錐軸工藝及鉆Φ3斜油孔夾具設(shè)計(jì)【含4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(guò)來(lái)影響零件質(zhì)量。所以有必要確定最佳夾緊力，來(lái)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(méi)有得到充分討論，也有少數(shù)的研究人員通過(guò)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(wèn)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(guò)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(guò)假設(shè)已知摩擦力的方向來(lái)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(wú)法確定工件移位的唯一性。 這種限制可以通過(guò)計(jì)算夾具工件系統(tǒng)15的彈性來(lái)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(guò)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(méi)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(méi)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(méi)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(guò)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(wèn)題被作為多目標(biāo)約束優(yōu)化問(wèn)題提出和解決。通過(guò)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(guò)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(jiàn)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(yè) 共 15 頁(yè)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(wèn)題。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題， 是法線的變形，在文獻(xiàn)23 第93頁(yè)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(yè) （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(guò)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(guò)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(guò)制定一個(gè)多目標(biāo)約束優(yōu)化問(wèn)題的問(wèn)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(jiàn)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(guò)（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(jiàn)圖3），工件剛體運(yùn)動(dòng)，歸于夾緊行動(dòng)現(xiàn)在可以寫(xiě)成： (8)工件有位移，因此，定位誤差的減小可以通過(guò)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(xiě)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(guò)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(wèn)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(wèn)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(guò)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(kù)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(guò)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(guò)壓工件材料的屈服強(qiáng)度（）。這個(gè)約束可寫(xiě)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(xiě)成：最小化 (15)3模型算法求解式（15）多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題可以通過(guò)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(wèn)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(guò)計(jì)算并作為初始值與比較，因此，夾緊力式（15）的優(yōu)化問(wèn)題可改寫(xiě)為: 最小化 （16）由： (11)(14) 得。類(lèi)似的算法尋找一個(gè)方程根的二分法來(lái)確定最低的上的約束, 通過(guò)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(guò)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(lái)解決下面將被討論的問(wèn)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(jiǎn)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(guò)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(jiàn)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(jiàn)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(lái)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(xiě)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(méi)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(guò)求解式（26）得到。工件的定位誤差向量， （見(jiàn)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(lái)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(lái)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(kāi)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(jiàn)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(guò)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(guò)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(jiàn)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(guò)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^(guò)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(wèn)題，使用-約束的方法解決。該算法通過(guò)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. D. Lee 和L. S. Haynes .柔性?shī)A具系統(tǒng)的有限元分析交易美國(guó)ASME，工程雜志工業(yè) ：134-139頁(yè)。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(guó)ASME，制造科學(xué)與工程雜志 ：1996 318-324頁(yè)。3、P. Chandra, S. M. Athavale, R. E. DeVor 和S. G. Kapoor.