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機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)-柴油機(jī)氣缸體頂?shù)酌娲帚娊M合機(jī)床總體及夾具設(shè)計(jì)（含CAD圖紙全套）,機(jī)械,畢業(yè)設(shè)計(jì),柴油機(jī),缸體,底面,組合,機(jī)床,總體,整體,夾具,設(shè)計(jì),cad,圖紙,全套
夾具夾緊力的優(yōu)化及對(duì)工件定位精度的影響
B.Li 和 S.N.Mellkote
布什伍德拉夫機(jī)械工程學(xué)院，佐治亞理工學(xué)院，格魯吉亞，美國(guó)研究所
由于夾緊和加工，在工件和夾具的接觸部位會(huì)產(chǎn)生局部彈性變形，使工件尺寸發(fā)生變化，進(jìn)而影響工件的最終加工質(zhì)量。這種效應(yīng)可通過(guò)最小化夾具設(shè)計(jì)優(yōu)化，夾緊力是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)變量，可以得到優(yōu)化，以減少工件的位移。本文提出了一種確定多夾緊夾具受到準(zhǔn)靜態(tài)加工部位的最佳夾緊力的新方法。該方法采用彈性接觸力學(xué)模型代表夾具與工件接觸，并涉及制定和解決方案的多目標(biāo)優(yōu)化模型的約束。夾緊力的最優(yōu)化對(duì)工件定位精度的影響通過(guò)3-2-1式銑夾具的例子進(jìn)行了分析。
關(guān)鍵詞：彈性 接觸 模型 夾具 夾緊力 優(yōu)化
前言
定位和夾緊的工件加工中的兩個(gè)關(guān)鍵因素。要實(shí)現(xiàn)夾具的這些功能，需將工件定位到一個(gè)合適的基準(zhǔn)上并夾緊，采用的夾緊力必須足夠大，以抑制工件在加工過(guò)程中產(chǎn)生的移動(dòng)。然而，過(guò)度的夾緊力可誘導(dǎo)工件產(chǎn)生更大的彈性變形 ，這會(huì)影響它的位置精度，并反過(guò)來(lái)影響零件質(zhì)量。所以有必要確定最佳夾緊力，來(lái)減小由于彈性變形對(duì)工件的定位誤差，同時(shí)滿足加工的要求。在夾具分析和綜合領(lǐng)域上的研究人員使用了有限元模型的方法或剛體模型的方法。大量的工作都以有限元方法為基礎(chǔ)被報(bào)道[參考文獻(xiàn)1-8]。隨著得墨忒耳[8]，這種方法的限制是需要較大的模型和計(jì)算成本。同時(shí)，多數(shù)的有限元基礎(chǔ)研究人員一直重點(diǎn)關(guān)注的夾具布局優(yōu)化和夾緊力的優(yōu)化還沒(méi)有得到充分討論，也有少數(shù)的研究人員通過(guò)對(duì)剛性模型[9-11]對(duì)夾緊力進(jìn)行了優(yōu)化，剛型模型幾乎被近似為一個(gè)規(guī)則完整的形狀。得墨忒耳[12，13]用螺釘理論解決的最低夾緊力，總的問(wèn)題是制定一個(gè)線性規(guī)劃，其目的是盡量減少在每個(gè)定位點(diǎn)調(diào)整夾緊力強(qiáng)度的法線接觸力。接觸摩擦力的影響被忽視，因?yàn)樗^法線接觸力相對(duì)較小，由于這種方法是基于剛體假設(shè)，獨(dú)特的三維夾具可以處理超過(guò)6個(gè)自由度的裝夾，復(fù)和倪[14]也提出迭代搜索方法，通過(guò)假設(shè)已知摩擦力的方向來(lái)推導(dǎo)計(jì)算最小夾緊力，該剛體分析的主要限制因素是當(dāng)出現(xiàn)六個(gè)以上的接觸力是使其靜力不確定，因此，這種方法無(wú)法確定工件移位的唯一性。
這種限制可以通過(guò)計(jì)算夾具——工件系統(tǒng)[15]的彈性來(lái)克服，對(duì)于一個(gè)相對(duì)嚴(yán)格的工件，該夾具在機(jī)械加工工件的位置會(huì)受夾具點(diǎn)的局部彈性變形的強(qiáng)烈影響。Hockenberger和得墨忒耳[16]使用經(jīng)驗(yàn)的接觸力變形的關(guān)系（稱(chēng)為元功能），解決由于夾緊和準(zhǔn)靜態(tài)加工力工件剛體位移。同一作者還考察了加工工件夾具位移對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)的影響[17]。桂 [18] 等 通過(guò)工件的夾緊力的優(yōu)化定位精度彈性接觸模型對(duì)報(bào)告做了改善，然而，他們沒(méi)有處理計(jì)算夾具與工件的接觸剛度的方法，此外，其算法的應(yīng)用沒(méi)有討論機(jī)械加工刀具路徑負(fù)載有限序列。李和Melkote [19]和烏爾塔多和Melkote [20]用接觸力學(xué)解決由于在加載夾具夾緊點(diǎn)彈性變形產(chǎn)生的接觸力和工件的位移，他們還使用此方法制定了優(yōu)化方法夾具布局[21]和夾緊力[22]。但是，關(guān)于multiclamp系統(tǒng)及其對(duì)工件精度影響的夾緊力的優(yōu)化并沒(méi)有在這些文件中提到 。
本文提出了一種新的算法，確定了multiclamp夾具工件系統(tǒng)受到準(zhǔn)靜態(tài)加載的最佳夾緊力為基礎(chǔ)的彈性方法。該法旨在盡量減少影響由于工件夾緊位移和加工荷載通過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化夾緊力的一部分定位精度。接觸力學(xué)模型，用于確定接觸力和位移，然后再用做夾緊力優(yōu)化，這個(gè)問(wèn)題被作為多目標(biāo)約束優(yōu)化問(wèn)題提出和解決。通過(guò)兩個(gè)例子分析工件夾緊力的優(yōu)化對(duì)定位精度的影響，例子涉及的銑削夾具3-2-1布局。
1． 夾具——工件聯(lián)系模型
1．1 模型假設(shè)
該加工夾具由L定位器和帶有球形端的c形夾組成。工件和夾具接觸的地方是線性的彈性接觸，其他地方完全剛性。工件——夾具系統(tǒng)由于夾緊和加工受到準(zhǔn)靜態(tài)負(fù)載。夾緊力可假定為在加工過(guò)程中保持不變，這個(gè)假設(shè)是有效的，在對(duì)液壓或氣動(dòng)夾具使用。在實(shí)際中，夾具工件接觸區(qū)域是彈性分布，然而，這種模式的發(fā)展，假設(shè)總觸剛度（見(jiàn)圖1）第i夾具接觸力局部變形如下：
(1) 其中（j=x，y，z）表示，在當(dāng)?shù)刈幼鴺?biāo)系切線和法線方向的接觸剛度
第 19 頁(yè) 共 15 頁(yè)
圖1 彈簧夾具——
工件接觸模型。
表示在第i個(gè)
接觸處的坐標(biāo)系
（j=x，y，z）是對(duì)應(yīng)沿著xyz方向的彈性變形，分別 （j= x，y，z）的代表和切向力接觸 ，法線力接觸。
1．2 工件——夾具的接觸剛度模型
集中遵守一個(gè)球形尖端定位，夾具和工件的接觸并不是線性的，因?yàn)榻佑|半徑與隨法線力呈非線性變化 [23]。由于法線力接觸變形作用于半徑和平面工件表面之間，這可從封閉赫茲的辦法解決縮進(jìn)一個(gè)球體彈性半空間的問(wèn)題。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題， 是法線的變形，在[文獻(xiàn)23 第93頁(yè)]中給出如下：
（2）
其中式中 和是工件和夾具的彈性模量，、分別是工件和材料的泊松比。
切向變形沿著和切線方向）硅業(yè)切力距有以下形式[文獻(xiàn)23第217頁(yè)]
（3）
其中、 分別是工件和夾具剪切模量
一個(gè)合理的接觸剛度的線性可以近似從最小二乘獲得適合式 （2），這就產(chǎn)生了以下線性化接觸剛度值：在計(jì)算上述的線性近似，
（4）
(5)
正常的力被假定為從0到1000N，且最小二乘擬合相應(yīng)的R2值認(rèn)定是0.94。
2．夾緊力優(yōu)化
我們的目標(biāo)是確定最優(yōu)夾緊力，將盡量減少由于工件剛體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，局部的夾緊和加工負(fù)荷引起的彈性變形，同時(shí)保持在準(zhǔn)靜態(tài)加工過(guò)程中夾具——工件系統(tǒng)平衡，工件的位移減少，從而減少定位誤差。實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)是通過(guò)制定一個(gè)多目標(biāo)約束優(yōu)化問(wèn)題的問(wèn)題，如下描述。
2.1 目標(biāo)函數(shù)配方
工件旋轉(zhuǎn)，由于部隊(duì)輪換往往是相當(dāng)小[17]的工件定位誤差假設(shè)為確定其剛體翻譯基本上，其中 、、和 是 沿，和三個(gè)正交組件（見(jiàn)圖2）。
圖2 工件剛體平移和旋轉(zhuǎn)
工件的定位誤差歸于裝夾力，然后可以在該剛體位移的范數(shù)計(jì)算如下：
（6）
其中表示一個(gè)向量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
但是作用在工件的夾緊力會(huì)影響定位誤差。當(dāng)多個(gè)夾緊力作用于工件，由此產(chǎn)生的夾緊力為,有如下形式：
（7）
其中夾緊力是矢量，夾緊力的方向矩陣，是夾緊力是矢量的方向余弦，、和 是第i個(gè)夾緊點(diǎn)夾緊力在、和方向上的向量角度（i=1、2、3...,C）。
在這個(gè)文件中，由于接觸區(qū)變形造成的工件的定位誤差，被假定為受的作用力是法線的，接觸的摩擦力相對(duì)較小，并在進(jìn)行分析時(shí)忽略了加緊力對(duì)工件的定位誤差的影響。意指正常接觸剛度比，是通過(guò)（i=1，2…L）和最小的所有定位器正常剛度相乘，并假設(shè)工件、、取決于、、的方向，各自的等效接觸剛度可有下式計(jì)算得出（見(jiàn)圖3），工件剛體運(yùn)動(dòng)，歸于夾緊行動(dòng)現(xiàn)在可以寫(xiě)成：
