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XX學校 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 撥叉 共 10 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 03 銑 RZG310-570 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄鋼 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 立式銑床 X52K 夾具編號 夾具名稱 切削液 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(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進給量 mm/r 背吃刀量 mm 進給 次數(shù) 工步工時 機動 輔助 1 銑Φ40后端面 端面銑刀、游標卡尺 475 74.6 0.2 2.0 1 0.474 設(shè)計(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 XX學校 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 撥叉 共 10 頁 第 2 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 04 銑 RZG310-570 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄鋼 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 立式銑床 X52K 夾具編號 夾具名稱 切削液 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(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進給量 mm/r 背吃刀量 mm 進給 次數(shù) 工步工時 機動 輔助 1 銑Φ40前端面 端面銑刀、游標卡尺 475 74.6 0.2 2.0 1 0.474 設(shè)計(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 XX學校 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 撥叉 共 10 頁 第 3 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 05 鉆 RZG310-570 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄鋼 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 立式鉆床 Z525 夾具編號 夾具名稱 切削液 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(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進給量 mm/r 背吃刀量 mm 進給 次數(shù) 工步工時 機動 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(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 XX學校 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 撥叉 共 10 頁 第 4 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 06 銑 RZG310-570 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄鋼 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 立式銑床 X52K 夾具編號 夾具名稱 切削液 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(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進給量 mm/r 背吃刀量 mm 進給 次數(shù) 工步工時 機動 輔助 1 銑M18-6H端口 端面銑刀、游標卡尺 475 59.7 0.2 2.0 1 0.390 2 銑寬36端面 端面銑刀、游標卡尺 475 59.7 0.2 2.0 1 0.432 3 銑30°斜面 單角銑刀、游標卡尺 475 15.0 0.2 3.0 1 0.443 4 粗銑寬15槽 三面刃銑刀、游標卡尺 475 20.9 0.2 7.0 1 0.485 設(shè)計(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 XX學校 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 撥叉 共 10 頁 第 5 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 07 鉆 RZG310-570 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄鋼 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 立式鉆床 Z525 夾具編號 夾具名稱 切削液 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(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進給量 mm/r 背吃刀量 mm 進給 次數(shù) 工步工時 機動 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(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 XX學校 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 撥叉 共 10 頁 第 6 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 06 銑 RZG310-570 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄鋼 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 臥式銑床 X62 夾具編號 