畢業(yè)設(shè)計(論文) 外文資料翻譯系 別： 機電信息系 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè) 班 級： 姓 名： 學(xué) 號： 外文出處： 機器人和計算機集成制造 21（2005）368-378 附 件： 1. 原文； 2. 譯文 2013 年 3 月夾具定位規(guī)劃中完整性評估和修訂CAM 實驗室，機械工程學(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)計中最重要的考慮因素之一。確定位置的解析擬訂已發(fā)達。然而，如何分析和修改在實際夾具設(shè)計實踐過程中的一個非確定性的定位計劃尚未深入研究。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，可以識別給定定位計劃。可以自動識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劃，并為修訂提供指引，以最終實現(xiàn)確定性的定位。關(guān)鍵詞：夾具設(shè)計;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)進行工件牢固定位的一種機制。在零件加工過程中規(guī)劃一個關(guān)鍵的第一步，夾具設(shè)計需要，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)展的位置計劃。 V型塊和銷孔定位原則也常用。一個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。這種觀點指出，定位計劃生產(chǎn)的確定位置，工件不能移動，而至少有一個定位不會失去聯(lián)系。這一直是夾具設(shè)計的最根本的準則之一，許多研究人員關(guān)于幾何約束狀態(tài)的研究表明，工件在任何定位計劃分為以下三個類別：1、良好的約束（確定性）：工件在一個獨特的位置進行配合，工件表面與 6 個定位器取得聯(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，而采用點接觸面積。他們介紹了接觸矩陣，并指出，兩個接觸的機構(gòu)不應(yīng)該有平等的，但在接觸點曲率相反?？柹璠4]認為，可能沒有足夠的應(yīng)用，如一些不是非棱柱的表面或相對誤差近似的非小線性。他提出一個二階泰勒展開，其中也考慮到定位誤差相互作用。馬林和費雷拉[5]應(yīng)用周對 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)該有一個獨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*一個解決辦法(3)在1個3-2-1定位計劃中，一個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定位等;而幾何約束工件被刪除不影響的狀態(tài)。找出一個模型除了3-2-1,可以建立基準框架提取等效的定位點。胡等 [6]已經(jīng)發(fā)展出一種系統(tǒng)的方法,對這個用途。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 數(shù)量的定位 地位 6 過分約束康等 [7]遵循這些方法和他們實施制定的幾何約束分析模塊其自動化的計算機輔助夾具設(shè)計的核查制度。他們的 CAFDV 系統(tǒng)可以計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誤。熊等人 [8]提出的等級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是任意一個向量。他們還介紹了從這些矩陣的幾個指標，評價定位配置，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)計系統(tǒng)的研究。2.定位完整性評價如果不確定性的位置達到夾具系統(tǒng)設(shè)計的要求，設(shè)計師知道約束狀態(tài)是什么，以如何改善設(shè)計是非常重要的條件。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，所有有關(guān)知識約束工件的議案，可以引導(dǎo)設(shè)計師選擇額外的定位或使得修改定位計劃更有效。的總體戰(zhàn)略定位計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價狀態(tài)(見附件為獲得的定位矩陣)。確定需要六個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]每一個定位器,i=1,2,.,n,n*6 定位矩陣可以確定如下 :（7）當(dāng)?shù)燃墸╓L）=6，n=6 時，是工件良好約束。當(dāng)?shù)燃墸╓L）=6，n6 時;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 一個簡化的定位方案。定位方案，提供了確定性的位置。發(fā)達國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、為每個組合 ,從（n-6 ）定位器確定定位方案。3、重新計算矩陣秩的定位為左六個定位器。4、如果等級不變 ,被刪除的(n-6)定位器是負責(zé)過約束狀態(tài)。這種方法可能會產(chǎn)生多種解決方案，并要求設(shè)計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)燃墸╓L）6,工件的限制約束。3。算法的開發(fā)和實施在這里待開發(fā)的算法，將致力于提供信息的不受限運動工件在不足的約束狀態(tài)。假設(shè)有 n 個定位器之間的關(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動的工件，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，每個非零的解決方案的 V 代表一個無約束運動。每學(xué)期的 V 代表該運動的一個組成部分。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，因為△=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誤。因此，相關(guān)的動議未約束的定位器。此外，結(jié)合動議不約束，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，它可以移動向量定義的 x-和 y-軸之間的沿對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)范的自由運動空間。