槽輪機構CAD-CAM的設計【三維CREO】【含CAD圖紙】

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CAD的智能化技術機械產(chǎn)品設計不但涉及到一系列的計算公式、眾多的設計標準和規(guī)范以及制圖技術，而且還要用到許多非數(shù)值的經(jīng)驗性知識，如開始的概念設計和產(chǎn)品的初步設計則要求設計專家憑借知識和經(jīng)驗來思考、推理和判斷;而設計過程是一個從設計、評價、再設計直到產(chǎn)生最優(yōu)設計結果的反復過程，這就更需要設計專家具有一定的知識和經(jīng)驗，也促進了專家系統(tǒng)和CAD的結合。概念設計(即方案設計)是整個設計過程中最重要的一個階段，這一階段是設計創(chuàng)造性最為集中的部分，這一部分與問題的表達和理解的正確與否，所提方案的優(yōu)劣以及評價和決策的適當與否等有關，它決定了最終設計的特色、水平和效益。智能 化 是 機 械 CAD中極具有前途的研究領域。目前，機械CAD的智能化正朝向專家系統(tǒng)、數(shù)值計算、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和圖形系統(tǒng)的集成程序設計環(huán)境方向發(fā)展。3. CAD的參數(shù)化技術參數(shù)化技術是指設計對象的結構形狀比較定型，可以用一組參數(shù)來約定尺寸的關系。參數(shù)與設計對象的控制尺寸有顯然的對應，設計結果的修改受到尺寸驅動，所以也稱為參數(shù)化尺寸驅動，參數(shù)化設計技術以其強有力的草圖設計、尺寸驅動修改圖形的功能，成為初始設計、產(chǎn)品建模及修改系列化設計、多方案比較和動態(tài)設計的有效手段。近幾年參數(shù)化技術己有不少種方法，如變動幾何法、幾何推理法及參數(shù)化操作法等。變動幾何法將幾何約束轉變?yōu)橐幌盗幸蕴卣鼽c為變元的非線性方程組，通過數(shù)值法解非線性方程組確定出幾何細節(jié)，該方法必須用戶輸入充分且一致的幾何約束才能求出約束方程的解，對不一致的約束模型則以進行有效的判別與處理，也難以有效地將局部變動限制在局部范圍內求解:幾何推理法是建立在專家系統(tǒng)的基礎上，采用謂詞表示幾何約束，通過推理機導出幾何細節(jié)，這種方法可以檢查約束模型的有效性，并具有局部修改功能，但存在著推理速度慢、系統(tǒng)龐大等問題;參數(shù)化操作法采用參數(shù)化操作表示與處理幾何約束，并通過與參數(shù)化操作對應的幾何計算程序逐步確定出精確幾何模型，此法簡單、實用，但難以表示與處理復雜的幾何約束。 技術發(fā)展很快，一旦工程設計能以參數(shù)化方式進行，設計人員就可以不再關心設計的具體過程，從而集中主要精力去創(chuàng)意，同時計算機與具體設計的信息交換也變得更加簡化，電腦得以在更高層次上模擬人腦工作。廣義參數(shù)化是對事物的本質性認識，而通常人們所說的參數(shù)化技術實際上是一種約束模型，這種模型包括圖形的幾何約束和拓撲關系約束。實現(xiàn)這些約束可通過解約束方程組或通過幾何推理，當前大多數(shù)參數(shù)化設計系統(tǒng)并沒有很好地解決這一問題，對復雜的圖形便無法正確完成尺寸驅動。欲解決該問題，宜進一步從兩個方面來研究?？梢园言O計對象分解為一些簡單實體，這些實體具有三種基本信息，即形狀信息、定位信息和屬性信息，而所有這些基本信息都可由數(shù)學定義的變量表示，賦予這些變量一定的工程意義或工藝意義，即形成設計參數(shù)，通過改變這些參數(shù)，便得到不同的設計結果;也可以考慮把面向對象的思想與參數(shù)化技術中的約束模型的建立及推理求解結合起來，克服一般尺寸驅動系統(tǒng)的不足，從而能夠準確和完整地描述復雜圖形的幾何信息，快速完成推理求解。機械 CAD技術已經(jīng)向智能化、參數(shù)化及基于特征的產(chǎn)品信息建模方向發(fā)展，而且這幾個研究領域和研究內容之間的界限已不再分明，而是相互融合、相互促進、協(xié)調發(fā)展。CAD技術作為多學科高度集合的一門新技術，推動了工業(yè)設計中腦力勞動的技術革命，CAD/CAM的一體化則能夠更有效地控制、管理復雜的現(xiàn)代化生產(chǎn)作業(yè)，提高產(chǎn)品的競爭能力，使生產(chǎn)技術得到巨大發(fā)展。第三節(jié)智能CAD 概述由于傳統(tǒng)的CAD系統(tǒng)存在一些缺陷，如計算機不能識別在設計中的變化、不能處理模糊知識或不充分描述的設計問題、缺乏宏觀知識結構分析等，使用戶在使用系統(tǒng)時，需具有較高的專業(yè)知識和較豐富的實踐經(jīng)驗，為此人們提出了智能CAD系統(tǒng)問題。