442 氣門搖臂軸支座的機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)(含CAD源圖+開題報(bào)告+中英文翻譯)
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附件B 譯文
敏捷制造系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建??蚣?
1. 諾丁漢特倫特大學(xué)機(jī)械與制造工程部 諾丁漢NG1 4BU ,英國 yahaya.yusuf @ ntu.ac.uk。
2. 諾丁漢特倫特大學(xué)計(jì)算機(jī)部 諾丁漢 , NG1 4BU ,英國 david.al - dabass @ ntu.ac.uk
3. 馬薩諸塞大學(xué)管理學(xué)部門 02747-2300 ,美國 agunasekaran@umassd.edu
摘要:敏捷制造認(rèn)識到不穩(wěn)定的市場,并試圖通過滿足客戶不斷變化的需求來提高公司的競爭力。在這樣做的同時(shí),參與敏捷制造的競爭者需要同制造供應(yīng)商,競爭對手合作,或者與這兩者同時(shí)合作。由于市場的內(nèi)在性質(zhì)是不穩(wěn)定的和復(fù)雜的,對于經(jīng)營變化的潛在能力,不確定性和復(fù)雜性是必不可少的。這種首要潛在能力的支柱是人們和信息。通過對一些關(guān)于敏捷性的文獻(xiàn)的討論,在簡要概述了一系列問題之后,提出了一種用于敏捷制造系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建??蚣?。該模型具有各種聯(lián)系途徑也具有靈活性和組織競爭基礎(chǔ)的屬性。該模型像虛構(gòu)的小說一樣,如果付諸實(shí)施,它將是動(dòng)態(tài)的,而且可以與企業(yè)系統(tǒng)介乎起來,因此,根據(jù)系統(tǒng)的參數(shù),可以將其功能作為預(yù)測和自動(dòng)化性能測試系統(tǒng)。
關(guān)鍵詞:敏捷制造,范圍,定義,概念,策略。
介紹
組織在應(yīng)對不斷變化市場需求的同時(shí)必須展示出的靈活性的概念最初是由美國敏捷制造論壇提出并流行起來 [艾柯卡, 1991 ] 。這個(gè)論壇的首要任務(wù)是,在面對不斷增加的國際競爭中,為美國制造業(yè)面對的生產(chǎn)力下降的問題尋求解決方案。敏捷制造被推出成為恢復(fù)美國制造業(yè)競爭優(yōu)勢的解決方案。敏捷制造,它被稱為可能深刻的改變制造業(yè)的一個(gè)由工業(yè)界提出并領(lǐng)導(dǎo)的設(shè)想。
關(guān)于敏捷性的辯論
敏捷性已被界定的各種術(shù)語的意思是一個(gè)公司在持續(xù)和意料之外的變化市場中,在競爭激烈的市場中發(fā)展壯大的能力,也是在不斷變化的以客戶產(chǎn)品和服務(wù)為基礎(chǔ)價(jià)值驅(qū)動(dòng)的市場中,迅速作出反應(yīng)的能力。敏捷制造被普遍認(rèn)為是一個(gè)后精益模式[沃麥克和瓊斯, 1996年]即把眾所周知的精益原則和做法,并補(bǔ)充內(nèi)容,使組織對非常復(fù)雜的動(dòng)態(tài)變化的客戶需求迅速做出反應(yīng)。敏捷制造集成的所有精益生產(chǎn)的內(nèi)容,因此精益生產(chǎn)和敏捷團(tuán)體具有共同的特點(diǎn),但后者賦予新的原則和做法,加強(qiáng)了其敏捷的能力,以平衡可預(yù)見的和不可預(yù)測的需求變化。另外一種自適應(yīng)敏捷企業(yè)對于制造費(fèi)用將更加敏感,可以抵消成本和費(fèi)用高的固定資產(chǎn),間接勞動(dòng)和間接相關(guān)的精益[Katayama and Bennett, 1996]。在一個(gè)不斷變化的競爭環(huán)境中,有必要制定比現(xiàn)有的更加柔性化更加具有靈活的性的組織和設(shè)施。而且組織不斷的重復(fù)檢查它們是如何競爭是至關(guān)重要的,而且這種靈活性是使他們能夠重新制定競爭戰(zhàn)略內(nèi)容和過程的基本模式。因此,敏捷性,即是在持續(xù)和不可預(yù)測變化的競爭環(huán)境中,對不斷變化的市場有效的做出迅速反應(yīng),使能夠生存和繁榮的能力。
關(guān)于敏捷性的重點(diǎn)和廣度
敏捷制造是一種理想的制造,這是從原來“精益制造”的概念自然發(fā)展而來的。在精益制造中,市場的相對穩(wěn)定和重點(diǎn)消除浪費(fèi)同等重要。組織和設(shè)施的要求以更加靈活的方式以適應(yīng)不斷變化的客戶需求導(dǎo)致的“敏捷制造”概念的出現(xiàn)。這種能夠應(yīng)對獨(dú)特需求的生產(chǎn)要求將平衡回到之前的情況,實(shí)現(xiàn)精益生產(chǎn)。而精益生產(chǎn)能夠面對任何的強(qiáng)加給它們的壓力,比如所面臨的風(fēng)險(xiǎn)與成本,生產(chǎn)速度速度和生產(chǎn)質(zhì)量。然而,敏捷模式并不主張對成本,速度和靈活性的妥協(xié),但強(qiáng)調(diào)全面提供有關(guān)競爭力標(biāo)準(zhǔn)正確組合的必要性,同時(shí)認(rèn)識到在這些關(guān)鍵的平衡標(biāo)準(zhǔn)可能從市場到市場,并隨著時(shí)間的推移。
足夠的知識水平的響應(yīng)性,靈活性,成本和質(zhì)量的商品或服務(wù),這些都是客戶都愿意接受的,重要的是要長期生存的敏捷的競爭對手,也是敏捷競爭者要長期生存非常重要的幾個(gè)方面。在市場中,將產(chǎn)品需求和敏捷制造能力聯(lián)系起來也是同等的重要,因此重點(diǎn)是敏捷增加了強(qiáng)調(diào)新的市場機(jī)會(huì)中的反應(yīng)速度這一點(diǎn)。因此,當(dāng)靈活性可能被視為一個(gè)更相關(guān)的一類產(chǎn)品(小批生產(chǎn))而不是主要集中的價(jià)格競爭上的商品,它就是一個(gè)不斷變化的角色,整個(gè)市場的產(chǎn)品和相應(yīng)的類型應(yīng)當(dāng)值得更多的注意。此外,一些戰(zhàn)略和技術(shù)已被認(rèn)為是有利的靈活性。這種手段包括虛擬企業(yè)的形成,分布式制造體系,快速原型和電子商務(wù)。這種正在研究和未發(fā)展的手段之間的相互關(guān)系的性質(zhì)和形式,就和敏捷的主要概念一樣。因此,要將一些正在發(fā)展的戰(zhàn)略和潛在的技術(shù)解決方案深刻的聯(lián)系起來,從而實(shí)現(xiàn)敏捷制造。
最近的工作
現(xiàn)在已經(jīng)有越來越多有關(guān)敏捷性方面的文獻(xiàn),包括有關(guān)敏捷制造企業(yè)的定性描述[Goldman et al, 1995],有關(guān)使用模糊邏輯的虛擬企業(yè)的運(yùn)作[Gupta and Nagi, 1995],有關(guān)敏捷制造的設(shè)計(jì)和實(shí)施信息系統(tǒng)[Song and Nagi, 1997],創(chuàng)辦有關(guān)敏捷設(shè)計(jì)的大會(huì)[Kusiak and He, 1997],以及業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)方法的使用[Burgess, 1994]。還有一些其他的重點(diǎn)是區(qū)別敏捷制造和早起生產(chǎn)模式[Preiss, 1997] [IEE, 1998],以及早起敏捷制造和科學(xué)理論之間的相似性概念??偟膩碚f,這些具有貢獻(xiàn)者以及其他各方面的貢獻(xiàn)者為敏捷組織屬性的構(gòu)成提供了許多的真知灼見。盡管如此,作為一個(gè)敏捷企業(yè),那里沒有引進(jìn)和實(shí)施這樣一個(gè)復(fù)雜動(dòng)態(tài)互動(dòng)系統(tǒng)的方法和工具。以伯吉斯企業(yè)為例,暗示著一個(gè)企業(yè)演化的可能性階段,這可能導(dǎo)致虛擬企業(yè)沒有確定一個(gè)切實(shí)可行的方法和工具。科克哈爾和伯恩斯對如何操作一個(gè)虛擬制造系統(tǒng)非常感興趣,特別是影響聯(lián)盟在企業(yè)水平的虛擬系統(tǒng)和方法的組織方面。但是,企業(yè)和資源水平,這是本論文應(yīng)移交說明的事物,也使在國際組織水平中取得的進(jìn)展值得平等審議。雖然大多數(shù)從業(yè)者同意現(xiàn)存有關(guān)敏捷文獻(xiàn)的解釋和闡述,但是在市場上,技術(shù)和產(chǎn)品需求有一個(gè)廣泛關(guān)注的細(xì)節(jié)和需要整合和鏈接敏捷流程[Yusuf et al, 1999]。
所提出模型的背景
具有績效改進(jìn)的戰(zhàn)略規(guī)劃在所有的制造領(lǐng)域都獲得了注重。這樣做的理由是,它考慮到公司在決定合適業(yè)務(wù)和業(yè)務(wù)政策時(shí)的長遠(yuǎn)利益。為了實(shí)現(xiàn)敏捷制造,若干分的戰(zhàn)略都是必需的,包括虛擬企業(yè),快速形成的伙伴關(guān)系,和臨時(shí)聯(lián)盟為基礎(chǔ)的核心能力。沒有合適的業(yè)務(wù),經(jīng)營戰(zhàn)略和相應(yīng)的指標(biāo),技術(shù)和系統(tǒng)并不足以實(shí)現(xiàn)敏捷性。因此,重要的是敏捷的進(jìn)程和相關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),就和競爭力的目標(biāo)一樣,就是兩者相互結(jié)合。
全球性問題
由于在全球范圍內(nèi)市場和產(chǎn)品增加的復(fù)雜性,在全球范圍內(nèi),新的擴(kuò)展型企業(yè)的目標(biāo),驅(qū)動(dòng)程序,績效指標(biāo)和邊界條件正界定在敏捷制造的的框架內(nèi)。雖然擴(kuò)展型企業(yè)的需求已經(jīng)很大程度上的確定,但是任然缺乏合適的和商業(yè)性用途的工具來滿足這些需求。因此,新一代的工具,應(yīng)制定與現(xiàn)有的工具大大增強(qiáng),以支持決策過程,并提供所需的解決辦法,以擴(kuò)大業(yè)務(wù)。目前的辦法,設(shè)計(jì)和施工企業(yè)制度導(dǎo)致固定間的互相依存性寶貴的資源。這制約了資源再利用和系統(tǒng)的靈活性,往往防止系統(tǒng)之間的密切對齊行為和業(yè)務(wù)流程的要求。因此,本文件中的數(shù)學(xué)框架是在一個(gè)動(dòng)力方式下將制造進(jìn)程品質(zhì)和競爭力的目標(biāo)聯(lián)系在一起。
示范目標(biāo)和信息論
維持精益運(yùn)作的必要性,并成為一個(gè)敏捷企業(yè) ,其中的速度和靈活性與其中一家公司的職能相匹配的技術(shù),已經(jīng)被普遍接受。信息技術(shù)提供的手段,更好地整合公司內(nèi)部和外部的活動(dòng)。
這種整合的水平是被企業(yè)全系統(tǒng)所驗(yàn)證 ,以反映目前的業(yè)務(wù)和流程的業(yè)務(wù),并允許決策者將信息融匯得更迅速,更準(zhǔn)確,更靈活。但是,管理要在預(yù)測模型下得到更好的服務(wù)需要以實(shí)時(shí)系統(tǒng)參數(shù)為基礎(chǔ)。這樣一個(gè)具有預(yù)測性的模型模式,是可實(shí)現(xiàn)耦合的數(shù)學(xué)模型,能夠提出的企業(yè)制度。這個(gè)模型的功能可以進(jìn)一步加以改進(jìn),指派一名游牧代理人,這將監(jiān)測和報(bào)告系統(tǒng)參數(shù)的變化。這也提供了前景預(yù)測和自動(dòng)化性能測試系統(tǒng)如果代理人能夠融匯座談會(huì)和推斷過去的基礎(chǔ)上的。
