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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 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 在加工過程中產(chǎn)生的移動(dòng) 然而 過度的夾緊力可誘導(dǎo)工件產(chǎn)生更大的彈性變 形 這會(huì)影響它的位置精度 并反過來影響零件質(zhì)量 所以有必要確定最佳夾 緊力 來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)化還沒有得到充分討論 也有少數(shù) 的研究人員通過對(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 6 個(gè)自由度的裝夾 復(fù)和倪 14 也提出迭代搜索方法 通過假設(shè)已知摩擦力的方向來推導(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 這種方法無法確定工件移位的唯一性 第 1 頁 共 15 頁 這種限制可以通過計(jì)算夾具 工件系統(tǒng) 15 的彈性來克服 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)問題被作為多目標(biāo)約束優(yōu)化問題 提出和解決 通過兩個(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 共 15 頁 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題 對(duì)于這個(gè)問題 是法線的變形 在 文獻(xiàn) 23 第 93 頁 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 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 共 15 頁 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)是通過制 定一個(gè)多目標(biāo)約束優(yōu)化問題的問題 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 共 15 頁 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 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 共 15 頁 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 共 15 頁 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)化問題可以通過求解約束 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 共 15 頁 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)方程根的二分法來確定最低的 上的約束 通過盡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 共 15 頁 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 共 15 頁 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 用保守的辦法來解 決下面將被討論的問題 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 共 15 頁 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 共 15 頁 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 共 15 頁 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 可通過求解式 26 得到 工件的定位誤差向量 見圖 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 共 15 頁 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 共 15 頁 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 共 15 頁 見圖 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 共 15 頁 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^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 共 15 頁 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)化問題 使用 約束的方法解決 該算法通 過兩個(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 共 15 頁 1 J D Lee 和 L S Haynes 柔性夾具系統(tǒng)的有限元分析 交易美國 ASME 工程雜志工業(yè) 134 139 頁 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 ASME 制造科學(xué)與工程雜志 1996 318 324 頁 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 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 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 6 S N Melkote S M Athavale R E DeVor S G Kapoor 和 J Burkey 基于加工過程仿真的加工裝置作用力系統(tǒng)研究 NAMRI SME 207 214 頁 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 ASME 工程學(xué)報(bào)工業(yè) 1989 299 306 頁 10 S H Lee 和 M R Cutkosky 具有摩擦性的夾具規(guī)劃 美國 ASME 工業(yè)工程學(xué)報(bào) 1991 320 327 頁 11 S Jeng L Chen 和 W Chieng 最小夾緊力分析 國際機(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 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 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 共 15 頁 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 1996 畢業(yè)設(shè)計(jì) 目 錄 目 錄 摘 要 I ABSTRACT I 1 緒 論 1 2 零件分析 2 2 1 零件的作用 2 2 2 零件的工藝分析 2 2 3 零件加工的主要問題和工藝過程設(shè)計(jì)分析 2 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 5 3 1 確定毛坯的制造形式 5 3 2 基面的選擇 5 3 2 1 粗基準(zhǔn)選擇 5 3 2 2 精基準(zhǔn)的選擇 5 3 3 制定工藝路線 5 3 4 機(jī)械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 7 3 5 確定切削用量及基本工時(shí) 11 3 6 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排 31 4 專用夾具設(shè)計(jì) 40 4 1 加工曲拐上端面油孔夾具設(shè)計(jì) 40 4 1 1 定位基準(zhǔn)的選擇 40 4 1 2 切削力的計(jì)算與夾緊力分析 40 4 1 3 夾緊元件及動(dòng)力裝置確定 41 4 1 4 鉆套 襯套及夾具體設(shè)計(jì) 42 4 1 5 夾具精度分析 44 4 2 加工曲拐上側(cè)面油孔夾具設(shè)計(jì) 45 4 2 1 定位基準(zhǔn)的選擇 45 4 2 2 切削力的計(jì)算與夾緊力分析 45 4 2 3 夾緊元件及動(dòng)力裝置確定 46 4 2 4 鉆套 襯套及夾具體設(shè)計(jì) 47 4 2 5 夾具精度分析 48 4 3 銑曲拐端面夾具設(shè)計(jì) 49 4 3 1 定位基準(zhǔn)的選擇 49 4 3 2 定位元件的設(shè)計(jì) 49 4 3 3 銑削力與夾緊力計(jì)算 50 4 3 4 對(duì)刀塊和塞尺設(shè)計(jì) 51 4 結(jié) 論 53 參考文獻(xiàn) 54 致 謝 55 