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大 學 名 拖拉機倒檔撥叉 機 械 加 工 工 藝 卡 片 學 生 指導老師 夾具夾緊力的優(yōu)化及對工件定位精度的影響 B Li 和 S N Mellkote 布什伍德拉夫機械工程學院 佐治亞理工學院 格魯吉亞 美國研究所 由于夾緊和加工 在工件和夾具的接觸部位會產(chǎn)生局部彈性變形 使工件 尺寸發(fā)生變化 進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) 計優(yōu)化 夾緊力是一個重要的設(shè)計變量 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 多目標優(yōu)化模型的約束 夾緊力的最優(yōu)化對工件定位精度的影響通過 3 2 1 式 銑夾具的例子進行了分析 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關(guān)鍵因素 要實現(xiàn)夾具的這些功能 需將 工件定位到一個合適的基準上并夾緊 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 然而 過度的夾緊力可誘導工件產(chǎn)生更大的彈性變 形 這會影響它的位置精度 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工件的定位誤差 同時滿足加工的要求 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)被報道 參考文獻 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算成本 同時 多數(shù)的有限元基礎(chǔ)研究人員 一直重點關(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) 的研究人員通過對剛性模型 9 11 對夾緊力進行了優(yōu)化 剛型模型幾乎被近似為 一個規(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 問題是制定一個線性規(guī)劃 其目的是盡量減少在每個定位點調(diào)整夾緊力強度的 法線接觸力 接觸摩擦力的影響被忽視 因為它較法線接觸力相對較小 由于 這種方法是基于剛體假設(shè) 獨特的三維夾具可以處理超過 6 個自由度的裝夾 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計算最小 夾緊力 該剛體分析的主要限制因素是當出現(xiàn)六個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 共 15 頁 這種限制可以通過計算夾具 工件系統(tǒng) 15 的彈性來克服 對于一個相 對嚴格的工件 該夾具在機械加工工件的位置會受夾具點的局部彈性變形的強 烈影響 Hockenberger 和得墨忒耳 16 使用經(jīng)驗的接觸力變形的關(guān)系 稱為元功 能 解決由于夾緊和準靜態(tài)加工力工件剛體位移 同一作者還考察了加工工件 夾具位移對設(shè)計參數(shù)的影響 17 桂 18 等 通過工件的夾緊力的優(yōu)化定位精 度彈性接觸模型對報告做了改善 然而 他們沒有處理計算夾具與工件的接觸 剛度的方法 此外 其算法的應(yīng)用沒有討論機械加工刀具路徑負載有限序列 李和 Melkote 19 和烏爾塔多和 Melkote 20 用接觸力學解決由于在加載夾具夾 緊點彈性變形產(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 這個問題被作為多目標約束優(yōu)化問題 提出和解決 通過兩個例子分析工件夾緊力的優(yōu)化對定位精度的影響 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 受到準靜態(tài)負載 夾緊力可假定為在加工過程中保持不變 這個假設(shè)是有效的 在對液壓或氣動夾具使用 在實際中 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?shù)刈幼鴺讼登芯€和法線方向的接觸剛度ij 第 2 頁 共 15 頁 圖1 彈簧夾具 工件接觸模型 表示在第i個ixyz 接觸處的坐標系 j x y z 是對應(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 ixFiyizF 1 2 工件 夾具的接觸剛度模型 集中遵守一個球形尖端定位 夾具和工件的接觸并不是線性的 因為接觸 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一個球體彈性半空間的問題 對于這個問題 是法線的變形 在 文獻 23 第 93 頁 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 23 第 217 頁 iyQiix或 者 3 t28 ifi wiaG 其中 分別是工件和夾具剪切模量 1 3134ifi wPRE fGw 一個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 在計算上述的線性近似 第 3 頁 共 15 頁 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 值認定是 0 94 2 夾緊力優(yōu)化 我們的目標是確定最優(yōu)夾緊力 將盡量減少由于工件剛體運動過程中 局 部的夾緊和加工負荷引起的彈性變形 同時保持在準靜態(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 實現(xiàn)這個目標是通過制 定一個多目標約束優(yōu)化問題的問題 如下描述 2 1 目標函數(shù)配方 