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本科生畢業(yè)設(shè)計(論文)文獻(xiàn)綜述
設(shè)計 (論文)題目
液壓齒輪泵體零件的
工藝設(shè)計及專用夾具設(shè)計
作者所在系別
機(jī)械工程系
作者所在專業(yè)
機(jī)械設(shè)計制造及其自動化
作者所在班級
B13113班
作 者 姓 名
郭宏達(dá)
作 者 學(xué) 號
20134011307
指導(dǎo)教師姓名
丁紅軍
指導(dǎo)教師職稱
講師
完 成 時 間
2017
年
3
月
3
北華航天工業(yè)學(xué)院教務(wù)處制
- 6 -
說 明
1．根據(jù)學(xué)?！懂厴I(yè)設(shè)計(論文)工作暫行規(guī)定》，學(xué)生必須撰寫畢業(yè)設(shè)計(論文)文獻(xiàn)綜述。文獻(xiàn)綜述作為畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。
2．文獻(xiàn)綜述應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(論文)工作前期內(nèi)完成，由指導(dǎo)教師簽署意見并經(jīng)所在專業(yè)教研室審查。
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4．學(xué)生撰寫文獻(xiàn)綜述，閱讀的主要參考文獻(xiàn)應(yīng)在10篇以上（土建類專業(yè)文獻(xiàn)篇數(shù)可酌減），其中外文資料應(yīng)占一定比例。本學(xué)科的基礎(chǔ)和專業(yè)課教材一般不應(yīng)列為參考資料。
5．文獻(xiàn)綜述的撰寫格式按畢業(yè)設(shè)計(論文)撰寫規(guī)范的要求，字?jǐn)?shù)在2000字左右。文獻(xiàn)綜述應(yīng)與開題報告同時提交。
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）文 獻(xiàn) 綜 述
泵體零件機(jī)械加工工藝和及夾具設(shè)計文獻(xiàn)綜述
摘 要：制造工藝是制造技術(shù)的靈魂、核心和關(guān)鍵，是生產(chǎn)中最活躍的因素。夾具的使用可以有效的保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，減輕工人勞動強度，保證安全生產(chǎn)等，因此，夾具在機(jī)械制造中占有重要的地位。本文介紹了機(jī)械制造業(yè)泵體工藝及夾具研究的意義，通過查閱資料分析了機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀并闡述了一些新的工藝方法，還分析了機(jī)械加工工藝及夾具的發(fā)展趨勢與發(fā)展方向。
關(guān)鍵詞：泵體工藝 夾具設(shè)計 發(fā)展現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢
Pump parts machining process and Dedicated fixture design literature review
Abstract：Manufacturing process is the manufacturing technology, the soul of core and key, is the most active factor of production. The use of fixture can effectively guarantee the processing quality, improve production efficiency, reduce the cost of production, expand the scope of machine tool technology, reduces the labor intensity of the workers, and ensure safety in production, therefore, fixture in the mechanical manufacturing plays an important role. This article describes the significance of the machinery manufacturing pump technology and fixtures, the machining process and fixture design development in the world through access to information analysis and describes some of the new process also analyzes the development of mechanical processes and fixturestrends and development directions.
Key words：Pump Technology Fixture Design Development Status
Development Trends
1 前言
