X53K機(jī)床變速箱體的加工工藝及鏜削縱向孔φ50φ30孔 夾具設(shè)計(jì)

X53K機(jī)床變速箱體的加工工藝及鏜削縱向孔φ50φ30孔 夾具設(shè)計(jì),X53K機(jī)床變速箱體的加工工藝及鏜削縱向孔φ50,φ30孔,夾具設(shè)計(jì),x53k,機(jī)床,變速,箱體,加工,工藝,縱向,50,30,夾具,設(shè)計(jì) 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 學(xué)院(系)： 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械制造與自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名： 余磊 學(xué) 號(hào)： 1001010136 設(shè)計(jì)(論文)題目： 機(jī)床變速箱體的加工工藝 及夾具設(shè)計(jì) 起 迄 日 期: 2014.2.24～2014.5.31 設(shè)計(jì)(論文)地點(diǎn): 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院 指 導(dǎo) 教 師: 黃曉華 專業(yè)負(fù)責(zé)人: 李連波 發(fā)任務(wù)書日期: 2014 年 2 月 24 日  任務(wù)書填寫要求 1．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書由指導(dǎo)教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng)學(xué)生所在專業(yè)的負(fù)責(zé)人審查、院（系）領(lǐng)導(dǎo)簽字后生效。此任務(wù)書應(yīng)在第七學(xué)期結(jié)束前填好并發(fā)給學(xué)生； 2．任務(wù)書內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼； 3．任務(wù)書內(nèi)填寫的內(nèi)容，必須和學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）完成的情況相一致，若有變更，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過所在專業(yè)及院（系）主管領(lǐng)導(dǎo)審批后方可重新填寫； 4．任務(wù)書內(nèi)有關(guān)“學(xué)院（系）”、“專業(yè)”等名稱的填寫，應(yīng)寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼。學(xué)生的“學(xué)號(hào)”要寫全號(hào)； 5．任務(wù)書內(nèi)“主要參考文獻(xiàn)”的填寫，應(yīng)按照國(guó)標(biāo)GB 7714—2005《文后參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則》的要求書寫，不能有隨意性； 6．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國(guó)標(biāo)GB/T 7408—2005《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書 1．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題應(yīng)達(dá)到的目的： 1、 培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究、中外文獻(xiàn)檢索與閱讀的能力； 2、 綜合運(yùn)用專業(yè)理論知識(shí)、專業(yè)知識(shí)分析解決實(shí)際問題的能力； 3、 定性、定量相結(jié)合的獨(dú)立研究與論證的能力； 4、 培養(yǎng)學(xué)生對(duì)復(fù)雜機(jī)械零件加工工藝設(shè)計(jì)與夾具設(shè)計(jì)的能力； 5、 邏輯思維與形象思維相結(jié)合的文字表達(dá)能力； 6、 撰寫設(shè)計(jì)論文的能力。 2．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）： 為了能夠更好地、直觀地了解和研究機(jī)床變速箱體的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)，本課題以X53K變速箱體為研究對(duì)象進(jìn)行設(shè)計(jì)。 本課題主要設(shè)計(jì)任務(wù)為： 1、機(jī)床變速箱體加工總體方案的設(shè)計(jì)； 2、機(jī)床變速箱體加工的具體工藝卡片設(shè)計(jì)與編制； 3、機(jī)床變速箱體加工的輔助夾具設(shè)計(jì)，并繪制裝配圖； 4、夾具關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)與校核。 本課題對(duì)學(xué)生的要求： 1、 具備加工工藝的基本知識(shí)； 2、 熟悉工夾具設(shè)計(jì)； 3、 熟悉PROE軟件。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書 3．對(duì)本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題成果的要求〔包括畢業(yè)設(shè)計(jì)論文、圖表、實(shí)物樣品等〕： l 機(jī)床變速箱體零件圖Ａ0一張； l 箱體加工工藝流程圖1張，工藝、工序卡多張，采用標(biāo)準(zhǔn)的工序卡的格式； l 夾具的總體裝配圖紙A0一張； l 夾具關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)圖紙8張。 