智能CAD就是把人工智能的思想、方法和技術引入傳統(tǒng)的CAD系統(tǒng)中，分析歸納設計知識，模擬人腦推理分析，提出設計方案，從而提高設計水平，縮短周期，降低成本。以知識和知識工程為基礎的專家系統(tǒng)的出現(xiàn)給CAD研究帶來了新的啟發(fā)，并且取得了顯著的成績。CAD專家系統(tǒng)具有一定的智能能力，能提出和選擇設計方法策略，使計算機能支持設計過程的各個階段，它是一個能對一些重要問題提供具有專家水平的解。第二章 槽輪機構的設計與分析第一節(jié)槽輪機構的工作原理一 槽輪機構的工作原理槽輪機構 ，又叫馬爾他機構或日內瓦機構，由具有徑向槽的槽輪1和具有撥銷2的撥桿3組成，其工作原理如圖2-1所示。圖2-1 槽輪機構工作原理簡圖當撥桿轉過一定的角度，撥動槽輪轉過一個分度角，由圖(a)所示的位置轉到圖(b)所示的位置時，撥銷退出輪槽，此后，撥桿空轉，直至撥銷進入槽輪的下一個槽內，才又重復上述的循環(huán)。這樣，撥桿(主動件)的等速(或變速)連續(xù)(或周期)運動，就轉換為槽輪(從動件)時轉時停的間歇運動。槽輪機構常采用鎖緊弧定位，即利用撥桿上的外凸圓弧一鎖緊弧A與槽輪上的內凹圓弧一定位弧B的接觸鎖住槽輪。圖(a)所示為撥銷開始進入輪槽時的位置關系，這時外凸圓弧面的端點F點離開凹面中點，槽輪開始轉動。圖(b)所示為撥銷剛要離開輪槽時的位置關系，這時外凸圓弧面的另一端點E剛好轉到內凹圓弧面的中點，撥桿繼續(xù)轉動，E點越過凹面中點，槽輪被鎖住。圖(c)為撥銷退出輪槽以后的情況，這時，外凸圓弧面與內凹圓弧面密切接觸，槽輪被鎖住而不能向任何方向轉動.由上述工作過程的要求，撥桿上的外凸圓弧缺口應對稱于撥桿軸線。二.外槽輪機構角速度和角加速度的分析假設槽輪機構在工作的某一狀態(tài)時的工作簡圖如圖2-2的(a)所示，其對應的狀態(tài)矢量圖如2-2的(b)所示，0，為槽輪中心，飛為拔盤中心，E為槽輪開始進入運動時的圓銷中心的位置，E為槽輪在運動中的任一位置。設槽輪槽數(shù)為Z槽輪的角速度為m1，角加速度為a,，拔盤的轉速為。在圖2-2 (b)中，角(p, 0, (p1, 01滿足:圖2-2槽輪機構工作簡圖以及矢量分析圖其中:+1= /Z ,1=Wt, = /2 一/Z-Wto設O1O2:長度為L3，O1E長度為L1，O2E長度為L2.令“= L2/ L3 (2-2)所以有關系式1= /2 - arctg L2 sin()/ L3 - L2cos() (2-3)(2-2) 式與(2-3)相結合,得到對于不同的Z值的槽輪的角速度和角加速度同時間的關系圖，分別如圖2-3的(a), (b)所示:圖2-3槽輪的角速度曲線圖(a)和角加速度曲線圖(b)三.內槽輪機構的角速度和角加速度規(guī)律如圖1-2所示，同外槽輪機構類似的推導，由槽輪、拔盤和中心距之間的幾何關系，可得到內槽輪機構的角位置、角速度與角加速度公式分別為:=arctgsin/(1+cos) W2= W1(cos+ )/(1+2+2cos) 2= W2 1(2-1) sin/ (1+2+2cos)2 式中 一槽輪轉過的角度為轉盤轉過的角度=R 1/ C - sin ( /Z)C一 槽輪的中心距 W1轉盤的角速度W2槽輪的角速度W3槽輪的角加速度角的變化區(qū)間為:-a a，當拔銷中心處于O1O2的延長線位置時，=00當角與W1轉向一致時為正，反之角為負。由上式可知，W2和2的變化取決于槽數(shù)z。圖(2-4)所示為內槽輪機構不同槽數(shù)z時的2變化曲線。圖中縱橫坐標的含義與圖2-3)相同。 圖2一4 不同槽數(shù)時內槽輪機構的角加速度曲線圖由上式知，內槽輪機構的最大角速度出現(xiàn)在=00位置;由上式知，內槽輪機構的最大角加速度出現(xiàn)在撥銷進入與脫離輪槽的瞬間。四.主要幾何尺寸的設計圖 2-5為槽輪機構主要尺寸關系圖。圖中O1為拔盤中心，O2為槽輪中心，L1為撥銷的軌跡半徑;L2為槽輪半徑;L3為中心距，h為槽輪槽深,rb為撥銷半徑,為間隙。設拔盤軸的直徑為d.圖2-5 槽輪機構主要幾何尺寸關系圖為避免槽輪在起動和停歇時發(fā)生剛性沖擊，圓銷開始進入和離開輪槽時，輪槽的中心線應和圓銷中心的運動圓周相切，從而決定了槽輪機構主要尺寸之間的關系，即有:= L1/L3 =sin /Z1= L2/L3 =cos /Z由圖2-5可得下列關系式:L1= L3 sin0 = L3 sin /ZL2= L3 cos0 = L3 cos /ZH1 = L1 + L2 - L3H = H1 +rb+r2(L3 - L2)= 2L3(1- cos /Z)一般的取值范圍為3-6mm, 當槽輪槽數(shù)z較大時，上述比值較小，故為獲得一定的d而又不致使瑪過分增大，一般將撥盤做成懸臂式。五.