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外文翻譯 譯文題目 一種自動(dòng)化夾具設(shè)計(jì)方法 原稿題目A Clamping Design Approach for Automated Fixture Design 原稿出處 Int J Adv Manuf Technol (2001)18:784–789 一種自動(dòng)化夾具設(shè)計(jì)方法 塞西爾 美國(guó)，拉斯克魯塞斯，新墨西哥州立大學(xué)，，工業(yè)工程系，虛擬企業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室（VEEL） 在這片論文里，描述了一種新的計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)方法。對(duì)于一個(gè)給定的工件，這種夾具設(shè)計(jì)方法包含了識(shí)別加緊表面和夾緊位置點(diǎn)。通過(guò)使用一種定位設(shè)計(jì)方法去夾緊和支撐工件，并且當(dāng)機(jī)器正在運(yùn)行的時(shí)候，可以根據(jù)刀具來(lái)正確定位工件。該論文還給出了自動(dòng)化夾具設(shè)計(jì)的詳細(xì)步驟。幾何推理技術(shù)被用來(lái)確定可行的夾緊面和位置。要識(shí)別所完成工件和定位點(diǎn)就還需要一些輸入量包括CAD模型的技術(shù)要求、特征。 關(guān)鍵詞：夾緊；夾具設(shè)計(jì) 1. 動(dòng)機(jī)和目標(biāo) 夾具設(shè)計(jì)是連接設(shè)計(jì)與制造間的一項(xiàng)重要任務(wù)。自動(dòng)化夾具設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)（夾具CAD）是下一代制造系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的關(guān)鍵。在這片論文里，討論了一種夾具設(shè)計(jì)的方法，這種方法有利于在目前環(huán)境下夾具設(shè)計(jì)的自動(dòng)化。 夾具設(shè)計(jì)方法的研究已成為國(guó)內(nèi)多家科研工作的重點(diǎn)。作者：周在[1]中對(duì)工件的穩(wěn)定和總需求約束了雙重標(biāo)準(zhǔn)，突出重點(diǎn)的工作。在夾具設(shè)計(jì)中廣泛的運(yùn)用了人工智能（AI）以及專家系統(tǒng)。部分CAD模型幾何信息也被用于夾具設(shè)計(jì)。Bidanda [4]描述了一個(gè)基于規(guī)則的專家系統(tǒng)，以確定回轉(zhuǎn)體零件的定位和夾緊。夾緊機(jī)制同時(shí)用于執(zhí)行定位和夾緊功能。其他研究者（如DeVor等，[5,6]）分析了切削力鉆井機(jī)械和建筑模型及其他金屬切削加工?？涤袨榈仍赱2]中定義了裝配約束建模的模塊化與夾具元件之間的空間關(guān)系。一些研究人員采用模塊化夾具設(shè)計(jì)原則，用以生成[2,7-11]，另一些夾具設(shè)計(jì)工作者已經(jīng)報(bào)告了[1,3,9,12-23]?？梢栽赱21,24]中找到夾具設(shè)計(jì)相關(guān)的大量的審查工作。 在第二節(jié)中，對(duì)夾具設(shè)計(jì)任務(wù)中各種步驟進(jìn)行了概述。在第3節(jié)和第四節(jié)中描述了工件的加工過(guò)程，要夾緊工件表面，否則將面臨工件的全面自動(dòng)測(cè)定。第5節(jié)討論了對(duì)工件的夾緊點(diǎn)的測(cè)定。 2. 夾具設(shè)計(jì)的整體方法 在本節(jié)中，描述了整體夾緊的設(shè)計(jì)方法。通常對(duì)較理想的位置的那一部分進(jìn)行夾緊，并減低切削力的影響。夾緊的位置和夾具設(shè)計(jì)中定位的位置是高度相關(guān)的。通常，夾緊和定位可以通過(guò)同樣的方法來(lái)完成。但是，不明白這兩個(gè)是夾具設(shè)計(jì)中不同的方面，可能導(dǎo)致夾具設(shè)計(jì)的失敗。多數(shù)人的在規(guī)劃過(guò)程中首先解決定位問(wèn)題，這樣可以使開(kāi)發(fā)的定位與設(shè)計(jì)的定位相契合。不過(guò)，整體定位及設(shè)計(jì)方法不在本文討論范文內(nèi)。 除了零件的設(shè)計(jì)（為此夾具設(shè)計(jì)有待開(kāi)發(fā)），公差規(guī)格，過(guò)程序列，定位點(diǎn)和設(shè)計(jì)等因素外，還應(yīng)投入CAD模型到夾具設(shè)計(jì)方法中。這樣的夾具可以?shī)A緊并支撐定位器。指導(dǎo)使用的主要內(nèi)容應(yīng)盡量不抵制切割或加工過(guò)程和中所涉及的操作。相反，應(yīng)定位夾具，使切削力在正確的方向，這將有助于保持在一個(gè)特定的部分加工操作安全。通過(guò)引導(dǎo)對(duì)定位器的切割力量，部分（或工件）被固定，固定定位點(diǎn)，因此不能移動(dòng)的定位器。 在這里討論的夾具的設(shè)計(jì)方法必須在整體夾具設(shè)計(jì)方法的范圍內(nèi)。在此之前進(jìn)行定位器/支撐和夾具設(shè)計(jì)的初步階段，涉及到的分析和識(shí)別的功能、相關(guān)的公差和其他規(guī)范是必要的。根據(jù)初步的評(píng)估和測(cè)定，定位/支撐設(shè)計(jì)與夾具設(shè)計(jì)結(jié)果的在此基礎(chǔ)上可以同時(shí)進(jìn)行。本文對(duì)所描述夾具設(shè)計(jì)的方法討論基于定位器/支撐設(shè)計(jì)與先前已經(jīng)確定的假設(shè)（包括適當(dāng)?shù)亩ㄎ缓椭С譁y(cè)定一個(gè)工件的定位，以及識(shí)別和夾具，如V元素的支持面塊，基礎(chǔ)板，定位銷等）。 （1） 夾具設(shè)計(jì)的輸入 輸入包括對(duì)特定產(chǎn)品的設(shè)計(jì)翼邊模型，公差信息，提取的特征，過(guò)程順序和部分在給定的每一個(gè)設(shè)計(jì)的相關(guān)特性的加工方向，面向的位置和定位裝置，以及加工過(guò)程中的各種工序，須出示每個(gè)相應(yīng)的功能。 （2）夾具設(shè)計(jì)的方法 圖一是自動(dòng)化夾具設(shè)計(jì)主要步驟總結(jié)圖。對(duì)這些步驟概述如下： 第1步：設(shè)置配置清單以及相關(guān)的[進(jìn)程_功能]條目。 第2步：確定方向和夾緊力。輸入必要的加工方向向量mdv1，mdv2……mdvn，面對(duì)nvs的支持力，并確定法向量。如果加工方向向下（對(duì)應(yīng)的方向向量[0，0，-1]），和面的支持向量平行于加工方向，那么，夾緊力方向平行向下加工方向[0，0，-1]。如果必需要側(cè)面夾緊并沒(méi)有可夾緊的地方，那么在其中放置一個(gè)夾具夾緊下調(diào)，然后邊鉗方向計(jì)算如下。讓sv和tv輔助常規(guī)的向量代替次要的和三級(jí)定位孔。然后，使用夾緊機(jī)構(gòu)夾緊一個(gè)方向，例如，av應(yīng)平行于這兩個(gè)法向量，即，正常向量應(yīng)分別與每塊表面的sv和tv向量平行。側(cè)面夾緊面應(yīng)該是一對(duì)分別平行于面sv和tv的平面孔。 第三步：從列表中選出最大有效加工力。