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夾具夾緊力的優(yōu)化及對(duì)工件定位精度的影響 B Li 和 S N Mellkote 布什伍德拉夫機(jī)械工程學(xué)院 佐治亞理工學(xué)院 格魯吉亞 美國(guó)研究所 由于夾緊和加工 在工件和夾具的接觸部位會(huì)產(chǎn)生局部彈性變形 使工件 尺寸發(fā)生變化 進(jìn)而影響工件的最終加工質(zhì)量 這種效應(yīng)可通過(guò)最小化夾具設(shè) 計(jì)優(yōu)化 夾緊力是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)變量 可以得到優(yōu)化 以減少工件的位移 本文提出了一種確定多夾緊夾具受到準(zhǔn)靜態(tài)加工部位的最佳夾緊力的新方法 該方法采用彈性接觸力學(xué)模型代表夾具與工件接觸 并涉及制定和解決方案的 多目標(biāo)優(yōu)化模型的約束 夾緊力的最優(yōu)化對(duì)工件定位精度的影響通過(guò) 3 2 1 式 銑夾具的例子進(jìn)行了分析 關(guān)鍵詞 彈性 接觸 模型 夾具 夾緊力 優(yōu)化 前言 定位和夾緊的工件加工中的兩個(gè)關(guān)鍵因素 要實(shí)現(xiàn)夾具的這些功能 需將 工件定位到一個(gè)合適的基準(zhǔn)上并夾緊 采用的夾緊力必須足夠大 以抑制工件 在加工過(guò)程中產(chǎn)生的移動(dòng) 然而 過(guò)度的夾緊力可誘導(dǎo)工件產(chǎn)生更大的彈性變 形 這會(huì)影響它的位置精度 并反過(guò)來(lái)影響零件質(zhì)量 所以有必要確定最佳夾 緊力 來(lái)減小由于彈性變形對(duì)工件的定位誤差 同時(shí)滿足加工的要求 在夾具 分析和綜合領(lǐng)域上的研究人員使用了有限元模型的方法或剛體模型的方法 大 量的工作都以有限元方法為基礎(chǔ)被報(bào)道 參考文獻(xiàn) 1 8 隨著得墨忒耳 8 這種 方法的限制是需要較大的模型和計(jì)算成本 同時(shí) 多數(shù)的有限元基礎(chǔ)研究人員 一直重點(diǎn)關(guān)注的夾具布局優(yōu)化和夾緊力的優(yōu)化還沒(méi)有得到充分討論 也有少數(shù) 的研究人員通過(guò)對(duì)剛性模型 9 11 對(duì)夾緊力進(jìn)行了優(yōu)化 剛型模型幾乎被近似為 一個(gè)規(guī)則完整的形狀 得墨忒耳 12 13 用螺釘理論解決的最低夾緊力 總的 問(wèn)題是制定一個(gè)線性規(guī)劃 其目的是盡量減少在每個(gè)定位點(diǎn)調(diào)整夾緊力強(qiáng)度的 法線接觸力 接觸摩擦力的影響被忽視 因?yàn)樗^法線接觸力相對(duì)較小 由于 這種方法是基于剛體假設(shè) 獨(dú)特的三維夾具可以處理超過(guò) 6 個(gè)自由度的裝夾 復(fù)和倪 14 也提出迭代搜索方法 通過(guò)假設(shè)已知摩擦力的方向來(lái)推導(dǎo)計(jì)算最小 夾緊力 該剛體分析的主要限制因素是當(dāng)出現(xiàn)六個(gè)以上的接觸力是使其靜力不 確定 因此 這種方法無(wú)法確定工件移位的唯一性 第 1 頁(yè) 共 15 頁(yè) 這種限制可以通過(guò)計(jì)算夾具 工件系統(tǒng) 15 的彈性來(lái)克服 對(duì)于一個(gè)相 對(duì)嚴(yán)格的工件 該夾具在機(jī)械加工工件的位置會(huì)受夾具點(diǎn)的局部彈性變形的強(qiáng) 烈影響 Hockenberger 和得墨忒耳 16 使用經(jīng)驗(yàn)的接觸力變形的關(guān)系 稱為元功 能 解決由于夾緊和準(zhǔn)靜態(tài)加工力工件剛體位移 同一作者還考察了加工工件 夾具位移對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)的影響 17 桂 18 等 通過(guò)工件的夾緊力的優(yōu)化定位精 度彈性接觸模型對(duì)報(bào)告做了改善 然而 他們沒(méi)有處理計(jì)算夾具與工件的接觸 剛度的方法 此外 其算法的應(yīng)用沒(méi)有討論機(jī)械加工刀具路徑負(fù)載有限序列 李和 Melkote 19 和烏爾塔多和 Melkote 20 用接觸力學(xué)解決由于在加載夾具夾 緊點(diǎn)彈性變形產(chǎn)生的接觸力和工件的位移 他們還使用此方法制定了優(yōu)化方法 夾具布局 21 和夾緊力 22 但是 關(guān)于 multiclamp 系統(tǒng)及其對(duì)工件精度影響的 夾緊力的優(yōu)化并沒(méi)有在這些文件中提到 本文提出了一種新的算法 確定了 multiclamp 夾具工件系統(tǒng)受到準(zhǔn)靜態(tài)加 載的最佳夾緊力為基礎(chǔ)的彈性方法 該法旨在盡量減少影響由于工件夾緊位移 和加工荷載通過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化夾緊力的一部分定位精度 接觸力學(xué)模型 用于確定 接觸力和位移 然后再用做夾緊力優(yōu)化 這個(gè)問(wèn)題被作為多目標(biāo)約束優(yōu)化問(wèn)題 提出和解決 通過(guò)兩個(gè)例子分析工件夾緊力的優(yōu)化對(duì)定位精度的影響 例子涉 及的銑削夾具 3 2 1 布局 1 夾具 工件聯(lián)系模型 1 1 模型假設(shè) 該加工夾具由 L 定位器和帶有球形端的 c 形夾組成 工件和夾具接觸的地 方是線性的彈性接觸 其他地方完全剛性 工件 夾具系統(tǒng)由于夾緊和加工 受到準(zhǔn)靜態(tài)負(fù)載 夾緊力可假定為在加工過(guò)程中保持不變 這個(gè)假設(shè)是有效的 在對(duì)液壓或氣動(dòng)夾具使用 在實(shí)際中 夾具工件接觸區(qū)域是彈性分布 然而 這種模式的發(fā)展 假設(shè)總觸剛度 見(jiàn)圖 1 第 i 夾具接觸力局部變形如下 1 iijjFkd 其中 j x y z 表示 在當(dāng)?shù)刈幼鴺?biāo)系切線和法線方向的接觸剛度ij 第 2 頁(yè) 共 15 頁(yè) 圖1 彈簧夾具 工件接觸模型 表示在第i個(gè)ixyz 接觸處的坐標(biāo)系 j x y z 是對(duì)應(yīng)沿著 xyz方向的彈性變形 分別 j x y z 的代表ijd 和 切向力接觸 法線力接觸 ixFiyizF 1 2 工件 夾具的接觸剛度模型 集中遵守一個(gè)球形尖端定位 夾具和工件的接觸并不是線性的 因?yàn)榻佑| 半徑與隨法線力呈非線性變化 23 由于法線力 接觸變形作用于半徑 和平iPiR 面工件表面之間 這可從封閉赫茲的辦法解決縮進(jìn)一個(gè)球體彈性半空間的問(wèn)題 對(duì)于這個(gè)問(wèn)題 是法線的變形 在 文獻(xiàn) 23 第 93 頁(yè) 中給出如下 in 2 1 3296 iiniPRE 其中 式中 和 是工件和夾具的彈性模量 22 11fw wEf w 分別是工件和材料的泊松比 f 切向變形 沿著 和 切線方向 硅業(yè)切力距ity iittx 或 者 ixiy 有以下形式 文獻(xiàn) 23 第 217 頁(yè) iyQiix或 者 3 t28 ifi wiaG 其中 分別是工件和夾具剪切模量 1 3134ifi wPRE fGw 一個(gè)合理的接觸剛度的線性可以近似從最小二乘獲得適合式 2 這就 產(chǎn)生了以下線性化接觸剛度值 在計(jì)算上述的線性近似 第 3 頁(yè) 共 15 頁(yè) 4 1 32 68 9iizREk 5 1 24jii iwxy zf kG 正常的力被假定為從 0 到 1000N 且最小二乘擬合相應(yīng)的 R2 值認(rèn)定是 0 94 2 夾緊力優(yōu)化 我們的目標(biāo)是確定最優(yōu)夾緊力 將盡量減少由于工件剛體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 局 部的夾緊和加工負(fù)荷引起的彈性變形 同時(shí)保持在準(zhǔn)靜態(tài)加工過(guò)程中夾具 工件系統(tǒng)平衡 工件的位移減少 從而減少定位誤差 實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)是通過(guò)制 定一個(gè)多目標(biāo)約束優(yōu)化問(wèn)題的問(wèn)題 如下描述 2 1 目標(biāo)函數(shù)配方 工件旋轉(zhuǎn) 由于部隊(duì)輪換往往是相當(dāng)小 17 的工件定位誤差 假設(shè)為確定其剛體翻譯基本上 其中 和TwwdXYZ wX wY 是 沿 和 三個(gè)正交組件 見(jiàn)圖 2 Zxgygz 圖 2 工件剛體平移和旋轉(zhuǎn) 工件的定位誤差歸于裝夾力 然后可以在該剛體位移的 范數(shù)計(jì)算如下 2L 第 4 頁(yè) 共 15 頁(yè) 6 222wwwdXYZ 其中 表示一個(gè)向量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 但是作用在工件的夾緊力會(huì)影響定位誤差 當(dāng)多個(gè)夾緊力作用于工件 由 此產(chǎn)生的夾緊力為 有如下形式 TRRCXYZP 7 RC 其中夾緊力 是矢量 夾緊力的方向 矩陣 1 TLCC 1 TCLCRn 是夾緊力是矢量的方向余弦 和 coscosLiLiiin i i Li 是第 i 個(gè)夾緊點(diǎn)夾緊力在 和 方向上的向量角度 i 1 2 3 C gXYgZ 在這個(gè)文件中 由于接觸區(qū)變形造成的工件的定位誤差 被假定為受的作 用力是法線的 接觸的摩擦力相對(duì)較小 并在進(jìn)行分析時(shí)忽略了加緊力對(duì)工件 的定位誤差的影響 意指正常接觸剛度比 是通過(guò) i 1 2 L 和最小zkii 的所有定位器正常剛度 相乘 并假設(shè)工件 取決于 zks xNyzgXY 的方向 各自的等效接觸剛度可有下式 計(jì)算gZ 111 XYZNNssszizizikk 和 得出 見(jiàn)圖 3 工件剛體運(yùn)動(dòng) 歸于夾緊行動(dòng)現(xiàn)在可以寫成 wd 8 111XYZ TRRRwNNNsssziziziPPdkk 工件有位移 因此 定位誤差的減小可以通過(guò)盡量減少產(chǎn)生的夾緊力向量 范數(shù) 因此 第一個(gè)目標(biāo)函數(shù)可以寫為 2L 最小化 XYZ 222RRERCNNw111PP iii 9 第 5 頁(yè) 共 15 頁(yè) 要注意 加權(quán)因素是與等效接觸剛度成正比的在 和 方向上 通gXYgZ 過(guò)使用最低總能量互補(bǔ)參考文獻(xiàn) 15 23 的原則求解彈性力學(xué)接觸問(wèn)題得出 A 的組成部分是唯一確定的 這保證了夾緊力和相應(yīng)的定位反應(yīng)是 真正的 解 決方案 對(duì)接觸問(wèn)題和產(chǎn)生的 真正 剛體位移 而且工件保持在靜態(tài)平衡 通過(guò)夾緊力的隨時(shí)調(diào)整 因此 總能量最小化的形式為補(bǔ)充的夾緊力優(yōu)化的第 二個(gè)目標(biāo)函數(shù) 并給出 最小化 10 222iiiL CL CL Cx 111FFUW kkyziii TQ 其中 代表機(jī)構(gòu)的彈性變形應(yīng)變能互補(bǔ) 代表由外部力量和力矩配合 W 完成 是遵守對(duì)角矩陣的 和Q1 LCxyzxyzcc 1iijjck 是所有接觸力的載體 TxyzzFF 如圖 3 加權(quán)系數(shù) 計(jì)算確定的基礎(chǔ)2L 2 2 摩擦和靜態(tài)平衡約束 在 10 式優(yōu)化的目標(biāo)受到一定的限制和約束 他們中最重要的是在每個(gè) 接觸處的靜摩擦力約束 庫(kù)侖摩擦力的法律規(guī)定 是 22iiixyszFF is 靜態(tài)摩擦系數(shù) 這方面的一個(gè)非線性約束和線性化版本可以使用 并且 19 有 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 外文翻譯 第 6 頁(yè) 共 15 頁(yè) 11 iiixyszF 假設(shè)準(zhǔn)靜態(tài)載荷 工件的靜力平衡由下列力和力矩平衡方程確保 向量形式 12 0F 0M 其中包括在法線和切線方向的力和力矩的機(jī)械加工力和工件重量 2 3 界接觸力 由于夾具 工件接觸是單側(cè)面的 法線的接觸力 只能被壓縮 這通過(guò)iP 以下的 的約束表 i 1 2 L C 13 iP0i 它假設(shè)在工件上的法線力是確定的 此外 在一個(gè)法線的接觸壓力不能超過(guò)壓 工件材料的屈服強(qiáng)度 這個(gè)約束可寫為 yS i 1 2 L C 14 iyiPSA 如果 是在第 i 個(gè)工件 夾具的接觸處的接觸面積 完整的夾緊力優(yōu)化i 模型 可以寫成 最小化 15 12fTRCwQP 3 模型算法求解 式 15 多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題可以通過(guò)求解約束 24 這種方法將確定的目標(biāo) 作為首要職能之一 并將其轉(zhuǎn)換成一個(gè)約束對(duì) 該補(bǔ)充 的主要目的是處1f 理功能 并由此得到夾緊力 作為約束的加權(quán)范數(shù) 最小化 對(duì) 為主要2f 2L1f 目標(biāo)的選擇 確保選中一套獨(dú)特可行的夾緊力 因此 工件 夾具系統(tǒng)驅(qū)動(dòng) 到一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài) 即最低能量狀態(tài) 此狀態(tài)也表示有最小的夾緊力下的加權(quán) 范數(shù) 的約束轉(zhuǎn)換涉及到一個(gè)指定的加權(quán)范數(shù) 小于或等于 其中 是 2Lf 2L 的約束 假設(shè)最初所有夾緊力不明確 要確定一個(gè)合適的 在定位和夾緊f 點(diǎn)的接觸力的計(jì)算只考慮第一個(gè)目標(biāo)函數(shù) 即 雖然有這樣的接觸力 并不1f 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 外文翻譯 第 7 頁(yè) 共 15 頁(yè) 一定產(chǎn)生最低的夾緊力 這是一個(gè) 真正的 可行的解決彈性力學(xué)問(wèn)題辦法 可完全抑制工件在夾具中的位置 這些夾緊力的加權(quán)系數(shù) 通過(guò)計(jì)算并作為2L 初始值與 比較 因此 夾緊力式 15 的優(yōu)化問(wèn)題可改寫為 最小化 16 12TfQ 由 11 14 得 RCwP 類似的算法尋找一個(gè)方程根的二分法來(lái)確定最低的 上的約束 通過(guò)盡RCwP 可能降低 上限 由此產(chǎn)生的最小夾緊力的加權(quán)范數(shù) 迭代次數(shù) K 終止搜 2L 索取決于所需的預(yù)測(cè)精度 和 有參考文獻(xiàn) 15 TwxyzTiiiziidrXYZ 2Klog 17 其中 表示上限的功能 完整的算法在如圖 4 中給出 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 外文翻譯 第 8 頁(yè) 共 15 頁(yè) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 外文翻譯 第 9 