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XX學(xué)校 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 零件名稱 撥叉 共 10 頁(yè) 第 1 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材料牌號(hào) 03 銑 RZG310-570 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鑄鋼 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 立式銑床 X52K 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 工 步 號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進(jìn)給量 mm/r 背吃刀量 mm 進(jìn)給 次數(shù) 工步工時(shí) 機(jī)動(dòng) 輔助 1 銑Φ40后端面 端面銑刀、游標(biāo)卡尺 475 74.6 0.2 2.0 1 0.474 設(shè)計(jì)(日期) 審核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會(huì)簽(日期) 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 XX學(xué)校 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 零件名稱 撥叉 共 10 頁(yè) 第 2 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材料牌號(hào) 04 銑 RZG310-570 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鑄鋼 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 立式銑床 X52K 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 工 步 號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進(jìn)給量 mm/r 背吃刀量 mm 進(jìn)給 次數(shù) 工步工時(shí) 機(jī)動(dòng) 輔助 1 銑Φ40前端面 端面銑刀、游標(biāo)卡尺 475 74.6 0.2 2.0 1 0.474 設(shè)計(jì)(日期) 審核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會(huì)簽(日期) 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 XX學(xué)校 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 零件名稱 撥叉 共 10 頁(yè) 第 3 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材料牌號(hào) 05 鉆 RZG310-570 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鑄鋼 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 立式鉆床 Z525 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 工 步 號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進(jìn)給量 mm/r 背吃刀量 mm 進(jìn)給 次數(shù) 工步工時(shí) 機(jī)動(dòng) 輔助 1 鉆Φ24.8孔 麻花鉆、內(nèi)徑百分尺 545 42.5 0.28 12.4 1 0.639 2 鉸Φ25H7孔 鉸刀、內(nèi)徑百分尺 680 53.4 0.17 0.1 1 0.737 3 倒1×30°角 設(shè)計(jì)(日期) 審核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會(huì)簽(日期) 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 XX學(xué)校 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 零件名稱 撥叉 共 10 頁(yè) 第 4 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材料牌號(hào) 06 銑 RZG310-570 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鑄鋼 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 立式銑床 X52K 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 工 步 號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進(jìn)給量 mm/r 背吃刀量 mm 進(jìn)給 次數(shù) 工步工時(shí) 機(jī)動(dòng) 輔助 1 銑M18-6H端口 端面銑刀、游標(biāo)卡尺 475 59.7 0.2 2.0 1 0.390 2 銑寬36端面 端面銑刀、游標(biāo)卡尺 475 59.7 0.2 2.0 1 0.432 3 銑30°斜面 單角銑刀、游標(biāo)卡尺 475 15.0 0.2 3.0 1 0.443 4 粗銑寬15槽 三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺 475 20.9 0.2 7.0 1 0.485 設(shè)計(jì)(日期) 審核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會(huì)簽(日期) 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 XX學(xué)校 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 零件名稱 撥叉 共 10 頁(yè) 第 5 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材料牌號(hào) 07 鉆 RZG310-570 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鑄鋼 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 立式鉆床 Z525 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 工 步 號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進(jìn)給量 mm/r 背吃刀量 mm 進(jìn)給 次數(shù) 工步工時(shí) 機(jī)動(dòng) 輔助 1 鉆Φ16.5孔 麻花鉆、內(nèi)徑百分尺 545 28.3 0.28 8.25 1 0.418 2 攻M18-6H螺紋 絲錐、量規(guī) 400 20 0.75 0.75 1 0.070 設(shè)計(jì)(日期) 審核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會(huì)簽(日期) 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 XX學(xué)校 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 零件名稱 撥叉 共 10 頁(yè) 第 6 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材料牌號(hào) 06 銑 RZG310-570 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鑄鋼 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 臥式銑床 X62 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 工 步 