夾具名稱 切削液 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(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進給量 mm/r 背吃刀量 mm 進給 次數(shù) 工步工時 機動 輔助 1 粗銑叉口前后端面 三面刃銑刀、游標卡尺 475 15.0 0.2 1.5 2.916 設(shè)計(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 XX學校 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 撥叉 共 10 頁 第 7 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 06 銑 RZG310-570 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄鋼 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 臥式銑床 X62 夾具編號 夾具名稱 切削液 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(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進給量 mm/r 背吃刀量 mm 進給 次數(shù) 工步工時 機動 輔助 1 粗銑叉口內(nèi)側(cè)端面 三面刃銑刀、游標卡尺 475 15.0 0.2 1.5 2 0.348 設(shè)計(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 XX學校 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 撥叉 共 10 頁 第 8 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 11 銑 RZG310-570 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄鋼 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 立式銑床 X52K 夾具編號 夾具名稱 切削液 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(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進給量 mm/r 背吃刀量 mm 進給 次數(shù) 工步工時 機動 輔助 1 半精銑寬15槽 三面刃銑刀、游標卡尺 600 28.3 0.1 0.5 1 0.659 設(shè)計(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 XX學校 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 撥叉 共 10 頁 第 9 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 12 銑 RZG310-570 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄鋼 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 臥式銑床 X62 夾具編號 夾具名稱 切削液 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(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進給量 mm/r 背吃刀量 mm 進給 次數(shù) 工步工時 機動 輔助 1 半精銑叉口前后端面 三面刃銑刀、游標卡尺 600 18.9 0.1 0.5 2 4.584 設(shè)計(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 XX學校 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 撥叉 共 10 頁 第 10 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 13 銑 RZG310-570 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 鑄鋼 設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù) 臥式銑床 X62 夾具編號 夾具名稱 切削液 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(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 r/min 切削速度 m/min 進給量 mm/r 背吃刀量 mm 進給 次數(shù) 工步工時 機動 輔助 1 半精銑叉口內(nèi)側(cè)端面 三面刃銑刀、游標卡尺 600 18.9 0.1 0.5 2 0.517 設(shè)計(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 編號： 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 工件變形的問題可能導致機械加工中的空間問題。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關(guān)鍵問題。本文應(yīng)用夾具布局優(yōu)化遺傳算法（GAs）來處理夾具布局優(yōu)化問題。遺傳算法的方法是基于一種通過整合有限的運行于批處理模式的每一代的目標函數(shù)值的元素代碼的方法，用于來優(yōu)化夾具布局。給出的個案研究說明已開發(fā)的方法的應(yīng)用。采用染色體文庫方法減少整體解決問題的時間。已開發(fā)的遺傳算法保持跟蹤先前的分析設(shè)計，因此先前的分析功能評價的數(shù)量降低大約93%。結(jié)果表明，該方法的夾具布局優(yōu)化問題是多模式的問題。優(yōu)化設(shè)計之間沒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；遺傳算法；優(yōu)化 1. 引言 夾具用來定位和束縛機械操作中的工件，減少由于對確保機械操作準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，加工夾具是通過反復試驗法來設(shè)計和制造的，這是一個既造價高又耗時的制造過程。為確保工件按規(guī)定尺寸和公差來制造，工件必須給予適當?shù)亩ㄎ缓蛫A緊以確保有必要開發(fā)工具來消除高造價和耗時的反復試驗設(shè)計方法。