制造工藝是制造技術(shù)的靈魂、核心和關(guān)鍵，是生產(chǎn)中最活躍的因素。其過程是采用金屬切削刀具或磨具及其他加工方法來加工工件，使工件達(dá)到所要求的形狀、尺寸、表面粗糙度和力學(xué)物理性能，從而生產(chǎn)成為合格零件。而機(jī)械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零件機(jī)械加工工藝過程和操作方法等的工藝文件，是一切有關(guān)生產(chǎn)人員都應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行、認(rèn)真貫徹的紀(jì)律性文件[8]。機(jī)床夾具是機(jī)床上裝夾工件的一種裝置，其作用是使工件相對于機(jī)床和刀具有一個正確的位置，并在加工過程中保持這個位置不變。使用夾具可以有效的保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，減輕工人勞動強度，保證安全生產(chǎn)等，因此，夾具在機(jī)械制造中占有重要的地位[10]?？紤]到機(jī)械加工工藝安排及夾具的使用在泵體的生產(chǎn)中直接影響到其加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率等，所以研究泵體的機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計的課題有著十分重要的意義。
課題的主要研究內(nèi)容是泵體的加工工藝規(guī)程設(shè)計和專用夾具的工裝設(shè)計。其中需要解決的主要問題是處理好生產(chǎn)中工件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性之間的關(guān)系。為了更好地完成課題，拓展關(guān)于泵體工藝及專用夾具設(shè)計的有關(guān)知識面，我通過在圖書館網(wǎng)站上的中國期刊全文數(shù)據(jù)庫以及網(wǎng)上相關(guān)資料的搜索等方式進(jìn)行該資料的收集，搜索時通過關(guān)鍵詞“泵體工藝”、“夾具設(shè)計現(xiàn)狀及趨勢”、“機(jī)械制造工藝”、“加工工藝發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢”等進(jìn)行搜索，共搜索到的相關(guān)期刊、論文的數(shù)目為128篇，其中對課題研究有指導(dǎo)作用的有14篇。
2 機(jī)械加工工藝及夾具的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
長期以來，人們對于機(jī)械制造領(lǐng)域所涉及的各種問題，往往都是孤立地對待，對于機(jī)械制造中所用的機(jī)床、工具和制造過程均分別地加以研究。因此，在很長的時期內(nèi)，盡管在機(jī)械制造領(lǐng)域中許多研究和開發(fā)工作取得了較大的成就，然而在大幅度提高小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)率方面，并未發(fā)生重大的突破。近些年來。人們才逐漸意識到只有把機(jī)械制造的各個組成部分看做一個有機(jī)的整體，以信息論、控制論和系統(tǒng)工程學(xué)為工具，用系統(tǒng)的觀點分析和研究，才能對機(jī)械制造過程進(jìn)行最有效的控制，并提高加工質(zhì)量和加工效率[9]。隨著社會發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，特別是大規(guī)模集成電路和計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，促進(jìn)了計算機(jī)數(shù)控（CNC—Computer Numerical Control）、直線數(shù)控（DNC—Direct Numerical Control）和柔性制造（FMS—Flexible Manufacturing System）技術(shù)的發(fā)展，推動了機(jī)械制造系統(tǒng)的自動化[13]。
成組技術(shù)在制造工藝方面最先得到廣泛應(yīng)用。開始是用于成組工序，即把加工方法、安裝方式和機(jī)床調(diào)整相近的零件歸結(jié)為零件族，設(shè)計出適用于全組零件加工的成組工序。成組工序允許采用同一設(shè)備和工藝裝置，以及相同或相近的機(jī)床調(diào)整方式來加工全組零件，這樣，只要能按零件族安排生產(chǎn)調(diào)度計劃，就可以大大減少由于零件品種更換所需要的機(jī)床調(diào)整時間。此外，由于零件族內(nèi)諸零件的安裝方式和尺寸相近，可設(shè)計出應(yīng)用于成組工序的可調(diào)整夾具——成組夾具。只要進(jìn)行少量的調(diào)整或更換某些零件，成組夾具就可適用于全組零件的工序安裝[11]。