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 摘 要 I 摘 要 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)是對(duì) 3L 10 8 空氣壓縮機(jī)曲軸零件的機(jī)械加工工藝 夾具 的設(shè)計(jì) 在曲軸零件的加工工藝過程中軸與軸中心線之間要有位置要求 以毛坯軸 兩端定位先加工兩中心孔 以兩端中心孔定位再粗 精加工各軸的表面 然后以 粗 精后的兩軸徑定位鉆螺紋 銑鍵槽和銑曲拐端面 采用專用夾具加工兩斜油 孔 最后粗 精磨各軸 在夾具的設(shè)計(jì)過程中 主要以 V 形塊和支承板來定位 靠直壓板和彈簧來夾 緊 鉆拐徑兩孔應(yīng)采用長型快換鉆套 在鉆拐徑傾斜 的孔時(shí)采用平面傾斜的30 夾具體 在鉆拐徑傾斜 的孔時(shí)使用的是臥式鉆床 銑面時(shí) 2 個(gè) V 形塊與銑刀04 不能干涉 因此 V 形塊高度要降低 夾具設(shè)計(jì)要方便 簡單 關(guān)鍵詞 曲軸 加工工藝 夾具設(shè)計(jì) 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 致 謝 2 ABSTRACT This graduation project duty is to the 3L 10 8 air compressor crank components machine finishing craft the jig design between the crank components processing technological process middle axle and the axle must have the position request processes two center bores first by the semifinished materials axis both sides localization by both sides center bore localization again thick precision work various axes surface Then after thick the essence two axle diameter localization drills the thread the keyseat and the mill crank end surface uses the unit clamp to process two slanting oil holes finally thick correct grinding various axes In the jig design process mainly locates by V shape block and the support plate depends on the straight clamp and the spring clamps drills turns diameter two to be supposed to use long trades quickly drills the wrap when drills turns the diameter incline hole uses the plane incline the jig body when drills turns the diameter incline hole uses is the horizontal type drilling machine when face milling 2 V shape blocks and the milling cutter cannot interfere therefore V shape block altitude must reduce the jig design must be convenient be simple Key words crank processing craft jig design 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 3L 10 8 空氣壓縮機(jī)曲軸零件 的機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 徐 慶 學(xué)生學(xué)號(hào) 200310621029 院 院系 機(jī)電工程學(xué)院 年級(jí)專業(yè) 機(jī)械制造及自動(dòng)化 1 班 指導(dǎo)教師 盧宗彪 副教授 二 七年六月 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 目 錄 目 錄 摘 要 I ABSTRACT I 1 緒 論 1 2 零件分析 2 2 1 零件的作用 2 2 2 零件的工藝分析 2 2 3 零件加工的主要問題和工藝過程設(shè)計(jì)分析 2 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 5 3 1 確定毛坯的制造形式 5 3 2 基面的選擇 5 3 2 1 粗基準(zhǔn)選擇 5 3 2 2 精基準(zhǔn)的選擇 5 3 3 制定工藝路線 5 3 4 機(jī)械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 7 3 5 確定切削用量及基本工時(shí) 11 3 6 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排 31 4 專用夾具設(shè)計(jì) 40 4 1 加工曲拐上端面油孔夾具設(shè)計(jì) 40 4 1 1 定位基準(zhǔn)的選擇 40 4 1 2 切削力的計(jì)算與夾緊力分析 40 4 1 3 夾緊元件及動(dòng)力裝置確定 41 4 1 4 鉆套 襯套及夾具體設(shè)計(jì) 42 4 1 5 夾具精度分析 44 4 2 加工曲拐上側(cè)面油孔夾具設(shè)計(jì) 45 4 2 1 定位基準(zhǔn)的選擇 45 4 2 2 切削力的計(jì)算與夾緊力分析 45 4 2 3 夾緊元件及動(dòng)力裝置確定 46 4 2 4 鉆套 襯套及夾具體設(shè)計(jì) 47 4 2 5 夾具精度分析 48 4 3 銑曲拐端面夾具設(shè)計(jì) 49 4 3 1 定位基準(zhǔn)的選擇 49 4 3 2 定位元件的設(shè)計(jì) 49 4 3 3 銑削力與夾緊力計(jì)算 50 4 3 4 對(duì)刀塊和塞尺設(shè)計(jì) 51 4 結(jié) 論 53 參考文獻(xiàn) 54 致 謝 55 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 摘 要 I 摘 要 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)是對(duì) 3L 10 8 空氣壓縮機(jī)曲軸零件的機(jī)械加工工藝 夾具 的設(shè)計(jì) 在曲軸零件的加工工藝過程中軸與軸中心線之間要有位置要求 以毛坯軸 兩端定位先加工兩中心孔 以兩端中心孔定位再粗 精加工各軸的表面 然后以 粗 精后的兩軸徑定位鉆螺紋 銑鍵槽和銑曲拐端面 采用專用夾具加工兩斜油 孔 最后粗 精磨各軸 在夾具的設(shè)計(jì)過程中 主要以 V 形塊和支承板來定位 靠直壓板和彈簧來夾 緊 鉆拐徑兩孔應(yīng)采用長型快換鉆套 在鉆拐徑傾斜 的孔時(shí)采用平面傾斜的30 夾具體 在鉆拐徑傾斜 的孔時(shí)使用的是臥式鉆床 銑面時(shí) 2 個(gè) V 形塊與銑刀04 不能干涉 因此 V 形塊高度要降低 夾具設(shè)計(jì)要方便 簡單 關(guān)鍵詞 曲軸 加工工藝 夾具設(shè)計(jì) 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) ABSTRACT II ABSTRACT This graduation project duty is to the 3L 10 8 air compressor crank components machine finishing craft the jig design between the crank components processing technological process middle axle and the axle must have the position request processes two center bores first by the semifinished materials axis both sides localization by both sides center bore localization again thick precision work various axes surface Then after thick the essence two axle diameter localization drills the thread the keyseat and the mill crank end surface uses the unit clamp to process two slanting oil holes finally thick correct grinding various axes In the jig