1附錄 1 外文翻譯基于事例推理的夾具設計研究與應用摘要:根據(jù)基于事例的設計方法,提出采用工序件的特征信息和夾具的結構特征信息來描述夾具的相似性,并建立了包括這 2 方面主要特征信息為基礎的事例索引碼,設計了事例庫的結構形式,創(chuàng)建了層次化的事例組織方式;同時,提出了基于知識引導的夾具事例檢索算法,以及事例的修改和采用同族事例碼進行相似事例的存貯,形成了基于事例推理的夾具設計.所開發(fā)的原型系統(tǒng)在型號工程夾具設計等項目的設計過程中得到了應用,并取得了令人滿意的使用效果.關鍵詞: 基于事例的推理 夾具設計 CAD夾具是以確定工件安全定位準確為目的的裝置，并在加工過程中保持工件與刀具或機床的位置一致不變。因為夾具的結構依賴于產(chǎn)品的特點和在企業(yè)規(guī)劃中加工工序的地位,所以它的設計是制造過程中的瓶頸,制約著效率的提高. 夾具設計是一個復雜的過程,需要有從大量的設計論文中了解質(zhì)量知識的經(jīng)驗，這些設計論文包括工件的結構設計、涉及加工工藝，和加工環(huán)境。當用這些擅長繪制詳細設計圖的傳統(tǒng)的 CAD 工具（如 Unigraphics、CATIA、Pro/E) 時,這仍然是一項非常耗時的工作，但是利用以往的設計經(jīng)驗和資源也不能提供一些益處,而這正是提高效率的關鍵因素. 基于事例推理 (CBR) 的方法適應以往個案解決的辦法,建立一個新問題的方法,主要有以下四步驟:檢索、利用、修改,并保留.這是一個比用專業(yè)系統(tǒng)模仿人類思維有用的使用方法，因為提出一個類似的情況,和采用一些修改,似乎不言自明,而且比人類更直觀.所以支持不同事例的設計工具已經(jīng)在諸多領域中發(fā)展起來，如在注射成型及設計、建筑設計、模具設計投死, 規(guī)劃過程中 ,還有夾具設計. 孫用六個數(shù)字組成代碼參數(shù),包括工件的形狀、機械部分、軸襯,第一定位裝置,第二定位裝置和夾緊裝置. 但這個系統(tǒng)不能用于除鉆床夾具外的其他夾具類型,不能解決儲存需要保留的同一參數(shù)代碼的問題,這在 CBR 中是非常重要的.1 事例參數(shù)和事例圖書館的建立1.1 事例參數(shù)事例參數(shù)應該由工件的所有的特征組成，來區(qū)別不同的夾具. 使用他們能夠使操作方便. 因為零件的形狀是多種多樣的, 在生產(chǎn)企業(yè)中制造的技術要求也不斷發(fā)展,許多特征作被用做事例參數(shù)將會使搜索速度降低,其主要特征是不2重要的,因為分配給每個特征的比重必須減少. 另一方面,事例參數(shù)包含所有的特征是困難的。 因此,考慮到實際和快速設計的需求,事例參數(shù)要包含工件的主要特征和夾具的結構。事例參數(shù)代碼由 16 位數(shù)組成：13 位數(shù)是事例特征 3 位數(shù)是事例識別數(shù)字。 前 13 位數(shù)代表 13 個特征。 每個數(shù)字與特征的一個屬性相一致,這可能是“*“、 “？“、“1“、“2“，…，“A“、“B“,… ，“Z“，…，等其中的一個。其中，“*“是指任何一個,“?“代表不確定,“0“代表沒有。 系統(tǒng)規(guī)定:夾具的類型，工件的形狀，位置模式不能是 “*“和“?“。在設計系統(tǒng)時,三個項目的屬性信息沒有這些選擇,這就意味著必須選擇確定的屬性。最后三位數(shù)是事例識別號碼,如果事例特征的 13 位數(shù)是一樣的,這三個數(shù)字就用來區(qū)別他們。該系統(tǒng)還規(guī)定:“000“是用于修正的一個典型事例,其他事例“001“、“002“、…,這些是用于設計師查找參考事例的. 如果其中一個偶爾需要改變成典型事例,首先它必須要求改成“000“,前面的自動變成參考事例. 事例索引碼的結構如圖 1 所示。1—夾具類型； 6—工件重量； 11—夾緊模型；2—工件形狀； 7—工件剛度； 12—夾具體；3—工件材料； 8—加工內(nèi)容； 13—其他；4—批 量； 9—過程所有物； 14 到 16—事例識別碼；5—工件比例； 10—定位模型；圖 1 事例索引碼的結構1.2 事例庫事例庫由許多預定義的事例組成。事例的描述是基于事例推理的最重要的問題之一。所以由索引碼復合。1.3 事例的層次化夾具的結構相似被認為是整個夾具，成分和內(nèi)容相似。所以，整個夾具事例庫，成分事例庫，夾具的成分事例庫形成相同。整個夾具的設計資料通常是由工件資料和工件加工資料組成,這就意味著夾具的設計應滿足特別功能的需求.全部夾具事例是由功能成分組成，它是用功能成分的名字和數(shù)字來進行描3述的。成分事例代表成員（成分功能和其他結構成分，主要驅(qū)動參數(shù)，數(shù)字，和它們的約束關系） 。成分事例（夾具的最低層）是功能成分和和其他成分的結構。在現(xiàn)代夾具設計中有很多參數(shù)化準件和普通非標準件。所以成分事例圖書館應記錄特殊參數(shù)和保持它們的方法。2 事例修改的策略在基于事例的夾具設計中，最重要的是相似點的修改，這樣能有助于獲得最相似的事例，以及縮短適應時間。根據(jù)夾具設計的需求，事例修改的策略使最接近的事例方法和知識指導結合起來。首先在深度上查找，然后在寬度上；知識指導策略意味著在來自客觀事物根源的知識規(guī)則上查找，這就要首先查找固定類型，然后查找工件的形狀，第三查找定位方法。例如，如果事例索引碼包括夾具類型的磨削夾具，就只查找所有的磨削夾具，然后查找工件形狀的盒子，第三查找一個平面兩個銷的定位方法。如果沒有合適的，就查找深度標點，然后回到最上層，然后再找所有與寬度相關的事例。修改方法：1） 根據(jù)夾具事例庫的事例索引信息，查找有關事例庫。2） 將事例索引碼與事例庫的每個事例碼匹配，然后計算相似尺寸的價值。3） 整理相似尺寸的次序，最大的架子是最類似的事例。兩個事例之間的相似點是基于兩個事例特征之間的相似點。相似點尺寸的計算依靠特征的類型。相似點的價值可以通過數(shù)字化的價值來計算，例如比較重量分別是 50kg 和 20kg 的工件。