極限開關(guān)座鉆Φ36孔夾具設(shè)計(jì)圖

極限開關(guān)座鉆Φ36孔夾具設(shè)計(jì)圖,極限,開關(guān),36,夾具,設(shè)計(jì)圖 夾具夾緊力的優(yōu)化及對(duì)工件定位精度的影響B(tài).Li 和 S.N.Mellkote布什伍德拉夫機(jī)械工程學(xué)院，佐治亞理工學(xué)院，格魯吉亞，美國(guó)研究所由于夾緊和加工，在工件和夾具的接觸部位會(huì)產(chǎn)生局部彈性變形，使工件尺寸發(fā)生變化，進(jìn)而影響工件的最終加工質(zhì)量。這種效應(yīng)可通過最小化夾具設(shè)計(jì)優(yōu)化，夾緊力是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)變量，可以得到優(yōu)化，以減少工件的位移。本文提出了一種確定多夾緊夾具受到準(zhǔn)靜態(tài)加工部位的最佳夾緊力的新方法。該方法采用彈性接觸力學(xué)模型代表夾具與工件接觸，并涉及制定和解決方案的多目標(biāo)優(yōu)化模型的約束。夾緊力的最優(yōu)化對(duì)工件定位精度的影響通過 3-2-1 式銑夾具的例子進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞：彈性 接觸 模型 夾具 夾緊力 優(yōu)化前言 定位和夾緊的工件加工中的兩個(gè)關(guān)鍵因素。要實(shí)現(xiàn)夾具的這些功能，需將工件定位到一個(gè)合適的基準(zhǔn)上并夾緊，采用的夾緊力必須足夠大，以抑制工件在加工過程中產(chǎn)生的移動(dòng)。然而，過度的夾緊力可誘導(dǎo)工件產(chǎn)生更大的彈性變形 ，這會(huì)影響它的位置精度，并反過來影響零件質(zhì)量。所以有必要確定最佳夾緊力，來減小由于彈性變形對(duì)工件的定位誤差，同時(shí)滿足加工的要求。在夾具分析和綜合領(lǐng)域上的研究人員使用了有限元模型的方法或剛體模型的方法。大量的工作都以有限元方法為基礎(chǔ)被報(bào)道[參考文獻(xiàn) 1-8]。隨著得墨忒耳[8]，這種方法的限制是需要較大的模型和計(jì)算成本。同時(shí)，多數(shù)的有限元基礎(chǔ)研究人員一直重點(diǎn)關(guān)注的夾具布局優(yōu)化和夾緊力的優(yōu)化還沒有得到充分討論，也有少數(shù)的研究人員通過對(duì)剛性模型[9-11] 對(duì)夾緊力進(jìn)行了優(yōu)化，剛型模型幾乎被近似為一個(gè)規(guī)則完整的形狀。得墨忒耳[12，13]用螺釘理論解決的最低夾緊力，總的問題是制定一個(gè)線性規(guī)劃，其目的是盡量減少在每個(gè)定位點(diǎn)調(diào)整夾緊力強(qiáng)度的法線接觸力。接觸摩擦力的影響被忽視，因?yàn)樗^法線接觸力相對(duì)較小，由于這種方法是基于剛體假設(shè)，獨(dú)特的三維夾具可以處理超過 6 個(gè)自由度的裝夾，復(fù)和倪[14]也提出迭代搜索方法，通過假設(shè)已知摩擦力的方向來推導(dǎo)計(jì)算最小夾緊力，該剛體分析的主要限制因素是當(dāng)出現(xiàn)六個(gè)以上的接觸力是使其靜力不確定，因此，這種方法無法確定工件移位的唯一性。 第 1 頁(yè) 共 15 頁(yè)這種限制可以通過計(jì)算夾具——工件系統(tǒng)[15]的彈性來克服，對(duì)于一個(gè)相對(duì)嚴(yán)格的工件，該夾具在機(jī)械加工工件的位置會(huì)受夾具點(diǎn)的局部彈性變形的強(qiáng)烈影響。Hockenberger 和得墨忒耳 [16]使用經(jīng)驗(yàn)的接觸力變形的關(guān)系（稱為元功能） ，解決由于夾緊和準(zhǔn)靜態(tài)加工力工件剛體位移。同一作者還考察了加工工件夾具位移對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)的影響[17]。桂 [18] 等 通過工件的夾緊力的優(yōu)化定位精度彈性接觸模型對(duì)報(bào)告做了改善，然而，他們沒有處理計(jì)算夾具與工件的接觸剛度的方法，此外，其算法的應(yīng)用沒有討論機(jī)械加工刀具路徑負(fù)載有限序列。李和 Melkote [19]和烏爾塔多和 Melkote [20]用接觸力學(xué)解決由于在加載夾具夾緊點(diǎn)彈性變形產(chǎn)生的接觸力和工件的位移，他們還使用此方法制定了優(yōu)化方法夾具布局[21]和夾緊力[22] 。但是，關(guān)于 multiclamp 系統(tǒng)及其對(duì)工件精度影響的夾緊力的優(yōu)化并沒有在這些文件中提到 。本文提出了一種新的算法，確定了 multiclamp 夾具工件系統(tǒng)受到準(zhǔn)靜態(tài)加載的最佳夾緊力為基礎(chǔ)的彈性方法。該法旨在盡量減少影響由于工件夾緊位移和加工荷載通過系統(tǒng)優(yōu)化夾緊力的一部分定位精度。接觸力學(xué)模型，用于確定接觸力和位移，然后再用做夾緊力優(yōu)化，這個(gè)問題被作為多目標(biāo)約束優(yōu)化問題提出和解決。通過兩個(gè)例子分析工件夾緊力的優(yōu)化對(duì)定位精度的影響，例子涉及的銑削夾具 3-2-1 布局。1． 夾具——工件聯(lián)系模型 1．1 模型假設(shè)該加工夾具由 L 定位器和帶有球形端的 c 形夾組成。工件和夾具接觸的地方是線性的彈性接觸，其他地方完全剛性。工件——夾具系統(tǒng)由于夾緊和加工受到準(zhǔn)靜態(tài)負(fù)載。夾緊力可假定為在加工過程中保持不變，這個(gè)假設(shè)是有效的，在對(duì)液壓或氣動(dòng)夾具使用。在實(shí)際中，夾具工件接觸區(qū)域是彈性分布，然而，這種模式的發(fā)展，假設(shè)總觸剛度（見圖 1）第 i 夾具接觸力局部變形如下：(1) iijjFkd?其中 （j=x，y，z ）表示，在當(dāng)?shù)刈幼鴺?biāo)系切線和法線方向的接觸剛度ij第 2 頁(yè) 共 15 頁(yè)圖1 彈簧夾具——工件接觸模型。表示在第i個(gè)ixyz接觸處的坐標(biāo)系（j=x ，y，z ）是對(duì)應(yīng)沿著 xyz方向的彈性變形，分別 （j= x，y，z）的代表ijd和 切向力接觸 ， 法線力接觸。ixFiyizF1．2 工件——夾具的接觸剛度模型集中遵守一個(gè)球形尖端定位，夾具和工件的接觸并不是線性的，因?yàn)榻佑|半徑與隨法線力呈非線性變化 [23]。由于法線力 接觸變形作用于半徑 和平iPiR面工件表面之間，這可從封閉赫茲的辦法解決縮進(jìn)一個(gè)球體彈性半空間的問題。對(duì)于這個(gè)問題， 是法線的變形，在[文獻(xiàn) 23 第 93 頁(yè)]中給出如下：in?（2）??1/3296*iiniPRE???????其中 式中 和 是工件和夾具的彈性模量， 、22*11fw???wEf w?分別是工件和材料的泊松比。f?切向變形 沿著 和 切線方向）硅業(yè)切力距ity(iittx??或 者 ixiy有以下形式[文獻(xiàn) 23 第 217 頁(yè)]??iyQiix或 者（3）t28ifi wiaG?????????其中 、 分別是工件和夾具剪切模量1/3134ifi wPRE???????fGw一個(gè)合理的接觸剛度的線性可以近似從最小二乘獲得適合式 （2），這就產(chǎn)生了以下線性化接觸剛度值：在計(jì)算上述的線性近似，第 3 頁(yè) 共 15 頁(yè)（4）??1/32*68.9iizREk???????(5)1*24jii iwxy zf kG?????????正常的力被假定為從 0 到 1000N，且最小二乘擬合相應(yīng)的 R2 值認(rèn)定是0.94。2．夾緊力優(yōu)化我們的目標(biāo)是確定最優(yōu)夾緊力，將盡量減少由于工件剛體運(yùn)動(dòng)過程中，局部的夾緊和加工負(fù)荷引起的彈性變形，同時(shí)保持在準(zhǔn)靜態(tài)加工過程中夾具——工件系統(tǒng)平衡，工件的位移減少，從而減少定位誤差。實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)是通過制定一個(gè)多目標(biāo)約束優(yōu)化問題的問題，如下描述。