撥叉（圓弧臺(tái)階）加工夾具設(shè)計(jì)（銑叉口分割面夾具）

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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯 系 別： 機(jī)電信息系 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè) 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 外文出處： 機(jī)器人和計(jì)算機(jī)集成制造 21（2005）368-378 附 件： 1. 原文； 2. 譯文 2013年3月 夾具定位規(guī)劃中完整性評(píng)估和修訂 CAM實(shí)驗(yàn)室，機(jī)械工程學(xué)系，伍斯特理工學(xué)院研究院，100路，伍斯特，碩士01609，美國(guó) 2004年9月14日收稿;2004年11月9日修訂;2004年11月10日發(fā)表 摘 要 幾何約束是夾具設(shè)計(jì)中最重要的考慮因素之一。確定位置的解析擬訂已發(fā)達(dá)。然而，如何分析和修改在實(shí)際夾具設(shè)計(jì)實(shí)踐過(guò)程中的一個(gè)非確定性的定位計(jì)劃尚未深入研究。在本文中，提出了一種方法來(lái)描述在限制約束下的重點(diǎn)夾具系統(tǒng)的幾何約束狀態(tài)。一種限制約束下?tīng)顟B(tài)，如果它存在，可以識(shí)別給定定位計(jì)劃?？梢宰詣?dòng)識(shí)別工件的所有限制約束下約束狀態(tài)的提案。這有助于改善逆差定位計(jì)劃，并為修訂提供指引，以最終實(shí)現(xiàn)確定性的定位。 關(guān)鍵詞：夾具設(shè)計(jì);幾何約束;確定性定位;限制約束;過(guò)約束 1.介紹 夾具是用于制造工業(yè)進(jìn)行工件牢固定位的一種機(jī)制。在零件加工過(guò)程中規(guī)劃一個(gè)關(guān)鍵的第一步，夾具設(shè)計(jì)需要，以確保定位精度和三維工件的精度。 3-2-1原則，在一般情況下，是最廣泛使用的指導(dǎo)原則發(fā)展的位置計(jì)劃。 V型塊和銷(xiāo)孔定位原則也常用。 一個(gè)加工夾具定位方案必須滿足一些要求。最基本的要求是，必須提供工件確定的位置。這種觀點(diǎn)指出，定位計(jì)劃生產(chǎn)的確定位置，工件不能移動(dòng)，而至少有一個(gè)定位不會(huì)失去聯(lián)系。這一直是夾具設(shè)計(jì)的最根本的準(zhǔn)則之一，許多研究人員關(guān)于幾何約束狀態(tài)的研究表明，工件在任何定位計(jì)劃分為以下三個(gè)類別： 1、良好的約束（確定性）：工件在一個(gè)獨(dú)特的位置進(jìn)行配合，工件表面與6個(gè)定位器取得聯(lián)系。 2、限制約束：不完全約束工件的自由度。 3、過(guò)約束：工件自由度超過(guò)6定位的制約。 在1985年,淺田[1]提出了滿秩為準(zhǔn)則雅可比矩陣的約束方程,基于分析形成了調(diào)研后,確定定位。周等[2]在1989年制定了在確定性定位問(wèn)題上使用螺旋理論。結(jié)果表明,定位矩陣的定位需要壓力滿秩達(dá)到確定的位置。該方法的確定通過(guò)無(wú)數(shù)的研究。王等[3]考慮定位工件的接觸的影響，而采用點(diǎn)接觸面積。他們介紹了接觸矩陣，并指出，兩個(gè)接觸的機(jī)構(gòu)不應(yīng)該有平等的，但在接觸點(diǎn)曲率相反?？柹璠4]認(rèn)為，可能沒(méi)有足夠的應(yīng)用，如一些不是非棱柱的表面或相對(duì)誤差近似的非小線性。他提出一個(gè)二階泰勒展開(kāi)，其中也考慮到定位誤差相互作用。馬林和費(fèi)雷拉[5]應(yīng)用周對(duì)3-2-1的位置擬訂，制定若干按照規(guī)則的規(guī)劃。盡管眾多的位置上的確定分析研究很少注意非確定性分析的位置。 在淺田的擬定方案中,他們假設(shè)工件夾具元件和點(diǎn)之間的聯(lián)絡(luò)無(wú)阻力。理想的位置q*,而應(yīng)放置工件表面和分片，可微函數(shù)是gi(見(jiàn)圖1)。 表面函數(shù)定義為:gi(q*)=0是確定的,應(yīng)該有一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的解決方案為下列所有定位方程組。 gi(q)=0,i=1,2,...,n (1) 其中n是定位器的位置與方向,代表了工件的定位和方向。 只有考慮到目標(biāo)位置q*附近在處: 淺田表明 (2) hi是幾何函數(shù)的雅可比矩陣，矩陣式所示（3）。確定定位 如果雅可比矩陣滿秩，可滿足要求。 (2)只有q=q*一個(gè)解決辦法 (3) 在1個(gè)3-2-1定位計(jì)劃中，一個(gè)約束方程的雅可比矩陣的滿秩的約束狀態(tài)如表1所示。如果定位是小于6，工件是限制約束的，即存在至少有一個(gè)工件自由定位議案不受限制的。如果矩陣滿秩，但定位大于6定位，工件是過(guò)約束，這表明存在至少一個(gè)定位等;而幾何約束工件被刪除不影響的狀態(tài)。找出一個(gè)模型除了3-2-1,可以建立基準(zhǔn)框架提取等效的定位點(diǎn)。胡等[6]已經(jīng)發(fā)展出一種系統(tǒng)的方法,對(duì)這個(gè)用途。因此,這則能適用于所有的定位方案。 圖1 .夾具系統(tǒng)模型。 表1 等級(jí) 數(shù)量的定位 地位 <6 - 在受限 =6 =6 約束 =6 >6 過(guò)分約束 康等[7]遵循這些方法和他們實(shí)施制定的幾何約束分析模塊其自動(dòng)化的計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)的核查制度。他們的CAFDV系統(tǒng)可以計(jì)算出雅可比矩陣和它的排名來(lái)確定定位的完整性。它也可以分析工件的位移和靈敏度定位錯(cuò)誤。熊等人[8]提出的等級(jí)檢查方法的定位矩陣WL(見(jiàn)附件)。他們還介紹了左/右邊的定位矩陣廣義逆理論,分析了工件的幾何誤差。結(jié)果表明,定位及發(fā)展方向誤差ΔX和位置誤差Δr的工件定位相關(guān)如下: 在受限:ΔX=WLΔr, (4) 約束:ΔX=(WTLWL)-1WLTΔr, (5) 過(guò)分約束:ΔX=WLT(WTLWL)-1Δr+(I6*6-WLT(WTLWL)-1WL)λ, (6) λ是任意一個(gè)向量。 他們還介紹了從這些矩陣的幾個(gè)指標(biāo)，評(píng)價(jià)定位配置，其次是通過(guò)約束非線性規(guī)劃的優(yōu)化。然而，他們的研究分析，不涉及非確定性定位的修訂。目前，還沒(méi)有就如何處理與提供確定的位置的夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研究。 2.定位完整性評(píng)價(jià) 如果不確定性的位置達(dá)到夾具系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，設(shè)計(jì)師知道約束狀態(tài)是什么，以如何改善設(shè)計(jì)是非常重要的條件。如果夾具系統(tǒng)是過(guò)度約束，是理想定位需要的不必要的信息。而下約束時(shí)，所有有關(guān)知識(shí)約束工件的議案，可以引導(dǎo)設(shè)計(jì)師選擇額外的定位或使得修改定位計(jì)劃更有效。的總體戰(zhàn)略定位計(jì)劃表征幾何約束的狀態(tài)描述圖 2。 在本文中,定位矩陣秩的幾何約束的施加評(píng)價(jià)狀態(tài)(見(jiàn)附件為獲得的定位矩陣)。確定需要六個(gè)定位器定位提供矩陣的滿秩定位WL: 如圖3所示,在給定的定位器數(shù)量n,定位法向量[ai,bi,ci]和定位的位置[xi,yi,zi] 每一個(gè)定位器,i=1,2,.....,n,n*6定位矩陣可以確定如下: （7） 當(dāng)?shù)燃?jí)（WL）=6，n=6時(shí)，是工件良好約束。 當(dāng)?shù)燃?jí)（WL）=6，n>6時(shí);是工件過(guò)約束。 這意味著（n-6）有不必要的定位在定位方案上。工件將不存在限制（n-6）定位器。這種狀態(tài)的數(shù)學(xué)表示方法,那就是（n-6）在定位向量矩陣,可表示為線性組合的其他六行向量。 圖2 幾何約束狀態(tài)描述 圖3一個(gè)簡(jiǎn)化的定位方案。 定位方案，提供了確定性的位置。發(fā)達(dá)國(guó)家的算法使用下列方法確定不必要的定位： 1、找到所有的（n-6）組合定位的。 2、為每個(gè)組合,從（n-6）定位器確定定位方案。 3、重新計(jì)算矩陣秩的定位為左六個(gè)定位器。 4、如果等級(jí)不變,被刪除的(n-6)定位器是負(fù)責(zé)過(guò)約束狀態(tài)。 