0083-工藝夾具-鉆模體工藝規(guī)程及鉆2-Φ6孔夾具設計,工藝,夾具,鉆模體,規(guī)程,設計 專 業(yè) 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 機械制造 產品名稱 零件名稱 鉆 模 體 共 頁 第 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工車間 工序六 鉆2-φ6孔 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) HT200 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 鉆 床 Z575 夾具編號 夾具名稱 切削液 鉆夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時 r/min m/min mm/r mm 機動 輔助 1 鉆6mm孔 Z575 1600 30 0.2 3 1 0.05 2 锪沉頭孔ф14mm Z575 315 14.8 0.3 4 1 0.1 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 畢業(yè)設計（論文）任務書 設計（論文）題目： 鉆模體工藝規(guī)程及鉆2-Φ6孔夾具設計 1．畢業(yè)設計（論文）的主要內容及基本要求 1. 零件圖一張, 毛坯圖一張 ２. 夾具裝配圖一份, 夾具零件圖一套 ３. 機械加工工藝卡一套, 主要工序工序卡一份 ４. 設計說明書一份。 2．原始數(shù)據 零件圖一張, 生產綱領10000件 3．指定查閱的主要參考文獻及說明 1. 《機械制造工藝手冊》 ２.《機械零件設計手冊》 ３.《夾具設計手冊》 4. 進度安排 設計（論文）各階段名稱 起 止 日 期 1 零件功能, 結構, 尺寸, 精度, 要求分析 及相關資料收集 2 機械加工工藝設計 3 工序設計 夾具設計 說明書編制 4 檢查及提交論文 5 答辯及準備 學位論文 附錄二 ：中文翻譯 通過夾具布局設計和夾緊力的優(yōu)化控制變形 摘 要 工件變形必須控制在數(shù)值控制機械加工過程之中。夾具布局和夾緊力是影響加工變形程度和分布的兩個主要方面。在本文提出了一種多目標模型的建立，以減低變形的程度和增加均勻變形分布。有限元方法應用于分析變形。遺傳算法發(fā)展是為了解決優(yōu)化模型。最后舉了一個例子說明，一個令人滿意的結果被求得， 這是遠優(yōu)于經驗之一的。多目標模型可以減少加工變形有效地改善分布狀況。 關鍵詞：夾具布局；夾緊力； 遺傳算法；有限元方法 1 引言 夾具設計在制造工程中是一項重要的程序。這對于加工精度是至關重要。一個工件應約束在一個帶有夾具元件，如定位元件，夾緊裝置，以及支撐元件的夾具中加工。定位的位置和夾具的支力，應該從戰(zhàn)略的設計，并且適當?shù)膴A緊力應適用。該夾具元件可以放在工件表面的任何可選位置。夾緊力必須大到足以進行工件加工。通常情況下，它在很大程度上取決于設計師的經驗，選擇該夾具元件的方案，并確定夾緊力。因此，不能保證由此產生的解決方案是某一特定的工件的最優(yōu)或接近最優(yōu)的方案。因此，夾具布局和夾緊力優(yōu)化成為夾具設計方案的兩個主要方面。 定位和夾緊裝置和夾緊力的值都應適當?shù)倪x擇和計算，使由于夾緊力和切削力產生的工件變形盡量減少和非正式化。 夾具設計的目的是要找到夾具元件關于工件和最優(yōu)的夾緊力的一個最優(yōu)布局或方案。在這篇論文里， 多目標優(yōu)化方法是代表了夾具布局設計和夾緊力的優(yōu)化的方法。 這個觀點是具有兩面性的。一，是盡量減少加工表面最大的彈性變形； 另一個是盡量均勻變形。 ANSYS軟件包是用來計算工件由于夾緊力和切削力下產生的變形。遺傳算法是MATLAB的發(fā)達且直接的搜索工具箱，并且被應用于解決優(yōu)化問題。最后還給出了一個案例的研究，以闡述對所提算法的應用。 2 文獻回顧 隨著優(yōu)化方法在工業(yè)中的廣泛運用，近幾年夾具設計優(yōu)化已獲得了更多的利益。夾具設計優(yōu)化包括夾具布局優(yōu)化和夾緊力優(yōu)化。King 和 Hutter提出了一種使用剛體模型的夾具-工件系統(tǒng)來優(yōu)化夾具布局設計的方法。DeMeter也用了一個剛性體模型，為最優(yōu)夾具布局和最低的夾緊力進行分析和綜合。他提出了基于支持布局優(yōu)化的程序與計算質量的有限元計算法。李和melkote用了一個非線性編程方法和一個聯(lián)絡彈性模型解決布局優(yōu)化問題。兩年后， 他們提交了一份確定關于多鉗夾具受到準靜態(tài)加工力的夾緊力優(yōu)化的方法。他們還提出了一關于夾具布置和夾緊力的最優(yōu)的合成方法，認為工件在加工過程中處于動態(tài)。相結合的夾具布局和夾緊力優(yōu)化程序被提出，其他研究人員用有限元法進行夾具設計與分析。蔡等對menassa和devries包括合成的夾具布局的金屬板材大會的理論進行了拓展。秦等人建立了一個與夾具和工件之間彈性接觸的模型作為參考物來優(yōu)化夾緊力與，以盡量減少工件的位置誤差。Deng和melkote 提交了一份基于模型的框架以確定所需的最低限度夾緊力，保證了被夾緊工件在加工的動態(tài)穩(wěn)定。 大部分的上述研究使用的是非線性規(guī)劃方法，很少有全面的或近全面的最優(yōu)解決辦法。所有的夾具布局優(yōu)化程序必須從一個可行布局開始。此外，還得到了對這些模型都非常敏感的初步可行夾具布局的解決方案。夾具優(yōu)化設計的問題是非線性的，因為目標的功能和設計變量之間沒有直接分析的關系。例如加工表面誤差和夾具的參數(shù)之間（定位、夾具和夾緊力）。 以前的研究表明，遺傳算法（ GA ）在解決這類優(yōu)化問題中是一種有用的技術。吳和陳用遺傳算法確定最穩(wěn)定的靜態(tài)夾具布局。石川和青山應用遺傳算法確定最佳夾緊條件彈性工件。vallapuzha在基于優(yōu)化夾具布局的遺傳算法中使用空間坐標編碼。他們還提出了針對主要競爭夾具優(yōu)化方法相對有效性的廣泛調查的方法和結果。這表明連續(xù)遺傳算法取得最優(yōu)質的解決方案。krishnakumar和melkote 發(fā)展了一個夾具布局優(yōu)化技術，用遺傳算法找到夾具布局，盡量減少由于在整個刀具路徑的夾緊和切削力造成的加工表面的變形。定位器和夾具位置被節(jié)點號碼所指定。krishnakumar等人還提出了一種迭代算法，盡量減少工件在整個切削過程之中由不同的夾具布局和夾緊力造成的彈性變形。Lai等人建成了一個分析模型，認為定位和夾緊裝置為同一夾具布局的要素靈活的一部分。Hamedi 討論了混合學習系統(tǒng)用來非線性有限元分析與支持相結合的人工神經網絡（ ANN ）和GA。人工神經網絡被用來計算工件的最大彈性變形，遺傳算法被用來確定最佳鎖模力。Kumar建議將迭代算法和人工神經網絡結合起來發(fā)展夾具設計系統(tǒng)。Kaya用迭代算法和有限元分析，在二維工件中找到最佳定位和夾緊位置，并且把碎片的效果考慮進去。周等人。提出了基于遺傳算法的方法，認為優(yōu)化夾具布局和夾緊力的同時，一些研究沒有考慮為整個刀具路徑優(yōu)化布局。一些研究使用節(jié)點數(shù)目作為設計參數(shù)。一些研究解決夾具布局或夾緊力優(yōu)化方法，但不能兩者都同時進行。 有幾項研究摩擦和碎片考慮進去了。 碎片的移動和摩擦接觸的影響對于實現(xiàn)更為現(xiàn)實和準確的工件夾具布局校核分析來說是不可忽視的。因此將碎片的去除效果和摩擦考慮在內以實現(xiàn)更好的加工精度是必須的。 在這篇論文中，將摩擦和碎片移除考慮在內，以達到加工表面在夾緊和切削力下最低程度的變形。一多目標優(yōu)化模型被建立了。一個優(yōu)化的過程中基于GA和有限元法提交找到最佳的布局和夾具夾緊力。