殼體零件的工藝規(guī)程編制及夾具設(shè)計（含全套CAD圖紙）,殼體,零件,工藝,規(guī)程,編制,夾具,設(shè)計,全套,cad,圖紙 幾何問題的CAD制度研究車體零件設(shè)計 摘要：復(fù)雜的幾何建模是開發(fā)計算機輔助車體部件設(shè)計的一大挑戰(zhàn)系統(tǒng)。本文提出了一種新的身體為基礎(chǔ)的多層次的建模方法。機身采用基于功能和“雕刻”戰(zhàn)略，通過創(chuàng)建一個計算機車體部件設(shè)計了多層次，多區(qū)域geomclric模型系統(tǒng)。此方法是用于提高幾何建模的穩(wěn)定性和靈活性修改的有益計算機車體零件設(shè)計系統(tǒng)，以及用于進(jìn)一步建立更靈活的模型有利改變基于分析和優(yōu)化。 關(guān)鍵詞：車身設(shè)計;體為基礎(chǔ)的特征;多層次；多區(qū)模型 1 前言 車體的設(shè)計主要是通過3D進(jìn)行CAD系統(tǒng)在汽車行業(yè)現(xiàn)在。然而，汽車車身設(shè)計的質(zhì)量很大程度上取決于經(jīng)驗和技巧設(shè)計師。大多數(shù)3D-CAD系統(tǒng)的主要工作是幾何造型，但參數(shù)和建模過程中所用模型的結(jié)構(gòu)在STI / L由設(shè)計師來確定，因此，質(zhì)量幾何模型的大大依賴于設(shè)計師的經(jīng)驗。 一個車體部分設(shè)計系統(tǒng)的基礎(chǔ)上基于知識工程（KBE）提出，可用于自動的一個分區(qū)。 設(shè)計師的實驗，從而顯著降低開發(fā)成本，提高了設(shè)計效率。作品很多已經(jīng)做了的汽車車身部件的二次開發(fā)。這些作品可分為兩部分： 其中的重點是有效性和分析設(shè)計，如玻璃的干涉檢查穩(wěn)壓器，視野fleld分析，反思儀表盤和雨刮掃面積。另一個主要集中在“設(shè)計”，在其他也就是說，這樣的工作將創(chuàng)建幾何楷模。目前，大部分的第二發(fā)展車體部分的是基于前（VaIidjty和分析），而不是計算機輔助車體部分設(shè)計。因為有較少的投入和很清楚在有效性和分析，數(shù)學(xué)解決方案樣的工作更適合計算機輔助設(shè)計?，F(xiàn)在有很多設(shè)計成果，所有滿足specined設(shè)計要求和規(guī)則。在此外，作為車身的白色的一部分，任何部分必須保持與在結(jié)構(gòu)的其他部分是一致的。這個WIL /使零件結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。該變化和復(fù)雜性是第一個問題，我們在設(shè)計過程見面。因此，他們應(yīng)該是首先解決。 為了解決上述的問題，我們提出下面的算法： 所提出的策略的基本思想是1）由生成的幾何模型固體為基礎(chǔ)和基于拓?fù)涞牟僮?，這顯著增加所產(chǎn)生的幾何的質(zhì)量楷模; 2）分車體部分不同的區(qū)域近似復(fù)雜結(jié)構(gòu)，ofTer設(shè)計者各種解決方案，從而能夠提高靈活性和生成的模型的適用性;3）實施由自上而下的設(shè)計流程改進(jìn)的層次模型。 2我?guī)缀卧煨虸N 二次DEVELOPMEN'T?一個復(fù)雜的建模是第一道屏障二次開發(fā)的進(jìn)度。對于一個典型的車體的一部分，如前地板板，整個在3D CAD軟件的建模過程中可以分離INT0 600-1000步驟。作為用于更復(fù)雜的部分，例如單件的側(cè)壁或門內(nèi)，這個過程將更加復(fù)雜。在工業(yè)實踐已經(jīng)表明，在一般情況下，它重要的是計算機，完成整個無操作自動建模過程設(shè)計師。 例如，生成的成功典型的自由曲面決定于輸入?yún)?shù)和幾何參數(shù)elements.The它們通常用在需要的功能來定義的代替這個特定的幾何操作。所以創(chuàng)建操作必須被拋棄，取而代之其他策略。鑒于這樣的假設(shè)幾何操作的概率為P，則一定建模過程中產(chǎn)生的概率包括N個步驟就沒有更多的PN，在一般情況下，車體部分的設(shè)計，N是非常大的，所以概率wⅢ非常小。 構(gòu)建幾何模型的過程由戰(zhàn)略調(diào)整和模式optimiza-的化。因此，這不是一個簡單的代數(shù)運算。它便于設(shè)計人員修改建模策略，但很難CAD系統(tǒng)。這樣一車體的CAD系統(tǒng)應(yīng)采用建模戰(zhàn)略，從手動使用的那些非常不同車體造型。因為CAD可以自動化以下一些speciflc建模的角度講工作程序，但他們不能創(chuàng)建新的策或智能形容詞usting策略。 2 殼體基于特征的操作 研究發(fā)現(xiàn)根據(jù)身體的這一戰(zhàn)略操作可以大大增加successfullity計算機輔助車體的幾何造型部分設(shè)計系統(tǒng)。此外，這種策略可以容忍一些失敗的幾何運算。這可以避免一切順序幾何墜毀引起幾個不成功建模操作操作。 在一般情況下，幾何特征可以是classifled成根據(jù)類型的三種類型參考對象：一個?；谶吘壍牟僮鳛郴诿娴牟僮鰿。體化運作部件的形狀和結(jié)構(gòu)將是在幾何造型的改變時期或模型修正，從而邊緣的numer和零件的面孔將accordingly.If一些變化邊和面被除去，所有的特征的操作相關(guān)的他們將會失敗。當(dāng)邊和創(chuàng)建的面孔，那些相對邊緣型和基于面的功能不能用于檢查那些自動變化，這往往會導(dǎo)致連續(xù)造型farlures。作為拓?fù)淠康?，身在幾何造型更加穩(wěn)定，相比邊緣基和基于面的造型，beUer模型可以由那些基于檢體內(nèi)來獲得操作。 在時下流行的CAD系統(tǒng)，一些邊緣型和基于面的功能不能由組合而直接或間接地更換一些身體為主的特點。為了解決這個問題，我們增強這些邊緣型和基于面的特征以“智能”的身體為基礎(chǔ)的功能，并刺穿該算法在UGS / NX平臺。 32.調(diào)用一個智能識別，這將檢測體和找到邊和面。這些邊和面被用作基本幾何輸入。3.調(diào)用當(dāng)前面基于和邊緣系骨折。?以上表格中提到的那些步驟采用知識融合標(biāo)準(zhǔn)功能（KF）索緒爾。這些增強功能是完全參數(shù)化功能和繼承的所有屬性NX特征，以便它可以與此CAD集成系統(tǒng)。 