號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進(jìn)給量 mm/r 背吃刀量 mm 進(jìn)給 次數(shù) 工步工時(shí) 機(jī)動(dòng) 輔助 1 粗銑叉口前后端面 三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺 475 15.0 0.2 1.5 2.916 設(shè)計(jì)(日期) 審核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會(huì)簽(日期) 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 XX學(xué)校 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 零件名稱 撥叉 共 10 頁(yè) 第 7 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材料牌號(hào) 06 銑 RZG310-570 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鑄鋼 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 臥式銑床 X62 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 工 步 號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進(jìn)給量 mm/r 背吃刀量 mm 進(jìn)給 次數(shù) 工步工時(shí) 機(jī)動(dòng) 輔助 1 粗銑叉口內(nèi)側(cè)端面 三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺 475 15.0 0.2 1.5 2 0.348 設(shè)計(jì)(日期) 審核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會(huì)簽(日期) 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 XX學(xué)校 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 零件名稱 撥叉 共 10 頁(yè) 第 8 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材料牌號(hào) 11 銑 RZG310-570 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鑄鋼 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 立式銑床 X52K 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 工 步 號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進(jìn)給量 mm/r 背吃刀量 mm 進(jìn)給 次數(shù) 工步工時(shí) 機(jī)動(dòng) 輔助 1 半精銑寬15槽 三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺 600 28.3 0.1 0.5 1 0.659 設(shè)計(jì)(日期) 審核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會(huì)簽(日期) 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 XX學(xué)校 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 零件名稱 撥叉 共 10 頁(yè) 第 9 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材料牌號(hào) 12 銑 RZG310-570 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鑄鋼 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 臥式銑床 X62 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 工 步 號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進(jìn)給量 mm/r 背吃刀量 mm 進(jìn)給 次數(shù) 工步工時(shí) 機(jī)動(dòng) 輔助 1 半精銑叉口前后端面 三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺 600 18.9 0.1 0.5 2 4.584 設(shè)計(jì)(日期) 審核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會(huì)簽(日期) 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 XX學(xué)校 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 零件名稱 撥叉 共 10 頁(yè) 第 10 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材料牌號(hào) 13 銑 RZG310-570 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鑄鋼 設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù) 臥式銑床 X62 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) (分) 準(zhǔn)終 單件 工 步 號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進(jìn)給量 mm/r 背吃刀量 mm 進(jìn)給 次數(shù) 工步工時(shí) 機(jī)動(dòng) 輔助 1 半精銑叉口內(nèi)側(cè)端面 三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺 600 18.9 0.1 0.5 2 0.517 設(shè)計(jì)(日期) 審核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會(huì)簽(日期) 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 編號(hào)： 采用遺傳算法優(yōu)化加工夾具定位和加緊位置 Necmettin Kaya* Department of Mechanical Engineering, Uludag University, Go¨ru¨kle, Bursa 16059, Turkey Received 8 July 2004; accepted 26 May 2005 Available online 6 September 2005 摘 要 工件變形的問(wèn)題可能導(dǎo)致機(jī)械加工中的空間問(wèn)題。支撐和定位器是用于減少工件彈性變形引起的誤差。支撐、定位器的優(yōu)化和夾具定位是最大限度的減少幾何在工件加工中的誤差的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。本文應(yīng)用夾具布局優(yōu)化遺傳算法（GAs）來(lái)處理夾具布局優(yōu)化問(wèn)題。遺傳算法的方法是基于一種通過(guò)整合有限的運(yùn)行于批處理模式的每一代的目標(biāo)函數(shù)值的元素代碼的方法，用于來(lái)優(yōu)化夾具布局。給出的個(gè)案研究說(shuō)明已開(kāi)發(fā)的方法的應(yīng)用。采用染色體文庫(kù)方法減少整體解決問(wèn)題的時(shí)間。已開(kāi)發(fā)的遺傳算法保持跟蹤先前的分析設(shè)計(jì)，因此先前的分析功能評(píng)價(jià)的數(shù)量降低大約93%。結(jié)果表明，該方法的夾具布局優(yōu)化問(wèn)題是多模式的問(wèn)題。優(yōu)化設(shè)計(jì)之間沒(méi)有任何明顯的相似之處，雖然它們提供非常相似的表現(xiàn)。 關(guān)鍵詞：夾具設(shè)計(jì)；遺傳算法；優(yōu)化 1. 