“負(fù)載對(duì)表面平整度的影響”工件夾具制造科學(xué)研討會(huì)論文集1996，第一卷：146-152頁(yè)。4、R. J. Menassa 和V. R. DeVries.“適用于選拔夾具設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法，美國(guó)ASME工業(yè)工程雜志：113 、 412-414，1991。5、A. J. C. Trappey, C. Su 和J. Hou.計(jì)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(yè)。6、 S. N. Melkote, S. M. Athavale, R. E. DeVor, S. G. Kapoor 和J. Burkey .“基于加工過(guò)程仿真的加工裝置作用力系統(tǒng)研究”， NAMRI/SME：207214頁(yè), 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(guó)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(guó)ASME，工程學(xué)報(bào)工業(yè)“：1989 299-306頁(yè)。10、S. H. Lee 和 M. R. Cutkosky. 具有摩擦性的夾具規(guī)劃 美國(guó)ASME，工業(yè)工程學(xué)報(bào)：1991，320327頁(yè)。11、S. Jeng, L. Chen 和W. Chieng.“最小夾緊力分析”，國(guó)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(guó)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(guó)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(jì)”方案優(yōu)化，設(shè)計(jì)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(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(yè), 1996。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)2013年 9 月 19 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目錐軸工藝及鉆3斜油孔夾具設(shè)計(jì)題目來(lái)源自擬指導(dǎo)教師周剛職稱講師所在部門(mén)機(jī)械技術(shù)學(xué)院學(xué)生姓名陳鑫超學(xué)號(hào)03班 級(jí)機(jī)制11133所屬院系專業(yè)機(jī)制外語(yǔ)翻譯要求翻譯后中文字?jǐn)?shù)約2500字左右，內(nèi)容與課題相關(guān)。課題需要完成的任務(wù)【工程設(shè)計(jì)類(lèi)課題：】根據(jù)導(dǎo)師下達(dá)的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，查閱相關(guān)設(shè)計(jì)資料（不少于5本），綜合應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，填寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。根據(jù)任務(wù)，設(shè)計(jì)完成零件的加工工藝與配套夾具，具體為：1. 繪制零件圖及毛坯零件綜合圖各一張；2編制機(jī)加工工藝文件（三卡）全套；3繪制夾具裝配圖及全套夾具非標(biāo)準(zhǔn)零件圖；4編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（15000字）。課題計(jì) 劃 安 排序號(hào)內(nèi) 容時(shí) 間 安 排1查閱相關(guān)設(shè)計(jì)資料，填寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告2013.9.239.292工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2013.9.3010.113編制三卡2013.10.1411.14工裝（夾具）設(shè)計(jì)2013.11.411.85編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)；完成專外翻譯2013.11.1111.15計(jì)劃答辯時(shí)間2013年11月20日答辯提交資料2013年11月15日教研室主任審核意見(jiàn)簽名： XX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 錐軸工藝及鉆3孔夾具設(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 年 月 日摘 要錐軸零件加工工藝及鉆床夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。關(guān)鍵詞：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差目 錄摘 要II目 錄III第1章 緒論11.1 機(jī)械加工工藝概述11.2機(jī)械加工工藝流程11.3夾具概述21.4機(jī)床夾具的功能21.5機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì)31.5.1機(jī)床夾具的現(xiàn)狀31.5.2 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向3第2章 零件的分析52.1零件的形狀52.2零件的工藝分析6第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)73.1 確定毛坯的制造形式73.2 基面的選擇73.3 制定工藝路線73.3.1 工藝路線方案一73.3.2 工藝路線方案二83.3.3 工藝方案的比較與分析93.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備103.4.1 機(jī)床選用103.4.2 選擇刀具103.4.3 選擇量具103.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定103.6確定切削用量及基本工時(shí)133.7 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排23第4章 鉆3孔夾具設(shè)計(jì)284.1定位基準(zhǔn)的選擇284.2切削力的計(jì)算與夾緊力分析284.3夾緊元件及動(dòng)力裝置確定284.4鉆套、襯套及夾具體設(shè)計(jì)294.5夾具精度分析31總 結(jié)32致 謝33參 考 文 獻(xiàn)3435第1章 緒論1.1 機(jī)械加工工藝概述機(jī)械加工工藝是指用機(jī)械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)使其成為合格零件的全過(guò)程，加工工藝是工人進(jìn)行加工的一個(gè)依據(jù)。一個(gè)普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗(yàn)-包裝，就是個(gè)加工的籠統(tǒng)的流程。機(jī)械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機(jī)械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過(guò)程稱為機(jī)械加工工藝過(guò)程。 比如，上面說(shuō)的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車(chē)，鉗工，銑床，等等，每個(gè)步驟就要有詳 細(xì)的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達(dá)到多少，公差要達(dá)到多少。機(jī)械加工工藝就是在流程的基礎(chǔ)上，改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)等，使其成為成品 或半成品，是每個(gè)步驟，每個(gè)流程的詳細(xì)說(shuō)明?？偟膩?lái)說(shuō)，加工工藝是每個(gè)步驟的詳細(xì)參數(shù)工藝流程是綱領(lǐng)，工藝規(guī)程是某個(gè)廠根據(jù)實(shí)際情況編寫(xiě)的特定的加工工藝。1.2機(jī)械加工工藝流程機(jī)械加工工藝規(guī)程一般包括以下內(nèi)容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內(nèi)容及所用的設(shè)備和工藝裝備、工件的檢驗(yàn)項(xiàng)目及 檢驗(yàn)方法、切削用量、時(shí)間定額等。 