這種方法可能會(huì)產(chǎn)生多種解決方案，并要求設(shè)計(jì)師來(lái)決定哪一套不必要的定位應(yīng)該被刪除以最佳定位性能。 當(dāng)?shù)燃?jí)（WL）<6,工件的限制約束。 3。算法的開(kāi)發(fā)和實(shí)施 在這里待開(kāi)發(fā)的算法，將致力于提供信息的不受限運(yùn)動(dòng)工件在不足的約束狀態(tài)。假設(shè)有n個(gè)定位器之間的關(guān)系的工件的位置/定向誤差和定位誤差可以表示為如下 其中，DX; DY，DZ，AX，AY，AZ沿X，Y，Z軸和X，Y，Z軸的旋轉(zhuǎn)，分別是位移。直接還原鐵 第i個(gè)定位器的幾何誤差。 WIJ的定義是正確的廣義逆的定位矩陣WR?WTL eWLWTL 為了找出所有未受限運(yùn)動(dòng)的工件，V =dxi ; dyi ; dzi; daxi; dayi; dazi介紹了V DX = 0. 由于 rank（△X）＜6必須存在有非零V滿足式，每個(gè)非零的解決方案的V代表一個(gè)無(wú)約束 運(yùn)動(dòng)。每學(xué)期的V代表該運(yùn)動(dòng)的一個(gè)組成部分。例如，[0; 0; 0; 3; 0; 0] 說(shuō)繞x軸的旋轉(zhuǎn)不約束裝置 ，[0; 1; 1; 0; 0; 0 ] 工件可以沿著由下式給出的方向向量[0; 1; 1 ] 有可能是無(wú)限的解決方案。解空間，然而，可以構(gòu)造6- rank（WL）基本的解決方案，致力于以下分析，找出基本的解決方案。 示出，Wr的行向量之間的依賴關(guān)系：在特殊情況下，例如，所有W1J等于零， V具有一個(gè)明顯的解決方案，[1，0，0，0，0，0]，表示沿x軸的位移還沒(méi)有限制。這是很容易理解，因?yàn)椤?0在此情況下，這意味著相應(yīng)的工件的位置誤差是不依賴任何定位錯(cuò)誤。因此，相關(guān)的動(dòng)議未約束的定位器。此外，結(jié)合動(dòng)議不約束，如果是△X的元素之一，可以作為其他元素的線性組合表示。然而，它 可以移動(dòng)向量定義的x-和y-軸之間的沿對(duì)角線 為了找到解決辦法一般情況下，以下策略： 1. 在定位矩陣消除依賴的行（S）。 2。計(jì)算6不正確的修改后的定位矩陣的廣義逆 3 4規(guī)范的自由運(yùn)動(dòng)空間。 5計(jì)算未定的V 6. 基于該算法，一個(gè)C ++程序的目的是為了查明受限的狀態(tài)下，不受約束的 運(yùn)動(dòng)。 實(shí)施例1。在一個(gè)表面的磨削操作中，位于一個(gè)工件的夾具系統(tǒng)上，如示于圖。 正常矢量和每個(gè)定位器的位置如下： 因此，定位矩陣被確定。 在有限的定位方案 這種定位系統(tǒng)提供了根據(jù)有限的定位因?yàn)閞ank（WL）=5＜6，該程序，然后計(jì)算 正確的定位矩陣的廣義逆 第一行是公認(rèn)的依賴行，因?yàn)檫@一行的去除不影響矩陣的秩?！捌渌迮攀仟?dú)立的行。發(fā)現(xiàn)根據(jù)獨(dú)立的行的線性組合規(guī)定下約束狀態(tài)的程序的步驟5。這種特殊情況下的解決方案是顯而易見(jiàn)的，所有系數(shù)均為零。因此，所述un-約束運(yùn)動(dòng)的工件可以被確定為V=[100000]這表明，工件可沿x方向移動(dòng)?；谶@個(gè)結(jié)果，一個(gè)額外的定位器應(yīng)該是采用約束沿x軸的工件位移。 實(shí)施例2。圖5示出了鉸接3-2-1定位系統(tǒng)。的法線矢量和每個(gè)定位器的位置，在這最初的設(shè)計(jì)如下： 這種配置的定位矩陣是 610真正的設(shè)計(jì)修改 修改定位矩陣變?yōu)? 修改后的定位矩陣是正確的廣義逆 檢查的程序依賴行，每一行是依賴其它五個(gè)行。不失概括性的，第一行被視為依賴行。 5×5改進(jìn)的逆矩陣 根據(jù)第5步中，計(jì)算五個(gè)未確定的V條件 該矢量表示的位移的組合定義的自由運(yùn)動(dòng)，沿[1，0，1.713]方向結(jié)合旋轉(zhuǎn)[0.0432，0.0706，0.04]。要修改這個(gè)定位的配置，另一種定位器被添加到限制這種自由運(yùn)動(dòng)的工件，假設(shè)定位L1刪除在步驟1中。該程序可以也算自由運(yùn)動(dòng)的工件，如果一個(gè)定位器以外L1刪除在步驟1中。這提供了多的設(shè)計(jì)師的修訂選項(xiàng)。 4.總結(jié) 確定性的位置是一個(gè)重要的要求夾具定位方案設(shè)計(jì)。分析標(biāo)準(zhǔn)決定性的地位已經(jīng)確立。為了進(jìn)一步研究非確定性狀態(tài)，提出了一種用于檢查幾何約束的狀態(tài)已經(jīng)研制成功。該算法可以識(shí)別欠約束狀態(tài)，并指示不受限運(yùn)動(dòng)的工件。它也承認(rèn)過(guò)約束的狀態(tài)和不必要的定位器。輸出信息，可以幫助設(shè)計(jì)師來(lái)分析和改進(jìn)現(xiàn)有的定位方案。 參考文獻(xiàn) [1] Asada H, By AB.。自動(dòng)重構(gòu)夾具的柔性裝配夾具的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。 IEEE J機(jī)器人autom1985; RA-1:86-93。 [2] zhou YC，Chandru V，Barash MM。加工裝置的自動(dòng)配置的數(shù)學(xué)方法分析和綜合。反ASME J英工業(yè)1989;111:299-306。 [3] Wang MY, Liu T, Pelinescu DM.。夾具運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的基礎(chǔ)上充分接觸剛體模型。 J制造業(yè)│科學(xué)與工程2003;125：316-24。 [4] Carlson JS。剛性零件的裝夾和定位計(jì)劃的二次靈敏度分析“。 ASME J制造業(yè)│2001年科學(xué)與工程;123（3）：462-72。 [5] Marin R, Ferreira P.確定性3-2-1定位計(jì)劃的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和綜合加工裝置。 ASME 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硬度 名稱 型號(hào) KTH350-10 200HBS 1 車(chē)床 CA6140 夾具 定 額 代號(hào) 名稱 單件時(shí)間（分） 每班次數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 代號(hào) JIAJU01 專用夾具 JIAJU01 工步號(hào) 工步內(nèi)容 走刀長(zhǎng)度(毫米） 走刀次數(shù) 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） 進(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)） 機(jī)動(dòng)時(shí)間（分） 輔助時(shí)間（分） 刀具 輔具 量具 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 1 毛坯熱處理，時(shí)效處理 2 3 4 擬制 日期 審核 日期 批準(zhǔn) 日期 共 頁(yè) 第 頁(yè) 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號(hào) 零件名稱 零件號(hào) 拔叉 拔叉 工序名稱 銑削外圓Φ32一端面 工序號(hào) 30 技檢要求 按照?qǐng)D示要求保證粗糙度要求，要求已加工平面無(wú)明顯刀痕 基準(zhǔn)面 外圓面 材料 同時(shí)加工零件數(shù) 設(shè)備 牌號(hào) 硬度 名稱 型號(hào) KTH350-10 200HBS 1 車(chē)床 CA6140 夾具 定 額 代號(hào) 名稱 單件時(shí)間（分） 每班次數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 代號(hào) JIAJU01 JIAJU01 工步號(hào) 工步內(nèi)容 走刀長(zhǎng)度(毫米） 走刀次數(shù) 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） 進(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)） 機(jī)動(dòng)時(shí)間（分） 輔助時(shí)間（分） 刀具 輔具 量具 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 1 銑削外圓Φ32一端面 32 3 0.9 143 660 0.9 15 min 2min YT30面銑刀 1 