這樣能夠有效的平衡各加工力。 第四步：利用計(jì)算出的最高有效加工力，才能確定用來(lái)支撐工件加工的面積的夾具尺寸（例如，一個(gè)帶夾子可以作為一個(gè)夾緊機(jī)構(gòu)使用）。 第五步：確定給定工件的夾緊面。這一步在第4步中所述過(guò)。 第六步：該夾具的夾緊面的實(shí)際位置自動(dòng)在第5節(jié)中確定。考慮接下來(lái)的步驟并返回第一步。 3. 判斷夾具尺寸 在這項(xiàng)工作中所用到的夾具都來(lái)自一個(gè)系列。夾具的原理與圖二相同。在這一節(jié)里，描述了一個(gè)自動(dòng)化夾具。鎖模力所需的有關(guān)螺桿的螺紋裝置大小或保存到位鉗。夾緊力平衡加工工件使工件保持恰當(dāng)?shù)奈恢谩Ｗ屾i模力為W和螺桿直徑為D。各種螺絲夾緊力大小，可以按以下方式確定：最初，極限拉伸強(qiáng)度（抗拉強(qiáng)度）和該夾具的材料（供應(yīng)情況而定）可以從數(shù)據(jù)檢索庫(kù)檢索。各種材料有不同的拉伸強(qiáng)度。該夾具材料的選擇，也可直接采用啟發(fā)式規(guī)則進(jìn)行。例如，如果部分材料是低碳鋼，那么鉗材料可低碳鋼或機(jī)器鋼。為了確定設(shè)計(jì)應(yīng)力，抗拉強(qiáng)度值應(yīng)除以安全系數(shù)（如4或5）。根區(qū)的螺絲格A1（如一個(gè)螺絲鉗）可以被確定：[鎖模力/設(shè)計(jì)應(yīng)力]。隨后，螺栓截面全面積可以計(jì)算為等于{格A1 /（65％），}（因?yàn)槁萁z的地方可能會(huì)發(fā)生根切面積約為65％螺栓的總面積） 。螺釘?shù)闹睆紻可以被確定等同于（D2的3.14 / 4）。另一項(xiàng)涉及可用于方程有關(guān)的寬度B，高度H和跨度的鉗L的螺絲直徑為D（B，H和L可以為不同的值計(jì)算D）：d2 =4/3 BH2/L. 4. 判斷夾緊表面 確定夾具經(jīng)常出現(xiàn)的相關(guān)參數(shù)包括了產(chǎn)品的CAD模型，提取的特征信息，特征尺寸，定位面和定位器的選擇?？紤]所有潛在的加緊面，如圖3。最關(guān)鍵的是夾緊表面不應(yīng)重疊或與該面相交，如圖4所示。夾緊面積是與工件表面（或PCF）接觸的是一個(gè)二維輪廓線段組成的（見(jiàn)圖6）。利用線段相交測(cè)試，可以測(cè)定在給定的光子晶體光纖的任何范圍內(nèi)是否可能有接觸面夾緊面重疊。 夾緊面的確定可以如下所示： 第1步：鑒別平行于二級(jí)和三級(jí)定位面（lf1和lf2）是分別到lf1和tcj最遠(yuǎn)的距離的面。如下所示：（一）鑒別面tci,tcj,使面tci和 tcj平行l(wèi)f1和tcj平行l(wèi)f2。（二）在TCF中列出面對(duì)tci的面。（三）通過(guò)檢查所有TCF中面對(duì)tci的面，確定的面對(duì)tci和tcj的面是到lf1和lf2分別最遠(yuǎn)的面，并舍棄所有其他TCF中的面。 第2步：鑒別平行面的位置，除了不相鄰的附加面。最好是選擇一個(gè)不與其他定位面垂直相鄰的面。這一步如下所示： (a) 考慮TCF列表中的tci面，獲得與每個(gè)tci面垂直或相鄰的面然后，在FCF列表中插入每個(gè)fci面。 (b) 檢查每個(gè)FCI面，并執(zhí)行以下測(cè)試：如果FCI是相鄰、垂直于lf1或lf2，然后從列表中舍棄它并插入NTCF列表中。 第3步:確定加緊面都在有效的加緊面上，如下所述夾緊面： 例1:如果沒(méi)有條目在列表NTCF中，就使用TCF中的面并繼續(xù)執(zhí)行步驟4。如果任何面發(fā)現(xiàn)，垂直于第二，第三位置的面孔lf1和lf2，這將要面臨的是下次選擇可行的夾具。在這種情況下，唯一剩下的選擇是重新審視在列表NTCF的面。 例2：如果列表中NTCF條目數(shù)為1時(shí)，可行夾緊面為FCI。與TCI的法向量垂直相鄰的相應(yīng)軸是夾緊軸。 例3：如果在列表NTCF項(xiàng)數(shù)大于1，確定最大的TCI加緊面再進(jìn)行步驟4。 例4：:夾緊力的方向可以是[1，0，0]或[0，1，0]，可以?shī)A緊TCI面的中心位置。 在其他幾何位置可確定使用零件幾何形狀和拓?fù)湫畔?，這在下一節(jié)中描述。 5. 判斷夾緊表面上的夾緊點(diǎn) 確定夾緊面后，必須確定實(shí)際夾緊位置。輸入夾具側(cè)面積，沿著[x，Y，Z]和潛在的夾緊面CF方向。容下使用CF幾何獲得夾具側(cè)面積： 第一步是確定一個(gè)箱體的大小，這是用來(lái)測(cè)試它是否包含在它里面的任何部分。相交測(cè)試也可以在前面介紹的方法使用。如果相交測(cè)試返回一個(gè)負(fù)的結(jié)果，那么有部分箱體與夾具相交，如圖4所示。如果相交測(cè)試返回一個(gè)正的結(jié)果，可以執(zhí)行下列步驟： 1． 劃分成更小的矩形大小條（1 W）夾框輪廓(圖5和圖6)。 2． 執(zhí)行指定與功能配置文件出現(xiàn)在CF面的零件設(shè)計(jì)的相交測(cè)試。 3． 沒(méi)有功能相交的條形區(qū)域，都是可行夾緊區(qū)域。如果有一個(gè)以上的長(zhǎng)方形候選 面，矩形配置文件，向中沿軸夾緊CF面點(diǎn)的是夾緊配置文件（夾點(diǎn)）。 如果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)配置文件，夾具寬度可減少一半，夾具數(shù)可以增加兩個(gè)。使用這些修改過(guò)的夾具尺寸，執(zhí)行前面描述的特征相交測(cè)試。如果此測(cè)試也失敗了，那么可以用相鄰的面作為夾緊面用于執(zhí)行端夾緊。這面可以重復(fù)進(jìn)行PCF和功能相交測(cè)試。 : 5.1試驗(yàn)曲線的交點(diǎn) 輸入需要的二維輪廓P1、P2，使用下列方法可以自動(dòng)確定該配置文件的交集。每一個(gè)輸入的資料組成一個(gè)封閉環(huán)。此配置文件測(cè)試的步驟如下： (T1) 考慮P1線段中的L（i，1）和P2線段中的L（2，j）。 (T2) 采用L（i，1）線段和L（2，j）線段的相交段。如果邊緣相交測(cè)試返回一個(gè)正值，那么特征面和潛在面相交。如果它返回一個(gè)負(fù)值，繼續(xù)執(zhí)行步驟3。 （T3）重復(fù)與步驟（T1）相同的部分或者緩慢走過(guò)其余P1中的(Li,1)段直到P2中的 [(L2, j+1) till j =n–1]段。 (T4) 其余部分邊和P1中的L12、L13到L1n段重復(fù)（T1）和（T2）步驟。 如果特征面與夾緊面重復(fù)，線相交測(cè)試將決定該事件。相交的邊可以進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)兩個(gè)面是否相互交叉。輸入所需的邊L12{連接 (x1, y1) 和 (x2, y2)}和L34{連接 (x3, y3) 和(x4, y4)}。 L12型方程的可表示為： F(x,y) =0 (1) L34型方程的可表示為： H(x,y) =0 (2) . 第一步：使用等式（1）計(jì)算R3 =F(x3, y3)，用X和Y取代X3和Y3;計(jì)算R4 =F(x4, y4)，用X和Y取代X4和Y4。 第二步：如果R3和R4都與0不相等，但R3與R4結(jié)果相同（R1與R2在相同的一邊），則邊L12與L34不相交。如果這樣不滿足條件，那么進(jìn)行第三步。 第三步：使用等式（2）計(jì)算R1 =H(x1, y1)。