機油泵泵體加工工藝及鏜削機油泵殼體兩平行孔的轉位夾具設計（全套含CAD圖紙）

機油泵泵體加工工藝及鏜削機油泵殼體兩平行孔的轉位夾具設計（全套含CAD圖紙）,機油,泵泵體,加工,工藝,殼體,平行,夾具,設計,全套,cad,圖紙 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量知識的經驗，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)字來進行描述的。成分事例代表成員（成分功能和其他結構成分，主要驅動參數(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： 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。 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這種標準事例了?；蛘咧荒茏鳛橐粋€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 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19325513321402000，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 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被實行了，使用的是支持基礎數(shù)據的VC++，UG電腦繪圖軟件。這個框架也已經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。 9 XX 學院 畢業(yè)設計（論文） 題 目 機油泵泵體加工工藝及 鏜削機油泵殼體兩平行孔的轉位夾具設計 所屬系部 機械工程系 所屬專業(yè) 機械設計與制造 所屬班級 學 　號 學生姓名 指導教師 起訖日期 目 錄 前言…………………………………………………… （3） 1 零件的工藝分析及生產類型……………………… （4） 1.1零件的用途 …………………………………………… （4） 1.2零件的工藝分析………………………………………… （5） 1.3零件的生產類型………………………………………… （5） 2 確定毛坯種類，繪制毛坯圖 ……………………… （5） 2.1確定毛坯種類…………………………………………… （5） 2.2確定毛坯尺寸及機械加工總余量…………………………… （5） 2.3 設計毛坯圖 …………………………………………… （6） 2.4 繪制毛坯圖 …………………………………………… （6） 3 選擇加工方法，制定工藝路線……………………… （7） 3.1 定位基準的選擇………………………………………… （7） 3.2 零件的表面加工方法…………………………………… （7） 3.3工序的集中與分散 ……………………………………… （8） 3.4工序順序的安排………………………………………… （8） 3.5制定工藝路線…………………………………………… （8） 3.6 加工設備及工藝裝備選擇…………………………………（11） 3.7工序間加工余量、工序尺寸的確定…………………………（12） 3.8切削用量的計算…………………………………………（13） 3.9基本時間的計算…………………………………………（20） 4 設計心得…………………………………………… （23） 參考文獻…………………………………………………（24） 前 言 夾具是機械制造過程中最常用的一種工藝裝備。在機械制造過程中，它裝在機床上，使工件相對刀具與機床保待正確的位置，并能承受切削力。夾具的主要作用是保證加工精度、提高勞動生產率、擴大機床的使用范圍和保證生產安全，因此，機床夾具在機械制造中占有很重要的地位。 