【溫馨提示】 dwg后綴的文件為CAD圖,可編輯,無水印,高清圖,,壓縮包內(nèi)文檔可直接點(diǎn)開預(yù)覽,需要原稿請(qǐng)自助充值下載,請(qǐng)見壓縮包內(nèi)的文件,所見才能所得,下載可得到【資源目錄】下的所有文件哦
夾具夾緊力的優(yōu)化及對(duì)工件定位精度的影響
B.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(guó)研究所
由于夾緊和加工,在工件和夾具的接觸部位會(huì)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(jì)優(yōu)化,夾緊力是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)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(duì)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(gè)關(guān)鍵因素。要實(shí)現(xiàn)夾具的這些功能,需將工件定位到一個(gè)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(dòng)。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(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
1.1 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(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。
1.2 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(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=1,2…L)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(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(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6×1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10
8.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. 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 .“基于加工過程仿真的加工裝置作用力系統(tǒng)研究”, NAMRI/SME:207–214頁(yè), 1995
7、“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):1991,320–327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 :1994
13、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: 325–331頁(yè), 1996。
目 錄
一、序言 - 2 -
二、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定 - 2 -
1 零件的作用 - 2 -
2 零件的工藝分析 - 2 -
3 零件的生產(chǎn)類型 - 3 -
三、毛坯的選擇與設(shè)計(jì) - 4 -
1 選擇毛坯 - 4 -
2 確定機(jī)械加工余量 - 4 -
3 設(shè)計(jì)毛坯圖 - 5 -
四、加工方法和工藝路線的設(shè)計(jì) - 6 -
1 定位基準(zhǔn)的選擇 - 6 -
(1)粗基準(zhǔn)的選擇 - 6 -
(2)精基準(zhǔn)的選擇 - 7 -
2 零件表面加工方法的選擇 - 7 -
3 制訂工藝路線 - 8 -
五、工序設(shè)計(jì) - 10 -
1 選擇加工設(shè)備與工藝裝備 - 10 -
(1)選擇機(jī)床 - 10 -
(3)選擇量具 - 11 -
2 確定工序尺寸 - 11 -
(1)φ24端面加工余量 - 11 -
(2)鉆13、擴(kuò)8.7mm孔H9孔 - 12 -
(3)面加工余量 - 12 -
(3)鉆孔 - 13 -
六、確定切削用量及基本時(shí)間 - 13 -
1工序3 - 13 -
2 工序4 - 8.7mm孔 -
2.1確定鉆φ13mm孔的切削用量。 - 8.7mm孔 -
2.2確定擴(kuò)φ8.7mm孔H9孔的切削用量。 - 8.7mm孔 -
2.3基本時(shí)間 - 8.7mm孔 -
3工序6 - 15 -
3.1確定銑開擋底面圓柱面R15的切削用量 - 15 -
3.2 確定銑開擋底面圓柱面R19的切削用量 - 15 -
3.3確定開擋腳面的切削用量 - 16 -
4工序7 - 16 -
5 、工序8 - 17 -
七、夾具設(shè)計(jì) - 17 -
八、設(shè)計(jì)小結(jié) - 18 -
九、參考資料 - 19 -
- 20 -
一、 序言
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制造基礎(chǔ)和大部分專業(yè)課,并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的又一個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。這次設(shè)計(jì)我們能綜合運(yùn)用機(jī)械制造基礎(chǔ)中的基本理論,并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí),獨(dú)立地分析和解決了零件機(jī)械制造工藝問題,在老師和同學(xué)的幫助下,我還對(duì)夾具,機(jī)床,刀具的的結(jié)構(gòu)和工作原理有了更深的了解,不知不覺中我的圖紙分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力都得到了提高,為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)及未來從事的工作打下了良好的基礎(chǔ)。
在結(jié)束了《機(jī)械制造基礎(chǔ)》及有關(guān)的學(xué)習(xí)后,通過本次的設(shè)計(jì)使我們所學(xué)的知識(shí)得到了鞏固和加深,并培養(yǎng)了我們學(xué)會(huì)全面綜合地運(yùn)用所學(xué)知識(shí),去分析和解決機(jī)械制造中的問題的能力。
由于能力有限,經(jīng)驗(yàn)不足,設(shè)計(jì)中還有許多不足之處,希望老師多加指教。
二、零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定
1 零件的作用
題目所給的零件為倒擋撥叉,是與操縱機(jī)構(gòu)零件結(jié)合用與撥動(dòng)滑動(dòng)齒輪實(shí)現(xiàn)輸出軸的倒轉(zhuǎn)。故對(duì)配合面、8.7mm孔H13槽以及下?lián)懿嬗芯纫蟆?
