雙孔環(huán)形泵體工藝及鉆孔夾具設(shè)計(jì)【YE052】【含5張CAD圖紙、文檔全稿】

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，這會(huì)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(duì)工件的定位誤差，同時(shí)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(bào)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(jì)算成本。同時(shí)，多數(shù)的有限元基礎(chǔ)研究人員一直重點(diǎn)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(duì)剛性模型9-11對(duì)夾緊力進(jìn)行了優(yōu)化，剛型模型幾乎被近似為一個(gè)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(gè)線性規(guī)劃，其目的是盡量減少在每個(gè)定位點(diǎn)調(diào)整夾緊力強(qiáng)度的法線接觸力。接觸摩擦力的影響被忽視，因?yàn)樗^法線接觸力相對(duì)較小，由于這種方法是基于剛體假設(shè)，獨(dú)特的三維夾具可以處理超過6個(gè)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(jì)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(gè)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(jì)算夾具工件系統(tǒng)15的彈性來克服，對(duì)于一個(gè)相對(duì)嚴(yán)格的工件，該夾具在機(jī)械加工工件的位置會(huì)受夾具點(diǎn)的局部彈性變形的強(qiáng)烈影響。Hockenberger和得墨忒耳16使用經(jīng)驗(yàn)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(duì)設(shè)計(jì)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(duì)報(bào)告做了改善，然而，他們沒有處理計(jì)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(diǎn)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(duì)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(gè)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(gè)例子分析工件夾緊力的優(yōu)化對(duì)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(gè)假設(shè)是有效的，在對(duì)液壓或氣動(dòng)夾具使用。在實(shí)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(gè)接觸處的坐標(biāo)系（j=x，y，z）是對(duì)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(gè)球形尖端定位，夾具和工件的接觸并不是線性的，因?yàn)榻佑|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(gè)球體彈性半空間的問題。對(duì)于這個(gè)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(gè)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(jì)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(yùn)動(dòng)過程中，局部的夾緊和加工負(fù)荷引起的彈性變形，同時(shí)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(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)是通過制定一個(gè)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(duì)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(gè)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(jì)算如下： （6）其中表示一個(gè)向量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。 但是作用在工件的夾緊力會(huì)影響定位誤差。當(dāng)多個(gè)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(gè)夾緊點(diǎn)夾緊力在、和方向上的向量角度（i=1、2、3.,C）。在這個(gè)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(duì)較小，并在進(jìn)行分析時(shí)忽略了加緊力對(duì)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(jì)算得出（見圖3），工件剛體運(yùn)動(dòng)，歸于夾緊行動(dòng)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(gè)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(bǔ)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(duì)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(shí)調(diào)整。因此，總能量最小化的形式為補(bǔ)充的夾緊力優(yōu)化的第二個(gè)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(bǔ)，代表由外部力量和力矩配合完成，是遵守對(duì)角矩陣的， 和是所有接觸力的載體。如圖3 加權(quán)系數(shù)計(jì)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(jì)（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(gè)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(gè)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(gè)法線的接觸壓力不能超過壓工件材料的屈服強(qiáng)度（）。這個(gè)約束可寫為： （i=1，2，,L+C） (14) 如果是在第i個(gè)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(gè)約束對(duì)。該補(bǔ)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(duì)為主要目標(biāo)的選擇，確保選中一套獨(dú)特可行的夾緊力，因此，工件夾具系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)到一個(gè)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(gè)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(gè)合適的。