5 計算未定的 V6. 基于該算法，一個 C ++程序的目的是為了查明受限的狀態(tài)下，不受約束的運動。實施例 1。在一個表面的磨削操作中，位于一個工件的夾具系統(tǒng)上，如示于圖。正常矢量和每個定位器的位置如下：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)有限的定位因為 rank（WL）=5＜6，該程序，然后計算正確的定位矩陣的廣義逆第一行是公認的依賴行，因為這一行的去除不影響矩陣的秩。 “其他五排是獨立的行。發(fā)現(xiàn)根據(jù)獨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-約束運動的工件可以被確定為 V=[100000]這表明，工件可沿 x 方向移動?；谶@個結(jié)果，一個額外的定位器應(yīng)該是采用約束沿 x 軸的工件位移。實施例 2。圖 5 示出了鉸接 3-2-1 定位系統(tǒng)。的法線矢量和每個定位器的位置，在這最初的設(shè)計如下：這種配置的定位矩陣是610 真正的設(shè)計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行。不失概括性的，第一行被視為依賴行。 5×5 改進的逆矩陣根據(jù)第 5 步中，計算五個未確定的 V 條件該矢量表示的位移的組合定義的自由運動，沿[1，0，1.713]方向結(jié)合旋轉(zhuǎn)[0.0432，0.0706，0.04]。要修改這個定位的配置，另一種定位器被添加到限制這種自由運動的工件，假設(shè)定位 L1 刪除在步驟 1 中。該程序可以也算自由運動的工件，如果一個定位器以外 L1 刪除在步驟 1 中。這提供了多的設(shè)計師的修訂選項。4.總結(jié)確定性的位置是一個重要的要求夾具定位方案設(shè)計。分析標準決定性的地位已經(jīng)確立。為了進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。該算法可以識別欠約束狀態(tài)，并指示不受限運動的工件。它也承認過約束的狀態(tài)和不必要的定位器。輸出信息，可以幫助設(shè)計師來分析和改進現(xiàn)有的定位方案。參考文獻[1] Asada H, By AB.。自動重構(gòu)夾具的柔性裝配夾具的運動學(xué)分析。 IEEE J 機器人 autom1985; RA-1:86-93。[2] zhou YC， Chandru V，Barash MM。加工裝置的自動配置的數(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.。夾具運動學(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 定位計劃的運動學(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。[7] Kang Y, Rong Y, Yang J, Ma W.計算機輔助夾具設(shè)計驗證。大會Autom2002;22:350-9。[8] Rong KY, Huang SH, Hou Z.先進的計算機輔助夾具設(shè)計。波士頓：愛思唯爾;2005 年。產(chǎn)品型號 襯套 零件圖號學(xué)院 機械加工工序卡片產(chǎn)品名稱 襯套 零件名稱 襯套 共 7 頁 第 1 頁車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號機加工 20 粗車 QSN4-3毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù)型材 1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù)車床 C6132 1 1夾具編號 夾具名稱 切削液1 三爪卡盤 普通乳化液工序工時 (分)工位器具編號 工位器具名稱準終 單件2 2主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 工步工時/s工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 r/min m/s mm/r mm 進給次數(shù) 機動 輔助1粗車 ?90 外圓及端面,留 1mm 加工余量 外圓車刀, 三爪卡盤, 游標卡尺 165 12.3 1 3 1 15 10設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期）標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期產(chǎn)品型號 襯套 零件圖號學(xué)院 機械加工工序卡片產(chǎn)品名稱 襯套 零件名稱 襯套 共 7 頁 第 ２ 頁車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號機加工 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 件 數(shù)型材 1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù)車床 C6132 1 1夾具編號 夾具名稱 切削液1 三爪卡盤 普通乳化液工序工時 (分)工位器具編號 工位器具名稱準終 單件2 2主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 工步工時/s工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 r/min m/s mm/r mm 進給次數(shù) 機動 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, 游標卡尺 165 12.3 1 3 1 15 10設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期）標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期產(chǎn)品型號 襯套 零件圖號學(xué)院 機械加工工序卡片產(chǎn)品名稱 襯套 零件名稱 襯套 共 7 頁 第 3 頁車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號機加工 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 件 數(shù)型材 1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù)車床 