最后，結果多目標優(yōu)化模型對低剛度工件而言是比較單一的目標優(yōu)化方法、經驗和方法。 3 多目標優(yōu)化模型夾具設計 一個可行的夾具布局必須滿足三限制。首先，定位和夾緊裝置不能將拉伸勢力應用到工件；第二，庫侖摩擦約束必須施加在所有夾具-工件的接觸點。夾具元件-工件接觸點的位置必須在候選位置。為一個問題涉及夾具元件-工件接觸和加工負荷步驟，優(yōu)化問題可以在數(shù)學上仿照如下： 這里的△表示加工區(qū)域在加工當中j次步驟的最高彈性變形。 其中 是△的平均值； 是正常力在i次的接觸點； μ是靜態(tài)摩擦系數(shù)； fhi是切向力在i次的接觸點； pos(i)是i次的接觸點； 是可選區(qū)域的i次接觸點； 整體過程如圖1所示，一要設計一套可行的夾具布局和優(yōu)化的夾緊力。最大切削力在切削模型和切削力發(fā)送到有限元分析模型中被計算出來。優(yōu)化程序造成一些夾具布局和夾緊力，同時也是被發(fā)送到有限元模型中。在有限元分析座內，加工變形下，切削力和夾緊力的計算方法采用有限元方法。根據某夾具布局和變形，然后發(fā)送給優(yōu)化程序，以搜索為一優(yōu)化夾具方案。 圖1 夾具布局和夾緊力優(yōu)化過程 4 夾具布局設計和夾緊力的優(yōu)化 4.1 遺傳算法 遺傳算法（ GA ）是基于生物再生產過程的強勁，隨機和啟發(fā)式的優(yōu)化方法?；舅悸繁澈蟮倪z傳算法是模擬“生存的優(yōu)勝劣汰“的現(xiàn)象。每一個人口中的候選個體指派一個健身的價值，通過一個功能的調整，以適應特定的問題。遺傳算法，然后進行復制，交叉和變異過程消除不適宜的個人和人口的演進給下一代。人口足夠數(shù)目的演變基于這些經營者引起全球健身人口的增加和優(yōu)勝個體代表全最好的方法。 遺傳算法程序在優(yōu)化夾具設計時需夾具布局和夾緊力作為設計變量，以生成字符串代表不同的布置。字符串相比染色體的自然演變，以及字符串，它和遺傳算法尋找最優(yōu)，是映射到最優(yōu)的夾具設計計劃。在這項研究里，遺傳算法和MATLAB的直接搜索工具箱是被運用的。 收斂性遺傳算法是被人口大小、交叉的概率和概率突變所控制的 。只有當在一個人口中功能最薄弱功能的最優(yōu)值沒有變化時，nchg達到一個預先定義的價值ncmax ，或有多少幾代氮，到達演化的指定數(shù)量上限nmax， 沒有遺傳算法停止。有五個主要因素，遺傳算法，編碼，健身功能，遺傳算子，控制參數(shù)和制約因素。 在這篇論文中，這些因素都被選出如表1所列。 表1 遺傳算法參數(shù)的選擇 由于遺傳算法可能產生夾具設計字符串，當受到加工負荷時不完全限制夾具。這些解決方案被認為是不可行的，且被罰的方法是用來驅動遺傳算法，以實現(xiàn)一個可行的解決辦法。1夾具設計的計劃被認為是不可行的或無約束，如果反應在定位是否定的。在換句話說，它不符合方程（2）和（3）的限制。罰的方法基本上包含指定計劃的高目標函數(shù)值時不可行的。因此，驅動它在連續(xù)迭代算法中的可行區(qū)域。對于約束（4），當遺傳算子產生新個體或此個體已經產生，檢查它們是否符合條件是必要的。真正的候選區(qū)域是那些不包括無效的區(qū)域。在為了簡化檢查，多邊形是用來代表候選區(qū)域和無效區(qū)域的。多邊形的頂點是用于檢查。“inpolygon ”在MATLAB的功能可被用來幫助檢查。 4.2 有限元分析 ANSYS軟件包是用于在這方面的研究有限元分析計算。有限元模型是一個考慮摩擦效應的半彈性接觸模型，如果材料是假定線彈性。如圖2所示，每個位置或支持，是代表三個正交彈簧提供的制約。 圖2 考慮到摩擦的半彈性接觸模型 在x ， y和z 方向和每個夾具類似，但定位夾緊力在正常的方向。彈力在自然的方向即所謂自然彈力，其余兩個彈力即為所謂的切向彈力。接觸彈簧剛度可以根據向赫茲接觸理論計算如下： 隨著夾緊力和夾具布局的變化，接觸剛度也不同，一個合理的線性逼近的接觸剛度可以從適合上述方程的最小二乘法得到。連續(xù)插值，這是用來申請工件的有限元分析模型的邊界條件。在圖3中說明了夾具元件的位置，顯示為黑色界線。每個元素的位置被其它四或六最接近的鄰近節(jié)點所包圍。 圖3 連續(xù)插值 這系列節(jié)點，如黑色正方形所示，是（37，38，31和30 ），（9，10 ，11 ， 18，17號和16號）和（ 26，27 ，34 ， 41，40和33 ）。這一系列彈簧單元，與這些每一個節(jié)點相關聯(lián)。對任何一套節(jié)點，彈簧常數(shù)是： 這里， kij 是彈簧剛度在的j -次節(jié)點周圍i次夾具元件， Dij 是i次夾具元件和的J -次節(jié)點周圍之間的距離， ki是彈簧剛度在一次夾具元件位置, ηi 是周圍的i次夾具元素周圍的節(jié)點數(shù)量 為每個加工負荷的一步，適當?shù)倪吔鐥l件將適用于工件的有限元模型。在這個工作里，正常的彈簧約束在這三個方向（X ， Y ， Z ）的和在切方向切向彈簧約束，（X ， Y ）。夾緊力是適用于正常方向（Z）的夾緊點。整個刀具路徑是模擬為每個夾具設計計劃所產生的遺傳算法應用的高峰期的X ，Y ，z切削力順序到元曲面，其中刀具通行證。在這工作中，從刀具路徑中歐盟和去除碎片已經被考慮進去。在機床改變幾何數(shù)值過程中，材料被去除，工件的結構剛度也改變。 因此，這是需要考慮碎片移除的影響。有限元分析模型，分析與重點的工具運動和碎片移除使用的元素死亡技術。在為了計算健身價值，對于給定夾具設計方案，位移存儲為每個負載的一步。那么，最大位移是選定為夾具設計計劃的健身價值。 遺傳算法的程序和ANSYS之間的互動實施如下。定位和夾具的位置以及夾緊力這些參數(shù)寫入到一個文本文件。那個輸入批處理文件ANSYS軟件可以讀取這些參數(shù)和計算加工表面的變形。 因此， 健身價值觀，在遺傳算法程序，也可以寫到當前夾具設計計劃的一個文本文件。 當有大量的節(jié)點在一個有限元模型時，計算健身價值是很昂貴的。因此，有必要加快計算遺傳算法程序。作為這一代的推移，染色體在人口中取得類似情況。在這項工作中，計算健身價值和染色體存放在一個SQL Server數(shù)據庫。遺傳算法的程序，如果目前的染色體的健身價值已計算之前，先檢查；如果不，夾具設計計劃發(fā)送到ANSYS，否則健身價值觀是直接從數(shù)據庫中取出。嚙合的工件有限元模型，在每一個計算時間保持不變。每計算模型間的差異是邊界條件，因此，網狀工件的有限元模型可以用來反復“恢復”ANSYS 命令。 5 案例研究 一個關于低剛度工件的銑削夾具設計優(yōu)化問題是被顯示在前面的論文中，并在以下各節(jié)加以表述。 5.1 工件的幾何形狀和性能 工件的幾何形狀和特點顯示在圖4中，空心工件的材料是鋁390與泊松比0.3和71Gpa的楊氏模量。外廓尺寸152.4mm×127mm*76.2mm.該工件頂端內壁的三分之一是經銑削及其刀具軌跡，如圖4 所示。夾具元件中應用到的材料泊松比0.3和楊氏模量的220的合金鋼。 圖4 空心工件 5.2 模擬和加工的運作 舉例將工件進行周邊銑削，加工參數(shù)在表2中給出?；谶@些參數(shù)，切削力的最高值被作為工件內壁受到的表面載荷而被計算和應用，當工件處于330.94 n（切）、398.11 N （下徑向）和22.84 N （下軸） 的切削位置時。整個刀具路徑被26個工步所分開，切削力的方向被刀具位置所確定 表2加工參數(shù)和條件 。 5.3 夾具設計方案 夾具在加工過程中夾緊工件的規(guī)劃如圖5所示。 圖5 定位和夾緊裝置的可選區(qū)域 一般來說， 3-2-1定位原則是夾具設計中常用的。夾具底板限制三個自由度，在側邊控制兩個自由度。這里，在Y=0mm截面上使用了4個定點（L1，L2 ， L3和14 ），以定位工件并限制2自由度；并且在Y=127mm的相反面上，兩個壓板（C1,C2）夾緊工件。在正交面上，需要一個定位元件限制其余的一個自由度，這在優(yōu)化模型中是被忽略的。