(8)
工件有位移，因此，定位誤差的減小可以通過(guò)盡量減少產(chǎn)生的夾緊力向量 范數(shù)。因此，第一個(gè)目標(biāo)函數(shù)可以寫(xiě)為：
最小化 （9）
要注意，加權(quán)因素是與等效接觸剛度成正比的在、和 方向上。通過(guò)使用最低總能量互補(bǔ)參考文獻(xiàn)[15，23]的原則求解彈性力學(xué)接觸問(wèn)題得出A的組成部分是唯一確定的，這保證了夾緊力和相應(yīng)的定位反應(yīng)是“真正的”解決方案，對(duì)接觸問(wèn)題和產(chǎn)生的“真正”剛體位移，而且工件保持在靜態(tài)平衡，通過(guò)夾緊力的隨時(shí)調(diào)整。因此，總能量最小化的形式為補(bǔ)充的夾緊力優(yōu)化的第二個(gè)目標(biāo)函數(shù)，并給出：
最小化 （10）
其中代表機(jī)構(gòu)的彈性變形應(yīng)變能互補(bǔ)，代表由外部力量和力矩配合完成，是遵守對(duì)角矩陣的， 和是所有接觸力的載體。
如圖3 加權(quán)系數(shù)計(jì)算確定的基礎(chǔ)
內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（外文翻譯）
2.2 摩擦和靜態(tài)平衡約束
在（10）式優(yōu)化的目標(biāo)受到一定的限制和約束，他們中最重要的是在每個(gè)接觸處的靜摩擦力約束。庫(kù)侖摩擦力的法律規(guī)定（是靜態(tài)摩擦系數(shù)）,這方面的一個(gè)非線性約束和線性化版本可以使用，并且[19]有：
（11）
假設(shè)準(zhǔn)靜態(tài)載荷，工件的靜力平衡由下列力和力矩平衡方程確保（向量形式）：
(12)
其中包括在法線和切線方向的力和力矩的機(jī)械加工力和工件重量。
2.3界接觸力
由于夾具——工件接觸是單側(cè)面的，法線的接觸力只能被壓縮。這通過(guò)以下的的約束表（i=1，2…,L+C） （13）
它假設(shè)在工件上的法線力是確定的，此外，在一個(gè)法線的接觸壓力不能超過(guò)壓工件材料的屈服強(qiáng)度（）。這個(gè)約束可寫(xiě)為：
（i=1，2，…,L+C） (14)
如果是在第i個(gè)工件——夾具的接觸處的接觸面積，完整的夾緊力優(yōu)化模型，可以寫(xiě)成：最小化 (15)
3．模型算法求解
式（15）多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題可以通過(guò)求解約束[24]。這種方法將確定的目標(biāo)作為首要職能之一，并將其轉(zhuǎn)換成一個(gè)約束對(duì)。該補(bǔ)充（）的主要目的是處理功能，并由此得到夾緊力（）作為約束的加權(quán)范數(shù)最小化。對(duì)為主要目標(biāo)的選擇，確保選中一套獨(dú)特可行的夾緊力，因此，工件——夾具系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)到一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)（即最低能量狀態(tài)），此狀態(tài)也表示有最小的夾緊力下的加權(quán)范數(shù)。 的約束轉(zhuǎn)換涉及到一個(gè)指定的加權(quán)范數(shù)小于或等于，其中是 的約束，假設(shè)最初所有夾緊力不明確，要確定一個(gè)合適的。在定位和夾緊點(diǎn)的接觸力的計(jì)算只考慮第一個(gè)目標(biāo)函數(shù)（即）。雖然有這樣的接觸力，并不一定產(chǎn)生最低的夾緊力，這是一個(gè)“真正的”可行的解決彈性力學(xué)問(wèn)題辦法，可完全抑制工件在夾具中的位置。這些夾緊力的加權(quán)系數(shù)，通過(guò)計(jì)算并作為初始值與比較，因此，夾緊力式（15）的優(yōu)化問(wèn)題可改寫(xiě)為:
最小化 （16）
由： (11)–(14) 得。
類(lèi)似的算法尋找一個(gè)方程根的二分法來(lái)確定最低的上的約束, 通過(guò)盡可能降低上限，由此產(chǎn)生的最小夾緊力的加權(quán)范數(shù)。 迭代次數(shù)K，終止搜索取決于所需的預(yù)測(cè)精度和，有參考文獻(xiàn)[15]：
（17）
其中表示上限的功能，完整的算法在如圖4中給出。
圖4 夾緊力的優(yōu)化算法（在示例1中使用）。 圖5 該算法在示例2使用
4． 加工過(guò)程中的夾緊力的優(yōu)化及測(cè)定
上一節(jié)介紹的算法可用于確定單負(fù)載作用于工件的載體的最佳夾緊力，然而，刀具路徑隨磨削量和切割點(diǎn)的不斷變化而變化。因此，相應(yīng)的夾緊力和最佳的加工負(fù)荷獲得將由圖4算法獲得，這大大增加了計(jì)算負(fù)擔(dān)，并要求為選擇的夾緊力提供標(biāo)準(zhǔn)， 將獲得滿意和適宜的整個(gè)刀具軌跡 ，用保守的辦法來(lái)解決下面將被討論的問(wèn)題，考慮一個(gè)有限的數(shù)目（例如m）沿相應(yīng)的刀具路徑設(shè)置的產(chǎn)生m個(gè)最佳夾緊力，選擇記為， ， …,在每個(gè)采樣點(diǎn)，考慮以下四個(gè)最壞加工負(fù)荷向量：
(18)、和表示在、和方向上的最大值，、和上的數(shù)字1，2，3分別代替對(duì)應(yīng)的和另外兩個(gè)正交切削分力，而且有：
雖然4個(gè)最壞情況加工負(fù)荷向量不會(huì)在工件加工的同一時(shí)刻出現(xiàn)，但在每次常規(guī)的進(jìn)給速度中，刀具旋轉(zhuǎn)一次出現(xiàn)一次，負(fù)載向量引入的誤差可忽略。因此，在這項(xiàng)工作中，四個(gè)載體負(fù)載適用于同一位置，（但不是同時(shí)）對(duì)工件進(jìn)行的采樣 ，夾緊力的優(yōu)化算法圖4，對(duì)應(yīng)于每個(gè)采樣點(diǎn)計(jì)算最佳的夾緊力。夾緊力的最佳形式有：
(i=1,2,…,m) (j=x,y z,r) (19)
其中是最佳夾緊力的四個(gè)情況下的加工負(fù)荷載體，(C=1，2，…C)是每個(gè)相應(yīng)的夾具在第i個(gè)樣本點(diǎn)和第j負(fù)荷情況下力的大小。是計(jì)算每個(gè)負(fù)載點(diǎn)之后的結(jié)果，一套簡(jiǎn)單的“最佳”夾緊力必須從所有的樣本點(diǎn)和裝載條件里發(fā)現(xiàn)，并在所有的最佳夾緊力中選擇。這是通過(guò)在所有負(fù)載情況和采樣點(diǎn)排序，并選擇夾緊點(diǎn)的最高值的最佳的夾緊力，見(jiàn)于式 （20）：
（k=1，2，…，C） （20）
只要這些具備，就得到一套優(yōu)化的夾緊力，驗(yàn)證這些力，以確保工件夾具系統(tǒng)的靜態(tài)平衡。否則，會(huì)出現(xiàn)更多采樣點(diǎn)和重復(fù)上述程序。在這種方式中，可為整個(gè)刀具路徑確定“最佳”夾緊力 ，圖5總結(jié)了剛才所描述的算法。請(qǐng)注意，雖然這種方法是保守的，它提供了一個(gè)確定的夾緊力，最大限度地減少工件的定位誤差的一套系統(tǒng)方法。
5．影響工件的定位精度
它的興趣在于最早提出了評(píng)價(jià)夾緊力的算法對(duì)工件的定位精度的影響。工件首先放在與夾具接觸的基板上，然后夾緊力使工件接觸到夾具，因此，局部變形發(fā)生在每個(gè)工件夾具接觸處，使工件在夾具上移位和旋轉(zhuǎn)。隨后，準(zhǔn)靜態(tài)加工負(fù)荷應(yīng)用造成工件在夾具的移位。工件剛體運(yùn)動(dòng)的定義是由它在、和方向上的移位和自轉(zhuǎn)（見(jiàn)圖2），
如前所述，工件剛體位移產(chǎn)生于在每個(gè)夾緊處的局部變形，假設(shè)為相對(duì)于工件的質(zhì)量中心的第i個(gè)位置矢量定位點(diǎn)，坐標(biāo)變換定理可以用來(lái)表達(dá)在工件的位移，以及工件自轉(zhuǎn)如下: (21)
其中表示旋轉(zhuǎn)矩陣,描述當(dāng)?shù)卦诘趇幀相聯(lián)系的全球坐標(biāo)系和是一個(gè)旋轉(zhuǎn)矩陣確定工件相對(duì)于全球的坐標(biāo)系的定位坐標(biāo)系。假設(shè)夾具夾緊工件旋轉(zhuǎn)，由于旋轉(zhuǎn)很小，故也可近似為：
（22）
方程（21）現(xiàn)在可以改寫(xiě)為： （23）
其中是經(jīng)方程（21）重新編排后變換得到的矩陣式，是夾緊和加工導(dǎo)致的工件剛體運(yùn)動(dòng)矢量。工件與夾具單方面接觸性質(zhì)意味著工件與夾具接觸處沒(méi)有拉力的可能。因此，在第i裝夾點(diǎn)接觸力可能與的關(guān)系如下：
（24）
其中是在第i個(gè)接觸點(diǎn)由于夾緊和加工負(fù)荷造成的變形，意味著凈壓縮變形，而負(fù)數(shù)則代表拉伸變形; 是表示在本地坐標(biāo)系第i個(gè)接觸剛度矩陣，是單位向量. 在這項(xiàng)研究中假定液壓/氣動(dòng)夾具，根據(jù)對(duì)外加工負(fù)荷，故在法線方向的夾緊力的強(qiáng)度保持不變，因此，必須對(duì)方程（24）的夾緊點(diǎn)進(jìn)行修改為：
（25）
其中是在第i個(gè)夾緊點(diǎn)的夾緊力，讓表示一個(gè)對(duì)外加工力量和載體的6×1矢量。并結(jié)合方程（23）—（25）與靜態(tài)平衡方程，得到下面的方程組：
（26）
其中，其中表示相乘。由于夾緊和加工工件剛體移動(dòng)，q可通過(guò)求解式（26）得到。工件的定位誤差向量， （見(jiàn)圖6），