C6132 1 1夾具編號 夾具名稱 切削液1 三爪卡盤 普通乳化液工序工時 (分)工位器具編號 工位器具名稱準終 單件2 2主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 工步工時/s工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 r/min m/s mm/r mm 進給次數(shù) 機動 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, 游標卡尺 267 20.5 1 2 1 15 10設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期）標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期產(chǎn)品型號 襯套 零件圖號學(xué)院 機械加工工序卡片產(chǎn)品名稱 襯套 零件名稱 襯套 共 7 頁 第 4 頁車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號機加工 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 件 數(shù)型材 1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù)車床 C6132 1 1夾具編號 夾具名稱 切削液1 三爪卡盤 普通乳化液工序工時 (分)工位器具編號 工位器具名稱準終 單件2 2主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 工步工時/s工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 r/min m/s mm/r mm 進給次數(shù) 機動 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, 游標卡尺 267 20.5 1 2 1 15 10設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期）標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期產(chǎn)品型號 襯套 零件圖號學(xué)院 機械加工工序卡片產(chǎn)品名稱 襯套 零件名稱 襯套 共 7 頁 第 5 頁車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號機加工 60 鉆 QSN4-3毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù)型材 1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù)鉆床 Z525 1 1夾具編號 夾具名稱 切削液1 專用夾具 普通乳化液工序工時 (分)工位器具編號 工位器具名稱準終 單件2 2主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 工步工時/s工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 r/min m/s mm/r mm 進給次數(shù) 機動 輔助1 鉆 ?8 孔 專用夾具，麻花鉆，游標卡尺 560 25.7 0.8 2 1 15 10設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期）標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期產(chǎn)品型號 襯套 零件圖號學(xué)院 機械加工工序卡片產(chǎn)品名稱 襯套 零件名稱 襯套 共 7 頁 第 6 頁車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號機加工 70 磨 QSN4-3毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù)型材 1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù)磨床 M6132 1 1夾具編號 夾具名稱 切削液1 專用夾具 普通乳化液工序工時 (分)工位器具編號 工位器具名稱準終 單件2 2主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 工步工時/s工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 r/min m/s mm/r mm 進給次數(shù) 機動 輔助1 磨 ?80 內(nèi)孔 專用夾具，砂輪，游標卡尺 115 34.6 0.8 2 1 15 10設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期）標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期產(chǎn)品型號 襯套 零件圖號學(xué)院 機械加工工序卡片產(chǎn)品名稱 襯套 零件名稱 襯套 共 7 頁 第 7 頁車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號機加工 80 磨 QSN4-3毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù)型材 1 1設(shè)備名稱 設(shè)備型號 設(shè)備編號 同時加工件數(shù)磨床 M6132 1 1夾具編號 夾具名稱 切削液1 專用夾具 普通乳化液工序工時 (分)工位器具編號 工位器具名稱準終 單件2 2主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 工步工時/s工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 r/min m/s mm/r mm 進給次數(shù) 機動 輔助1 磨 ?90 外圓 專用夾具，砂輪，游標卡尺 115 34.6 0.5 1 1 15 10設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期）標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書作 者： 學(xué) 號： 系 部： 專 業(yè)： 題 目： 襯套加工工藝及夾具設(shè)計 指導(dǎo)者：評閱者：年 月 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 中 文 摘 要襯套零件加工工藝及專用夾具設(shè)計是包括零件加工的工藝設(shè)計、工序設(shè)計以及專用夾具的設(shè)計三部分。