國內(nèi)泵體類零件加工線的一個新突破是以三臺德國Chiron高速加工中心為主體的VE分配泵泵體新的生產(chǎn)線，實踐證明，它工序高度集中，生產(chǎn)率高，加工精度高，輔助工序減少，并使生產(chǎn)計劃組織工作得以簡化[1]。當(dāng)然由于工序高度集中，如果設(shè)備可靠性、使用維修、刀具管理跟不上，有可能產(chǎn)生單機(jī)瓶頸。這就要求加工設(shè)備具有良好的穩(wěn)定性和可靠性。因此對機(jī)床的主軸、傳動部件、導(dǎo)軌、液壓系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等提出了很高的要求[2]。在生產(chǎn)中采用先進(jìn)的機(jī)床和刀具，采用氣動、液動、多件裝夾等高效夾具，采用可換工作臺、可換夾具、多位夾具等可以使加工高效、簡潔、可靠[3]。
夾具最早出現(xiàn)在18世紀(jì)后期，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展為門類齊全的工藝裝備[6]。在現(xiàn)代制造業(yè)中, 制造裝備和工藝裝備視為實現(xiàn)產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗原則而必備的硬件。機(jī)床夾具屬于重要工藝裝備之一, 廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造業(yè)。柔性夾具是指用同一夾具系統(tǒng), 完成形狀尺寸變化的多種工件裝夾的裝備。無論是工件尺寸系列化, 形狀相似性, 還是加工的零件尺寸形狀無一類似, 夾具都具有能正確可靠快速的定位裝夾功能。事實上, 柔性夾具作為現(xiàn)代制造業(yè)中一種新型的工藝裝備已應(yīng)用于柔性自動化加工制造中。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)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85%左右[12]?，F(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(yīng)市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具。特別是近年來，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對機(jī)床夾具提出了很多新的要求[14]。
3 機(jī)械加工工藝及夾具的發(fā)展趨勢與發(fā)展方向
隨著現(xiàn)代科學(xué)的快速發(fā)展，加工控制和測量技術(shù)在不斷進(jìn)步，國外先進(jìn)的制造工藝是將泵體和泵蓋分別加工，然后組合到一起進(jìn)行產(chǎn)品的總裝，在保證精度的前提下，大大提高了加工效率，降低了成本。在大型泵體部件的加工工藝中，采用先進(jìn)的設(shè)備、工裝和檢測手段確保產(chǎn)品質(zhì)量，是泵行業(yè)不斷追求工藝技術(shù)創(chuàng)新和突破的努力方向[4]。
現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展趨勢是自動化、信息化。所謂自動化就是指機(jī)器在無人干預(yù)的狀況下，自動按照規(guī)定的程序和指令完成一定的生產(chǎn)加工過程。成組技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)及其他先進(jìn)制造技術(shù)的結(jié)合，可以研究和創(chuàng)立具有現(xiàn)代意義的成組技術(shù)，其功能可能超越任何一項其他先進(jìn)制造技術(shù)[5]。
現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向：1、標(biāo)準(zhǔn)化：機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面。目前我國已有夾具零件及部件的國家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148~T2259—91以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。2、精密化：隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應(yīng)提高了對夾具的精度要求。3、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，減輕公認(rèn)的勞動強度。。常見的高效化夾具有自動化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。目前，除了在生產(chǎn)流水線、自動線配置相應(yīng)的高效、自動化夾具外，在數(shù)控機(jī)床上，尤其是在加工中心上出現(xiàn)了各種自動裝夾工件的夾具以及自動更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機(jī)床的效率。4、柔性化：機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過調(diào)整、組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。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、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴(kuò)大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)，發(fā)展可調(diào)夾具，將是當(dāng)前夾具發(fā)展的主要方向[7]。