作為生產(chǎn)者,批發(fā)商和零售商尋求更有效的方式營銷他們的產(chǎn)品,它們越來越多地審查自己的供應(yīng)鏈的方法,降低成本。物流供應(yīng)鏈的目的是要實(shí)現(xiàn)更好的靈活性,降低供應(yīng)成本,減少庫存持有成本,取消股票室和增加零售商銷售的空間,控制入境材料,集成從采購到銷售一體化的職能,并增加控制的供應(yīng)鏈。敏捷供應(yīng)鏈環(huán)境中,與供應(yīng)商和供應(yīng)商之間的互動(dòng)關(guān)系應(yīng)具有靈活性方面為客戶提供的產(chǎn)品/服務(wù)和反應(yīng)能力。在這里強(qiáng)調(diào)至關(guān)重要的一點(diǎn),敏捷性的供應(yīng)鏈和味企業(yè)提供服務(wù)一樣重要。雖然這是個(gè)主張供應(yīng)鏈敏捷性的概念,但認(rèn)為使用解耦庫存,使上游企業(yè)內(nèi)部運(yùn)作的組織,就好像它是在一個(gè)穩(wěn)定的環(huán)境,是直觀的吸引力,可能會(huì)導(dǎo)致分最優(yōu)的擴(kuò)展企業(yè)網(wǎng)絡(luò)。重要的是要認(rèn)識到,什么是您自己的供應(yīng)鏈?zhǔn)橇硪粋€(gè)人的企業(yè)。不承認(rèn)這一現(xiàn)實(shí)錯(cuò)過指出,供應(yīng)鏈?zhǔn)且粋€(gè)網(wǎng)絡(luò)的企業(yè)。因此,該模型本文介紹的重點(diǎn)是企業(yè)的原則,但它可用于擴(kuò)大企業(yè)或供應(yīng)鏈。
圖1 :一種動(dòng)力學(xué)敏捷模型
競爭力的基礎(chǔ)(輸出變量)
F
P
Q
I
R
S
C
靈活性
盈利能力
質(zhì)量
創(chuàng)新
能動(dòng)性
反應(yīng)速度
費(fèi)用
敏捷屬性, 32 (狀態(tài)變量)
途徑
(輸入變量)
數(shù)學(xué)模型
敏捷性的企業(yè)是由一定的時(shí)間變量,這就是我們所說的在這里為'敏捷屬性。這些屬性的發(fā)展在時(shí)間和確定整個(gè)行為的企業(yè),見圖1 。這些屬性變化的速率是所有屬性當(dāng)前值的一個(gè)功能,以一些適當(dāng)?shù)?輸入'變量為例,團(tuán)隊(duì)數(shù)量和大小,稱為團(tuán)隊(duì)的形成,也是數(shù)據(jù)庫一體化程度的水平。
競爭力基礎(chǔ)
企業(yè)的敏捷性可以由一個(gè)合適鏟平競爭力基礎(chǔ)的總和計(jì)算得出的數(shù)值給出,即:
A = f*F + p*P + q*Q + i*I + r*R + s*S + c*C
其中
F是一種靈活性的度量,假定F在隨時(shí)間變化的一般情況下市個(gè)常量,那么F就表示一個(gè)權(quán)值。
P是盈利能力,在F的條件下;
Q是衡量質(zhì)量,在F的條件下;
I是衡量創(chuàng)新,在F的條件下;
R是衡量能動(dòng)性,在F的條件下;
S是衡量的反應(yīng)速度,在F的條件下;
C是衡量成本,在F的條件下。
讓這些變量形成動(dòng)力學(xué)模型的輸出Y的載體,即
從我們目前的術(shù)語,輸出載體的代表是載體CB,競爭力的基礎(chǔ)。
敏捷屬性
所有這些競爭力的基礎(chǔ)本身就是一個(gè)合適的加權(quán)和'敏捷屬性,如:
并行執(zhí)行的活動(dòng),cea
現(xiàn)有技術(shù)的使用和領(lǐng)導(dǎo)關(guān)系,lct
快速伙伴關(guān)系的形成,rpf
新產(chǎn)品的推出,npi 等
32屬性全列表見附錄A
舉個(gè)例子,影響盈利有以下幾個(gè)方面:新產(chǎn)品的推出,伙伴關(guān)系的快速形成,多創(chuàng)業(yè)能力。
讓敏捷屬性形成企業(yè)載體的狀態(tài)變量,即:
盡管如此,取代使用一般狀態(tài)變量X來確定企業(yè)狀態(tài)可變矢量的是敏捷屬性AA,如下:
從敏捷屬性映射到競爭力基礎(chǔ)
競爭力基礎(chǔ)m載體Y由敏捷屬性n載體X乘以矩陣C得出
我們命名競爭力基礎(chǔ)(CB)為Y和敏捷屬性(AA)為X,則有
擴(kuò)大標(biāo)量元素命名給出
其中C11,C12,C13......C1n之間的關(guān)系界定在所有敏捷屬性AA1...AAn和第一個(gè)競爭力基礎(chǔ)CB1之間,導(dǎo)致下面的標(biāo)量關(guān)系:
狀態(tài)變量,敏捷屬性主要由稱為“途徑”的輸入變量驅(qū)動(dòng),例如,現(xiàn)有活動(dòng)執(zhí)行的敏捷屬性由以下三條輸入途徑所影響:
跨部門工作組的形成,cft
組合體的申請,aog
客戶服務(wù)結(jié)構(gòu)器的應(yīng)用,csa
將這些途徑命名為:PW1, PW2, . . . PWi . . . PWl
將途徑載體L載體pw取代使用一般輸入變量U,則有
例如,前面提到的三種途徑可以形成數(shù)量為4,7,9的元素個(gè)數(shù),在途徑向量中有:
敏捷屬性動(dòng)力學(xué)模型
敏捷屬性的動(dòng)力型模式現(xiàn)在可以形成。敏捷屬性的變化率是一個(gè)目前價(jià)值的線性組合和一個(gè)途徑價(jià)值的合適組合,即
或者根據(jù)我們命名的敏捷屬性變量(AA)和途徑變量(PW),有
其中A是一個(gè)矩陣,確定每個(gè)屬性變化率是如何由現(xiàn)有價(jià)值的影響,B也是一個(gè)矩陣,確定每個(gè)屬性是如何由特定途徑屬性集合的影響,在擴(kuò)大量形式下,給出:
模型的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)
該模型為我們在嘗試不同途徑的過程中提供適當(dāng)?shù)姆治鍪侄?,從而審查其在競爭基礎(chǔ)方面輸出的影響,因而具有靈活性。
第一項(xiàng)任務(wù)是決定三矩陣A,B,C中為零的元素 ,而更多的這些因素都減少了,或者假定為零的簡單模型。這個(gè)過程只能是通過特殊企業(yè)以及各種變量之間的關(guān)系的知識來實(shí)施,主要涉及了兩個(gè)階段。
途徑和屬性
輸入和狀態(tài)變量之間的映射是在這里要首先確定的兩個(gè)矩陣,A和B.企業(yè)的知識引導(dǎo)發(fā)現(xiàn)了影響其中某一敏捷屬性的途徑,而且可發(fā)現(xiàn)這種影響力是多少。然后逐步完善模型,然后建立了第一個(gè)不包括大部分內(nèi)容的A和B矩陣和設(shè)置非零元素的簡單價(jià)值,單一數(shù)字1開始,逐步引入更多的這些要素,以產(chǎn)生可以接受的現(xiàn)實(shí)行為。
屬性和競爭力基礎(chǔ)
只有與狀態(tài)變量,敏捷屬性,競爭力基礎(chǔ)對應(yīng)的矩陣,再次通過所給出的企業(yè)知識仔細(xì)的分析,每一種競爭力基礎(chǔ)和屬性的關(guān)系是對應(yīng)每個(gè)輸出的該行的數(shù)值所制定的。通過仿真,一系列的標(biāo)準(zhǔn)能夠試行用來審查在每一套競爭力基礎(chǔ)屬性的影響。
結(jié)論
本文由一項(xiàng)有關(guān)組織戰(zhàn)略和企業(yè)響應(yīng)問題的調(diào)查開始。關(guān)鍵的問題是企業(yè)在提供有競爭力目標(biāo)成本,靈活性,有利活動(dòng),質(zhì)量,創(chuàng)新,盈利能力,高速的反應(yīng)的能力。這些競爭力的目標(biāo)是現(xiàn)代制造業(yè)必不可少的。因此,當(dāng)務(wù)之急是找出這些和企業(yè)的屬性之間的關(guān)系,以確定分析評價(jià)靈活性。
數(shù)學(xué)模型的開發(fā)是由動(dòng)力系統(tǒng)理論為基礎(chǔ),并要認(rèn)識到企業(yè)的敏捷性屬性進(jìn)化動(dòng)力學(xué)。這些屬性的變化率被認(rèn)為是一個(gè)現(xiàn)值和輸入變量的功能,后者被人呢為是途徑變量的當(dāng)前術(shù)語。系統(tǒng)模型的輸出是根據(jù)競爭力基礎(chǔ)而模型化,每一個(gè)模型都是內(nèi)部敏捷屬性的合適的線性組合的結(jié)果。因此,該模型是在輸出的前提下制定,,即競爭力基礎(chǔ),該模型沒有他們自己的進(jìn)化動(dòng)力學(xué),他們展示的任何動(dòng)態(tài)都是從那些企業(yè)敏捷屬性一溜下來的。
當(dāng)有足夠有關(guān)競爭力基礎(chǔ)行為,對屬性的依賴性和途徑的有用信息時(shí),參數(shù)估計(jì)算法可用來確定三個(gè)矩陣A,B,C有關(guān)內(nèi)容的數(shù)值。
該參數(shù)可以根據(jù)正在研究的分部企業(yè)的動(dòng)力行為表現(xiàn)出來,特別是技術(shù)可以給出措施,如屬性的自然頻率及其阻尼比,后者提醒分析師通過采用適當(dāng)?shù)目刂拼胧﹣肀苊膺@些即將形成的不穩(wěn)定特點(diǎn)是極其重要的。
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附錄A
決定域
相關(guān)屬性
一體化
活動(dòng)的并行執(zhí)行
企業(yè)整合
提供給員工的信息
競爭力
多創(chuàng)業(yè)能力
發(fā)達(dá)國家的商業(yè)慣例難以復(fù)制
團(tuán)隊(duì)
授權(quán)個(gè)人團(tuán)隊(duì)
跨職能小組
跨公司團(tuán)隊(duì)
分散決策
技術(shù)
科技意識
使用現(xiàn)有技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)
提高技術(shù)的技能和知識
柔性生產(chǎn)技術(shù)
質(zhì)量
產(chǎn)品的生命質(zhì)量
產(chǎn)品的大量增值
第一次正確設(shè)計(jì)
短的開發(fā)周期
變化
連續(xù)性提高
變化的文化
伙伴關(guān)系
伙伴關(guān)系的快速形成
與客戶的戰(zhàn)略合作關(guān)系
與供應(yīng)商的密切關(guān)系
與客戶和供應(yīng)商的信托基礎(chǔ)關(guān)系
市場
新產(chǎn)品引入
驅(qū)動(dòng)客戶創(chuàng)新
客戶滿意度
針對不斷變化的市場需求
教育
學(xué)習(xí)型組織
多技能和靈活的人
勞動(dòng)力技能升級
連續(xù)訓(xùn)練和發(fā)展
福利
員工滿意度
氣門搖臂軸支座的機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)
1 緒論
1.1 本設(shè)計(jì)的內(nèi)容及意義
本次設(shè)計(jì)是在我們學(xué)完了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課,技術(shù)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課之后而進(jìn)行。此次的設(shè)計(jì)是對大學(xué)期間所學(xué)各課程及相關(guān)的應(yīng)用繪圖軟件的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí),也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。其目的在于:
1.鞏固我們在大學(xué)里所學(xué)的知識,也是對以前所學(xué)知識的綜合性的檢驗(yàn);
2.加強(qiáng)我們查閱資料的能力,熟悉有關(guān)資料;
3.樹立正確的設(shè)計(jì)思想,掌握設(shè)計(jì)方法,培養(yǎng)我們的實(shí)際工作能力;
