推動架零件工藝規(guī)程及銑Φ50凸臺面夾具設(shè)計【32mm孔右端面】

壓縮包內(nèi)含有CAD圖紙和說明書,均可直接下載獲得文件，所見所得，電腦查看更方便。咨詢Q 197216396 或 11970985 可持續(xù)夾具及固定裝置的高精度安裝的方法論J. Jamshidi，P.G. maropoulos 英國巴斯大學(xué)機(jī)械工程學(xué)系摘要在夾具安裝階段，夾具組件的精確測量能力決定其精確性，尤其是對大尺寸的產(chǎn)品和應(yīng)用來說。大量定制一些在設(shè)計上有多樣性的小批量產(chǎn)品和零部件是十分重要的。產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)該與迅速轉(zhuǎn)換理念相互協(xié)調(diào)，對于敏感元器件及組件而言，以犧牲產(chǎn)品質(zhì)量來提高速度是不明智的，例如在航空航天工業(yè)中所看到的那些零部件。提高精確性對于夾具的安裝是很有必要的，為了要盡量少用，這可取決于夾具和夾具定位變化的耐受性預(yù)算。在航空航天工業(yè)中，靈活和可重構(gòu)夾具的概念的發(fā)展及固定裝置是夾具的主要開銷成本。吸引他們的是重構(gòu)夾具的可重用性，可持續(xù)使用是由于那些零部件也能夠被重新應(yīng)用到許多種產(chǎn)品和裝配中去。一直不佳的準(zhǔn)確性和可靠性為這類夾具的缺點，這篇論文主要是研究可持續(xù)夾具主要零部件的精確定位，影響夾具性能的因素在安裝階段會得以審查。本文介紹了一種在靈活夾具中為了最大限度地減少定位和夾緊的不確定性的方法。關(guān)鍵詞:可持續(xù)性夾具；夾具安裝；校準(zhǔn)不確定性；夾具的監(jiān)測；計量；可重復(fù)使用的夾具1引言質(zhì)量和可靠性等因素早已經(jīng)轉(zhuǎn)換為新零件固有的特征。在他們的產(chǎn)品和服務(wù)范圍內(nèi)，近期市場趨勢已經(jīng)迫使制造業(yè)走向大規(guī)模定制。其次增加新陳品的多樣化設(shè)計在部件和組件級別上遵循第二次高幅度的變化。有先進(jìn)制造系統(tǒng)和技術(shù)的國家提供了更多的靈活性，能使設(shè)計師更加自由的發(fā)揮想象。例如在過去幾十年發(fā)展起來的一種新的大體積測量方法，就能測量及公丈的距離。用來檢測大尺寸零件的這些設(shè)備通常是由多個組裝部件所制造出來的。在重組和裝配期間，那些大尺寸產(chǎn)品的制造需要用到專用的夾具和固定裝置，以便于他們的零部件能夠被定位在設(shè)計基準(zhǔn)上。對于大批量產(chǎn)品，在計算機(jī)輔助軟件上就能估算出其主要的花費(fèi)需求，否則，在某些情況下或以其他方式生產(chǎn)的產(chǎn)品成本可能會是非常高的。這個問題與客戶不斷用錢來尋求具有更高價值的市場需求相互矛盾。用一種典型的變化產(chǎn)品可以創(chuàng)建一個更加具有持續(xù)性的商業(yè)，因為它能夠滿足相對比較大地市場需求。由支持產(chǎn)品變化的不同形狀的產(chǎn)品而形成的靈活和可重構(gòu)夾具及固定裝置則是應(yīng)對上述挑戰(zhàn)關(guān)鍵的解決方案。靈活夾具的概念已經(jīng)在研究領(lǐng)域存在了幾年1。然而，它們在很大程度上沒有充分利用真正的生產(chǎn)設(shè)施，尤其是大尺寸產(chǎn)品的制造，如航空航天設(shè)備。這是由于關(guān)于它們的初始安裝、校準(zhǔn)困難和可重復(fù)性等挑戰(zhàn)往往超出公差要求。這些夾具和高品質(zhì)關(guān)鍵部件裝置的制造以及大量的集成計量系統(tǒng)，都可以減少上述限制。本文包括了有關(guān)安裝的計量問題和靈活的夾具校準(zhǔn)以及檢測服務(wù)。2相關(guān)工作2.1大型零件的制造和裝配通常把要精密制造的機(jī)械零件移動到機(jī)床工作臺是必需的，先進(jìn)行粗加工，然后精對準(zhǔn)和夾緊。在這個階段，一方面是準(zhǔn)備用于加工高精度的關(guān)鍵所在，然而，這對于一些大尺寸或重的零部件并不總是可以實現(xiàn)的。大型產(chǎn)品是指那些與一些不經(jīng)濟(jì)的可能需要處理或在工廠周圍移動的的組件一起來達(dá)到制造和裝配的目的2。制造業(yè)和這些部件的裝配工藝包括所需機(jī)器和系統(tǒng)的運(yùn)動以及這些部件的位置和方向。這些零部件通常定位在大尺寸夾具及固定裝置上該定位的位置。如果這些部件以小批量生產(chǎn)，在航空航天工業(yè)、高開銷的情況下，每個產(chǎn)品將會出現(xiàn)。在設(shè)計和制造夾具上，已經(jīng)有了許多嘗試，以便于能夠持有許多種組件的變種。然而，這方法是不可行的，因為敏感或關(guān)鍵的零部件完全是由它們的高精度要求所決定的。與固定的夾具相比較，可調(diào)、可重構(gòu)夾具會產(chǎn)生更低的重復(fù)性。固定夾具有固定的方式，可以通過焊接或鉚接的接頭固定在一起來實現(xiàn)。這些機(jī)械故障，例如夾具和固定裝置由于疲勞和塑料變形就是一個終止其服務(wù)的主要原因，發(fā)送它們再進(jìn)行回收。小批量制造的需求是目前常見的淘汰不合格夾具，其使用壽命取決于產(chǎn)品的生命周期。換句話說，在制造變種零件停止不久之后，與之有關(guān)聯(lián)的夾具和固定裝置將會變得多余。即使夾具有工作順序，但它們?nèi)匀挥袌髲U并送往循環(huán)再造。這種方法會帶來高負(fù)擔(dān)回收的能耗。在大尺寸零件下的固定夾具和夾具的漂移以及夾具都能影響大尺寸零件組裝的精確性5。對于大尺寸的夾具已經(jīng)開發(fā)出了幾種分析夾具剛性的方法，可用來評估振動的影響因素。在任何情況下更加可持續(xù)生產(chǎn)要通過選擇性方案才能得以實現(xiàn)。如圖2.1所示。圖2.1 典型的大型夾具元件用于制造所延誤的時間是固定夾具的又一重大缺點，這些夾具應(yīng)該在制造前就被訂購，在生產(chǎn)計劃和產(chǎn)品上市前還可以創(chuàng)建額外的復(fù)雜性。不管他們的類型，大型夾具有一些共同的元素，包括一個主框架、內(nèi)在的框架，有可能有一個或數(shù)多個可移動的機(jī)制或更小的組件，如鉗、套管、皮卡和可調(diào)螺絲表1。2.2柔性夾具開發(fā)的柔性夾具的概念增加了其可持續(xù)性、快速轉(zhuǎn)換以及降低了成本?，F(xiàn)在可以使用現(xiàn)成的模塊來設(shè)計和組裝夾具。根據(jù)規(guī)定，只有極少數(shù)夾具的專用零件需要設(shè)計和制造。以這種概念看，大多數(shù)散裝部件、附件關(guān)節(jié)都應(yīng)用的很具體。一旦產(chǎn)品設(shè)計變異完全制造出來，然后就可以拆卸上述組件和重組成一種新的元件來與未來的設(shè)計變異相匹配。因為組裝和組件范圍上的設(shè)計都相當(dāng)接近，所以這種方法是最能降低夾具成本的。根據(jù)組件的變化水平和工作類型的需求，每一個不同比例的柔性夾具都需要被重新安排。為了增加使用這種類型夾具的效益，這個問題在設(shè)計階段考慮是十分重要的。例如，在可能的情況下，皮卡車的位置和三維定位夾具上的組件的不同變種，甚至完全不同的部分應(yīng)該是在靠近增加兼容性和夾具子系統(tǒng)間變性。夾具關(guān)鍵部件的收集在短期內(nèi)能保證所需夾具的可用性。另外，這些夾具的存儲需要很少空間，因為拆除所有模塊是可能的，通常以腳手架的形式并把它們彼此放在一起。目前在一些汽車公司應(yīng)用到柔性夾具，因為它們的精度等級是足夠滿足的。大尺寸制造的夾具設(shè)施盡管沒有許多柔性夾具那樣操作靈活，比如航空航天設(shè)備。準(zhǔn)確性和定位銷的不確定性、夾具的可重復(fù)性以及夾具結(jié)構(gòu)的漂移都出現(xiàn)這樣一個事實，這些夾具在發(fā)電和航空航天等工業(yè)不能滿足公差要求。一旦它們的精度問題得以解決，這些夾具在上述的工業(yè)中將會有很高的利用價值。