在定位和夾緊點(diǎn)的接觸力的計(jì)算只考慮第一個(gè)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(gè)“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(jì)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(gè)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(cè)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(cè)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(diǎn)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(jì)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(gè)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(gè)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(gè)最佳夾緊力，選擇記為， ， ,在每個(gè)采樣點(diǎn)，考慮以下四個(gè)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(duì)應(yīng)的和另外兩個(gè)正交切削分力，而且有：雖然4個(gè)最壞情況加工負(fù)荷向量不會(huì)在工件加工的同一時(shí)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(xiàng)工作中，四個(gè)載體負(fù)載適用于同一位置，（但不是同時(shí)）對(duì)工件進(jìn)行的采樣 ，夾緊力的優(yōu)化算法圖4，對(duì)應(yīng)于每個(gè)采樣點(diǎn)計(jì)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(gè)情況下的加工負(fù)荷載體，(C=1，2，C)是每個(gè)相應(yīng)的夾具在第i個(gè)樣本點(diǎn)和第j負(fù)荷情況下力的大小。是計(jì)算每個(gè)負(fù)載點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)排序，并選擇夾緊點(diǎn)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(yàn)證這些力，以確保工件夾具系統(tǒng)的靜態(tài)平衡。否則，會(huì)出現(xiàn)更多采樣點(diǎn)和重復(fù)上述程序。在這種方式中，可為整個(gè)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(qǐng)注意，雖然這種方法是保守的，它提供了一個(gè)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(píng)價(jià)夾緊力的算法對(duì)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(gè)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(yùn)動(dòng)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(gè)夾緊處的局部變形，假設(shè)為相對(duì)于工件的質(zhì)量中心的第i個(gè)位置矢量定位點(diǎn)，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(gè)旋轉(zhuǎn)矩陣確定工件相對(duì)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(yùn)動(dòng)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(diǎn)接觸力可能與的關(guān)系如下： （24）其中是在第i個(gè)接觸點(diǎn)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(gè)接觸剛度矩陣，是單位向量. 在這項(xiàng)研究中假定液壓/氣動(dòng)夾具，根據(jù)對(duì)外加工負(fù)荷，故在法線方向的夾緊力的強(qiáng)度保持不變，因此，必須對(duì)方程（24）的夾緊點(diǎn)進(jìn)行修改為： （25）其中是在第i個(gè)夾緊點(diǎn)的夾緊力，讓表示一個(gè)對(duì)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(dòng)，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(jì)算如下： （27） 其中是考慮工件中心加工點(diǎn)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(duì)兩例工件精度的影響例如：1適用于工件單點(diǎn)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(duì)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(duì)加工瞬時(shí)銑削力條件進(jìn)行了計(jì)算，如表2給出例（1），應(yīng)用工件在點(diǎn)（109.2毫米，25.4毫米，34.3毫米）瞬時(shí)加工力，圖4中表3和表4列出了初級(jí)夾緊力和最佳夾緊力的算法 。該算法如圖5所示 ，一個(gè)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(shí)（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(jì)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(gè)坐標(biāo)列出了為模擬抽樣調(diào)查點(diǎn)。最佳夾緊力是用前面討論過的排序算法計(jì)算每個(gè)采樣點(diǎn)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(duì)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(qiáng)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(bǔ)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(diǎn)減少錯(cuò)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?yàn)閺淖畛跬ㄟ^互補(bǔ)勢(shì)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(gè)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(gè)序列。最佳的夾緊力，對(duì)應(yīng)列表6每個(gè)樣本點(diǎn)，隨著最后的最佳夾緊力，在每個(gè)采樣點(diǎn)的加權(quán)范數(shù)和最優(yōu)的初始夾緊力繪圖10，在每個(gè)采樣點(diǎn)的加權(quán)范數(shù)的，和繪制。結(jié)果表明，由于每個(gè)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(gè)夾緊點(diǎn)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(gè)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(duì)于初始夾緊力的強(qiáng)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(gè)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(gè)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(dòng)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. 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DeMeter. 對(duì)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。 