K381-底座零件機(jī)械加工工藝規(guī)程及其鉆攻3XM8-6H螺紋孔工裝夾具設(shè)計(jì)參考素材

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機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱(chēng) 零件名稱(chēng) 底 座 共 10 頁(yè) 第 1 頁(yè) 車(chē)間 工序號(hào) 工序名稱(chēng) 材 料 牌 號(hào) 03 銑 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) 鑄件 1 設(shè)備名稱(chēng) 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 數(shù)控銑床 XK7132 1 夾具編號(hào) 夾具名稱(chēng) 切削液 專(zhuān)用夾具 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 被吃刀量 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 銑底座右端面 端面銑刀、游標(biāo)卡尺 600 37.7 0.2 2.5 1 2.763 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 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱(chēng) 零件名稱(chēng) 底 座 共 10 頁(yè) 第 2 頁(yè) 車(chē)間 工序號(hào) 工序名稱(chēng) 材 料 牌 號(hào) 04 銑 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) 鑄件 1 設(shè)備名稱(chēng) 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 數(shù)控銑床 XK7132 1 夾具編號(hào) 夾具名稱(chēng) 切削液 專(zhuān)用夾具 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 被吃刀量 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 銑底座Φ70端面 端面銑刀、游標(biāo)卡尺 600 47.1 0.2 2.0 1 0.935 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 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱(chēng) 零件名稱(chēng) 底 座 共 10 頁(yè) 第 3 頁(yè) 車(chē)間 工序號(hào) 工序名稱(chēng) 材 料 牌 號(hào) 05 鉆 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) 鑄件 1 設(shè)備名稱(chēng) 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 立式鉆床 Z525 1 夾具編號(hào) 夾具名稱(chēng) 切削液 專(zhuān)用夾具 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 被吃刀量 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 鉆底座Φ32H11孔 麻花鉆、錐柄圓柱塞規(guī) 545 54.8 0.28 1.5 1 0.337 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 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱(chēng) 零件名稱(chēng) 底 座 共 10 頁(yè) 第 4 頁(yè) 車(chē)間 工序號(hào) 工序名稱(chēng) 材 料 牌 號(hào) 06 車(chē) 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) 鑄件 1 設(shè)備名稱(chēng) 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 臥式車(chē)床 C620-1 1 夾具編號(hào) 夾具名稱(chēng) 切削液 專(zhuān)用夾具 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 被吃刀量 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 鉆孔至Φ18 麻花鉆、錐柄圓柱塞規(guī) 545 30.8 0.28 9.0 1 0.321 2 鉸Φ18至Φ20 鉸刀、錐柄圓柱塞規(guī) 960 60.3 0.12 1.0 1 0.356 3 粗車(chē)Φ44端面 可轉(zhuǎn)位車(chē)刀、游標(biāo)卡尺 370 48 0.25 1.5 1 0.168 4 精車(chē)Φ44端面 可轉(zhuǎn)位車(chē)刀、游標(biāo)卡尺 760 183 0.12 0.5 1 0.148 5 粗車(chē)Φ68端面 可轉(zhuǎn)位車(chē)刀、游標(biāo)卡尺 370 48 0.25 1.5 1 0.168 6 精車(chē)Φ68端面 可轉(zhuǎn)位車(chē)刀、游標(biāo)卡尺 760 183 0.12 0.5 1 0.148 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 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱(chēng) 零件名稱(chēng) 底 座 共 10 頁(yè) 第 5 頁(yè) 車(chē)間 工序號(hào) 工序名稱(chēng) 材 料 牌 號(hào) 07 銑 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) 鑄件 1 設(shè)備名稱(chēng) 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 立式銑床 X52K 1 夾具編號(hào) 夾具名稱(chēng) 切削液 專(zhuān)用夾具 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 被吃刀量 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 銑底座R16端面 圓柱銑刀、游標(biāo)卡尺 630 19.8 0.2 2.0 2 1.429 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 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱(chēng) 零件名稱(chēng) 底 座 共 10 頁(yè) 第 6 頁(yè) 車(chē)間 工序號(hào) 工序名稱(chēng) 材 料 牌 號(hào) 08 鉆 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) 鑄件 1 設(shè)備名稱(chēng) 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 搖臂鉆床 Z3025 1 夾具編號(hào) 夾具名稱(chēng) 切削液 專(zhuān)用夾具 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 被吃刀量 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 鉆底座Φ70端面上4M8-6H底孔Φ6.8深16孔 麻花鉆、錐柄圓柱塞規(guī) 500 9.6 0.25 3.4 4 0.621 2 