設(shè)計(jì)圖號(hào)JZ-5-Y零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程和銑床夾具（含全套CAD圖紙）
設(shè)計(jì)圖號(hào)JZ-5-Y零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程和銑床夾具（含全套CAD圖紙）,設(shè)計(jì)圖,jz,零件,機(jī)械,加工,工藝,規(guī)程,以及,銑床,夾具,全套,cad,圖紙
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、過約束：工件自由度超過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。該方法的確定通過無數(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。卡爾森[4]認(rèn)為，可能沒有足夠的應(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 - 在受限
=6 =6 約束
=6 >6 過分約束
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，n>6時(shí);是工件過約束。
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?WTL
eWLWTL
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
3
4規(guī)范的自由運(yùn)動(dòng)空間。
5計(jì)算未定的V
6. 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)閞ank（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?！捌渌迮攀仟?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)?
修改后的定位矩陣是正確的廣義逆
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)師來分析和改進(jìn)現(xiàn)有的定位方案。
參考文獻(xiàn)
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[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。
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[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。 ASME J制造業(yè)│科學(xué)與工程2001年;123:708-19。
[6] Hu W.設(shè)置規(guī)劃和公差分析。博士論文中，伍斯特理工學(xué)院;2001年。
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[8] Rong KY, Huang SH, Hou Z.先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)。波士頓：愛思唯爾;2005年。
2015屆畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書
專業(yè)：航空機(jī)制 班級(jí)：機(jī)制1204 學(xué)號(hào)：33 姓名：劉威
一、畢業(yè)設(shè)計(jì)題目
設(shè)計(jì)圖號(hào)JZ-5-Y零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程和銑床夾具
二、畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求
1.繪制JZ-5-Y零件圖一張（3號(hào)圖紙）；
2.編制零件機(jī)械加工工藝規(guī)程一份（中批生產(chǎn)），包括：
（1）機(jī)械加工工藝過程卡 （2）機(jī)械加工工序卡
3.設(shè)計(jì)銑床夾具一套，要求：
（1）完成夾具總裝配圖（1號(hào)或2號(hào)圖紙）；
（2）完成夾具上所有非標(biāo)準(zhǔn)件的零件圖一套（3～4號(hào)圖紙）；
（3）編寫設(shè)計(jì)說明書一份（不少于30頁），說明書應(yīng)有：封面、目錄、封底、設(shè)計(jì)任務(wù)書、設(shè)計(jì)計(jì)算說明及分析、畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié)、參考文獻(xiàn)、書目及致謝等內(nèi)容。
4.其他要求：
（1）所有圖紙為計(jì)算機(jī)繪圖并打印，同時(shí)提交電子文檔。
（2）設(shè)計(jì)說明書為打印稿，同時(shí)提交電子文檔。
（3）時(shí)間安排：請(qǐng)于2015年1月20日之前，將畢業(yè)設(shè)計(jì)（初稿）的電子文檔發(fā)給指導(dǎo)老師，由指導(dǎo)老師進(jìn)行初步的審查，指導(dǎo)老師于2月5日之前將畢業(yè)設(shè)計(jì)中存在的主要問題提交給學(xué)生，于4月30日之前，將修改后的畢業(yè)設(shè)計(jì)最終稿（紙質(zhì)稿）交給指導(dǎo)老師，電子稿上傳到大學(xué)城空間并準(zhǔn)備答辯。上傳的資料規(guī)范（說明書排版、CAD圖紙、工藝文件:都轉(zhuǎn)成.PDF或.SWF文檔），指導(dǎo)老師和學(xué)生的交流要在空間進(jìn)行。
三、聯(lián)系信息
學(xué)生簽名：劉威 指導(dǎo)教師簽名：鄒吉亮 楊豐
2014 年12月1日 2014 年12月4日
畢業(yè)設(shè)計(jì)
課 題：
JZ-5-Y零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程和銑床夾具
專 題：
專 業(yè)：
機(jī)械制造及自動(dòng)化
學(xué) 生 姓 名：
班 級(jí)：
學(xué) 號(hào)：
指 導(dǎo) 教 師：
2015屆畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書
專業(yè)：航空機(jī)制 班級(jí)：機(jī)制1204 學(xué)號(hào)：33 姓名：劉威
一、畢業(yè)設(shè)計(jì)題目
設(shè)計(jì)圖號(hào)JZ-5-Y零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程和銑床夾具
二、畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求
1.繪制JZ-5-Y零件圖一張（3號(hào)圖紙）；
2.編制零件機(jī)械加工工藝規(guī)程一份（中批生產(chǎn)），包括：