design process mainly locates by V shape block and the support plate depends on the straight clamp and the spring clamps drills turns diameter two to be supposed to use long trades quickly drills the wrap when drills turns the diameter incline hole uses the plane incline the jig body when drills turns the diameter incline hole uses is the horizontal type drilling machine when face milling 2 V shape blocks and the milling cutter cannot interfere therefore V shape block altitude must reduce the jig design must be convenient be simple Key words crank processing craft jig design 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 緒 論 1 1 緒 論 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在加深我們對(duì)課程基本理論的理解和加強(qiáng)對(duì)解決工程實(shí)際問題 能力的培養(yǎng)方面發(fā)揮著極其重要的作用 選擇曲軸的夾具設(shè)計(jì)能很好的綜合考查 我們大學(xué)四年來所學(xué)的知識(shí) 本次所選設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括 工藝路線的確定 夾 具方案的優(yōu)選 各種圖紙的繪制 設(shè)計(jì)說明書的編寫等 機(jī)械加工工藝是規(guī)定產(chǎn) 品或零件機(jī)械加工工藝過程和操作方法 是指導(dǎo)生產(chǎn)的重要的技術(shù)性文件 它直 接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量 生產(chǎn)率及其加工產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益 生產(chǎn)規(guī)模的大小 工藝 水平的高低以及解決各種工藝問題的方法和手段都要通過機(jī)械加工工藝來體現(xiàn) 因此工藝規(guī)程的編制的好壞是生產(chǎn)該產(chǎn)品的質(zhì)量的重要保證的重要依據(jù) 利用更好的夾具可以保證加工質(zhì)量 機(jī)床夾具的首要任務(wù)是保證加工精度 特別是保證被加工工件是加工面與定位面以及被加工表面相互之間的位置精度 提高生產(chǎn)率 降低成本 使用夾具后可以減少劃線 找正等輔助時(shí)間 且易于實(shí) 現(xiàn)多工位加工 擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍 在機(jī)床上使用夾具可使加工變得方便 并可 擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍 減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度 保證生產(chǎn)安全 為了讓夾具有更好的發(fā) 展 夾具行業(yè)應(yīng)加強(qiáng)產(chǎn) 學(xué) 研協(xié)作的力度 加快用高新技術(shù)改造和提升夾具技 術(shù)水平的步伐 創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站 充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 與時(shí)局 進(jìn)地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù) 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 零件分析 2 2 零件分析 2 1 零件的作用 題目所給定的零件是 3L 10 8 空氣壓縮機(jī)上的曲軸 它位于空氣壓縮機(jī)連桿 處 曲軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 帶動(dòng)連桿使活塞產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng) 并將旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)為直線運(yùn)動(dòng) 它在工作過程中將承受周期性的復(fù)雜的交變載荷 其主要作用是傳遞轉(zhuǎn)矩 是連 桿獲得所需的動(dòng)力 2 2 零件的工藝分析 由 3L 10 8 空氣壓縮機(jī)的曲軸零件圖可知 它的外表面上有多個(gè)平面需要進(jìn) 行加工 此外各表面上還需加工一系列螺紋孔和鍵槽 因此可將其分為兩組加工 表面 它們相互間有一定的位置要求它們之間有一定的位置要求 現(xiàn)分析如下 2 2 1 以拐徑為 95mm 為中心的加工表面 這一組加工表面包括 拐徑 95 mm 加工及其倒圓角 兩個(gè) 8 的斜油孔 兩0 3671 個(gè)油孔孔口倒角 它的加工表面的位置要求是 95 mm 圓跳動(dòng)公差為 0 01 0 3671 mm 2 2 2 以軸心線兩端軸為中心的加工表面 這一組加工表面 1 10 錐度面的鍵槽 24 mm 并左端倒角 端面 15 mm0 52 深 16 8 mm 的中心孔 2 個(gè) M12 深 24 mm 的螺紋孔 各軸的外圓表面 右端面 95 mm 的孔 30 mm 0 253 0 84 這組加工表面有一定的位置要求 主要是 1 鍵槽 24 mm 110mm 與 1 10 錐度軸心線的對(duì)稱度公差為 0 10mm 0 52 2 1 10 錐度軸心線對(duì) A B 軸心線的的圓跳動(dòng)公差 0 025mm 3 90 mm 軸表面的圓柱度公差為 0 01 mm0 257 這兩組加工表面之間有著一定的位置要求 主要有 1 曲軸拐徑 95 mm 軸心線與 A B 軸心線的平行度公差 0 03mm0 3671 又以上分析可知 對(duì)于這兩組加工表面而言 可以先加工其中一組表面 然后借 助于專用夾具加工另一組表面 并保證他們的位置精度要求 2 3 零件加工的主要問題和工藝過程設(shè)計(jì)分析 1 曲軸在鑄造時(shí) 右端 95 mm 要在直徑方向上留出工藝尺寸量 鑄0 253 造尺寸為 105mm 這樣為開拐前加工出工藝鍵槽準(zhǔn)備 該工藝鍵槽與開拐工裝配 合傳遞扭轉(zhuǎn) 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 零件分析 3 2 為保證加工精度 對(duì)所有加工的部位均應(yīng)采用粗 精加工分開的原則 3 曲軸加工應(yīng)充分考慮在切削時(shí)平衡裝置 1 車削拐徑用專用工裝及配重裝置 10 圖 2 1 車削拐徑 2 粗 精車軸徑及粗 精磨軸徑都應(yīng)在曲軸拐徑的對(duì)面加裝配重 圖 2 2 車 磨軸徑 4 1 10 錐度環(huán)規(guī)與塞規(guī)要求配套使用 環(huán)規(guī)檢測(cè)曲軸錐度 塞規(guī)檢測(cè)與 之配套的電機(jī)轉(zhuǎn)子錐孔或聯(lián)軸器錐孔 以保證配合精度 5 曲軸偏心距 110 0 1mm 的檢驗(yàn)方法如圖 1 3 將等高 V 形塊放在工作 平臺(tái)上 以曲軸兩軸徑 95 mm 作為測(cè)量基準(zhǔn) 將曲軸放在 V 形塊上 首先用0 253 百分表將兩軸徑的最高點(diǎn)調(diào)整到等高 可用紙墊 V 形塊的方法 并同時(shí)用高度 尺測(cè)出軸徑的最高點(diǎn)實(shí)際尺寸 H H 如兩軸徑均在公差范圍內(nèi) 這是 H 和 H23 2 應(yīng)等高 用百分表將曲軸拐徑調(diào)整到最高點(diǎn)位置上 同時(shí)用高度尺測(cè)出拐徑最3 高點(diǎn)實(shí)際尺寸 H 在用外徑千分尺測(cè)出拐徑 1 和軸徑 2 3 的實(shí)際尺寸 這樣1 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 零件分析 4 經(jīng)過計(jì)算可得出偏心距的實(shí)際尺寸 H1 圖 2 3 曲軸偏心距檢測(cè)示意圖 偏心距 H 2 H 2 12 式中 H 曲軸拐徑最高點(diǎn) 式 1 H 2 H 3 曲軸軸徑最高點(diǎn) 式 2 曲軸拐徑實(shí)際尺寸 式 3 1 3 曲軸軸徑實(shí)際尺寸 式 4 2 6 曲軸拐徑軸線與軸徑軸線平行度的檢查 可參照?qǐng)D 1 3 進(jìn)行 當(dāng)用百 分表將兩軸徑的最高點(diǎn) 調(diào)整到等高后 可用百分表再測(cè)出拐徑 最高點(diǎn)兩處之1 差 距離盡可能遠(yuǎn)些 然后通過計(jì)算可得出平行度值 7 曲軸拐徑 軸徑圓度測(cè)量 