攻底座Φ70端面上4M8-6H深12 絲錐、螺紋塞規(guī) 630 15 0.6 0.6 4 0.133 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 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱(chēng) 零件名稱(chēng) 底 座 共 10 頁(yè) 第 7 頁(yè) 車(chē)間 工序號(hào) 工序名稱(chēng) 材 料 牌 號(hào) 09 鉆 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) 鑄件 1 設(shè)備名稱(chēng) 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 搖臂鉆床 Z3025 1 夾具編號(hào) 夾具名稱(chēng) 切削液 專(zhuān)用夾具 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 被吃刀量 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 鉆底座9868端面上4M8-6H底孔Φ6.8 麻花鉆、錐柄圓柱塞規(guī) 500 9.6 0.25 3.4 4 0.397 2 攻底座9868端面上4M8-6H 絲錐、螺紋塞規(guī) 630 15 0.6 0.6 4 0.102 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 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱(chēng) 零件名稱(chēng) 底 座 共 10 頁(yè) 第 8 頁(yè) 車(chē)間 工序號(hào) 工序名稱(chēng) 材 料 牌 號(hào) 10 鉆 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) 鑄件 1 設(shè)備名稱(chēng) 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 搖臂鉆床 Z3025 1 夾具編號(hào) 夾具名稱(chēng) 切削液 專(zhuān)用夾具 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 被吃刀量 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 鉆底座Φ68端面上4M8-6H底孔Φ6.8深16孔 麻花鉆、錐柄圓柱塞規(guī) 500 9.6 0.25 3.4 3 0.466 2 攻底座Φ68端面上4M8-6H深12 絲錐、螺紋塞規(guī) 630 15 0.6 0.6 3 0.100 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 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱(chēng) 零件名稱(chēng) 底 座 共 10 頁(yè) 第 9 頁(yè) 車(chē)間 工序號(hào) 工序名稱(chēng) 材 料 牌 號(hào) 11 鉆 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) 鑄件 1 設(shè)備名稱(chēng) 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 搖臂鉆床 Z3025 1 夾具編號(hào) 夾具名稱(chēng) 切削液 專(zhuān)用夾具 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 被吃刀量 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 鉆底座右端面上4M8-6H底孔Φ6.8深16孔 麻花鉆、錐柄圓柱塞規(guī) 500 9.6 0.25 3.4 4 0.621 2 攻底座右端面上4M8-6H深12 絲錐、螺紋塞規(guī) 630 15 0.6 0.6 4 0.133 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 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱(chēng) 零件名稱(chēng) 底 座 共 10 頁(yè) 第 10 頁(yè) 車(chē)間 工序號(hào) 工序名稱(chēng) 材 料 牌 號(hào) 12 鉆 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) 鑄件 1 設(shè)備名稱(chēng) 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 搖臂鉆床 Z3025 1 夾具編號(hào) 夾具名稱(chēng) 切削液 專(zhuān)用夾具 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 被吃刀量 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 鉆底座右端R16端面上2M12-6H底孔Φ10.2深20 麻花鉆、錐柄圓柱塞規(guī) 630 20.2 0.25 5.1 2 0.319 2 攻底座右端R16端面上2M12-6H深14 絲錐、螺紋塞規(guī) 630 25 0.9 0.9 2 0.053 3 鉆底座左端R16端面上2M12-6H底孔Φ10.2深20 麻花鉆、錐柄圓柱塞規(guī) 630 20.2 0.25 5.1 2 0.319 4 攻底座左端R16端面上2M12-6H深14 絲錐、螺紋塞規(guī) 630 25 0.9 0.9 2 0.053 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 編號(hào)： 采用遺傳算法優(yōu)化加工夾具定位和加緊位置 Necmettin Kaya* Department of Mechanical Engineering, Uludag University, Go¨ru¨kle, Bursa 16059, Turkey Received 8 July 2004; accepted 26 May 2005 Available online 6 September 2005 摘 要 工件變形的問(wèn)題可能導(dǎo)致機(jī)械加工中的空間問(wèn)題。支撐和定位器是用于減少工件彈性變形引起的誤差。支撐、定位器的優(yōu)化和夾具定位是最大限度的減少幾何在工件加工中的誤差的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。本文應(yīng)用夾具布局優(yōu)化遺傳算法（GAs）來(lái)處理夾具布局優(yōu)化問(wèn)題。遺傳算法的方法是基于一種通過(guò)整合有限的運(yùn)行于批處理模式的每一代的目標(biāo)函數(shù)值的元素代碼的方法，用于來(lái)優(yōu)化夾具布局。給出的個(gè)案研究說(shuō)明已開(kāi)發(fā)的方法的應(yīng)用。采用染色體文庫(kù)方法減少整體解決問(wèn)題的時(shí)間。已開(kāi)發(fā)的遺傳算法保持跟蹤先前的分析設(shè)計(jì)，因此先前的分析功能評(píng)價(jià)的數(shù)量降低大約93%。結(jié)果表明，該方法的夾具布局優(yōu)化問(wèn)題是多模式的問(wèn)題。優(yōu)化設(shè)計(jì)之間沒(méi)有任何明顯的相似之處，雖然它們提供非常相似的表現(xiàn)。 關(guān)鍵詞：夾具設(shè)計(jì)；遺傳算法；優(yōu)化 1. 引言 夾具用來(lái)定位和束縛機(jī)械操作中的工件，減少由于對(duì)確保機(jī)械操作準(zhǔn)確性的夾緊方案和切削力造成的工件和夾具的變形。傳統(tǒng)上，加工夾具是通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)法來(lái)設(shè)計(jì)和制造的，這是一個(gè)既造價(jià)高又耗時(shí)的制造過(guò)程。