綜上所述，夾具在機(jī)械加工生產(chǎn)過程中起著重大的作用，夾具的發(fā)展是為了滿足當(dāng)代機(jī)械加工工藝的需要，可以說是社會發(fā)展、生產(chǎn)的需要帶動著夾具的發(fā)展，其發(fā)展過程是必然的。
4 總結(jié)
綜上所述，在泵體零件機(jī)械加工工藝和專用夾具設(shè)計方面的研究，主要是從采用先進(jìn)的設(shè)備、工裝和檢測手段以及對機(jī)床夾具的要求等方面入手，盡量使工序集中，提高生產(chǎn)率，提高加工精度，減少輔助工序，降低成本，使生產(chǎn)計劃組織工作得以簡化。但是由于工序高度集中容易造成單機(jī)瓶頸，這是一個需要解決的問題，這些問題出現(xiàn)在機(jī)床的穩(wěn)定性、可靠性，對設(shè)備的使用維護(hù)以及刀具的制造管理上。所以，對泵體零件機(jī)械加工工藝和專用夾具設(shè)計的研究仍要不斷進(jìn)行。
參考文獻(xiàn)
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畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）文 獻(xiàn) 綜 述
指導(dǎo)教師意見
指導(dǎo)教師：
年 月 日
專業(yè)教研室審查意見
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
北華航天
工 業(yè) 學(xué) 院
機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片
本工序號
零件圖號
名 稱
編 制
郭宏達(dá)
第 1 頁
01
齒輪泵體
指 導(dǎo)
丁紅軍
共 13 頁
審 核
工序簡圖
設(shè) 備 名 稱
X52K型立式銑床
材 料 牌 號
冷 卻 液
夾 具
名 稱
代 號
專用夾具
工步號
工步內(nèi)容
工 具
走 刀次 數(shù)
走 刀長 度
切 削深 度
進(jìn)給量
切 削速 度
主 軸轉(zhuǎn) 數(shù)
量 具
名稱
規(guī)格
01
粗銑底平面
面銑刀
1
61mm
3.7mm
3.92mm/s
1.96mm/s
5r/s
游標(biāo)卡尺
北華航天
工 業(yè) 學(xué) 院
機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片
本工序號
零件圖號
名 稱
編 制
郭宏達(dá)
第 2 頁
02
齒輪泵體
指 導(dǎo)
丁紅軍
共 13 頁
審 核
工 序 簡 圖
設(shè) 備 名 稱
X52K型立式銑床
材 料 牌 號
冷 卻 液
夾 具
名 稱
代 號
專用夾具
工步號
工步內(nèi)容
工 具
走 刀次 數(shù)
走 刀長 度
切 削深 度
進(jìn)給量
切 削速 度
主 軸轉(zhuǎn) 數(shù)
量 具
名稱
規(guī)格
02
銑底左端面
YT15硬質(zhì)合金銑刀
1
120mm
0.2mm
3.92mm/s
1.19mm/s
5r/s
游標(biāo)卡尺
03
半精銑底左端面
YT15硬質(zhì)合金刀片
1
120mm
0.2mm
5mm/s
1.19mm/s
5r/s
游標(biāo)卡尺
北華航天
工 業(yè) 學(xué) 院
機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片
本工序號
零件圖號
名 稱
編 制
郭宏達(dá)
第 3 頁
03
齒輪泵體
指 導(dǎo)
丁紅軍
共 13 頁
審 核
工序簡圖
設(shè) 備 名 稱
立式組合銑床
材 料 牌 號
冷 卻 液
夾 具
名 稱
代 號
專用夾具
工步號
工步內(nèi)容
工 具
走 刀次 數(shù)
走 刀長 度
切 削深 度
進(jìn)給量
切 削速 度
主 軸轉(zhuǎn) 數(shù)
量 具
名稱
規(guī)格
04
粗銑兩個側(cè)面
YT15硬質(zhì)合金立銑刀
1
50mm
1.55mm
3.92mm/s
1.23mm/s
5r/s
游標(biāo)卡尺
北華航天
工 業(yè) 學(xué) 院
機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片
本工序號
零件圖號
名 稱
編 制
郭宏達(dá)
第 4 頁
04
齒輪泵體
指 導(dǎo)
丁紅軍
共 13 頁
審 核
工序簡圖
設(shè) 備 名 稱
C620—1
材 料 牌 號
冷 卻 液
夾 具
名 稱
代 號
花盤
工步號
工步內(nèi)容
工 具
走 刀次 數(shù)
走 刀長 度
切 削深 度
進(jìn)給量
切 削速 度
主 軸轉(zhuǎn) 數(shù)
量 具
名稱
規(guī)格
05
車M27端面
YT15硬質(zhì)合金端面車刀
1
18mm
2.2mm
0.4mm/r
0.8m/s
8r/s
游標(biāo)卡尺
06
車M27外圓面
直頭焊接式外圓車刀
1
28.8mm
2.5mm
0.4mm/r
0.8m/s
8r/s