2.1 目標(biāo)函數(shù)配方工件旋轉(zhuǎn)，由于部隊(duì)輪換往往是相當(dāng)小[17]的工件定位誤差假設(shè)為確定其剛體翻譯基本上，其中 、 、和TwwdXYZ??????? wX?wY是 沿 ， 和 三個(gè)正交組件（見圖 2） 。Zxgygz圖 2 工件剛體平移和旋轉(zhuǎn)工件的定位誤差歸于裝夾力，然后可以在該剛體位移的 范數(shù)計(jì)算如下：2L第 4 頁(yè) 共 15 頁(yè)（6）????222wwwdXYZ????其中 表示一個(gè)向量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。但是作用在工件的夾緊力會(huì)影響定位誤差。當(dāng)多個(gè)夾緊力作用于工件，由此產(chǎn)生的夾緊力為 ,有如下形式：TRRCXYZP?????（7）RC?其中夾緊力 是矢量，夾緊力的方向 矩陣，1.TLCC????? ??1.TCLCRn??是夾緊力是矢量的方向余弦， 、 和 ??coscosLiLiiin????? i?i?Li??是第 i 個(gè)夾緊點(diǎn)夾緊力在 、 和 方向上的向量角度（ i=1、2、3.,C） 。gXYgZ在這個(gè)文件中，由于接觸區(qū)變形造成的工件的定位誤差，被假定為受的作用力是法線的，接觸的摩擦力相對(duì)較小，并在進(jìn)行分析時(shí)忽略了加緊力對(duì)工件的定位誤差的影響。意指正常接觸剛度比 ，是通過 （i=1，2…L）和最小zkii?的所有定位器正常剛度 相乘，并假設(shè)工件 、 、 取決于 、 、zks xNyzgXY的方向，各自的等效接觸剛度可有下式 計(jì)算gZ 111,,XYZNNssszizizikk????????????????????????和得出（見圖 3） ，工件剛體運(yùn)動(dòng) ，歸于夾緊行動(dòng)現(xiàn)在可以寫成：wd?(8)111XYZTRRRwNNNsssziziziPPdkk?????? ?? ????????????????????? ??工件有位移，因此，定位誤差的減小可以通過盡量減少產(chǎn)生的夾緊力向量 范數(shù)。因此，第一個(gè)目標(biāo)函數(shù)可以寫為：2L最小化 XYZ222RRERCNNw111PP=+iii?????? ?????? ????????????（9）第 5 頁(yè) 共 15 頁(yè)要注意，加權(quán)因素是與等效接觸剛度成正比的在 、 和 方向上。通gXYgZ過使用最低總能量互補(bǔ)參考文獻(xiàn)[15，23]的原則求解彈性力學(xué)接觸問題得出 A的組成部分是唯一確定的，這保證了夾緊力和相應(yīng)的定位反應(yīng)是“真正的”解決方案，對(duì)接觸問題和產(chǎn)生的“真正”剛體位移，而且工件保持在靜態(tài)平衡，通過夾緊力的隨時(shí)調(diào)整。因此，總能量最小化的形式為補(bǔ)充的夾緊力優(yōu)化的第二個(gè)目標(biāo)函數(shù)，并給出：最小化 （10）?????222iiiL+CL+CL+Cx*111FFUW=kkyziii????????????TQ?其中 代表機(jī)構(gòu)的彈性變形應(yīng)變能互補(bǔ)， 代表由外部力量和力矩配合* *W完成， 是遵守對(duì)角矩陣的， 和Q1.LCxyzxyzcc???????1iijjck??是所有接觸力的載體。TxyzzFF??如圖 3 加權(quán)系數(shù) 計(jì)算確定的基礎(chǔ)2L2.2 摩擦和靜態(tài)平衡約束在（10）式優(yōu)化的目標(biāo)受到一定的限制和約束，他們中最重要的是在每個(gè)接觸處的靜摩擦力約束。庫(kù)侖摩擦力的法律規(guī)定 （ 是??22iiixyszFF???is靜態(tài)摩擦系數(shù)）,這方面的一個(gè)非線性約束和線性化版本可以使用，并且[19]有：內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（外文翻譯）第 6 頁(yè) 共 15 頁(yè)（11）iiixyszF???假設(shè)準(zhǔn)靜態(tài)載荷，工件的靜力平衡由下列力和力矩平衡方程確保（向量形式）：(12)0F??0M?其中包括在法線和切線方向的力和力矩的機(jī)械加工力和工件重量。2.3 界接觸力由于夾具——工件接觸是單側(cè)面的，法線的接觸力 只能被壓縮。這通過iP以下的 的約束表 （i=1，2…,L+C） （13）iP0i?它假設(shè)在工件上的法線力是確定的，此外，在一個(gè)法線的接觸壓力不能超過壓工件材料的屈服強(qiáng)度（ ） 。這個(gè)約束可寫為：yS（i=1，2 ，…,L+C ） (14) iyiPSA?如果 是在第 i 個(gè)工件——夾具的接觸處的接觸面積，完整的夾緊力優(yōu)化i模型，可以寫成：最小化 (15)12fTRCwQP?????????3．模型算法求解式（15）多目標(biāo)優(yōu)化問題可以通過求解約束[24]。這種方法將確定的目標(biāo)作為首要職能之一，并將其轉(zhuǎn)換成一個(gè)約束對(duì)。該補(bǔ)充（ ）的主要目的是處1f理功能，并由此得到夾緊力（ ）作為約束的加權(quán)范數(shù) 最小化。對(duì) 為主要2f 2L1f目標(biāo)的選擇，確保選中一套獨(dú)特可行的夾緊力，因此，工件——夾具系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)到一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)（即最低能量狀態(tài)） ，此狀態(tài)也表示有最小的夾緊力下的加權(quán)范數(shù) 。 的約束轉(zhuǎn)換涉及到一個(gè)指定的加權(quán)范數(shù) 小于或等于 ，其中 是 2Lf 2L?的約束，假設(shè)最初所有夾緊力不明確，要確定一個(gè)合適的 。在定位和夾緊f點(diǎn)的接觸力的計(jì)算只考慮第一個(gè)目標(biāo)函數(shù)（即 ） 。雖然有這樣的接觸力，并不1f內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（外文翻譯）第 7 頁(yè) 共 15 頁(yè)一定產(chǎn)生最低的夾緊力，這是一個(gè)“真正的”可行的解決彈性力學(xué)問題辦法，可完全抑制工件在夾具中的位置。這些夾緊力的加權(quán)系數(shù) ，通過計(jì)算并作為2L初始值與 比較，因此，夾緊力式（15）的優(yōu)化問題可改寫為: ?最小化 （16）12TfQ??由： (11)–(14) 得。RCwP?類似的算法尋找一個(gè)方程根的二分法來確定最低的 上的約束, 通過盡RCwP可能降低 上限，由此產(chǎn)生的最小夾緊力的加權(quán)范數(shù) 。 迭代次數(shù) K，終止搜?2L索取決于所需的預(yù)測(cè)精度 和 ，有參考文獻(xiàn)[15] ：????TwxyzTiiiziidrXYZ?????????2Klog??????????????（17）其中 表示上限的功能，完整的算法在如圖 4 中給出。?內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（外文翻譯）第 8 頁(yè) 共 15 頁(yè)內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（外文翻譯）第 9 頁(yè) 共 15 頁(yè)圖 4 夾緊力的優(yōu)化算法（在示例 1 中使用） 。 圖 5 該算法在示例 2 使用4． 加工過程中的夾緊力的優(yōu)化及測(cè)定上一節(jié)介紹的算法可用于確定單負(fù)載作用于工件的載體的最佳夾緊力，然而，刀具路徑隨磨削量和切割點(diǎn)的不斷變化而變化。因此，相應(yīng)的夾緊力和最佳的加工負(fù)荷獲得將由圖 4 算法獲得，這大大增加了計(jì)算負(fù)擔(dān)，并要求為選擇的夾緊力提供標(biāo)準(zhǔn)， 將獲得滿意和適宜的整個(gè)刀具軌跡 ，用保守的辦法來解決下面將被討論的問題，考慮一個(gè)有限的數(shù)目（例如 m）沿相應(yīng)的刀具路徑設(shè)置的產(chǎn)生 m 個(gè)最佳夾緊力，選擇記為 ， ， … ,在每個(gè)采樣點(diǎn)，1optP2t3optPopt考慮以下四個(gè)最壞加工負(fù)荷向量：內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（外文翻譯）第 10 頁(yè) 共 15 頁(yè)max1axTXYZF?????2maxaxTYXYZF?????3maxaxTXYZF?????4aTrXYZF?????