為確保工件按規(guī)定尺寸和公差來(lái)制造，工件必須給予適當(dāng)?shù)亩ㄎ缓蛫A緊以確保有必要開(kāi)發(fā)工具來(lái)消除高造價(jià)和耗時(shí)的反復(fù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。適當(dāng)?shù)墓ぜㄎ缓蛫A具設(shè)計(jì)對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量的精密度、準(zhǔn)確度和機(jī)制件的完飾是至關(guān)重要的。 從理論上說(shuō)，3-2-1定位原則對(duì)于定位所有的棱柱形零件是很令人滿(mǎn)意的。該方法具有最大的剛性與最少量的夾具元件。從動(dòng)力學(xué)觀(guān)點(diǎn)來(lái)看定位零件意味著限制了自由移動(dòng)物體的六自由度（三個(gè)平動(dòng)自由度和三個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度）。在零件下部設(shè)置三個(gè)支撐來(lái)建立工件在垂直軸方向的定位。在兩個(gè)外圍邊緣放置定位器旨在建立工件在水平x軸和y軸的定位。正確定位夾具的工件對(duì)于制造過(guò)程的全面準(zhǔn)確性和重復(fù)性是至關(guān)重要的。定位器應(yīng)該盡可能的遠(yuǎn)距離的分開(kāi)放置并且應(yīng)該放在任何可能的加工面上。放置的支撐器通常用來(lái)包圍工件的重力中心并且盡可能的將其分開(kāi)放置以維持其穩(wěn)定性。夾具夾子的首要任務(wù)是固定夾具以抵抗定位器和支撐器。不應(yīng)該要求夾子反抗加工操作中的切削力。 對(duì)于給定數(shù)量的夾具元件，加工夾具合成的問(wèn)題是尋找?jiàn)A具優(yōu)化布局或工件周?chē)鷬A具元件的位置。本篇文章提出一種優(yōu)化夾具布局遺傳算法。優(yōu)化目標(biāo)是研究一個(gè)二維夾具布局使工件不同位置上最大的彈性變形最小化。ANSYS程序以用于計(jì)算工件變形情況下夾緊力和切削力。本文給出兩個(gè)實(shí)例來(lái)說(shuō)明給出的方法。 2. 回顧相關(guān)工程結(jié)構(gòu) 最近幾年夾具設(shè)計(jì)問(wèn)題受到越來(lái)越多的重視。然而，很少有注意力集中于優(yōu)化夾具布局設(shè)計(jì)。Menassa和Devries用FEA計(jì)算變形量使設(shè)計(jì)準(zhǔn)則要求的位點(diǎn)的工件變形最小化。設(shè)計(jì)問(wèn)題是確定支撐器位置。Meyer和Liou提出一個(gè)方法就是使用線(xiàn)性編程技術(shù)合成動(dòng)態(tài)編程條件中的夾具。給出了使夾緊力和定位力最小化的解決方案。Li和Melkote用非線(xiàn)性規(guī)劃方法解決布局優(yōu)化問(wèn)題。這個(gè)方法使工件位置誤差最小化歸于工件的局部彈性變形。Roy和Liao開(kāi)發(fā)出一種啟發(fā)式方法來(lái)計(jì)劃最好的支撐和夾緊位置。Tao等人提出一個(gè)幾何推理的方法來(lái)確定最優(yōu)夾緊點(diǎn)和任意形狀工件的夾緊順序。Liao和Hu提出一種夾具結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)這個(gè)系統(tǒng)基于動(dòng)態(tài)模型分析受限于時(shí)變加工負(fù)載的夾具—工件系統(tǒng)。本文也調(diào)查了夾緊位置的影響。Li和Melkote提出夾具布局和夾緊力最優(yōu)合成方法幫我們解釋加工過(guò)程中的工件動(dòng)力學(xué)。本文提出一個(gè)夾具布局和夾緊力優(yōu)化結(jié)合的程序。他們用接觸彈性建模方法解釋工件剛體動(dòng)力學(xué)在加工期間的影響。Amaral等人用ANSYS驗(yàn)證夾具設(shè)計(jì)的完整性。他們用3-2-1方法。ANSYS提出優(yōu)化分析。Tan等人通過(guò)力鎖合、優(yōu)化與有限建模方法描述了建模、優(yōu)化夾具的分析與驗(yàn)證。 以上大部分的研究使用線(xiàn)性和非線(xiàn)性編程方式這通常不會(huì)給出全局最優(yōu)解決方案。所有的夾具布局優(yōu)化程序開(kāi)始于一個(gè)初始可行布局。這些方法給出的解決方案在很大程度上取決于初始夾具布局。他們沒(méi)有考慮到工件夾具布局優(yōu)化對(duì)整體的變形。 GAs已被證明在解決工程中優(yōu)化問(wèn)題是有用的。夾具設(shè)計(jì)具有巨大的解決空間并需要搜索工具找到最好的設(shè)計(jì)。一些研究人員曾使用GAs解決夾具設(shè)計(jì)及夾具布局問(wèn)題。Kumar等人用GAs和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)夾具。Marcelin已經(jīng)將GAs用于支撐位置的優(yōu)化。Vallapuzha等人提出基于優(yōu)化方法的GA，它采用空間坐標(biāo)來(lái)表示夾具元件的位置。夾具布局優(yōu)化程序設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)是使用MATLAB和遺傳算法工具箱。HYPERMESH和MSC / NASTRAN用于FE模型。Vallapuzha等人提出一些結(jié)果關(guān)于一個(gè)廣泛調(diào)查不同優(yōu)化方法的相對(duì)有效性。他們的研究表明連續(xù)遺傳算法提出了最優(yōu)質(zhì)的解決方案。Li和Shiu使用遺傳算法確定了夾具設(shè)計(jì)最優(yōu)配置的金屬片。MSC/NASTRAN已經(jīng)用于適應(yīng)度值評(píng)價(jià)。Liao提出自動(dòng)選擇最佳夾子和夾鉗的數(shù)目以及它們?cè)诮饘倨系膴A具中的最優(yōu)位置。Krishnakumar和Melkote開(kāi)發(fā)了一種夾具布局優(yōu)化技術(shù)，它是利用遺傳算法找到了夾具布局，由于整個(gè)刀具路徑中的夾緊力和加工力使加工表面變形量最小化。通過(guò)節(jié)點(diǎn)編號(hào)使定位器和夾具位置特殊化。一個(gè)內(nèi)置的有限元求解器研制成功。 一些研究沒(méi)考慮到整個(gè)刀具路徑的優(yōu)化布局以及磨屑清除。一些研究采用節(jié)點(diǎn)編號(hào)作為設(shè)計(jì)參數(shù)。 在本研究中，開(kāi)發(fā)GA工具用于尋找在二維工件中的最優(yōu)定位器和夾緊位置。使用參考邊緣的距離作為設(shè)計(jì)參數(shù)而不是用FEA節(jié)點(diǎn)編號(hào)。真正編碼遺傳算法的染色體的健康指數(shù)是從FEA結(jié)果中獲得的。ANSSYS用于FEA計(jì)算。用染色體文庫(kù)的方法是為了減少解決問(wèn)題的時(shí)間。用兩個(gè)問(wèn)題測(cè)試已開(kāi)發(fā)的遺傳算法工具。給出的兩個(gè)實(shí)例說(shuō)明了這個(gè)開(kāi)發(fā)的方法。本論文的主要貢獻(xiàn)可以概括為以下幾個(gè)方面： (1)開(kāi)發(fā)了遺傳算法編碼結(jié)合商業(yè)有限元素求解； (2)遺傳算法采用染色體文庫(kù)以降低計(jì)算時(shí)間； (3)使用真正的設(shè)計(jì)參數(shù)，而不是有限元節(jié)點(diǎn)數(shù)字； (4)當(dāng)工具在工件中移動(dòng)時(shí)考慮磨屑清除工具。 3. 遺傳算法概念 遺傳算法最初由John Holland開(kāi)發(fā)。Goldberg出版了一本書(shū)，解釋了這個(gè)理論和遺傳算法應(yīng)用實(shí)例的詳細(xì)說(shuō)明。遺傳算法是一種隨機(jī)搜索方法，它模擬一些自然演化的機(jī)制。該算法用于種群設(shè)計(jì)。