4.通過對氣門搖臂軸支座的機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì),使我們在機(jī)械制造工藝規(guī)程設(shè)計(jì),工藝方案論證,機(jī)械加工余量計(jì)算,工藝尺寸的確定,編寫技術(shù)文件及查閱技術(shù)文獻(xiàn)等各個(gè)方面受到一次綜合性的訓(xùn)練。初步具備設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力。
5.能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求,運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法,學(xué)會(huì)擬定夾具設(shè)計(jì)方案,完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),初步具備設(shè)計(jì)出高效,省力,經(jīng)濟(jì)合理并能保證加工質(zhì)量的專用夾具的能力。
6.通過零件圖,裝配圖繪制,使我們對于AutoCAD繪圖軟件的使用能得到進(jìn)一步的提高。
本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容為:首先運(yùn)用AutoCAD軟件繪制氣門搖臂軸支座的二維零件圖,然后根據(jù)圖紙的技術(shù)要求等確定生產(chǎn)類型,經(jīng)分析本次設(shè)計(jì)的零件年產(chǎn)量為10000件,屬大批量生產(chǎn)。其次進(jìn)行工藝分析,確定毛坯類型和制造方法,氣門搖臂軸支座的材料為HT200,擬采用以鑄造的形式進(jìn)行毛坯的制造,并確定零件的機(jī)械加工工藝路線,完成機(jī)械加工工序設(shè)計(jì),進(jìn)行必要的經(jīng)濟(jì)分析。最后,對某道加工工序進(jìn)行夾具裝配圖及主要零件圖的設(shè)計(jì)。
1.2課題背景知識
1.2.1零件作用
本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的零件是1105柴油機(jī)中搖臂結(jié)合部的氣門搖臂軸支座,它是柴油機(jī)上氣門控制系統(tǒng)的一個(gè)重要零件。直徑為18mm的孔用來裝配搖臂軸,軸的兩端各安裝一進(jìn)、排氣氣門搖臂。直徑為16mm的孔內(nèi)裝一個(gè)減壓軸,用于降低汽缸內(nèi)壓力,便于啟動(dòng)柴油機(jī)。兩孔間距56mm,可以保證減壓軸在搖臂上打開氣門,實(shí)現(xiàn)減壓。兩孔要求的表面粗糙度和位置精度較高,工作時(shí)會(huì)和軸相配合工作,起到支撐的作用,直徑11的孔用M10的螺桿與汽缸蓋相連,直徑3的孔用來排油,各部分尺寸零件圖中詳細(xì)標(biāo)注。
1.2.2柴油機(jī)相關(guān)知識介紹
簡介柴油機(jī)是用柴油作燃料的內(nèi)燃機(jī)。柴油機(jī)屬于壓縮點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī),它又常以主要發(fā)明者狄塞爾的名字被稱為狄塞爾引擎。
柴油機(jī)在工作時(shí),吸入柴油機(jī)氣缸內(nèi)的空氣,因活塞的運(yùn)動(dòng)而受到較高程度的壓縮,達(dá)到500~700℃的高溫。然后將燃油以霧狀噴入高溫空氣中,與高溫空氣混合形成可燃混合氣,自動(dòng)著火燃燒。燃燒中釋放的能量作用在活塞頂面上,推動(dòng)活塞并通過連桿和曲軸轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)的機(jī)械功。
柴油機(jī)可按不同特征分類:按轉(zhuǎn)速分為高速、中速和低速柴油機(jī);按燃燒室的型式分為直接噴射式、渦流室式和預(yù)燃室式柴油機(jī)等;按氣缸進(jìn)氣方式分為增壓和非增壓柴油機(jī);按氣體壓力作用方式分為單作用式、雙作用式和對置活塞式柴油機(jī)等;按用途分為船用柴油機(jī)、機(jī)車柴油機(jī)等。
隨著現(xiàn)代社會(huì)進(jìn)程的加快,柴油機(jī)發(fā)揮的社會(huì)作用不可估量,特別是在社會(huì)工業(yè)化之后,柴油機(jī)作為動(dòng)力內(nèi)燃機(jī)的一種,在社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域無處不在,工業(yè)、農(nóng)業(yè)、汽車、船舶、公路工程、港口工程等,在這些領(lǐng)域里柴油機(jī)發(fā)揮著巨大的作用,為社會(huì)創(chuàng)造著巨大的效益。在這領(lǐng)域中,柴油機(jī)所發(fā)揮的作用也是不盡相同,所以根據(jù)作用的需要,柴油機(jī)也被設(shè)計(jì)出了很多種型號,各種型號功率不同,發(fā)揮的作用大小也就不一樣,創(chuàng)造出的價(jià)值也不一樣。但是柴油機(jī)的污染排放也是一個(gè)不小的社會(huì)問題,隨著社會(huì)的發(fā)展,人類對生活質(zhì)量要求的提高,預(yù)示著人類對空氣質(zhì)量的要求也在提高,而高污染排放的柴油機(jī)必定不能滿足人類的這一生活需求,但是柴油機(jī)已經(jīng)是社會(huì)發(fā)展不可缺少的一個(gè)重要零部分,徹底取代柴油機(jī)在目前的技術(shù)條件下似乎還不太可能。人類的智慧永遠(yuǎn)是無法估量的,現(xiàn)代的設(shè)計(jì)師們正在朝著設(shè)計(jì)出高效率,低排放,質(zhì)量輕,生產(chǎn)簡單的柴油機(jī)這一目標(biāo)奮斗著,而這一目標(biāo)也將越來越近。隨著社會(huì)的需要,各種型號不一,功率不一的柴油機(jī)生產(chǎn)數(shù)量將不斷的增長,而氣門搖臂軸支座是柴油機(jī)上不可或缺的一個(gè)零件,也就是意味著氣門搖臂軸支座的生產(chǎn)數(shù)量也將是與日俱增,為了創(chuàng)造出更大的效益,設(shè)計(jì)出輕便,經(jīng)久耐用,便于生產(chǎn)的氣門搖臂軸支座這一零件是很有必要的。
柴油機(jī)具有熱效率高的顯著優(yōu)點(diǎn),其應(yīng)用范圍越來越廣。隨著強(qiáng)化程度的提高,柴油機(jī)單位功率的重量也顯著降低。為了節(jié)能,各國都在注重改善燃燒過程,研究燃用低質(zhì)燃油和非石油制品燃料。此外,降低摩擦損失、廣泛采用廢氣渦輪增壓并提高增壓度、進(jìn)一步輕量化、高速化、低油耗、低噪聲和低污染,都是柴油機(jī)的重要發(fā)展方向。
1.2.3機(jī)械制造工藝技術(shù)相關(guān)知識
1.機(jī)械加工工藝基礎(chǔ)知識
氣門搖臂軸支座機(jī)械加工工藝規(guī)程的制訂
(1).根據(jù)零件圖和產(chǎn)品裝配圖,對零件進(jìn)行工藝分析
在對氣門搖臂周支座進(jìn)行工藝規(guī)程設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)掌握該零件在部件或總成中的位置、公用以及部件或總成對該零件提出的技術(shù)要求,明確零件的主要工作表面,以便在擬定工藝規(guī)程過程中采取措施予以保證
掌握零件的結(jié)構(gòu)形狀、材料、硬度及熱處理等情況,了解該零件的主要工藝特點(diǎn),形成工藝規(guī)程設(shè)計(jì)的總體構(gòu)想。
分析零件上有哪些表面需要加工,以及各加工表面的尺寸精度、形狀精度、位置精度、表面粗糙度及熱處理等方面的技術(shù)要求;明確哪些表面是主要加工表面,以便在選擇表面加工方法及擬定工藝路線時(shí)重點(diǎn)考慮;對全部技術(shù)要求應(yīng)進(jìn)行歸納整理。
(2).計(jì)算零件的生產(chǎn)綱領(lǐng),確定生產(chǎn)類型
根據(jù)零件圖查表可知,氣門搖臂軸支座為輕型零件,根據(jù)生產(chǎn)要求將確定該零件為大批量生產(chǎn)。
(3).確定毛坯種類和制造方法
機(jī)械加工中毛坯種類有很多種,如鑄件、鍛件、型材、擠壓件、沖壓件及焊接組合件等。根據(jù)氣門搖臂軸支座零件圖所選擇的材料,氣門搖臂軸支座零件加工工程中應(yīng)達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)和加工特點(diǎn),零件生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性,如何選擇合適的毛坯種類也是設(shè)計(jì)重點(diǎn)。其次,如何選擇毛坯制造方法也是設(shè)計(jì)中必不可少的環(huán)節(jié),一般地,選擇毛坯的制造方法應(yīng)考慮一下幾個(gè)方面因素:a、材料的工藝性能;b、毛坯尺寸、形狀和精度要求;c、零件生產(chǎn)綱領(lǐng);d、采用新型材料、新工藝、新技術(shù)的可能性。
(4).確定毛坯尺寸和公差
如何確定毛坯尺寸,也就是如何確定加工余量,對確保加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)率和降低成本都有重要的意義。余量不能確定過大或是過小,所以應(yīng)當(dāng)選擇合適的方法來確定加工余量,保證零件加工各項(xiàng)尺寸及技術(shù)指標(biāo)。同時(shí),選擇合適的尺寸公差對零件加工和零件生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)型也有很大的影響。
(5).擬定工藝路線
擬定工藝路線包括:定位基準(zhǔn)的選擇;各表面加工方法的確定;加工階段的劃分;工序集中程度的確定;工序順序的安排。這也將是氣門搖臂軸支座機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)制定的重點(diǎn)
(6).確定各個(gè)工序的加工余量,計(jì)算工序尺寸及公差
(7).選擇各個(gè)工序的機(jī)床設(shè)備及刀具、量具等工藝裝備
(8).確定各個(gè)工序的切削用量和時(shí)間定額
(9).編制工藝文件
1.2.4機(jī)床夾具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識
在機(jī)械制造的各個(gè)加工工藝工程中,必須使工件在工藝系統(tǒng)中處于正確的位置,以保證加工質(zhì)量,并提高生產(chǎn)效率。把為了使工件處于正確位置上所使用的各種工藝裝備,成為夾具。如檢驗(yàn)夾具、焊接夾具、裝配夾具等。
在機(jī)床上對工件進(jìn)行切削加工時(shí),為了保證加工精度,必須正確地安放工件,使工件相對于刀具和機(jī)床占有正確的位置,這一過程稱為“定位”。為了保護(hù)這個(gè)正確圍著在加工過程中穩(wěn)定不變,應(yīng)該對工件施加一定的夾緊力,這個(gè)過程稱為“夾緊”。這兩個(gè)過程總稱為“安裝”。在機(jī)床上實(shí)現(xiàn)安裝人物的工藝裝備,就是“機(jī)床夾具”。
機(jī)床夾具的種類很多,其中,使用范圍最廣泛的是通用夾具,如車床上用的三爪卡盤和銑床上用的平口虎鉗等。這類夾具的規(guī)格尺寸已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,由專業(yè)廠進(jìn)行生產(chǎn)。而用于批量生產(chǎn),專門為工件某加工工序服務(wù)的專用夾具,則必須由各個(gè)制造廠自行設(shè)計(jì)制造。
由于專用夾具的設(shè)計(jì)制造在很大程度上影響加工質(zhì)量、生產(chǎn)率、勞動(dòng)條件和生產(chǎn)成本,因此,他是各機(jī)械制造廠新產(chǎn)品投資、老產(chǎn)品改進(jìn)和工藝更新中的一項(xiàng)重要生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作,也是每一個(gè)從事機(jī)械加工工藝的技術(shù)人員必須掌握的基礎(chǔ)知識。
機(jī)床夾具在機(jī)械加工中起著重要的作用,所以應(yīng)用十分廣泛。歸納起來有以下幾個(gè)方面的作用:
(1).保證工件的加工精度,穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量
夾具在機(jī)械加工中的基本作用就是保證工件的相對位置精度。由于采用了能直接定位的夾具,因此,可以準(zhǔn)確地確定工件相對于道具和機(jī)床切削成形運(yùn)動(dòng)中的相互位置關(guān)系,不受或者少受各種主觀因素的影響,可以穩(wěn)定可靠地保證加工質(zhì)量。
(2).提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低加工成本
提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低單件時(shí)間定額的主要技術(shù)措施是增大切削用量和壓縮輔助時(shí)間。采用機(jī)床夾具,既可以提高工件加工時(shí)的剛度,有利于采用較大的切削用量,又可以省去劃線找正等工作,使安裝工作的輔助工時(shí)大大減小,因此能顯著地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低成本。
(3).改善工人勞動(dòng)條件
采用夾具后,工件的裝卸顯然比不用夾具方便、省力、安全。使用專用夾具安裝工件,定位方便、迅速,夾緊可采用增力、機(jī)動(dòng)等裝置,因此可以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。還可設(shè)計(jì)保護(hù)裝置,確保操作者安全。
(4).在流水線生產(chǎn)中,便于平衡生產(chǎn)節(jié)拍
工藝工程中,當(dāng)某些工件所需要工序時(shí)間特別長時(shí),可以采用多工位或高效夾具等,以提高生產(chǎn)效率,使生產(chǎn)節(jié)拍能夠比較平衡。
機(jī)床夾具分類
(1).專用夾具 專用夾具是針對某一種工件的一定工序而專門設(shè)計(jì)的。因?yàn)椴恍枰紤]通用性,所以夾具可以設(shè)計(jì)得結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便。還可以按需要采用各種省力機(jī)構(gòu)、動(dòng)力裝置、分度裝置等。因此,此類夾具可以保證較高的加工精度和勞動(dòng)生產(chǎn)率,但是,游湖這類夾具的專用性很強(qiáng),并且設(shè)計(jì)和制造周期較長,制造費(fèi)用也較高。當(dāng)產(chǎn)品變更時(shí),往往因無法再使用而報(bào)廢。因此,這類夾具主要在產(chǎn)品固定和工藝穩(wěn)定的較大批量生產(chǎn)中應(yīng)用。這類夾具也是本課程研究的主要對象。
(2).可調(diào)式夾具 可調(diào)式夾具的特點(diǎn)是:加工完一種零件后,通過調(diào)整或更換夾具中的個(gè)別元件,即可加工形狀相似、尺寸和加工相近的多種零件。
可調(diào)式夾具又可以分為通用可調(diào)夾具和專用可調(diào)夾具。通用可調(diào)夾具如滑柱式鉆模等,使用范圍較大。專門化可調(diào)夾具常稱為成組夾具,通常配合成組技術(shù),用于裝夾和加工一組結(jié)構(gòu)與工藝相似的工件。
因?yàn)檫@類夾具是在專門夾具基礎(chǔ)上少量更換或調(diào)整夾具元件,因此,只能到達(dá)有限目標(biāo)的通用化。即使這樣,也極大提高了專用夾具在多品種、中小批量生產(chǎn)中使用的經(jīng)濟(jì)性。
(3).專門化拼裝夾具 專門化拼裝夾具是針對其工件的特定工序加工要求,由實(shí)現(xiàn)制造好的通用性較強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)化元件和部件拼裝組成。從這個(gè)特點(diǎn)來看,這類夾具具有很大的通用性,但同時(shí)又是為某一種特定工序而專門拼裝的夾具。因此,這類夾具又具有專門夾具的優(yōu)點(diǎn)。
(4).自動(dòng)化生產(chǎn)用夾具 自動(dòng)化生產(chǎn)用夾具駐澳是自動(dòng)線上所使用的夾具?;旧戏譃閮深悾阂活愂枪潭ㄊ綂A具,它與一般專用夾具相似;一類是隨行夾具,它除了具有一般家具所擔(dān)負(fù)的安裝工件任務(wù)外,還擔(dān)負(fù)著沿自動(dòng)線輸送工件的任務(wù),即在這工件從一個(gè)工位移動(dòng)到下一個(gè)工位。故稱為“隨行夾具”。
屬于自動(dòng)化生產(chǎn)夾具的還有數(shù)控機(jī)床夾具。
夾具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和基本要求
A:夾具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
(1).針對性強(qiáng),設(shè)計(jì)人員必須全面掌握工藝和生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)際情況。
專用夾具是為某零件的某工序設(shè)計(jì)的,設(shè)計(jì)人員必須全面了解和掌握產(chǎn)品零件的要求,工藝工程的安排以及所使用的機(jī)床、刀具,鋪具的具體情況才可能提出合理可行的最佳方案,確定最合理的定位、夾緊裝置。
(2).保證加工質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率是夾具設(shè)計(jì)的兩項(xiàng)主要任務(wù),而保證加工質(zhì)量又是第一位的。因此,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)把住定位方案的確定和精度分析這兩道關(guān)。對于制造精度要求不高的零件,其夾具設(shè)計(jì)應(yīng)該重點(diǎn)保證提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和改善勞動(dòng)條件。
(3).夾緊機(jī)構(gòu)對整個(gè)夾具結(jié)構(gòu)起決定性作用。
夾緊裝置的結(jié)構(gòu)形式和種類很多,選用的靈活性很大,特別是夾緊裝置中力源及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)對夾具結(jié)構(gòu)的影響最大。因此,在同樣能保證工序要求的情況下,每個(gè)人設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)可能大不相同。而不同復(fù)雜程度的家具在不同的生產(chǎn)規(guī)模條件下其經(jīng)濟(jì)效果也不一樣,設(shè)計(jì)人員必須使自己的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng),不可片面追求高精度而忽視了經(jīng)濟(jì)性。
(4).夾具的制造多屬于單件生產(chǎn),因此,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮采用組合加工,修配和調(diào)整等措施來保證夾具的制造精度,盡可能地考慮設(shè)置修配和調(diào)整環(huán)節(jié),而不能完全依靠用完全互換的辦法保證制造精度。
(5).設(shè)計(jì)周期短,一般不進(jìn)行強(qiáng)度剛度計(jì)算。
夾具設(shè)計(jì)是直接為產(chǎn)品生產(chǎn)服務(wù)的生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作,其設(shè)計(jì)周期要求短,因此設(shè)計(jì)時(shí)多采用參照法或是憑經(jīng)驗(yàn)確定的辦法來保證受力件的強(qiáng)度和剛度,通常不進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算,有時(shí)采用簡便公式或用圖表做為設(shè)計(jì)參考。倒是應(yīng)注意,在設(shè)計(jì)一些具有較高精度的夾具時(shí),應(yīng)該對定位精度、夾緊力等進(jìn)行必要的計(jì)算和分析。
B:設(shè)計(jì)的基本要求
夾具設(shè)計(jì)的原則是經(jīng)濟(jì)和使用,它可以概括為“好用、好造、好修”這六個(gè)字,其中好用主要的,但好用也必須以不脫離生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)際制造和維修水平為前提。具體要求為:
(1).夾具的構(gòu)造應(yīng)與其用途和生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng),正確處理好質(zhì)量、效率、方便性與經(jīng)濟(jì)性四者的關(guān)系。
(2).保證工件精度。
(3).保證使用方便,要便于裝卸、便于夾緊、便于測量、便于觀察、便于排屑排液、便于安裝運(yùn)輸,保證安全第一。
(4).注意結(jié)構(gòu)工藝性,對加工、裝配、檢驗(yàn)和維修等問題應(yīng)通盤考慮,以降低制造成本。
2 氣門搖臂軸支座的機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1.零件的工藝分析及生產(chǎn)類型的確定
2.1.1零件的作用
本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的零件是1105柴油機(jī)中搖臂結(jié)合部的氣門搖臂軸支座,它是柴油機(jī)上氣門控制系統(tǒng)的一個(gè)重要零件。直徑為18mm的孔用來裝配搖臂軸,軸的兩端各安裝一進(jìn)、排氣氣門搖臂。直徑為16mm的孔內(nèi)裝一個(gè)減壓軸,用于降低汽缸內(nèi)壓力,便于啟動(dòng)柴油機(jī)。兩孔間距56mm,可以保證減壓軸在搖臂上打開氣門,實(shí)現(xiàn)減壓。兩孔要求的表面粗糙度和位置精度較高,工作時(shí)會(huì)和軸相配合工作,起到支撐的作用,直徑11的孔用M10的螺桿與汽缸蓋相連,直徑3的孔用來排油,各部分尺寸零件圖中詳細(xì)標(biāo)注。
圖2.1 氣門搖臂軸支座零件圖
2.1.2 零件的工藝分析
通過對氣門搖臂軸支座零件圖的重新繪制,知原圖樣的視圖正確、完整,尺寸、公差以及技術(shù)要求齊全。通過對零件圖的詳細(xì)審閱,該零件的基本工藝狀況已經(jīng)大致掌握。主要工藝狀況如下敘述:
零件的材料為HT200,灰鑄鐵的生產(chǎn)工藝簡單,鑄造性能優(yōu)良,但是塑性較差、脆性較高、不適合磨削,而且加工面主要集中在平面加工和孔的加工。根據(jù)對零件圖的分析,該零件需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求如下:
1. 外圓的上端面以及與此孔相通的通孔,粗糙度均為12.5;
2. 36mm下端面,根據(jù)零件的總體加工特性,366mm為整個(gè)機(jī)械加工過程中主要的基準(zhǔn)面,粗糙度為12.5,因此在制定加工方案的時(shí)候應(yīng)當(dāng)首先將此面加工出來;
3. 外圓的前后端面,粗糙度為12.5;前后端面倒的角,粗糙度為12.5;以及的通孔,在這里由于通孔所要求的精度較高,因此該孔的的加工是一個(gè)難點(diǎn),其所要求的表面粗糙度為1.6,且該孔的軸線與36mm下端面的平行度為0.05,且該孔的軸線圓跳動(dòng)公差為0.1需要選擇適當(dāng)?shù)募庸し椒▉磉_(dá)到此孔加工的技術(shù)要求。
4. 的前后端面,粗糙度為2.5;前后端面倒的角,粗糙度為12.5;以及的通孔,的通孔同樣也是本零件加工一個(gè)比較重要的部分,觀察零件圖就可以知道,的孔要求的表面粗糙度和位置精度和的通孔一樣都是比較高的,的通孔表面粗糙度為1.6,孔的軸線與36mm的地面的平行度為0.05;