在工藝設(shè)計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設(shè)計出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準，設(shè)計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關(guān)鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設(shè)計，選擇設(shè)計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產(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)計中注意改進。關(guān)鍵詞 工藝，工序，切削用量，夾緊，定位，誤差畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 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.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 機床選用 .53.4.2 選擇刀具 .53.4.3 選擇量具 .53.5 機械加工余量、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 .64 旋轉(zhuǎn)定位器夾具設(shè)計.164.1 夾具設(shè)計要求說明 164.2 夾具的設(shè)計要點 .164.3 定位機構(gòu) 164.4 夾緊機構(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 夾具簡單使用說明 19總 結(jié).20致 謝.20參 考 文 獻.211 序言襯套零件加工工藝及夾具設(shè)計是在學(xué)完了機械制圖、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械設(shè)計、機械工程材料等的基礎(chǔ)下，進行的一個全面的考核。正確地解決一個零件在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問題，并設(shè)計出專用夾具，保證尺寸證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計綜合性和實踐性強、涉及知識面廣。所以在設(shè)計中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實踐的需要，只有將各種理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計。機械制造業(yè)是制造具有一定形狀位置和尺寸的零件和產(chǎn)品，并把它們裝備成機械裝備的行業(yè)。機械制造業(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，社會上有著各種各樣的機械或機械制造業(yè)的產(chǎn)品。我們的生活離不開制造業(yè)，因此制造業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要行業(yè)，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要基礎(chǔ)及有力支柱。從某中意義上講，機械制造水平的高低是衡量一個國家國民經(jīng)濟綜合實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標。本次設(shè)計水平有限，其中難免有缺點錯誤，敬請老師們批評指正。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?，F(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)計本襯套設(shè)年產(chǎn)量為 10 萬臺，每臺需要該零件 1 個，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要有高的耐磨性，所以選擇鑄鐵型材開料。依據(jù)設(shè)計要求 Q=90000 件/年，n=1 件/臺；結(jié)合生產(chǎn)實際，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，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。粗基準的選擇，對像襯套這樣的零件來說，選好粗基準是至關(guān)重要的。對本零件來說，如果外圓的端面做基準，則可能造成這一組內(nèi)外圓的面與零件的外形不對稱，按照有關(guān)粗基準的選擇原則(即當(dāng)零件有不加工表面時，應(yīng)以這些不加工表面做粗基準，若零件有若干個不加工表面時，則應(yīng)以與加工表面要求相對應(yīng)位置精度較高的不加工表面做為粗基準)。對于精基準而言，主要應(yīng)該考慮基準重合的問題，當(dāng)設(shè)計基準與工序基準不重合時，應(yīng)該進行尺寸換算，這在以后還要專門計算，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，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，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此以外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，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 檢驗入庫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 檢驗入庫3.3.3 工藝方案的比較與分析上述兩個方案的特點在于：方案一的定位和裝夾等都比較方便，但是要更換多臺設(shè)備，加工過程比較繁瑣，而且在加工過程中位置精度不易保證。方案二減少了裝夾次數(shù)，但是要及時更換刀具，因為有些工序在車床上也可以加工，鏜、鉆孔等等，需要換上相應(yīng)的刀具。而且在磨削過程有一定難度，要設(shè)計專用夾具。