在表3中給出了定位加緊點的坐標范圍。 表3 設計變量的約束 由于沒有一個簡單的一體化程序確定夾緊力，夾緊力很大部分（6673.2N）在初始階段被假設為每一個夾板上作用的力。且從符合例5的最小二乘法，分別由4.43×107 N/m 和5.47×107 N/m得到了正常切向剛度。 5.4 遺傳控制參數(shù)和懲罰函數(shù) 在這個例子中，用到了下列參數(shù)值：Ps=30, Pc=0.85, Pm=0.01, Nmax=100和Ncmax=20.關于f1和σ的懲罰函數(shù)是 這里fv可以被F1或σ代表。當nchg達到6時，交叉和變異的概率將分別改變成0.6和0.1. 5.5 優(yōu)化結果 連續(xù)優(yōu)化的收斂過程如圖6所示。且收斂過程的相應功能（1）和（2）如圖7、圖8所示。優(yōu)化設計方案在表4中給出。 圖6 夾具布局和夾緊力優(yōu)化程序的收斂性遺傳算法 圖7 第一個函數(shù)值的收斂 圖8第二個函數(shù)值的收斂性 表4 多目標優(yōu)化模型的結果 表5 各種夾具設計方案結果進行比較， 5.6 結果的比較 從單一目標優(yōu)化和經驗設計中得到的夾具設計的設計變量和目標函數(shù)值，如表5所示。單一目標優(yōu)化的結果，在論文中引做比較。在例子中，與經驗設計相比較，單一目標優(yōu)化方法有其優(yōu)勢。最高變形減少了57.5 ％，均勻變形增強了60.4 ％。最高夾緊力的值也減少了49.4 ％ 。從多目標優(yōu)化方法和單目標優(yōu)化方法的比較中可以得出什么呢？最大變形減少了50.2％ ，均勻變形量增加了52.9 ％，最高夾緊力的值減少了69.6 ％ 。加工表面沿刀具軌跡的變形分布如圖9所示。很明顯，在三種方法中，多目標優(yōu)化方法產生的變形分布最均勻。 與結果比較，我們確信運用最佳定位點分布和最優(yōu)夾緊力來減少工件的變形。圖10示出了一實例夾具的裝配。 圖9沿刀具軌跡的變形分布 圖10 夾具配置實例 6 結論 本文介紹了基于GA和有限元的夾具布局設計和夾緊力的優(yōu)化程序設計。優(yōu)化程序是多目標的：最大限度地減少加工表面的最高變形和最大限度地均勻變形。ANSYS軟件包已經被用于 健身價值的有限元計算。對于夾具設計優(yōu)化的問題，GA和有限元分析的結合被證明是一種很有用的方法。 在這項研究中，摩擦的影響和碎片移動都被考慮到了。為了減少計算的時間，建立了一個染色體的健身數(shù)值的數(shù)據庫，且網狀工件的有限元模型是優(yōu)化過程中多次使用的。 傳統(tǒng)的夾具設計方法是單一目標優(yōu)化方法或經驗。此研究結果表明，多目標優(yōu)化方法比起其他兩種方法更有效地減少變形和均勻變形。這對于在數(shù)控加工中控制加工變形是很有意義的。 參考文獻 1、 King LS，Hutter（ 1993年） 自動化裝配線上棱柱工件最佳裝夾定位生成的理論方法。De Meter EC (1995) 優(yōu)化機床夾具表現(xiàn)的Min - Max負荷模型。 2、 De Meter EC (1998) 快速支持布局優(yōu)化。Li B, Melkote SN (1999) 通過夾具布局優(yōu)化改善工件的定位精度。 3、 Li B, Melkote SN (2001) 夾具夾緊力的優(yōu)化和其對工件的定位精度的影響。 4、 Li B, Melkote SN (1999) 通過夾具布局優(yōu)化改善工件的定位精度。 5、 Li B, Melkote SN (2001) 夾具夾緊力的優(yōu)化和其對工件定位精度的影響。 6、 Li B, Melkote SN (2001) 最優(yōu)夾具設計計算工件動態(tài)的影響。 7、 Lee JD, Haynes LS (1987) 靈活裝夾系統(tǒng)的有限元分析。 8、 Menassa RJ, DeVries WR (1991) 運用優(yōu)化方法在夾具設計中選擇支位。 9、 Cai W, Hu SJ, Yuan JX (1996) 變形金屬板材的裝夾的原則、算法和模擬。 10、 Qin GH, Zhang WH, Zhou XL (2005) 夾具裝夾方案的建模和優(yōu)化設計。 11、Deng HY, Melkote SN (2006) 動態(tài)穩(wěn)定裝夾中夾緊力最小值的確定。 12、Wu NH, Chan KC (1996) 基于遺傳算法的夾具優(yōu)化配置方法。 13、Ishikawa Y, Aoyama T(1996) 借助遺傳算法對裝夾條件的優(yōu)化。 14、Vallapuzha S, De Meter EC, Choudhuri S, et al (2002) 一項關于空間坐標對基于遺傳算法的夾具優(yōu)化問題的作用的調查。 15、Vallapuzha S, De Meter EC, Choudhuri S, et al (2002) 夾具布局優(yōu)化方法成效的調查。 16、Kulankara K, Melkote SN (2000) 利用遺傳算法優(yōu)化加工夾具的布局。 17、Kulankara K, Satyanarayana S, Melkote SN (2002) 利用遺傳算法優(yōu)化夾緊布局和夾緊力。 18、Lai XM, Luo LJ, Lin ZQ (2004) 基于遺傳算法的柔性裝配夾具布局的建模與優(yōu)化。 19、Hamedi M (2005) 通過一種人工神經網絡和遺傳算法混合的系統(tǒng)設計智能夾具。 20、Kumar AS, Subramaniam V, Seow KC (2001) 采用遺傳算法固定裝置的概念設計。 21、Kaya N (2006) 利用遺傳算法優(yōu)化加工夾具的定位和夾緊點。 22、Zhou XL, Zhang WH, Qin GH (2005) 遺傳算法用于優(yōu)化夾具布局和夾緊力。 23、Kaya N, ?ztürk F (2003) 碎片位移和摩擦接觸的運用對工件夾具布局的校核。 62 機械加工工藝過程卡片 產品型號 零（部）件圖號 共 頁 產品名稱 零（部）件名稱 鉆模體 第 頁 材料牌號 毛坯種類 鑄件 毛坯外型尺寸 每毛坯可件數(shù) 1 每 臺 件 數(shù) 備 注 工序號 工序名稱 工 序 內 容 車間 工段 設 備 工 藝 裝 備 工 時 準終 單件 0 鑄 鑄造 鑄造 1 銑 粗銑、精銑115120mm底面 機加 X61W 銑夾具、高速鋼鑲齒套式面銑刀Φ80、游標卡尺 2 銑 粗銑4082mm上表面、72.559mm臺階面及溝槽8k8mm 機加 X61W 銑夾具、高速鋼鑲齒面銑刀φ80、立銑刀φ8、游標卡尺 3 銑 精銑72.559mm臺階面 機加 X61W 銑夾具、高速鋼鑲齒面刃銑刀φ80、游標卡尺 4 銑 銑5915mm側面 機加 X6030 銑夾具、高速鋼鑲齒套式面銑刀Φ80、游標卡尺 5 鉆 鉆3孔并對16H7mm和20H7mm孔進行倒角 機加 Z3025 鉆夾具、麻花鉆φ6、擴孔鉆φ16、擴孔鉆φ20、量規(guī) 6 鉆 鉆ф2-ф6mm及锪沉頭孔ф14mm 機加 Z575 鉆夾具、麻花鉆φ6、锪孔鉆φ14、量規(guī) 7 鉆 鉆、擴鉆ф20H7mm孔；鉆、擴ф25mm錐孔；鉆、擴鉆ф35mm孔 機加 Z535 鉆夾具、麻花鉆φ16、擴孔鉆φ20、錐孔鉆φ25、 擴孔鉆φ35、量規(guī) 8 配研 9 鉆 鉆、鉸ф4H7mm孔 機加 Z535 鉆夾具、麻花鉆φ3.8、鉸刀φ4、量規(guī) 10 鉆 鉆、鉸2-ф4mm孔深10mm及攻2-M6-7H深12mm螺紋 機加 Z535 鉆夾具、麻花鉆φ4、絲錐φ6、量規(guī) 11 檢查、清洗入庫。 設計（日期） 審核（日期） 標準化（日期） 會簽（日期） 更改文件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更改文件名 簽字 日期 畢 業(yè) 設 計（論 文）說 明 書 題 目 鉆模體工藝規(guī)程及鉆 2-φ6孔夾具設計 摘 要 摘 要 畢業(yè)設計(論文)是我們大學中的一次系統(tǒng)、全面的實踐學習。