2 零件的工藝分析
通過對(duì)該零件圖的重新繪制,知原圖樣的試圖正確、完整,尺寸、公差及技術(shù)要求齊全。
從零件圖上看,該零件是典型的叉架類零件,結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,形位精度要求不算高。為大批量生產(chǎn)的鑄件。其主要加工的有8.7mm孔H9表面粗糙度為Ra6.3um,其軸軸要保證直線度M級(jí)0.03;斜腳面尺寸要求公差尺寸為-0.48到0;開擋公差尺寸為0.1到0.2,表面粗糙度為Ra6.3um并保證與8.7mm孔H9軸線的垂直度為0.25;R19面粗糙度為Ra12.5um,表面要求淬火處理,硬度要求為48~53HRC;下爪總長(zhǎng)公差尺寸為-1到0;后腳面公差尺寸為0到0.52,前面到軸線尺寸18的公差尺寸為±0.2;孔8.7公差尺寸為0到0.09,其軸線到開擋前腳面的尺寸41.5的公差尺寸為±0.15,孔深32公差尺寸為-1到0;撥叉尺寸要求較高,兩內(nèi)表面歸于孔8.7的對(duì)稱度為0.4,內(nèi)表面表面粗糙度為Ra12.5,內(nèi)表面滿足配合8.7mm孔H13公差尺寸為0到0.27,其槽底部分允許呈R3max圓角或2最大長(zhǎng)為3的倒角;孔8.7還需锪平直徑為12;孔24端面、開擋內(nèi)R15面、孔8.7內(nèi)表面以及槽8.7mm孔H13底面表面粗糙度為Ra25一般的加工都可獲得。通過分析該零件,其布局合理,雖結(jié)構(gòu)復(fù)雜,但加工要求比較容易保證,我們通過專用夾具可保證其加工要求,整個(gè)圖面清晰,尺寸完整合理,能夠完整表達(dá)物體的形狀和大小,符合要求。
3 零件的生產(chǎn)類型
依設(shè)計(jì)題目,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際可知該零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)零件是大批量生產(chǎn)的鑄件。
三、毛坯的選擇與設(shè)計(jì)
1 選擇毛坯
該零件材料為ZG310-570,屬于批量生產(chǎn),而且零件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,采用鑄件成型。
2 確定機(jī)械加工余量
鑄件的尺寸公差按GB/T648.7mm孔-1999確定,機(jī)械加工余量按GB/T11351-89確定,材料為ZG310-570。由于是大批量且形狀復(fù)雜的零件,所以毛坯選擇砂型鑄造。
根據(jù)GB/T648.7mm孔-1999查表得尺寸公差CT為8-12級(jí)。加工余量等級(jí)為F~H。所以,可取CT=9級(jí)。查表(GB/T648.7mm孔)查出各表面的公差數(shù)值。
零件尺寸
公差CT
端面46
2
腳面圓柱面15
1.6
腳面圓柱面19
1.7
兩腳面尺寸6
1.5
8.7mm孔H13槽面尺寸8.7mm孔
1.6
槽底面8.7mm孔
1.6
叉腳開擋尺寸23
1.7
3 設(shè)計(jì)毛坯圖
撥叉毛坯圖尺寸(單位:mm)
零件表面
總余量
毛坯尺寸
公差CT
端面46
2
50
2
腳面圓柱面15
2
13
1.6
腳面圓柱面19
2
17
1.7
兩腳面尺寸6
2
10
1.5
8.7mm孔H13槽面尺寸8.7mm孔
2
10
1.6
槽底面8.7mm孔
2
12
1.6
叉腳開擋尺寸23
2
19
1.7
下圖為該零件的毛坯圖(具體尺寸請(qǐng)看毛坯圖):