本設計的主要幾何尺寸的設計本設計以槽數(shù)4 、銷輪和槽輪中心距33 mm、銷軸半徑2 mm、銑刀半徑2mm 為例，設計槽槽輪機構,由上述關系式,可知:= L1/L3 =sin /Z=0.7071= L2/L3 =cos /Z=0.707由圖2-5可得下列關系式:L1= L3 sin0 = L3 sin /Z=23.33mmL2= L3 cos0 = L3 cos /Z=23.33mmH1 = L1 + L2 - L3 =13.66 mmH = H1 +rb+=13.66+2+3=18.66 mmr2(L3 - L2)= 2L3(1- cos /Z)=19.34如下圖所示:第三章 數(shù)控加工技術概述一. 數(shù)控加工技術的發(fā)展數(shù)控加工的發(fā)展趨勢是高速和精密，另一個發(fā)展趨勢是完整加工，即在一臺機床上完成復雜零件的全部加工工序。數(shù)控加工中的程序編制也隨著數(shù)控機床的更新而改變。50年代，MIT設計了一種專門用于機械零件數(shù)控加工程序編制的語言，稱為APT（Automatically Programmed Tool）。其后，APT幾經(jīng)發(fā)展，形成了諸如APTII、APTIII（立體切削用）、APT（算法改進，增加多坐標曲面加工編程功能）、APTAC（Advanced contouring）(增加切削數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng))和APT/SS（Sculptured Surface）(增加雕塑曲面加工編程功能)等先進版。 采用APT語言編制數(shù)控程序具有程序簡練，走刀控制靈活等優(yōu)點，使數(shù)控加工編程從面向機床指令的“匯編語言”級，上升到面向幾何元素.APT仍有許多不便之處：采用語言定義零件幾何形狀，難以描述復雜的幾何形狀，缺乏幾何直觀性；缺少對零件形狀、刀具運動軌跡的直觀圖形顯示和刀具軌跡的驗證手段；難以和CAD數(shù)據(jù)庫和CAPP系統(tǒng)有效連接；不容易作到高度的自動化，集成化。針對APT語言的缺點，1978年，法國達索飛機公司開始開發(fā)集三維設計、分析、NC加工一體化的系統(tǒng)，稱為CATIA。隨后很快出現(xiàn)了像EUCLID，UGII，INTERGRAPH，Master C A M， Pro/Engineering及NPU/GNCP等系統(tǒng)，這些系統(tǒng)都有效的解決了幾何造型、零件幾何形狀的顯示，交互設計、修改及刀具軌跡生成，走刀過程的仿真顯示、驗證等問題，推動了CAD和CAM向一體化方向發(fā)展。到了80年代，在CAD/CAM一體化概念的基礎上，逐步形成了計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）及并行工程（CE）的概念。目前，為了適應CIMS及CE發(fā)展的需要，數(shù)控編程系統(tǒng)正向集成化，網(wǎng)絡化和智能化方向發(fā)展。二. 數(shù)控加工工藝的特點數(shù)控加工工藝具有以下特點：(1) 數(shù)控機床加工精度高。一般只需一次加工即能達到加工部位的精度，而不需分粗加工、精加工。(2) 在數(shù)控機床上工件一次裝夾，可以進行多個部位的加工，有時甚至可完成工件的全部加工內容。(3) 由于刀具庫或刀架上裝有幾把甚至更多的備用刀具，因此，在數(shù)控機床上加工工件時刀具的配置、安裝與使用不需要中斷加工過程，使加工過程連續(xù)。(4) 根據(jù)數(shù)控機床加工時工件裝夾特點與刀具配置、使用的特點區(qū)別于普通機床加工時的情況，工件的各部位的數(shù)控加工順序可能與普通、機床上加工工件的順序也有很大的區(qū)別。此外根據(jù)數(shù)控機床高速、高效、高精度、高自動化等特點，數(shù)控加工還具有以下工藝特點：1) 切削量用比普通機床大。2) 工序相對集中。3) 較多地使用自動換刀(ATC)。4) 首件需試切削。5) 工藝內容更具體更詳細，工藝要求更嚴密更精確。高效率、高精度加工是數(shù)控機床加工最主要特點之一。利用數(shù)控機床加工，其產(chǎn)品加工的質量一致性好，加工精度和效率均比普通機床高出很多，尤其是在輪廓不規(guī)則、復雜空間曲面、 多工藝復合化加工和高精度要求的產(chǎn)品加工時，其優(yōu)點是傳統(tǒng)機床所無法比擬的。數(shù)控加工另一個特點是產(chǎn)品裝夾定位靈活，同一產(chǎn)品零件可能有多種加工方案。然而正是其靈活性和高精度要求對其高效應用帶來了的局限性，如存在數(shù)控程序的編制、刀具工裝夾具的準備周期長等不利因素。數(shù)控工藝的合理性與高質量數(shù)控程序的快速編制是限制數(shù)控加工的瓶頸問題之一。