6135g活塞機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計【鉆和銑2套夾具】【含10張CAD圖紙】【GJ系列】

喜歡就充值下載吧。資源目錄里展示的全都有，下載后全都有，所見即所得，CAD圖紙均為高清圖可自行編輯，文檔WORD都可以自己編輯的哦，有疑問咨詢QQ:1064457796,課題后的【XX系列】為整理分類用，與內(nèi)容無關(guān)，請忽視 夾具夾緊力的優(yōu)化及對工件定位精度的影響B(tài).Li 和 S.N.Mellkote布什伍德拉夫機(jī)械工程學(xué)院，佐治亞理工學(xué)院，格魯吉亞，美國研究所由于夾緊和加工，在工件和夾具的接觸部位會產(chǎn)生局部彈性變形，使工件尺寸發(fā)生變化，進(jìn)而影響工件的最終加工質(zhì)量。這種效應(yīng)可通過最小化夾具設(shè)計優(yōu)化，夾緊力是一個重要的設(shè)計變量，可以得到優(yōu)化，以減少工件的位移。本文提出了一種確定多夾緊夾具受到準(zhǔn)靜態(tài)加工部位的最佳夾緊力的新方法。該方法采用彈性接觸力學(xué)模型代表夾具與工件接觸，并涉及制定和解決方案的多目標(biāo)優(yōu)化模型的約束。夾緊力的最優(yōu)化對工件定位精度的影響通過3-2-1式銑夾具的例子進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞：彈性 接觸 模型 夾具 夾緊力 優(yōu)化 前言 定位和夾緊的工件加工中的兩個關(guān)鍵因素。要實現(xiàn)夾具的這些功能，需將工件定位到一個合適的基準(zhǔn)上并夾緊，采用的夾緊力必須足夠大，以抑制工件在加工過程中產(chǎn)生的移動。然而，過度的夾緊力可誘導(dǎo)工件產(chǎn)生更大的彈性變形 ，這會影響它的位置精度，并反過來影響零件質(zhì)量。所以有必要確定最佳夾緊力，來減小由于彈性變形對工件的定位誤差，同時滿足加工的要求。在夾具分析和綜合領(lǐng)域上的研究人員使用了有限元模型的方法或剛體模型的方法。大量的工作都以有限元方法為基礎(chǔ)被報道參考文獻(xiàn)1-8。隨著得墨忒耳8，這種方法的限制是需要較大的模型和計算成本。同時，多數(shù)的有限元基礎(chǔ)研究人員一直重點關(guān)注的夾具布局優(yōu)化和夾緊力的優(yōu)化還沒有得到充分討論，也有少數(shù)的研究人員通過對剛性模型9-11對夾緊力進(jìn)行了優(yōu)化，剛型模型幾乎被近似為一個規(guī)則完整的形狀。得墨忒耳12，13用螺釘理論解決的最低夾緊力，總的問題是制定一個線性規(guī)劃，其目的是盡量減少在每個定位點調(diào)整夾緊力強度的法線接觸力。接觸摩擦力的影響被忽視，因為它較法線接觸力相對較小，由于這種方法是基于剛體假設(shè)，獨特的三維夾具可以處理超過6個自由度的裝夾，復(fù)和倪14也提出迭代搜索方法，通過假設(shè)已知摩擦力的方向來推導(dǎo)計算最小夾緊力，該剛體分析的主要限制因素是當(dāng)出現(xiàn)六個以上的接觸力是使其靜力不確定，因此，這種方法無法確定工件移位的唯一性。 這種限制可以通過計算夾具工件系統(tǒng)15的彈性來克服，對于一個相對嚴(yán)格的工件，該夾具在機(jī)械加工工件的位置會受夾具點的局部彈性變形的強烈影響。Hockenberger和得墨忒耳16使用經(jīng)驗的接觸力變形的關(guān)系（稱為元功能），解決由于夾緊和準(zhǔn)靜態(tài)加工力工件剛體位移。同一作者還考察了加工工件夾具位移對設(shè)計參數(shù)的影響17。桂 18 等 通過工件的夾緊力的優(yōu)化定位精度彈性接觸模型對報告做了改善，然而，他們沒有處理計算夾具與工件的接觸剛度的方法，此外，其算法的應(yīng)用沒有討論機(jī)械加工刀具路徑負(fù)載有限序列。李和Melkote 19和烏爾塔多和Melkote 20用接觸力學(xué)解決由于在加載夾具夾緊點彈性變形產(chǎn)生的接觸力和工件的位移，他們還使用此方法制定了優(yōu)化方法夾具布局21和夾緊力22。但是，關(guān)于multiclamp系統(tǒng)及其對工件精度影響的夾緊力的優(yōu)化并沒有在這些文件中提到 。本文提出了一種新的算法，確定了multiclamp夾具工件系統(tǒng)受到準(zhǔn)靜態(tài)加載的最佳夾緊力為基礎(chǔ)的彈性方法。該法旨在盡量減少影響由于工件夾緊位移和加工荷載通過系統(tǒng)優(yōu)化夾緊力的一部分定位精度。接觸力學(xué)模型，用于確定接觸力和位移，然后再用做夾緊力優(yōu)化，這個問題被作為多目標(biāo)約束優(yōu)化問題提出和解決。通過兩個例子分析工件夾緊力的優(yōu)化對定位精度的影響，例子涉及的銑削夾具3-2-1布局。1 夾具工件聯(lián)系模型 11 模型假設(shè)該加工夾具由L定位器和帶有球形端的c形夾組成。工件和夾具接觸的地方是線性的彈性接觸，其他地方完全剛性。工件夾具系統(tǒng)由于夾緊和加工受到準(zhǔn)靜態(tài)負(fù)載。夾緊力可假定為在加工過程中保持不變，這個假設(shè)是有效的，在對液壓或氣動夾具使用。在實際中，夾具工件接觸區(qū)域是彈性分布，然而，這種模式的發(fā)展，假設(shè)總觸剛度（見圖1）第i夾具接觸力局部變形如下： (1) 其中（j=x，y，z）表示，在當(dāng)?shù)刈幼鴺?biāo)系切線和法線方向的接觸剛度第 19 頁 共 15 頁圖1 彈簧夾具工件接觸模型。 表示在第i個接觸處的坐標(biāo)系（j=x，y，z）是對應(yīng)沿著xyz方向的彈性變形，分別 （j= x，y，z）的代表和切向力接觸 ，法線力接觸。12 工件夾具的接觸剛度模型集中遵守一個球形尖端定位，夾具和工件的接觸并不是線性的，因為接觸半徑與隨法線力呈非線性變化 23。由于法線力接觸變形作用于半徑和平面工件表面之間，這可從封閉赫茲的辦法解決縮進(jìn)一個球體彈性半空間的問題。對于這個問題， 是法線的變形，在文獻(xiàn)23 第93頁中給出如下： （2）其中式中 和是工件和夾具的彈性模量，、分別是工件和材料的泊松比。切向變形沿著和切線方向）硅業(yè)切力距有以下形式文獻(xiàn)23第217頁 （3）其中、 分別是工件和夾具剪切模量一個合理的接觸剛度的線性可以近似從最小二乘獲得適合式 （2），這就產(chǎn)生了以下線性化接觸剛度值：在計算上述的線性近似， （4） (5)正常的力被假定為從0到1000N，且最小二乘擬合相應(yīng)的R2值認(rèn)定是0.94。2夾緊力優(yōu)化 我們的目標(biāo)是確定最優(yōu)夾緊力，將盡量減少由于工件剛體運動過程中，局部的夾緊和加工負(fù)荷引起的彈性變形，同時保持在準(zhǔn)靜態(tài)加工過程中夾具工件系統(tǒng)平衡，工件的位移減少，從而減少定位誤差。實現(xiàn)這個目標(biāo)是通過制定一個多目標(biāo)約束優(yōu)化問題的問題，如下描述。2.1 目標(biāo)函數(shù)配方工件旋轉(zhuǎn)，由于部隊輪換往往是相當(dāng)小17的工件定位誤差假設(shè)為確定其剛體翻譯基本上，其中 、和 是 沿，和三個正交組件（見圖2）。圖2 工件剛體平移和旋轉(zhuǎn)工件的定位誤差歸于裝夾力，然后可以在該剛體位移的范數(shù)計算如下： （6）其中表示一個向量二級標(biāo)準(zhǔn)。 但是作用在工件的夾緊力會影響定位誤差。當(dāng)多個夾緊力作用于工件，由此產(chǎn)生的夾緊力為,有如下形式： （7）其中夾緊力是矢量，夾緊力的方向矩陣，是夾緊力是矢量的方向余弦，、和 是第i個夾緊點夾緊力在、和方向上的向量角度（i=1、2、3.,C）。在這個文件中，由于接觸區(qū)變形造成的工件的定位誤差，被假定為受的作用力是法線的，接觸的摩擦力相對較小，并在進(jìn)行分析時忽略了加緊力對工件的定位誤差的影響。意指正常接觸剛度比，是通過（i=1，2L）和最小的所有定位器正常剛度相乘，并假設(shè)工件、取決于、的方向，各自的等效接觸剛度可有下式計算得出（見圖3），工件剛體運動，歸于夾緊行動現(xiàn)在可以寫成： (8)工件有位移，因此，定位誤差的減小可以通過盡量減少產(chǎn)生的夾緊力向量 范數(shù)。因此，第一個目標(biāo)函數(shù)可以寫為：最小化 （9）要注意，加權(quán)因素是與等效接觸剛度成正比的在、和 方向上。