引言 夾具用來(lái)定位和束縛機(jī)械操作中的工件，減少由于對(duì)確保機(jī)械操作準(zhǔn)確性的夾緊方案和切削力造成的工件和夾具的變形。傳統(tǒng)上，加工夾具是通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)法來(lái)設(shè)計(jì)和制造的，這是一個(gè)既造價(jià)高又耗時(shí)的制造過(guò)程。為確保工件按規(guī)定尺寸和公差來(lái)制造，工件必須給予適當(dāng)?shù)亩ㄎ缓蛫A緊以確保有必要開(kāi)發(fā)工具來(lái)消除高造價(jià)和耗時(shí)的反復(fù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。適當(dāng)?shù)墓ぜㄎ缓蛫A具設(shè)計(jì)對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量的精密度、準(zhǔn)確度和機(jī)制件的完飾是至關(guān)重要的。 從理論上說(shuō)，3-2-1定位原則對(duì)于定位所有的棱柱形零件是很令人滿意的。該方法具有最大的剛性與最少量的夾具元件。從動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)來(lái)看定位零件意味著限制了自由移動(dòng)物體的六自由度（三個(gè)平動(dòng)自由度和三個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度）。在零件下部設(shè)置三個(gè)支撐來(lái)建立工件在垂直軸方向的定位。在兩個(gè)外圍邊緣放置定位器旨在建立工件在水平x軸和y軸的定位。正確定位夾具的工件對(duì)于制造過(guò)程的全面準(zhǔn)確性和重復(fù)性是至關(guān)重要的。定位器應(yīng)該盡可能的遠(yuǎn)距離的分開(kāi)放置并且應(yīng)該放在任何可能的加工面上。放置的支撐器通常用來(lái)包圍工件的重力中心并且盡可能的將其分開(kāi)放置以維持其穩(wěn)定性。夾具夾子的首要任務(wù)是固定夾具以抵抗定位器和支撐器。不應(yīng)該要求夾子反抗加工操作中的切削力。 對(duì)于給定數(shù)量的夾具元件，加工夾具合成的問(wèn)題是尋找?jiàn)A具優(yōu)化布局或工件周圍夾具元件的位置。本篇文章提出一種優(yōu)化夾具布局遺傳算法。優(yōu)化目標(biāo)是研究一個(gè)二維夾具布局使工件不同位置上最大的彈性變形最小化。ANSYS程序以用于計(jì)算工件變形情況下夾緊力和切削力。本文給出兩個(gè)實(shí)例來(lái)說(shuō)明給出的方法。 2. 回顧相關(guān)工程結(jié)構(gòu) 最近幾年夾具設(shè)計(jì)問(wèn)題受到越來(lái)越多的重視。然而，很少有注意力集中于優(yōu)化夾具布局設(shè)計(jì)。Menassa和Devries用FEA計(jì)算變形量使設(shè)計(jì)準(zhǔn)則要求的位點(diǎn)的工件變形最小化。設(shè)計(jì)問(wèn)題是確定支撐器位置。Meyer和Liou提出一個(gè)方法就是使用線性編程技術(shù)合成動(dòng)態(tài)編程條件中的夾具。給出了使夾緊力和定位力最小化的解決方案。Li和Melkote用非線性規(guī)劃方法解決布局優(yōu)化問(wèn)題。這個(gè)方法使工件位置誤差最小化歸于工件的局部彈性變形。Roy和Liao開(kāi)發(fā)出一種啟發(fā)式方法來(lái)計(jì)劃最好的支撐和夾緊位置。Tao等人提出一個(gè)幾何推理的方法來(lái)確定最優(yōu)夾緊點(diǎn)和任意形狀工件的夾緊順序。Liao和Hu提出一種夾具結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)這個(gè)系統(tǒng)基于動(dòng)態(tài)模型分析受限于時(shí)變加工負(fù)載的夾具—工件系統(tǒng)。本文也調(diào)查了夾緊位置的影響。Li和Melkote提出夾具布局和夾緊力最優(yōu)合成方法幫我們解釋加工過(guò)程中的工件動(dòng)力學(xué)。本文提出一個(gè)夾具布局和夾緊力優(yōu)化結(jié)合的程序。他們用接觸彈性建模方法解釋工件剛體動(dòng)力學(xué)在加工期間的影響。Amaral等人用ANSYS驗(yàn)證夾具設(shè)計(jì)的完整性。他們用3-2-1方法。ANSYS提出優(yōu)化分析。Tan等人通過(guò)力鎖合、優(yōu)化與有限建模方法描述了建模、優(yōu)化夾具的分析與驗(yàn)證。 以上大部分的研究使用線性和非線性編程方式這通常不會(huì)給出全局最優(yōu)解決方案。所有的夾具布局優(yōu)化程序開(kāi)始于一個(gè)初始可行布局。這些方法給出的解決方案在很大程度上取決于初始夾具布局。他們沒(méi)有考慮到工件夾具布局優(yōu)化對(duì)整體的變形。 GAs已被證明在解決工程中優(yōu)化問(wèn)題是有用的。夾具設(shè)計(jì)具有巨大的解決空間并需要搜索工具找到最好的設(shè)計(jì)。一些研究人員曾使用GAs解決夾具設(shè)計(jì)及夾具布局問(wèn)題。Kumar等人用GAs和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)夾具。Marcelin已經(jīng)將GAs用于支撐位置的優(yōu)化。Vallapuzha等人提出基于優(yōu)化方法的GA，它采用空間坐標(biāo)來(lái)表示夾具元件的位置。夾具布局優(yōu)化程序設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)是使用MATLAB和遺傳算法工具箱。HYPERMESH和MSC / NASTRAN用于FE模型。Vallapuzha等人提出一些結(jié)果關(guān)于一個(gè)廣泛調(diào)查不同優(yōu)化方法的相對(duì)有效性。他們的研究表明連續(xù)遺傳算法提出了最優(yōu)質(zhì)的解決方案。Li和Shiu使用遺傳算法確定了夾具設(shè)計(jì)最優(yōu)配置的金屬片。MSC/NASTRAN已經(jīng)用于適應(yīng)度值評(píng)價(jià)。Liao提出自動(dòng)選擇最佳夾子和夾鉗的數(shù)目以及它們?cè)诮饘倨系膴A具中的最優(yōu)位置。Krishnakumar和Melkote開(kāi)發(fā)了一種夾具布局優(yōu)化技術(shù)，它是利用遺傳算法找到了夾具布局，由于整個(gè)刀具路徑中的夾緊力和加工力使加工表面變形量最小化。通過(guò)節(jié)點(diǎn)編號(hào)使定位器和夾具位置特殊化。一個(gè)內(nèi)置的有限元求解器研制成功。 一些研究沒(méi)考慮到整個(gè)刀具路徑的優(yōu)化布局以及磨屑清除。一些研究采用節(jié)點(diǎn)編號(hào)作為設(shè)計(jì)參數(shù)。 在本研究中，開(kāi)發(fā)GA工具用于尋找在二維工件中的最優(yōu)定位器和夾緊位置。使用參考邊緣的距離作為設(shè)計(jì)參數(shù)而不是用FEA節(jié)點(diǎn)編號(hào)。真正編碼遺傳算法的染色體的健康指數(shù)是從FEA結(jié)果中獲得的。ANSSYS用于FEA計(jì)算。用染色體文庫(kù)的方法是為了減少解決問(wèn)題的時(shí)間。用兩個(gè)問(wèn)題測(cè)試已開(kāi)發(fā)的遺傳算法工具。給出的兩個(gè)實(shí)例說(shuō)明了這個(gè)開(kāi)發(fā)的方法。本論文的主要貢獻(xiàn)可以概括為以下幾個(gè)方面： (1)開(kāi)發(fā)了遺傳算法編碼結(jié)合商業(yè)有限元素求解； (2)遺傳算法采用染色體文庫(kù)以降低計(jì)算時(shí)間； (3)使用真正的設(shè)計(jì)參數(shù)，而不是有限元節(jié)點(diǎn)數(shù)字； (4)當(dāng)工具在工件中移動(dòng)時(shí)考慮磨屑清除工具。 3. 遺傳算法概念 遺傳算法最初由John Holland開(kāi)發(fā)。Goldberg出版了一本書(shū)，解釋了這個(gè)理論和遺傳算法應(yīng)用實(shí)例的詳細(xì)說(shuō)明。遺傳算法是一種隨機(jī)搜索方法，它模擬一些自然演化的機(jī)制。該算法用于種群設(shè)計(jì)。種群從一代到另一代演化，通過(guò)自然選擇逐漸提高了適應(yīng)環(huán)境的能力，更健康的個(gè)體有更好的機(jī)會(huì)，將他們的特征傳給后代。 該算法中，要基于為每個(gè)設(shè)計(jì)計(jì)算適合性，所以人工選擇取代自然環(huán)境選擇。適應(yīng)度值這個(gè)詞用來(lái)指明染色體生存幾率，它在本質(zhì)上是該優(yōu)化問(wèn)題的目標(biāo)函數(shù)。