圖2.2 夾具與汽車行業(yè)中的可重構(gòu)組件大量的體積計量系統(tǒng)和技術(shù)一直有許多新的發(fā)展。依靠計量系統(tǒng)和技術(shù)的現(xiàn)代激光技術(shù)現(xiàn)在就能夠測量一些可接受精度的大尺寸產(chǎn)品甚至到幾公丈的產(chǎn)品。在安裝和初期安裝調(diào)試期間，這些系統(tǒng)能夠用來精確定位一些夾具的關(guān)鍵部件。夾具的安裝通常開始形成機(jī)架或主要框架，然后是那些大的部件和像皮卡和夾具那樣逐漸更小的零部件。計量系統(tǒng)能夠用于柔性夾具的主要框架和其內(nèi)部框架的安裝，從而來保證每個零部件彼此之間的準(zhǔn)確定位。表1顯示了這些大規(guī)模的測量系統(tǒng)數(shù)。跟蹤系統(tǒng)能夠測量基準(zhǔn)點，它是實現(xiàn)這一目的的最合適的測量系統(tǒng)。一起跟蹤球式反射鏡在三維空間內(nèi)都可以認(rèn)準(zhǔn)所要記錄的位置。球式反射鏡可以直接練習(xí)目標(biāo)對象來提供幾何位置信息或可以在機(jī)械重復(fù)的球式反射鏡下應(yīng)用，從這個角度用激光來跟蹤目標(biāo)或短期目標(biāo)。像一些其他測量儀器的激光跟蹤有時候不確定，在夾具的安裝過程中需要做以說明。此外，激光跟蹤和目標(biāo)點之間的光線問題還應(yīng)該考慮到。如果必要的話，多個跟蹤職位都可以使用，在實際測量活動中，其結(jié)果必然是伴隨著一個不確定的說明。經(jīng)過測量，這些給定的分散的特征值是合理的，這個問題與一些夾具或夾具的安裝及以后的審核都是一樣的。這些知識闡明了一個給定的定位夾具的能力和裝配任務(wù)。換句話說，它表示在其相關(guān)流程中一套夾具是否能夠滿足公差要求。2.3夾具理論比較為了用于多種生產(chǎn)裝置和組裝應(yīng)用，在不同的公司也有大量不同形狀和設(shè)計的夾具。這些夾具中的某一些的形式都是標(biāo)準(zhǔn)形式，然而另一些是經(jīng)過專門設(shè)計和制造的特殊零部件。后者可以說是建立在產(chǎn)品的復(fù)雜性和大規(guī)模的基礎(chǔ)上的，所以可能會是非常昂貴的9。無論成本和目的如何，制造和組裝過程都可以完成，要么不使用夾具，要么用固定幀夾具或用可重構(gòu)或柔性夾具。表2對它們的典型應(yīng)用的這些方法做出了比較。固定框夾具通常用于重型應(yīng)用上，它們更適合于應(yīng)用在能夠減輕花費(fèi)開銷的大量產(chǎn)品上。對于制造業(yè)和大型組裝及復(fù)雜產(chǎn)品來說，柔性夾具的應(yīng)用有很多好處。特別是在研究和發(fā)展工作中，以及低容量產(chǎn)品的情況下，制造柔性夾具和夾具可能會是非常有益的。除了在時間和金錢上使利益均衡外，柔性夾具還會有一個更加靈活的設(shè)計思路。由于在夾具的制造和裝配過程中，會直接和經(jīng)常改變夾具的拓?fù)涑杀?。與傳統(tǒng)夾具相比較，這種類型的柔性夾具的可重用性和可重構(gòu)性是一個主要的優(yōu)點。這一點尤為重要，因為它在綠色制造方面符合行業(yè)的發(fā)展方向，通過回收使用系統(tǒng)的組成部件，為相關(guān)項目的工裝費(fèi)用降低了項目成本。表2.1 用于驗證夾具大量的例子、便攜式測量儀器儀器輔助部件測量類型接觸式 非接觸式圖像激光跟蹤儀賽立信探頭是T型探頭是激光雷達(dá)球形目標(biāo)是攝影目標(biāo)是光投影是關(guān)節(jié)臂三坐標(biāo)測量機(jī)基于激光掃描頭是接觸探頭是2.4 柔性夾具的安裝本節(jié)中描述的夾具在安裝過程中需要考慮一些問題。夾具元件安裝在合適位置可以說是一種挑戰(zhàn)，尤其是當(dāng)定位公差比較小時，柔性夾具也應(yīng)當(dāng)被監(jiān)測以便于開發(fā)和與傳統(tǒng)夾具相比較它們的剛性。給出了一個通用的描述階段根據(jù)初步夾具安裝在仿真軟件環(huán)境和利用一些尺寸為5m4m3m的大尺寸夾具的實際實驗結(jié)果來測量指令階段。這是不論這個夾具是否是第一次安裝在夾具中還是對已經(jīng)存在的夾具只做外形上的更換，其都是為了定位不同的零部件。根據(jù)其復(fù)雜性，一種典型的大尺寸夾具具有三至五個結(jié)構(gòu)。通常除了有一個主框架之外，在每一個級別的基本水平，也可以由一個或多個結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)用來作為參考以便于作為夾具基準(zhǔn)來定位。在一個自動化固定的平臺上，機(jī)器系統(tǒng)會進(jìn)行多項任務(wù)，比如定位、加工和進(jìn)行裝配。因此機(jī)器人的工作基準(zhǔn)與夾具的工作框架相聯(lián)系。仔細(xì)考慮夾具的綜合數(shù)據(jù)，會確保后續(xù)安裝達(dá)到預(yù)期的公差要求。2.4.1 測試輔助柔性夾具的安裝柔性夾具的安裝在第一次進(jìn)行模擬仿真時有幾個安裝階段。使用模擬演習(xí)，在這個工程中可以減少一些潛在的錯誤和返工。測量輔助安裝過程是類似的跟蹤對象位置的過程，是常見的大尺寸組件用到的。夾具的組件先用這種方法使其大致位置公差在1mm以內(nèi)，然后當(dāng)所有的夾具組件被放到所設(shè)計的位置時，在0.1mm至0.15mm公差內(nèi)，它們可以使用適當(dāng)?shù)呐ぞ厥站o。典型的計量協(xié)助柔性夾具安裝階段如下：在出廠時設(shè)置初試參考結(jié)構(gòu)；測量初始參照系；安裝基地或其位置的主框架；安裝脫機(jī)內(nèi)結(jié)構(gòu)；安裝控股和定位；在內(nèi)框和主框架位置安裝鉗、套管和皮卡。底座上安裝內(nèi)框；重點定位元件的精細(xì)調(diào)整和緊固；核查參照系和夾具；對于夾具關(guān)鍵位置的服務(wù)監(jiān)測。這些階段是從無到有夾具的完整安裝。更不用說，在設(shè)計變化略有變化的情況下，一些下面的操作將被忽略。 表2.2 不同夾具理念之間簡明的比較典型特征固定框架柔性夾具夾具應(yīng)用大批量產(chǎn)品小批量產(chǎn)品樣機(jī)優(yōu)點唯一性可重復(fù)性可重構(gòu)性成本效益耐用性非常高高低剛度非常高剛性不確定低缺點重量重中低可移植性不可移植難以在每一個安裝中定位難以進(jìn)行成本非常高中等低生產(chǎn)時間長中等短2.4.2 柔性夾具的安裝柔性夾具安裝過程中采取了以下階段：安裝夾具的主框架；移動單元和子系統(tǒng)組裝；夾具內(nèi)框架在夾具裝配中的安裝；皮卡和夾具的裝配。主框架通常是夾具的骨干。因此，它一般不會改變外形，和內(nèi)框架及較小的元素如襯套、皮卡和夾具一樣具有規(guī)律性。慎重考慮制造過程可以減少夾具元件較大元素的重新排列，也會更進(jìn)一步節(jié)約時間和成本。圖3顯示了三組不同活動小組對于柔性夾具的安裝過程。在這個過程中，假定夾具的標(biāo)準(zhǔn)件是從可供選擇的現(xiàn)成的部件和組件中選出來的，然后提前在大量的物理安裝測試和調(diào)試時以降低測量不確定度來進(jìn)行一次夾具安裝。一旦達(dá)到可接受水平的不確定性的物理安裝才能進(jìn)行。圖2.3 柔性夾具的測量輔助安裝程序在夾具安裝過程中，它可能需要用到多個測量系統(tǒng)或用到包括一套完整夾具安裝關(guān)鍵點的測量系統(tǒng)。這應(yīng)該包括在夾具維修期間放在工廠的地板和墻壁上的穩(wěn)定性及漂移檢查的目標(biāo)參考點。在夾具上定位的關(guān)鍵點、測量儀器的不確定性應(yīng)該予以考慮。作為一個經(jīng)驗法則，每個夾具關(guān)鍵位置的定位的準(zhǔn)確性應(yīng)該是在10倍，甚至比所需的耐受性更好。換句話說，如果組件公差指定至0.1mm，則夾具定位精度至少應(yīng)為0.01mm。