現(xiàn)在可以計(jì)算如下： （27）
其中是考慮工件中心加工點(diǎn)的位置向量，且
6．模擬工作
較早前提出的算法是用來(lái)確定最佳夾緊力及其對(duì)兩例工件精度的影響例如：
1．適用于工件單點(diǎn)力。
2．應(yīng)用于工件負(fù)載準(zhǔn)靜態(tài)銑削序列
如左圖7 工件夾具配置中使用的模擬研究 工件夾具定位聯(lián)系; 、和全球坐標(biāo)系。
3-2-1夾具圖7所示，是用來(lái)定位并控制7075 - T6鋁合金（127毫米×127毫米×38.1毫米）的柱狀塊。假定為球形布局傾斜硬鋼定位器/夾具在表1中給出。工件——夾具材料的摩擦靜電對(duì)系數(shù)為0.25。使用伊利諾伊大學(xué)開(kāi)發(fā)EMSIM程序[參考文獻(xiàn)26] 對(duì)加工瞬時(shí)銑削力條件進(jìn)行了計(jì)算，如表2給出例（1），應(yīng)用工件在點(diǎn)（109.2毫米，25.4毫米，34.3毫米）瞬時(shí)加工力，圖4中表3和表4列出了初級(jí)夾緊力和最佳夾緊力的算法 。該算法如圖5所示 ，一個(gè)25.4毫米銑槽使用EMSIM進(jìn)行了數(shù)值模擬，以減少起步（0.0毫米，25.4毫米，34.3毫米）和結(jié)束時(shí)（127.0毫米，25.4毫米，34.3毫米）四種情況下加工負(fù)荷載體，
（見(jiàn)圖8）。模擬計(jì)算銑削力數(shù)據(jù)在表5中給出。
圖8最終銑削過(guò)程模擬例如2。
表6中5個(gè)坐標(biāo)列出了為模擬抽樣調(diào)查點(diǎn)。最佳夾緊力是用前面討論過(guò)的排序算法計(jì)算每個(gè)采樣點(diǎn)和負(fù)載載體最后的夾緊力和負(fù)載。
7．結(jié)果與討論
例如算法1的繪制最佳夾緊力收斂圖9，
圖9
對(duì)于固定夾緊裝置在圖示例假設(shè)（見(jiàn)圖7），由此得到的夾緊力加權(quán)范數(shù)有如下形式：.結(jié)果表明，最佳夾緊力所述加工條件下有比初步夾緊力強(qiáng)度低得多的加權(quán)范數(shù)，最初的夾緊力是通過(guò)減少工件的夾具系統(tǒng)補(bǔ)充能量算法獲得。由于夾緊力和負(fù)載造成的工件的定位誤差，如表7。結(jié)果表明工件旋轉(zhuǎn)小，加工點(diǎn)減少錯(cuò)誤從13.1％到14.6％不等。在這種情況下，所有加工條件改善不是很大，因?yàn)閺淖畛跬ㄟ^(guò)互補(bǔ)勢(shì)能確定的最小化的夾緊力值已接近最佳夾緊力。圖5算法是用第二例在一個(gè)序列應(yīng)用于銑削負(fù)載到工件，他應(yīng)用于工件銑削負(fù)載一個(gè)序列。最佳的夾緊力，，對(duì)應(yīng)列表6每個(gè)樣本點(diǎn)，隨著最后的最佳夾緊力，在每個(gè)采樣點(diǎn)的加權(quán)范數(shù)和最優(yōu)的初始夾緊力繪圖10，在每個(gè)采樣點(diǎn)的加權(quán)范數(shù)的，，和繪制。
結(jié)果表明，由于每個(gè)組成部分是各相應(yīng)的最大夾緊力，它具有最高的加權(quán)范數(shù)。如圖10所示，如果在每個(gè)夾緊點(diǎn)最大組成部分是用于確定初步夾緊力，則夾緊力需相應(yīng)設(shè)置，有比相當(dāng)大的加權(quán)范數(shù)。故是一個(gè)完整的刀具路徑改進(jìn)方案。上述模擬結(jié)果表明，該方法可用于優(yōu)化夾緊力相對(duì)于初始夾緊力的強(qiáng)度，這種做法將減少所造成的夾緊力的加權(quán)范數(shù)，因此將提高工件的定位精度。
圖10
8．結(jié)論
該文件提出了關(guān)于確定多鉗夾具，工件受準(zhǔn)靜態(tài)加載系統(tǒng)的優(yōu)化加工夾緊力的新方法。夾緊力的優(yōu)化算法是基于接觸力學(xué)的夾具與工件系統(tǒng)模型，并尋求盡量減少應(yīng)用到所造成的工件夾緊力的加權(quán)范數(shù)，得出工件的定位誤差。該整體模型，制定一個(gè)雙目標(biāo)約束優(yōu)化問(wèn)題，使用-約束的方法解決。該算法通過(guò)兩個(gè)模擬表明，涉及3-2-1型，二夾銑夾具的例子。今后的工作將解決在動(dòng)態(tài)負(fù)載存在夾具與工件在系統(tǒng)的優(yōu)化，其中慣性，剛度和阻尼效應(yīng)在確定工件夾具系統(tǒng)的響應(yīng)特性具有重要作用。
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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)
1102班
學(xué)生：祁雯
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：柴油機(jī)氣缸體頂?shù)酌娲帚娊M合機(jī)床總體及夾具設(shè)計(jì)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容：1號(hào)圖紙1張，2號(hào)圖紙3張(裝配圖1張，零件圖3張)；計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份(A紙，小4字30頁(yè)以上)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專(zhuān)題部分：柴油機(jī)氣缸體頂?shù)酌娲帚娊M合機(jī)床總體及夾具的分析與設(shè)計(jì)。
起止時(shí)間：2015年12月8日~2015年6月5日
指導(dǎo)教師： 簽字 年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師評(píng)閱意見(jiàn)表
專(zhuān)業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班級(jí)
1102班
姓名
祁雯
題目
柴油機(jī)氣缸體頂?shù)酌娲帚娊M合機(jī)床總體及夾具設(shè)計(jì)
指
導(dǎo)
教
師
評(píng)
語(yǔ)
該同學(xué)在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間遵守紀(jì)律，積極努力學(xué)習(xí)與設(shè)計(jì)有關(guān)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，工作量符合教學(xué)要求；根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃，完成了文獻(xiàn)資料查詢(xún)?nèi)蝿?wù)，并完成存檔說(shuō)明的各項(xiàng)內(nèi)容；其英文翻譯符合要求，翻譯準(zhǔn)確，語(yǔ)句基本通順設(shè)計(jì)方案基本合理，CAD繪圖基本準(zhǔn)確；畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)文理通順結(jié)構(gòu)合理，技術(shù)用語(yǔ)基本準(zhǔn)確，符合規(guī)范。從完成論文情況來(lái)看該同學(xué)已具備了較強(qiáng)的實(shí)際動(dòng)手能力和綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，同意答辯。
簽字： 年 月 日
沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述
柴油機(jī)氣缸體頂?shù)酌娲帚娊M合機(jī)床總體及夾具設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述
姓名：祁雯 班級(jí)：機(jī)制1102 指導(dǎo)教師：侯志敏
摘要：
本論文設(shè)計(jì)的主題是柴油機(jī)氣缸體頂?shù)酌娲帚娊M合機(jī)床總體及夾具設(shè)計(jì)。根據(jù)缸體的大小、形狀、材料、加工部分的結(jié)構(gòu)和加工精度,表面粗糙程度的一系列要求,實(shí)現(xiàn)工件快進(jìn)和方便移動(dòng)工作臺(tái);加工飛機(jī)是一架飛機(jī),所以刀具硬質(zhì)合金端銑刀的選擇。夾具安裝在移動(dòng)工作臺(tái)。在加工零件的定位,這個(gè)程序使用了“一面兩銷(xiāo)”定位,方便達(dá)到最理想的效果。夾緊是通過(guò)手動(dòng)夾緊，以四個(gè)壓板實(shí)現(xiàn)夾緊，這樣能很好的防止夾緊力作用下工件產(chǎn)生形變。因?yàn)楸患庸さ牧慵w積、重量較大，所以采用支承板支承。同時(shí)通過(guò)夾具設(shè)計(jì)誤差分析，可以更好地保證加工精度。
通過(guò)設(shè)計(jì)滿足加工要求，為了完成柴油機(jī)的粗加工。
正文：
根據(jù)需要加工的部件,通常的基礎(chǔ)上常見(jiàn)的組件作為特殊機(jī)床的基礎(chǔ)上,一些特殊的部分,稱(chēng)為組合機(jī)床。適用于小批量生產(chǎn),批處理,大量的生產(chǎn)企業(yè),用于處理能力大、中型和大型箱和工件箱來(lái)完成鉆孔、鉸孔、堆焊和老板,在孔全部無(wú)聊槽形狀，以及銑削平面和成形面。
通用部件是組成組合機(jī)床的基礎(chǔ)。用于通用機(jī)床部件進(jìn)行切割和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，如單軸切割頭驅(qū)動(dòng)器，電源，電源箱、進(jìn)給滑臺(tái)部件等。
常見(jiàn)的組件(如基地,列和權(quán)力的基礎(chǔ)組件用作支持部分) .