可在機(jī)床上用百分表測(cè)出 圓柱度的檢測(cè) 可以在每個(gè)軸上選取 個(gè)截面測(cè)量 通過計(jì)算可得出圓柱度值 2 3 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 5 3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3 1 確定毛坯的制造形式 零件材料為球球墨鑄鐵 型號(hào)為 QT600 3 考慮到空氣壓縮機(jī)曲軸的零件較 大 零件比較復(fù)雜 應(yīng)采用鑄件 而且投資較少 成本較低 生產(chǎn)周期短 3 2 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一 基面選擇的正確與合理 可以 使加工質(zhì)量得到保證 生產(chǎn)率得以提高 不盲目的選擇基面 否則 加工工藝過 程中會(huì)問題百出 更有甚者 還會(huì)造成零件的大批報(bào)廢 使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行 3 2 1 粗基準(zhǔn)選擇 在小批生產(chǎn)的條件下 通常都是采取劃線找正 所以曲軸加工的第一道工序 是鉗工劃線 劃出主軸頸端面的十字中心線以及待加工表面的輪廓線 然后按劃 線找正將曲軸安裝在機(jī)床上進(jìn)行加工 這樣兼顧了各部分的加工余量 以減少毛 坯的廢品率 3 2 2 精基準(zhǔn)的選擇 加工曲軸的主軸頸止以及與主軸頸同旋轉(zhuǎn)軸心線的其它配合部分和曲柄外圓 弧面 外端面時(shí) 同軸類零件外圓表面加工一樣 采用輔助精基準(zhǔn) 頂針孔 用 頂針孔作為精基準(zhǔn) 符合基面同一的原則 從而可以保證一次安裝中加工的各表 面的同軸度或垂直度 對(duì)于主軸頸較大而偏心距又較小的曲軸 可以在曲軸兩端 面上分別各打出兩個(gè)頂針孔 A 及 B 使用典型的一面兩孔定位方法 則可以滿足 整個(gè)加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求 3 3 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn) 應(yīng)該是使零件的幾何形狀 尺寸精度等技術(shù)要求能 得到合理的保證 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 工藝路線方案 一 1 畫線 以毛坯外形找正 劃主要加工線 偏心距 100 mm 及外形加工 0 1 2 劃軸兩端中心孔線 顧各部加工余量 3 工件平放在鏜床工作臺(tái)上 壓軸 95 mm 兩處 鉆右端中心孔 0 253 4 夾右端 1 10 錐度一邊 頂右端中心孔 粗車左端外圓 95 mm 粗0 253 車左端所有軸徑 粗車拐徑外側(cè)左 右端面 保證拐徑外側(cè)的對(duì)稱性及尺寸 粗 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 6 銑凸臺(tái) 25 5 夾右端 左端上中心架車端面 去長短保證總長尺寸 610mm 鉆左端中心 孔 鉆左端 6 的孔 深 16 8mm 锪 60 角 深 7 8mm 再锪 120 角 深 1 8mm 6 粗車拐徑 95 mm 尺寸 0 3671 7 精車拐徑 95 mm 尺寸 8 夾左端 頂右端中心孔 精車右端軸徑 95 mm 長度尺寸至 87mm 0 253 保證曲拐端面 60mm 尺寸 精車右端軸徑 93 至圖示長度 12mm 9 夾右端 頂左端中心孔 精車左端軸徑 95 mm 長度尺寸至 85mm 0 253 保曲拐端面 60mm 尺寸 10 以兩中心孔定位 磨左端軸徑 95 mm 磨左端軸徑 90 mm 0 253 0 257 11 以兩中心孔定位 倒頭裝夾 磨左端軸徑 95 mm 0 253 12 底面 60mm 115mm 以兩側(cè)面定位并壓緊 保證距中心高 70mm 總高 236mm 13 以兩軸徑定位壓緊鉆 攻 4 M20 螺紋 14 以兩端中心孔定位 精磨拐徑 95 mm 至圖樣尺寸 磨圓角 R6 0 3671 15 以兩端中心孔定位 精磨兩軸徑 95 mm 至圖樣尺寸 磨圓角 R6 25 精磨 90 mm 至圖樣尺寸 倒角 2 5 45 0 257 16 夾右端 頂右端中心孔車 1 10 圓錐 留余量 1 5mm 17 以兩端中心孔定位 磨 1 10 圓錐 86 長 124mm 磨圓角 R6 18 粉探傷各軸徑 拐徑 19 劃鍵槽線 24mm 110mm 銑鍵槽 以兩軸徑 95 mm 定位 采用專用0 253 工裝裝夾銑鍵槽 24mm 110mm 至圖樣尺寸 20 銑右端軸徑 93mm 的槽 44 mm 至圖樣尺寸 0 52 21 粗鏜 精鏜右端 30 mm 孔至圖樣尺寸 深 75mm 锪 60 角 深 84 5 5mm 再锪 120 角 深 2mm 22 重新裝夾工件 采用專用工裝裝夾 鉆拐徑 95 mm 兩斜油孔0 3671 8mm 27 鉗工 修油孔 倒角 清污垢 28 檢查 工藝路線方案 二 1 畫線 以毛坯外形找正 劃主要加工線 偏心距 100 mm 及外形加工 0 1 2 劃軸兩端中心孔線 顧各部加工余量 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 7 3 工件平放在鏜床工作臺(tái)上 壓軸 95 mm 兩處 鉆右端中心孔 0 253 4 夾右端 1 10 錐度一邊 頂右端中心孔 粗車左端外圓 95 mm 粗0 253 車左端所有軸徑 粗車拐徑外側(cè)左 右端面 保證拐徑外側(cè)的對(duì)稱性及尺寸 粗 銑凸臺(tái) 25 5 夾右端 左端上中心架車端面 去長短保證總長尺寸 610mm 鉆左端中心 孔 鉆左端 6 的孔 深 16 8mm 锪 60 角 深 7 8mm 再锪 120 角 深 1 8mm 6 粗車拐徑 95 mm 尺寸 0 3671 7 精車拐徑 95 mm 尺寸 8 夾左端 頂右端中心孔 精車右端軸徑 95 mm 長度尺寸至 87mm 0 253 保證曲拐端面 60mm 尺寸 精車右端軸徑 93 至圖示長度 12mm 9 夾右端 頂左端中心孔 精車左端軸徑 95 mm 長度尺寸至 85mm 0 253 保曲拐端面 60mm 尺寸 10 以兩軸徑定位壓緊鉆 攻 4 M20 螺紋 11 粉探傷各軸徑 拐徑 12 劃鍵槽線 24mm 110mm 銑鍵槽 以兩軸徑 95 mm 定位 采用專用0 253 工裝裝夾銑鍵槽 24mm 110mm 至圖樣尺寸 13 銑右端軸徑 93mm 的槽 44 mm 至圖樣尺寸 0 52 14 粗鏜 精鏜右端 30 mm 孔至圖樣尺寸 深 75mm 锪 60 角 深 84 5 5mm 再锪 120 角 深 2mm 15 重新裝夾工件 采用專用工裝裝夾 鉆拐徑 95 mm 兩斜油孔0 3671 8mm 16 以兩中心孔定位 磨左端軸徑 95 mm 磨左端軸徑 90 mm 0 253 0 257 17 以兩中心孔定位 倒頭裝夾 磨左端軸徑 95 mm 0 253 18 底面 60mm 115mm 以兩側(cè)面定位并壓緊 保證距中心高 70mm 總高 236mm 19 以兩端中心孔定位 精磨拐徑 95 mm 至圖樣尺寸 磨圓角 R6 0 3671 20 以兩端中心孔定位 精磨兩軸徑 95 mm 至圖樣尺寸 磨圓角 R6 25 精磨 90 mm 至圖樣尺寸 倒角 2 5 45 0 257 21 夾右端 頂右端中心孔車 1 10 圓錐 留余量 1 5mm 22 以兩端中心孔定位 磨 1 10 圓錐 86 長 124mm 磨圓角 R6 23 鉗工 修油孔 倒角 清污垢 24 檢查 通過兩種工藝方案的比較可得出第一種方案中在精磨以后再銑鍵槽 鉆油孔 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 8 這樣會(huì)影響精磨后各軸的加工精度 而第二種方案則比較好些 它在銑鍵槽 鉆 油孔后粗 精磨各軸保證了各軸的精度要求 3 4 機(jī)械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 3L 10 8 空氣壓縮機(jī) 曲軸零件材料為球墨鑄鐵 硬度 190 270HBS 毛 坯重量約為 40 3kg 生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn) 采用毛坯鑄件 3 4 1 加工兩端中心線上的外圓表面 由于這些表面的粗糙度要求較高 它們的表面粗糙度都是 Ra1 6 根據(jù) m 工序要求 軸徑 90 mm 95 mm 加工分粗 精車 還有粗 精磨 0 257 0 253 粗車 參照 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2 3 5 其余量規(guī)定為 現(xiàn)3 5 取 4 5m 精車 參照 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2 3 39 其余量規(guī)定為 1 1mm 粗磨 參照 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2 3 42 其余量規(guī)定為 現(xiàn)0 4m 取 0 精磨 參照 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2 3 44 其余量規(guī)定為 現(xiàn)取 8 12m 0 1 軸徑 90 mm 95 mm 鑄造毛坯的基本尺寸分別為 0 5725 3 90 4 5 