采用的機床夾具設計方法設計整體式殼類零件，設計過程可以在簡潔、明了的三維操作界面中進行，減少重復繪圖工作量。更重要的是最終可以自動生成夾具零件及裝配體的三維實體圖和二維工程圖。這種設計方法不僅可以把夾具設計技術人員從繁雜重復的設計勞動中解脫出來，更可縮短夾具的開發(fā)周期，提高其設計制造水平和質量，從而使夾具行業(yè)的整體勞動生產率得到提高[6]。 計算機輔助機床夾具設計是利用計算機輔助設計CAD技術來完成夾具設計的先進方法。由于夾具種類繁多，結構復雜，其設計過程涉及控制條件多，因此，用于夾具設計的專業(yè)軟件甚少，目前還沒有一種軟件系統(tǒng)能夠將夾具設計完全數(shù)字化。目前，計算機輔助夾具設計一般是采用二維CAD軟件進行。采用二維CAD軟件進行夾具設計，可以提高設計效率和質量，但是其缺點是設計人員首先要閱讀工件二維零件圖，了解零件的加工要求，并將二維零件圖在頭腦中三維實體化；再選擇或設計合適的定位、夾緊等元件和裝置；接下來將上述結構在頭腦中形成夾具三維實體，用二維圖表示，完成夾具的設計。在設計過程中，思維要在三維和二維模型中反復轉換，最終繪制二維的總裝圖。由于繪制三維實體效果的裝配圖難度大，效率低，一般不繪制三維裝配圖。這對夾具設計質量和效率，以及加工和裝配均有不利的影響。3D軟件是一個基于特征的參數(shù)化實體建模設計工具，該軟件完全采用Windows圖形用戶界面，易學易用。借助3D軟件平臺，可以創(chuàng)建三維實體模型；編輯零件裝配體并進行簡單的運動仿真；利用它的動畫功能不僅可以檢查夾具工作的可行性，還能得到夾具零部件裝配和運動過程的動畫文件。 計算機輔助設計（CAD）的功能在于能協(xié)助設計者完成產品設計各階段的工作。本文針對機床夾具進行計算機輔助設計，借助3D軟件平臺，將設計時所用標準零件建立實體模型庫；對于非標準零件，采用交互方式建模方法直接在設計平臺建模并建立非標準模型庫。 采用二維CAD軟件進行設計，它使我們甩掉了圖板，解決r使用繪圖板帶來的諸多弊端?，F(xiàn)在，大量三維實體造型軟件崛起，如PR0／E、UG、3D、SoIidedge等，推動了設計領域的新革命．由于這些三維軟件．不僅僅可創(chuàng)建三維實體模型，還可利用設計出三維模型進行模擬裝配和靜態(tài)干涉檢查、機構分析、動態(tài)干涉檢查、動力學分析、強度分析等，并且與其它軟件配合可進行零件的數(shù)控加工演示和數(shù)控代碼的生成。這些功能是以往的二維CAD無法比擬的。結合夾具設計的復雜性、高精度性等特點．采用了易學易懂的3D三維實體造型軟件來實現(xiàn)設計過程。 任務介紹： 本次設計題目是：機油泵泵體工藝規(guī)程設計。要求如下：生產批量為大批大量生產，其他要求及零件參數(shù)見機油泵泵體零件圖，要求設計該泵體的機械加工工藝規(guī)程，具體內容為： （1）根據生產類型，對零件進行工藝分析； （2）選擇毛坯種類及制造方法，繪制毛坯圖； （3）制訂零件的機械加工工藝過程，選擇工序加工設備及工藝裝備，確定各 工序切削用量及工序尺寸，并計算工序的工時定額； （4）填寫工藝卡片； （5）撰寫設計說明書。 圖1 機油泵泵體零件圖 1零件的工藝分析及生產類型 1.1零件的用途 機油泵是不斷的把發(fā)動機油底殼里的機油送出去以達到潤滑發(fā)動機各個需要潤滑的零部件的目的。機油泵泵體在整個機油泵中起著很重要的作用，泵體的尺寸精度、表面粗糙度直接影響機油泵的工作穩(wěn)定性和泵的壽命。 零件的技術要求 ： ①鑄件表面不允許有裂紋、氣孔、粘沙等缺陷。 ②鑄件拔模斜度1-3°，未注圓角半徑R2-3。 ③鑄件經回火，除內應力處理，硬度HB187-255。 ④所有螺紋空口倒角至螺紋大徑。 ⑤去銳邊毛刺，非加工表面涂硝化油漆。 1.2零件的工藝分析 通過對該零件圖的重新繪制，知原圖樣的視圖正確、完整，尺寸、公差及技術要去齊全，零件的結構工藝性合理。該零件需要加工的表面均為切削加工，各表面的加工精度及表面粗糙度都不難獲得。 