【k159】撥叉Ⅶ零件機械加工工藝規(guī)程及銑A和C面工裝夾具設計【扁長撥叉】[高清CAD圖紙和文檔全部資料]

【溫馨提示】 dwg后綴的文件為CAD圖，可編輯，無水印，高清圖，，壓縮包內文檔可直接點開預覽，需要原稿請自助充值下載，請見壓縮包內的文件及預覽，所見即所得，請細心查看有疑問可以咨詢QQ：414951605或1304139763

XX學校 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 撥叉 共 9 頁 第 3 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 05 鉆、擴、鉸 HT200 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每臺件數 鑄件 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 立式鉆床 Z525 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工 步 號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 r/min 切削速度 m/min 進給量 mm/r 背吃刀量 mm 進給 次數 工步工時 機動 輔助 01 鉆孔至Φ14 麻花鉆、錐柄圓柱寒規(guī) 545 24.0 0.28 7.0 1 0.246 02 擴Φ14孔至Φ14.8 擴孔鉆、錐柄圓柱寒規(guī) 680 31.6 0.16 0.4 1 0.284 03 鉸Φ14.8孔至Φ15H7 鉸刀、錐柄圓柱寒規(guī) 960 45.2 0.12 0.1 1 0.266 04 孔口倒角 設計(日期) 審核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期) 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 XX學校 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 撥叉 共 9 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 03 銑 HT200 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每臺件數 鑄件 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 立式銑床 X52K 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工 步 號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 r/min 切削速度 m/min 進給量 mm/r 背吃刀量 mm 進給 次數 工步工時 機動 輔助 01 粗銑C面 端面銑刀、游標卡尺 600 37.7 0.2 2.0 1 0.198 02 粗銑A面 端面銑刀、游標卡尺 600 37.7 0.2 1.5 1 0.357 設計(日期) 審核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期) 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 XX學校 機械加工工藝過程卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 撥叉VII 共 頁 第 頁 材料牌號 HT200 毛 坯 種 類 鑄件 毛坯外形尺寸 每毛坯 可制件數 每臺件數 備 注 工 序 號 工序 名稱 工 序 內 容 車間 工段 設 備 工 藝 裝 備 工 時 準終 單件 01 備料 金屬型澆鑄 02 熱 時效處理以消除內應力 03 銑 粗銑A面、C面 立式銑床X52K 端面銑刀、游標卡尺 04 銑 粗銑B、D面 立式銑床X52K 端面銑刀、游標卡尺 05 鉆 鉆、擴、鉸Φ15孔、孔口倒角 立式鉆床Z525 麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀、倒角鉆、圓柱塞規(guī) 06 擴 擴、鉸Φ27孔 立式鉆床Z525 擴孔鉆、鉸刀、圓柱塞規(guī) 07 銑 銑前后端面，保證尺寸44 立式銑床X52K 立銑刀、游標卡尺 08 銑 精銑A面 立式銑床X52K 端面銑刀、游標卡尺 09 銑 精銑B、D面 立式銑床X52K 端面銑刀、游標卡尺 10 鉆 鉆、鉸Φ5孔、锪Φ11、90°沉孔 立式鉆床Z525 麻花鉆、鉸刀、锪Φ11、90°沉孔孔、圓柱塞規(guī) 11 銑 銑斷 臥式銑床X62 鋸片銑刀、游標卡尺 12 鉗工 去毛刺 13 終檢 檢驗至圖紙要求 14 入庫 包裝、入庫 設計(日期) 審核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期) 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽 字 日 期 XX學校 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 撥叉 共 9 頁 第 2 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 04 銑 HT200 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每臺件數 鑄件 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 立式銑床 X52K 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工 步 號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 r/min 切削速度 m/min 進給量 mm/r 背吃刀量 mm 進給 次數 工步工時 機動 輔助 01 粗銑B面 端面銑刀、游標卡尺 600 37.7 0.2 2.0 1 0.198 02 粗銑D面 端面銑刀、游標卡尺 600 37.7 0.2 1.5 1 0.357 設計(日期) 審核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期) 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 XX學校 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 撥叉 共 9 頁 第 4 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 06 擴、鉸 HT200 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每臺件數 鑄件 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 立式鉆床 Z525 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工 步 號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 r/min 切削速度 m/min 進給量 mm/r 背吃刀量 mm 進給 次數 工步工時 機動 輔助 01 