因此綜合兩個工藝方案，取優(yōu)棄劣，具體工藝過程如下：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 檢驗入庫3.4 選擇加工設(shè)備和工藝裝備3.4.1 機床選用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)《機械制造設(shè)計工工藝簡明手冊》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)濟性,可選用可轉(zhuǎn)位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。②.鉆孔時選用高速鋼麻花鉆，參考《機械加工工藝手冊》 （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《簡明機械加工工藝手冊》 （主編 徐圣群） 表 12-47，選擇二號砂輪。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：一是按計量器具的不確定度選擇；二是按計量器的測量方法極限誤差選擇。采用其中的一種方法即可。3.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“襯套” 零件材料為 45，查《機械加工工藝手冊》 （以后簡稱《工藝手冊》 ） ，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（ ） ，計算零件毛坯的重量約為 2 。3cmg kg表 3-1 機械加工車間的生產(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切削用量一般包括切削深度、進給量及切削速度三項。確定方法是先是確定切削深度、進給量，再確定切削速度?，F(xiàn)根據(jù)《切削用量簡明手冊》 （第三版，艾興、肖詩綱編，1993 年機械工業(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，與《機械制造設(shè)計工工藝簡明手冊》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)《切削用量簡明手冊》表 1.1，由于C6132 機床的中心高為 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.確定進給量 f根據(jù)《切削加工簡明實用手冊》可知：表 1.4刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 ～400 之間時，m1625?pam4?10進給量 =0.5～1.0fr按 C6132 機床進給量（表 4.2—9）在《機械制造工藝設(shè)計手冊》可知：=0.7fr確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗根據(jù)表 1—30，C6132 機床進給機構(gòu)允許進給力 =3530 。maxFN根據(jù)表 1.21，當(dāng)強度在 174～207 時， ， ， =HBSp4?f75.0rmrK時，徑向進給力： =950 。045RN切削時 的修正系數(shù)為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.29—2） ，故實際fFroFfKsFf?krFfK進給力為：=950 =1111.5 （3-f17.?N2）由于切削時進給力小于機床進給機構(gòu)允許的進給力，故所選 = 可用。frm7.0③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》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)公式計算，也可直接有表中查出。根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》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 車床說明書選擇=1250nmir這時實際切削速度 為：cV= = （3-c10cD?01257?min?5）⑤.校驗機床功率切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。由《切削用量簡明使用手冊》表 1.25， = ～ ， ，HBS160245pam3?f，切削速度 時，rm75.0min50V?=CPKW7.1切削功率的修正系數(shù) =0.73， =0.9，故實際切削時間的功率為：krcPcr0=1.7 =1.2 （3-C3.?6）根據(jù)表 1.30，當(dāng) = 時，機床主軸允許功率為 = ， ，故所nmi125r EPKW9.5C?EP選切削用量可在 C6132 機床上進行，最后決定的切削用量為：=3.75 ， = ， = = ， =pafr7.0ni125rsr08.Vmin0⑥.倒角 為了縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉(zhuǎn)速與鉆孔相同srn28.3?換車刀手動進給。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)《切削用量簡明手冊》表 1.1，由于C602—1 機床的中心高為 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.確定進給量 f根據(jù)《切削加工簡明實用手冊》可知：表 1.4刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 ～400 之間時，m1625?pam4?10進給量 =0.5～1.0fr按 C6132 機床進給量（表 4.2—9）在《機械制造工藝設(shè)計手冊》可知：=0.7fr確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗根據(jù)表 1—30，C6132 機床進給機構(gòu)允許進給力 =3530 。maxFN根據(jù)表 1.21，當(dāng)強度在 174～207 時， ， ， =HBSp4?f75.0rmrK時，徑向進給力： =950 。045RN切削時 的修正系數(shù)為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.29—2） ，故實際fFroFfKsFf?krFfK進給力為：=950 =1111.5 由f17.?N于切削時進給力小于機床進給機構(gòu)允許的進給力，故所選 = 可用。frm7.0③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》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)公式計算，也可直接有表中查出。