根據各加工方法的經濟精度及一般機床所能達到的位置精度，該零件沒有很難加工的表面，上述各表面的技術要求采用常規(guī)加工工藝均可以保證，該機油泵泵體位置公差要求嚴格，部分加工面需專用夾具進行夾緊定位。 1.3零件的生產類型 根據零件的生產綱領，該零件為大批大量生產。 2確定毛坯種類，繪制毛坯圖 2.1確定毛坯種類 零件材料采用灰鑄鐵HT200，具有高的抗壓強度、良好的鑄造性、耐磨性、消振性和低的缺口敏感性、可切屑加工性?？紤]到鑄造可以鑄造內腔、外形很復雜的毛坯，工藝靈活性大，鑄造成本低 ，故選用鑄件毛坯。又已知零件的生產規(guī)模為大批大量生產，根據《機械制造技術課程設計指導》表1-6，確定毛坯鑄造方法為機器砂型鑄造，鑄件的機械加工余量等級G級，公差等級8-10級。 2.2確定毛坯尺寸及機械加工總余量 已知毛坯制造方法為機器砂型鑄造，材料為灰鑄鐵，規(guī)模為大批大量生產，查《機械制造手冊》表5-3可取鑄件尺寸公差等級CT為10級，加工余量等級MA為G級。 表1 毛坯尺寸及機械加工總余量（mm） 加工 表面 基本 尺寸 鑄件尺寸 公差 機械加工 總余量 鑄件 尺寸 底面1 47.52 2.8 3.5 51.02±1.4 底面2 5 2.4 3.5 8.5±1.2 凸臺 20 2.4 3.5 23.5±1.2 左右端面 41 2.8 3.5 47±1.4 孔 3.2 3 61±1.6 孔 22 2.4 3 16±1.2 2.3 設計毛坯圖 （1） 確定鑄造斜度 根據《機械制造工藝設計簡明手冊》確定毛坯砂型鑄造斜度為～,圓角半徑R2-3。 （2） 確定分型面 以底面為分型面。 （3） 毛坯的熱處理方式 為了去除內應力，改善切削性能，鑄件進行機械加工前應當進行時效處理。 3.4 繪制毛坯圖 圖2 機油泵泵體毛坯圖 3選擇加工方法，制定工藝路線 3.1定位基準的選擇 基準選擇是工藝規(guī)程設計的重要內容之一?；鶞蔬x擇的正確與合理可以保證加工質量，提高生產率。 粗基準的選擇：對于零件而言，應盡可能選擇不加工表面為粗基準。而對有若干個不加工表面的工件，則應以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗基準。根據這個基準選擇原則， 以凸臺為初基準。 精基準的選擇：主要應該考慮基準重合、統(tǒng)一基準、互為基準等原則。采用互為基準反復加工的辦法達到位置度要求，然后以半精銑后的孔端面為精基準。 3.2 零件的表面加工方法 根據零件圖上標注的各加工表面的技術要求，查《機械制造技術課程設計指導》表1-7至表1-15，通過對各個加工方案的比較，最后確定零件表面的加工方法如下表： 表2 零件表面加工方法 需加工表面 尺寸精度等級 表面粗糙度 Ra/ 加工方法 底面1 IT10 5 粗銑→半精銑 底面2 IT12 20 粗銑 凸臺 IT12 10 粗銑 孔 IT8 2.5 粗鏜→半精鏜→精鏜 孔 IT12 2.5 鉆→擴→鉸 左右端面 IT10 2.5 粗銑→半精銑→精銑 孔 IT12 20 鉆 4-M6螺紋 IT12 12.5 鉆→絲錐攻螺紋 定位銷 無 無 配座 3.3工序的集中與分散 已知零件的生產規(guī)模為大批大量生產，初步確定工藝安排的基本傾向為：加工過程劃分階段，工序都要集中，采用工序集中可以減少工件的裝夾次數(shù)，在一次裝夾中可以加工許多表面，有利于保證各表面之間的相互位置精度。加工設備主要以專用設備為主，采用專用夾具，這樣生產質量高，投產快生產率較高。除此之外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。 3.4工序順序的安排 1.機械加工順序 1　 遵循“先基準后其他”原則，首先加工精基準，即在前面加工階段先加工端面。同時考慮位置度要求，左右端面互為基準反復加工。 2　 遵循“先粗后精”原則，先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 3　 遵循“先主后次”原則，先加工主要表面左右端面和圓孔表面，后加工次要表面凸臺、底座孔以及倒角。 