組合機(jī)床的特點(diǎn)：
組合機(jī)床從70%到90%的通用部件，可以縮短設(shè)計(jì)和制造周期。如果需要，可以部分或完全被修改以適應(yīng)新的設(shè)備，形成了一種新的處理要求。這意味著組合機(jī)床通用部件已經(jīng)徹底改造它的優(yōu)勢(shì)，可重復(fù)使用。
組合機(jī)床是根據(jù)具體的設(shè)計(jì)對(duì)象，并可以根據(jù)最佳工藝流程分析處理。
在組合機(jī)床上可以同時(shí)從幾個(gè)方向的許多工具的工作是一個(gè)工件，實(shí)現(xiàn)集中處理的最佳方式，提高生產(chǎn)效率。
組合機(jī)床在裝夾下同時(shí)與多軸加工制成多孔的工件，幫助確保每個(gè)彼此之間的精度，提高產(chǎn)品質(zhì)量；減少工件的裝卸過(guò)程之間，改善工作條件；減少足跡。
因?yàn)闄C(jī)床部件的組合是最類(lèi)似的通用組件，簡(jiǎn)化了機(jī)床的維護(hù)和維修。
機(jī)床一般單位可以組織專(zhuān)業(yè)工廠集中生產(chǎn)，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水平，降低生產(chǎn)成本。
電子技術(shù)的快速發(fā)展,大規(guī)模生產(chǎn)要求許多品種的多樣化和小批量生產(chǎn),以及產(chǎn)品更新的加速度特征,自1970年代以來(lái),這與發(fā)展機(jī)床相結(jié)合,靈活的組合機(jī)床。
它使用多主軸箱,改變主軸箱,托盤(pán)編碼,自動(dòng)改變工具,與系列可編程序控制器(PC),數(shù)控(NC),可以任意更改工作循環(huán)控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),更急靈活地適應(yīng)變量組合機(jī)床加工多品種。
在中國(guó),組合機(jī)床有28年的發(fā)展歷史,其研發(fā)和生產(chǎn)技術(shù)有一定的基礎(chǔ),應(yīng)用程序也已深入到各種行業(yè)。因此，機(jī)床是當(dāng)前機(jī)械制造業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品更新，技術(shù)改造，提高高速關(guān)鍵設(shè)備的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的高速關(guān)鍵設(shè)備。
在機(jī)械加工設(shè)備，機(jī)床夾具的使用，和使用它的工具的準(zhǔn)確定位和工件之間的相對(duì)位置關(guān)系，換種說(shuō)法是，實(shí)現(xiàn)定位和裝夾工件，加工完成，相對(duì)準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)。
夾具可以有效保證加工精度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，已成為不可或缺的關(guān)鍵工藝設(shè)備。為了滿足產(chǎn)品更新的需求,多樣化和小批量生產(chǎn)的機(jī)械制造行業(yè),夾具設(shè)計(jì)的發(fā)展近年來(lái)顯示如下:
A.通用夾具奔著高精度、高效率、大范圍方向發(fā)展；
B.專(zhuān)用夾具的發(fā)展不僅注重高精度與高效率，而且朝標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)格化方向發(fā)展；
C.開(kāi)發(fā)可調(diào)夾具和組合夾具；
D.發(fā)展可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍和性能的夾具；
E.夾具的設(shè)計(jì)和制造采用新技術(shù)，新結(jié)構(gòu)和新材料。
總結(jié)：
轉(zhuǎn)眼之間，我的畢業(yè)論文設(shè)計(jì)接近了尾聲，我不知道該怎樣形容這段日子，這也許是我一生都難以忘懷的，對(duì)我本身而言，四年的大學(xué)生活給了我無(wú)盡的快樂(lè)與夢(mèng)想，在機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化這個(gè)領(lǐng)域，帶給我的遠(yuǎn)遠(yuǎn)不僅是書(shū)本上的知識(shí)，在這幾個(gè)月的設(shè)計(jì)階段，不停地研究相應(yīng)的論題，計(jì)算尺寸，填寫(xiě)記錄，總覺(jué)得時(shí)間太過(guò)倉(cāng)促，總覺(jué)得有太多的事情沒(méi)有辦法在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成，也許正是因?yàn)檫@樣的緊迫感，讓我在有限的時(shí)間內(nèi)，盡自己最大的努力完成了這項(xiàng)設(shè)計(jì)，我從中體會(huì)到的是，無(wú)論你有多么強(qiáng)硬的基本專(zhuān)業(yè)知識(shí)，在實(shí)際操作面前都顯得捉襟見(jiàn)肘。你唯有將自己的學(xué)術(shù)知識(shí)與時(shí)間相融合，并且積極的向前輩們學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，這才是將來(lái)能夠在這個(gè)學(xué)科領(lǐng)域立足的根本。將你的想法和你的理念相結(jié)合起來(lái)，在設(shè)計(jì)圖紙的過(guò)程當(dāng)中精確自己的數(shù)據(jù)，這一系列的問(wèn)題都是在畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中不可忽視的。本次設(shè)計(jì)是我在沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院最后一次設(shè)計(jì)，是對(duì)我四年大學(xué)生涯的一次挑戰(zhàn)，雖然在設(shè)計(jì)過(guò)程中也充滿了無(wú)盡的挑戰(zhàn)，但是對(duì)于專(zhuān)業(yè)的熱愛(ài)讓我義無(wú)反顧的完成了此次設(shè)計(jì)。
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沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院
本科畢業(yè)論文
題 目： 柴油機(jī)氣缸體頂?shù)酌娲帚?
組合機(jī)床總體及夾具設(shè)計(jì)
專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)： 機(jī)制1102
學(xué)生姓名： 祁雯
指導(dǎo)教師： 侯志敏
論文提交日期： 2015 年 6 月 1 日
論文答辯日期： 2015 年 6 月 5 日
摘要
本論文設(shè)計(jì)的主題是柴油機(jī)氣缸體頂?shù)酌娲帚娊M合機(jī)床總體及夾具設(shè)計(jì)。根據(jù)缸體的大小、形狀、材料、加工部分的結(jié)構(gòu)和加工精度,表面粗糙程度的一系列要求,實(shí)現(xiàn)工件快進(jìn)和方便移動(dòng)工作臺(tái);加工飛機(jī)是一架飛機(jī),所以刀具硬質(zhì)合金端銑刀的選擇。夾具安裝在移動(dòng)工作臺(tái)。在加工零件的定位,這個(gè)程序使用了“一面兩銷(xiāo)”定位,方便達(dá)到最理想的效果。夾緊是通過(guò)手動(dòng)夾緊，以四個(gè)壓板實(shí)現(xiàn)夾緊，這樣能很好的防止夾緊力作用下工件產(chǎn)生形變。因?yàn)楸患庸さ牧慵w積、重量較大，所以采用支承板支承。同時(shí)通過(guò)夾具設(shè)計(jì)誤差分析，可以更好地保證加工精度。
通過(guò)設(shè)計(jì)滿足加工要求，為了完成柴油機(jī)的粗加工。
關(guān)鍵詞： 組合機(jī)床； 夾具； 缸體； 銑削
Abstract
Roughing the surface and the bottom of the cylinder block of the diesel engine combined machine and fixture overall diesel。
My?design?subject?is?diesel?engine?combination?machine?tools?and?fixture?design?as?a?whole.?According?to?the?cylinder?block?size,?shape,?material,?processing?parts?of?the?structure?and?machining?accuracy,?surface?roughness?and?a?series?of?requirements,?in?order?to?realize?workpiece?fast?forward?into?the?convenient?to?moving?workbench?and?workers;?By?processing?plane?is?large?plane,?so?the?cutting?tool?choice?carbide?end?milling?cutter.?Clamp?installed?on?the?top?of?the?sliding?table.?In?the?aspect?of?the?positioning?of?the?processed?parts,?this?scheme?adopts?the?"side?two?pin"?way?of?positioning,?convenient?to?achieve?the?ideal?effect.?Clamping?is?by?manual?clamping?to?four?clamp?clamping,?this?can?be?a?very?good?prevent?clamping?force?is?generated?under?the?action?of?deformation.?Because?of?the?processed?parts?volume,?the?weight?is?bigger,?so?the?supporting?plate?bearing.?At the same time through the error analysis of the fixture design, can better guarantee the machining precision.
Through the design satisfies the requirement of processing, in order to complete the rough machining of diesel engine.
Keywords: modular machine tool; fixture; cylinder block; milling
目 錄
第一章 前言 1
第二章 機(jī)床的總設(shè)計(jì) 3
2.1被加工零件分析 3
2.2機(jī)床結(jié)構(gòu)的確定 3
2.3 本組合機(jī)床的特點(diǎn) 3
2.4 切削用量的確定 4
2.4.1切削用量選擇的特點(diǎn) 4
2.4.2切削用量選擇的方法 4
2.4.3刀具的選擇 4
2.4.4銑削用量的確定 4
2.4.5計(jì)算切削功率 5
2.5 各部件的選型 5
2.5.1選擇電動(dòng)機(jī) 5
2.5.2選擇銑削頭 6
2.5.3選擇工作臺(tái) 7
2.5.4選擇側(cè)底座 7
2.5.5選擇中間底座 8
2.5.6機(jī)床分組 8
第三章 夾具的設(shè)計(jì) 9
3.1概述 9
3.1.1夾具 9
3.1.2機(jī)床的分類(lèi) 10
3.1.3機(jī)床夾具的組成 10
3.1.4夾具設(shè)計(jì)方法與步驟 10
3.2設(shè)計(jì)準(zhǔn)備 11
3.3定位裝置的確定 11
3.3.1概述 11
3.3.2定位方式 12
3.3.3定位元素 12
3.4確定夾緊方案 14
3.4.1設(shè)計(jì)夾緊裝置的要求 14
3.4.2夾緊力的確定 15
3.5 其它元件的設(shè)計(jì) 17
3.6夾具的公差配合與技術(shù)要求 17
3.6.1制定夾具公差與技術(shù)要求的基本原則 17
3.6.2夾具公差的制定 17
3.6.3夾具技術(shù)要求的制定 18
3.7工序的精度分析 19
3.7.1定位誤差的分析與計(jì)算 19
3.7.2夾緊誤差的分析與估算 20
3.7.3對(duì)刀和導(dǎo)向誤差 21
3.7.4夾具的位置誤差 22
3.7.5加工方法誤差 22
3.7.6保證加工精度的條件 23
總 結(jié) 24
參 考 文 獻(xiàn) 25
致謝 26
附錄 27
沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 前言
第一章 前言
根據(jù)需要加工的部件,通常的基礎(chǔ)上常見(jiàn)的組件作為特殊機(jī)床的基礎(chǔ)上,一些特殊的部分,稱(chēng)為組合機(jī)床。適用于小批量生產(chǎn),批處理,大量的生產(chǎn)企業(yè),用于處理能力大、中型和大型箱和工件箱來(lái)完成鉆孔、鉸孔、堆焊和老板,在孔全部無(wú)聊槽形狀，以及銑削平面和成形面。
通用部件是組成組合機(jī)床的基礎(chǔ)。用于通用機(jī)床部件進(jìn)行切割和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，如單軸切割頭驅(qū)動(dòng)器，電源，電源箱、進(jìn)給滑臺(tái)部件等。
常見(jiàn)的組件(如基地,列和權(quán)力的基礎(chǔ)組件用作支持部分) .