非數(shù)字化的價值也能計算，例如，現(xiàn)在前13 位索引碼都是非數(shù)字化的價值。一個夾具的相似尺寸的計算公式如下：其中 S 表示通用夾具的相似尺寸，n 表示索引特性數(shù)， 表示每個特性的重量，表示事例庫中特性 和相關夾具的特性 的相似尺寸。同時，，數(shù)值計算如下：4其中 表示第 i 個特征的索引特性值， 表示事例庫中第 j 個事例的第 i 個特征的特性值。所以有兩種方法選擇相似夾具。一個方法是建立數(shù)值。如果通用事例的相似尺寸值比給定的數(shù)值小，這些事例就不能選來作相似事例。事例庫最初建立的時候，只有一些事例，數(shù)值可以建小一點。如果有大量的相似事例，數(shù)值就應該建的大一些。另外一個方法是只建立相似事例的數(shù)字（例如 10） ，這是類型單里相似尺寸的最大值。3 事例的修改和存儲3.1 事例的修改夾具設計中相似事例的修改包括以下三個階段：1） 成分的替代2） 保持形式不變，調(diào)整成分的特性3） 模型重新設計如果夾具的成分是普通的物品，它們能通過使用工具被修改，代替以及刪除，這些已經(jīng)被設計好了。3.2 事例的存儲在將一個新的事例保存到事例庫之前，設計者必須考慮保存是否有價值。如果這個事例不能增加系統(tǒng)的知識，就沒有必要把它保存到事例庫里。如果它有價值的話，設計者在保存之前必須分析一下，看看這個事例是否作為標準事例或參考事例被存儲了。一個標準事例是一個描述同族事例主要特征的標準。一個同族事例是有事例庫中索引碼前 13 位相同而最后三位不同的那些事例組成的。一個標準事例的最后三位通常是“000” 。一個參考事例屬于同族標準事例，最后三位用不同數(shù)字區(qū)分。5從被解釋的概念中，可采用以下方法：1）如果一個新的事例和任何一個存在的事例族一致，和一個存在的標準事例的前 13 位數(shù)相同，那么這個事例就不能存儲因為已經(jīng)這種標準事例了。或者只能作為一個參考事例保存（最后三位不是“000” ，而且和其它的不一樣）在事例庫中。2）如果一個新的事例和任何一個存在的事例族一致，并且被認為代替這個事例族要比以前的標準事例好，那么這個標準事例就被這個新的事例代替，以前的標準事例作為一個參考事例保存。3）如果一個新的事例和任何一個存在的事例族不一致，一個新的事例族將會自動產(chǎn)生，并作為標準事例保存到事例庫中。4 夾具設計中基于事例推理的過程根據(jù)夾具設計的特性，夾具設計的基本信息，例如夾具的名字，零件，生產(chǎn)和設計者等等，必須先輸入。然后，輸入或設計工件的模型。輸入有關工件的細節(jié)信息，建立事例索引碼，然后 CBR 開始依靠相似尺寸查找相似事例，選出最相似的事例。如果需要的話，事例要滿足通用性設計，再存儲到事例庫中。程序流程圖如圖 2 所示圖 2 基于事例推理的夾具設計流程圖5 基于事例推理的夾具設計說明6這是一個工件如圖 3 所示。材料是 45 鋼，底座，形狀為塊狀，生產(chǎn)批量為中批等。需要設計成一個用來旋轉孔的旋轉夾具。圖 3 需要設計夾具的一個工件（最大尺寸 80mmx49mmx22mm）工件的特征值，屬性值，事例索引碼和重量在表 1 中列出。表 1 工件的事例索引碼和重量特征名稱 特性值 索引碼 重量夾具類型 車床夾具 1 100工件形狀 塊狀 9 90工件材料 中碳鋼 3 70批量 中批 2 60工件比例 小 5 60工件重量 輕 5 60工件剛度 硬度強 1 60加工內(nèi)容 孔 3 80程序要求 完成加工 3 70定位方法 三個平面 1 100夾緊方法 不確定 ？ 90夾具體 復合 4 80其他 沒有 0 60通過查找和計算相似點，最相似的事例的事例索引碼是719325513321402000，細節(jié)信息在表 2 中列出。表 2 最相似事例的事例索引碼特征名稱 特性值 索引碼夾具類型 車床夾具 1 工件形狀 塊狀 9 工件材料 中碳鋼 3 批量 中批 2 工件比例 小 5 工件重量 輕 5 工件剛度 硬度強 1 加工內(nèi)容 孔 3 程序要求 完成加工 3 定位方法 三個平面 1 夾緊方法 不確定 ？ 夾具體 復合 4 其他 沒有 0 相似點的計算如下：所以夾具的相似尺寸值是 0.806，這是在事例庫中用于設計的最相似的事例，最相似的事例的結構如圖 4 所示8圖 4 最相似的夾具當成分替代，修改定位模型和夾緊模型，以及調(diào)節(jié)相關尺寸之后，新的夾具被設計出來，圖形如圖 6 所示圖 5 需要設計的新夾具因為在事例庫中沒有相似夾具，新夾具被儲存到事例庫中。事例索引碼是19325523311402000。6 結論基于事例推理，作為一個問題解決的方法，是一個比模仿人類思想的專業(yè)系統(tǒng)更有效的方法，已經(jīng)在很多難獲取知識的領域里得到發(fā)展。基于事例推理的優(yōu)點如下：它和人類的思想很相似；一個事例庫通過保存新事例獲得自學能力，它比有慣例庫更快更容易，它可以更好的傳遞和解釋新的知識，這和慣例9庫有很大的不同?；谑吕评碇刑岢龅囊粋€夾具設計的框架已經(jīng)被實行了，使用的是支持基礎數(shù)據(jù)的 VC++，UG 電腦繪圖軟件。這個框架也已經(jīng)和普通成分庫和典型夾具庫結合起來。這個發(fā)展的標準系統(tǒng)，用于航空項目，幫助夾具設計者提高設計效率和重新使用先前的設計資源。畢業(yè)設計說明書課題名稱：杠桿加工工藝與翻轉式鉆模夾具設計 學生姓名 學 號 所在學院 專 業(yè) 班 級 指導教師 購買后包含有 CAD圖紙和論文,咨詢 Q401339828起訖時間： 年 月 日～ 年 月 日I摘 要本文是對杠桿零件加工應用及加工的工藝性分析，主要包括對零件圖的分析、毛坯的選擇、零件的裝夾、工藝路線的制訂、刀具的選擇、切削用量的確定、加工工藝文件的填寫。選擇正確的加工方法，設計合理的加工工藝過程。此外還對杠桿加工工藝與工裝設計零件的工序的加工設計了專用夾具.機床夾具的種類很多，其中，使用范圍最廣的通用夾具，規(guī)格尺寸多已標準化，并且有專業(yè)的工廠進行生產(chǎn)。