畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 外文資料翻譯系 別： 機(jī)電信息系 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè) 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 外文出處： 機(jī)器人和計(jì)算機(jī)集成制造 21（2005）368-378 附 件： 1. 原文； 2. 譯文 2013 年 3 月夾具定位規(guī)劃中完整性評(píng)估和修訂CAM 實(shí)驗(yàn)室，機(jī)械工程學(xué)系，伍斯特理工學(xué)院研究院， 100 路，伍斯特，碩士 01609，美國(guó)2004 年 9 月 14 日收稿;2004 年 11 月 9 日修訂;2004 年 11 月 10 日發(fā)表摘 要幾何約束是夾具設(shè)計(jì)中最重要的考慮因素之一。確定位置的解析擬訂已發(fā)達(dá)。然而，如何分析和修改在實(shí)際夾具設(shè)計(jì)實(shí)踐過(guò)程中的一個(gè)非確定性的定位計(jì)劃尚未深入研究。在本文中，提出了一種方法來(lái)描述在限制約束下的重點(diǎn)夾具系統(tǒng)的幾何約束狀態(tài)。一種限制約束下狀態(tài)，如果它存在，可以識(shí)別給定定位計(jì)劃?？梢宰詣?dòng)識(shí)別工件的所有限制約束下約束狀態(tài)的提案。這有助于改善逆差定位計(jì)劃，并為修訂提供指引，以最終實(shí)現(xiàn)確定性的定位。關(guān)鍵詞：夾具設(shè)計(jì);幾何約束;確定性定位;限制約束; 過(guò)約束1.介紹夾具是用于制造工業(yè)進(jìn)行工件牢固定位的一種機(jī)制。在零件加工過(guò)程中規(guī)劃一個(gè)關(guān)鍵的第一步，夾具設(shè)計(jì)需要，以確保定位精度和三維工件的精度。 3-2-1原則，在一般情況下，是最廣泛使用的指導(dǎo)原則發(fā)展的位置計(jì)劃。 V型塊和銷孔定位原則也常用。一個(gè)加工夾具定位方案必須滿足一些要求。最基本的要求是，必須提供工件確定的位置。這種觀點(diǎn)指出，定位計(jì)劃生產(chǎn)的確定位置，工件不能移動(dòng)，而至少有一個(gè)定位不會(huì)失去聯(lián)系。這一直是夾具設(shè)計(jì)的最根本的準(zhǔn)則之一，許多研究人員關(guān)于幾何約束狀態(tài)的研究表明，工件在任何定位計(jì)劃分為以下三個(gè)類別：1、良好的約束（確定性）：工件在一個(gè)獨(dú)特的位置進(jìn)行配合，工件表面與 6 個(gè)定位器取得聯(lián)系。2、限制約束：不完全約束工件的自由度。3、過(guò)約束：工件自由度超過(guò) 6 定位的制約。在1985年,淺田[1]提出了滿秩為準(zhǔn)則雅可比矩陣的約束方程, 基于分析形成了調(diào)研后,確定定位。周等[2]在1989年制定了在確定性定位問(wèn)題上使用螺旋理論。結(jié)果表明,定位矩陣的定位需要壓力滿秩達(dá)到確定的位置。該方法的確定通過(guò)無(wú)數(shù)的研究。王等[3]考慮定位工件的接觸的影響，而采用點(diǎn)接觸面積。他們介紹了接觸矩陣，并指出，兩個(gè)接觸的機(jī)構(gòu)不應(yīng)該有平等的，但在接觸點(diǎn)曲率相反?？柹璠4]認(rèn)為，可能沒(méi)有足夠的應(yīng)用，如一些不是非棱柱的表面或相對(duì)誤差近似的非小線性。他提出一個(gè)二階泰勒展開，其中也考慮到定位誤差相互作用。馬林和費(fèi)雷拉[5]應(yīng)用周對(duì) 3-2-1的位置擬訂，制定若干按照規(guī)則的規(guī)劃。盡管眾多的位置上的確定分析研究很少注意非確定性分析的位置。在淺田的擬定方案中,他們假設(shè)工件夾具元件和點(diǎn)之間的聯(lián)絡(luò)無(wú)阻力。理想的位置q* ,而應(yīng)放置工件表面和分片，可微函數(shù)是 gi(見圖1) 。表面函數(shù)定義為:gi(q*)=0是確定的,應(yīng)該有一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的解決方案為下列所有定位方程組。gi(q)=0,i=1,2,.,n (1)其中n是定位器的位置與 方向, 代表了工件的定位和方向。只有考慮到目標(biāo)位置q*附近在 處:淺田表明(2)hi是幾何函數(shù)的雅可比矩陣，矩陣式所示（3） 。確定定位如果雅可比矩陣滿秩，可滿足要求。 (2)只有q=q*一個(gè)解決辦法(3)在1個(gè)3-2-1定位計(jì)劃中，一個(gè)約束方程的雅可比矩陣的滿秩的約束狀態(tài)如表1所示。如果定位是小于6 ，工件是限制約束的，即存在至少有一個(gè)工件自由定位議案不受限制的。如果矩陣滿秩，但定位大于6 定位，工件是過(guò)約束，這表明存在至少一個(gè)定位等;而幾何約束工件被刪除不影響的狀態(tài)。找出一個(gè)模型除了3-2-1,可以建立基準(zhǔn)框架提取等效的定位點(diǎn)。胡等 [6]已經(jīng)發(fā)展出一種系統(tǒng)的方法,對(duì)這個(gè)用途。因此,這則能適用于所有的定位方案。圖1 .夾具系統(tǒng)模型。表 1 等級(jí) 數(shù)量的定位 地位 6 過(guò)分約束康等 [7]遵循這些方法和他們實(shí)施制定的幾何約束分析模塊其自動(dòng)化的計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)的核查制度。他們的 CAFDV 系統(tǒng)可以計(jì)算出雅可比矩陣和它的排名來(lái)確定定位的完整性。它也可以分析工件的位移和靈敏度定位錯(cuò)誤。熊等人 [8]提出的等級(jí)檢查方法的定位矩陣 WL(見附件)。他們還介紹了左/ 右邊的定位矩陣廣義逆理論,分析了工件的幾何誤差。結(jié)果表明,定位及發(fā)展方向誤差 ΔX 和位置誤差 Δr 的工件定位相關(guān)如下:在受限:ΔX=WLΔr, (4)約束:ΔX=(WTLWL)-1WLTΔr, (5)過(guò)分約束:ΔX=WLT(WTLWL)-1Δr+(I6*6-WLT(WTLWL)-1WL) λ, (6)λ是任意一個(gè)向量。他們還介紹了從這些矩陣的幾個(gè)指標(biāo)，評(píng)價(jià)定位配置，其次是通過(guò)約束非線性規(guī)劃的優(yōu)化。然而，他們的研究分析，不涉及非確定性定位的修訂。目前，還沒(méi)有就如何處理與提供確定的位置的夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研究。2.定位完整性評(píng)價(jià)如果不確定性的位置達(dá)到夾具系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，設(shè)計(jì)師知道約束狀態(tài)是什么，以如何改善設(shè)計(jì)是非常重要的條件。如果夾具系統(tǒng)是過(guò)度約束，是理想定位需要的不必要的信息。而下約束時(shí)，所有有關(guān)知識(shí)約束工件的議案，可以引導(dǎo)設(shè)計(jì)師選擇額外的定位或使得修改定位計(jì)劃更有效。的總體戰(zhàn)略定位計(jì)劃表征幾何約束的狀態(tài)描述圖 2。在本文中,定位矩陣秩的幾何約束的施加評(píng)價(jià)狀態(tài)(見附件為獲得的定位矩陣)。確定需要六個(gè)定位器定位提供矩陣的滿秩定位 WL:如圖 3 所示,在給定的定位器數(shù)量 n,定位法向量[ai,bi,ci]和定位的位置[xi,yi,zi]每一個(gè)定位器,i=1,2,.,n,n*6 定位矩陣可以確定如下 :（7）當(dāng)?shù)燃?jí)（WL）=6，n=6 時(shí)，是工件良好約束。當(dāng)?shù)燃?jí)（WL）=6，n6 時(shí);是工件過(guò)約束。這意味著（n-6）有不必要的定位在定位方案上。工件將不存在限制（n-6）定位器。這種狀態(tài)的數(shù)學(xué)表示方法,那就是（n-6）在定位向量矩陣,可表示為線性組合的其他六行向量。圖 2 幾何約束狀態(tài)描述圖 3 一個(gè)簡(jiǎn)化的定位方案。定位方案，提供了確定性的位置。發(fā)達(dá)國(guó)家的算法使用下列方法確定不必要的定位：1、找到所有的（ n-6）組合定位的。2、為每個(gè)組合 ,從（n-6 ）定位器確定定位方案。3、重新計(jì)算矩陣秩的定位為左六個(gè)定位器。4、如果等級(jí)不變 ,被刪除的(n-6)定位器是負(fù)責(zé)過(guò)約束狀態(tài)。這種方法可能會(huì)產(chǎn)生多種解決方案，并要求設(shè)計(jì)師來(lái)決定哪一套不必要的定位應(yīng)該被刪除以最佳定位性能。當(dāng)?shù)燃?jí)（WL）6,工件的限制約束。3。算法的開發(fā)和實(shí)施在這里待開發(fā)的算法，將致力于提供信息的不受限運(yùn)動(dòng)工件在不足的約束狀態(tài)。假設(shè)有 n 個(gè)定位器之間的關(guān)系的工件的位置/ 定向誤差和定位誤差可以表示為如下其中，DX; DY，DZ，AX，AY，AZ 沿 X，Y，Z 軸和 X，Y，Z 軸的旋轉(zhuǎn)，分別是位移。直接還原鐵第 i 個(gè)定位器的幾何誤差。 WIJ 的定義是正確的廣義逆的定位矩陣 WR?WTLeWLWTL為了找出所有未受限運(yùn)動(dòng)的工件，V =dxi ; dyi ; dzi; daxi; dayi; dazi 介紹了 V DX = 0.