機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號(hào)零（部）件圖號(hào)產(chǎn)品名稱泵體零（部）件名稱泵體共 1 頁第 1 頁車間工序號(hào)工序名稱材料牌號(hào)機(jī)加9鉆擴(kuò)4-10孔HT200毛坯種類毛坯外型尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺(tái)件數(shù)鑄件11設(shè)備名稱設(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)夾具名稱切削液Z001鉆床專用夾具乳化液工位器具編號(hào)工位器具名稱工序工時(shí)準(zhǔn)終單件Q001器具專用夾具工步號(hào)工 步 內(nèi) 容工藝裝備（含：刀具、量具、專用工具）主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min進(jìn)給量mm/r切削深度mm進(jìn)給次數(shù)工 步 工 時(shí)機(jī)動(dòng)輔助1鉆擴(kuò)4-10孔鉆床專用夾具、麻花鉆、游標(biāo)卡尺1100690.252010.483.3023設(shè)計(jì)（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)更改文件名簽字日期 機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號(hào)零（部）件圖號(hào)產(chǎn)品名稱泵體零（部）件名稱泵體共 1 頁第 1 頁車間工序號(hào)工序名稱材料牌號(hào)機(jī)加鉆6M8-7H孔HT200毛坯種類毛坯外型尺寸每毛坯可制件數(shù)每臺(tái)件數(shù)鑄件1設(shè)備名稱設(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)夾具名稱切削液鉆床專用夾具工位器具編號(hào)工位器具名稱工序工時(shí)準(zhǔn)終單件工步號(hào)工 步 內(nèi) 容工藝裝備（含：刀具、量具、專用工具）主軸轉(zhuǎn)速r/min 切削速度m/min進(jìn)給量mm/r切削深度mm進(jìn)給次數(shù)工 步 工 時(shí)機(jī)動(dòng)輔助1鉆6-M8-7H孔鉆床專用夾具、麻花鉆、游標(biāo)卡尺1100690.252010.483.3023設(shè)計(jì)（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)更改文件名簽字日期機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號(hào)零（部）件圖號(hào)共 1 頁產(chǎn)品名稱零（部）件名稱第 1 頁材料牌號(hào)HT200毛坯種類鍛件毛坯外型尺寸每毛坯可件數(shù)每 臺(tái) 件 數(shù)備 注工序號(hào)工序名稱工 序 內(nèi) 容車間工段設(shè) 備工 藝 裝 備工 時(shí)準(zhǔn)終單件0鍛鑄造鑄造1銑粗銑前端面機(jī)加X52K銑夾具、端面銑刀100、游標(biāo)卡尺2銑粗銑后端面機(jī)加X52K銑夾具，端面銑刀100、游標(biāo)卡尺3銑粗銑下底面機(jī)加X52K銑夾具、端面銑刀100、游標(biāo)卡尺4銑銑上端面機(jī)加X52K銑夾具、端面銑刀80、游標(biāo)卡尺5銑銑左端面機(jī)加X52K銑夾具、立銑刀20、游標(biāo)卡尺6鉆鉆32H11孔, 22孔機(jī)加Z525鉆夾具、直柄麻花鉆d=30、d=20深度游標(biāo)卡尺7鏜粗鏜2-48H8孔機(jī)加T68鏜夾具、硬質(zhì)合金鏜刀d=45、游標(biāo)卡尺8鉆鉸鉆、鉸16H8孔機(jī)加Z525鉆夾具、直柄麻花鉆d=15、深度游標(biāo)卡尺9鉆锪鉆、锪擴(kuò)4-10，4-20孔、鉆G3/8螺紋孔機(jī)加Z525鉆夾具、直柄麻花鉆d=10、錐柄锪孔鉆d=20、中心鉆、深度游標(biāo)卡尺10鉆鉸攻鉆12孔、鉸12孔、攻螺紋G3/8機(jī)加Z525鉆夾具、直柄麻花鉆d=10、直柄機(jī)用鉸刀d=10、公制細(xì)牙螺紋絲錐、深度游標(biāo)卡尺11鉆鉆6M8-7H孔機(jī)加Z525鉆夾具、直柄麻花鉆d=8、游標(biāo)卡尺12鉆鉸泵蓋配鉆26T14孔機(jī)加Z525鉆夾具、直柄麻花鉆d=4、直柄機(jī)用鉸刀d=6、游標(biāo)卡尺13鏜鏜32H11孔, 22孔機(jī)加Z525硬質(zhì)合金鏜刀d=32、d=22、游標(biāo)卡尺14銑精銑前端面機(jī)加X52K銑夾具、端面銑刀d=100、游標(biāo)卡尺15檢查16入庫設(shè)計(jì)（日期）審核（日期）標(biāo)準(zhǔn)化（日期）會(huì)簽（日期）更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件名簽字日期寧XX大學(xué)課程設(shè)計(jì)(論文)泵體加工工藝及夾具設(shè)計(jì)所在學(xué)院專 業(yè)班 級(jí)姓 名學(xué) 號(hào)指導(dǎo)老師摘 要本文是對(duì)泵體零件加工應(yīng)用及加工的工藝性分析，主要包括對(duì)零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝文件的填寫。選擇正確的加工方法，設(shè)計(jì)合理的加工工藝過程。此外還對(duì)泵體零件的兩道工序的加工設(shè)計(jì)了專用夾具.機(jī)床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標(biāo)準(zhǔn)化，并且有專業(yè)的工廠進(jìn)行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專為某工件加工工序服務(wù)的專用夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計(jì)制造。本論文夾具設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)泵體鉆床夾具設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：泵體，加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具27AbstractThis article is for the bearing parts processing application and processing technology and analysis, including the parts of the plan, the choice of blank, the clamping, the craft route making, tool selection, the determination of cutting conditions, processing documents. Choose the correct processing methods, design the reasonable process. In addition to the bearing part two process designing special fixture.Machine tool fixture of many kinds, among them, the most widely used common fixture, size specifications have been standardized, and a professional production plant. While widely used in batch production, specially for a workpiece processing services for the fixture, it needs each factory according to workpiece machining technology to design and manufacture. In this paper, fixture design are the main contents of design the bearing seat hole end milling fixture and cover mounting hole drilling fixture design.Key Words: Bearing seat, processing technology, processing method, process documentation, fixture目 