在本次設計(論文)中，我所設計的是鉆模體工藝規(guī)程及鉆 2-φ6mm孔夾具設計。合理的工藝規(guī)程方案與夾具能保證零件加工的高效率和企業(yè)的經濟性。我最開始進行資料收集，然后零件分析，再工序設計、接著進行工藝規(guī)程設計，最后完成夾具設計。在工藝設計中，我采用幾種工藝相對比方法來獲得最好的工藝路線，達到節(jié)約時間提高勞動生產率的作用。夾具設計是用一面雙孔來定位及雙升斜鍥推動壓板夾緊工件。利用這種夾緊裝置，鉆模體平穩(wěn)的安裝在夾具上，能方便于鉆 2-φ6mm孔，也能保證孔的位置精度。綜上所述，采用該專用夾具設計方案，保證了零件的大批量的生產，提高了勞動效率。所以，這是可取的。 關鍵詞：零件分析，工序設計，工藝規(guī)程，一面雙孔，夾具設計，位置精度 III Ⅰ 畢業(yè)（設計）論文 ABSTRACT Graduation (thesis) is a university system, a comprehensive study of practice. In this design (thesis), I designed the body Jig and Technology of drilling 2-φ 6mm fixture design. Reasonable technical point of order program and fixture components can guarantee the high processing efficiency and enterprise economy. I started the data collection and analysis components, and process design, and then order for the design process, Finally completed fixture design. In process design, process, I have used several methods relative to the best of the line, achieve energy savings, improve labor productivity functions. Fixture design is to use a dual-positioning and promoting or oblique cut workpiece clamping platen. Clamping the use of such devices, Jig is stable installation folder, specifically, will allow drilling in 2-φ 6mm hole, Holes can guarantee the accuracy of the location. In short, use of the special fixture design programs to ensure that the parts of large quantities of production, to improve the labor efficiency. Therefore, it is desirable. Keywords : Analysis parts ，Design process ，Process order，Dual side ，F(xiàn)ixture Design ，Positional Accuracy 四川理工學院畢業(yè)（設計）論文 目 錄 中文摘要…………………………………………………………………………………Ⅰ ABSTRACT…………………………………………………………………………… Ⅱ 前言 第一章 零件分析……………………………………………………………………… 1 1.1 零件的三維圖………………………………………………………………………1 1.2 零件的作用…………………………………………………………………………1 1.3 零件的工藝分析……………………………………………………………………2 1.4 確定生產類型………………………………………………………………………3 第二章 工藝規(guī)程設計…………………………………………………………………4 2.1 零件的毛坯制造形式……………………………………………………………… 4 2.2 基準的選擇…………………………………………………………………………4 2.3 制定工藝路線………………………………………………………………………4 2.4 械加工余量及工序尺寸的確定………………………………………………………6 第三章 切削用量及時間定額的確定……………………………………………………8 3.1 工序一切削用量及時間定額的確定………………………………………………… 8 3.2 工序二切削用量及時間定額的確定………………………………………………… 10 3.3 工序三切削用量及時間定額的確定…………………………………………………15 3.4 工序四切削用量及時間定額的確定…………………………………………………16 3.5 工序五切削用量及時間定額的確定…………………………………………………17 3.6 工序六切削用量及時間定額的確定…………………………………………………21 3.7 工序七切削用量及時間定額的確定…………………………………………………23 3.8 工序八切削用量及時間定額的確定…………………………………………………26 3.9 工序九切削用量及時間定額的確定…………………………………………………26 3.10 工序十切削用量及時間定額的確定…………………………………………………27 3.11 工序十一切削用量及時間定額的確定………………………………………………28 第四章 夾具設計……………………………………………………………………… 28 4.1問題的提出………………………………………………………………………… 29 4.2定位基準及定位元件的選擇………………………………………………………… 29 4.3夾緊方案的設計及夾緊元件的選擇…………………………………………………30 4.4夾緊力的計算……………………………………………………………………… 30 4.5刀具導向裝置的選擇…………………………………………………………………31 4.6氣缸設計……………………………………………………………………………32 4.7夾具結構設計……………………………………………………………………… 33 4.8定位誤差分析……………………………………………………………………… 33 第五章 結論……………………………………………………………………………34 參考文獻…………………………………………………………………………………35 致謝………………………………………………………………………………………36 IV III 前 言 畢業(yè)設計(論文)是我們大學中的一次系統(tǒng)、全面的綜合性實踐學習。它既是對所學基礎知識、基本理論、基本技能的復習，也是理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)我們創(chuàng)新意識和綜合運用知識能力、綜合分析和解決實際問題能力的重要環(huán)節(jié)；既是對我們綜合素質與工程實踐能力培養(yǎng)效果的全面檢驗，也是實現(xiàn)專業(yè)基本訓練和人才培養(yǎng)目標、全面提高人才素質的重要過程。 鉆模體是鉆床夾具上的主要零件。它的作用用于連接夾緊元件、定位元件、導向元件等。我的畢業(yè)設計是鉆模體工藝規(guī)程及鉆 2-φ6mm孔夾具設計。在這設計過程中，我用了機械制圖、機械制造技術基礎、機械夾具設計等多方面的知識。