頁(yè) 共 15 頁(yè) 圖 4 夾緊力的優(yōu)化算法 在示例 1 中使用 圖 5 該算法在示例 2 使用 4 加工過(guò)程中的夾緊力的優(yōu)化及測(cè)定 上一節(jié)介紹的算法可用于確定單負(fù)載作用于工件的載體的最佳夾緊力 然 而 刀具路徑隨磨削量和切割點(diǎn)的不斷變化而變化 因此 相應(yīng)的夾緊力和最 佳的加工負(fù)荷獲得將由圖 4 算法獲得 這大大增加了計(jì)算負(fù)擔(dān) 并要求為選擇 的夾緊力提供標(biāo)準(zhǔn) 將獲得滿意和適宜的整個(gè)刀具軌跡 用保守的辦法來(lái)解 決下面將被討論的問(wèn)題 考慮一個(gè)有限的數(shù)目 例如 m 沿相應(yīng)的刀具路徑設(shè) 置的產(chǎn)生 m 個(gè)最佳夾緊力 選擇記為 在每個(gè)采樣點(diǎn) 1optP2t3optPopt 考慮以下四個(gè)最壞加工負(fù)荷向量 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 外文翻譯 第 10 頁(yè) 共 15 頁(yè) max1axTXYZF 2maxaxTYXYZF 3maxaxTXYZF 4aTrXYZF 18 和 表示在 和 方向上的最大值 和 上gg 的數(shù)字 1 2 3 分別代替對(duì)應(yīng)的 和 另外兩個(gè)正交切削分力 而且maxXYmaxZ 有 222maxrXYZFF 雖然 4 個(gè)最壞情況加工負(fù)荷向量不會(huì)在工件加工的同一時(shí)刻出現(xiàn) 但在每 次常規(guī)的進(jìn)給速度中 刀具旋轉(zhuǎn)一次出現(xiàn)一次 負(fù)載向量引入的誤差可忽略 因此 在這項(xiàng)工作中 四個(gè)載體負(fù)載適用于同一位置 但不是同時(shí) 對(duì)工件進(jìn) 行的采樣 夾緊力的優(yōu)化算法圖 4 對(duì)應(yīng)于每個(gè)采樣點(diǎn)計(jì)算最佳的夾緊力 夾 緊力的最佳形式有 i 1 2 m j x y z r 19 max12 TiiijjcjPC 其中 是最佳夾緊力的四個(gè)情況下的加工負(fù)荷載體 C 1 2 C 是每ij ikjC 個(gè)相應(yīng)的夾具在第 i 個(gè)樣本點(diǎn)和第 j 負(fù)荷情況下力的大小 是計(jì)算每個(gè)負(fù)maxijP 載點(diǎn)之后的結(jié)果 一套簡(jiǎn)單的 最佳 夾緊力必須從所有的樣本點(diǎn)和裝載條件 里發(fā)現(xiàn) 并在所有的最佳夾緊力中選擇 這是通過(guò)在所有負(fù)載情況和采樣點(diǎn)排 序 并選擇夾緊點(diǎn)的最高值的最佳的夾緊力 見(jiàn)于式 20 maxkC k 1 2 C 20 maxikkjC 只要這些具備 就得到一套優(yōu)化的夾緊力 驗(yàn)證這Tmaxax12C optP 些力 以確保工件夾具系統(tǒng)的靜態(tài)平衡 否則 會(huì)出現(xiàn)更多采樣點(diǎn)和重復(fù)上述 程序 在這種方式中 可為整個(gè)刀具路徑確定 最佳 夾緊力 圖 5 總結(jié)optP 了剛才所描述的算法 請(qǐng)注意 雖然這種方法是保守的 它提供了一個(gè)確定的 夾緊力 最大限度地減少工件的定位誤差的一套系統(tǒng)方法 5 影響工件的定位精度 它的興趣在于最早提出了評(píng)價(jià)夾緊力的算法對(duì)工件的定位精度的影響 工 件首先放在與夾具接觸的基板上 然后夾緊力使工件接觸到夾具 因此 局部 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 外文翻譯 第 11 頁(yè) 共 15 頁(yè) 變形發(fā)生在每個(gè)工件夾具接觸處 使工件在夾具上移位和旋轉(zhuǎn) 隨后 準(zhǔn)靜態(tài) 加工負(fù)荷應(yīng)用造成工件在夾具的移位 工件剛體運(yùn)動(dòng)的定義是由它在 和gXY 方向上的移位 和自轉(zhuǎn) 見(jiàn)圖 2 gZTdwwXYZ Twxyz 如前所述 工件剛體位移產(chǎn)生于在每個(gè)夾緊處的局部變形 假設(shè)Tiiixyzd 為相對(duì)于工件的質(zhì)量中心的第 i 個(gè)位置矢量定位點(diǎn) 坐標(biāo)變換定理 TiirXYZ 可以用來(lái)表達(dá)在工件的位移 以及工件自轉(zhuǎn)idwwXYZ 如下 21 wxyz 1Tii iiRrd 其中 表示旋轉(zhuǎn)矩陣 描述當(dāng)?shù)卦诘?i 幀相聯(lián)系的全球坐標(biāo)系和 是一個(gè)1iR wcR 旋轉(zhuǎn)矩陣確定工件相對(duì)于全球的坐標(biāo)系的定位坐標(biāo)系 假設(shè)夾具夾緊工件旋轉(zhuǎn) 由于旋轉(zhuǎn) 很小 故 也可近似為 w wcR 22 w 1R1zyzxyx 方程 21 現(xiàn)在可以改寫為 23 TiiidRBq 其中 是經(jīng)方程 21 重新編排后變換得到的矩 ii ii10YBZ0Xi 陣式 是夾緊和加工導(dǎo)致的工件剛體運(yùn)動(dòng)矢量 yqTwwxzX 工件與夾具單方面接觸性質(zhì)意味著工件與夾具接觸處沒(méi)有拉力的可能 因此 在第 i 裝夾點(diǎn)接觸力 可能與 的關(guān)系如下 iFid 24 0 iiiKdzFotherws 其中 是在第 i 個(gè)接觸點(diǎn)由于夾緊和加工負(fù)荷造成的變形 意 Tiz 0iz 味著凈壓縮變形 而負(fù)數(shù)則代表拉伸變形 是表示在本地坐標(biāo)iixyzKdagk 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 外文翻譯 第 12 頁(yè) 共 15 頁(yè) 系第 i 個(gè)接觸剛度矩陣 是單位向量 在這項(xiàng)研究中假定液壓 氣 01Tze 動(dòng)夾具 根據(jù)對(duì)外加工負(fù)荷 故在法線方向的夾緊力的強(qiáng)度保持不變 因此 必須對(duì)方程 24 的夾緊點(diǎn)進(jìn)行修改為 25 TyiiixFp 其中 是在第 i 個(gè)夾緊點(diǎn)的夾緊力 讓 表示一個(gè)對(duì)外加工力量和載體的 6 1i EF 矢量 并結(jié)合方程 23 25 與靜態(tài)平衡方程 得到下面的方程組 26 1L C1 0iEiiiRFfr 其中 其中 表示相乘 由于夾緊和加工工件剛體移動(dòng) q 可通過(guò)求解式 26 得到 工件的定位誤差向量 見(jiàn)圖 6 rrTXYZmm 現(xiàn)在可以計(jì)算如下 27 rmBq 其中 是考慮工件中心加工點(diǎn)的位置向量 且rTmXYZ 100mmYBX 6 模擬工作 較早前提出的算法是用來(lái)確定最佳夾緊力及其對(duì)兩例工件精度的影響例如 1 適用于工件單點(diǎn)力 2 應(yīng)用于工件負(fù)載準(zhǔn)靜態(tài)銑削序列 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 外文翻譯 第 13 頁(yè) 共 15 頁(yè) 如左圖 7 工件夾具配置中使用的模 擬研究 工件夾具定位聯(lián)系 16L 和 全球坐標(biāo)系 gXYgZ 3 2 1 夾具圖 7 所示 是用來(lái)定位并控制 7075 T6 鋁合金 127 毫米 127 毫米 38 1 毫米 的柱狀塊 假定為球形布局傾斜硬鋼定位器 夾具在表 1 中給出 工件 夾具材料的摩擦靜電對(duì)系數(shù)為 0 25 使用伊利諾伊大學(xué)開(kāi)發(fā) EMSIM 程序 參考文獻(xiàn) 26 對(duì)加工瞬時(shí)銑削力條件進(jìn)行了計(jì)算 如表 2 給出例 1 應(yīng) 用工件在點(diǎn) 109 2 毫米 25 4 毫米 34 3 毫米 瞬時(shí)加工力 圖 4 中表 3 和表 4 列出了初級(jí)夾緊力和最佳夾緊力的算法 該算法如圖 5 所示 一個(gè) 25 4 毫 米銑槽使用 EMSIM 進(jìn)行了數(shù)值模擬 以減少起步 0 0 毫米 25 4 毫米 34 3 毫米 和結(jié)束時(shí) 127 0 毫米 25 4 毫米 34 3 毫米 四種情況下加工負(fù)荷載體 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 外文翻譯 第 14 頁(yè) 共 15 頁(yè) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 外文翻譯 第 15 頁(yè) 共 15 頁(yè) 見(jiàn)圖 8 模擬計(jì)算銑削力數(shù)據(jù)在表 5 中給出 圖 8 最終銑削過(guò)程模擬例如 2 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 外文翻譯 第 16 頁(yè) 共 15 頁(yè) 表 6 中 5 個(gè)坐標(biāo)列出了為模擬抽樣調(diào)查點(diǎn) 最佳夾緊力是用前面討論過(guò)的排序 算法計(jì)算每個(gè)采樣點(diǎn)和負(fù)載載體最后的夾緊力和負(fù)載 7 結(jié)果與討論 例如算法 1 的繪制最佳夾緊力收斂圖 9 圖 9 對(duì)于固定夾緊裝置在圖示例假設(shè) 見(jiàn)圖 7 由此得到的夾緊力加權(quán)范數(shù) 有如2L 下形式 結(jié)果表明 最佳夾緊力所述加工 222 3RRRCXYZPP 條件下有比初步夾緊力強(qiáng)度低得多的加權(quán)范數(shù) 最初的夾緊力是通過(guò)減少工2L 件的夾具系統(tǒng)補(bǔ)充能量算法獲得 由于夾緊力和負(fù)載造成的工件的定位誤差 如表 7 結(jié)果表明工件旋轉(zhuǎn)小 加工點(diǎn)減少錯(cuò)誤從 13 1 到 14 6 不等 在這 種情況下 所有加工條件改善不是很大 因?yàn)閺淖畛跬ㄟ^(guò)互補(bǔ)勢(shì)能確定的最小 化的夾緊力值已接近最佳夾緊力 圖 5 算法是用第二例在一個(gè)序列應(yīng)用于銑削 負(fù)載到工件 他應(yīng)用于工件銑削負(fù)載一個(gè)序列 最佳的夾緊力 對(duì)應(yīng)列表 6 每個(gè)樣本點(diǎn) 隨著最后的最佳夾緊 maxaxmax iiiiij yzrPP 力 在每個(gè)采樣點(diǎn)的加權(quán)范數(shù) 和最優(yōu)的初始夾緊力繪圖 10 在每個(gè)采樣opt 2L 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 外文翻譯 第 17 頁(yè) 共 15 頁(yè) 點(diǎn)的加權(quán)范數(shù) 的 和 繪制 2LmaxiPaxiymaxizaxirP 結(jié)果表明 由于每個(gè) 組成部分是各相應(yīng)的最大夾緊力 它具有最高的加opt 權(quán)范數(shù) 如圖 10 所示 如果在每個(gè)夾緊點(diǎn)最大組成部分是用于確定初步夾2 緊力 則夾緊力需相應(yīng)設(shè)置 有比 相當(dāng)大的加權(quán)范數(shù) 故 是一個(gè)inPopt 2LoptP 完整的刀具路徑改進(jìn)方案 上述模擬結(jié)果表明 該方法可用于優(yōu)化夾緊力相對(duì) 于初始夾緊力的強(qiáng)度 這種做法將減少所造成的夾緊力的加權(quán)范數(shù) 因此將2 提高工件的定位精度 圖 10 8 結(jié)論 該文件提出了關(guān)于確定多鉗夾具 工件受準(zhǔn)靜態(tài)加載系統(tǒng)的優(yōu)化加工夾緊力 的新方法 夾緊力的優(yōu)化算法是基于接觸力學(xué)的夾具與工件系統(tǒng)模型 并尋求 盡量減少應(yīng)用到所造成的工件夾緊力的加權(quán)范數(shù) 得出工件的定位誤差 該2L 整體模型 制定一個(gè)雙目標(biāo)約束優(yōu)化問(wèn)題 使用 約束的方法解決 該算法通 過(guò)兩個(gè)模擬表明 涉及 3 2 1 型 二夾銑夾具的例子 今后的工作將解決在動(dòng) 態(tài)負(fù)載存在夾具與工件在系統(tǒng)的優(yōu)化 其中慣性 剛度和阻尼效應(yīng)在確定工件 夾具系統(tǒng)的響應(yīng)特性具有重要作用 9 參考資料 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 外文翻譯 第 18 頁(yè) 共 15 頁(yè) 1 J D Lee 和 L S Haynes 柔性?shī)A具系統(tǒng)的有限元分析 交易美國(guó) ASME 工程雜志工業(yè) 134 139 頁(yè) 2 W Cai S J Hu 和 J X Yuan 柔性鈑金夾具 原理 算法和模擬 交 易美國(guó) ASME 制造科學(xué)與工程雜志 1996 318 324 頁(yè) 3 P Chandra S M Athavale R E DeVor 和 S G Kapoor 負(fù)載對(duì)表面平 整度的影響 工件夾具制造科學(xué)研討會(huì)論文集 1996 第一卷 146 152 頁(yè) 4 R J Menassa 和 V R DeVries 適用于選拔夾具設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法 美國(guó) ASME 工業(yè)工程雜志 113 412 414 1991 5 A J C Trappey C Su 和 J Hou 計(jì)算機(jī)輔助夾具分析中的應(yīng)用有限元 分析和數(shù)學(xué)優(yōu)化模型 1995 ASME 程序 MED 777 787 頁(yè) 6 S N Melkote S M Athavale R E DeVor S G Kapoor 和 J Burkey 基于加工過(guò)程仿真的加工裝置作用力系統(tǒng)研究 NAMRI SME 207 214 頁(yè) 1995 7 考慮工件夾具 夾具接觸相互作用布局優(yōu)化模擬的結(jié)果 341 346 1998 8 E C DeMeter 快速支持布局優(yōu)化 國(guó)際機(jī)床制造 碩士論文 1998 9 Y C Chou V Chandru M M Barash 加工夾具機(jī)械構(gòu)造的數(shù)學(xué)算法 分析和合成 美國(guó) ASME 工程學(xué)報(bào)工業(yè) 1989 299 306 頁(yè) 10 S H Lee 和 M R Cutkosky 具有摩擦性的夾具規(guī)劃 美國(guó) ASME 工業(yè)工程學(xué)報(bào) 1991 320 327 頁(yè) 11 S Jeng L Chen 和 W Chieng 最小夾緊力分析 國(guó)際機(jī)床制造 碩 士論文 1995 年 12 E C DeMeter 加工夾具的性能的最小 最大負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn) 美國(guó) ASME 工業(yè)工程雜志 1994 13 E C DeMeter 加工夾具最大負(fù)荷的性能優(yōu)化模型 美國(guó) ASME 工 業(yè)工程雜志 1995 14 JH 復(fù)和 AYC 倪 核查和工件夾持的夾具設(shè)計(jì) 方案優(yōu)化 設(shè)計(jì)和制 造 4 碩士論文 307 318 1994 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 