錄摘 要IIAbstract1目 錄2第1章 序 言4第2章泵體的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)12.1零件的分析12.1.1零件的作用12.1.2零件的工藝分析22.2確定生產(chǎn)類型32.3確定毛坯32.3.1確定毛坯種類32.3.2確定鑄造加工余量及形狀32.3.3繪制鑄造零件圖42.4工藝規(guī)程設(shè)計(jì)42.4.1選擇定位基準(zhǔn)42.4.2制定工藝路線52.4.3 工藝方案的比較與分析72.4.4選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備92.4.5機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定92.5確定切削用量及基本工時(shí)112.6本章小結(jié)21第3章 鉆底面4-10孔夾具設(shè)計(jì)223.1 夾具的設(shè)計(jì)223.1.1 定位分析223.1.2 定位原理223.1.3 定位元件的分析233.1.4 夾緊元件的選擇233.1.5定位誤差的分析243.1.6切削力及夾緊力的計(jì)算253.2 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明26結(jié) 論27參 考 文 獻(xiàn)28致謝29第1章 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。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國家或地區(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)國家國民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。機(jī)殼零件加工工藝及夾具設(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)械工程材料等的基礎(chǔ)下，進(jìn)行的一個(gè)全面的考核。正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質(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2章泵體的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.1零件的分析2.1.1零件的作用題目所給的零件是泵體。泵依靠旋轉(zhuǎn)葉輪對(duì)液體的作用把原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能傳遞給液體。由于泵的作用液體從葉輪進(jìn)口流向出口的過程中，其速度能和壓力能都得到增加，被葉輪排出的液體經(jīng)過壓出室，大部分速度能轉(zhuǎn)換成壓力能，然后沿排出管路輸送出去，這時(shí)，葉輪進(jìn)口處因液體的排出而形成真空或低壓，吸水池中的液體在液面壓力（大氣壓）的作用下，被壓入葉輪的進(jìn)口，于是，旋轉(zhuǎn)著的葉輪就連續(xù)不斷地吸入和排出液體。2.1.2零件的工藝分析圖1.1 泵體零件圖零件的材料為HT200，鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。以下是泵體需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：泵體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，加工面多、技術(shù)要求高、機(jī)械加工的勞動(dòng)量大。因此箱體結(jié)構(gòu)工藝性對(duì)保證加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本有重要意義。泵體幾個(gè)加工表面它們之間有一定的位置要求，現(xiàn)分述如下：（1） 32H11孔和有0.04的同軸公差要求。（2） 48H8孔和表面1都對(duì)于48H8孔內(nèi)壁有0.04的垂直度公差要求。（3） 16H8孔與45H8內(nèi)壁有60：0.004的平行度公差要求。2.2確定生產(chǎn)類型已知此泵體零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序應(yīng)當(dāng)集中；加工設(shè)備以通用設(shè)備為主，大量采用專用工裝。2.3確定毛坯2.3.1確定毛坯種類零件材料為HT200?？紤]零件零件結(jié)構(gòu)簡單，根據(jù)任務(wù)書，故選擇鑄造毛坯。2.3.2確定鑄造加工余量及形狀查機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊(cè)172頁表1-4-72.3.3繪制鑄造零件圖圖2.1 零件毛坯圖2.4工藝規(guī)程設(shè)計(jì)2.4.1選擇定位基準(zhǔn)粗基準(zhǔn)的選擇以零件的下端孔為主要的定位粗基準(zhǔn)，以較大面a面為輔助粗基準(zhǔn)。精基準(zhǔn)的選擇考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便，依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則，以加工后的通孔為主要的定位精基準(zhǔn)，以下端孔為輔助的定位精基準(zhǔn)。2.4.2制定工藝路線根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求，以及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下,可以考慮采用各種機(jī)床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：現(xiàn)確定工藝路線如下：方案一：工序 以表面為基準(zhǔn)銑表面。 刀具：端銑刀，機(jī)床：X52K工序 以表面為基準(zhǔn)銑表面。 刀具：端銑刀，機(jī)床：X52K工序 以表面為基準(zhǔn)銑表面。 刀具：端銑刀，機(jī)床：X52K工序 以表面為基準(zhǔn)銑表面。 刀具：端銑刀，機(jī)床：X52K工序 以表面為基準(zhǔn)銑表面。 刀具：端銑刀，機(jī)床：X52K工序 以表面為基準(zhǔn)鉆32H11孔、22孔。 刀具：麻花鉆，機(jī)床：Z525工序 以表面為基準(zhǔn)鏜2-48H8孔。 刀具：鏜刀，機(jī)床：T68工序 以表面為基準(zhǔn)鉆，锪擴(kuò)4-10孔，鉆G3/8螺紋孔。 刀具:麻花鉆、锪鉆，機(jī)床：Z525工序 以表面為基準(zhǔn)鉆16-H8孔，留余量。 刀具：麻花鉆，機(jī)床：Z525工序 以表面為基準(zhǔn)鉆12孔，留余量。鉸12孔，攻螺紋G3/8孔。 刀具：麻花鉆、鉸刀、絲錐，機(jī)床：Z525工序 以表面為基準(zhǔn)鉆6M8-7H孔。刀具：麻花鉆，機(jī)床：Z525工序 以表面為基準(zhǔn)與泵蓋配鉆26T14孔、鉸26T14孔。 刀具：麻花鉆，機(jī)床：Z525工序 以表面為基準(zhǔn)鏜32H11孔、22孔。 刀具：鏜刀，機(jī)床：T61工序 以表面為基準(zhǔn)鉸2-48H8孔。 刀具：鉸刀，機(jī)床：Z525工序 以表面為基準(zhǔn)精銑表面。 刀具：銑刀，機(jī)床：X52K工序 檢查方案二：工序 以表面為基準(zhǔn)銑表面。 刀具：端銑刀，機(jī)床：X52K工序 以表面為基準(zhǔn)銑表面。 刀具：端銑刀，機(jī)床：X52K工序 以表面為基準(zhǔn)銑表面。 刀具：端銑刀，機(jī)床：X52K工序 以表面為基準(zhǔn)銑表面。 刀具：端銑刀，機(jī)床：X52K工序 以表面為基準(zhǔn)銑表面。 刀具：端銑刀，機(jī)床：X52K工序 以表面為基準(zhǔn)銑表面。 刀具：端銑刀，機(jī)床：X52K工序 以表面為基準(zhǔn)鏜2-48H8孔。 刀具：鏜刀，機(jī)床：坐標(biāo)鏜床TGX4132B工序 以表面為基準(zhǔn)鉆16H8孔，留余量。 刀具：麻花鉆，機(jī)床：Z540A工序 以表面為基準(zhǔn)鉆32H11孔，22孔。 刀具：麻花鉆，機(jī)床：Z540A工序 以表面為基準(zhǔn)鉆，锪擴(kuò)4-10孔，鉆G3/8螺紋孔。 刀具：麻花鉆、锪鉆，機(jī)床：Z540A工序 以表面為基準(zhǔn)鉆12孔，留余量，鉸12孔，攻螺紋G3/8。 