(18) 、 和 表示在 、 和 方向上的最大值， 、 和 上gg的數(shù)字 1，2，3 分別代替對(duì)應(yīng)的 和 另外兩個(gè)正交切削分力，而且maxXYmaxZ有： ????222maxrXYZFF????????雖然 4 個(gè)最壞情況加工負(fù)荷向量不會(huì)在工件加工的同一時(shí)刻出現(xiàn)，但在每次常規(guī)的進(jìn)給速度中，刀具旋轉(zhuǎn)一次出現(xiàn)一次，負(fù)載向量引入的誤差可忽略。因此，在這項(xiàng)工作中，四個(gè)載體負(fù)載適用于同一位置， （但不是同時(shí)）對(duì)工件進(jìn)行的采樣 ，夾緊力的優(yōu)化算法圖 4，對(duì)應(yīng)于每個(gè)采樣點(diǎn)計(jì)算最佳的夾緊力。夾緊力的最佳形式有：(i=1,2,…,m) (j=x,y z,r) (19)max12.TiiijjcjPC?????其中 是最佳夾緊力的四個(gè)情況下的加工負(fù)荷載體， (C=1，2，…C)是每ij ikjC個(gè)相應(yīng)的夾具在第 i 個(gè)樣本點(diǎn)和第 j 負(fù)荷情況下力的大小。 是計(jì)算每個(gè)負(fù)maxijP載點(diǎn)之后的結(jié)果，一套簡(jiǎn)單的“最佳”夾緊力必須從所有的樣本點(diǎn)和裝載條件里發(fā)現(xiàn)，并在所有的最佳夾緊力中選擇。這是通過在所有負(fù)載情況和采樣點(diǎn)排序，并選擇夾緊點(diǎn)的最高值的最佳的夾緊力， 見于式 （20）：maxkC（k=1，2，…，C） （20）maxikkjC?只要這些具備，就得到一套優(yōu)化的夾緊力 ，驗(yàn)證這Tmaxax12C.optP?????些力，以確保工件夾具系統(tǒng)的靜態(tài)平衡。否則，會(huì)出現(xiàn)更多采樣點(diǎn)和重復(fù)上述程序。在這種方式中，可為整個(gè)刀具路徑確定“最佳”夾緊力 ，圖 5 總結(jié)optP了剛才所描述的算法。請(qǐng)注意，雖然這種方法是保守的，它提供了一個(gè)確定的夾緊力，最大限度地減少工件的定位誤差的一套系統(tǒng)方法。5．影響工件的定位精度它的興趣在于最早提出了評(píng)價(jià)夾緊力的算法對(duì)工件的定位精度的影響。工件首先放在與夾具接觸的基板上，然后夾緊力使工件接觸到夾具，因此，局部?jī)?nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（外文翻譯）第 11 頁(yè) 共 15 頁(yè)變形發(fā)生在每個(gè)工件夾具接觸處，使工件在夾具上移位和旋轉(zhuǎn)。隨后，準(zhǔn)靜態(tài)加工負(fù)荷應(yīng)用造成工件在夾具的移位。工件剛體運(yùn)動(dòng)的定義是由它在 、 和gXY方向上的移位 和自轉(zhuǎn) （見圖 2） ，gZTdwwXYZ??????? Twxyz????????如前所述，工件剛體位移產(chǎn)生于在每個(gè)夾緊處的局部變形 ，假設(shè)Tiiixyzd????為相對(duì)于工件的質(zhì)量中心的第 i 個(gè)位置矢量定位點(diǎn)，坐標(biāo)變換定理??TiirXYZ?可以用來表達(dá)在工件的位移 ， 以及工件自轉(zhuǎn)idwwXYZ???????如下: (21)wxyz??????????1Tii iiRrd???其中 表示旋轉(zhuǎn)矩陣,描述當(dāng)?shù)卦诘?i 幀相聯(lián)系的全球坐標(biāo)系和 是一個(gè)1iR ??wcR??旋轉(zhuǎn)矩陣確定工件相對(duì)于全球的坐標(biāo)系的定位坐標(biāo)系。假設(shè)夾具夾緊工件旋轉(zhuǎn)，由于旋轉(zhuǎn) 很小，故 也可近似為： w????wcR??（22） ??w1R1zyzxyx????????方程（21）現(xiàn)在可以改寫為： （23）??TiiidRBq?其中 是經(jīng)方程（21）重新編排后變換得到的矩ii ii10YBZ0Xi????????陣式， 是夾緊和加工導(dǎo)致的工件剛體運(yùn)動(dòng)矢量。yqTwwxzX???????工件與夾具單方面接觸性質(zhì)意味著工件與夾具接觸處沒有拉力的可能。因此，在第 i 裝夾點(diǎn)接觸力 可能與 的關(guān)系如下：iFid（24）,0iiiKdzFotherws???????其中 是在第 i 個(gè)接觸點(diǎn)由于夾緊和加工負(fù)荷造成的變形， 意??Tiz 0iz??味著凈壓縮變形，而負(fù)數(shù)則代表拉伸變形; 是表示在本地坐標(biāo)iixyzKdagk?????內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（外文翻譯）第 12 頁(yè) 共 15 頁(yè)系第 i 個(gè)接觸剛度矩陣， 是單位向量 . 在這項(xiàng)研究中假定液壓/ 氣??01Tze?動(dòng)夾具，根據(jù)對(duì)外加工負(fù)荷，故在法線方向的夾緊力的強(qiáng)度保持不變，因此，必須對(duì)方程（24）的夾緊點(diǎn)進(jìn)行修改為：（25）TyiiixFp?????其中 是在第 i 個(gè)夾緊點(diǎn)的夾緊力，讓 表示一個(gè)對(duì)外加工力量和載體的 6×1i EF矢量。并結(jié)合方程（23）—（25）與靜態(tài)平衡方程，得到下面的方程組：（26）??1L+C1 0iEiiiRFfr???????????????其中，其中 表示相乘。由于夾緊和加工工件剛體移動(dòng)，q 可通過求解式（26）得到。工件的定位誤差向量， （見圖 6） ，rrTXYZmm??????現(xiàn)在可以計(jì)算如下： （27） rmBq??其中 是考慮工件中心加工點(diǎn)的位置向量，且rTmXYZ?????100mmYBX???????6．模擬工作較早前提出的算法是用來確定最佳夾緊力及其對(duì)兩例工件精度的影響例如：1．適用于工件單點(diǎn)力。2．應(yīng)用于工件負(fù)載準(zhǔn)靜態(tài)銑削序列內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（外文翻譯）第 13 頁(yè) 共 15 頁(yè)如左圖 7 工件夾具配置中使用的模擬研究 工件夾具定位聯(lián)系; 16L~、 和 全球坐標(biāo)系。 gXYgZ3-2-1 夾具圖 7 所示，是用來定位并控制 7075 - T6 鋁合金（127 毫米×127 毫米×38.1 毫米）的柱狀塊。假定為球形布局傾斜硬鋼定位器/夾具在表 1 中給出。工件——夾具材料的摩擦靜電對(duì)系數(shù)為 0.25。使用伊利諾伊大學(xué)開發(fā) EMSIM程序[參考文獻(xiàn) 26] 對(duì)加工瞬時(shí)銑削力條件進(jìn)行了計(jì)算，如表 2 給出例（1） ，應(yīng)用工件在點(diǎn)（109.2 毫米，25.4 毫米，34.3 毫米）瞬時(shí)加工力，圖 4 中表 3 和表4 列出了初級(jí)夾緊力和最佳夾緊力的算法 。該算法如圖 5 所示 ，一個(gè) 25.4 毫米銑槽使用 EMSIM 進(jìn)行了數(shù)值模擬，以減少起步（0.0 毫米，25.4 毫米，34.3毫米）和結(jié)束時(shí)（127.0 毫米，25.4 毫米，34.3 毫米）四種情況下加工負(fù)荷載體，內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（外文翻譯）第 14 頁(yè) 共 15 頁(yè)內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（外文翻譯）第 15 頁(yè) 共 15 頁(yè)（見圖 8） 。模擬計(jì)算銑削力數(shù)據(jù)在表 5 中給出。圖 8 最終銑削過程模擬例如 2。