（1）機(jī)械加工工藝過程卡 （2）機(jī)械加工工序卡
3.設(shè)計(jì)銑床夾具一套，要求：
（1）完成夾具總裝配圖（1號(hào)或2號(hào)圖紙）；
（2）完成夾具上所有非標(biāo)準(zhǔn)件的零件圖一套（3～4號(hào)圖紙）；
（3）編寫設(shè)計(jì)說明書一份（不少于30頁），說明書應(yīng)有：封面、目錄、封底、設(shè)計(jì)任務(wù)書、設(shè)計(jì)計(jì)算說明及分析、畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié)、參考文獻(xiàn)、書目及致謝等內(nèi)容。
4.其他要求：
（1）所有圖紙為計(jì)算機(jī)繪圖并打印，同時(shí)提交電子文檔。
（2）設(shè)計(jì)說明書為打印稿，同時(shí)提交電子文檔。
（3）時(shí)間安排：請(qǐng)于2015年1月20日之前，將畢業(yè)設(shè)計(jì)（初稿）的電子文檔發(fā)給指導(dǎo)老師，由指導(dǎo)老師進(jìn)行初步的審查，指導(dǎo)老師于2月5日之前將畢業(yè)設(shè)計(jì)中存在的主要問題提交給學(xué)生，于4月30日之前，將修改后的畢業(yè)設(shè)計(jì)最終稿（紙質(zhì)稿）交給指導(dǎo)老師，電子稿上傳到大學(xué)城空間并準(zhǔn)備答辯。上傳的資料規(guī)范（說明書排版、CAD圖紙、工藝文件:都轉(zhuǎn)成.PDF或.SWF文檔），指導(dǎo)老師和學(xué)生的交流要在空間進(jìn)行。
三、聯(lián)系信息
學(xué)生簽名：劉威 指導(dǎo)教師簽名：鄒吉亮 楊豐
2014 年12月1日 2014 年12月4日
摘 要
JZ-5-Y零件加工工藝及夾具設(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
ABSTRACT
A parts processing technology and fixture design of the connection rod is designed to include part machining process design, process design and fixture three. In the process of design should first carries on the analysis to the components, parts of the process to understand the design of the structure and the choice of blank, processing base part, design part of the process route; and then on the part of every step of process dimension calculation, the key is to determine the craft equipment and the cutting dosage of each working procedure design; then the special fixture, fixture for the various components of the design, such as the connecting part positioning device, clamping device, a guide element, fixture and machine tools and other components; the positioning error is calculated when the fixture, analysis of the rationality and deficiency of fixture structure, pay close attention to the improvement and design in later.
Keywords: process, process, cutting, clamping, positioning, error
III
目 錄
摘 要 II
ABSTRACT III
第1章 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 1
1.1 零件的分析 1
1.1.1 零件的作用 1
1.1.2 零件的工藝分析 1
1.2 JZ-5-Y加工的主要問題和工藝過程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 2
1.2.1 孔和平面的加工順序 2
1.2.2加工方案選擇 2
1.3 JZ-5-Y加工定位基準(zhǔn)的選擇 3
1.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 3
1.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 3
1.4 JZ-5-Y加工主要工序安排 3
1.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 5
1.6確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） 6
1.7 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排 13
第2章 銑夾具設(shè)計(jì) 15
2.1設(shè)計(jì)要求 15
2.2夾具設(shè)計(jì) 15
2.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 15
2.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算 15
2.3定位誤差的分析 18
2.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明 19
結(jié) 論 20
參考文獻(xiàn) 21
致 謝 23
27
1 序言
機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)是以機(jī)械制造中的工藝問題為研究對(duì)象，實(shí)踐性較強(qiáng)的一門學(xué)科，通過對(duì)此門學(xué)科的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我在下述各方面得到了鍛煉：
⒈能熟練運(yùn)用機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程中的基本理論以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，正確的解決一個(gè)零件在加工中的定位、夾緊以及工藝路線的安排、工藝尺寸的確定等問題，保證零件的加工質(zhì)量。