4．主要參考文獻(xiàn)： l 要求按國(guó)標(biāo)GB 7714—2005《文后參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則》書寫，例如： [1] 劉謀佶, 呂志詠, 丘成昊, 等. 邊條翼與旋渦分離流[M]. 北京: 北京航空學(xué)院出版社, 1988. 24~27. [2] 傅惠民. 二項(xiàng)分布參數(shù)整體推斷方法[J]. 航空學(xué)報(bào)，2000，21（2）： 155~158. ……… 請(qǐng)按照以上的格式，查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，并將查閱的參考文獻(xiàn)寫下來。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書 5．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題工作進(jìn)度計(jì)劃： 起 迄 日 期 工 作 內(nèi) 容 2014年 2月25日 ~ 3月15日 3月16日 ~ 3月18日 3月19日 ~ 3月30日 3月31日 ~ 4月13日 4月14日 ~ 4月15日 4月16日 ~ 4月24日 4月25日 ~ 4月27日 4月28日 ~ 4月30日 5月1日 ~ 5月2日 5月3日 ~ 5月4日 下發(fā)任務(wù)書，完成文獻(xiàn)綜述以及課題報(bào)告，完成外文文獻(xiàn)的翻譯；并查閱相關(guān)資料，了解主軸傳動(dòng)箱體的加工方式； 檢查開題報(bào)告、外文翻譯； 箱體加工工藝流程圖以及工藝、工序卡多張，采用標(biāo)準(zhǔn)的工序卡的格式； 夾具的總體裝配圖紙A0一張； 畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行中期檢查； 夾具關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)圖紙； 論文初稿撰寫； 修改完成設(shè)計(jì)稿； 畢業(yè)設(shè)計(jì)成果全部校驗(yàn)； 完成評(píng)審與答辯。 所在專業(yè)審查意見： 負(fù)責(zé)人： 年 月 日 學(xué)院（系）意見： 院（系）領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯 學(xué)院 (系)： 機(jī)械學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械制造及自動(dòng)化 姓 名： 余磊 學(xué) 號(hào)： 1001010136 (用外文寫) 外文出處： International Joumal of Machine Tools & Manufacture 附 件： 1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。 指導(dǎo)教師評(píng)語： 簽名： 年 月 日 注：請(qǐng)將該封面與附件裝訂成冊(cè)。 附件1：外文資料翻譯譯文 國(guó)際機(jī)床與制造39（1999）33-53 一個(gè)立體的CAD/CAM/CAE集成系統(tǒng)空心冷擠壓模具的雕塑表面 許進(jìn)忠 模具工程系，國(guó)立高雄技術(shù)學(xué)院。415建公路，高雄807，臺(tái)灣，中華名國(guó) 于1997年6月30日收，于1998年1月28日定 摘要 在本文中，一個(gè)CAD/CAM/CAE集成系統(tǒng)的空心冷擠壓模具的曲面已經(jīng)研制了利用C語言的Windows。一個(gè)曲面模型變量的控制點(diǎn)與一般的三維流場(chǎng)分析擠壓過程相結(jié)合。該產(chǎn)品的配置和鋼坯在CAD模塊中產(chǎn)生的。擬合點(diǎn)的生成是限定產(chǎn)品的分布和鋼坯?？刂泣c(diǎn)的初始猜測(cè)是通過使用相應(yīng)的擬合點(diǎn)的軸向偏移而創(chuàng)建的。自動(dòng)變化的控制點(diǎn)采用上限法和優(yōu)化程序來獲得最佳的模具表面。凸輪模塊通過優(yōu)化模具表面模型生成刀具位置。刨削區(qū)的工具路徑檢測(cè)與刪除。計(jì)算刀具位置是通過刀具路徑模擬驗(yàn)證的。利用免費(fèi)刨的刀具位置自動(dòng)生成數(shù)控代碼，然后直接發(fā)送到一個(gè)三軸數(shù)控機(jī)床中心來制造EDM電極。擠壓模具型腔是由使用EDM加工過程制造的。擠壓實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所提出的CAD/CAM/CAE集成系統(tǒng)是成功的。 關(guān)鍵詞：CAD/CAM/CAE集成；上限；冷擠壓；雕塑表面 命名法 a,b,c,d,e,h 速度場(chǎng)的最佳參數(shù) p,q 控制點(diǎn)的入口邊界優(yōu)化之前和優(yōu)化之后 增量出口部分 出口邊界的控制點(diǎn) 埃爾米特形式混合功能 ，形狀函數(shù)的Z向速度 內(nèi)齒翅片管的高度 允許的最大尖端高度 共擠出功耗 總耗能模具長(zhǎng)度和模具相對(duì)長(zhǎng)度 定的剪切摩擦系數(shù) 所需的擠出壓力 成分的位置，U-，V-導(dǎo)數(shù)和向量 雕塑表面的擬合點(diǎn) 擬合點(diǎn)的表面補(bǔ)丁 擬合點(diǎn)的入口和出口邊界，分別 雕塑表面模型 模具表面 翅片管的基圓半徑 ，芯棒坯的半徑 縱向平均速度 平均縱向速度的導(dǎo)數(shù)W,R,T,Z 在R向，Z向，U向速度 內(nèi)存速度和出口速度 內(nèi)部力量，摩擦的模具表面和芯棒 圓柱坐標(biāo) 表面模型的歸一化參數(shù) 沿著U向的低和上的集成 平面的出口部分 在出口處平均有效的應(yīng)變部分 應(yīng)變集成在一個(gè)常數(shù)的最后流線型結(jié)構(gòu) 應(yīng)變速率組件 應(yīng)變速率組件 有效的應(yīng)變率 有效和平均有效壓力流 Ω(θ, z) 1. 