工件旋轉(zhuǎn) 由于部隊輪換往往是相當小 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)計算如下 2L 第 4 頁 共 15 頁 6 222wwwdXYZ 其中 表示一個向量二級標準 但是作用在工件的夾緊力會影響定位誤差 當多個夾緊力作用于工件 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 個夾緊點夾緊力在 和 方向上的向量角度 i 1 2 3 C gXYgZ 在這個文件中 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 接觸的摩擦力相對較小 并在進行分析時忽略了加緊力對工件 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 計算gZ 111 XYZNNssszizizikk 和 得出 見圖 3 工件剛體運動 歸于夾緊行動現(xiàn)在可以寫成 wd 8 111XYZ TRRRwNNNsssziziziPPdkk 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 第一個目標函數(shù)可以寫為 2L 最小化 XYZ 222RRERCNNw111PP iii 9 第 5 頁 共 15 頁 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參考文獻 15 23 的原則求解彈性力學接觸問題得出 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 通過夾緊力的隨時調(diào)整 因此 總能量最小化的形式為補充的夾緊力優(yōu)化的第 二個目標函數(shù) 并給出 最小化 10 222iiiL CL CL Cx 111FFUW kkyziii TQ 其中 代表機構(gòu)的彈性變形應(yīng)變能互補 代表由外部力量和力矩配合 W 完成 是遵守對角矩陣的 和Q1 LCxyzxyzcc 1iijjck 是所有接觸力的載體 TxyzzFF 如圖 3 加權(quán)系數(shù) 計算確定的基礎(chǔ)2L 2 2 摩擦和靜態(tài)平衡約束 在 10 式優(yōu)化的目標受到一定的限制和約束 他們中最重要的是在每個 接觸處的靜摩擦力約束 庫侖摩擦力的法律規(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)蒙古科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 外文翻譯 第 6 頁 共 15 頁 11 iiixyszF 假設(shè)準靜態(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 在一個法線的接觸壓力不能超過壓 工件材料的屈服強度 這個約束可寫為 yS i 1 2 L C 14 iyiPSA 如果 是在第 i 個工件 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 多目標優(yōu)化問題可以通過求解約束 24 這種方法將確定的目標 作為首要職能之一 并將其轉(zhuǎn)換成一個約束對 該補充 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 為主要2f 2L1f 目標的選擇 確保選中一套獨特可行的夾緊力 因此 工件 夾具系統(tǒng)驅(qū)動 到一個穩(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 要確定一個合適的 在定位和夾緊f 點的接觸力的計算只考慮第一個目標函數(shù) 即 雖然有這樣的接觸力 并不1f 內(nèi)蒙古科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 外文翻譯 第 7 頁 共 15 頁 一定產(chǎn)生最低的夾緊力 這是一個 真正的 可行的解決彈性力學問題辦法 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)測精度 和 有參考文獻 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)蒙古科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 外文翻譯 第 8 頁 共 15 頁 內(nèi)蒙古科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 外文翻譯 第 9 頁 共 15 頁 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)化及測定 上一節(jié)介紹的算法可用于確定單負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的不斷變化而變化 因此 相應(yīng)的夾緊力和最 佳的加工負荷獲得將由圖 4 算法獲得 這大大增加了計算負擔 并要求為選擇 的夾緊力提供標準 將獲得滿意和適宜的整個刀具軌跡 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 個最佳夾緊力 選擇記為 在每個采樣點 1optP2t3optPopt 考慮以下四個最壞加工負荷向量 內(nèi)蒙古科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 外文翻譯 第 10 頁 共 15 頁 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 分別代替對應(yīng)的 和 另外兩個正交切削分力 而且maxXYmaxZ 有 222maxrXYZFF 雖然 4 個最壞情況加工負荷向量不會在工件加工的同一時刻出現(xiàn) 但在每 次常規(guī)的進給速度中 