外文翻譯 第 19 頁(yè) 共 15 頁(yè) 15 T H Richards 埃利斯 霍伍德 1977 應(yīng)力能量方法分析 1977 16 M J Hockenberger and E C DeMeter 對(duì)工件準(zhǔn)靜態(tài)分析功能位移在加 工夾具的應(yīng)用程序 制造科學(xué)雜志與工程 325 331 頁(yè) 1996 產(chǎn)品圖號(hào) 零件圖號(hào) 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 產(chǎn)品名稱 零件名稱 156FM 凸輪軸調(diào)節(jié)叉 共 1 頁(yè) 第 1 頁(yè) 材 料 牌 號(hào) 45 毛 坯 種 類 鍛造毛坯 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每 臺(tái) 件 數(shù) 1 備 注 工 時(shí) 工 序 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車間 設(shè) 備 工 藝 裝 備 準(zhǔn)終 單件 1 下料 鍛造毛坯 正火后達(dá)到硬度 HB167 299 鍛造 鍛壓機(jī) 模具 2 粗銑 粗銑 12H7 的兩側(cè)面 使兩面間距為 27 機(jī)加工 銑床 專用夾具 量具 銑刀 3 精銑 精銑 12H7 的兩側(cè)面 使兩面間距為 25 機(jī)加工 銑床 專用夾具 量具 銑刀 4 粗銑 粗銑 26 孔的兩側(cè)面 使兩面的間距為 6 85 機(jī)加工 銑床 專用夾具 量具 銑刀 5 精銑 精銑 26 孔的兩側(cè)面 使兩面之間的距離為 5 35 留 0 5mm 的磨削余量 機(jī)加工 銑床 專用夾具 量具 銑刀 6 鉆孔 鉆 12H7 的底孔 11 5 機(jī)加工 鉆床 專用夾具 量具 鉸刀 7 鉸孔 鉸 12H7 的通孔 機(jī)加工 鉆床 鉆床夾具 量具 鉸刀 8 鏜孔 鏜孔 26 機(jī)加工 鏜床 鏜床夾具 量具 鏜刀 9 銑削 銑斜面 使距離 12H7中心孔距離為 05 8 機(jī)加工 鉆床 鉆床夾具 量具 鉸刀 10 銑削 銑 8 孔端面 使距離 12H7 中心孔距離為 9機(jī)加工 銑床 專用夾具 量具 銑刀 11 鉆孔 鉆 8 的底孔 7 5 垂直于 12H7 的通孔 機(jī)加工 鉆床 鉆床夾具 量具 鉆頭 12 鉸孔 鉸 8 的孔 垂直于 12H7 的通孔 機(jī)加工 鉆床 專用夾具 量具 鉸刀 13 銑削 銑削爪部開(kāi)口槽至 45 0326 機(jī)加工 銑床 專用夾具 量具 銑刀 14 熱 熱處理 HRC55 5 熱處理 15 磨削 磨削爪部?jī)啥嗣?達(dá)到圖紙尺寸公差 4 85 和粗糙度要求 0 8 機(jī)加工 磨床 磨床夾具 量具 16 鉗 鉗工打毛刺 鉗 17 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 檢驗(yàn) 設(shè) 計(jì) 日 期 校 對(duì) 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 錢煜龍 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品名稱 156FM 凸輪 軸調(diào)節(jié)叉 零件名稱 156FM 凸輪軸調(diào)節(jié)叉 共 11 頁(yè) 第 1 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材料牌號(hào) 鍛造車間 1 鍛造 45 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鍛造毛坯 1 1 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) 1 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 無(wú) 無(wú) 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) 分 準(zhǔn)終 單件 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 工步工時(shí)工步號(hào) 工步內(nèi)容 工藝設(shè)備 r min m min mm r mm 進(jìn)給次 數(shù) 機(jī)動(dòng) 輔助 1 鍛造 設(shè)計(jì) 日期 校對(duì) 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)械加工工序卡片 產(chǎn)品名稱 156FM 凸輪 軸調(diào)節(jié)叉 零件名稱 156FM 凸輪軸調(diào)節(jié)叉 共 11 頁(yè) 第 2 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材料牌號(hào) 鍛造車間 1 鍛造 45 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鍛造毛坯 2 1 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) 銑床 X62W X62W 1 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 專用夾具 專用夾具 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) 分 準(zhǔn)終 單件 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 工步工時(shí)工步號(hào) 工步內(nèi)容 工藝設(shè)備 r min m min mm r mm 進(jìn)給次 數(shù) 機(jī)動(dòng) 輔助 2 粗銑底面兩圓柱凸臺(tái)底面 留 1mm 精加工余量 銑床 專用夾具 1450 119 10 1 3 30min 5min 3 精銑底面兩圓柱凸臺(tái)底面 保證尺寸精度及表面粗糙度 銑床 專用夾具 650 80 0 2 1 3 30min 設(shè)計(jì) 日期 校對(duì) 日期 審核 日期 標(biāo)準(zhǔn)化 日期 會(huì)簽 日期 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品名稱 156FM 凸輪 軸調(diào)節(jié)叉 零件名稱 156FM 凸輪軸調(diào)節(jié)叉 共 11 頁(yè) 第 3 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材料牌號(hào) 鍛造車間 1 鍛造 45 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鍛造毛坯 1 1 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) 銑床 X62W X62W 1 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 專用夾具 專用夾具 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) 分 準(zhǔn)終 單件 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 工步工時(shí)工步號(hào) 工步內(nèi)容 工藝設(shè)備 r min m min mm r mm 進(jìn)給次 數(shù) 機(jī)動(dòng) 輔助 4 掉頭 銑另一端凸臺(tái)面 留 1mm 精加工余量 銑床 專用夾具 1450 119 2 1 3 30min 5min 5 精銑另一端凸臺(tái)面 保證尺寸精度及表面粗糙度 銑床 專用夾具 800 60 0 2 1 3 30min 5min 設(shè)計(jì) 日期 校對(duì) 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)械加工工序卡片 產(chǎn)品名稱 156FM 凸輪 軸調(diào)節(jié)叉 零件名稱 156FM 凸輪軸調(diào)節(jié)叉 共 11 頁(yè) 第 4 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材料牌號(hào) 鍛造車間 1 鍛造 45 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鍛造毛坯 1 1 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) 1 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 專用夾具 專用夾具 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) 分 準(zhǔn)終 單件 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 工步工時(shí)工步號(hào) 工步內(nèi)容 工藝設(shè)備 r min m min mm r mm 進(jìn)給次 數(shù) 機(jī)動(dòng) 輔助 6 熱處理 HRC55 5 設(shè)計(jì) 日期 校對(duì) 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)械加工工序卡片 產(chǎn)品名稱 156FM 凸輪 軸調(diào)節(jié)叉 零件名稱 156FM 凸輪軸調(diào)節(jié)叉 共 11 頁(yè) 第 5 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材料牌號(hào) 鍛造車間 1 鍛造 45 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鍛造毛坯 1 1 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) 磨床 1 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 專用夾具 專用夾具 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) 分 準(zhǔn)終 單件 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 工步工時(shí)工步號(hào) 工步內(nèi)容 工藝設(shè)備 r min m min mm r mm 進(jìn)給次 數(shù) 機(jī)動(dòng) 輔助 7 磨削 26 半圓孔兩凸臺(tái)端面 達(dá)到圖紙尺寸公差 4 85 和粗糙度 要求 0 8 磨床 專用夾具 1450 119 2 1 3 30min 5min 設(shè)計(jì) 日期 校對(duì) 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)械加工工序卡片 產(chǎn)品名稱 156FM 凸輪 軸調(diào)節(jié)叉 零件名稱 156FM 凸輪軸調(diào)節(jié)叉 共 11 頁(yè) 第 6 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材料牌號(hào) 鍛造車間 1 鍛造 45 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鍛造毛坯 1 1 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) 鉆 Z51 1 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 專用夾具 專用夾具 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) 分 準(zhǔn)終 單件 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 工步工時(shí)工步號(hào) 工步內(nèi)容 工藝設(shè)備 r min m min mm r mm 進(jìn)給次 數(shù) 機(jī)動(dòng) 輔助 8 鉆小凸臺(tái)底孔 10 擴(kuò)小凸臺(tái)底孔 11 5 鉆床 專用夾具 1450 119 0 2 1 3 30min 5min 9 將 156FM 凸輪軸調(diào)節(jié)叉孔鉸至 mm12 鉆床 專用夾具 300 69 0 2 1 3 30min 5min 10 倒角 0 5 鉆床 專用夾具 300 69 0 2 1 3 5min 1min 設(shè)計(jì) 日期 校對(duì) 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)械加工工序卡片 產(chǎn)品名稱 156FM 凸輪 軸調(diào)節(jié)叉 零件名稱 156FM 凸輪軸調(diào)節(jié)叉 共 11 頁(yè) 第 7 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材料牌號(hào) 鍛造車間 1 鍛造 45 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鍛造毛坯 1 1 1 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) 鏜床 T68 1 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 專用夾具 專用夾具 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) 分 準(zhǔn)終 單件 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 工步工時(shí)工步號(hào) 工步內(nèi)容 工藝設(shè)備 r min m min mm r mm 進(jìn)給次 數(shù) 機(jī)動(dòng) 輔助 11 鏜孔 26 鏜床專用夾具 850 119 0 2 1 3 30min 5min 設(shè)計(jì) 日期 校對(duì) 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)械加工工序卡片 產(chǎn)品名稱 156FM 凸輪 軸調(diào)節(jié)叉 零件名稱 156FM 凸輪軸調(diào)節(jié)叉 共 11 頁(yè) 第 8 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材料牌號(hào) 鍛造車間 1 鍛造 45 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鍛造毛坯 1 1 1 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) 銑床 X62W 1 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 專用夾具 專用夾具 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) 分 準(zhǔn)終 單件 