四、加工方法和工藝路線的設(shè)計(jì)
1 定位基準(zhǔn)的選擇
(1)粗基準(zhǔn)的選擇
工件在加工第一道或最初幾道工序時(shí),一般選毛坯上未加工的表面作為定位基準(zhǔn),這個(gè)是粗基準(zhǔn),該零件選用肋板6的左端面作為粗基準(zhǔn)來加工φ8.7mm孔H9孔。以上選擇符合粗基準(zhǔn)的選擇原則中的余量最小原則、便于裝夾原則,以及當(dāng)零件有不加工表面應(yīng)該以這些不加工表面做粗基準(zhǔn)的原則,在以后的工序中,則使用經(jīng)過加工的表面作為定位基準(zhǔn),加工φ8.7mm孔H9孔,保證其軸線的直線度,并作為以后工序的定位基準(zhǔn),這個(gè)基準(zhǔn)就是精基準(zhǔn)。
(2)精基準(zhǔn)的選擇
在選精基準(zhǔn)時(shí)采用有基準(zhǔn)重合,基準(zhǔn)統(tǒng)一。這樣定位比較簡(jiǎn)單可靠,為以后加工重要表面做好準(zhǔn)備。
2 零件表面加工方法的選擇
本零件的加工面有內(nèi)孔、倒角、槽、下底面、圓環(huán)面等,材料為ZG310-570。以公差等級(jí)和表面粗糙度要求,參考有關(guān)資料,其加工方法選擇如下。
(1)φ24端面:表面粗糙度為Ra25um,可選粗銑即可滿足要求。
(2)φ8.7mm孔H9孔:公差等級(jí)為9級(jí),表面粗糙度為Ra6.3um,公差尺寸0到0.043,根據(jù)GB/T1800.3-1998規(guī)定其公差等級(jí)按IT9,可以先鉆后擴(kuò)孔來滿足要求。
(3)開擋φ15內(nèi)圓柱面:表面粗糙度為Ra25um,未標(biāo)注公差等級(jí),故粗銑即可滿足要求。
(4)腳面:表面粗糙度Ra6.3um,加工方法可采用粗銑即可達(dá)到要求。
(4)開擋:表面粗糙度為Ra12.5um,加工方法可采用粗銑即可達(dá)到要求。
(5)槽8.7mm孔H13:表面粗糙度為Ra12.5um,公差等級(jí)13,加工方法可采用粗銑即可達(dá)到要求。
(6)槽8.7mm孔H13底面:表面粗糙度為Ra25um,加工方法可采用粗銑即可達(dá)到要求。
(7)孔φ:表面粗糙度Ra25um,公差尺寸為0到0.1,根據(jù)GB1800-79規(guī)定其公差等級(jí)按IT11,采用鉆孔即可達(dá)到要求。
3 制訂工藝路線
工藝路線的擬定為保證達(dá)到零件的幾何形狀,尺寸精度、位置精度及各項(xiàng)技術(shù)要求,必須制定合理的工藝路線。由于生產(chǎn)綱領(lǐng)為成批生產(chǎn)所采用的通用機(jī)床配以專用加工夾具,并考慮工序集中以提高生產(chǎn)率和減少機(jī)床數(shù)量,使生產(chǎn)成本下降。現(xiàn)有工藝路線如下:
工藝路線一
工藝路線二
精鑄退火
精鑄退火
工序
工序
銑端面
鉆孔
鉆孔
粗銑腳面
擴(kuò)孔
銑端面
倒角
擴(kuò)孔
粗銑腳面
倒角
銑開擋
銑開擋
銑槽
銑槽
鉆孔
鉆孔
精銑腳面
方案的比較選擇:
方案2先銑腳面雖然滿足了先面后孔的原則,但是對(duì)于后面工序的基準(zhǔn)選定卻不夠方便,所以不合理,根據(jù)根據(jù)經(jīng)濟(jì)性級(jí)工序內(nèi)容的簡(jiǎn)便性可選擇方案一,并制定出詳細(xì)的工序內(nèi)容。
毛坯為精鑄件,拿到毛坯后應(yīng)該先退火處理下,消除掉鑄件在鑄造過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力及誤差。并在毛坯車間調(diào)整好毛坯的機(jī)械性能以達(dá)到技術(shù)要求,然后送到機(jī)械加工車間加工,具體工序如下:
鑄造
熱處理
銑端面
鉆13孔、擴(kuò)8.7mm孔H9孔
倒角
銑腳面、開擋
銑槽
鉆8.7
去毛刺
檢驗(yàn)
根據(jù)工序安排編出機(jī)械加工工序卡,共6張。
五、工序設(shè)計(jì)
1 選擇加工設(shè)備與工藝裝備
(1)選擇機(jī)床
1-1工序4鉆13孔、擴(kuò)8.7mm孔H9孔、工序5倒角及工序8鉆8.7,工步不多,選用立式鉆床就能滿足要求,本零件外廓尺寸不大,選用Z525立式鉆床。
1-2工序3、6、7是粗銑和精銑,各工序的工步數(shù)不多,成批生產(chǎn)不要求很高的生產(chǎn)率,故選用臥式銑床就能滿足要求,選用X62臥式銑床即可。
選擇刀具(參考《指南》)
1-1工序3銑端面
1-2工序4鉆13孔。選擇莫氏錐柄麻花鉆13 GB/T8.7mm孔38.1-1996。其直徑為13mm,工作長(zhǎng)度101mm,莫氏錐度為1號(hào),總長(zhǎng)182mm。
1-3工序4擴(kuò)8.7mm孔H9孔。選擇8.7mm孔 GB/T 18.7mm孔1-1984。其直徑為8.7mm孔mm,工作長(zhǎng)度108mm,莫氏錐度為1號(hào),總長(zhǎng)189mm。
1-4工序5倒角。
1-5工序3、6、7都是銑。銑刀按表5-105選鑲齒三面刃銑刀,直徑為100,孔徑d=27,齒數(shù)z=12。
1-6工序8鉆8.7孔??讖綖?.7mm無通用刀具,故可制造專用刀具,方便制造及經(jīng)濟(jì)效益,可做成直柄麻花鉆。
(3)選擇量具
本零件為中批量生產(chǎn),一般盡可能采用通用量具,根據(jù)表面精度、尺寸和形狀等要求,參考有關(guān)手冊(cè)資料,選擇量具如下表:
工序
工序名稱
量具
3
銑端面
游標(biāo)卡尺、粗糙塊
4
鉆13孔擴(kuò)、8.7mm孔H9孔
游標(biāo)卡尺、塞規(guī)
5
倒角
游標(biāo)卡尺
6
銑腳面、開擋
游標(biāo)卡尺、粗糙塊
7
銑槽
游標(biāo)卡尺、粗糙塊
8
鉆8.7
游標(biāo)卡尺、塞規(guī)
2 確定工序尺寸
(1)φ24端面加工余量
加工表面
工序雙邊余量
工序尺寸及公差
表面粗糙度
粗銑
粗銑
粗銑
端面50
4
46
Ra25
(2)鉆13、擴(kuò)8.7mm孔H9孔
加工表面
工序雙邊余量
工序尺寸及公差
表面粗糙度
鉆擴(kuò)孔
鉆孔
擴(kuò)孔
鉆孔
擴(kuò)孔
鉆孔
擴(kuò)孔
13
1
——
Ra6.3
(3)面加工余量
加工表面
工序余量
工序尺寸及公差
表面粗糙度
粗銑
精銑
粗銑
精銑
粗銑
精銑
R15圓柱面
2
——
15
——
Ra25
——
R19圓柱面
2
——
——
Ra12.5
——
腳面
1.6
0.4
Ra12.5
Ra6.3
8.7mm孔H13槽底面
2
——
10
——
Ra25
——
8.7mm孔H13槽
1.6
0.4
8.7mm孔.4
Ra25
Ra12.5
(3)鉆孔
加工表面
工序雙邊余量
工序尺寸及公差
表面粗糙度
孔
8.7
Ra25
六、確定切削用量及基本時(shí)間
1工序3
切削用量:本工序?yàn)榇周嚩嗣?,已知加工材料為ZG310-570,表面淬火處理后HRC40-50。
確定粗銑端面的切削用量。所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。