適當?shù)墓ぜㄎ缓蛫A具設(shè)計對于產(chǎn)品質(zhì)量的精密度、準確度和機制件的完飾是至關(guān)重要的。 從理論上說，3-2-1定位原則對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。從動力學觀點來看定位零件意味著限制了自由移動物體的六自由度（三個平動自由度和三個旋轉(zhuǎn)自由度）。在零件下部設(shè)置三個支撐來建立工件在垂直軸方向的定位。在兩個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于制造過程的全面準確性和重復性是至關(guān)重要的。定位器應(yīng)該盡可能的遠距離的分開放置并且應(yīng)該放在任何可能的加工面上。放置的支撐器通常用來包圍工件的重力中心并且盡可能的將其分開放置以維持其穩(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。 對于給定數(shù)量的夾具元件，加工夾具合成的問題是尋找夾具優(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)化目標是研究一個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程序以用于計算工件變形情況下夾緊力和切削力。本文給出兩個實例來說明給出的方法。 2. 回顧相關(guān)工程結(jié)構(gòu) 最近幾年夾具設(shè)計問題受到越來越多的重視。然而，很少有注意力集中于優(yōu)化夾具布局設(shè)計。Menassa和Devries用FEA計算變形量使設(shè)計準則要求的位點的工件變形最小化。設(shè)計問題是確定支撐器位置。Meyer和Liou提出一個方法就是使用線性編程技術(shù)合成動態(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)化問題。這個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開發(fā)出一種啟發(fā)式方法來計劃最好的支撐和夾緊位置。Tao等人提出一個幾何推理的方法來確定最優(yōu)夾緊點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)這個系統(tǒng)基于動態(tài)模型分析受限于時變加工負載的夾具—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程中的工件動力學。本文提出一個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力學在加工期間的影響。Amaral等人用ANSYS驗證夾具設(shè)計的完整性。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給出全局最優(yōu)解決方案。所有的夾具布局優(yōu)化程序開始于一個初始可行布局。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。他們沒有考慮到工件夾具布局優(yōu)化對整體的變形。 GAs已被證明在解決工程中優(yōu)化問題是有用的。夾具設(shè)計具有巨大的解決空間并需要搜索工具找到最好的設(shè)計。一些研究人員曾使用GAs解決夾具設(shè)計及夾具布局問題。Kumar等人用GAs和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計夾具。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，它采用空間坐標來表示夾具元件的位置。夾具布局優(yōu)化程序設(shè)計的實現(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)于一個廣泛調(diào)查不同優(yōu)化方法的相對有效性。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)計最優(yōu)配置的金屬片。MSC/NASTRAN已經(jīng)用于適應(yīng)度值評價。Liao提出自動選擇最佳夾子和夾鉗的數(shù)目以及它們在金屬片整合的夾具中的最優(yōu)位置。Krishnakumar和Melkote開發(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。通過節(jié)點編號使定位器和夾具位置特殊化。一個內(nèi)置的有限元求解器研制成功。 一些研究沒考慮到整個刀具路徑的優(yōu)化布局以及磨屑清除。一些研究采用節(jié)點編號作為設(shè)計參數(shù)。 在本研究中，開發(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)計參數(shù)而不是用FEA節(jié)點編號。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計算。用染色體文庫的方法是為了減少解決問題的時間。用兩個問題測試已開發(fā)的遺傳算法工具。給出的兩個實例說明了這個開發(fā)的方法。本論文的主要貢獻可以概括為以下幾個方面： (1)開發(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以降低計算時間； (3)使用真正的設(shè)計參數(shù)，而不是有限元節(jié)點數(shù)字； (4)當工具在工件中移動時考慮磨屑清除工具。 3. 遺傳算法概念 遺傳算法最初由John Holland開發(fā)。Goldberg出版了一本書，解釋了這個理論和遺傳算法應(yīng)用實例的詳細說明。遺傳算法是一種隨機搜索方法，它模擬一些自然演化的機制。該算法用于種群設(shè)計。種群從一代到另一代演化，通過自然選擇逐漸提高了適應(yīng)環(huán)境的能力，更健康的個體有更好的機會，將他們的特征傳給后代。 該算法中，要基于為每個設(shè)計計算適合性，所以人工選擇取代自然環(huán)境選擇。適應(yīng)度值這個詞用來指明染色體生存幾率，它在本質(zhì)上是該優(yōu)化問題的目標函數(shù)。生物定義的特征染色體用代表設(shè)計變量的字符串中的數(shù)值代替。 被公認的遺傳算法與傳統(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)遺傳算法和問題中的一種編碼的設(shè)計變量和參數(shù)一起工作而不是實際參數(shù)本身。 (2)遺傳算法使用種群—類型研究。評價在每個重復中的許多不同的設(shè)計要點而不是一個點順序移動到下一個。 (3)遺傳算法僅僅需要一個適當?shù)幕蚰繕撕瘮?shù)值。沒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)則來發(fā)現(xiàn)新設(shè)計為探索點而不是利用基于梯度信息的確定性規(guī)則來找到這些新觀點。 