由于 rank（△X）＜6 必須存在有非零 V 滿足式，每個(gè)非零的解決方案的 V 代表一個(gè)無(wú)約束運(yùn)動(dòng)。每學(xué)期的 V 代表該運(yùn)動(dòng)的一個(gè)組成部分。例如，[0; 0; 0; 3; 0; 0] 說(shuō)繞 x軸的旋轉(zhuǎn)不約束裝置 ，[0; 1; 1; 0; 0; 0 ] 工件可以沿著由下式給出的方向向量[0; 1; 1 ] 有可能是無(wú)限的解決方案。解空間，然而，可以構(gòu)造 6- rank（WL）基本的解決方案，致力于以下分析，找出基本的解決方案。示出，Wr 的行向量之間的依賴關(guān)系：在特殊情況下，例如，所有 W1J 等于零，V 具有一個(gè)明顯的解決方案，[1，0 ，0，0，0，0]，表示沿 x 軸的位移還沒(méi)有限制。這是很容易理解，因?yàn)椤?0 在此情況下，這意味著相應(yīng)的工件的位置誤差是不依賴任何定位錯(cuò)誤。因此，相關(guān)的動(dòng)議未約束的定位器。此外，結(jié)合動(dòng)議不約束，如果是△X 的元素之一，可以作為其他元素的線性組合表示。然而，它可以移動(dòng)向量定義的 x-和 y-軸之間的沿對(duì)角線為了找到解決辦法一般情況下，以下策略：1. 在定位矩陣消除依賴的行（S） 。2。計(jì)算 6 不正確的修改后的定位矩陣的廣義逆34 規(guī)范的自由運(yùn)動(dòng)空間。5 計(jì)算未定的 V6. 基于該算法，一個(gè) C ++程序的目的是為了查明受限的狀態(tài)下，不受約束的運(yùn)動(dòng)。實(shí)施例 1。在一個(gè)表面的磨削操作中，位于一個(gè)工件的夾具系統(tǒng)上，如示于圖。正常矢量和每個(gè)定位器的位置如下：因此，定位矩陣被確定。在有限的定位方案這種定位系統(tǒng)提供了根據(jù)有限的定位因?yàn)?rank（WL）=5＜6，該程序，然后計(jì)算正確的定位矩陣的廣義逆第一行是公認(rèn)的依賴行，因?yàn)檫@一行的去除不影響矩陣的秩。 “其他五排是獨(dú)立的行。發(fā)現(xiàn)根據(jù)獨(dú)立的行的線性組合規(guī)定下約束狀態(tài)的程序的步驟 5。這種特殊情況下的解決方案是顯而易見的，所有系數(shù)均為零。因此，所述 un-約束運(yùn)動(dòng)的工件可以被確定為 V=[100000]這表明，工件可沿 x 方向移動(dòng)?；谶@個(gè)結(jié)果，一個(gè)額外的定位器應(yīng)該是采用約束沿 x 軸的工件位移。實(shí)施例 2。圖 5 示出了鉸接 3-2-1 定位系統(tǒng)。的法線矢量和每個(gè)定位器的位置，在這最初的設(shè)計(jì)如下：這種配置的定位矩陣是610 真正的設(shè)計(jì)修改修改定位矩陣變?yōu)樾薷暮蟮亩ㄎ痪仃囀钦_的廣義逆檢查的程序依賴行，每一行是依賴其它五個(gè)行。不失概括性的，第一行被視為依賴行。 5×5 改進(jìn)的逆矩陣根據(jù)第 5 步中，計(jì)算五個(gè)未確定的 V 條件該矢量表示的位移的組合定義的自由運(yùn)動(dòng)，沿[1，0，1.713]方向結(jié)合旋轉(zhuǎn)[0.0432，0.0706，0.04]。要修改這個(gè)定位的配置，另一種定位器被添加到限制這種自由運(yùn)動(dòng)的工件，假設(shè)定位 L1 刪除在步驟 1 中。該程序可以也算自由運(yùn)動(dòng)的工件，如果一個(gè)定位器以外 L1 刪除在步驟 1 中。這提供了多的設(shè)計(jì)師的修訂選項(xiàng)。4.總結(jié)確定性的位置是一個(gè)重要的要求夾具定位方案設(shè)計(jì)。分析標(biāo)準(zhǔn)決定性的地位已經(jīng)確立。為了進(jìn)一步研究非確定性狀態(tài)，提出了一種用于檢查幾何約束的狀態(tài)已經(jīng)研制成功。該算法可以識(shí)別欠約束狀態(tài)，并指示不受限運(yùn)動(dòng)的工件。它也承認(rèn)過(guò)約束的狀態(tài)和不必要的定位器。輸出信息，可以幫助設(shè)計(jì)師來(lái)分析和改進(jìn)現(xiàn)有的定位方案。參考文獻(xiàn)[1] Asada H, By AB.。自動(dòng)重構(gòu)夾具的柔性裝配夾具的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。 IEEE J 機(jī)器人 autom1985; RA-1:86-93。[2] zhou YC， Chandru V，Barash MM。加工裝置的自動(dòng)配置的數(shù)學(xué)方法分析和綜合。反 ASME J 英工業(yè) 1989;111:299-306。[3] Wang MY, Liu T, Pelinescu DM.。夾具運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的基礎(chǔ)上充分接觸剛體模型。 J 制造業(yè)│科學(xué)與工程 2003;125：316-24。[4] Carlson JS。剛性零件的裝夾和定位計(jì)劃的二次靈敏度分析“。 ASME J 制造業(yè)│ 2001 年科學(xué)與工程;123（3）：462-72。[5] Marin R, Ferreira P.確定性 3-2-1 定位計(jì)劃的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和綜合加工裝置。 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零件名稱 襯套 共 7 頁(yè) 第 ２ 頁(yè)車間 工序號(hào) 工序名稱 材 料 牌 號(hào)機(jī)加工 30 粗車 QSN4-3毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù)型材 1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù)車床 C6132 1 1夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液1 三爪卡盤 普通乳化液工序工時(shí) (分)工位器具編號(hào) 工位器具名稱準(zhǔn)終 單件2 2主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 工步工時(shí)/s工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 r/min m/s mm/r mm 進(jìn)給次數(shù) 機(jī)動(dòng) 輔助1粗車 ?80 內(nèi)孔及端面,留 1mm 加工余量 外圓車刀, 三爪卡盤, 游標(biāo)卡尺 165 12.3 1 3 1 15 10設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期）標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期產(chǎn)品型號(hào) 襯套 零件圖號(hào)學(xué)院 機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品名稱 襯套 零件名稱 襯套 共 7 頁(yè) 第 3 頁(yè)車間 工序號(hào) 工序名稱 材 料 牌 號(hào)機(jī)加工 40 精車 QSN4-3毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù)型材 1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù)車床 C6132 1 1夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液1 三爪卡盤 普通乳化液工序工時(shí) (分)工位器具編號(hào) 工位器具名稱準(zhǔn)終 單件2 2主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 工步工時(shí)/s工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 r/min m/s mm/r mm 進(jìn)給次數(shù) 機(jī)動(dòng) 輔助1精車 ?80 內(nèi)孔及端面,留 0.2mm 加工余量 外圓車刀, 三爪卡盤, 游標(biāo)卡尺 267 20.5 1 2 1 15 10設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期）標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期產(chǎn)品型號(hào) 襯套 零件圖號(hào)學(xué)院 機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品名稱 襯套 零件名稱 襯套 共 7 頁(yè) 第 4 頁(yè)車間 工序號(hào) 工序名稱 材 料 牌 號(hào)機(jī)加工 50 精車 QSN4-3毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù)型材 1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù)車床 C6132 1 1夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液1 三爪卡盤 普通乳化液工序工時(shí) (分)工位器具編號(hào) 工位器具名稱準(zhǔn)終 單件2 2主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 