刀具：麻花鉆、鉸刀、絲錐，機(jī)床：Z540A工序 以表面為基準(zhǔn)鉆6M8-7H孔。 刀具：麻花鉆，機(jī)床：Z540A工序 以表面為基準(zhǔn)與泵蓋配鉆26T14孔，鉸26T14。 刀具：麻花鉆，鉸刀,機(jī)床：Z540A工序 以表面為基準(zhǔn)鏜32H11孔, 22孔。 刀具：鏜刀，機(jī)床：坐標(biāo)鏜床TGX4132B工序 以表面為基準(zhǔn)鉸2-48H8孔內(nèi)壁，16H8孔。 刀具：鉸刀，機(jī)床：Z540A工序 檢查。以上所有刀具、機(jī)床選擇均查找于機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)。2.4.3 工藝方案的比較與分析分析兩套方案，不難看出，第一套方案先加工表面后加工孔，而且加工孔的順序明確、清晰；而第二套方案中第五部就銑了表面，而表面所要求的粗糙度為3.2，屬于精度比較高的面，所以導(dǎo)致在接下來的工序中，難免會(huì)因?yàn)檠b夾、掛擦導(dǎo)致其精度降低，且在第二套方案中，鉆孔步驟混亂，容易造成重復(fù)性裝夾，浪費(fèi)時(shí)間。但在第一套方案當(dāng)中，工序和工序可排列在一起，從而減少換用機(jī)床時(shí)間，降低時(shí)間成本。改進(jìn)的工藝如下：工序 銑表面，選用表面為粗基準(zhǔn)。選用X52K銑床，專用夾具，并且使用端面銑刀銑削、游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量。工序 銑表面，以表面為基準(zhǔn)。選用X52K銑床，專用夾具，并且使用端面銑刀銑削、游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量。工序 銑表面，以表面為基準(zhǔn)。選用X52K銑床，專用夾具，并且使用端面銑刀銑削、游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量。工序 銑表面，以表面為基準(zhǔn)。選用X52K銑床，專用夾具，并且使用端面銑刀銑削、游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量。工序 銑表面，以表面為基準(zhǔn)。選用X52K銑床，專用夾具，并且使用端面銑刀銑削、游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量。工序 鉆32H11孔, 22孔，以表面為基準(zhǔn)。選用Z525鉆床，專用夾具，并且使用直柄麻花鉆鉆削，深度游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量。工序 鏜2-48H8孔，以表面為基準(zhǔn)。選用T68鏜床，專用夾具，并且使用硬質(zhì)合金鏜刀，游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量。工序 鉆16H8孔，以表面為基準(zhǔn)，需留余量。選用Z525鉆床，專用夾具，并且使用直柄麻花鉆鉆削，深度游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量。工序 鉆4-10孔，锪20孔，鉆G3/8螺紋底孔，以表面為基準(zhǔn)。選用Z525鉆床，專用夾具，并且使用直柄麻花鉆、錐柄锪孔鉆、中心鉆，深度游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量。工序 鉆12孔，以表面為基準(zhǔn)，需留余量，鉸12孔，攻螺紋G3/8。選用Z525鉆床，專用夾具，并且使用直柄麻花鉆、直柄機(jī)用鉸刀、公制細(xì)牙機(jī)用絲錐，深度游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量。工序 鉆6M8-7H底孔，以表面為基準(zhǔn)。選用Z525鉆床，專用夾具，并且使用直柄麻花鉆，游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量。工序 與泵蓋配鉆26T14孔，鉸26T14孔，以表面為基準(zhǔn)。選用Z525鉆床，專用夾具，并且使用直柄麻花鉆、直柄機(jī)用鉸刀，游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量。工序 鏜32H11孔, 22孔，以表面為基準(zhǔn)。選用T68鏜床，專用夾具，并且使用硬質(zhì)合金鏜刀，游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量。工序 鉸2-48H8孔內(nèi)壁，16H8孔，以表面為基準(zhǔn)。選用Z525鉆床，專用夾具，并且使用套式機(jī)用鉸刀，錐柄機(jī)用鉸刀，游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量。工序 銑表面，以表面為基準(zhǔn)。選用X52K銑床，專用夾具，并且使用端面銑刀銑削、游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量。工序 檢查。2.4.4選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備機(jī)床的選擇 工序3、4、5、6、7、8、9采用X52K銑床工序5、6、7、11采用Z525鉆床選擇夾具該泵體的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。選擇刀具在銑床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量。選擇量具加工的孔均采用極限量規(guī)。其他對(duì)垂直度誤差采用千分表進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)角度尺寸利用專用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可。2.4.5機(jī)械加工余量、工序尺寸及公差的確定根據(jù)前面資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個(gè)加工工序的加工余量如下：泵體零件材料HT200，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，采用金屬型鑄造毛坯。根據(jù)機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)表6-90，P516，選擇鑄造精度CT9；再由表6-79，P510,查得鑄造斜度3；未注明圓角半徑R3。 鑄件加工余量由機(jī)械加工余量與公差手冊(cè)，表31，P78中選擇等級(jí)F；鑄件機(jī)械加工余量由表3-3，P80，單面為3.5mm，孔和雙面為3mm；鑄件尺寸公差查表3-6，P84。根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：加工表面加工內(nèi)容加工余量（mm）精度等級(jí)工序尺寸（mm）粗糙度（um）工序余量（mm）最小最大銑端面鑄件3.5CT8粗銑0.75IT116.30.561.55銑端面鑄件 3.5 CT8粗銑0.75 IT116.30.721.55精銑0.09IT76.30.561.55銑斷面鑄件3.5 CT8 銑削0.75 IT116.30.561.65銑端面鑄件3.5 CT8銑削 0.75 IT116.30.531.65銑端面鑄件 3.5 CT8鏜削 0.56 IT116.3 0.491.3鉆、鏜32H11孔鑄件 CT8鉆孔30IT12122.643.1鏜孔 2.8 IT116.3 5.99.81鉆、鉸22孔鑄件 CT8鉆 15 IT1212 鉸2 IT73.20.1290.28鉆、鏜2-48H8孔鑄件 CT8鉆 IT1212 鏜3 IT73.22.9753.25鉆、擴(kuò)4-10孔鑄件 CT8鉆 8 IT1212擴(kuò) 2 IT113.21.912.15鉆、鉸12孔鑄件CT8鉆10IT1212鉸2IT113.21.892.15鉆、攻G3/8螺紋孔鑄件CT8攻4IT113.21.892.15鉆6-M8-7H孔鑄件 CT8鉆 8 IT1212鉆、鉸26T14孔鑄件CT8鉆4IT1212鉸2IT113.21.252.122.5確定切削用量及基本工時(shí)2.5.1粗銑前端面機(jī)床：X52K銑床刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。