介紹 對(duì)于非軸對(duì)稱擠壓模具的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)是一個(gè)圓錐形或平面模。結(jié)果是,高擠壓載荷是必須的，物質(zhì)流控制不好。設(shè)計(jì)面模是非常依賴于經(jīng)驗(yàn)和耗時(shí)的。CAD／CAM／CAE一體化系統(tǒng)已經(jīng)被開發(fā)，以縮短模具設(shè)計(jì)和制造的交貨時(shí)間。 有研究人員提出了許多模具設(shè)計(jì)和材料流預(yù)測(cè)方法。該上限法是一種簡(jiǎn)單而適用的方法來分析物料流擠出工藝。Kiuchi et al. [1-4]提出了一種線性收斂的模具，用假設(shè)軸向均勻流來分析許多非軸對(duì)稱部分?jǐn)D壓。Nagpal et al.[5]有用一個(gè)多項(xiàng)式函數(shù)來設(shè)計(jì)一個(gè)精簡(jiǎn)的“T”模具的部分?jǐn)D壓。Hoshino 和Gunasekera [6,7]提出多邊形擠出速度與線性收斂和立方流線型模具的申請(qǐng)。Yang 和 Lange[8]提出了一個(gè)更一般的速度字段具有均勻的軸向速度的假設(shè)。 Yang et al. [9?11]提出了一種可以由一個(gè)解析函數(shù)來表示通用三維速度場(chǎng)的模具表面。Yang et al. [9]使用傅里葉級(jí)數(shù)展開的方法來描述該模具的表面，也不能解析表達(dá)。Yang et al. [12]曾提出了一個(gè)一般的三維速度場(chǎng)預(yù)測(cè)去解析表達(dá)模具表面的中空擠壓工藝。線性匯聚模具有突然的速度間斷，并需要額外的剪切消費(fèi)。模具表面與解析函數(shù)描述中的應(yīng)用有其局限性。立方流線型模具忽略模具的幾何形狀在圓周上的物料流動(dòng)方向的影響。傅立葉級(jí)數(shù)展開的方法是靈活的，但模具表面切割路徑的生成卻呈現(xiàn)的不自然。Sheu et al. [13]提出了張力參數(shù)曲面模型并通過一個(gè)通用的三維速度場(chǎng)預(yù)測(cè)固體擠壓工藝。在本文中，具有可變控制點(diǎn)的復(fù)雜曲面模型被用來設(shè)計(jì)空心擠壓的模具表面。它是方便靈活地描述產(chǎn)品的形狀和模具的幾何形狀。曲面模型的NC刀具路徑計(jì)算也非常發(fā)達(dá)。該最佳的模具表面數(shù)據(jù)直接用于規(guī)劃刀具路徑和在CAM模塊中計(jì)算刀具位置。表面模型使CAD / CAE / CAM一體化系統(tǒng) 順利的被提出。 產(chǎn)生切割位置和數(shù)控碼有許多方法和注意事項(xiàng)用于三維表面的制造。Faux and Pratt [14]提出了偏移曲面法計(jì)算刀具位置。Broomhead [15]考慮了在前向和側(cè)方向上的公差，在切割方向上計(jì)算的步長(zhǎng)和使用迭代方法鄰近刀具路徑。Loney and Ozsoy [16]應(yīng)用弦誤差的方法來確定沿切割路徑刀具中心的增量。該相鄰路徑切割步驟是考慮扇貝高度來確定。干擾路徑被除去，以產(chǎn)生氣刨 - 自由切割位置（Choi et al.[17]）。 在本文中，NC刀具路徑復(fù)雜曲面的參數(shù)空間的規(guī)劃。前進(jìn)方向的參數(shù)增量設(shè)定為0.05，然后通過使用弦偏差法過濾。切割位置法線矢量的計(jì)算來優(yōu)化模具表面。刀具路徑的刨區(qū)域是通過曲率檢查和自我循環(huán)檢測(cè)來檢查和去除。顯示刀具位置的痕跡圖形模擬切割過程。切削條件，如切割器的進(jìn)給速度和刀具的位置都使用CAM模塊生成NC代碼自動(dòng)完成。 2. 該集成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 所提出的集成系統(tǒng)的框圖如圖所示。 1。一般的圖形用戶界面（GUI）已經(jīng)建立與用戶溝通，并顯示的CAD / CAE/ CAM模塊結(jié)果采用C語言編寫。該產(chǎn)品與鋼坯訪問使用直線和圓弧實(shí)體繪制。生成的擬合點(diǎn)和對(duì)應(yīng)的控制點(diǎn)自動(dòng)在CAD模塊產(chǎn)生的表面模型進(jìn)行內(nèi)插的訪問和控制的V型衍生物。表面模型是注冊(cè)成立的速度場(chǎng)，在CAE模塊中利用上限法和優(yōu)化過程來優(yōu)化模具表面。最佳模具表面用陰影算法或刪除隱藏線時(shí)方案顯示。該材料特性和潤(rùn)滑條件在CAE模塊中輸入。電源法被用來呈現(xiàn)該材料的流動(dòng)應(yīng)力。恒定的剪切摩擦系數(shù)m ，是用來考慮摩擦的條件。模具長(zhǎng)度可以在模具表面優(yōu)化程序中是固定的或變化的。一個(gè)優(yōu)化的模具表面是在CAE模塊中使用上結(jié)合分析，以最小化時(shí)的擠載荷自動(dòng)設(shè)計(jì)的。刀具的幾何形狀和切割參數(shù)，就像在CAM模塊中輸入容差和切削速度。