數(shù)控加工的成本相對較高也是制約其廣泛應用的一個因素。數(shù)控加工對技術人員的水平要求相當高，數(shù)控工藝和程序的質量是保證產(chǎn)品加工質量合格最主要和最關鍵的因素。數(shù)控加工時，產(chǎn)品的質量完全靠數(shù)控工藝和數(shù)控程序來保證。產(chǎn)品加工的具體細節(jié)在進行工藝設計和程序編制時必須全面考慮，只有設計正確才能保證產(chǎn)品加工的質量要求。在數(shù)控加工朝高速、超高速和復合化加工方向發(fā)展的趨勢下，對技術人員就提出了更高的要求。三. 數(shù)控機床與普通機床相比具有的優(yōu)越性普通機床加工時，其加工成本相對較低，工序較長，且工步中很多具體細節(jié)由技術工人來完成，對技術工人的水平要求相對較高。數(shù)控機床加工工藝相比較普通機床加工工藝的優(yōu)越性有以下幾點：(1) 數(shù)控加工工藝的“內容十分具體、工藝設計工作相當嚴密”。數(shù)控機床加工工藝與普通機床加工工藝相比較，由于采用數(shù)控機床加工具有加工工序少，所需專用工裝數(shù)量少等特點，克服了普通傳動工藝方法的弱點，一般說來，數(shù)控加工的工序內容要比普通機床加工的工序內容復雜。從編程來看，加工程序的編制要比普通機床編制工藝規(guī)程復雜。(2) 數(shù)控加工的工藝“復合性”。采用數(shù)控加工后，工件在一次裝夾下能完成鏜、銑、鉸、攻絲等多種加工，因此，數(shù)控加工工藝具有復合性特點，也可以說數(shù)控加工工藝的工序把傳統(tǒng)工藝中的工序“集成”了，這使得零件加工所需的專用夾具數(shù)量大為減少，零件裝夾次數(shù)及周轉時間也大大減少了，從而使零件的加工精度和生產(chǎn)效率有了較大的提高。數(shù)控加工工藝設計是對工件進行數(shù)控加工的前期工藝準備工作，無論是手工編程還是自動編程，這項工作必須在程序編制工作以前完成。為了優(yōu)化數(shù)控程序設計、提高編程效率、合理使用數(shù)控機床，我們有必要對數(shù)控加工工藝設計等技術問題加以分析、研究，以做好數(shù)控機床加工前的技術準備工作。數(shù)控加工取代傳統(tǒng)加工占據(jù)生產(chǎn)制造的主導地位已成為一種趨勢，但由于歷史的原因，傳統(tǒng)的加工設備與先進的數(shù)控機床并存，是目前乃至今后很長一段時期內大多數(shù)制造企業(yè)的設備現(xiàn)狀。如何從工藝的角度根據(jù)各企業(yè)的設備現(xiàn)狀、產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模、零件結構形式與加工精度要求等方面來合理地進行產(chǎn)品工藝方案設計，充分發(fā)揮企業(yè)現(xiàn)有數(shù)控設備與傳統(tǒng)設備的加工效率，使企業(yè)設備資源與人力資源得到充分利用，需要從多個方面來探討。數(shù)控工藝與普通工藝結合的好壞直接影響到數(shù)控機床與普通機床加工效率的發(fā)揮，進而影響到生產(chǎn)計劃任務的完成。提高產(chǎn)品機械加工工藝與數(shù)控程序的編制質量，是早日實現(xiàn)制造業(yè)產(chǎn)品的高精度、高效率、高質量加工必需解決的問題之一。因此，尋求傳統(tǒng)加工工藝與數(shù)控加工工藝的合理銜接途徑與措施，對于提高企業(yè)的經(jīng)濟效益是非常有意義的。數(shù)控工藝與普通工藝結合的途徑和措施，具體可從以下幾個方面來實施： (1) 產(chǎn)品的設計狀態(tài)與生產(chǎn)批量。(2) 粗精加工與加工精度的結合。(3) 精密設備與一般設備的結合。(4) 加工工種之間的結合。(5) 技術交流和技術創(chuàng)新相結合。第四章 槽輪和撥盤的工藝規(guī)程設計一. 機械加工工藝規(guī)程的作用工藝規(guī)程的作用在于：（1）它是組織生產(chǎn)和計劃管理的重要資料，生產(chǎn)安排和調度、規(guī)定工序要和質量檢查等都以工藝規(guī)程為依據(jù)。制定和不斷完善工藝規(guī)程，有利于穩(wěn)定生產(chǎn)秩序，保證產(chǎn)品質量和提高生產(chǎn)率，并充分發(fā)揮設備能力。一切生產(chǎn)人員都應嚴格執(zhí)行和貫徹，不應任意違反或更改工藝規(guī)程的內容。（2）是新產(chǎn)品投產(chǎn)前進行生產(chǎn)準備和技術準備的依據(jù)，例如刀、夾、量具的設計、制造或采購，原材料、半成品及外購件的供應及設備、人員的配備等。（3）在新建和擴建工廠或車間時必需有產(chǎn)品的全套工藝規(guī)程作為決定設備、人員、車間面積和投資預算等的原始資料。