因其單邊余量：Z=3mm所以銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)3表2.4-81，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻(xiàn)3表3.1-74 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.4-81,切削工時(shí)被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：查參考文獻(xiàn)1，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.23min2.5.2粗銑后端面機(jī)床：X52K刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)粗銑a面銑削深度每齒進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.4-73，取銑削速度：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.4-81，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取實(shí)際銑削速度：進(jìn)給量：工作臺(tái)每分進(jìn)給量：根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.4-81,被切削層長度：由毛坯尺寸可知刀具切入長度：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：查參考文獻(xiàn)1，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.52min2.5.3 粗銑下底面機(jī)床：X52K銑床刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。因其單邊余量：Z=3mm所以銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)3表2.4-81，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻(xiàn)3表3.1-74 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.4-81,切削工時(shí)被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：查參考文獻(xiàn)1，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.23min2.5.4銑上端面機(jī)床：X52K銑床刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。因其單邊余量：Z=3mm所以銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)3表2.4-81，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻(xiàn)3表3.1-74 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.4-81,切削工時(shí)被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：查參考文獻(xiàn)1，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.23min2.5.5銑左端面機(jī)床：X52K銑床刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。因其單邊余量：Z=3mm所以銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)3表2.4-81，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻(xiàn)3表3.1-74 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.4-81,切削工時(shí)被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：查參考文獻(xiàn)1，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.23min2.5.5粗精鏜48的切削用量及基本工時(shí)所選用刀具為硬質(zhì)合金（鎢鈷類），直徑為48的圓形鏜刀。.確定切削深度 =.確定進(jìn)給量根據(jù)切削用量簡明使用手冊(cè)表1.5可知，當(dāng)粗鏜鑄件時(shí)，鏜刀直徑，鏜刀伸出長度為時(shí)： =0.150.40按機(jī)床的進(jìn)給量（表4.29），選擇， =0.25.確定切削速度 = （3-9） 式中=，=0.2，=0.20，=，=0.15 （3-10） =37 = （3-11）轉(zhuǎn)速，選擇 =160=2.6.計(jì)算基本工時(shí)選鏜刀的主偏角=，則=，則： =117 2.5.6鉆、鉸16H8孔機(jī)床：Z525鉆床刀具：16直柄短麻花鉆確定鉆削用量確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn)2，表28-10可查出，查Z525鉆床說明書，取。 根據(jù)參考文獻(xiàn)2表28-8，鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量。由于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力（由機(jī)床說明書查出），根據(jù)參考文獻(xiàn)2，表28-9，允許的進(jìn)給量。 由于所選進(jìn)給量遠(yuǎn)小于及，故所選可用。確定切削速度、軸向力F、轉(zhuǎn)矩T及切削功率 根據(jù)參考文獻(xiàn)2，表28-15，由插入法得 ， ， 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正。根據(jù)參考文獻(xiàn)2，由表28-3，故查Z525機(jī)床說明書，取。實(shí)際切削速度為 由參考文獻(xiàn)2，表28-5，故 校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率為 機(jī)床有效功率故選擇的鉆削用量可用。即，相應(yīng)地，切削工時(shí) 被切削層長度：刀具切入長度： 刀具切出長度： 取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：查參考文獻(xiàn)1，表2.5-41工步輔助時(shí)間為：1.58min2.5.7 鉆、锪擴(kuò)4-10，4-20孔、鉆G3/8螺紋孔 鉆12孔、鉸12孔、攻螺紋G3/8鉆孔選用機(jī)床為Z525搖臂機(jī)床，刀具選用GB1436-85直柄短麻花鉆，機(jī)械加工工藝手冊(cè)第2卷。根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)第2卷表10.4-2查得鉆頭直徑小于10的鉆孔進(jìn)給量為0.200.35。 則取確定切削速度，根據(jù)機(jī)械加工工藝手冊(cè)第2卷表10.4-9切削速度計(jì)算公式為 （3-20）查得參數(shù)為，刀具耐用度T=35則 =1.6所以 =72選取 所以實(shí)際切削速度為=2.64確定切削時(shí)間（一個(gè)孔） =2.5.8 鉆孔攻絲M8機(jī)床：立式鉆床Z525刀具：根據(jù)參照參考文獻(xiàn)3表4.39選高速鋼錐柄麻花鉆頭。 鉆孔切削深度： 進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.438，取。切削速度：參照參考文獻(xiàn)3表2.441，取。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻(xiàn)3表3.131，取所以實(shí)際切削速度：切削工時(shí) 被切削層長度：刀具切入長度： 刀具切出長度： 取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間： 攻絲M8機(jī)床：組合攻絲機(jī)刀具：釩鋼機(jī)動(dòng)絲錐 進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量切削速度：參照機(jī)械加工工藝手冊(cè)表2.4.105，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取實(shí)際切削速度： 由工序2可知： 走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：14、 精銑前端面機(jī)床：X52K銑床刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為80)，材料：， ，齒數(shù)，為粗齒銑刀。