4　 遵循“先面后孔”原則，先加工端面，后加工孔。 2．輔助工序 毛坯鑄造成型后，應當對鑄件毛坯安排清砂工序，并對清砂后的鑄件進行一次尺寸檢驗，然后再進行機械加工。在對零件的所有加工工序完成之后，安排噴漆、去毛刺、清洗、終檢工序。 3.5制定工藝路線 工藝路線一： 工序號 工序內容 定位基準 10 清洗檢查毛坯 20 粗銑底面 端前后面定位 30 粗銑凸臺 底面定位 40 粗銑前后端面 底面定位、前后端面定位 50 半精銑底面 端面定位 60 半精銑前后端面 底面定位、前后端面定位 精銑前后端面 底面定位、前后端面定位 70 鉆2個孔、倒角 底面，前后端面定位 80 鉆孔，擴孔到 鉸孔到 孔的大端面、底面 90 粗鏜孔 底面，孔定位 半精鏜孔 底面，孔定位 精鏜孔 底面，孔定位 100 鉆M6螺紋底孔為 孔，孔的大端面定位 攻螺紋 孔，孔的大端面定位 110 去銳邊毛刺 120 非加工表面涂硝化油漆 130 清洗 140 終檢入庫 工藝路線二： 工序號 工序內容 定位基準 10 清洗檢查毛坯 20 粗銑前端面 后端面定位 30 粗銑，半精銑，精銑后端面 前端面定位 40 半精銑，精銑前端面 后端面定位 50 鉆，擴，鉸孔 孔的大端面、底面 60 粗鏜，半精鏜，精鏜孔、倒角 前端面，底面定位 70 粗銑，精銑底面 前后端面定位 80 粗銑凸臺 底面定位 90 鉆2個孔、倒角 底面定位 100 鉆M6螺紋底孔為 孔，孔的大端面定位 攻螺紋 孔，孔的大端面定位 110 去銳邊毛刺 120 非加工表面涂硝化油漆 130 清洗 140 終檢入庫 工藝路線分析比較： 通常情況下，在同時需要鉆孔和銑平面的時候，一般先銑平面，再加工孔，重要加工表面切削余量最好均勻。工藝路線一是先把定位表面底槽面加工，前后端面同時加工，幾何精度高。工藝路線二是先把前后端面加工出來，后加工兩個重要的孔，最后才加工底槽面，前后端面切削余量不很均勻。再綜合加工精度要求等各方面因素后，確定為工藝路線一。 3.6 加工設備及工藝裝備選擇 工序號 工序內容 加工裝備 工藝裝備 10 清洗檢查毛坯 清洗機 20 粗銑底面 立式銑床X51 Y8硬質合金面銑刀、游標卡尺 30 粗銑凸臺 立式銑床X51 Y8硬質合金面銑刀、游標卡尺 40 粗銑前后端面 立式銑床X51 Y8硬質合金面銑刀、游標卡尺 50 半精銑底面 立式銑床X51 Y8硬質合金面銑刀、游標卡尺 60 半精銑前后端面 立式銑床X51 Y8硬質合金面銑刀、游標卡尺 精銑前后端面 立式銑床X51 Y8硬質合金面銑刀、游標卡尺 70 鉆2個孔、倒角 立式鉆床Z525 高速鋼鉆、卡尺 80 鉆孔，擴孔到 鉸孔到 立式鉆床Z3025 高速鋼鉆、擴孔鉆、鉸刀、卡尺 90 粗鏜孔 臥式鏜床T68 硬質合金鏜刀、卡尺 半精鏜孔 臥式鏜床T68 硬質合金鏜刀、卡尺 精鏜孔 臥式鏜床T68 硬質合金鏜刀、卡尺 100 鉆M6螺紋底孔為、倒角 立式鉆床Z3025 高速鋼鉆、卡尺 攻螺紋 立式鉆床Z3025 絲錐刀、卡尺 110 去銳邊毛刺 平銼 120 非加工表面涂硝化油漆 噴涂機 130 清洗 清洗機 140 終檢入庫 百分表、卡尺 3.7工序間加工余量、工序尺寸的確定 查《機械制造技術基礎課程設計指導》，并綜合對毛坯尺寸以及已經確定的機械加工工藝路線的分析，確定各工序間加工余量如下表： 表4 零件機械加工工序間加工余量表 工序號 工步號 工步內容 工序尺寸 加工余量（mm） 20 1 粗銑底面 2.5 30 1 粗銑凸臺 20 3.5 40 1 粗銑前后端面 2（單邊） 50 1 半精銑底面 1 60 1 半精銑前后端面 1（單邊） 2 精銑前后端面 0.5（單邊） 70 1 鉆2個孔、倒角 8.5（單邊） 80 1 鉆孔 20（直徑） 2 擴孔到 1.8（直徑） 3 鉸孔 0.5（直徑） 90 1 粗鏜孔（走刀2次） 2（直徑） 2 半精鏜孔 1.5（直徑） 3 精鏜孔 0.5（直徑） 100 1 鉆M6螺紋底孔為 4.8（直徑） 2 攻螺紋M6 1.2（直徑） 3.8切削用量的計算 工序20 工步1：粗銑底面 （1）切削深度 （2）進給量的確定 X51型立式銑床功率為4.5KW，查表5-8高速鋼套式面銑刀粗銑平面進給量，按機床、工件、夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進給量fz取為0.08mm/z。 （3） 銑削速度 由本工序采用高速鋼鑲齒銑刀、=80mm、齒數(shù)z=10.查表5.8高速鋼套式面銑刀銑削速度，確定銑削速度=57.6m/min，則 由本工序采用X51型立式銑床，查表3.6，取轉速： 故實際銑削速度： 工作臺的每分鐘進給量為 根據表3.7查得機床的進給量為165mm/min。 工序30：粗銑凸臺 （1）切削深度 （2）進給量的確定 X51型立式銑床功率為4.5KW，查表5-8高速鋼套式面銑刀粗銑平面進給量，按機床、工件、夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進給量fz取為0.08mm/z。 （3）銑削速度 由本工序采用高速鋼鑲齒銑刀、=80mm、齒數(shù)z=10.查表5.8高速鋼套式面銑刀銑削速度，確定銑削速度=57.6m/min，則 由本工序采用X51型立式銑床，查表3.6，取轉速 故實際銑削速度 工作臺的每分鐘進給量為 根據表3.7查得機床的進給量為165mm/min。 工序40：粗銑前后端面 （1）切削深度 （2）進給量的確定 X51型立式銑床功率為4.5KW，查表5-8高速鋼套式面銑刀粗銑平面進給量，按機床、工件、夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進給量fz取為0.12mm/z。 （3）銑削速度 由本工序采用高速鋼鑲齒銑刀、=160mm、齒數(shù)z=16.查表5.8高速鋼套式面銑刀銑削速度，確定銑削速度=50.4m/min，則 由本工序采用X51型立式銑床，查表3.6，取轉速： 故實際銑削速度： 工作臺的每分鐘進給量為： 根據表3.7查得機床的進給量為150mm/min。 工序50：半精銑底面 （1）切削深度 （2）進給量的確定 X51型立式銑床功率為4.5KW，查表5-8高速鋼套式面銑刀粗銑平面進給量，按機床、工件、夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進給量fz取為0.05mm/z。 （3）銑削速度 由本工序采用高速鋼鑲齒銑刀、=80mm、齒數(shù)z=10.查表5.8高速鋼套式面銑刀銑削速度，確定銑削速度=70.2m/min，則 由本工序采用X51型立式銑床，查表3.6，取轉速： 故實際銑削速度： 工作臺的每分鐘進給量為： 根據表3.7查得機床的進給量為130mm/min。 工序60： 工步:1：半精銑前后端面 （1）切削深度 （2）進給量的確定 X51型立式銑床功率為4.5KW，查表5-8高速鋼套式面銑刀粗銑平面進給量，按機床、工件、夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進給量fz取為0.08mm/z。 （3）銑削速度 由本工序采用高速鋼鑲齒銑刀、=160mm、齒數(shù)z=16.查表5.8高速鋼套式面銑刀銑削速度，確定銑削速度=59.4m/min，則 由本工序采用X51型立式銑床，查表3.6，取轉速： 故實際銑削速度： 工作臺的每分鐘進給量為： 根據表3.7查得機床的進給量為130mm/min。 工步2：精銑前后端面 （1）切削深度 （2）進給量的確定 X51型立式銑床功率為4.5KW，查表5-8高速鋼套式面銑刀粗銑平面進給量，按機床、工件、夾具系統(tǒng)剛度為中等條件選取，該工序的每齒進給量fz取為0.05mm/z。 （3）銑削速度 由本工序采用高速鋼鑲齒銑刀、=160mm、齒數(shù)z=16.