同時我還查閱了其他方面的書籍來保證設計的正常進行。 在本次設計中，共有五章內容。第一章是零件的分析；第二章是工藝規(guī)程設計；第三章是切削用量及時間定額的確定；第四章是夾具設計；最后一章是結論。 本次設計是我們大學的一次大型設計。因此，學校方面及系領導、指導老師都高度重視我們的畢業(yè)設計，在此過程中，他們給予了我很大的幫助，給我們提供了很多利于完成設計的平臺。在此，向他們表示謝意。 由于水平有限，設計過程中，難免有錯誤，希望老師指導，并恭請批評指正。 畢業(yè)（設計）論文 第一章 零件分析 1.1零件的三維圖 圖1-1 1.2 零件的作用 鉆模體是鉆床夾具上的主要零件。它的作用用于連接夾緊元件、定位元件、導向元件等。它由四大部分組成，各部分的結構形狀和作用具體分析如下： 1.底部是帶有空腔的長方體底板。鉆模體下部空腔主要是為了減小鉆模體底面的加工面，使其與機床工作臺面良好接觸，并便于拆裝內六角螺釘，為不運動件斜齒桿提供活動空間。 2.在長方形節(jié)板的上方前部是一階梯形長方板，其上有一長方槽，長方槽子兩側有上小下大的階梯孔。長方槽是為安裝時間定位鍵，階梯孔是為安裝內六角螺釘，以固定V型塊所用。 3.在長方體底板上方后部有一拱形體，其內部為一階梯孔。拱形體內的階梯孔是為安裝斜齒軸所用。為了便于加工，該階梯孔修成通孔。 4.在拱形體上部有一腰形柱體與它相貫，腰形柱體中間是一通孔，兩側有階梯孔。腰形柱體中間的通孔是為安裝斜齒桿，兩側的階梯孔是為安裝引導柱用的. 引導柱下方的小孔是為裝配線時排氣用的。 1.3 零件的工藝分析 為了能夠較為清晰、準確的表達零件的各個表面。現(xiàn)將零件的幾個表面用特殊的數(shù)字符號表示出來。見下圖示： 圖1-2 根據鉆模體零件圖及查《機械加工工藝設計手冊》，分析零件表面質量及技術要求如下： 1．底面②需要滿足表面粗糙度Ra3.2m。 2．上端面①表面粗糙度Ra12.5m，要求不高。 3. 臺階面③的表面質量Ra3.2m。 4. 溝槽的頂面與底面具有平行度，兩面的表面粗糙度Ra3.2，公差值為0.01，公差等級為810級。 5．孔和孔保持平行度?？椎膬缺砻娲植诙萊a3.2m.公差等級為8-10級，加工時最好將三孔放在同一組工序加工，平行度公差值為0.01， 孔對底面有垂直度要求，公差值為0.025，公差等級為8-10級，加工過程中應保證垂直精度。 6.孔25mm與孔及孔具有同軸度要求，公差值為，內表面粗糙度Ra3.2。 7.錐孔加工時應配研磨，表面粗糙度Ra1.6，公差等級為5-6級。 8.未注鑄造圓角R35；未注尺寸公差按IT14級；未注形位公差按D級。 根據各加工方法的經濟精度及一般機床所能達到的加工精度，上述各表面的表面質量及技術要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證。 1.4 確定生產類型 已知零件的生產綱領為1萬件/年，查《機械制造工藝及設備設計手冊》表15-2確定此類零件為大批生產。 生產類別 工作地點每月?lián)摰墓ば驍?shù) 同類零件的年產量[件] 重型 （零件重>2000kg） 中型 (零件重100~2000kg） 輕型 （零件重<100kg） 單件生產 不作規(guī)定 <5 <10 <100 小批生產 >20~40 5~100 10~200 100~500 中批生產 >10~20 100~300 200~500 500~5000 大批生產 >1~10 300~1000 500~5000 5000~50000 大量生產 1 >1000 >5000 >50000 表1-1 33 第二章 工藝規(guī)程設計 2.1 零件的毛坯制造形式 零件材料為HT200。根據零件在工作運行過程中受到的沖擊不大，零件的結構相對比較復雜，故采用鑄造毛坯形式。 2.2 基準的選擇 2.2.1粗基準的選擇 對于零件而言，盡可能選擇不加工的表面做為粗基準。而對有若干個不加工的表面的工件，則應以與加工要求相對位置精度較高的不加工表面作基準粗基準。根據這個原則，選擇4082上端面作為粗基準，利用支承板(限制3個自由度)、一個圓柱銷(限制2個自由度)和一個削邊銷(限制1個自由度)，達到完全定位，然后進行銑削。 2.2.2 精基準的選擇 精基準的選擇主要應該考慮基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合時，應該進行尺寸換算，銑底面②時以上端面①作基準；銑上端面①、臺階面③和溝槽8k8mm，以底面②作為精基準；鉆2-ф6孔、2-ф16H7孔和ф20H7孔，以底面②作精基準；鉆ф2-ф6mm及锪沉頭孔ф14mm，以上端面①作為精基準；鉆ф4H7孔，以ф20H7孔作精基準；鉆ф20H7孔、鉆ф25mm錐孔及鉆孔ф35mm孔深18mm，以ф20H7孔作精基準；鉆2-ф4mm孔深10mm及攻2-M6-7H深12mm螺紋以ф20H7孔作精基準。 2.3 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證，在生產綱領已確定的情況下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量是工序集中來提高生產率，除次外，還應考慮經濟效果是生產成本盡量降低。 2.3.1工藝路線方案一 工序一：粗銑、精銑底面②。 工序二：銑上端面①。 工序三：粗銑、精銑臺階面③。 工序四：銑溝槽④。 工序五：銑側面⑤。 工序六：鉆2-ф6mm孔及鉆、鉸2-ф16mm的雙孔和倒角。 工序七：鉆、擴、鉸ф20mm的孔及倒角。 工序八：鉆2-ф6mm沉孔ф14mm深3mm。 工序九：鉆、擴、鉸ф20mm孔；鉆、擴ф25mm錐孔；鉆、擴、鉸、精鉸ф35mm孔。 工序十：配研。 工序十一：鉆、鉸ф4H7孔(配鉆) 工序十二：鉆2-ф4孔深10mm(配作) 。 工序十三：攻2-M6-7H深12mm螺孔(配作)。 工序十四：檢查、清洗入庫。 該工藝方案的加工效率較低，不適合于大批量生產。 2.3.2 工藝路線方案二 工序一：粗銑、精銑底面②，以上端面①作為定位基準。 工序二：粗銑上端面①、臺階面③及溝槽8k8mm，以底面②作為定位基準。 工序三：精銑臺階面③，以底面②作為定位基準。 工序四：銑側面⑤，以底面②作為定位基準。 工序五：鉆2-ф6mm孔；鉆、鉸2-ф16H7mm孔；鉆、擴鉆ф20H7mm孔。對2-ф16H7mm和20H7mm孔進行倒角，底面②作為定位基準。 工序六：鉆ф2-ф6mm及锪沉頭孔ф14mm，以上端面①及2-ф16H7兩孔定位。 工序七：鉆、擴鉆ф20H7mm孔；鉆、擴ф25mm錐孔；鉆、擴鉆ф35mm孔；以底面②及ф20H7孔定位。 工序八：配研。 工序九：鉆、鉸ф4H7孔mm(配鉆)，以底面②和ф20H7mm孔作為定位。 工序九十：鉆、鉸2-ф4mm孔深10mm及攻2-M6-7H深12mm螺紋，以底面②和孔ф20H7mm作為定位。 工序十一：檢查、清洗入庫。 該工藝方案較3.3.1的工藝路線大大縮短了加工時間，提高了加工效率。在實際生產中利于大批量生產，故我采用這個設計方案。 2.4 毛坯尺寸、機械加工余量及工序尺寸的確定 2.4.1毛坯尺寸的確定 根據零件為鑄造毛坯形式，查《機械制造工藝簡明手冊》表2-2～2-5，選擇加工余量為MA-G級，那么取上端面①、底面②的長度余量為3.5mm; 臺階面③和側面⑤的長度余量為3mm. 2.4.2 機械加工余量及工序尺寸的確定 由于鉆模體材料為HT200，生產類型為大批生產，采用鑄造毛坯形式。所以根據《機械加工工藝設計實用手冊》表6--90，鑄造精度CT9；根據《機械加工余量與公差手冊》表3-1，鑄件加工余量等級取F級。 1．粗銑、精銑底面②時，考慮到其加工面大小，根據《機械加工余量與公差手冊》表6-84，由于零件為雙面加工，得到加工余量為3.5mm；查《機械加工余量與公差手冊》表6-86，得到鑄件長度方向的工序尺寸為971.1mm；根據《機械制造技術基礎》表6.3，粗銑加工等級取IT12，銑削深度為2mm,其工序尺寸為95mm，表面粗糙度粗銑為6.3m；精銑加工等級取IT7，銑削深度為1.5mm, 其工序尺寸為93.5mm，表面粗糙度為3.2m，故銑削工序加工余量最大為3.45mm，最小為0.9mm。 