由于智能識別后，幾何造型筑底特征可以被利用檢測的變化，并用于響應(yīng)添加或移除幾何對象。而模式將被越來越多的穩(wěn)定和靈活在不斷變化和更新。 例如，對于一個混合操作（參見圖2），邊緣基于功能不能用于檢測新邊創(chuàng)建驅(qū)動后的個人資料均改變和新的混合不能被附加到這些新的優(yōu)勢。但是，增強“智能”混合功能可以識別此更新，涉及所有邊緣融合操作。這就是我們想要的。 3 殼體的建模策略 在幾何造型，機身是有幫助的保持參數(shù)變化的穩(wěn)定性，也簡化內(nèi)部的復(fù)雜關(guān)系幾何特征。當(dāng)手工建模，幾何操作隊列（圖3中示出）是經(jīng)常使用，如圖3所示，每個未來取決于或引用以前的功能。一個失敗的特征將停止所有以下功能的操作對于設(shè)計師，新的方法或操作會采取的解決它。在一般情況下，這不是很嚴(yán)重的問題，但對于計算機的一個大問題軟件。作為一名優(yōu)秀的計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)，它應(yīng)該是健壯的一些失敗的操作，并防止破壞整體的失敗建模過程。如果幾何操作可以做成功，結(jié)果wⅢ是非常有用的和設(shè)計師可以很容易地解決這個問題所造成的幾次失敗的操作。 基于上述概念，下面的算法在我們的計算機輔助車身零件設(shè)計使用系統(tǒng)。首先，做一個身體作為初始機構(gòu)未來的操作。而將TnEN今后所有的體為主功能是用來“塑造”這一初始體最終形成預(yù)期的幾何體。使用此算法，計算機輔助車體零件設(shè)計系統(tǒng)可以得到更多的robustity。即使是一些操作系統(tǒng)蒸發(fā)散都失敗在某些情況下，它仍可以完成保持經(jīng)營和創(chuàng)造最佳的有用?輸出（參見圖4）。 4 多層次，多防區(qū)模型 例如，為了清楚地描述結(jié)構(gòu)拖車門體側(cè)，還有在Ieast 70參數(shù)和二十幾何投入。因此，一個體側(cè)不僅通過一系列描述表面上，但也復(fù)雜的參數(shù)和關(guān)系。這些關(guān)系總是與幾何造型并存。任何的機身設(shè)計過程是從簡陋到精致，或從簡單到復(fù)雜且不是快分配。該發(fā)展是動態(tài)過程被驅(qū)動通過重疊部分的變化，調(diào)整intemal裝飾和設(shè)計師的想法。規(guī)則和在過程牽連的關(guān)系是在gereral不變在一定意義。體側(cè)設(shè)計太]基于KBE將反映上述特性，因為它包含的規(guī)則關(guān)系。該設(shè)計的結(jié)果將沒有任何意義，果這是缺乏特點。幸運的是，我們與特征建模，WAVE鏈接實現(xiàn)這個和KF由UGfNX提供。??? 它公知的是的體側(cè)結(jié)構(gòu)每部車輛是不同的。在過程中體側(cè)sofiware發(fā)展，目標(biāo)是使設(shè)計系統(tǒng)應(yīng)涵蓋重大典型結(jié)構(gòu)體側(cè)，并允許在其中型變化。對于例如，雙門體側(cè)應(yīng)包括五區(qū)（見圖5）：上A柱時，A柱的下部，上部乙pⅢar的，較低B柱和前蹺。然后必須有每個區(qū)域五六個典型剖面最少。在本文中，一個66building塊“的方法是通過解決上述問題。的分區(qū)體側(cè)結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足要求構(gòu)和功能，以及不同的區(qū)有自己的設(shè)計自己的要求和特殊造型procediire。汽車車身零件設(shè)計系統(tǒng)將創(chuàng)建每個區(qū)域和組織喜歡做的“積木”他們最后一部分。 據(jù)體側(cè)的moduje思路，相應(yīng)的工作流程的基礎(chǔ)上構(gòu)建?CAD建模。實際上，復(fù)數(shù)關(guān)系船在內(nèi)部和外部的存在每個區(qū)域。組裝結(jié)構(gòu)和參通過UG / NX提供terized造型都采用了創(chuàng)建體側(cè)處理自己內(nèi)心relat'ionships。和外關(guān)系是體現(xiàn)與UG / WAVE LINK。同時，這工作流confoimed與模塊化軟件開發(fā)追求的一致性和過程的連續(xù)性。這些方法使發(fā)展的明確和合理的。 有裝配控制frve水平結(jié)構(gòu)體：第一級：基本幾何形狀;第二級：基本輸入組織accordrng到主體結(jié)構(gòu);三級：所有從眾多數(shù)據(jù)關(guān)系非線性編輯系統(tǒng)需要建立區(qū)域收集和聚集;四級：詳細(xì)建模操作每一個區(qū)域，每一個區(qū)域的flnal模型在這個層面完成。五級：每個區(qū)域?qū)⒈贿B接為一體部分。 這個控制srructure適合身體設(shè)計和開發(fā)過程。 顯然，這種方法可以容易地應(yīng)用在身體其他部位的發(fā)展。 5 結(jié)論 擬議的幾何建模策略上述在開發(fā)使用計算機輔助車體零件設(shè)計系統(tǒng)。與基于之前的作品相比傳統(tǒng)領(lǐng)/建模策略，實驗結(jié)果表明，該建模策略使系統(tǒng)更加穩(wěn)定和適用。進(jìn)一步，幾何參數(shù)和由所產(chǎn)生的模型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)提出的建模策略可在調(diào)整大范圍的。這是得天獨厚的后分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。舉個例子，建模側(cè)壁，反式的邊緣時形成區(qū)域?qū)⑾В绻麍A角的半徑為充分Iarge。因此，幾何操作，在其中所涉及的邊緣可能會失敗，所以ADJ usting圓角半徑的范圍大大減小。擬議的幾何建模策略顯著降低FL極限/讓調(diào)整從而大大擴大魚片的調(diào)整范圍。這是未來車型再生和樂于助人模型的形容詞usting。 致謝 這項工作是由國家資助杰出青年基金（No.1?0125208）和國家自然科學(xué)重點項目中國的基金（No.1?9832020），這支持表示感謝。 7 畢 業(yè) 設(shè) 計 任 務(wù) 書 1．畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)和要求： 1）明確生產(chǎn)類型，熟悉零件及各種資料，對零件進(jìn)行工藝分析，畫零件圖。 