組合機(jī)床的特點(diǎn)：
組合機(jī)床從70%到90%的通用部件，可以縮短設(shè)計(jì)和制造周期。如果需要，可以部分或完全被修改以適應(yīng)新的設(shè)備，形成了一種新的處理要求。這意味著組合機(jī)床通用部件已經(jīng)徹底改造它的優(yōu)勢(shì)，可重復(fù)使用。
組合機(jī)床是根據(jù)具體的設(shè)計(jì)對(duì)象，并可以根據(jù)最佳工藝流程分析處理。
在組合機(jī)床上可以同時(shí)從幾個(gè)方向的許多工具的工作是一個(gè)工件，實(shí)現(xiàn)集中處理的最佳方式，提高生產(chǎn)效率。
組合機(jī)床在裝夾下同時(shí)與多軸加工制成多孔的工件，幫助確保每個(gè)彼此之間的精度，提高產(chǎn)品質(zhì)量；減少工件的裝卸過(guò)程之間，改善工作條件；減少足跡。
因?yàn)闄C(jī)床部件的組合是最類(lèi)似的通用組件，簡(jiǎn)化了機(jī)床的維護(hù)和維修。
機(jī)床一般單位可以組織專(zhuān)業(yè)工廠集中生產(chǎn)，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水平，降低生產(chǎn)成本。
電子技術(shù)的快速發(fā)展,大規(guī)模生產(chǎn)要求許多品種的多樣化和小批量生產(chǎn),以及產(chǎn)品更新的加速度特征,自1970年代以來(lái),這與發(fā)展機(jī)床相結(jié)合,靈活的組合機(jī)床。
它使用多主軸箱,改變主軸箱,托盤(pán)編碼,自動(dòng)改變工具,與系列可編程序控制器(PC),數(shù)控(NC),可以任意更改工作循環(huán)控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),更急靈活地適應(yīng)變量組合機(jī)床加工多品種。
在中國(guó),組合機(jī)床有28年的發(fā)展歷史,其研發(fā)和生產(chǎn)技術(shù)有一定的基礎(chǔ),應(yīng)用程序也已深入到各種行業(yè)。因此，機(jī)床是當(dāng)前機(jī)械制造業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品更新，技術(shù)改造，提高高速關(guān)鍵設(shè)備的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的高速關(guān)鍵設(shè)備。
在機(jī)械加工設(shè)備，機(jī)床夾具的使用，和使用它的工具的準(zhǔn)確定位和工件之間的相對(duì)位置關(guān)系，換種說(shuō)法是，實(shí)現(xiàn)定位和裝夾工件，加工完成，相對(duì)準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)。
夾具可以有效保證加工精度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，已成為不可或缺的關(guān)鍵工藝設(shè)備。為了滿足產(chǎn)品更新的需求,多樣化和小批量生產(chǎn)的機(jī)械制造行業(yè),夾具設(shè)計(jì)的發(fā)展近年來(lái)顯示如下:
A.通用夾具奔著高精度、高效率、大范圍方向發(fā)展；
B.專(zhuān)用夾具的發(fā)展不僅注重高精度與高效率，而且朝標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)格化方向發(fā)展；
C.開(kāi)發(fā)可調(diào)夾具和組合夾具；
D.發(fā)展可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍和性能的夾具；
E.夾具的設(shè)計(jì)和制造采用新技術(shù)，新結(jié)構(gòu)和新材料。
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沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 機(jī)床的總設(shè)計(jì)
第二章 機(jī)床的總設(shè)計(jì)
2.1被加工零件分析
被加工零件：柴油機(jī)氣缸體
材料：HT250
硬度：HB180-240
年產(chǎn)量：65000件
加工部位：頂?shù)酌?
處理要求:表面粗糙度的缸體加工精確至6.3,和頂部底部表面的大小需要精確到427 + 0.3毫米。
2.2機(jī)床結(jié)構(gòu)的確定
根據(jù)具體要求，處理部分：頂?shù)酌娲帚?，銑機(jī)床的選擇。
對(duì)被加工零件的兩側(cè)移動(dòng)工作臺(tái)，分別設(shè)置兩個(gè)銑刀，雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
還應(yīng)該包括兩側(cè)基，中間基，兩銑頭，兩主軸箱和夾具。
2.3 本組合機(jī)床的特點(diǎn)
A.整體結(jié)構(gòu)牢固，B.部分的剛性好，C.能調(diào)整尺寸范圍較大，D.單元的工作來(lái)實(shí)現(xiàn)高效率的基礎(chǔ)，即精度好，容易操作，E. 可以對(duì)鑄件進(jìn)行大行程走刀，F(xiàn).強(qiáng)力銑削。
2.4 切削用量的確定
綜合機(jī)床的過(guò)程中,整個(gè)測(cè)定過(guò)程中,過(guò)程方法和關(guān)鍵過(guò)程的切削用量更重要。切削用量的選擇是否合理,加工精度、生產(chǎn)率、刀具耐用性、結(jié)構(gòu)和機(jī)床的可靠性可以大大影響。
2.4.1切削用量選擇的特點(diǎn)
A.為保證機(jī)床的生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)效果，在選擇好所需道具的基礎(chǔ)上，要考慮加工成本。
B.組合機(jī)床通常情況下使用動(dòng)力滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)進(jìn)給。因此，同一滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)每分鐘進(jìn)給刀具，主軸箱是相同的，也就是滑臺(tái)速度工作。
2.4.2切削用量選擇的方法
a.應(yīng)該合理地使用所有的工具,并充分發(fā)揮工具的使用。
b.復(fù)合刀具的切削用量的選擇應(yīng)考慮工具的使用壽命。
c.多軸主軸葉片頭部方向迅速撤退,鏜軸的速度等于整數(shù)倍的需要。
2.4.3刀具的選擇
根據(jù)加工面為250 x 250 x 330毫米和330毫米的大平面，和加工零件材料為HT250，因此硬質(zhì)合金端銑刀的選擇［8］。
規(guī)格：400
齒數(shù)：20
2.4.4銑削用量的確定
根據(jù)：a.銑刀種類(lèi)：硬質(zhì)合金端銑刀
b.被加工零件材料：HT250
c.工序：粗銑
查得：
a.銑削深度：2～5mm 取3mm
b.銑削速度v：50～90m/mm 取90 m/mm（大平面盡量取大原則）
c.每齒走刀量：0.2～0.4mm/z 取0.2 mm/z（大平面盡量取小原則）[1]
轉(zhuǎn)速：n=v×1000/∏D=90×1000/3.14×400=106.17r/min
圓整為：n=64 r/min
實(shí)際切削速度：Vc=nπD/1000=87.4m/min
每分鐘進(jìn)給量：V=f×n=20×0.2×60=245mm/min
2.4.5計(jì)算切削功率
根據(jù)：每分鐘進(jìn)給量：V=245mm/min 銑削深度：180
銑削深度： a=3mm 銑削寬度：a=580mm
每齒進(jìn)給量: f=0.2mm/z
查表得： P=7.8kw［9］
由于功率損耗，取=0.85
P= =9.1kw
2.5 各部件的選型
2.5.1選擇電動(dòng)機(jī)
根據(jù)：P= 9.1kw
選擇電動(dòng)機(jī)Y160L-6[2]
參數(shù)：
表2-1 電動(dòng)機(jī)參數(shù)
P
L
電機(jī)轉(zhuǎn)速
輸出軸轉(zhuǎn)速
動(dòng)力箱型號(hào)
11kw
535
1460
730
1TD63Ⅳ
2.5.2選擇銑削頭
根據(jù)電動(dòng)機(jī)功率：P= 9.1kw ，以及刀盤(pán)直徑：Ф =400mm
選取銑削頭1TX40（有滑套）根據(jù)文獻(xiàn)資料［3］
參數(shù)：（如圖2.1）
圖2.1 銑削頭
表2-2 銑削頭尺寸參數(shù)
b
L
D
L
b
d
h
L
400
500
128.57
160
355
M16
200
80
圖2.2銑削頭聯(lián)系尺寸
根據(jù)銑削頭，對(duì)齒輪傳動(dòng)端尾銑頭的接觸尺寸檢查［3］。
2.5.3選擇工作臺(tái)
根據(jù)所需要求的處理部分,也就是說(shuō),雙方的機(jī)床,銑刀不移動(dòng)在加工過(guò)程中,因此,移動(dòng)電臺(tái)的選擇。通過(guò)移動(dòng)站的過(guò)程中，快速前進(jìn)和飼料。
根據(jù)被加工零件尺寸：
被加工平面250×250mm和330×330mm，頂?shù)酌婢嚯x為427mm，
移動(dòng)工作臺(tái)的寬度W=800mm；
銑削寬度：a=580mm，夾具底座寬1140mm,
移動(dòng)工作臺(tái)的最小行程為1150mm
選移動(dòng)工作臺(tái)，型號(hào)：1AYU80IV［4］
參數(shù)：（如圖）
圖2.3移動(dòng)工作臺(tái)
表2-4移動(dòng)工作臺(tái)尺寸
W
H
S
L
L
L
L
L
800
280
1150
1250
2440
232
232
230
2.5.4選擇側(cè)底座
臥式組合機(jī)床，側(cè)底座安裝滑動(dòng)，主軸箱，銑和臺(tái)灣和其他部分，側(cè)面和中間底座連接鍵或錐銷(xiāo)定位。側(cè)底座的長(zhǎng)度應(yīng)與滑臺(tái)相適應(yīng)。
因?yàn)闆](méi)有滑動(dòng)的機(jī)器，所以側(cè)基的大小根據(jù)銑頭主軸箱尺寸設(shè)置。
由：L=630mm, L=380mm
選擇1CC系列側(cè)底座，側(cè)底座長(zhǎng)定為1100mm；寬取810mm；高取630m。
2.5.5選擇中間底座