=2mm,查表得進(jìn)給量f =0.2mm/z,又X62銑床主軸轉(zhuǎn)速30-1500 r/min,精度要求不高,選擇n=150r/min。由前面可知刀具直徑為100mm,則切削速度為。
校核機(jī)床功率: 參考公式
其中 d=100mm z=12 n=150/60r/s kpm=1,解得kw<7.5kw ,故可用。
2 工序4
切削用量:本工序?yàn)殂@φ13mm、擴(kuò)φ8.7mm孔H9。
2.1確定鉆φ13mm孔的切削用量。
所選刀具為莫氏錐柄麻花鉆,其直徑為13mm,工作長(zhǎng)度101mm,莫氏錐度為1號(hào),總長(zhǎng)182mm。
確定切削用量=13/2=6.5mm,查表得進(jìn)給量f =0.28mm/r,切削速度v =21m/min。則主軸轉(zhuǎn)速n==58.7mm孔.19r/min,故取n=545r/min,此時(shí)v==22.26m/min。
2.2確定擴(kuò)φ8.7mm孔H9孔的切削用量。
所選刀具為8.7mm孔 GB/T 18.7mm孔1-1984,其直徑為8.7mm孔mm,工作長(zhǎng)度108mm,莫氏錐度為1號(hào),總長(zhǎng)189mm。
確定切削用量=1/2=0.5mm,查表得進(jìn)給量f =0.45mm/r,切削速度v =60m/min。則主軸轉(zhuǎn)速n==1364.19r/min,故取n=960r/min,此時(shí)v==42.2m/min。
2.3基本時(shí)間
確定鉆φ13mm孔的基本時(shí)間
=
確定擴(kuò)φ8.7mm孔H9孔的基本時(shí)間
=
3工序6
切削用量:本工序是銑腳面、開擋,先粗銑,后半精銑。
3.1確定銑開擋底面圓柱面R15的切削用量
所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。
=2mm,查表得進(jìn)給量f =0.2mm/z,又X62銑床主軸轉(zhuǎn)速30-1500 r/min,精度要求不高(Ra=25um),選擇n=150r/min。由前面可知刀具直徑為100mm,則切削速度為。
校核機(jī)床功率: 參考公式
其中 d=100mm z=12 n=150/60r/s kpm=1,解得kw<7.5kw ,故可用。
3.2 確定銑開擋底面圓柱面R19的切削用量
所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。
=2mm,查表得進(jìn)給量f =0.2mm/z,又X62銑床主軸轉(zhuǎn)速30-1500 r/min,精度要求不高(Ra=12.5um),選擇n=200r/min。由前面可知刀具直徑為100mm,則切削速度為
。
校核機(jī)床功率: 參考公式
其中 d=100mm z=12 n=200/60r/s kpm=1,解得kw<7.5kw ,故可用。
3.3確定開擋腳面的切削用量
所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。
=4mm,查表得進(jìn)給量f =0.2mm/z,又X62銑床主軸轉(zhuǎn)速30-1500 r/min,精度要求較高(Ra=6.3um及有垂直度要求),選擇n=250r/min。由前面可知刀具直徑為100mm,則切削速度為。
校核機(jī)床功率: 參考公式
其中 d=100mm z=12 n=250/60r/s kpm=1,解得kw<7.5kw ,故可用。
4工序7
本工序?yàn)殂姴?,先粗銑槽底,再銑槽?