擴Φ24孔至Φ26.8 擴孔鉆、錐柄圓柱寒規(guī) 680 57.2 0.16 1.4 1 0.132 02 鉸Φ26.8孔至Φ27H8 鉸刀、錐柄圓柱寒規(guī) 960 81.4 0.12 0.1 1 0.114 設計(日期) 審核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期) 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 XX學校 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 撥叉 共 9 頁 第 5 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 07 銑 HT200 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每臺件數 鑄件 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 立式銑床 X52K 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工 步 號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 r/min 切削速度 m/min 進給量 mm/r 背吃刀量 mm 進給 次數 工步工時 機動 輔助 01 銑前后端面，保證尺寸44 立銑刀、游標卡尺 600 18.8 0.2 5.0 2 0.655 設計(日期) 審核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期) 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 XX學校 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 撥叉 共 9 頁 第 6 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 08 銑 HT200 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每臺件數 鑄件 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 立式銑床 X52K 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工 步 號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 r/min 切削速度 m/min 進給量 mm/r 背吃刀量 mm 進給 次數 工步工時 機動 輔助 01 精銑A面 端面銑刀、游標卡尺 750 47.1 0.16 0.5 1 0.452 設計(日期) 審核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期) 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 XX學校 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 撥叉 共 9 頁 第 7 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 09 銑 HT200 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每臺件數 鑄件 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 立式銑床 X52K 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工 步 號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 r/min 切削速度 m/min 進給量 mm/r 背吃刀量 mm 進給 次數 工步工時 機動 輔助 01 精銑B面 端面銑刀、游標卡尺 750 47.1 0.16 0.5 1 0.251 02 精銑D面 端面銑刀、游標卡尺 750 47.1 0.16 0.5 1 0.452 設計(日期) 審核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期) 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 XX學校 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 撥叉 共 9 頁 第 8 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 10 鉆、锪 HT200 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每臺件數 鑄件 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 立式鉆床 Z525 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工 步 號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 r/min 切削速度 m/min 進給量 mm/r 背吃刀量 mm 進給 次數 工步工時 機動 輔助 01 鉆孔至Φ4.8 麻花鉆、圓柱塞規(guī) 545 8.0 0.28 2.4 1 0.081 02 鉸Φ4.8孔至Φ5 鉸刀、圓柱塞規(guī) 960 15.1 0.12 0.1 1 0.088 03 锪Φ11、90°沉孔 Φ11、90°锪孔鉆 680 22.5 0.22 3.0 1 0.064 設計(日期) 審核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期) 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 XX學校 機械加工工序卡片 產品型號 零件圖號 產品名稱 零件名稱 撥叉 共 9 頁 第 9 頁 車間 工序號 工序名稱 材料牌號 11 銑 HT200 毛坯種類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數 每臺件數 鑄件 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數 臥式銑床 X62 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 專用夾具 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工 步 號 工 步 內 容 工 藝 裝 備 主軸轉速 r/min 切削速度 m/min 進給量 mm/r 背吃刀量 mm 進給 次數 工步工時 機動 輔助 01 銑斷 三面刃銑刀、游標卡尺 75 118 0.079 2.0 2 0.347 設計(日期) 審核(日期) 標準化(日期) 會簽(日期) 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 標記 處數 更改文件號 簽字 日期 編號： 采用遺傳算法優(yōu)化加工夾具定位和加緊位置 Necmettin Kaya* Department of Mechanical Engineering, Uludag University, Go¨ru¨kle, Bursa 16059, Turkey Received 8 July 2004; accepted 26 May 2005 Available online 6 September 2005 摘 要 工件變形的問題可能導致機械加工中的空間問題。