2.按照上述同樣的方法，根據零件的表面質量及技術要求，查《機械加工余量與公差手冊》和《機械制造技術基礎》確定其它面與孔的機械加工余量及工序尺寸，經過查得歸納如下表： 加工 表面 加工 內容 加工 余量 精度 等級 工序 尺寸 表面 粗糙度 工序余量 最小 最大 底 面② 鑄 件 精 銑 粗 銑 3.5 1.5 2.0 CT9 7 12 971.1 93.5 95 3.2 6.3 1.150 0.900 1.720 3.450 上端面① 鑄 件 粗 銑 3.5 3.5 CT9 12 93.51.1 90 12.5 6.3 2.400 3.850 臺階面③ 鑄 件 精 銑 粗 銑 3.0 1.5 1.5 CT9 7 12 330.9 30 31.5 3.2 6.3 0.400 0.600 0.525 2.650 側 面⑤ 鑄 件 粗 銑 3.0 3.0 CT9 12 59.51.1 87.5 12.5 1.900 4.450 20H7mm 擴 孔 鉆 孔 2 IT10 IT12 20 16 3.2 12.5 1.72 2.021 2-16H7mm 擴 孔 鉆 孔 0.5 IT10 IT12 3.2 12.5 0.82 1.018 35H7mm 擴 孔 鉆 孔 IT10 IT12 3.2 12.5 0.090 1.500 0.275 1.910 第三章 切削用量及時間定額的確定 3.1工序一：粗銑、精銑底面②，以上端面①作為定位基準。 3.1.1粗銑 1 加工條件 1) 工件材料：HT200，HB=190～240，鑄件。 2) 加工要求：粗銑底面②。 3) 機 床：X61W =5.25kw n=65～1800r/min 4) 刀 具：查《機械加工工藝手冊》表3.1-75取：W18Cr4v高速鋼鑲齒套式面銑刀。直徑D=80mm,L=36mm,Z=10,螺旋角β=10°， =15°, =12°。 2 切削用量 1) 銑削深度：因其切削量較小，故可以選擇=2.0mm，一次走刀即可完成。 2) 每齒進給量：查《機械加工工藝手冊》表2.4-73：按照機床功率選擇中等等級加工，得f=0.2～0.3mm/z。 根據機床使用說明書取 f=0.25mm/z 3) 刀具后刀面磨損和壽命：查《機械加工工藝手冊》表2.4-71：后刀面最大磨損為1.5～2.0mm；刀具壽命T=10.8Xs 4) 計算切削速度 查《機械加工工藝手冊》表3-2： (3-1) 查《機械加工工藝手冊》得粗銑 =1； 其中=2.0mm，=115mm，=0.25mm/z 所以 =0.28m/s=16.8m/min 根據 可得： (3-2) 根據X61W機床使用書說明選擇n=71r/min. 則實際的切削速度為： (3-4) 根據工作臺每分鐘進給量 (3-5) 得： 查X61W根據機床使用說明選擇=190mm/min 5) 校驗機床功率 查《機械加工工藝手冊》表2.4-82得：=1.4kw 則滿足了 所以機床能滿足使用要求。 6) 切削機動工時 查《機械制造工藝手冊》表7-7得： (3-6) 其中 =0.5D-+（1～3） (3-7) =（0.03～0.05）D (3-8) =3～5 計算 所以 3.1.2 精銑 1加工條件 1) 工件材料、機床、刀具與粗銑相同。 2) 加工要求：精銑底面②。 2 切削用量 1) 銑削深度：因其切削量較小，故可以選擇=1.5mm,一次走刀即可完成。 2) 每齒進給量:取上相同f=0.25mm/z。 3) 刀具后刀面磨損和壽命：查《機械加工工藝手冊》表2.4-71： 后刀面最大磨損為1.5～2.0mm；刀具壽命T=10.8Xs 。 4) 計算切削速度 查得精銑 =0.8; 其中=1.5mm，=115mm，=0.25mm/z 所以 =0.28m/s=16.8m/min 根據 可得： 根據機床使用說明書選擇n=71r/min. 則實際的切削速度為： 可以計算工作臺每分鐘進給量 根據機床使用說明選擇=190mm/min 5）校驗機床功率 查《機械加工工藝手冊》表2.4-82得：=1.4kw 則滿足了 所以機床能滿足使用要求。 6）切削機動工時 3.2 工序二：粗銑上端面①、臺階面③及溝槽8k8mm，以底面②作為定位基準 3.2.1粗銑4082mm上表面① 1 加工條件 1) 工件材料：HT200，HB=190～240，鑄造。 2) 加工要求：銑上端面使①其表面粗糙度上限12.5。 3) 機 床：X61W =5.25kw n=65～1800r/min 4) 刀 具：查《機械加工工藝手冊》表3.1-75選擇：W18Cr4v高速鋼鑲齒套式面 銑刀。 刀具直徑D=80mm,L=36mm,Z=10,螺旋角β=10°，=15°, =12°。 2 切削用量 1) 銑削深度：因其切削量較小，故可以選擇=3.5mm，一次走刀即可完成。 2) 每齒進給量：查《機械加工工藝手冊》表2.4-73：按照機床功率選擇中等等級加工，得f=0.2～0.3mm/z。 根據機床使用說明書取 f=0.25mm/z 3) 刀具后刀面磨損和壽命：查《機械加工工藝手冊》表2.4-71 ：后刀面最大損損為1.5～2.0mm；刀具壽命T=10.8Xs 4) 計算切削速度 查《機械加工工藝手冊》表3-2： 其中=1，=3.5mm，=40mm，=0.25mm/z 所以 =0.29m/s=17.4m/min 根據 可得： 根據X61W機床使用說明書選擇n=71r/min. 則實際的切削速度為： 根據工作臺每分鐘進給量 得： 根據X61W機床使用說明書選擇=190mm/min 5) 校驗機床功率 查《機械加工工藝手冊》表2.4-82得：=0.8kw 則滿足了 所以機床功率校驗合格。 6) 切削機動工時 查《機械制造工藝手冊》表7-7得： 其中 =0.5D-+（1～3） =（0.03～0.05）D =3～5 計算 所以 3.2.2粗銑臺階面③ 1 加工條件 1) 工件材料：HT200，HB=190～240，鑄造。 2) 加工要求：粗銑底面③。 3) 機 床：X61W =5.25kw n=65～1800r/min 4) 刀 具：查《機械加工工藝手冊》表3.1-75 選擇：W18Cr4v高速鋼鑲齒套式面銑刀。 直徑D=80mm,L=36mm,Z=10,螺旋角β=10°，=15°, =12°。 2 切削用量 1) 銑削深度：因其切削量較小，故選擇=1.5mm，一次走刀即可完成。 2) 每齒進給量：查《機械加工工藝手冊》表2.4-73：按照機床功率選擇中等等級加工，得f=0.2～0.3mm/z。 根據機床使用說明書取 f=0.25mm/z 3) 刀具后刀面磨損和壽命：查《機械加工工藝手冊》表2.4-71：后刀面最大磨損為1.5～2.0mm；刀具壽命T=10.8Xs 4) 計算切削速度 查《機械加工工藝手冊》表3-2： 其中=1，=1.5mm，=59mm，=0.25mm/z 所以 =0.31m/s=18.6m/min 根據 可得： 根據X61W機床使用說明書選擇n=71r/min. 則實際的切削速度為： 根據工作臺每分鐘進給量 得： 查X61W根據機床使用說明書選擇=190mm/min 5) 校驗機床功率 查《機械加工工藝手冊》表2.4-82得：=1.2kw 則滿足了 所以機床能滿足使用要求。 6) 切削機動工時 查《機械制造工藝手冊》表7-7得： 其中 =0.5D-+（1～3） =（0.03～0.05）D =3～5 計算 所以 3.2.3銑溝槽④ 1 加工條件 1) 工件材料：HT200，HB=190～240，鑄造。 2) 加工要求：銑溝槽④使其溝底面粗糙度上限12.5。 3) 機 床：X61W =5.25kw n=65～1800r/min 4) 刀 具：查《機械加工工藝手冊》表3.1-75選擇：W18Cr4v高速鋼直柄力銑刀。 刀具直徑D=8mm,L=63mm,Z=5。 2 切削用量 1) 銑削深度：因其切削量較小，故可以選擇=3mm，一次走刀即可完成。 2) 每齒進給量：查《機械加工工藝手冊》表2.4-73： 按照機床功率選擇中等等級加工，得f=0.015～0.02mm/z。 