（4）行之有效的先進工藝規(guī)程還起著交流和推廣先進經(jīng)驗的作用，有利于其他工廠縮短試制過程，提高工藝水平。二. 機械加工工藝規(guī)程的制定程序制定機械加工工藝規(guī)程的原始資料主要是產(chǎn)品圖紙，生產(chǎn)綱領，現(xiàn)場加工設備及生產(chǎn)條件等，有了這些原始資料并由生產(chǎn)綱領確定了生產(chǎn)類型和生產(chǎn)組織形式之后，即可著手機械加工工藝規(guī)程的制定，其內容和順序如下:1.分析被加工零件；2.選擇毛坯；3.設計工藝過程:包括劃分工藝過程的組成、選擇定位基準、選擇零件表面的加工方法、安排加工順序和組合工序等。4.工序設計:包括選擇機床和工藝裝備、確定加工余量、計算工序尺寸及其公差、確定切削用量及計算工時定額等；5.編制工藝文件。三. 毛坯的選擇在制訂零件機械加工工藝規(guī)程之前,還要對零件加工前的毛坯種類及其不同的制造方法進行選擇。由于零件機械加工的工序數(shù)量、材料消耗、加工勞動量等都在很大程度上與毛坯的選擇有關，故正確選擇毛坯具有重大的技術經(jīng)濟意義。選擇毛坯應該考慮生產(chǎn)規(guī)模的大小，它在很大程度上決定采用某種毛坯制造方法的經(jīng)濟性。如生產(chǎn)規(guī)模較大，便可采用高精度和高生產(chǎn)率的毛坯制造方法，這樣，雖然一次投資較高，但均分到每個毛坯上的成本就較少。而且，由于精度較高的毛坯制造方法的生產(chǎn)率一般也較高，既節(jié)約原材料又可明顯減少機械加工勞動量，再者，毛坯精度高還可簡化工藝和工藝裝備，降低產(chǎn)品的總成本。選擇毛坯應該考慮工件結構形狀和尺寸大小。例如，形狀復雜和薄壁的毛坯，一般不能采用金屬型鑄造；尺寸較大的毛坯，往往不能采用模鍛、壓鑄和精鑄。再如，某些外形較特殊的小零件，由于機械加工很困難，則往往采用較精密的毛坯制造方法，如壓鑄、熔模鑄造等，以最大限度地減少機械加工量。選擇毛坯應考慮零件的機械性能的要求。相同的材料采用不同的毛坯制造方法，其機械性能往往不同。例如，金屬型澆鑄的毛坯，其強度高于用砂型澆鑄的毛坯，離心澆鑄和壓力澆鑄的毛坯，其強度又高于金屬型澆鑄的毛坯。強度要求高的零件多采用鍛件，有時也可采用球墨鑄鐵件。選擇毛坯，應從本廠的現(xiàn)有設備和技術水平出發(fā)考慮可能性和經(jīng)濟性。還應考慮利用新工藝、新技術和新材料的可能性，如精鑄、精鍛、冷軋、冷擠壓、粉末冶金和工程塑料等。用這些毛坯制造方法后，可大大減少機械加工量，有時甚至可不再進行機械加工，其經(jīng)濟效果非常顯著。四. 定位基準的選擇正確地選擇定位基準是設計工藝過程的一項重要內容，也是保證零件加工精度的關鍵。定位基準分為精基準、粗基準和輔助基準。在最初加工工序中，只能用毛坯上未經(jīng)加工 的表面作為定位基準(粗基準)。在后續(xù)工序中，則使用已加工表面作為定位基準(精基準)。 在制定工藝規(guī)程時，總是先考慮選擇怎樣的精基準以保證達到精度要求并把各個表面加工出來，然后再考慮選擇合適的粗基準把精基準面加工出來。另外，為了使工件便于裝夾和易于獲得所需加工精度，可在工件上某部位作一輔助基準，用以定位。應從零件的整個加工工藝過程的全局出發(fā)，在分析零件的結構特點、設計基準和技術要求的基礎上，根據(jù)粗、精基準的選擇原則，合理選擇定位基準。（1）精基準的選擇 “基準重合”原則應盡量選用被加工表面的設計基準作為精基準，即“基準重合”的原則。這樣可以避免因基準不重合而引起的誤差。“基準統(tǒng)一”原則應選擇多個表面加工時都能使用的定位基準作為精基準，即“基準統(tǒng)一”的原則。這樣便于保證各加工表面間的相互位置精度，避免基準變換所產(chǎn)生的誤差，并簡化夾具的設計制造工作。“互為基準”原則 當兩個表面的相互位置精度及其自身的尺寸與形狀精度都要求很高時，可采用這兩個表面互為基準，反復多次進行精加工。 “自為基準”原則 在某些要求加工余量盡量小而均勻的精加工工序中，應盡量選擇加工表面本身作為定位基準。 此外，精基準的選擇還應便于工件的裝夾與加工，減少工件變形及簡化夾具結構。需要指出的是，上述四條選擇精基準的原則，有時是相互矛盾的。例如，保證了基準統(tǒng)一就不一定符合基準重合等等。在使用這些原則時，要具體情況具體分析，以保證主要技術要求為出發(fā)點，合理選用這些原則。 （2） 粗基準的選擇 若工件必須首先保證某重要表面的加工余量均勻，則應選該表面為粗基準。 在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，若零件上每個表面都要加工，則應以加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可使這個表面在加工中不致因加工余量不足，造成加工后仍留有部分毛面，致使工件報廢。