種群從一代到另一代演化，通過(guò)自然選擇逐漸提高了適應(yīng)環(huán)境的能力，更健康的個(gè)體有更好的機(jī)會(huì)，將他們的特征傳給后代。 該算法中，要基于為每個(gè)設(shè)計(jì)計(jì)算適合性，所以人工選擇取代自然環(huán)境選擇。適應(yīng)度值這個(gè)詞用來(lái)指明染色體生存幾率，它在本質(zhì)上是該優(yōu)化問(wèn)題的目標(biāo)函數(shù)。生物定義的特征染色體用代表設(shè)計(jì)變量的字符串中的數(shù)值代替。 被公認(rèn)的遺傳算法與傳統(tǒng)的梯度基礎(chǔ)優(yōu)化技術(shù)的不同主要有如下四種方式： (1)遺傳算法和問(wèn)題中的一種編碼的設(shè)計(jì)變量和參數(shù)一起工作而不是實(shí)際參數(shù)本身。 (2)遺傳算法使用種群—類(lèi)型研究。評(píng)價(jià)在每個(gè)重復(fù)中的許多不同的設(shè)計(jì)要點(diǎn)而不是一個(gè)點(diǎn)順序移動(dòng)到下一個(gè)。 (3)遺傳算法僅僅需要一個(gè)適當(dāng)?shù)幕蚰繕?biāo)函數(shù)值。沒(méi)有衍生品或梯度是必要的。 (4)遺傳算法以用概率轉(zhuǎn)換規(guī)則來(lái)發(fā)現(xiàn)新設(shè)計(jì)為探索點(diǎn)而不是利用基于梯度信息的確定性規(guī)則來(lái)找到這些新觀(guān)點(diǎn)。 4. 方法 4.1 夾具定位原則 加工過(guò)程中，用夾具來(lái)保持工件處于一個(gè)穩(wěn)定的操作位置。對(duì)于夾具最重要的標(biāo)準(zhǔn)是工件位置精確度和工件變形。一個(gè)良好的夾具設(shè)計(jì)使工件幾何和加工精度誤差最小化。另一個(gè)夾具設(shè)計(jì)的要求是夾具必須限制工件的變形?？紤]切削力以及夾緊力是很重要的。沒(méi)有足夠的夾具支撐，加工操作就不符合設(shè)計(jì)公差。有限元分析在解決這其中的一些問(wèn)題時(shí)是一種很有力的工具。 棱柱形零件常見(jiàn)的定位方法是3-2-1方法。該方法具有最大剛體度以及最小夾具元件數(shù)。在三維中一個(gè)工件可能會(huì)通過(guò)六自由度定位方法快速定位為了限制工件的九個(gè)自由度。其他的三個(gè)自由度通過(guò)夾具元件消除了?；?-2-1定位原理的二位工件布局的例子如圖4。 圖4 3-2-1對(duì)二維棱柱工件定位布局 定位面得數(shù)量不得超過(guò)兩個(gè)避免冗余的位置?；?-2-1的夾具設(shè)計(jì)原則有兩種精確的定位平面包含于兩個(gè)或一個(gè)定位器。因此，在兩邊有最大的夾緊力抵抗每個(gè)定位平面。夾緊力總是指向定位器為了推動(dòng)工件接觸到所有的定位器。定位點(diǎn)對(duì)面應(yīng)定位夾緊點(diǎn)防止工件由于夾緊力而扭曲。因?yàn)榧庸ちρ刂庸っ?，所以有必要確保定位器的反應(yīng)力在所有時(shí)間內(nèi)是正的。任何負(fù)面的反應(yīng)力表示工件從夾具元件中脫離。換句話(huà)說(shuō)，當(dāng)反應(yīng)力是負(fù)的時(shí)候，工件和夾具元件之間接觸或分離的損失可能發(fā)生。定位器內(nèi)正的反應(yīng)力確保工件從切削開(kāi)始到結(jié)束都能接觸到所有的定位器。夾緊力應(yīng)該充分束縛和定位工件且不導(dǎo)致工件的變形或損壞。本文不考慮夾緊力的優(yōu)化。 4.2 基于夾具布局優(yōu)化方法的遺傳算法 在實(shí)際設(shè)計(jì)問(wèn)題中，設(shè)計(jì)參數(shù)的數(shù)量可能很大并且它們對(duì)目標(biāo)函數(shù)的影響會(huì)是非常復(fù)雜的。目標(biāo)函數(shù)曲線(xiàn)必須是光滑的并且需要一個(gè)程序計(jì)算梯度。遺傳算法在理念上遠(yuǎn)不同于其他的探究方法，它們包括傳統(tǒng)的優(yōu)化方法和其他隨機(jī)方法。通過(guò)運(yùn)用遺傳算法來(lái)對(duì)夾具優(yōu)化布局，可以獲得一個(gè)或一組最優(yōu)的解決方案。 本項(xiàng)研究中，最優(yōu)定位器和夾具定位使用遺傳算法確定。它們是理想的適合夾具布局優(yōu)化問(wèn)題的方法因?yàn)闆](méi)有直接分析的關(guān)系存在于加工誤差和夾具布局中。因?yàn)檫z傳算法僅僅為一個(gè)特別的夾具布局處理設(shè)計(jì)變量和目標(biāo)函數(shù)值，所以不需要梯度或輔助信息。 建議方案流程圖如圖5。 使用開(kāi)發(fā)的命名為GenFix的Delphi語(yǔ)言軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)夾具布局優(yōu)化。位移量用ANSYS軟件計(jì)算。通過(guò)WinExec功能在GenFix中運(yùn)行ANSYS很簡(jiǎn)單。GenFix和ANSYS之間相互作用通過(guò)四部實(shí)現(xiàn)： (1)定位器和夾具位置從二進(jìn)制代碼字符串中提取作為真正的參數(shù)。 (2)這些參數(shù)和ANSYS輸入批處理文件（建模、解決方案和后置處理）用WinExec功能傳給ANSYS。 (3)解決后將位移值寫(xiě)成一個(gè)文本文件。 (4)GenFix讀這個(gè)文件并為當(dāng)前定位器和夾緊位置計(jì)算適應(yīng)度值。 為了減少計(jì)算量，染色體與適應(yīng)度值儲(chǔ)存在一個(gè)文庫(kù)里以備進(jìn)一步評(píng)估。GenFix首先檢查是否當(dāng)前的染色體的適應(yīng)度值已經(jīng)在之前被計(jì)算過(guò)。如果沒(méi)有，定位器位置被送到ANSYS，否則從文庫(kù)中取走適應(yīng)度值。在初始種群產(chǎn)生過(guò)程中，檢查每一個(gè)染色體可行與否。如果違反了這個(gè)原則，它就會(huì)出局然后新的染色體就產(chǎn)生了。這個(gè)程序創(chuàng)造了可行的初始種群。這保證了初始種群的每個(gè)染色體在夾緊力和切削力作用下工件的穩(wěn)定性。用兩個(gè)測(cè)試用例來(lái)驗(yàn)證提到的遺傳算法計(jì)劃。第一個(gè)實(shí)例是使用Himmelblau功能。在第二個(gè)測(cè)試用例中，遺傳算法計(jì)劃用來(lái)優(yōu)化均布載荷作用下梁的支撐位置。 圖5 設(shè)計(jì)方法的流程與ANSYS相配合流程 5. 夾具布局優(yōu)化的個(gè)案研究 該夾具布局優(yōu)化問(wèn)題的定義是：找到定位器和夾子的位置以使在特定區(qū)工件變形降到最小程度。那么多的定位器和夾子并不是設(shè)計(jì)參數(shù)因?yàn)樗鼈冊(cè)?-2-1方案中是已知的和固定的。因此，設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇如同定位器和夾子的位置。本研究中不考慮摩擦力。兩個(gè)實(shí)例研究來(lái)說(shuō)明以提出的方法。 6. 結(jié)論 本文提出了一個(gè)夾具布局優(yōu)化的評(píng)價(jià)優(yōu)化技術(shù)。ANSYS用于FE計(jì)算適應(yīng)度值?？梢钥吹剑z傳算法和FE方法的結(jié)合對(duì)當(dāng)今此類(lèi)問(wèn)題似乎是一種強(qiáng)大的方法。遺傳算法特別適合應(yīng)用于解決那些在目標(biāo)函數(shù)和設(shè)計(jì)變量之間不存在一個(gè)定義明確的數(shù)學(xué)關(guān)系的問(wèn)題。結(jié)果證明遺傳算法在夾具布局優(yōu)化問(wèn)題方面的成功應(yīng)用。本項(xiàng)研究中，遺傳算法在夾具布局優(yōu)化應(yīng)用中的主要困難是較高的計(jì)算成本。種群中每個(gè)染色體需要工件的重嚙合。但是，染色體庫(kù)的使用，F(xiàn)E評(píng)價(jià)的數(shù)量從6000下降到415。這就導(dǎo)致了巨大的增益計(jì)算效益。其他減少處理時(shí)間的方法是在局域網(wǎng)內(nèi)使用分布式計(jì)算。 