這中間的頂部安裝在夾具或輸送部分，和側(cè)或側(cè)或支柱的基礎(chǔ)，并通過(guò)結(jié)束鍵或銷(xiāo)位置。根據(jù)機(jī)床的配置，有很多形式的基礎(chǔ)，如：臥式組合機(jī)床是在底座與底座底座安裝側(cè)面的中間；三臥式組合機(jī)床底座的三側(cè)安裝側(cè)基的中間；垂直回工作臺(tái)組合機(jī)床，除了安裝支柱，還需要安裝回轉(zhuǎn)工作臺(tái)?？傊谥虚g的結(jié)構(gòu)，尺寸應(yīng)根據(jù)工件的尺寸，形狀和結(jié)構(gòu)，確定組合機(jī)床。因此，在基地根據(jù)特殊部位一般設(shè)計(jì)中，但為了不使剖面尺寸組合機(jī)床是不同的，在主基地規(guī)模中間太多應(yīng)該符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
根據(jù)多工位移動(dòng)工作臺(tái)尺寸：寬W=800mm,長(zhǎng)L=2800mm［5］
中間底座尺寸選為：寬：900mm， 長(zhǎng)：2800mm, 高：65mm
2.5.6機(jī)床分組
為了方便設(shè)計(jì)和生產(chǎn)組織,由不同功能的組合機(jī)床和設(shè)備部門(mén)的組織。數(shù)字劃分如下:
10-19組支持組件。一般由普通的基礎(chǔ),柱及其基礎(chǔ)和專(zhuān)門(mén)的中間基地和其他組件。
20-29套夾具和輸送設(shè)備。夾具是主要的機(jī)床的特殊部分,和經(jīng)常被編譯成20組,包括工件定位夾緊和固定的指導(dǎo)作用。
30-39套電氣設(shè)備。電氣設(shè)計(jì)通常是編譯了30組,包括原理圖、接線圖和安裝計(jì)劃,等等。特殊的控制柜,臺(tái)灣和其他一系列數(shù)字。
40-49套傳輸設(shè)備。包括機(jī)器所有電源組件如動(dòng)力滑臺(tái)、電源箱和大會(huì),編號(hào)為40組,其余需要修改部分或特殊傳輸設(shè)備是一個(gè)獨(dú)立的組織。
50-59套液壓和氣動(dòng)設(shè)備。
60-69集的工具、工具、儀表和輔助工具。
70-79集的主軸箱及其配件。
89 – 99組-冷卻,卸貨和潤(rùn)滑設(shè)備。
沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 夾具的設(shè)計(jì)
第三章 夾具的設(shè)計(jì)
3.1概述
在機(jī)械制造機(jī)械加工，檢驗(yàn)，裝配，焊接和熱處理工藝，如冷熱水，使用大量的夾具，安裝加工對(duì)象，因此它具有正確的位置，以保證零件和產(chǎn)品的質(zhì)量。提高生產(chǎn)效率。
3.1.1夾具
為了保證加工精度，加工質(zhì)量穩(wěn)定。
由于特殊的機(jī)床夾具，工件可以被精確地確定，確定工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和位置的工具和機(jī)器的工具。因此，加工精度容易保證，加工質(zhì)量穩(wěn)定，不受各種主客觀因素的。
提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低加工成本。
用于機(jī)床夾具的安裝，可以使工件的裝夾，有利于較大的切削用量，減少機(jī)動(dòng)時(shí)間。為了達(dá)到提高生產(chǎn)力。
由于相應(yīng)的生產(chǎn)規(guī)模，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，浪費(fèi)大大降低，勞動(dòng)生產(chǎn)率，可以使用低水平工人等，可以大大降低加工成本。
擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，可以實(shí)現(xiàn)。
小批量生產(chǎn)的條件下，類(lèi)型和尺寸的工件，和機(jī)器的種類(lèi)和數(shù)量是有限的。
采用機(jī)床夾具，可使機(jī)床“一機(jī)多能”。
減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)。
使用專(zhuān)用夾具安裝工件,位置方便,迅速,夾具和使用鋼筋,移動(dòng)設(shè)備,因此可以減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。根據(jù)加工條件下,保護(hù)裝置也可以用來(lái)確保操作員的安全。
大腸的生產(chǎn)線,容易平衡生產(chǎn)節(jié)拍。
過(guò)程的過(guò)程中,當(dāng)需要特別的一些流程長(zhǎng),使用多站或有效的夾具,以提高生產(chǎn)效率,因此節(jié)拍平衡。
3.1.2機(jī)床的分類(lèi)
通用夾具:通用夾具是標(biāo)準(zhǔn)的,和有一個(gè)更大范圍的夾具。
特殊夾具:特殊夾具是指某一過(guò)程的機(jī)械過(guò)程的一部分,特別設(shè)計(jì)的。
可以調(diào)整夾具:可以調(diào)整夾具的加工一個(gè)工件,調(diào)整或更換的單個(gè)組件之后,你可以處理各種各樣的類(lèi)似規(guī)模和加工技術(shù)類(lèi)似于相同的大小。
專(zhuān)業(yè)裝配夾具:這種類(lèi)型的夾具過(guò)程加工需求,之前生產(chǎn)的通用標(biāo)準(zhǔn)組件和部件組裝好。
自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備:自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備是專(zhuān)門(mén)用于自動(dòng)生產(chǎn)線和數(shù)控機(jī)床。
3.1.3機(jī)床夾具的組成
A.定位元件或夾定位裝置
定位元件及定位裝置，用于確定工件或夾具的零件或部件的正確位置。
B.緊或夾緊裝置夾緊元
夾緊元緊或夾緊裝置用于夾緊工件，外力的作用使它仍能保持其既定位置的部件或零件。
C.刀，引導(dǎo)元
來(lái)確定鉛刀，和引導(dǎo)刀具和夾具定位元件的組件的位置。
D.連接組件
連接元件是用來(lái)保證相互位置之間的夾具和機(jī)床配件。
E.夾具體
夾具體用于連接夾具，每一部分都成為一個(gè)整體的基礎(chǔ)上。
F.其他元件及裝置
根據(jù)加工要求，工件的夾具，除了以上部分，還需要建立其他元件或裝置。
3.1.4夾具設(shè)計(jì)方法與步驟
a.設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備
b.擬定夾具結(jié)構(gòu)方案、繪制草圖
⑴確定定位方案
⑵對(duì)刀和導(dǎo)向方式的選擇
⑶確定夾緊方案
⑷設(shè)計(jì)夾具體，繪制夾具結(jié)構(gòu)草圖
c.繪制夾具總圖
d.繪制夾具零件圖
3.2設(shè)計(jì)準(zhǔn)備
a.通過(guò)分析加工的零件,零件柴油機(jī)缸體,材料是鑄鐵,加工的過(guò)程要求是頂部和底部表面粗銑、磨缸表面RA 6.3,頂部和底部表面大小427 + 0.3毫米。
b.程序完成后在雙方的粗銑,所以在這個(gè)過(guò)程中銑削表面的頂部和底部可以雙方為基準(zhǔn)的飛機(jī),飛機(jī)的方向。
c .雙面銑機(jī)床的機(jī)床,夾具體的安裝高度345毫米。
d .銑刀用于硬質(zhì)合金端銑刀規(guī)格400。
3.3定位裝置的確定
3.3.1概述
在工件的加工，首先必須使它相對(duì)于刀具及切削與正確的位置，這就是運(yùn)動(dòng)，工件的定位。在夾具的定位意味著，隨著一批文物的任何一個(gè)，按照夾具元件接觸或合作的定位和定向的要求，可以使其具有正確位置的過(guò)程。夾具設(shè)計(jì)，定位方案的第一個(gè)問(wèn)題是，夾具的總體設(shè)計(jì)乃至整個(gè)夾具決定成敗，起著決定性的作用。
工件定位的基本原理：運(yùn)動(dòng)的再認(rèn)識(shí)，在空間剛體的三個(gè)相互垂直的坐標(biāo)系統(tǒng)，六自由度的自由，即，沿三軸和三軸的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的移動(dòng)，分別說(shuō)。工件的定位是相當(dāng)于一個(gè)免費(fèi)的剛體，它不能處理。因此，為了使工件在夾具的正確位置，這將對(duì)限制自由度的工件的加工表面精度。在這個(gè)過(guò)程中，被加工零件的夾具的定位。
定位：在工件夾具的定位，如果持有人有六個(gè)支撐點(diǎn)，六個(gè)自由度都是有限的固定效應(yīng)已經(jīng)完全確定工件在夾具中的定位，這種方式稱(chēng)為“定位”。
3.3.2定位方式
圖3.1工序圖
如圖3- 1中,較低的表面有兩個(gè)支撐板,表面上是四個(gè)壓點(diǎn),其他的底部有兩個(gè)定位銷(xiāo),使用兩個(gè)銷(xiāo)定位。
為了防止定位,增加兩個(gè)香港聯(lián)鑫第一方向的差距和第二銷(xiāo)刮墻工件孔的部分,只留下對(duì)圓柱表面的一部分,也減少第二銷(xiāo)直徑的作用。由于連接線的方向垂直于第二銷(xiāo)直徑并不減少,它沒(méi)有影響工件旋轉(zhuǎn)誤差。安裝前沿銷(xiāo),邊緣切割方向垂直的線心,為了確保邊緣切銷(xiāo)強(qiáng)度,通常通過(guò)金剛石結(jié)構(gòu)。
這種定位方法和圓柱銷(xiāo)和切邊的自由度引腳限制處理部分，和三個(gè)方向，下面的兩個(gè)支承板和四大卡設(shè)備有限自由度的處理，和三個(gè)方向。
3.3.3定位元素
根據(jù)缸體的大小,選擇油缸銷(xiāo)的直徑,和釘頭是15。
a.切銷(xiāo)的尺寸的確定
根據(jù)文獻(xiàn)數(shù)據(jù),表3-1如下
圖3.2削邊銷(xiāo)
表3-1削邊銷(xiāo)尺寸參數(shù)
D(mm)
3～6
6～8
8～20
20～24
24～30
30～40
40～50
b(mm)
2
3
4
5
5
6
8
B(mm)
D-0.5
D-1
D-2
D-3
D-4
D-5
D-5
由上述表格可查得在孔徑為10的情況下，B=8mm；b=4mm。
根據(jù)文獻(xiàn)資料[6]P24，查得極限偏差為g6
b.工件的轉(zhuǎn)角誤差
圖3-3 轉(zhuǎn)角誤差圖
（3-1）
式中 ——以菱形銷(xiāo)定位的定位孔直徑的公差；
——菱形銷(xiāo)直徑的公差；
——菱形銷(xiāo)與孔的最小配合間隙
由上式得 0.015°
0.005°