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 工步工時(shí)工步號(hào) 工步內(nèi)容 工藝設(shè)備 r min m min mm r mm 進(jìn)給次 數(shù) 機(jī)動(dòng) 輔助 12 銑削距離為 一段 45 0326 銑床專用夾具 850 119 0 2 1 3 30min 5min 設(shè)計(jì) 日期 校對(duì) 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)械加工工序卡片 產(chǎn)品名稱 156FM 凸輪 軸調(diào)節(jié)叉 零件名稱 156FM 凸輪軸調(diào)節(jié)叉 共 11 頁(yè) 第 9 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材料牌號(hào) 鍛造車間 1 鍛造 45 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鍛造毛坯 1 1 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) 銑床 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 專用夾具 專用夾具 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) 分 準(zhǔn)終 單件 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 工步工時(shí)工步號(hào) 工步內(nèi)容 工藝設(shè)備 r min m min mm r mm 進(jìn)給次 數(shù) 機(jī)動(dòng) 輔助 13 銑 8 孔端面 使距離 12H7 中心孔距離為 5 9銑床 銑床夾具 800 60 0 2 1 3 30min 5min 設(shè)計(jì) 日期 校對(duì) 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)械加工工序卡片 產(chǎn)品名稱 156FM 凸輪 軸調(diào)節(jié)叉 零件名稱 156FM 凸輪軸調(diào)節(jié)叉 共 11 頁(yè) 第 10 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材料牌號(hào) 鍛造車間 1 鍛造 45 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鍛造毛坯 1 1 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) 鉆 Z51 1 夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液 專用夾具 專用夾具 工位器具編號(hào) 工位器具名稱 工序工時(shí) 分 準(zhǔn)終 單件 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 工步工時(shí)工步號(hào) 工步內(nèi)容 工藝設(shè)備 r min m min mm r mm 進(jìn)給次 數(shù) 機(jī)動(dòng) 輔助 14 鉆小凸臺(tái)底孔 7 5 鉆床 專用夾具 1450 119 0 2 9 5 1 30min 15min 15 將 156FM 凸輪軸調(diào)節(jié)叉孔鉸至 mm8 鉆床 專用夾具 300 69 0 2 9 5 1 30min 5min 16 倒角 0 5 鉆床 專用夾具 300 69 0 2 1 1 5min 1min 設(shè)計(jì) 日期 校對(duì) 日期 審核 日期 標(biāo)準(zhǔn)化 日期 會(huì)簽 日期 機(jī)械加工工序卡片 產(chǎn)品名稱 156FM 凸輪 軸調(diào)節(jié)叉 零件名稱 156FM 凸輪軸調(diào)節(jié)叉 共 11 頁(yè) 第 11 頁(yè) 車間 工序號(hào) 工序名稱 材料牌號(hào) 鍛造車間 1 鍛造 45 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 鍛造毛坯 1 1 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) 1 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 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 工步工時(shí)工步號(hào) 工步內(nèi)容 工藝設(shè)備 r min m min mm r mm 進(jìn)給次 數(shù) 機(jī)動(dòng) 輔助 17 在圖紙標(biāo)識(shí)部位鍍硬鉻 18 鉗工打毛刺 19 檢驗(yàn) 檢驗(yàn)夾具 設(shè)計(jì) 日期 校對(duì) 日期 審核 日期 標(biāo)準(zhǔn)化 日期 會(huì)簽 日期 I 寧 XX 學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 156FM 凸輪軸調(diào)節(jié)叉加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 所 在 學(xué) 院 專 業(yè) 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 指 導(dǎo) 老 師 年 月 日 摘 要 本文是對(duì) 156FM 凸輪軸調(diào)節(jié)叉零件加工應(yīng)用及加工的工藝性分析 主要包括對(duì)零 件圖的分析 毛坯的選擇 零件的裝夾 工藝路線的制訂 刀具的選擇 切削用量的 確定 加工工藝文件的填寫 選擇正確的加工方法 設(shè)計(jì)合理的加工工藝過(guò)程 此外 還對(duì) 156FM 凸輪軸調(diào)節(jié)叉零件的兩道工序的加工設(shè)計(jì)了專用夾具 機(jī)床夾具的種類很多 其中 使用范圍最廣的通用夾具 規(guī)格尺寸多已標(biāo)準(zhǔn)化 并且有專業(yè)的工廠進(jìn)行生產(chǎn) 而廣泛用于批量生產(chǎn) 專為某工件加工工序服務(wù)的專用 夾具 則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設(shè)計(jì)制造 本論文夾具設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 是設(shè)計(jì)鏜床夾具和銑床夾具 最后設(shè)計(jì)了一副檢驗(yàn)夾具 關(guān)鍵詞 調(diào)節(jié)叉 加工工藝 加工方法 工藝文件 夾具 1 Abstract This article is on the156FM camshaft adjusting fork parts processing application and processing technology and analysis including the spare parts diagram analysis the choice of blank parts of the clamping the craft route making tool selection the determination of cutting conditions processing documents Choose the correct processing method the rational design of machining process In addition to the156FM camshaft adjusting fork parts of the two process designing special fixture Machine tool fixture of many kinds among them the most widely used common fixture size specifications have been standardized and a professional production plant While widely used in batch production designed for a certain workpiece processing services for the fixture it needs each factory according to workpiece machining technology to design and manufacture In this paper fixture design are the main contents of design jig boring machine and milling fixture the design of a test fixture Key Words Adjust the fork Processing technology processing method process documentation fixture 目 錄 摘 要 I Abstract 1 目 錄 2 第 1 章 緒論 1 1 1 機(jī)械加工工藝概述 1 1 2 機(jī)械加工工藝流程 1 1 3 夾具概述 2 1 4 機(jī)床夾具的功能 2 1 5 機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì) 3 1 5 1 機(jī)床夾具的現(xiàn)狀 3 1 5 2 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 4 第 2 章 156FM 凸輪軸調(diào)節(jié)叉的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 5 2 1 零件的分析 5 2 1 1 零件的作用 5 2 1 2 零件的工藝分析 5 2 2 確定生產(chǎn)類型 6 2 3 確定毛坯 6 2 3 1 確定毛坯種類 6 2 3 2 確定鍛件加工余量及形狀 6 2 3 3 繪制鍛件零件圖 6 2 4 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 7 2 4 1 選擇定位基準(zhǔn) 7 2 4 2 制定工藝路線 7 2 4 3 選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 9 2 4 4 機(jī)械加工余量 工序尺寸及公差的確定 10 2 5 確定切削用量及基本工時(shí) 11 2 5 1 工序 1 粗精銑 12H7 的兩側(cè)面 11 3 2 5 3 工序 3 鉆 12H7 的通孔 13 2 5 4 工序 5 鉸 12H7 的通孔 15 2 5 5 工序 6 粗銑 12H7 的兩側(cè)面 16 2 5 6 工序 7 粗銑 26 孔的兩面 17 2 5 7 工序 8 精銑 26 孔的兩面 18 2 5 8 工序 10 銑斜面 19 2 5 9 工序 13 鉆鉸 8 的孔 20 2 6 本章小結(jié) 22 第 3 章 鏜孔夾具設(shè)計(jì) 23 3 1 問(wèn)題的提出 23 3 2 定位 夾緊方案的選擇 23 3 3 切削力及夾緊力的計(jì)算 24 3 4 誤差分析與計(jì)算 25 3 5 零 部件的設(shè)計(jì)與選用 26 3 6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 27 3 7 本章小結(jié) 27 第 4 章 銑床夾具設(shè)計(jì) 29 4 1 問(wèn)題的指出 29 4 2 定位基準(zhǔn)的選擇 29 4 3 定位方案和元件設(shè)計(jì) 29 4 4 夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 29 4 5 定位誤差的計(jì)算 29 4 6 本章小結(jié) 30 第 5 章 檢驗(yàn)夾具的設(shè)計(jì) 31 5 1 題的指出 31 5 2 定位基準(zhǔn)的選擇 31 5 3 檢驗(yàn)夾具設(shè)計(jì) 31 5 4 檢驗(yàn)夾具檢測(cè)項(xiàng)目 32 5 5 本章小結(jié) 32 結(jié) 論 33 參 考 文 獻(xiàn) 34 第 1 章 緒論 1 第 1 章 緒論 1 1 機(jī)械加工工藝概述 機(jī)械加工工藝是指用機(jī)械加工的方法改變毛坯的形狀 尺寸 相對(duì)位置和性質(zhì)使其成為 合格零件的全過(guò)程 加工工藝是工人進(jìn)行加工的一個(gè)依據(jù) 機(jī)械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟 采用機(jī)械加工的方法 直接改變毛 坯的形狀 尺寸和表面質(zhì)量等 使其成為零件的過(guò)程稱為機(jī)械加工工藝過(guò)程 比如一個(gè)普通 零件的加工工藝流程是粗加工 精加工 裝配 檢驗(yàn) 包裝 就是個(gè)加工的籠統(tǒng)的流程 機(jī)械加工工藝就是在流程的基礎(chǔ)上 改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀 尺寸 相對(duì)位置和性質(zhì)等 使其成為成品 或半成品 是每個(gè)步驟 每個(gè)流程的詳細(xì)說(shuō)明 比如 上面說(shuō)的 粗加工可能 包括毛坯制造 打磨等等 精加工可能分為車 鉗工 銑床 等等 每個(gè)步驟就要有詳 細(xì)的 數(shù)據(jù)了 比如粗糙度要達(dá)到多少 公差要達(dá)到多少 技術(shù)人員根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量 設(shè)備條件和工人素質(zhì)等情況 確定采用的工藝過(guò)程 并將有關(guān) 內(nèi)容寫成工藝文件 這種文件就稱工藝規(guī)程 這個(gè)就比較有針對(duì)性了 每個(gè)廠都可能不太一 樣 因?yàn)閷?shí)際情況都不一樣 總的來(lái)說(shuō) 工藝流程是綱領(lǐng) 加工工藝是每個(gè)步驟的詳細(xì)參數(shù) 工藝規(guī)程是某個(gè)廠根據(jù) 實(shí)際情況編寫的特定的加工工藝 1 2 機(jī)械加工工藝流程 機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機(jī)械加工工藝過(guò)程和操作方法等的工藝文件之一 它是在 具體的生產(chǎn)條件下 把較為合理的工藝過(guò)程和操作方法 按照規(guī)定的形式書寫 成工藝文件 經(jīng)審批后用來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn) 機(jī)械加工工藝規(guī)程一般包括以下內(nèi)容 工件加工的工藝路線 各工 序的具體內(nèi)容及所用的設(shè)備和工藝裝備 工件的檢驗(yàn)項(xiàng)目及 檢驗(yàn)方法 切削用量 時(shí)間定額 等 制訂工藝規(guī)程的步驟 1 計(jì)算年生產(chǎn)綱領(lǐng) 確定生產(chǎn)類型 2 分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖 對(duì)零件進(jìn)行工藝分析 3 