支撐和定位器是用于減少工件彈性變形引起的誤差。支撐、定位器的優(yōu)化和夾具定位是最大限度的減少幾何在工件加工中的誤差的一個關鍵問題。本文應用夾具布局優(yōu)化遺傳算法（GAs）來處理夾具布局優(yōu)化問題。遺傳算法的方法是基于一種通過整合有限的運行于批處理模式的每一代的目標函數值的元素代碼的方法，用于來優(yōu)化夾具布局。給出的個案研究說明已開發(fā)的方法的應用。采用染色體文庫方法減少整體解決問題的時間。已開發(fā)的遺傳算法保持跟蹤先前的分析設計，因此先前的分析功能評價的數量降低大約93%。結果表明，該方法的夾具布局優(yōu)化問題是多模式的問題。優(yōu)化設計之間沒有任何明顯的相似之處，雖然它們提供非常相似的表現。 關鍵詞：夾具設計；遺傳算法；優(yōu)化 1. 引言 夾具用來定位和束縛機械操作中的工件，減少由于對確保機械操作準確性的夾緊方案和切削力造成的工件和夾具的變形。傳統(tǒng)上，加工夾具是通過反復試驗法來設計和制造的，這是一個既造價高又耗時的制造過程。為確保工件按規(guī)定尺寸和公差來制造，工件必須給予適當的定位和夾緊以確保有必要開發(fā)工具來消除高造價和耗時的反復試驗設計方法。適當的工件定位和夾具設計對于產品質量的精密度、準確度和機制件的完飾是至關重要的。 從理論上說，3-2-1定位原則對于定位所有的棱柱形零件是很令人滿意的。該方法具有最大的剛性與最少量的夾具元件。從動力學觀點來看定位零件意味著限制了自由移動物體的六自由度（三個平動自由度和三個旋轉自由度）。在零件下部設置三個支撐來建立工件在垂直軸方向的定位。在兩個外圍邊緣放置定位器旨在建立工件在水平x軸和y軸的定位。正確定位夾具的工件對于制造過程的全面準確性和重復性是至關重要的。定位器應該盡可能的遠距離的分開放置并且應該放在任何可能的加工面上。放置的支撐器通常用來包圍工件的重力中心并且盡可能的將其分開放置以維持其穩(wěn)定性。夾具夾子的首要任務是固定夾具以抵抗定位器和支撐器。不應該要求夾子反抗加工操作中的切削力。 對于給定數量的夾具元件，加工夾具合成的問題是尋找夾具優(yōu)化布局或工件周圍夾具元件的位置。本篇文章提出一種優(yōu)化夾具布局遺傳算法。優(yōu)化目標是研究一個二維夾具布局使工件不同位置上最大的彈性變形最小化。ANSYS程序以用于計算工件變形情況下夾緊力和切削力。本文給出兩個實例來說明給出的方法。 2. 回顧相關工程結構 最近幾年夾具設計問題受到越來越多的重視。然而，很少有注意力集中于優(yōu)化夾具布局設計。Menassa和Devries用FEA計算變形量使設計準則要求的位點的工件變形最小化。設計問題是確定支撐器位置。Meyer和Liou提出一個方法就是使用線性編程技術合成動態(tài)編程條件中的夾具。給出了使夾緊力和定位力最小化的解決方案。Li和Melkote用非線性規(guī)劃方法解決布局優(yōu)化問題。這個方法使工件位置誤差最小化歸于工件的局部彈性變形。Roy和Liao開發(fā)出一種啟發(fā)式方法來計劃最好的支撐和夾緊位置。Tao等人提出一個幾何推理的方法來確定最優(yōu)夾緊點和任意形狀工件的夾緊順序。Liao和Hu提出一種夾具結構分析系統(tǒng)這個系統(tǒng)基于動態(tài)模型分析受限于時變加工負載的夾具—工件系統(tǒng)。本文也調查了夾緊位置的影響。Li和Melkote提出夾具布局和夾緊力最優(yōu)合成方法幫我們解釋加工過程中的工件動力學。本文提出一個夾具布局和夾緊力優(yōu)化結合的程序。他們用接觸彈性建模方法解釋工件剛體動力學在加工期間的影響。Amaral等人用ANSYS驗證夾具設計的完整性。他們用3-2-1方法。ANSYS提出優(yōu)化分析。Tan等人通過力鎖合、優(yōu)化與有限建模方法描述了建模、優(yōu)化夾具的分析與驗證。 以上大部分的研究使用線性和非線性編程方式這通常不會給出全局最優(yōu)解決方案。所有的夾具布局優(yōu)化程序開始于一個初始可行布局。這些方法給出的解決方案在很大程度上取決于初始夾具布局。他們沒有考慮到工件夾具布局優(yōu)化對整體的變形。 GAs已被證明在解決工程中優(yōu)化問題是有用的。夾具設計具有巨大的解決空間并需要搜索工具找到最好的設計。一些研究人員曾使用GAs解決夾具設計及夾具布局問題。Kumar等人用GAs和神經網絡設計夾具。Marcelin已經將GAs用于支撐位置的優(yōu)化。Vallapuzha等人提出基于優(yōu)化方法的GA，它采用空間坐標來表示夾具元件的位置。夾具布局優(yōu)化程序設計的實現是使用MATLAB和遺傳算法工具箱。HYPERMESH和MSC / NASTRAN用于FE模型。Vallapuzha等人提出一些結果關于一個廣泛調查不同優(yōu)化方法的相對有效性。他們的研究表明連續(xù)遺傳算法提出了最優(yōu)質的解決方案。Li和Shiu使用遺傳算法確定了夾具設計最優(yōu)配置的金屬片。MSC/NASTRAN已經用于適應度值評價。Liao提出自動選擇最佳夾子和夾鉗的數目以及它們在金屬片整合的夾具中的最優(yōu)位置。Krishnakumar和Melkote開發(fā)了一種夾具布局優(yōu)化技術，它是利用遺傳算法找到了夾具布局，由于整個刀具路徑中的夾緊力和加工力使加工表面變形量最小化。通過節(jié)點編號使定位器和夾具位置特殊化。一個內置的有限元求解器研制成功。 一些研究沒考慮到整個刀具路徑的優(yōu)化布局以及磨屑清除。一些研究采用節(jié)點編號作為設計參數。 在本研究中，開發(fā)GA工具用于尋找在二維工件中的最優(yōu)定位器和夾緊位置。使用參考邊緣的距離作為設計參數而不是用FEA節(jié)點編號。真正編碼遺傳算法的染色體的健康指數是從FEA結果中獲得的。ANSSYS用于FEA計算。用染色體文庫的方法是為了減少解決問題的時間。用兩個問題測試已開發(fā)的遺傳算法工具。給出的兩個實例說明了這個開發(fā)的方法。本論文的主要貢獻可以概括為以下幾個方面： (1)開發(fā)了遺傳算法編碼結合商業(yè)有限元素求解； (2)遺傳算法采用染色體文庫以降低計算時間； (3)使用真正的設計參數，而不是有限元節(jié)點數字； (4)當工具在工件中移動時考慮磨屑清除工具。 3. 遺傳算法概念 遺傳算法最初由John Holland開發(fā)。Goldberg出版了一本書，解釋了這個理論和遺傳算法應用實例的詳細說明。遺傳算法是一種隨機搜索方法，它模擬一些自然演化的機制。該算法用于種群設計。種群從一代到另一代演化，通過自然選擇逐漸提高了適應環(huán)境的能力，更健康的個體有更好的機會，將他們的特征傳給后代。 該算法中，要基于為每個設計計算適合性，所以人工選擇取代自然環(huán)境選擇。適應度值這個詞用來指明染色體生存幾率，它在本質上是該優(yōu)化問題的目標函數。生物定義的特征染色體用代表設計變量的字符串中的數值代替。 被公認的遺傳算法與傳統(tǒng)的梯度基礎優(yōu)化技術的不同主要有如下四種方式： (1)遺傳算法和問題中的一種編碼的設計變量和參數一起工作而不是實際參數本身。 (2)遺傳算法使用種群—類型研究。評價在每個重復中的許多不同的設計要點而不是一個點順序移動到下一個。 (3)遺傳算法僅僅需要一個適當的或目標函數值。沒有衍生品或梯度是必要的。 (4)遺傳算法以用概率轉換規(guī)則來發(fā)現新設計為探索點而不是利用基于梯度信息的確定性規(guī)則來找到這些新觀點。 4. 方法 4.1 夾具定位原則 加工過程中，用夾具來保持工件處于一個穩(wěn)定的操作位置。對于夾具最重要的標準是工件位置精確度和工件變形。一個良好的夾具設計使工件幾何和加工精度誤差最小化。另一個夾具設計的要求是夾具必須限制工件的變形?？紤]切削力以及夾緊力是很重要的。沒有足夠的夾具支撐，加工操作就不符合設計公差。有限元分析在解決這其中的一些問題時是一種很有力的工具。 棱柱形零件常見的定位方法是3-2-1方法。該方法具有最大剛體度以及最小夾具元件數。在三維中一個工件可能會通過六自由度定位方法快速定位為了限制工件的九個自由度。其他的三個自由度通過夾具元件消除了。基于3-2-1定位原理的二位工件布局的例子如圖4。 圖4 3-2-1對二維棱柱工件定位布局 定位面得數量不得超過兩個避免冗余的位置?；?-2-1的夾具設計原則有兩種精確的定位平面包含于兩個或一個定位器。因此，在兩邊有最大的夾緊力抵抗每個定位平面。夾緊力總是指向定位器為了推動工件接觸到所有的定位器。定位點對面應定位夾緊點防止工件由于夾緊力而扭曲。因為加工力沿著加工面，所以有必要確保定位器的反應力在所有時間內是正的。任何負面的反應力表示工件從夾具元件中脫離。換句話說，當反應力是負的時候，工件和夾具元件之間接觸或分離的損失可能發(fā)生。定位器內正的反應力確保工件從切削開始到結束都能接觸到所有的定位器。夾緊力應該充分束縛和定位工件且不導致工件的變形或損壞。本文不考慮夾緊力的優(yōu)化。 4.2 基于夾具布局優(yōu)化方法的遺傳算法 在實際設計問題中，設計參數的數量可能很大并且它們對目標函數的影響會是非常復雜的。目標函數曲線必須是光滑的并且需要一個程序計算梯度。遺傳算法在理念上遠不同于其他的探究方法，它們包括傳統(tǒng)的優(yōu)化方法和其他隨機方法。通過運用遺傳算法來對夾具優(yōu)化布局，可以獲得一個或一組最優(yōu)的解決方案。 本項研究中，最優(yōu)定位器和夾具定位使用遺傳算法確定。它們是理想的適合夾具布局優(yōu)化問題的方法因為沒有直接分析的關系存在于加工誤差和夾具布局中。因為遺傳算法僅僅為一個特別的夾具布局處理設計變量和目標函數值，所以不需要梯度或輔助信息。 建議方案流程圖如圖5。 使用開發(fā)的命名為GenFix的Delphi語言軟件來實現夾具布局優(yōu)化。位移量用ANSYS軟件計算。通過WinExec功能在GenFix中運行ANSYS很簡單。GenFix和ANSYS之間相互作用通過四部實現： (1)定位器和夾具位置從二進制代碼字符串中提取作為真正的參數。 (2)這些參數和ANSYS輸入批處理文件（建模、解決方案和后置處理）用WinExec功能傳給ANSYS。 (3)解決后將位移值寫成一個文本文件。 (4)GenFix讀這個文件并為當前定位器和夾緊位置計算適應度值。 為了減少計算量，染色體與適應度值儲存在一個文庫里以備進一步評估。GenFix首先檢查是否當前的染色體的適應度值已經在之前被計算過。如果沒有，定位器位置被送到ANSYS，否則從文庫中取走適應度值。在初始種群產生過程中，檢查每一個染色體可行與否。如果違反了這個原則，它就會出局然后新的染色體就產生了。這個程序創(chuàng)造了可行的初始種群。這保證了初始種群的每個染色體在夾緊力和切削力作用下工件的穩(wěn)定性。用兩個測試用例來驗證提到的遺傳算法計劃。第一個實例是使用Himmelblau功能。在第二個測試用例中，遺傳算法計劃用來優(yōu)化均布載荷作用下梁的支撐位置。 圖5 設計方法的流程與ANSYS相配合流程 5. 夾具布局優(yōu)化的個案研究 該夾具布局優(yōu)化問題的定義是：找到定位器和夾子的位置以使在特定區(qū)工件變形降到最小程度。那么多的定位器和夾子并不是設計參數因為它們在3-2-1方案中是已知的和固定的。因此，設計參數的選擇如同定位器和夾子的位置。本研究中不考慮摩擦力。兩個實例研究來說明以提出的方法。 6. 結論 本文提出了一個夾具布局優(yōu)化的評價優(yōu)化技術。ANSYS用于FE計算適應度值?？梢钥吹?，遺傳算法和FE方法的結合對當今此類問題似乎是一種強大的方法。遺傳算法特別適合應用于解決那些在目標函數和設計變量之間不存在一個定義明確的數學關系的問題。結果證明遺傳算法在夾具布局優(yōu)化問題方面的成功應用。本項研究中，遺傳算法在夾具布局優(yōu)化應用中的主要困難是較高的計算成本。種群中每個染色體需要工件的重嚙合。但是，染色體庫的使用，FE評價的數量從6000下降到415。這就導致了巨大的增益計算效益。其他減少處理時間的方法是在局域網內使用分布式計算。 該方法結果表明，夾具布局優(yōu)化問題是多模態(tài)問題。優(yōu)化設計之間沒有任何明顯的相似之處盡管他們提供非常相似的表現。結果表明夾具布局問題是多模態(tài)問題然而用于夾具設計的啟發(fā)式規(guī)則應該用于遺傳算法來選擇最優(yōu)的設計。 機械制造技術課程設計說明書 設計題目：制定撥叉VII的零件機械加工工藝規(guī)程及銑A面、C面的專用銑床夾具設計 專 業(yè)： 班 級： 學 號： 姓 名： 指導教師： 20 年 月 日 32 目 錄 序 言 1 1計算生產綱領、確定生產類型 2 1.1生產綱領 2 1.2生產效率分析 2 1.3生產類型 2 2零件的分析 4 2.1零件的作用 4 2.2零件的分析 4 3確定毛坯制造形式 5 4擬定工藝路線 6 4.1基面的選擇 6 4.1.1粗基準的選擇原則 6 4.1.2精基準選擇的原則 6 4.2選擇加工方法 7 4.3劃分加工階段 7 4.4工序的集中與分散 7 4.5確定工序順序 8 5 擬定工藝設計 10 5.1確定各工序的加工余量 10 5.2 選擇機床及工裝 11 5.3制訂工藝路線 12 5.4 確定切削用量以及時間定額 13 6銑床夾具設計 26 6.1 問題的提出 26 6.2 定位基準的選擇 26 6.3 定位誤差分析 26 6.4 切削力的計算與夾緊力分析 28 6.5定向鍵與對刀裝置設計 29 6.6夾具設計及操作簡要說明 30 參考文獻 31 序 言 當接到夾具設計任務書后，按下面6個步驟，逐步設計 1、 明確設計任務，收集研究設計的原始資料。原始資料包括如下內容。 2、 確定夾具結構方案，繪制結構草圖 3、繪制夾具總圖 4、標注總圖上的尺寸、公差與配合和技術條件。夾具總圖結構繪制完成后，需標注五類尺寸和四類技術條件。 5、編寫零件明細表。明細表應包括零件序號、名稱、代號（指標準件代號或通用件代號 ）、數量、材料、熱處理、質量等。 6、繪制總圖中非標準件的零件圖。 1計算生產綱領、確定生產類型 1.1生產綱領 生產綱領：企業(yè)在計劃期內應當生產的產品產量和進度計劃。年生產綱領是包括備品和廢品在內的某產品的年產量。零件的生產綱領按下式計算。 N=Qn(1+a+) 式中： N——零件的生產綱領（件/年） Q——機器產品的年產量（臺/年） n——每臺產品中該零件的數量（件/臺） a——備品百分率 ——廢品百分率 1.2生產效率分析 操作者按規(guī)定的作業(yè)方法工作時，他的能力或努力程度叫效率。主要用來考核純生產能力，不包括由技術、材料等其它問題所引起的能力損耗。 1）標準工時：標準工時=標準作業(yè)時間+輔助時間? 指在正常情況下，從零件到成品直接影響成品完成的有效動作時間，其包含直接工 時與間接工時。即加工每件（套）產品的所有工位有效作業(yè)時間的總和。? a\標準工時：標準工時=生產一個良品的作業(yè)時間。 b\標準工時=正常工時+寬放時間=正常工時×（1+寬放率） c\工廠使用的寬放率一般在10%～20%，對一些特殊的工種，如體力消耗較大的工種，寬放率可適當放寬一些 d\正常工時是人工操作單元工時+機器自動作業(yè)工時的總和。 