最佳模具表面的數(shù)據(jù)直接使用CAM模塊來規(guī)劃所述切割路徑，并計(jì)算刀具的位置。用干涉檢查和拆卸程序來檢測(cè)和刪除刀的計(jì)量。 NC程序是通過欺詐無刀位置和切削參數(shù)自動(dòng)生成的。數(shù)控碼被發(fā)送到一個(gè)三軸數(shù)控加工中心制造電火花加工電極。 模具表面（陰影，隱線） 擠壓參數(shù)（摩擦，滑塊速度） 優(yōu)化（速度場(chǎng)，模具表面） 具有可變控制點(diǎn)面模型 上界分析（物料流） CAE模塊 NC代碼生成 干涉檢查 切削仿真 刀位計(jì)算 切割路徑規(guī)劃 切削條件 刀具幾何 CAM模塊 Windows 95的圖形用戶界面 圓坯 產(chǎn)品簡(jiǎn)介 DXF接口 圖（線，弧） CAD模塊 圖1 所提出的CAD / CAM/ CAE一體化系統(tǒng)的示意圖 3. 可變控制點(diǎn)的曲面模型 用復(fù)雜曲面模型變量控制點(diǎn)來描述模幾何。用圖片格式來表示雕刻表面和嵌合點(diǎn)的示意圖。2.所述表面模型是由裝配點(diǎn)和修補(bǔ)程序組成。在表面上表示它通過使用參數(shù)空間的U方向和V方向曲面曲線（U，V）。該雕塑表面的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下： （1a） 其中，為埃爾米特形式的混合函數(shù)給定為 (1b) （1c） 在方程（1c）中，擬合點(diǎn)的扭轉(zhuǎn)矢量被設(shè)置為零，以獲得光滑的模具表面。 U和v衍生物的載體是通過相鄰的色塊和邊界條件的斜率連續(xù)性要求獲得的。在U方向表示模具表面的圓周方向。擬合點(diǎn)的U衍生物通過使用該產(chǎn)品和坯料剖面的樣條擬合得到的。 V方向指模具表面軸向的縱向方向延伸。裝配點(diǎn)的v型衍生物是通過改變對(duì)應(yīng)的控制點(diǎn)的位置來控制。最佳的模具表面通過改變控制點(diǎn)的位置獲得較低的能量消耗。圖3顯示出了擬合點(diǎn)和對(duì)應(yīng)的控制點(diǎn) 在V型曲線的方向上。在x， y坐標(biāo)控制點(diǎn)是一樣的記者擬合點(diǎn)，但z坐標(biāo)是不同的。該控制點(diǎn)z坐標(biāo)上的變化，改變了對(duì)應(yīng)的v型衍生物的配合點(diǎn)和作為一個(gè)結(jié)果，在模具表面被改變。原來v型曲線上的控制點(diǎn)由實(shí)線和不同的V形曲線表示，對(duì)照的的點(diǎn)在圖3中用虛線表示。控制點(diǎn)的z坐標(biāo)是被除以模頭長(zhǎng)度L得到的歸一化參數(shù)，從而表面優(yōu)化。該控制點(diǎn)的最終位置是通過使用一個(gè)優(yōu)化過程和上限分析確定的。 點(diǎn) U方向 參數(shù)空間 一個(gè)修補(bǔ)程序 點(diǎn) v方向 圖2 雕刻的表面和擬合點(diǎn)的示意圖 隱藏線移除和渲染方案是用來更加全面的顯示最佳模具表面。眾所周知的z緩沖區(qū)方案被采用，以除去隱藏線。發(fā)達(dá)的Gourand陰影算法通過恒定著色進(jìn)行渲染表面和消除強(qiáng)度的不連續(xù)性。 4.上界分析 上界分析方法采用模擬空心冷擠壓工藝。表面模型中裝有機(jī)動(dòng)容許速度場(chǎng)[12]預(yù)測(cè)物料流。速度場(chǎng)應(yīng)滿足材料擠出過程中的邊界條件和體積穩(wěn)定性。在以下假設(shè)得出速度場(chǎng)： 模具長(zhǎng)度 模具出口 模具入口 軸 軸 可變的控制點(diǎn) 圖3 表面優(yōu)化的表面曲線的可變控制點(diǎn) 1.該材料在模具入口處的橫截面和模具出口都是平面 2.該材料是不可壓縮的，服從馮米斯屈服準(zhǔn)則 3.材料的變形跟隨剛塑性模型 通過參照在圖4中的符號(hào)，并使用上述的假設(shè)，速度字段如下獲得： (a)該非均勻的軸向速度（縱向速度）被假定為 (2a) (2b) (2c) (2d) (2e) (2f) 出 進(jìn) 圖4 動(dòng)可容速度場(chǎng)的表示法和邊界 中空擠出速度形函數(shù) 圖5 對(duì)中空擠壓z方向上的速度的形狀函數(shù) 其中是在模具表面上，Rm是心軸的半徑，是平均縱速度，是ram速度，a，b，c，d，e，h，p是速度場(chǎng)的最佳參數(shù)，是的形狀的功能。圖5示出中空擠壓軸向速度的形狀函數(shù)。通過將不可壓縮的情況下，參數(shù)a，b和c是不獨(dú)立的，關(guān)系由下式給出： (3a) (3b) （b）該角速度假定為 (4) （c）該徑向速度從不可壓縮假設(shè)派生和由下式給出 (5a) (5b) (5c) (5d) 其中，（′）指z的一階導(dǎo)數(shù)。為了獲得平滑的模具表面，該模具入口與模具出口v方向的切向量在模的入口和出口邊界應(yīng)為零，其結(jié)果是，裝配點(diǎn)和對(duì)應(yīng)的控制點(diǎn)應(yīng)該具有相同的（X，Y）坐標(biāo)。應(yīng)變速率場(chǎng)是由上述推導(dǎo)得到輸入的速度場(chǎng)，給出如下： (6a) (6b) (6c) 速度場(chǎng)是在入口和出口連續(xù)部分并沒有剪切功耗消失在這里。所需的總功率擠壓由內(nèi)部電源和摩擦力由下式給出 (7) 變形的內(nèi)部功耗由下式給出 (8) 其中L是模具長(zhǎng)度，電子是應(yīng)變率分量和是平均有效壓力對(duì)于加工硬化的材料，并且和下面的公式近似： (9) 其中是平均總有效應(yīng)變出口段，并獲得 (10) 其中是由有效應(yīng)變率沿一個(gè)恒定的流線整合的最終應(yīng)變。