柔性夾具安裝的最佳做法如下：一個工廠的墻壁和地板上的初始參考點的位置是首選，以減少測量的不確定性；應(yīng)驗證該儀器所在位置上經(jīng)常使用初始參考點的基地；在每個夾具的大節(jié)上，為更好地具有跟蹤和可重復(fù)性，可以附加多個球式反射跟蹤系統(tǒng)；夾具大型組件有關(guān)于彎曲或扭曲的測量應(yīng)集中在角梁的中央部分，以減少定位誤差；內(nèi)框架參考點應(yīng)選擇盡可能遠(yuǎn)的創(chuàng)建框的坐標(biāo)系統(tǒng)。這可能會導(dǎo)致在內(nèi)框坐標(biāo)系時的較小的不確定性。3.不確定性由于評估的結(jié)果旨在對于所描述物體真正價值范圍內(nèi)的評估定位，則不確定性被定義為膠8。這里的不確定性來自兩方面的審查，首先是與測量過程中有關(guān)的，其次是與夾具定位的不確定性有關(guān)。測量不確定性的一些因素，如灰塵、重力、溫度、氣壓、濕度、測量儀器和相關(guān)軟件中的系統(tǒng)誤差、操作人員的技能、接觸探針或球式反射跟蹤儀。基于膠8的定義，測量結(jié)果應(yīng)伴隨著它的不確定性說明，這些錯誤詳細(xì)來源的討論超出了本文的范圍。已經(jīng)有多項研究來建立真正的不確定性的一些測量儀器10、11。夾具關(guān)鍵點的測量結(jié)果應(yīng)該包括相關(guān)的置信水平。除了最初的不確定性上升的測量儀器，夾具的不確定性還有其他方面的影響。夾具框架方面的應(yīng)用由于產(chǎn)品重量以及制造工藝過程在夾具框架中能創(chuàng)建一些彈性變形。夾具有了集成化、自動化和移動部分，是這個問題變得更加復(fù)雜。仔細(xì)考慮夾具設(shè)計階段不確定性的來源可以在一個給定的情況下減少過度使用公差預(yù)算的風(fēng)險。夾具的精度和夾具的成本之間有著直接的關(guān)系。然而，整體的成本也應(yīng)該被考慮在內(nèi)。高數(shù)額的零部件有更長的使用壽命。換句話說，質(zhì)量特征接近平均值是，在使用過程中會很少失效。朝六個方向靠近在安裝時是很必要的，然后是在高精度夾具和敏感部位上的可重構(gòu)、柔性夾具及夾具的監(jiān)測。4.討論柔性夾具適用于組裝和在加工部分有不同的設(shè)計和幾何參數(shù)。尤其是當(dāng)這些部件之間的設(shè)計變化小時，這種類型的夾具被證明是具有成本效益和快速的解決方案，這是因為它可能會通過夾具重新配置到一個新的產(chǎn)品或組件的變種上。然而，當(dāng)所需的零件盒裝配的設(shè)計完全不同時，可能需要不同尺寸夾具組件的完整地重排，因此，在設(shè)計一個新的零件和重組夾具的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時應(yīng)該考慮到要便于減少夾具的安裝和重新配置的時間以及成本，并最大限度的重用現(xiàn)在的組件在當(dāng)前的裝配中。一個柔性夾具有許多種裝配方式，是由于其靈活性。在正確的安裝順序下選擇合適的組件，可以最大限度的節(jié)約成本和時間。本次選擇的過程中應(yīng)該對未來產(chǎn)品的夾具的潛在的重用予以考慮。在產(chǎn)品不斷變化的情況下，計劃和設(shè)計夾具框架是很重要的。使用定制的夾具、緊固件、軸套和其他夾具元件都是降低成本的關(guān)鍵問題。仿真軟件和工具的廣泛使用，可以減少返工和浪費(fèi)夾具材料相關(guān)的成本。例如測量儀器，其目標(biāo)點之間的視線檢查就會使用這些軟件來輔助。圖4顯示了柔性夾具安裝在測量仿真軟件中的第一個階段。由于夾具正在興建的模擬的效益越來越明顯，因此它可以突出儀器與目標(biāo)測量點的水平視線的問題和不確定性。由于關(guān)于夾具操作中重量和力使夾具元件的電位漂移和變形，則可以提前在仿真中分析以及在購買夾具元件方面的財政。更重要的是，這種工具允許更好的裝配和制造等操作，因為它們能提前分析出夾具的長處和弱點，揭示其物理設(shè)置。選擇合適的測量儀器最重要的是要協(xié)助夾具安裝的的計量。一個連貫的計量系統(tǒng)，其測量結(jié)果的不確定性能夠決定夾具的不確定性，也暴露了夾具和是否符合一個給定的公差范圍內(nèi)所需任務(wù)的能力。圖4.1 測量輔助夾具安裝的模擬過程由于關(guān)于夾具操作中重量和力使夾具元件的電位漂移和變形，則可以提前在仿真中分析以及在購買夾具元件方面的財政。更重要的是，這種工具允許更好的裝配和制造等操作，因為它們能提前分析出夾具的長處和弱點，揭示其物理設(shè)置。選擇合適的測量儀器最重要的是要協(xié)助夾具安裝的的計量。一個連貫的計量系統(tǒng)，其測量結(jié)果的不確定性能夠決定夾具的不確定性，也暴露了夾具和是否符合一個給定的公差范圍內(nèi)所需任務(wù)的能力?？偨Y(jié)零件和裝配體應(yīng)該以盡量減少夾具成本的方式來設(shè)計，以滿足使用標(biāo)準(zhǔn)組件。如果在夾具更新至下一產(chǎn)品時提前思考，則其速度和成本可能會增加。在夾具和固定裝置的設(shè)計上有強(qiáng)大的總成本、碳足跡及其可持續(xù)性。它往往要求生產(chǎn)出只有極少數(shù)的典型設(shè)計或產(chǎn)品，子系統(tǒng)或組件，以滿足產(chǎn)品的變化和客戶的需求。對于大型產(chǎn)品的幾何尺寸超出幾米夾具的可能會造成重大的開銷。此外，一旦所需的零部件倍制造出來，這些夾具則會變得多余。常規(guī)回收多余夾具是不經(jīng)濟(jì)的。因此，找到增加夾具的靈活性才是所需求的方法。柔性夾具和夾具的概念已存于二十余年。然而它們的潛能還沒有真正發(fā)揮，是由于其精度可可重復(fù)性的不確定性。高精度計量系統(tǒng)現(xiàn)在能夠用來對夾具進(jìn)行初始安裝和服務(wù)。然后使用該系統(tǒng)有可能重新設(shè)定夾具元素使其精確到一個新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以便于定位不同幾何位置的組件，允許幾次使用夾具。本文提出了一種對于大規(guī)模柔性夾具及夾具初始定位和安裝的通用的算法。計量輔助夾具安裝的新概念被證明對復(fù)雜的設(shè)置和夾具的安裝是有益的。當(dāng)完全裝配好時，夾具的穩(wěn)定性可以通過慎重考慮和選擇夾具幾何位置上的關(guān)鍵點來予以保證。這種方法將應(yīng)用于大尺寸元件和產(chǎn)品的制造以及裝配件，尤其是應(yīng)用于航空航天和發(fā)電工業(yè)中。課程設(shè)計(論文)推動架零件工藝規(guī)程及銑50凸臺面夾具設(shè)計所在學(xué)院專 業(yè)班 級姓 名學(xué) 號指導(dǎo)老師年 月 日摘要本文是有關(guān)推動架工藝步驟的說明和機(jī)床夾具設(shè)計方法的具體闡述。工藝設(shè)計是在學(xué)習(xí)機(jī)械制造技術(shù)工藝學(xué)及機(jī)床夾具設(shè)計后，在生產(chǎn)實習(xí)的基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用所學(xué)相關(guān)知識對零件進(jìn)行加工工藝規(guī)程的設(shè)計和機(jī)床夾具的設(shè)計，根據(jù)零件加工要求制定出可行的工藝路線和合理的夾具方案，以確保零件的加工質(zhì)量。