4.1確定槽底面的切削用量 所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。
=2mm,查表得進(jìn)給量f =0.2mm/z,又X62銑床主軸轉(zhuǎn)速30-1500 r/min,精度要求不高(Ra=25um),選擇n=150r/min。由前面可知刀具直徑為100mm,則切削速度為。
校核機(jī)床功率: 參考公式
其中 d=100mm z=12 n=150/60r/s kpm=1,解得kw<7.5kw ,故可用。
4.2確定槽的切削用量 所選刀具為鑲齒三面刃銑刀。
=4mm,查表得進(jìn)給量f =0.2mm/z,又X62銑床主軸轉(zhuǎn)速30-1500 r/min,精度要求較高(Ra=12.5um且對(duì)稱度為0.4),選擇n=220r/min。由前面可知刀具直徑為100mm,則切削速度為。
校核機(jī)床功率: 參考公式
其中 d=100mm z=12 n=220/60r/s kpm=1,解得kw<7.5kw ,故可用。
5 、工序8
本工序?yàn)殂@8.7,并锪平12。
確定鉆8.7孔的切削用量。所選刀具為直柄麻花鉆,其直徑為8.7mm,工作長(zhǎng)度80mm,,總長(zhǎng)122mm。
確定切削用量=8.7/2=4.35mm,查表得進(jìn)給量f =0.49mm/r,切削速度v =27m/min。則主軸轉(zhuǎn)速n==987.8r/min,故取n=960r/min,此時(shí)v==26.24m/min。
七、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。并設(shè)計(jì)工序——鉆孔Φ8.7mm孔。兩夾具將分別用于Z525立式鉆床,刀具為高速麻花鉆。
(一)問題的提出
本夾具主要用來鉆孔Φ8.7mm孔,在加工時(shí)應(yīng)保證和Φ8.7mm孔孔的垂直度要求。此外,在本工序加工時(shí)還應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度。精度不是主要考慮的問題。
(二)夾具設(shè)計(jì)
1、定位基準(zhǔn)選擇
由零件圖可知, ,相對(duì)于Φ8.7mm孔孔有0.15的垂直度要求,為使定位誤差為零,應(yīng)該選擇孔中心為定位基準(zhǔn)保證該垂直度。
2、切削力及夾緊力計(jì)算
根據(jù)《切削手冊(cè)》查得,。根據(jù)《簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-36查得,?。?,故實(shí)際切削速度:
當(dāng)時(shí),工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量應(yīng)為:
查說明書,取
計(jì)算切削基本工時(shí):
因此,
3、夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明
如前所述,在設(shè)計(jì)夾具時(shí),應(yīng)該考慮提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。為此,設(shè)計(jì)采用了快換裝置。拆卸時(shí),松開夾緊螺母扣,拔下固定V型塊,實(shí)現(xiàn)工件的快換。
八、設(shè)計(jì)小結(jié)
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是我們?cè)趯W(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課,專業(yè)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課后進(jìn)行的。這是進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)之后的一項(xiàng)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),也是在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)的各科一次深入的綜合性總復(fù)習(xí),和一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此,它在我們的大學(xué)四年生活中占有重要的地位。
就我個(gè)人而言,我希望通過這次設(shè)計(jì)對(duì)自己未來將從事的工作進(jìn)一步適應(yīng)性的訓(xùn)練,希望自己在設(shè)計(jì)中能鍛煉自己的分析問題、解決問題、查資料的能力 ,為以后的工作打下良好的基礎(chǔ).
由于能力有限、時(shí)間有限,設(shè)計(jì)尚有很多不足之處,希望各位老師給予指導(dǎo)
九、參考資料
[1]《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)指南》 秦凱主編 化學(xué)工業(yè)出版社
[2]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 王光斗 王春福主編 上??茖W(xué)技術(shù)出版社
[3]《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》 吉衛(wèi)喜 高等教育出版社
[4]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 上海科學(xué)技術(shù)出版社