⒉提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。通過設(shè)計(jì)夾具的訓(xùn)練，獲得根據(jù)被加工零件的加工要求，設(shè)計(jì)出高效、省力、既經(jīng)濟(jì)合理又能保證加工質(zhì)量的夾具的能力。
⒊學(xué)會(huì)使用手冊(cè)及圖表資料。
⒋培養(yǎng)了一定的創(chuàng)新能力。
通過對(duì)JZ-5-Y的工藝及夾具設(shè)計(jì)，匯總所學(xué)專業(yè)知識(shí)如一體(如《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《金屬切削機(jī)床概論》、《機(jī)械制造工藝學(xué)》、《金屬切削原理與刀具》等)。讓我們對(duì)所學(xué)的專業(yè)課得以鞏固、復(fù)習(xí)及實(shí)用，在理論與實(shí)踐上有機(jī)結(jié)合；使我們對(duì)各科的作用更加深刻的熟悉與理解，并為以后的實(shí)際工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)！
第1章 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
1.1 零件的分析
1.1.1 零件的形狀
題目給出的零件是JZ-5-Y。該零件形狀比較復(fù)雜，有圓弧，有凹槽，有斜坡，也有孔，還有臺(tái)階等特征，是一種相對(duì)復(fù)雜的零件，采用普遍機(jī)床很難實(shí)現(xiàn)該零件的加工，需要采用數(shù)控機(jī)床來加工。
圖
圖1 JZ-5-Y
1.1.2 零件的工藝分析
由JZ-5-Y零件圖可知。JZ-5-Y是一個(gè)盤類零件，它的外表面上有很多個(gè)平面需要進(jìn)行加工。此外各表面上還需加工一系列螺紋孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下：
（1）以四周輪廓為主要加工表面的加工面。這一組加工表面包括：四周輪廓平面的加工，其中面有表面粗糙度要求為。
（2）以孔為主要加工面的加工面。這一組加工表面包括孔的銑削加工粗糙度為。
（4）其他凸臺(tái)凹槽的加工
為滿足零件設(shè)計(jì)要求，設(shè)定各面尺寸、加工精度以及表面粗糙度如表1
表1 各表面各面尺寸、加工精度以及表面粗糙度
表面
尺寸
精度
表面粗糙度
四周輪廓
Ra3.2μm
底面
Ra3.2μm
R9外圓弧表面
R9
IT8
Ra3.2μm
R9內(nèi)圓弧表面
Φ200
IT7
Ra1.6μm
槽
14.4
IT10
Ra3.2μm
內(nèi)孔
Φ18
IT7
Ra1.6μm
內(nèi)孔
3XΦ6
IT10
Ra3.2μm
內(nèi)孔
3XΦ10深3.6
IT10
Ra3.2μm
第3章 毛坯的選擇
3.1 選擇毛坯
零件機(jī)械加工的工序數(shù)量、材料消耗和勞動(dòng)量等在很大程度上與毛坯的選擇有關(guān)，因此，正確選擇毛坯具有重要的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)意義。 根據(jù)毛坯的選擇原則，下面分別介紹軸桿類、盤套類和機(jī)架箱體類等典型零件的毛坯的選擇方法。
1．軸桿類零件的毛坯選擇
作用：軸桿類零件指各種傳動(dòng)軸、機(jī)床主軸、絲杠、光杠、曲軸、偏心軸、凸輪軸、齒輪軸、連桿、搖臂、螺栓、銷子等。這類零件一般軸向（縱向）尺寸遠(yuǎn)大于徑向(橫向)尺寸，是機(jī)械產(chǎn)品中支撐傳動(dòng)件、承受載荷、傳遞扭矩和動(dòng)力的常見典型零件。
毛坯選擇：軸類零件最常用毛坯是型材和鍛件。
① 對(duì)于光滑的或有階梯但直徑相差不大的一般軸，常用型材（即熱軋或冷拉圓鋼）作為毛坯。
② 對(duì)于直徑相差較大的階梯軸或要承受沖擊載荷和腳邊應(yīng)力的重要軸，均采用鍛件作為毛坯。
生產(chǎn)批量較小時(shí)，采用自由鍛件。
生產(chǎn)批量較大時(shí)，采用模鍛件。
③ 對(duì)于結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的大型軸類零件，其毛坯采用砂型鑄造件、焊接結(jié)構(gòu)件或鑄-焊結(jié)構(gòu)毛坯。
2．盤套類零件的毛坯選擇
結(jié)構(gòu)特征：盤套類零件時(shí)指直徑尺寸較大而長(zhǎng)度尺寸相對(duì)較長(zhǎng)的回轉(zhuǎn)體零件（一般長(zhǎng)度與直徑之比小于1）。
盤套類零件指各種齒輪、帶輪、飛輪、聯(lián)軸節(jié)、套環(huán)、軸承環(huán)、端蓋及螺母、墊圈等。
根據(jù)圖紙參數(shù)要求，生產(chǎn)批量較大的中小尺寸的法蘭，采用型材。
采用鋼板30X110X75開料。
3.2 確定毛坯的尺寸公差和加工余量
采用采用鋼板30X110X75開料。
2.6基面的選擇
定位基準(zhǔn)是影響連桿零件加工精度的關(guān)鍵因素。基準(zhǔn)選擇得合理可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得以提高。否則，加工過程中將問題百出，更有甚者，造成零件的大批報(bào)廢，使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。
?。?）粗基準(zhǔn)的選擇。對(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)有若干個(gè)不加工表面的工件，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作粗基準(zhǔn)。（2）精基準(zhǔn)的選擇。主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題。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，應(yīng)該進(jìn)行尺寸互算。
（3）加工階段的劃分
該連桿加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分成粗加工、半精加工和精加工幾個(gè)階段。
(4）工序的集中和分散
本連桿選用工序集中原則安排連桿的加工工序。該連桿的生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，可以采用萬能型機(jī)床配以專用工裝、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運(yùn)用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)少，不但可縮短輔助時(shí)間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證加工表面之間的相對(duì)位置精度要求。
(5) 加工原則:
1）遵循“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工基準(zhǔn)——連桿下端面
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.
4）遵循“先面后孔”原則.