生物定義的特征染色體用代表設(shè)計(jì)變量的字符串中的數(shù)值代替。 被公認(rèn)的遺傳算法與傳統(tǒng)的梯度基礎(chǔ)優(yōu)化技術(shù)的不同主要有如下四種方式： (1)遺傳算法和問(wèn)題中的一種編碼的設(shè)計(jì)變量和參數(shù)一起工作而不是實(shí)際參數(shù)本身。 (2)遺傳算法使用種群—類型研究。評(píng)價(jià)在每個(gè)重復(fù)中的許多不同的設(shè)計(jì)要點(diǎn)而不是一個(gè)點(diǎn)順序移動(dòng)到下一個(gè)。 (3)遺傳算法僅僅需要一個(gè)適當(dāng)?shù)幕蚰繕?biāo)函數(shù)值。沒(méi)有衍生品或梯度是必要的。 (4)遺傳算法以用概率轉(zhuǎn)換規(guī)則來(lái)發(fā)現(xiàn)新設(shè)計(jì)為探索點(diǎn)而不是利用基于梯度信息的確定性規(guī)則來(lái)找到這些新觀點(diǎn)。 4. 方法 4.1 夾具定位原則 加工過(guò)程中，用夾具來(lái)保持工件處于一個(gè)穩(wěn)定的操作位置。對(duì)于夾具最重要的標(biāo)準(zhǔn)是工件位置精確度和工件變形。一個(gè)良好的夾具設(shè)計(jì)使工件幾何和加工精度誤差最小化。另一個(gè)夾具設(shè)計(jì)的要求是夾具必須限制工件的變形?？紤]切削力以及夾緊力是很重要的。沒(méi)有足夠的夾具支撐，加工操作就不符合設(shè)計(jì)公差。有限元分析在解決這其中的一些問(wèn)題時(shí)是一種很有力的工具。 棱柱形零件常見(jiàn)的定位方法是3-2-1方法。該方法具有最大剛體度以及最小夾具元件數(shù)。在三維中一個(gè)工件可能會(huì)通過(guò)六自由度定位方法快速定位為了限制工件的九個(gè)自由度。其他的三個(gè)自由度通過(guò)夾具元件消除了。基于3-2-1定位原理的二位工件布局的例子如圖4。 圖4 3-2-1對(duì)二維棱柱工件定位布局 定位面得數(shù)量不得超過(guò)兩個(gè)避免冗余的位置?；?-2-1的夾具設(shè)計(jì)原則有兩種精確的定位平面包含于兩個(gè)或一個(gè)定位器。因此，在兩邊有最大的夾緊力抵抗每個(gè)定位平面。夾緊力總是指向定位器為了推動(dòng)工件接觸到所有的定位器。定位點(diǎn)對(duì)面應(yīng)定位夾緊點(diǎn)防止工件由于夾緊力而扭曲。因?yàn)榧庸ちρ刂庸っ妫杂斜匾_保定位器的反應(yīng)力在所有時(shí)間內(nèi)是正的。任何負(fù)面的反應(yīng)力表示工件從夾具元件中脫離。換句話說(shuō)，當(dāng)反應(yīng)力是負(fù)的時(shí)候，工件和夾具元件之間接觸或分離的損失可能發(fā)生。定位器內(nèi)正的反應(yīng)力確保工件從切削開(kāi)始到結(jié)束都能接觸到所有的定位器。夾緊力應(yīng)該充分束縛和定位工件且不導(dǎo)致工件的變形或損壞。本文不考慮夾緊力的優(yōu)化。 4.2 基于夾具布局優(yōu)化方法的遺傳算法 在實(shí)際設(shè)計(jì)問(wèn)題中，設(shè)計(jì)參數(shù)的數(shù)量可能很大并且它們對(duì)目標(biāo)函數(shù)的影響會(huì)是非常復(fù)雜的。目標(biāo)函數(shù)曲線必須是光滑的并且需要一個(gè)程序計(jì)算梯度。遺傳算法在理念上遠(yuǎn)不同于其他的探究方法，它們包括傳統(tǒng)的優(yōu)化方法和其他隨機(jī)方法。通過(guò)運(yùn)用遺傳算法來(lái)對(duì)夾具優(yōu)化布局，可以獲得一個(gè)或一組最優(yōu)的解決方案。 本項(xiàng)研究中，最優(yōu)定位器和夾具定位使用遺傳算法確定。它們是理想的適合夾具布局優(yōu)化問(wèn)題的方法因?yàn)闆](méi)有直接分析的關(guān)系存在于加工誤差和夾具布局中。因?yàn)檫z傳算法僅僅為一個(gè)特別的夾具布局處理設(shè)計(jì)變量和目標(biāo)函數(shù)值，所以不需要梯度或輔助信息。 建議方案流程圖如圖5。 使用開(kāi)發(fā)的命名為GenFix的Delphi語(yǔ)言軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)夾具布局優(yōu)化。位移量用ANSYS軟件計(jì)算。通過(guò)WinExec功能在GenFix中運(yùn)行ANSYS很簡(jiǎn)單。GenFix和ANSYS之間相互作用通過(guò)四部實(shí)現(xiàn)： (1)定位器和夾具位置從二進(jìn)制代碼字符串中提取作為真正的參數(shù)。 (2)這些參數(shù)和ANSYS輸入批處理文件（建模、解決方案和后置處理）用WinExec功能傳給ANSYS。 (3)解決后將位移值寫(xiě)成一個(gè)文本文件。 (4)GenFix讀這個(gè)文件并為當(dāng)前定位器和夾緊位置計(jì)算適應(yīng)度值。 為了減少計(jì)算量，染色體與適應(yīng)度值儲(chǔ)存在一個(gè)文庫(kù)里以備進(jìn)一步評(píng)估。GenFix首先檢查是否當(dāng)前的染色體的適應(yīng)度值已經(jīng)在之前被計(jì)算過(guò)。如果沒(méi)有，定位器位置被送到ANSYS，否則從文庫(kù)中取走適應(yīng)度值。在初始種群產(chǎn)生過(guò)程中，檢查每一個(gè)染色體可行與否。如果違反了這個(gè)原則，它就會(huì)出局然后新的染色體就產(chǎn)生了。這個(gè)程序創(chuàng)造了可行的初始種群。這保證了初始種群的每個(gè)染色體在夾緊力和切削力作用下工件的穩(wěn)定性。用兩個(gè)測(cè)試用例來(lái)驗(yàn)證提到的遺傳算法計(jì)劃。第一個(gè)實(shí)例是使用Himmelblau功能。在第二個(gè)測(cè)試用例中，遺傳算法計(jì)劃用來(lái)優(yōu)化均布載荷作用下梁的支撐位置。 圖5 設(shè)計(jì)方法的流程與ANSYS相配合流程 5. 夾具布局優(yōu)化的個(gè)案研究 該夾具布局優(yōu)化問(wèn)題的定義是：找到定位器和夾子的位置以使在特定區(qū)工件變形降到最小程度。那么多的定位器和夾子并不是設(shè)計(jì)參數(shù)因?yàn)樗鼈冊(cè)?-2-1方案中是已知的和固定的。因此，設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇如同定位器和夾子的位置。本研究中不考慮摩擦力。兩個(gè)實(shí)例研究來(lái)說(shuō)明以提出的方法。 6. 結(jié)論 本文提出了一個(gè)夾具布局優(yōu)化的評(píng)價(jià)優(yōu)化技術(shù)。ANSYS用于FE計(jì)算適應(yīng)度值?？梢钥吹剑z傳算法和FE方法的結(jié)合對(duì)當(dāng)今此類問(wèn)題似乎是一種強(qiáng)大的方法。遺傳算法特別適合應(yīng)用于解決那些在目標(biāo)函數(shù)和設(shè)計(jì)變量之間不存在一個(gè)定義明確的數(shù)學(xué)關(guān)系的問(wèn)題。結(jié)果證明遺傳算法在夾具布局優(yōu)化問(wèn)題方面的成功應(yīng)用。本項(xiàng)研究中，遺傳算法在夾具布局優(yōu)化應(yīng)用中的主要困難是較高的計(jì)算成本。種群中每個(gè)染色體需要工件的重嚙合。但是，染色體庫(kù)的使用，F(xiàn)E評(píng)價(jià)的數(shù)量從6000下降到415。這就導(dǎo)致了巨大的增益計(jì)算效益。其他減少處理時(shí)間的方法是在局域網(wǎng)內(nèi)使用分布式計(jì)算。 該方法結(jié)果表明，夾具布局優(yōu)化問(wèn)題是多模態(tài)問(wèn)題。優(yōu)化設(shè)計(jì)之間沒(méi)有任何明顯的相似之處盡管他們提供非常相似的表現(xiàn)。結(jié)果表明夾具布局問(wèn)題是多模態(tài)問(wèn)題然而用于夾具設(shè)計(jì)的啟發(fā)式規(guī)則應(yīng)該用于遺傳算法來(lái)選擇最優(yōu)的設(shè)計(jì)。 