通過上面零件的分析可知,36mm下端面和上端面的表面粗糙度要求都不是很高,因此都不需要精加工來達(dá)到要求,而且這兩個(gè)面也是整個(gè)加工工程中主要的定位基準(zhǔn)面,因此可以粗加工或者半精加工出這兩個(gè)面而達(dá)到精度要求,再以此作為基準(zhǔn)采用專用夾具來對其他表面進(jìn)行加工,并且能夠更好的保證其他表面的位置精度要求??偟目磥?,該零件并沒有復(fù)雜的加工曲面,屬于較為簡單的零件,所以根據(jù)各加工表面的技術(shù)要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證,簡單的工藝路線安排如下:將零件定位夾緊,加工出36mm下端面以及上端面,并鉆出的通孔,然后再以這先加工出來的幾個(gè)表面為基準(zhǔn)定位,加工出和的外圓端面,并鉆出這兩個(gè)精度要求比較高的空,最后翻轉(zhuǎn)零件,深孔加工出的斜油孔。
2.1.3 確定零件的生產(chǎn)類型
零件的生產(chǎn)類型是指企業(yè)(或車間、工段、班組、工作地等)生產(chǎn)專業(yè)化程度的分類,它對工藝規(guī)程的制訂具有決定性的影響。生產(chǎn)類型一般可分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和單件生產(chǎn)三種類型,不同的生產(chǎn)類型由著完全不同的工藝特征。零件的生產(chǎn)類型是按零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)和產(chǎn)品特征來確定的。生產(chǎn)綱領(lǐng)是指企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃。年生產(chǎn)綱領(lǐng)是包括備品和廢品在內(nèi)的某產(chǎn)品年產(chǎn)量。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)N可按下式計(jì)算:
根據(jù)上式就可以計(jì)算求得出零件的年生產(chǎn)綱領(lǐng),再通過查表,就能確定該零件的生產(chǎn)類型。
根據(jù)本零件的設(shè)計(jì)要求,Q=10000臺(tái),m=1件/臺(tái),分別取備品率和廢品率3%和0.5%,將數(shù)據(jù)代入生產(chǎn)綱領(lǐng)計(jì)算公式得出N=10351件/年,零件質(zhì)量為0.27kg,
根據(jù)《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》[3]表1-3,表1-4可知該零件為輕型零件,本設(shè)計(jì)零件氣門搖臂軸支座的的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。
2.2 選擇毛坯種類,繪制毛坯圖
2.2.1 選擇毛坯種類
機(jī)械加工中毛坯的種類有很多種,如鑄件、鍛件、型材、擠壓件、沖壓件、焊接組合件等,同一種毛坯又可能有不同的制造方法。為了提高毛坯的制造質(zhì)量,可以減少機(jī)械加工勞動(dòng)量,降低機(jī)械加工成本,但往往會(huì)增加毛坯的制造成本。選擇毛坯的制造方法一般應(yīng)當(dāng)考慮一下幾個(gè)因素。
(1).材料的工藝性能
材料的工藝性能在很大程度上決定毛坯的種類和制造方法。例如,鑄鐵,鑄造青銅等脆性材料不能鍛造和沖壓,由于焊接性能差,也不宜用焊接方法制造組合毛坯,而只能用鑄造。低碳鋼的鑄造性能差,很少用于鑄造;但由于可鍛性能,可焊接性能好,低碳鋼廣泛用于制造鍛件、型材、沖壓件等。
(2).毛坯的尺寸、形狀和精度要求
毛坯的尺寸大小和形狀復(fù)雜程度也是選擇毛坯的重要依據(jù)。直徑相差不大的階梯軸宜采用棒料;直徑相差較大的宜采用鍛件。尺寸很大的毛坯,通常不采用模鍛或壓鑄、特種鑄造方法制造,而適宜采用自由鍛造或是砂型鑄造。形狀復(fù)雜的毛坯,不宜采用型材或自由鍛件,可采用鑄件、模鍛件、沖壓件或組合毛坯。
(3).零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)
選擇毛坯的制造方法,只有與零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng),才能獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。生產(chǎn)綱領(lǐng)大時(shí)宜采用高精度和高生產(chǎn)率的毛坯制造方法,如模鍛及熔模鑄造等;生產(chǎn)綱領(lǐng)小時(shí),宜采用設(shè)備投資少的毛坯制造方法,如木模砂型鑄造及自由鍛造。
根據(jù)上述內(nèi)容的幾個(gè)方面來分析本零件,零件材料為HT200,首先分析灰鑄鐵材料的性能,灰鑄鐵是一種脆性較高,硬度較低的材料,因此其鑄造性能好,切削加工性能優(yōu)越,故本零件毛坯可選擇鑄造的方法;其次,觀察零件圖知,本設(shè)計(jì)零件尺寸并不大,而且其形狀也不復(fù)雜,屬于簡單零件,除了幾個(gè)需要加工的表面以外,零件的其他表面粗糙度都是以不去除材料的方法獲得,若要使其他不進(jìn)行加工的表面達(dá)到較為理想的表面精度,可選擇砂型鑄造方法;再者,前面已經(jīng)確定零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),可選擇砂型鑄造機(jī)器造型的鑄造方法,較大的生產(chǎn)批量可以分散單件的鑄造費(fèi)用。因此,綜上所述,本零件的毛坯種類以砂型鑄造機(jī)器造型的方法獲得。
2.2.2確定毛坯尺寸及機(jī)械加工總余量
根據(jù)零件圖計(jì)算零件的輪廓尺寸為長83mm,寬37mm,高62mm。
查閱《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》[3]表2-1 按鑄造方法為砂型鑄造機(jī)器造型,零件材料為灰鑄鐵,查得鑄件公差等級為CT8-CT12,取鑄件公差等級為CT10。
再根據(jù)毛坯鑄件基本尺寸查閱《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》[3]表2-3 ,按前面已經(jīng)確定的鑄件公差等級CT10差得相應(yīng)的鑄件尺寸公差。
查閱《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》[3]表2-5 按鑄造方法為砂型鑄造機(jī)器造型,材料為灰鑄鐵,查得鑄件所要求的機(jī)械加工余量等級為E-G,將要求的機(jī)械加工余量等級確定為G,再根據(jù)鑄件的最大輪廓尺寸查閱《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》[13]表2.2-4 要求的鑄件機(jī)械加工余量。
由于所查得的機(jī)械加工余量適用于機(jī)械加工表面,的加工表面,機(jī)械加工余量要適當(dāng)放大。分析本零件,除了的外,沒有一個(gè)加工表面的表面粗糙度是小于1.6的,也就是所有的加工表面,因此一般情況下這些表面的毛坯尺寸只需將零件的尺寸加上所查得的余量值即可,但是由于大部分表面加工都需經(jīng)過粗加工和半精加工,因此余量將要放大,這里為了機(jī)械加工過程的方便,除了孔以外的加工表面,將總的加工余量統(tǒng)一為一個(gè)值。如下表:
表2.1 毛坯尺寸及機(jī)械加工總余量表
加工
表面
基本
尺寸
鑄件尺寸
公差
機(jī)械加工總余量
鑄件
尺寸
上端面
2.6
4
下端面
2.6
4
前端面
2.6
4
后端面
2.6
4
前端面
2.2
4
后端面
2.2
4
2.2.3 設(shè)計(jì)毛坯圖
(1) 確定鑄造斜度 根據(jù)《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》[13]表2.2-6 本零件毛坯砂型鑄造斜度為~。
(2) 確定分型面 由于毛坯形狀對稱,且最大截面在中間截面,為了起模以及便于發(fā)現(xiàn)上下模在鑄造過程中的錯(cuò)移,所以選擇前后對稱中截面為分型面。
(3) 毛坯的熱處理方式 為了去除內(nèi)應(yīng)力,改善切削性能,在鑄件取出后進(jìn)行機(jī)械加工前應(yīng)當(dāng)做時(shí)效處理。
2.2.4 繪制毛坯圖
圖2.2 氣門搖臂軸支座毛坯圖
2.3 選擇加工方法,制定工藝路線
2.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇
定位基準(zhǔn)的選擇在工藝規(guī)程制定中直接影響到工序數(shù)目,各表面加工順序,夾具結(jié)構(gòu)及零件的精度。
定位基準(zhǔn)分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn),用毛坯上未經(jīng)加工的表面作為定位基準(zhǔn)成為粗基準(zhǔn),使用經(jīng)過加工表面作為定位基準(zhǔn)稱為精基準(zhǔn)。在制定工藝規(guī)程時(shí),先進(jìn)行精基準(zhǔn)的選擇,保證各加工表面按圖紙加工出來,再考慮用什么樣的粗基準(zhǔn)來加工精基準(zhǔn)。
1.粗基準(zhǔn)的選擇原則
為保證加工表面與不加工表面之間的位置精度,則應(yīng)以不加工表面為粗基準(zhǔn)。若工件上有很多歌不加工表面,應(yīng)選其中與加工表面位置精度要求較高的表面為粗基準(zhǔn)。
為保證工件某重要表面的余量均勻,應(yīng)選重要表面為粗基準(zhǔn)。
應(yīng)盡量選光滑平整,無飛邊,澆口,冒口或其他缺陷的表面為粗基準(zhǔn),以便定位準(zhǔn)確,夾緊可靠。
粗基準(zhǔn)一般只在頭道工序中使用一次,應(yīng)精良避免重復(fù)使用。
2.精基準(zhǔn)的選擇原則
“基準(zhǔn)重合”原則 應(yīng)盡量選擇加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn),避免基準(zhǔn)不重合引起的定位誤差。
“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則 盡可能在多數(shù)工序中采用同一組精基準(zhǔn)定位,以保證各表面的位置精度,避免因基準(zhǔn)變換產(chǎn)生的誤差,簡化夾具設(shè)計(jì)與制造。
“自為基準(zhǔn)“原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻,應(yīng)選該加工表面本身為精基準(zhǔn),該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。
“互為基準(zhǔn)“原則 當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度及尺寸、形狀精度都要求較高時(shí),可采用“互為基準(zhǔn)”方法,反復(fù)加工。
所選的精基準(zhǔn)應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。
根據(jù)上述定位基準(zhǔn)的選擇原則,分析本零件,根據(jù)氣門搖臂軸支座零件圖,本零件時(shí)帶有孔的形狀比較簡單的零件,孔、孔以及孔均為零件設(shè)計(jì)基準(zhǔn),均可選為定位基準(zhǔn),而且孔和孔設(shè)計(jì)精度較高(亦是裝配基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)),工序?qū)才胚@兩個(gè)孔在最后進(jìn)行,為遵循“基準(zhǔn)重合”原則,因此選擇先進(jìn)行加工的孔和加工后的36mm下底面作為精基準(zhǔn),在該零件需要加工的表面中,由于外圓面上有分型面,表面不平整有飛邊等缺陷,定位不可靠,應(yīng)選外圓端面及未加工的36mm下端面為粗基準(zhǔn)。
2.3.2 零件的表面加工方法的選擇