工步工時(shí)/s工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 r/min m/s mm/r mm 進(jìn)給次數(shù) 機(jī)動(dòng) 輔助1精車 ?90 外圓及端面,留 0.2mm 加工余量 外圓車刀, 三爪卡盤, 游標(biāo)卡尺 267 20.5 1 2 1 15 10設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期）標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期產(chǎn)品型號(hào) 襯套 零件圖號(hào)學(xué)院 機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品名稱 襯套 零件名稱 襯套 共 7 頁(yè) 第 5 頁(yè)車間 工序號(hào) 工序名稱 材 料 牌 號(hào)機(jī)加工 60 鉆 QSN4-3毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù)型材 1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù)鉆床 Z525 1 1夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液1 專用夾具 普通乳化液工序工時(shí) (分)工位器具編號(hào) 工位器具名稱準(zhǔn)終 單件2 2主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 工步工時(shí)/s工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 r/min m/s mm/r mm 進(jìn)給次數(shù) 機(jī)動(dòng) 輔助1 鉆 ?8 孔 專用夾具，麻花鉆，游標(biāo)卡尺 560 25.7 0.8 2 1 15 10設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期）標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期產(chǎn)品型號(hào) 襯套 零件圖號(hào)學(xué)院 機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品名稱 襯套 零件名稱 襯套 共 7 頁(yè) 第 6 頁(yè)車間 工序號(hào) 工序名稱 材 料 牌 號(hào)機(jī)加工 70 磨 QSN4-3毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù)型材 1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù)磨床 M6132 1 1夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液1 專用夾具 普通乳化液工序工時(shí) (分)工位器具編號(hào) 工位器具名稱準(zhǔn)終 單件2 2主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 工步工時(shí)/s工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 r/min m/s mm/r mm 進(jìn)給次數(shù) 機(jī)動(dòng) 輔助1 磨 ?80 內(nèi)孔 專用夾具，砂輪，游標(biāo)卡尺 115 34.6 0.8 2 1 15 10設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期）標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期產(chǎn)品型號(hào) 襯套 零件圖號(hào)學(xué)院 機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品名稱 襯套 零件名稱 襯套 共 7 頁(yè) 第 7 頁(yè)車間 工序號(hào) 工序名稱 材 料 牌 號(hào)機(jī)加工 80 磨 QSN4-3毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺(tái) 件 數(shù)型材 1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號(hào) 設(shè)備編號(hào) 同時(shí)加工件數(shù)磨床 M6132 1 1夾具編號(hào) 夾具名稱 切削液1 專用夾具 普通乳化液工序工時(shí) (分)工位器具編號(hào) 工位器具名稱準(zhǔn)終 單件2 2主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進(jìn)給量 切削深度 工步工時(shí)/s工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 r/min m/s mm/r mm 進(jìn)給次數(shù) 機(jī)動(dòng) 輔助1 磨 ?90 外圓 專用夾具，砂輪，游標(biāo)卡尺 115 34.6 0.5 1 1 15 10設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期）標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書作 者： 學(xué) 號(hào)： 系 部： 專 業(yè)： 題 目： 襯套加工工藝及夾具設(shè)計(jì) 指導(dǎo)者：評(píng)閱者：年 月 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 中 文 摘 要襯套零件加工工藝及專用夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。關(guān)鍵詞 工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 外 文 摘 要Title： The design process and fixture of eccentric sleeveAbstract：Eccentric sleeve parts processing technology and special fixture design is including machiningProcess design, process design and fixture three. In process design should first of all parts for analysis, to understand part of the process to design blank structure, and choose the good parts machining datum, design the process routes of the parts; then the parts of each step in the process to the size calculation, the key is to determine the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure design; then the special fixture, the fixture for the various components of the design, such as the connecting part positioning devices, clamping element, a guide element, fixture and machine tools and other components; positioning error calculated by the analysis of fixture, jig structure the rationality and the deficiency, pay attention to improving and will design in.Keywords：process, cutting dosage, clamping, positioning目 錄1 序言.12 零件的分析.22.1 零件的形狀 .22.2 零件的工藝分析 .23 工藝規(guī)程設(shè)計(jì).33.1 確定毛坯的制造形式 33.2 基面的選擇 33.3 制定工藝路線 33.3.1 工藝路線方案一 .43.3.2 工藝路線方案二 .43.3.3 工藝方案的比較與分析 .43.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 53.4.1 機(jī)床選用 .53.4.2 選擇刀具 .53.4.3 選擇量具 .53.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 63.6 確定切削用量及基本工時(shí) .64 旋轉(zhuǎn)定位器夾具設(shè)計(jì).164.1 夾具設(shè)計(jì)要求說(shuō)明 164.2 夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn) .164.3 定位機(jī)構(gòu) 164.4 夾緊機(jī)構(gòu) .164.5 零件的加工誤差分析 .174.