選擇毛坯 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 4 擬訂工藝路線 5 確定各工序的加工余量 計(jì)算工序尺寸及公差 6 確定各工序所用的設(shè)備及刀具 夾具 量具和輔助工具 7 確定切削用量及工時(shí)定額 8 確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗(yàn)方法 9 填寫工藝文件 在制訂工藝規(guī)程的過(guò)程中 往往要對(duì)前面已初步確定的內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整 以提高經(jīng)濟(jì)效益 在執(zhí)行工藝規(guī)程過(guò)程中 可能會(huì)出現(xiàn)前所未料的情況 如生產(chǎn)條件的變化 新技術(shù) 新工藝 的引進(jìn) 新材料 先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用等 都要求及時(shí)對(duì)工藝規(guī)程進(jìn)行修訂和完善 1 3 夾具概述 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備 它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造過(guò)程的切削加工 熱處理 裝配 焊接和檢測(cè)等工藝過(guò)程中 在金屬切削機(jī)床上使用的夾具統(tǒng)稱為機(jī)床夾具 在現(xiàn)代生產(chǎn)中 機(jī)床夾具是一種不可缺 少的工藝裝備 它直接影響著加工的精度 勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等 幫機(jī)床夾具設(shè) 計(jì)在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備中占有極其重要的地位 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)是一項(xiàng) 重要的技術(shù)工作 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 各種新材料 新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn) 機(jī)械制造工藝正向著高 質(zhì)量 高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展 各種新工藝的出現(xiàn) 已突破傳統(tǒng)的依靠機(jī)械能 切削力 進(jìn)行切削加工的范疇 可以加工各種難加工材料 復(fù)雜的型面和某些具有特殊要求的零件 數(shù)控機(jī)床的問(wèn)世 提高了更新頻率的小批量零件和形狀復(fù)雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度 特別是計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展 極大地推動(dòng)了機(jī)械加工工藝的進(jìn)步 使工藝過(guò)程 的自動(dòng)化達(dá)到了一個(gè)新的階段 工欲善其事 必先利其器 工具是人類文明進(jìn)步的標(biāo)志 自 20 世紀(jì)末期以來(lái) 現(xiàn)代制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝自動(dòng)化 都有了長(zhǎng)足的發(fā)展 但工具 含夾具 刀具 量具與輔具等 在不斷的革新中 其功能仍然 十分顯著 機(jī)床夾具對(duì)零件加工的質(zhì)量 生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響 因此 無(wú)論 在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中 夾具都是重要的工藝裝備 第 1 章 緒論 3 1 4 機(jī)床夾具的功能 在機(jī)床上用夾具裝夾工件時(shí) 其主要功能是使工件定位和夾緊 1 機(jī)床夾具的主要功能 機(jī)床夾具的主要功能是裝工件 使工件在夾具中定位和夾緊 1 定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過(guò)程 定位是通過(guò)工件定位基準(zhǔn)面與夾具 定位元件面接觸或配合實(shí)現(xiàn)的 正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求 2 夾緊 工件定位后將其固定 使其在加工過(guò)程中保持定位位置不變的操作 由于工 件在加工時(shí) 受到各種力的作用 若不將工件固定 則工件會(huì)松動(dòng) 脫落 因此 夾緊為工 件提供了安全 可靠的加工條件 2 機(jī)床夾具的特殊功能 機(jī)床夾具的特殊功能主要是對(duì)刀和導(dǎo)向 1 對(duì)刀 調(diào)整刀具切削刃相對(duì)工件或夾具的正確位置 如銑床夾具中的對(duì)刀塊 它能 迅速地確定銑刀相對(duì)于夾具的正確位置 2 導(dǎo)向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套 能迅速地確定鉆頭的位置 并引導(dǎo)其進(jìn)行鉆 削 導(dǎo)向元件制成模板形式 故鉆床夾具常稱為鉆模 鏜床夾具 鏜模 也具有導(dǎo)向功能 1 5 機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì) 隨著科學(xué)技術(shù)的巨大進(jìn)步及社會(huì)生產(chǎn)力的迅速提高 夾具已從一種輔助工具發(fā)展成 為門類齊全的工藝裝備 1 5 1 機(jī)床夾具的現(xiàn)狀 國(guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明 目前中 小批多品種生產(chǎn)的工作品種已占工件種類總數(shù) 的 85 左右 現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代 以適應(yīng)市場(chǎng)激烈的競(jìng)爭(zhēng) 然而 一般企業(yè)仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具 另一方面 在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中 約 4 年就要更新 80 左右的專用夾具 而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為 15 左右 特別是近年來(lái) 數(shù)控 機(jī)床 NC 加工中心 MC 成組技術(shù) GT 柔性制造系統(tǒng) FMS 等新技術(shù)的應(yīng)用 對(duì)機(jī) 床夾具提出了如下新的要求 1 能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn) 以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期 降低生產(chǎn)成本 2 能裝夾一組具有相似性特征的工件 3 適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 4 適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具 5 采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置 以進(jìn)一步提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 6 提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度 1 5 2 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為精密化 高效化 柔性化 標(biāo)準(zhǔn)化四個(gè)方面 精密化 隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高 勢(shì)必相應(yīng)提高了對(duì)夾具的精度要求 精密化夾具的結(jié)構(gòu) 類型很多 例如用于精密分度的多齒盤 其分度精度可達(dá) 0 1 用于精密車削的高精度三爪 卡盤 其定心精度為 5 m 精密心軸的同軸度公差可控制在 1 m 內(nèi) 又如用于軸承套圈磨 削的電磁無(wú)心夾具 工件的圓度公差可達(dá) 0 2 0 5 m 高效化 高效化夾具主要用來(lái)減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間 以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 減輕工 人的勞動(dòng)強(qiáng)度 常見(jiàn)的高效化夾具有 自動(dòng)化夾具 高速化夾具 具有夾緊動(dòng)力裝置的夾具 等 例如 在銑床上使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件 效率可提高 5 倍左右 在車床上使用的高速三 爪自定心卡盤 可保證卡爪在 試驗(yàn) 轉(zhuǎn)速為 2600r min 的條件下仍能牢固地夾緊工件 從 而使切削速度大幅度提高 柔性化 機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似 它是指機(jī)床夾具通過(guò)調(diào)整 拼裝 組合等方式 以適應(yīng)可變因素的能力 可變因素主要有 工序特征 生產(chǎn)批量 工件的形狀和尺寸等 具 有柔性化特征的新型夾具種類主要有 組合夾具 通用可調(diào)夾具 成組夾具 拼裝夾具 數(shù) 控機(jī)床夾具等 在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi) 夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向 標(biāo)準(zhǔn)化 機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面 在制訂典型夾具結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上 首 先進(jìn)行夾具元件和部件的通用化 建立類型尺寸系列或變型 以減少功能用途相近的夾具元 件和部件的型式 屏除一些功能低劣的結(jié)構(gòu) 通用化方法包括夾具 部件 元件 毛壞和材 料的通用化 夾具的標(biāo)準(zhǔn)化階段是通用化的深入 主要是確立夾具零件或部件的尺寸系列 為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條件 目前我國(guó)已有夾具零件及部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB T2148 T2259 91 以及各類通用夾具 組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等 機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化 有利于夾具 的商品化生產(chǎn) 有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期 降低生產(chǎn)總成本 第 1 章 緒論 5 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 2 章 156FM 凸輪軸調(diào)節(jié)叉的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2 1 零件的分析 2 1 1 零件的作用 題目所給的零件是 156FM 凸輪軸調(diào)節(jié)叉 它位于車床變速機(jī)構(gòu)中 主要起換 檔 使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作者的要求工作 獲得所需的速度和扭矩的作用 2 1 2 零件的工藝分析 圖 1 1 凸輪軸調(diào)節(jié)叉零件圖 零件的材料為 45 鍛造性能和切削加工性能優(yōu)良 以下是 156FM 凸輪軸調(diào) 節(jié)叉需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求 1 中心圓孔 26 12H7 2 兩端面與中心孔 12H7 有 0 05 的垂直度 4 半孔 26 與中心孔 12H7 有 51 5 的位置關(guān)系 由上面分析可知 可以先加工 156FM 凸輪軸調(diào)節(jié)叉中心孔 然后以此作為基 準(zhǔn)采用專用夾具進(jìn)行加工 并且保證位置精度要求 再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟(jì)精 第 2 章 156FM 凸輪軸調(diào)節(jié)叉的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 7 度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度 并且此 156FM 凸輪軸調(diào)節(jié)叉零件沒(méi)有復(fù)雜的加工 曲面 所以根據(jù)上述技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證 2 2 確定生產(chǎn)類型 已知此 156FM 凸輪軸調(diào)節(jié)叉零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn) 所以初步確定工 藝安排為 加工過(guò)程劃分階段 工序應(yīng)當(dāng)集中 加工設(shè)備以通用設(shè)備為主 大量 采用專用工裝 2 3 確定毛坯 2 3 1 確定毛坯種類 零件材料為 45 考慮零件在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所受沖擊大 零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜 生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn) 故選擇鍛造毛坯 2 3 2 確定鍛件加工余量及形狀 查 機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊(cè) 112 頁(yè)表 1 4 7 2 3 3 繪制鍛件零件圖 圖 2 1 零件毛坯圖 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 2 4 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2 4 1 選擇定位基準(zhǔn) 粗基準(zhǔn)的選擇 以零件的下端孔為主要的定位粗基準(zhǔn) 以較大面 a 面為輔助粗基準(zhǔn) 精基準(zhǔn)的選擇 考慮要保證零件的加工精度和裝夾準(zhǔn)確方便 依據(jù) 基準(zhǔn)重合 原則和 基 準(zhǔn)統(tǒng)一 原則 以加工后的通孔為主要的定位精基準(zhǔn) 以下端孔為輔助的定位精 基準(zhǔn) 2 4 2 制定工藝路線 根據(jù)零件的幾何形狀 尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求 以及加工方法所能 達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度 在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定的情況下 可以考慮采用各種機(jī)床配以專用 夾具 并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率 除此之外 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 選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下 表 2 1 工藝路線方案一 工序號(hào) 工序內(nèi)容 工序一 鉆 12H7 的底孔 11 5 工序二 鉸 12H7 的通孔 達(dá)到圖紙尺寸公差 工序三 粗銑 12H7 的兩端面 使粗糙度達(dá)到 6 3 使兩面間的距離為 27 工序四 精銑 12H7 的兩端面 使粗糙度達(dá)到 3 2 達(dá)到圖紙尺寸公差 工序五 粗銑下端圓孔的兩側(cè)面 使兩面之間的距離為 6 85 工序六 精銑下端圓孔的兩側(cè)面 使兩面之間的距離為 5 35 留 0 5mm 的 磨削余量 工序七 磨削 26 半圓孔兩凸臺(tái)端面 達(dá)到圖紙尺寸公差 4 85 和粗糙度 要求 0 8 工序八 鏜孔 26 達(dá)到圖紙尺寸公差 工序九 銑削距離為 一段45 0326 工序十 銑斜面?zhèn)冗?