4. 方法 4.1 夾具定位原則 加工過程中，用夾具來保持工件處于一個穩(wěn)定的操作位置。對于夾具最重要的標準是工件位置精確度和工件變形。一個良好的夾具設(shè)計使工件幾何和加工精度誤差最小化。另一個夾具設(shè)計的要求是夾具必須限制工件的變形。考慮切削力以及夾緊力是很重要的。沒有足夠的夾具支撐，加工操作就不符合設(shè)計公差。有限元分析在解決這其中的一些問題時是一種很有力的工具。 棱柱形零件常見的定位方法是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)。在三維中一個工件可能會通過六自由度定位方法快速定位為了限制工件的九個自由度。其他的三個自由度通過夾具元件消除了。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對二維棱柱工件定位布局 定位面得數(shù)量不得超過兩個避免冗余的位置?；?-2-1的夾具設(shè)計原則有兩種精確的定位平面包含于兩個或一個定位器。因此，在兩邊有最大的夾緊力抵抗每個定位平面。夾緊力總是指向定位器為了推動工件接觸到所有的定位器。定位點對面應(yīng)定位夾緊點防止工件由于夾緊力而扭曲。因為加工力沿著加工面，所以有必要確保定位器的反應(yīng)力在所有時間內(nèi)是正的。任何負面的反應(yīng)力表示工件從夾具元件中脫離。換句話說，當反應(yīng)力是負的時候，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 在實際設(shè)計問題中，設(shè)計參數(shù)的數(shù)量可能很大并且它們對目標函數(shù)的影響會是非常復雜的。目標函數(shù)曲線必須是光滑的并且需要一個程序計算梯度。遺傳算法在理念上遠不同于其他的探究方法，它們包括傳統(tǒng)的優(yōu)化方法和其他隨機方法。通過運用遺傳算法來對夾具優(yōu)化布局，可以獲得一個或一組最優(yōu)的解決方案。 本項研究中，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)化問題的方法因為沒有直接分析的關(guān)系存在于加工誤差和夾具布局中。因為遺傳算法僅僅為一個特別的夾具布局處理設(shè)計變量和目標函數(shù)值，所以不需要梯度或輔助信息。 建議方案流程圖如圖5。 使用開發(fā)的命名為GenFix的Delphi語言軟件來實現(xiàn)夾具布局優(yōu)化。位移量用ANSYS軟件計算。通過WinExec功能在GenFix中運行ANSYS很簡單。GenFix和ANSYS之間相互作用通過四部實現(xiàn)： (1)定位器和夾具位置從二進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)解決后將位移值寫成一個文本文件。 (4)GenFix讀這個文件并為當前定位器和夾緊位置計算適應(yīng)度值。 為了減少計算量，染色體與適應(yīng)度值儲存在一個文庫里以備進一步評估。GenFix首先檢查是否當前的染色體的適應(yīng)度值已經(jīng)在之前被計算過。如果沒有，定位器位置被送到ANSYS，否則從文庫中取走適應(yīng)度值。在初始種群產(chǎn)生過程中，檢查每一個染色體可行與否。如果違反了這個原則，它就會出局然后新的染色體就產(chǎn)生了。這個程序創(chuàng)造了可行的初始種群。這保證了初始種群的每個染色體在夾緊力和切削力作用下工件的穩(wěn)定性。用兩個測試用例來驗證提到的遺傳算法計劃。第一個實例是使用Himmelblau功能。在第二個測試用例中，遺傳算法計劃用來優(yōu)化均布載荷作用下梁的支撐位置。 圖5 設(shè)計方法的流程與ANSYS相配合流程 5. 夾具布局優(yōu)化的個案研究 該夾具布局優(yōu)化問題的定義是：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)計參數(shù)因為它們在3-2-1方案中是已知的和固定的。因此，設(shè)計參數(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。兩個實例研究來說明以提出的方法。 6. 結(jié)論 本文提出了一個夾具布局優(yōu)化的評價優(yōu)化技術(shù)。ANSYS用于FE計算適應(yīng)度值?？梢钥吹剑z傳算法和FE方法的結(jié)合對當今此類問題似乎是一種強大的方法。遺傳算法特別適合應(yīng)用于解決那些在目標函數(shù)和設(shè)計變量之間不存在一個定義明確的數(shù)學關(guān)系的問題。結(jié)果證明遺傳算法在夾具布局優(yōu)化問題方面的成功應(yīng)用。本項研究中，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算成本。種群中每個染色體需要工件的重嚙合。但是，染色體庫的使用，F(xiàn)E評價的數(shù)量從6000下降到415。這就導致了巨大的增益計算效益。其他減少處理時間的方法是在局域網(wǎng)內(nèi)使用分布式計算。 該方法結(jié)果表明，夾具布局優(yōu)化問題是多模態(tài)問題。優(yōu)化設(shè)計之間沒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)果表明夾具布局問題是多模態(tài)問題然而用于夾具設(shè)計的啟發(fā)式規(guī)則應(yīng)該用于遺傳算法來選擇最優(yōu)的設(shè)計。 XX學校 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 零件名稱 V形座 共 頁 第 頁 材料牌號 45鋼 毛 坯 種 類 鍛件 毛坯外形尺寸 每毛坯 可制件數(shù) 每臺件數(shù) 備 注 工 序 號 工序 名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時 準終 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、游標卡尺 04 銑 銑Φ40前端面 立式銑床X52K 端面銑刀、游標卡尺、 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、游標卡尺 14 鉗工 去毛刺 15 檢驗 檢驗至圖紙要求入庫 設(shè)計(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 機械制造技術(shù)課程設(shè)計說明書 設(shè)計題目： 專 業(yè)： 班 級： 學 號： 姓 名： 指導教師： 機械工程系 20 年 月 日 摘要 本次設(shè)計內(nèi)容涉及了機械制造工藝及機床夾具設(shè)計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。 