：jt.2016.70.48minj??? 工序 5：粗、精銑槽。 機(jī)床：雙立軸圓工作臺(tái)銑床 KX5 刀具：錯(cuò)齒三面刃銑刀 ⑴ 粗銑槽 切削深度 ：pa9.m? 根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 查得：進(jìn)給量 ,根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]2476?0.6/famz? 表 查得切削速度 。302?/inV 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，102.1/i3.45rd???? 按照參考文獻(xiàn)[3]表 3.1～74，取 7n? 實(shí)際切削速度 ：v.0.5/106nms? 進(jìn)給量 ：fV.87/1.3/ffaZ? 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： m.58infVs? 被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 20lm 刀具切入長(zhǎng)度 ：1 0.5(~)lD?? =63mm 刀具切出長(zhǎng)度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： jt120631.05min8jmlf???? 20 ⑵ 精銑槽 切削深度 ：pa2.0m? 根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 查得：進(jìn)給量 ,根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]476?0.8/famz? 表 查得切削速度 ，302?3/inV 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，10245./in.160rd???? 按照參考文獻(xiàn)[3]表 3.1～74，取 。7? 實(shí)際切削速度 ：v304/nms? 進(jìn)給量 ：fV0.8247.5/61.39/ffaZ? 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 ： m8infVs? 被切削層長(zhǎng)度 ：由毛坯尺寸可知 ， l 0lm 刀具切入長(zhǎng)度 ：1 0.5(~2)lD?? =81mm 刀具切出長(zhǎng)度 ：取2l 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： 2jt12081.23min.6jmlf???? 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間： 125.ijjtt? 工序 6：鉆孔 機(jī)床：臺(tái)式鉆床 406ZA 刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)[3]表 4.3～9，選硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆頭 切削深度 ：pam3? 根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 查得：進(jìn)給量 ,切削速度.2?0.2/fmr? 。sV/36.0? 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 ：n ，in/14764.3010rdV???? 按照參考文獻(xiàn)[3]表 3.1～31，取 。n 21 實(shí)際切削速度 ：v3.1460.5/0Dnms???? 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 ：lm 刀具切入長(zhǎng)度 ：1 6(1~2)0242rctgkctg?????? 刀具切出長(zhǎng)度 ： 取 。2l4ml3 加工基本時(shí)間 ： jt124.1in0.6jLlfn?? 3.7 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，該撥叉的年產(chǎn)量為 5000 件。一年以 240 個(gè)工作日計(jì)算， 每天的產(chǎn)量應(yīng)不低于 21 件。設(shè)每天的產(chǎn)量為 21 件。再以每天 8 小時(shí)工作時(shí)間 計(jì)算，則每個(gè)工件的生產(chǎn)時(shí)間應(yīng)不大于 22.8min。 參照參考文獻(xiàn)[3]表 2.5～2，機(jī)械加工單件（生產(chǎn)類(lèi)型：中批以上）時(shí)間 定額的計(jì)算公式為： （大量生產(chǎn)時(shí) ） Ntktt zfjd /%)1(?? 0/?Ntz 因此在大批量生產(chǎn)時(shí)單件時(shí)間定額計(jì)算公式為： )(ttfjd 其中： —單件時(shí)間定額 —基本時(shí)間（機(jī)動(dòng)時(shí)間）jt —輔助時(shí)間，用于某工序加工每個(gè)工件時(shí)都要進(jìn)行的各種輔助動(dòng)ft 作所消耗的時(shí)間，包括裝卸工件時(shí)間和有關(guān)工步輔助時(shí)間 —布置工作地、休息和生理需要時(shí)間占操作時(shí)間的百分比值k ⑴ 粗、精銑 E、F 面 粗加工機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：jt0.5minj?粗 精加工機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： 8精 輔助時(shí)間 ：參照參考文獻(xiàn)[3]表 2.5～45，取工步輔助時(shí)間為 。ft min41.0 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為 ，i 則 in410??ft ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.5～48，k 13?k 單間時(shí)間定額 有：dt()(%(0.54)(%)2.1min.8ifdjtk???粗 粗 18135fjt???精 精 22 因此應(yīng)布置二臺(tái)粗、精機(jī)床即可以完成此二道工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求。 ⑵ 鉆、擴(kuò)、鉸 孔209H? 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： jt.5.160.7.48minj??? 輔助時(shí)間 ：參照參考文獻(xiàn)[3]表 2.5～41，取工步輔助時(shí)間為 。f min75.1 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為 ，i 則 in75.1.??ft ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.5～43，k 14.2?k 單間時(shí)間定額 ：dt()1%(0.4875)(.