制訂工藝規(guī)程的步驟 1) 計(jì)算年生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類(lèi)型。 2) 分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖，對(duì)零件進(jìn)行工藝分析。3) 確定各工序的加工余量，計(jì)算工序尺寸及公差。 4) 確定各工序所用的設(shè)備及刀具、夾具、量具和輔助工具。5) 填寫(xiě)工藝文件。 6) 選擇毛坯。 7) 擬訂工藝路線。 8) 確定切削用量及工時(shí)定額。 8) 確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法。 在制訂工藝規(guī)程的過(guò)程中，往往要對(duì)前面已初步確定的內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，以提高經(jīng)濟(jì)效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)前所未料的情況，如生產(chǎn)條件的變化，新技術(shù)、新工藝的引進(jìn)，新材料、先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用等，都要求及時(shí)對(duì)工藝規(guī)程進(jìn)行修訂和完善。1.3夾具概述現(xiàn)代生產(chǎn)中，機(jī)床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備中占有極其重要的地位。夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造過(guò)程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測(cè)等工藝過(guò)程中。在金屬切削機(jī)床上使用的夾具統(tǒng)稱為機(jī)床夾具。在機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要的技術(shù)工作。1.4機(jī)床夾具的功能在機(jī)床上用夾具裝夾工件時(shí)，其主要功能是使工件定位和夾緊。1機(jī)床夾具的主要功能機(jī)床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。（1） 定位 定位是通過(guò)工件定位基準(zhǔn)面與夾具定位元件面接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。確定工件在夾具中占有正確位置的過(guò)程。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。（2）夾緊 由于工件在加工時(shí)，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會(huì)松動(dòng)、脫落。工件定位后將其固定，使其在加工過(guò)程中保持定位位置不變的操作。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。2機(jī)床夾具的特殊功能機(jī)床夾具的特殊功能主要是對(duì)刀和導(dǎo)向。（1）對(duì)刀 如銑床夾具中的對(duì)刀塊，它能迅速地確定銑刀相對(duì)于夾具的正確位置。調(diào)整刀具切削刃相對(duì)工件或夾具的正確位置。（2）導(dǎo)向 導(dǎo)向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置并引導(dǎo)其進(jìn)行鉆削。鏜床夾具（鏜模）也具有導(dǎo)向功能。1.5機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì)隨著科學(xué)技術(shù)的巨大進(jìn)步及社會(huì)生產(chǎn)力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門(mén)類(lèi)齊全的工藝裝備。1.5.1機(jī)床夾具的現(xiàn)狀數(shù)控機(jī)床（NC）、加工中心（MC）、成組技術(shù)（GT）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)激烈的競(jìng)爭(zhēng)。特別是近年來(lái)，對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求：1）適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具。2）能裝夾一組具有相似性特征的工件。3）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。4）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本。5）適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具。6）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。1.5.2 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化、精密化、高效化、柔性化四個(gè)方面。標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。目前我國(guó)已有夾具零件及部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148T225991以及各類(lèi)通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。夾具的標(biāo)準(zhǔn)化階段是通用化的深入，主要是確立夾具零件或部件的尺寸系列，為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條件。通用化方法包括夾具、部件、元件、毛壞和材料的通用化。精密化精密化夾具的結(jié)構(gòu)類(lèi)型很多，隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢(shì)必相應(yīng)提高了對(duì)夾具的精度要求。例如用于精密分度的多齒盤(pán)，其分度精度可達(dá)0.1；用于精密車(chē)削的高精度三爪卡盤(pán)，其定心精度為5m；精密心軸的同軸度公差可控制在1m內(nèi)；又如用于軸承套圈磨削的電磁無(wú)心夾具，工件的圓度公差可達(dá)0.20.5m。高效化高效化夾具主要用來(lái)減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。常見(jiàn)的高效化夾具有：自動(dòng)化夾具、高速化夾具、具有夾緊動(dòng)力裝置的夾具等。柔性化機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過(guò)調(diào)整、拼裝、組合等方式，以適應(yīng)可變因素的能力。具有柔性化特征的新型夾具種類(lèi)主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、拼裝夾具、數(shù)控機(jī)床夾具等。可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向。第2章 零件的分析2.1零件的形狀題目給的零件是錐軸零件，主要作用是起連接作用。零件的實(shí)際形狀如上圖所示，從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。具體尺寸，公差如下圖所示。2.2零件的工藝分析由零件圖可知，其材料為35，適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件。錐軸零件主要加工表面為：1.車(chē)外圓及端面，表面粗糙度值為3.2。2.車(chē)外圓及端面，表面粗糙度值3.2。3.車(chē)裝配孔，表面粗糙度值3.2。4.半精車(chē)側(cè)面，及表面粗糙度值3.2。5.兩側(cè)面粗糙度值6.3、12.5，法蘭面粗糙度值6.3。錐軸共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求。現(xiàn)分述如下：(1)左端的加工表面： 這一組加工表面包括：大頭端面，16內(nèi)圓，倒角鉆孔并攻絲。這一部份只有端面有6.3的粗糙度要求，要求并不高，粗車(chē)后半精車(chē)就可以達(dá)到精度要求。而鉆工沒(méi)有精度要求，因此一道工序就可以達(dá)到要求，并不需要擴(kuò)孔、鉸孔等工序。(2).小頭端面的加工表面： 這一組加工表面包括：小頭端面；50的外圓，粗糙度為0.8；30的外圓，10度斜面外圓，并帶有倒角；鉆中心孔。其要求也不高，粗車(chē)后半精車(chē)就可以達(dá)到精度要求。其中，8的孔或內(nèi)圓直接在上做鏜工就行了。第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)本錐軸假設(shè)年產(chǎn)量為10萬(wàn)臺(tái)，每臺(tái)車(chē)床需要該零件1個(gè)，備品率為19%，廢品率為0.25%，每日工作班次為2班。