目錄第1章 引 言41.1機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂41.2機(jī)械加工工藝規(guī)程的種類41.3制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的原始資料5第2章 零件的分析52.1零件的作用52.2零件的工藝分析6第3章 選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計毛坯圖7第4章 選擇加工方法，制定工藝路線84.1機(jī)械加工工藝設(shè)計84.1.1基面的選擇84.1.2粗基面的選擇94.1.3精基面的選擇94.2制定機(jī)械加工工藝路線94.2.1工藝路線方案一94.2.2工藝路線方案二94.3工藝方案的比較與分析104.4確定工藝過程方案10第5章 選擇加工設(shè)備及刀具、夾具、量具115.1選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)備115.1.1 選擇機(jī)床，根據(jù)不同的工序選擇機(jī)床115.1.2 選擇夾具125.1.3 選擇刀具，根據(jù)不同的工序選擇刀具125.1.4 選擇量具125.2確定工序尺寸135.2.1面的加工（所有面）135.2.2孔的加工13第6章 確定切削用量及基本時間146.1 工序切削用量及基本時間的確定146.2 工序切削用量及基本時間的確定166.3工序切削用量及基本時間的確定176.4 工序切削用量及基本時間的確定186.5工序切削用量及基本時間的確定196.6 工序的切削用量及基本時間的確定206.7工序的切削用量及基本時間的確定206.8 工序的切削用量及基本時間的確定226.9 工序的切削用量及基本時間的確定22第7章 銑50凸臺面夾具設(shè)計247.1研究原始質(zhì)料247.2定位基準(zhǔn)的選擇247.3切削力及夾緊分析計算247.4誤差分析與計算257.5定向鍵與對刀裝置設(shè)計267.6夾具體的設(shè)計287.7夾具設(shè)計及操作的簡要說明28結(jié)論29致 謝30參考文獻(xiàn)3132第1章 引 言機(jī)械制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)代制造業(yè)正在改變著人們的生產(chǎn)方式、生活方式、經(jīng)營管理模式乃至社會的組織結(jié)構(gòu)和文化。生產(chǎn)的發(fā)展和產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的加快，對生產(chǎn)效率和制造質(zhì)量提出了越來越高的要求，也就對機(jī)械加工工藝等提出了要求。 在實際生產(chǎn)中，由于零件的生產(chǎn)類型、形狀、尺寸和技術(shù)要求等條件不同，針對某一零件，往往不是單獨在一種機(jī)床上用某一種加工方法就能完成的，而是需要經(jīng)過一定的工藝過程。因此，我們不僅要根據(jù)零件具體要求，選擇合適的加工方法，還要合理地安排加工順序，一步一步地把零件加工出來。1.1機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂生產(chǎn)過程是指將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^程。它包括原材料的運(yùn)輸、保管于準(zhǔn)備，產(chǎn)品的技術(shù)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、毛坯的制造、零件的機(jī)械加工及熱處理，部件及產(chǎn)品的裝配、檢驗調(diào)試、油漆包裝、以及產(chǎn)品的銷售和售后服務(wù)等。機(jī)械工工藝過程是指用機(jī)械加工方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)使其成為零件的全過程。機(jī)械加工工藝過程的基本單元是工序。工序又由安裝、工位、工步及走刀組成。規(guī)定產(chǎn)品或零件制造過程和操作方法等工藝文件，稱為工藝規(guī)程。機(jī)械加工工藝規(guī)程的主要作用如下：1.機(jī)械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的主要依據(jù)。根據(jù)它來組織原料和毛坯的供應(yīng)，進(jìn)行機(jī)床調(diào)整、專用工藝裝備的設(shè)計與制造，編制生產(chǎn)作業(yè)計劃，調(diào)配勞動力，以及進(jìn)行生產(chǎn)成本核算等。2.機(jī)械加工工藝規(guī)程也是組織生產(chǎn)、進(jìn)行計劃調(diào)度的依據(jù)。有了它就可以制定進(jìn)度計劃，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)和低消耗。3.機(jī)械加工工藝規(guī)程是新建工廠的基本技術(shù)文件。根據(jù)它和生產(chǎn)綱領(lǐng)，才能確定所須機(jī)床的種類和數(shù)量，工廠的面積，機(jī)床的平面布置，各部門的安排。1.2機(jī)械加工工藝規(guī)程的種類機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片，是兩個主要的工藝文件。對于檢驗工序還有檢驗工序卡片；自動、半自動機(jī)床完成的工序，還有機(jī)床調(diào)整卡片。機(jī)械加工工藝過程卡片是說明零件加工工藝過程的工藝文件。機(jī)械加工工序卡片是每個工序詳細(xì)制訂時，用于直接指導(dǎo)生產(chǎn)，用于大批量生產(chǎn)的零件和成批生產(chǎn)中的重要零件。1.3制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的原始資料制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程時，必須具備下列原始資料：1.產(chǎn)品的全套技術(shù)文件，包括產(chǎn)品的全套圖紙、產(chǎn)品的驗收質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)。2.毛坯圖及毛坯制造方法。工藝人員應(yīng)研究毛坯圖，了解毛坯余量，結(jié)構(gòu)工藝性，以及鑄件分型面，澆口、冒口的位置，以及正確的確定零件的加工裝夾部位及方法。3.車間的生產(chǎn)條件。即了解工廠的設(shè)備、刀具、夾具、量具的性能、規(guī)格及精度狀況；生產(chǎn)面積；工人的技術(shù)水平；專用設(shè)備；工藝裝備的制造性能等。4.各種技術(shù)資料。包括有關(guān)的手冊、標(biāo)準(zhǔn)、以及國內(nèi)外先進(jìn)的工藝技術(shù)等。第2章 零件的分析2.1零件的作用據(jù)資料所示，可知該零件是推動架，是牛頭刨床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的中小零件，32mm孔用來安裝工作臺進(jìn)給絲杠軸，靠近32mm孔左端處一棘輪，在棘輪上方即16mm孔裝一棘爪，16mm孔通過銷與杠連接桿，把從電動機(jī)傳來的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動通過偏心輪杠桿使推動架繞32mm軸心線擺動，同時撥動棘輪，帶動絲杠轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)工作臺的自動進(jìn)給。2.2零件的工藝分析由零件圖可知，其材料為HT200，該材料為灰鑄鐵，具有較高強(qiáng)度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件。由零件圖可知，32、16的中心線是主要的設(shè)計基準(zhǔn)和加工基準(zhǔn)。該零件的主要加工面可分為兩組：1.32mm孔為中心的加工表面這一組加工表面包括：32mm的兩個端面及孔和倒角，16mm的兩個端面及孔和倒角。2.以16mm孔為加工表面這一組加工表面包括，16mm的端面和倒角及內(nèi)孔10mm、M8-6H的內(nèi)螺紋，6mm的孔及120倒角2mm的溝槽。這兩組的加工表面有著一定的位置要求，主要是：1.32mm孔內(nèi)與16mm中心線垂直度公差為0.10；2.32mm孔端面與16mm中心線的距離為12mm。由以上分析可知，對這兩組加工表面而言，先加工第一組，再加工第二組。由參考文獻(xiàn)中有關(guān)面和孔加工精度及機(jī)床所能達(dá)到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可以達(dá)到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。 