使距離 12H7中心孔距離為 05 8 第 2 章 156FM 凸輪軸調(diào)節(jié)叉的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 9 工序十一 銑 8 孔端面 使距離 12H7 中心孔距離為 5 9 工序十二 鉆 8 的底孔 7 5 垂直于 12H7 的通孔 工序十三 鉸 8 的孔 垂直于 12H7 的通孔 工序十四 鉗工打毛刺 工序十五 檢驗(yàn) 表 2 2 工藝路線方案二 工序號(hào) 工序內(nèi)容 工序一 鍛造毛坯 正火后達(dá)到硬度 HB167 299 工序二 粗銑 12H7 的兩側(cè)面 使兩面間距為 27 工序三 精銑 12H7 的兩側(cè)面 使兩面間距為 25 工序四 粗銑 26 孔的兩面 使兩面的間距為 6 85 工序五 精銑下端圓孔的兩側(cè)面 使兩面之間的距離為 5 35 留 0 5mm 的 磨削余量 工序六 鉆 12H7 的底孔 11 5 工序七 鉸 12H7 的通孔 工序八 鏜孔 26 工序九 銑削距離為 一段45 0326 工序十 銑斜面?zhèn)冗?使距離 12H7中心孔距離為 05 8 工序十一 銑 8 孔端面 使距離 12H7 中心孔距離為 9 工序十二 鉆 8 的底孔 7 5 垂直于 12H7 的通孔 工序十三 銑削爪部開(kāi)口槽至 45 0326 工序十四 熱處理 HRC55 5 工序十五 磨削爪部?jī)啥嗣?達(dá)到圖紙尺寸公差 4 85 和粗糙度要求 0 8 工序十六 鉗工打毛刺 工序十七 檢驗(yàn) 工藝方案的比較與分析 上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于 方案二是加工工序分散 適合流水線生產(chǎn) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 縮短裝換刀具的時(shí)間 加工完前次的又可成為下次加工的基準(zhǔn) 這樣使工序非常 清晰易提高加工精度 是對(duì)大批量生產(chǎn)是很合適的 方案一把工件加工工序分得 很紊亂并且很集中 基準(zhǔn)得不到保證 加工出來(lái)的精度低 不符合現(xiàn)代化的生產(chǎn) 要求 兩種方案的裝夾比較多 但是考慮到加工零件的方便性 及加工精度 且 還是大批生產(chǎn) 所以采用方案二比較合適 工序號(hào) 工序內(nèi)容 工序一 粗銑 12H7 的兩側(cè)面 使兩面間距為 27 工序二 精銑 12H7 的兩側(cè)面 使兩面間距為 25 工序三 粗銑 26 孔的兩面 使兩面的間距為 6 85 工序四 精銑下端圓孔的兩側(cè)面 使兩面之間的距離為 5 35 留 0 5mm 的 磨削余量 工序五 鉆 12H7 的底孔 11 5 工序六 鉸 12H7 的通孔 工序七 鏜孔 26 工序八 銑削距離為 一段45 0326 工序九 銑斜面?zhèn)冗?使距離 12H7 中心孔距離為 05 8 工序十 銑 8 孔端面 使距離 12H7 中心孔距離為 9 工序十一 鉆 8的底孔 7 5 垂直于 12H7的通孔 工序十二 銑削爪部開(kāi)口槽至 45 0326 工序十三 熱處理 HRC55 5 工序十四 磨削爪部?jī)啥嗣?達(dá)到圖紙尺寸公差 4 85 和粗糙度要求 0 8 工序十五 鉗工打毛刺 工序十六 檢驗(yàn) 2 4 3 選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 機(jī)床的選擇 工序 1 2 3 4 8 9 12 采用 X5028 立式銑床 工序 5 6 7 11 采用 Z535 立式鉆床 選擇夾具 第 2 章 156FM 凸輪軸調(diào)節(jié)叉的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 11 該 156FM 凸輪軸調(diào)節(jié)叉的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn) 所以采用專用夾具 選擇刀具 在銑床上加工的各工序 采用硬質(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量 在鉸孔 12H7 由于精度不高 可采用硬質(zhì)合金鉸刀 選擇量具 加工的孔均采用極限量規(guī) 其他 對(duì)垂直度誤差采用千分表進(jìn)行檢測(cè) 對(duì)角度尺寸利用專用夾具保證 其他尺 寸采用通用量具即可 2 4 4 機(jī)械加工余量 工序尺寸及公差的確定 根據(jù)前面資料已初步確定工件各面的總加工余量 現(xiàn)在確定各表面的各個(gè)加 工工序的加工余量如下 表 2 3 各加工工序的加工余量及達(dá)到的尺寸 經(jīng)濟(jì)度 粗糙度 工序余量 工序 號(hào) 工序內(nèi)容 加 工 余 量 經(jīng)濟(jì) 精度 表面 粗糙 度 最小 最大 1 粗銑 12H7 的兩側(cè)面 3 IT11 6 3 0 1 0 1 2 粗銑平下端孔 側(cè)面的工藝凸 臺(tái) 3 IT11 6 3 0 1 0 1 3 鉆 12H7 通 孔 IT12 6 3 1 1 4 擴(kuò) 12H7 通 孔 2 0 IT12 3 2 0 05 0 05 5 鉸 12H7 通 孔 0 2 IT8 1 6 0 006 0 006 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 粗銑 左面 6 粗銑 12H 7 的 兩側(cè) 面 粗銑 右面 3 IT12 6 3 0 1 0 1 7 粗銑 26 孔 的兩面 2 IT11 6 3 0 1 0 1 8 精銑 26 孔 的兩面 1 IT9 3 2 0 05 0 05 9 鉆鉸 8 的孔 IT13 6 3 1 1 2 5 確定切削用量及基本工時(shí) 2 5 1 工序 1 粗精銑 12H7 的兩側(cè)面 機(jī)床 X5028 立式銑床 刀具 兩塊鑲齒套式面銑刀 間距為 80 材料 齒數(shù)15YT20Dm 為粗齒銑刀 20Z 因其單邊余量 Z 3mm 所以銑削深度 pa3m 每齒進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn) 3 表 2 4 73 取 銑削速度 f 0 15 famZ V 參照參考文獻(xiàn) 3 表 2 4 81 取 2 54 Vs 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n 102 5460 8 min31Vnrd 按照參考文獻(xiàn) 3 表 3 1 74 245 實(shí)際銑削速度 v3 12 6 00dns 第 2 章 156FM 凸輪軸調(diào)節(jié)叉的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 13 進(jìn)給量 fV0 1524 6012 5 ffaZnms 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 m 73infVs 根據(jù)參考文獻(xiàn) 3 表 2 4 81 aa 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 由毛坯尺寸可知 l 42lm 刀具切入長(zhǎng)度 1210 5 3lDa 20 5 06 1 37 6m 刀具切出長(zhǎng)度 取2l 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt1247 620 min35jmlf 查參考文獻(xiàn) 1 表 2 5 45 工步輔助時(shí)間為 1 23min 2 5 2 工序 2 粗精銑下端孔側(cè)面的工藝凸臺(tái) 機(jī)床 X5028 刀具 硬質(zhì)合金端銑刀 面銑刀 齒數(shù)mdw40 14 Z 粗銑 a 面 銑削深度 3pm 每齒進(jìn)給量 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2 4 73 取f 0 15 famZ 銑削速度 參照 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2 4 81 取V 6 Vs 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 取n0160287 in3 4Vrd 3inr 實(shí)際銑削速度 160nms 進(jìn)給量 fV0 543 1 5 ffaZ 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 mf10 5 630 minfVs 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2 4 81 a a24 被切削層長(zhǎng)度 由毛坯尺寸可知ll 刀具切入長(zhǎng)度 1D 3 1 5 02 刀具切出長(zhǎng)度 取2lm 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt12640 95min3jmlf 查參考文獻(xiàn) 1 表 2 5 45 工步輔助時(shí)間為 1 52min 2 5 3 工序 3 鉆 12H7 的通孔 工件材料為 45 硬度 200HBS 孔的直徑為 12mm 公差為 H7 表面粗糙度 加工機(jī)床為 Z535 立式鉆床 鉆頭為 22mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鋼麻花鉆 磨出雙1 6aRm 錐和修磨橫刃 確定鉆削用量 確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn) 2 表 28 10 可查出f 查 Z535 立式鉆床說(shuō)明書 取 0 47 5 fmr 表 0 43 fmr 根據(jù)參考文獻(xiàn) 2 表 28 8 鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量 由于機(jī)床 1 75 進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力 由機(jī)床說(shuō)明書查出 根據(jù)參考文獻(xiàn) 2 max15690FN 表 28 9 允許的進(jìn)給量 8 fr 由于所選進(jìn)給量 遠(yuǎn)小于 及 故所選 可用 ff 確定切削速度 軸向力 F 轉(zhuǎn)矩 T 及切削功率 根據(jù)參考文獻(xiàn) 2 v mP 表 28 15 由插入法得 17 min 表 4732N 表 5 69TNM 表 1 5PkW表 第 2 章 156FM 凸輪軸調(diào)節(jié)叉的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 15 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同 故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正 根據(jù)參考文獻(xiàn) 2 由表 28 3 故0 8Mvk 75lvk 17 min0 8751 2 min v 表 0 6 in rd 表 查 Z535 機(jī)床說(shuō)明書 取 實(shí)際切削速度為195 in 0214 min10nmrv 由參考文獻(xiàn) 2 表 28 5 故 6MFTk 4732 65 FN 51 904 8Tm 校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率 為mP mMPnk表 1 25 9 246 1 05WkW 機(jī)床有效功率 4 0 83E mPkP 故選擇的鉆削用量可用 即 02dm fr195 inr 14 inv 相應(yīng)地 516FN54 8T 0mPkW 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 l7 刀具切入長(zhǎng)度 1 12 107 42rDlctgkctgm 刀具切出長(zhǎng)度 取l42 l32 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 2jt78 431 08min095jLnf 查參考文獻(xiàn) 1 表 2 5 41 工步輔助時(shí)間為 1 76min 2 5 4 工序 5 鉸 12H7 的通孔 加工機(jī)床為 Z535 立式鉆床 鉸刀為 12mm 標(biāo)準(zhǔn)高速鉸刀 確定鉸孔切削用量 確定進(jìn)給量 根據(jù)表 28 36 按該表注 4 進(jìn)給量f 1 3 26fm 表 取小植 查 Z535 說(shuō)明書 取 1 6 fmr 確定切削速度 及 由表 28 39 取 由表 28 3 得修vn8 inv表 正系數(shù) 0 8Mvk 0 9pavk254 7 0125 pRa 根 據(jù) 故 2 min 7 14 minv 表 01 nd 表 25 91 minr 查 Z535 說(shuō)明書 取 實(shí)際鉸孔速度 ir 301vn 32510 in7 8 ir 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 l78m 刀具切入長(zhǎng)度 101 254 7 120 92rDdlctgkctgm 刀具切出長(zhǎng)度 取2lm1l32 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 3jt78 09 5in61jLnf 第 2 章 156FM 凸輪軸調(diào)節(jié)叉的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 17 查參考文獻(xiàn) 1 表 2 5 41 