XX學(xué)校 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 零件名稱 V形座 共 頁(yè) 第 頁(yè) 材料牌號(hào) 45鋼 毛 坯 種 類 鍛件 毛坯外形尺寸 每毛坯 可制件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 備 注 工 序 號(hào) 工序 名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時(shí) 準(zhǔn)終 單件 01 備料 金屬型澆注 02 熱處理 正火處理以消除內(nèi)應(yīng)力 03 銑 銑Φ40后端面 立式銑床X52K 端面銑刀、游標(biāo)卡尺 04 銑 銑Φ40前端面 立式銑床X52K 端面銑刀、游標(biāo)卡尺、 05 鉆 鉆、鉸Φ25H7孔；倒1×30°角 立式鉆床Z525 麻花鉆、鉸刀、倒角鉆、內(nèi)徑百分尺 06 銑 銑M18-6H端口；銑寬36端面；銑30°斜面；粗銑寬15槽 立式銑床X52K 單角銑刀、三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺 07 鉆 鉆Φ16.5孔；攻M18-6H螺紋 立式鉆床Z525 麻花鉆、絲錐、內(nèi)徑百分尺、量規(guī) 08 銑 粗銑叉口前后端面 臥式銑床X62 三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺 09 銑 粗銑叉口內(nèi)側(cè)端面 立式銑床X52K 三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺 10 淬火 按圖紙要求淬火，淬硬層深度1-2硬度HRC48-53 11 銑 半精銑寬15槽 立式銑床X52K 三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺 12 銑 半精銑叉口前后端面 臥式銑床X62 三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺 13 銑 半精銑叉口內(nèi)側(cè)端面 立式銑床X52K 三面刃銑刀、游標(biāo)卡尺 14 鉗工 去毛刺 15 檢驗(yàn) 檢驗(yàn)至圖紙要求入庫(kù) 設(shè)計(jì)(日期) 審核(日期) 標(biāo)準(zhǔn)化(日期) 會(huì)簽(日期) 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽字 日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 機(jī)械制造技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 設(shè)計(jì)題目： 專 業(yè)： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 機(jī)械工程系 20 年 月 日 摘要 本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測(cè)量等多方面的知識(shí)。 撥叉工藝規(guī)程工裝及鉆、攻M18-6H螺紋孔的夾具設(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：切削用量 夾緊 定位 誤差。 Abstract The design involves the mechanical manufacturing process and machine tool fixture design, metal cutting machine tools, tolerance and measurement, and other aspects of knowledge. The shift fork processing equipment and drilling, tapping M18-6H screw hole fixture design is the process design, process design and the design of special fixture, including the three parts. In the process of design should first understand the analysis of parts, parts of the process to design a blank structure, and choose the good components the processing datum, designs the process routes of the parts; then the parts of each labor step process size calculation, is the key to decide the craft equipment and the cutting process of the various design parameters; then a special fixture, the fixture selection for the various components of the design, such as connecting parts positioning elements and clamping elements, guide element, fixture and machine tool and other components; positioning error is calculated when the fixture, analysis the rationality and shortcoming of fixture structure, improve and design in later. Key words: cutting amount clamping positioning error. 摘要 II 第1章 序 言 1 第2章 零件的分析 2 2.1 零件的作用 2 2.2 零件的工藝分析 2 第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3 3.1 確定毛坯的制造形式 3 3.2 基面的選擇 3 3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇原則 3 3.2.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 3 3.3 制訂工藝路線 4 3.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定、切削用量及基本工時(shí)的確立 5 第4章 鉆床夾具設(shè)計(jì) 15 4.1 定位基準(zhǔn)的選擇 15 4.2 定位基準(zhǔn)的選擇 15 4.3 定位誤差的分析與計(jì)算 15 4.4 夾緊力的確定 16 4.5 鉆套的設(shè)計(jì) 17 4.6夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明 20 總 結(jié) 21 參考文獻(xiàn) 22 III 第1章 序 言 機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開(kāi)制造業(yè)，因此制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。 撥叉工藝規(guī)程工裝及鉆、攻M18-6H螺紋孔的夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之后的下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問(wèn)題，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)選用撥叉來(lái)進(jìn)行工藝編制與夾具設(shè)計(jì)，以說(shuō)明書(shū)、繪圖為主，設(shè)計(jì)手冊(cè)與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為附來(lái)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。 第2章 零件的分析 2.1 零件的作用 撥叉主要是用在操縱機(jī)構(gòu)中，比如改變車床滑移齒輪的位置，實(shí)現(xiàn)變速；或者應(yīng)用于控制離合器的嚙合斷開(kāi)的機(jī)構(gòu)中，從而控制橫向或縱向進(jìn)給。 撥叉是汽車變速箱上的部件，與變速手柄相連，位于手柄下端，撥動(dòng)中間變速輪，使輸入/輸出轉(zhuǎn)速比改變。 如果是機(jī)床上的撥叉是用于變速的，主要用在操縱機(jī)構(gòu)中。就是把2個(gè)咬合的齒輪撥開(kāi)來(lái)再把其中一個(gè)可以在軸上滑動(dòng)的齒輪撥到另外一個(gè)齒輪上以獲得另一個(gè)速度。即改變車床滑移齒輪的位置，實(shí)現(xiàn)變速。 2.2 零件的工藝分析 撥叉共有十一處加工表面，其間有一定位置要求。