接著，計(jì)算R2 =G(x2, y2)再進(jìn)行第四步。 第四步：如果R1與R2都不等于0，且R1與R2的結(jié)果相同，那么把R1與R2放在相同的一邊并輸入不相交。如果，這個(gè)也不滿足條件，那么進(jìn)行第五步。 第五步：給定相交線段。這樣就完成了測(cè)試?？紤]如圖7所示的一部分樣品。將要生產(chǎn)一個(gè)盲孔。起初，完成定位設(shè)計(jì)。定位器的（或主要定位器）是一個(gè)基盤（放在F4面）和二級(jí)和三級(jí)定位器面臨F6和F5（對(duì)應(yīng)到定位面lf1和lf2在第4節(jié)中討論）。一個(gè)輔助定位器也被使用，這是一個(gè)V型塊（對(duì)F3和F5面輔助定位），如圖8所示。在前面討論的夾具設(shè)計(jì)方法中所述的步驟的基礎(chǔ)上，候選面孔（這是平行的，并在從lf1和lf2最遙遠(yuǎn)的距離）是面對(duì)F3和F5面。沒(méi)有面孔，這是平行到定位面，但他們不相鄰。在這種情況下使用的優(yōu)先權(quán)規(guī)則（如步驟3第4步討論），剩余的候選面面對(duì)的是F2面。夾具方向向下的V型塊徑向定位器和其他與對(duì)工件夾緊底面提供所需位置。 根據(jù)第五步選擇夾具的位置。如果沒(méi)有功能發(fā)生在面F2上，那么也沒(méi)有必要進(jìn)行相交測(cè)試確定夾具優(yōu)美加緊。夾具位置應(yīng)遠(yuǎn)離V型定位器（這是輔助定位位置）的夾緊面毗鄰輔助定位面（這確保了更好的快速夾緊）。最終位置和夾具的設(shè)計(jì)如圖8所示。 本文討論的方法，毫不遜色于其他夾具設(shè)計(jì)文獻(xiàn)中討論的方法。本文所討論的方法的獨(dú)特性是零件的夾緊面的幾何形狀，拓?fù)浜凸δ馨l(fā)生了被加工為基礎(chǔ)的系統(tǒng)鑒定。其他方法都沒(méi)有利用了定位器的位置，該方法使用定位器在對(duì)持有一級(jí)，二級(jí)和三級(jí)定位器加工的工件。這種方法的另一個(gè)好處是在可行的候選面上確定在面上用夾具面交點(diǎn)測(cè)試（如前所述），并迅速和有效地確定潛在的下游過(guò)程中可能出現(xiàn)問(wèn)題，夾緊和加工的功能檢測(cè)。 6. 總結(jié) 在這篇論文中，對(duì)在一個(gè)夾具設(shè)計(jì)方法的總體框架內(nèi)進(jìn)行了夾具設(shè)計(jì)方面的討論。 設(shè)計(jì)定位器，規(guī)范零件設(shè)計(jì)，和其他相關(guān)被用來(lái)確定夾緊面和夾緊方向。并討論了各種自動(dòng)化步驟。 哈爾濱理工大學(xué) 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品名稱及型號(hào) 零件名稱 零件圖號(hào) 工序名稱 工序號(hào) 第 頁(yè) 杠桿 粗精銑 II 共 頁(yè) 車間 工段 材料名稱 材料牌號(hào) 力學(xué)性能 HT200 同時(shí)加工 件數(shù) 每料件數(shù) 技術(shù)等級(jí) 單件時(shí)間 （min） 準(zhǔn)備—終結(jié) 時(shí)間（min） 中批 0.09 設(shè)備名稱 設(shè)備編號(hào) 夾具名稱 夾具編號(hào) 工作液 臥式銑床 X5021 組合夾具 更 改 內(nèi) 容 工 步 號(hào) 工 步 內(nèi) 容 計(jì)算數(shù)據(jù)（mm） 走 刀 次 數(shù) 切 削 用 量 工時(shí)定額（min） 刀具、量具 及輔助工具 直 徑 或 長(zhǎng) 度 進(jìn) 給 長(zhǎng) 度 單 邊 余 量 背吃 刀量 （mm） 進(jìn)給量 （mm/r） 或 （mm/min） 切削速度 （r/min） 或雙行程數(shù) （mm/min） 切削 速度 (m/min) 基 本 時(shí) 間 輔 助 時(shí) 間 工 作 地 服 務(wù) 時(shí) 間 工 步 號(hào) 名 稱 規(guī) 格 編 號(hào) 數(shù) 量 1 粗銑 18 2 1 20 30 0.1 180000 180 0.07 II 2 精銑 16 1 0 10 30 0.1 300000 300 0.02 II 編 制 武偉 抄寫 武偉 校對(duì) 武偉 審核 史紅 批準(zhǔn) 哈爾濱理工大學(xué) 機(jī)械加工 工藝過(guò)程 卡片 產(chǎn)品名稱 及型號(hào) CA6140車床 零件名稱 杠桿 零件圖號(hào) 1 材料 名稱 灰鑄鐵 毛坯 種類 零件重量 （kg） 毛重 第 頁(yè) 牌號(hào) HT200 尺寸 凈重 共 頁(yè) 性能 每料件數(shù) 中批 每臺(tái)件數(shù) 每批件數(shù) 工序號(hào) 工序內(nèi)容 加工車間 設(shè)備名稱及編號(hào) 工藝裝備名稱及編號(hào) 技術(shù)等級(jí) 時(shí)間定額（min） 夾具 刀具 量具 單件 準(zhǔn)備—終結(jié) 工序Ⅰ 工序Ⅱ 工序Ⅲ 工序Ⅳ 工序Ⅴ 工序Ⅵ 工序Ⅶ 工序Ⅷ 工序Ⅸ 工序X 工序XI 序XII 鑄造 時(shí)效處理 涂底漆 粗銑精銑φ40上下端面和寬度為30的平臺(tái)面 粗精銑15凸臺(tái)面 鉆Φ25（H9）孔 擴(kuò)鉆Φ25（H9）孔 鉸φ25(H9)孔 鉆Φ10（H7）孔 粗鉸Φ10（H7）孔 精鉸Φ10（H7）孔 鉆2×Φ8（H7）孔 粗鉸φ8（H7）孔 精鉸φ8（H7）孔 檢查、入庫(kù) 銑削 銑削 鉆床 鉆床 鉆床 質(zhì)檢 立式銑床X5201 臥式銑床X5201 立式鉆床Z535 立式鉆床Z535 立式鉆床Z535 立式銑床Z518 立式銑床Z518 立式銑床Z518 立式銑床Z518 立式銑床Z518 立式銑床Z518 專用夾具 組合夾具 專用夾具 專用夾具 專用夾具 專用夾具 專用夾具 專用夾具 專用夾具 專用夾具 專用夾具 削平型銑刀D=2 削平型銑刀D=2 莫氏錐柄麻花鉆D=23 錐柄擴(kuò)孔鉆D=24.7 錐柄機(jī)用鉸刀 D=25 直柄麻花鉆 D=9.8 直柄機(jī)用鉸刀 D=9.98 精鉸刀D=10 直柄麻花鉆D=7.8 直 D=8 柄 機(jī)用鉸刀 游標(biāo)卡尺和卡板 游標(biāo)卡尺 游標(biāo)卡尺 卡規(guī) 卡規(guī) 卡規(guī) 專用量具 專用量具 卡規(guī) 專用量具 專用量具 6．99 0.09 0.28 0.45 0.7 1 0.8 0．9 0.54 0．2 5.7s 更改 內(nèi)容 編制 抄寫 校對(duì) 審核 批準(zhǔn) 一、零件分析 （一）零件的作用 題目給出的零件是杠桿。它的主要的作用是用來(lái)支承、固定的。要求零件的配合是符合要求。 (二)零件的工藝分析 杠桿的Φ25+0.052mm孔的軸線和兩個(gè)端面有著垂直度的要求?，F(xiàn)分述如下： 本夾具用于在臥式銑床上，加工杠桿的15上下端面。工件以Φ25H9孔及其Ra3.2端面和水平面底為定位基準(zhǔn)。在長(zhǎng)銷大平面、支承釘和可調(diào)V形擋塊上實(shí)現(xiàn)完全定位。要加工的主要工序包括：粗精銑寬度為Φ40mm的上下平臺(tái)、鉆Φ10(H7)孔、鉆2×Ф8+0.015的小孔 、粗精銑15端面的上下表面。加工要求有：Φ40mm的平臺(tái)的表面粗糙度各為Ra6.3um（上平臺(tái)）、Ra3.2（下平臺(tái)）、Φ10(H7)孔為Ra1.6um、Φ25（H9）孔為Ra3.2um、15端面的上下表面粗糙度如圖和Φ8（H7）孔表面粗糙度都為Ra1.6um。