通過使用最低總能量互補參考文獻(xiàn)15，23的原則求解彈性力學(xué)接觸問題得出A的組成部分是唯一確定的，這保證了夾緊力和相應(yīng)的定位反應(yīng)是“真正的”解決方案，對接觸問題和產(chǎn)生的“真正”剛體位移，而且工件保持在靜態(tài)平衡，通過夾緊力的隨時調(diào)整。因此，總能量最小化的形式為補充的夾緊力優(yōu)化的第二個目標(biāo)函數(shù)，并給出：最小化 （10）其中代表機(jī)構(gòu)的彈性變形應(yīng)變能互補，代表由外部力量和力矩配合完成，是遵守對角矩陣的， 和是所有接觸力的載體。如圖3 加權(quán)系數(shù)計算確定的基礎(chǔ)內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（外文翻譯）2.2 摩擦和靜態(tài)平衡約束在（10）式優(yōu)化的目標(biāo)受到一定的限制和約束，他們中最重要的是在每個接觸處的靜摩擦力約束。庫侖摩擦力的法律規(guī)定（是靜態(tài)摩擦系數(shù)）,這方面的一個非線性約束和線性化版本可以使用，并且19有： （11）假設(shè)準(zhǔn)靜態(tài)載荷，工件的靜力平衡由下列力和力矩平衡方程確保（向量形式）： (12)其中包括在法線和切線方向的力和力矩的機(jī)械加工力和工件重量。2.3界接觸力由于夾具工件接觸是單側(cè)面的，法線的接觸力只能被壓縮。這通過以下的的約束表（i=1，2,L+C） （13）它假設(shè)在工件上的法線力是確定的，此外，在一個法線的接觸壓力不能超過壓工件材料的屈服強度（）。這個約束可寫為： （i=1，2，,L+C） (14) 如果是在第i個工件夾具的接觸處的接觸面積，完整的夾緊力優(yōu)化模型，可以寫成：最小化 (15)3模型算法求解式（15）多目標(biāo)優(yōu)化問題可以通過求解約束24。這種方法將確定的目標(biāo)作為首要職能之一，并將其轉(zhuǎn)換成一個約束對。該補充（）的主要目的是處理功能，并由此得到夾緊力（）作為約束的加權(quán)范數(shù)最小化。對為主要目標(biāo)的選擇，確保選中一套獨特可行的夾緊力，因此，工件夾具系統(tǒng)驅(qū)動到一個穩(wěn)定的狀態(tài)（即最低能量狀態(tài)），此狀態(tài)也表示有最小的夾緊力下的加權(quán)范數(shù)。 的約束轉(zhuǎn)換涉及到一個指定的加權(quán)范數(shù)小于或等于，其中是 的約束，假設(shè)最初所有夾緊力不明確，要確定一個合適的。在定位和夾緊點的接觸力的計算只考慮第一個目標(biāo)函數(shù)（即）。雖然有這樣的接觸力，并不一定產(chǎn)生最低的夾緊力，這是一個“真正的”可行的解決彈性力學(xué)問題辦法，可完全抑制工件在夾具中的位置。這些夾緊力的加權(quán)系數(shù)，通過計算并作為初始值與比較，因此，夾緊力式（15）的優(yōu)化問題可改寫為: 最小化 （16）由： (11)(14) 得。類似的算法尋找一個方程根的二分法來確定最低的上的約束, 通過盡可能降低上限，由此產(chǎn)生的最小夾緊力的加權(quán)范數(shù)。 迭代次數(shù)K，終止搜索取決于所需的預(yù)測精度和，有參考文獻(xiàn)15： （17）其中表示上限的功能，完整的算法在如圖4中給出。 圖4 夾緊力的優(yōu)化算法（在示例1中使用）。圖5 該算法在示例2使用4 加工過程中的夾緊力的優(yōu)化及測定上一節(jié)介紹的算法可用于確定單負(fù)載作用于工件的載體的最佳夾緊力，然而，刀具路徑隨磨削量和切割點的不斷變化而變化。因此，相應(yīng)的夾緊力和最佳的加工負(fù)荷獲得將由圖4算法獲得，這大大增加了計算負(fù)擔(dān)，并要求為選擇的夾緊力提供標(biāo)準(zhǔn)， 將獲得滿意和適宜的整個刀具軌跡 ，用保守的辦法來解決下面將被討論的問題，考慮一個有限的數(shù)目（例如m）沿相應(yīng)的刀具路徑設(shè)置的產(chǎn)生m個最佳夾緊力，選擇記為， ， ,在每個采樣點，考慮以下四個最壞加工負(fù)荷向量： (18)、和表示在、和方向上的最大值，、和上的數(shù)字1，2，3分別代替對應(yīng)的和另外兩個正交切削分力，而且有：雖然4個最壞情況加工負(fù)荷向量不會在工件加工的同一時刻出現(xiàn)，但在每次常規(guī)的進(jìn)給速度中，刀具旋轉(zhuǎn)一次出現(xiàn)一次，負(fù)載向量引入的誤差可忽略。因此，在這項工作中，四個載體負(fù)載適用于同一位置，（但不是同時）對工件進(jìn)行的采樣 ，夾緊力的優(yōu)化算法圖4，對應(yīng)于每個采樣點計算最佳的夾緊力。夾緊力的最佳形式有： (i=1,2,m) (j=x,y z,r) (19)其中是最佳夾緊力的四個情況下的加工負(fù)荷載體，(C=1，2，C)是每個相應(yīng)的夾具在第i個樣本點和第j負(fù)荷情況下力的大小。是計算每個負(fù)載點之后的結(jié)果，一套簡單的“最佳”夾緊力必須從所有的樣本點和裝載條件里發(fā)現(xiàn)，并在所有的最佳夾緊力中選擇。這是通過在所有負(fù)載情況和采樣點排序，并選擇夾緊點的最高值的最佳的夾緊力，見于式 （20）： （k=1，2，C） （20）只要這些具備，就得到一套優(yōu)化的夾緊力，驗證這些力，以確保工件夾具系統(tǒng)的靜態(tài)平衡。否則，會出現(xiàn)更多采樣點和重復(fù)上述程序。在這種方式中，可為整個刀具路徑確定“最佳”夾緊力 ，圖5總結(jié)了剛才所描述的算法。請注意，雖然這種方法是保守的，它提供了一個確定的夾緊力，最大限度地減少工件的定位誤差的一套系統(tǒng)方法。5影響工件的定位精度它的興趣在于最早提出了評價夾緊力的算法對工件的定位精度的影響。工件首先放在與夾具接觸的基板上，然后夾緊力使工件接觸到夾具，因此，局部變形發(fā)生在每個工件夾具接觸處，使工件在夾具上移位和旋轉(zhuǎn)。隨后，準(zhǔn)靜態(tài)加工負(fù)荷應(yīng)用造成工件在夾具的移位。工件剛體運動的定義是由它在、和方向上的移位和自轉(zhuǎn)（見圖2），如前所述，工件剛體位移產(chǎn)生于在每個夾緊處的局部變形，假設(shè)為相對于工件的質(zhì)量中心的第i個位置矢量定位點，坐標(biāo)變換定理可以用來表達(dá)在工件的位移，以及工件自轉(zhuǎn)如下: (21)其中表示旋轉(zhuǎn)矩陣,描述當(dāng)?shù)卦诘趇幀相聯(lián)系的全球坐標(biāo)系和是一個旋轉(zhuǎn)矩陣確定工件相對于全球的坐標(biāo)系的定位坐標(biāo)系。假設(shè)夾具夾緊工件旋轉(zhuǎn)，由于旋轉(zhuǎn)很小，故也可近似為： （22） 方程（21）現(xiàn)在可以改寫為： （23）其中是經(jīng)方程（21）重新編排后變換得到的矩陣式，是夾緊和加工導(dǎo)致的工件剛體運動矢量。工件與夾具單方面接觸性質(zhì)意味著工件與夾具接觸處沒有拉力的可能。因此，在第i裝夾點接觸力可能與的關(guān)系如下： （24）其中是在第i個接觸點由于夾緊和加工負(fù)荷造成的變形，意味著凈壓縮變形，而負(fù)數(shù)則代表拉伸變形; 是表示在本地坐標(biāo)系第i個接觸剛度矩陣，是單位向量. 在這項研究中假定液壓/氣動夾具，根據(jù)對外加工負(fù)荷，故在法線方向的夾緊力的強度保持不變，因此，必須對方程（24）的夾緊點進(jìn)行修改為： （25）其中是在第i個夾緊點的夾緊力，讓表示一個對外加工力量和載體的61矢量。并結(jié)合方程（23）（25）與靜態(tài)平衡方程，得到下面的方程組： （26）其中，其中表示相乘。由于夾緊和加工工件剛體移動，q可通過求解式（26）得到。工件的定位誤差向量， （見圖6），現(xiàn)在可以計算如下： （27） 其中是考慮工件中心加工點的位置向量，且 6模擬工作 較早前提出的算法是用來確定最佳夾緊力及其對兩例工件精度的影響例如：1適用于工件單點力。2應(yīng)用于工件負(fù)載準(zhǔn)靜態(tài)銑削序列 如左圖7 工件夾具配置中使用的模擬研究 工件夾具定位聯(lián)系; 、和全球坐標(biāo)系。 3-2-1夾具圖7所示，是用來定位并控制7075 - T6鋁合金（127毫米127毫米38.1毫米）的柱狀塊。假定為球形布局傾斜硬鋼定位器/夾具在表1中給出。工件夾具材料的摩擦靜電對系數(shù)為0.25。