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu) 184.7 夾具簡(jiǎn)單使用說(shuō)明 19總 結(jié).20致 謝.20參 考 文 獻(xiàn).211 序言襯套零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等的基礎(chǔ)下，進(jìn)行的一個(gè)全面的考核。正確地解決一個(gè)零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問(wèn)題，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。機(jī)械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機(jī)械裝備的行業(yè)。機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品既可以直接供人們使用，也可以為其它行業(yè)的生產(chǎn)提供裝備，社會(huì)上有著各種各樣的機(jī)械或機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要行業(yè)，是一個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機(jī)械制造水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)。本次設(shè)計(jì)水平有限，其中難免有缺點(diǎn)錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。2 零件的分析2.1 零件的形狀題目給的零件是襯套零件，主要作用是起連接作用。零件的實(shí)際形狀如上圖所示，從零件圖上看，該零件是典型的零件，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。具體尺寸2.2 零件的工藝分析由零件圖可知，其材料為 45，具有較高強(qiáng)度，耐磨性，耐熱性及減振性，適用于承受較大應(yīng)力和要求耐磨零件。襯套零件主要加工表面為：1.車外圓及端面，表面粗糙度 值為 3.2 。2.車aRm?外圓及端面，表面粗糙度 值 3.2 。3.裝配孔，表面粗糙度 值 0.8 。4.半精aRm?車側(cè)面，及表面粗糙度 值 3.2 。5.兩側(cè)面粗糙度 a值 0.8襯套共有兩組加工表面，他們之間有一定的位置要求。現(xiàn)分述如下：(1)．加工表面：這一組加工表面包括：左端面，Φ90 外圓,Φ80 內(nèi)孔。其要求并不高，粗車后精車就可以達(dá)到精度要求。(2).右端面的加工表面：這一組加工表面包括：右端面外圓要求比較高,需要磨削加工3 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)本襯套設(shè)年產(chǎn)量為 10 萬(wàn)臺(tái)，每臺(tái)需要該零件 1 個(gè)，備品率為 19%，廢品率為0.25%，每日工作班次為 2 班。該零件材料為 45，考慮到零件在工作時(shí)要有高的耐磨性，所以選擇鑄鐵型材開料。依據(jù)設(shè)計(jì)要求 Q=90000 件/年，n=1 件/臺(tái)；結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，備品率 α 和 廢品率 β 分別取 19%和 0.25%代入公式得該工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)N=2XQn(1+α)（1+β)=238595 件/年3.1 確定毛坯的制造形式零件材料為 45，零件輪廓尺寸不大， ，這從提高生產(chǎn)效率，保證加工精度，減少生產(chǎn)成本上考慮，應(yīng)該考慮采用型材開料。3.2 基面的選擇基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)效率得以提高。否則，不但使加工工藝過(guò)程中的問(wèn)題百出，更有甚者，還會(huì)造成零件大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。粗基準(zhǔn)的選擇，對(duì)像襯套這樣的零件來(lái)說(shuō)，選好粗基準(zhǔn)是至關(guān)重要的。對(duì)本零件來(lái)說(shuō)，如果外圓的端面做基準(zhǔn)，則可能造成這一組內(nèi)外圓的面與零件的外形不對(duì)稱，按照有關(guān)粗基準(zhǔn)的選擇原則(即當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面做粗基準(zhǔn)，若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)應(yīng)位置精度較高的不加工表面做為粗基準(zhǔn))。對(duì)于精基準(zhǔn)而言，主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問(wèn)題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算，這在以后還要專門計(jì)算，此處不在重復(fù)。3.3 制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已經(jīng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用萬(wàn)能性機(jī)床配以專用夾具，并盡量使工序集中來(lái)提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。3.3.1 工藝路線方案一10 開料 型材開料20 粗車 粗車 ?90 外圓及端面,留 1mm 加工余量30 粗車 粗車 ?80 內(nèi)孔及端面,留 1mm 加工余量40 精車 精車 ?80 內(nèi)孔及端面,留 0.2mm 加工余量50 精車 精車 ?90 外圓及端面,留 0.2mm 加工余量60 鉆孔 鉆 ?8 孔70 磨 磨 ?80 內(nèi)孔80 磨 磨 ?90 外圓90 鉗工 去毛刺100 入庫(kù) 檢驗(yàn)入庫(kù)3.3.2 工藝路線方案二10 開料 型材開料20 粗車 粗車 ?90 外圓及端面,留 1mm 加工余量30 粗車 粗車 ?80 內(nèi)孔及端面,留 1mm 加工余量40 精車 精車 ?80 內(nèi)孔及端面,留 0.2mm 加工余量50 精車 精車 ?90 外圓及端面,留 0.2mm 加工余量60 磨 磨 ?80 內(nèi)孔70 磨 磨 ?90 外圓80 鉆孔 鉆 ?8 孔90 鉗工 去毛刺100 入庫(kù) 檢驗(yàn)入庫(kù)3.3.3 工藝方案的比較與分析上述兩個(gè)方案的特點(diǎn)在于：方案一的定位和裝夾等都比較方便，但是要更換多臺(tái)設(shè)備，加工過(guò)程比較繁瑣，而且在加工過(guò)程中位置精度不易保證。方案二減少了裝夾次數(shù)，但是要及時(shí)更換刀具，因?yàn)橛行┕ば蛟谲嚧采弦部梢约庸?，鏜、鉆孔等等，需要換上相應(yīng)的刀具。而且在磨削過(guò)程有一定難度，要設(shè)計(jì)專用夾具。因此綜合兩個(gè)工藝方案，取優(yōu)棄劣，具體工藝過(guò)程如下：10 開料 型材開料20 粗車 粗車 ?90 外圓及端面,留 1mm 加工余量30 粗車 粗車 ?80 內(nèi)孔及端面,留 1mm 加工余量40 精車 精車 ?80 內(nèi)孔及端面,留 0.2mm 加工余量50 精車 精車 ?90 外圓及端面,留 0.2mm 加工余量60 鉆孔 鉆 ?8 孔70 磨 磨 ?80 內(nèi)孔80 磨 磨 ?90 外圓90 鉗工 去毛刺100 入庫(kù) 檢驗(yàn)入庫(kù)3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備3.4.1 機(jī)床選用①.工序是粗車、粗鏜和半精車、半精鏜。各工序的工步數(shù)不多，成批量生產(chǎn)，故選用臥式車床就能滿足要求。本零件外輪廓尺寸不大，精度要求屬于中等要求，選用最常用的 C6132１型臥式車床。參考根據(jù)《機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 4.2-7。②.工序鉆孔，選用 Z525 搖臂鉆床。3.4.2 選擇刀具①.在車床上加工的工序,一般選用硬質(zhì)合金車刀和鏜刀。加工刀具選用 YG6 類硬質(zhì)合金車刀，它的主要應(yīng)用范圍為普通鑄鐵、冷硬鑄鐵、高溫合金的精加工和半精加工。為提高生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性,可選用可轉(zhuǎn)位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。②.鉆孔時(shí)選用高速鋼麻花鉆，參考《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 （主編 孟少農(nóng)） ，第二卷表 10.21-47 及表 10.2-53 可得到所有參數(shù)。③.磨具的選用：磨具通常又稱為砂輪。是磨削加工所使用的“刀具” 。磨具的性能主要取決于磨具的磨料、結(jié)合劑、粒度、硬度、組織以及砂輪的形狀和尺寸。參考《簡(jiǎn)明機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 （主編 徐圣群） 表 12-47，選擇二號(hào)砂輪。