1 1 0 45 0 01 96 15mm 95 4 5 1 1 0 45 0 01 101 15mm 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2 3 11 鑄件尺寸公差等級(jí)選用 CT11 13 再查 表 2 3 9 可得鑄件尺寸公差為 現(xiàn)取 7mm 對(duì)軸徑 90 mm 有 4 9m0 257 毛坯的名義尺寸為 90 4 5 1 1 0 45 0 01 96 15mm 毛坯最小尺寸為 96 15 3 5 92 65 mm 毛坯最大尺寸為 95 05 3 5 99 65mm 精車后尺寸為 90 1 1 45 0 01 91 56 精磨后尺寸與零件圖尺寸相同 即 90 mm0 257 對(duì)軸徑 95 mm 有 0 253 毛坯的名義尺寸為 95 4 5 1 1 0 45 0 01 101 15mm 毛坯最小尺寸為 101 15 3 5 96 65mm 毛坯最大尺寸為 101 15 3 5 104 65mm 精車后尺寸為 95 1 1 0 45 0 01 96 56 mm 精磨后尺寸與零件圖尺寸相同 即 95 mm0 253 而對(duì)于軸徑 86 mm 93mm 粗糙度要求為 Ra 1 6 精車能達(dá)到要求 此時(shí) m 直徑粗加工余量 2Z 3mm 精加工為 0 5mm 能滿足加工要求 3 4 2 粗車 86 mm 與 93 mm 外圓端面 及 M12 深 24mm 螺孔 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 9 根據(jù)工藝要求 端面精度要求不高粗糙度為 Ra12 5 只需要粗車加工就 m 可以了 粗車 參照 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2 3 5 其余量規(guī)定為 現(xiàn)取5 6 鑄造毛坯的基本尺寸為 610 6 6 622mm 6m 3 4 3 攻 M12 深 24mm 螺孔 及攻 4 M20 螺紋 毛坯為實(shí)心 不沖孔 參照 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2 3 71 現(xiàn)確定螺孔加 工余量為 2螺孔 1M 鉆孔 0 5m 攻絲 24深 4 螺孔 鉆孔 18 攻絲 0 3 4 4 鉆軸徑 86 mm 的端面鉆左端 6 的錐行孔 毛坯為實(shí)心 不沖孔 參照 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2 3 確定工序尺寸為 鉆孔 6mm 深 16 8mm 锪角 锪 60 角 深 7 8mm 锪角 锪 120 角 深 1 8mm 圓口徑 15mm 3 4 5 銑右端軸徑 93mm 的上的槽 根據(jù)工藝要求 端面精度要求不高粗糙度為 Ra12 5 只需要粗銑就可以 m 了 此時(shí)的余量 2Z 3mm 已能滿足加工要求 3 4 6 銑 86 處鍵槽 根據(jù)工藝要求 端面精度要求不高粗糙度為 Ra6 3 只需要粗銑鍵槽就可 以了 此時(shí)的余量 2Z 3mm 已能滿足加工要求 3 4 7 鉆右端軸徑 95 mm 的孔 30mm 根據(jù)工序要求 后端面孔的加工分為粗鏜 精鏜兩個(gè)工序完成 工序余量如 下 粗鏜 孔 參照 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2 3 48 其余量值為0 843m 1 5 精鏜 孔 參照 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2 3 48 其余量值為0 84 0 鑄件毛坯的基本尺寸為 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 10 孔毛坯基本尺寸為 30mm 1 5mm 0 3mm 28 2mm 0 843m 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2 3 11 鑄件尺寸公差等級(jí)選用 CT12 再查表 2 3 9 可得鑄件尺寸公差為 1 1mm 孔毛坯名義尺寸為 0 84 301 528 m 毛坯最大尺寸為 0 55mm 28 7 毛坯最小尺寸為 0 55mm m 6 粗鏜工序尺寸為 5 精鏜后尺寸與零件圖尺寸相同 即 0 843 3 4 8 銑 115mm 左右兩側(cè)面 由工序要求可知 兩側(cè)面只需進(jìn)行粗銑加工 其工序余量如下 參照 機(jī)械加工工藝手冊(cè)第 1 卷 表 3 2 23 其余量規(guī)定為 現(xiàn)2 7m 0 取其為 m5 2 鑄件毛坯的基本尺寸 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2 3 52 7 m 11 鑄件尺寸公差等級(jí)選用 CT12 再查表 2 3 9 可得鑄件尺寸公差為 7m 毛坯名義尺寸為 1 毛坯最小尺寸為 3 5mm 114mm 7 毛坯最大尺寸為 3 5mm 121mm 5 粗銑后尺寸與零件圖尺寸相同 即 115 mm 0 87 3 4 9 銑 60mm 115 mm 平面 根據(jù)工藝要求 底面精度要求不高粗糙度為 Ra12 5 只需要粗銑就可以 m 了 此時(shí)的余量 2Z 3mm 已能滿足加工要求 3 4 10 鉆拐徑 95 處的兩個(gè)油孔 8 根據(jù)工藝要求 油孔精度要求不高粗糙度為 Ra25 毛坯為實(shí)心 不沖出 孔 參照參照 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2 3 9 及 2 3 12 確定工序尺寸及余量為 鉆孔 6m 擴(kuò)孔 2Z 2mm8 3 4 11 車磨拐徑為 95 mm 由于表面的粗糙度要求較高 它們的表面粗糙度都是 Ra0 8 根據(jù)工序要 m 求 拐徑 95 mm 加工分粗 精車 還有粗 精磨 0 3671 粗車 參照 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2 3 5 其余量規(guī)定為 現(xiàn)3 5 取 4 5m 精車 參照 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2 3 39 其余量規(guī)定為 1 粗磨 參照 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2 3 42 其余量規(guī)定為 現(xiàn)04m 取 0 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 11 精磨 參照 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2 3 44 其余量規(guī)定為 現(xiàn)取 0 1 4m 0 1 拐徑 95 mm 鑄造毛坯的基本尺寸為 95 4 5 1 1 0 45 0 01 101 06mm 036 71 根據(jù) 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2 3 11 鑄件尺寸公差等級(jí)選用 CT11 13 再查 表 2 3 9 可得鑄件尺寸公差為 現(xiàn)取 7mm 對(duì)軸徑 95 mm 有 4 9m0 3671 毛坯的名義尺寸為 95 4 5 1 1 0 45 0 01 101 06mm 毛坯最小尺寸為 101 06mm 3 5mm 97 56mm 毛坯最大尺寸為 101 06mm 3 5mm 104 56mm 精車后尺寸為 95 0 45 0 01 95 46mm 精磨后尺寸與零件圖尺寸相同 即 95 mm 0 3671 3 5 確定切削用量及基本工時(shí) 工序 1 粗車左端外圓 95 mm 加工條件 工件材料 QT60 2 鑄件 60baMP 加工要求 粗車左端外圓 95 mm 253 機(jī)床 CW6180B 臥式車床 刀具 YG6 1 粗車左端外圓 95 mm0 253 1 被吃刀量 取單邊余量 Z 2mm pa 2 進(jìn)給量 f 根據(jù) 3 表 2 4 3 取 0 5 fmr 3 切削速度 按 3 表 2 4 20 切削速度 1 38 CVs62 8 in 4 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 102 min i95cswvnrrd 7 cv 切 削 速 度 wd曲 軸 直 徑 按機(jī)床說明書 與 相近的轉(zhuǎn)速為 300 則 inr27 6 inr 實(shí)際銑削速度 V 3 149508 m0wd 5 檢驗(yàn)機(jī)床功率 主切削力 Fc 按 3 表 2 4 9 可查得 Fc 1 5kw 由 CW6180B 臥式車床說明書可知 CW6180B 臥式車床主電動(dòng)機(jī)功率為 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 12 13KW 當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為 300 r min 時(shí) 主軸傳遞的功率為 7 5kW 所以機(jī)床功率足 夠 可以正常工作 6 計(jì)算切削工時(shí) 按 3 表 2 5 3 取 被切削層長度 由毛坯尺寸可知 L 85mml 刀具切入長度 L 1 tg 2 3 park 主偏角 0 L1 2mmrk 刀具切出長度 取2l0m 123852min0 