刀具旋轉(zhuǎn)一次出現(xiàn)一次 負載向量引入的誤差可忽略 因此 在這項工作中 四個載體負載適用于同一位置 但不是同時 對工件進 行的采樣 夾緊力的優(yōu)化算法圖 4 對應(yīng)于每個采樣點計算最佳的夾緊力 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情況下的加工負荷載體 C 1 2 C 是每ij ikjC 個相應(yīng)的夾具在第 i 個樣本點和第 j 負荷情況下力的大小 是計算每個負maxijP 載點之后的結(jié)果 一套簡單的 最佳 夾緊力必須從所有的樣本點和裝載條件 里發(fā)現(xiàn) 并在所有的最佳夾緊力中選擇 這是通過在所有負載情況和采樣點排 序 并選擇夾緊點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 會出現(xiàn)更多采樣點和重復(fù)上述 程序 在這種方式中 可為整個刀具路徑確定 最佳 夾緊力 圖 5 總結(jié)optP 了剛才所描述的算法 請注意 雖然這種方法是保守的 它提供了一個確定的 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價夾緊力的算法對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 內(nèi)蒙古科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 外文翻譯 第 11 頁 共 15 頁 變形發(fā)生在每個工件夾具接觸處 使工件在夾具上移位和旋轉(zhuǎn) 隨后 準靜態(tài) 加工負荷應(yīng)用造成工件在夾具的移位 工件剛體運動的定義是由它在 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)生于在每個夾緊處的局部變形 假設(shè)Tiiixyzd 為相對于工件的質(zhì)量中心的第 i 個位置矢量定位點 坐標變換定理 TiirXYZ 可以用來表達在工件的位移 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?shù)卦诘?i 幀相聯(lián)系的全球坐標系和 是一個1iR wcR 旋轉(zhuǎn)矩陣確定工件相對于全球的坐標系的定位坐標系 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 w 1R1zyzxyx 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 是夾緊和加工導致的工件剛體運動矢量 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 裝夾點接觸力 可能與 的關(guān)系如下 iFid 24 0 iiiKdzFotherws 其中 是在第 i 個接觸點由于夾緊和加工負荷造成的變形 意 Tiz 0iz 味著凈壓縮變形 而負數(shù)則代表拉伸變形 是表示在本地坐標iixyzKdagk 內(nèi)蒙古科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 外文翻譯 第 12 頁 共 15 頁 系第 i 個接觸剛度矩陣 是單位向量 在這項研究中假定液壓 氣 01Tze 動夾具 根據(jù)對外加工負荷 故在法線方向的夾緊力的強度保持不變 因此 必須對方程 24 的夾緊點進行修改為 25 TyiiixFp 其中 是在第 i 個夾緊點的夾緊力 讓 表示一個對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 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)在可以計算如下 27 rmBq 其中 是考慮工件中心加工點的位置向量 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兩例工件精度的影響例如 1 適用于工件單點力 2 應(yīng)用于工件負載準靜態(tài)銑削序列 內(nèi)蒙古科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 外文翻譯 第 13 頁 共 15 頁 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 全球坐標系 gXYgZ 3 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系數(shù)為 0 25 使用伊利諾伊大學開發(fā) EMSIM 程序 參考文獻 26 對加工瞬時銑削力條件進行了計算 如表 2 給出例 1 應(yīng) 用工件在點 109 2 毫米 25 4 毫米 34 3 毫米 瞬時加工力 圖 4 中表 3 和表 4 列出了初級夾緊力和最佳夾緊力的算法 該算法如圖 5 所示 一個 25 4 毫 米銑槽使用 EMSIM 進行了數(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 127 0 毫米 25 4 毫米 34 3 毫米 四種情況下加工負荷載體 內(nèi)蒙古科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 外文翻譯 第 14 頁 共 15 頁 內(nèi)蒙古科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 外文翻譯 第 15 頁 共 15 頁 見圖 8 模擬計算銑削力數(shù)據(jù)在表 5 中給出 圖 8 最終銑削過程模擬例如 2 內(nèi)蒙古科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 外文翻譯 第 16 頁 共 15 頁 表 6 中 5 個坐標列出了為模擬抽樣調(diào)查點 最佳夾緊力是用前面討論過的排序 算法計算每個采樣點和負載載體最后的夾緊力和負載 