3.4.3 選擇量具本零件屬于成批量生產(chǎn)，一般均采用通常量具。選擇量具的方法有兩種：一是按計(jì)量器具的不確定度選擇；二是按計(jì)量器的測(cè)量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。3.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“襯套” 零件材料為 45，查《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》 （以后簡(jiǎn)稱《工藝手冊(cè)》 ） ，表2.2-17 各種鐵的性能比較，鐵的硬度 HB 為 143～269，表 2.2-23 鐵的物理性能，45密度 ρ=7.2～7.3（ ） ，計(jì)算零件毛坯的重量約為 2 。3cmg kg表 3-1 機(jī)械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì)同類零件的年產(chǎn)量 [件]生產(chǎn)類別重型（零件重2000kg）中型（零件重90~2000kg）輕型（零件重90kg）單件生產(chǎn) 5 以下 10 以下 90 以下小批生產(chǎn) 5~90 10~200 90~500中批生產(chǎn) 90~300 200~500 500~5000大批生產(chǎn) 300~900 500~5000 5000~50000大量生產(chǎn) 900 以上 5000 以上 50000 以上根據(jù)所發(fā)的任務(wù)書上的數(shù)據(jù)，該零件的月工序數(shù)不低于 30～50，毛坯重量 2 90kg為輕型，確定為大批生產(chǎn)。kg根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)，選擇型材開料類型的主要特點(diǎn)要生產(chǎn)率高，適用于大批生產(chǎn)，查《工藝根據(jù)上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸。3.6 確定切削用量及基本工時(shí)切削用量一般包括切削深度、進(jìn)給量及切削速度三項(xiàng)。確定方法是先是確定切削深度、進(jìn)給量，再確定切削速度。現(xiàn)根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》 （第三版，艾興、肖詩(shī)綱編，1993 年機(jī)械工業(yè)出版社出版）確定本零件各工序的切削用量所選用的表格均加以*號(hào)，與《機(jī)械制造設(shè)計(jì)工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)》的表區(qū)別。3.6.1 工序 2粗車 ?90 外圓及端面,留 1mm 加工余量所選刀具為 YG6 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 1.1，由于C6132 機(jī)床的中心高為 160 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀片mHB?m2516厚度為 。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角 = ，后角 =5.4 0V0?，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑 = 。06vK09'vK01s?0sr8.①.確定切削深度 pa由于單邊余量為 ，可在一次走刀內(nèi)完成，故m5= = （3-p269.7?m5.31）②.確定進(jìn)給量 f根據(jù)《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》可知：表 1.4刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 ～400 之間時(shí)，m1625?pam4?10進(jìn)給量 =0.5～1.0fr按 C6132 機(jī)床進(jìn)給量（表 4.2—9）在《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知：=0.7fr確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表 1—30，C6132 機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力 =3530 。maxFN根據(jù)表 1.21，當(dāng)強(qiáng)度在 174～207 時(shí)， ， ， =HBSp4?f75.0rmrK時(shí)，徑向進(jìn)給力： =950 。045RN切削時(shí) 的修正系數(shù)為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.29—2） ，故實(shí)際fFroFfKsFf?krFfK進(jìn)給力為：=950 =1111.5 （3-f17.?N2）由于切削時(shí)進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選 = 可用。frm7.0③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表 1.9，車刀后刀面最大磨損量取為 ，車刀5.1壽命 = 。Tmin60④.確定切削速度 0V切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接有表中查出。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表 1.11，當(dāng) 硬質(zhì)合金刀加工硬度 200～2196YG的鑄件， ， ，切削速度 = 。HBSpam4?fr75.0Vmin3切削速度的修正系數(shù)為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見表tvKmvsvKTvKv1.28） ，故：= tVv=63 （3-'0?0.184.920.1?3）in48m?= = =120 （3-nDc?'10127?ir4）根據(jù) C6132 車床說(shuō)明書選擇=1250nmir這時(shí)實(shí)際切削速度 為：cV= = （3-c10cD?01257?min?5）⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率切削時(shí)的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計(jì)算。由《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表 1.25， = ～ ， ，HBS160245pam3?f，切削速度 時(shí)，rm75.0min50V?=CPKW7.1切削功率的修正系數(shù) =0.73， =0.9，故實(shí)際切削時(shí)間的功率為：krcPcr0=1.7 =1.2 （3-C3.?6）根據(jù)表 1.30，當(dāng) = 時(shí)，機(jī)床主軸允許功率為 = ， ，故所nmi125r EPKW9.5C?EP選切削用量可在 C6132 機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為：=3.75 ， = ， = = ， =pafr7.0ni125rsr08.Vmin0⑥.倒角 為了縮短輔助時(shí)間，取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與鉆孔相同srn28.3?換車刀手動(dòng)進(jìn)給。3.6.2 粗車 ?80 內(nèi)孔及端面,留 1mm 加工余量所選刀具為 YG6 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 1.1，由于C602—1 機(jī)床的中心高為 200 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀mHB?m2516片厚度為 。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角 = ，后角5.4 0V= ，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑 = 。0?6vK09'vK01s?0sr8.①.確定切削深度 pa由于單邊余量為 ，可在一次走刀內(nèi)完成，故m5.2= = p.251②.確定進(jìn)給量 f根據(jù)《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》可知：表 1.4刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 ～400 之間時(shí)，m1625?pam4?10進(jìn)給量 =0.5～1.0fr按 C6132 機(jī)床進(jìn)給量（表 4.2—9）在《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知：=0.7fr確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表 1—30，C6132 機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力 =3530 。maxFN根據(jù)表 1.21，當(dāng)強(qiáng)度在 174～207 時(shí)， ， ， =HBSp4?f75.0rmrK時(shí)，徑向進(jìn)給力： =950 。