2）進(jìn)行零件的機械加工工藝設(shè)計 3）加工工序設(shè)計。 4）選擇某工序設(shè)計相應(yīng)夾具。 2．畢業(yè)設(shè)計的具體工作內(nèi)容： 1）畫毛坯圖，擬訂工藝路線，選擇機床和工藝裝備，填寫工藝過程卡片。 2）確定加工余量、工序尺寸、切削用量、時間定額，填寫工序卡片。 3）完成夾具草圖、總圖、零件圖的設(shè)計，進(jìn)行AutoCAD繪制。 4）外文資料翻譯一篇（原文不少于5頁A4）。 5）撰寫設(shè)計說明書。 畢 業(yè) 設(shè) 計 任 務(wù) 書 3．對畢業(yè)設(shè)計成果的要求： 1）工藝過程卡片及工序卡片 2）AutoCAD繪制的夾具總圖及零件圖。 3) 外文資料翻譯一篇。 4）設(shè)計說明書一份。 4．畢業(yè)設(shè)計工作進(jìn)度計劃： 起 迄 日 期 工 作 內(nèi) 容 2016年 2月29日 ~ 3月27日 3月28日 ~ 5月31日 6月1日 ~ 6月5日 收集相關(guān)資料，撰寫開題報告 零件工藝規(guī)程制訂及夾具設(shè)計 撰寫設(shè)計說明書 答辯 學(xué)生所在系審查意見： 同意下發(fā)任務(wù)書 系主任： 2016年 2 月 29 日 殼體零件的工藝規(guī)程編制及夾具設(shè)計 摘要：本設(shè)計是一種殼體的工藝設(shè)計和夾具設(shè)計。此零件是一類支撐和包容傳動機構(gòu)的殼體零件。在機床加工工件時，需要定位和夾緊，在機床上用來完成工件裝夾的工藝裝備就是各類機床中最為廣泛的“機床夾具”我們制作及研發(fā)夾具是要讓夾具具有以下優(yōu)點：要操作方便，安全，質(zhì)量高，夾持穩(wěn)定，提高工作的效率，減輕工人的工作量，實現(xiàn)人機共贏，從而使經(jīng)濟(jì)效益大幅提高，為國家創(chuàng)造財富。 除此之外，還設(shè)計了一套專用車床夾具和專用鉆床夾具。 關(guān)鍵詞：殼體；工藝設(shè)計；夾具；效率；經(jīng)濟(jì)效益；財富 Fixture design process planning and housing parts Abstract：This design is to design a process design and fixture housing. This part is a kind of support and inclusion actuator housing parts. In machining a workpiece, we need to locate and clamped on the machine used to complete the workpiece clamping technology and equipment is the most widely used in various types of machine "Machine jig" Our production and R & D is to let the jig fixture has the following advantages: To easy to operate, safe, high-quality, holding stability, improve work efficiency, reduce the workload of workers, human-machine win-win situation, so that a substantial increase in economic benefits and create wealth for the country. In addition, also designed a special fixture and special lathe drilling jig. Keywords：Process design; casing clamp; efficiency; economic benefit; wealth 目 錄 摘要……………………………………………………………Ⅰ Abstract…………………………………………………………Ⅱ 目錄…………………………………………………………………Ⅲ 1 緒論………………………………………………………………………1 1.1 課題的提出原因………………………………………………………1 1.2 課題的主要內(nèi)容………………………………………………………4 1.3 課題的構(gòu)思……………………………………………………………………4 2 零件圖工藝性分析……………………………………………………5 2.1 零件結(jié)構(gòu)功用分析…………………………………………………5 2.2 零件圖紙分析………………………………………………………5 2.3 主要技術(shù)條件………………………………………………………6 3 機械加工工藝規(guī)程設(shè)計………………………………………………7 3.1 毛坯選擇…………………………………………………………7 3.2 毛坯余量確定………………………………………………………7 3.3 毛坯-零件草圖……………………………………………………7 3.4 刀具類型的確定…………………………………………………8 3.4.1 刀具設(shè)計參數(shù)確定……………………………………………………8 3.5 刀具工作草圖………………………………………………………9 3.6 量具類型的確定…………………………………………………………10 3.6.1 極限量具尺寸公差確定………………………………………………………10 3.6.2 極限量具尺寸公差帶圖………………………………………………………10 3.6.3 極限量具結(jié)構(gòu)設(shè)計……………………………………………………………10 4 機械工藝路線確定………………………………………………………………13 4.1 定位基準(zhǔn)的選擇…………………………………………………………13 4.1.1 精基準(zhǔn)的選擇………………………………………………………………13 4.1.2 粗基準(zhǔn)的選擇……………………………………………………………13 4.2 加工順序的安排……………………………………………………………13 