專用夾具 1 游標(biāo)卡尺 2 3 擬制 日期 審核 日期 批準(zhǔn) 日期 共 頁(yè) 第 頁(yè) 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號(hào) 零件名稱 零件號(hào) 拔叉 拔叉 工序名稱 銑削外圓Φ32另一端面 工序號(hào) 40 技檢要求 按照?qǐng)D示要求保證粗糙度要求，要求已加工平面無(wú)明顯刀痕 基準(zhǔn)面 外圓面 材料 同時(shí)加工零件數(shù) 設(shè)備 牌號(hào) 硬度 名稱 型號(hào) KTH350-10 200HBS 1 車(chē)床 CA6140 夾具 定 額 代號(hào) 名稱 單件時(shí)間（分） 每班次數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 代號(hào) JIAJU01 JIAJU01 工步號(hào) 工步內(nèi)容 走刀長(zhǎng)度(毫米） 走刀次數(shù) 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） 進(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)） 機(jī)動(dòng)時(shí)間（分） 輔助時(shí)間（分） 刀具 輔具 量具 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 1 銑削外圓Φ32另一端面 56 3 0.9 143 660 0.9 15 min 2min YT30面銑刀 1 專用夾具 1 游標(biāo)卡尺 2 擬制 日期 審核 日期 批準(zhǔn) 日期 共 頁(yè) 第 頁(yè) 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號(hào) 零件名稱 零件號(hào) 拔叉 拔叉 工序名稱 車(chē)中心孔Φ19H9 工序號(hào) 50 技檢要求 按照?qǐng)D示要求保證粗糙度要求，要求已加工平面無(wú)明顯刀痕 基準(zhǔn)面 外圓面 材料 同時(shí)加工零件數(shù) 設(shè)備 牌號(hào) 硬度 名稱 型號(hào) KTH350-10 200HBS 1 車(chē)床 CA6140 夾具 定 額 代號(hào) 名稱 單件時(shí)間（分） 每班次數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 代號(hào) JIAJU01 專用夾具 JIAJU01 工步號(hào) 工步內(nèi)容 走刀長(zhǎng)度(毫米） 走刀次數(shù) 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） 進(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)） 機(jī)動(dòng)時(shí)間（分） 輔助時(shí)間（分） 刀具 輔具 量具 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 1 車(chē)中心孔Φ19H9 56 3 0.9 143 660 0.9 15 min 2min 外圓車(chē)刀、 游標(biāo)卡尺 1 專用夾具 1 游標(biāo)卡尺 2 擬制 日期 審核 日期 批準(zhǔn) 日期 共 頁(yè) 第 頁(yè) 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號(hào) 零件名稱 零件號(hào) 拔叉 拔叉 工序名稱 鏜R24半圓孔，鏜R30半圓孔 工序號(hào) 60 技檢要求 按照?qǐng)D示要求保證粗糙度要求，要求已加工平面無(wú)明顯刀痕 基準(zhǔn)面 外圓面 材料 同時(shí)加工零件數(shù) 設(shè)備 牌號(hào) 硬度 名稱 型號(hào) KTH350-10 200HBS 1 車(chē)床 CA6140 夾具 定 額 代號(hào) 名稱 單件時(shí)間（分） 每班次數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 代號(hào) JIAJU01 專用夾具 JIAJU01 工步號(hào) 工步內(nèi)容 走刀長(zhǎng)度(毫米） 走刀次數(shù) 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） 進(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)） 機(jī)動(dòng)時(shí)間（分） 輔助時(shí)間（分） 刀具 輔具 量具 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 1 鏜R24半圓孔，鏜R30半圓孔 56 3 0.9 143 660 0.9 15 min 2min 鏜刀、 游標(biāo)卡尺 1 專用夾具 1 游標(biāo)卡尺 2 擬制 日期 審核 日期 批準(zhǔn) 日期 共 頁(yè) 第 頁(yè) 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號(hào) 零件名稱 零件號(hào) 拔叉 拔叉 工序名稱 銑削距離4的叉口端面 工序號(hào) 07 技檢要求 按照?qǐng)D示要求保證粗糙度要求，要求已加工平面無(wú)明顯刀痕 基準(zhǔn)面 外圓面 材料 同時(shí)加工零件數(shù) 設(shè)備 牌號(hào) 硬度 名稱 型號(hào) KTH350-10 200HBS 1 車(chē)床 CA6140 夾具 定 額 代號(hào) 名稱 單件時(shí)間（分） 每班次數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 代號(hào) JIAJU01 JIAJU01 工步號(hào) 工步內(nèi)容 走刀長(zhǎng)度(毫米） 走刀次數(shù) 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） 進(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)） 機(jī)動(dòng)時(shí)間（分） 輔助時(shí)間（分） 刀具 輔具 量具 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 1 銑削距離4的叉口端面 56 3 0.9 143 660 0.9 15 min 2min 銑刀、 游標(biāo)卡尺 1 夾具 1 游標(biāo)卡尺 2 3 擬制 日期 審核 日期 批準(zhǔn) 日期 共 頁(yè) 第 頁(yè) 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號(hào) 零件名稱 零件號(hào) 拔叉 拔叉 工序名稱 銑削外圓Φ20端面 工序號(hào) 80 技檢要求 按照?qǐng)D示要求保證粗糙度要求，要求已加工平面無(wú)明顯刀痕 基準(zhǔn)面 外圓面 材料 同時(shí)加工零件數(shù) 設(shè)備 牌號(hào) 硬度 名稱 型號(hào) KTH350-10 200HBS 1 車(chē)床 CA6140 夾具 定 額 代號(hào) 名稱 單件時(shí)間（分） 每班次數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 代號(hào) JIAJU01 專用夾具 JIAJU01 工步號(hào) 工步內(nèi)容 走刀長(zhǎng)度(毫米） 走刀次數(shù) 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） 進(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)） 機(jī)動(dòng)時(shí)間（分） 輔助時(shí)間（分） 刀具 輔具 量具 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 1 銑削外圓Φ20端面 116 3 0.9 55 510 0.9 15 min 2min 外圓車(chē)刀、 游標(biāo)卡尺 1 專用夾具 1 游標(biāo)卡尺 2 3 擬制 日期 審核 日期 批準(zhǔn) 日期 共 頁(yè) 第 頁(yè) 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號(hào) 零件名稱 零件號(hào) 拔叉 拔叉 工序名稱 鉆M10X1-6H底孔 工序號(hào) 90 技檢要求 按照?qǐng)D示要求保證粗糙度要求，要求已加工平面無(wú)明顯刀痕 基準(zhǔn)面 外圓面 材料 同時(shí)加工零件數(shù) 設(shè)備 牌號(hào) 硬度 名稱 型號(hào) KTH350-10 200HBS 1 車(chē)床 CA6140 