2×Φ8（H7）孔有平行度分別為0.1um（A）、0.15um(A)。Φ10(H7)孔的平行度為0.1um（A）。杠桿有過(guò)渡圓角為R5，則其他的過(guò)渡圓角則為R3。其中主要的加工表面是15端面的上下表面。 二、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) (一)、確定毛坯的制造形式。 零件的材料HT200。考慮到零件在工作中處于潤(rùn)滑狀態(tài)，采用潤(rùn)滑效果較好的鑄鐵。由于年產(chǎn)量為中批生產(chǎn)水平，而且零件的輪廓尺寸不大，鑄造表面質(zhì)量的要求高，故可采用鑄造質(zhì)量穩(wěn)定的，適合中批生產(chǎn)的金屬模鑄造。又由于零件的對(duì)稱特性，故采取兩件鑄造在一起的方法，便于鑄造和加工工藝過(guò)程，而且還可以提高生產(chǎn)率。 查參考文獻(xiàn)（機(jī)械加工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)）得： 各加工表面表面總余量 加工表面 基本尺寸 加工余量等級(jí) 加工余量數(shù)/mm 說(shuō)明 Ф40mm的上下平臺(tái) 54 G 4 加工上下底面 寬度30mm的平臺(tái) 25 H 3 加工上表面 15mm端面的上下面 15 H 3 加工端面上下面 Φ10H7孔 10 H 3 加工內(nèi)孔 Φ8H7孔 8 H 3 加工內(nèi)孔 Φ25H9孔 25 G 4 加工內(nèi)孔 又由參考文獻(xiàn)得出： 主要毛坯尺寸及公差 主要尺寸 零件尺寸 總余量 毛坯尺寸 公差CT 2×Φ8（H7）之間的中心距離 168 — 168 4 Φ10（H7）孔尺寸 10 2.0 7 3 Φ25（H9）孔尺寸 25 3.0 21 4 Φ8（H7）孔尺寸 8 2.0 5 3 15端面的上下表面尺寸 15 — 18 — Ф40mm的上下平臺(tái) 寬度30mm的平臺(tái) 54 25 — — 58 28 — — (二)、基面的選擇 （1）粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于本零件而言，按照粗基準(zhǔn)的選擇原則，選擇本零件的加工表面就是寬度為Ф40mm的肩面表面作為加工的粗基準(zhǔn)，可用壓板對(duì)肩臺(tái)進(jìn)行加緊，利用一組V形塊支承Φ40mm的外輪廓作主要定位，以消除z、z、y、y四個(gè)自由度。再以一面定位消除x、x兩個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,就可加工Φ25（H7）的孔。 （2）精基準(zhǔn)的選擇。主要考慮到基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，和便于裝夾，采用Φ25(H7)的孔作為精基準(zhǔn)。 （三）、工件表面加工方法的選擇 本零件的加工表面有：粗精銑Φ40mm的上下平臺(tái)和寬度為30mm的平臺(tái)面、鉆Φ10(H7)孔、鉆2×Ф8+0.015的小孔 、粗精銑Φ30凸臺(tái)的平臺(tái)。材料為HT200，加工方法選擇如下： 1、 Φ40mm圓柱的上平臺(tái)和寬度為30mm的平臺(tái)面：公差等級(jí)為IT8～I(xiàn)T10,表面粗糙度為Ra6.3，采用粗銑→精銑的加工方法，并倒R3圓角。 2、 Φ40mm圓柱的下平臺(tái)：公差等級(jí)為IT8～I(xiàn)T10,表面粗糙度為Ra3.2，采用采用粗銑→精銑的加工方法，并倒R3圓角。 3、 15mm的上下表面：公差等級(jí)為IT13，表面粗糙度為Ra6.3，采用粗銑→精銑的加工方法。 4、 鉆Φ10(H7)內(nèi)孔：公差等級(jí)為IT7～I(xiàn)T8，表面粗糙度為Ra1.6，平行度為0.1μm（A），采用鉆孔→粗鉸→精鉸的加工方法。 5、 鉆Φ25（H9）內(nèi)孔：公差等級(jí)為IT6～I(xiàn)T8，表面粗糙度為Ra3.2，采用鉆孔→擴(kuò)孔鉆鉆孔→精鉸的加工方法，并倒1×45°內(nèi)角。 6、 鉆Φ8（H7）內(nèi)孔：公差等級(jí)為IT6～I(xiàn)T8,表面粗糙度為Ra1.6，采用鉆孔→粗鉸→精鉸的加工方法。 (四)、確定工藝路線 1、工藝路線方案一： 鑄造 時(shí)效 涂底漆 工序Ⅰ：粗精銑寬度為Ф40mm的上下平臺(tái)和寬度為30mm的平臺(tái) 工序Ⅱ：粗精銑15mm的上下表面 工序Ⅲ：鉆孔Ф25（H9）使尺寸達(dá)到Ф23mm。 工序Ⅳ：擴(kuò)孔鉆鉆孔Ф25(H9)使尺寸達(dá)到Ф24.8mm。 工序Ⅴ：鉸孔Ф25（H9）使尺寸達(dá)到Ф25(H9)。 工序Ⅵ ：鉆Φ10（H7）的內(nèi)孔使尺寸達(dá)到9.8mm。 工序Ⅶ：粗鉸Φ10(H7)內(nèi)孔使尺寸達(dá)到9.96mm。 工序Ⅷ：精鉸Φ10（H7）內(nèi)孔使尺寸達(dá)到Φ10（H7）mm。 工序Ⅸ：鉆、粗、精鉸2×Φ8（H7）小孔使尺寸達(dá)到Φ8（H7）。 工序Ⅹ：檢驗(yàn)入庫(kù)。 2、工藝路線方案二： 鑄造 時(shí)效 涂底漆 工序Ⅰ：粗精銑寬度為Ф40mm的上下平臺(tái)和寬度為30mm的平臺(tái)。 工序Ⅱ：粗精銑寬度為Φ30mm的凸臺(tái)表面 工序Ⅲ：鉆孔Ф25（H9）使尺寸達(dá)到Ф23mm。 工序Ⅳ：鉆2×Ф8(H7)的小孔使尺寸。 工序Ⅴ：擴(kuò)孔鉆鉆孔Ф25(H9)使尺寸達(dá)到Ф24.8mm。 工序Ⅵ：鉸孔Ф25（H9）使尺寸達(dá)到Ф25(H9)。 工序Ⅶ ：鉆Φ10（H7）的內(nèi)孔使尺寸達(dá)到9.8mm。 工序Ⅷ：粗鉸Φ10(H7)內(nèi)孔使尺寸達(dá)到9.96mm。 工序Ⅸ：精鉸Φ10（H7）內(nèi)孔使尺寸達(dá)到Φ10（H7）mm。 工序Ⅹ：粗鉸2×Φ8（H7）小孔使尺寸達(dá)到7.96mm。 工序Ⅺ：精鉸2×Φ8(H7)小孔使尺寸達(dá)到Φ8（H7）。 工序Ⅻ：檢驗(yàn)入庫(kù)。 （五）：工藝方案的比較和分析： 上述兩種工藝方案的特點(diǎn)是：方案一是根據(jù)寬度為40mm的上下肩面作為粗基準(zhǔn)，Ф25（H7）孔作為精基準(zhǔn)，所以就要加工Ф25孔時(shí)期尺寸達(dá)到要求的尺寸，那樣就保證了2×Ф8小孔的圓跳動(dòng)誤差精度等。而方案二則先粗加工孔Ф25，而不進(jìn)一步加工就鉆Ф8（H7），那樣就很難保證2×Ф8的圓度跳動(dòng)誤差精度。所以決定選擇方案一作為加工工藝路線比較合理。 （六）：選擇加工設(shè)備及刀、量、夾具 由于生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以采用通用機(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)床。其生產(chǎn)方式為以通用機(jī)床加專用夾具為主，輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線。工件在各級(jí)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完后。 粗精銑寬度為Ф40mm的上下平臺(tái)和寬度為30mm的平臺(tái)?？