045RN切削時(shí) 的修正系數(shù)為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.29—2） ，故實(shí)際fFroFfKsFf?krFfK進(jìn)給力為：=950 =1111.5 由f17.?N于切削時(shí)進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選 = 可用。frm7.0③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表 1.9，車刀后刀面最大磨損量取為 ，車刀5.1壽命 = 。Tmin60④.確定切削速度 0V切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接有表中查出。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表 1.11，當(dāng) 硬質(zhì)合金刀加工硬度 200～21915YT的鑄件， ， ，切削速度 = 。HBSpam4?fr75.0Vmin63切削速度的修正系數(shù)為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見表tvKmvsvKTvKv1.28） ，故：= tVv=63 （3-'0?0.184.920.1?12）in48m?= = =120 （3-nDc?'1027?ir13）根據(jù) C6132 車床說(shuō)明書選擇=1250nmir這時(shí)實(shí)際切削速度 為：cV= = （3-c10cD?01257?min?14）⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率切削時(shí)的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計(jì)算。由《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表 1.25， = ～ ， ，HBS160245pam3?f，切削速度 時(shí)，rm75.0min50V?=CPkw7.1切削功率的修正系數(shù) =0.73， =0.9，故實(shí)際切削時(shí)間的功率為：rcPcrK0=1.7 =1.2 C3.?k根據(jù)表 1.30，當(dāng) = 時(shí)，機(jī)床主軸允許功率為 = ， ，故所nmi125r EPkw9.5C?EP選切削用量可在 C6132 機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為：=1.25 ， = ， = = ， =paf7.0ni125rsr08.Vmin03.6.3 工序 4精車 ?80 內(nèi)孔及端面,留 0.2mm 加工余量所選刀具為 YG6 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 1.1，由于C6132 機(jī)床的中心高為 160 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀片mHB?m2516厚度為 。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角 = ，后角 =5.4 0V0?，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑 = 。06vK09'vK01s?0sr8.①.確定切削深度 pa由于單邊余量為 ，可在一次走刀內(nèi)完成，故m5= = （3-p269.7?m5.31）②.確定進(jìn)給量 f根據(jù)《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》可知：表 1.4刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 ～400 之間時(shí)，m1625?pam4?10進(jìn)給量 =0.5～1.0fr按 C6132 機(jī)床進(jìn)給量（表 4.2—9）在《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知：=0.7fr確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表 1—30，C6132 機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力 =3530 。maxFN根據(jù)表 1.21，當(dāng)強(qiáng)度在 174～207 時(shí)， ， ， =HBSp4?f75.0rmrK時(shí)，徑向進(jìn)給力： =950 。045RN切削時(shí) 的修正系數(shù)為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.29—2） ，故實(shí)際fFroFfKsFf?krFfK進(jìn)給力為：=950 =1111.5 （3-f17.?N2）由于切削時(shí)進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選 = 可用。frm7.0③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表 1.9，車刀后刀面最大磨損量取為 ，車刀m5.1壽命 = 。Tmin60④.確定切削速度 0V切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接有表中查出。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表 1.11，當(dāng) 硬質(zhì)合金刀加工硬度 200～2196YG的鑄件， ， ，切削速度 = 。HBSpam4?fr75.0Vmin3切削速度的修正系數(shù)為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見表tvKmvsvKTvKv1.28） ，故：= tVv=63 （3-'0?0.184.920.1?3）in48m?= = =120 （3-nDc?'10127?ir4）根據(jù) C6132 車床說(shuō)明書選擇=1250nmir這時(shí)實(shí)際切削速度 為：cV= = （3-c10cD?01257?min?5）⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率切削時(shí)的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計(jì)算。由《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表 1.25， = ～ ， ，HBS160245pam3?f，切削速度 時(shí)，rm75.0min50V?=CPKW7.1切削功率的修正系數(shù) =0.73， =0.9，故實(shí)際切削時(shí)間的功率為：krcPcr0=1.7 =1.2 （3-C3.?6）根據(jù)表 1.30，當(dāng) = 時(shí)，機(jī)床主軸允許功率為 = ， ，故所nmi125r EPKW9.5C?EP選切削用量可在 C6132 機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為：=3.75 ， = ， = = ， =pamfr7.0nmi125rsr08.Vmin50⑥.倒角 為了縮短輔助時(shí)間，取倒角時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速與鉆孔相同srn28.3?換車刀手動(dòng)進(jìn)給。3.6.4 精車 ?90 外圓及端面,留 0.2mm 加工余量所選刀具為 YG6 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 1.1，由于C602—1 機(jī)床的中心高為 200 （表 1.30） ，故選刀桿尺寸 = ，刀mHB?m2516片厚度為 。選擇車刀幾何形狀為卷屑槽帶倒棱型前刀面，前角 = ，后角5.4 0V= ，主偏角 = ，副偏角 = ，刃傾角 = ，刀尖圓弧半徑 = 。0?6vK09'vK01s?0sr8.①.確定切削深度 pa由于單邊余量為 ，可在一次走刀內(nèi)完成，故m5.2= = p.251②.確定進(jìn)給量 f根據(jù)《切削加工簡(jiǎn)明實(shí)用手冊(cè)》可知：表 1.4刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 ～400 之間時(shí)，m1625?pam4?10進(jìn)給量 =0.5～1.0fr按 C6132 機(jī)床進(jìn)給量（表 4.2—9）在《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知：=0.7fr確定的進(jìn)給量尚需滿足機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度的要求，故需進(jìn)行校驗(yàn)根據(jù)表 1—30，C6132 機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許進(jìn)給力 =3530 。maxFN根據(jù)表 1.21，當(dāng)強(qiáng)度在 174～207 時(shí)， ， ， =HBSp4?f75.0rmrK時(shí)，徑向進(jìn)給力： =950 。