夾具 定 額 代號(hào) 名稱 單件時(shí)間（分） 每班次數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 代號(hào) JIAJU01 專用夾具 JIAJU01 工步號(hào) 工步內(nèi)容 走刀長(zhǎng)度(毫米） 走刀次數(shù) 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） 進(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)） 機(jī)動(dòng)時(shí)間（分） 輔助時(shí)間（分） 刀具 輔具 量具 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 1 鉆M10X1-6H底孔 116 3 0.9 55 510 0.9 15 min 2min 麻花鉆、 游標(biāo)卡尺 1 專用夾具 1 游標(biāo)卡尺 2 3 擬制 日期 審核 日期 批準(zhǔn) 日期 共 頁(yè) 第 頁(yè) 機(jī) 械 加 工 工 序 卡 產(chǎn)品型號(hào) 零件名稱 零件號(hào) 拔叉 拔叉 工序名稱 攻絲M10X1-6H 工序號(hào) 100 技檢要求 按照?qǐng)D示要求保證粗糙度要求，要求已加工平面無(wú)明顯刀痕 基準(zhǔn)面 外圓面 材料 同時(shí)加工零件數(shù) 設(shè)備 牌號(hào) 硬度 名稱 型號(hào) KTH350-10 200HBS 1 鉆床 Z525 夾具 定 額 代號(hào) 名稱 單件時(shí)間（分） 每班次數(shù) 每臺(tái)件數(shù) 代號(hào) JIAJU01 夾具 JIAJU01 工步號(hào) 工步內(nèi)容 走刀長(zhǎng)度(毫米） 走刀次數(shù) 切削深度(毫米） 切削速度（米/秒） 主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） 進(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)） 機(jī)動(dòng)時(shí)間（分） 輔助時(shí)間（分） 刀具 輔具 量具 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 數(shù)量 名稱規(guī)格 1 攻絲M10X1-6H 116 3 0.9 55 510 0.9 15 min 2min 攻絲、 游標(biāo)卡尺 1 專用夾具 1 游標(biāo)卡尺 2 3 擬制 日期 審核 日期 批準(zhǔn) 日期 共 頁(yè) 第 頁(yè) 5 銑床夾具設(shè)計(jì) 5.1 問(wèn)題的提出 本夾具要用于銑床夾具精度等級(jí)為IT12級(jí)，粗糙度為6.3。本道工序只精銑一下即達(dá)到各要求，因此，在本道工序加工時(shí)，我們應(yīng)首先考慮保證各加工精度， 如何提高生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 5.2 夾具設(shè)計(jì) 5.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。此零件圖沒(méi)有較高的技術(shù)要求，也沒(méi)有較高的平行度和對(duì)稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高加工精度。Φ19的孔和其兩端面都已加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的φ19孔和其端面作為定位精基準(zhǔn)，來(lái)設(shè)計(jì)本道工序的夾具，以兩銷(xiāo)和兩已加工好的φ19孔的端面作為定位夾具。 為了提高加工效率，縮短輔助時(shí)間，決定用螺旋夾緊壓板機(jī)構(gòu)作為夾緊機(jī)構(gòu)。 5.2.2切削力和夾緊力計(jì)算 （1）刀具： 高速鋼錯(cuò)齒三面刃銑刀 φ40mm z=24 機(jī)床： x61W型萬(wàn)能銑床 由[3] 所列公式 得 查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù) z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在計(jì)算切削力時(shí)，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。 安全系數(shù) K= 其中：為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 （2）夾緊力的計(jì)算 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=20mm，材料45鋼 性能級(jí)數(shù)為6.8級(jí) 螺釘疲勞極限： 極限應(yīng)力幅： 許用應(yīng)力幅： 螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 [s]=2.5~4 取[s]=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠， 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力 5.2.3定位誤差分析 （1）定位元件尺寸及公差確定。 夾具的主要定位元件為一平面和一定位銷(xiāo)，孔與銷(xiāo)間隙配合。 （2） 工件的工序基準(zhǔn)為孔心，當(dāng)工件孔徑為最大，定位銷(xiāo)的孔徑為最小時(shí)，孔心在任意方向上的最大變動(dòng)量等于孔與銷(xiāo)配合的最大間隙量。本夾具是用來(lái)在臥式鏜床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷(xiāo)保持固定接觸。此時(shí)可求出孔心在接觸點(diǎn)與銷(xiāo)中心連線方向上的最大變動(dòng)量為孔徑公差多一半。工件的定位基準(zhǔn)為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點(diǎn)和銷(xiāo)中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin 本工序采用一定位銷(xiāo)，一擋銷(xiāo)定位，工件始終靠近定位銷(xiāo)的一面，而擋銷(xiāo)的偏角會(huì)使工件自重帶來(lái)一定的平行于夾具體底版的水平力，因此，工件不在在定位銷(xiāo)正上方，進(jìn)而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。 5.2.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殓M床夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序?yàn)榍邢饔嗔啃。邢髁π?，所以一般的手?dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求。 本夾具的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動(dòng)夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 產(chǎn)品名稱 拔叉 零件名稱 拔叉 共 1 頁(yè) 第 1 頁(yè) 材 料 牌 號(hào) KTH350-10 毛 坯 種 類 鑄造 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每 臺(tái) 件 數(shù) 1 備 注 工 序 號(hào) 工序 名稱 工 序 內(nèi) 容 車(chē)間 工段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工時(shí)/min 準(zhǔn)終 單件 10 鑄造 鑄造出毛坯 鑄造車(chē)間 20 熱處理 毛坯熱處理，時(shí)效處理 鑄造車(chē)間 30 銑削 銑削外圓Φ32一端面 機(jī)加工車(chē)間 銑床 X62W 硬質(zhì)合金面銑刀﹑游標(biāo)卡尺、工裝XJ001 15min 15min 40 銑削 銑削外圓Φ32另一端面 機(jī)加工車(chē)間 銑床 X62W 硬質(zhì)合金面銑刀﹑游標(biāo)卡尺、工裝XJ001 18min 18min 50 車(chē) 車(chē)中心孔Φ19H9 機(jī)加工車(chē)間 CA6140 盲孔偏刀，游標(biāo)卡尺 10min 10min 60 鏜 鏜R24半圓孔，鏜R30半圓孔 機(jī)加工車(chē)間 T68 鏜刀，游標(biāo)卡尺 11min 11min 70 銑削 銑削距離4的叉口端面 機(jī)加工車(chē)間 銑床 X62W 