2）制定方法：對現有各個工位（熟練工人）所有的有效工作時間進行測定，把所有組成產品的加工工位的工時，考慮車間生產的均衡程度、環(huán)境對工人的影響、以及工人的疲勞生產信息等因素后，計算得到標準工時。 生產率＝（產出數量×標準工時）÷（日工作小時×直接人工數）×100%? 1.3生產類型 根據生產綱領的大小，可分為三種不同的生產類型： 1.單件生產：少量地制造不同結構和尺寸的產品，且很少重復。如新產品試制，專用設備和修配件的制造等。 2.成批生產：產品數量較大，一年中分批地制造相同的產品，生產呈周期性重復。而小批生產接近于單件生產，大批生產接近于大量生產。 3.大量生產：當一種零件或產品數量很大，而在大多數工作地點經常是重復性地進行相同的工序。 生產類型的判別要根據零件的生產數量（生產綱領）及其自身特點，具體情況見表1-1。 表1-1： 生產類型與生產綱領的關系 生產類型 重型 （零件質量大于2000kg） 中型 （零件質量為100-2000kg） 輕型 （零件質量小于100kg） 單件生產 小于等于5 小于等于20 小于等于100 小批生產 5-100 20-200 100-500 中批生產 100-300 200-500 500-5000 大批生產 300-1000 500-5000 5000-50000 大量生產 大于1000 大于5000 大于50000 依設計題目知：Q=3000臺/年，n=2件/臺；結合生產實際，備品率α和廢品率β分別取為10%和1%。帶入公式得該零件的生產綱領 N=3000×2×（1+10%）×（1+1%）=6666件/年 零件是輕型零件，根據表1-1可知生產類型為中批生產。 2零件的分析 2.1零件的作用 撥叉VII主要是用在操縱機構中，比如改變車床滑移齒輪的位置，實現變速；或者應用于控制離合器的嚙合斷開的機構中，從而控制橫向或縱向進給。 撥叉是汽車變速箱上的部件，與變速手柄相連，位于手柄下端，撥動中間變速輪，使輸入/輸出轉速比改變。 如果是機床上的撥叉是用于變速的，主要用在操縱機構中。就是把 2個咬合的齒輪撥開來再把其中一個可以在軸上滑動的齒輪撥到另外一個齒輪上以獲得另一個速度。即改變車床滑移齒輪的位置，實現變速。 2.2零件的分析 序號 加工表面 尺寸精度 粗糙度 形狀、位置 1 C面 — Ra12.5 — 2 A面 Ra3.2 與基準A的垂直度公差0.15 3 D面 Ra3.2 與基準A的垂直度公差0.15 4 B面 — Ra3.2 與基準A的垂直度公差0.15 5 Φ15H7孔 0.018 Ra1.6 — 6 Φ27H8孔 0.033 Ra3.2 — 7 前后端面 — Ra25 — 8 Φ5孔 - Ra1.6 - 3確定毛坯制造形式 零件材料為HT200?？紤]到零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，生產類型為中批生產，故選擇鑄件毛坯。選用鑄件尺寸公差等級CT9級，已知此撥叉零件的生產綱領中批生產，所以初步確定工藝安排為：加工過程工序劃分階段；工序適當集中；加工設備以通用設備為主，大量采用專用工裝。 鑄件有多種分類方法：按其所用金屬材料的不同，分為鑄鋼件、鑄鐵件、鑄銅件、鑄鋁件、鑄鎂件、鑄鋅件、鑄鈦件等。而每類鑄件又可按其化學成分或金相組織進一步分成不同的種類。如鑄鐵件可分為灰鑄鐵件、球墨鑄鐵件、蠕墨鑄鐵件、可鍛鑄鐵件、合金鑄鐵件等；按鑄型成型方法的不同，可以把鑄件分為普通砂型鑄件、金屬型鑄件、壓鑄件、離心鑄件、連續(xù)澆注件、熔模鑄件、陶瓷型鑄件、電渣重熔鑄件、雙金屬鑄件等。其中以普通砂型鑄件應用最多，約占全部鑄件產量的80%。而鋁、鎂、鋅等有色金屬鑄件，多是壓鑄件。 4擬定工藝路線 4.1基面的選擇 基面的選擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一?；孢x擇的正確、合理，可以保證質量，提高生產效率。否則，就會使加工工藝過程問題百出，嚴重的還會造成零件大批報廢，使生產無法進行。 4.1.1粗基準的選擇原則 1）如果必須首先保證工件上加工表面與不加工表面 之間的位置要求，應以不加工表面作為粗基準。如果在工件上有很多不需加工的表面，則應以其中與加工面位置精度要求較高的表面作粗基準。 2）如果必須首先保證工件某重要表面的加工余量均勻，應選擇該表面作精基準。 3）如需保證各加工表面都有足夠的加工余量，應選加工余量較小的表面作粗基準。 4）選作粗基準的表面應平整，沒有澆口、冒口、飛邊等缺陷，以便定位可靠。 5）粗基準一般只能使用一次，特別是主要定位基準，以免產生較大的位置誤差。 由以上及零件知，選用工件中心線作為定位粗基準。 4.1.2精基準選擇的原則 選擇精基準時要考慮的主要問題是如何保證設計技術要求的實現以及裝夾準確、可靠、方便。 精基準選擇應當滿足以下要求： 1、用設計基準作為定位基準，實現“基準重合”，以免產生基準不重合誤差。 2、當工件以某一組精基準定位可以較方便地加工很多表面時，應盡可能采用此組精基準定位，實現“基準統(tǒng)一”，以免生產基準轉換誤差。 3、當精加工或光整加工工序要求加工余量盡量小而均勻時，應選擇加工表面本身作為精基準，即遵循“自為基準”原則。該加工表面與其他表面間的位置精度要求由先行工序保證。 4、為獲得均勻的加工余量或較高 的位置精度，可遵循“互為基準”、反復加工的原則。 5、有多種方案可供選擇時應選擇定位準確、穩(wěn)定、夾緊可靠，可使夾具結構簡單的表面作為精基準。 4.2選擇加工方法 序號 加工表面 尺寸 粗糙度 形位 加工方法 1 C面 30 Ra12.5 — 粗銑 2 A面 54 Ra3.2 與基準A的垂直度公差0.15 粗銑、精銑 3 D面 54 Ra3.2 與基準A的垂直度公差0.15 粗銑、精銑 4 B面 34 Ra3.2 與基準A的垂直度公差0.15 粗銑、精銑 5 Φ15H7孔 15 Ra1.6 — 鉆、擴、鉸 6 Φ27H8孔 27 Ra3.2 — 擴、鉸 7 前后端面 44 Ra25 — 粗銑 8 Φ5孔 5 Ra1.6 - 鉆、鉸 4.3劃分加工階段 按加工的精度高低，加工階段一般可分為三個階段： 一、粗加工階段 主要加工方法有：粗車、粗銑、粗刨、粗鏜和鉆孔。 二、半精加工階段 主要加工方法有：半精車精車、半精銑精銑、半精刨精刨、半精鏜精鏜和擴孔鉸孔。 三、半精加工階段 主要加工方法是各種類型的磨削，也有寬刃精刨、浮動鏜和刮削 在不同的加工階段不僅所選擇的機床、切削用量不同，而且所使用的夾具、刀具、檢具的精度也是不同的。從粗加工到精加工，機床、夾具、刀具、檢具的精度由低到高，切削用量中背吃刀量、走刀量由大到小、切削速度由低至高進行變化。 因此，在不同的加工階段應選擇合適的加工設備。 4.4工序的集中與分散 一、工序集中 按工序集中原則組織工藝過程，就是使每個工序所包括的加工內容盡量多些，將許多工序組成一個集中工序。最大限度的工序集中，就是在一道工序內完成工件所有表面的加工。 二、工序分散 按工序分散原則組織工藝過程，就是使每個工序所包括的加工內容盡量少些。最大限度的工序分散就是每個工序只包括一個簡單工步 4.5確定工序順序 一、機械加工工序的安排原則： 1） 先粗后精：粗加工在前，精加工在后，粗精分開。 2） 基準先行：先把基準面加工出來，再以基準面定位來加工其表面，以保證加工質量。 3） 先主后次：主要表面是指裝配表面、工作表面，次要表面是指鍵槽、聯(lián)接用的光孔等。次要表面一般放在主要表面的主要加工結束后，最終精加工之前進行。 4） 先面后孔：平面輪廓尺寸較大，平面定位安裝穩(wěn)定，通常均以平面定位來加工孔。 先面后孔的另一含義：在從面上加工孔之前、先加工這個面，然后再從加工好的面上鉆孔。 