該零件材料為35，依據(jù)設(shè)計(jì)要求Q=100000件/年，n=1件/臺(tái)；結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率和 廢品率分別取19%和0.25%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領(lǐng) N=2XQn(1+)（1+)=238595件/年3.1 確定毛坯的制造形式零件材料為35，年產(chǎn)量已達(dá)成批生產(chǎn)水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用鍛造，這從提高生產(chǎn)效率，保證加工精度，減少生產(chǎn)成本上考慮，也是應(yīng)該的。3.2 基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，不但使加工工藝過(guò)程中的問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。粗基準(zhǔn)的選擇，對(duì)像錐軸這樣的零件來(lái)說(shuō)，選好粗基準(zhǔn)是至關(guān)重要的。對(duì)本零件來(lái)說(shuō)，如果外圓的端面做基準(zhǔn)，則可能造成這一組內(nèi)外圓的面與零件的外形不對(duì)稱，按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則(即當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面做粗基準(zhǔn)，若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)應(yīng)位置精度較高的不加工表面做為粗基準(zhǔn))。對(duì)于精基準(zhǔn)而言，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門(mén)計(jì)算，此處不在重復(fù)。3.3 制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、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)已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此以外，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。3.3.1 工藝路線方案一10鍛造鍛造出毛坯20熱處理毛坯熱處理，時(shí)效處理30粗車(chē)粗車(chē)小頭端面，粗車(chē)外圓50，粗車(chē)外圓30，粗車(chē)外圓10度斜面，粗車(chē)各外圓臺(tái)階及圓弧圓角，注意各外圓留1mm的半精車(chē)余量40粗車(chē)掉頭，粗車(chē)大頭端面，粗車(chē)外圓90，粗車(chē)各外圓臺(tái)階及圓弧圓角，注意各外圓留1mm的半精車(chē)余量50熱處理滲碳0.8-1，淬火58-62HRC60半精車(chē)半精車(chē)小頭端面，半精車(chē)外圓50，半精車(chē)外圓30，半精車(chē)外圓10度斜面，半精車(chē)各外圓臺(tái)階及圓弧圓角70半精車(chē)掉頭，半精車(chē)大頭端面，半精車(chē)外圓90，半精車(chē)各外圓臺(tái)階及圓弧圓角80半精車(chē)車(chē)退刀槽2X2到規(guī)定尺寸精度90半精車(chē)車(chē)螺紋M30X2到規(guī)定尺寸精度100鉆鉆中心孔16，開(kāi)口部60度倒角110鉆鉆中心孔8，開(kāi)口部60度倒角120鉆孔鉆圓周鉆孔6-9130鉆孔鉆圓周鉆孔6-13140鉆孔鉆徑向孔2-10150銑槽銑油槽 160鉗去毛刺，清洗170終檢終檢入庫(kù)3.3.2 工藝路線方案二10鍛造鍛造出毛坯20熱處理毛坯熱處理，時(shí)效處理30粗車(chē)粗車(chē)小頭端面，粗車(chē)外圓50，粗車(chē)外圓30，粗車(chē)外圓10度斜面，粗車(chē)各外圓臺(tái)階及圓弧圓角，注意各外圓留1mm的半精車(chē)余量40粗車(chē)掉頭，粗車(chē)大頭端面，粗車(chē)外圓90，粗車(chē)各外圓臺(tái)階及圓弧圓角，注意各外圓留1mm的半精車(chē)余量50熱處理滲碳0.8-1，淬火58-62HRC60半精車(chē)半精車(chē)小頭端面，半精車(chē)外圓50，半精車(chē)外圓30，半精車(chē)外圓10度斜面，半精車(chē)各外圓臺(tái)階及圓弧圓角70半精車(chē)掉頭，半精車(chē)大頭端面，半精車(chē)外圓90，半精車(chē)各外圓臺(tái)階及圓弧圓角80半精車(chē)車(chē)退刀槽2X2到規(guī)定尺寸精度90半精車(chē)車(chē)螺紋M30X2到規(guī)定尺寸精度100鉆鉆中心孔16，開(kāi)口部60度倒角110鉆鉆中心孔8，開(kāi)口部60度倒角120鉆孔鉆圓周鉆孔6-9130鉆孔鉆圓周鉆孔6-13140鉆孔鉆徑向孔2-10150銑槽銑油槽 160鉗去毛刺，清洗170終檢終檢入庫(kù)3.3.3 工藝方案的比較與分析上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于：方案一的定位和裝夾等都比較方便，但是要更換多臺(tái)設(shè)備，加工過(guò)程比較繁瑣，而且在加工過(guò)程中位置精度不易保證。方案二減少了裝夾次數(shù)，但是要及時(shí)更換刀具，因?yàn)橛行┕ば蛟谲?chē)床上也可以加工，鏜、鉆孔等等，需要換上相應(yīng)的刀具。而且在磨削過(guò)程有一定難度，要設(shè)計(jì)專用夾具。因此綜合兩個(gè)工藝方案，取優(yōu)棄劣，具體工藝過(guò)程如下：10鍛造鍛造出毛坯20熱處理毛坯熱處理，時(shí)效處理30粗車(chē)粗車(chē)小頭端面，粗車(chē)外圓50，粗車(chē)外圓30，粗車(chē)外圓10度斜面，粗車(chē)各外圓臺(tái)階及圓弧圓角，注意各外圓留1mm的半精車(chē)余量40粗車(chē)掉頭，粗車(chē)大頭端面，粗車(chē)外圓90，粗車(chē)各外圓臺(tái)階及圓弧圓角，注意各外圓留1mm的半精車(chē)余量50熱處理滲碳0.8-1，淬火58-62HRC60半精車(chē)半精車(chē)小頭端面，半精車(chē)外圓50，半精車(chē)外圓30，半精車(chē)外圓10度斜面，半精車(chē)各外圓臺(tái)階及圓弧圓角70半精車(chē)掉頭，半精車(chē)大頭端面，半精車(chē)外圓90，半精車(chē)各外圓臺(tái)階及圓弧圓角80半精車(chē)車(chē)退刀槽2X2到規(guī)定尺寸精度90半精車(chē)車(chē)螺紋M30X2到規(guī)定尺寸精度100鉆鉆中心孔16，開(kāi)口部60度倒角110鉆鉆中心孔8，開(kāi)口部60度倒角120鉆孔鉆圓周鉆孔6-9130鉆孔鉆圓周鉆孔6-13140鉆孔鉆徑向孔2-10150銑槽銑油槽 160鉗去毛刺，清洗170終檢終檢入庫(kù)3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備3.4.1 機(jī)床選用.工序30、40、60、70、80、90是粗車(chē)、粗鏜和半精車(chē)、半精鏜。各工序的工步數(shù)不多，成批量生產(chǎn)，故選用臥式車(chē)床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的CA6140臥式車(chē)床。參考根據(jù)機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)表4.2-7。.工序100、110、120、130、140是鉆孔，選用Z525搖臂鉆床。.工序150是銑油槽,從經(jīng)濟(jì)角度看,采用X52K。3.4.2 選擇刀具.在車(chē)床上加工的工序,一般選用硬質(zhì)合金車(chē)刀和鏜刀。加工刀具選用YG6類(lèi)硬質(zhì)合金車(chē)刀，它的主要應(yīng)用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性,可選用可轉(zhuǎn)位車(chē)刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。.鉆孔時(shí)選用高速鋼麻花鉆，參考機(jī)械加工工藝手冊(cè)（主編 孟少農(nóng)），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有參數(shù)。.磨具的選用：磨具通常又稱為砂輪。是磨削加工所使用的“刀具”。磨具的性能主要取決于磨具的磨料、結(jié)合劑、粒度、硬度、組織以及砂輪的形狀和尺寸。參考簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)（主編 徐圣群） 表12-47，選擇雙斜邊二號(hào)砂輪。