2.7制定工藝路線
根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將JZ-5-Y加工工藝路線確定如下：
工藝路線一：
10 開料 鋼板開料30X110 X75
20 粗銑 粗銑六面。留1mm的加工余量
30 精銑 精銑六面，達(dá)到圖紙尺寸要求
40 銑削 銑削反面凹槽
50 銑削 銑上端面臺(tái)階面
60 鉆孔 鉆上端面?18孔
70 銑削 銑上端面斜面
80 銑削 銑U型槽
90 鉆孔 鉆3-?6，3-?10個(gè)孔
100 銑削 銑上端面圓弧
110 終檢 終檢
120 入庫(kù) 清洗入庫(kù)
工藝路線二：
10 開料 鋼板開料30X110 X75
20 粗銑 粗銑六面。留1mm的加工余量
30 精銑 精銑六面，達(dá)到圖紙尺寸要求
40 銑削 銑削反面凹槽
50 銑削 銑上端面臺(tái)階面
60 鉆孔 鉆上端面?18孔
70 銑削 銑上端面斜面
80 銑削 銑U型槽
90 鉆孔 鉆3-?6，3-?10個(gè)孔
100 銑削 銑上端面圓弧
110 終檢 終檢
120 入庫(kù) 清洗入庫(kù)
以上加工方案大致看來合理，但通過仔細(xì)考慮，零件的技術(shù)要求及可能采取的加工手段之后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)仍有問題，
采用互為基準(zhǔn)的原則，先加工上、下兩平面，然后以下、下平面為精基準(zhǔn)再加工兩平面上的各孔，這樣便保證了，上、下兩平面的平行度要求同時(shí)為加兩平面上各孔保證了垂直度要求。
從提高效率和保證精度這兩個(gè)前提下，發(fā)現(xiàn)該方案一比較合理。
綜合選擇方案一：
10 開料 鋼板開料30X110 X75
20 粗銑 粗銑六面。留1mm的加工余量
30 精銑 精銑六面，達(dá)到圖紙尺寸要求
40 銑削 銑削反面凹槽
50 銑削 銑上端面臺(tái)階面
60 鉆孔 鉆上端面?18孔
70 銑削 銑上端面斜面
80 銑削 銑U型槽
90 鉆孔 鉆3-?6，3-?10個(gè)孔
100 銑削 銑上端面圓弧
110 終檢 終檢
120 入庫(kù) 清洗入庫(kù)
1.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
(1)毛坯種類的選擇
零件機(jī)械加工的工序數(shù)量、材料消耗和勞動(dòng)量等在很大程度上與毛坯的選擇有關(guān)，因此，正確選擇毛坯具有重要的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)意義。根據(jù)該零件的材料為45、生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)、結(jié)構(gòu)形狀很復(fù)雜、尺寸大小中等大小、技術(shù)要求不高等因素，在此毛坯選擇型材成型。
(2)確定毛坯的加工余量
根據(jù)毛坯制造方法采用的型材造型，查取《機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》表2.2-5，“JZ-5-Y”零件材料采用灰鑄鐵制造。材料為45，硬度HB為170—241，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用型材毛坯。
（1）結(jié)合面的加工余量。
根據(jù)工序要求，結(jié)合面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：
粗銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》表3.2.23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2.27粗銑平面時(shí)厚度偏差取。
精銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3.59，其余量值規(guī)定為。
（2）面的加工余量。
根據(jù)工序要求，結(jié)合面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：
粗銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)第1卷》表3.2.23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2.27粗銑平面時(shí)厚度偏差取。
精銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.3.59，其余量值規(guī)定為。
差等級(jí)選用CT7。再查表2.3.9可得鑄件尺寸公差為。
5.3 機(jī)床及設(shè)備的選擇
產(chǎn)品名稱
JZ-5-Y
零件圖號(hào)
機(jī)械加工
工藝過程卡
毛坯種類
鋼板
共1頁
每臺(tái)數(shù)量
1
零件名稱
JZ-5-Y
材料牌號(hào)
45
第1頁
工序號(hào)
工序
名稱
工序內(nèi)容
設(shè)備
工藝裝備
10
開料
鋼板開料30X110 X75
鋸床
鋸刀，游標(biāo)卡尺
20
粗銑
粗銑六面。留1mm的加工余量
銑床 X62W
硬質(zhì)合金面銑刀﹑游標(biāo)卡尺、工裝XJ001
30
精銑
精銑六面，達(dá)到圖紙尺寸要求
銑床 X62W
硬質(zhì)合金面銑刀﹑游標(biāo)卡尺、工裝XJ001
40
銑削
銑削反面凹槽
加工中心VMC850
硬質(zhì)合金立銑刀﹑游標(biāo)卡尺、工裝XJ001
50
銑削
銑上端面臺(tái)階面
加工中心VMC850
硬質(zhì)合金立銑刀﹑游標(biāo)卡尺、工裝XJ001
60
鉆孔
鉆上端面?18孔
加工中心VMC850
錐柄麻花鉆﹑游標(biāo)卡尺、工裝標(biāo)卡尺、工裝XJ001
70
銑削
銑上端面斜面
加工中心VMC850
硬質(zhì)合金立銑刀﹑游標(biāo)卡尺、工裝XJ001
80
銑削
銑U型槽
加工中心VMC850
硬質(zhì)合金立銑刀﹑游標(biāo)卡尺、工裝XJ001
90
鉆孔
鉆3-?6，3-?10個(gè)孔
加工中心VMC850
錐柄麻花鉆﹑游標(biāo)卡尺、工裝標(biāo)卡尺、工裝XJ001
100
銑削
銑上端面圓弧
加工中心VMC850
硬質(zhì)合金球銑刀﹑游標(biāo)卡尺、工裝XJ001
110
終檢
終檢
質(zhì)檢室
千分尺、游標(biāo)卡尺
120
入庫(kù)
清洗入庫(kù)
檢驗(yàn)儀器
特?cái)?shù)控機(jī)床VMC850立式加工中心詳細(xì)參數(shù)：
項(xiàng)目
主要參數(shù)
加工范圍
X軸行程
mm
900
Y軸行程
mm
500
Z軸行程
mm
550
主軸端面至工作臺(tái)距離
mm
120-620
`
工作臺(tái)
工作臺(tái)面積（A×B）
mm
1060×500
最大承重
Kg
600
T型槽（槽數(shù)×寬度×間距）
mm
5×18×100
主軸轉(zhuǎn)速
rpm
8，000
主軸功率（連續(xù)/30分鐘過載）
kW
7.5/11
主軸扭矩（連續(xù)/30分鐘過載）