所以工件在任意方向偏轉(zhuǎn)時(shí)，最大轉(zhuǎn)角誤差為0.02°。
c.基準(zhǔn)位移誤差 0.0086mm。
d.基準(zhǔn)不重合誤差：基準(zhǔn)不重合誤差應(yīng)該從位置數(shù)據(jù)的位置的程序數(shù)據(jù)的所有尺寸和加工尺寸方向上的投影，所以基準(zhǔn)不重合度誤差 =0。
最后，在求得基準(zhǔn)位移誤差和轉(zhuǎn)角誤差后，算得定位誤差=0.0086mm。這個(gè)值是小于1 / 3的工件的相對(duì)位置，即0.0086mm<(0.03/3)mm=0.01mm。
3.4確定夾緊方案
3.4.1設(shè)計(jì)夾緊裝置的要求
為了保持工件的正確位置進(jìn)行了定位，并在加工過(guò)程中切削力，離心力和慣性力，在外力作用下保證不變和不振動(dòng)，一般夾具的夾緊裝置應(yīng)設(shè)置。
夾緊裝置必須滿足以下基本要求：
A.無(wú)法打破時(shí)，工件裝夾定位已經(jīng)正確的位置；
B. 夾緊力應(yīng)是可靠的，合適的，它不僅要保證加工過(guò)程中振動(dòng)的位移和工件的損壞，和超過(guò)允許范圍；
C.夾緊裝置應(yīng)安全可靠，操作方便；
D.合模裝置的自動(dòng)化和復(fù)雜性應(yīng)該適應(yīng)生產(chǎn)批次和生產(chǎn)條件；
E.自動(dòng)夾緊裝置的復(fù)雜性應(yīng)適應(yīng)生產(chǎn)批量和生產(chǎn)條件；
為了便于制造，調(diào)整結(jié)構(gòu)，使用和維護(hù)。
3.4.2夾緊力的確定
確定夾緊力是決定其方向，角度和大小。因此，我們應(yīng)根據(jù)工件的定位方法，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，工藝要求，以及切削力等外力，等等綜合考慮。
A.力的方向
夾緊力的方向應(yīng)使定位穩(wěn)定，夾緊力的方向應(yīng)垂直于主要定位面；夾緊力的方向應(yīng)是減少夾緊力，夾緊力方向應(yīng)剛性工件的手移動(dòng)的方向是正確的。
根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)，夾具設(shè)計(jì)，夾緊力的方向是從上向下垂直于水平面，即加工后的零件表面。這可以幫助固定在夾具體零件，而且在主要的定位原理的垂直表面的夾緊力線。同時(shí)，該裝置也可通過(guò)摩擦產(chǎn)生的夾緊力來(lái)克服切削力。
B.發(fā)力點(diǎn)
夾緊力的點(diǎn)是由夾子的垂直方向的確定，和點(diǎn)的位置確定的。
夾緊力應(yīng)不破壞工件的定位已定選擇，這應(yīng)該是在軸承或軸承領(lǐng)域的影響；夾緊力應(yīng)盡量夾緊變形小的夾持系統(tǒng)；夾緊力應(yīng)靠近加工表面。
根據(jù)以上原則，本設(shè)計(jì)夾具的夾緊力在四角的四選擇，盡量靠近加工表面，并在承載板的垂直線，（支撐板結(jié)構(gòu)擴(kuò)展為支持和夾緊點(diǎn)靠近加工表面）。
C.夾緊力的大小
計(jì)算夾緊力，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，通常的夾具和工件剛性的制度。根據(jù)工件的切削力，夾緊力的作用下，發(fā)現(xiàn)在加工過(guò)程中的夾具的缺點(diǎn)，根據(jù)靜力平衡理論計(jì)算夾緊力。再乘安全系數(shù)，所得為實(shí)際所需夾緊力。即
W=/（N） （3-2）
式中 W--實(shí)際所需夾緊力
P----切削力
P---圓柱銷(xiāo)允許承受的部分切削力
---摩擦系數(shù)
K----安全系數(shù)
安全系數(shù)由下式計(jì)算：
K=KKKKKKK （3-3）
式中，K～K為各種因素的安全系數(shù)。
表3-2 安全系數(shù)
符號(hào)
考慮的因素
系數(shù)值
K0
考慮工件材料及加工余量均勻性的基本安全系數(shù)
1.2—1.5
K1
加工性質(zhì)
粗加工
1.2
精加工
1
K2
刀具鈍化程度
粗加工
1.2—1.4
精加工
1.6—1.8
K3
切削特點(diǎn)
連續(xù)切削
1
斷續(xù)切削
1.2
K4
平緊力的穩(wěn)定性
手動(dòng)夾緊
1.3
機(jī)動(dòng)夾緊
1
K5
手動(dòng)夾緊時(shí)的手柄位置
操作方便
1
操作不便
1.2
K6
僅有力矩使工件回轉(zhuǎn)時(shí)工件于支承面接觸的情況
接觸點(diǎn)確定
1
接觸點(diǎn)不定
1.6
代入式（3-3）得：K=2.64
切削力 P=p×A
p=1300/
a=xasin
x=360a/πdD
式中：
x---平均切削厚度圓周方向系數(shù)
a--每齒進(jìn)給量
d----銑削角
---銑削導(dǎo)角
p---單位面積銑削力
A---銑削面積
D---刀具直徑
數(shù)據(jù)代入公式得，P=1.028KN
W=21.120KN
分到四個(gè)夾緊點(diǎn)上，每個(gè)夾緊裝置上設(shè)的夾緊力為Wˊ=5.280KN
3.5 其它元件的設(shè)計(jì)
需要使用主夾具體，主要承載部件，頂桿，出版社，手柄，導(dǎo)向板，法蘭盤(pán)，等。這些組件在設(shè)計(jì)的重要組成部分。對(duì)零件圖的詳細(xì)設(shè)計(jì)，在這里不一一說(shuō)明介紹。
3.6夾具的公差配合與技術(shù)要求
3.6.1制定夾具公差與技術(shù)要求的基本原則
A.為了保證工件的精度，夾具公差的發(fā)展，應(yīng)使夾具的定位，制造和調(diào)整誤差不超過(guò)1／3的加工公差。
B.為了延長(zhǎng)設(shè)備的壽命和可靠性，夾具的磨損，必須在B的考慮。在制造困難的前提下增加的情況下，應(yīng)設(shè)置夾具公差盡可能小。
C. 固定尺寸的公差不管工件尺寸是單向或雙向公差應(yīng)該雙向?qū)ΨQ(chēng)分布。
D.夾具的尺寸公差的工件尺寸是單向或雙向公差應(yīng)雙向?qū)ΨQ(chēng)分布。
E. 夾具公差和技術(shù)要求尺寸應(yīng)該清楚,不重復(fù)和矛盾。
F.公差和夾具尺寸技術(shù)要求應(yīng)該是明確的，不重復(fù)和矛盾。哪里有部分的公差,必須有相應(yīng)的檢查基準(zhǔn)使用修復(fù)方法,調(diào)整裝配夾具,夾具配件制造公差可以適當(dāng)放大。
3.6.2夾具公差的制定
表3-3夾具的尺寸公差
工件加工尺寸公差
夾具相應(yīng)尺寸公差
工件加工尺寸公差
夾具相應(yīng)尺寸公差
0.008～0.01
0.006
0.20～0.24
0.08
0.01～0.02
0.010
0.24～0.28
0.09
0.02～0.03
0.015
0.28～0.34
0.10
0.03～0.05
0.020
0.34～0.45
0.15
0.05～0.06
0.025
0.45～0.65
0.20
0.06～0.07
0.030
0.65～0.90
0.20
0.07～0.08
0.035
0.90～1.30
0.20
0.08～0.09
0.040
1.30～1.50
0.20
0.09～0.10
0.045
1.50～1.80
0.20
0.10～0.12
0.050
1.80～2.00
0.20
0.12～0.16
0.060
2.00～2.50
0.20
0.16～0.20
0.070
2.50～3.00
0.20
表3-4夾具上常用配合的選擇
配合形式
一般精度
較高精度
應(yīng)用
定位銷(xiāo)與工件基準(zhǔn)孔
定位元件與工件定位基準(zhǔn)間
滑動(dòng)定位件
刀具與導(dǎo)套
有引導(dǎo)作用，且有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的元件間
滑動(dòng)夾具底座板
無(wú)引導(dǎo)作用，但有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的元件間
固定支承釘定位銷(xiāo)
沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的元件間
3.6.3夾具技術(shù)要求的制定
所有的夾具的要求是工件的加工要求直接相關(guān)。
表3-5 技術(shù)要求參數(shù)
技術(shù)要求
參考數(shù)值（mm）
同一平面上的支承釘或支承板的等高公差
0.02
定位元件工作表面對(duì)定位鍵槽側(cè)面的平行度或垂直度
0.02/100
定位元件工作表面對(duì)夾具體底面的平行度或垂直度
0.02/100
鉆套軸線對(duì)夾具體底面的垂直度
0.05/100
鏜模前后鏜套的同軸度
0.02
對(duì)刀塊工作表面對(duì)定位元件工作表面的平行度或垂直度
0.03/100
對(duì)刀塊工作表面對(duì)定位鍵槽側(cè)面的平行度或垂直度
0.03/100
車(chē)、磨夾具的找正基面對(duì)其回轉(zhuǎn)中心的圓跳動(dòng)
0.02
3.7工序的精度分析
在機(jī)械加工中，各種負(fù)載和干擾是不可避免的產(chǎn)生，又反映了不同程度的各種加工誤差。3123為保證加工零件能達(dá)到規(guī)定的精度要求，必須相應(yīng)地采取各種有效的措施，以限制和減少這些加工誤差的產(chǎn)生。
3.7.1定位誤差的分析與計(jì)算
在加工零件的數(shù)量調(diào)整方法的使用，夾具的相對(duì)位置變化后不再調(diào)整。由于基準(zhǔn)不重合，在夾具加工將零件的數(shù)量，由于工藝基準(zhǔn)位置的變化會(huì)產(chǎn)生變化的過(guò)程中工件的尺寸變化，尺寸范圍是最終的差稱(chēng)為定位誤差，以表示。
這種裝置是通過(guò)側(cè)兩銷(xiāo)定位（圖），所以這里的定位誤差是一個(gè)圓形的孔定位誤差。
圖3.4定位誤差分析圖
在任意方向上：
（3-4）
（3-5）
式中 ------基準(zhǔn)位移誤差
---定位圓孔與心軸間的最小配合間隙（必要時(shí)可以在調(diào)刀時(shí)消除），此處選0.001mm。
------角度偏差
-----尺寸D1的上偏差 -0.005mm
-----尺寸D2的上偏差 -0.005mm
-----尺寸d1的下偏差 -0.014mm
-----尺寸d2的下偏差 -0.014mm
把數(shù)據(jù)代入式中得到=0.02mm；=1.146
3.7.2夾緊誤差的分析與估算