游標(biāo)卡尺
北華航天
工 業(yè) 學(xué) 院
機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片
本工序號
零件圖號
名 稱
編 制
郭宏達(dá)
第 5 頁
05
齒輪泵體
指 導(dǎo)
丁紅軍
共 13 頁
審 核
工序簡圖
設(shè) 備 名 稱
C620—1
材 料 牌 號
冷 卻 液
夾 具
名 稱
代 號
花盤
工步號
工步內(nèi)容
工 具
走 刀次 數(shù)
走 刀長 度
切 削深 度
進(jìn)給量
切 削速 度
主 軸轉(zhuǎn) 數(shù)
量 具
名稱
規(guī)格
07
車M27螺紋
YT15牌號硬質(zhì)合金螺紋車刀
1
27mm
0.8mm
1.5mm/r
0.86m/s
10.2r/s
卡尺塞規(guī)
北華航天
工 業(yè) 學(xué) 院
機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片
本工序號
零件圖號
名 稱
編 制
郭宏達(dá)
第 6 頁
06
齒輪泵體
指 導(dǎo)
丁紅軍
共 13 頁
審 核
工序簡圖
設(shè) 備 名 稱
T617A臥式鏜床
材 料 牌 號
冷 卻 液
夾 具
名 稱
代 號
專用夾具
工步號
工步內(nèi)容
工 具
走 刀次 數(shù)
走 刀長 度
切 削深 度
進(jìn)給量
切 削速 度
主 軸轉(zhuǎn) 數(shù)
量 具
名稱
規(guī)格
08
粗鏜2×40圓面
YT15牌號硬質(zhì)合金鏜刀
1
20.7mm
3.2mm
0.6mm/r
0.8m/s
5r/s
游標(biāo)卡尺
09
精鏜2×40圓面
高速鋼鏜刀
1
19.6mm
0.15mm
0.25mm/r
0.3m/s
10r/s
游標(biāo)卡尺
北華航天
工 業(yè) 學(xué) 院
機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片
本工序號
零件圖號
名 稱
編 制
郭宏達(dá)
第 7 頁
07
齒輪泵體
指 導(dǎo)
丁紅軍
共 13 頁
審 核
工序簡圖
設(shè) 備 名 稱
T617A臥式鏜床
材 料 牌 號
冷 卻 液
夾 具
名 稱
代 號
專用夾具
工步號
工步內(nèi)容
工 具
走 刀次 數(shù)
走 刀長 度
切 削深 度
進(jìn)給量
切 削速 度
主 軸轉(zhuǎn) 數(shù)
量 具
名稱
規(guī)格
10
粗鏜2×40右端面
YT15牌號硬質(zhì)合金鏜刀
1
22.7mm
3.05mm
0.6mm/r
0.8m/s
5r/s
游標(biāo)卡尺
10
11
精鏜2×40右端面
高速鋼鏜刀
1
21.6mm
0.15mm
0.4mm/r
0.6m/s
8.33r/s
游標(biāo)卡尺
11
北華航天
工 業(yè) 學(xué) 院
機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片
本工序號
零件圖號
名 稱
編 制
郭宏達(dá)
第 8 頁
08
齒輪泵體
指 導(dǎo)
丁紅軍
共 13 頁
審 核
工序簡圖
設(shè) 備 名 稱
Z525立式鉆床
材 料 牌 號
冷 卻 液
夾 具
名 稱
代 號
專用夾具
工步號
工步內(nèi)容
工 具
走 刀次 數(shù)
走 刀長 度
切 削深 度
進(jìn)給量
切 削速 度
主 軸轉(zhuǎn) 數(shù)
量 具
名稱
規(guī)格
12
鉆18孔
高速鋼麻花鉆
1
46mm
40mm
0.28mm/r
0.45m/s
9.08r/s
卡尺塞規(guī)
13
鉆12孔
高速鋼麻花鉆
1
33mm
27mm
0.22mm/r
0.52m/s
16r/s
卡尺塞規(guī)
14
粗鉸12孔
高速鋼鉸刀
1
33mm
27mm
1.1mm/r
0.1m/s
2.67r/s
卡尺塞規(guī)
15
粗鉸18孔
高速鋼鉸刀
1
46mm
40mm
1.1mm/r
0.12m/s
2.13r/s
卡尺塞規(guī)
16
精鉸18孔
高速鋼鉸刀
1
46mm
40mm
1.1mm/r
0.12m/s
2.12r/s
卡尺塞規(guī)
17
精鉸12孔
高速鋼鉸刀
1
33mm
27mm
1.1mm/r
0.1m/s
2.65r/s
卡尺塞規(guī)
北華航天
工 業(yè) 學(xué) 院
機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片
本工序號
零件圖號
名 稱
編 制
郭宏達(dá)
第 10 頁
09
齒輪泵體
指 導(dǎo)
丁紅軍
共 13 頁
審 核
工序簡圖
設(shè) 備 名 稱
Z525立式鉆床
材 料 牌 號
冷 卻 液
夾 具
名 稱
代 號
專用夾具
工步號
工步內(nèi)容
工 具
走 刀次 數(shù)
走 刀長 度
切 削深 度
進(jìn)給量
切 削速 度
主 軸轉(zhuǎn) 數(shù)
量 具
名稱
規(guī)格
18
鉆上表面孔
高速鋼麻花鉆
1
22mm
16mm
0.22mm/r
0.52m/s
16r/s
卡尺塞規(guī)
19
粗鉸上表面孔
高速鋼鉸刀
1
22mm
16mm
1.1mm/r
0.10m/s
2.67r/s
卡尺塞規(guī)
20
精鉸上表面孔
高速鋼鉸刀
1
22mm
16mm