N.m
47.7/70
主軸錐孔
--
BT40
進(jìn)給驅(qū)動(dòng)
X、Y、Z軸快移速度
m/min
24/24/20
X、Y、Z軸伺服電機(jī)功率
kW
3/3/3
X、Y、Z軸伺服電機(jī)扭矩
N.m
12/12/12
X、Y、Z軸伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速
rpm
3000/3000/2500
X、Y、Z軸絲杠直徑
mm
40/40/40
進(jìn)給速度
mm/min
1-5000
精度
定位精度
mm
0.006/300
重復(fù)定位精度
mm
0.005
刀庫(kù)
(可選配）
刀庫(kù)容量
把
24
刀庫(kù)形式
圓盤式機(jī)械手刀庫(kù)
刀柄形式
BT40
換刀時(shí)間
S
1.9
數(shù)控系統(tǒng)
FANUC-0i MD
氣源壓力
MPa
0.6
機(jī)床電源
V/Hz
380V/50Hz
機(jī)床總重量
KG
6000
機(jī)床尺寸
mm
3050*2450*2650
機(jī)床用途
立式加工中心 可用于航天航空，汽車零件，機(jī)械加工及模具制造領(lǐng)域，適應(yīng)于中、小型零件的高精度與高效率的加工和鉆、銑、攻、鏜的自動(dòng)化加工
主要結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)
★ 主要部件采用有限元分析進(jìn)行優(yōu)化，主要鑄鐵采用高強(qiáng)度鑄鐵金相組織穩(wěn)定，經(jīng)過時(shí)效、噴砂、回火等工藝確保機(jī)床長(zhǎng)期使用精度的穩(wěn)定性。
★ 機(jī)身底座、滑塊、工作臺(tái)、立柱、主軸箱等主要基礎(chǔ)件采用高剛性的鑄鐵結(jié)構(gòu)，金相組織穩(wěn)定，在內(nèi)部分布著網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)筋，保證了基礎(chǔ)件的高剛性和抗彎減震性能；基礎(chǔ)件采用樹脂砂造型并經(jīng)過噴砂回火震動(dòng)實(shí)效處理，確保機(jī)床長(zhǎng)期使用精度的穩(wěn)定性，為機(jī)床性能的穩(wěn)定性提供了保障；
★ A字形跨式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)為三維變徑優(yōu)化處理，減輕了機(jī)床強(qiáng)力切削時(shí)的震動(dòng)、使機(jī)床剛性更好。
★ 高速高剛性主軸單元結(jié)合伺服主軸電機(jī)；X/Y/Z采用大扭矩伺服電機(jī)。
★ X/Y/Z采用臺(tái)灣高精度高強(qiáng)度滾珠絲杠配合日本NSK軸承與高精密進(jìn)口鎖緊。
★ X/Y/Z三向?qū)к壊捎糜曹壍涝O(shè)計(jì)，固定面采用超高頻淬火工藝處理經(jīng)過精密磨削；滑動(dòng)面采用高強(qiáng)度耐磨材塑帶鑲貼處理。Y向?qū)к墳樗能壍涝O(shè)計(jì)（含輔助導(dǎo)軌）大大增加了機(jī)床的剛性與強(qiáng)度
標(biāo)準(zhǔn)配置
臺(tái)灣系統(tǒng)配日安川本電機(jī)驅(qū)動(dòng)， 臺(tái)灣上銀或律廷絲杠 臺(tái)灣圣杰斗笠刀庫(kù) 日本NSK軸承 臺(tái)灣增壓缸 臺(tái)灣鎖緊螺母等
選配系統(tǒng)部件
日本三菱系統(tǒng)，日本FAUNC系統(tǒng) 西門子 機(jī)械手刀庫(kù) 臺(tái)灣第四軸級(jí)第五軸
1.6確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間）
工序10、工序20無切削加工，無需計(jì)算
工序20粗銑六面。留1mm的加工余量
加工條件：
工件材料： 45，型材。
機(jī)床：X52K立式銑床。
查參考文獻(xiàn)[7]表30—34
刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=2mm
所以銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-75，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]表30—34，取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： （2.1）
式中 V—銑削速度；
d—刀具直徑。
由式2.1機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表2.4-81,
工序30精銑六面，達(dá)到圖紙尺寸要求
加工條件：
工件材料： 45，型材。
機(jī)床： X52K立式銑床。
參考文獻(xiàn)[7]表30—31
刀具：高速鋼三面刃圓盤銑刀（面銑刀）：， ，齒數(shù)12，此為細(xì)齒銑刀。
精銑該平面的單邊余量：Z=1mm
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表30—31，取
銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]表30—31，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（2.1）有：
按照參考文獻(xiàn)[7]表3.1-31
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量，由式（1.3）有：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
粗銑的切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-45可查得銑削的輔助時(shí)間
精銑的切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-45可查得銑削的輔助時(shí)間
銑下平面的總工時(shí)為：t=+++=1.13+1.04+1.04 +1.09=2.58min
工序40：銑削反面凹槽
加工條件：
工件材料： 45，型材。
機(jī)床：X52K立式銑床。
查參考文獻(xiàn)[7]表30—34
刀具：硬質(zhì)合金三面刃圓盤銑刀（面銑刀），材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=2mm
所以銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-75，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]表30—34，取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： （2.1）
式中 V—銑削速度；
d—刀具直徑。
由式2.1機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表2.4-81,
工序50：銑上端面臺(tái)階面
加工條件：