紤]到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等問(wèn)題，采用立銑，選擇X5012立式銑床（參考文獻(xiàn)：機(jī)械工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)，主編：李益民，機(jī)械工業(yè)出版社出版社），刀具選D=2mm的削平型立銑刀（參考文獻(xiàn)：機(jī)械工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)，主編：李益民，機(jī)械工業(yè)出版社出版）、專用夾具、專用量具和游標(biāo)卡尺。 粗精銑15mm的上下表面。采用X5021臥式銑床，刀具選D=2mm的削平型銑刀，專用夾具、專用量檢具和游標(biāo)卡尺。 鉆孔Ф25（H9）使尺寸達(dá)到Ф23mm。采用Z535型鉆床，刀具選莫氏錐柄麻花鉆（莫氏錐柄2號(hào)刀）D=23mm，專用鉆夾具，專用檢具。 擴(kuò)孔鉆鉆孔Ф25(H9)使尺寸達(dá)到Ф24.8mm。采用立式Z535型鉆床，刀具選D=24.7mm的錐柄擴(kuò)孔鉆（莫氏錐度3號(hào)刀），專用鉆夾具和專用檢具。 鉸孔Ф25（H9）使尺寸達(dá)到Ф25(H9)。采用立式Z535型鉆床，刀具選D=25mm的錐柄機(jī)用鉸刀，并倒1×45°的倒角鉆用鉸夾具和專用檢量具。 鉆Φ10（H7）的內(nèi)孔使尺寸達(dá)到Φ9.8mm。采用立式Z518型鉆床，刀具選用D=9.8mm的直柄麻花鉆，專用的鉆夾具和量檢具。 粗鉸Φ10(H7)內(nèi)孔使尺寸達(dá)到Φ9.96mm。采用立式Z518型鉆床，刀具選用D=10mm的直柄機(jī)用鉸刀，專用夾具和專用量檢具。 精鉸Φ10（H7）內(nèi)孔使尺寸達(dá)到Φ10（H7）mm。采用立式Z518型鉆床，選擇刀具D=10mm的精鉸刀，使用專用夾具和量檢具。 鉆2×Ф8(H7)的小孔使尺寸達(dá)到7.8mm。采用立式Z518型鉆床，刀具選用D=7.8mm的直柄麻花鉆，專用鉆夾具和專用檢量具。 粗鉸2×Φ8(H7)小孔使尺寸達(dá)到Φ7.96mm。采用立式Z518型鉆床，選擇刀具為D=8mm直柄機(jī)用鉸刀，使用專用夾具和專用量檢具。 精鉸2×Φ8(H7)小孔使尺寸達(dá)到Φ8（H7）。采用立式Z518型鉆床，選擇刀具為D=8mm的直柄機(jī)用鉸刀，使用專用的夾具和專用的量檢具。 （參考資料和文獻(xiàn)均來(lái)自：機(jī)械工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)，主編：李益民，機(jī)械工業(yè)出版社出版） （七）：加工工序設(shè)計(jì) 根據(jù)本次設(shè)計(jì)的要求，工序設(shè)計(jì)只設(shè)計(jì)老師所給出工序的計(jì)算。下面是對(duì)Φ8（H7）內(nèi)孔的加工設(shè)計(jì)。 各工步余量和工序尺寸及公差 （mm） 加工表面 加工方法 余量 公差等級(jí) 工序尺寸 15的上下表面 粗銑 1 — 16 15的上下表面 精銑 0 — 15 1、 粗銑15端面使尺寸達(dá)到16。 2、 精銑15端面使尺寸達(dá)到15。 這兩部工序全都采用X5021機(jī)床來(lái)進(jìn)行加工的，故： （1）參考文獻(xiàn)：機(jī)械設(shè)計(jì)工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)，并參考X5021機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)，f=0.1mm,v=200m/min,L=30mm n=1000v/(2L)=3333r/min 按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取n=3000r/min，則實(shí)際切削速度為v≈180m/min. 從參考文獻(xiàn)得知： Ff=9.81×42.7×2Lf0.8KF(N)=22600N M=9.81×0.021×2L×2Lf0.8KF(N.m)=667N*m 根據(jù)所得出數(shù)據(jù)，它們均少于機(jī)床的最大扭轉(zhuǎn)力矩和最大進(jìn)給力，故滿足機(jī)床剛度需求。 基本工時(shí)t=2/(0.1×3000)=0.07min （2）參考文獻(xiàn)：機(jī)械設(shè)計(jì)工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)，并參考X5021機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)，取精銑f=0.1mm,v=300m/min,n=5000r/min 基本工時(shí)t=1/(0.1×5000)=0.02min 三、夾具的設(shè)計(jì) 本次的夾具為—工序II：粗精銑15mm的上下表面而設(shè)計(jì)的?！”竟ば蛩庸さ拿媸俏挥讦?0凸臺(tái)平面內(nèi)，尺寸不大，工件重量較輕、輪廓尺寸以及生產(chǎn)量不是很大等原因，采用臥式定位、立式銑刀側(cè)銑的方法。 1、 確定設(shè)計(jì)方案 這道工序所加工的面在Φ30凸臺(tái)平面內(nèi)。 根據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其定位方案有： 工件以Φ25＋0.052mm 孔及端面Ra3.2和水平面底、V形擋塊分別在長(zhǎng)銷小平面、可調(diào)支承釘和可調(diào)螺釘上實(shí)現(xiàn)完全定位。銑15端面時(shí)，為防止工件加工時(shí)旋轉(zhuǎn)，采用了可調(diào)支承釘。 2 、選擇定位元件 （1）選擇長(zhǎng)銷大平面，作為以φ 25H9孔及其端面的定位元件。 （2）選擇可調(diào)支承釘和可調(diào)V形塊，防止在加工孔時(shí)出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，限制工件六個(gè)自由度。 3、計(jì)算夾緊力 參考文獻(xiàn)（機(jī)械加工工藝手冊(cè)），因夾具的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F之間的關(guān)系為： F夾=KF，式中的K為安全系數(shù)。由參考文獻(xiàn)得，當(dāng)夾緊力與切削力方向相反時(shí)，取K=3。 由前面的計(jì)算可知F=22600N。所以，F(xiàn)夾=KF=67800N. 4、定位誤差計(jì)算 （1）加工φ8H7時(shí)孔距尺寸 84± 0.2mm的定位誤差計(jì)算，由于基準(zhǔn)重合，故 ：0.015+0.2=0.215mm，0.015-0.2=-0.185mm，上下偏差為：0.215-（-0.185）=0.4mm，符合尺寸要求。 而基準(zhǔn)位移誤差為定位孔 (φ25H9 )與定位銷的最大間隙，故：定位銷取直徑為φ25H9，盡量減少位移誤差。故：25-25=0，上偏差：0.052-0.052=0mm，下偏差：0-0=0mm。其基準(zhǔn)也符合設(shè)計(jì)要求。由此可知此定位方案能滿足尺寸 84± 0.2mm的定位要求。 （2）加工表面距基準(zhǔn)面為58+0.74mm,則定位誤差為0.74mm. 　　此方案能滿足定位要求。 四、設(shè)計(jì)心得 兩個(gè)星期的機(jī)械設(shè)計(jì)到今天已經(jīng)劃上句號(hào)，經(jīng)過(guò)著兩個(gè)星期的努力，不僅順利完成了課程設(shè)計(jì)這個(gè)任務(wù)，而且從中一方面鞏固了之前的理論學(xué)習(xí)，另一方面也發(fā)現(xiàn)了自 己在學(xué)習(xí)工程中存在的薄弱環(huán)節(jié)。