因其單邊余量：Z=3mm所以銑削深度：每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.4-73，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)3表2.4-81，取機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻(xiàn)3表3.1-74 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： ：根據(jù)參考文獻(xiàn)3表2.4-81,切削工時(shí)被切削層長度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長度：刀具切出長度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間：查參考文獻(xiàn)1，表2.5-45工步輔助時(shí)間為：1.23min2.6本章小結(jié)本章節(jié)主要從零件的結(jié)構(gòu)和外型入手分析，從而得出設(shè)計(jì)毛坯的依據(jù)。再查閱有關(guān)資料，設(shè)計(jì)出零件加工的毛坯。在工藝規(guī)程的制定上，將兩種方案進(jìn)行比較，選取一個(gè)最佳方案來。在計(jì)算每一步的切削用量時(shí)，先選用刀具和機(jī)床，再查閱資料找出進(jìn)給量，由它算出機(jī)床所需的轉(zhuǎn)速，翻閱機(jī)床手冊(cè)選一個(gè)最接近它的一值。算切削速度、機(jī)動(dòng)時(shí)間等。第3章 鉆底面4-10孔夾具設(shè)計(jì)3.1 夾具的設(shè)計(jì)在本次夾具設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)鉆底面4-10孔的夾具，在工件夾緊方面要求手動(dòng)夾緊。這類夾具的特點(diǎn)是：針對(duì)性強(qiáng)，剛性好，容易操作，裝夾速度較快以及生產(chǎn)效率高和定位精度高，但是設(shè)計(jì)制造周期長，產(chǎn)品更新?lián)Q代時(shí)往往不能繼續(xù)使用適應(yīng)性差，費(fèi)用較高。3.1.1 定位分析在工件的定位中有很多種不同的定位方法，如：工件以平面定位，工件一心軸定位，工件以小V型塊定位等。根據(jù)零件的形狀，我們可以選擇以平面定位或以工件中心圓孔定位。在夾具設(shè)計(jì)過程中盡量以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，以便減小加工誤差。所以在這道設(shè)計(jì)中采用外圓表面以及底平面和一側(cè)端面為定位基準(zhǔn)。3.1.2 定位原理在機(jī)械加工過程中，為了保證工件某道工序的加工要求，必須使工件在機(jī)床上相對(duì)于刀具處于正確的相對(duì)位置。當(dāng)采用機(jī)床夾具安裝一批工件時(shí)，是通過夾具來實(shí)現(xiàn)這些要求的。要實(shí)現(xiàn)工件在機(jī)床上相對(duì)于刀具占有一個(gè)正確的加工位置，必須做到以下三點(diǎn)：（1） 使一批工件在夾具中都占有一致的正確的加工位置；（2） 使夾具在機(jī)床上占有正確的位置；（3） 使刀具相對(duì)于夾具占有正確的位置。工件在夾具中定位，就是要使工件在夾具中占據(jù)正確的加工位置，這就可以通過設(shè)置定位支承點(diǎn)，限制工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。工件在沒有采取定位措施之前，可視為一個(gè)處于空間自由狀態(tài)的剛體，根據(jù)運(yùn)動(dòng)原理學(xué)可知，任一剛體在空間直角坐標(biāo)系中都有六個(gè)自由度，即沿三個(gè)坐標(biāo)軸軸向移動(dòng)的自由度，分別用、來表示；繞三個(gè)坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度，分別用、來表示。由此看來，未限制六個(gè)自由度的工件的位置是不確定的，當(dāng)然也是無法加工的。因此要使工件在夾具中處于正確的位置，必須對(duì)影響工件加工面位置精度的相應(yīng)自由度進(jìn)行限制。工件的六個(gè)自由度都是客觀存在的，是工件在夾具中所占空間位置確定的最高程度。也就是說。工件最多只有六個(gè)自由度，限制工件在某一方向的自由度，工件在夾具中該方向的位置就確定下來。工件在夾具中定位，意味著通過定位元件限制工件相應(yīng)的自由度。3.1.3 定位元件的分析在加工過程中，因?yàn)樵摿慵^為復(fù)雜，加上零件的特殊性，因此在設(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)定位板一塊來限制零件的自由度，定位板限制了零件的X 、Y的移動(dòng)方向和旋轉(zhuǎn)方向，設(shè)計(jì)一拉桿限制了零件繞Z軸旋轉(zhuǎn)的方面，一共限制了零件的五個(gè)自由度，達(dá)到不完全定位狀態(tài)。不完全定位可分為下列兩種情況：. 由于工件的加工前的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，無法也沒有必要限制某些方面的自由度；. 由于加工工序的加工精度要求，工件在定位時(shí)允許某些方面的自由度不被限制。3.1.4 夾緊元件的選擇工件在夾緊過程中應(yīng)避免夾緊元件跟工件進(jìn)行點(diǎn)接觸。因?yàn)樵邳c(diǎn)接觸的過程中，即使有很小的夾緊力也可以產(chǎn)生很大的應(yīng)力，由于定加工過程產(chǎn)生的誤差在夾緊上經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)接觸的情況。但是后面還要考慮液壓缸的活塞桿與工作臺(tái)的相對(duì)位置安裝誤差，必須進(jìn)行自位平衡，則鉆模板和夾具體之間采用鉸鏈連接，使鉆模板形成自位平衡。本次設(shè)計(jì)中鉆模板材料為45鋼，其外還有自制導(dǎo)軌。.選擇鉆套鉆套裝在襯套中，而襯套則是壓配在夾具體上或鉆模板中。鉆套有固定鉆套，固定鉆套直接壓入鉆模板采用或配合，磨損后不容易更換，適用于中、小批量生產(chǎn)或用來加工孔距較小以及孔距精度較高的孔?？蓳Q鉆套：可換鉆套裝在襯套中，而襯套則是壓配在夾具體或鉆模板中。鉆套由螺釘固定，以防止轉(zhuǎn)動(dòng)。鉆套與襯套間采用或配合，鉆套磨損后，可以迅速更換。適于大批量生產(chǎn)。快換鉆套：當(dāng)要取出鉆套時(shí)，只要將鉆套朝逆時(shí)方向轉(zhuǎn)動(dòng)使螺釘頭部剛好對(duì)準(zhǔn)鉆套上的削邊上面，即可取出鉆套。在這次設(shè)計(jì)中我選擇可換鉆套，因?yàn)槭谴笈可a(chǎn)。但是本道工序里要用自制鉆套和襯套，必須把鉆套和襯套加長來保證精度和它的高度?？鞊Q鉆套如圖所示：圖4-1 快換鉆套.夾具底座與工作臺(tái)的連接 由于加工過程中選用的機(jī)床為Z525搖臂鉆床，機(jī)械加工工藝手冊(cè) 孟少農(nóng) 主編第二卷，表10.1-5搖臂鉆床聯(lián)系尺寸可得，底座T型槽數(shù)為5個(gè)，工作臺(tái)上面T型槽數(shù)為5個(gè)，工作臺(tái)側(cè)面槽數(shù)為3個(gè)，。3.1.5定位誤差的分析定位誤差是指由于定位不準(zhǔn)而引起某一工序尺寸或位置要求方面的加工誤差。對(duì)夾具設(shè)計(jì)中采用的某一定位方案，只要其可能產(chǎn)生的定位誤差小于工件相關(guān)尺寸或位置公差的1/3，即可認(rèn)為該定方案符合加工精度的要求。在用夾具裝夾工件時(shí)，當(dāng)工件上的定位基準(zhǔn)面與夾具上的定位元件相接觸或相配合時(shí)，工件的位置即由定位元件確定下來。而對(duì)一批工件來說，因各工件的有關(guān)表面本身和它們之間在尺寸和位置上都存在公差，且夾具上的定位元件本身及相互間存在尺寸和位置公差，因此，雖然工件已經(jīng)定位，但每個(gè)被定位的工件上的一些表面的位置仍然會(huì)產(chǎn)生變化，這就造成了工序尺寸和位置要求方面的加工誤差。