該方法結(jié)果表明，夾具布局優(yōu)化問(wèn)題是多模態(tài)問(wèn)題。優(yōu)化設(shè)計(jì)之間沒(méi)有任何明顯的相似之處盡管他們提供非常相似的表現(xiàn)。結(jié)果表明夾具布局問(wèn)題是多模態(tài)問(wèn)題然而用于夾具設(shè)計(jì)的啟發(fā)式規(guī)則應(yīng)該用于遺傳算法來(lái)選擇最優(yōu)的設(shè)計(jì)。 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱(chēng) 零件名稱(chēng) 底座 共 頁(yè) 第 頁(yè) 材 料 牌 號(hào) HT200 毛 坯 種 類(lèi) 鑄件 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每 臺(tái) 件 數(shù) 1 備 注 工 序 號(hào) 工 名 序 稱(chēng) 工 序 內(nèi) 容 車(chē) 間 工 段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時(shí) 夾具 刀具 量具 準(zhǔn)終 單件 01 備料 金屬型澆注 鍛 02 熱 時(shí)效處理以消除內(nèi)應(yīng)力 熱 03 銑 銑底座右端面 金工 數(shù)控銑床 專(zhuān)用夾具 端面銑刀 游標(biāo)卡尺 04 銑 銑底座Φ70端面 金工 數(shù)控銑床 專(zhuān)用夾具 端面車(chē)刀 游標(biāo)卡尺 05 鉆 底座Φ32H11孔 金工 Z525 專(zhuān)用夾具 麻花鉆 錐柄圓柱塞規(guī) 06 鉆 鉆、鉸底座Φ20孔、粗車(chē)、精車(chē)車(chē)Φ44端面，Φ68端面 金工 C620-1 專(zhuān)用夾具 麻花鉆、可轉(zhuǎn)位車(chē)刀 游標(biāo)卡尺 07 銑 銑底座R16端面 金工 X52K 專(zhuān)用夾具 圓柱銑刀 游標(biāo)卡尺 08 鉆 鉆攻底座Φ70端面上4M8-6H深12孔深16螺紋 金工 Z3025 專(zhuān)用夾具 麻花鉆、絲錐 錐柄圓柱塞規(guī) 09 鉆 鉆攻底座9868端面上4M8-6H螺紋 金工 Z3025 專(zhuān)用夾具 麻花鉆、絲錐 錐柄圓柱塞規(guī) 10 鉆 鉆攻底座Φ68端面上3M8-6H12孔深16螺紋 金工 Z3025 專(zhuān)用夾具 麻花鉆、絲錐 錐柄圓柱塞規(guī) 11 鉆 鉆攻底座右端面上4M8-6H深12孔深16螺紋 金工 Z3025 專(zhuān)用夾具 麻花鉆、絲錐 錐柄圓柱塞規(guī) 12 鉆 鉆攻底座R16端面上2M12-6H深14孔深20螺紋 金工 Z3025 專(zhuān)用夾具 麻花鉆、絲錐 錐柄圓柱塞規(guī) 13 鉗工 去毛刺 14 終檢 檢驗(yàn)至圖紙要求并入庫(kù) 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 目 錄 序 言 1 第1章 零件的分析 2 1.1 零件的作用 2 1.2 零件的工藝分析 2 第2章 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 3 2.1 確定毛坯的的制造形式 3 2.2 基準(zhǔn)的選擇 3 2.3 制訂工藝路線(xiàn) 3 2.4 機(jī)械加工余量的確定 4 2.5 確定切削用量及基本工時(shí) 6 第3章 鉆床夾具 20 3.1 問(wèn)題提出 20 3.2 定位分析 20 3.3切削力和夾緊力的計(jì)算 20 3.4定位誤差分析 21 總 結(jié) 23 參考文獻(xiàn) 24 序 言 機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開(kāi)制造業(yè)，因此制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。 底座加工工藝規(guī)程及其鉆攻3M8-6H螺紋的夾具設(shè)計(jì)，是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之后的下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線(xiàn)安排，工藝尺寸確定等問(wèn)題，并設(shè)計(jì)出專(zhuān)用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。 本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。 第1章 零件的分析 1.1 零件的作用 底座主要起固定作用。 1.2 零件的工藝分析 底座的加工共有十個(gè)加工表面，現(xiàn)分述如下： 1.底座右端面 2.底座Φ70端面 3.底座Φ32H11孔 4.底座Φ20孔、Φ44端面，Φ68端面 5.底座R16端面 6.底座Φ70端面上4M8-6H深12孔深16螺紋 7.底座9868端面上4M8-6H螺紋 8.底座Φ68端面上3M8-6H12孔深16螺紋 9.底座右端面上4M8-6H深12孔深16螺紋 10.底座R16端面上2M12-6H深14孔深20螺紋 第2章 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) 2.1 確定毛坯的的制造形式 零件材料為HT200。底座在加工過(guò)程中的精度保證很重要，它對(duì)工件的定位有一定的保證作用。 2.2 基準(zhǔn)的選擇 1.粗基準(zhǔn)的的選擇 根據(jù)粗基準(zhǔn)的選擇原則，要亦非加工表面為粗基準(zhǔn)，且粗基準(zhǔn)只能使用一次，對(duì)本工件來(lái)說(shuō)選擇Φ70外圓及其端面作為粗基準(zhǔn)。 2.精基準(zhǔn)的選擇 主要考慮的是基準(zhǔn)的中和問(wèn)題。當(dāng)設(shè)計(jì)與工序的基準(zhǔn)不重合時(shí)，因該進(jìn)行尺寸換算。以底座右端面作為精基準(zhǔn)。 2.3 制訂工藝路線(xiàn) 制定工藝路線(xiàn)的出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)使阿貝鏡座的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證,在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專(zhuān)用工具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。此外，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。 工序01：金屬型澆注 工序02：時(shí)效處理以消除內(nèi)應(yīng)力 工序03：銑底座右端面 工序04：銑底座Φ70端面 工序05：鉆底座Φ32H11孔 工序06：鉆、鉸底座Φ20孔、粗車(chē)、精車(chē)車(chē)Φ44端面，Φ68端面 工序07：銑底座R16端面 工序08：鉆攻底座Φ70端面上4M8-6H深12孔深16螺紋 工序09：鉆攻底座9868端面上4M8-6H螺紋 工序10：鉆攻底座Φ68端面上3M8-6H12孔深16螺紋 工序11：鉆攻底座右端面上4M8-6H深12孔深16螺紋 工序12：鉆攻底座R16端面上2M12-6H深14孔深20螺紋 工序13：去毛刺 工序14：檢驗(yàn)至圖紙要求并入庫(kù) 2.4 機(jī)械加工余量的確定 “底座零件材料為HT200，毛坯的重量約為1.2Kg，生產(chǎn)類(lèi)型為大批量生產(chǎn)，參照《機(jī)制制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.3-1知，采用金屬型澆注，加工余量等級(jí)MA-F，精度等級(jí)CT8。 1. 底座右端面的加工余量 底座右端面，長(zhǎng)148mm，由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-4得，單邊加工余量Z=2.5mm。