4.3 段的劃分說明………………………………………………………………13 4.4 加工工序簡圖…………………………………………………………………13 4.5 工序尺寸及公差確定…………………………………………………………18 4.6 設(shè)備及其工藝裝備確定…………………………………………………………19 4.7 切削用量及工時定額確定………………………………………………………19 4.8 工序尺寸精度分析……………………………………………………………24 4.9 定位方案和定位元件的確定……………………………………………………24 5 夾具元件的確定……………………………………………………………26 5.1 定位誤差分析計算…………………………………………………………26 5.2 夾緊方案及元件確定…………………………………………………………27 5.3 夾具總裝草圖…………………………………………………………………28 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………28 致謝………………………………………………………………………………30 IV 1 緒論 1.1 課題的提出原因 概念：殼體零件主要是指箱體類零件，是具有一定內(nèi)腔的薄壁類結(jié)構(gòu)。 作用：殼體也是構(gòu)成主機的主要部件，殼體一般在主機在結(jié)構(gòu)中起到支撐和包容其他零件的作用。 結(jié)構(gòu)：殼體內(nèi)會安裝許多細(xì)小零件，一般是由一定厚度的四壁及類似外形的內(nèi)腔構(gòu)成的箱形體。殼壁部分常設(shè)計有安裝軸，油塞等結(jié)構(gòu)。 殼體零件 包括：減速箱，發(fā)動機等，結(jié)構(gòu)一般比較復(fù)雜。 質(zhì)量：質(zhì)量好壞會直接影響到產(chǎn)品整機的使用性能和工作穩(wěn)定性，尤其是對工作要求比較高的機器，其對殼體的加工質(zhì)量要求會更高，合理的工藝會對提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率和合格率起到至關(guān)重要的作用。 概念 作用 優(yōu)點 機床上裝夾工件的一種裝置 使工件相對于機床和刀具有一個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變[1] 使用夾具可以有效的保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，擴大機床的工藝范圍，減輕工人勞動強度，保證安全生產(chǎn)[2] 機床夾具 進(jìn)入21世紀(jì)，我國經(jīng)濟(jì)與國際全面接軌，進(jìn)入了一個蓬勃發(fā)展的新時期。隨著制造業(yè)就對數(shù)控機床的大量要求以及計算機技術(shù)和現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的飛速進(jìn)步，數(shù)控機床的應(yīng)用范圍還在不斷擴大，不斷發(fā)展以滿足生產(chǎn)的需要，本文簡析了數(shù)控機床高速化，高精度化，復(fù)合化，智能化，開放化，網(wǎng)絡(luò)化，多軸化，綠色化等發(fā)展趨勢，并提出了我國數(shù)控機床發(fā)展中存在的一些問題[3]，所以要對進(jìn)行殼體零件的工藝改進(jìn)。 我國數(shù)控技術(shù)起步于20世紀(jì)50年代，經(jīng)過個各階段的發(fā)展，現(xiàn)已基本掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)，建立了數(shù)控開發(fā)生產(chǎn)基地，培養(yǎng)了許多數(shù)控專業(yè)技術(shù)人才，初步形成了自己的數(shù)控產(chǎn)業(yè)[4]。 由于國內(nèi)與國外在技術(shù)方面依然存在著很大的差距，依然存在以下問題見下圖1.1所示： 國內(nèi)技術(shù)含量現(xiàn)狀 1）技術(shù)創(chuàng)新成分低，消化吸收能力不足，落后于國外技術(shù)水平，特別是在高精尖方面，這造成了無法擺脫對國外技術(shù)依賴的狀況； 2）大部分?jǐn)?shù)控產(chǎn)品體系結(jié)構(gòu)不夠開放，用戶接口不完善，少數(shù)具有開發(fā)功能的產(chǎn)品，只停留在研制階段，這無形中流失了許多資源； 3）功能化部件專業(yè)化生產(chǎn)水平較低，產(chǎn)品可靠性不高，市場占有率低，種類覆蓋率低，沒有形成規(guī)模生產(chǎn)； 4）網(wǎng)絡(luò)化程度不高，目前我國的數(shù)控技術(shù)網(wǎng)絡(luò)被用于NC程序的傳遞，其集成化，網(wǎng)絡(luò)化水平和遠(yuǎn)程故障排除水平有限[5-6]。 圖1.1 國內(nèi)技術(shù)含量現(xiàn)狀 2 形成原因 1)企業(yè)自主創(chuàng)新能力不強，核心技術(shù)的工程化能力不強，數(shù)控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)研究不夠，而且企業(yè)對引進(jìn)技術(shù)的吸收和再創(chuàng)造能力不足； 2）不良的競爭機制導(dǎo)致人才的大量流失，又制約了技術(shù)，產(chǎn)品的創(chuàng)新，也很大程度上制約了計劃的有效實施； 5）對國內(nèi)數(shù)控數(shù)控產(chǎn)業(yè)進(jìn)程的艱巨性，長期性和復(fù)雜性的特點認(rèn)識不足，對產(chǎn)業(yè)市場的不規(guī)范以及對國外企業(yè)的產(chǎn)業(yè)保護(hù)及限制估計不足，對我國的數(shù)控技術(shù)應(yīng)用能力的認(rèn)識不夠； 4）對數(shù)控技術(shù)關(guān)注的時候，從數(shù)控技術(shù)角度關(guān)注的多，從產(chǎn)業(yè)鏈角度關(guān)注的少，沒有建立起完整的配套體系， 3）國內(nèi)對數(shù)控裝置研發(fā)進(jìn)行著低水平研發(fā)，投資不夠集中，造成產(chǎn)品水平和品質(zhì)都跟不上[7-8]。 