根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》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 車床說明書選擇=1250nmir這時實際切削速度 為：cV= = （3-c10cD?01257?min?14）⑤.校驗機床功率切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。由《切削用量簡明使用手冊》表 1.25， = ～ ， ，HBS160245pam3?f，切削速度 時，rm75.0min50V?=CPkw7.1切削功率的修正系數(shù) =0.73， =0.9，故實際切削時間的功率為：rcPcrK0=1.7 =1.2 C3.?k根據(jù)表 1.30，當(dāng) = 時，機床主軸允許功率為 = ， ，故所nmi125r EPkw9.5C?EP選切削用量可在 C6132 機床上進行，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)《切削用量簡明手冊》表 1.1，由于C6132 機床的中心高為 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.確定進給量 f根據(jù)《切削加工簡明實用手冊》可知：表 1.4刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 ～400 之間時，m1625?pam4?10進給量 =0.5～1.0fr按 C6132 機床進給量（表 4.2—9）在《機械制造工藝設(shè)計手冊》可知：=0.7fr確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗根據(jù)表 1—30，C6132 機床進給機構(gòu)允許進給力 =3530 。maxFN根據(jù)表 1.21，當(dāng)強度在 174～207 時， ， ， =HBSp4?f75.0rmrK時，徑向進給力： =950 。045RN切削時 的修正系數(shù)為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.29—2） ，故實際fFroFfKsFf?krFfK進給力為：=950 =1111.5 （3-f17.?N2）由于切削時進給力小于機床進給機構(gòu)允許的進給力，故所選 = 可用。frm7.0③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》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)公式計算，也可直接有表中查出。根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》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 車床說明書選擇=1250nmir這時實際切削速度 為：cV= = （3-c10cD?01257?min?5）⑤.校驗機床功率切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。由《切削用量簡明使用手冊》表 1.25， = ～ ， ，HBS160245pam3?f，切削速度 時，rm75.0min50V?=CPKW7.1切削功率的修正系數(shù) =0.73， =0.9，故實際切削時間的功率為：krcPcr0=1.7 =1.2 （3-C3.?6）根據(jù)表 1.30，當(dāng) = 時，機床主軸允許功率為 = ， ，故所nmi125r EPKW9.5C?EP選切削用量可在 C6132 機床上進行，最后決定的切削用量為：=3.75 ， = ， = = ， =pamfr7.0nmi125rsr08.Vmin50⑥.倒角 為了縮短輔助時間，取倒角時的主軸轉(zhuǎn)速與鉆孔相同srn28.3?換車刀手動進給。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)《切削用量簡明手冊》表 1.1，由于C602—1 機床的中心高為 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.確定進給量 f根據(jù)《切削加工簡明實用手冊》可知：表 1.4刀桿尺寸為 ， ，工件直徑 ～400 之間時，m1625?pam4?10進給量 =0.5～1.0fr按 C6132 機床進給量（表 4.2—9）在《機械制造工藝設(shè)計手冊》可知：=0.7fr確定的進給量尚需滿足機床進給機構(gòu)強度的要求，故需進行校驗根據(jù)表 1—30，C6132 機床進給機構(gòu)允許進給力 =3530 。maxFN根據(jù)表 1.21，當(dāng)強度在 174～207 時， ， ， =HBSp4?f75.0rmrK時，徑向進給力： =950 。045RN切削時 的修正系數(shù)為 =1.0， =1.0， =1.17（表 1.29—2） ，故實際fFroFfKsFf?krFfK進給力為：=950 =1111.5 由fF17.?N于切削時進給力小于機床進給機構(gòu)允許的進給力，故所選 = 可用。frm7.0③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》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)公式計算，也可直接有表中查出。根據(jù)《切削用量簡明使用手冊》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 車床說明書選擇=1250nmir這時實際切削速度 為：cV= = （3-c10cD?01257?min?14）⑤.校驗機床功率切削時的功率可由表查出，也可按公式進行計算。由《切削用量簡明使用手冊》表 1.25， = ～ ， ，HBS160245pam3?f，切削速度 時，rm75.0min50V?=CPkw7.1切削功率的修正系數(shù) =0.73， =0.9，故實際切削時間的功率為：rcPcrK0=1.7 =1.2 CP73.0?kw根據(jù)表 1.30，當(dāng) = 時，機床主軸允許功率為 = ， ，故所nmi125r EPkw9.5C?EP選切削用量可在 C6132 機床上進行，最后決定的切削用量為：=1.25 ， = ， = = ， =paf7.0ni125rsr08.Vmin0工序 60 磨 ?80 內(nèi)孔機床：內(nèi)圓磨床 《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》表 12?