摩擦功率沿模具表面消散由下式給出 (11) 其中m是坯料和模具表面之間的恒定剪切摩擦系數(shù)。摩擦 電源與芯棒表面消散由下式給出 (12) 其中m是坯料和所述心軸的表面之間的摩擦系數(shù)。的參數(shù)速度場(chǎng)和模具表面參數(shù)的確定是通過使用優(yōu)化的方法，以減少所需的擠壓力。這里，采用變量度量?jī)?yōu)化方案[18]來獲得優(yōu)化模具表面。由此得到的擠出壓力 (13) 5.數(shù)控刀具路徑規(guī)劃和刀位計(jì)算 刀具路徑是以圓周方向順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。粗加工刀具路徑計(jì)劃在恒定的Z平面。平頭立銑刀，用于粗加工，以便獲得一個(gè)高材料去除率。精加工的刀具路徑是沿著流線產(chǎn)生恒v參數(shù)。球頭立銑刀是通過精加工操作使表面順利進(jìn)行建模。精切削的刀具位置是通過計(jì)算表面正常偏移。弦誤差的容差用于確定在圓周切割步驟 方向。該算法如下： 1.生成的測(cè)試點(diǎn)：所產(chǎn)生的插補(bǔ)點(diǎn)在兩個(gè)接頭點(diǎn)間與一個(gè)小U間隔（0.05） 2.計(jì)算內(nèi)插點(diǎn)的偏差：發(fā)現(xiàn)對(duì)插的弦偏差相對(duì)于線下實(shí)體點(diǎn)建設(shè)的起點(diǎn)和行軍點(diǎn) 3.過濾插補(bǔ)點(diǎn)：如果弦偏差小于公差，內(nèi)插點(diǎn)旁邊的行進(jìn)點(diǎn)被設(shè)置為一個(gè)新的行進(jìn)點(diǎn) 4.重復(fù)（2）和（3）：迭代直到和弦偏差大于公差，前點(diǎn)向行進(jìn)的一點(diǎn)是該步驟的終止點(diǎn)，并開始點(diǎn)下一步 在z方向上的切割步驟是通過檢查該近似尖點(diǎn)來確定，即在切割工序必須比較小，其中是允許的風(fēng)口浪尖高度。刀具位置的干擾區(qū)域通過檢查主曲率淘汰和最小曲率[17]。 6.實(shí)驗(yàn) 缸鐓粗試驗(yàn)和環(huán)壓試驗(yàn)，進(jìn)行了確定模具材料接口之間的的鋁1100 F和恒定剪切摩擦系數(shù)m的流應(yīng)力。從壓縮試驗(yàn)中鋁1100 F中的流動(dòng)應(yīng)力是兆帕，摩擦系數(shù)0.18。進(jìn)行擠出實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了理論結(jié)果。圖6中所示的鷺宮100噸液壓機(jī)負(fù)載， 速度和位移控制被用于壓縮和擠壓試驗(yàn)?？招匿撆鲾D壓測(cè)試，分別為30mm外徑，50mm高，10mm、14 mm或18mm內(nèi)徑。心軸的直徑為10、14或18mm。擠出模頭組的部件被顯示在圖7，包括容器，沖壓，心軸，加強(qiáng)和模腔。 7.結(jié)果與討論 7.1.產(chǎn)品概要文件的描述和模具表面的優(yōu)化設(shè)計(jì) 圖8顯示了齒輪樣條的配置文件和擬合點(diǎn)創(chuàng)建使用CAD功能所提出的系統(tǒng)。Z軸控制點(diǎn)的坐標(biāo)會(huì)自動(dòng)變化，以找到最佳的模具的幾何形狀，以盡量減少所需的擠壓力。圖9示出了自動(dòng)取得最佳的模具表面具有在模具入口處和模具出口處平穩(wěn)過渡。模具 圖6 鷺宮的100噸液壓機(jī)進(jìn)行壓縮和擠壓測(cè)試 表面的不同意見和底紋結(jié)果顯示，以幫助修真的設(shè)計(jì)師。這兩個(gè)數(shù)字顯示系統(tǒng)所提出的使用的CAD和CAE模塊的模具表面自動(dòng)設(shè)計(jì)的功能。 7.2.模具制造 在圖10（a，b）中顯示切割操作的刀具路徑模擬。扁平頭立銑刀用于粗切削和一個(gè)球頭立銑刀用于精切削。主軸轉(zhuǎn)速是1200轉(zhuǎn)，進(jìn)給速度為100毫米/分鐘，精加工的津貼為0.1毫米。切割的凝視點(diǎn)位于電極的頂部中心。在切割位置的 圖7 擠壓模具集（集裝箱，沖壓，心軸，加強(qiáng)和模腔）的組成部分 圖8 該產(chǎn)品與鋼坯訪問和齒輪花鍵的嵌合點(diǎn) 干涉在精切削應(yīng)予刪除。圖11（a）顯示出了刀具路徑的計(jì)量發(fā)生在精加工操作的過渡區(qū)域。圖11（b）顯示濾波干擾后，沒有計(jì)量的切刀位置。在NC代碼發(fā)送到三軸數(shù)控機(jī)床中心通過使用RS 232接口用電火花電極切割。圖12顯示出了精切削操作。機(jī)械加工后，電極研磨，以獲得更精細(xì)的表面質(zhì)量。對(duì)模腔的內(nèi)壁進(jìn)行拋光，并進(jìn)行熱處理，以獲得光滑和堅(jiān)硬的模具表面。 圖9 最佳的模具表面的齒輪花鍵的空心擠壓 7.3.擠壓實(shí)驗(yàn) 固體和空心管坯被用于擠壓試驗(yàn)。在圖13中，上半部分示出了鋼坯，下半部示出了擠壓的結(jié)果。該產(chǎn)品是直的，不彎曲或扭轉(zhuǎn)。這意味著該物質(zhì)流量使用建議表面模具已順利通過控制。在圖14中顯示了理論的壓力和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較相對(duì)于不同面積減少率的結(jié)果。擠壓力的理論傾向相對(duì)于該區(qū)域的減速比與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合。理論曲線比實(shí)驗(yàn)曲線高是因?yàn)樯舷薹ū徊捎谩? 7.4.的模具表面設(shè)計(jì)的翅片管擠出應(yīng)用 一種模具表面的翅片管式擠出是考慮到演示申請(qǐng)的提出制度。擠壓力的關(guān)系 ，有效應(yīng)變和面積的減少對(duì)于相對(duì)齒高度在圖15中表示。