查表5.8高速鋼套式面銑刀銑削速度，確定銑削速度=72m/min，則 由本工序采用X51型立式銑床，查表3.6，取轉速： 故實際銑削速度： 工作臺的每分鐘進給量為： 根據表3.7查得機床的進給量為100mm/min。 工序70：鉆2個孔、倒角 由工件材料為HT200、高速鋼鉆頭，查表5.20高速鋼鉆削灰鑄鐵的切削用量得，切削速度=18m/min,進給量f=0.3mm/r,取=17mm，則 由本工序采用Z525型立式鉆床，由表3.17得，轉速=272r/min，故實際切削速度為 工序80： 工步1；鉆孔 由工件材料為HT200、高速鋼鉆頭，查表5.20高速鋼鉆削灰鑄鐵的切削用量得，切削速度=20m/min,進給量f=0.3mm/r,取=20mm，則 由本工序采用Z3025型立式鉆床，由表3.14得，轉速=315r/min，故實際切削速度為 工步2：擴孔到 高速鋼擴孔取其切削速度=20m/min,進給量f=0.3mm/r，背吃刀量=0.9mm，則 由本工序采用Z3025型立式鉆床，由表3.14得，轉速=250r/min，故實際切削速度為 工步3：鉸孔 查表5.25，取其切削速度=11m/min,進給量f=1mm/r，背吃刀量=0.1mm，則 由本工序采用Z3025型立式鉆床，由表3.14得，轉速125r/min，故實際切削速度為 工序90： 工步1：粗鏜孔（走刀2次） 查表5.27，高速鋼鏜刀切削鑄鐵材料時，粗鏜取=24m/min, f=0.5mm/r，粗鏜孔時因余量為2mm，故=2mm，則 由，計算切屑力： 功率 取機床效率為0.85，則所需機床功率為，故機床功率足夠，切削用量選擇合理。 工步2：半精鏜孔 查表5.27，高速鋼鏜刀切削鑄鐵材料時，半精鏜取=35m/min, f=0.5mm/r，半精鏜孔時因余量為1.5mm，故=1.5mm，則 工步3：精鏜孔 查表5.27，高速鋼鏜刀切削鑄鐵材料時，精鏜取=30m/min, f=0.3mm，精鏜孔時因余量為0.5mm，故=0.5mm，則 工序100： 工步1：鉆M6螺紋底孔為 由工件材料為HT200、高速鋼鉆頭，查表5.20高速鋼鉆削灰鑄鐵的切削用量得，切削速度=20m/min,進給量f=0.12mm/r,取=4.8mm，則 由本工序采用Z3025型立式鉆床，由表3.14得，轉速=1000r/min，故實際切削速度為 工步2：攻螺紋M6 高速鋼機動絲錐加工螺紋取其切削速度=8.9m/min,背吃刀量=0.6mm，則 由本工序采用Z3025型立式鉆床，由表3.14得，轉速=400r/min，故實際切削速度為 3.9基本時間的計算 工序20： 工步1： 粗銑底面 查《機械制造工藝設計簡明手冊》得此工序機動時間計算公式： ， 由面銑刀不對稱銑平面、主偏角=，查表5.41銑削基本時間計算，，。確定，，， 則該工序的基本時間為 工序30：粗銑凸臺 該工序的基本時間為 工序40：粗銑前后端面 該工序的基本時間為 工序50：半精銑底槽面 該工序的基本時間為 工序60 工步1：半精銑前后端面 該工序的基本時間為 工步2：精銑前后端面 該工序的基本時間為 工序70：鉆2個孔、倒角 由表5.39，工步， ，該工序的基本時間為 工序80： 工步1；鉆孔 由表5.39，工步， ，該工序的基本時間為 工步2：擴孔到 , 該工序的基本時間為 工步3：鉸孔 , 該工序的基本時間為 工序90： 工步1：粗鏜孔（走刀2次） 由表5.57，，i為進給次數(shù)，i=2 。 該工序的基本時間為 工步2：半精鏜孔 該工序的基本時間為 工步3：精鏜孔 該工序的基本時間為 工序100： 工步1：鉆M6螺紋底孔為 由表5.39，工步， ，該工序的基本時間為 工步2：攻螺紋M6 ， 式中。 該工序的基本時間為 鏜削機油泵殼體兩平行孔的轉位夾具設計 車床夾具主要用于零件的旋轉表面以及端面。因而車床夾具的主要特點是工件加工表面的中心線與機床主軸的回轉軸線同軸。 4.1 車床夾具的主要類型 （1） 安裝在車床主軸上的夾具。