工步輔助時(shí)間為 1 51min 該工序的加工機(jī)動(dòng)時(shí)間的總和是 jt1 0854 2 14minj 2 5 5 工序 6 粗銑 12H7 的兩側(cè)面 機(jī)床 X5028 刀具 硬質(zhì)合金端銑刀 面銑刀 齒數(shù)mdw40 14 Z 粗銑左面 銑削深度 3pam 每齒進(jìn)給量 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2 4 73 取f 0 15 famZ 銑削速度 參照 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2 4 81 取V 6 Vs 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 取n0160287 in3 4Vrd 3inr 實(shí)際銑削速度 160nms 進(jìn)給量 fV0 543 1 5 ffaZ 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 m 3infVs 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2 4 81 a ma240 被切削層長(zhǎng)度 由毛坯尺寸可知l 90l 刀具切入長(zhǎng)度 1D 3 1 5 02 刀具切出長(zhǎng)度 取2lm 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt12904 21min63jmlf 查參考文獻(xiàn) 1 表 2 5 45 工步輔助時(shí)間為 2 03min 粗銑右面 同樣的銑削深度 ap3 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 每齒進(jìn)給量 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2 4 73 取fa 0 15 famZ 銑削速度 參照 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2 4 81 取V 6 Vs 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n0160287 in3 4Vrd 取 30 mir 實(shí)際銑削速度 V 0 106 28 nms 進(jìn)給量 f 543 5 ffaZ 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 m10 630infs 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2 4 81 a ma24 被切削層長(zhǎng)度 由毛坯尺寸可知ll 刀具切入長(zhǎng)度 1D 3 1 5 02 刀具切出長(zhǎng)度 取2lm 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt12340 12min6jmlf 查參考文獻(xiàn) 1 表 2 5 45 工步輔助時(shí)間為 1 52min 2 5 6 工序 7 粗銑 26 孔的兩面 機(jī)床 X5028 立式銑床 刀具 兩塊鑲齒套式面銑刀 間距為 14 材料 齒數(shù)15YT20Dm 為粗齒銑刀 20Z 因其單邊余量 Z 2mm 所以銑削深度 pa2m 每齒進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn) 3 表 2 4 73 取 銑削速度 f 0 15 famZ V 參照參考文獻(xiàn) 3 表 2 4 81 取 54 Vs 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n 第 2 章 156FM 凸輪軸調(diào)節(jié)叉的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 19 10 54602 8 min31Vnrd 按照參考文獻(xiàn) 3 表 3 1 74 5n 實(shí)際銑削速度 v3 142 56 00ds 進(jìn)給量 fV 52 1 ffaZnm 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 m 735infVs 根據(jù)參考文獻(xiàn) 3 表 2 4 81 aa60 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 由毛坯尺寸可知 l 82lm 刀具切入長(zhǎng)度 1210 5 3lDa 20 5 06 1 37 6m 刀具切出長(zhǎng)度 取2l 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt1287 620 15min3jmlf 查參考文獻(xiàn) 1 表 2 5 45 工步輔助時(shí)間為 1 57min 2 5 7 工序 8 精銑 26 孔的兩面 機(jī)床 X5028 立式銑床 刀具 兩塊鑲齒套式面銑刀 間距為 材料 齒0 5162 15YT20Dm 數(shù) Z 12 為細(xì)齒銑刀 精銑該平面的單邊余量 Z 1 0mm 銑削深度 pa1 0m 每齒進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn) 3 表 2 4 73 取 銑削速度 f 0 12 famZ V 參照參考文獻(xiàn) 3 表 2 4 81 取 3 2 Vs 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 103 2605 7 min14Vnrd 按照參考文獻(xiàn) 3 表 3 1 31 31 實(shí)際銑削速度 v 4203 24 06dns 進(jìn)給量 fV 15 15 ffaZm 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 m 930infVs 被切削層長(zhǎng)度 由毛坯尺寸可知 l 82l 刀具切入長(zhǎng)度 精銑時(shí)110lD 刀具切出長(zhǎng)度 取2l 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 2jt12802 31min9jmlf 查參考文獻(xiàn) 1 表 2 5 45 工步輔助時(shí)間為 1 94min 2 5 8 工序 10 銑斜面 機(jī)床 X5028 立式銑床 加工余量 3mm 由于零件此處的設(shè)計(jì)精度不高 用銑削達(dá)到尺寸精度的要求 銑刀參數(shù) L 10 D 100mm d 30mm ro 15 ao 12 an 6 Z 24 由于寬度為 25mm 故一次走完 ap 3mm 由 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè) 表 3 3 確定 f 0 5mm r 現(xiàn)取 f 0 8mm r fz 0 5 24 0 02mm z 選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及刀具壽命 根據(jù) 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè) 表 3 7 得最大磨 損量為 0 5 由表 3 8 確定刀具壽命 T 120 確定切削速度 Vc 和每齒進(jìn)給量 決定切削速度 Vc 和每齒進(jìn)給量 Vf 由 切 削用量簡(jiǎn)明手冊(cè) 的公式 第 2 章 156FM 凸輪軸調(diào)節(jié)叉的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 21 60Zaf Tdo CVc m 1pueyzxpmqv vvv Cv 25 qv 0 2 Xv 0 1 yv 0 2 uv 0 5 pv 0 1 m 0 25 Km 1 12 in 6 98 0Zaf Tdo c m 1pueyzxpmqv vvvvv n 1000 Vc do 1000 98 6 3 14 100 314r min 根據(jù) 金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè) X5028 立式銑床型銑床說(shuō)明選 nc 300r min 實(shí)際速度 Vc donc 1000 94 2m min 選 Vfc ncf 300 0 5 150mm min 根據(jù) X62W 型銑床說(shuō)明書選 Vf 150mm min fzc 150 300 24 0 020mm z 基本工時(shí)基本工時(shí)根據(jù) 切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè) 表 3 5 Tm L L1 i Vf 40 20 2 150 0 8 min 2 5 9 工序 13 鉆鉸 8 的孔 機(jī)床 Z535 立式鉆床 刀具 7 8 直柄短麻花鉆 8 鉸刀 確定鉆削用量 確定進(jìn)給量 根據(jù)參考文獻(xiàn) 2 表 28 10 可查出 f 0 47 5 fmr 表 查 Z535 立式鉆床說(shuō)明書 取 43 fmr 根據(jù)參考文獻(xiàn) 2 表 28 8 鉆頭強(qiáng)度所允許是進(jìn)給量 由于機(jī)床 1 fr 進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的軸向力 由機(jī)床說(shuō)明書查出 根據(jù)參考文獻(xiàn) 2 max15690FN 表 28 9 允許的進(jìn)給量 8 fr 由于所選進(jìn)給量 遠(yuǎn)小于 及 故所選 可用 ff 確定切削速度 軸向力 F 轉(zhuǎn)矩 T 及切削功率 根據(jù)參考文獻(xiàn) 2 表v mP 28 15 由插入法得 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 17 minv 表 4732FN 表 5 69TNM 表 1 5PkW表 由于實(shí)際加工條件與上表所給條件不完全相同 故應(yīng)對(duì)所的結(jié)論進(jìn)行修正 根據(jù)參考文獻(xiàn) 2 由表 28 3 故0 8v 75lv 17 min0 8751 2 min v 表 0 74 3 i n rd 表 查 Z535 機(jī)床說(shuō)明書 取 實(shí)際切削速度為15 inr 02 1 26 min10nmv 由參考文獻(xiàn) 2 表 28 5 故0MFTk 4732 651 FN 51 904 8Tm 校驗(yàn)機(jī)床功率 切削功率 為mP mMPnk表 1 25 9 246 1 05WkW 機(jī)床有效功率 4 0 83E mPkkP 故選擇的鉆削用量可用 即 02 5dm fr 175 inr 1 2 minv 相應(yīng)地 16FN4 8T 0mPkW 切削工時(shí) 被切削層長(zhǎng)度 l32 刀具切入長(zhǎng)度 1 第 2 章 156FM 凸輪軸調(diào)節(jié)叉的加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 23 1 0 5 1 126 9rDlctgkctgm 刀具切出長(zhǎng)度 取2lm4l32 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 2jt36 90 5in417jLnf 查參考文獻(xiàn) 1 表 2 5 41 工步輔助時(shí)間為 1 58min 2 6 本章小結(jié) 本章節(jié)主要從零件的結(jié)構(gòu)和外型入手分析 從而得出設(shè)計(jì)毛坯的依據(jù) 再查 閱有關(guān)資料 設(shè)計(jì)出零件加工的毛坯 在工藝規(guī)程的制定上 將兩種方案進(jìn)行比 較 選取一個(gè)最佳方案來(lái) 在計(jì)算每一步的切削用量時(shí) 先選用刀具和機(jī)床 再 查閱資料找出進(jìn)給量 由它算出機(jī)床所需的轉(zhuǎn)速 翻閱機(jī)床手冊(cè)選一個(gè)最接近它 的一值 算切削速度 機(jī)動(dòng)時(shí)間等 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 3 章 鏜孔夾具設(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 在加工此 156FM 凸輪 軸調(diào)節(jié)叉零件時(shí) 需要設(shè)計(jì)專用夾具 根據(jù)任務(wù)要求中的設(shè)計(jì)內(nèi)容 需要設(shè)計(jì) 鉆鉸孔夾具 銑面夾具及檢驗(yàn)夾具 各一套 3 1 問(wèn)題的提出 本夾具主要用來(lái)鉆 156FM 凸輪軸調(diào)節(jié)叉 26 孔 這個(gè)孔距右平面有尺寸精度 要求為 與中心孔垂直 因?yàn)槲恢镁纫蟛桓?也無(wú)需表面粗糙度要求 故再 本道工序加工時(shí)主要應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 降低勞動(dòng)強(qiáng)度 3 2 定位 夾緊方案的選擇 由零件圖可知 在對(duì)孔進(jìn)行加工前 底平面進(jìn)行了粗 精銑加工 孔 進(jìn)行了鉆 擴(kuò) 鉸加工 因此 定位 夾緊方案有 209H 方案 選底平面 工藝孔和大頭孔外圓端來(lái)定位 即一面 一短圓209H 柱銷和 V 型塊定位 夾緊方式可設(shè)計(jì)圓環(huán)套在大頭孔圓周邊進(jìn)行夾緊 方案 應(yīng)用一面即撥叉底面 一銷即定位于大頭孔外端的擋銷和 工209H 藝孔的心軸來(lái)定位 夾緊方式就用螺母在心軸上夾緊 方案 選一面兩銷定位方式 工藝孔用短圓柱銷 還有一擋銷定位209H 于大頭孔外端 夾緊方式用操作簡(jiǎn)單 通用性較強(qiáng)的移動(dòng)壓板來(lái)夾緊 分析比較上面三種方案 方案 中的 V 型塊定位造成過(guò)定位 而夾緊方式加 大了設(shè)計(jì)量 裝 取工件也不易 方案 中的心軸夾緊 定位是不正確的 也端是不加工的 且定位與夾緊應(yīng)分開(kāi) 因夾緊會(huì)破壞定位 209H 通過(guò)比較分析只有方案 滿足要求 孔 其加工與孔 的軸線間有尺4 209H 寸公差 選擇小頭孔為定位基準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)鏜模 從而保證其尺寸公差要求 第 3 章 鏜孔夾具設(shè)計(jì) 25 3 3 切削力及夾緊力的計(jì)算 鏜刀材料 硬質(zhì)合金鏜刀 5YT 刀具的幾何參數(shù) 60 粗 K 90精 1 0s 8 由參考文獻(xiàn) 5 查表 可得 321 圓周切削分力公式 0 75 14CpcPFafvK 式中 0 4pam fr rpsopkKK 查 5 表 得 查 5 表 取 21 736nmb 125 0 6b 75n 由表 可得參數(shù) 694 0pk 0 opK sp 1rpK 即 74 8 CFN 同理 徑向切削分力公式 0 9750 3238PpcPFafv 式中參數(shù) 7 0pkK 1 op sK 1 rp 即 32 4 PFN 軸向切削分力公式 0 5 4326fpcPFafv 式中參數(shù) 1 pkK o 1spK 0 rp 即 605 48 fFN 根據(jù)工件受力切削力 夾緊力的作用情況 