經(jīng)過(guò)老師的知道，和自己的認(rèn)真學(xué)習(xí)，自己把一些沒(méi)有掌握好的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)一步加深理解，把在設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，作為今后學(xué)習(xí)過(guò)程中努力的方向。課程設(shè)計(jì)，是一個(gè)系統(tǒng)性、知識(shí)點(diǎn)廣泛的學(xué)習(xí)過(guò)程。通過(guò)這樣一個(gè)系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)和結(jié)合，使自己把學(xué)過(guò)的知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，運(yùn)用在各個(gè)方面上去。同時(shí)，廣泛地運(yùn)用設(shè)計(jì)手冊(cè)，學(xué)會(huì)了在實(shí)際中運(yùn)用工具書，和獨(dú)立完成每一步查找工作；在整個(gè)零件的加工過(guò)程是和其他同學(xué)分工完成，所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要和同學(xué)一起討論分析，在夾具設(shè)計(jì)過(guò)程中也想同學(xué)征求了意見(jiàn)，是設(shè)計(jì)更加符合實(shí)際要求。 五、參考文獻(xiàn) 1、《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書及習(xí)題》 2、《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 3、《機(jī)床夾具圖冊(cè)》 4、《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 5、《機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》 目錄 1、 零件分析................................... ... 2、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì).................................. 3、 夾具設(shè)計(jì)....................................... 四、設(shè)計(jì)心得....................................... 五、參考文獻(xiàn)....................................... 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目：銑杠桿的端面夾具設(shè)計(jì) 指導(dǎo)老師：史 紅 設(shè) 計(jì) 者：賈 利 班 級(jí)：機(jī)械05-4班25號(hào) 哈爾濱理工大學(xué) 二○○八年九月二十五日 一、零件分析 （一）零件的作用 題目給出的零件是杠桿。它的主要的作用是用來(lái)支承、固定的。要求零件的配合是符合要求。 (二)零件的工藝分析 杠桿的Φ25+0.052mm孔的軸線和兩個(gè)端面有著垂直度的要求?，F(xiàn)分述如下： 本夾具用于在臥式銑床上，加工杠桿的15上下端面。工件以Φ25H9孔及其Ra3.2端面和水平面底為定位基準(zhǔn)。在長(zhǎng)銷大平面、支承釘和可調(diào)V形擋塊上實(shí)現(xiàn)完全定位。要加工的主要工序包括：粗精銑寬度為Φ40mm的上下平臺(tái)、鉆Φ10(H7)孔、鉆2×Ф8+0.015的小孔 、粗精銑15端面的上下表面。加工要求有：Φ40mm的平臺(tái)的表面粗糙度各為Ra6.3um（上平臺(tái)）、Ra3.2（下平臺(tái)）、Φ10(H7)孔為Ra1.6um、Φ25（H9）孔為Ra3.2um、15端面的上下表面粗糙度如圖和Φ8（H7）孔表面粗糙度都為Ra1.6um。2×Φ8（H7）孔有平行度分別為0.1um（A）、0.15um(A)。Φ10(H7)孔的平行度為0.1um（A）。杠桿有過(guò)渡圓角為R5，則其他的過(guò)渡圓角則為R3。其中主要的加工表面是15端面的上下表面。 二、工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) (一)、確定毛坯的制造形式。 零件的材料HT200?？紤]到零件在工作中處于潤(rùn)滑狀態(tài)，采用潤(rùn)滑效果較好的鑄鐵。由于年產(chǎn)量為中批生產(chǎn)水平，而且零件的輪廓尺寸不大，鑄造表面質(zhì)量的要求高，故可采用鑄造質(zhì)量穩(wěn)定的，適合中批生產(chǎn)的金屬模鑄造。又由于零件的對(duì)稱特性，故采取兩件鑄造在一起的方法，便于鑄造和加工工藝過(guò)程，而且還可以提高生產(chǎn)率。 查參考文獻(xiàn)（機(jī)械加工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)）得： 各加工表面表面總余量 加工表面 基本尺寸 加工余量等級(jí) 加工余量數(shù)/mm 說(shuō)明 Ф40mm的上下平臺(tái) 54 G 4 加工上下底面 寬度30mm的平臺(tái) 25 H 3 加工上表面 15mm端面的上下面 15 H 3 加工端面上下面 Φ10H7孔 10 H 3 加工內(nèi)孔 Φ8H7孔 8 H 3 加工內(nèi)孔 Φ25H9孔 25 G 4 加工內(nèi)孔 又由參考文獻(xiàn)得出： 主要毛坯尺寸及公差 主要尺寸 零件尺寸 總余量 毛坯尺寸 公差CT 2×Φ8（H7）之間的中心距離 168 — 168 4 Φ10（H7）孔尺寸 10 2.0 7 3 Φ25（H9）孔尺寸 25 3.0 21 4 Φ8（H7）孔尺寸 8 2.0 5 3 15端面的上下表面尺寸 15 — 18 — Ф40mm的上下平臺(tái) 寬度30mm的平臺(tái) 54 25 — — 58 28 — — (二)、基面的選擇 （1）粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于本零件而言，按照粗基準(zhǔn)的選擇原則，選擇本零件的加工表面就是寬度為Ф40mm的肩面表面作為加工的粗基準(zhǔn)，可用壓板對(duì)肩臺(tái)進(jìn)行加緊，利用一組V形塊支承Φ40mm的外輪廓作主要定位，以消除z、z、y、y四個(gè)自由度。再以一面定位消除x、x兩個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,就可加工Φ25（H7）的孔。 （2）精基準(zhǔn)的選擇。主要考慮到基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，和便于裝夾，采用Φ25(H7)的孔作為精基準(zhǔn)。 （三）、工件表面加工方法的選擇 本零件的加工表面有：粗精銑Φ40mm的上下平臺(tái)和寬度為30mm的平臺(tái)面、鉆Φ10(H7)孔、鉆2×Ф8+0.015的小孔 、粗精銑Φ30凸臺(tái)的平臺(tái)。