工件材料： 45，型材。
機(jī)床： X52K立式銑床。
參考文獻(xiàn)[7]表30—31
刀具：高速鋼三面刃立銑刀（立銑刀）：， ，齒數(shù)12，此為細(xì)齒銑刀。
精銑該平面的單邊余量：Z=1mm
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表30—31，取
銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]表30—31，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，由式（2.1）有：
按照參考文獻(xiàn)[7]表3.1-31
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量，由式（1.3）有：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
粗銑的切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知，
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-45可查得銑削的輔助時(shí)間
精銑的切削工時(shí)
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
根據(jù)參考文獻(xiàn)[5]表2.5-45可查得銑削的輔助時(shí)間
銑下平面的總工時(shí)為：t=+++=1.13+1.04+1.04 +1.09=2.58min
工序70：銑上端面斜面工件材料： 45，型材。
機(jī)床：X52K立式銑床
刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀） 齒數(shù)[10]
（1）粗銑
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.73，取
銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.81,
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
（2）精銑
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.73，取
銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間
工序60：銑U型槽
加工條件：
工件材料： 45，型材。
機(jī)床：X52K立式銑床。
查參考文獻(xiàn)[7]表30—34
刀具：硬質(zhì)合金三面刃銑刀，材料：， ，齒數(shù)，此為粗齒銑刀。
因其單邊余量：Z=2mm
所以銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)參考文獻(xiàn)[3]表2.4-75，取銑削速度：參照參考文獻(xiàn)[7]表30—34，取。
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速： （2.1）
式中 V—銑削速度；
d—刀具直徑。
由式2.1機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：
按照參考文獻(xiàn)[3]表3.1-74
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
：根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]表2.4-81,
工序100：銑上端面圓弧
銑削深度：
每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.73，取
銑削速度：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.4.81，取
機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：，取
實(shí)際銑削速度：
進(jìn)給量：
工作臺(tái)每分進(jìn)給量：
被切削層長(zhǎng)度：由毛坯尺寸可知
刀具切入長(zhǎng)度：精銑時(shí)
刀具切出長(zhǎng)度：取
走刀次數(shù)為1
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
本工序機(jī)動(dòng)時(shí)間
1.7 時(shí)間定額計(jì)算及生產(chǎn)安排
假設(shè)該零件年產(chǎn)量為10萬件。一年以240個(gè)工作日計(jì)算，每天的產(chǎn)量應(yīng)不低于417件。設(shè)每天的產(chǎn)量為420件。再以每天8小時(shí)工作時(shí)間計(jì)算，則每個(gè)工件的生產(chǎn)時(shí)間應(yīng)不大于1.14min。
參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5.2，機(jī)械加工單件（生產(chǎn)類型：中批以上）時(shí)間定額的計(jì)算公式為：
（大量生產(chǎn)時(shí)）
因此在大批量生產(chǎn)時(shí)單件時(shí)間定額計(jì)算公式為：
其中： —單件時(shí)間定額 —基本時(shí)間（機(jī)動(dòng)時(shí)間）
—輔助時(shí)間。用于某工序加工每個(gè)工件時(shí)都要進(jìn)行的各種輔助動(dòng)作所消耗的時(shí)間，包括裝卸工件時(shí)間和有關(guān)工步輔助時(shí)間
—布置工作地、休息和生理需要時(shí)間占操作時(shí)間的百分比值
工序：粗銑端面
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
輔助時(shí)間：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5.45，取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為。則
：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5.48，
單間時(shí)間定額：
因此布置一臺(tái)機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。
工序：銑端面
機(jī)動(dòng)時(shí)間：
輔助時(shí)間：參照《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5.45，取工步輔助時(shí)間為。由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時(shí)間很短，所以取裝卸工件時(shí)間為。則
：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》表2.5.48，
單間時(shí)間定額：
因此布置一臺(tái)機(jī)床即能滿足生產(chǎn)要求。