第3章 選擇毛坯，確定毛坯尺寸，設(shè)計毛坯圖根據(jù)零件材料確定毛坯為灰鑄鐵，通過計算和查詢資料可知，毛坯重量約為0.72kg。生產(chǎn)類型為中小批量，可采用一箱多件砂型鑄造毛坯。由于32mm的孔需要鑄造出來，故還需要安放型心。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時效進(jìn)行處理。由參考文獻(xiàn)可知，差得該鑄件的尺寸公差等級CT為810級，加工余量等級MA為G級，故CT=10級，MA為G級。表3.1用查表法確定各加工表面的總余量加工表面基本尺寸加工余量等級加工余量數(shù)值說明27的端面92H4.0頂面降一級，單側(cè)加工16的孔16H3.0底面，孔降一級，雙側(cè)加工50的外圓端面45G2.5雙側(cè)加工（取下行值）32的孔32H3.0孔降一級，雙側(cè)加工35的兩端面20G2.5雙側(cè)加工（取下行值）16的孔16H3.0孔降一級，雙側(cè)加工表3.2由參考文獻(xiàn)可知，鑄件主要尺寸的公差如下表：主要加工表面零件尺寸總余量毛坯尺寸公差CT27的端面924.0963.216的孔166102.250的外圓端面455502.832的孔326.0262.635的兩端面205252.416的孔166102.2圖3.1所示為本零件的毛坯圖圖3.1 零件毛坯圖第4章 選擇加工方法，制定工藝路線4.1機(jī)械加工工藝設(shè)計4.1.1基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要設(shè)計之一，基面的選擇正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，加工工藝過程會問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。4.1.2粗基面的選擇對一般的軸類零件來說，以外圓作為基準(zhǔn)是合理的，按照有關(guān)零件的粗基準(zhǔn)的選擇原則：當(dāng)零件有不加工表面時，應(yīng)選擇這些不加工的表面作為粗基準(zhǔn)，當(dāng)零件有很多個不加工表面的時候，則應(yīng)當(dāng)選擇與加工表面要求相對位置精度較高大的不加工表面作為粗基準(zhǔn)，從零件的分析得知，B6065刨床推動架以外圓作為粗基準(zhǔn)。4.1.3精基面的選擇精基準(zhǔn)的選擇主要考慮基準(zhǔn)重合的問題。選擇加工表面的設(shè)計基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，稱為基準(zhǔn)重合的原則。采用基準(zhǔn)重合原則可以避免由定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)不重合引起的基準(zhǔn)不重合誤差，零件的尺寸精度和位置精度能可靠的得以保證。為使基準(zhǔn)統(tǒng)一，先選擇32的孔和16的孔作為精基準(zhǔn)。4.2制定機(jī)械加工工藝路線4.2.1工藝路線方案一工序I 銑32mm孔的端面工序II 銑16mm孔的端面工序III 銑32mm孔和16mm孔在同一基準(zhǔn)的兩個端面工序IV 銑深9.5mm寬6mm的槽工序V 車10mm孔和16mm的基準(zhǔn)面工序VI 鉆10mm和鉆、半精鉸、精鉸16mm孔，倒角45。用Z525立式鉆床加工。工序VII 鉆、擴(kuò)、鉸32mm，倒角45。選用Z550立式鉆床加工工序VIII 鉆半、精鉸、精鉸16mm,倒角45。選用Z525立式鉆床工序 鉆螺紋孔6mm的孔，攻絲M8-6H。選用Z525立式鉆床加工工序 鉆6mm的孔，锪120的倒角。選用Z525立式鉆床加工工序 拉溝槽R34.2.2工藝路線方案二工序I 銑32mm孔的端面工序II 銑16mm孔的端面工序III 銑32mm孔和16mm孔在同一基準(zhǔn)的兩個端面工序IV 銑深9.5mm寬6mm的槽工序V 車10mm孔和16mm的基準(zhǔn)面工序VI 鉆、擴(kuò)、鉸32mm，倒角45。選用Z535立式鉆床加工工序VII 鉆10mm和鉆、半精鉸、精鉸16mm孔，倒角45。用Z535立式鉆床加工工序VIII 鉆半、精鉸、精鉸16mm,倒角45。選用Z525立式鉆床工序 鉆螺紋孔6mm的孔，攻絲M8-6H。選用Z525立式鉆床加工工序 鉆6mm的孔，锪120的倒角。選用Z525立式鉆床加工工序 拉溝槽R34.3工藝方案的比較與分析上述兩個工藝方案的特點在于：兩個方案都是按加工面再加工孔的原則進(jìn)行加工的。方案一是先加工鉆10mm和鉆、半精鉸、精鉸16mm的孔，然后以孔的中心線為基準(zhǔn)距離12mm加工鉆、擴(kuò)、鉸32mm,倒角45，而方案二則與此相反，先鉆、擴(kuò)、鉸32mm,倒角45，然后以孔的中心線為基準(zhǔn)距離12mm鉆16mm的孔，這時的垂直度容易保證，并且定位和裝夾都很方便，并且方案二加工孔是在同一鉆床上加工的.因此，選擇方案二是比較合理的。4.4確定工藝過程方案表 4.1 擬定工藝過程工序號工序內(nèi)容簡要說明010一箱多件沙型鑄造020進(jìn)行人工時效處理消除內(nèi)應(yīng)力030涂漆防止生銹040銑32mm孔的端面先加工面050銑16mm孔的端面060銑32mm孔和16mm孔在同一基準(zhǔn)的兩個端面070銑深9.5mm寬6mm的槽080車10mm孔和16mm的基準(zhǔn)面090鉆、擴(kuò)、鉸32mm，倒角450100鉆10mm和鉆、半精鉸、精鉸16mm孔，倒角450110鉆半、精鉸、精鉸16mm,倒角450120鉆螺紋孔6mm的孔，攻絲M8-6H0130鉆6mm的孔，锪120的倒角后加工孔0140拉溝槽R30150檢驗0180入庫第5章 選擇加工設(shè)備及刀具、夾具、量具由于生產(chǎn)類型為中小批量，故加工設(shè)備以通用機(jī)床為主，輔以少量專用機(jī)床，其生產(chǎn)方式以通用機(jī)床專用夾具為主，輔以少量專用機(jī)床的流水生產(chǎn)線，工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完成.5.1選擇加工設(shè)備與工藝設(shè)備5.1.1 選擇機(jī)床，根據(jù)不同的工序選擇機(jī)床工序040、050銑32mm孔的端面和銑16mm孔的端面，因定為基準(zhǔn)相同。工序的工步數(shù)不多，成批生產(chǎn)要求不高的生產(chǎn)效率。故選用臥銑，選擇XA6132臥銑銑床。工序060銑32mm孔和銑16mm的孔在同一基準(zhǔn)的兩個端面，宜采用臥銑。選擇XA6132臥式銑床。工序070銑深9.5mm，寬6mm的槽，由于定位基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換。宜采用臥銑，選擇XA6132臥式銑床。工序080車10mm孔和16mm的基準(zhǔn)面本工序為車端面，鉆孔10mm，車孔16mm，孔口倒角。宜選用機(jī)床CA6140車床。工序090 鉆、擴(kuò)、鉸32mm，倒角45。選用Z535立式鉆床。工序0100鉆10mm和鉆、半精鉸、精鉸16mm孔，倒角45。用Z535立式鉆床加工。工序0110鉆半、精鉸、精鉸16mm,倒角45。選用Z525立式鉆床。工序0120鉆螺紋孔6mm的孔，攻絲M8-6H。選用Z525立式鉆床加工。工序0130鉆6mm的孔，锪120的倒角。選用Z525立式鉆床加工。工序0140 拉溝槽R3 選用專用拉床。5.1.2 選擇夾具本零件除粗銑及鉆孔等工序需要專用夾具外，其他各工序使用通用夾具即可。5.1.3 選擇刀具，根據(jù)不同的工序選擇刀具1.銑刀依據(jù)資料選擇高速鋼圓柱銑刀直徑d=60mm，齒數(shù)z=10，及直徑為d=50mm，齒數(shù)z=8及切槽刀直徑d=6mm。2.鉆32mm的孔選用錐柄麻花鉆。3.鉆10mm和鉆、半精鉸16mm的孔。倒角45，選用專用刀具。4.車10mm孔和16mm的基準(zhǔn)面并鉆孔。