根據(jù)本零件圖上所標(biāo)注的各加工表面的技術(shù)要求,查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》[13]表1.4-7,表1.4-8,通過對各加工表面所對應(yīng)的各個(gè)加工方案的比較,最后確定本零件各加工表面的加工方法如下表:
表2.2 氣門搖臂軸支座各加工表面方案
需加工表面
尺寸精度等級
表面粗糙度Ra/
加工方案
上端面
IT14
12.5
粗銑
36mm下端面
IT12
6.3
粗銑→半精銑
前端面
IT11
3.2
粗銑→半精銑
后端面
IT11
3.2
粗銑→半精銑
前端面
IT14
12.5
粗銑
后端面
IT14
12.5
粗銑
通孔
IT14
12.5
鉆
偏內(nèi)孔
IT14
12.5
鉆
通孔
IT8
1.6
鉆→擴(kuò)→粗鉸→精鉸
通孔
IT8
1.6
鉆→擴(kuò)→粗鉸→精鉸
2.3.3加工階段的劃分
本零件氣門搖臂軸支座加工質(zhì)量要求較高,可將加工階段分為粗加工,半精加工幾個(gè)階段。
在粗加工階段,首先將精基準(zhǔn)備好,也就是先將36mm下端面和通孔加工出來,使后續(xù)的工序都可以采用精基準(zhǔn)定位加工,保證其他加工表面的精度要求;然后粗銑粗基準(zhǔn)上端面、外圓前后端面、外圓前后端面,在半精加工階段,完成對外圓前后端面的半精銑,鉆→擴(kuò)→粗鉸→精鉸出通孔和通孔,并鉆出偏內(nèi)孔。
2.3.4工序的集中與分散
本零件采用工序集中原則安排零件的加工工序。本零件氣門搖臂軸支座的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),可以采用各種機(jī)床配以專用工具、夾具、以提高生產(chǎn)率;而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少,不但可縮短輔助時(shí)間,而且由于在一次裝夾中加工了許多表面,有利于保證各加工表面之間的相對位置精度要求。
2.3.5工序順序的安排
1.機(jī)械加工順序
(1)遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則,首先加工精基準(zhǔn),即在前面加工階段先加工36mm下端面以及通孔。
(2)遵循“先粗后精”原則,先安排粗加工工序,后安排精加工工序。
(3)遵循“先主后次”原則,先加工主要表面和外圓前后端面,通孔,通孔,后加工次要表面偏內(nèi)孔。
(4)遵循“先面后孔”原則,先加工36mm下端面,上端面,后加工通孔;先加工和外圓前后端面,后加工通孔,通孔。
2.熱處理工序
機(jī)械加工前對鑄件毛坯進(jìn)行時(shí)效處理,時(shí)效處理硬度HBS187-220,時(shí)效處理的主要目的是消除鑄件的內(nèi)應(yīng)力,穩(wěn)定組織和尺寸,改善機(jī)械性能,這樣可以提高毛坯進(jìn)行加工的切削性能。
3.輔助工序
毛坯鑄造成型后,應(yīng)當(dāng)對鑄件毛坯安排清砂工序,并對清砂后的鑄件進(jìn)行一次尺寸檢驗(yàn),然后再進(jìn)行機(jī)械加工,在對本零件的所有加工工序完成之后,安排去毛刺、清洗、終檢工序。
2.3.6 確定工藝路線
在綜合考慮上述工序的順序安排原則基礎(chǔ)上,確定了該氣門搖臂軸支座零件的工藝路線如下:
圖2.3 定位面,加工面代號指示圖
工序Ⅰ:鑄造;
工序Ⅱ:清砂,檢驗(yàn);
工序Ⅲ:時(shí)效處理HBS187-220
工序Ⅳ:以36mm下底面C以及外圓端面G或F定位,粗銑上端面A;
工序Ⅴ:以粗銑后的上端面A以及外圓端面G或F定位,粗銑36mm下底面C;半精銑36mm下底面C;
工序Ⅵ:以加工后的36mm下端面C,36mm底座左端面B以及端面G或F定位,鉆通孔;
工序Ⅶ:以加工后的內(nèi)孔表面H,以加工后的36mm下端面C以及后端面G定位,粗銑前端面F,粗銑前端面I,半精銑前端面F;
工序Ⅷ:以加工后的內(nèi)孔表面H,以加工后的36mm下端面C以及前端面定位F,粗銑后端面J,粗銑后端面G,半精銑后端面G;
工序Ⅸ:以加工后的內(nèi)孔表面H,以加工后的36mm下端面V,端面G或F定位,鉆→擴(kuò)→粗鉸→精鉸通孔,并倒角;
工序Ⅹ:以加工后的內(nèi)孔表面G,以加工后的36mm下端面C,端面G或F定位, 鉆→擴(kuò)→粗鉸→精鉸通孔,并倒角;
工序Ⅺ:以上端面A偏以及端面G或F定位,鉆偏內(nèi)孔;
工序Ⅻ:鉗工去毛刺,清洗;
工序ⅩⅢ:終檢。
2.3.7 加工設(shè)備及工藝裝備選擇
機(jī)床及工藝裝備的選擇是制定工藝規(guī)程的一項(xiàng)重要工作,它不但直接影響工件的加工質(zhì)量,而且還影響工件的加工效率和制造成本。
1.機(jī)床的選擇原則
機(jī)床的加工尺寸范圍應(yīng)與零件的外廓尺寸相適應(yīng);
機(jī)床的精度應(yīng)與工序要求的精度相適應(yīng);
機(jī)床的功率應(yīng)與工序要求的功率相適應(yīng);
機(jī)床的生產(chǎn)率應(yīng)與工件的生產(chǎn)類型相適應(yīng);
還應(yīng)與現(xiàn)有的設(shè)備條件相適應(yīng)。
2.夾具的選擇
本零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn),為提高生產(chǎn)效率,所用的夾具應(yīng)為專用夾具。
3.刀具的選擇
刀具的選擇主要取決于工序所采用的加工方法、加工表面的尺寸、工件材料、所要求的精度以及表面粗糙度、生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性等。在選擇時(shí)應(yīng)盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)刀具,必要時(shí)可采用符合刀具和其他專用刀具。
4.量具的選擇
量具主要根據(jù)生產(chǎn)類型和所檢驗(yàn)的精度來選擇。在單件小批量生產(chǎn)中應(yīng)采用通用量具,在大批量生產(chǎn)中則采用各種量規(guī)和一些高生產(chǎn)率的專用量具。
查《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊》[13]所選擇的加工工藝裝備如下表所示:
表2.3 氣門搖臂軸支座加工工藝裝備選用
工序號
機(jī)床設(shè)備
刀具
量具
工序Ⅰ 鑄
(免填)
游標(biāo)卡尺
工序Ⅱ 檢
游標(biāo)卡尺
工序Ⅲ 熱處理
游標(biāo)卡尺
工序Ⅳ 銑
臥式銑床X61
硬質(zhì)合金端銑刀
游標(biāo)卡尺
工序Ⅴ 銑
臥式銑床X61
硬質(zhì)合金端銑刀
游標(biāo)卡尺
工序Ⅵ 鉆
立式鉆床Z525
直柄麻花鉆11
卡尺、塞規(guī)
工序Ⅶ 銑
臥式銑床X61
硬質(zhì)合金端銑刀
游標(biāo)卡尺
工序Ⅷ 銑
臥式銑床X61
硬質(zhì)合金端銑刀
游標(biāo)卡尺
工序Ⅸ 鉆
TX617臥式鏜床
麻花鉆、擴(kuò)鉆、機(jī)用鉸刀
內(nèi)徑千分尺,塞規(guī)
工序Ⅹ 鉆
TX617臥式鏜床
麻花鉆、擴(kuò)鉆、機(jī)用鉸刀
內(nèi)徑千分尺,塞規(guī)
工序Ⅺ 鉆
立式鉆床Z525
直柄麻花鉆
塞規(guī)
工序Ⅻ 鉗
(免填)
游標(biāo)卡尺
工序ⅩⅢ 檢
內(nèi)徑千分尺、游標(biāo)卡尺、塞規(guī)
2.3.8工序間加工余量的確定
查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》[3]表2-28,表2-35,并綜合對毛坯尺寸以及已經(jīng)確定的機(jī)械加工工藝路線的分析,確定各工序間加工余量如下表:
表2.4 機(jī)械加工工序間加工余量表
工序號
工步號
工步內(nèi)容
加工余量/mm
工序Ⅳ
1
粗銑上端面A
4
工序Ⅴ
1
粗銑36mm下底面C
3
2
半精銑36mm下底面C
1
工序Ⅵ
1
鉆通孔
11
工序Ⅶ
1
粗銑前端面F
3
2
粗銑前端面I
4
3
半精銑前端面F
1
工序Ⅷ
1
粗銑后端面J
4
2
粗銑后端面G
3
3
半精銑后端面G
1
工序Ⅸ
1
鉆的通孔
17
2
擴(kuò)孔至
0.85
3
粗鉸至
0.09
4
精鉸至
0.06
工序Ⅹ
1
鉆通孔
15
2
擴(kuò)孔至
0.85
3
粗鉸至
0.10
4
精鉸至
0.05
工序Ⅺ
1
鉆偏內(nèi)孔
3
2.3.9切削用量以及基本時(shí)間定額的確定
工序Ⅵ 粗銑上端面A
(1) 切削深度 。
(2) 進(jìn)給量的確定 此工序選擇YG6硬質(zhì)合金端銑刀,查表選擇硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)如下:D=80mm,=70mm,d=27mm,L=36mm,=30mm,齒數(shù)z=10,根據(jù)所選擇的X61臥式銑床功率為4KW,查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》[2]表5-146,得 取fz=0.20mm/r 。
(3) 切削速度的確定 根據(jù)所知的工件材料為HT200,硬度HBS187-220,根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》[10]表30-23,選擇切削速度=65m/min。
計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速,查《機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教程》[3]表4-18得n=255r/min,然后計(jì)算實(shí)際
(4)基本時(shí)間的確定
銑削常用符號如下:
z——銑刀齒數(shù)
——銑刀每齒的進(jìn)給量,mm/z
——工作臺(tái)的水平進(jìn)給量,mm/min
——工作臺(tái)的進(jìn)給量,mm/min,
——銑削寬度,mm
——銑削深度,mm
d——銑刀直徑,mm
查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》[2]表2-28得此工序機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算公式:
根據(jù)銑床的數(shù)據(jù),主軸轉(zhuǎn)速n=255r/min,工作臺(tái)進(jìn)給量=。
根據(jù)機(jī)床說明書取=480mm/min;切削加工面L=22mm
根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》[10],表30-9查得=7,
。
工序Ⅴ 加工36mm下端面
1.工步一 粗銑36mm下底面C
(1)切削深度 。
(2)進(jìn)給量的確定 此工序選擇YG6硬質(zhì)合金端銑刀,查表選擇硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)如下:D=80mm,=70mm,d=27mm,L=36mm,=30mm,齒數(shù)z=10,根據(jù)所選擇的X61臥式銑床功率為4KW,查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》[2]表5-146,得 取fz=0.20mm/r 。
(3)切削速度的確定 根據(jù)所知的工件材料為HT200,硬度HBS187-220,根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》[10]表30-23,選擇切削速度=65m/min。
計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速,查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》[3]表4-18得n=255r/min,然后計(jì)算實(shí)際