使用伊利諾伊大學(xué)開發(fā)EMSIM程序參考文獻(xiàn)26 對加工瞬時銑削力條件進(jìn)行了計算，如表2給出例（1），應(yīng)用工件在點（109.2毫米，25.4毫米，34.3毫米）瞬時加工力，圖4中表3和表4列出了初級夾緊力和最佳夾緊力的算法 。該算法如圖5所示 ，一個25.4毫米銑槽使用EMSIM進(jìn)行了數(shù)值模擬，以減少起步（0.0毫米，25.4毫米，34.3毫米）和結(jié)束時（127.0毫米，25.4毫米，34.3毫米）四種情況下加工負(fù)荷載體，（見圖8）。模擬計算銑削力數(shù)據(jù)在表5中給出。圖8最終銑削過程模擬例如2。表6中5個坐標(biāo)列出了為模擬抽樣調(diào)查點。最佳夾緊力是用前面討論過的排序算法計算每個采樣點和負(fù)載載體最后的夾緊力和負(fù)載。7結(jié)果與討論例如算法1的繪制最佳夾緊力收斂圖9，圖9對于固定夾緊裝置在圖示例假設(shè)（見圖7），由此得到的夾緊力加權(quán)范數(shù)有如下形式：.結(jié)果表明，最佳夾緊力所述加工條件下有比初步夾緊力強度低得多的加權(quán)范數(shù)，最初的夾緊力是通過減少工件的夾具系統(tǒng)補充能量算法獲得。由于夾緊力和負(fù)載造成的工件的定位誤差，如表7。結(jié)果表明工件旋轉(zhuǎn)小，加工點減少錯誤從13.1到14.6不等。在這種情況下，所有加工條件改善不是很大，因為從最初通過互補勢能確定的最小化的夾緊力值已接近最佳夾緊力。圖5算法是用第二例在一個序列應(yīng)用于銑削負(fù)載到工件，他應(yīng)用于工件銑削負(fù)載一個序列。最佳的夾緊力，對應(yīng)列表6每個樣本點，隨著最后的最佳夾緊力，在每個采樣點的加權(quán)范數(shù)和最優(yōu)的初始夾緊力繪圖10，在每個采樣點的加權(quán)范數(shù)的，和繪制。結(jié)果表明，由于每個組成部分是各相應(yīng)的最大夾緊力，它具有最高的加權(quán)范數(shù)。如圖10所示，如果在每個夾緊點最大組成部分是用于確定初步夾緊力，則夾緊力需相應(yīng)設(shè)置，有比相當(dāng)大的加權(quán)范數(shù)。故是一個完整的刀具路徑改進(jìn)方案。上述模擬結(jié)果表明，該方法可用于優(yōu)化夾緊力相對于初始夾緊力的強度，這種做法將減少所造成的夾緊力的加權(quán)范數(shù)，因此將提高工件的定位精度。圖108結(jié)論該文件提出了關(guān)于確定多鉗夾具，工件受準(zhǔn)靜態(tài)加載系統(tǒng)的優(yōu)化加工夾緊力的新方法。夾緊力的優(yōu)化算法是基于接觸力學(xué)的夾具與工件系統(tǒng)模型，并尋求盡量減少應(yīng)用到所造成的工件夾緊力的加權(quán)范數(shù)，得出工件的定位誤差。該整體模型，制定一個雙目標(biāo)約束優(yōu)化問題，使用-約束的方法解決。該算法通過兩個模擬表明，涉及3-2-1型，二夾銑夾具的例子。今后的工作將解決在動態(tài)負(fù)載存在夾具與工件在系統(tǒng)的優(yōu)化，其中慣性，剛度和阻尼效應(yīng)在確定工件夾具系統(tǒng)的響應(yīng)特性具有重要作用。9參考資料：1、J. D. Lee 和L. S. Haynes .柔性夾具系統(tǒng)的有限元分析交易美國ASME，工程雜志工業(yè) ：134-139頁。2、W. Cai, S. J. Hu 和J. X. Yuan .“柔性鈑金夾具：原理，算法和模擬”，交易美國ASME，制造科學(xué)與工程雜志 ：1996 318-324頁。3、P. Chandra, S. M. Athavale, R. E. DeVor 和S. G. Kapoor.“負(fù)載對表面平整度的影響”工件夾具制造科學(xué)研討會論文集1996，第一卷：146-152頁。4、R. J. Menassa 和V. R. DeVries.“適用于選拔夾具設(shè)計與優(yōu)化方法，美國ASME工業(yè)工程雜志：113 、 412-414，1991。5、A. J. C. Trappey, C. Su 和J. Hou.計算機(jī)輔助夾具分析中的應(yīng)用有限元分析和數(shù)學(xué)優(yōu)化模型， 1995 ASME程序，MED： 777-787頁。6、 S. N. Melkote, S. M. Athavale, R. E. DeVor, S. G. Kapoor 和J. Burkey .“基于加工過程仿真的加工裝置作用力系統(tǒng)研究”， NAMRI/SME：207214頁, 19957、“考慮工件夾具，夾具接觸相互作用布局優(yōu)化模擬的結(jié)果” 341-346，1998。 8、E. C. DeMeter. 快速支持布局優(yōu)化，國際機(jī)床制造， 碩士論文 1998。9、Y.-C. Chou, V. Chandru, M. M. Barash .加工夾具機(jī)械構(gòu)造的數(shù)學(xué)算法：分析和合成，美國ASME，工程學(xué)報工業(yè)“：1989 299-306頁。10、S. H. Lee 和 M. R. Cutkosky. 具有摩擦性的夾具規(guī)劃 美國ASME，工業(yè)工程學(xué)報：1991，320327頁。11、S. Jeng, L. Chen 和W. Chieng.“最小夾緊力分析”，國際機(jī)床制造，碩士論文 1995年。12、E. C. DeMeter.加工夾具的性能的最小最大負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn) 美國ASME，工業(yè)工程雜志 ：199413、E. C. DeMeter .加工夾具最大負(fù)荷的性能優(yōu)化模型 美國ASME，工業(yè)工程雜志 1995。14、JH復(fù)和AYC倪.“核查和工件夾持的夾具設(shè)計”方案優(yōu)化，設(shè)計和制造，4，碩士論文： 307-318，1994。15、T. H. Richards、埃利斯 霍伍德.1977,應(yīng)力能量方法分析，1977。16、M. J. Hockenberger and E. C. DeMeter. 對工件準(zhǔn)靜態(tài)分析功能位移在加工夾具的應(yīng)用程序，制造科學(xué)雜志與工程： 325331頁, 1996。南通職業(yè)大學(xué)機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱零件名稱 6135活塞共11頁第1頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號金工10粗車HT250毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)QT70-210811411設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)臥式車床CA61401夾具編號夾具名稱切削液三爪卡盤工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件工步號工 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r/minm/minmm/rmm機(jī)動輔助1粗車工件上端面至110.2mm，鉆中心孔。YG6車刀76531.22216.22粗車外圓至106mm，游標(biāo)卡尺0-250/0.02、百分表 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期南通職業(yè)大學(xué)機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱零件名稱 6135活塞共11頁第2頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號金工20粗車HT250毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)QT70-210811411設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)臥式車床CA61401夾具編號夾具名稱切削液三爪卡盤工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件工步號工 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r/minm/minmm/rmm機(jī)動輔助1粗車下端面至106.4mm。