刀具：選擇高速鋼麻花鉆，do=10mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角120，45度車刀。5.鉆螺紋孔6mm.攻絲M8-6H 用錐柄階梯麻花鉆，機(jī)用絲錐。6.拉溝槽R3選用專用拉刀。5.1.4 選擇量具 本零件屬于成批生產(chǎn)，一般情況下盡量采用通用量具。根據(jù)零件的表面的精度要求，尺寸和形狀特點，參考相關(guān)資料，選擇如下：1.選擇加工面的量具 用分度值為0.05mm的游標(biāo)長尺測量，以及讀數(shù)值為0.01mm測量范圍100mm125mm的外徑千分尺。2.選擇加工孔量具因為孔的加工精度介于IT7IT9之間，可選用讀數(shù)值0.01mm 測量范圍50mm125mm的內(nèi)徑千分尺即可。3.選擇加工槽所用量具槽經(jīng)粗銑、半精銑兩次加工。槽寬及槽深的尺寸公差等級為：粗銑時均為IT14;半精銑時，槽寬為IT13，槽深為IT14。故可選用讀數(shù)值為0.02mm測量范圍0150mm的游標(biāo)卡尺進(jìn)行測量。5.2確定工序尺寸5.2.1面的加工（所有面）根據(jù)加工長度的為50mm，毛坯的余量為4mm，粗加工的量為2mm。根據(jù)機(jī)械工藝手冊表2.3-21加工的長度的為50mm、加工的寬度為50mm，經(jīng)粗加工后的加工余量為0.5mm。對精度要求不高的面，在粗加工就是一次就加工完。5.2.2孔的加工1. 32mm.毛坯為空心，通孔，孔內(nèi)要求精度介于IT7IT8之間。查機(jī)械工藝手冊表2.3-8確定工序尺寸及余量。鉆孔：31mm. 2z=16.75mm擴(kuò)孔：31.75mm 2z=1.8mm粗鉸：31.93mm 2z=0.7mm精鉸：32H72. 16mm.毛坯為實心，不沖孔，孔內(nèi)要求精度介于IT7IT8之間。查機(jī)械工藝手冊表2.3-8確定工序尺寸及余量。鉆孔：15mm. 2z=0.85mm擴(kuò)孔：15.85mm 2z=0.1mm粗鉸：15.95mm 2z=0.05mm精鉸：16H73. 16mm的孔毛坯為實心、不沖出孔，孔內(nèi)要求精度介于IT8IT9之間。查機(jī)械工藝手冊表2.3-8確定工序尺寸及余量。鉆孔：15mm 2z=0.95mm粗鉸：15.95mm 2z=0.05mm精鉸：16H84.鉆螺紋孔8mm毛坯為實心、不沖出孔，孔內(nèi)要求精度介于IT8IT9之間。查機(jī)械工藝手冊表2.3-8確定工序尺寸及余量。鉆孔：7.8mm 2z=0.02mm精鉸：8H75.鉆6mm孔毛坯為實心、不沖出孔，孔內(nèi)要求精度介于IT8IT9之間。查機(jī)械工藝手冊表2.3-8確定工序尺寸及余量。鉆孔：5.8mm 2z=0.02mm精鉸：6H7第6章 確定切削用量及基本時間6.1 工序切削用量及基本時間的確定6.1.1 切削用量 本工序為銑32mm孔的端面。已知工件材料為HT200，選擇高速鋼圓柱銑刀直徑d=60mm，齒數(shù)z=10。根據(jù)資料選擇銑刀的基本形狀,r=10，a=12，=45已知銑削寬度a=2.5mm，銑削深度a=50mm故機(jī)床選用XA6132臥式銑床。1.確定每齒進(jìn)給量f根據(jù)資料所知，XA6132型臥式銑床的功率為7.5kw，工藝系統(tǒng)剛性為中等。查得每齒進(jìn)給量f=0.160.24mm/z、現(xiàn)取f=0.16mm/z。2.選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)資料所知，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為1.5mm，銑刀直徑d=60mm，耐用度T=180min。3.確定切削速度 根據(jù)資料所知，依據(jù)銑刀直徑d=60mm，齒數(shù)z=10，銑削寬度a=2.5mm，銑削深度a=50mm，耐用度T=180min時查取Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s。 根據(jù)XA6132型立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表查取，nc=300r/min,Vfc=475mm/s。則實際切削：Vc =Vc=56.52m/min 實際進(jìn)給量： f=f=0.16mm/z4.校驗機(jī)床功率 根據(jù)資料所知，銑削時的功率（單位kw）為:當(dāng)f=0.16mm/z, a=50mm, a=2.5mm, Vf=490mm/s時由切削功率的修正系數(shù)k=1，則P= 3.5kw，P=0.8 kw。 根據(jù)XA6132型立式銑床說明書可知：機(jī)床主軸主電動機(jī)允許的功率P= PP P=7.50.8=6P= 3.5kw 因此機(jī)床功率能滿足要求。6.1.2 基本時間 根據(jù)資料所知高速鋼圓柱銑刀銑面基本時間為： t= t=4.6min6.2 工序切削用量及基本時間的確定6.2.1 切削用量 本工序為銑16mm孔的端面。選擇高速鋼圓柱銑刀直徑d=50mm，齒數(shù)z=8。已知銑削寬度a=2.5mm，銑削深度a=35mm故機(jī)床選用XA6132臥式銑床。1.確定每齒進(jìn)給量f根據(jù)資料所知，查得每齒進(jìn)給量f=0.200.30mm/z、現(xiàn)取f=0.20mm/z。2.選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)資料所知，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.80mm，耐用度T=180min。3.確定切削速度和每齒進(jìn)給量f根據(jù)資料所知，依據(jù)上述參數(shù)，查取Vc73mm/s，n=350r/min,Vf=390mm/s。 根據(jù)XA6132型立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表查取，nc=150r/min,Vfc=350mm/s。則實際切削：Vc =Vc=23.55m/min 實際進(jìn)給量： f=f=0.23mm/z4.校驗機(jī)床功率 依據(jù)上道工序校驗的方法，根據(jù)資料所知，切削功率的修正系數(shù)k=1，則P= 2.3kw，P=0.8 kw，P=7.5可知機(jī)床功率能夠滿足要求。6.2.2 基本時間 根據(jù)資料所知高速鋼圓柱銑刀銑面基本時間為： t= t=4.3 min6.3工序切削用量及基本時間的確定6.3.1切削用量 本工序為銑32mm孔和16mm孔在同一基準(zhǔn)上的兩個端面，所選刀具為高速鋼圓柱銑刀其直徑為d=60mm，齒數(shù)z=8。其他與上道工序類似。1.確定每次進(jìn)給量f 根據(jù)資料，查得每齒進(jìn)給量fz=0.200.30mm/z，現(xiàn)取fz=0.20mm/z。2.選擇銑刀磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)資料，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.8mm，耐用度T=180min。3.確定切削速度和每齒進(jìn)給量f根據(jù)資料所知，依據(jù)上述參數(shù)，查取Vc85mm/s，n=425r/min,Vf=438mm/s。 根據(jù)XA6132型立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表查取，nc=250r/min,Vfc=400mm/s。則實際切削：Vc =Vc=47.1m/min 實際進(jìn)給量： f=f=0.2mm/z4.校驗機(jī)床功率 根據(jù)資料所知，根據(jù)以上參數(shù)可知，切削功率的修正系數(shù)k=1，則P= 2.5kw，P=0.8 kw，P=7.5，依據(jù)上述校驗方法可知機(jī)床功率能滿足要求。