粗糙度Ra6.3,《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-8知，一步銑削即可達(dá)到精度要求。 2. 底座Φ70端面的加工余量 底座Φ70端面，由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-4得，單邊加工余量Z=2.0mm。粗糙度Ra6.3,《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-8知，一步銑削即可達(dá)到精度要求。 3. 底座Φ32H11孔 底座Φ32H11孔，由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-4得，單邊加工余量Z=1.5mm。粗糙度Ra6.3,《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-7知，一步鉆削即可達(dá)到精度要求。 4. 底座Φ44端面的加工余量 底座Φ44端面，由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-4得，單邊加工余量Z=2.0mm。粗糙度Ra3.2,《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-8知，兩步銑削即粗銑——精銑方可達(dá)到精度要求。 粗銑 單邊余量Z=1.5mm 精銑 單邊余量Z=0.5mm 5. 底座Φ68的加工余量 底座Φ68端面，由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-4得，單邊加工余量Z=2.0mm。粗糙度Ra3.2,《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-8知，兩步銑削即粗銑——精銑方可達(dá)到精度要求。 粗銑 單邊余量Z=1.5mm 精銑 單邊余量Z=0.5mm 6. 底座Φ20孔的加工余量 底座Φ20孔，因孔的尺寸不大，故采用實(shí)心鑄造，底座頂面Φ20孔，粗糙度Ra3.2，查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-7知，兩步鉆削即鉆——鉸方可達(dá)到精度要求。 7. 底座R16端面的加工余量 底座R16端面，由《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-4得，單邊加工余量Z=2.0mm。粗糙度Ra12.5,《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表1.4-8知，一步銑削即可達(dá)到精度要求。 6. 底座Φ70端面上4M8-6H深12孔深16螺紋 底座Φ70端面上4M8-6H深12孔深16螺紋，因螺紋尺寸不大，故采用實(shí)心鑄造，《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-20知，首先鉆M8螺紋底孔Φ6.8，再攻M8螺紋。 7. 底座9868端面上4M8-6H螺紋 底座9868端面上4M8-6H螺紋，因螺紋尺寸不大，故采用實(shí)心鑄造，《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-20知，首先鉆M8螺紋底孔Φ6.8，再攻M8螺紋。 8. 底座Φ68端面上3M8-6H12孔深16螺紋 底座Φ68端面上3M8-6H12孔深16螺紋，因螺紋尺寸不大，故采用實(shí)心鑄造，《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-20知，首先鉆M8螺紋底孔Φ6.8，再攻M8螺紋。 9. 底座右端面上4M8-6H深12孔深16螺紋 底座4M8-6H深12孔深16螺紋，因螺紋尺寸不大，故采用實(shí)心鑄造，《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-20知，首先鉆M8螺紋底孔Φ6.8，再攻M8螺紋。 10.底座R16端面上2M12-6H深14孔深20螺紋 底座R16端面上2M12-6H深14孔深20螺紋，因螺紋尺寸不大，故采用實(shí)心鑄造，《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-20知，首先鉆M12螺紋底孔Φ10.2，再攻M12螺紋。 11.其他不加工表面，金屬型澆注即可達(dá)到其精度要求。 2.5 確定切削用量及基本工時(shí) 工序03：銑底座右端面 1. 選擇刀具 刀具選取端銑刀，刀片采用YG8, ，，。 2. 決定銑削用量 決定銑削深度 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)數(shù)控銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?00 3.計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)：，，， 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工序04：銑底座Φ70端面 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀 ，，Z=2 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 2）決定每次進(jìn)給量及切削速度 按《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-36， 數(shù)控銑床標(biāo)準(zhǔn)選?。?00 按《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-37，數(shù)控銑床標(biāo)準(zhǔn)選取 3）計(jì)算工時(shí) ——工作臺(tái)直徑 工序05：鉆底座Φ32H11孔 確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說(shuō)明書(shū)，主軸進(jìn)給量，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取 主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取 故實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)：，，，走刀次數(shù)i=1 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工序06：鉆鉸底座Φ20孔、粗車(chē)、精車(chē)Φ44端面，粗車(chē)、精車(chē)9868端面 工步一：鉆孔至Φ18 確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說(shuō)明書(shū)，主軸進(jìn)給量，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取 主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取 故實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)：，，，走刀次數(shù)i=1 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工步二：鉸Φ18孔至Φ20 確定進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表2-7根據(jù)Z525立式鉆床說(shuō)明書(shū)，主軸進(jìn)給量，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-13，取 主軸速度：主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)Ⅳ表4.2-12，取 故實(shí)際切削速度為 切削工時(shí)：，，，走刀次數(shù)i=1 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工步三：粗車(chē)Φ44端面 1、 切削用量 本工序?yàn)棣?4端面。