3.4.3 選擇量具本零件屬于成批量生產(chǎn)，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計(jì)量器具的不確定度選擇；二是按計(jì)量器的測(cè)量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。3.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“錐軸” 零件材料為35，查機(jī)械加工工藝手冊(cè)（以后簡(jiǎn)稱工藝手冊(cè)），表2.2-17 各種鐵的性能比較，35硬度HB為143269，表2.2-23 球墨鑄鐵的物理性能，35密度=7.27.3（），計(jì)算零件毛坯的重量約為2。表3-1 機(jī)械加工車(chē)間的生產(chǎn)性質(zhì)生產(chǎn)類(lèi)別同類(lèi)零件的年產(chǎn)量件重型（零件重2000kg）中型（零件重1002000kg）輕型（零件重100kg）單件生產(chǎn)5以下10以下100以下小批生產(chǎn)510010200100500中批生產(chǎn)1003002005005005000大批生產(chǎn)30010005005000500050000大量生產(chǎn)1000以上5000以上50000以上根據(jù)所發(fā)的任務(wù)書(shū)上的數(shù)據(jù)，該零件的月工序數(shù)不低于3050，毛坯重量21202506.04.0頂、側(cè)面底 面鑄孔的機(jī)械加工余量一般按澆注時(shí)位置處于頂面的機(jī)械加工余量選擇。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。3.6確定切削用量及基本工時(shí)切削用量一般包括切削深度、進(jìn)給量及切削速度三項(xiàng)。確定方法是先是確定切削深度、進(jìn)給量，再確定切削速度?，F(xiàn)根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)（第三版，艾興、肖詩(shī)綱編，1993年機(jī)械工業(yè)出版社出版）確定本零件各工序的切削用量所選用的表格均加以*號(hào)，與機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)的表區(qū)別。3.6.1 工序粗車(chē)小頭端面，粗車(chē)外圓50，粗車(chē)外圓30，粗車(chē)外圓10度斜面，粗車(chē)各外圓臺(tái)階及圓弧圓角，注意各外圓留1mm的半精車(chē)余量3.6.1.1確定粗車(chē)小頭端面的切削用量所選刀具為YG6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)表1.1，由于CA6140機(jī)床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。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=。.確定切削深度由于單邊余量為3MM，可在一次走刀內(nèi)完成，故 = （3-1）.確定進(jìn)給量根據(jù)切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)可知：表1.4刀桿尺寸為，工件直徑400之間時(shí)， 進(jìn)給量=0.51.0按CA6140機(jī)床進(jìn)給量（表4.29）在機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)可知： =0.7確定的進(jìn)給量尚需滿足機(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130，CA6140機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。根據(jù)表1.21，當(dāng)強(qiáng)度在174207時(shí)，=時(shí)，徑向進(jìn)給力：=950。切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.292），故實(shí)際進(jìn)給力為： =950=1111.5 （3-2）由于切削時(shí)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=可用。.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)表1.9，車(chē)刀后刀面最大磨損量取為，車(chē)刀壽命=。.確定切削速度切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接有表中查出。根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)表1.11，當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200219的鑄件，切削速度=。切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見(jiàn)表1.28），故： =63 （3-3） =120 （3-4）根據(jù)CA6140車(chē)床說(shuō)明書(shū)選擇 =125這時(shí)實(shí)際切削速度為： = （3-5）.校驗(yàn)機(jī)床功率切削時(shí)的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計(jì)算。由切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)表1.25，=，切削速度時(shí)， =切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9，故實(shí)際切削時(shí)間的功率為： =1.7=1.2 （3-6）根據(jù)表1.30，當(dāng)=時(shí)，機(jī)床主軸允許功率為=，故所選切削用量可在CA6140機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為：=3.75，=，=，=.倒角 為了縮短輔助時(shí)間，取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與鉆孔相同 換車(chē)刀手動(dòng)進(jìn)給。. 計(jì)算基本工時(shí) （3-7）式中=+，=由切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)表1.26，車(chē)削時(shí)的入切量及超切量+=，則=+= = （3-8）3.6.2 工序掉頭，粗車(chē)大頭端面，粗車(chē)外圓90，粗車(chē)各外圓臺(tái)階及圓弧圓角，注意各外圓留1mm的半精車(chē)余量本工序仍為粗車(chē)。已知條件與工序相同，車(chē)端面及倒角，可采用工序相同的可轉(zhuǎn)位車(chē)刀。3.6.1.1確定粗車(chē)小頭端面的切削用量所選刀具為YG6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)表1.1，由于CA6140機(jī)床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。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=。.確定切削深度由于單邊余量為3MM，可在一次走刀內(nèi)完成，故 = （3-1）.確定進(jìn)給量根據(jù)切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)可知：表1.4刀桿尺寸為，工件直徑400之間時(shí)， 進(jìn)給量=0.51.0按CA6140機(jī)床進(jìn)給量（表4.29）在機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)可知： =0.7確定的進(jìn)給量尚需滿足機(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130，CA6140機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。根據(jù)表1.21，當(dāng)強(qiáng)度在174207時(shí)，=時(shí)，徑向進(jìn)給力：=950。切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.292），故實(shí)際進(jìn)給力為： =950=1111.5 （3-2）由于切削時(shí)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=可用。.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)表1.9，車(chē)刀后刀面最大磨損量取為，車(chē)刀壽命=。.確定切削速度切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接有表中查出。根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)表1.11，當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200219的鑄件，切削速度=。