6.3.2 基本時間 根據(jù)資料所知高速鋼圓柱銑刀銑面基本時間為： t= t=5.8 min6.4 工序切削用量及基本時間的確定6.4.1切削用量的確定本工序為銑深9.5mm,寬6mm的槽。所選刀具為切槽銑刀，銑刀直徑d=6mm，根據(jù)資料選擇銑刀的基本形狀r=10，a=20，已知銑削寬度a=3mm，銑削深度a=9mm故機(jī)床選用XA6132臥式銑床。1.確定每齒進(jìn)給量f根據(jù)資料所知，用切槽銑刀加工鑄鐵，查得每齒進(jìn)給量f=0.520.10mm/z、現(xiàn)取f=0.52mm/z。2.選擇銑刀磨損標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)資料所知，用切槽銑刀加工鑄鐵，銑刀刀齒后刀面的最大磨損量為0.20mm，耐用度T=60min。3.確定切削速度和每齒進(jìn)給量f根據(jù)資料所知，依據(jù)銑刀直徑d=6mm，銑削寬度a=3mm，銑削深度a =9mm，耐用度T=60min時查取Vc98mm/s，n=439r/min,Vf=490mm/s。 根據(jù)XA6132型立式銑床主軸轉(zhuǎn)速表查取，nc=300r/min,Vfc=475mm/s。則實際切削：Vc =Vc=8.49m/min 實際進(jìn)給量： f=f=0.16mm/z4.校驗機(jī)床功率 據(jù)資料可知，切削功率的修正系數(shù)k=1，則P= 2.8kw，P=0.8 kw，可知機(jī)床功率能滿足要求。6.4.2 基本時間 根據(jù)資料所知高速鋼圓柱銑刀銑面基本時間為： t= t=2.75min6.5工序切削用量及基本時間的確定6.5.1 切削用量本工序為車端面、鉆孔10、車孔16、孔口倒角，加工條件為：工件材料為HT200,選用CA6140車床。刀具選擇：選擇高速鋼麻花鉆，do=10mm，鉆頭采用雙頭刃磨法，后角o120，45度車刀。 1.鉆孔切削用量查切削手冊 所以，按鉆頭強(qiáng)度選擇 按機(jī)床強(qiáng)度選擇，最終決定選擇機(jī)床已有的進(jìn)給量 經(jīng)校驗 校驗成功。 2.鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及壽命：后刀面最大磨損限度（查切削手冊）為0.50.8mm，壽命。 切削速度，查切削手冊： 修正系數(shù) 故查切削手冊機(jī)床實際轉(zhuǎn)速為 故實際的切削速度 3.校驗扭矩功率 所以 故滿足條件，校驗成立。6.5.2 計算工時6.6 工序的切削用量及基本時間的確定6.6.1 切削用量 本工序為鉆32mm孔，刀具選用高速鋼復(fù)合鉆頭，直徑d=32mm，使用切削液1.確定進(jìn)給量f 由于孔徑和深度都很大，宜采用自動進(jìn)給，fz=0.20mm/r。2.選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表5-130，鉆頭后刀面最大磨損量為0.8mm，耐用度T=50min。3.確定切削速度V 由表5-132，=670MPa的HT200的加工性為5類，根據(jù)表5-127，進(jìn)給量f=0.20mm/r，由表5-131，可查得V=17m/min，n=1082r/min。根據(jù)Z535立式鉆床說明書選擇主軸實際轉(zhuǎn)速.6.6.2 基本時間鉆32mm深45mm的通孔，基本時間為25s6.7工序的切削用量及基本時間的確定6.7.1 切削用量 本工序為鉆、半精鉸，精鉸16mm的孔。鉸刀選用15.95的標(biāo)準(zhǔn)高速鋼鉸刀，r0=0,a0=8,kr=5鉸孔擴(kuò)削用量：1. 確定進(jìn)給量f 根據(jù)參考文獻(xiàn)三表10.4-7查出f表=0.651.4.按該表注釋取較小進(jìn)給量，按Z525機(jī)床說明書，取f=0.72。2. 確定切削速度v和轉(zhuǎn)速n 根據(jù)表10.4-39取V表=14.2,切削速度的修正系數(shù)可按表10.4-10查出，kmv=1。故K=0.87 故V=14.20.871=12.35m/minN= 根據(jù)Z525機(jī)床說明書選擇n=275r/min.這時實際的鉸孔速度V為：V= 根據(jù)以上計算確定切削用量如下： 鉆孔：d0=15mm, f=0.3mm/r, n=400r/min, v=18m/min 半精鉸：d0=15.85mm, f=0.5mm/r, n=574r/min, v=25.8m/min 精鉸：d0=15.95mm, f=0.72mm/r,n=275r/min, v=13.65m/min6.7.2 時間計算：1.鉆孔基本工時：T = 式中，n=400,f=0.3,l=27.5mm,l1=l2=5mm T= 3. 半精鉸基本工時：l= L=27.5mm,n=530r/min,f=0.5mm,取l1=3mm, l2=4mm, T= 3.精鉸基本工時：l=取l1=4mm, l2=2mm.l=27.5mmT= 6.8 工序的切削用量及基本時間的確定6.8.1切削用量 本工序為鉆螺紋孔6mm、攻絲M8-6H，刀具選用錐柄階梯麻花鉆，直徑d=6mm,以及機(jī)用絲錐。鉆床選用Z525立式鉆床，使用切削液。1.確定進(jìn)給量f 由于孔徑和深度都不大，宜采用手動進(jìn)給。2.選擇鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表5-130，鉆頭后到面最大磨損量為0.6mm，耐用度T=20min。3.確定切削速度V 由表5-132，=670MPa的HT200的加工性為5類，根據(jù)表5-127進(jìn)給量可取f=0.16mm/r；由表5-131可查V=13m/min,n=1063r/min,根據(jù)Z525立式鉆床說明書選擇主軸實際轉(zhuǎn)速。6.8.2 基本時間鉆6mm螺紋孔，攻絲，基本時間為45s.6.9 工序的切削用量及基本時間的確定本工序為鉆6mm的孔，锪120倒角，選用Z525立式鉆床加工6.9.1 切削用量 刀具采用高速鋼復(fù)合鉆頭，直徑d=6mm，使用切削液。1.確定進(jìn)給量f 由于孔徑和深度均很小，宜采用手動進(jìn)給2.選用鉆頭磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度 根據(jù)表5-130，鉆頭后刀面最大磨損量為0.8mm，耐用度為15min。3.確定切削速度V 由表5-132，=670MPa的HT200的加工性為5類，據(jù)表5-127，暫定進(jìn)給量f=0.16mm/r。由表5-131，可查v=16m/min。根據(jù)Z525立式鉆床說明書選擇主軸實際轉(zhuǎn)速n=1041r/min。6.9.2 基本時間 鉆一個6mm深8mm的通孔，基本時間約為6s.第7章 銑50凸臺面夾具設(shè)計7.1研究原始質(zhì)料利用本夾具主要用來銑50凸臺面，該50凸臺面的中心線要滿足對稱度要求以及其槽兩邊的平行度要求。在銑此50凸臺面時，為了保證技術(shù)要求，最關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)。同時，應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強(qiáng)度。7.2定位基準(zhǔn)的選擇由零件圖可知：在對進(jìn)行加工前，銑該50凸臺面時其對孔的中心線有對稱度以及50凸臺面兩邊的平行度要求。為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，采用一面兩銷的定位方式，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡單易操作。一面即為底平面；3個V型塊，。7.3切削力及夾緊分析計算刀具：立銑刀（硬質(zhì)合金） 刀具有關(guān)幾何參數(shù)： 由參考文獻(xiàn)55表129 可得銑削切削力的計算公式： 有：根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實際所需夾緊力的數(shù)值，即： 安全系數(shù)K可按下式計算： 式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)5121可知其公式參數(shù)： 由此可得： 所以 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。