擠出壓力的傾向和有效應(yīng)變正在下降而相對(duì)齒高在增加，直到相對(duì)齒高達(dá)到0.2。擠出壓力和有效應(yīng)力的傾向，然后上升而增加的相對(duì)齒的高度。它表明面積的減少占主導(dǎo)地位 平頭 刀盤直徑 粗加工模擬 圖10 （a）粗切削的電極制造刀具路徑模擬 （b）刀具路徑模擬 的完成切割的電極制造 在相對(duì)低齒高的情況下變形，即較高的面積減少需要更高擠壓力。有效應(yīng)變?cè)龃蠛蟮南鄬?duì)齒高度大于0.2，擠壓力的趨勢(shì)也是往上走。這意味著鄰近非均勻流動(dòng)的牙齒主導(dǎo)的材料變形。在圖16（a，b）中顯示變形網(wǎng)格和速度場(chǎng)的零度截面。在圖16（C，D）中顯示變形網(wǎng)格和速度場(chǎng)45度的截面。這些數(shù)字表明附近 齒頂物質(zhì)流不像近圓形區(qū)域物質(zhì)流動(dòng)的順風(fēng)順?biāo)?。一種非均勻的軸向速度被觀察，因?yàn)橛性谀＞卟牧系膮^(qū)域和模芯材料界面摩擦的效果。 ‘ 干擾（計(jì)量） 避免干擾（計(jì)量刪除） 圖11 （a）完成刀具路徑無干擾消除（計(jì)量發(fā)生） （b）完成刀具路徑與干擾去除（無計(jì)量發(fā)生） 圖12 電火花加工（球頭立銑刀）電極的精加工 8.結(jié)論 一個(gè)CAD / CAE / CAM一體化系統(tǒng)的雕塑表面的設(shè)計(jì)和制造 冷擠壓模具已經(jīng)研制成功。用可變控制點(diǎn)提出的雕塑表面與是能夠自動(dòng)設(shè)計(jì)的空心冷擠壓模具表面。利用上限法和優(yōu)化技術(shù)來優(yōu)化雕塑模具的表面，以得到較低的功耗。切刀的位置被計(jì)算和干擾刀具路徑的區(qū)域?qū)⒈粍h除。電火花加工電極順利晉級(jí)核實(shí)所提出的適用于表面的立體裁剪系統(tǒng)產(chǎn)生的NC代碼。理論結(jié)果的趨勢(shì)是與擠壓試驗(yàn)吻合良好。模具表面翅片管擠壓的設(shè)計(jì)是考慮到驗(yàn)證了該系統(tǒng)的應(yīng)用。 致謝 筆者要感謝國(guó)科會(huì)的資助，項(xiàng)目編號(hào)為NSC85-2212-E-269-001。 圖13 空心坯和擠壓產(chǎn)品具有不同的內(nèi)半徑 參考文獻(xiàn) [1] M. Kiuchi, H. Kishi, M. Ishikawa, J. of Japan Society Tech. Plasticity 24 (266) (1983) 290. [2] M. Kiuchi, M. Ishikawa, J. of JSTP 24 (270) (1983) 722. [3] M. Kiuchi, Proceeding of 12th North American Metalworking Research, 1984, p. 111. [4] M. Kiuchi, S. I-i-jima, Advanced Technology of Plasticity, vol. 1, 1987, p. 507. [5] V. Nagpal, C.H. Billhardt, T. Altan, J. of Engng. Ind. ASME 101 (1979) 319. [6] S. Hoshino, J.S. Gunasekera, Proceeding of the 21st Int. Machine Tool Design and Res. Conf., Swansea, England, 1980, p. 97. [7] J.S. Gunasekera, S. Hoshino, J. of Eng. for Ind., ASME 107 (Aug. 1985) 229. [8] D.Y. Yang, K. Lange, Int. J. Mech. Sci. 26 (1984) 1. [9] D.Y. Yang, C.H. Han, M.U. Kim, Int. J. Mech. Sci. 28 (8) (1986) 517. [10] C.H. Han, D.Y. Yang, M. Kiuchi, Int. J. Mech. Sci. 28 (4) (1986) 201. [11] C.H. Han, D.Y. Yang, Int. J. Mech. Sci. 30 (1) (1988) 13. [12] D.Y. Yang, H.S. Kim, C.M. Lee, C.H. Han, Int. J. Mech. Sci. 32 (2) (1990) 115. [13] J.J. Sheu, R.S. Lee, Int. J. Mach. Tools Manufact. 31 (4) (1991) 521. [14] I.D. Faux, M.J. Pratt, Computational Geometry for Design and Manufacture, Halsted Press, New York, Ellis Horwood, 1979, p. 198. [15] P. Broomhead, M. Edkins, Int. J. Prod. Res. 24 (1) (1986) 11. [16] G.C. Loney, T.M. Ozsoy, Computer-Aided Design, 19 (2) (1987) 85. [17] B.K. Choi, C.S. Jun, Computer-Aided Design, 21(6) (1989) 371. [18] G.N. Vanderplaats, Numerical Optimization Techniques for Engineering Design: with Application, McGraw-Hill,New York, 1984, p. 92. 