找出在加工過(guò)程中對(duì)夾緊最不利 的瞬間狀態(tài) 按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力 最后為保證夾緊可靠 再乘以 安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值 即 FKW 安全系數(shù) K 可按下式計(jì)算有 6543210 式中 為各種因素的安全系數(shù) 查參考文獻(xiàn) 5 表 可得 0 12 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 1 20 1 301 56CK 522 3P f 所以有 193 08 KCWFN 76P 5 Kf 螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有 210 tgtQLWz 式中參數(shù)由參考文獻(xiàn) 5 可查得 6 2 76zr 901 052 29 其中 3 Lm 8NQ 螺旋夾緊力 04 W 由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大 為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 操作方便 決定選用螺絲夾緊機(jī)構(gòu) 3 4 誤差分析與計(jì)算 該夾具以一個(gè)平面和和個(gè)定位銷定位 要求保證孔軸線間的尺寸公差 為了 滿足工序的加工要求 必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公 差 由 5 和 6 可得 1 定位誤差 當(dāng)短圓柱銷以任意邊接觸時(shí) minDWd 當(dāng)短圓柱銷以固定邊接觸時(shí) 2dD 第 3 章 鏜孔夾具設(shè)計(jì) 27 式中 為定位孔與定位銷間的最小間隙min 通過(guò)分析可得 0 52D 1dmin 因此 當(dāng)短圓柱銷以任意邊接觸時(shí) 0 63DW 2 夾緊誤差 cos minaxyj 其中接觸變形位移值 SNcHBKRkmnZaZy 014 8 9 1 cos0 3jy 磨損造成的加工誤差 通常不超過(guò)Mj 05 夾具相對(duì)刀具位置誤差 取ADm1 誤差總和 0 965jw 從以上的分析可見(jiàn) 所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求 3 5 零 部件的設(shè)計(jì)與選用 1 定位銷選用本夾具選用一可換定位銷來(lái)定位 其參數(shù)如下 表 3 1 定位銷參數(shù) D d H 公稱尺寸 允差 1h1b1dC1 14 18 16 15 0 011 22 5 1 4 M12 4 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 2 夾緊裝置的選用 該夾緊裝置選用螺絲 3 6 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 如前所述 該工件不但可以采用心軸夾緊 定位 還可設(shè)計(jì)圓環(huán)套來(lái)夾緊 但由于心軸的夾緊有可能破壞其定位 不選用該方式 而設(shè)計(jì)圓環(huán)套不易裝 取 工件 也不選用 為提高生產(chǎn)率 經(jīng)過(guò)方案的認(rèn)真分析和比較 選用了手動(dòng)夾緊 方式 螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 夾緊可靠 通用性大 在機(jī)床 夾具中很廣泛的應(yīng)用 此外 當(dāng)夾具有制造誤差 工作過(guò)程出現(xiàn)磨損 以及零件尺寸變化時(shí) 影響 定位 夾緊的可靠 為防止此現(xiàn)象 選用可換定位銷 以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào) 整換取 3 7 本章小結(jié) 鏜孔夾具的設(shè)計(jì)要認(rèn)真的分析方案 應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 降低勞動(dòng) 強(qiáng)度 盡可能的考慮多個(gè)方面在考慮采取什么樣的夾緊的方案的同時(shí) 還要考慮 誤差的存在 要選取最適合的鏜孔夾具方案 要考慮怎么去確保零件的尺寸 所 以設(shè)計(jì)夾具是一門很復(fù)雜的藝術(shù) 第 3 章 鏜孔夾具設(shè)計(jì) 29 圖 3 1 鏜孔夾具裝配圖 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 4 章 銑床夾具設(shè)計(jì) 4 1 問(wèn)題的指出 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本 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 對(duì)于銑削156FM凸輪軸調(diào)節(jié)叉斜平面 由于對(duì)加工精度要求不是 很高 所以在本道工序加工時(shí) 主要考慮如何降低降低生產(chǎn)成本和降低勞動(dòng)強(qiáng)度 4 2 定位基準(zhǔn)的選擇 在加工中用作確定工件在夾具中占有正確位置的基準(zhǔn) 稱為定位基準(zhǔn) 據(jù) 夾具手冊(cè) 知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合 在同一工件的各道工序中 應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工 根據(jù)本道工序 選 G 面為定位基準(zhǔn) 4 3 定位方案和元件設(shè)計(jì) 根據(jù)工序圖及對(duì)零件的結(jié)構(gòu)的分析 本道工序需限制 4 個(gè)自由度 為了增加 定位的可靠行 實(shí)際限制了其 6 個(gè)自由度 本夾具采用 6 點(diǎn)定位原則 用兩個(gè)固 定的支撐板作為一大平面 限制了工件的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度和一個(gè)移動(dòng)自由度 用 一個(gè)側(cè)向支撐板作為一小平面 限制了工件的一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度和一個(gè)移動(dòng)自由度 用一個(gè)支撐釘作為止推點(diǎn) 本夾具的止推點(diǎn)采用了自位支撐的方式 4 4 夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 本夾具采用定位銷和螺絲進(jìn)行夾緊 同時(shí)保證了夾緊可靠和動(dòng)作迅速的要求 同時(shí) 由于定位銷和螺絲屬于標(biāo)準(zhǔn)件 可直接購(gòu)買 降低了夾具的制造成本 4 5 定位誤差的計(jì)算 本夾具的定位表面為工序所要求的基準(zhǔn)不重合誤差 JB 0 由于 G 面是加工 表面 根據(jù)其制造方式 其表面粗糙度為 Ra25 由于 H7 g6 為間隙配合 最大間 隙為 0 017 因此基準(zhǔn)位移誤差 Jw 0 025 0 017 0 042 總定位誤差 dw JB Jw 0 042 0 333 因此該夾具滿足精度要求 第 4 章 銑床夾具設(shè)計(jì) 31 4 6 本章小結(jié) 銑床夾具的設(shè)計(jì)本次主要是選擇了銑背面 但是看上去比較簡(jiǎn)單 實(shí)際上還 是有很多問(wèn)題存在的 當(dāng)中也遇到了很多難題 說(shuō)明平時(shí)的基礎(chǔ)掌握的不夠扎實(shí) 很多方面都是考慮不周全的原因 所以?shī)A具設(shè)計(jì)真的是一門千變?nèi)f化的藝術(shù) 我 們以后再工作中也許還會(huì)碰到許多這樣的夾具 我們不妨多去觀察觀察 學(xué)習(xí)學(xué) 習(xí) 以這樣的方式來(lái)提升自我 圖 4 1 銑斜面夾具裝配圖 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 5 章 檢驗(yàn)夾具的設(shè)計(jì) 5 1 題的指出 為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本 保證檢驗(yàn)效率 降低勞動(dòng)強(qiáng)度 需要 設(shè)計(jì)檢驗(yàn)夾具 在檢驗(yàn)時(shí) 主要考慮如何降低生產(chǎn)成本和降低勞動(dòng)強(qiáng)度 5 2 定位基準(zhǔn)的選擇 在加工中用作確定工件在夾具中占有正確位置的基準(zhǔn) 稱為定位基準(zhǔn) 據(jù) 夾具手冊(cè) 知定位基準(zhǔn)應(yīng)盡可能與工序基準(zhǔn)重合 在同一工件的各道工序中 應(yīng)盡量采用同一定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工 根據(jù)本道工序 選 G 面為定位基準(zhǔn) 孔 及 一 側(cè) 面 凸 臺(tái) 面和 2671 H 5 3 檢驗(yàn)夾具設(shè)計(jì) 檢驗(yàn)夾具 檢驗(yàn)工件及裝配件的尺寸大小和形狀等參數(shù)時(shí) 用來(lái)夾持或安裝 被測(cè)工件 或裝配件 便于進(jìn)行檢測(cè)的一種裝置 圖 5 1 檢驗(yàn)夾具裝配圖 第 5 章 檢驗(yàn)夾具的設(shè)計(jì) 33 5 4 檢驗(yàn)夾具檢測(cè)項(xiàng)目 檢驗(yàn)夾具主要測(cè)量中心距離 51 1 及銷孔與中心孔之間的距離 14 幾個(gè)工件 能否正常安裝上去 可以檢驗(yàn)位置關(guān)系是否正確的 檢驗(yàn)兩孔中心距時(shí) 圖 5 1 大 圓柱銷固定在夾具體上 放置工件至圖示大致為止 然后裝入小圓柱銷 如果小 圓柱銷能夠順利裝入 說(shuō)明是合適的 如果裝入太卡或太松 則說(shuō)明有問(wèn)題 當(dāng) 檢驗(yàn) 12H7 與 8 孔的距離位置關(guān)系情況時(shí) 當(dāng)二者中心距放置調(diào)整下 在圖 示位置裝入小孔銷 如果小孔銷能正常順利裝入說(shuō)明合理 如果裝入困難或根本 無(wú)法裝入 說(shuō)明存在問(wèn)題 5 5 本章小結(jié) 檢驗(yàn)夾具的設(shè)計(jì)是之前從來(lái)沒(méi)有接觸過(guò)的 雖然平時(shí)在上課的時(shí)候 在實(shí)訓(xùn) 中心的時(shí)候都會(huì)碰到很多的量具 但是和這種專用夾具還是有很大的區(qū)別的 說(shuō) 實(shí)話剛開(kāi)始連什么是檢驗(yàn)夾具都不知道 在實(shí)習(xí)的時(shí)候問(wèn)了一些師傅 也查看了 一些書籍 終于算了入門 但是還是存在很多問(wèn)題的 以后再工作生活中也許還 會(huì)碰到這樣的難題 相信通過(guò)這次的設(shè)計(jì)會(huì)好許多 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 結(jié) 論 本次設(shè)計(jì)從零件的毛坯生產(chǎn)到最終成品 中間經(jīng)過(guò)了銑 鏜 鉆 攻螺紋 打毛刺等工序 因?yàn)槭谴笈可a(chǎn) 工序就分得很散 中間就可省去換刀具和調(diào) 試的時(shí)間 在每道工序中都有計(jì)算切削用量和工時(shí) 在本次設(shè)計(jì)中已無(wú)大的問(wèn)題 基本達(dá)到了要求 只是在夾具的設(shè)計(jì)中沒(méi)有能 提出多中方案進(jìn)行分析比較 有所不足 參考文獻(xiàn) 35 參 考 文 獻(xiàn) 1 李 洪 機(jī)械加工工藝手冊(cè) M 北京出版社 2006 1 2 陳宏鈞 實(shí)用金屬切削手冊(cè) M 機(jī)械工業(yè)出版社 2005 1 3 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì) 金屬切削手冊(cè) M 上海科學(xué)技術(shù)出版社 2002 4 楊叔子 機(jī)械加工工藝師手冊(cè) M 機(jī)械工業(yè)出版社 2000 5 徐鴻本 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) M 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社 2003 10 6 都克勤 機(jī)床夾具結(jié)構(gòu)圖冊(cè) M 貴州人民出版社 2003 4 7 胡建新 機(jī)床夾具 M 中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社 2001 5 8 馮 道 機(jī)械零件切削加工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊(cè) M 安徽文化音 像出版社 2003 9 王先逵 機(jī)械制造工藝學(xué) M 機(jī)械工業(yè)出版社 2000 10 馬賢智 機(jī)械加工余量與公差手冊(cè) M 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社 1994 12 11 劉文劍 夾具工程師手冊(cè) M 黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社 2007 12 王光斗 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) M 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 2002 8 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 致謝 在畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束之際我向所有幫助過(guò)我的老師和同學(xué)說(shuō)一聲 謝謝 我 想沒(méi)有他們的幫助 畢業(yè)設(shè)計(jì)就會(huì)做得很困難 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在老師悉心指導(dǎo)下完成的 老師以其淵博的學(xué)識(shí) 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹?學(xué)風(fēng)范 高度的責(zé)任感使我受益非淺 在做設(shè)計(jì)的過(guò)程中也遇到了不少的問(wèn)題 楊老師給了我許多關(guān)懷和幫助 并且隨時(shí)詢問(wèn)我畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)展情況 細(xì)心的指 導(dǎo)我們 也經(jīng)常打電話或者發(fā)電子郵件過(guò)來(lái)指導(dǎo)我的設(shè)計(jì) 在論文工作中 得到了機(jī)電學(xué)院有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和老師的幫助與支持 在此表示衷心 的感謝 最后 在即將完成畢業(yè)設(shè)計(jì)之時(shí) 我再次感謝對(duì)我指導(dǎo) 關(guān)心和幫助過(guò)老師 領(lǐng)導(dǎo)及同學(xué) 謝謝了