查參考文獻(xiàn)51226可知移動形式壓板螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算：螺旋夾緊時產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計算有：式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)5可查得： 其中： 螺旋夾緊力：該夾具采用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，用螺栓通過弧形壓塊壓緊工件，受力簡圖如2.1.由表得：原動力計算公式 即： 由上述計算易得： 由計算可知所需實際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，決定選用手動螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。7.4誤差分析與計算該夾具以一面兩V型塊定位，為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示： 由參考文獻(xiàn)5可得： 兩定位銷的定位誤差 ： 其中：， 夾緊誤差 ： 其中接觸變形位移值： 查5表1215有。 磨損造成的加工誤差：通常不超過 夾具相對刀具位置誤差：取誤差總和：從以上的分析可見，所設(shè)計的夾具能滿足零件的加工精度要求。7.5定向鍵與對刀裝置設(shè)計定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過定向鍵與銑床工作臺T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對于工作臺的送進(jìn)方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷，加強(qiáng)夾具在加工中的穩(wěn)固性。根據(jù)GB220780定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示： 圖5.1 夾具體槽形與螺釘根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表5.4：表5.4 定向鍵 BLHhD夾具體槽形尺寸公稱尺寸允差d允差公稱尺寸允差D180.0120.03525124124.518+0.0195對刀裝置由對刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對位置。由于本道工序是完成撥叉槽精銑加工，所以選用側(cè)裝對刀塊。根據(jù)GB224380側(cè)裝對刀塊的結(jié)構(gòu)和尺寸如圖5.2所示：塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖5.3所示： 圖5.3 平塞尺塞尺尺寸參數(shù)如表5.5：表5.5 塞尺公稱尺寸H允差dC30.0060.257.6夾具體的設(shè)計夾具體是夾具的基礎(chǔ)件，夾具體上所有組成部分都必須最終通過這一基礎(chǔ)件連接成一個有機(jī)整體。為了滿足加工要求，夾具體應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度，同時結(jié)構(gòu)工藝性要好。由于鑄造工藝性好，幾乎不受零件大小、形狀、重量和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的限制，同時吸振性良好、抗壓能力好，故此選用鑄造夾具體，材料選取HT200，鑄造成型后時效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。7.7夾具設(shè)計及操作的簡要說明如前所述，應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計采用了手動夾緊方式，在夾緊和松開工件時比較費(fèi)時費(fèi)力。由于該工件體積小，經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動夾緊方式（螺旋夾緊機(jī)構(gòu)）。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用可換。以便隨時根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。結(jié)論根據(jù)推動架工藝規(guī)程及夾具設(shè)計要求，在本設(shè)計中制定的工藝規(guī)程是比較合理的，它保證了零件的加工質(zhì)量，可靠地達(dá)到了圖紙所提出的技術(shù)條件，并盡量提高生產(chǎn)率和降低消耗同時還盡量降低工人的勞動強(qiáng)度，使其有良好的工作條件。同時依據(jù)夾具設(shè)計原理和相關(guān)資料可以了解到該設(shè)計中的夾具設(shè)計也是合理可行的，該夾具確保了工件的加工質(zhì)量，不僅工藝性好結(jié)構(gòu)簡單而且使用性好、操作省力高效，同時定位及夾緊快速準(zhǔn)確，提高了生產(chǎn)率，降低了制造成本。因此，可知此次課程設(shè)計是成功的。 致 謝首先感謝母校，是她給我一個難得的學(xué)習(xí)機(jī)會，讓我在即將畢業(yè)之際學(xué)到了很多知識，經(jīng)過這幾個月的緊張的課程設(shè)計，使我在理論和動手能力上都有了進(jìn)一步的提高。我的課程設(shè)計主要在XX老師指導(dǎo)下,讓我對所學(xué)的知識進(jìn)行系統(tǒng)性的復(fù)習(xí),并根據(jù)寫作要求查閱有關(guān)資料。在設(shè)計過程中受到XX老師無微不至的關(guān)心與耐心指導(dǎo)，使我的課程設(shè)計得以順利的進(jìn)展。在XX老師幫助下我解決了很多以前解決不了的問題,在此我向您表示衷心的感謝！同時也要感謝各位老師和同學(xué)，是你們讓我的學(xué)習(xí)和生活充滿樂趣，感謝你們！謝謝!作為一名即將完成學(xué)業(yè)，離開學(xué)校生活的我，我要感謝母校，是她給我創(chuàng)造了一個學(xué)習(xí)的機(jī)會，創(chuàng)造了美好的學(xué)習(xí)生活環(huán)境，讓我在這里學(xué)到了很多知識；感謝各位老師，是他（她）們傳授給我的知識；感謝各位同學(xué)和朋友，是他們讓我的學(xué)習(xí)和生活充滿樂趣，感謝你們！經(jīng)過這次設(shè)計，提高了我很多的能力，比如實驗水平、分析問題的能力、合作精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)等。在這期間凝結(jié)了很多人的心血，在此表示衷心的感謝。沒有他們的幫助，我將無法順利完成這次設(shè)計。 在設(shè)計期間XX老師幫助我收集文獻(xiàn)資料，理清設(shè)計思路，指導(dǎo)實驗方法，提出有效的改進(jìn)方案。導(dǎo)師淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕田L(fēng)、誨人不倦的態(tài)度和學(xué)術(shù)上精益求精的精神使我受益終生。參考文獻(xiàn)1孟少農(nóng)主編.機(jī)械加工工藝手冊.機(jī)械工業(yè)出版社，19912李益民主編.機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊.機(jī)械工業(yè)出版社，19933崇 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