045RN切削時(shí) 的修正系數(shù)為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.29—2） ，故實(shí)際fFroFfKsFf?krFfK進(jìn)給力為：=950 =1111.5 由fF17.?N于切削時(shí)進(jìn)給力小于機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)允許的進(jìn)給力，故所選 = 可用。frm7.0③.選擇刀具磨鈍標(biāo)準(zhǔn)及耐用度根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表 1.9，車刀后刀面最大磨損量取為 ，車刀5.1壽命 = 。Tmin60④.確定切削速度 0V切削速度可根據(jù)公式計(jì)算，也可直接有表中查出。根據(jù)《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表 1.11，當(dāng) 硬質(zhì)合金刀加工硬度 200～21915YT的鑄件， ， ，切削速度 = 。HBSpam4?fr75.0Vmin63切削速度的修正系數(shù)為 =1.0， =0.92， 0.8， =1.0， =1.0（見表tvKmvsvKTvKv1.28） ，故：= tVv=63 （3-'0?0.184.920.1?12）in48m?= = =120 （3-nDc?'1027?ir13）根據(jù) C6132 車床說(shuō)明書選擇=1250nmir這時(shí)實(shí)際切削速度 為：cV= = （3-c10cD?01257?min?14）⑤.校驗(yàn)機(jī)床功率切削時(shí)的功率可由表查出，也可按公式進(jìn)行計(jì)算。由《切削用量簡(jiǎn)明使用手冊(cè)》表 1.25， = ～ ， ，HBS160245pam3?f，切削速度 時(shí)，rm75.0min50V?=CPkw7.1切削功率的修正系數(shù) =0.73， =0.9，故實(shí)際切削時(shí)間的功率為：rcPcrK0=1.7 =1.2 CP73.0?kw根據(jù)表 1.30，當(dāng) = 時(shí)，機(jī)床主軸允許功率為 = ， ，故所nmi125r EPkw9.5C?EP選切削用量可在 C6132 機(jī)床上進(jìn)行，最后決定的切削用量為：=1.25 ， = ， = = ， =paf7.0ni125rsr08.Vmin0工序 60 磨 ?80 內(nèi)孔機(jī)床：內(nèi)圓磨床 《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表 12?砂輪： 《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表2485GB? 56Bm?由《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 得1.52?工件速度 ,工件轉(zhuǎn)速03/wvms?:0.871.3/wns?:選取砂輪主軸轉(zhuǎn)速為 ir故最大的切削速度： 45016/min6v??選擇工件轉(zhuǎn)速 《機(jī)械制造工藝金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表72/minwn? 1.46?工件的縱向進(jìn)給量 時(shí)，橫向進(jìn)給量0.51aBf 0.17/rfdst?《機(jī)械制造工藝金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表 1.523?工件的切削余量 ，每次切削深度 ，切削次數(shù)為 次。.bzm?Bfm動(dòng)機(jī)時(shí)間： 《機(jī)械制造工藝金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表2BtlkTnf 1.46?且 176l?由《機(jī)械制造工藝金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表 1.48?1.3k?則 20.513.9min7T??工序 50 磨 ?90 外圓機(jī)床： 外圓磨床 《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表/32MB 12?砂輪： 《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》表485G? 56Bm?由《機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 得1.52?工件速度 ,工件轉(zhuǎn)速0.2.3/wvms?:0.871.3/wns?:選取砂輪主軸轉(zhuǎn)速為 ir故最大的切削速度： 45016/min6v??選擇工件轉(zhuǎn)速 《機(jī)械制造工藝金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表72/minwn? 1.46?工件的縱向進(jìn)給量 時(shí)，橫向進(jìn)給量0.51aBf 0.17/rfdst?《機(jī)械制造工藝金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表 1.523?工件的切削余量 ，每次切削深度 ，切削次數(shù)為 次。.bzm?Bfm動(dòng)機(jī)時(shí)間： 《機(jī)械制造工藝金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表2BtlkTnf 1.46?且 176l?由《機(jī)械制造工藝金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表 1.48?1.3k?則 20.513.9min7T??4 旋轉(zhuǎn)定位器夾具設(shè)計(jì)4.1 夾具設(shè)計(jì)要求說(shuō)明夾具的主要特點(diǎn)是工件加工表面的中心線與機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)軸線同軸。4.2 夾具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）定位裝置的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和夾緊裝置的設(shè)計(jì)要求當(dāng)加工回轉(zhuǎn)表面時(shí)，要求工件加工面的軸線與機(jī)床主軸軸線重合，夾具上定位裝置的結(jié)構(gòu)和布置必須保證這一點(diǎn)。當(dāng)加工的表面與工序基準(zhǔn)之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時(shí)，則應(yīng)以?shī)A具的回轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn)來(lái)確定定位元件的位置。工件的夾緊應(yīng)可靠。由于加工時(shí)工件和夾具一起隨主軸高速回轉(zhuǎn)，故在加工過(guò)程中工件除受切削力矩的作用外，整個(gè)夾具還要受到重力和離心力的作用，轉(zhuǎn)速越高離心力越大，這些力不僅降低夾緊力，同時(shí)會(huì)使主軸振動(dòng)。因此，夾緊機(jī)構(gòu)必須具有足夠的夾緊力，自鎖性能好，以防止工件在加工過(guò)程中移動(dòng)或發(fā)生事故。對(duì)于角鐵式夾具，夾緊力的施力方式要注意防止引起夾具變形。（2）夾具與機(jī)床主軸的連接磨床夾具與機(jī)床主軸的連接精度對(duì)夾具的加工精度有一定的影響。因此，要求夾具的回轉(zhuǎn)軸線與臥式車床主軸軸線應(yīng)具有盡可能小的同軸度誤差。4.3 定位機(jī)構(gòu)由零件圖分析孔的加工要求，必須保證孔軸向和徑向的加工尺寸，得出，夾具必須限制工件的六個(gè)自由度，才可以達(dá)到加工要求。先設(shè)計(jì)夾具模型如下：選擇定位元件為：定位銷，芯軸，大端面。支撐板限制了 X,Y,Z 方向的移動(dòng)自由度，X,Y 方向的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，支撐釘限制了 Z 方向的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度?？梢?，定位方案選擇合理。4.4 夾緊機(jī)構(gòu)選擇工件的夾緊方案，夾緊方案的選擇原則是夾得穩(wěn)，夾得勞，夾得快。選擇夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)，要合理確定夾緊力的三要素：大小、方向、作用點(diǎn)。夾緊裝置的基本要求如下：1. 夾緊時(shí)不能破壞工件在夾具中占有的正確位置；2. 夾緊力要適當(dāng)，既要保證工件在加工過(guò)程中不移動(dòng)、不轉(zhuǎn)動(dòng)、不震動(dòng)，又不因夾緊力過(guò)大而使工件表面損傷、變形。3. 夾緊機(jī)構(gòu)的操作應(yīng)安全、方便、迅速、省力。4. 機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，制造、維修要方便。分析零件加工要素的性質(zhì)，確定夾緊動(dòng)力源類型為手動(dòng)夾緊，夾緊裝置為壓板，壓緊力來(lái)源為螺旋力。夾具的具體結(jié)構(gòu)與參數(shù)見夾具裝配圖和零件圖。4.5 零件的加工誤差分析工件在夾具上加工時(shí)，加工誤差的大小受工件在夾具上的定位誤差 、夾具誤差D?