撥叉工藝規(guī)程工裝及鉆、攻M18-6H螺紋孔的夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準，設(shè)計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設(shè)計，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(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)計中注意改進。 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 3 3.1 確定毛坯的制造形式 3 3.2 基面的選擇 3 3.2.1 粗基準的選擇原則 3 3.2.2 精基準選擇的原則 3 3.3 制訂工藝路線 4 3.4 機械加工余量、工序尺寸及毛皮尺寸的確定、切削用量及基本工時的確立 5 第4章 鉆床夾具設(shè)計 15 4.1 定位基準的選擇 15 4.2 定位基準的選擇 15 4.3 定位誤差的分析與計算 15 4.4 夾緊力的確定 16 4.5 鉆套的設(shè)計 17 4.6夾具設(shè)計及操作簡要說明 20 總 結(jié) 21 參考文獻 22 III 第1章 序 言 機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(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，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學技術(shù)水平的重要指標。 撥叉工藝規(guī)程工裝及鉆、攻M18-6H螺紋孔的夾具設(shè)計是在學完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械工程材料等進行畢業(yè)設(shè)計之后的下一個教學環(huán)節(jié)。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計出專用夾具，保證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。 本設(shè)計選用撥叉來進行工藝編制與夾具設(shè)計，以說明書、繪圖為主，設(shè)計手冊與國家標準為附來進行詳細說明。 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構(gòu)中，比如改變車床滑移齒輪的位置，實現(xiàn)變速；或者應(yīng)用于控制離合器的嚙合斷開的機構(gòu)中，從而控制橫向或縱向進給。 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，撥動中間變速輪，使輸入/輸出轉(zhuǎn)速比改變。 如果是機床上的撥叉是用于變速的，主要用在操縱機構(gòu)中。就是把2個咬合的齒輪撥開來再把其中一個可以在軸上滑動的齒輪撥到另外一個齒輪上以獲得另一個速度。即改變車床滑移齒輪的位置，實現(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 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成分或金相組織進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，就會使加工工藝過程問題百出，嚴重的還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進行。 3.2.1 粗基準的選擇原則 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。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。 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。 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。 4）選作粗基準的表面應(yīng)平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。 5）粗基準一般只能使用一次，特別是主要定位基準，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。 3.2.2 精基準選擇的原則 選擇精基準時要考慮的主要問題是如何保證設(shè)計技術(shù)要求的實現(xiàn)以及裝夾準確、可靠、方便。 精基準選擇應(yīng)當滿足以下要求： 用設(shè)計基準作為定位基準，實現(xiàn)“基準重合”，以免產(chǎn)生基準不重合誤差。 當工件以某一組精基準定位可以較方便地加工很多表面時，應(yīng)盡可能采用此組精基準定位，實現(xiàn)“基準統(tǒng)一”，以免生產(chǎn)基準轉(zhuǎn)換誤差。 當精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時，應(yīng)選擇加工表面本身作為精基準，即遵循“自為基準”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”、反復加工的原則。 有多種方案可供選擇時應(yīng)選擇定位準確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結(jié)構(gòu)簡單的表面作為精基準。 3.3 制訂工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點,應(yīng)當使零件的幾何形狀、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,可以考慮采用萬能性機床配以專用工具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。