二、熱處理工序的安排 1） 退火 應用：高碳鋼采用退火，以降低硬度；放在粗加工前，毛坯制造出來以后。 2） 正火 應用：低碳鋼、中碳鋼采用正火，以提高硬度。放在粗加工前，毛坯制造出來以后。 3） 調質處理 應用：安排在粗加工后，半精加工前。常用于中碳鋼和合金鋼。 4） 時效處理 應用：一般安排在毛坯制造出來和粗加工后。常用于大而復雜的鑄件。 5） 淬火 應用：一般安排在磨削前。 6） 滲碳處理 可安排在半精加工之前或之后進行。 鍍鉻、鍍鋅、發(fā)藍等，一般都安排在工藝過程最后階段進行。 3、 檢驗工序的安排 為保證零件制造質量，防止產生廢品，需在下列場合安排檢驗工序： 1）粗加工全部結束之后； 2）送往外車間加工的前后； 3）工時較長和重要工序的前后； 4）最終加工之后。 4、 其它工序的安排 1）切削加工之后，應安排去毛刺工序。 2）零件在進入裝配之前，一般都應安排清洗工序。 3）在用磁力夾緊工件的工序之后，要安排去磁工序。 4）在鑄件成型后要涂防銹溱。 5 擬定工藝設計 5.1確定各工序的加工余量 1. 撥叉A面的加工余量 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra3.2。根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，兩步銑削（即粗銑——精銑）方可滿足其精度要求。 粗銑 單邊余量Z=1.5 精銑 單邊余量Z=0.5 2. 撥叉C面的加工余量 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra12.5。根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削（即粗銑）方可滿足其精度要求。 3. 撥叉D面的加工余量 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra3.2。根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，兩步銑削（即粗銑——精銑）方可滿足其精度要求。 粗銑 單邊余量Z=1.5 精銑 單邊余量Z=0.5 4. 撥叉B面的加工余量 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra3.2。根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，兩步銑削（即粗銑——精銑）方可滿足其精度要求。 粗銑 單邊余量Z=1.5 精銑 單邊余量Z=0.5 5. 撥叉Φ15H7孔的加工余量 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，因其加工孔的尺寸不大故采用實心鑄造，鑄件尺寸公差為CT7級，表面粗糙度Ra1.6。根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7，三步鉆削(即鉆——擴——鉸），方可滿足其精度要求。 鉆 單邊余量Z=7.0mm 擴 單邊余量Z=0.4mm 鉸 單邊余量Z=0.1mm 6. 撥叉Φ27H8孔的加工余量 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=1.5mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra3.2。根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7，兩步鉆削(即擴——鉸），方可滿足其精度要求。 擴 單邊余量Z=1.4mm 鉸 單邊余量Z=0.1mm 7. 撥叉前后兩端面的加工余量 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，因尺寸不大，為了方便鑄造，故造成圓形的，表面粗糙度Ra25。根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削（即粗銑）即可滿足其精度要求。 8. 撥叉Φ5孔系的加工余量 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，因孔尺寸不大，故采用實心鑄造，Φ5孔表面粗糙度Ra1.6。根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-7，兩步鉆削（即鉆——鉸）方可滿足其精度要求。 鉆 單邊余量Z=2.4mm 鉸 單邊余量Z=0.1mm 9.撥叉左端面的加工余量 查《機械制造工藝設計簡明手冊》表2.2-4，得鑄件的單邊加工余量Z=2.0mm,鑄件尺寸公差為CT8級，表面粗糙度Ra為6.3。因尺寸不大，為了方便鑄造，故造成圓形的，表面粗糙度Ra25。根據《機械制造工藝設計簡明手冊》表1.4-8，一步銑削（即粗銑）即可滿足其精度要求。 5.2 選擇機床及工裝 1、 撥叉A面，加工設備選擇：X52K立式銑床；刀具選擇：硬質合金端面銑刀；量具選擇：游標卡尺。 2、 撥叉C面；加工設備選擇：X52K立式銑床；刀具選擇：硬質合金端面銑刀；量具選擇：游標卡尺。 3、 撥叉D面，加工設備選擇：X52K立式銑床；刀具選擇：硬質合金端面銑刀；量具選擇：游標卡尺。 4、 撥叉B面；加工設備選擇：X52K立式銑床；刀具選擇：硬質合金端面銑刀；量具選擇：游標卡尺。 5、 撥叉Φ15H7孔、倒角C1；加工設備選擇：Z525立式鉆床；刀具選擇：硬質合金麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀、倒角鉆；量具選擇：圓柱塞規(guī)。 6、 撥叉Φ27H8孔；加工設備選擇：Z525立式鉆床；刀具選擇：硬質合金擴孔鉆、鉸刀；量具選擇：圓柱塞規(guī)。 7、 撥叉前后端面；X52K立式銑床；刀具選擇：硬質合金立銑刀；量具選擇：游標卡尺。 8、 撥叉Φ5孔系；加工設備選擇：Z525立式鉆床；刀具選擇：硬質合金麻花鉆、鉸刀、90°Φ11锪孔鉆；量具選擇：圓柱塞規(guī)。 9、 撥叉左端面；加工設備選擇：X62臥式銑床；刀具選擇：硬質合金三面刃銑刀；量具選擇：游標卡尺。 5.3制訂工藝路線 制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證，在生產綱領已確定為成批生產的條件下，可以考慮采用萬能性機床配以專用工夾具，并盡量使工件集中來提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。 工藝路線方案 工序01：金屬型澆鑄 工序02：時效處理以消除內應力 工序03：粗銑A面、C面 工序04：粗銑B、D面 工序05：鉆、擴、鉸Φ15孔、孔口倒角 工序06：擴、鉸Φ27孔 工序07：銑前后端面，保證尺寸44 工序08：精銑A面 工序09：精銑B、D面 工序10：鉆、鉸Φ5孔、锪Φ11、90°沉孔 工序11：銑斷 工序12：去毛刺 工序13：檢驗至圖紙要求 工序14：包裝、入庫 5.4 確定切削用量以及時間定額 工序01：金屬型澆鑄 工序02：時效處理以消除內應力 工序03：粗銑A面、C面 工步一：粗銑C面 1、選擇刀具 刀具選取硬質合金端面銑刀，刀片采用YG8, ，， 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因為加工余量不大，且表面粗糙Ra12.5，要求不高，故可在一次走刀內銑完， 則 2）決定每次進給量及切削速度 根據X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選?。?00 當＝600r/min時 按機床標準選取 3）計算工時 ——工作臺直徑 