內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（外文翻譯）第 16 頁(yè) 共 15 頁(yè)表 6 中 5 個(gè)坐標(biāo)列出了為模擬抽樣調(diào)查點(diǎn)。最佳夾緊力是用前面討論過的排序算法計(jì)算每個(gè)采樣點(diǎn)和負(fù)載載體最后的夾緊力和負(fù)載。7．結(jié)果與討論例如算法 1 的繪制最佳夾緊力收斂圖 9，圖 9對(duì)于固定夾緊裝置在圖示例假設(shè)（見圖 7） ，由此得到的夾緊力加權(quán)范數(shù) 有如2L下形式： .結(jié)果表明，最佳夾緊力所述加工????222//3RRRCXYZPP??條件下有比初步夾緊力強(qiáng)度低得多的加權(quán)范數(shù) ，最初的夾緊力是通過減少工2L件的夾具系統(tǒng)補(bǔ)充能量算法獲得。由于夾緊力和負(fù)載造成的工件的定位誤差，如表 7。結(jié)果表明工件旋轉(zhuǎn)小，加工點(diǎn)減少錯(cuò)誤從 13.1％到 14.6％不等。在這種情況下，所有加工條件改善不是很大，因?yàn)閺淖畛跬ㄟ^互補(bǔ)勢(shì)能確定的最小化的夾緊力值已接近最佳夾緊力。圖 5 算法是用第二例在一個(gè)序列應(yīng)用于銑削負(fù)載到工件，他應(yīng)用于工件銑削負(fù)載一個(gè)序列。最佳的夾緊力，，對(duì)應(yīng)列表 6 每個(gè)樣本點(diǎn)，隨著最后的最佳夾緊??maxaxmax,,iiiiij yzrPP?力 ，在每個(gè)采樣點(diǎn)的加權(quán)范數(shù) 和最優(yōu)的初始夾緊力繪圖 10，在每個(gè)采樣opt 2L內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（外文翻譯）第 17 頁(yè) 共 15 頁(yè)點(diǎn)的加權(quán)范數(shù) 的 ， ， 和 繪制。2LmaxiPaxiymaxizaxirP結(jié)果表明，由于每個(gè) 組成部分是各相應(yīng)的最大夾緊力，它具有最高的加opt權(quán)范數(shù) 。如圖 10 所示，如果在每個(gè)夾緊點(diǎn)最大組成部分是用于確定初步夾2緊力，則夾緊力需相應(yīng)設(shè)置， 有比 相當(dāng)大的加權(quán)范數(shù) 。故 是一個(gè)inPopt 2LoptP完整的刀具路徑改進(jìn)方案。上述模擬結(jié)果表明，該方法可用于優(yōu)化夾緊力相對(duì)于初始夾緊力的強(qiáng)度，這種做法將減少所造成的夾緊力的加權(quán)范數(shù) ，因此將2提高工件的定位精度。圖 108．結(jié)論該文件提出了關(guān)于確定多鉗夾具，工件受準(zhǔn)靜態(tài)加載系統(tǒng)的優(yōu)化加工夾緊力的新方法。夾緊力的優(yōu)化算法是基于接觸力學(xué)的夾具與工件系統(tǒng)模型，并尋求盡量減少應(yīng)用到所造成的工件夾緊力的加權(quán)范數(shù) ，得出工件的定位誤差。該2L整體模型，制定一個(gè)雙目標(biāo)約束優(yōu)化問題，使用 -約束的方法解決。該算法通?過兩個(gè)模擬表明，涉及 3-2-1 型，二夾銑夾具的例子。今后的工作將解決在動(dòng)態(tài)負(fù)載存在夾具與工件在系統(tǒng)的優(yōu)化，其中慣性，剛度和阻尼效應(yīng)在確定工件夾具系統(tǒng)的響應(yīng)特性具有重要作用。9．參考資料：內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（外文翻譯）第 18 頁(yè) 共 15 頁(yè)1、J. 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Cutkosky. 《具有摩擦性的夾具規(guī)劃》 美國(guó)ASME，工業(yè)工程學(xué)報(bào)：1991，320–327 頁(yè)。11、S. Jeng, L. Chen 和 W. Chieng.“最小夾緊力分析”，國(guó)際機(jī)床制造，碩士論文 1995 年。12、E. C. DeMeter.《加工夾具的性能的最小——最大負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)》 美國(guó)ASME，工業(yè)工程雜志 ：199413、E. C. DeMeter .《加工夾具最大負(fù)荷的性能優(yōu)化模型》 美國(guó) ASME，工業(yè)工程雜志 1995。14、JH 復(fù)和 AYC 倪.“核查和工件夾持的夾具設(shè)計(jì)”方案優(yōu)化，設(shè)計(jì)和制造，4，碩士論文： 307-318，1994。內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（外文翻譯）第 19 頁(yè) 共 15 頁(yè)15、T. H. Richards、埃利斯 霍伍德.1977,《應(yīng)力能量方法分析 》，1977。16、M. J. Hockenberger and E. C. DeMeter. 對(duì)工件準(zhǔn)靜態(tài)分析功能位移在加工夾具的應(yīng)用程序，制造科學(xué)雜志與工程： 325–331 頁(yè), 1996。 順通助學(xué)中心工作室========================================溫馨提示： 提前祝購(gòu)買設(shè)計(jì)的朋友順利完成此次設(shè)計(jì)任務(wù).需要其他設(shè)計(jì)請(qǐng)聯(lián)系QQ:1459919609或者QQ：1969043202咨詢！用得好介紹你的朋友都過來！========================================此課題為本工作室精心挑選整理的設(shè)計(jì)參考資料，成品課題的僅供參考學(xué)習(xí)之用，請(qǐng)知悉！所購(gòu)買成品的參考設(shè)計(jì)圖紙依所發(fā)截圖預(yù)覽為準(zhǔn)，購(gòu)買前請(qǐng)核對(duì)好再確認(rèn)無誤后確定購(gòu)買，由于設(shè)計(jì)為電子數(shù)據(jù)文檔具有很強(qiáng)的復(fù)制性，屬于虛擬服務(wù)交易不可逆，所有設(shè)計(jì)類寶貝不可退貨，現(xiàn)成設(shè)計(jì)僅提供參考作用均不提供不支持修改服務(wù)。示確認(rèn)購(gòu)買此圖紙無誤 ，僅作為參考 用，不 或者 誤的 可 修改。不需要本 任 的修改服務(wù)。車間 工序號(hào) 工序名稱 零件號(hào) 零件名稱 毛坯種類 機(jī)械加工工序卡片03 粗銑 B 面 極限開關(guān)座 HT200設(shè)備名稱及型號(hào)夾具名稱及編號(hào) 極限開關(guān)座銑床夾具牌號(hào) 規(guī)格毛重公斤 凈重材料硬度機(jī)動(dòng) 輔助 合計(jì)工時(shí)定額（分） 0.56 0.15 0.71冷卻潤(rùn)滑液 高速鋼銑刀（無冷卻液）上道工序 下道工序 粗銑 A 面工歩號(hào) 工歩內(nèi)容 刀具 輔助工具 量具 轉(zhuǎn)數(shù)/分 走刀次數(shù) 走刀量 切削深度03 粗銑 B 面 （W18Cr14V 端面銑刀） 游標(biāo)卡尺 95 1 0.2mm 4mm擬定 日期 20.13.01.02 指導(dǎo) 日期 第 頁(yè) 共 頁(yè)車間 工序號(hào) 工序名稱 零件號(hào) 零件名稱 毛坯種類 機(jī)械加工工序卡片04 粗銑 A 面 極限開關(guān)座 HT200設(shè)備名稱及型號(hào)夾具名稱及編號(hào)牌號(hào) 規(guī)格毛重公斤 凈重材料硬度機(jī)動(dòng) 輔助 合計(jì)工時(shí)定額（分）冷卻潤(rùn)滑液上道工序 粗銑 B 面 下道工序 粗銑面工歩號(hào) 工歩內(nèi)容 刀具 輔助工具 量具 轉(zhuǎn)數(shù)/分 走刀次數(shù) 走刀量 切削深度04 粗銑 A 面 （W18Cr14V 端面銑刀） 游標(biāo)卡尺 95 1 0.2mm 4mm擬定 日期 指導(dǎo) 日期 第 頁(yè) 共 頁(yè)車間 工序號(hào) 工序名稱 零件號(hào) 零件名稱 