切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見(jiàn)表1.28），故： =63 （3-3） =120 （3-4）根據(jù)CA6140車(chē)床說(shuō)明書(shū)選擇 =125這時(shí)實(shí)際切削速度為： = （3-5）.校驗(yàn)機(jī)床功率切削時(shí)的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計(jì)算。由切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)表1.25，=，切削速度時(shí)， =切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9，故實(shí)際切削時(shí)間的功率為： =1.7=1.2 （3-6）根據(jù)表1.30，當(dāng)=時(shí)，機(jī)床主軸允許功率為=，故所選切削用量可在CA6140機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為：=3.75，=，=，=.倒角 為了縮短輔助時(shí)間，取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與鉆孔相同 采用工序確定切削用量的方法，得本工序的切削用量及基本時(shí)間如下：a=2.5 f=0.65 n=3.8 v=50.4 T=563.6.3 工序半精車(chē)小頭端面，半精車(chē)外圓50，半精車(chē)外圓30，半精車(chē)外圓10度斜面，半精車(chē)各外圓臺(tái)階及圓弧圓角3.6.3.1確定切削用量所選刀具為YG6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)表1.1，由于C6021機(jī)床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。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=。.確定切削深度由于單邊余量為，可在一次走刀內(nèi)完成，故 = .確定進(jìn)給量根據(jù)切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)可知：表1.4刀桿尺寸為，工件直徑400之間時(shí)， 進(jìn)給量=0.51.0按CA6140機(jī)床進(jìn)給量（表4.29）在機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)可知： =0.7確定的進(jìn)給量尚需滿足機(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130，CA6140機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。根據(jù)表1.21，當(dāng)強(qiáng)度在174207時(shí)，=時(shí)，徑向進(jìn)給力：=950。切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.292），故實(shí)際進(jìn)給力為： =950=1111.5 由于切削時(shí)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=可用。.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)表1.9，車(chē)刀后刀面最大磨損量取為，車(chē)刀壽命=。.確定切削速度切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接有表中查出。根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)表1.11，當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200219的鑄件，切削速度=。切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見(jiàn)表1.28），故： =63 （3-12） =120 （3-13）根據(jù)CA6140車(chē)床說(shuō)明書(shū)選擇 =125這時(shí)實(shí)際切削速度為： = （3-14）.校驗(yàn)機(jī)床功率切削時(shí)的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計(jì)算。由切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)表1.25，=，切削速度時(shí)， =切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9，故實(shí)際切削時(shí)間的功率為： =1.7=1.2 根據(jù)表1.30，當(dāng)=時(shí)，機(jī)床主軸允許功率為=，故所選切削用量可在CA6140機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為：=1.25，=，=，=.計(jì)算基本工時(shí) （3-15）式中=+，=由切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)表1.26，車(chē)削時(shí)的入切量及超切量+=，則=126+= =3.6.4 工序掉頭，半精車(chē)大頭端面，半精車(chē)外圓90，半精車(chē)各外圓臺(tái)階及圓弧圓角本工序仍半精車(chē)。確定切削用量所選刀具為YG6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)表1.1，由于C6021機(jī)床的中心高為200（表1.30），故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。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=。.確定切削深度由于單邊余量為，可在一次走刀內(nèi)完成，故 = .確定進(jìn)給量根據(jù)切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)可知：表1.4刀桿尺寸為，工件直徑400之間時(shí)， 進(jìn)給量=0.51.0按CA6140機(jī)床進(jìn)給量（表4.29）在機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)可知： =0.7確定的進(jìn)給量尚需滿足機(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130，CA6140機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力=3530。根據(jù)表1.21，當(dāng)強(qiáng)度在174207時(shí)，=時(shí)，徑向進(jìn)給力：=950。切削時(shí)的修正系數(shù)為=1.0，=1.0，=1.17（表1.292），故實(shí)際進(jìn)給力為： =950=1111.5 由于切削時(shí)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=可用。.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)表1.9，車(chē)刀后刀面最大磨損量取為，車(chē)刀壽命=。.確定切削速度切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接有表中查出。根據(jù)切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)表1.11，當(dāng)硬質(zhì)合金刀加工硬度200219的鑄件，切削速度=。切削速度的修正系數(shù)為=1.0，=0.92，0.8，=1.0，=1.0（見(jiàn)表1.28），故： =63 （3-12） =120 （3-13）根據(jù)CA6140車(chē)床說(shuō)明書(shū)選擇 =125這時(shí)實(shí)際切削速度為： = （3-14）.校驗(yàn)機(jī)床功率切削時(shí)的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計(jì)算。由切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)表1.25，=，切削速度時(shí)， =切削功率的修正系數(shù)=0.73，=0.9，故實(shí)際切削時(shí)間的功率為： =1.7=1.2 根據(jù)表1.30，當(dāng)=時(shí)，機(jī)床主軸允許功率為=，故所選切削用量可在CA6140機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為：=1.25，=，=，=.