而廣泛用于批量生產(chǎn)，專為某工件加工工序服務的專用夾具，則需要各制造廠根據(jù)工件加工工藝自行設計制造。本論文夾具設計的主要內(nèi)容是設計鉆床夾具。關鍵詞：杠桿，加工工藝，加工方法，工藝文件，夾具摘要IIIII摘要IVV1AbstractThis paper is the analysis of the Lever spare parts processing technology application and processing, including the parts diagram analysis, the choice of blank, parts of the fixture, the formulation of the process route, tool selection, cutting, processing documents. Choose the correct processing methods, design the reasonable process. Design of special fixture for processing in addition to leverage the processing technology and fixture design parts of the process.Many kinds of the machine tools fixture, the fixture's most widely used, the size has been standardized, and there is a professional factory production. But widely uses in the volume production, special fixture for a workpiece machining processes and services, to the factory according to the workpiece machining process to design and manufacture. The main content of this paper is to design the milling fixture fixture design.Keywords: leverage, processing technology, processing methods, process documents, fixture1目 錄摘 要 .IAbstract.1目 錄.1第 1 章 緒論.11.1 機械加工工藝概述 .11.2 機械加工工藝流程 11.3 夾具概述 11.4 機床夾具的功能 21.5 機床夾具的發(fā)展趨勢 21.5.1 機床夾具的現(xiàn)狀 21.5.2 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 3第 2 章 杠桿的加工工藝規(guī)程設計.42.1 零件的分析 42.1.1 零件的作用 42.1.2 零件的工藝分析 42.2 確定生產(chǎn)類型 52.3 確定毛坯 52.3.1 確定毛坯種類 52.3.2 確定鍛件加工余量及形狀 52.4 工藝規(guī)程設計 52.4.1 選擇定位基準 52.4.2 制定工藝路線 52.4.3 選擇加工設備和工藝設備 72.4.4 機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 72.5 確定切削用量及基本工時 82.5.1 工序 1：粗精銑 Φ10H7 的兩側面 82.5.3 工序 3：鉆 Φ10H7 的通孔 922.5.4 工序 5：鉸 Φ10H7 的通孔 112.5.5 工序 6：粗銑 Φ10H7的兩側面 .122.5.6 工序 7：粗銑 Φ28 孔的兩面 .132.5.7 工序 8：精銑 Φ22 孔的兩面 .142.5.9 工序 13：鉆鉸 Φ13 的孔 .152.6 本章小結 16第 3 章 翻轉式鉆床夾具的總體設計.183.1 設計任務 183.2 翻轉式鉆床夾具的設計 183.3 夾具的工作原理與結構設計 183.4 夾具的使用方法 203.5 夾具與翻轉式鉆床的固定 203.6 翻轉式鉆床夾具零件的具體設計 213.6.1 夾具零件的設計 213.6.2 夾具體的設計 213.6.3 定位銷的設計 213.6.4 鉆模板以及鉆套的設計 23結 論.28參考文獻.29致 謝.301第 1 章 緒論1.1 機械加工工藝概述機械加工工藝是指用機械加工的方法改變毛坯的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)使其成為合格零件的全過程，加工工藝是工人進行加工的一個依據(jù)。機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟，采用機械加工的方法，直接改變毛坯的形狀、尺寸和表面質(zhì)量等，使其成為零件的過程稱為機械加工工藝過程。比如一個普通零件的加工工藝流程是粗加工-精加工-裝配-檢驗-包裝，就是個加工的籠統(tǒng)的流程。 機械加工工藝就是在流程的基礎上，改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性質(zhì)等，使其成為成品 或半成品，是每個步驟，每個流程的詳細說明，比如，上面說的，粗加工可能包括毛坯制造，打磨等等，精加工可能分為車，鉗工，鉆床，等等，每個步驟就要有詳 細的數(shù)據(jù)了，比如粗糙度要達到多少，公差要達到多少。 技術人員根據(jù)產(chǎn)品數(shù)量、設備條件和工人素質(zhì)等情況，確定采用的工藝過程，并將有關內(nèi)容寫成工藝文件，這種文件就稱工藝規(guī)程。這個就比較有針對性了。每個廠都可能不太一樣，因為實際情況都不一樣?？