圖1.2 形成原因 1）新一代數(shù)控系統(tǒng)向PC化和開放式體系結(jié)構(gòu)方向發(fā)展 2）驅(qū)動裝置向交流，數(shù)字化方向發(fā)展 3）增強通信功能，向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展 4）數(shù)控系統(tǒng)在控制性能上向智能化發(fā)展[9-11] 國外發(fā)展趨勢 1.2 課題的主要內(nèi)容 1）畫毛坯圖，擬定工藝路線，選擇機床和工藝設(shè)備，填寫工藝過程卡片。 2）確定加工余量，工序尺寸，切削用量，時間定額，填寫工序卡片。 3）完成夾具草圖，總圖，零件圖的設(shè)計，進(jìn)行AutoCAD繪制。 4）外文資料翻譯一篇。 5）撰寫設(shè)計說明書。 1.3 課題的構(gòu)思 在做銑夾具和鉆夾具的過程中，首先要分析殼體零件圖及加工技術(shù)的要求，其次考慮毛坯的選擇，再者要考慮制定機械加工工藝過程中一些關(guān)鍵問題，最后結(jié)合實際情況設(shè)計出方便實用且經(jīng)濟(jì)的夾具。 2 零件圖工藝性分析 2.1 零件結(jié)構(gòu)功用分析 殼體零件是機械中常見的一種零件，通常起支承作用。它的應(yīng)用范圍很廣，例如支承旋轉(zhuǎn)軸上的軸承，等等。由于它們有不同的功能，殼體類零件的結(jié)構(gòu)和尺寸有著很大的差異，在結(jié)構(gòu)上有共同特點：零件的主要表面為精度要求較高的軸承孔，零件由內(nèi)孔，外圓，凸臺，表面構(gòu)成[12]。 2.2 零件圖紙分析 由2.2零件圖可知，該零件形狀較為復(fù)雜、外形尺寸不大，所以可以采用鑄造毛坯。由于該零件的兩個φ28孔與軸承配合，它的表面質(zhì)量直接影響兩軸承的旋轉(zhuǎn)精度與工作狀態(tài)，，通常對其尺寸要求較高。一般為IT5-IT7。加工時兩φ28孔的同軸度應(yīng)該控制在650.01mm。 圖2.1 零件圖 2.3 主要技術(shù)條件 主要技術(shù)條件如下圖2.2 由于φ70底面的平面度直接影響接觸剛度，并且在加工過程中作為定位基面，會影響孔的加工精度，因此規(guī)定底面必須平直。 兩φ28孔的孔徑的尺寸誤差和形狀誤差會造成軸承與孔的接觸不良，所以對軸承座孔的要求較高。 同一軸線上各孔的同軸度誤差和孔端面對軸線的垂直度誤差會使軸承裝配到軸承孔內(nèi)發(fā)生歪斜的情況導(dǎo)致徑向跳動和軸向跳動，加劇軸承的磨損，所以同軸上各孔的同軸度為最小孔尺寸公差之半。 1）孔徑精度 2）孔的位置精度 3）主要平面的精度 圖2.2 主要技術(shù)條件 3 機械加工工藝規(guī)程設(shè)計 3.1 毛坯類型 表3.1 毛坯類型 毛坯種類 制造精度（IT） 加工余量 原材料 工件尺寸 工件形狀 砂型鑄造 13級以下 大 HT200 各種尺寸 復(fù)雜 3.2 毛坯余量確定 由《機械加工工藝設(shè)計學(xué)》得毛坯加工余量為5，毛坯尺寸偏差為1.4[13]。 3.3 毛坯－零件合圖草圖 圖3.1 毛坯－零件合圖草圖 圖3.2 毛坯－零件合圖草圖 3.4 刀具類型確定 此道工序保證的尺寸精度要求較高φ28內(nèi)孔端面必須垂直，因此選用90度閉孔鏜刀。 3. 4. 1 刀具設(shè)計參數(shù)確定[14]（精鏜φ28JS7公差等級為IT7內(nèi)孔） 表3.2 刀具設(shè)計參數(shù)確定 序號 項目 數(shù)據(jù)來源或公式計算 采用值 1 刀具類型 表2-6、2-7 焊接式90度閉孔鏜刀 2 刀片材料 YT5 刀桿材料 45鋼 3 幾何角度 表2-7、2-8、2-9 Λs=-4度 γo=15度 αo=8度 αo’=6度κr=90度κr’=56度 γε=2mm 4 斷削參數(shù)前面型式 表2-11、2-12（f=1.3mm/r） 帶倒棱曲面圓弧卷削槽前面 Ln=3.5mγo1=-5度 br1=0.045 qn=2 5 過渡刃 表2-13（ap=0.5mm） 過渡刃和修光刃 bε=0.18 6 刀片型號 表2-3 A416 L=16 B=10 C=5.5 R=10 7 鏜刀外型結(jié)構(gòu)尺寸 表3-5（刀具設(shè)計手冊） DxL=10x100 M=5 3.5 刀具工作草圖 圖3.3 刀具工作草圖 3.6 量具類型確定 對軸承座孔φ28（JS7）：首先確定被測孔的極限偏差， 然后查公差書第三章極限與配合標(biāo)準(zhǔn)得φ28JS7的上偏差ES=+0.01mm,下偏差EI=-0.01mm。公差等級為IT7。軸承座孔φ28的量具用塞規(guī)。 3.6.1 極限量具尺寸公差確定 1）確定工作量規(guī)的制造公差和位置要素值，由公差書表6-1得IT7尺寸φ28 的量規(guī)公差為T=0.0024mm,位置要素Z=0.0034mm[15]。 2）計算工作量規(guī)的極限偏差： φ28JS7孔用塞規(guī)： 通規(guī)：上偏差=EI+Z+T/2=（-0.01+0.0034+0.0012）=-0.0054mm 下偏差=EI+Z-T/2=（-0.01+0.0034-0.0012）=-0.0078mm 磨損極限= EI=-0.01mm 止規(guī)：上偏差=ES=+0.01mm 下偏差=ES-T=（+0.01-0.0024）=+0.0076mm 3.6.2 極限量具尺寸公差帶圖 圖3.4極限量具尺寸公差帶圖 3.6.3 極限量具結(jié)構(gòu)設(shè)計 圖3.5 極限量具結(jié)構(gòu)設(shè)計 4 機械工藝路線確定 4.1 定位基準(zhǔn)的選擇 4.1.1 精基準(zhǔn)的選擇：以殼體底面與兩φ7孔作定位基準(zhǔn)，因為符合基準(zhǔn)重合原則且裝夾誤差小[16]。 4.1.2 粗基準(zhǔn)的選擇：按照殼體上端面和殼體支撐外圓弧定位加工。 4.2 加工順序的安排 加工順序為先面后孔[17]. 4.3 段的劃分說明 加工階段分為：粗加工階段、半精加工階段、精加工階段[18]。 