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)補充能量算法獲得 由于夾緊力和負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 加工點減少錯誤從 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 因為從最初通過互補勢能確定的最小 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序列應(yīng)用于銑削 負載到工件 他應(yīng)用于工件銑削負載一個序列 最佳的夾緊力 對應(yīng)列表 6 每個樣本點 隨著最后的最佳夾緊 maxaxmax iiiiij yzrPP 力 在每個采樣點的加權(quán)范數(shù) 和最優(yōu)的初始夾緊力繪圖 10 在每個采樣opt 2L 內(nèi)蒙古科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 外文翻譯 第 17 頁 共 15 頁 點的加權(quán)范數(shù) 的 和 繪制 2LmaxiPaxiymaxizaxirP 結(jié)果表明 由于每個 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 如果在每個夾緊點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 相當大的加權(quán)范數(shù) 故 是一個inPopt 2LoptP 完整的刀具路徑改進方案 上述模擬結(jié)果表明 該方法可用于優(yōu)化夾緊力相對 于初始夾緊力的強度 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 10 8 結(jié)論 該文件提出了關(guān)于確定多鉗夾具 工件受準靜態(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 制定一個雙目標約束優(yōu)化問題 使用 約束的方法解決 該算法通 過兩個模擬表明 涉及 3 2 1 型 二夾銑夾具的例子 今后的工作將解決在動 態(tài)負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)蒙古科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 外文翻譯 第 18 頁 共 15 頁 1 J D Lee 和 L S Haynes 柔性夾具系統(tǒng)的有限元分析 交易美國 ASME 工程雜志工業(yè) 134 139 頁 2 W Cai S J Hu 和 J X Yuan 柔性鈑金夾具 原理 算法和模擬 交 易美國 ASME 制造科學與工程雜志 1996 318 324 頁 3 P Chandra S M Athavale R E DeVor 和 S G Kapoor 負載對表面平 整度的影響 工件夾具制造科學研討會論文集 1996 第一卷 146 152 頁 4 R J Menassa 和 V R DeVries 適用于選拔夾具設(shè)計與優(yōu)化方法 美國 ASME 工業(yè)工程雜志 113 412 414 1991 5 A J C Trappey C Su 和 J Hou 計算機輔助夾具分析中的應(yīng)用有限元 分析和數(shù)學優(yōu)化模型 1995 ASME 程序 MED 777 787 頁 6 S N Melkote S M Athavale R E DeVor S G Kapoor 和 J Burkey 基于加工過程仿真的加工裝置作用力系統(tǒng)研究 NAMRI SME 207 214 頁 1995 7 考慮工件夾具 夾具接觸相互作用布局優(yōu)化模擬的結(jié)果 341 346 1998 8 E C DeMeter 快速支持布局優(yōu)化 國際機床制造 碩士論文 1998 9 Y C Chou V Chandru M M Barash 加工夾具機械構(gòu)造的數(shù)學算法 分析和合成 美國 ASME 工程學報工業(yè) 1989 299 306 頁 10 S H Lee 和 M R Cutkosky 具有摩擦性的夾具規(guī)劃 美國 ASME 工業(yè)工程學報 1991 320 327 頁 11 S Jeng L Chen 和 W Chieng 最小夾緊力分析 國際機床制造 碩 士論文 1995 年 12 E C DeMeter 加工夾具的性能的最小 最大負荷標準 美國 ASME 工業(yè)工程雜志 1994 13 E C DeMeter 加工夾具最大負荷的性能優(yōu)化模型 美國 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 方案優(yōu)化 設(shè)計和制 造 4 碩士論文 307 318 1994 內(nèi)蒙古科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計 外文翻譯 第 19 頁 共 15 頁 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 對工件準靜態(tài)分析功能位移在加 工夾具的應(yīng)用程序 制造科學雜志與工程 325 331 頁 1996 I XX 大 學 畢業(yè)設(shè)計 課 題 拖拉機倒擋撥叉銑槽夾具設(shè)計 專 題 專 業(yè) 機 械 制 造 及 自 動 化 學 生 姓 名 班 級 學 號 指 導 教 師 完 成 時 間 II 摘 要 本設(shè)計是基于拖拉機倒擋撥叉零件的加工工藝規(guī)程及一些工序的專用夾具設(shè)計 拖拉機倒擋撥叉零件的主要加工表面是平面及孔系 一般來說 保證平面的加工精度 要比保證孔系的加工精度容易 因此 本設(shè)計遵循先面后孔的原則 并將孔與平面的 