偟膩碚f，工藝流程是綱領，加工工藝是每個步驟的詳細參數(shù)，工藝規(guī)程是某個廠根據(jù)實際情況編寫的特定的加工工藝。1.2機械加工工藝流程機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定零件機械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件之一，它是在具體的生產(chǎn)條件下，把較為合理的工藝過程和操作方法，按照規(guī)定的形式書寫 成工藝文件，經(jīng)審批后用來指導生產(chǎn)。機械加工工藝規(guī)程一般包括以下內(nèi)容：工件加工的工藝路線、各工序的具體內(nèi)容及所用的設備和工藝裝備、工件的檢驗項目及 檢驗方法、切削用量、時間定額等。 制訂工藝規(guī)程的步驟 1) 計算年生產(chǎn)綱領，確定生產(chǎn)類型。 2) 分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖，對零件進行工藝分析。 3) 選擇毛坯。 4) 擬訂工藝路線。 5) 確定各工序的加工余量，計算工序尺寸及公差。 6) 確定各工序所用的設備及刀具、夾具、量具和輔助工具。 7) 確定切削用量及工時定額。 8) 確定各主要工序的技術要求及檢驗方法。 9) 填寫工藝文件。 在制訂工藝規(guī)程的過程中，往往要對前面已初步確定的內(nèi)容進行調(diào)整，以提高經(jīng)濟效益。在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中，可能會出現(xiàn)前所未料的情況，如生產(chǎn)條件的變化，新技術、新工藝的引進，新材料、先進設備的應用等，都要求及時對工藝規(guī)程進行修訂和完善。1.3 夾具概述夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應用于機械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。2在金屬切削機床上使用的夾具統(tǒng)稱為機床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著加工的精度、勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等，幫機床夾具設計在企業(yè)的產(chǎn)品設計和制造以及生產(chǎn)技術準備中占有極其重要的地位。機床夾具設計是一項重要的技術工作。隨著科學技術的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術不斷涌現(xiàn)，機械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機械能、切削力進行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計算方法和計算機技術的迅速發(fā)展，極大地推動了機械加工工藝的進步，使工藝過程的自動化達到了一個新的階段?！肮び破涫?，必先利其器。 ”工具是人類文明進步的標志。自 20世紀末期以來，現(xiàn)代制造技術與機械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具（含夾具、刀具、量具與輔具等）在不斷的革新中，其功能仍然十分顯著。機床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此，無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。1.4 機床夾具的功能在機床上用夾具裝夾工件時，其主要功能是使工件定位和夾緊。1．機床夾具的主要功能機床夾具的主要功能是裝工件，使工件在夾具中定位和夾緊。（1）定位 確定工件在夾具中占有正確位置的過程。定位是通過工件定位基準面與夾具定位元件面接觸或配合實現(xiàn)的。正確的定位可以保證工件加工的尺寸和位置精度要求。（2）夾緊 工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。由于工件在加工時，受到各種力的作用，若不將工件固定，則工件會松動、脫落。因此，夾緊為工件提供了安全、可靠的加工條件。2．機床夾具的特殊功能機床夾具的特殊功能主要是對刀和導向。（1）對刀 調(diào)整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置。如鉆床夾具中的對刀塊，它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正確位置。（2）導向 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套，能迅速地確定鉆頭的位置，并引導其進行鉆削。導向元件制成模板形式，故鉆床夾具常稱為鉆模。鏜床夾具（鏜模）也具有導向功能。1.5 機床夾具的發(fā)展趨勢隨著科學技術的巨大進步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。1.5.1 機床夾具的現(xiàn)狀國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工作品種已占工件種類總數(shù)的 85%左右。現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應市場激烈的競爭。然而，一般企業(yè)仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具。另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，約 4年就要更新 80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為 15%左右。