這類夾具很多，有通用的三爪卡盤、四爪卡盤，花盤，頂尖等，還有自行設計的心軸；專用夾具通?？煞譃樾妮S式、夾頭式、卡盤式、角鐵式和花盤式。這類夾具的特點是加工時隨機床主軸一起旋轉，刀具做進給運動 定心式車床夾具 在定心式車床夾具上，工件常以孔或外圓定位，夾具采用定心夾緊機構。 角鐵式車床夾具 在車床上加工殼體、支座、杠桿、接頭等零件的回轉端面時，由于零件形狀較復雜，難以裝夾在通用卡盤上，因而須設計專用夾具。這種夾具的夾具體呈角鐵狀，故稱其為角鐵式車床夾具。 花盤式車床夾具 這類夾具的夾具體稱花盤，上面開有若干個T形槽，安裝定位元件、夾緊元件和分度元件等輔助元件，可加工形狀復雜工件的外圓和內孔。這類夾具不對稱，要注意平衡。 （2） 安裝在托板上的夾具。某些重型、畸形工件，常常將夾具安裝在托板上。刀具則安裝在車床主軸上做旋轉運動，夾具做進給運動。 由于后一類夾具應用很少，屬于機床改裝范疇。而生產中需自行設計的較多是安裝在車床主軸上的專用夾具，所以零件在車床上加工用專用夾具。 4.2車床夾具的設計要點 （1）定位裝置的設計特點和夾緊裝置的設計要求 當加工回轉表面時，要求工件加工面的軸線與機床主軸軸線重合，夾具上定位裝置的結構和布置必須保證這一點。 當加工的表面與工序基準之間有尺寸聯(lián)系或相互位置精度要求時，則應以夾具的回轉軸線為基準來確定定位元件的位置。 工件的夾緊應可靠。由于加工時工件和夾具一起隨主軸高速回轉，故在加工過程中工件除受切削力矩的作用外，整個夾具還要受到重力和離心力的作用，轉速越高離心力越大，這些力不僅降低夾緊力，同時會使主軸振動。因此，夾緊機構必須具有足夠的夾緊力，自鎖性能好，以防止工件在加工過程中移動或發(fā)生事故。對于角鐵式夾具，夾緊力的施力方式要注意防止引起夾具變形。 （2）夾具與機床主軸的連接 車床夾具與機床主軸的連接精度對夾具的加工精度有一定的影響。因此，要求夾具的回轉軸線與臥式車床主軸軸線應具有盡可能小的同軸度誤差。 心軸類車床夾具以莫氏錐柄與機床主軸錐孔配合連接，用螺桿拉緊。有的心軸則以中心孔與車床前、后頂尖安裝使用。 根據徑向尺寸的大小，其它專用夾具在機床主軸上的安裝連接一般有兩種方式： 1)對于徑向尺寸D＜140mm，或D＜(2～3)d的小型夾具，一般用錐柄安裝在車床主軸的錐孔中，并用螺桿拉緊，如圖1-a所示。這種連接方式定心精度較高。 2)對于徑向尺寸較大的夾具，一般用過渡盤與車床主軸軸頸連接。過渡盤與主軸配合處的形狀取決于主軸前端的結構。 圖1-b所示的過渡盤，其上有一個定位圓孔按H7/h6或H7/js6與主軸軸頸相配合，并用螺紋和主軸連接。為防止停車和倒車時因慣性作用使兩者松開，可用壓板將過渡盤壓在主軸上。專用夾具則以其定位止口按H7/h6或H7/js6裝配在過渡盤的凸緣上，用螺釘緊固。這種連接方式的定心精度受配合間隙的影響。為了提高定心精度，可按找正圓校正夾具與機床主軸的同軸度。 對于車床主軸前端為圓錐體并有凸緣的結構，如圖1-c所示，過渡盤在其長錐面上配合定心，用活套在主軸上的螺母鎖緊，由鍵傳遞扭矩。這種安裝方式的定心精度較高，但端面要求緊貼，制造上較困難。 圖1-d所示是以主軸前端短錐面與過渡盤連接的方式。過渡盤推入主軸后，其端面與主軸端面只允許有0.05～0.1mm的間隙，用螺釘均勻擰緊后，即可保證端面與錐面全部接觸，以使定心準確、剛度好。 圖1 車床夾具與機床主軸的連接 過渡盤常作為車床附件備用，設計夾具時應按過渡盤凸緣確定專用夾具體的止口尺寸。過渡盤的材料通常為鑄鐵。各種車床主軸前端的結構尺寸，可查閱有關手冊 4.3 定位機構 由零件圖分析孔F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自由度，才可以達到加工要求。先設計夾具模型如下： 定位夾緊結構圖 選擇定位元件為：支承板，支撐釘，定位銷，上下蓋板。支撐板限制了X,Y,Z方向的移動自由度，X,Y方向的轉動自由度，支撐釘限制了Z方向的轉動自由度?？梢?，定位方案選擇合理。 