YG6車刀76531.22222.62粗車外圓至101.8mm。游標(biāo)卡尺0-250/0.02、76531.22223.43粗車工件下端95mm至94.2mm，百分表76531.22226.2 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期南通職業(yè)大學(xué)機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱零件名稱 6135活塞共11頁第3頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號金工20粗車HT250毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)QT70-210811411設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)搖臂鉆床Z30251夾具編號夾具名稱切削液三爪卡盤工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件工步號工 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r/minm/minmm/rmm機(jī)動輔助1鉆30孔至28mm莫氏錐柄麻花鉆2831537.82.00.1511.27游標(biāo)卡尺0-250/0.02、百分表 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期南通職業(yè)大學(xué)機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱零件名稱 6135活塞共11頁第4頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號金工50精車HT250毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)QT70-210811411設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)臥式車床CA61401夾具編號夾具名稱切削液三爪卡盤工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件工步號工 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r/minm/minmm/rmm機(jī)動輔助1精車下端面至106.2mm。YG6車刀24075.360.11.512.0722精車外圓至101.6mm。游標(biāo)卡尺0-250/0.02、24075.360.11.512.0723精車工件下端95mm車至95H7mm，百分表24075.360.11.512.072 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期南通職業(yè)大學(xué)機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱零件名稱 6135活塞共11頁第5頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號金工60精車HT250毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)QT70-210811411設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)臥式車床CA61401夾具編號夾具名稱切削液三爪卡盤工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件工步號工 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r/minm/minmm/rmm機(jī)動輔助1精車工件上端面至106mm，鉆中心孔。YG6車刀24075.360.11.512.0722精車外圓至104.89和105.08mm，游標(biāo)卡尺0-250/0.02、24075.360.11.512.072百分表 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期南通職業(yè)大學(xué)機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱零件名稱 6135活塞共11頁第6頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號金工70精車HT250毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)QT70-210811411設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)臥式車床CA61401夾具編號夾具名稱切削液三爪卡盤工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件工步號工 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r/minm/minmm/rmm機(jī)動輔助1精車3mm環(huán)形槽至圖紙尺寸。YG6車刀24075.360.11.512.0722精車4.76mm環(huán)形槽至圖紙尺寸游標(biāo)卡尺0-250/0.02、24075.360.11.512.072百分表 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期南通職業(yè)大學(xué)機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱零件名稱 6135活塞共11頁第7頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號金工80精鏜HT250毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)QT70-210811411設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)銑鏜床T681夾具編號夾具名稱切削液三爪卡盤工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件工步號工 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r/minm/minmm/rmm機(jī)動輔助1精鏜30孔至圖紙尺寸，YG6圓形鏜刀、游標(biāo)深度尺、百分表, 36075.360.11.512.0722割31槽游標(biāo)卡尺0-500/0.02、專用夾具 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期南通職業(yè)大學(xué)機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱零件名稱 6135活塞共11頁第8頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號金工80精鏜HT250毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)QT70-210811411設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)銑鏜床T681夾具編號夾具名稱切削液三爪卡盤工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件工步號工 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r/minm/minmm/rmm機(jī)動輔助1精鏜30孔至圖紙尺寸，YG6圓形鏜刀、游標(biāo)深度尺、百分表, 36075.360.11.513.622割31槽游標(biāo)卡尺0-500/0.02、專用夾具36075.360.11.513.62 