根據機床使用說明書 取f=0.02mm/z 3) 刀具后刀面磨損和壽命：查《機械加工工藝手冊》表2.4-71： 后刀面最大磨損為1.0～1.2mm；刀具壽命T=3.6Xs 4) 計算切削速度 查《機械加工工藝手冊》表3-2： 其中=1，=3mm，=8mm，=0.02mm/z 所以 =0.22m/s=13.2m/min 根據 可得： 查X61W，根據機床使用說明書選擇n=590r/min. 則實際的切削速度為： 根據工作臺每分鐘進給量 得： 根據X61W機床使用說明書選擇=65mm/min 5) 校驗機床功率 查《機械加工工藝手冊》表2.4-82得：=0.2kw 則滿足了 所以機床功率校驗合格。 6) 切削機動工時 查《機械制造工藝手冊》表7-7得： 其中 =0.5D-+（1～3） =（0.03～0.05）D =3～5 計算 所以 3.3 工序三：精銑臺階面③，以底面②作為定位基準 1加工條件 1) 材料、機床、刀具與粗銑時候相同。 2) 加工要求：精銑底面③使其表面粗糙度上限3.2 2切削用量 1) 銑削深度：因其切削量較小，故可以選擇=1.5mm,一次走刀即可完成。 2) 每齒進給量:取上相同f=0.25mm/z。 3) 刀具后刀面磨損和壽命： 查《機械加工工藝手冊》表2.4-71： 后刀面最大磨損為1.5～2.0mm； 刀具壽命T=10.8Xs 4) 計算切削速度 查《機械加工工藝手冊》表3-2 得： 查得精銑 =0.8;其中=1.5mm，=59mm，=0.25mm/z 所以 =0.31m/s=18.6m/min 根據 可得： 根據機床使用說明書選擇n=71r/min. 則實際的切削速度為： 可以計算工作臺每分鐘進給量 根據機床使用說明書選擇=190mm/min 5) 校驗機床功率 查《機械加工工藝手冊》表2.4-82得：=1.2kw 則滿足了 所以機床功率校驗合格。 6) 切削機動工時 3.4 工序四： 銑側面⑤，以底面②作為定位基準。 1 加工條件 1) 工件材料：HT200，HB=190～240，鑄造。 2) 加工要求：銑5915mm的側面⑤使其表面粗糙度上限12.5。 3) 機 床：X6030臥式銑床 =5.4kw n=32～1600r/min 4) 刀 具： 查《機械加工工藝手冊》表3.1-75選擇： W18Cr4v高速鋼鑲齒套式面銑刀 。刀具直徑D=80mm,L=36mm,Z=10,螺旋角β=10°，=15°, =12 2 切削用量 1) 銑削深度：因其切削量較小，故可以選擇=3mm，一次走刀即可完成。 2) 每齒進給量：查《機械加工工藝手冊》表2.4-73：按照機床功率選擇中等等級加工， 得f=0.2～0.3mm/z。 根據《切削手冊》查機床使用說明書 取f=0.25mm/z 3) 刀具后刀面磨損和壽命： 查《機械加工工藝手冊》表2.4-71得：后刀面最大磨損為1.5～2.0mm；刀具壽命T=10.8s 4) 計算切削速度 查《機械加工工藝手冊》表3-2 得： 其中=1，=3mm，=15mm，=0.25mm/z 所以 =0.33m/s=19.8m/min 根據 可得： 查X61W，根據機床使用說明書選擇n=80r/min. 則實際的切削速度為： 根據工作臺每分鐘進給量 得： 查X6030臥式銑床根據機床使用書選擇=200mm/min 5) 校驗機床功率 查《機械加工工藝手冊》表2.4-82得：=0.8kw 則滿足了 所以機床功率校驗合格。 6) 切削機動工時 查《機械制造工藝手冊》表7-7得： 其中 =0.5D-+（1～3） =（0.03～0.05）D =3～5 計算 所以 3.5 工序五：鉆2-ф6mm孔；擴鉆、鉸2-ф16H7mm孔；鉆、擴鉆ф20H7mm孔。對2-ф16H7mm和20H7mm孔進行倒角，以底面②作為定位基準。 3.5.1鉆2-ф6mm孔 1 加工條件 1) 工件材料：HT200，HB=190～240，鑄造。 2) 機 床：查《機械加工工藝手冊》表3.1-30選擇： Z3025鉆床：=2.2kw, n=25～2500r/min，=0.05～1.6mm/r ，=196 3) 刀 具： 查《機械加工工藝手冊》表3.1-75 選擇：W18Cr4v高速鋼麻花鉆 ：直徑d=6mm, =93mm, =57mm, , , 2 鉆削用量 1) 鉆削進給量：選擇級別加工=0.20～0.24mm/r 根據鉆床使用說明取=0.20mm/r 2）鉆頭磨鈍標準及壽命：查《機械加工工藝手冊》表2.4-37得：后刀面最大磨損限度0.5～0.8mm；壽命T=1500s 3) 鉆削速度 查《機械加工工藝手冊》表2.4-41：V=0.52m/s=31.2m/min, =2.1 根據 可得： 查Z3025鉆床的使用說明取n=1600r/min 可以計算實際 4) 校驗扭矩、功率 查《機械加工工藝手冊》得: =1.0< 故滿足條件，校驗成立。 5) 計算機動工時 根據《機械制造工藝手冊》表7-7得： 其中==2.5mm (3-9) =(1～4)mm 所以計算 3.5.2擴鉆、鉸2-ф16H7mm孔 3.5.2.1在已有6mm的孔上擴鉆到15mm孔 1 加工條件 1) 刀具：W18Cr4v高速鋼擴孔鉆 d=15mm, =169mm, =114mm 2) 其他條件與上相同。 2 擴鉆用量 1) 擴鉆進給量：=(1.2～1.8)=0.24～0.36mm/r 根據鉆床使用說明書取=0.30mm/r 2） 擴鉆頭磨鈍標準及壽命：查《機械加工工藝手冊》表2.4-37得：后刀面最大磨損限度0.9～1.4mm；壽命T=3600s 3) 擴鉆速度 V==30=10～20(m/min) 查Z3025鉆床的使用說明書取n=315r/min 可以計算實際 4) 計算機動工時 根據《機械制造工藝手冊》表7-7得： 其中==3mm =(1～4)mm 所以計算 3.5.2.2 絞孔16H7mm 1 加工條件：1)直柄機用絞刀： ，L=170mm。 2) 其他條件同上 2 絞削用量： 由于絞削與擴孔的工時都很短，他們的的切削用量一致。 所以 =0.30mm/r，n=315r/min， ， 3.5.3 鉆、擴鉆φ20H7mm孔 3.5.3.1鉆φ16mm孔 1 加工條件 1) 工件材料：HT200，HB=190～240，鑄造。 2) 機 床：查《機械加工工藝手冊》表3.1-30選擇：鉆床Z3025 =2.2kw, n=25～2500r/min =0.05～1.6mm/r，=196 3) 刀 具：查《機械加工工藝手冊》表3.1-75選擇：W18Cr4v高速鋼直柄短麻花鉆。 直徑d=16mm, =115mm, =58mm 2 鉆削用量 1) 鉆削進給量：選擇級別加工=0.45～0.56mm/r 根據鉆床使用說明書取=0.50mm/r 2）鉆頭磨鈍標準及壽命： 查《機械加工工藝手冊》表2.4-37得：后刀面最大磨損限度0.9～1.4mm；壽命T=2700s 3) 鉆削速度 查《機械加工工藝手冊》表2.4-41：V=0.45m/s=27m/min, =30.9 計算主軸轉速 查Z3025鉆床的使用說明書取n=500r/min 可以計算實際 4) 校驗扭矩、功率 查《機械加工工藝手冊》得: =1.3 < 故滿足條件，校驗成立。 5) 計算機動工時 根據《機械制造工藝手冊》表7-7得： 其中==5mm = 0 mm (鉆中心孔= 0 mm ) 所以計算 3.5.3.2擴鉆20H7mm孔 1 加工條件 1) 刀具：W18Cr4v高速鋼擴孔鉆 d=19.70mm, =205mm, =140mm. 2) 其他條件與上相同 2 擴鉆用量 1) 擴鉆進給量：=(1.2～1.8)=0.6～0.9mm/r 根據鉆床使用說明取=0.63mm/r 2） 擴鉆頭磨鈍標準及壽命：查《機械加工工藝手冊》表2.4-37得：后刀面最大磨損限度0.9～1.4mm，壽命T=3600s 3) 擴鉆速度 V==25=8.3～12.5(m/min) 查Z3025鉆床的使用說明書取n=200r/min 可以計算實際 4) 計算機動工時 根據《機械制造工藝手冊》表7-7得： 其中==2.5mm = 0 mm 所以計算 3.5.4 倒角1 采用90°的锪孔鉆，取主軸轉速與擴鉆轉速相同n=315r/min，手動進給。 