在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的情況下，若零件有的表面不需要加工時，則應以不加工表面中與加工表面的位置精度要求較高的表面為粗基準。若既需保證某重要表面加工余量均勻，又要求保證不加工表面與加工表面的位置精度，則仍按本原則處理。 選作粗基準的表面，應盡可能平整和光潔，不能有飛邊、澆口、冒口及其他缺陷，以便定位準確，裝夾可靠。粗基準在同一尺寸方向上通常只允許使用一次，否則定位誤差太大。但是，當毛坯是精密鑄件或精密鍛件，毛坯質量高，而工件加工精度要求又不高時，可以重復使用某一粗基準。五. 加工順序的安排零件表面的加工方法確定之后，就要安排加工的先后順序，同時還要安排熱處理、檢驗等其他工序在工藝過程中的位置。零件加工順序安排得是否合適，對加工質量、生產(chǎn)率和經(jīng)濟性有較大的影響。（一） 加工階段的劃分零件加工時，往往不是依次加工完各個表面，而是將各表面的粗、精加工分開進行，為此，一般都將整個工藝過程劃分幾個加工階段，這就是在安排加工順序時所應遵循的工藝過程劃分階段的原則。按加工性質和作用的不同，工藝過程可劃分如下幾個階段：1. 粗加工階段這階段的主要作用是切去大部分加工余量，為半精加工提供定位基準，因此主要是提高生產(chǎn)率問題。2. 半精加工階段這階段的作用是為零件主要表面的精加工作好準備，并完成一些次要表面的加工。3. 精加工階段對于零件上精度和表面粗糙度要求（精度在IT7級或以上，表面粗糙度在Ra0.8以下）的表面，還要安排精加工階段。這階段的主要任務是提高加工表面的各項精度和降低表面粗糙度。（二） 機械加工順序的安排一個零件上往往有幾個表面需要加工，這些表面不僅本身有一定的精度要求，而且各表面間還有一定的位置要求。為了達到這些精度要求，各表面的加工順序就不能隨意安排，而必須遵循一定的原則，這就是定位基準的選擇和轉換決定著加工順序，以及前工序為后續(xù)工序準備好定位基準的原則。1. 作為精基準的表面應在工藝過程一開始就進行加工，因為后續(xù)工序中加工其他表面時要用它來定位。即“先基準后其它”。2. 在加工精基準面時，需要用粗基準定位。在單件、小批生產(chǎn)、甚至成批生產(chǎn)中，對于形狀復雜或尺寸較大的鑄件和鍛件，以及尺寸誤差較大的毛坯，在機械加工工序之前首先應安排劃線工序，以便為精基準加工提供找正基準。3. 精基準加工好以后，接著應對精度要求較高的各主要表面進行粗加工、半精加工和精加工。精度要求特別高的表面還需要進行光整加工。4. 在重要表面加工前，對精基準應進行一次休整，以利于保證重要表面的加工精度。5. 對于容易出現(xiàn)廢品的工序，精加工和光整加工可適當放在前面，某些次要小表面的加工可放在其后。六. 本零件工藝規(guī)程設計6.1槽輪的工藝規(guī)程設計. 表一槽輪的工藝過程工序號工序名稱工 序 內 容工藝裝備1下料60棒料切割機2熱處理調質熱處理3粗車車平端面, 車60外圓至52,鏜內孔單邊留1mm余量數(shù)控車床4半精車車內孔至5,車端面及臺階面達粗糙度要求, 車外圓至47.35,銳邊倒鈍，車另一端面達圖示要求數(shù)控車床5銑銑四方，保證23.33mm尺寸立銑6粗銑銑4H8尺寸，雙邊留有0.5mm余量，長度方向留有1mm余量，銑四處，注意保證重直度要求；專用銑床7精銑銑4H8處槽至圖示要求專用銑床8粗鏜粗鏜R19.38H8，留0.5mm余量，粗鏜四處，注意保證兩方向的垂直度要求鏜床9精鏜精鏜R19.38H8尺寸至圖示要求，并達精糙度要求1.6鏜床10刨刨鍵槽達圖示要求刨床11檢檢驗12入庫表二撥盤的工藝過程工序號工序名稱工 序 內 容工藝裝備1下料45圓棒料切割機2熱處理調質熱處理3粗車車平端面，車外圓至40，車內孔至5數(shù)車4半精車車端面，達粗糙度要求，車內孔至圖示要求，車外圓至38.68，車8臺階圓保證8外圓及0.67尺寸數(shù)車5車車斷，保證總長5.5mm數(shù)車6車專用夾具定位，車端面保證尺寸4.67mm，車8臺階圓保證0.67尺寸及粗糙度要求數(shù)車7粗鏜粗鏜R19.38H8，留0.5mm余量，粗鏜四處，注意保證兩方向的垂直度要求鏜床8精鏜精鏜R19.38尺寸至圖示要求，并達精糙度要求1.6鏜床9檢檢驗10入庫6.2 機械加工余量及基本工時的確定6.2.1 槽輪切削用量及基本工時的確定工序1 :下料工序2:調質熱處理工序3: 車平端面, 車外圓及內孔本工序采用計算法確定切削用量加工條件：工件材料：45#加工要求：粗車端面，粗車60外圓至52，車內孔單邊留1mm余量，表面粗糙度值R 為6.3。機床：C6201臥式車床。刀具：刀片材料為YG6，刀桿尺寸為16mmX25mm,k=90,r=15=12r=0.5mm。