工步二：粗銑A面 1、選擇刀具 刀具選取硬質合金端面銑刀，刀片采用YG8, ，， 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因為加工余量不大，且表面粗糙Ra3.2，要求不高，故分兩次走刀內銑完， 則，精銑余量Z=0.5mm 2）決定每次進給量及切削速度 根據X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選?。?00 當＝600r/min時 按機床標準選取 3）計算工時 ——工作臺直徑 工序04：粗銑B、D面 工步一：粗銑B面 1、選擇刀具 刀具選取硬質合金端面銑刀，刀片采用YG8, ，， 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因為加工余量不大，且表面粗糙Ra3.2，要求相對較高，故分兩次走刀內銑完， 則，精銑余量Z=0.5mm 2）決定每次進給量及切削速度 根據X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選?。?00 當＝600r/min時 按機床標準選取 3）計算工時 ——工作臺直徑 工步二：粗銑D面 1、選擇刀具 刀具選取硬質合金端面銑刀，刀片采用YG8, ，， 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因為加工余量不大，且表面粗糙Ra3.2，要求不高，故分兩次走刀內銑完， 則，精銑余量Z=0.5mm 2）決定每次進給量及切削速度 根據X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選取＝600 當＝600r/min時 按機床標準選取 3）計算工時 ——工作臺直徑 工序05：鉆、擴、鉸Φ15孔、孔口倒角 工步一：鉆孔至Φ14 確定進給量：根據參考文獻Ⅳ表2-7根據Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據參考文獻Ⅳ表4.2-13，取 主軸速度：主軸轉速，根據參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數i=1 則機動工時為 工步二：擴Φ14孔至Φ14.8 利用擴孔鉆將Φ14孔至Φ14.8，根據有關手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據鉆孔的切削用量選取 ，根據參考文獻Ⅳ表4.2-13，取 則主軸轉速為，根據參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數i=1 則機動工時為 工步三：鉸Φ14.8孔至Φ15H7 確定進給量：根據參考文獻Ⅳ表2-7根據Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據參考文獻Ⅳ表4.2-13，取 主軸速度：主軸轉速，根據參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數i=1 則機動工時為 工步四：孔口倒角 工序06：擴、鉸Φ27孔 工步一：擴Φ24孔至26.8 利用擴孔鉆將Φ24孔至26.8，根據有關手冊規(guī)定，擴鉆的切削用量可根據鉆孔的切削用量選取 ，根據參考文獻Ⅳ表4.2-13，取 則主軸轉速為，根據參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數i=1 則機動工時為 工步二：鉸Φ26.8孔至Φ27 確定進給量：根據參考文獻Ⅳ表2-7根據Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據參考文獻Ⅳ表4.2-13，取 主軸速度：主軸轉速，根據參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數i=1 則機動工時為 工序07：銑前后端面，保證尺寸44 1、選擇刀具 刀具選取硬質合金立銑刀，刀片采用YG8, ，， 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 因為加工余量不大，且表面粗糙Ra25，要求不高，故可在一次走刀內銑完， 則 2）決定每次進給量及切削速度 根據X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選?。?00 當＝600r/min時 按機床標準選取 3）計算工時 切削工時： ，， 則機動工時為 工序08：精銑A面 1、選擇刀具 刀具選取硬質合金端面銑刀，刀片采用YG8, ，， 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 精銑余量Z=0.5mm，則 2）決定每次進給量及切削速度 根據X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選取＝750 當＝750r/min時 按機床標準選取 3）計算工時 ——工作臺直徑 工序09：精銑B、D面 工步一：精銑B面 1、選擇刀具 刀具選取硬質合金端面銑刀，刀片采用YG8, ，， 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 精銑余量Z=0.5mm，則 2）決定每次進給量及切削速度 根據X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選?。?50 當＝750r/min時 按機床標準選取 3）計算工時 ——工作臺直徑 工步二：精銑D面 1、選擇刀具 刀具選取硬質合金端面銑刀，刀片采用YG8, ，， 2. 決定銑削用量 1）決定銑削深度 精銑余量Z=0.5mm，則 2）決定每次進給量及切削速度 根據X52K型立式銑床說明書，其功率為為7.5kw，中等系統(tǒng)剛度。 根據表查出 ，則 按機床標準選取＝750 當＝750r/min時 按機床標準選取 3）計算工時 ——工作臺直徑 工序10：鉆、鉸Φ5孔、锪Φ11、90°沉孔 工步一：鉆孔至Φ4.8 確定進給量：根據參考文獻Ⅳ表2-7根據Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據參考文獻Ⅳ表4.2-13，取 主軸速度：主軸轉速，根據參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數i=1 則機動工時為 工步二：鉸Φ4.8孔至Φ5 確定進給量：根據參考文獻Ⅳ表2-7根據Z525立式鉆床說明書，主軸進給量，根據參考文獻Ⅳ表4.2-13，取 主軸速度：主軸轉速，根據參考文獻Ⅳ表4.2-12，取 故實際切削速度為 切削工時：，，，走刀次數i=1 則機動工時為 工步三：锪Φ11、90°沉孔 1.選擇鉆頭 選擇高速鋼锪刀，其直徑d=11mm 2．選擇切削用量 （1）選擇進給量 按加工要求決定進給量：根據《切削用量手冊》表2.7，當鑄鐵硬度>200H 有。 （2）計算切削速度 根據《切削用量手冊》表2.15，當鑄鐵硬度=200～220HBS時，, 切削速度的修正系數為：，，，， 故 根據Z525型鉆床技術資料（見《簡明手冊》表4.2-12）可選擇n=680r/mm 3．計算基本工時 工序11：銑斷 1、 切削用量 ①本工序為粗銑基準面A，所選刀具為高速鋼錯齒三面刃銑刀。銑刀直徑d=125mm，寬度L=8.5mm，齒數Z=20。根據《切削用量簡明手冊》第三部分表3.2選擇銑刀的幾何形狀。由于加工鋼料的大于等于785MPa，故選前角=15°，后角=12°（周齒），=6°（端齒）。 已知銑削寬度=8.5mm，銑削深度=2.0mm。