所謂的裝夾誤差是指過(guò)程中夾具的一批工件，由于夾緊力，使工件和夾具元件發(fā)生變形，導(dǎo)致在最大位置變動(dòng)量的加工尺寸方向工件的工藝基準(zhǔn)。一個(gè)零件的數(shù)量，如果位置變化通常是樹(shù)，一般通過(guò)在機(jī)器的調(diào)整工具和夾具的安裝位置，以消除對(duì)加工精度的影響［7］。
夾具的夾緊元件為壓板，以支承板支承，所以用以下公式：
= （3-6）
-----夾緊誤差
-----工件定位表面粗糙度 25
---工件材料硬度 180HBS
----作用在定位元件上的法向力 5280N
------定位元件與工件的接觸面積 52.8cm
表3-6 接觸變形計(jì)算系數(shù)
支承元件
工件材料
kR
k
C1
n
m
球頭支承釘
鋼
0
-0.003
0.67+6.23/r
0.8
0
鑄鐵
0
-0.008
2.70+9.28/r
0.6
0
有齒紋的平頭支承釘
鋼
0
-0.004
0.38+0.034D
0.6
0
鑄鐵
0
-0.008
1.76-0.03D
0.6
0
平頭支承釘或支承板
鋼
0.004
-0.0016
0.40+0.12S
0.7
0.7
鑄鐵
0.015
-0.0045
0.776+0.053S
0.6
0.6
數(shù)據(jù)代入公式為，=1.74
3.7.3對(duì)刀和導(dǎo)向誤差
夾具上的對(duì)刀上或在定位元件位置導(dǎo)向夾具是不準(zhǔn)確的，會(huì)導(dǎo)致一些表面的變化，而造成加工尺寸誤差是對(duì)刀或?qū)蝈e(cuò)誤。
當(dāng)使用銑床夾具加工工件時(shí)，采用標(biāo)準(zhǔn)塞尺和對(duì)刀塊進(jìn)行對(duì)刀，其對(duì)刀誤差為：=T+T［7］
式中 T----塞尺的制造公差；
T---對(duì)刀塊工作面對(duì)定位元件的尺寸公差
3.7.4夾具的位置誤差
在夾具的安裝過(guò)程中，該定位元件在機(jī)床上的定位誤差會(huì)導(dǎo)致工件的位置移動(dòng)，然后改變經(jīng)營(yíng)規(guī)模。這種誤差一般被稱(chēng)為夾具的安裝誤差。
產(chǎn)生夾具的安裝誤差的因素有：
A.夾具定位誤差之間的安裝面夾。
B.因?yàn)闄C(jī)床夾具和夾具在機(jī)床上的位置不準(zhǔn)確、加工夾具安裝錯(cuò)誤,錯(cuò)誤
C.因?yàn)閷?duì)機(jī)床的機(jī)床夾具和夾具時(shí)位置不準(zhǔn)確，加工誤差?yuàn)A具的安裝誤差［1］
根據(jù)本機(jī)床夾具安裝形式，主要取決于夾具體和安裝夾具的移動(dòng)工作臺(tái)之間的平行度。此處平行度誤差為0.02mm。
3.7.5加工方法誤差
加工方法誤差是指在切削加工過(guò)程中，機(jī)床，工件材料的質(zhì)量，由于切削力和切削熱工藝系統(tǒng)的彈性變形，熱變形的影響，以及其他因素使加工表面位置的變化，導(dǎo)致加工尺寸誤差［8］。
表3-7 平面的加工方法誤差
平面的加工方法
平面寬度B=3—50mm
平面長(zhǎng)度L
L<3B
3B12B
機(jī)床研磨
5—11
6—15
8—15
9月15日
精磨
9—18
10—20
11—20
12—25
精銑
15—20
15—20
18—25
20—30
拉削
15—30
15—30
15—40
25—30
端面磨削
13—27
15—30
18—40
25—50
圓周磨削
15—30
18—35
20—45
25—55
精刨
18—35
20—40
35—50
30—60
端面細(xì)銑
35—50
40—60
45—70
50—80
圓柱銑刀細(xì)銑
30—50
35—60
40—70
45—80
細(xì)插
50—70
50—80
60—100
70—120
去皮粗銑
100
100—120
120
端面粗銑
70—100
80—120
80—150
100—200
圓柱銑刀粗銑
90—140
100—140
110—180
130—200
本機(jī)床加工方法為端面粗銑，B=320mm，L=580mm，即L<3B
故=70
3.7.6保證加工精度的條件
在整理過(guò)程中，機(jī)床-夾具-工件-刀具 -機(jī)床。他們依次連接，刀具和工件之間的正確位置關(guān)系，以及程序的尺寸要求是保障。在這個(gè)封閉的系統(tǒng)，是影響加工尺寸的明顯影響，為了確保一個(gè)加工要求，上述誤差的總和不應(yīng)超過(guò)的工序尺寸公差T
本工序的尺寸為427±0.3mm，故T=0.3mm。
而=0.041mm〈T
所以該夾具的精確度是滿足要求的。
沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 總結(jié)
總 結(jié)
轉(zhuǎn)眼之間，我的畢業(yè)論文設(shè)計(jì)接近了尾聲，我不知道該怎樣形容這段日子，這也許是我一生都難以忘懷的，對(duì)我本身而言，四年的大學(xué)生活給了我無(wú)盡的快樂(lè)與夢(mèng)想，在機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化這個(gè)領(lǐng)域，帶給我的遠(yuǎn)遠(yuǎn)不僅是書(shū)本上的知識(shí)，在這幾個(gè)月的設(shè)計(jì)階段，不停地研究相應(yīng)的論題，計(jì)算尺寸，填寫(xiě)記錄，總覺(jué)得時(shí)間太過(guò)倉(cāng)促，總覺(jué)得有太多的事情沒(méi)有辦法在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成，也許正是因?yàn)檫@樣的緊迫感，讓我在有限的時(shí)間內(nèi)，盡自己最大的努力完成了這項(xiàng)設(shè)計(jì)，我從中體會(huì)到的是，無(wú)論你有多么強(qiáng)硬的基本專(zhuān)業(yè)知識(shí)，在實(shí)際操作面前都顯得捉襟見(jiàn)肘。你唯有將自己的學(xué)術(shù)知識(shí)與時(shí)間相融合，并且積極的向前輩們學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，這才是將來(lái)能夠在這個(gè)學(xué)科領(lǐng)域立足的根本。將你的想法和你的理念相結(jié)合起來(lái)，在設(shè)計(jì)圖紙的過(guò)程當(dāng)中精確自己的數(shù)據(jù)，這一系列的問(wèn)題都是在畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中不可忽視的。本次設(shè)計(jì)是我在沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院最后一次設(shè)計(jì)，是對(duì)我四年大學(xué)生涯的一次挑戰(zhàn)，雖然在設(shè)計(jì)過(guò)程中也充滿了無(wú)盡的挑戰(zhàn)，但是對(duì)于專(zhuān)業(yè)的熱愛(ài)讓我義無(wú)反顧的完成了此次設(shè)計(jì)。
沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 參考文獻(xiàn)
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沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 致謝
致謝
此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在侯志敏老師的認(rèn)真指導(dǎo)下完成的。感謝沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院給了我們11級(jí)畢業(yè)生一個(gè)這樣的機(jī)會(huì)，讓我們能在這整個(gè)過(guò)程中學(xué)到更多的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。雖然工作繁忙，但侯老師經(jīng)常為我解答一系列的疑難問(wèn)題，指導(dǎo)我的思想，引導(dǎo)著我的設(shè)計(jì)思路，客觀的糾正了我的錯(cuò)誤。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我遇到了許多難以解決的問(wèn)題，也為此付出了相應(yīng)的辛苦，但是雖然如此，我仍舊感謝這個(gè)讓我苦樂(lè)參半的學(xué)習(xí)過(guò)程。讓我在困難中學(xué)到了許多知識(shí)，在失敗中積累了無(wú)數(shù)的經(jīng)驗(yàn)。這一切都離不開(kāi)侯老師的悉心教導(dǎo)，另外陳慧珍老師在此設(shè)計(jì)的過(guò)程中也給了我巨大的幫助，幫我解決了很多實(shí)際性的問(wèn)題。在此，向兩位老師以及沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院院領(lǐng)導(dǎo)表示由衷的謝意。
四年的大學(xué)生涯，要深深的感謝沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院對(duì)我的細(xì)心栽培，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化這個(gè)專(zhuān)業(yè)中，我收獲了許多異常珍貴的朋友和難忘的回憶，在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我的同組同學(xué)們給了我許多的幫助，幫我查找了許多的參考文獻(xiàn)，同時(shí)也幫助我計(jì)算具體的數(shù)據(jù)，讓我深刻明白到團(tuán)結(jié)一致的重要性，順利的完成了本次的設(shè)計(jì)，在此再一次的感謝在畢業(yè)設(shè)計(jì)中給予我?guī)椭乃腥恕?
沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 附錄
附錄
序號(hào) 圖名 圖號(hào) 圖副
1 機(jī)床尺寸聯(lián)系總圖 YG02-0003 A0
2 夾具總裝圖 YG02-2001 A0
3 夾具體 YG02-2011 A0
4 支座 YG02-2012 A2
5 導(dǎo)向板（短） YG02-2045 A2
6 導(dǎo)向板（長(zhǎng)） YG02-2046 A2
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