0.8mm/r
0.10m/s
2.65r/s
卡尺塞規(guī)
北華航天
工 業(yè) 學(xué) 院
機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片
本工序號
零件圖號
名 稱
編 制
郭宏達(dá)
第 11 頁
10
齒輪泵體
指 導(dǎo)
丁紅軍
共 13 頁
審 核
工序簡圖
設(shè) 備 名 稱
Z3025搖臂鉆床
材 料 牌 號
冷 卻 液
夾 具
名 稱
代 號
專用夾具
工步號
工步內(nèi)容
工 具
走 刀次 數(shù)
走 刀長 度
切 削深 度
進(jìn)給量
切 削速 度
主 軸轉(zhuǎn) 數(shù)
量 具
名稱
規(guī)格
21
鉆螺紋孔
高速鋼麻花鉆
1
20mm
16mm
0.13mm/r
0.6m/s
22.7r/s
卡尺塞規(guī)
22
攻絲
高速鋼機(jī)動絲錐
1
16mm
14mm
1mm/r
0.12m/s
6.19r/s
卡尺塞規(guī)
北華航天
工 業(yè) 學(xué) 院
機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片
本工序號
零件圖號
名 稱
編 制
郭宏達(dá)
第 12 頁
11
齒輪泵體
指 導(dǎo)
丁紅軍
共 13 頁
審 核
工序簡圖
設(shè) 備 名 稱
Z525立式鉆床
材 料 牌 號
冷 卻 液
夾 具
名 稱
代 號
專用夾具
工步號
工步內(nèi)容
工 具
走 刀次 數(shù)
走 刀長 度
切 削深 度
進(jìn)給量
切 削速 度
主 軸轉(zhuǎn) 數(shù)
量 具
名稱
規(guī)格
23
鉆左右兩側(cè)孔
高速鋼麻花鉆
1
19mm
13mm
0.22mm/r
0.52m/s
16r/s
卡尺塞規(guī)
24
鉆4孔
高速鋼麻花鉆
1
7mm
3mm
0.1mm/r
0.78m/s
22.7r/s
卡尺塞規(guī)
25
攻絲
高速鋼機(jī)動絲錐
1
14mm
11mm
1.55mm/r
0.12m/s
3.2r/s
卡尺塞規(guī)
北華航天
工 業(yè) 學(xué) 院
機(jī) 械 加 工 工 序 卡 片
本工序號
零件圖號
名 稱
編 制
郭宏達(dá)
第 13 頁
12
齒輪泵體
指 導(dǎo)
丁紅軍
共 13 頁
審 核
工 序 簡 圖
設(shè) 備 名 稱
材 料 牌 號
冷 卻 液
夾 具
名 稱
代 號
專用夾具
工步號
工步內(nèi)容
工 具
走 刀次 數(shù)
走 刀長 度
切 削深 度
進(jìn)給量
切 削速 度
主 軸轉(zhuǎn) 數(shù)
量 具
名稱
規(guī)格
26
鉆孔
高速鋼麻花鉆
1
14mm
8mm
0.22mm/r
0.52m/s
16r/s
卡尺塞規(guī)
27
锪孔
高速鋼锪鉆
1
8mm
2mm
0.18mm/r
0.15m/s
2.17r/s
卡尺塞規(guī)
本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文)
外 文 翻 譯
原 文 標(biāo) 題
Design and Application of Flexible Fixture
譯 文 標(biāo) 題
柔性夾具的設(shè)計與應(yīng)用
作者所在系別
機(jī)電工程學(xué)院
作者所在專業(yè)
機(jī)械設(shè)計制造及其自動化
作者所在班級
B13113
作 者 姓 名
郭宏達(dá)
作 者 學(xué) 號
20134011307
指導(dǎo)教師姓名
丁紅軍
指導(dǎo)教師職稱
講師
完 成 時 間
2017
年
3
月
3
北華航天工業(yè)學(xué)院教務(wù)處制
— 0 —
譯文標(biāo)題
柔性夾具的設(shè)計與應(yīng)用
原文標(biāo)題
Design and Application of Flexible Fixture
作 者
Hui Li;
譯 名
李輝
國 籍
中國
原文出處
中國知網(wǎng)
譯文：
摘要：柔性夾具是因為它能適應(yīng)工件的形狀和大小的變化，在許多領(lǐng)域的應(yīng)用，如飛機(jī)的整體結(jié)構(gòu)、零部件制造、表面和空氣的零件制造、飛機(jī)裝配。由于柔性夾具的使用，大大降低了制造成本，提高生產(chǎn)效率。在本文中，柔性夾緊平臺設(shè)計的研究和應(yīng)用表明，例。通過比較模擬結(jié)果，發(fā)現(xiàn)柔性夾具的后續(xù)支持具有較高的精度。
關(guān)鍵詞：柔性夾具，多軸控制，
1.簡介
柔性夾具是數(shù)控機(jī)床或加工中心用于夾緊工件的不同。柔性夾具分為兩類：一是傳統(tǒng)的柔性夾具，和其他與創(chuàng)新原理和結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代柔性夾具。傳統(tǒng)的柔性夾具分為可調(diào)夾具和組合夾具，和現(xiàn)代柔性夾具主要包括：相變材料的夾具，夾具和夾具模塊化程序控制的自適應(yīng)。因為低的靈活性，傳統(tǒng)的柔性夾具不能滿足高要求的現(xiàn)代制造業(yè)。現(xiàn)代柔性夾具系統(tǒng)以其靈活性高、擴(kuò)展和重構(gòu)的特點，精度高，已逐漸成為主流。