計算切削用量：粗車圓棒料端面確定端面最大加工余量：首次車端面，則毛坯長度方向的最大加工余量為3mm,分兩次加工,a=1.5mm計。長度加工方向取IT12級，取mm。確定進給量f:根據(jù)切削用量簡明手冊（第三版）（以下簡稱切削手冊表1.4,當?shù)稐U16mmX25mm, a=1.5mm時,以及工件直徑為60時。f=0.50.7mm/r按C6201車床說明書（見切削手冊表1.30）取f=0.5 mm/r計算切削速度: 按切削手冊表1.27,切削速度的計算公式為: V=(m/min)2.1式中, =1.58, =0.15, y=0.4,m=0.2。修正系數(shù)k見切削手冊表1.28,即k=1.44, k=0.8, k=1.04, k=0.81, k=0.97所以V =66.7(m/min)確定機床主軸轉速 n=354(r/min)按機床說明書（見工藝手冊表4.28）與354r/min相近的機床, 轉速有305r/min及370r/min?，F(xiàn)選取370r/min。如果選305m/min，則速度損失較大。 計算切削工時，按工藝手冊表6.2-1,取L=42mm, L=3mm, L=0mm, L=0mm t=0.48(min)切削深度:先60車至52進給量: 見切削手冊表1.4 V=(m/min) = =66.7(m/min)確定機床主軸轉速:n=354(r/min)按機床選取n=370 r/min。所以實際切削速度取機床導軌與床鞍之間的摩擦系數(shù)u=0.1,則切削力在縱向進給機構可承受的最大縱向力為3550N(見表1.30),故機床進給系統(tǒng)可正常工作。切削工時： t=式中： L=105mm, L=4mm, L=0所以t=工序4：半精車要求為：車內孔至5,車端面及臺階面達粗糙度要求, 車外圓至47.35,銳邊倒鈍，車另一端面達圖示要求。半精車內孔至5：取 n=305r/min 實際切削速度 V=計算切削工時： 按表6.2-1，取 L=105mm, L=3mm, L=0mmt=車端面：確定機床主軸轉速:n=355(r/min)按機床說明書（見工藝手冊表4.28）與355r/min相近的機床, 轉速有305r/min及370r/min?，F(xiàn)選取370r/min。如果選305m/min， 則速度損失較大。所以實際切削速度 V=75.4m/min 計算切削工時，按工藝手冊表6.2-1,取L=26mm, L=3mm, L=0mm, L=0mm t=0.31(min)車臺階面：取 n=370r/min 實際切削速度 V=計算切削工時： 按表6.2-1，取 L=22mm, L=3mm, L=0mm, L=0mm t=0.33(min)工序5：銑四方，保證23.33mm尺寸加工條件： 工件材料：45#加工要求：粗銑箱蓋上頂面，保證頂面尺寸23.33mm mm機床：臥式銑床X63刀具：采用高速鋼鑲齒三面刃銑刀，dw=225mm,齒數(shù)Z=20量具：卡板 計算銑削用量 已知毛坯被加工長度為8 mm，最大加工余量為Zmax=2.5mm,可一次銑削，切削深度ap=2.5mm確定進給量f：根據(jù)工藝手冊），表2.475,確定fz=0.2mm/Z切削速度：參考有關手冊，確定V=0.45m/s,即27m/min 根據(jù)表2.486,取nw=37.5r/min,故實際切削速度為：V=dwnw /1000=26.5(m/min)當nw=37.5r/min,工作臺的每分鐘進給量應為：fm=fzznz=0.22037.5=150(mm/min)切削時由于是粗銑，故整個銑刀刀盤不必銑過整個工件，則行程為l+l1+l2=8+3+2=13mm 故機動工時為： tm =13150=0.087min=5s輔助時間為： tf=0.15tm=0.1552=7.8s其他時間計算： tb+tx=6%(52+7.8)=3.6s故工序5的單件時間： tdj=tm+tf+tb+tx =52+7.8+3.58=15.4s 工序6：粗銑，銑4H8尺寸，雙邊留有0.5mm余量，長度方向留有1mm余量，銑四處，注意保證重直度要求；銑刀：選用立銑刀 d=3.5mm L=115mm 齒數(shù)Z=4切削速度：參照有關手冊，確定v=15m/min=1364.7r/min采用X63臥式銑床，根據(jù)機床使用說明書（見工藝手冊表4.2-39）取 =1400r/min故實際切削速度為：當時，工作臺的每分鐘進給量應為查機床說明書，有故直接選用該值。計算切削工時L=22mm工序7：精銑，銑4H8處槽至圖示要求銑刀：選用立銑刀 d=4mm L=115mm 齒數(shù)Z=4切削速度：參照有關手冊，確定v=15m/min=1193.7r/min采用X63臥式銑床，根據(jù)機床使用說明書（見工藝手冊表4.2-39）取 =1100r/min故實際切削速度為：當時，工作臺的每分鐘進給量應為查機床說明書，有故直接選用該值。