、夾具在主軸上的安裝誤差 和加工方法誤差 的影響。J?A?G?如夾具圖所示，在夾具上加工時(shí)，尺寸的加工誤差的影響因素如下所述：（1）定位誤差 D由于 C 面既是工序基準(zhǔn)，又是定位基準(zhǔn)，基準(zhǔn)不重合誤差 為零。工件在夾具上B定位時(shí)，定位基準(zhǔn)與限位基準(zhǔn)是重合的，基準(zhǔn)位移誤差 為零。因此，尺寸的定位誤Y?差 等于零。D?（2）夾具誤差 J?夾具誤差為限位基面與軸線間的距離誤差，以及限位基面相對(duì)安裝基面 C 的平行度誤差是 0.01.（3）安裝誤差 A因?yàn)閵A具和主軸是莫氏錐度配合，夾具的安裝誤差幾乎可以忽略不計(jì)。（4）加工方法誤差 G?如車床主軸上安裝夾具基準(zhǔn)與主軸回轉(zhuǎn)軸線間的誤差、主軸的徑向跳動(dòng)、車床溜板進(jìn)給方向與主軸軸線的平行度或垂直度等。它的大小取決于機(jī)床的制造精度、夾具的懸伸長(zhǎng)度和離心力的大小等因素。一般取= /3=0.05/3=0.017mmG?K?零件的車床夾具總加工誤差是： 2A2JDG????062.17.0.?精度儲(chǔ)備： 238.6.5.0??CJ故此方案可行。4.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)尺寸和總體結(jié)構(gòu)夾具體設(shè)計(jì)的基本要求（1）應(yīng)有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性?shī)A具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對(duì)刀塊或?qū)蛟谋砻嬉约皧A具體的安裝基面，應(yīng)有適當(dāng)?shù)某叽缇群托螤罹?，它們之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)奈恢镁取槭箠A具體的尺寸保持穩(wěn)定，型材開料夾具體要進(jìn)行時(shí)效處理，焊接和鍛造夾具體要進(jìn)行退火處理。（2）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度為了保證在加工過(guò)程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動(dòng)，夾具體應(yīng)有足夠的壁厚，剛性不足處可適當(dāng)增設(shè)加強(qiáng)筋。（3）應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性?shī)A具體一般外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且各表面間的相互位置精度要求高，因此應(yīng)特別注意其結(jié)構(gòu)工藝性，應(yīng)做到裝卸工件方便，夾具維修方便。在滿足剛度和強(qiáng)度的前提下，應(yīng)盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡(jiǎn)單。（4）應(yīng)便于排除切屑在機(jī)械加工過(guò)程中，切屑會(huì)不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時(shí)排除，切削熱量的積聚會(huì)破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會(huì)破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對(duì)于加工過(guò)程中切屑產(chǎn)生不多的情況，可適當(dāng)加大定位元件工作表面與夾具體之間的距離以增大容屑空間：對(duì)于加工過(guò)程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應(yīng)在夾具體上設(shè)置排屑槽。（5）在機(jī)床上的安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠夾具在機(jī)床上的安裝都是通過(guò)夾具體上的安裝基面與機(jī)床上的相應(yīng)表面的接觸或配合實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上安裝時(shí)，夾具的重心應(yīng)盡量低，支承面積應(yīng)足夠大，安裝基面應(yīng)有較高的配合精度，保證安裝穩(wěn)定可靠。夾具底部一般應(yīng)中空，大型夾具還應(yīng)設(shè)置吊環(huán)或起重孔。確定夾具體的結(jié)構(gòu)尺寸，然后繪制夾具總圖。詳見繪制的夾具裝配圖。4.7 夾具簡(jiǎn)單使用說(shuō)明（1）夾具的總體結(jié)構(gòu)應(yīng)力力求緊湊、輕便，懸臂尺寸要短，重心盡可能靠近主軸。（2）當(dāng)工件和夾具上個(gè)元件相對(duì)機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線不平衡時(shí)，將產(chǎn)生較大的離心力和振動(dòng)，影響工件的加工質(zhì)量、刀具的壽命、機(jī)床的精度和安全生產(chǎn)，特別是在轉(zhuǎn)速較高的情況下影響更大。因此，對(duì)于重量不對(duì)稱的夾具，要有平衡要求。平衡的方法有兩種：設(shè)置平衡塊或加工減重孔。在工廠實(shí)際生產(chǎn)中，常用適配的方法進(jìn)行夾具的平衡工作。（3）為了保證安全，夾具上各種元件一般不超過(guò)夾具的圓形輪廓之外。因此，還應(yīng)該注意防止切削和冷卻液的飛濺問(wèn)題，必要時(shí)應(yīng)該加防護(hù)罩?？? 結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，時(shí)間雖然短暫但是它對(duì)我們來(lái)說(shuō)受益菲淺的，通過(guò)這次的設(shè)計(jì)使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行實(shí)實(shí)在在的設(shè)計(jì)，使我們不但鞏固了理論知識(shí)而且掌握了設(shè)計(jì)的步驟和要領(lǐng)，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設(shè)計(jì)手冊(cè)和AUTOCAD 等制圖軟件，為我們踏入社會(huì)打下了好的基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計(jì)使我們認(rèn)識(shí)到了只努力的學(xué)好書本上的知識(shí)是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實(shí)踐的結(jié)合。因此我們非常感謝老師給我們的辛勤指導(dǎo)，使我們學(xué)到了很多，也非常珍惜大學(xué)給我們的這次設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，它將是我們畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的更出色的關(guān)鍵一步。致 謝這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊(cè)時(shí)，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗(yàn)不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問(wèn)題，不過(guò)我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時(shí)給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)的取得，與指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導(dǎo)老師，特別是每次都放下他的休息時(shí)間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從題目的選擇到項(xiàng)目的最終完成，他都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個(gè)日日夜夜，他不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無(wú)微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹(jǐn)向指導(dǎo)老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。參 考 文 獻(xiàn)[1] 東北重型機(jī)械學(xué)院，洛陽(yáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院，長(zhǎng)春汽車廠工人大學(xué)，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1980。[2] 張進(jìn)生。機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)［Ｍ］ 。機(jī)械工業(yè)出版社，1995。[3] 李慶壽。機(jī)床夾具設(shè)計(jì)［Ｍ］ 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