面積減少率 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 理論結(jié)果 擠壓載荷（KN） 圖14 理論擠壓的比較加載與理論結(jié)果 相對(duì)的齒高 減少的面積 減少的面積 有效應(yīng)變 相對(duì)的擠壓力 相對(duì)的擠壓力，有效應(yīng)變 圖_15 相對(duì)擠出壓力和有效應(yīng)力相對(duì)于相對(duì)的齒高 軸 頂桿 度 軸 軸 頂桿 度 軸 圖16 （a）0°截面的變形網(wǎng)格 （H/R1=0.2，RM= 3毫米） （b）0°截面的速度場(chǎng) （H/R1=0.2，RM= 3毫米） （c）45°截面的變形網(wǎng)格（H/R1=0.2，RM= 3毫米） （d）45°截面的速度場(chǎng) （H/R1=0.2，RM= 3毫米） 軸 頂桿 度 軸 軸 頂桿 度 軸 圖16 繼續(xù) 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選題、審題表 系　　部 機(jī)械學(xué)院 指導(dǎo) 教師 姓 名 黃曉華 專業(yè)技術(shù)職 務(wù) 副教授 課題名稱 機(jī)床變速箱體的加工工藝及其夾具設(shè)計(jì) 適用專業(yè) 機(jī)械工程及自動(dòng)化 課題性質(zhì) A B C D E 課題來源 A B C D √ √ 課題預(yù)計(jì) 工作量大小 大 適中 小 課題預(yù)計(jì) 難易程度 難 適中 易 √ √ 課題簡(jiǎn)介 本課題的目的是讓學(xué)生系統(tǒng)利用以前所學(xué)的機(jī)械設(shè)計(jì)以及機(jī)械制造的相關(guān)知識(shí)，對(duì)機(jī)床變速箱體進(jìn)行加工工藝的設(shè)計(jì)以及加工的夾具的設(shè)計(jì)，使學(xué)生系統(tǒng)掌握典型機(jī)械零件的加工方法、加工工藝流程的設(shè)計(jì)及其夾具的設(shè)計(jì)，為即將走向社會(huì)從事相關(guān)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 課題應(yīng)完成的任務(wù)和對(duì)學(xué)生的要求 為了能夠更好地、直觀地了解和研究機(jī)床變速箱體的加工工藝及夾具設(shè)計(jì)，本課題以X53K變速箱體為研究對(duì)象進(jìn)行設(shè)計(jì)。 主要設(shè)計(jì)任務(wù)為： 1、機(jī)床變速箱體加工總體方案的設(shè)計(jì)； 2、機(jī)床變速箱體加工的具體工藝卡片設(shè)計(jì)與編制； 3、機(jī)床變速箱體加工的輔助夾具設(shè)計(jì)，并繪制裝配圖； 4、夾具關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)與校核。 對(duì)學(xué)生的要求： 1、 具備加工工藝的基本知識(shí)； 2、 熟悉工夾具設(shè)計(jì)； 3、 熟悉PROE軟件。 所在專業(yè)審定意見： 專業(yè)負(fù)責(zé)人(簽名)： 2013 年 12 月 23日 本課題由 余磊 同學(xué)選定，學(xué)號(hào)： 1001010136 注：1．該表由指導(dǎo)教師填寫，經(jīng)所在專業(yè)負(fù)責(zé)人簽名后生效，作為該專業(yè)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選題使用； 2．有關(guān)內(nèi)容的填寫見背面的填表說明，并在表中相應(yīng)欄內(nèi)打“√”； 3．課題一旦被學(xué)生選定，此表須放在學(xué)生“畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料袋”中存檔。  填 表 說 明 1．該表的填寫只針對(duì)1名學(xué)生做畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）時(shí)選擇使用，如同一課題由2名及2名以上同學(xué)選擇，應(yīng)在申報(bào)課題的名稱上加以區(qū)別（加副標(biāo)題），并且在“設(shè)計(jì)（論文）要求”一欄中說明。 2．“課題性質(zhì)”一欄： A．產(chǎn)品設(shè)計(jì)； B．工程技術(shù)研究； C．軟件開發(fā)； D．研究論文或調(diào)研報(bào)告； E．其它。 3．“課題來源”一欄： A．自然（社會(huì)）科學(xué)基金與?。ú浚?、市級(jí)以上科研課題； B．企、事業(yè)單位委托課題； C．校、院（系）級(jí)基金課題； D．自擬課題。 4．“課題簡(jiǎn)介”一欄： 主要指該課題的背景介紹、理論意義或?qū)嵱脙r(jià)值。 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號(hào) X53K 零件圖號(hào) 62W 506A 共 4 頁 產(chǎn)品名稱 高速車床 零件名稱 變速箱體 第 1 頁 材料牌號(hào) HT15-33 毛坯種類 鑄件 外形尺寸 420350 每毛坯可制件數(shù) 1 每臺(tái)件數(shù) 1 工 序 名 稱 工 步 工 藝 內(nèi) 容 車間 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時(shí) 準(zhǔn)終 單件 0．熱 1 鑄成，清理 人工時(shí)效，涂底漆 一．銑 1 以結(jié)合面為基準(zhǔn)，校平 X53k 鑲齒三面刃銑刀 40 45 銑平面，保持內(nèi)腔尺寸60 二．