第2章 銑夾具設(shè)計(jì)
2.1設(shè)計(jì)要求
為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具。本夾具將用于數(shù)控加工中心VMC850。成批生產(chǎn)，任務(wù)為設(shè)計(jì)一銑夾具
本夾具無嚴(yán)格的技術(shù)要求，因此，應(yīng)主要考慮如何提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，精度不是主要考慮的問題。
2.2夾具設(shè)計(jì)
2.2.1 定位基準(zhǔn)的選擇
為了提高加工效率及方便加工，決定材料使用高速鋼，用于對(duì)進(jìn)行加工，準(zhǔn)備采用手動(dòng)夾緊。
由零件圖可知：進(jìn)行加工前，左右端面進(jìn)行了粗、精銑加工，進(jìn)行了粗、精加工。因此，定位、夾緊方案有：
方案Ⅰ：選下平面、和側(cè)面和支撐釘定位夾緊方式用操作簡(jiǎn)單，通用性較強(qiáng)的移動(dòng)壓板來夾緊。
為了使定位誤差達(dá)到要求的范圍之內(nèi)，這種定位在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單易操作。
2.2.2 切削力及夾緊力的計(jì)算
刀具：立銑刀（硬質(zhì)合金）
刀具有關(guān)幾何參數(shù)：
由參考文獻(xiàn)[5]5表1～2～9 可得銑削切削力的計(jì)算公式：
有：
根據(jù)工件受力切削力、夾緊力的作用情況，找出在加工過程中對(duì)夾緊最不利的瞬間狀態(tài)，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力。最后為保證夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)作為實(shí)際所需夾緊力的數(shù)值，即：
安全系數(shù)K可按下式計(jì)算：
式中：為各種因素的安全系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[5]1～2～1可知其公式參數(shù)：
由此可得：
所以
由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
夾緊力的確定
夾緊力方向的確定
夾緊力應(yīng)朝向主要的定位基面。
夾緊力的方向盡可能與切削力和工件重力同向。
(1) 夾緊力作用點(diǎn)的選擇
a. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在定位元件的支承范圍內(nèi)。
b. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性較好的部位上，這樣可以防止或減少工件變形變形對(duì)加工精度的影響。
c. 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面。
(3)夾緊力大小的估算
理論上確定夾緊力的大小，必須知道加工過程中，工件所受到的切削力、離心力、慣性力及重力等，然后利用夾緊力的作用應(yīng)與上述各力的作用平衡而計(jì)算出。但實(shí)際上，夾緊里的大小還與工藝系統(tǒng)的剛性、夾緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率等有關(guān)。而且，切削力的大小在加工過程中是變化的，因此，夾緊力的計(jì)算是個(gè)很復(fù)雜的問題，只能進(jìn)行粗略的估算。
估算的方法：一是找出對(duì)夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài)，估算此狀態(tài)下所需的夾緊力；二是只考慮主要因素在力系中的影響，略去次要因素在力系中的影響。
估算的步驟：
a.建立理論夾緊力FJ理與主要最大切削力FP的靜平衡方程：FJ理=Ф (FP)。
b.實(shí)際需要的夾緊力FJ需，應(yīng)考慮安全系數(shù)，F(xiàn)J需=KFJ理。
c.校核夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊力FJ是否滿足條件：FJ>FJ需。
夾具中的裝夾是由定位和夾緊兩個(gè)過程緊密聯(lián)系在一起的。定位問題已在前面研究過，其目的在于解決工件的定位方法和保證必要的定位精度。
僅僅定好位在大多數(shù)場(chǎng)合下，還無法進(jìn)行加工。只有進(jìn)而在夾具上設(shè)置相應(yīng)的夾緊裝置對(duì)工件進(jìn)行夾緊，才能完成工件在夾具中裝夾的全部任務(wù)。
夾緊裝置的基本任務(wù)是保持工件在定位中所獲得的即定位置，以便在切削力、重力、慣性力等外力作用下，不發(fā)生移動(dòng)和震動(dòng)，確保加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全。有時(shí)工件的定位是在夾緊過程中實(shí)現(xiàn)的，正確的夾緊還能糾正工件定位的不正確。
一般夾緊裝置由動(dòng)源即產(chǎn)生原始作用力的部分。夾緊機(jī)構(gòu)即接受和傳遞原始作用力，使之變?yōu)閵A緊力，并執(zhí)行夾緊任務(wù)的部分。他包括中間遞力機(jī)構(gòu)和夾緊元件。
考慮到機(jī)床的性能、生產(chǎn)批量以及加工時(shí)的具體切削量決定采用手動(dòng)夾緊。
螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是斜契夾緊的另一種形式，利用螺旋桿直接夾緊元件，或者與其他元件或機(jī)構(gòu)組成復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)來夾緊工件。是應(yīng)用最廣泛的一種夾緊機(jī)構(gòu)。
螺旋夾緊機(jī)構(gòu)中所用的螺旋，實(shí)際上相當(dāng)于把契繞在圓柱體上，因此他的作用原理與斜契是一樣的。也利用其斜面移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的壓力來夾緊工件的。不過這里上是通過轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋，使繞在圓柱體是的斜契高度發(fā)生變化來夾緊的。
典型的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)：
（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；
（2）擴(kuò)力比大；
（3）自瑣性能好；
（4）行程不受限制；
（5）夾緊動(dòng)作慢。
夾緊裝置可以分為力源裝置、中間傳動(dòng)裝置和夾緊裝置，在此套夾具中，中間傳動(dòng)裝置和夾緊元件合二為一。力源為機(jī)動(dòng)夾緊，通過螺栓夾緊移動(dòng)壓板。達(dá)到夾緊和定心作用。