已知加工材料為HT200，鑄件，有外皮；機(jī)床為C620-1型臥式車(chē)床，工件裝卡在專(zhuān)用夾具中。 所選刀具為YT5硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車(chē)刀。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》第一部分表1.1，由于C620-1型臥式車(chē)床的中心高度為200mm（表1.30），故選刀桿尺寸B×H=16mm×25mm，刀片厚度為4.5mm。根據(jù)表1.3，選擇車(chē)刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角，后角，主偏角，副偏角，刃傾角，刀尖圓弧半徑。 2、 確定切削深度 由于單邊余量為1.5mm，可在一次走刀內(nèi)切完。 3、 確定進(jìn)給量 根據(jù)表1.4，在粗車(chē)Φ44端面、刀桿尺寸為16mm×25mm、≤3mm、工件直徑為0～100mm時(shí)，=0.1～0.6mm/r 按C620-1型臥式車(chē)床的進(jìn)給量（表4.2-9），選擇=0.25mm/r 確定的進(jìn)給量尚需滿(mǎn)足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)。 根據(jù)表1.30，C620-1機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力=3530N。 根據(jù)表1.21，當(dāng)≤2mm,≤0.35mm/r，，=65m/min(預(yù)計(jì))時(shí)，進(jìn)給力=760N。 的修正系數(shù)為=0.1，=1.17（表1.29-2），故實(shí)際進(jìn)給力為 =760×1.17N=889.2N 由于切削時(shí)的進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選的=0.25mm/r可用。 選擇車(chē)刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表1.9，車(chē)刀后刀面最大磨損量取為1mm，可轉(zhuǎn)位車(chē)刀耐用度T=30min。 4、 確定切削速度 切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接由表中查出?，F(xiàn)采用查表法確定切削速度。 根據(jù)表1.10，當(dāng)用YT15硬質(zhì)合金車(chē)刀加工鑄件，≤3mm，≤0.25mm/r，切削速度=100m/min。 切削速度的修正系數(shù)為=0.8，=0.65，=0.81,=1.15,==1.0 (均見(jiàn)表1.28），故=1000.80.650.811.15m/min≈48m/min ≈347r/min 按C620-1機(jī)床的轉(zhuǎn)速(表4.2-8），選擇=370r/min 5、 校驗(yàn)機(jī)床功率 由表1.24，≤3mm，≤0.25mm/r，≥46m/min時(shí)，=1.7KW。 切削功率的修正系數(shù)=1.17，，=1.13，=0.8，=0.65（表1.28），故實(shí)際切削時(shí)的功率為=0.72KW 根據(jù)表1.30，當(dāng)=370r/min時(shí)，機(jī)床主軸允許功率=5.9KW。<，故所選的切削用量可在C620-1機(jī)床上進(jìn)行。 最后決定的切削用量為=1.5mm，=0.25mm/r，=370r/min，=48m/min 6、 確定粗車(chē)工件Φ44端面的基本時(shí)間 ， 式中 =44mm， =20mm，=1.5mm，=2mm，=0mm，=0.25mm/r，=370r/min,=1 則 工步四：精車(chē)Φ44端面 1、 =0.5mm 2、 =0.12mm/r 3、 =760r/min 4、確定基本工時(shí) ， 式中 =44mm， =20mm，=0.5mm，=1mm，=0mm，=0.12mm/r，=760r/min,=1 則 工步五：粗車(chē)Φ68端面 ， 式中 =68mm， =44mm，=1.5mm，=2mm，=0mm，=0.25mm/r，=370r/min,=1 則 工步六：精車(chē)Φ68端面 1、 =0.5mm 2、 =0.12mm/r 3、 =760r/min 4、確定基本工時(shí) ， 式中 =68mm， =44mm，=0.5mm，=1mm，=0mm，=0.12mm/r，=760r/min,=1 則 工序07：銑底座R16端面 1. 選擇刀具 刀具選取圓柱銑刀，刀片采用YG8, ，，。 2. 決定銑削用量 決定銑削深度 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)立式銑床X52K說(shuō)明書(shū)，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?30 3.計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)：，，， 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工序08：鉆攻底座Φ70端面上4M8-6H深12孔深16 工步一：鉆底座Φ70端面上4M8-6H底孔Φ6.8深16孔 選用Φ6.8高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得 （《切削》表2.15） 468r/min 按搖臂鉆床Z3025機(jī)床選取n=500r/min 切削工時(shí)： ，， 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工步二：攻底座Φ70端面上4M8-6H深12 選擇M8mm高速鋼機(jī)用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即f=0.6mm/r （《切削》表2.15） 597r/min 按機(jī)床選取n=630r/min 切削工時(shí)： ，， 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工序09：鉆攻底座9868端面上4M8-6H 工步一：鉆底座9868端面上4M8-6H底孔Φ6.8 選用Φ6.8高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得 （《切削》表2.15） 468r/min 按搖臂鉆床Z3025機(jī)床選取n=500r/min 切削工時(shí)： ，， 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工步二：攻底座9868端面上4M8-6H 選擇M8mm高速鋼機(jī)用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即f=0.6mm/r （《切削》表2.15） 597r/min5 按機(jī)床選取n=630r/min 切削工時(shí)： ，， 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工序10：鉆攻底座Φ68端面上3M8-6H12孔深16 工步一：鉆底座Φ68端面上4M8-6H底孔Φ6.8深16孔 選用Φ6.8高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得 （《切削》表2.15） 468r/min 按搖臂鉆床Z3025機(jī)床選取n=500r/min 切削工時(shí)： ，， 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工步二：攻底座Φ68端面上4M8-6H深12 選擇M8mm高速鋼機(jī)用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即f=0.6mm/r （《切削》表2.15） 597r/min5 按機(jī)床選取n=630r/min 切削工時(shí)： ，， 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工序11：鉆攻底座右端面上4M8-6H深12孔深16 