例如，美國、西班牙等國家率先采用模塊化程序控制夾具。柔性夾具系統(tǒng)和多了。在1991年，Horst Witte Geratebau在德國開發(fā)了化學(xué)模塊系統(tǒng)。在1994至2001，可公司研發(fā)的柔性夾具系統(tǒng)基于POGOunit，提供一個靈活、敏捷的解決方案已被施加一些航空制造企業(yè)。1997，諾斯洛普公司在美國制造的龍門機(jī)床夾具可重構(gòu)系統(tǒng)。2004，M. Torres在西班牙開發(fā)了柔性工裝系統(tǒng)稱為老爹便和龍門銑床命名老爹的笑容，這都是在生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用。
飛機(jī)的零件制造工藝復(fù)雜、類型。雖然對飛機(jī)制造的大尺度結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用，仍然有大量的中小型零件。傳統(tǒng)的模具由于其復(fù)雜性和獨特性，已不能應(yīng)用于中小型結(jié)構(gòu)。可重構(gòu)模塊化柔性夾具，可以解決這些問題。
本文的主要目的是設(shè)計一個由組合夾具單元組成的柔性夾具平臺。
2. 柔性夾具的組成
提高柔性，柔性夾具平臺采用模塊化的設(shè)計方法，提供一系列的工具模塊，可根據(jù)加工工件的特點，重構(gòu)。
圖1顯示的柔性夾具平臺，主要模塊包括：定位模塊、自適應(yīng)定位模塊，旋轉(zhuǎn)夾緊氣缸模塊、自適應(yīng)抽油模塊，后續(xù)支持模塊和輔助模塊。定位模塊和自適應(yīng)定位模塊通過螺栓調(diào)整位置高度實現(xiàn)定位和功能安裝在輔助模塊。旋轉(zhuǎn)夾緊缸模塊也安裝在輔助模塊通過螺栓來適應(yīng)不同的夾持高度。自適應(yīng)吸盤或后續(xù)支持模塊安裝在柔性支撐柱吸附或支持工件。
3.柔性夾具控制系統(tǒng)設(shè)計
柔性夾具系統(tǒng)的靈活性主要體現(xiàn)在重構(gòu)和系統(tǒng)適應(yīng)性強，盡可能地提高工裝控制系統(tǒng)可擴(kuò)展性。刀具運動控制系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵是盡可能地提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性、穩(wěn)定性和可靠性的工裝、控制系統(tǒng)。有三種方式實現(xiàn)多軸運動控制。1。伺服運動控制是基于數(shù)控系統(tǒng)；2。伺服運動控制是基于PC機(jī)和運動控制卡；3、伺服運動控制是基于PLC的脈沖產(chǎn)生module.cnc伺服系統(tǒng)主要用于數(shù)控機(jī)床，具有控制精度高、可實現(xiàn)多軸同步聯(lián)動，以及加速和減速功能F。PC運動控制卡的程序的成本低于它的數(shù)控伺服控制。用戶應(yīng)插入PC板的運動控制卡為PCI插槽，然后調(diào)用由文特爾提供的庫函數(shù)的運動控制功能。方法應(yīng)用廣泛，但軸的數(shù)量是有限的，一般不超過8 axes.plc脈沖產(chǎn)生模塊的控制，可以收集更多的點，具有良好的穩(wěn)定性。但脈沖產(chǎn)生模塊的數(shù)量可以配備每個PLC的限制。為了控制更多的軸，方法是增加PLC。所以多軸控制系統(tǒng)，成本較高。
柔性夾具是因為它能適應(yīng)工件的形狀和大小的變化，在許多領(lǐng)域的應(yīng)用，如飛機(jī)的整體結(jié)構(gòu)、零部件制造、表面和空氣的零件制造、飛機(jī)裝配。由于柔性夾具的使用，大大降低了制造成本，提高生產(chǎn)效率。在本文中，柔性夾緊平臺設(shè)計的研究和應(yīng)用表明，例。通過比較模擬結(jié)果，發(fā)現(xiàn)柔性夾具的后續(xù)支持具有較高的精度。
考慮到靈活性和柔性夾具的可擴(kuò)展性，顯然，傳統(tǒng)的非總線控制方式在控制系統(tǒng)的要求，因此適合采用guc-t多軸運動控制方案。雖然硬件能夠?qū)崿F(xiàn)對位移的擴(kuò)展，軟件不能添加支持模塊時，該軟件不能適應(yīng)改造后的系統(tǒng)，需要結(jié)束寫。去除支撐模塊后，系統(tǒng)會報警，影響其他模塊的運行。該系統(tǒng)是分布式架構(gòu)，和控制器的控制點和軸線控制命令。同時，該計劃要求的軸驅(qū)動模塊和I/O模塊支持總線模塊，這無疑會增加系統(tǒng)的成本
該控制方案在某些方面有所改進(jìn)，總線節(jié)點控制層添加到電機(jī)驅(qū)動器使軸回到零或加速和減速?？刂乒?jié)點層接收和解碼的控制命令執(zhí)行相應(yīng)的操作電腦。PC坐標(biāo)軸的位置關(guān)系而不是控制軸的特定動作協(xié)調(diào)通信系統(tǒng)的功能。此外，放棄高層次的總線協(xié)議在上述程序。CAN總線控制而不是可以開放協(xié)議適用于該程序，因為可以openp協(xié)議過于復(fù)雜，要在程序中使用。根據(jù)本系統(tǒng)的特點，開發(fā)了一系列的協(xié)議實現(xiàn)節(jié)點使總線負(fù)載互連達(dá)到最低值。由于節(jié)點控制層的增加，降低了PC控制的實時性，使得PC機(jī)作為上位機(jī)。另一方面，主機(jī)發(fā)送和接收軟件通過以太網(wǎng)通信較CNC系統(tǒng)，另一方面，它作為網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)節(jié)點行為的主要作用。改進(jìn)后的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖3所示。