分述如下： 1、 撥叉Φ40后端面 2、 撥叉Φ40前端面 3、 撥叉Φ25H7孔 4、 撥叉M18-6H端口 5、 撥叉寬36端面 6、 撥叉30°斜面 7、撥叉寬15槽 8、撥叉Φ16.5孔 9、撥叉M18-6H 10、撥叉叉口前后端面 11、撥叉叉口內(nèi)側(cè)端面 第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3.1 確定毛坯的制造形式 鑄件有多種分類方法：按其所用金屬材料的不同，分為鑄鋼件、鑄鐵件、鑄銅件、鑄鋁件、鑄鎂件、鑄鋅件、鑄鈦件等。而每類鑄件又可按其化學(xué)成分或金相組織進(jìn)一步分成不同的種類。如鑄鐵件可分為灰鑄鐵件、球墨鑄鐵件、蠕墨鑄鐵件、可鍛鑄鐵件、合金鑄鐵件等；按鑄型成型方法的不同，可以把鑄件分為普通砂型鑄件、金屬型鑄件、壓鑄件、離心鑄件、連續(xù)澆注件、熔模鑄件、陶瓷型鑄件、電渣重熔鑄件、雙金屬鑄件等。其中以普通砂型鑄件應(yīng)用最多，約占全部鑄件產(chǎn)量的80%。而鋁、鎂、鋅等有色金屬鑄件，多是壓鑄件。 3.2 基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇的正確、合理，可以保證質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會(huì)使加工工藝過(guò)程問(wèn)題百出，嚴(yán)重的還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法進(jìn)行。 3.2.1 粗基準(zhǔn)的選擇原則 1）如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面 之間的位置要求，應(yīng)以不加工表面作為粗基準(zhǔn)。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應(yīng)以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準(zhǔn)。 2）如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應(yīng)選擇該表面作精基準(zhǔn)。 3）如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應(yīng)選加工余量較小的表面作粗基準(zhǔn)。 4）選作粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒(méi)有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。 5）粗基準(zhǔn)一般只能使用一次，特別是主要定位基準(zhǔn)，以免產(chǎn)生較大的位置誤差。 由以上及零件知，選用工件中心線作為定位粗基準(zhǔn)。 3.2.2 精基準(zhǔn)選擇的原則 選擇精基準(zhǔn)時(shí)要考慮的主要問(wèn)題是如何保證設(shè)計(jì)技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn)以及裝夾準(zhǔn)確、可靠、方便。 精基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求： 用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)重合”，以免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。 當(dāng)工件以某一組精基準(zhǔn)定位可以較方便地加工很多表面時(shí)，應(yīng)盡可能采用此組精基準(zhǔn)定位，實(shí)現(xiàn)“基準(zhǔn)統(tǒng)一”，以免生產(chǎn)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換誤差。 當(dāng)精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時(shí)，應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準(zhǔn)，即遵循“自為基準(zhǔn)”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。 為獲得均勻的加工余量或較高 的位置精度，可遵循“互為基準(zhǔn)”、反復(fù)加工的原則。 有多種方案可供選擇時(shí)應(yīng)選擇定位準(zhǔn)確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的表面作為精基準(zhǔn)。 3.3 制訂工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn),應(yīng)當(dāng)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)已確定的情況下,可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用工具,并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。此外，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。 表3.1 工藝路線 工序號(hào) 工序內(nèi)容 工序01 金屬型澆注 工序02 正火處理以消除內(nèi)應(yīng)力 工序03 銑Φ40后端面 工序04 銑Φ40前端面 工序05 鉆、鉸Φ25H7孔；倒1×30°角 工序06 銑M18-6H端口；銑寬36端面；銑30°斜面；粗銑寬15槽 工序07 鉆Φ16.5孔；攻M18-6H螺紋 工序08 粗銑叉口前后端面 工序09 粗銑叉口內(nèi)側(cè)端面 工序10 按圖紙要求淬火，淬硬層深度1-2硬度HRC48-53 工序11 半精銑寬15槽 工序12 半精銑叉口前后端面 工序13 半精銑叉口內(nèi)側(cè)端面 工序14 去毛刺 工序15 檢驗(yàn)至圖紙要求入庫(kù) 3.4 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定、切削用量及基本工時(shí)的確立 工序01：金屬型澆注 工序02：正火處理以消除內(nèi)應(yīng)力 工序03：銑Φ40后端面 工步一：銑Φ40后端面 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 1） 決定銑削深度 因?yàn)榧庸ぞ认鄬?duì)不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則 2） 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X52K型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75 3） 計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工序04：銑Φ40前端面 工步一：銑Φ40前端面 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 4） 決定銑削深度 因?yàn)榧庸ぞ认鄬?duì)不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則 5） 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X52K型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取＝475 6） 計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工序05：鉆、鉸Φ25H7孔；倒1×30°角 工步一：鉆Φ24.8孔 選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得 （《切削》表2.15） 514r/min 按機(jī)床選取n=545r/min 切削工時(shí)： ，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工步二：鉸Φ25H7孔 選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得 （《切削》表2.15） 637r/min 按機(jī)床選取n=680r/min 切削工時(shí)： ，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工步三：倒1×30°角 工序06：銑M18-6H端口；銑寬36端面；銑30°斜面；粗銑寬15槽 工步一：銑M18-6H端口 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 7） 決定銑削深度 因?yàn)榧庸ぞ认鄬?duì)不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則 8） 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X52K型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75 9） 計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工步二：銑寬36端面 1. 