機床選用X62型臥式銑床。 ②確定每齒進給 根據表3.3，X62型臥式銑床的功率為7.5KW（表4.2-35），工藝系統(tǒng)剛性為中等，高速鋼端面銑刀加工鋼料，查得每齒進給量=0.06～0.1mm/z，現取=0.07mm/z。 2、 選擇銑刀磨鈍標準及耐用度 根據表3.7，用高速鋼端面銑刀粗加工鋼料，銑刀刀齒后刀面最大磨損量為0.6mm；銑刀直徑d=125mm，耐用度T=120min(表3.8）。 3、 確定切削速度和工作臺每分鐘進給量 根據表3.27中公式計算： 式中 =48，=0.25，=0.1，=0.2，=0.3，=0.1，m=0.2,T=120min,=2.5mm,=0.07mm/z,=28mm,Z=20,d=125,=1.0。 m/min≈27.9m/min =70.9r/min 根據X62型臥式銑床主軸轉速表（表4.2-39），選擇 實際切削速度 工作臺每分鐘進給理為 根據X62型銑床工作臺進給量表（表4.2-40），選擇 則實際每齒進給量為 4、 校驗機床功率 根據表3.28的計算公式，銑削時的功率（單位KW）為 式中 =650，=1.0，=0.72，=0.86，=0，=0.86，=2.5，=0.063mm/min，=28.5mm，Z=20，d=50mm，n=475r/min,=0.63mm =2076.8N X62銑床主動電機的功率為7.5KW，故所選切削用量可以采用。 所確定的切削用量為 =0.079mm/min，， 5、基本工時 三面刃銑刀銑端面的基本時間為： 工序12：去毛刺 工序13：檢驗至圖紙要求 工序14：包裝、入庫 6銑床夾具設計 為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。 由指導老師的分配，決定設計工序03： 粗銑A面、C面的夾具。 6.1 問題的提出 本夾具主要用粗銑A面、C面，表面粗糙度Ra12.5，精度要求不高，故設計夾具時主要考慮提高生產效率。 6.2 定位基準的選擇 粗銑A面、C面，為加工的首道工序，即遵循粗基準選擇原則，選擇A面、D面、Φ30外圓和Φ54外圓定位，對應在夾具上的定位元件是支承板、固定式V型塊和活動式V型塊，定位分析如下： 1、 撥叉A面、D面作為第一定位基準，與支承板相配合，限制三個自由度，即X軸轉動、Y軸轉動和Z軸移動。 2、 撥叉Φ54外圓作為第二定位基準，與固定式V型塊相配合，限制兩個自由度，即X軸移動和Y軸移動。 3、 撥叉Φ30外圓作為第三定位基準，與活動式V型塊相配合，限制一個自由度，即Z軸轉動， 工件六個自由度被完全限制，屬于完全定位，故設計合理。 6.3 定位誤差分析 定位誤差是指采用調整法加工一批工件時，由于定位不準確而造成某一工序在工序尺寸（通常是指加工表面對工序基準的距離尺寸）或位置要求方面的加工誤差。 當采用夾具加工工件時，由于工件定位基準和定位元件的工作表面均有制造誤差使定位基準位置變化，即定位基準的最大變動量，故由此引起的誤差稱為基準位置誤差，而對于一批工件來講就產生了定位誤差。如圖1所示 圖1用V型塊定位加工時的定位誤差 當定位基準與工序基準不重合時，就產生了基準不重合誤差?；鶞什恢睾险`差即工序基準相對定位基準理想位置的最大變動量。 定位誤差指一批工件采用調整法加工，僅僅由于定位不準而引起工序尺寸或位置要求的最大可能變動范圍。定位誤差主要由尺寸位置誤差和基準不重合誤差組成。 根據相關公式和公差確定具體變動量。如圖2，兩個極端情況：情況1：d1=d1,d2=d2使工序基準盡可能地"高"得加工尺寸；情況2：d1=d1,d2=d2使工序基準盡可能地"低"得加工尺寸。且該工序定位誤差 圖2 定位誤差 =O1O2+(d2-（d2-Td2))/2 =Td1/(2sina/2)+Td2/2 =0.043/2sin45+0.03/2 0.392 6.4 切削力的計算與夾緊力分析 1、查表4得切削力計算公式： 式中，f=1mm/r,查表得 =736MPa, 即==1547N 2、 夾緊力計算 選用夾緊螺釘夾緊機 由 其中f為夾緊面上的摩擦系數，取 F=+G G為工件自重 夾緊螺釘： 公稱直徑d=10mm，材料45鋼 性能級數為6.8級 螺釘疲勞極限： 極限應力幅： 許用應力幅： 螺釘的強度校核：螺釘的許用切應力為 [s]=3.5～4 取[s]=4 得 滿足要求 經校核： 滿足強度要求，夾具安全可靠。 6.5定向鍵與對刀裝置設計 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方向具有正確的位置。 根據GB2207—80定向鍵結構如圖所示： 圖 6.1 夾具體槽形與螺釘圖 根據T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結構尺寸如下： 表 6.1 定向鍵數據表 B L H h D d1 夾具體槽形尺寸 公稱尺寸 允差d 允差 公稱尺寸 允差D 18 -0.013 -0.033 25 12 7 12 6.6 18 +0.077 4 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。 對刀塊選用圓形對刀塊，其結構如下圖所示： 圖6-2 圓形對刀塊 塞尺選用平塞尺，其結構如下圖所示： 圖 6.3 平塞尺圖 塞尺尺寸為： 表 6.2 平塞尺尺寸表 公稱尺寸H 允差d C 2 -0.014 0.5 6.6夾具設計及操作簡要說明 如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為銑床夾具選擇由固定V型塊、活動V型塊、螺栓和滾花螺母等組成夾緊機構夾緊工件。本工序為銑削余量小，銑削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。 參考文獻 1. 顧崇衍 機械制造工藝學。陜西：科技技術出版社，1981。 2. 倪森壽 機械制造工藝與裝備?；瘜W工業(yè)出版社，2001。 3. 張進生 機械制造工藝與夾具設計指導。機械工業(yè)出版社，1994。 4. 姜敏鳳 工程材料及熱成型工藝。高等教育出版社，2003。 5. 機械制造工藝及設備設計手冊編寫組 機械制造工藝及設備設計手冊。機械工業(yè)出版社，1989。 6. 胡家秀 簡明機械零件設計實用手冊。機械工業(yè)出版社，1999。 7. 江南學院 肖繼德 南京金陵職業(yè)大學 陳寧平 機床夾具設計（第二版）。機械工業(yè)出版社，1997。 8. 倪森壽 機械制造工藝與裝備習題集和課程設計指導書?；瘜W工業(yè)出版社，2001。 9. 劉越 機械制造技術?；瘜W工業(yè)出版社，2001。 10. 趙如福 金屬機械加工工藝人員手冊（第三版）。上?？萍技夹g出版社，1981。 11. 南京工程學院 陳于萍 沈陽大學 周兆元 互換性與測量技術基礎。機械工業(yè)出版社，2004。 12. 孫本緒 熊萬武 機械加工余量手冊。國防工業(yè)出版社，1999。 13. 哈爾濱工業(yè)大學 上海工業(yè)大學 機床夾具設計（第二版）。上?？萍汲霭嫔?，1989。 14. 王啟平 機床夾具設計。哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，1998。 15. 浦林祥 金屬切削機床夾具設計手冊。北京：機械工業(yè)出版社，1995。 16. 張耀宸 機械加工工藝設計實用手冊。北京：航空工業(yè)出版社，1993。 17. 艾興，肖詩綱 切削用量手冊。 18. 馬賢智 機械加工余量與公差手冊。北京：中國標準出版社，1994。 19. 張龍勛 機械制造工藝學課程設計指導書及習題。北京：機械工業(yè)出版社，1994。 20. 趙家齊 機械制造工藝學課程設計指導書。北京：機械工業(yè)出版社，1993。