計(jì)算基本工時(shí) （3-15）式中=+，=由切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)表1.26，車(chē)削時(shí)的入切量及超切量+=，則=126+= =工序 13 鉆8、16mm孔鉆孔8、選用Z525搖臂機(jī)床，刀具選用GB1436-85鉆鉆孔進(jìn)給量為0.200.35。 則取確定加工速度，根據(jù)工藝手冊(cè)加工速度計(jì)算公式為 查得為，刀具耐用度T=35則 =1.6故 =72選取 故實(shí)際速度為=2.64確定加工時(shí)間（一個(gè)孔） =工序14 鉆9、13mm孔本工序采用計(jì)算法。表3-6標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆的全長(zhǎng)和溝槽的長(zhǎng)度（從gb6137-85）直徑范圍直柄麻花鉆ll111.8013.20151101表3-7 主要幾何麻花鉆（根據(jù)GB6137-85） （）d (mm)2f8.618.0030118124060表3-8鉆頭，鉆鉸刀磨損標(biāo)準(zhǔn)和耐久性（1）后刀面最大磨損限度mm刀具材料加工材料鉆頭直徑d0（mm）20高速鋼鑄鐵0.50.8（2）刀具耐用度T min刀具類(lèi)型加工材料刀具材料刀具直徑d0（mm）1120鉆孔擴(kuò)孔鑄鐵、銅合金及合金高速鋼60鉆頭磨損0.50.8mm刀具耐用度T = 60 min.確定進(jìn)給量查工藝手冊(cè)鉆孔的進(jìn)給量為f=0.250.65,進(jìn)給量取f=0.60。.確定加工速度灰鑄鐵（190HBS）上鉆孔的加工速度軸向力，扭矩及功率得，V=12 V=12=10.32 （3-17）則 = =131 （3-18） 查表4.2-12可知， 取 n = 150則實(shí)際加工速度 = = =11.8工序 150 銑油槽切削深度：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表查得切削速度，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，按照參考文獻(xiàn)3表3.174，取。實(shí)際切削速度：進(jìn)給量：工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知， 刀具切入長(zhǎng)度： =81mm刀具切出長(zhǎng)度：取走刀次數(shù)為1機(jī)動(dòng)時(shí)間： 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間：3.7 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排設(shè)年產(chǎn)量是10萬(wàn)件。一年有250個(gè)工作日。一個(gè)日產(chǎn)量420。一天工作時(shí)間的計(jì)算8個(gè)小時(shí)，每部分的生產(chǎn)時(shí)間不應(yīng)超過(guò)1.14min。機(jī)械加工單（在上述生產(chǎn)類(lèi)型）時(shí)間定額：大規(guī)模生產(chǎn)）大規(guī)模生產(chǎn)：參照工藝手冊(cè)（生產(chǎn)類(lèi)型：中批以上）時(shí)間計(jì)算公式： （大量生產(chǎn)時(shí)）因此大批量單件時(shí)間計(jì)算： 其中： 單件時(shí)間定額 基本時(shí)間（機(jī)動(dòng)時(shí)間） 輔助時(shí)間。 布置場(chǎng)所地、休息時(shí)間占操作時(shí)間的百分比值工序1：粗車(chē)小頭端面，粗車(chē)外圓50，粗車(chē)外圓30，粗車(chē)外圓10度斜面，粗車(chē)各外圓臺(tái)階及圓弧圓角機(jī)動(dòng)時(shí)間：輔助時(shí)間：參照工藝手冊(cè)，取工步輔助時(shí)間。在加工過(guò)程中裝卸短暫，所以取裝時(shí)間。則：根據(jù)工藝手冊(cè)，單間時(shí)間定額： 工序2：掉頭，粗車(chē)大頭端面，粗車(chē)外圓90，粗車(chē)各外圓臺(tái)階及圓弧圓角，注意各外圓留1mm的半精車(chē)余量機(jī)動(dòng)時(shí)間：輔助時(shí)間：參照工藝手冊(cè)，取工步輔助時(shí)間。裝卸短暫所以取裝時(shí)間。則：根據(jù)工藝手冊(cè)單間時(shí)間定額： 因此布置一臺(tái)機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。工序3：半精車(chē)小頭端面，半精車(chē)外圓50，半精車(chē)外圓30，半精車(chē)外圓10度斜面，半精車(chē)各外圓臺(tái)階及圓弧圓角機(jī)動(dòng)時(shí)間：輔助時(shí)間：參照工藝手冊(cè)，取工步輔助時(shí)間。加工過(guò)程中裝卸短暫，所以取裝時(shí)間。則：根據(jù)工藝手冊(cè)，單間時(shí)間定額： 因此布置一臺(tái)機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。工序4：掉頭，半精車(chē)大頭端面，半精車(chē)外圓90，半精車(chē)各外圓臺(tái)階及圓弧圓角機(jī)動(dòng)時(shí)間：輔助時(shí)間：參照工藝手冊(cè)，取工步輔助時(shí)間。由于生產(chǎn)線上裝時(shí)間很短，所以取裝時(shí)間。則：根據(jù)工藝手冊(cè)，單間時(shí)間定額： 因此布置一臺(tái)機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。工序5：車(chē)退刀槽2X2到規(guī)定尺寸精度機(jī)動(dòng)時(shí)間：輔助時(shí)間：參照工藝手冊(cè)，取工步輔助時(shí)間。則：根據(jù)工藝手冊(cè)，單間時(shí)間定額： 一臺(tái)機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。工序6：車(chē)螺紋M30X2到規(guī)定尺寸精度機(jī)動(dòng)時(shí)間：輔助時(shí)間：參照工藝手冊(cè)，取工步輔助時(shí)間。所以取裝時(shí)間。則：根據(jù)工藝手冊(cè)，單間時(shí)間定額： 因此布置一臺(tái)機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。工序7：鉆中心孔16，開(kāi)口部60度倒角機(jī)動(dòng)時(shí)間：輔助時(shí)間：參照工藝手冊(cè)取工步輔助時(shí)間。所以取裝時(shí)間。則：根據(jù)工藝手冊(cè)，單間時(shí)間定額： 即能滿足生產(chǎn)要求工序8：鉆中心孔8，開(kāi)口部60度倒角機(jī)動(dòng)時(shí)間：輔助時(shí)間：參照工藝手冊(cè)取工步輔助時(shí)間。裝卸短所以取裝時(shí)間。則：根據(jù)工藝手冊(cè)，單間時(shí)間定額： 即能滿足生產(chǎn)要求工序9：鉆圓周鉆孔6-9機(jī)動(dòng)時(shí)間：輔助時(shí)間：參照鉆孔時(shí)間，取裝卸時(shí)間，工步時(shí)間。則：參照鉆孔值，取單間時(shí)間定額： 因此布置一臺(tái)機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。工序10：鉆徑向孔2-10機(jī)動(dòng)時(shí)間：輔助時(shí)間：參照工藝手冊(cè)，取工步輔助時(shí)間。取裝卸時(shí)間。則：根據(jù)工藝手冊(cè)，單間時(shí)間定額： 即能滿足生產(chǎn)要求工序11：鉆圓周鉆孔6-13機(jī)動(dòng)時(shí)間：輔助時(shí)間：參照工藝手冊(cè)，取工步輔助時(shí)間。所以取裝時(shí)間。則：根據(jù)工藝手冊(cè)，單間時(shí)間定額： 即能滿足生產(chǎn)要求工序12：鉆徑向孔2-10機(jī)動(dòng)時(shí)間：輔助時(shí)間：取裝卸輔助時(shí)間，工步輔助時(shí)間。則：參照鉆孔值，取單間時(shí)間定額： 因此布置一臺(tái)機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。工序13：銑油槽機(jī)動(dòng)時(shí)間：輔助時(shí)間：取裝卸輔助時(shí)間，工步輔助時(shí)間。則：參照鉆孔值，取單間時(shí)間定額： 因此布置一臺(tái)機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。第4章 鉆3孔夾具設(shè)計(jì)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)專用夾具。經(jīng)過(guò)與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)工序鉆3孔的鉆床專用夾具。本夾具將用于Z5255搖臂鉆床。刀具為麻花鉆。本夾具主要用來(lái)鉆、擴(kuò)油孔，側(cè)面則要左側(cè)下偏45角，端處的油孔較深選擇鉆頭時(shí)要選擇較為合理的，強(qiáng)度硬度還有長(zhǎng)度都要考慮清楚，加工到本道工序前要完成的粗、精磨。