3.6 工序六：鉆ф2-ф6mm及锪沉頭孔ф14深3mm，以上端面①及2-ф16H7兩孔定位 3.6.1鉆孔到6mm 1 加工條件 1) 工件材料：HT200，HB=190～240，鑄造。 2) 機 床：查《機械加工工藝手冊》表3.1-30選擇 ：Z575鉆床 =2.2kw, n=25～2500r/min,=0.05～1.6mm/r, =196 3) 刀 具：查《機械加工工藝手冊》表3.1-75選擇： W18Cr4v高速鋼麻花鉆 直徑d=6mm, =93mm, =57mm, , , 。 2 鉆削用量 1) 鉆削進給量：選擇級別加工=0.20～0.24mm/r 根據鉆床使用說明書取=0.20mm/r 2）鉆頭磨鈍標準及壽命：查《機械加工工藝手冊》表2.4-37得：后刀面最大磨損限度0.5～0.8mm ；壽命T=1500s 3) 鉆削速度 查《機械加工工藝手冊》表2.4-41得：V=0.52m/s=31.2m/min, =2.1 根據 可得： 查Z575鉆床的使用說明書取n=1600r/min 可以計算實際 4) 校驗扭矩、功率 查《機械加工工藝手冊》得: =1.0< 故滿足條件，校驗成立。 5) 計算機動工時 根據《機械制造工藝手冊》表7-7得： 其中==2.5mm =(1～4)mm 所以計算 3.6.2 锪鉆14mm孔 1 加工條件 1) 刀具：W18Cr4v高速鋼可換導柱錐柄平底锪鉆 d=22mm,, ,=150mm, =30mm 2) 其他條件與上相同。 2 擴鉆用量 1) 擴鉆進給量：=(1.2～1.8)=0.24～0.36mm/r 根據鉆床使用說明取=0.30mm/r 2）擴鉆頭磨鈍標準及壽命：查《機械加工工藝手冊》得：后刀面最大磨損限度 0.9～1.4mm；壽命T=3600s 3) 擴鉆速度 V==30=10～20(m/min) 查Z575鉆床的使用說明書取n=315r/min 可以計算實際 4) 計算機動工時 根據《機械制造工藝手冊》表7-7得： 其中==4.5mm =(1～4)mm 所以計算 3.7 工序七：鉆、擴鉆ф20H7mm孔；鉆、擴ф25mm錐孔；鉆、擴鉆ф35H7mm孔；以底面②及ф20H7孔定位。 3.7.1 鉆、擴鉆20H7mm孔 3.7.1.1 鉆孔到16mm 1 加工條件 1) 工件材料：HT200，HB=190～240，鑄造。 2) 機床：立式Z535鉆床 =4kw, n=31.5～1400r/min, =196 3) 刀具：W18Cr4v高速鋼直柄麻花鉆 直徑d=16mm, =115mm, =58mm 2 鉆削用量 1) 鉆削進給量：選擇級別加工=0.31～0.37mm/r 根據鉆床使用說明書取=0.32mm/r 2）鉆頭磨鈍標準及壽命：查《機械加工工藝手冊》表2.4-37得：后刀面最大磨損限度0.5～0.8mm ；壽命T=2700s 3) 鉆削速度 查《機械加工工藝手冊》表2.4-41得：V=0.57m/s=34.2m/min, =20.5 根據 可得： 查Z535鉆床的使用說明書取n=750r/min 可以計算實際 4) 校驗扭矩、功率 查《機械加工工藝手冊》得 =1.3< 故滿足條件，校驗成立。 5) 計算機動工時 根據《機械制造工藝手冊》表7-7得： 其中==5mm =(1～4)mm 所以計算 3.7.1.2 擴鉆20H7mm孔 1 加工條件 1) 刀具：W18Cr4v高速鋼直柄擴孔鉆 d=20mm, =205mm, =140mm 2) 其他條件與上相同。 2 擴鉆用量 1) 擴鉆進給量：=(1.2～1.8)=0.38～0.58mm/r 根據鉆床使用說明書取=0.43mm/r 2）擴鉆頭磨鈍標準及壽命： 查《機械加工工藝手冊》表2.4-37得：后刀面最大磨損限度0.9～1.4mm；壽命T=3600s 3) 擴鉆速度 V==37.7=12.6～18.9(m/min) 查Z535鉆床的使用說明書取n=275r/min 可以計算實際 4) 計算機動工時 根據《機械制造工藝手冊》表7-7得： 其中==3mm =(1～4)mm 所以計算 3.7.2 鉆、擴鉆ф35H7mm孔 在3.7.1已鉆的20mm孔的基礎上，擴鉆到35H7孔。 1 加工條件 1) 刀具：W18Cr4v高速鋼錐柄擴孔鉆 d=35mm, =344mm, =195mm 2) 機床選擇及加工材料與上相同。 2 擴鉆用量 1) 擴鉆進給量：=(1.2～1.8)=0.38～0.58mm/r 根據鉆床使用說明取=0.57mm/r 2）擴鉆頭磨鈍標準及壽命：查《機械加工工藝手冊》2.4-37的：后刀面最大磨損限度 0.8～1.2mm；壽命T=6300s 3) 擴鉆速度 V==37.7=12.6～18.9(m/min) 查Z535鉆床的使用說明書取n=140r/min 可以計算實際 4) 計算機動工時 根據《機械制造工藝手冊》表7-7得： 其中==5mm =(1～4)mm 所以計算 3.8 工序八：配研 3.9 工序九：鉆、鉸ф4H7mm孔(配鉆)，以底面②和ф20H7mm孔作為定位。 3.9.1 鉆孔到3.8mm 1 加工條件 1) 工件材料：HT200，HB=190～240，鑄造。 2) 機床：立式Z535鉆床 =4kw, n=31.5～1400r/min, =196 3) 刀具：查《機械加工工藝手冊》表3.1-75得 ：W18Cr4v高速鋼麻花鉆。直徑d=3.8mm, =55mm, =22mm 2 鉆削用量 1) 鉆削進給量：選擇級別加工=0.13～0.17mm/r 根據鉆床使用說明書取=0.15mm/r 2）鉆頭磨鈍標準及壽命：查《機械加工工藝手冊》2.4-37得：后刀面最大磨損限度0.5～0.8mm ；壽命T=1500s 3) 鉆削速度 查《機械加工工藝手冊》表2.4-41得：V=0.50m/s=30m/min, =1.07 根據 可得： 查Z535鉆床的使用說明書取n=1100r/min 可以計算實際 4) 校驗扭矩、功率 查《機械加工工藝手冊》得： =1.0< 故滿足條件，校驗成立。 5) 計算機動工時 根據《機械制造工藝手冊》表7-7得： 其中==2mm =(1～4)mm 所以計算 3.9.2 絞孔4.0H7mm 選擇機用普通絞刀d=4.0，=76mm, =38mm 該工步的時間與4.9.1時間很短，使用切削用量都接近一致，所以該工步：=0.15mm/r n=1100r/min 3.10 工序十： 鉆、鉸2-ф4mm孔深10mm及攻2-M6-7H深12mm孔螺紋，以底面②和孔ф20H7mm作為定位。 3.10.1 鉆、鉸2-ф4mm孔深10mm 該工步與4.9過程完全相同 3.10.2鉆φ4mm孔深12mm，攻M6螺紋 3.10.2.1鉆孔到4.0mm 1 加工條件 1) 工件材料：HT200，HB=190～240，鑄造。 2) 機 床：立式Z535鉆床 =4kw, n=31.5～1400r/min, =196 3) 刀 具：查《機械加工工藝手冊》表3.1-75 得：W18Cr4v高速鋼麻花鉆。 直徑d=4.0mm, =55mm, =22mm 2 鉆削用量 1) 鉆削進給量：選擇級別加工=0.13～0.17mm/r 根據鉆床使用說明書取=0.15mm/r 2）鉆頭磨鈍標準及壽命：查《機械加工工藝手冊》表2.4-37得：后刀面最大磨損限度0.5～0.8mm 壽命T=720s 3) 鉆削速度 查《機械加工工藝手冊》表2.4-41得：V=0.50m/s=30m/min, =1.07 根據 可得： 查Z535鉆床的使用說明書取n=1100r/min 可以計算實際 4) 校驗扭矩、功率 查《機械加工工藝手冊》得 =1.0< 故滿足條件，校驗成立。 5) 計算機動工時 根據《機械制造工藝手冊》表7-7得： 其中==2mm =(1～4)mm 所以計算 3.10.2.2 攻M6的螺紋，采用M6絲錐來攻螺紋。 3.11 工序十一： 檢查、清洗入庫 四川理工學院畢業(yè)（設計）論文 第四章 夾具設計 為了提高勞動生產效率,保證加工質量,降低勞動強度,需要設計專用夾具。決定設計第六道工序--鉆ф2-ф6mm及锪沉頭孔ф14深3m