(4) 基本時(shí)間的確定 根據(jù)銑床的數(shù)據(jù),主軸轉(zhuǎn)速n=255r/min,工作臺(tái)進(jìn)給量=
根據(jù)機(jī)床說明書取=480mm/min;切削加工面L=36mm
根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》[10],表30-9查得=7,
。
2.工步二 半精銑36mm下底面C
(1)切削深度 。
(2)進(jìn)給量的確定 此工序選擇YG8硬質(zhì)合金端銑刀,查表選擇硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)如下:D=80mm,=70mm,d=27mm,L=36mm,=30mm,齒數(shù)z=10,根據(jù)所選擇的X61臥式銑床功率為4KW,取fz=0.10mm/r, 。
(3)切削速度的確定 查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》[2]表5-157
=124m/min,計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速,查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》[3]機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速表,確定n=490r/min,再計(jì)算實(shí)際切削速度
(4)基本時(shí)間的確定 根據(jù)銑床的數(shù)據(jù),主軸轉(zhuǎn)速n=490r/min,工作臺(tái)進(jìn)給量=
根據(jù)機(jī)床說明書取=480mm/min;切削加工面L=36mm
根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》[10],表30-9查得=7,
工序Ⅵ 鉆通孔
(1) 切削深度 。
(2) 進(jìn)給量和切削速度的確定 選硬質(zhì)合金鉆頭直柄麻花鉆,鉆頭參數(shù)如下:,查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》[2]表5-134,,取,,取,根據(jù)上面數(shù)據(jù),計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速,查立式鉆床Z525主軸轉(zhuǎn)速表,取n=1360r/min,計(jì)算實(shí)際切削速度,。
(3) 基本時(shí)間的確定,首先查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》[2]表2-26,查得鉆削機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算公式,,,=(1~4),
鉆孔深度,,,所以
工序Ⅶ 粗銑以及半精銑端面
1.工步一 粗銑前端面F
(1) 切削深度 。
(2) 進(jìn)給量的確定 此工序選擇YG6硬質(zhì)合金端銑刀,查表選擇硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)如下:D=80mm,=70mm,d=27mm,L=36mm,=30mm,齒數(shù)z=10,根據(jù)所選擇的X61臥式銑床功率為4KW,查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》[2]表5-146,得 取fz=0.20mm/r 。
(3) 切削速度的確定 根據(jù)所知的工件材料為HT200,硬度HBS187-220,根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》[10]表30-23,選擇切削速度=65m/min。
計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速,查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》[3]表4-18得n=255r/min,然后計(jì)算實(shí)際。
(4)基本時(shí)間的確定 查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》[2]表2-28得此工序機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算公式:
根據(jù)銑床的數(shù)據(jù),主軸轉(zhuǎn)速n=255r/min,工作臺(tái)進(jìn)給量=。
根據(jù)機(jī)床說明書取=480mm/min;切削加工面L=28mm
根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》[10],表30-9查得=7,
。
2. 工步二 粗銑前端面I
(1) 切削深度 。
(2) 進(jìn)給量的確定 此工序選擇YG6硬質(zhì)合金端銑刀,查表選擇硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)如下:D=80mm,=70mm,d=27mm,L=36mm,=30mm,齒數(shù)z=10,根據(jù)所選擇的X61臥式銑床功率為4KW,查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》[2]表5-146,得 取fz=0.20mm/r 。
(3) 切削速度的確定 根據(jù)所知的工件材料為HT200,硬度HBS187-220,根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》[10]表30-23,選擇切削速度=65m/min。計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速,查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》[3]表4-18得n=255r/min,然后計(jì)算實(shí)際。
(4) 基本時(shí)間的確定 查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》[2]表2-28得此工序機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算公式:
根據(jù)銑床的數(shù)據(jù),主軸轉(zhuǎn)速n=255r/min,工作臺(tái)進(jìn)給量=
根據(jù)機(jī)床說明書取=480mm/min;切削加工面L=26mm
根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》[10],表30-9查得=7,
3. 工步三 半精銑前端面F
(1) 切削深度 。
(2) 進(jìn)給量的確定 此工序選擇YG6硬質(zhì)合金端銑刀,查表選擇硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)如下:D=80mm,=70mm,d=27mm,L=36mm,=30mm,齒數(shù)z=10,根據(jù)所選擇的X61臥式銑床功率為4KW,查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》[2]表5-146,得 取fz=0.20mm/r 。
(3) 切削速度的確定 根據(jù)所知的工件材料為HT200,硬度HBS187-220,根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》[10]表30-23,選擇切削速度=65m/min。計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速,查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》[3]表4-18得n=255r/min,然后計(jì)算實(shí)際。
(4) 基本時(shí)間的確定 查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》[2]表2-28得此工序機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算公式:
根據(jù)銑床的數(shù)據(jù),主軸轉(zhuǎn)速n=255r/min,工作臺(tái)進(jìn)給量=
根據(jù)機(jī)床說明書取=480mm/min;切削加工面L=28mm
根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》[10],表30-9查得=7,
工序Ⅷ 粗銑以及半精銑端面
1. 工步一 粗銑后端面J
(1) 切削深度 。
(2) 進(jìn)給量的確定 此工序選擇YG6硬質(zhì)合金端銑刀,查表選擇硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)如下:D=80mm,=70mm,d=27mm,L=36mm,=30mm,齒數(shù)z=10,根據(jù)所選擇的X61臥式銑床功率為4KW,查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》[2]表5-146,得 取fz=0.20mm/r 。
(3) 切削速度的確定 根據(jù)所知的工件材料為HT200,硬度HBS187-220,根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》[10]表30-23,選擇切削速度=65m/min。計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速,查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》[3]表4-18得n=255r/min,然后計(jì)算實(shí)際。
(4) 基本時(shí)間的確定 查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》[2]表2-28得此工序機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算公式:
根據(jù)銑床的數(shù)據(jù),主軸轉(zhuǎn)速n=255r/min,工作臺(tái)進(jìn)給量=
根據(jù)機(jī)床說明書取=480mm/min;切削加工面L=26mm
根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》[10],表30-9查得=7,
2. 工步二 粗銑后端面G
(1) 切削深度 。
(2) 進(jìn)給量的確定 此工序選擇YG6硬質(zhì)合金端銑刀,查表選擇硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)如下:D=80mm,=70mm,d=27mm,L=36mm,=30mm,齒數(shù)z=10,根據(jù)所選擇的X61臥式銑床功率為4KW,查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》[2]表5-146,得 取fz=0.20mm/r 。
(3) 切削速度的確定 根據(jù)所知的工件材料為HT200,硬度HBS187-220,根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》[10]表30-23,選擇切削速度=65m/min。計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速,查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》[3]表4-18得n=255r/min,然后計(jì)算實(shí)際。