鉗 1 以14軸孔孔外形中心為基準(zhǔn) Z35k 麻花鉆頭 10 20 鉆工藝用孔（穿） 三．銑 1 以平面為基準(zhǔn) X53k 鑲齒三面刃銑刀 30 30 粗銑結(jié)合面，保持尺寸，留余量1 2 精銑結(jié)合面，保持尺寸 30 30 銑結(jié)合面內(nèi)堐平面凹 要求：1.結(jié)合面不平度0.10之內(nèi) 2.光潔度達(dá)D5以上 描 圖 四．銑 1 以外形為基準(zhǔn) X6135 鑲齒三面刃銑刀 20 60 銑17，18軸孔平面，保持尺寸350 描 校 2 以17，18軸孔平面為基準(zhǔn) 20 20 銑筋外側(cè)面，保持尺寸50 底圖號(hào) 五．鉗 1 以表面為基準(zhǔn) 佛刮結(jié)合面，不平度在0.02之內(nèi) 佛刮平板 60 30 裝訂號(hào) 2 以結(jié)合面外形為基準(zhǔn) Z35k 35 30 鉆孔，擴(kuò)沉頭孔 ，麻花鉆頭 設(shè)計(jì)（日期） 審核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì)簽日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號(hào) X53K 零件圖號(hào) 62W 506A 共 4 頁 產(chǎn)品名稱 高速車床 零件名稱 變速箱體 第 2 頁 材料牌號(hào) HT15-33 毛坯種類 鑄件 外形尺寸 420350 每毛坯可制件數(shù) 1 每臺(tái)件數(shù) 1 工 序 名 稱 工 步 工 藝 內(nèi) 容 車間 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時(shí) 準(zhǔn)終 單件 鉆孔，攻螺紋M12 麻花鉆，M12絲錐 鉆孔，絞孔 ，麻花鉆 結(jié)合面所有孔口倒角 倒角刀 去毛刺 六．鏜 1 以結(jié)合面為基準(zhǔn)面 T716A ,鏜刀 30 60 鏜孔，擴(kuò)孔 七．鉗 以結(jié)合面為基準(zhǔn)面 Z55 90 120 1 鉆軸孔 1 軸孔 ,麻花鉆 2 軸孔 ,麻花鉆 3 軸孔 ,麻花鉆 4 軸孔 ,麻花鉆 5 軸孔 ,麻花鉆 描 圖 6 軸孔 ,麻花鉆 7 軸孔 ,麻花鉆 描 校 8 軸孔 ,麻花鉆 12 軸孔 ,麻花鉆 底圖號(hào) 2 鉆擴(kuò)絞13軸孔， ，麻花鉆 鉸刀 裝訂號(hào) 3 鉆孔（穿），攻螺紋M12 麻花鉆，M12絲錐 4 鉆孔（透孔） 麻花鉆 設(shè)計(jì)（日期） 審核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì)簽日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號(hào) X53K 零件圖號(hào) 62W 506A 共 4 頁 產(chǎn)品名稱 高速車床 零件名稱 變速箱體 第 3 頁 材料牌號(hào) HT15-33 毛坯種類 鑄件 外形尺寸 420350 每毛坯可制件數(shù) 1 每臺(tái)件數(shù) 1 工 序 名 稱 工 步 工 藝 內(nèi) 容 車間 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時(shí) 準(zhǔn)終 單件 5 鉆擴(kuò)絞17軸孔 ，麻花鉆 鉸刀 6 鉆18軸孔 麻花鉆 7 鉆孔（穿） 麻花鉆 八．鏜 1 以結(jié)合面為基準(zhǔn)面 專機(jī) 專用刀具 60 120 專機(jī)鏜孔 1軸孔 2軸孔 3軸孔 4軸孔 5軸孔 6軸孔 7軸孔 描 圖 8軸孔 12軸孔 描 校 要求：1.各軸孔在二臂上的不同心度0.05 2.各軸孔不平行度公差不得超過坐標(biāo)公 底圖號(hào) 差范圍 3.第6軸孔軸心線與結(jié)合面不平行度 裝訂號(hào) 0.02/100 九．鏜 以結(jié)合面為基準(zhǔn)面 T67 設(shè)計(jì)（日期） 審核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì)簽日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號(hào) X53K 零件圖號(hào) 62W 506A 共 4 頁 產(chǎn)品名稱 高速車床 零件名稱 變速箱體 第 4 頁 材料牌號(hào) HT15-33 毛坯種類 鑄件 外形尺寸 420350 每毛坯可制件數(shù) 1 每臺(tái)件數(shù) 1 工 序 名 稱 工 步 工 藝 內(nèi) 容 車間 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時(shí) 準(zhǔn)終 單件 1 鏜15軸孔 60 60 兩頭打孔 麻花鉆 兩頭擴(kuò)孔 麻花鉆 兩頭絞孔 鉸刀 2 調(diào)面鏜16軸孔 30 45 打孔 麻花鉆 擴(kuò)孔 麻花鉆 絞孔 鉸刀 十．鉗 以為基準(zhǔn) Z35k 1 鉆孔，攻螺紋M6，深15 麻花鉆，M6絲錐 15 30 2 鉆孔，攻螺紋M6（打到13軸孔） 麻花鉆，M6絲錐 8 30 3 鉆孔，攻螺紋M8（穿） 麻花鉆，M8絲錐 10 30 描 圖 4 鉆孔，擴(kuò)孔 麻花鉆 5 30 5 去各孔內(nèi)毛刺，修外形 15 描 校 6 檢驗(yàn) 十一． 1 油漆入庫 底圖號(hào) 漆 裝訂號(hào) 設(shè)計(jì)（日期） 審核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì)簽日期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期