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期南通職業(yè)大學(xué)機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱零件名稱 6135活塞共11頁第9頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號金工90銑HT250毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)QT70-210811411設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)立式銑床X52K1夾具編號夾具名稱切削液三爪卡盤工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件工步號工 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r/minm/minmm/rmm機(jī)動輔助1銑活塞3mm半圓環(huán)槽D3銑刀、游標(biāo)深度尺、百分表, 12075.360.11.512.072游標(biāo)卡尺0-500/0.02、專用夾具 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期南通職業(yè)大學(xué)機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱零件名稱 6135活塞共11頁第10頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號金工100鉆HT250毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)QT70-210811411設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)搖臂鉆床Z30251夾具編號夾具名稱切削液三爪卡盤工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件工步號工 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r/minm/minmm/rmm機(jī)動輔助1鉆直油孔8-3.5莫氏錐柄麻花鉆3.5 50031.20.61.3510.16游標(biāo)卡尺0-500/0.02、專用夾具 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期南通職業(yè)大學(xué)機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱零件名稱 6135活塞共11頁第11頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號金工110鉆HT250毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺 件 數(shù)QT70-210811411設(shè)備名稱設(shè)備型號設(shè)備編號同時加工件數(shù)搖臂鉆床Z30251夾具編號夾具名稱切削液三爪卡盤工位器具編號工位器具名稱工序工時 (分)準(zhǔn)終單件工步號工 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r/minm/minmm/rmm機(jī)動輔助1鉆斜油孔1.5莫氏錐柄麻花鉆1.5 50031.20.61.3510.16游標(biāo)卡尺0-500/0.02、專用夾具 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期標(biāo)記處數(shù)更改文件號簽 字 日 期南通職業(yè)大學(xué)機(jī)械加工工藝過程卡產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱零件名稱活塞 共2頁第1頁材 料 牌 號毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯件數(shù)零件毛重（Kg）零件凈重（Kg）材料消耗定額每臺產(chǎn)品零件數(shù)每批數(shù)量QT70-2鑄造1081141工序安裝工步 工 序 內(nèi) 容設(shè) 備工藝裝備名稱及編號 工 時（分）名稱及型號 編號夾具切削工具量具、輔具 準(zhǔn)終基本工時鑄造時效處理10粗車粗車工件上端面至110.2mm及外圓CA6140三爪卡盤YG6車刀、游標(biāo)卡尺0-250/0.02mm至106，20粗車粗車下端面至106.4mm及外圓至101.8CA6140三爪卡盤YG6車刀、游標(biāo)卡尺0-250/0.02mm粗車工件下端95mm至94.2mm，30鉆鉆30孔至28mmZ3025專用夾具氏錐柄麻花鉆28游標(biāo)卡尺0-250/0.02mm40熱處理人工時效處理。50精車精車下端面及95止口至圖紙尺寸。CA6140三爪卡盤YG6車刀、切槽刀游標(biāo)卡尺0-250/0.02mm60精車精車上端面和外圓至圖紙尺寸。CA6140三爪卡盤YG6車刀、切槽刀游標(biāo)卡尺0-250/0.02mm70精車車3mm環(huán)形槽及4.755mm環(huán)形槽至圖紙尺寸。CA6140三爪卡盤YG6車刀、切槽刀游標(biāo)卡尺0-250/0.02mm 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期）南通職業(yè)大學(xué)機(jī)械加工工藝過程卡產(chǎn)品型號零件圖號產(chǎn)品名稱零件名稱活塞共2頁第2頁材 料 牌 號毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯件數(shù)零件毛重（Kg）零件凈重（Kg）材料消耗定額每臺產(chǎn)品零件數(shù)每批數(shù)量QT70-2鑄造1081141工序安裝工步 工 序 內(nèi) 容設(shè) 備工藝裝備名稱及編號 工 時（分）名稱及型號 編號夾具切削工具量具、輔具 準(zhǔn)終基本工時80精鏜精鏜30孔至圖紙尺寸，割31槽T68專用夾具鏜刀，割槽刀。游標(biāo)卡尺0-250/0.02mm90銑銑活塞3mm半圓環(huán)槽X52K專用夾具D80銑刀游標(biāo)卡尺0-250/0.02mm100鉆鉆直油孔8-3.5Z3025專用夾具氏錐柄麻花鉆3.5游標(biāo)卡尺0-250/0.02mm110鉆鉆斜油孔1.5Z3025專用夾具氏錐柄麻花鉆1.5游標(biāo)卡尺0-250/0.02mm120磨靠模橢圓裙部至圖紙尺寸。M2110專用靠模白玉鋼砂輪游標(biāo)卡尺0-250/0.02mm130檢驗檢驗車削尺寸和形位公差。140入庫合格產(chǎn)品涂防銹油入庫。 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期）南通職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 6135G活塞工藝夾具設(shè)計 南通職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文題目： 6135G活塞工藝夾具設(shè)計姓 名： 胥航遠(yuǎn)專業(yè)名稱： 機(jī)械制造與自動化指導(dǎo)老師： 馬敏莉完成時間： 2012年5月目錄前言.目錄二、 零件的分析 （一）零件的作用（二）零件的工藝分析三、確定毛坯圖.四、工藝規(guī)程設(shè)計 （一）定位基準(zhǔn)的選擇 （二）制訂工藝路線（三）選擇加工設(shè)備及刀具、夾具、量具 （四）加工工序設(shè)計五、填寫機(jī)械加工藝過程卡和機(jī)械加工工序卡六、夾具設(shè)計七、參考文獻(xiàn)引言本次設(shè)計是為畢業(yè)答辯而準(zhǔn)備的。大學(xué)課程已全部結(jié)束，此次設(shè)計要把大學(xué)期間學(xué)的東西綜合運用，使我們學(xué)的東西融會貫通，并結(jié)合生產(chǎn)實習(xí)中學(xué)到的實踐知識獨立地分析和解決工藝問題。