特別是近年來，數(shù)控機床（NC） 、加工中心（MC） 、成組技術（GT） 、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新技術的應用，對機床夾具提出了如下新的要求：1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)成本。32）能裝夾一組具有相似性特征的工件。3）適用于精密加工的高精度機床夾具。4）適用于各種現(xiàn)代化制造技術的新型機床夾具。5）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進一步提高勞動生產(chǎn)率。6）提高機床夾具的標準化程度。1.5.2 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標準化四個方面。精密化隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結構類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達±0.1；用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5μm；精密心軸的同軸度公差可控制在 1μm 內(nèi)；又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓度公差可達 0.2～0.5μm。高效化高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有：自動化夾具、高速化夾具、具有夾緊動力裝置的夾具等。例如，在鉆床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高 5倍左右；在車床上使用的高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在（試驗）轉速為 2800r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。柔性化機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調(diào)整、拼裝、組合等方式，以適應可變因素的能力?？勺円蛩刂饕校汗ば蛱卣?、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調(diào)夾具、成組夾具、拼裝夾具、數(shù)控機床夾具等。在較長時間內(nèi)，夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向。標準化機床夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面。在制訂典型夾具結構的基礎上，首先進行夾具元件和部件的通用化，建立類型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和部件的型式，屏除一些功能低劣的結構。通用化方法包括夾具、部件、元件、毛壞和材料的通用化。夾具的標準化階段是通用化的深入，主要是確立夾具零件或部件的尺寸系列，為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條件。目前我國已有夾具零件及部件的國家標準：GB/T2148~T2259—91 以及各類通用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總成本。4第 2 章 杠桿的加工工藝規(guī)程設計2.1 零件的分析2.1.1 零件的作用題目所給的零件是杠桿。它位于變速機構中，主要起換檔，使主軸回轉運動按照工作者的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。2.1.2 零件的工藝分析圖 1.1 杠桿零件圖零件的材料為 HT200，鑄造性能和切削加工性能優(yōu)良。以下是杠桿需要加工的表面以及加工表面之間的位置要求：(1) 中心圓孔 Ф28，Ф10H7。5(2) 兩端面與中心孔 Ф10H7 有 0.3的垂直度(4) 孔 Ф28 與中心孔 Ф10H7 有 80的位置關系。由上面分析可知，可以先加工杠桿中心孔，然后以此作為基準采用專用夾具進行加工，并且保證位置精度要求。再根據(jù)各加工方法的經(jīng)濟精度及機床所能達到的位置精度，并且此杠桿零件沒有復雜的加工曲面，所以根據(jù)上述技術要求采用常規(guī)的加工工藝均可保證。2.2 確定生產(chǎn)類型已知此杠桿零件的生產(chǎn)類型為中批量生產(chǎn)，所以初步確定工藝安排為：加工過程劃分階段；工序應當集中；加工設備以通用設備為主，大量采用專用工裝。2.3 確定毛坯2.3.1 確定毛坯種類零件材料為 HT200。考慮零件在機床運行過程中所受沖擊大，零件結構復雜，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，故選擇鑄造毛坯。2.3.2 確定鍛件加工余量及形狀查《機械零件切削加工工藝與技術標準實用手冊》110 頁表 1-4-72.4 工藝規(guī)程設計2.4.1 選擇定位基準①粗基準的選擇以零件的下端孔為主要的定位粗基準，以較大面 a面為輔助粗基準。②精基準的選擇考慮要保證零件的加工精度和裝夾準確方便，依據(jù)“基準重合”原則和“基準統(tǒng)一”原則，以加工后的通孔為主要的定位精基準，以下端孔為輔助的定位精基準。2.4.2 制定工藝路線根據(jù)零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求，以及加工方法所能達到的經(jīng)濟精度，在生產(chǎn)綱領已確定的情況下,可以考慮采用各種機床配以專用夾具,并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。