因此本道工序加工時(shí)主要應(yīng)考慮如何保證其尺寸精度要求和表面粗糙度要求。以及如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。4.1定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知，油孔位于零件左側(cè)下上，其尺寸精度要求和表面粗糙度要求不高，側(cè)面則要左側(cè)下偏45角。為了保證所鉆、擴(kuò)的孔與側(cè)面成45角并保證油孔能在后續(xù)的孔系加工工序中使各重要支承孔的加工余量均勻。根據(jù)基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。在選擇油孔的加工定位基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)盡量選擇上一道工序即粗、精磨頂面工序的定位基準(zhǔn)，以及設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為其定位基準(zhǔn)。4.2切削力的計(jì)算與夾緊力分析由于本道工序主要完成工藝孔的鉆、擴(kuò)加工，而鉆削力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于擴(kuò)的切削力。因此切削力應(yīng)以鉆削力為準(zhǔn)。由切削手冊(cè)17得：鉆削力 鉆削力矩 式中： 當(dāng)用兩把刀具同時(shí)鉆削時(shí)： 本道工序加工油孔時(shí)，工件前后兩軸承放在兩V形塊上。夾緊力方向與鉆削力方向不同，有30的夾角的偏向，所以?shī)A緊力N 。 4.3夾緊元件及動(dòng)力裝置確定由于空氣壓縮機(jī)曲軸的生產(chǎn)量很大，采用手動(dòng)夾緊的夾具雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在生產(chǎn)中的應(yīng)用也比較廣泛。因此本道工序夾具的夾緊動(dòng)力裝置采用手動(dòng)夾緊。采用手動(dòng)夾緊，原始夾緊力可以連續(xù)作用，夾緊可靠，方便實(shí)用。本道工序夾具的夾緊元件選用兩個(gè)V形塊、一個(gè)支承板來(lái)對(duì)曲軸定位。再用一個(gè)直壓板對(duì)工件夾緊，從傾斜方向夾緊工件。但工件仍可繞軸心線轉(zhuǎn)動(dòng)所以采用了一個(gè)支承板來(lái)限制它的轉(zhuǎn)動(dòng)。由于夾緊力方向與鉆削力方向不同，軸心線方向上受到力的作用，所以用一支承板來(lái)定位。V形塊設(shè)計(jì)如圖圖4-4 V形塊結(jié)構(gòu)圖根據(jù)工件的直徑 D=90mm可知V形塊的結(jié)構(gòu)尺寸如下：表4-4 V形塊的各參數(shù)HD 80-100501218123015251404.4鉆套、襯套及夾具體設(shè)計(jì)工藝孔的加工需鉆、擴(kuò)兩次切削才能滿足加工要求。故選用快換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）以減少更換鉆套的輔助時(shí)間。根據(jù)工藝要求：工藝孔8mm分鉆、擴(kuò)兩個(gè)工步完成加工。即先用的麻花鉆鉆孔，根據(jù)GB114184的規(guī)定鉆頭上偏差為零，故鉆套孔徑為即。再用標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)孔鉆擴(kuò)孔，根據(jù)GB114184的規(guī)定擴(kuò)孔鉆的尺寸為。圖4-5 長(zhǎng)型快換鉆套圖工藝孔鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表：表4-5長(zhǎng)型快換鉆套結(jié)構(gòu)參數(shù)dHD公稱尺寸允差86012+0.018+0.00726221047716襯套選用固定襯套其結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖4-5 固定襯套圖夾具體的設(shè)計(jì)主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個(gè)整體。這些主要元件設(shè)計(jì)好后即可畫(huà)出夾具的設(shè)計(jì)裝配草圖。整個(gè)夾具的結(jié)構(gòu)見(jiàn)夾具裝配圖2所示。其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下表：表4-5 固定襯套結(jié)構(gòu)參數(shù)dHDC公稱尺寸允差公稱尺寸允差12+0.034+0.0162018+0.023+0.0120.524.5夾具精度分析利用夾具在機(jī)床上加工時(shí)，機(jī)床、夾具、工件、刀具等形成一個(gè)封閉的加工系統(tǒng)。它們之間相互聯(lián)系，最后形成工件和刀具之間的正確位置關(guān)系。因此在夾具設(shè)計(jì)中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定后，應(yīng)對(duì)所設(shè)計(jì)的夾具進(jìn)行精度分析和誤差計(jì)算。由工序簡(jiǎn)圖可知，本道工序由于工序基準(zhǔn)與加工基準(zhǔn)重合，又采用頂面為主要定位基面，故定位誤差很小可以忽略不計(jì)。本道工序加工中主要保證兩油孔尺寸。直徑為，并采用鉆套，導(dǎo)套孔徑為，外徑為同軸度公差為。固定襯套采用孔徑為，同軸度公差為。當(dāng)各孔的實(shí)際輪廓偏離其最大實(shí)體狀態(tài)，即其直徑偏離最大實(shí)體尺寸時(shí)可將偏離量補(bǔ)償給位置度公差。（4）、如各孔的實(shí)際輪廓處于最小實(shí)體狀態(tài)即其實(shí)際直徑為時(shí)，相對(duì)于最大實(shí)體尺寸的偏離量為，此時(shí)軸線的位置度誤差可達(dá)到其最大值。即孔的位置度公差最小值為。由本工序所選用的加工工步鉆、擴(kuò)滿足。影響兩油孔位置度的因素有（如下圖所示）：（1） 鉆模板上兩個(gè)裝襯套孔的尺寸公差：（2） 兩襯套的同軸度公差：（3） 襯套與鉆套配合的最大間隙：（4） 鉆套的同軸度公差：所以能滿足加工要求?？?結(jié)畢業(yè)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)。畢業(yè)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。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了很多，也非常珍惜大學(xué)給我們的這次設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，它將是我們畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的更出色的關(guān)鍵一步。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對(duì)課本理論知識(shí)有了更深刻了理解，同時(shí)，繪圖能力也有了較大的提高。這對(duì)我以后的工作打下了良好的基礎(chǔ)本文是加工工藝和夾具設(shè)計(jì)，并對(duì)工藝方案進(jìn)行比較選擇合理的工藝路線，然后計(jì)算分析尺寸，并制定出工藝卡片。最后是夾具的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的總體過(guò)程可以概括為，首先對(duì)零件的結(jié)構(gòu)、形狀及材料作整體分析，然后初選加工工藝方案。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)綜合了大學(xué)里所學(xué)的知識(shí)，是理論與實(shí)際相結(jié)合的一個(gè)成果。由于專業(yè)知識(shí)有限，在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的問(wèn)題主要通過(guò)老師的講解，同學(xué)們的討論以及查閱資料來(lái)解決。致 謝這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊(cè)時(shí)，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗(yàn)不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問(wèn)題，不過(guò)我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見(jiàn)，在我遇到難題時(shí)給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開(kāi)的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下他的休息時(shí)間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題