選擇刀具 刀具選取端面銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 10） 決定銑削深度 因?yàn)榧庸ぞ认鄬?duì)不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則 11） 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X52K型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75 12） 計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工步三：銑30°斜面 1. 選擇刀具 刀具選取單角銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 13） 決定銑削深度 因?yàn)榧庸ぞ认鄬?duì)不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則 14） 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X52K型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取＝475 15） 計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工步四：粗銑寬15槽 1. 選擇刀具 刀具選取三面刃銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 16） 決定銑削深度 因?yàn)榧庸ぞ认鄬?duì)不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則 17） 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X52K型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取＝475 18） 計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工序07：鉆Φ16.5孔；攻M18-6H螺紋 工步一：鉆Φ16.5孔 選用高速鋼錐柄麻花鉆（《工藝》表3.1－6） 由《切削》表2.7和《工藝》表4.2－16查得 （《切削》表2.15） 580r/min 按機(jī)床選取n=545r/min 切削工時(shí)： ，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工步二：攻M18-6H螺紋 選擇Φ18m高速鋼機(jī)用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即f=0.75mm/r 354r/min 按機(jī)床選取n=400r/min 切削工時(shí)： ，， 則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工序08：粗銑叉口前后端面 工步一：粗銑叉口前后端面 1. 選擇刀具 刀具選取三面刃銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 19） 決定銑削深度 因?yàn)榧庸ぞ认鄬?duì)不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則 20） 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X62型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75 21） 計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工序09：粗銑叉口內(nèi)側(cè)端面 工步一：粗銑叉口內(nèi)側(cè)端面 1. 選擇刀具 刀具選取三面刃銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 22） 決定銑削深度 因?yàn)榧庸ぞ认鄬?duì)不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則 23） 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X52K型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?75 24） 計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工序10：按圖紙要求淬火，淬硬層深度1-2硬度HRC48-53 工序11：半精銑寬15槽 工步一：半精銑寬15槽 1. 選擇刀具 刀具選取三面刃銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 25） 決定銑削深度 因?yàn)榧庸ぞ认鄬?duì)不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則 26） 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X62型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選取＝600 27） 計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工序12：半精銑叉口前后端面 工步一：半精銑叉口前后端面 1. 選擇刀具 刀具選取三面刃銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 28） 決定銑削深度 因?yàn)榧庸ぞ认鄬?duì)不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則 29） 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X62型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?00 30） 計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工序13：半精銑叉口內(nèi)側(cè)端面 工步一：半精銑叉口內(nèi)側(cè)端面 1. 選擇刀具 刀具選取三面刃銑刀，刀片采用YG8, ，，，。 2. 決定銑削用量 31） 決定銑削深度 因?yàn)榧庸ぞ认鄬?duì)不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則 32） 決定每次進(jìn)給量及切削速度 根據(jù)X62型銑床說(shuō)明書(shū)，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)選?。?00 33） 計(jì)算工時(shí) 切削工時(shí)：，，，則機(jī)動(dòng)工時(shí)為 工序14：去毛刺 工序15：檢驗(yàn)至圖紙要求入庫(kù) 第4章 鉆床夾具設(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。 由指導(dǎo)老師的分配，決定設(shè)計(jì)工序07：鉆、攻M18-6H螺紋。 4.1 定位基準(zhǔn)的選擇 本夾具主要用于鉆撥叉鉆、攻M18-6H螺紋，粗糙度為Ra6.3，精度要求不高，故設(shè)計(jì)夾具時(shí)主要考慮生產(chǎn)效率。 4.2 定位基準(zhǔn)的選擇 擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。此道工序后面還有精加工，因此本次銑有一定的技術(shù)要求，有較高的平行度和對(duì)稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高加工精度。