58i0 slltinf 工序 2 粗車左端軸徑 90mm 加工條件 工件材料 QT60 2 鑄件 60baMP 加工要求 粗車左端外圓 90 mm 257 機(jī)床 CW6180B 臥式車床 刀具 YG6 1 被吃刀量 取單邊余量 Z 2mm pa 2 進(jìn)給量 f 根據(jù) 3 表 2 4 3 取 0 8 fmr 3 切削速度 按 3 表 2 4 20 切削速度 1 2 CVs1 2067 minCV 4 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 107 in i90cswvnrrd 54 8 cv 切 削 速 度 wd曲 軸 直 徑 根據(jù) 3 表 3 1 22 可得 與 相近的轉(zhuǎn)速為 300r min 則實(shí)際 minr254 78 速度 319084 7 min0wdV 5 檢驗(yàn)機(jī)床功率 主切削力 Fc 按 機(jī)械加工工藝手冊(cè) 表 2 4 20 可查得 Fc 1 7kw 由 CW6180B 臥式車床說明書可知 CW6180B 臥式車床主電動(dòng)機(jī)功率為 13KW 當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為 300 r min 時(shí) 主軸傳遞的功率為 7 5kW 所以機(jī)床功率足 夠 可以正常工作 6 計(jì)算切削工時(shí) 按 3 表 2 5 3 取 被切削層長度 由毛坯尺寸可知 L 67mml 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 13 刀具切入長度 L 1 tg 2 3 lpark 主偏角 0 L1 2mmrk 刀具切出長度 取2l0m 13672in0 14mi 8mwltinf 工序 3 粗車左端軸徑 86 mm 加工條件 工件材料 QT60 2 鑄件 60baMP 加工要求 粗車左端外圓 86mm 機(jī)床 CW6180B 臥式車床 刀具 YG6 1 被吃刀量 取單邊余量 Z 3mm pa 2 進(jìn)給量 f 根據(jù) 3 表 2 4 3 取 0 8 fmr 3 切削速度 按 3 表 2 4 20 切削速度 1 4 CVs 1 46 inCV 4 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 08 cswvnrsrsd 253 cv 切 削 速 度wd曲 軸 直 徑 按 3 表 3 1 22 可得 與 相近的轉(zhuǎn)速為 300r min 則實(shí)際速 minr253 度 148601 in0wdnV 5 檢驗(yàn)機(jī)床功率 主切削力 Fc 按 3 表 2 4 20 可查得 Fc 2 3kw 由 CW6180B 臥式車床說明書可知 CW6180B 臥式車床主電動(dòng)機(jī)功率為 75KW 當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為 300r min 時(shí) 主軸傳遞的功率為 4 5kW 所以機(jī)床功率足 夠 可以正常工作 6 計(jì)算切削工時(shí) 按 工藝手冊(cè) 表 2 5 3 取 被切削層長度 由毛坯尺寸可知 L 124mml 刀具切入長度 L 1 tg 2 3 park 主偏角 0 L1 2mmrk 刀具切出長度 取2l0m 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 14 12342min0 53i0 8mwlltinf 工序 4 粗車拐徑外側(cè)左 右端面并粗車臺(tái)肩 1 粗車拐徑外側(cè)左 右端 機(jī)床 CA6140 臥式車床 刀具 YG6 1 已知毛坯長度 拐徑外側(cè)左 右端面參照 3 表 2 3 5 其余量610m 規(guī)定為 現(xiàn)也取 分兩次加工 3mm 5 6pa 2 進(jìn)給量 f 根據(jù) 3 表 2 4 3 當(dāng)?shù)陡艹叽鐬?25mm 25mm 3mm 以及工件直 徑 60mm 時(shí) 取0 7 fr 0 5 fmr 3 計(jì)算切削速度 按 2 表 1 27 切削速度計(jì)算公式 壽命選 T 60min vcxympkTaf 式中 24 0 15 3 0 2vvvcx v見 表 1 28 即 所以 1 848197vmskkrbk 0 2 150 35 min0 6 in6c 4 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 108 6 in i2cswvnrrd 38 cv 切 削 速 度wd曲 軸 直 徑 按 3 表 3 1 22 可得 與 相近的轉(zhuǎn)速為 320r min minr308 則實(shí)際切削速度 1421 5 inwdnV 5 計(jì)算切削工時(shí) 按 3 表 2 5 3 取 被切削層長度 由毛坯尺寸可知 L 112mml 刀具切入長度 L 1 tg 2 3 park 主偏角 0 L1 2mmrk 刀具切出長度 取2l0m 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 15 12312min0 713i 5mwlltinf 2 粗銑凸臺(tái) 25 機(jī)床 組合銑床 刀具 硬質(zhì)合金端銑刀 YG8 銑刀直徑 齒數(shù)mdw50 6 Z 銑削深度 pa3 每齒進(jìn)給量 根據(jù) 3 表 2 4 77 取f Zmaf 2 0 銑削速度 參照 3 表 2 4 88 取VsV3 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n in 1654 10rd 取0d 曲 軸 直 徑 in 5r 實(shí)際銑削速度 V sm 39 0610 30 進(jìn)給量 fZnaff 52 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 m in8sVf 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 其中 2jt mi46 018 30 mjfD mD260 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt2 7injjt 工序 5 粗車拐徑 95 mm0 3671 機(jī)床 CW6180B 臥式車床 刀具 YG6 1 粗車拐徑 95 mm0 3671 1 被吃刀量 參照 3 表 2 3 5 其余量規(guī)定為 現(xiàn)也取 pa 4 5 m5 分兩次加工 3mm 2 進(jìn)給量 f 根據(jù) 3 表 2 4 3 取 0 8 fr 3 切削速度 按 2 表 1 27 切削速度計(jì)算公式 壽命選 T 60min vcxympkTaf 式中 24 0 15 3 0 2vvvcxy v見 表 1 8 即 所以 1 84897vmskkrbk 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 16 0 2 150 3544 810 97 min 10 in68cv 4 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 92 i i5cswvnrrd 38 5cv 切 削 速 度wd曲 軸 直 徑 按 3 表 3 1 22 可得 與 相近的轉(zhuǎn)速為 405r min 則實(shí)際速度 minr308 7 1495120 8 inwdnV 5 檢驗(yàn)機(jī)床功率 主切削力 Fc 按 2 表 1 29 所示公式計(jì)算 FCxnpcavk 式中 2795 1 0 75 0 1CCCFFFxy 0694 8PnbMkrk 所以 0 750 15382 290 3C N 切削時(shí)消耗功率 PC 為 44 3 85 616FvkW 由 CW6180B 機(jī)床說明書可知 CW6180B 主電動(dòng)機(jī)功率為 75KW 當(dāng)主軸 轉(zhuǎn)速為 405r min 時(shí) 主軸傳遞的功率為 45kW 所以機(jī)床功率足夠 可以正常 工作 6 計(jì)算切削工時(shí) 按 3 表 2 5 3 取 被切削層長度 由毛坯尺寸可知 L 123mml 刀具切入長度 L 1 tg 2 3 park 主偏角 0 L1 2mmrk 刀具切出長度 取2l0m 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 t1232in0 6mi45 mwllinf 工序 6 精車拐徑 95 mm 尺寸0 671 機(jī)床 CW6180B 臥式車床 刀具 YG6 1 被吃刀量 0 6mm pa 2 進(jìn)給量 f 根據(jù) 3 表 2 4 4 預(yù)估切削速度 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 17 1 33 取 CV 0 2 fmr 3 切削速度 按 2 表 1 27 切削速度計(jì)算公式 壽命選 T 60min vcxympkTaf 式中 189 0 5 2 0 vvvcx 2 v見 表 1 8 即 所以 4 4897vmskkrbk 0 2 150 35 14 min49 in6c 4 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 9 in icswvnrrd 