4.4 加工工序 表4.4 加工工序簡表 1 鑄造 鑄造，清理 2 熱處理 時效 3 粗車，半精車，精車 如圖所示2 4 粗銑φ12凸臺頂面 如圖所示3 5 鉆2-φ7孔 如圖所示4 6 去毛刺 7 φ40外圓兩端面 如圖所示5 8 粗鏜2-φ25內(nèi)孔、半精鏜、精鏜2-φ28內(nèi)孔 如圖所示6 9 檢驗 10 鉆、攻M5螺紋孔 如圖所示7 11 鉆、攻3-M4螺紋孔 如圖所示8 12 鉆、攻2-M7螺紋孔 如圖所示9 13 锪2-φ12沉頭孔 如圖所示10 14 去毛刺 15 終檢 圖2 圖3 1）鉆2-φ7孔（圖4） 圖4 2）φ40外圓兩端面（圖5） 圖5 3）粗鏜2-φ25內(nèi)孔、半精鏜、精鏜2-φ28內(nèi)孔（圖6） 圖6 4）檢驗： 5）鉆、攻M5螺紋孔（圖7） 圖7 6）鉆、攻3-M4螺紋孔（圖8） 圖8 7）鉆、攻2-M7螺紋孔（圖9） 圖9 8） 锪2-φ12沉頭孔（圖10） 圖10 9）去毛刺： 10）終檢： 4.5 工序尺寸及其公差確定 φ25f7（表1） 工藝路線 基本尺寸 工序余量 經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸 鑄 φ30.5 5.5 φ30.51.4 粗車 φ27 3.5 12.5（IT11） φ26.5 半精車 φ25.5 1.5 6.3（IT9） φ25.5 精車 φ25 0.5 1.6（IT7） φ25 φ28JS7（表2） 工藝路線 基本尺寸 工序余量 經(jīng)濟(jì)精度 工序尺寸 鑄 φ22 6 φ221.4 粗鏜 φ25 3 6.3（IT11） φ25 半精鏜 φ27.5 2.5 3.2（IT9） φ27.5 精鏜床 φ28 0.5 1.6（IT7） φ280.01 4.6 設(shè)備及其工藝裝備確定 所用的設(shè)備有： CA6140，X62W，Z3025B×10，X6120，T68，Z4012，工作臺，鉗工臺[19]。 夾具有：V形塊，鉆2-φ7孔專用夾具，心軸[20]。 刀具有：90度車刀，φ7鉆頭，平板銼，開式自鎖夾緊鏜，φ5鉆頭，M5絲錐，φ4鉆頭，M4絲錐，圓銼刀。 量具有：游標(biāo)卡尺，專用塞規(guī)[21]。 4.7 切削用量及工時定額確定 （1） 粗車、半精車、精車時：（T1=T輔 T2=T機 T3=T工 T4=T休） 1）粗車φ70底面時：（車刀刀桿尺寸BXH取25X25）ap=2.5 由表5.3-1得[22]：f=1.0 mm/r 由表5.3-20得：v=59 m/min 則n=318x59/70=268r/mm 工時定額： 由表3.3-1得[23]：裝夾工件時間為0.42min 由表3.3-2得：松開卸下工件時間為0.12 min 由表3.3-3得：操作機床時間為： 0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min 由表3.3-4得：測量工件時間為：0.08+0.08=0.16 min T1=0.42+0.12+0.64+0.08=1.2 min 由表5.4-1得機動時間為： T2=0.07+0.05+0.02+0.03=0.17 min 由表3.3-33得場地布置，休息時間和生理時間分別為：T3=56 min、T4=15min T基=lz/nfap=100 x3.5/268 x1 x2.5=0.52 min 則T總=T1+T2+T3+T4+T基=75 min 半精車φ70底面時：（車刀刀桿尺寸BXH取25X25）ap=1 由表5.3-1得[24]：f=0.7 mm/r 由表5.3-20得：v=80 mm/r 則n=318x80/70=363.4 r/mm 工時定額： 由表3.3-3得：操作機床時間為： 0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min 由表3.3-4得：測量工件時間為：0.08+0.08=0.16 min T1=0.64+0.16=0.8 min 由表5.4-1得機動時間為： T2=0.07+0.05+0.02+0.03=0.17 min T基=lz/nfap=100 x3.5/363.4x1x0.7=1.38 min 則T總=T1+T2+T基=2.26 min 2）粗鏜環(huán)形槽：（車刀刀桿尺寸BXH取25X25）ap=2 由表5.3-1得：f=0.4m/r 由表5.3-20得：v=90m/r 則n=318x90/40=715.5 r/mm 工時定額： 由表3.3-3得：操作機床時間為： 0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min 由表3.3-4得：測量工件時間為：0.08+0.08=0.16 min T1=0.64+0.16=0.8 min 由表5.4-1得機動時間為： T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/r T基=lz/nfap=0.2 min 則T總=T1+T2+T基=2.26 min 3）粗車φ25外圓時：（車刀刀桿尺寸BXH取16X25）ap=2 由表3-1得：f=0.5 m/r 由表5.3-20得：v=82 m/r 則n=318x82/25=1043 m/r 工時定額： 由表3.3-3得：操作機床時間為： 0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min 由表3.3-4得：測量工件時間為：0.08+0.08=0.16 min T1=0.64+0.16=0.8 min 由表5.4-1得機動時間為： T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/r T基=lz/nfap=0.167 min 則T總=T1+T2+T基=0.347 min 4） 半精車φ25外圓時：（車刀刀桿尺寸BXH取16X25）ap=1 由表3-1得：f=0.4 m/r 由表5.3-20得：v=100 m/r 則n=318x100/25=1227 m/r 工時定額： 由表3.3-3得：操作機床時間為： 0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min 由表3.3-4得：測量工件時間為：0.08+0.08=0.16 min T1=0.64+0.16=0.8 min 由表5.4-1得機動時間為： T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/r T基=lz/nfap=0.34 min 則T總=T1+T2+T基=0.52 min 5） 精車φ25外圓時：（車刀刀桿尺寸BXH取16X25）ap=0.5 由表3-1得：f=0.3 m/r 由表5.3-20得：v=107 m/r 則n=318x107/25=1361 m/r 工時定額： 由表3.3-3得：操作機床時間為： 0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min 