計算切削工時L=23.33mm工序8粗鏜粗鏜R19.38H8，留0.5mm余量，粗鏜四處，粗鏜孔至R18.88mm2Z=4.5mm則Z=2.25mm查有關資料，確定金剛鏜床的切削速度為v=35m/min，f=0.8mm/min由于T740金剛鏜主軸轉數(shù)為無級調數(shù)，故以上轉數(shù)可以作為加工時使用的轉數(shù)。， ， 則：=工序9: 精鏜，精鏜R19.38H8尺寸至圖示要求，并達精糙度要求1.6，注意保證兩方向的垂直度要求。精鏜孔至R19.38mm2Z=0.4mm， Z=0.2mmf=0.1mm/rv=80m/min計算切削工時， ， 則：=工序10刨刨鍵槽達圖示要求工序11檢檢驗工序12入庫6.2.2 撥盤切削用量及基本工時的確定工序1：下料，45圓棒料工序2：調質熱處理工序3：粗車，車平端面，車外圓至40，車內孔至5數(shù)車本工序采用計算法確定切削用量加工條件：工件材料：45#加工要求：粗車端面，粗車45外圓至40，車內孔單邊留1mm余量，表面粗糙度值R 為6.3。機床：C6201臥式車床。刀具：刀片材料為YG6，刀桿尺寸為16mmX25mm,k=90,r=15=12 r=0.5mm。計算切削用量：粗車圓棒料端面確定進給量f:根據(jù)切削用量簡明手冊（第三版）（以下簡稱切削手冊表1.4,當?shù)稐U16mmX25mm, a=1.5mm時,以及工件直徑為60時。f=0.50.7mm/r按C6201車床說明書（見切削手冊表1.30）取f=0.5 mm/r計算切削速度: 按切削手冊表1.27,切削速度的計算公式為 V=(m/min)2.1式中, =1.58, =0.15, y=0.4,m=0.2。修正系數(shù)k見切削手冊表1.28,即k=1.44, k=0.8, k=1.04, k=0.81, k=0.97所以V =66.7(m/min)確定機床主軸轉速 n=472(r/min)按機床說明書（見工藝手冊表4.28）與472r/min相近的機床轉速有460r/min及480r/min。現(xiàn)選取480r/min。如果選460m/min，則速度損失較大。 計算切削工時，按工藝手冊表6.2-1,取L=22.5mm, L=3mm, L=0mm, L=0mm t=0.21(min)車外圓至40：粗車45外圓實際切削速度 V= 計算切削工時： 按表6.2-1，取 L=100mm, L=3mm, L=0mmt=工序4：半精車，車端面，達粗糙度要求，車內孔至圖示要求，車外圓至38.68，車8臺階圓，保證8外圓及0.67尺寸車內孔至圖示要求：車5內孔至6實際切削速度 V= 計算切削工時： 按表6.2-1，取 L=100mm, L=3mm, L=0mmt=工序5：車，車斷，保證總長5.5mm數(shù)車車斷.采用切槽刀，r=0.2mm 根據(jù)機械加工工藝師手冊表27-8取 f=0.25mm/rn=480r/min計算切削工時L=40mm, L=3mm, L=0mmt=工序6：車，專用夾具定位，車端面保證尺寸4.67mm，車8臺階圓保證0.67尺寸及粗糙度要求車床：C616（1） 精車端面Z=0.4mm計算切削速度：按切削手冊表1.27，切削速度的計算公式為（壽命選T=90min）式中， ， 修正系數(shù)見切削手冊表1.28所以按機床說明書（見工藝手冊表4.2-8）與1023r/min。如果選995r/min，則速度損失較大。所以實際切削速度 計算切削工時按工藝手冊表6.2-1取， ， ， 則：=車8臺階圓保證0.67尺寸及粗糙度要求：所以實際切削速度 計算切削工時按工藝手冊表6.2-1取， ， ， 則：=工序7：粗鏜，粗鏜R19.38H8，留0.5mm余量，粗鏜四處，注意保證兩方向的垂直度要求：粗鏜孔至R18.88mm2Z=4.5mm則Z=2.25mm查有關資料，確定金剛鏜床的切削速度為v=35m/min，f=0.8mm/min由于T740金剛鏜主軸轉數(shù)為無級調數(shù)，故以上轉數(shù)可以作為加工時使用的轉數(shù)。， ， 則：=工序8：，精鏜，精鏜R19.38尺寸至圖示要求，并達精糙度要求1.6精鏜孔至R19.38mm2Z=0.4mm， Z=0.2mmf=0.1mm/rv=80m/min計算切削工時， ， 則：=工序9：檢驗工序10入庫結 論為期三個月的畢業(yè)設計結束了，在本次設計中，我查了大量的資料，在網(wǎng)上也搜索了很多相關槽輪機構的內容，在我設計困難的時候，我得到了我的導師和多位院里老師的指導和幫助，同學們也給了我很大的支持，因此，我的設計與老師同學的幫助是分不開的，在這里，我對幫助過我順利完成畢業(yè)設計的老師和同學表示真摯的感謝。 我的實際題目是：槽輪機構CAD/CAM。在本次設計中，以槽數(shù)4 、銷輪和槽輪中心距33