50 8 按 3 表 3 1 22 可得 與 相近的轉(zhuǎn)速為 540r min 則實(shí)際速50 8 mi 度 03 14916 innV 5 計(jì)算切削工時(shí) 按 3 表 2 5 3 取 被切削層長度 由毛坯尺寸可知 L 123mml 刀具切入長度 L 1 tg 2 3 park 主偏角 0 L1 2mmrk 刀具切出長度 取2l0m 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 t1232in1 57mi540 mwllinf 工序 7 精車右端軸徑 95 mm0 253 機(jī)床 CW6180B 臥式車床 刀具 YG6 1 被吃刀量 0 6mm pa 2 進(jìn)給量 f 根據(jù) 3 表 2 4 4 預(yù)估切削速度 1 33 取 CV 0 2 fmr 3 切削速度 按 2 表 1 27 切削速度計(jì)算公式 壽命選 T 60min vcxympkTaf 式中 189 0 5 2 0 vvvcx v見 2 表 1 8 即 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 18 所以 1 4 0 8 1 4 0 81 97vmsvkvkrvbvk 0 2 15 35940 min149 in6c 4 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 019 in icswvnrrd 5 8 cv 切 削 速 度wd曲 軸 直 徑 按機(jī)床說明書 與 相近的轉(zhuǎn)速為 540r min 則實(shí)際速度50 8 minr 31495016 mindV 5 計(jì)算切削工時(shí) 按 3 表 2 5 3 取 被切削層長度 由毛坯尺寸可知 L 74mml 刀具切入長度 L 1 tg 2 3 park 主偏角 0 L1 2mmrk 刀具切出長度 取2l0m 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 t123742in0 7mi5 mwlltinf 工序 8 精車右端軸徑 93 mm 機(jī)床 CW6180B 臥式車床 刀具 YG6 1 被吃刀量 0 6mm pa 2 進(jìn)給量 f 根據(jù) 3 表 2 4 4 預(yù)估切削速度 1 33 取 CV 0 2 fmr 3 切削速度 按 2 表 1 27 切削速度計(jì)算公式 壽命選 T 60min vcxympkTaf 式中 189 0 5 2 0 vvvcxy 2 v見 表 1 8 即 所以 4 4897vmskkrbk 0 2 150 35 14 min49 in6c 4 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 9 i i3cswvnrrd 51 6cv 切 削 速 度 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 19 wd 曲 軸 直 徑 按 3 表 3 1 22 可得 與 相近的轉(zhuǎn)速為 540r min 則實(shí)際速51 6 minr 度 03 490157 6 indnV 5 計(jì)算切削工時(shí) 按 3 表 2 5 3 取 被切削層長度 由毛坯尺寸可知 L 12mml 刀具切入長度 L 1 tg 2 3 park 主偏角 0 L1 2mmrk 刀具切出長度 取2l0m 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 t 12312in0 13mi54 mwllinf 工序 9 精車左端軸徑 95 mm0 53 機(jī)床 CW6180B 臥式車床 刀具 YG6 1 被吃刀量 0 6mm pa 2 進(jìn)給量 f 根據(jù) 3 表 2 4 4 預(yù)估切削速度 1 33 取 CV 0 2 fmr 3 切削速度 按 2 表 1 27 切削速度計(jì)算公式 壽命選 T 60min vcxympkTaf 式中 189 0 5 2 0 vvvcxy 2 v見 表 1 8 即 所以 4 4897vmskkrbk 0 2 150 35 14 min49 in6c 4 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 9 i i5cswvnrrd 0 8cv 切 削 速 度wd曲 軸 直 徑 按 3 表 3 1 22 可得 與 相近的轉(zhuǎn)速為 540r min 則實(shí)際速度0 8 minr 3149516 inwdnV 5 計(jì)算切削工時(shí) 按 3 表 2 5 3 取被切削層長度 由毛坯尺寸可知l 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 20 L 85mm 刀具切入長度 L 1 tg 2 3 lpark 主偏角 0 L1 2mmrk 刀具切出長度 取2l0m 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 t123852min0 81i4 mwllinf 工序 10 精銑底面 60mm 115mm 機(jī)床 X62W 銑床 刀具 硬質(zhì)合金端銑刀 YG6 齒數(shù)dw320 12 Z 1 銑削深度 pam5 1 2 每齒進(jìn)給量 根據(jù) 3 表 2 4 73 取f maf 5 3 銑削速度 參照 3 表 2 4 81 取VsV 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 取n03 6029 in14wrd min 235r 切 削 速 度wd曲 軸 直 徑 實(shí)際銑削速度 V 3 142053 94 06wdns 4 給量 f mZaff 5 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 m insff 5 刀具切入長度 精銑時(shí) 1lDl3201 由工序 3 可知 8 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt128301 2min6jmltf 工序 11 鉆 攻 4 M20 螺紋 1 鉆孔 機(jī)床 組合鉆床 刀具 麻花鉆 1 進(jìn)給量 根據(jù) 3 表 2 4 39 其取值范圍為 取f 0 23 5 fmr 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 21 rmf 25 0 2 切削速度 參照 3 表 2 4 41 取VsmV 43 0 3 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 取n165 in 18Wrd 50 inr V 切 削 速 度wd鉆 頭 直 徑 實(shí)際切削速度 3 14850 47 06WdnVms 4 被切削層長度 l28m 刀具切入長度 1 1 2 106 2rDctgkctg 刀具切出長度 2l0 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt1286 0 27min5jlfn 2 攻 4 M20 螺紋絲 機(jī)床 組合攻絲機(jī) 刀具 釩鋼機(jī)動(dòng)絲錐 1 進(jìn)給量 由于其螺距 因此進(jìn)給量f2pm 2 fmr 2 切削速度 參照 3 表 2 4 105 取V0 6 15 inVs 3 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 取n101548i3 Wd 30 ir 切 削 速 度wd絲 錐 的 直 徑 絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速 取0n30 minnr 實(shí)際切削速度 V 1423018 4 minWd 4 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt 被切削層長度 l24 刀具切入長度 1 3 26f 刀具切出長度 2l0 走刀次數(shù)為 1 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 22 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt121220460 1min32jllfnf 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt12 7minjjt 工序 12 銑鍵槽 24mm 110mm 機(jī)床 X52k 刀具 高速鋼鑲齒三面刃槽銑刀 齒數(shù) L 205wd 12Z 1 銑削深度 pa5 2 每齒進(jìn)給量 根據(jù) 3 表 2 4 76 取f 0 fam 3 銑削速度 參照 3 表 2 4 86 取 V4Vs 4 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n10 61 in3125Wrd 取 mi 75r V 切 削 速 度 實(shí)際銑削速度 3 142570 49 06WdnVms 5 給量 fZaff 5 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 m in13 sff 6 刀具切入長度 精銑時(shí) 1l 1 37 25 0 75eeDm 被切削層長度 l0 