由表3.3-4得：測量工件時間為：0.08+0.08=0.16 min T1=0.64+0.16=0.8 min 由表5.4-1得機動時間為： T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/r T基=lz/nfap=0.857 min 則T總=T1+T2+T基=1.75 min 6） 粗車φ25端面時：（車刀刀桿尺寸BXH取16X25）ap=0.5 由表3-1得[25]：f=0.5 m/r 由表5.3-20得：v=74 m/r 則n=318x74/25=941.2 m/r 工時定額： 由表3.3-3得：操作機床時間為： 0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min 由表3.3-4得：測量工件時間為：0.08+0.08=0.16 min T1=0.64+0.16=0.8 min 由表5.4-1得機動時間為： T2=0.05+0.02+0.03=0.1 m/r T基=lz/nfap=0.2 min 則T總=T1+T2+T基=1.1 min T總=T總1+T總2+T總3+T總4+T總5+T總6+T總7=82.07min （2） 銑φ12凸臺頂面時： 切削用量：ap=3.5 由表6.3-2得：f=0.2 m/r 由表6.3-21得：v=120 m/r 則n=318V/D= 318 x120/30=1272 m/r 工時定額： 由表6.4-1得：T2= lw+lf/fxn=1.45 min 由表3.3-7得：操作機床時間為：0.83 min 由表3.3-8得：測量工件時間為：0.14 min T1=2.27min T3=51min T4= 15min T基=lz/nfap=0.5 min 則T總=T1+T2+T基=68.7min （3） 鉆2-φ7孔時； 切削用量：ap=3.5 由表7.3-1得：f=0.36 m/r 由表7.3-11得：v=13 m/r 則n=318V/D= 318 x13/7=590 m/r 工時定額： T2= lw+lf/fxn=0.1 min 由表3.3-9得[26]：裝夾工件時間為0.17min 由表3.3-10得：松開卸下工件時間為0.15min 由表3.3-12得：測量工件時間為：0.04min T1=0.76 min T3=47 min T4=15 min 則T總=T1+T2+T基=62.9min （4） 粗銑、半精銑φ40兩端面時； 粗銑時：切削用量：ap=2.5 由表6.3-2得：f=0.2 m/r 由表6.3-21硬質(zhì)合金銑刀銑削灰鑄鐵時v=120 m/r 則n=318V/D=763.2m/r 工時定額：由表6.4-1得：T2= lw+lf/vf=2.63 min 精銑時：切削用量：ap=1 由表6.3-2得：f=0.12 m/r 由表6.3-21硬質(zhì)合金銑刀銑削灰鑄鐵時v=150 m/r 則n=318V/D=954m/r 工時定額：由表6.4-1得：T2= lw+lf/vf=3.5 min 由表3.3-7得：操作時間為0.83min 由表3.3-8得：測量工件時間為：0.14min T1=2.27 min T3=51 min T4=15 min 則T總=T1+T2+T基=80.53min （5） 粗鏜φ25內(nèi)孔、半精鏜、精鏜φ28內(nèi)孔時； 粗鏜時：切削用量：ap=3 由表8.2-1得：f=0.5 m/r v=80 m/r 則n=318V/D=1017.6m/r 工時定額：T2= lw+lf/vf=0.03 min 半精鏜時：切削用量：ap=2.5 由表6.3-2得：f=0.2m/r v=100m/r 則n=318V/D=1272m/r 工時定額：T2= lw+lf/vf=0.04min 精鏜時：切削用量：ap=0.5 由表6.3-2得：f=0.15m/r v=80m/r 則n=318V/D=1017.6m/r 工時定額：T2= lw+lf/vf=0.07min 由表3.3-1得：裝夾工件時間為0.42min 由表3.3-2得：松開卸下工件時間為0.12min 由表3.3-3得：操作機床時間為： 0.02+0.04+0.03+0.07+0.06+0.02+0.01+0.02+0.03+0.04=0.64 min 由表3.3-4得：測量工件時間為：0.16min T1=1.34 min T3=56min T4=15 min 則T總=T1+T2+T基=72.62min （6） 鉆、攻M7螺紋孔時； 切削用量：ap=2.5 由表7.3-1得：f=0.27 m/r 由表7.3-11得：v=15 m/r 則n=318V/D= 318 x15/5=954m/r 工時定額： T2= lw+lf/fxn=1.5 min 由表3.3-9得：裝夾工件時間為0.04min 由表3.3-10得：松開卸下工件時間為0.05min 由表3.3-11得：操作機床時間為：0.32 min T1=0.43 min T3=47 min T4=15 min 則T總=T1+T2+T基=62.73min （7） 鉆、攻3-M4螺紋孔時； 切削用量：ap=2. 由表7.3-1得：f=0.27 m/r 由表7.3-11得：v=15 m/r 則n=318V/D= 318 x15/5=1192m/r 工時定額： T2= lw+lf/fxn=2.1 min 由表3.3-9得：裝夾工件時間為0.04min 由表3.3-10得：松開卸下工件時間為0.05min 由表3.3-11得：操作機床時間為：0.32 min T1=0.43 min T3=47 min T4=15 min 則T總=T1+T2+T基=63.93min （8） 鉆、攻2-M7螺紋孔時； 切削用量：ap=2.5 由表7.3-1得：f=0.27 m/r 由表7.3-11得：v=15 m/r 則n=318V/D= 318 x15/5=618.4m/r 工時定額： T2= lw+lf/fxn=1.5 min 由表3.3-9得：裝夾工件時間為0.04min 由表3.3-10得：松開卸下工件時間為0.05min 由表3.3-11得：操作機床時間為：0.32 min T1=0.43 min T3=47 min T4=15 min 則T總=T1+T2+T基=63.23min （9） 锪2-φ12沉頭孔時時； 切削用量：ap=2.5 由表7.3-1得：f=0.27 m/r 由表7.3-11得：v=15 m/r 則n=318V/D= 318 x15/5=397.5m/r 工時定額： T2= lw+lf/fxn=1min 由表3.3-9得：裝夾工件時間為0.04min 由表3.3-10得：松開卸下工件時間為0.05min 由表3.3-11得：操作機床時間為：0.32 min T1=0.43 min T3=47 min T4=15 min 則T總=T1+T2+T基=62.63min 生產(chǎn)類型 加工要求 中批量生產(chǎn) 搖臂鉆床加工 精度不高 鉆2-φ7孔 4.8 工序尺寸精度分析 表4.8 工序尺寸精度分析 4.9 定位方案和定位元件的確定 定位方案的確定：根據(jù)該工件的加工要求可知該工序應(yīng)當(dāng)限制工件的五個自由度，x移動、x轉(zhuǎn)動、y轉(zhuǎn)動、y移動、z轉(zhuǎn)動。