本次設(shè)計是發(fā)動機(jī)汽缸的一個重要零件活塞。內(nèi)容涉及到零件分析、確定毛坯、擬訂工藝、工序設(shè)計以及兩套夾具設(shè)計。此次設(shè)計把我們大學(xué)期間學(xué)的大部分內(nèi)容都用上了，還用到了其它有關(guān)手冊和圖表。這次設(shè)計是在學(xué)校的最后一次設(shè)計，它是一次很好的鍛煉機(jī)會，為我們未來從事的工作打下良好的基礎(chǔ)。由于能力有限，經(jīng)驗不足，設(shè)計中有許多不足之處，希望各位老師多加指教。1.零件的分析1.1零件的作用 在發(fā)動機(jī)汽缸內(nèi)，活塞在一部分工作循環(huán)壓縮氣體，而在另一部分工作循環(huán)，汽缸內(nèi)的混合氣體燃燒膨脹，活塞承受高溫氣體的壓力，并把壓力通過活塞銷、連桿傳給曲軸?？梢娀钊窃诟邷馗邏合伦鏖L時間變負(fù)荷的往復(fù)運動，活塞的結(jié)構(gòu)就要適應(yīng)這樣的工作條件。1.2零件的工藝分析機(jī)械加工工藝是規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件。1.2.1工藝規(guī)程是指導(dǎo)生產(chǎn)的主要技術(shù)文件合理的工藝規(guī)程是在總結(jié)廣大工人和技術(shù)人員實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，依據(jù)工藝?yán)碚摵捅匾墓に囋囼灦朴喌模w現(xiàn)了一個企業(yè)或部門群眾的智慧。按照工藝規(guī)程組織生產(chǎn)，可以保證產(chǎn)品的質(zhì)量和較高的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。因此，生產(chǎn)中一般應(yīng)嚴(yán)格地執(zhí)行既定的工藝規(guī)程。實踐證明，不按照科學(xué)的工藝進(jìn)行生產(chǎn)，往往會引起產(chǎn)品質(zhì)量的嚴(yán)重下降，生產(chǎn)效率的顯著降低，甚至使生產(chǎn)陷入混亂狀態(tài)。但是，工藝規(guī)程也不應(yīng)是固定不變的，工藝人員應(yīng)不斷總結(jié)工人的革新創(chuàng)造，及時地吸取國內(nèi)外先進(jìn)工藝技術(shù)，對現(xiàn)行工藝不斷地予以改進(jìn)和完善，以便更好地指導(dǎo)生產(chǎn)。1.2.2工藝規(guī)程是生產(chǎn)組織和管理工作的基本依據(jù)在生產(chǎn)管理中，產(chǎn)品投產(chǎn)前原材料及毛坯的供應(yīng)、通用工藝裝備的準(zhǔn)備、機(jī)械負(fù)荷的調(diào)整、專用工藝裝備的設(shè)計和制造、作業(yè)計劃的編排、勞動力的組織以及生產(chǎn)成本的核算等，都要以工藝規(guī)程作為基本依據(jù)。1.2.3工藝規(guī)程是新建或擴(kuò)建工廠或車間的基本資料在新建或擴(kuò)建工廠或車間時，只有依據(jù)工藝規(guī)程和生產(chǎn)綱領(lǐng)才能正確地確定生產(chǎn)所需的機(jī)床和其他設(shè)備的種類、規(guī)格和數(shù)量、車間的面積、機(jī)床的布置、生產(chǎn)工人的工種、技術(shù)等級及數(shù)量以及輔助部門的安排等。外形尺寸為108114，材料為灰鑄鐵，主要加工面銷軸孔及活塞外圓，在選擇刀具上及工件裝夾上需要特殊要求。其它加工部分還包括各端面及內(nèi)孔等。工件的尺寸公差及主要技術(shù)指標(biāo)為：1 銷孔圓度和圓柱度均不大于0.0152 銷孔軸線對止口端面平行度不大于100：0.043 銷孔軸線與止口內(nèi)圈中心線對稱度不大于0.204 銷孔表面允許有深度不大于0.08的正常退刀痕跡活塞主要技術(shù)條件分析：銷孔尺寸公差I(lǐng)T6級以上。當(dāng)銷孔直徑小于50mm時銷孔圓度誤差不大于0.0015mm，圓柱度誤差不大于0.003mm。銷孔內(nèi)圓表面粗糙度Ra0.2m?；钊N孔軸心線到頂面的距離定為560.08mm。銷孔軸心線對裙部軸心線的垂直度在100mm長度上公差為0.35mm。銷孔軸心線在裙部軸心線的對稱度為0.2mm。2確定毛坯、畫毛坯-零件合圖 零件的材料為QT70-2。根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件。又由題目已知零件的生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)。通過計算，該零件質(zhì)量約為30Kg。毛坯的鑄造方法選用砂型機(jī)器造型。又由于活塞零件的內(nèi)腔需鑄出，故還應(yīng)放型芯。此外，為消除殘余應(yīng)力鑄造后應(yīng)安排人工時效。 參考文獻(xiàn)【1】表2.2-5（P41），確定加工余量等級為灰鑄鐵CT8-10級，加工余量等級MA為G級，故取CT為10級，MA為G級。 參考文獻(xiàn)【表】2.2-4（P40）用查表法確定各表面的總余量如表所示：加工表面基本尺寸（mm）加工余量等級加工余量數(shù)值說明外圓101.6G6雙側(cè)加工底面106G8雙側(cè)加工30孔右端面30G15雙側(cè)加工查表2.2-1（P38）鑄件主要尺寸的公差：零件尺寸總余量毛坯尺寸公差CT101.651082.210681182.230150制訂工藝路線。定位基準(zhǔn)的選擇一般原則 1）、選最大尺寸的表面為安裝面，選最長距離的表面為導(dǎo)向面，選最小尺寸的表面為支承面。2）、首先考慮保證空間位置精度，再考慮保證尺寸精度。3）、應(yīng)盡量選擇零件的主要表面為定位基準(zhǔn)。4）、定位基準(zhǔn)應(yīng)有利于夾緊，在加工過程中穩(wěn)定可靠。下面根據(jù)以上一般原則分別進(jìn)行粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)的選擇。粗基準(zhǔn)的選擇選擇粗基準(zhǔn)是時，主要要求保證各加工面有足夠的余量，使加工面與不加工面見的位置符合圖紙要求，并特別注意要盡快獲得精基準(zhǔn)面。具體選擇時應(yīng)注意考慮下列原則：應(yīng)選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。這樣可以保證不加工表面和加工表面之間的相對位置要求。對于具有較多加工表面的工件，粗基準(zhǔn)的選擇選擇，應(yīng)合理分配各加工表面的加工余量，以保證：各加工表面都有足夠的加工余量；對于某些重要的表面，盡量使其加工余量均勻，對導(dǎo)軌面則要求加工余量盡可能小一些，以便能獲得硬度和耐磨性更好的表面；作為粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)盡量平整，沒有澆口、冒口或飛邊等其他表面缺陷，以便使工件定位準(zhǔn)確，夾緊可靠。同一尺寸方向上的粗基準(zhǔn)表面只能使用一次。因為鑄件毛坯面粗糙且精度低，定位精度不高，若重復(fù)使用，在兩次裝夾中會使加工表面產(chǎn)生較大的位置誤差。對于一些相互位置精度要求高的表面，常常會造成超差而使零件報廢。因為考慮到以下幾點要求，第一，在保證各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔的加工余量盡量均勻；第二，裝入活塞內(nèi)的旋轉(zhuǎn)零件（軸等）與孔內(nèi)壁有足夠的間隙；第三，此外還應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠。在起始工序中，只能選擇未經(jīng)加工的毛坯表面做定位基準(zhǔn)，所以對于一般的軸類零件而言，以外圓作為粗基準(zhǔn)是完全合理的。首先，先以外圓為粗基準(zhǔn)，加工兩端面，粗車外圓臺階面。3精基準(zhǔn)的選擇3.1選擇精基準(zhǔn)的目的是使裝夾方便、正確、可靠，以保證加工精度。為此一般遵循如下原則：基準(zhǔn)重合原則。應(yīng)盡量選擇零件上的設(shè)計基準(zhǔn)做胃鏡基準(zhǔn)，即為基準(zhǔn)重合原則?；鶞?zhǔn)統(tǒng)一原則。在加工位置精度較高的某些表面時，應(yīng)盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準(zhǔn)。這樣可以保證加工表面的相互位置精度?