硬質(zhì)合金面銑刀﹑游標(biāo)卡尺、工裝XJ001 5min 5min 80 銑削 銑削外圓Φ20端面 機(jī)加工車(chē)間 銑床 X62W 硬質(zhì)合金面銑刀﹑游標(biāo)卡尺、工裝XJ001 15min 15min 90 鉆底孔 鉆M10X1-6H底孔 機(jī)加工車(chē)間 Z525 麻花鉆，游標(biāo)卡尺 5min 5min 100 攻絲 攻絲M10X1-6H 機(jī)加工車(chē)間 Z525 攻絲，游標(biāo)卡尺 5min 5min 110 鉗 去毛刺，清洗 金工 鉗工臺(tái) 絲錐，銼刀，游標(biāo)卡尺 120 終檢 終檢入庫(kù) 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（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 XX大學(xué) 課程設(shè)計(jì)論文 撥叉機(jī)械加工工藝規(guī)程及 夾具設(shè)計(jì) 所在學(xué)院 專 業(yè) 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)老師 年 月 日 摘 要 拔叉零件加工工藝及鉆床夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。 關(guān)鍵詞：工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差 目 錄 摘 要 II 目 錄 III 第1章 序 言 5 第2章 零件的分析 5 2.1零件的形狀 5 2.2零件的工藝分析 6 第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 6 3.1 確定毛坯的制造形式 7 3.2 基面的選擇 7 3.3 制定工藝路線 7 3.3.1 工藝路線方案一 7 3.3.2 工藝路線方案二 8 3.3.3 工藝方案的比較與分析 8 3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 9 3.4.1 機(jī)床選用 9 3.4.2 選擇刀具 9 3.4.3 選擇量具 9 3.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 9 3.6確定切削用量及基本工時(shí) 11 4 銑床夾具設(shè)計(jì) 17 4.1 問(wèn)題的提出 17 4.2 夾具設(shè)計(jì) 18 4.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 18 4.2.2切削力和夾緊力計(jì)算 18 4.2.3定位誤差分析 20 4.2.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 20 總 結(jié) 21 致 謝 22 參 考 文 獻(xiàn) 23 24 第1章 序 言 機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開(kāi)制造業(yè)，因此制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。 拔叉零件加工工藝及鉆床夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等的基礎(chǔ)下，進(jìn)行的一個(gè)全面的考核。正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問(wèn)題，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。 本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。 第2章 零件的分析 2.1零件的形狀 題目給的零件是拔叉零件，主要作用是起連接作用。 零件的實(shí)際形狀如上圖所示，?從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。具體尺寸，公差如下圖所示。 2.2零件的工藝分析 由零件圖可知，其材料為KTH350-10，該材料為鑄鐵，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。 拔叉零件主要加工表面為：1端面，表面粗糙度值為3.2。2及端面，表面粗糙度值3.2。3.車(chē)裝配孔，表面粗糙度值3.2。4.半精車(chē)側(cè)面，及表面粗糙度值3.2。5.兩側(cè)面粗糙度值6.3、12.5，法蘭面粗糙度值6.3。 拔叉共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求?，F(xiàn)分述如下： (1)．左端的加工表面： ? ? 這一組加工表面包括：左端面，Φ28外圓，倒角鉆孔并攻絲。這一部份只有端面有6.3的粗糙度要求，。其要求并不高，粗車(chē)后半精車(chē)就可以達(dá)到精度要求。而鉆工沒(méi)有精度要求，因此一道工序就可以達(dá)到要求，并不需要擴(kuò)孔、鉸孔等工序。 (2).右端面的加工表面： 這一組加工表面包括：Φ28右端粗糙度為1.6；并帶有倒角。其要求也不高，粗車(chē)后半精車(chē)就可以達(dá)到精度要求。其中，Φ19的孔或內(nèi)圓直接在上做鏜工就行了。 第3章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 本拔叉，假設(shè)年產(chǎn)量為10萬(wàn)臺(tái)，每臺(tái)車(chē)床需要該零件1個(gè)，備品率為19%，廢品率為0.25%，每日工作班次為2班。 該零件材料為KTH350-10，考慮到零件在工作時(shí)要有高的耐磨性，所以選擇鑄鐵鑄造。依據(jù)設(shè)計(jì)要求Q=100000件/年，n=1件/臺(tái)；結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率α和 廢品率β分別取19%和0.25%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領(lǐng) N=2XQn(1+α)（1+β)=238595件/年 3.1 確定毛坯的制造形式 零件材料為KTH350-10，鑄件的特點(diǎn)是液態(tài)成形，其主要優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng)，即適用于不同重量、不同壁厚的鑄件，也適用于不同的金屬，還特別適應(yīng)制造形狀復(fù)雜的鑄件?？紤]到零件在使用過(guò)程中起連接作用，分析其在工作過(guò)程中所受載荷，最后選用鑄件，以便使金屬纖維盡量不被切斷，保證零件工作可靠。年產(chǎn)量已達(dá)成批生產(chǎn)水平，而且零件輪廓尺寸不大，可以采用砂型鑄造，這從提高生產(chǎn)效率，保證加工精度，減少生產(chǎn)成本上考慮，也是應(yīng)該的。 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)效率得以提高。否則，不但使加工工藝過(guò)程中的問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。 粗基準(zhǔn)的選擇，對(duì)像拔叉這樣的零件來(lái)說(shuō)，選好粗基準(zhǔn)是至關(guān)重要的。對(duì)本零件來(lái)說(shuō)，如果外圓的端面做基準(zhǔn)，則可能造成這一組內(nèi)外圓的面與零件的外形不對(duì)稱，按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則(即當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面做粗基準(zhǔn)，若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)應(yīng)位置精度較高的不加工表面做為粗基準(zhǔn))。 對(duì)于精基準(zhǔn)而言，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門(mén)計(jì)算，此處不在重復(fù)。 3.3 制定工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此以外，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。 3.3.1 工藝路線方案一 工序10 鑄造出毛坯。 工序20 毛坯熱處理，時(shí)效處理。 工序30 銑削外圓Φ32一端面。 工序40 銑削外圓Φ32另一端面 工序50 車(chē)中心孔Φ19H9。 工序60 鏜R24半圓孔，鏜R30半圓孔。 工序70 銑削距離4的叉口端面。 工序80 銑削外圓Φ20端面。 工序90 鉆M10X1-6H底孔 工序100 攻絲M10X1-6H 工序110 鉗去毛刺。 