材料為HT200，加工方法選擇如下： 1、 Φ40mm圓柱的上平臺(tái)和寬度為30mm的平臺(tái)面：公差等級(jí)為IT8～I(xiàn)T10,表面粗糙度為Ra6.3，采用粗銑→精銑的加工方法，并倒R3圓角。 2、 Φ40mm圓柱的下平臺(tái)：公差等級(jí)為IT8～I(xiàn)T10,表面粗糙度為Ra3.2，采用采用粗銑→精銑的加工方法，并倒R3圓角。 3、 15mm的上下表面：公差等級(jí)為IT13，表面粗糙度為Ra6.3，采用粗銑→精銑的加工方法。 4、 鉆Φ10(H7)內(nèi)孔：公差等級(jí)為IT7～I(xiàn)T8，表面粗糙度為Ra1.6，平行度為0.1μm（A），采用鉆孔→粗鉸→精鉸的加工方法。 5、 鉆Φ25（H9）內(nèi)孔：公差等級(jí)為IT6～I(xiàn)T8，表面粗糙度為Ra3.2，采用鉆孔→擴(kuò)孔鉆鉆孔→精鉸的加工方法，并倒1×45°內(nèi)角。 6、 鉆Φ8（H7）內(nèi)孔：公差等級(jí)為IT6～I(xiàn)T8,表面粗糙度為Ra1.6，采用鉆孔→粗鉸→精鉸的加工方法。 (四)、確定工藝路線 1、工藝路線方案一： 鑄造 時(shí)效 涂底漆 工序Ⅰ：粗精銑寬度為Ф40mm的上下平臺(tái)和寬度為30mm的平臺(tái) 工序Ⅱ：粗精銑15mm的上下表面 工序Ⅲ：鉆孔Ф25（H9）使尺寸達(dá)到Ф23mm。 工序Ⅳ：擴(kuò)孔鉆鉆孔Ф25(H9)使尺寸達(dá)到Ф24.8mm。 工序Ⅴ：鉸孔Ф25（H9）使尺寸達(dá)到Ф25(H9)。 工序Ⅵ ：鉆Φ10（H7）的內(nèi)孔使尺寸達(dá)到9.8mm。 工序Ⅶ：粗鉸Φ10(H7)內(nèi)孔使尺寸達(dá)到9.96mm。 工序Ⅷ：精鉸Φ10（H7）內(nèi)孔使尺寸達(dá)到Φ10（H7）mm。 工序Ⅸ：鉆、粗、精鉸2×Φ8（H7）小孔使尺寸達(dá)到Φ8（H7）。 工序Ⅹ：檢驗(yàn)入庫(kù)。 2、工藝路線方案二： 鑄造 時(shí)效 涂底漆 工序Ⅰ：粗精銑寬度為Ф40mm的上下平臺(tái)和寬度為30mm的平臺(tái)。 工序Ⅱ：粗精銑寬度為Φ30mm的凸臺(tái)表面 工序Ⅲ：鉆孔Ф25（H9）使尺寸達(dá)到Ф23mm。 工序Ⅳ：鉆2×Ф8(H7)的小孔使尺寸。 工序Ⅴ：擴(kuò)孔鉆鉆孔Ф25(H9)使尺寸達(dá)到Ф24.8mm。 工序Ⅵ：鉸孔Ф25（H9）使尺寸達(dá)到Ф25(H9)。 工序Ⅶ ：鉆Φ10（H7）的內(nèi)孔使尺寸達(dá)到9.8mm。 工序Ⅷ：粗鉸Φ10(H7)內(nèi)孔使尺寸達(dá)到9.96mm。 工序Ⅸ：精鉸Φ10（H7）內(nèi)孔使尺寸達(dá)到Φ10（H7）mm。 工序Ⅹ：粗鉸2×Φ8（H7）小孔使尺寸達(dá)到7.96mm。 工序Ⅺ：精鉸2×Φ8(H7)小孔使尺寸達(dá)到Φ8（H7）。 工序Ⅻ：檢驗(yàn)入庫(kù)。 （五）：工藝方案的比較和分析： 上述兩種工藝方案的特點(diǎn)是：方案一是根據(jù)寬度為40mm的上下肩面作為粗基準(zhǔn)，Ф25（H7）孔作為精基準(zhǔn)，所以就要加工Ф25孔時(shí)期尺寸達(dá)到要求的尺寸，那樣就保證了2×Ф8小孔的圓跳動(dòng)誤差精度等。而方案二則先粗加工孔Ф25，而不進(jìn)一步加工就鉆Ф8（H7），那樣就很難保證2×Ф8的圓度跳動(dòng)誤差精度。所以決定選擇方案一作為加工工藝路線比較合理。 （六）：選擇加工設(shè)備及刀、量、夾具 由于生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以采用通用機(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)床。其生產(chǎn)方式為以通用機(jī)床加專用夾具為主，輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線。工件在各級(jí)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完后。 粗精銑寬度為Ф40mm的上下平臺(tái)和寬度為30mm的平臺(tái)?？紤]到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等問(wèn)題，采用立銑，選擇X5012立式銑床（參考文獻(xiàn)：機(jī)械工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)，主編：李益民，機(jī)械工業(yè)出版社出版社），刀具選D=2mm的削平型立銑刀（參考文獻(xiàn)：機(jī)械工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)，主編：李益民，機(jī)械工業(yè)出版社出版）、專用夾具、專用量具和游標(biāo)卡尺。 粗精銑15mm的上下表面。采用X5021臥式銑床，刀具選D=2mm的削平型銑刀，專用夾具、專用量檢具和游標(biāo)卡尺。 鉆孔Ф25（H9）使尺寸達(dá)到Ф23mm。采用Z535型鉆床，刀具選莫氏錐柄麻花鉆（莫氏錐柄2號(hào)刀）D=23mm，專用鉆夾具，專用檢具。 擴(kuò)孔鉆鉆孔Ф25(H9)使尺寸達(dá)到Ф24.8mm。采用立式Z535型鉆床，刀具選D=24.7mm的錐柄擴(kuò)孔鉆（莫氏錐度3號(hào)刀），專用鉆夾具和專用檢具。 鉸孔Ф25（H9）使尺寸達(dá)到Ф25(H9)。采用立式Z535型鉆床，刀具選D=25mm的錐柄機(jī)用鉸刀，并倒1×45°的倒角鉆用鉸夾具和專用檢量具。 鉆Φ10（H7）的內(nèi)孔使尺寸達(dá)到Φ9.8mm。采用立式Z518型鉆床，刀具選用D=9.8mm的直柄麻花鉆，專用的鉆夾具和量檢具。 粗鉸Φ10(H7)內(nèi)孔使尺寸達(dá)到Φ9.96mm。采用立式Z518型鉆床，刀具選用D=10mm的直柄機(jī)用鉸刀，專用夾具和專用量檢具。 精鉸Φ10（H7）內(nèi)孔使尺寸達(dá)到Φ10（H7）mm。采用立式Z518型鉆床，選擇刀具D=10mm的精鉸刀，使用專用夾具和量檢具。 鉆2×Ф8(H7)的小孔使尺寸達(dá)到7.8mm。采用立式Z518型鉆床，刀具選用D=7.8mm的直柄麻花鉆，專用鉆夾具和專用檢量具。 粗鉸2×Φ8(H7)小孔使尺寸達(dá)到Φ7.96mm。采用立式Z518型鉆床，選擇刀具為D=8mm直柄機(jī)用鉸刀，使用專用夾具和專用量檢具。 精鉸2×Φ8(H7)小孔使尺寸達(dá)到Φ8（H7）。采用立式Z518型鉆床，選擇刀具為D=8mm的直柄機(jī)用鉸刀，使用專用的夾具和專用的量檢具。 （參考資料和文獻(xiàn)均來(lái)自：機(jī)械工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)，主編：李益民，機(jī)械工業(yè)出版社出版） （七）：加工工序設(shè)計(jì) 根據(jù)本次設(shè)計(jì)的要求，工序設(shè)計(jì)只設(shè)計(jì)老師所給出工序的計(jì)算。下面是對(duì)Φ8（H7）內(nèi)孔的加工設(shè)計(jì)。 各工步余量和工序尺寸及公差 （mm） 加工表面 加工方法 余量 公差等級(jí) 工序尺寸 15的上下表面 粗銑 1 — 16 15的上下表面 精銑 0 — 15 1、 粗銑15端面使尺寸達(dá)到16。 2、 精銑15端面使尺寸達(dá)到15。 