選擇撥叉Φ25H7孔及其端面和叉口內(nèi)側(cè)端面及作為定位基準(zhǔn)，對(duì)應(yīng)的定位元件為心軸和定位銷。叉口后端面做為浮動(dòng)支承面，對(duì)應(yīng)的定位元件為六角頭支承， 4.3 定位誤差的分析與計(jì)算 1、 基準(zhǔn)位移誤差 由于定位副的制造誤差或定位副配合同間所導(dǎo)致的定位基準(zhǔn)在加工尺寸方向上最大位置變動(dòng)量，稱為基準(zhǔn)位移誤差，用表示。 工件以后端面和Φ16孔定位鉆2-Φ5孔，如果工件內(nèi)孔直徑與軸外圓直徑做成完全一致，做無(wú)間隙配合，即孔的中心線與軸的中心線位置重合，則不存在因定位引起的誤差。但實(shí)際上，軸和工件內(nèi)孔都有制造誤差，于是工件套在軸上必然會(huì)有間隙，孔的中心線與軸的中心線位置不重合，導(dǎo)致這批工件的加工尺寸H中附加了工件定位基準(zhǔn)變動(dòng)誤差，其變動(dòng)量即為最大配合間隙。按下式計(jì)算 式中 ——基準(zhǔn)位移誤差，mm ——孔的最大直徑，mm ——軸的最小直徑，mm =0.027mm 2、 基準(zhǔn)不重合誤差 加工尺寸h的基準(zhǔn)是外圓柱面的母線上，但定位基準(zhǔn)是工件圓柱孔中心線。這種由于工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合導(dǎo)致的工序基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大位置變動(dòng)量，稱為基準(zhǔn)不重合誤差，用表示?；鶞?zhǔn)不重合誤差為= 式中 ——基準(zhǔn)不重合誤差，mm ——工件的最大外圓面積直徑公差，mm = 4.4 夾緊力的確定 （1）切屑力計(jì)算 查表1-2-3 圓周力： 徑向力： 軸向力： 其中： 查《機(jī)床夾具手冊(cè)》表1-2-4， 表1-2-5 表1-2-6 由上得：Fc=725N，F(xiàn)p=459N，F(xiàn)f=695N （2）夾緊力的計(jì)算 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=8mm，材料45鋼 性能級(jí)數(shù)為6.8級(jí) 螺釘疲勞極限： 極限應(yīng)力幅： 許用應(yīng)力幅： 螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 [s]=3.5~4 取[s]=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠 4.5 鉆套的設(shè)計(jì) 鉆M18H7螺紋，精度Ra6.3,粗糙度Ra6.3,需鉆、攻螺紋，因?yàn)殂@過(guò)孔之后，還要攻絲，所以選用快換鉆套。鉆M18H7螺紋孔底孔Φ16.5，需Φ16.5快換鉆套（其結(jié)構(gòu)如下圖所示）。查機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)件可知Φ16.5相配的可換鉆套的具體結(jié)構(gòu)如下： 具體的尺寸如下： 因?yàn)榭鞊Q鉆套和夾具體是間隙配合，加工的時(shí)間可換鉆套靠壓緊螺釘把它壓緊在鉆模板上，以防止加工的時(shí)間工件的旋轉(zhuǎn)，有上圖可知和Φ8可換鉆套相配的螺釘?shù)某叽鐬镸8，查機(jī)床夾具標(biāo)準(zhǔn)件可知，M8可換鉆套壓緊螺釘?shù)木唧w結(jié)構(gòu)如下 具體的尺寸如下： 4.6夾具設(shè)計(jì)及操作簡(jiǎn)要說(shuō)明 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殂@床夾具選擇由螺母、和鉸鏈壓板組成夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件。本工序?yàn)殂@削余量小，鉆削力小，所以一般的手動(dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求。 總 結(jié) 本次課程設(shè)計(jì)綜合了大學(xué)里所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，是理論與實(shí)際相結(jié)合的一次考驗(yàn)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我的綜合運(yùn)用知識(shí)的能力有了很大的提高，尤其是看圖，繪圖，設(shè)計(jì)能力為我今后的工作打下了良好的基礎(chǔ)。在此過(guò)程中，我進(jìn)一步加深了對(duì)課本知識(shí)的理解，進(jìn)一步了解了零件的工藝以及夾具設(shè)計(jì)過(guò)程。收獲頗豐。 首先，我要感謝老師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)。本次設(shè)計(jì)是在老師的悉心指導(dǎo)和幫助下完成的，我的機(jī)械工藝知識(shí)有限，在設(shè)計(jì)中常常碰到問(wèn)題，是老師不厭其煩的指導(dǎo)，不斷的點(diǎn)撥迷津，提供相關(guān)資料，才使設(shè)計(jì)順利完成。老師的耐心講解，使我如沐春風(fēng)，不僅如此，老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和高尚的敬業(yè)情操深深打動(dòng)了我，在此，我向老師表示最真誠(chéng)的感謝。同時(shí)，感謝同班同學(xué)的支持和幫助，使我更好的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。 我也非常感謝我的父母。在學(xué)習(xí)和生活上，他們一直都很支持我，使我能全身心地投入到學(xué)習(xí)中，在此，我想對(duì)我的父母說(shuō)：你們辛苦了，我會(huì)盡最大的努力來(lái)讓你們過(guò)上最幸福的日子，請(qǐng)相信我。 最后，很感謝閱讀這篇課程設(shè)計(jì)的人們。感謝你們抽出寶貴的時(shí)間來(lái)閱讀這篇課程設(shè)計(jì)。 參考文獻(xiàn) [1] 張耀宸主編.《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》.北京：航空工業(yè)出版社，1989 [2] 肖繼德，陳寧平主編. 《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》（第2版）. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社2005 [3] 浦林祥主編.《金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第2版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995 [4] 任嘉卉主編. 《公差與配合手冊(cè)》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993 [5]東北工學(xué)院《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫(xiě)組 編. 《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》.北京：冶金工業(yè)出版社，1983 [6]江南大學(xué)鄭修本主編. 《機(jī)械制造工藝學(xué)》（第二版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999 [7]上海理工大學(xué)陸劍中，孫家寧主編. 《金屬切削原理與刀具》（第4版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005 [8]劉力，王冰主編?. 《機(jī)械制圖》（第二版）.北京：高等教育出版社，2004 [9]陳于萍，高曉康編著. 《互換性與測(cè)量技術(shù)》（第二版）.北京：高等教育出版社，2005 [10]張龍勛主編. 《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)知道書(shū)及習(xí)題》. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999 [11]孟憲棟，劉彤安主編. 《機(jī)床夾具圖冊(cè)》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999 [14]江洪，酈祥林，李仲興編著. 《Solidworks2006基礎(chǔ)教程》（第2版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006 21