毛坯種類 機(jī)械加工工序卡片05 粗細(xì)面 極限開關(guān)座 HT200設(shè)備名稱及型號(hào)夾具名稱及編號(hào)牌號(hào) 規(guī)格毛重公斤 凈重材料硬度機(jī)動(dòng) 輔助 合計(jì)工時(shí)定額（分）冷卻潤(rùn)滑液上道工序 粗銑 A 面 下道工序 粗銑 D 面工歩號(hào) 工歩內(nèi)容 刀具 輔助工具 量具 轉(zhuǎn)數(shù)/分 走刀次數(shù) 走刀量 切削深度05 粗銑面 （W18Cr14V 端面銑刀） 游標(biāo)卡尺 95 1 0.2mm 4mm擬定 日期 指導(dǎo) 日期 第 頁(yè) 共 頁(yè)車間 工序號(hào) 工序名稱 零件號(hào) 零件名稱 毛坯種類 機(jī)械加工工序卡片06 粗銑 D 面 極限開關(guān)座 HT200設(shè)備名稱及型號(hào)夾具名稱及編號(hào)牌號(hào) 規(guī)格毛重公斤 凈重材料硬度機(jī)動(dòng) 輔助 合計(jì)工時(shí)定額（分）冷卻潤(rùn)滑液上道工序 粗銑 D 面 下道工序 粗銑 F 面工歩號(hào) 工歩內(nèi)容 刀具 輔助工具 量具 轉(zhuǎn)數(shù)/分 走刀次數(shù) 走刀量 切削深度06 粗銑面 （W18Cr14V 端面銑刀） 游標(biāo)卡尺 95 1 0.2mm 4mm擬定 日期 指導(dǎo) 日期 第 頁(yè) 共 頁(yè)車間 工序號(hào) 工序名稱 零件號(hào) 零件名稱 毛坯種類 機(jī)械加工工序卡片07 粗銑 F 面 極限開關(guān)座 HT200設(shè)備名稱及型號(hào)夾具名稱及編號(hào)牌號(hào) 規(guī)格毛重公斤 凈重材料硬度機(jī)動(dòng) 輔助 合計(jì)工時(shí)定額（分）冷卻潤(rùn)滑液上道工序 粗銑 F 面 下道工序 粗銑 H 面工歩號(hào) 工歩內(nèi)容 刀具 輔助工具 量具 轉(zhuǎn)數(shù)/分 走刀次數(shù) 走刀量 切削深度07 粗銑 F 面 （W18Cr14V 端面銑刀） 游標(biāo)卡尺 95 1 0.2mm 4mm擬定 日期 指導(dǎo) 日期 第 頁(yè) 共 頁(yè)車間 工序號(hào) 工序名稱 零件號(hào) 零件名稱 毛坯種類 機(jī)械加工工序卡片08 粗銑 E 面 極限開關(guān)座 HT200設(shè)備名稱及型號(hào)夾具名稱及編號(hào)牌號(hào) 規(guī)格毛重公斤 凈重材料硬度機(jī)動(dòng) 輔助 合計(jì)工時(shí)定額（分）冷卻潤(rùn)滑液上道工序 粗銑 F 面 下道工序 粗銑 H 面工歩號(hào) 工歩內(nèi)容 刀具 輔助工具 量具 轉(zhuǎn)數(shù)/分 走刀次數(shù) 走刀量 切削深度08 粗銑 E 面 （W18Cr14V 端面銑刀） 游標(biāo)卡尺 95 1 0.2mm 4mm擬定 日期 指導(dǎo) 日期 第 頁(yè) 共 頁(yè)車間 工序號(hào) 工序名稱 零件號(hào) 零件名稱 毛坯種類 機(jī)械加工工序卡片09 粗銑 H 面 極限開關(guān)座 HT200設(shè)備名稱及型號(hào)夾具名稱及編號(hào)牌號(hào) 規(guī)格毛重公斤 凈重材料硬度機(jī)動(dòng) 輔助 合計(jì)工時(shí)定額（分）冷卻潤(rùn)滑液上道工序 粗銑 E 面 下道工序 粗銑 G 面工歩號(hào) 工歩內(nèi)容 刀具 輔助工具 量具 轉(zhuǎn)數(shù)/分 走刀次數(shù) 走刀量 切削深度09 粗銑 H 面 （W18Cr14V 端面銑刀） 游標(biāo)卡尺 95 1 0.2mm 4mm擬定 日期 指導(dǎo) 日期 第 頁(yè) 共 頁(yè)車間 工序號(hào) 工序名稱 零件號(hào) 零件名稱 毛坯種類 機(jī)械加工工序卡片10 粗銑 G 面 極限開關(guān)座 HT200設(shè)備名稱及型號(hào)夾具名稱及編號(hào)牌號(hào) 規(guī)格毛重公斤 凈重材料硬度機(jī)動(dòng) 輔助 合計(jì)工時(shí)定額（分）冷卻潤(rùn)滑液上道工序 粗銑 H 面 下道工序 倒角工歩號(hào) 工歩內(nèi)容 刀具 輔助工具 量具 轉(zhuǎn)數(shù)/分 走刀次數(shù) 走刀量 切削深度10 粗銑 G 面 （W18Cr14V 端面銑刀） 游標(biāo)卡尺 95 1 0.2mm 4mm擬定 日期 指導(dǎo) 日期 第 頁(yè) 共 頁(yè)車間 工序號(hào) 工序名稱 零件號(hào) 零件名稱 毛坯種類 機(jī)械加工工序卡片11 倒角 極限開關(guān)座 HT200設(shè)備名稱及型號(hào)夾具名稱及編號(hào)牌號(hào) 規(guī)格毛重公斤 凈重材料硬度機(jī)動(dòng) 輔助 合計(jì)工時(shí)定額（分）冷卻潤(rùn)滑液上道工序 粗銑 G 面 下道工序 鉆銷孔及槽孔工歩號(hào) 工歩內(nèi)容 刀具 輔助工具 量具 轉(zhuǎn)數(shù)/分 走刀次數(shù) 走刀量 切削深度11 倒角 游標(biāo)卡尺擬定 日期 指導(dǎo) 日期 第 頁(yè) 共 頁(yè)車間 工序號(hào) 工序名稱 零件號(hào) 零件名稱 毛坯種類 機(jī)械加工工序卡片12 鉆銷孔及槽孔 極限開關(guān)座 HT200設(shè)備名稱及型號(hào)夾具名稱及編號(hào)牌號(hào) 規(guī)格毛重公斤 凈重材料硬度機(jī)動(dòng) 輔助 合計(jì)工時(shí)定額（分）冷卻潤(rùn)滑液上道工序 倒角 下道工序 鉆孔工歩號(hào) 工歩內(nèi)容 刀具 輔助工具 量具 轉(zhuǎn)數(shù)/分 走刀次數(shù) 走刀量 切削深度12 鉆銷孔鉆槽孔（直徑 7mm）锪槽孔（直徑 13mm）擬定 日期 指導(dǎo) 日期 第 頁(yè) 共 頁(yè)車間 工序號(hào) 工序名稱 零件號(hào) 零件名稱 毛坯種類 機(jī)械加工工序卡片13 鉆孔（直徑 36mm） 極限開關(guān)座 HT200設(shè)備名稱及型號(hào)夾具名稱及編號(hào)牌號(hào) 規(guī)格毛重公斤 凈重材料硬度機(jī)動(dòng) 輔助 合計(jì)工時(shí)定額（分）冷卻潤(rùn)滑液上道工序 鉆銷孔及 槽孔 下道工序 鉆螺紋孔工歩號(hào) 工歩內(nèi)容 刀具 輔助工具 量具 轉(zhuǎn)數(shù)/分 走刀次數(shù) 走刀量 切削深度13 鉆孔（直徑 36mm） 游標(biāo)卡尺擬定 日期 指導(dǎo) 日期 第 頁(yè) 共 頁(yè)車間 工序號(hào) 工序名稱 零件號(hào) 零件名稱 毛坯種類 機(jī)械加工工序卡片14 精銑 A 面 極限開關(guān)座 HT200設(shè)備名稱及型號(hào)夾具名稱及編號(hào)牌號(hào) 規(guī)格毛重公斤 凈重材料硬度機(jī)動(dòng) 輔助 合計(jì)工時(shí)定額（分）冷卻潤(rùn)滑液上道工序 鉆孔 下道工序 精銑 B 面工歩號(hào) 工歩內(nèi)容 刀具 輔助工具 量具 轉(zhuǎn)數(shù)/分 走刀次數(shù) 走刀量 切削深度14 精銑 A 面 游標(biāo)卡尺擬定 日期 指導(dǎo) 日期 第 頁(yè) 共 頁(yè)車間 工序號(hào) 工序名稱 零件號(hào) 零件名稱 毛坯種類 機(jī)械加工工序卡片15 精銑 B 面 極限開關(guān)座 HT200設(shè)備名稱及型號(hào)夾具名稱及編號(hào)牌號(hào) 規(guī)格毛重公斤 凈重材料硬度機(jī)動(dòng) 輔助 合計(jì)工時(shí)定額（分）冷卻潤(rùn)滑液上道工序 精銑 A 面 下道工序 鉆螺紋孔工歩號(hào) 工歩內(nèi)容 刀具 輔助工具 量具 轉(zhuǎn)數(shù)/分 走刀次數(shù) 走刀量 切削深度15 精銑 B 面 游標(biāo)卡尺擬定 日期 指導(dǎo) 日期 第 頁(yè) 共 頁(yè)車間 工序號(hào) 工序名稱 零件號(hào) 零件名稱 毛坯種類 機(jī)械加工工序卡片16 鉆螺紋孔 極限開關(guān)座 HT200設(shè)備名稱及型號(hào)夾具名稱及編號(hào)牌號(hào) 規(guī)格毛重公斤 凈重材料硬度機(jī)動(dòng) 