OPC服務(wù)器和客戶端在數(shù)控機(jī)床的PCU運行，而PC機(jī)控制軟件在PC機(jī)上軸位置坐標(biāo)的運行和切換命令的形成軌跡規(guī)劃模塊封裝成可以通過驅(qū)動模塊的數(shù)據(jù)格式。他們將被發(fā)送到PC的USB端口，然后轉(zhuǎn)化到CAN數(shù)據(jù)幀。CAN節(jié)點接收并解析CAN數(shù)據(jù)幀驅(qū)動模塊來實現(xiàn)相應(yīng)的功能。
4. 柔性夾具應(yīng)用實例
框架結(jié)構(gòu)作為一個整體，如圖4所示，是中性的臉。傳統(tǒng)的工具是很難支持對方在支持一方的工件，當(dāng)它被切割，和柔性夾具重構(gòu)模具的加工工件的快速。
型薄壁框架結(jié)構(gòu)，柔性夾具平臺將被重構(gòu)為下圖所示。長度和工件的寬度約為760×670mm。工件的材料7050-t7351鋁合金預(yù)拉伸板。工件支撐和固定的支撐柱四真空吸盤。在處理區(qū)分開，中間支撐柱的末端執(zhí)行器的后續(xù)支持如下的軌跡球工具增加局部剛度和減小加工變形。
在圖5中，后續(xù)支持球應(yīng)該是在理想狀態(tài)下的工具，但實際上它是由于的采集控制部分的遲滯現(xiàn)象的工具背后的位置。因為實際的滯后時間小于，如果進(jìn)給量為600mm／min，后續(xù)支撐點就落后的工具小于10mm。在這種情況下，有限元模擬可以計算出工件的夾具
工件被壓縮的殼和殼吸附安裝球里面，所以工件夾緊點簡化為固定約束的有限元模型。的尼龍球的下部是假設(shè)為固定約束。在圖6中，當(dāng)后續(xù)支撐點后面10mm左右的工具，最大變形發(fā)生在刀具的前。在這種情況下，最大的不超過0.014mm符合要求的加工公差范圍。由于工件的特點，中間部分的剛度較高。沒有后續(xù)的支持，加工區(qū)域的最大變形量小于0.11mm（圖7），也符合要求。因此，后續(xù)支持在加工區(qū)不重要。
在圖8中，當(dāng)研磨工件邊緣不支持，在加工點處的變形將2.5mm，不滿足加工精度要求。在邊框固定的支撐柱，當(dāng)距離加工點和支撐柱力達(dá)60mm之間，變形是0.32mm，不滿足加工精度要求（圖9）。因此，添加動態(tài)支持
由于工件邊緣的剛度，后續(xù)支持而不是單一的固定點支持滿足要求。而假設(shè)加工進(jìn)給速度為600mm／min和后續(xù)的支撐點，將在工具小于10mm，工件在切削點的變形量小于0.03mm，充分滿足為支持和工件系統(tǒng)的改進(jìn)，六階固有頻率的有限元分析如表1和圖12所示的分析。
當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為10000r/min，銑削工具3螺旋圓柱銑刀的銑削力的時期，為500。工件的變形顯示為圖13.
工件的最大變形量為遠(yuǎn)離加工區(qū)，0.28mm。加工點附近的最大變形量小于0.03mm，滿足加工要求。銑削力頻率對工件變形的影響如圖14所示。在低頻區(qū)，工件變形與銑削力的頻率增加。當(dāng)頻率330hz，變形達(dá)到最大值和工件產(chǎn)生共鳴與支持系統(tǒng)。當(dāng)頻率為400Hz，變形達(dá)到最小值。然后在640hz頻率達(dá)到最大值后減小。因此，當(dāng)選擇銑削速度，避免工件的固有頻率和支持系統(tǒng)，防止共振。
5. 結(jié)論
柔性夾具模塊具有高彈性的特點，高度的靈活性和可擴(kuò)展性強，符合要求，在加工特殊工件。操作簡單方便，大大提高了工作效率。但它只能用于組合以西門子840D數(shù)控系統(tǒng)。它未能實現(xiàn)跨操作系統(tǒng)平臺，這是未來研究的重點。
的設(shè)計思想，模塊化柔性夾具控制系統(tǒng)及系統(tǒng)重構(gòu)提供參考現(xiàn)代夾具設(shè)計。目前，一些柔性支承柱模塊集成了位移傳感器和力傳感器，反饋回來的變形和力過程控制器來實現(xiàn)加工過程中的變形控制。控制方案的兼容性的擴(kuò)張也是未來研究的重點。
指 導(dǎo) 教 師 評 語
外文翻譯成績：
指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
注：1. 指導(dǎo)教師對譯文進(jìn)行評閱時應(yīng)注意以下幾個方面：①翻譯的外文文獻(xiàn)與畢業(yè)設(shè)計（論文）的主題是否高度相關(guān)，并作為外文參考文獻(xiàn)列入畢業(yè)設(shè)計（論文）的參考文獻(xiàn)；②翻譯的外文文獻(xiàn)字?jǐn)?shù)是否達(dá)到規(guī)定數(shù)量（3 000字以上）；③譯文語言是否準(zhǔn)確、通順、具有參考價值。
2. 外文原文應(yīng)以附件的方式置于譯文之后。
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