該夾具以2個(gè)平面和1個(gè)支撐釘定位，螺旋機(jī)構(gòu)， 要求保證孔軸線間的尺寸公差。為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。由5和6可得：1 定位誤差： 當(dāng)以任意邊接觸時(shí) 當(dāng)以固定邊接觸時(shí) 式中為彼此最小間隙通過分析可得： 因此：當(dāng)以任意邊接觸時(shí) 2 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 磨損造成的加工誤差：通常不超過 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取誤差總和：從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。3.1.6切削力及夾緊力的計(jì)算該孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為中心軸，故以回轉(zhuǎn)面做定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”原則；參考文獻(xiàn)，因夾具的夾緊力與切削力方向相反，實(shí)際所需夾緊力F夾與切削力之間的關(guān)系F夾KF軸向力：F夾KF （N）扭距：Nm在計(jì)算切削力時(shí)必須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)，安全系數(shù)由資料機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)查表可得：切削力公式： 式（2.17）式中 查表得： 即：實(shí)際所需夾緊力：由參考文獻(xiàn)16機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表得： 安全系數(shù)K可按下式計(jì)算，由式（2.5）有：式中：為各種因素的安全系數(shù)，見參考文獻(xiàn)16機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表 可得： 所以 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)簡單、操作方便，決定選用液壓泵螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。取，螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力，由式（2.9）有：式中參數(shù)由16機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)可查得： 其中： 由16機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)表得：原動(dòng)力計(jì)算公式：由上述計(jì)算易得： 因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。3.2 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡要說明本夾具用于在鉆床上加工孔。采用螺紋螺旋夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件。該夾緊機(jī)構(gòu)操作簡單、夾緊可靠。結(jié)論 結(jié) 論本次設(shè)計(jì)從零件的毛坯生產(chǎn)到最終成品，中間經(jīng)過了銑、鏜、鉆、攻螺紋、打毛刺等工序。因?yàn)槭谴笈可a(chǎn)，工序就分得很散，中間就可省去換刀具和調(diào)試的時(shí)間。在每道工序中都有計(jì)算切削用量和工時(shí)。在本次設(shè)計(jì)中已無大的問題，基本達(dá)到了要求。只是在夾具的設(shè)計(jì)中沒有能提出多中方案進(jìn)行分析比較，有所不足。參 考 文 獻(xiàn)1 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院，長春汽車廠工人大學(xué)，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)M，上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1980。2 張進(jìn)生。機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)。機(jī)械工業(yè)出版社，1995。3 李慶壽。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)。機(jī)械工業(yè)出版社，1991。4 李洪。機(jī)械加工工藝手冊(cè)。北京出版社，1996。5 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)。金屬切削手冊(cè)。上海科學(xué)技術(shù)出版社，2544。6 黃如林，劉新佳，汪群。切削加工簡明實(shí)用手冊(cè)?；瘜W(xué)工業(yè)出版社，2544。7 余光國，馬俊，張興發(fā)，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)M，重慶：重慶大學(xué)出版社，1995。8 周永強(qiáng)，高等學(xué)校課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)M，北京：中國建材工業(yè)出版社，2542。9劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊(cè)M，哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1987。10 王光斗，王春福。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)。上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2542。11 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院，長春汽車廠工人大學(xué)。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè).上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1984。 12 李慶壽，機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計(jì)適用手冊(cè)M，銀州：寧夏人民出版社，1991。13 廖念釗，莫雨松，李碩根，互換性與技術(shù)測(cè)量M，中國計(jì)量出版社，2540：9-19。14 王光斗，王春福，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)M，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2540。15 樂兌謙，金屬切削刀具，機(jī)械工業(yè)出版社，2545：4-17致謝致謝在課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束之際我向所有幫助過我的老師和同學(xué)說一聲，謝謝！我想沒有他們的幫助，課程設(shè)計(jì)就會(huì)做得很困難。這次課程設(shè)計(jì)是在老師悉心指導(dǎo)下完成的。X老師以其淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范、高度的責(zé)任感使我受益非淺。在做設(shè)計(jì)的過程中也遇到了不少的問題，楊老師給了我許多關(guān)懷和幫助，并且隨時(shí)詢問我課程設(shè)計(jì)的進(jìn)展情況、細(xì)心的指導(dǎo)我們，也經(jīng)常打電話或者發(fā)電子郵件過來指導(dǎo)我的設(shè)計(jì)。在論文工作中，得到了XX學(xué)院有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和老師的幫助與支持，在此表示衷心的感謝。最后，在即將完成課程設(shè)計(jì)之時(shí)，我再次感謝對(duì)我指導(dǎo)、關(guān)心和幫助過老師、領(lǐng)導(dǎo)及同學(xué)。謝謝了！