砂輪： 《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》表2485GB? 56Bm?由《機械加工工藝設(shè)計手冊》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 《機械制造工藝金屬切削機床設(shè)計指導(dǎo)》表72/minwn? 1.46?工件的縱向進給量 時，橫向進給量0.51aBf 0.17/rfdst?《機械制造工藝金屬切削機床設(shè)計指導(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動機時間： 《機械制造工藝金屬切削機床設(shè)計指導(dǎo)》表2BtlkTnf 1.46?且 176l?由《機械制造工藝金屬切削機床設(shè)計指導(dǎo)》表 1.48?1.3k?則 20.513.9min7T??工序 50 磨 ?90 外圓機床： 外圓磨床 《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》表/32MB 12?砂輪： 《機械加工工藝設(shè)計實用手冊》表485G? 56Bm?由《機械加工工藝設(shè)計手冊》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 《機械制造工藝金屬切削機床設(shè)計指導(dǎo)》表72/minwn? 1.46?工件的縱向進給量 時，橫向進給量0.51aBf 0.17/rfdst?《機械制造工藝金屬切削機床設(shè)計指導(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動機時間： 《機械制造工藝金屬切削機床設(shè)計指導(dǎo)》表2BtlkTnf 1.46?且 176l?由《機械制造工藝金屬切削機床設(shè)計指導(dǎo)》表 1.48?1.3k?則 20.513.9min7T??4 旋轉(zhuǎn)定位器夾具設(shè)計4.1 夾具設(shè)計要求說明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(zhuǎn)軸線同軸。4.2 夾具的設(shè)計要點（1）定位裝置的設(shè)計特點和夾緊裝置的設(shè)計要求當(dāng)加工回轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)和布置必須保證這一點。當(dāng)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(yīng)以夾具的回轉(zhuǎn)軸線為基準來確定定位元件的位置。工件的夾緊應(yīng)可靠。由于加工時工件和夾具一起隨主軸高速回轉(zhuǎn)，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(zhuǎn)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(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磨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(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自由度，才可以達到加工要求。先設(shè)計夾具模型如下：選擇定位元件為：定位銷，芯軸，大端面。支撐板限制了 X,Y,Z 方向的移動自由度，X,Y 方向的轉(zhuǎn)動自由度，支撐釘限制了 Z 方向的轉(zhuǎn)動自由度?？梢?，定位方案選擇合理。4.4 夾緊機構(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。選擇夾緊機構(gòu)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(dāng)，既要保證工件在加工過程中不移動、不轉(zhuǎn)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(gòu)的操作應(yīng)安全、方便、迅速、省力。4. 機構(gòu)應(yīng)盡量簡單，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(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，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，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，又是定位基準，基準不重合誤差 為零。工件在夾具上B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，以及限位基面相對安裝基面 C 的平行度誤差是 0.01.（3）安裝誤差 A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 G?如車床主軸上安裝夾具基準與主軸回轉(zhuǎn)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=0.017mmG?K?零件的車床夾具總加工誤差是： 2A2JDG????062.17.0.?精度儲備： 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)計的基本要求（1）應(yīng)有適當(dāng)?shù)木群统叽绶€(wěn)定性夾具體上的重要表面，如安裝定位元件的表面、安裝對刀塊或?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?。為使夾具體的尺寸保持穩(wěn)定，型材開料夾具體要進行時效處理，焊接和鍛造夾具體要進行退火處理。（2）應(yīng)有足夠的強度和剛度為了保證在加工過程中不因夾緊力、切削力等外力的作用而產(chǎn)生不允許的變形和振動，夾具體應(yīng)有足夠的壁厚，剛性不足處可適當(dāng)增設(shè)加強筋。（3）應(yīng)有良好的結(jié)構(gòu)工藝性和使用性夾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。在滿足剛度和強度的前提下，應(yīng)盡量能減輕重量，縮小體積，力求簡單。（4）應(yīng)便于排除切屑在機械加工過程中，切屑會不斷地積聚在夾具體周圍，如不及時排除，切削熱量的積聚會破壞夾具的定位精度，切屑的拋甩可能纏繞定位元件，也會破壞定位精度，甚至發(fā)生安全事故。