；榛鶞?zhǔn)原則。當(dāng)對工件上兩個相互位置精度要求較高的表面進(jìn)行加工時，需要用兩個表面相互作為基準(zhǔn)，反復(fù)進(jìn)行加工。這樣進(jìn)行反復(fù)加工，可不斷提高定位基準(zhǔn)的精度，工件也可以達(dá)到很高的加工要求。自為基準(zhǔn)原則。對于工件上的重要表面要求余量小且均勻的精加工，應(yīng)盡量選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，但該表面與其他表面的位置精度由前道工序保證。粗基準(zhǔn)的選擇：考慮到以下幾點要求，選擇活塞零件的重要孔即95的毛坯孔與活塞內(nèi)壁作粗基準(zhǔn)：第一，在保證各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔的加工余量盡量均勻；第二，裝入活塞內(nèi)的旋轉(zhuǎn)零件（如齒輪，軸套等）與活塞內(nèi)壁應(yīng)有足夠的間隙，此外還應(yīng)能夠保證定位準(zhǔn)確夾緊可靠。精基準(zhǔn)的選擇：活塞的外圓和95孔既是裝配基準(zhǔn)又是設(shè)計基準(zhǔn)，用他們作精基準(zhǔn)，能使加工遵循基準(zhǔn)重合的原則，實現(xiàn)活塞零件的典型定位方式，其余各面和孔的加工也能用它定位，這樣使工藝路線遵循了基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則 。此外95端面面積較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊方案也比較簡單可靠，操作方便。3.2制訂工藝路線工藝路線： 鑄造時效處理10粗車粗車工件上端面至110.2mm及外圓至106，20粗車粗車下端面至106.4mm及外圓至101.8粗車工件下端95mm至94.2mm，30鉆鉆30孔至28mm40熱處理人工時效處理。50精車精車下端面及95止口至圖紙尺寸。60精車精車上端面和外圓至圖紙尺寸。70精車車3mm環(huán)形槽及4.755mm環(huán)形槽至圖紙尺寸。80精鏜精鏜30孔至圖紙尺寸，割31槽90銑銑活塞3mm半圓環(huán)槽100鉆鉆直油孔8-3.5110鉆鉆斜油孔1.5120磨靠模橢圓裙部至圖紙尺寸。130檢驗檢驗車削尺寸和形位公差。140入庫合格產(chǎn)品涂防銹油入庫。4選擇加工設(shè)備及刀、量、夾具由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以通用機(jī)床為主、輔以少量專用機(jī)床和組合機(jī)床。其生產(chǎn)方式為以通用機(jī)床加專用夾具為主。輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線。工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完成。10、粗車工件上端面至110.2mm及外圓至106?？紤]到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計等問題，采用臥式車床CA6140，參考文獻(xiàn)1表4.2-7（P143）。選用YG6車刀，游標(biāo)卡尺0-250/0.02mm 20. 粗車下端面至106.4mm及外圓至101.8，粗車工件下端95mm至94.2mm?？紤]到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計等問題，采用臥式車床CA6140，參考文獻(xiàn)1表4.2-7（P143）。選用YG6車刀，游標(biāo)卡尺0-250/0.02mm 30. 鉆30孔至28mm考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計等問題，參考文獻(xiàn)1表4.2-7（P143）選搖臂鉆床Z3025、莫氏錐柄麻花鉆28，游標(biāo)卡尺0-250/0.02mm 。50、精車下端面及95止口至圖紙尺寸?？紤]到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計等問題，采用臥式車床CA6140，參考文獻(xiàn)1表4.2-7（P143）。選用YG6車刀，切槽刀，游標(biāo)卡尺0-250/0.02mm 60、精車上端面和外圓至圖紙尺寸?？紤]到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計等問題，采用臥式車床CA6140，參考文獻(xiàn)1表4.2-7（P143）。選用YG6車刀，切槽刀，游標(biāo)卡尺0-250/0.02mm 。70、車3mm環(huán)形槽及4.755mm環(huán)形槽至圖紙尺寸?？紤]到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計等問題，采用臥式車床CA6140，參考文獻(xiàn)1表4.2-7（P143）。選用YG6車刀，切槽刀，游標(biāo)卡尺0-250/0.02mm 。80、精鏜30孔至圖紙尺寸，割31槽考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計等問題，采用銑鏜床T68，參考文獻(xiàn)1表4.2-7（P143）。鏜刀，割槽刀，游標(biāo)卡尺0-250/0.02mm ，專用夾具。90、銑活塞3mm半圓環(huán)槽。考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計等問題，采用銑床X52K，參考文獻(xiàn)1表4.2-7（P143）。D80銑刀，游標(biāo)卡尺0-250/0.02mm ，專用夾具。100、鉆直油孔8-3.5。搖臂鉆床Z37、莫式椎柄麻花鉆3.5、游標(biāo)卡尺0-125/0.02、專用夾具。110、鉆斜油孔1.5。搖臂鉆床Z37、莫式椎柄麻花鉆1.5、游標(biāo)卡尺0-125/0.02、專用夾具。（四）加工工序設(shè)計工序10，粗車工件上端面至110.2mm及外圓至106。查文獻(xiàn)1表2.3-21 P74端面加工余量得總加工余量為4mm。設(shè)計尺寸（即一面零件尺寸加上另一面余量）X1=110則粗銑底面的工序尺寸為110.2mm。查文獻(xiàn)3表2-2得粗加工公差等級IT11-114.取IT=11，其公差T=0.29.所以X2=110.20.145,參考文獻(xiàn)1表4.2-38（P162）。CA6140主電機(jī)功率為7.5KW。參考文獻(xiàn)4 表10-123（P859）取粗車的每齒進(jìn)給量fz=0.2mm/z。粗車走刀一次。粗車ap=6mm.參考文獻(xiàn)1 表4.2-39,取粗車的主軸轉(zhuǎn)速為150r/min,故相應(yīng)的切削速度為：校核機(jī)床功率（一般只校核粗加工工序）：切削功率Pm=167.910-5ap0.9fz0.74aeznkpm取Z=8 N=150/60=2.5r/s ae=135mm ap=6mm fz=0.2mm/z Kpm=1Pm=167.9*10又由文獻(xiàn)1表4.2-38得機(jī)床功率為7.5KW，若取效率為0.85則7.5*0.85=6.3756.4KW故重新選擇主軸轉(zhuǎn)速118r/min.則n=118/60=2m/sV粗=Dn/1000=3.14*80*118/1000=74.1m/minPm=167.9*100.31KW，故機(jī)床功率足夠。5.工時L=290/2=145 l2=3 l3=3 n=80r/min=1.3r/sT=l+l2+l3/nf=145+3+3/1.3*0.4=290s二、精鏜孔時因余量為0.35mm故ap=0.35mm查文獻(xiàn)2表2.4-180取v=1.2m/s=72m/min,取f=0.12mm/rN=1000v/D=1000*72/3.14*90=208.5r/min取n=200r/min=3.3r/s工時：n=1.3r/s f=0.12mm/rt=145+3+3/3.3*0.12=381s工序30、鉆8-3.5孔。