4.4夾緊機構 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。選擇夾緊機構時，要合理確定夾緊力的三要素：大小、方向、作用點。夾緊裝置的基本要求如下： 1. 夾緊時不能破壞工件在夾具中占有的正確位置； 2. 夾緊力要適當，既要保證工件在加工過程中不移動、不轉動、不震動，又不因夾緊力過大而使工件表面損傷、變形。 3. 夾緊機構的操作應安全、方便、迅速、省力。 4. 機構應盡量簡單，制造、維修要方便。 分析零件加工要素的性質，確定夾緊動力源類型為手動夾緊，夾緊裝置為壓板，壓緊力來源為螺旋力。夾具的具體結構與參數(shù)見夾具裝配圖和零件圖。 4.5零件的車床夾具的加工誤差分析 工件在車床夾具上加工時，加工誤差的大小受工件在夾具上的定位誤差、夾具誤差、夾具在主軸上的安裝誤差和加工方法誤差的影響。 如夾具圖所示，在夾具上加工時，尺寸的加工誤差的影響因素如下所述： （1）定位誤差 由于C面既是工序基準，又是定位基準，基準不重合誤差為零。工件在夾具上定位時，定位基準與限位基準是重合的，基準位移誤差為零。因此，尺寸的定位誤差等于零。 （2）夾具誤差 夾具誤差為限位基面與軸線間的距離誤差，即夾具總圖上尺寸的公差為0.02，以及限位基面相對安裝基面C的平行度誤差是0.01. （3）安裝誤差 因為夾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。 （4）加工方法誤差 如車床主軸上安裝夾具基準與主軸回轉軸線間的誤差、主軸的徑向跳動、車床溜板進給方向與主軸軸線的平行度或垂直度等。它的大小取決于機床的制造精度、夾具的懸伸長度和離心力的大小等因素。一般取 =/3=0.05/3=0.017mm 零件的車床夾具總加工誤差是： 精度儲備： 故此方案可行。 4.6 零件的車床專用夾具簡單使用說明 （1）夾具的總體結構應力力求緊湊、輕便，懸臂尺寸要短，重心盡可能靠近主軸。 （2）當工件和夾具上個元件相對機床主軸的旋轉軸線不平衡時，將產生較大的離心力和振動，影響工件的加工質量、刀具的壽命、機床的精度和安全生產，特別是在轉速較高的情況下影響更大。因此，對于重量不對稱的夾具，要有平衡要求。平衡的方法有兩種：設置平衡塊或加工減重孔。在工廠實際生產中，常用適配的方法進行夾具的平衡工作。 （3）為了保證安全，夾具上各種元件一般不超過夾具的圓形輪廓之外。因此，還應該注意防止切削和冷卻液的飛濺問題，必要時應該加防護罩。 夾具裝配圖 總結 通過這次完整的畢業(yè)設計，我們系統(tǒng)地回顧和復習了大學所學的相關專業(yè)知識，同時也深刻體會到學習的重要性并領會到設計也是一種學習的方式。在設計的過程中，我們綜合運用了系統(tǒng)的設計方法和相關設計軟件（如AutoCAD），且應用熟悉相關設計資料（包括手冊、標準和規(guī)范等）以及進行經驗估算等方面有了一定程度的提高，深刻的感受到計算機和工具書及手冊在設計中帶來的便利和幫助。 通過這次機畢業(yè)設計，更加系統(tǒng)的了解機械制造工藝的一般過程，并且學會了對工藝設計的整體把握，也有了較為嚴謹?shù)目茖W設計方法。在本次課程設計中，能運用所學基本理論知識，正確解決工件在加工時的定位和夾緊問題，選擇合理的設計方案，進行必要的計算，根據課題設計出符合要求、 優(yōu)質、高效、低成本的夾具。并能運用所學基本理論知識，正確解決工件在加工時的定位和夾緊問題，選擇合理的方案，進行必要的計算，根據題意設計出符合優(yōu)質、高效、低成本的鉆孔夾具。也明確工序要求，了解所用機床，刀具及工序前加工情況，所以，這次畢業(yè)設計對我來說收獲很大。但也有很多地方還有在努力學習。 參考文獻 [1] 《機床夾具設計手冊》 燕山大學 洛陽工學院 長春汽車工業(yè)高等?？茖W校 編 上?？茖W技 術出版社 2000. 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