因此，對于加工過程中切屑產(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：對于加工過程中切削產(chǎn)生較多的情況，一般應(yīng)在夾具體上設(shè)置排屑槽。（5）在機床上的安裝應(yīng)穩(wěn)定可靠夾具在機床上的安裝都是通過夾具體上的安裝基面與機床上的相應(yīng)表面的接觸或配合實現(xiàn)的。當(dāng)夾具在機床工作臺上安裝時，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 夾具簡單使用說明（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)工件和夾具上個元件相對機床主軸的旋轉(zhuǎn)軸線不平衡時，將產(chǎn)生較大的離心力和振動，影響工件的加工質(zhì)量、刀具的壽命、機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，對于重量不對稱的夾具，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。在工廠實際生產(chǎn)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(yīng)該注意防止切削和冷卻液的飛濺問題，必要時應(yīng)該加防護罩?？? 結(jié)畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設(shè)計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結(jié)合進行實實在在的設(shè)計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設(shè)計的步驟和要領(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)計手冊和AUTOCAD 等制圖軟件，為我們踏入社會打下了好的基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計使我們認識到了只努力的學(xué)好書本上的知識是不夠的，還應(yīng)該更好的做到理論和實踐的結(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)計的機會，它將是我們畢業(yè)設(shè)計完成的更出色的關(guān)鍵一步。致 謝這次畢業(yè)設(shè)計使我收益不小，為我今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅實和良好的基礎(chǔ)。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數(shù)據(jù)存在大量的重復(fù)和重疊，由于經(jīng)驗不足，在選取數(shù)據(jù)上存在一些問題，不過我的指導(dǎo)老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設(shè)計。這次畢業(yè)設(shè)計成績的取得，與指導(dǎo)老師的細心指導(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間，耐心地幫助我解決技術(shù)上的一些難題，她嚴肅的科學(xué)態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從題目的選擇到項目的最終完成，他都始終給予我細心的指導(dǎo)和不懈的支持。多少個日日夜夜，他不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，除了敬佩指導(dǎo)老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴謹和科學(xué)研究的精神也是我永遠學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在此謹向指導(dǎo)老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。參 考 文 獻[1] 東北重型機械學(xué)院，洛陽農(nóng)業(yè)機械學(xué)院，長春汽車廠工人大學(xué)，機床夾具設(shè)計手冊[M]，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1980。[2] 張進生。機械制造工藝與夾具設(shè)計指導(dǎo)［Ｍ］ 。機械工業(yè)出版社，1995。[3] 李慶壽。機床夾具設(shè)計［Ｍ］ 。機械工業(yè)出版社，1991。[4] 李洪。機械加工工藝手冊［Ｍ］ 。北京出版社，1996。[5] 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會。金屬切削手冊［Ｍ］ 。上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2544。[6] 黃如林，劉新佳，汪群。切削加工簡明實用手冊［Ｍ］ ?；瘜W(xué)工業(yè)出版社，2544。[7] 余光國，馬俊，張興發(fā)，機床夾具設(shè)計[M]，重慶：重慶大學(xué)出版社，1995。[8] [周永強，高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)[M]，北京：中國建材工業(yè)出版社，2542。[9] 劉文劍，曹天河，趙維，夾具工程師手冊[M]，哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1987。[10] 王光斗，王春福。機床夾具設(shè)計手冊［Ｍ］ 。上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2542。[11] 東北重型機械學(xué)院，洛陽農(nóng)業(yè)機械學(xué)院，長春汽車廠工人大學(xué)。機床夾具設(shè)計手冊［Ｍ］.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1984。 [12] 李慶壽，機械制造工藝裝備設(shè)計適用手冊[M]，銀州：寧夏人民出版社，1991。[13] 廖念釗，莫雨松，李碩根，互換性與技術(shù)測量[M]，中國計量出版社，2540：9-19。[14] [王光斗，王春福，機床夾具設(shè)計手冊[M]，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2540。[15] 樂兌謙，金屬切削刀具，機械工業(yè)出版社，2545：4-17