輔助 合計(jì)工時(shí)定額（分）冷卻潤(rùn)滑液上道工序 鉆孔 下道工序工歩號(hào) 工歩內(nèi)容 刀具 輔助工具 量具 轉(zhuǎn)數(shù)/分 走刀次數(shù) 走刀量 切削深度16 鉆圓孔（直徑 5.5mm） 游標(biāo)卡尺攻絲擬定 日期 指導(dǎo) 日期 第 頁(yè) 共 頁(yè)附件一產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 01極限開關(guān)座加工工藝過程卡片 產(chǎn)品名稱 銑床 零件名稱 極限開關(guān)座 共 1 頁(yè) 第 1 頁(yè)材 料 牌 號(hào) HT200 毛 坯 種 類 鑄件 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每 臺(tái) 件 數(shù) 1 備 注工 時(shí) 工序號(hào)工 名序 稱工 序 內(nèi) 容車間工段設(shè) 備 工 藝 裝 備準(zhǔn)終 單件鑄造 鑄時(shí)效 熱涂底漆 表01 粗銑 粗銑 127*55 表面（后表面） 銑床 專用卡具、Φ30 端銑刀、 游標(biāo)卡尺02 精銑 精銑 127*55 表面（后表面） 銑床 專用卡具、Φ30 端銑刀、游標(biāo)卡尺03 粗銑 粗銑 127*70 表面（下表面） 銑床 專用卡具、Φ30 麻花鉆、 游標(biāo)卡尺04 粗銑 粗銑 89*70 表面（上表面） 銑床 專用卡具、Φ30 端銑刀、游標(biāo)卡尺05 精銑 精銑 127*70 表面（下表面） 銑床 專用卡具、Φ30 端銑刀、游標(biāo)卡尺06 精銑 精銑 89*70 表面（上表面） 銑床 專用卡具、Φ30 盤銑刀、游標(biāo)卡尺07 锪 锪平 Φ13*2 銑床 專用卡具、Φ30 盤銑刀、游標(biāo)卡尺08 銑槽 銑寬為 7 的槽*2 銑床 專用卡具、Φ30 盤銑刀、游標(biāo)卡尺09 鉆 鉆銷孔 Φ5*2 鉆床 專用卡具、Φ5 麻花鉆、游標(biāo)卡尺010 鉆 鉆 Φ36 的孔 銑床 專用卡具、Φ30 麻花鉆、游標(biāo)卡尺011 擴(kuò)孔 擴(kuò) Φ36 的孔 鉆床 專用卡具、Φ30 麻花鉆、游標(biāo)卡尺012 鉆 鉆 Φ5 的孔 銑床 專用卡具、Φ5 麻花鉆、游標(biāo)卡尺013 攻 攻 M6 的螺紋 鉆床 專用卡具、M6 機(jī)用絲錐 、游標(biāo)卡尺014 锪 锪平 Φ25 銑床 專用卡具、Φ30 端銑刀、游標(biāo)卡尺附件一015 鉆 鉆 Φ12 的孔 鉆床 專用卡具、Φ10 麻花鉆、游標(biāo)卡尺016 擴(kuò) 擴(kuò) Φ13 的孔 鉆床 專用卡具、Φ10 麻花鉆、游標(biāo)卡尺檢驗(yàn) 檢驗(yàn)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1目錄一 零件工藝分析 21.1 零件的作用及工作條件 21.2 零件的結(jié)構(gòu)及工藝特點(diǎn) .21.3 零件技術(shù)要求分析及主加工面的確定 .21.4 零件結(jié)構(gòu)工藝性及選材分析 .31.5 有關(guān)設(shè)計(jì)條件的說明 .3二 毛坯的確定 32.1 確 定 毛 坯 .32.2 毛 坯 精 度 等 級(jí) 32.3 估 計(jì) 加 工 表 面 的 機(jī) 械 加 工 總 余 量 32.4 毛 坯 技 術(shù) 要 求 3三 有關(guān)基準(zhǔn)選擇說明 43.1 正確選擇定位基準(zhǔn) 43.2 選定粗基準(zhǔn) 43.3 選定精基準(zhǔn) 5四 擬定工藝路線及重點(diǎn)工序的說明 54.1 確定各加工表面的加工方法機(jī)加工方案 .54.2 確定工序集中與分散 64.3 加工工藝方案的擬定 6五 確定加工余量，工序尺寸和公差 85.1 確定各粗銑表面的加工余量及工序尺寸 85.2 確定各須精加工面的加工余量及工序尺寸 85.3 根據(jù)以上數(shù)據(jù)繪制零件毛坯圖。 9六 確定一個(gè)工序的切削用量 106.1 確定刀具 106.2 確定進(jìn)給量 106.3 確定轉(zhuǎn)速和銑削速度 10七 時(shí)間定額的確定 107.1 計(jì)算機(jī)動(dòng)工時(shí) 107.2 計(jì)算工序輔助工時(shí) 117.3 計(jì)算工序作業(yè)工時(shí) 11參考目錄 122一 零件工藝分析1.1 零件的作用及工作條件極限開關(guān)又叫限位開關(guān)，所謂極限就是最后的一道防線，是作為限位來用的，他的工作原理是：在開關(guān)的一端有一可撥動(dòng)的連桿（此連桿上動(dòng)或下動(dòng)均可切斷電源） ，在設(shè)備上有一固定的突出凸鐵，在線路限位失靈的情況下，開關(guān)連桿就會(huì)碰到設(shè)備上的突出凸鐵，直接切斷電源，從而保護(hù)人身與設(shè)備的安全，大多用在設(shè)備的往返部分上，比如建筑用的升降機(jī)。而我們所設(shè)計(jì)的極限開關(guān)座就是裝載極限開關(guān)的底座。1.2 零件的結(jié)構(gòu)及工藝特點(diǎn)這次課程設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)是極限開關(guān)座的底座，此改必須在絕緣條件下工作。該極限開關(guān)座結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無復(fù)雜面，用普通機(jī)床和刀具即可加工。1.3 零件技術(shù)要求分析及主加工面的確定該零件是底座各表面和孔的加工，分析如下：(1)前表面壁厚 12mm，錐銷孔 ， 寬 7mm 的槽上端锪平寬 13mm；m52??(2)右表面壁厚 10mm，螺紋孔 ，孔 ，相對(duì)于前表面的垂直度是M630.02mm。零件工藝項(xiàng)目 公差等級(jí) 偏差(㎜) 粗糙度 位置要求錐銷孔 m5?GB1804-C 3.0?螺紋孔 M6IT6前端面 12.5 ?0.02 A后端面 3.2左端面 12.5右端面 3.2 0.02 A孔 m36?GB1804-C 12.57mm 槽 IT7 3.0?錐銷孔 和螺紋孔 公差為 0.6mm，其余皆為未注公差，精度等級(jí)為 14。5mM63極限開關(guān)座后端面和右端面的表面粗糙度為 3.2，其余為不去除材料毛坯粗糙度。1.4 零件結(jié)構(gòu)工藝性及選材分析該極限開關(guān)座為底座，形狀一般，精度要求不高。鑄件要求不能有砂孔、疏松等缺陷，以保證零件的強(qiáng)度、硬度及疲勞度，在靜力的作用下，不至于發(fā)生意外事故。1.5 有關(guān)設(shè)計(jì)條件的說明(1)生產(chǎn)類型大批：大量生產(chǎn)。(2)工藝安排的基本傾向：工序分散原則。(3)設(shè)備選擇：通用設(shè)備+專用工裝。(4)工藝手段：常規(guī)工藝。二 毛坯的確定2.1 確 定 毛 坯零 件 材 料 為 灰 鑄 鐵 HT200， 考 慮 到 零 件 材 料 的 綜 合 性 能 及 材 料 成 本 和 加 工 成本 ,保 證 零 件 工 作 的 可 靠 ,采 用 鑄 造 。 由 于 生 產(chǎn) 類 型 為 大 批 量 生 產(chǎn) ， 而 且 零 件 輪 廓尺 寸 不 大 ， 故 可 以 采 用 金 屬 模 機(jī) 械 砂 型 鑄 造 成 型 。2.2 毛 坯 精 度 等 級(jí)因 選 用 金 屬 模 機(jī) 械 砂 型 鑄 造 成 型 ， 查 表 《 鑄 件 的 尺 寸 偏 差 》 ， 毛 坯 的 尺 寸 偏差 為 。m8.0?2.3 估 計(jì) 加 工 表 面 的 機(jī) 械 加 工 總 余 量根 據(jù) 極 限 開 關(guān) 座 毛 坯 的 最 大 輪 廓 尺 寸 和 加 工 表 面 的 基 本 尺 寸 ， 查 表 《 鑄 件 的 機(jī)械 加 工 余 量 》 （ 按 中 間 等 級(jí) 2 級(jí) 精 度 查 表 ） 可 得 出 ， 頂 面 的 機(jī) 械 加 工 余 量 為4mm， 底 面 及 側(cè) 面 的 機(jī) 械 加 工 余 量 為 3。 各 加 工 表 面 的 機(jī) 械 加 工 余 量 統(tǒng) 一 取4mm。