工序120 終檢入庫(kù)。 3.3.2 工藝路線方案二 工序10 鑄造出毛坯。 工序20 毛坯熱處理，時(shí)效處理。 工序30 銑削外圓Φ32一端面。 工序40 銑削外圓Φ32另一端面 工序50 車(chē)中心孔Φ19H9。 工序60 鏜R24半圓孔，鏜R30半圓孔。 工序70 銑削距離4的叉口端面。 工序80 銑削外圓Φ20端面。 工序90 鉆M10X1-6H底孔 工序100 攻絲M10X1-6H 工序110 鉗去毛刺。 工序120 終檢入庫(kù)。 3.3.3 工藝方案的比較與分析 上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于：方案一的定位和裝夾等都比較方便，但是要更換多臺(tái)設(shè)備，加工過(guò)程比較繁瑣，而且在加工過(guò)程中位置精度不易保證。方案二減少了裝夾次數(shù)，但是要及時(shí)更換刀具，因?yàn)橛行┕ば蛟谲?chē)床上也可以加工，鏜、鉆孔等等，需要換上相應(yīng)的刀具。要設(shè)計(jì)專用夾具。因此綜合兩個(gè)工藝方案，取優(yōu)棄劣，具體工藝過(guò)程如下： 工序10 鑄造出毛坯。 工序20 毛坯熱處理，時(shí)效處理。 工序30 銑削外圓Φ32一端面。 工序40 銑削外圓Φ32另一端面 工序50 車(chē)中心孔Φ19H9。 工序60 鏜R24半圓孔，鏜R30半圓孔。 工序70 銑削距離4的叉口端面。 工序80 銑削外圓Φ20端面。 工序90 鉆M10X1-6H底孔 工序100 攻絲M10X1-6H 工序110 鉗去毛刺。 工序120 終檢入庫(kù)。 3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 3.4.1 機(jī)床選用 ①.工序Ⅳ和工序Ⅵ是粗車(chē)、粗鏜和半精車(chē)、半精鏜。各工序的工步數(shù)不多，成批量生產(chǎn)，故選用臥式車(chē)床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的CA6140１型臥式車(chē)床。參考根據(jù)《機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)》表4.2-7。 ②.工序Ⅸ是鉆孔，選用Z525搖臂鉆床。 3.4.2 選擇刀具 ①.在車(chē)床上加工的工序,一般選用硬質(zhì)合金車(chē)刀和鏜刀。加工刀具選用YG6類硬質(zhì)合金車(chē)刀，它的主要應(yīng)用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性,可選用可轉(zhuǎn)位車(chē)刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。 ②.鉆孔時(shí)選用高速鋼麻花鉆，參考《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》（主編 孟少農(nóng)），第二卷表10.21-47及表10.2-53可得到所有參數(shù)。 ③.磨具的選用：磨具通常又稱為砂輪。是磨削加工所使用的“刀具”。磨具的性能主要取決于磨具的磨料、結(jié)合劑、粒度、硬度、組織以及砂輪的形狀和尺寸。參考《簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)》（主編 徐圣群） 表12-47，選擇雙斜邊二號(hào)砂輪。 3.4.3 選擇量具 本零件屬于成批量生產(chǎn)，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計(jì)量器具的不確定度選擇；二是按計(jì)量器的測(cè)量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。 3.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 “拔叉” 零件材料為KTH350-10，查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》（以后簡(jiǎn)稱《工藝手冊(cè)》），表2.2-17 各種鑄鐵的性能比較，球墨鑄鐵的硬度HB為143～269，表2.2-23 球墨鑄鐵的物理性能，KTH350-10密度ρ=7.2～7.3（），計(jì)算零件毛坯的重量約為2。 表3-1 機(jī)械加工車(chē)間的生產(chǎn)性質(zhì) 生產(chǎn)類別 同類零件的年產(chǎn)量[件] 重型 （零件重>2000kg） 中型 （零件重100~2000kg） 輕型 （零件重<100kg） 單件生產(chǎn) 5以下 10以下 100以下 小批生產(chǎn) 5~100 10~200 100~500 中批生產(chǎn) 100~300 200~500 500~5000 大批生產(chǎn) 300~1000 500~5000 5000~50000 大量生產(chǎn) 1000以上 5000以上 50000以上 根據(jù)所發(fā)的任務(wù)書(shū)上的數(shù)據(jù)，該零件的月工序數(shù)不低于30～50，毛坯重量2<100為輕型，確定為大批生產(chǎn)。 根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)，選擇鑄造類型的主要特點(diǎn)要生產(chǎn)率高，適用于大批生產(chǎn)，查《工藝手冊(cè)》表3.1-19 特種鑄造的類別、特點(diǎn)和應(yīng)用范圍，再根據(jù)表3.1-20 各種鑄造方法的經(jīng)濟(jì)合理性，采用機(jī)器砂模造型鑄件。 表3-2 成批和大量生產(chǎn)鑄件的尺寸公差等級(jí) 鑄造方法 公差等級(jí)CT 球墨鑄鐵 砂型手工造型 11~13 砂型機(jī)器造型及殼型 8~10 金屬型 7~9 低壓鑄造 7~9 熔模鑄造 5~7 根據(jù)上表選擇金屬型公差等級(jí)為7級(jí)。 3-3 鑄件尺寸公差數(shù)值 鑄件基本尺寸 公差等級(jí)CT 大于 至 8 63 100 160 100 160 250 1.6 1.8 2.0 根據(jù)上表查得鑄件基本尺寸大于100至160，公差等級(jí)為8級(jí)的公差數(shù)值為1.8。 表3-4 鑄鐵件機(jī)械加工余量（JB2854-80）如下 鑄件基本尺寸 加工余量等級(jí) 6 澆注時(shí)位置 >120~250 6.0 4.0 頂、側(cè)面 底 面 鑄孔的機(jī)械加工余量一般按澆注時(shí)位置處于頂面的機(jī)械加工余量選擇。 根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。 3.6確定切削用量及基本工時(shí) 切削用量一般包括切削深度、進(jìn)給量及切削速度三項(xiàng)。確定方法是先是確定切削深度、進(jìn)給量，再確定切削速度。現(xiàn)根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》（第三版，艾興、肖詩(shī)綱編，1993年機(jī)械工業(yè)出版社出版）確定本零件各工序的切削用量所選用的表格均加以*號(hào)，與《機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)》的表區(qū)別。 工序30：銑削外圓Φ32一端面 機(jī)床：銑床X62W 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)[10] （1）粗銑 銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.73，取 銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.81，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.81, 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： （2）精銑 銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.73，取 銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.81，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí) 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 工序40：銑削外圓Φ32另一端面 機(jī)床：銑床X62W 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)[10] （1）粗銑 銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.73，取 銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.81，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： ：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.81, 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： （2）精銑 銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.73，取 銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.81，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知 刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí) 刀具切出長(zhǎng)度：取 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間 工序50：確定車(chē)中心孔Φ19H9的切削用量 所選用的刀具為YG6X硬質(zhì)合金圓形鏜刀，主偏角為K=45，直徑為19mm的圓形鏜刀，其耐用度為。 ①.確定切削深度 a ②.根據(jù)表1.5，當(dāng)半精鏜鑄料，鏜刀直徑為，a≤，鏜刀伸出長(zhǎng)度時(shí)，進(jìn)給量為：。 ③ .確定切削速度 按表1.27的計(jì)算公式確定 V = （3-16） 式中 C=189.8 m = 0.2 X=0.15 Y=0.20 V=124.6 選擇CA6140機(jī)床轉(zhuǎn)速：n= n =1200=20 實(shí)際切削速度為： v = 2.08 ④.確定基本時(shí)間 確定鏜孔的基本時(shí)間50s 工序60：鏜R24半圓孔，鏜R30半圓孔 進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.66，刀桿伸出長(zhǎng)度取，切削深度為。因此確定進(jìn)給量 切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.66，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實(shí)際切削速度： 工作臺(tái)每分鐘進(jìn)給量： 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 取 行程次數(shù)： 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 工序70：銑削距離4的叉口端面 機(jī)床：銑床X62W 刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù) 銑削深度： 每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.73，取 銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.81，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實(shí)際銑削速度： 進(jìn)給量： 工作臺(tái)每分進(jìn)給量： 由工序5可知： 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 工序90：鉆M10X1-6H螺孔底孔 切削深度： 進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.39，取 切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.41，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取 實(shí)際切削速度： 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： 走刀次數(shù)為1 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 工序100：攻絲M10X1-6H 機(jī)床： Z525 刀具：釩鋼機(jī)動(dòng)絲錐 （1）、M10X1-6H螺孔攻絲 進(jìn)給量：由于其螺距,因此進(jìn)給量 切削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.105，取 機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取 絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速：取 實(shí)際切削速度： 被切削層長(zhǎng)度： 刀具切入長(zhǎng)度： 刀具切出長(zhǎng)度： （盲孔） 機(jī)動(dòng)時(shí)間： 4 銑床夾具設(shè)計(jì) 4.1 問(wèn)題的提出 本夾具要用于銑床夾具精度等級(jí)為IT12級(jí)，粗糙度為6.3。本道工序只精銑一下即達(dá)到各要求，因此，在本道工序加工時(shí)，我們應(yīng)首先考慮保證各加工精度， 如何提高生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 4.2 夾具設(shè)計(jì) 4.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 擬定加工路線的第一步是選擇定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質(zhì)量?；鶞?zhǔn)選擇不當(dāng)往往會(huì)增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設(shè)計(jì)更加困難甚至達(dá)不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應(yīng)該根據(jù)零件圖的技術(shù)要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準(zhǔn)。此零件圖沒(méi)有較高的技術(shù)要求，也沒(méi)有較高的平行度和對(duì)稱度要求，所以我們應(yīng)考慮如何提高勞動(dòng)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高加工精度。Φ19的孔和其兩端面都已加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的φ19孔和其端面作為定位精基準(zhǔn)，來(lái)設(shè)計(jì)本道工序的夾具，以兩銷(xiāo)和兩已加工好的φ19孔的端面作為定位夾具。 為了提高加工效率，縮短輔助時(shí)間，決定用螺旋夾緊壓板機(jī)構(gòu)作為夾緊機(jī)構(gòu)。 4.2.2切削力和夾緊力計(jì)算 （1）刀具： 高速鋼錯(cuò)齒三面刃銑刀 φ40mm z=24 機(jī)床： x61W型萬(wàn)能銑床 由[3] 所列公式 得 查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù) z=24 代入上式，可得 F=889.4N 因在計(jì)算切削力時(shí)，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。 安全系數(shù) K= 其中：為基本安全系數(shù)1.5 為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 為刀具鈍化系數(shù)1.1 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 （2）夾緊力的計(jì)算 選用夾緊螺釘夾緊機(jī) 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數(shù)，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=20mm，材料45鋼 性能級(jí)數(shù)為6.8級(jí) 螺釘疲勞極限： 極限應(yīng)力幅： 許用應(yīng)力幅： 螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：螺釘?shù)脑S用切應(yīng)力為 [s]=2.5~4 取[s]=4 得 滿足要求 經(jīng)校核： 滿足強(qiáng)度要求，夾具安全可靠， 使用快速螺旋定位機(jī)構(gòu)快速人工夾緊，調(diào)節(jié)夾緊力調(diào)節(jié)裝置，即可指定可靠的夾緊力 4.2.3定位誤差分析 （1）定位元件尺寸及公差確定。 夾具的主要定位元件為一平面和一定位銷(xiāo)，孔與銷(xiāo)間隙配合。 （2） 工件的工序基準(zhǔn)為孔心，當(dāng)工件孔徑為最大，定位銷(xiāo)的孔徑為最小時(shí)，孔心在任意方向上的最大變動(dòng)量等于孔與銷(xiāo)配合的最大間隙量。本夾具是用來(lái)在臥式鏜床上加工，所以工件上孔與夾具上的定位銷(xiāo)保持固定接觸。此時(shí)可求出孔心在接觸點(diǎn)與銷(xiāo)中心連線方向上的最大變動(dòng)量為孔徑公差多一半。工件的定位基準(zhǔn)為孔心。工序尺寸方向與固定接觸點(diǎn)和銷(xiāo)中心連線方向相同，則其定位誤差為： Td=Dmax-Dmin 本工序采用一定位銷(xiāo)，一擋銷(xiāo)定位，工件始終靠近定位銷(xiāo)的一面，而擋銷(xiāo)的偏角會(huì)使工件自重帶來(lái)一定的平行于夾具體底版的水平力，因此，工件不在在定位銷(xiāo)正上方，進(jìn)而使加工位置有一定轉(zhuǎn)角誤差。但是，由于加工是自由公差，故應(yīng)當(dāng)能滿足定位要求。 4.2.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 如前所述，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)該注意提高勞動(dòng)生產(chǎn)率避免干涉。應(yīng)使夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作，降低成本。提高夾具性價(jià)比。本道工序?yàn)殓M床夾具選擇了壓緊螺釘夾緊方式。本工序?yàn)榍邢饔嗔啃。邢髁π?，所以一般的手?dòng)夾緊就能達(dá)到本工序的要求。 本夾具的最大優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動(dòng)夾緊。為了提高生產(chǎn)力，使用快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。  總 結(jié) 課程設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，時(shí)間雖然短暫但是它對(duì)我們來(lái)說(shuō)受益菲淺的，通過(guò)這次的設(shè)計(jì)使我們不再是只知道書(shū)本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì)，使我們不但鞏固了理論知識(shí)而且掌握了設(shè)計(jì)的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書(shū)館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計(jì)手冊(cè)和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入社會(huì)打下了好的基礎(chǔ)。 課程設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識(shí)到了只努力的學(xué)好書(shū)本上的知識(shí)是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實(shí)踐的結(jié)合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了很多，也非常珍惜大學(xué)給我們的這次設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，它將是我們課程設(shè)計(jì)完成的更出色的關(guān)鍵一步。 致 謝 這次課程設(shè)計(jì)使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊(cè)時(shí)，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗(yàn)不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問(wèn)題，不過(guò)我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見(jiàn)，在我遇到難題時(shí)給我指明了方向，最終我很順利的完成了課程設(shè)計(jì)。 這次課程設(shè)計(jì)成績(jī)的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開(kāi)的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下他的休息時(shí)間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從題目的選擇到項(xiàng)目的最終完成，他都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個(gè)日日夜夜，他不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無(wú)微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。 參 考 文 獻(xiàn) [1] 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽(yáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院，長(zhǎng)春汽車(chē)廠工人大學(xué)，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1980。 [2] 張進(jìn)生。機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)［Ｍ］。機(jī)械工業(yè)出版社，1995。 [3] 李慶壽。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)［Ｍ］。機(jī)械工業(yè)出版社，1991。 [4] 李洪。機(jī)械加工工藝手冊(cè)［Ｍ］。北京出版社，1996。 [5] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)。金屬切削手冊(cè)［Ｍ］。上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2544。 [6] 黃如林，劉新佳，汪群。切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)［Ｍ］。化學(xué)工業(yè)出版社，2544。 [7] 余光國(guó)，馬俊，張興發(fā)，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)[M]，重慶：重慶大學(xué)出版社，1995。 [8] [周永強(qiáng)，高等學(xué)校課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M]，北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社，2542。 [9]?劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊(cè)[M]，哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1987。 [10] 王光斗，王春福。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)［Ｍ］。上海科學(xué)技術(shù)出版社，2542。 [11] 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽(yáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院，長(zhǎng)春汽車(chē)廠工人大學(xué)。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)［Ｍ］.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1984。 [12] 李慶壽，機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計(jì)適用手冊(cè)[M]，銀州：寧夏人民出版社，1991。 [13] 廖念釗，莫雨松，李碩根，互換性與技術(shù)測(cè)量[M]，中國(guó)計(jì)量出版社，2540：9-19。 [14] [王光斗，王春福，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]，上海科學(xué)技術(shù)出版社，2540。 [15] 樂(lè)兌謙，金屬切削刀具，機(jī)械工業(yè)出版社，2545：4-17