選擇零件的加工方法及工藝路線方案如下：表 2.1工藝路線方案一工序號 工序內(nèi)容工序一 鉆 Φ10H7 的底孔 Φ9.5工序二 鉸 Φ10H7 的通孔,達到圖紙尺寸公差工序三 粗銑 Φ10H7 的兩端面，使粗糙度達到 6.3，工序四 精銑 Φ10H7 的兩端面，使粗糙度達到 3.2，達到圖紙尺寸公差工序五 粗銑下端圓孔的兩側面工序六 精銑下端圓孔的兩側面，,留 0.5mm的磨削余量6工序七 磨削 Φ22 半圓孔兩凸臺端面,達到圖紙尺寸公差 4.85和粗糙度要求 0.8工序八 鏜孔 Φ22,達到圖紙尺寸公差工序十一 銑 Φ13 孔端面,使距離 Φ10H7 中心孔距離為 5.9工序十三 鉸 Φ13 的孔，垂直于 Φ22H7 的通孔工序十四 鉗工打毛刺工序十五 檢驗表 2.2工藝路線方案二工序號 工序內(nèi)容工序一 鉆 Φ10H7 的底孔 Φ9.5工序二 鉸 Φ10H7 的通孔,達到圖紙尺寸公差工序三 粗銑 Φ10H7 的兩端面，使粗糙度達到 6.3，工序四 精銑 Φ10H7 的兩端面，使粗糙度達到 3.2，達到圖紙尺寸公差工序五 粗銑下端圓孔的兩側面工序六 精銑下端圓孔的兩側面，,留 0.5mm的磨削余量工序七 磨削 Φ22 孔兩凸臺端面工序八 鏜孔 Φ22,達到圖紙尺寸公差工序十一 銑 Φ13 孔端面 工序十三 鉸 Φ13 的孔，垂直于 Φ22H7 的通孔工序十四 鉗工打毛刺工序十五 檢驗工藝方案的比較與分析：上述兩個工藝方案的特點在于：方案二是加工工序分散，適合流水線生產(chǎn)，縮短裝換刀具的時間。加工完前次的又可成為下次加工的基準，這樣使工序非常清晰易提高加工精度，是對大批量生產(chǎn)是很合適的。方案一把工件加工工序分得很紊亂并且很集中，基準得不到保證，加工出來的精度低，不符合現(xiàn)代化的生產(chǎn)要求。兩種方案的裝夾比較多，但是考慮到加工零件的方便性，及加工精度，且還是大批生產(chǎn)，所以采用方案二比較合適。表 2.2工藝路線方案二10 鑄造20 時效處理30 粗、精銑 Φ10H7 的兩端面40 粗、精銑 Φ22 的兩端面50 鉆鉸 Φ10H7,達到圖紙尺寸公差60 鏜孔 Φ22,達到圖紙尺寸公差70 銑 Φ13 孔端面80 鉸 Φ13 的孔，垂直于 Φ22H7 的通孔90 去毛刺 100 檢驗入庫72.4.3 選擇加工設備和工藝設備①機床的選擇工序 1、2、3、4、8、9、10 采用 XK7132立式鉆床②選擇夾具該杠桿的生產(chǎn)綱領為中批生產(chǎn)，所以采用專用夾具。③選擇刀具在鉆床上加工的各工序，采用硬質(zhì)合金銑刀即可保證加工質(zhì)量。在鉸孔 Φ10H7，由于精度不高，可采用硬質(zhì)合金鉸刀。④選擇量具加工的孔均采用極限量規(guī)。⑤其他對垂直度誤差采用千分表進行檢測，對角度尺寸利用專用夾具保證，其他尺寸采用通用量具即可。2.4.4 機械加工余量、工序尺寸及公差的確定根據(jù)前面資料已初步確定工件各面的總加工余量，現(xiàn)在確定各表面的各個加工工序的加工余量如下：表 2.3各加工工序的加工余量及達到的尺寸、經(jīng)濟度、粗糙度工序余量工序號 工序內(nèi)容加工余量經(jīng)濟精度表面粗糙度 最小 最大1 粗銑 Φ10H7 的兩側面 3 IT11 6.3 -0.1 0.12 粗銑平下端孔側 面的工藝凸臺 3 IT11 6.3 -0.1 0.13 鉆 Φ10H7 通孔 IT10 6.3 -1 14 擴 Φ10H7 通孔 2.0 IT10 3.2 -0.05 0.055 鉸 Φ10H7 通孔 0.2 IT8 1.6 -0.006 0.006粗銑左面6粗銑Φ10H7的兩側面粗銑右面3 IT10 6.3 -0.1 0.17 粗銑 Φ22 孔的兩面 2 IT11 6.3 -0.1 0.188 精銑 Φ22 孔的兩面 1 IT9 3.2 -0.05 0.059 鉆鉸 Φ13 的孔 IT13 6.3 -1 12.5 確定切削用量及基本工時2.5.1 工序 1：粗精銑 Φ10H7 的兩側面機床：XK7132 立式鉆床刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為 80)，材料： ， ，齒數(shù) ，為粗15YT20Dm?20Z?齒銑刀。因其單邊余量：Z=3mm所以銑削深度 ：pa3m?每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[3]表 2.4-73，取 銑削速度 ：參照參考文獻f 0.15/faZ?V[3]表 2.4-81，取 2.54/Vs機床主軸轉速 ：n，10602.8/in3.1rd????按照參考文獻[3]表 3.1-74 5mn?實際銑削速度 ： v.42.56/010ds???進給量 ： fV.52/1./ffaZn?工作臺每分進給量 ： m.735minfVs?：根據(jù)參考文獻[3]表 2.4-81,?aa60?切削工時被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l42l?刀具切入長度 ：1210.5()(1~3lDa????20.5(06)(1~37.6m???刀具切出長度 ：取2lm?走刀次數(shù)為 19機動時間 ：1jt1247.620.min35jmlf????查參考文獻[1]，表 2.5-45工步輔助時間為：1.23min2.5.2 工序 2：粗精銑下端孔側面的工藝凸臺機床：XK7132刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)mdw40?14?Z①粗銑 a面銑削深度 :3pm?每齒進給量 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取f 0.15/famZ?銑削速度 ：參照《機械加工工藝手冊 》表 2.4-81，取V6/Vs機床主軸轉速 ： ，取n0160287/in3.4Vrd????3/inr實際銑削速度 ：? ./160nms進給量 ：fV0.543/1.5/ffaZ???