為了方便的控制刀具的走刀位置，還應(yīng)限制z移動，所以工件的六個自由度都限制，由圖分析可知要使定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重合必須選擇選φ25外圓，底平面為定位基準(zhǔn)，以φ40外圓端面定位限制z轉(zhuǎn)動。（圖11） 定位元件的確定：定位面是φ25外圓，底平面，φ40外圓端面。 由圖（12）可看出此工序的加工精度要求不高，因此定位孔的尺寸由《機床夾具設(shè)計手冊》可以知道選用φ25H7/f7. 圖11 圖12 5 夾具元件的確定 5.1 定位誤差分析計算 (1)分析計算孔的深度尺寸7的定位誤差： 定位誤差計算如下： △jb=1/2T(d)= 1/2x0.021=0.0105 △db=1/2(△D+△d+△min)=(0.021+0.015+0.023)/2=0.0295 △dw=△jb+△db-=0.04≤T/3 所以滿足要求。 5.2 夾緊方案及元件確定 （1）計算切削力及所需加緊力： 受力情況為：加緊力J、切削力F和工件重力G，三個力作用方向一致，由《機床夾具設(shè)計手冊》得計算公式[27]： Fx=667DsKp=667x7x700x650/726≈1083N 實際所需加緊力與計算加緊力之間的關(guān)系為： F=KFx(K由表1-2-2查得為1.15)=1.15Fx==1245.45N （2）設(shè)計鉆套，連接元件及夾具體，鉆模板： 名稱 生產(chǎn)類型 選用情況 作用 工件 中批量生產(chǎn) GB2264-80可換鉆套，活動式鉆模板 T型槽寬度 GB2206-80，寬度14 用兩個A型定位鍵來確定鍵在機床上的位置 鑄造夾具體 基本厚度15mm 底做U型耳座 表5.1 鉆套、連接元件及夾具體簡介 5.3 夾具總裝草圖（圖13） 圖13 夾具總裝草圖 參 考 文 獻(xiàn) [1] 機械零件課程設(shè)計 ： 主編：任青劍 賀敬宏 [2] 機床夾具設(shè)計手冊： 主編：楊黎明 [3] 公差配合與技術(shù)測量： 主編：徐茂功 桂定一 [4] 機械加工工藝設(shè)計資料；主編：張征祥 [5] 刀具設(shè)計手冊： 主編：袁哲俊 劉華明 [6] 機械制造工藝學(xué)： 主編： 鄭修本 [7] 機械加工工藝裝備設(shè)計手冊：編委會編制 [8] 光面量規(guī)及技術(shù)條件：中華人民共和國第五工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn) [9] 《機械加工工藝師手冊》，楊淑子主編.北京：機械工業(yè)出版社，2008．1 [10] 《機械制造工藝學(xué)》，王先逵主編．北京：機械工業(yè)出版社，2006．1 [11] 《金屬切削原理與刀具》，陸劍中，孫家寧主編．北京：機械工業(yè)出版社，2005．1 [12] 《機床夾具設(shè)計與制造》，李昌年主編．北京：機械工業(yè)出版社，2006 [13] 《金屬切削機床夾具設(shè)計手冊》，蒲林祥主編．北京：機械工業(yè)出版社，1995 [14] 機床夾具圖冊，薛源順主編．北京：機械工業(yè)出版社 [15] 機械零件設(shè)計手冊，王紹俊主編．北京：機械工業(yè)出版社 [16] 《機械設(shè)計基礎(chǔ)》，陳立德主編．北京：高等教育出版社，2007 [17] 《公差與配合》，任嘉卉主編．北京：機械工業(yè)出版社，2000．4 [18] 《金屬工藝學(xué)》上下冊，鄧文英，郭曉鵬主編．-5版．-北京：高等教育出版社，2008．4 [19] 《機械制圖》（應(yīng)用本科），郭紀(jì)林，余桂英主編．大連：大連理工大學(xué)出版社，2005．8 [20] 張玉峰，淺談我國數(shù)控機床的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢{J}．金屬加工，2010，（21）：22-23 [21] 陳啟源，淺析數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢和發(fā)展途徑{J}，內(nèi)蒙古水利，2010，（4）：34-35 [22] 尚德波，現(xiàn)代機床數(shù)控技術(shù)發(fā)展動態(tài){J}．職大學(xué)報，2009，（7）：92-93 [23] 韓立群．人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論．設(shè)計及應(yīng)用．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002． [24] Cheng CS．A neural network for the analysis of control chart patterns．International Journal of Production Research．1997，35(3)：667-669 [25] 閻加強，張培新等．人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輔助材料研究進(jìn)展及問題．材料導(dǎo)報，1999，13（2）：15-16 [26] Shing I Chang．A hybird neural fuzzy system for statistical process control．Computitional Intelligence in manufacturing Handbook．boca Raton：CRC Press LLC ，2001 [27] 樂清洪，騰霖，朱名銓等．質(zhì)量控制圖在線智能診斷分析系統(tǒng)．計算機集成制造系統(tǒng)，2004，10（12）：1584-1587 致 謝 29