2.4 毛 坯 技 術(shù) 要 求鑄件要求不能有砂孔、疏松等缺陷，以保證零件的強(qiáng)度、硬度及疲勞度，在靜力的作用下，不至于發(fā)生意外事故。4三 有關(guān)基準(zhǔn)選擇說明3.1 正確選擇定位基準(zhǔn)基 面 選 擇 是 工 藝 規(guī) 程 設(shè) 計(jì) 中 的 重 要 的 設(shè) 計(jì) 之 一 ， 基 面 的 選 擇 正 確 與 合 理 ， 可 以使 加 工 質(zhì) 量 得 到 保 證 ， 生 產(chǎn) 率 得 到 提 高 。 否 則 ， 加 工 工 藝 過 程 中 會(huì) 問 題 百 出 ， 更 有甚 者 ， 還 會(huì) 造 成 零 件 大 批 量 的 報(bào) 廢 ， 使 生 產(chǎn) 無 法 進(jìn) 行 。由于零件加工表面較多，為了清楚的進(jìn)行工藝路線的擬定，對(duì)各表面進(jìn)行如圖所示大寫字母標(biāo)注，以方便說明。根據(jù)零件圖紙及零件的使用情況分析，知錐銷孔 ，螺紋孔 ，孔m52??mM62?，寬 7mm 的槽沉頭槽寬 13mm 以及前端面 A、右端面 D 均需正確定位才能保證。故m36?對(duì)基準(zhǔn)的選擇應(yīng)予以分析。各面代號(hào)表達(dá)簡(jiǎn)圖3.2 選定粗基準(zhǔn)選擇粗基準(zhǔn)主要是選擇第一道機(jī)械加工工序的定位基準(zhǔn)，進(jìn)行粗加工，以便為后續(xù)5的工序提供精基準(zhǔn)。選擇粗基準(zhǔn)的原則要注意的主要為：一是選擇后對(duì)各加工表面的余量表面的影響；而是考慮怎樣保證不加工面與加工面間的尺寸及相互位置要求。綜合考慮，選取加工余量最小的面（余量足夠原則）及需保證表面質(zhì)量的面（余量均勻原則）為粗基準(zhǔn)。現(xiàn)選取 E 面、F 面和 A 面為粗基準(zhǔn)，A 面為主要工序尺寸定位基準(zhǔn)，在銑床夾具上用平口鉗夾住工件 E 面 F 面，消除工件的六個(gè)自由度，達(dá)到完全定位，銑削工件底座表面即視圖前端面 B 面，為之后的工序作準(zhǔn)備。3.3 選定精基準(zhǔn)為保證零件的加工及零件的裝夾準(zhǔn)確方便，主要依據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)進(jìn)行尺寸換算，其后有專門計(jì)算。因極限開關(guān)座有 A 面、D 面、錐銷孔 ，螺紋孔 ，孔 ，寬m52??mM62?3?7mm 的槽沉頭槽寬 13mm 須精加工，牽涉多個(gè)表面，主要以底座 B 面為精基準(zhǔn)，特殊之處采用互為基準(zhǔn)原則，另選去基準(zhǔn)以保證位置精度。各工序工件的定位基準(zhǔn)、夾壓位置、夾緊力的方向和作用點(diǎn)將在工藝路線的擬定中詳細(xì)說明。四 擬定工藝路線及重點(diǎn)工序的說明4.1 確定各加工表面的加工方法機(jī)加工方案本零件的加工面有平面孔、槽孔和螺紋孔等，材料為 HT200，一零件圖標(biāo)的表面粗糙度及所得的公差等級(jí)等要求，由《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》查表表 5.2-8 及表 5.2-9 確定各表面加工方法如下：1）A 平面：尺寸精度要求不高，表面粗糙度 ，與 D 平面垂直度為 0.02。mRa?2.3工藝路線：粗銑 半精銑。? ??2）B 平面：尺寸精度要求不高，表面粗糙度 。a5.1工藝路線：粗銑。3）C 平面：尺寸精度要求不高，表面粗糙度 。mRa?.2工藝路線：粗銑。4）D 平面：尺寸精度要求不高，表面粗糙度 ，與 A 平面垂直度為 0.02。a.36工藝路線：粗銑 半精銑。? ??5) E 平面：尺寸精度要求不高，表面粗糙度 。mRa?5.12工藝路線：粗銑。6) F 平面：尺寸精度要求不高，表面粗糙度 。a.工藝路線：粗銑。7) G 平面：尺寸精度要求不高，表面粗糙度 。mRa?5.12工藝路線：粗銑。8) H 平面：尺寸精度要求不高，表面粗糙度 。a.工藝路線：粗銑。9) I 平面：尺寸精度要求不高，表面粗糙度 。mRa?5.12工藝路線：粗銑。10) 兩個(gè)錐銷孔 ：未注明表面粗糙度，公差等級(jí)按 IT14 級(jí)，表面粗糙度m5?。mRa?3.6工藝路線：鉆。11）兩個(gè)槽孔：未注明表面粗糙度，公差等級(jí)按 IT14 級(jí)，表面粗糙度 。mRa?3.6工藝路線：鉆，槽在鉆孔時(shí)平移動(dòng)加工而成。12）孔 ：尺寸精度要求不高，表面粗糙度 。m36? mRa?5.12工藝路線：鉆。13）兩個(gè)螺紋孔 。M工藝路線：鉆 攻絲。? ??14）兩個(gè) 倒角：未標(biāo)注表面粗糙度，取表面粗糙度 。m??4532 mRa?5.12工藝路線：銼。4.2 確定工序集中與分散根據(jù)給定條件，及零件各表面的加工情況，以及本次課程設(shè)計(jì)的工藝安排傾向，主7要依據(jù)工序分散原則，對(duì)工件實(shí)施擬定加工工藝方案。具體方案見下文加工工藝方案的擬定4.3 加工工藝方案的擬定工序 01：鑄造毛坯工序 02：熱處理 時(shí)效處理工序 03：以 A 面工序基準(zhǔn)為粗基準(zhǔn)，輔以 E 面 F 面定位，夾緊力主要施加在 E 面 F面,粗銑 B 面。選用 x62w 萬能銑床。工序 04：以 B 面工序基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，輔以 E 面 F 面定位，夾緊力主要施加在 E 面F 面,粗銑 A 面。選用 x62w 萬能銑床。工序 05：以 B 面工序基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，輔以 C 面 D 面定位，夾緊力主要施加在 C 面D 面,粗銑 I 面。選用 x62w 萬能銑床。工序 06：以 C 面工序基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，輔以 I 面 B 面定位，夾緊力主要施加在 I 面B 面,粗銑 D 面。選用 x62w 萬能銑床。工序 07：以 D 面工序基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，輔以 I 面 B 面定位，夾緊力主要施加在 I 面B 面,粗銑 C 面。選用 x62w 萬能銑床。工序 08：以 E 面工序基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，輔以 A 面 B 面定位，夾緊力主要施加在 A 面B 面,粗銑 F 面。選用 x62w 萬能銑床。工序 09：以 F 面工序基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，輔以 A 面 B 面定位，夾緊力主要施加在 A 面B 面,粗銑 E 面。選用 x62w 萬能銑床。工序 10：以 G 面工序基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，輔以 A 面 B 面定位，夾緊力主要施加在 C 面D 面,粗銑 E 面。選用 x62w 萬能銑床。工序 11：以 C 面工序基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，輔以 E 面 F 面定位，夾緊力主要施加在 A 面B 面,粗銑 E 面。選用 x62w 萬能銑床。工序 12：夾緊 E 面 F 面，平銼刀倒角 。m??4532工序 13：以 G 面工序基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，輔以 E 面 F 面定位，夾緊力主要施加在 E 面F 面，鉆錐銷孔 及寬 7mm 的槽孔锪槽寬 13mm。選用 Z525 立式鉆床及專用夾具。m52??工序 14：以錐銷孔 軸線工序基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，輔以 I 面 B 面定位，夾緊力8主要施加在 I 面 B 面，鉆孔 。選用 Z525 立式鉆床及專用夾具。m36?工序 15：以 B 面工序基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，輔以 E 面 F 面定位，夾緊力主要施加在 E 面F 面,精銑 A 面。選用 x62w 萬能銑床。工序 16：以 C 面工序基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，輔以 I 面 B 面定位，夾緊力主要施加在 I 面B 面,精銑 D 面。