查文獻(xiàn)5表12P781得f=0.7 v=0.3m/s=18m/minN=1000v/D=1000*19.8/3.14*8=700r/min查文獻(xiàn)1表4.2-12得實際轉(zhuǎn)速為710 r/min則實際切削速度為V=Dn/1000=3.14*710*8/1000=20m/min校核：Ff=9.81*42.7*d0*f Km=9.81*42.7*8*0.75*1=2827NM=9.81*0.021*=9.81*0.021*8*8*0.75=12.52N.m他們均小于機(jī)床的最大進(jìn)給力33354N和最大扭轉(zhuǎn)力矩1177.2N故機(jī)床的剛度足夠。1.基本時間Tj=l/fn=l1+l+l2/fn l1=D/2(tgkr+12) n=710 f=0.7 l=12 l2=14 l2=2 d=8 l1=5/2*tg118/2+1.5=3Tj=12+3+2/0.7*710=0.022 Tj總=0.022*2=0.044 K=17.4%查文獻(xiàn)5表12P781得f=0.7 v=0.3m/s=18m/minN=1000v/D=1000*19.8/3.14*17.3=700r/min查文獻(xiàn)1表4.2-12得實際轉(zhuǎn)速為710 r/min則實際切削速度為V=Dn/1000=3.14*710*17.3/1000=20m/min校核：Ff=9.81*42.7*d0*fKm=9.81*42.7*17.3*0.75*1=2827NM=9.81*0.021*=9.81*0.021*17.3*17.3*0.75=12.52N.m他們均小于機(jī)床的最大進(jìn)給力33354N和最大扭轉(zhuǎn)力矩1177.2N故機(jī)床的剛度足夠。2.輔助時間操作內(nèi)容每次時間次數(shù)時間主軸變速0.02510.025變速進(jìn)給量0.02560.15移動搖臂0.01560.09升降鉆桿0.01560.09裝卸套筒刀具0.0620.12卡尺測量0.110.1塞規(guī)測量0.2510.25開停車0.01520.03主軸運轉(zhuǎn)0.0220.04清屑0.0410.04Tf=0.8253.作業(yè)時間TB=Tj+Tf=0.044+0.825=0.8694.布置工作地時間Tfw查文獻(xiàn)1表6.3-36得K=17.4% Tfw=TB*K=0.869*17.4%=0.145.休息與生理時間TxTx=TB*K=0.146.準(zhǔn)備與終結(jié)時間取部分時間為中等件33 移動床鞍1min 保證定位0.3 使用夾具10 試刀7由題目知生產(chǎn)量為4000件則Te/n=(33+1+0.3+10+7)/4000=0.013min7.單件時間Td Td=Tj+Tf+Tfw+Tx=0.869+0.14*2=1.1498.單件計算時間TcTc=Td+Te/n=1.149+0.013=1.1625、填寫機(jī)械加工藝過程卡和機(jī)械加工工序卡6、夾具設(shè)計6.1鉆夾具本次設(shè)計的夾具為第30道工序鉆28的孔。該夾具適用于搖臂鉆床。6.1.1確定設(shè)計方案6.1.2定位與夾緊本工序所加工的孔是垂直于95的孔，按照基準(zhǔn)重合原則，以95孔和端面定位，若工件以95端面放在支撐板上定位，夾緊較穩(wěn)定。夾具以鉆模板面和孔定位，用螺栓夾緊。工件以95的孔和端面在夾具上定位，限制了5個自由度，另一個個自由度也必須限制。方案：95的孔和端面在夾具上定位，限制了5個自由度，再以V型塊定位，限制一個自由度，在鉆模板留一個通孔，采用壓板螺栓夾緊，這種方案定位可靠，加緊也較方便，為了不影響鉆孔，能快速、準(zhǔn)確的確定刀具和夾具的相對位置，鉆夾具上設(shè)有引導(dǎo)刀具的部件鉆套，因為沒有很多工序，所以用固定鉆套，鉆套與工件之間有排屑空間。鉆模類型選擇根據(jù)工件的尺寸、形狀、重量加工要求和對比確定為固定鉆模，該鉆模加工的孔的直徑為28，加工精度要求不是很高，所以適用于本套工序。計算夾緊力并確定螺桿直徑。因為夾具的夾緊力與切削方向相反，實際所需夾緊力F夾與切削力F之間的關(guān)系為F夾=KF，取K=2由前面的計算可知F=1256N，所以F夾=12562=2412N參考文獻(xiàn)【5】表4-97，從強度考慮，因一個M12的螺栓能承受3924N 的許用夾緊力，所以用M12的螺栓完全能滿足強度要求，所以這里選用M12的螺栓。定位精度分析30的孔是在一次裝夾下完成加工的，它的位置精度由鉆模保證。精度要求也很高。與其有關(guān)的夾具尺寸如50的尺寸公差參考文獻(xiàn)【7】表1.4-24，取工件公差的1/4,即夾具尺寸公差為，鉆套與孔同軸度，中心尺寸由鉆模決定。定位心軸與孔的配合參考文獻(xiàn)【3】表2-7，選為最大配合間隙為（+0.01）（0.034）=0.044mm心軸相對于孔的最大位移量為0.022，它不應(yīng)該超過工件公差的1/3，即1/3。襯套與夾具體模板的配合為H7/g6,鉆孔時，刀具與導(dǎo)套內(nèi)孔的配合為F8/h6,此外，夾具上還應(yīng)標(biāo)注一下技術(shù)要求：鉆套軸線與定位面的垂直度為0.1，定位面的平面度為0.05mm,定位面與夾具安裝面的垂直度為0.008mm。夾具定位孔與臥軸轉(zhuǎn)臺定位銷的配合為95 H7/g6，夾具定位銷與臥軸轉(zhuǎn)臺檔的配合、操作說明工件在安裝在底座芯軸上，裝上壓板，擰緊壓緊螺栓，找正，然后擰緊夾緊螺栓,以鉆套定位，先鉆孔28。工件在夾具體上的精度分析影響加工精度的因素用夾具夾裝工件進(jìn)行機(jī)械加工時，其工藝系統(tǒng)中影響工件精度的因素很多，與夾具有關(guān)的因素有定位誤差D，對刀誤差T，夾具在機(jī)床上的安裝誤差A(yù)和夾具誤差T。機(jī)械加工工藝系統(tǒng)中，影響加工精度的其他因素統(tǒng)稱為加工方法誤差G。上述各項誤差均為導(dǎo)致刀具相對于工件的位置不夠準(zhǔn)確，從而形成總的加工誤差。6.2銑夾具本銑頂面至尺寸500.5m、B基準(zhǔn)面至尺寸531mm。1）定位與夾緊本工序所加工的是上平面，以底面為基準(zhǔn)來加工上平面。夾具以夾具體安裝面在立式銑工作平臺上找正后，用螺栓夾緊。工件底面在夾具上定位，限制了3個自由度，銑削平面3個自由度，既可滿足加工要求。6.2.1導(dǎo)向方案為能快速、準(zhǔn)確的確定刀具和夾具的相對位置，銑夾具上設(shè)有引導(dǎo)刀具的部件對刀塊，方便刀具對刀找正。6.2.2計算夾緊力并確定螺桿直徑。根據(jù)經(jīng)驗銑削切削力，選用M10的螺栓。6.2.3定位精度分析上平面的加工，它的位置精度由機(jī)床保證。與其有關(guān)的夾具尺寸如106的尺寸公差參考文獻(xiàn)【7】表1.4-24，取工件公差的1/4,即夾具尺寸公差為。定位心軸與孔的配合參考文獻(xiàn)【3】表2-7，選為最大配合間隙為（+0.01）（0.034）=0.044mm心軸相對于孔的最大位移量為0.022，它不應(yīng)該超過工件公差的1/3，即1/3。襯套與夾具體模板的配合為H7/g6,鉆孔時，刀具與導(dǎo)套內(nèi)孔的配合為F8/h6,此外，夾具上還應(yīng)標(biāo)注一下技術(shù)要求：6.2.4操作說明將夾具起吊安放在工作平臺上，找正螺栓夾緊后，起吊工件，找正工件后，擰緊螺栓壓緊即可銑削各平面。6.2.5工件在夾具體上的精度分析影響加工精度的因素用夾具夾裝工件進(jìn)行機(jī)械加工時，其工藝系統(tǒng)中影響工件精度的因素很多，與夾具有關(guān)的因素有定位誤差D，對刀誤差T，夾具在機(jī)床上的安裝誤差A(yù)和夾具誤差T。機(jī)械加工工藝系統(tǒng)中，影響加工精度的其他因素統(tǒng)稱為加工方法誤差G。上述各項誤差均為導(dǎo)致刀具相對于工件的位置不夠準(zhǔn)確，從而形成總的加工誤差。所以在成批加工工工件錢，必須試制加工工件，在檢驗合格后才能進(jìn)行批量加工，而且加工后也要不定時的抽檢，防止因夾具問題出現(xiàn)報廢件。嚴(yán)士健. 測試與概率. 第1版. 北京:北京師范大學(xué)出版社, 19947、參考文獻(xiàn)1 李益民 機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 機(jī)械工業(yè)出版社2 李洪主機(jī)械加工工藝手冊 北京 北京出版社，19903 桂定一丶徐茂功 公差配合與技術(shù)測量 機(jī)械工業(yè)出版社 4金屬機(jī)械加工工藝人員手冊修訂組. 金屬機(jī)械加工工藝人員手冊. 上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,19795艾興 肖詩剛切削用量手冊 機(jī)械工業(yè)出版社，198328