刀具切出長度 2 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt123 750 4in6jmlf 工序 13 銑右端軸徑 93mm 的槽 44 mm0 52 機(jī)床 X52k 刀具 高速鋼鑲齒三面刃槽銑刀 齒數(shù) L 20wd 20Z 1 銑削深度 pa1m 2 每齒進(jìn)給量 根據(jù) 3 表 2 4 76 取f 1 fam 3 銑削速度 參照 3 表 2 4 86 取 V3Vs 4 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n00 628 7 in4wrd 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 23 取 min 537rn 實(shí)際銑削速度 V 3 14207 539 06wdms 5 給量 fZnaff 工作臺(tái)每分進(jìn)給量 mf in sVf 6 刀具切入長度 精銑時(shí) 1l 1 32 01 249 5eelDm 被切削層長度 l 刀具切出長度 2 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt12049 530 in6jmlf 工序 14 粗鏜 精鏜右端 30mm 孔 機(jī)床 組合鏜床 刀具 高速鋼刀具 VCWr418 1 粗鏜 孔0 3 切削深度 pam2 進(jìn)給量 根據(jù) 3 表 2 4 66 刀桿伸出長度取 切削深度為f m20 因此確定進(jìn)給量m2rf 3 0 切削速度 參照 3 表 2 4 66 取V in 15 sV 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n764291 0rd 取 i 20r wd 鏜 刀 的 直 徑 實(shí)際切削速度 V 3 14290 3 06wdnms 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 mf in f 被切削層長度 l75 刀具切入長度 1 tgtgkarp 4 5230 2 刀具切出長度 取2l53ml2 行程次數(shù) i 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 24 機(jī)動(dòng)時(shí)間 1jt min4 160 5721 mjfl 2 粗鏜 孔0 84 3 機(jī)床 組合鏜床 刀具 高速鋼刀具 VCWr418 切削深度 pa 進(jìn)給量 根據(jù)切削深度 再參照 3 表 2 4 66 因此確定進(jìn)給f map 量 r 2 0 切削速度 參照 3 表 2 4 66 取Vmin 18 3 0sV 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n19 4wrd 取 mi 250r 鏜 刀 的 直 徑 實(shí)際切削速度 V 3 1025 39 06wnms 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量 mf in f 被切削層長度 l75 刀具切入長度 1 tgtgkarp 7 3201 3 2 刀具切出長度 取2l5 ml2 行程次數(shù) i 機(jī)動(dòng)時(shí)間 1jt12273 1 63in0jmlf 本工序的機(jī)動(dòng)時(shí)間 12 4jjtt 工序 15 鉆拐徑 95 mm 兩斜油孔 8mm 0 3671 機(jī)床 組合鉆床 刀具 麻花鉆 擴(kuò)孔鉆 1 鉆拐徑上端 孔m 機(jī)床 組合鉆床 刀具 麻花鉆 擴(kuò)孔鉆 切削深度 pa5 3 進(jìn)給量 根據(jù) 3 表 2 4 39 取f rmf 25 0 切削速度 參照 3 表 2 4 41 取VsV38 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 25 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n100 38617 min4wVrd 取 mi 10r 鉆 頭 直 徑 實(shí)際切削速度 3 170 06wns 被切削層長度 l 176 刀具切入長度 mctgctgkDr 2 102 2 刀具切出長度 取2lm4l3 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt 12076 10 9in5jlfn 2 擴(kuò)拐徑上端 孔8 機(jī)床 臥式鉆床 刀具 麻花鉆 擴(kuò)孔鉆 切削深度 pam5 0 進(jìn)給量 根據(jù) 3 表 2 4 52 取f rmf 5 0 切削速度 參照 3 表 2 4 53 取VsV4 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n1 61 in38wd 取 mi 10r 鉆 頭 直 徑 實(shí)際切削速度 V 140 46 0wnms 被切削層長度 l 76 刀具切入長度 1 ctgctgkdDr 28 102 1 20 刀具切出長度 取2lm4 ml3 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt in 015 0287621 fnlj 加工加油孔機(jī)動(dòng)時(shí)間 2jt i2 169 3 jjt 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 26 工序 16 鉆曲拐左側(cè)孔 1 鉆曲拐左側(cè)下偏 30 的 孔 m7 切削深度 pa5 3 進(jìn)給量 根據(jù) 3 表 2 4 39 取f rf 25 0 切削速度 參照 3 表 2 4 41 取VsmV38 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n in 1074 610d 取 mi 10r w 鉆 頭 直 徑 實(shí)際切削速度 V smn 40 6107 30 被切削層長度 l56 刀具切入長度 1 ctgctgkDr 2 12 2 刀具切出長度 取2lm4 l3 走刀次數(shù)為 1 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt 12056 27min 1jlfn 2 擴(kuò)曲拐左側(cè)下偏 30 的 孔 8 切削深度 pam5 0 進(jìn)給量 根據(jù) 3 表 2 4 52 取f rf 5 0 切削速度 參照 3 表 2 4 53 取VsmV4 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 n1 61 in38wd 取 mi 10r 鉆 頭 直 徑 實(shí)際切削速度 V smn 46 0104 0 被切削層長度 l56 刀具切入長度 1 ctgctgkdDr 28 102 20 刀具切出長度 取2lm4 ml3 走刀次數(shù)為 1 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 27 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt 1256 830 14min0jlfn 加工加油孔機(jī)動(dòng)時(shí)間 2jt 276 39ijjt 工序 17 粗磨左端軸徑 95 mm0 53 機(jī)床 M1450A 磨床 1 砂輪的直徑與寬度 砂輪的直徑與寬度 根據(jù) 3 表 3 1 45 砂輪的直徑 D 500mm 砂輪的寬度取 B 75 mm 2 工件回轉(zhuǎn)速度與轉(zhuǎn)數(shù) 根據(jù) 3 表 2 4 148 查得 0 233 0 476 取 0 350 WV msWV s2 5 nrs 3 軸向進(jìn)給量 根據(jù) 3 表 2 4 148 查得af 0 5 0 8 B 取 45BaBf r 4 徑向切入進(jìn)給量 根據(jù) 3 表 2 4 1480 rf 預(yù)估 0 350mm 可查得 0 0176 0 0110 取 0 150WVrf mrf mr 5 每分種金屬磨除量 Z 可用公式計(jì)算 Z 1000 mmWVafr3 in 10 5 1426 5 3 in 6 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt 被磨削層長度 l8m 單面余量 bZ 4 局部修磨的系數(shù) k 根據(jù) 3 表 2 5 11 1 k 機(jī)動(dòng)時(shí)間 jt 850 43 69minbjarLtnf 工序 18 磨左端軸徑 90 mm0 257 機(jī)床 M1450A 磨床 1 砂輪的直徑與寬度 砂輪的直徑與寬度 根據(jù) 3 表 3 1 45 砂輪的直徑 D 500mm 砂輪的寬度取 B 75 mm 2 工件回轉(zhuǎn)速度與轉(zhuǎn)數(shù) 根據(jù) 3 表 2 4 148 查得 0 233 0 476 取WV ms 0 350 WV ms2 5 nrs 3 軸向進(jìn)給量 根據(jù) 3 表 2 4 148 查得 0 5 0 8 B 取 45af aBfaBf r 4 徑向切入進(jìn)給量 根據(jù) 3 表 2 4 1480 預(yù)估r 0 350mm 可查得 0 0176 0 0110 取 0 150f