%)2.04min.8idjftk??? 因此應(yīng)布置一臺(tái)機(jī)床即可完成本工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求 ⑷ 粗、精銑槽 加工機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：jt2.8minj? 輔助時(shí)間 ：參照參考文獻(xiàn)[3]表 2.5～45，取工步輔助時(shí)間為 。f in41.0 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為 ，mi 則 i410?ft ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.5～48， 。k 3?k 單間時(shí)間定額 有：dt()1%(2.814)(%)4.17in2.8ijf???? 因此應(yīng)布置一臺(tái)機(jī)床即可以完成此道工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求。 ⑸ 鉆 孔6? 機(jī)動(dòng)時(shí)間 ： jt0.1minj 輔助時(shí)間 ：參照參考文獻(xiàn)[3]表 2.5～41，取工步輔助時(shí)間為 。f min75.1 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為 ，i 則 i75??ft ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.5～43， 。k 14.2?k 單間時(shí)間定額 ，由式（1.11）有：dt()1%(0.75)(.%)2.1min.8ijfk??? 因此應(yīng)布置一臺(tái)機(jī)床即可完成本工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求 ⑹ 銑斷 23 加工機(jī)動(dòng)時(shí)間 ：jt0.61minj? 輔助時(shí)間 ：參照參考文獻(xiàn)[3]表 2.5～45，取工步輔助時(shí)間為 。f min41.0 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為 i 則 i4.1.0??ft ：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表 2.5～48， 。k 13?k 單間時(shí)間定額 有：dt()1%(0.6.4)(%)2.9min.8idjftk??? 因此應(yīng)布置一臺(tái)機(jī)床即可以完成此道工序的加工，達(dá)到生產(chǎn)要求。 4 鉆孔夾具設(shè)計(jì) 4．1 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來(lái)鉆圓周面上孔，加工時(shí)要滿足粗糙度要求。為了保證 技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時(shí)，應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低 勞動(dòng)強(qiáng)度。 4．2 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知：在對(duì)槽進(jìn)行加工前，底平面進(jìn)行了粗、精銑加工，孔進(jìn)行 了鉆、擴(kuò)、鉸加工，進(jìn)行了粗、精鏜加工。因此，定位、夾緊方案有： 方案Ⅰ：選底平面、工藝孔和大頭孔定位，即一面、心軸和棱形銷(xiāo)定位， 夾緊方式選用螺母在心軸上夾緊。該心軸需要在上面鉆孔，以便刀具能加工工 件上的小孔。 方案Ⅱ：選一面兩銷(xiāo)定位方式，工藝孔用短圓柱銷(xiāo)， 用棱形銷(xiāo)定位，4? 夾緊方式用操作簡(jiǎn)單，通用性較強(qiáng)的移動(dòng)壓板來(lái)夾緊。 分析比較上面二種方案：方案Ⅰ中的心軸夾緊、定位是不正確的，孔端是 不加工的，且定位與夾緊應(yīng)分開(kāi)，因夾緊會(huì)破壞定位。心軸上的開(kāi)孔也不利于 排銷(xiāo)。 通過(guò)比較分析只有方案Ⅱ滿足要求，孔其加工與孔的軸線間有尺寸公差， 選擇小頭孔和大頭孔來(lái)定位，從而保證其尺寸公差要求。 圖中對(duì)孔的的加工沒(méi)有位置公差要求，所以我們選擇底平面和兩孔為定位 基準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)鉆，從而滿足孔的加工要求。工件定位用底面和兩孔定位限制 5 個(gè) 自由度。 4．3 切削力及夾緊力的計(jì)算 鉆該孔時(shí)選用：鉆床 Z525，刀具用高速鋼刀具。 由參考文獻(xiàn)[5]查表 可得：721? 切削力公式： .06f PFDfK? 式中 m./r 查表 得： 821?0.75()36bp? 25 其中： 0.6b??0.48pK? 即： 958()fFN 實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)[5]表 得：12? 12KFW???? 有： 120.7,.6? 安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算有： 6543210K? 式中： 為各種因素的安全系數(shù)，見(jiàn)參考文獻(xiàn)[5]表 可得： 60~ 12? .10.56??? 所以 950816492()KfWFN??? 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便， 決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 取 ， ，1.561.7?2. 查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26 可知移動(dòng)形式壓板螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以 下公式計(jì)算： )(210 ??????tgtQLWz 式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得： 6.2??.76zr?901052???'29? 其中： 3()Lm?)(8N? 螺旋夾緊力： 04.W 由上述計(jì)算易得： K? 因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。 4．4 誤差分析與計(jì)算 該夾具以底面、兩孔為定位基準(zhǔn)，要求保證被加工和孔粗糙度為 12.5。該 孔次性加工即可滿足要求。 由參考文獻(xiàn)[5]可得： ⑴ 兩定位銷(xiāo)的定位誤差 ： 11minDWd?????? 26 1 21min