工步一：鉆底座右端面上4M8-6H底孔Φ6.8深16孔 選用Φ6.8高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得 （《切削》表2.15） 468r/min 按搖臂鉆床Z3025機(jī)床選取n=500r/min 切削工時(shí)： ，， 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工步二：攻底座右端面上4M8-6H深12 選擇M8mm高速鋼機(jī)用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即f=0.6mm/r （《切削》表2.15） 597r/min5 按機(jī)床選取n=630r/min 切削工時(shí)： ，， 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工序12：鉆攻底座R16端面上2M12-6H深14孔深20 工步一：鉆底座右端R16端面上2M12-6H底孔Φ10.2深20 選用Φ10.2高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得 （《切削》表2.15） 624r/min 按搖臂鉆床Z3025選取n=630r/min 切削工時(shí)： ，， 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工步二：攻底座右端R16端面上2M12-6H深14 選擇M12mm高速鋼機(jī)用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即f=0.9mm/r 663r/min 按搖臂鉆床Z3025選取n=630r/min 切削工時(shí)： ，， 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工步三：鉆底座左端R16端面上2M12-6H底孔Φ10.2深20同工步一。 工步四：攻底座右端R16端面上2M12-6H深14同工步二。 第3章 鉆床夾具 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具。有老師分配的任務(wù)，我被要求設(shè)計(jì)工序10：鉆攻底座Φ68端面上3M8-6H12孔深16，選用機(jī)床：Z3025搖臂鉆床。 3.1 問(wèn)題提出 本夾具主要用來(lái)鉆攻底座Φ68端面上3M8-6H12孔深16，精度要求不高，與其他面沒(méi)有位置度要求。因此，在本道工序加工時(shí)，主要應(yīng)考慮如何提高生產(chǎn)率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 3.2 定位分析 以底座右端面、Φ32H11孔和R20圓弧定位，定位分析如下： 1.底座右端面作為第一定位基準(zhǔn)，與支承板相配合，限制三個(gè)自由度，即X軸移動(dòng)、Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)和Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)。 2.底座Φ32H11孔作為第二定位基準(zhǔn)，與心軸Φ32外圓相配合，限制兩個(gè)自由度，即Y軸移動(dòng)和Z軸移動(dòng)。 3.底座R20圓弧作為第三定位基準(zhǔn)，與B型可換式固定式定位銷(xiāo)相配合，限制一個(gè)自由度，即X軸轉(zhuǎn)動(dòng)，工件六個(gè)自由度被完全限制，屬于完全定位，故此定位合理。 3.3切削力和夾緊力的計(jì)算 查表4得切削力計(jì)算公式： 式中，f=1mm/r,查表得 =736MPa, 即==1547N 所需夾緊力，查表5得，，安全系數(shù)K= 式中為各種因素的安全系數(shù)，查表得： K==1.872，當(dāng)計(jì)算K<2.5時(shí)，取K=2.5 孔軸部分由M12螺母鎖緊，查表得夾緊力為12360N ==30900N 由上計(jì)算得》，因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。 3.4定位誤差分析 1、移動(dòng)時(shí)基準(zhǔn)位移誤差 （式3-1） 式中： ———— 心軸孔的最大偏差 ———— 心軸孔的最小偏差 ————心軸孔與心軸最小配合間隙 代入（式3-1）得： =0.16+0+31 =0.47（mm) 2、 轉(zhuǎn)角誤差 （式3-2） 式中： ———— 心軸孔的最大偏差 ———— 心軸孔的最小偏差 ———— 心軸孔與心軸最小配合間隙 ———— 可換B型固定式定位銷(xiāo)孔的最大偏差 ————可換B型固定式定位銷(xiāo)孔的最小偏差 ————可換B型固定式定位銷(xiāo)孔與B型固定式定位銷(xiāo)最小配合間隙 其中： 則代入（式6-2）得： 則：=0.3452° 總 結(jié) 設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，時(shí)間雖然短暫但是它對(duì)我們來(lái)說(shuō)受益菲淺的，通過(guò)這次的設(shè)計(jì)使我們不再是只知道書(shū)本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì)，使我們不但鞏固了理論知識(shí)而且掌握了設(shè)計(jì)的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書(shū)館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計(jì)手冊(cè)和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入社會(huì)打下了好的基礎(chǔ)。 設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識(shí)到了只努力的學(xué)好書(shū)本上的知識(shí)是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實(shí)踐的結(jié)合。因此同學(xué)們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了好多，也非常珍惜學(xué)院給我們的這次設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，它將是我們踏入社會(huì)的關(guān)鍵一步。 參考文獻(xiàn) 1. 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè),艾興、肖詩(shī)綱主編,機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年 2.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)，李益民主編，機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年 3.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué)主編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1983年 4.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，東北重型機(jī)械學(xué)院、洛陽(yáng)工學(xué)院、一汽制造廠(chǎng)職工大學(xué)編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1990年 5.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)，上海科學(xué)技術(shù)出版社，1981年10月 6.機(jī)械制造工藝學(xué)，郭宗連、秦寶榮主編，中國(guó)建材工業(yè)出版社出版，1997年 23