工作臺每分進給量 ：m. infVs?：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4-81,?a ma240?被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l16l刀具切入長度 ：1D)3~((5.02?????刀具切出長度 ：取2lm走刀次數(shù)為 1機動時間 ：jt12640.95min3jmlf????查參考文獻[1]，表 2.5-45工步輔助時間為：1.52min2.5.3 工序 3：鉆 Φ10H7 的通孔工件材料為 45#，硬度 200HBS?？椎闹睆綖?10mm，公差為 H7，表面粗糙度 。加工機1.6aRm?床為 Z535立式鉆床。鉆頭為 ?22mm標準高速鋼麻花鉆，磨出雙錐和修磨橫刃。確定鉆削用量10①確定進給量 根據(jù)參考文獻 [2]，表 28-10可查出 ，查 Z535f 0.47~.5/fmr?表立式鉆床說明書，取 。0.43/mr?根據(jù)參考文獻[2]表 28-8，鉆頭強度所允許是進給量 。由于機床進給機構允許'1.5/fr?的軸向力 （由機床說明書查出） ，根據(jù)參考文獻[2]，表 28-9，允許的進給量max1569FN?！?8/fr?由于所選進給量 遠小于 及 ，故所選 可用。f'f“f②確定切削速度 、軸向力 F、轉矩 T及切削功率 根據(jù)參考文獻[2]，表 28-15，由插入vmP法得，17/min?表 4732N?表，5.69TNM?表 1.5kW表由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結論進行修正。根據(jù)參考文獻[2]，由表 28-3， ， ，故0.8vk?.7lv'17/min0.87512(/min)v??表 ''0 6/in rd??表查 Z535機床說明書，取 。實際切削速度為195/inr0214/in10nv m??由參考文獻[2]，表 28-5， ，故.6MFTk?4732.651()FN51.904.8Tm????③校驗機床功率 切削功率 為mP'/)mMPnk表（1.25(9/246)1.05WkW???機床有效功率 ' 483E mPkP??11故選擇的鉆削用量可用。即， ， ，02dm?0.43/fr195/minr?14/inv?相應地， ，516FN5.8T?.0PkW切削工時 被切削層長度 ：l7?刀具切入長度 ：112(~)107.42rDlctgkctgm????刀具切出長度 ： 取lm42?l32走刀次數(shù)為 1機動時間 ：2jt78.1.08in0395jLnf???查參考文獻[1]，表 2.5-41工步輔助時間為：1.76min2.5.4 工序 5：鉸 Φ10H7 的通孔加工機床為 Z535立式鉆床。鉸刀為 ?10mm標準高速鉸刀。確定鉸孔切削用量①確定進給量 根據(jù)表 28-36， ，按該表注 4，進給量取小植。查f 1.3~26fm?表Z535說明書，取 。1.6/mr?②確定切削速度 及 由表 28-39，取 。由表 28-3，得修正系數(shù)vn8./inv表， 0.8Mvk.9pavk254.7(/0125.)pRa???根 據(jù)故 '.2/min.7.14/min???表' '01()nvd?表 ()(25)91./minr???查 Z535說明書，取 ，實際鉸孔速度/ir301n???32510/in7.8/ir?切削工時被切削層長度 ：l78m刀具切入長度 ，11201 254.7(1~)120.92rDdlctgkctgm????????刀具切出長度 ： 取lm2l32走刀次數(shù)為 1機動時間 ：3jt78.09.5in61jLnf????查參考文獻[1]，表 2.5-41工步輔助時間為：1.51min該工序的加工機動時間的總和是 ： jt.804.2.14minj???2.5.5 工序 6：粗銑 Φ10H7 的兩側面機床：XK7132刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)dw40?14?Z①粗銑左面銑削深度 :3pam?每齒進給量 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取f 0.15/famZ?銑削速度 ：參照《機械加工工藝手冊 》表 2.4-81，取V6/Vs機床主軸轉速 ： ，取n0160287/in3.4Vrd????3/inr實際銑削速度 ：? ./160nms進給量 ：fV0.543/1.5/ffaZ???工作臺每分進給量 ：m. infVs?：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4-81,?a ma240?被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l9l刀具切入長度 ：1D)3~1((5.02?????刀具切出長度 ：取2lm走刀次數(shù)為 1機動時間 ：jt12904.21min63jmlf????13查參考文獻[1]，表 2.5-45工步輔助時間為：2.03min②粗銑右面同樣的銑削深度 map3?每齒進給量 ：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4-73，取f 0.15/famZ?銑削速度 ：參照《機械加工工藝手冊 》表 2.4-81，取V6/Vs機床主軸轉速 ： ，n0160287/in3.4Vrd????取 30/mir?實際銑削速度 ：?0.6./10nms?進給量 ：fV.543/1.5/ffaZ??工作臺每分進給量 ：m.6infVs?：根據(jù)《機械加工工藝手冊》表 2.4-81,?a ma240?被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知l3l刀具切入長度 ：1D)~1((5.02?????