此外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 表3.1 工藝路線 工序號 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 檢驗至圖紙要求入庫 3.4 機械加工余量、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 因為加工精度相對不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則 2） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標準選?。?75 3） 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 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 因為加工精度相對不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則 5） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標準選?。?75 6） 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 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 按機床選取n=545r/min 切削工時： ，，則機動工時為 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 按機床選取n=680r/min 切削工時： ，，則機動工時為 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 因為加工精度相對不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則 8） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標準選?。?75 9） 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 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 因為加工精度相對不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則 11） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標準選?。?75 12） 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 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 因為加工精度相對不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則 14） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標準選?。?75 15） 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 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 因為加工精度相對不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則 17） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標準選?。?75 18） 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 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 按機床選取n=545r/min 切削工時： ，，則機動工時為 工步二：攻M18-6H螺紋 選擇Φ18m高速鋼機用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即f=0.75mm/r 354r/min 按機床選取n=400r/min 切削工時： ，， 則機動工時為 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 因為加工精度相對不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則 20） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X62型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標準選?。?75 21） 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 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 因為加工精度相對不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則 23） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X52K型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標準選?。?75 24） 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 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 因為加工精度相對不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則 26） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X62型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標準選?。?00 27） 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 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 因為加工精度相對不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則 29） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X62型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標準選取＝600 30） 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 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 因為加工精度相對不高，故分一次（即粗銑 ）完成，則 32） 決定每次進給量及切削速度 根據(jù)X62型銑床說明書，其功率為為4.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據(jù)表查出 ，則 按機床標準選取＝600 33） 計算工時 切削工時：，，，則機動工時為 工序14：去毛刺 工序15：檢驗至圖紙要求入庫 第4章 鉆床夾具設(shè)計 為了提高勞動生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動強度，需要設(shè)計專用夾具。 