(4) 基本時(shí)間的確定 查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》[2]表2-28得此工序機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算公式:
根據(jù)銑床的數(shù)據(jù),主軸轉(zhuǎn)速n=255r/min,工作臺(tái)進(jìn)給量=
根據(jù)機(jī)床說明書取=480mm/min;切削加工面L=28mm
根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》[10],表30-9查得=7,
3.工步三 半精銑后端面G
(1) 切削深度 。
(2) 進(jìn)給量的確定 此工序選擇YG6硬質(zhì)合金端銑刀,查表選擇硬質(zhì)合金端銑刀的具體參數(shù)如下:D=80mm,=70mm,d=27mm,L=36mm,=30mm,齒數(shù)z=10,根據(jù)所選擇的X61臥式銑床功率為4KW,查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》[2]表5-146,得 取fz=0.20mm/r 。
(3) 切削速度的確定 根據(jù)所知的工件材料為HT200,硬度HBS187-220,根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》[10]表30-23,選擇切削速度=65m/min。計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速,查《機(jī)械制造基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教程》[3]表4-18得n=255r/min,然后計(jì)算實(shí)際。
(4) 基本時(shí)間的確定 查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》[2]表2-28得此工序機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算公式:
根據(jù)銑床的數(shù)據(jù),主軸轉(zhuǎn)速n=255r/min,工作臺(tái)進(jìn)給量=
根據(jù)機(jī)床說明書取=480mm/min;切削加工面L=28mm
根據(jù)《機(jī)械加工工藝師手冊》[10],表30-9查得=7,
工序Ⅸ 鉆→擴(kuò)→粗鉸→精鉸的孔
1. 工步一 鉆的通孔
(1) 切削深度。
(2) 進(jìn)給量和切削速度的確定 根據(jù)此孔最終要求的表面粗糙度的要求,確定鉆頭為硬質(zhì)合金直柄麻花鉆,查表選擇如下參數(shù)鉆頭:,查表《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》[2]表5-134,查得,,取,查得,,根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速,查《機(jī)械加工工藝師手冊》[10]表10-2,查TX617臥式鏜床主軸轉(zhuǎn)速表,取,再計(jì)算實(shí)際切削速度。
(3) 基本時(shí)間的確定 首先查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》[2]表2-26,查得鉆削機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算公式,,,=(1~4),鉆孔深度,,,見《機(jī)械加工工藝師手冊》[10]表28-42,所以
2. 工步二 擴(kuò)孔至
(1) 切削深度
(2) 進(jìn)給量和切削速度的確定 查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》[2]表5-87,確定擴(kuò)孔鉆為YG8硬質(zhì)合金直柄麻花鉆,選,查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》[2]表5-128,查得,取,再查《機(jī)械加工工藝師手冊》[10]表28-33,確定,根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速,,查《機(jī)械加工工藝師手冊》[10]表10-2,查TX617臥式鏜床主軸轉(zhuǎn)速表,取,再計(jì)算實(shí)際切削速度。
(3) 基本時(shí)間的確定 查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》[3]表2-26,得擴(kuò)孔,鉸孔工序下的機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算公式:,,,擴(kuò)通孔長度,見《機(jī)械加工工藝師手冊》[10]表28-42,
3. 工步三 粗鉸至
(1) 切削深度。
(2) 進(jìn)給量和切削速度的確定 查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》[2]表5-93,確定鉆頭為硬質(zhì)合金直柄機(jī)用鉸刀,參數(shù)如下,查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》[2]表5-136,查得進(jìn)給量,取,因?yàn)榇斯げ綖榇帚q,查得,取,根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速,查《機(jī)械加工工藝師手冊》[10]表10-2,查TX617臥式鏜床主軸轉(zhuǎn)速表,取,再根據(jù)主軸轉(zhuǎn)速計(jì)算實(shí)際的切削速度。
(3) 基本時(shí)間的確定 查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》[3]表2-26,得擴(kuò)孔,鉸孔工序下的機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算公式:,,,擴(kuò)通孔長度,見《機(jī)械加工工藝師手冊》[10]表28-42,
4. 工步四 精鉸至
(1) 切削深度。
(2) 進(jìn)給量和切削速度的確定 查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》[2]表5-93,確定鉆頭為硬質(zhì)合金直柄機(jī)用鉸刀,參數(shù)如下,查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》[2]表5-136,查得進(jìn)給量,取,因?yàn)榇斯げ綖榫q,查得,取,根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速,查《機(jī)械加工工藝師手冊》[10]表10-2,查TX617臥式鏜床主軸轉(zhuǎn)速表,取,再根據(jù)主軸轉(zhuǎn)速計(jì)算實(shí)際的切削速度。
(3) 基本時(shí)間的確定 查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》[3]表2-26,得擴(kuò)孔,鉸孔工序下的機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算公式:,,,擴(kuò)通孔長度,見《機(jī)械加工工藝師手冊》[10]表28-42,
工序Ⅹ 鉆→擴(kuò)→粗鉸→精鉸的孔
1. 工步一 鉆的通孔
(1) 切削深度。
(2) 進(jìn)給量和切削速度的確定 根據(jù)此孔最終要求的表面粗糙度的要求,確定鉆頭為硬質(zhì)合金直柄麻花鉆,查表選擇如下參數(shù)鉆頭:,查表《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》[2]表5-134,查得,,取,查得,,根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速,查《機(jī)械加工工藝師手冊》[10]表10-2,查TX617臥式鏜床主軸轉(zhuǎn)速表,取,再計(jì)算實(shí)際切削速度。
(3) 基本時(shí)間的確定 首先查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》[2]表2-26,查得鉆削機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算公式,,,=(1~4),鉆孔深度,,,見《機(jī)械加工工藝師手冊》[10]表28-42,所以
2. 工步二 擴(kuò)孔至
(1) 切削深度。
(2) 進(jìn)給量和切削速度的確定 查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》[2]表5-87,確定擴(kuò)孔鉆為YG8硬質(zhì)合金直柄麻花鉆,選,查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》[2]表5-128,查得,取,再查《機(jī)械加工工藝師手冊》[10]表28-33,確定,根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速,,查《機(jī)械加工工藝師手冊》[10]表10-2,查TX617臥式鏜床主軸轉(zhuǎn)速表,取,再計(jì)算實(shí)際切削速度。
(3) 基本時(shí)間的確定 查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》[3]表2-26,得擴(kuò)孔,鉸孔工序下的機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算公式:,,,擴(kuò)通孔長度,見《機(jī)械加工工藝師手冊》表28-42,
3. 工步三 粗鉸至
(1) 切削深度。
(2) 進(jìn)給量和切削速度的確定 查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》[2]表5-93,確定鉆頭為硬質(zhì)合金直柄機(jī)用鉸刀,參數(shù)如下,查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》[2]表5-136,查得進(jìn)給量,取,因?yàn)榇斯げ綖榇帚q,查得,取,根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速,查《機(jī)械加工工藝師手冊》[10]表10-2,查TX617臥式鏜床主軸轉(zhuǎn)速表,取,再根據(jù)主軸轉(zhuǎn)速計(jì)算實(shí)際的切削速度。
(3) 基本時(shí)間的確定 查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》[3]表2-26,得擴(kuò)孔,鉸孔工序下的機(jī)動(dòng)時(shí)間計(jì)算公式:,,,擴(kuò)通孔長度,見《機(jī)械加工工藝師手冊》[10]表28-42,
4. 工步四 精鉸至
(1) 切削深度。
(2) 進(jìn)給量和切削速度的確定 查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》[2]表5-93,確定鉆頭為硬質(zhì)合金直柄機(jī)用鉸刀,參數(shù)如下,查《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指南》[2]表5-136,查得進(jìn)給量,取,因?yàn)榇斯げ綖榫q,查得,取,根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速,查《機(jī)械加工工藝師手冊》[10]表10-2,查TX617臥
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