這兩部工序全都采用X5021機(jī)床來(lái)進(jìn)行加工的，故： （1）參考文獻(xiàn)：機(jī)械設(shè)計(jì)工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)，并參考X5021機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)，f=0.1mm,v=200m/min,L=30mm n=1000v/(2L)=3333r/min 按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速取n=3000r/min，則實(shí)際切削速度為v≈180m/min. 從參考文獻(xiàn)得知： Ff=9.81×42.7×2Lf0.8KF(N)=22600N M=9.81×0.021×2L×2Lf0.8KF(N.m)=667N*m 根據(jù)所得出數(shù)據(jù)，它們均少于機(jī)床的最大扭轉(zhuǎn)力矩和最大進(jìn)給力，故滿足機(jī)床剛度需求。 基本工時(shí)t=2/(0.1×3000)=0.07min （2）參考文獻(xiàn)：機(jī)械設(shè)計(jì)工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)，并參考X5021機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)，取精銑f=0.1mm,v=300m/min,n=5000r/min 基本工時(shí)t=1/(0.1×5000)=0.02min 三、夾具的設(shè)計(jì) 本次的夾具為—工序II：粗精銑15mm的上下表面而設(shè)計(jì)的。　本工序所加工的面是位于Φ30凸臺(tái)平面內(nèi)，尺寸不大，工件重量較輕、輪廓尺寸以及生產(chǎn)量不是很大等原因，采用臥式定位、立式銑刀側(cè)銑的方法。 1、 確定設(shè)計(jì)方案 這道工序所加工的面在Φ30凸臺(tái)平面內(nèi)。 根據(jù)工件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其定位方案有： 工件以Φ25＋0.052mm 孔及端面Ra3.2和水平面底、V形擋塊分別在長(zhǎng)銷小平面、可調(diào)支承釘和可調(diào)螺釘上實(shí)現(xiàn)完全定位。銑15端面時(shí)，為防止工件加工時(shí)旋轉(zhuǎn)，采用了可調(diào)支承釘。 2 、選擇定位元件 （1）選擇長(zhǎng)銷大平面，作為以φ 25H9孔及其端面的定位元件。 （2）選擇可調(diào)支承釘和可調(diào)V形塊，防止在加工孔時(shí)出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，限制工件六個(gè)自由度。 3、計(jì)算夾緊力 參考文獻(xiàn)（機(jī)械加工工藝手冊(cè)），因夾具的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F之間的關(guān)系為： F夾=KF，式中的K為安全系數(shù)。由參考文獻(xiàn)得，當(dāng)夾緊力與切削力方向相反時(shí)，取K=3。 由前面的計(jì)算可知F=22600N。所以，F(xiàn)夾=KF=67800N. 4、定位誤差計(jì)算 （1）加工φ8H7時(shí)孔距尺寸 84± 0.2mm的定位誤差計(jì)算，由于基準(zhǔn)重合，故 ：0.015+0.2=0.215mm，0.015-0.2=-0.185mm，上下偏差為：0.215-（-0.185）=0.4mm，符合尺寸要求。 而基準(zhǔn)位移誤差為定位孔 (φ25H9 )與定位銷的最大間隙，故：定位銷取直徑為φ25H9，盡量減少位移誤差。故：25-25=0，上偏差：0.052-0.052=0mm，下偏差：0-0=0mm。其基準(zhǔn)也符合設(shè)計(jì)要求。由此可知此定位方案能滿足尺寸 84± 0.2mm的定位要求。 （2）加工表面距基準(zhǔn)面為58+0.74mm,則定位誤差為0.74mm. 　　此方案能滿足定位要求。 四、設(shè)計(jì)心得 兩個(gè)星期的機(jī)械設(shè)計(jì)到今天已經(jīng)劃上句號(hào)，經(jīng)過(guò)著兩個(gè)星期的努力，不僅順利完成了課程設(shè)計(jì)這個(gè)任務(wù)，而且從中一方面鞏固了之前的理論學(xué)習(xí)，另一方面也發(fā)現(xiàn)了自 己在學(xué)習(xí)工程中存在的薄弱環(huán)節(jié)。經(jīng)過(guò)老師的知道，和自己的認(rèn)真學(xué)習(xí)，自己把一些沒(méi)有掌握好的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)一步加深理解，把在設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，作為今后學(xué)習(xí)過(guò)程中努力的方向。課程設(shè)計(jì)，是一個(gè)系統(tǒng)性、知識(shí)點(diǎn)廣泛的學(xué)習(xí)過(guò)程。通過(guò)這樣一個(gè)系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)和結(jié)合，使自己把學(xué)過(guò)的知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，運(yùn)用在各個(gè)方面上去。同時(shí)，廣泛地運(yùn)用設(shè)計(jì)手冊(cè)，學(xué)會(huì)了在實(shí)際中運(yùn)用工具書，和獨(dú)立完成每一步查找工作；在整個(gè)零件的加工過(guò)程是和其他同學(xué)分工完成，所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要和同學(xué)一起討論分析，在夾具設(shè)計(jì)過(guò)程中也想同學(xué)征求了意見(jiàn)，是設(shè)計(jì)更加符合實(shí)際要求。 五、參考文獻(xiàn) 1、《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書及習(xí)題》 2、《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 3、《機(jī)床夾具圖冊(cè)》 4、《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 5、《機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》 目錄 1、 零件分析................................... ... 2、 工藝規(guī)程設(shè)計(jì).................................. 3、 夾具設(shè)計(jì)....................................... 四、設(shè)計(jì)心得....................................... 五、參考文獻(xiàn)....................................... 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目：銑杠桿的端面夾具設(shè)計(jì) 指導(dǎo)老師：史 紅 設(shè) 計(jì) 者：賈 利 班 級(jí)：機(jī)械05-4班25號(hào) 哈爾濱理工大學(xué) 二○○八年九月二十五日