選用 x62w 萬能銑床。工序 17：以孔 軸線工序基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，輔以 I 面 B 面定位，夾緊力主要施m36?加在 I 面 B 面,鉆螺紋孔 、攻絲。選用 x62w 選用 Z525 立式鉆床及專用夾具。M工序 18：去銳邊毛刺，吹鐵屑。工序 19：按檢驗(yàn)工序卡片的要求檢驗(yàn)。以上工序更詳盡部分見“機(jī)械加工工序卡片” 。五 確定加工余量，工序尺寸和公差5.1 確定各粗銑表面的加工余量及工序尺寸已知：（1）各粗銑表面只需一次粗銑加工，包括以下平面： E 面、F 面、G 面和 H 面；（2）毛坯尺寸機(jī)器偏差 ；0.8m??L毛 坯粗銑各表面的公差等級(jí)取 IT12 級(jí)，表面粗糙度取 。因?yàn)闉楸诤駟芜呫娤骷觤Ra?5.12工余量，毛坯加工余量取 2mm。根據(jù)工序尺寸和公差等級(jí)，各粗銑表面的加工余量及工序尺寸見下表工序 基本尺寸/mm 工序余量 Z/mm 公差等級(jí) 偏差/mm 尺寸及其公差 /mm表面粗糙度 mRa?/粗銑 E、F 面 m68?毛 坯L2x4mm IT12 0.8m?68.0?a5.12粗銑 G、H 面 5.127毛 坯 2x4mm IT12 .5.12780?Ra?.5.2 確定各須精加工面的加工余量及工序尺寸已知：9（1）各精加工表面需粗銑 半精銑加工，包括以下平面： A 面、B 面、C 面和 D? ??面；（2）毛坯尺寸機(jī)器偏差 ；0.8m??L毛 坯查表《平面加工余量及公差》得出，半精加工的加工余量經(jīng)驗(yàn)值是 1.0mm 公差，因定位基準(zhǔn)采取精基準(zhǔn)中的基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，粗銑半精銑不存在定位誤差，加工m3.0?余量均取 1mm。根據(jù)工序尺寸和公差等級(jí)，各精加工表面的加工余量及工序尺寸見下表工序 基本尺寸/mm 工序余量 Z/mm 公差等級(jí) 偏差/mm 尺寸及其公差 /mm表面粗糙度 mRa?/半精銑 A 面 12m?半 精L1mm IT9 0.3m?123.0?a2.3粗銑 A、B 面 3毛 坯 2x4mm IT12 .3.0Ra?5.1毛坯 21?毛 坯L9mm 0.8?218.0?半精銑 D 面 m0毛 坯 1mm IT9 .3m3. mRa?2.3粗銑 D 面 1?毛 坯L4mm IT12 0.?13.0?a5.1毛坯 5毛 坯 5mm .858.0?（3）各孔槽直徑均小于 40mm 皆鑄造成實(shí)心孔。5.3 根據(jù)以上數(shù)據(jù)繪制零件毛坯圖。10六 確定一個(gè)工序的切削用量粗銑工序所規(guī)定的設(shè)計(jì)任務(wù)為視圖前端面 B 平面的粗銑夾具設(shè)計(jì)，所以對(duì) B 平面的粗銑銑削用量進(jìn)行計(jì)算。6.1 確定刀具底面由粗銑加工完成，采用高速鋼銑刀，機(jī)床的型號(hào) X62W 臥式。6.2 確定進(jìn)給量根據(jù)加工材料（因表中未列出鑄鐵材料，可根據(jù)材料的硬度 170~241） ，確定加工余量，由毛坯圖可知，總加工余量為 4mm。由《常見通用機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速表》查得進(jìn)給量為23.5~1180mm/r,取粗銑每齒粗銑的進(jìn)給量為 3mm/r。銑削速度查表取 30m/min。6.3 確定轉(zhuǎn)速和銑削速度根據(jù)工序中最大尺寸 119.5mm 取 120mm 和轉(zhuǎn)速 30m/min 故相應(yīng)的切削速度分別為：r/min80123D/10????vn查表《常見通用機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量表》銑床技術(shù)參數(shù)（X62 臥式） ，取n=95r/min，實(shí)際切削速度為 /in8.351209n/0粗 銑v七 時(shí)間定額的確定11粗銑工序工時(shí)定額所規(guī)定的設(shè)計(jì)任務(wù)為視圖前端面 B 平面的粗銑夾具設(shè)計(jì)，所以對(duì) B 平面的粗銑工序工時(shí)定額進(jìn)行計(jì)算。7.1 計(jì)算機(jī)動(dòng)工時(shí)根據(jù)表《典型加工情況下 T 基本的計(jì)算》查的，銑削工序的基本工時(shí)定額計(jì)算：ism21LT??基 本基本工時(shí)計(jì)算見下表基本工時(shí)時(shí)間表工序 工步內(nèi)容 背吃刀量/mm進(jìn)給量s/(mm/r)n/(r/min)粗銑 粗銑 B 面 4 3 95工件長(zhǎng)度 L/mm 切入長(zhǎng)度 L1/mm 切除長(zhǎng)度 L2/mm 走到次數(shù) 機(jī)動(dòng)時(shí)間 sT/基 本120 20 20 1 347.2 計(jì)算工序輔助工時(shí)輔助工時(shí)時(shí)間表動(dòng)作 時(shí)間 動(dòng)作 時(shí)間拿取清掃工件 0.03 工件退離并復(fù)位 0.05清掃工件和夾具定位基面 0.1 停止機(jī)床 0.01放下清掃工具 0.02 放松夾緊 0.04x60拿取工件并放在夾具上 0.5 取下工件 0.5夾緊工件 0.05x60 取量具 0.04啟動(dòng)機(jī)床 0.01 測(cè)量尺寸（樣板測(cè)平面） 0.04x6012工件快速趨近刀具 0.06 放下量具 0.1接通自動(dòng)進(jìn)給 0.01斷開自動(dòng)進(jìn)給 0.01 合計(jì) 9.247.3 計(jì)算工序作業(yè)工時(shí)該工序作業(yè)工時(shí)時(shí)間的公式如下工序工時(shí)計(jì)算=該工序基本公式+輔助工時(shí)=9.24+34s=43.24s此外還應(yīng)考慮工作地點(diǎn)服務(wù)時(shí)間 與供人休息和自然需要時(shí)間 。且應(yīng)滿足服t 休t作服休 tt106~3??參考目錄[1]魏潤(rùn)芬.一種高精度盤類零件工藝分析與應(yīng)用[J]. 智能制造， 2017(06):42-44[2]王作軒. 成組技術(shù)在機(jī)床軸類零件加工中的應(yīng)用研究[D].昆明理工大學(xué)，2017.[3]李益民 主編 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) 黑龍江： 哈兒濱工業(yè)大學(xué)出版社 2012, 7[4]李名望.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)實(shí)例教程[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2014[5]于文強(qiáng)，趙相路.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京：電子工業(yè)出版社， 2014[6]李志尊，辛文彤，胡仁喜.AutoCAD2013 中文版機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)教程[M].北京：科學(xué)出版社，2013[7]呂廣優(yōu).淺談機(jī)械加工工藝編制的基本方法[J] .有色金屬加工， 2013（1）[8]王濱.機(jī)械制造工藝與機(jī)械設(shè)備加工技術(shù)分析及研究[J/OL].世界有色金屬，2017(19):75+77[2017-12-22][9] 朱曉敏、金屬機(jī)械加工制造的工藝分析[J]. 世界有色金屬， 2016 (18)[10] 周輝，機(jī)械加工工藝對(duì)零件加工精度的影響研究[J].科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)，2016(12)[11] 呂廣優(yōu)淺談機(jī)械加工工藝編制的基本方法[J]. 有色金屬加工 ,2013 (1)[12]陳明．機(jī)械制造工藝學(xué)[M] 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