由指導老師的分配，決定設(shè)計工序07：鉆、攻M18-6H螺紋。 4.1 定位基準的選擇 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)計夾具時主要考慮生產(chǎn)效率。 4.2 定位基準的選擇 擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，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?；鶞蔬x擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計更加困難甚至達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。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稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，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，對應(yīng)的定位元件為心軸和定位銷。叉口后端面做為浮動支承面，對應(yīng)的定位元件為六角頭支承， 4.3 定位誤差的分析與計算 1、 基準位移誤差 由于定位副的制造誤差或定位副配合同間所導致的定位基準在加工尺寸方向上最大位置變動量，稱為基準位移誤差，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有間隙，孔的中心線與軸的中心線位置不重合，導致這批工件的加工尺寸H中附加了工件定位基準變動誤差，其變動量即為最大配合間隙。按下式計算 式中 ——基準位移誤差，mm ——孔的最大直徑，mm ——軸的最小直徑，mm =0.027mm 2、 基準不重合誤差 加工尺寸h的基準是外圓柱面的母線上，但定位基準是工件圓柱孔中心線。這種由于工序基準與定位基準不重合導致的工序基準在加工尺寸方向上的最大位置變動量，稱為基準不重合誤差，用表示。基準不重合誤差為= 式中 ——基準不重合誤差，mm ——工件的最大外圓面積直徑公差，mm = 4.4 夾緊力的確定 （1）切屑力計算 查表1-2-3 圓周力： 徑向力： 軸向力： 其中： 查《機床夾具手冊》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）夾緊力的計算 選用夾緊螺釘夾緊機 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 性能級數(shù)為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應(yīng)力幅： 許用應(yīng)力幅： 螺釘?shù)膹姸刃：耍郝葆數(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： 滿足強度要求，夾具安全可靠 4.5 鉆套的設(shè)計 鉆M18H7螺紋，精度Ra6.3,粗糙度Ra6.3,需鉆、攻螺紋，因為鉆過孔之后，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）。查機床夾具標準件可知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： 因為快換鉆套和夾具體是間隙配合，加工的時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，查機床夾具標準件可知，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)計及操作簡要說明 如前所述，在設(shè)計夾具時，應(yīng)該注意提高勞動生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鉆床夾具選擇由螺母、和鉸鏈壓板組成夾緊機構(gòu)夾緊工件。本工序為鉆削余量小，鉆削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。 總 結(jié) 本次課程設(shè)計綜合了大學里所學的專業(yè)知識，是理論與實際相結(jié)合的一次考驗。通過這次設(shè)計，我的綜合運用知識的能力有了很大的提高，尤其是看圖，繪圖，設(shè)計能力為我今后的工作打下了良好的基礎(chǔ)。在此過程中，我進一步加深了對課本知識的理解，進一步了解了零件的工藝以及夾具設(shè)計過程。收獲頗豐。 首先，我要感謝老師對畢業(yè)設(shè)計的指導。本次設(shè)計是在老師的悉心指導和幫助下完成的，我的機械工藝知識有限，在設(shè)計中常常碰到問題，是老師不厭其煩的指導，不斷的點撥迷津，提供相關(guān)資料，才使設(shè)計順利完成。老師的耐心講解，使我如沐春風，不僅如此，老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和高尚的敬業(yè)情操深深打動了我，在此，我向老師表示最真誠的感謝。同時，感謝同班同學的支持和幫助，使我更好的完成了畢業(yè)設(shè)計。 我也非常感謝我的父母。在學習和生活上，他們一直都很支持我，使我能全身心地投入到學習中，在此，我想對我的父母說：你們辛苦了，我會盡最大的努力來讓你們過上最幸福的日子，請相信我。 最后，很感謝閱讀這篇課程設(shè)計的人們。感謝你們抽出寶貴的時間來閱讀這篇課程設(shè)計。 參考文獻 [1] 張耀宸主編.《機械加工工藝設(shè)計手冊》.北京：航空工業(yè)出版社，1989 [2] 肖繼德，陳寧平主編. 《機床夾具設(shè)計》（第2版）. 北京：機械工業(yè)出版社2005 [3] 浦林祥主編.《金屬切削機床夾具設(shè)計手冊》（第2版）.北京：機械工業(yè)出版社，1995 [4] 任嘉卉主編. 《公差與配合手冊》.北京：機械工業(yè)出版社，1993 [5]東北工學院《機械零件設(shè)計手冊》編寫組 編. 《機械零件設(shè)計手冊》.北京：冶金工業(yè)出版社，1983 [6]江南大學鄭修本主編. 《機械制造工藝學》（第二版）.北京：機械工業(yè)出版社，1999 [7]上海理工大學陸劍中，孫家寧主編. 《金屬切削原理與刀具》（第4版）.北京：機械工業(yè)出版社，2005 [8]劉力，王冰主編?. 《機械制圖》（第二版）.北京：高等教育出版社，2004 [9]陳于萍，高曉康編著. 《互換性與測量技術(shù)》（第二版）.北京：高等教育出版社，2005 [10]張龍勛主編. 《機械制造工藝學課程設(shè)計知道書及習題》. 北京：機械工業(yè)出版社，1999 [11]孟憲棟，劉彤安主編. 《機床夾具圖冊》.北京：機械工業(yè)出版社，1999 [14]江洪，酈祥林，李仲興編著. 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