工件通過定位銷的定位限制了繞Z軸旋轉(zhuǎn)，通過螺栓夾緊移動(dòng)壓板，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾緊。并且移動(dòng)壓板的定心裝置是與工件外圓弧面相吻合的移動(dòng)壓板，通過精確的圓弧定位，實(shí)現(xiàn)定心。此套移動(dòng)壓板制作簡(jiǎn)單，便于手動(dòng)調(diào)整。通過松緊螺栓實(shí)現(xiàn)壓板的前后移動(dòng)，以達(dá)到壓緊的目的。壓緊的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)工件的定心，使其定位基準(zhǔn)的對(duì)稱中心在規(guī)定位置上。
查參考文獻(xiàn)[5]1～2～26可知螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算：螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力按以下公式計(jì)算有：
式中參數(shù)由參考文獻(xiàn)[5]可查得：
螺旋夾緊力：
該夾具采用夾緊機(jī)構(gòu)， 由上述計(jì)算易得：
由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
2.3定位誤差的分析
為了滿足工序的加工要求，必須使工序中誤差總和等于或小于該工序所規(guī)定的尺寸公差。
與機(jī)床夾具有關(guān)的加工誤差，一般可用下式表示：
⑴定位誤差 ：
其中：
，
，
，
⑵ 夾緊誤差 ：
其中接觸變形位移值：
查[5]表1～2～15有。
⑶ 磨損造成的加工誤差：通常不超過
⑷ 夾具相對(duì)刀具位置誤差：取
誤差總和：
從以上的分析可見，所設(shè)計(jì)的夾具能滿足零件的加工精度要求。
3.5.3 定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì)
定向鍵安裝在夾具底面的縱向槽中，一般使用兩個(gè)。其距離盡可能布置的遠(yuǎn)些。通過定向鍵與銑床工作臺(tái)T形槽的配合，使夾具上定位元件的工作表面對(duì)于工作臺(tái)的送進(jìn)方向具有正確的位置。定向鍵可承受銑削時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩，可減輕夾緊夾具的螺栓的負(fù)荷，加強(qiáng)夾具在加工中的穩(wěn)固性。
根據(jù)GB2207—80定向鍵結(jié)構(gòu)如圖所示：
圖5.1 夾具體槽形與螺釘
根據(jù)T形槽的寬度 a=18mm 定向鍵的結(jié)構(gòu)尺寸如表5.4：
表5.4 定向鍵
B
L
H
h
D
夾具體槽形尺寸
公稱尺寸
允差d
允差
公稱尺寸
允差D
18
～0.012
～0.035
25
12
4
12
4.5
18
+0.019
5
對(duì)刀裝置由對(duì)刀塊和塞尺組成，用來確定刀具與夾具的相對(duì)位置。
塞尺選用平塞尺，其結(jié)構(gòu)如圖5.3所示：
圖5.3 平塞尺
塞尺尺寸參數(shù)如表5.5：
表5.5 塞尺
公稱尺寸H
允差d
C
3
～0.006
0.25
2.4夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明
如前所述，應(yīng)該注意提高生產(chǎn)率，但該夾具設(shè)計(jì)采用了手動(dòng)夾緊方式，在夾緊和松開工件時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。由于該工件重量輕，經(jīng)過方案的認(rèn)真分析和比較，選用了手動(dòng)夾緊方式。這類夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、夾緊可靠、通用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用。
此外，當(dāng)夾具有制造誤差，工作過程出現(xiàn)磨損，以及零件尺寸變化時(shí)，影響定位、夾緊的可靠。為防止此現(xiàn)象，選用支撐釘。以便隨時(shí)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整換取。
總結(jié)
加工工藝的編制設(shè)計(jì)，使對(duì)零件的加工過程設(shè)計(jì)有進(jìn)一步的提高。在這次的設(shè)計(jì)中也遇到了不少的問題，如在編寫加工工藝時(shí)，對(duì)所需加工面的先后順序編排，對(duì)零件的加工精度和勞動(dòng)生產(chǎn)率都有相當(dāng)大的影響。在對(duì)某幾個(gè)工序進(jìn)行專用夾具設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)零件的定位面的選擇，采用什么方式定位，夾緊方式及夾緊力方向的確定等等都存在問題。這些問題都直接影響到零件的加工精度和勞動(dòng)生產(chǎn)率，為達(dá)到零件能在保證精度的前提下進(jìn)行加工，而且方便快速，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低成本的目的。
完成了本次設(shè)計(jì)，通過做這次的設(shè)計(jì)，使對(duì)專業(yè)知識(shí)和技能有了進(jìn)一步的提高，為以后從事本專業(yè)技術(shù)的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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致謝
在畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束之際我向所有幫助過我的老師和同學(xué)說一聲，謝謝！我想沒有他們的幫助，畢業(yè)設(shè)計(jì)就會(huì)做得很困難。
這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在老師悉心指導(dǎo)下完成的。XX老師以其淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)風(fēng)范、高度的責(zé)任感使我受益非淺。在做設(shè)計(jì)的過程中也遇到了不少的問題，XX老師給了我許多關(guān)懷和幫助，并且隨時(shí)詢問我畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)展情況、細(xì)心的指導(dǎo)我們，也經(jīng)常打電話或者發(fā)電子郵件過來指導(dǎo)我的設(shè)計(jì)。
在論文工作中，得到了機(jī)電學(xué)院有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和老師的幫助與支持，在此表示衷心的感謝。
最后，在即將完成畢業(yè)設(shè)計(jì)之時(shí)，我再次感謝對(duì)我指導(dǎo)、關(guān)心和幫助過老師、領(lǐng)導(dǎo)及同學(xué)。謝謝了！
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