刀具切出長度 ：取2lm走刀次數(shù)為 1機動時間 ：jt12340.12min6jmlf????查參考文獻[1]，表 2.5-45工步輔助時間為：1.52min2.5.6 工序 7：粗銑 Φ28 孔的兩面機床：XK7132 立式鉆床刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為 14)，材料： ， ，齒數(shù) ，為粗15YT20Dm?20Z?齒銑刀。因其單邊余量：Z=2mm所以銑削深度 ：pa2m?每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[3]表 2.4-73，取 銑削速度 ：參照參考文獻f 0.15/faZ?V[3]表 2.4-81，取 .54/Vs機床主軸轉速 ：n，1026042.8/in3.1rd????14按照參考文獻[3]表 3.1-74 245/minr?實際銑削速度 ： v3.102.56/0dns???進給量 ： fV.524/1./ffaZ工作臺每分進給量 ： m.735minfVs??：根據(jù)參考文獻[3]表 2.4-81,?a60?切削工時被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 ， l82l?刀具切入長度 ：1210.5()(1~3lDa????20.5(06)(1~37.6m???刀具切出長度 ：取2lm?走刀次數(shù)為 1機動時間 ：jt1287.620.15min3jmlf???查參考文獻[1]，表 2.5-45 工步輔助時間為： 1.57min2.5.7 工序 8：精銑 Φ22 孔的兩面機床：XK7132 立式鉆床刀具：兩塊鑲齒套式面銑刀(間距為 )，材料： ， ，齒數(shù) Z=10，為細0.5162?15YT20Dm?齒銑刀。精銑該平面的單邊余量：Z=1.0mm銑削深度 ：pa1.0m?每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻[3]表 2.4-73，取 銑削速度 ：參照參考文獻f 0.12/famZ?V[3]表 2.4-81，取 3.2/Vs機床主軸轉速 ：n，106035.7/in.14rd????按照參考文獻[3]表 3.1-31 1?實際銑削速度 ：v.203.24/06dnms???進給量 ：fV.15/15./ffaZ15工作臺每分進給量 ： mf15./930/minfVs??被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 l82l刀具切入長度 ：精銑時110lD刀具切出長度 ：取2l?走刀次數(shù)為 1機動時間 ：2jt12802.31min9jmlf???查參考文獻[1]，表 2.5-45 工步輔助時間為： 1.94min2.5.9 工序 13：鉆鉸 Φ13 的孔機床：Z535 立式鉆床刀具： 7.8直柄短麻花鉆 8鉸刀??確定鉆削用量確定進給量 根據(jù)參考文獻 [2]，表 28-10可查出 ，查 Z535 立式f 0.47~.5/fmr?表鉆床說明書，取 。0.43/mr?根據(jù)參考文獻[2]表 28-8，鉆頭強度所允許是進給量 。由于機床進給機構允許'1./fr?的軸向力 （由機床說明書查出） ，根據(jù)參考文獻[2]，表 28-9，允許的進給量max1569FN?！?8/fr?由于所選進給量 遠小于 及 ，故所選 可用。f'f“f確定切削速度 、軸向力 F、轉矩 T 及切削功率 根據(jù)參考文獻[2]，表 28-15，由插入法vmP得，17/min?表 4732N?表，5.69TNM?表 1.5kW表由于實際加工條件與上表所給條件不完全相同，故應對所的結論進行修正。根據(jù)參考文獻[2]，由表 28-3， ， ，故0.8v?.7lv'17/min0.8751.2(/min)v??表16''011.2/min174.3/in05vn rd????表查 Z535 機床說明書，取 。實際切削速度為/ir0. .26/mi1nv?由參考文獻[2]，表 28-5， ，故10MFTk?4732.065()FN?51.94.8Tm???校驗機床功率 切削功率 為mP'/)mMPnk表（1.25(9/246)1.05WkW???機床有效功率 ' 483E mPkP??故選擇的鉆削用量可用。即， ， ，02.5dm?0./fr?175/inr?1.2/minv?相應地， ，16FN4.8T?.0mPkW切削工時 被切削層長度 ：l32?刀具切入長度 ：11 0.5(~)126.92rDlctgkctgm????刀具切出長度 ： 取lm42?l32走刀次數(shù)為 1機動時間 ：2jt36.90.5in17jLnf???查參考文獻[1]，表 2.5-41 工步輔助時間為： 1.58min2.6 本章小結本章節(jié)主要從零件的結構和外型入手分析，從而得出設計毛坯的依據(jù)。再查閱有關資料，設計出零件加工的毛坯。在工藝規(guī)程的制定上，將兩種方案進行比較，選取一個最佳方案來。在計算每17一步的切削用量時，先選用刀具和機床，再查閱資料找出進給量，由它算出機床所需的轉速，翻閱機床手冊選一個最接近它的一值。算切削速度、機動時間等。18第 3 章 翻轉式鉆床夾具的總體設計3.1 設計任務本任務主要是設計翻轉式鉆床杠桿的夾具，對杠桿進行相互垂直兩空的加工，要對杠桿進行固定定位，提高加工精度。杠桿專用夾具設計，方便加工以及裝卸，提高工作效率。3.2 翻轉式鉆床夾具的設計3.1翻轉式鉆床夾具總裝圖3.3 夾具的工作原理與結構設計3.3.1定位方案與定位元件：為了滿足杠桿的需要，使杠桿左右兩端底面定位固定，因不同零件存在一定的誤差，應使杠桿被加工兩孔軸線與鉆模板軸線的重合，所以將鉆模板固定，又因零件要求為垂直距離，所以設計右端平面固定，左端設置螺旋輔助支撐 2進行左右兩端垂直距離的調(diào)整定位。使其孔軸線與鉆模板軸線重合。 （如圖 2.2所示）3.3.2夾緊機構：防止鉆孔時零件晃動，應對杠桿的兩端底面以及前后移動進行定位固