加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度 基準選擇以拖拉機倒擋撥 叉的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準 以底面與兩個工藝孔作為精基準 主要加 工工序安排是先以支承孔系定位加工出頂平面 再以頂平面與支承孔系定位加工出工 藝孔 在后續(xù)工序中除個別工序外均用頂平面和工藝孔定位加工其他孔系與平面 支 承孔系的加工采用的是坐標法鏜孔 整個加工過程均選用組合機床 夾具選用專用夾 具 機構(gòu)可以不必自鎖 因此生產(chǎn)效率較高 適用于大批量 流水線上加工 能夠 滿足設(shè)計要求 關(guān)鍵詞 拖拉機倒擋撥叉類零件 工藝 夾具 III ABSTRACT The design is based on the body parts of the processing order of the processes and some special fixture design Body parts of the main plane of the surface and pore system In general the plane guarantee processing precision than that of holes machining precision easy Therefore this design follows the surface after the first hole principle Plane with holes and the processing clearly divided into roughing and finishing stages of holes to ensure machining accuracy Datum selection box input shaft and the output shaft of the supporting hole as a rough benchmark with top with two holes as a precision technology reference Main processes arrangements to support holes for positioning and processing the top plane and then the top plane and the supporting hole location hole processing technology In addition to the follow up processes individual processes are made of the top plane and technological hole location hole and plane processing Supported hole processing using the method of coordinate boring The whole process of processing machine combinations were selected Selection of special fixture fixture clamping means more choice of pneumatic clamping clamping reliable institutions can not be locked so the production efficiency is high suitable for large batch line processing can meet the design requirements Key words Angle gear seat parts fixture IV 目 錄 摘 要 II ABSTRACT III 第 1 章 緒論 1 1 1 機械加工工藝概述 1 1 2 機械加工工藝流程 1 1 3 夾具概述 2 1 4 機床夾具的功能 2 1 5 機床夾具的發(fā)展趨勢 3 1 5 1 機床夾具的現(xiàn)狀 3 1 5 2 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 3 第二章 加工工藝規(guī)程設(shè)計 4 2 1 零件的分析 5 2 1 1 零件的作用 5 2 2 拖拉機倒擋撥叉加工的主要問題和工藝過程設(shè)計所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 6 2 2 1 孔和平面的加工順序 6 2 2 2 孔系加工方案選擇 6 2 3 拖拉機倒擋撥叉加工定位基準的選擇 7 2 3 1 粗基準的選擇 7 2 3 2 精基準的選擇 7 2 4 拖拉機倒擋撥叉加工主要工序安排 8 2 5 機械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 11 2 6 確定切削用量及基本工時 機動時間 13 2 7 時間定額計算及生產(chǎn)安排 25 第三章 銑槽夾具設(shè)計 29 3 1 研究原始質(zhì)料 29 3 2 定位基準的選擇 29 V 3 3 切削力及夾緊分析計算 30 3 4 誤差分析與計算 31 3 5 定向鍵與對刀裝置設(shè)計 32 3 5 夾具體的設(shè)計 34 3 6 夾具設(shè)計及操作的簡要說明 34 總結(jié) 36 參 考 文 獻 37 1 第 1 章 緒論 1 1 機械加工工藝概述 機械加工工藝是指用機械加工的方法改變毛坯的形狀 尺寸 相對位置和性 質(zhì)使其成為合格零件的全過程 加工工藝是工人進行加工的一個依據(jù) 一個普通零件的加工工藝流程是粗加工 精加工 裝配 檢驗 包裝 就是個加 工的籠統(tǒng)的流程 機械加工工藝流程是工件或者零件制造加工的步驟 采用機械加工的方法 直接改變毛坯的形狀 尺寸和表面質(zhì)量等 使其成為零件的過程稱為機械加工工 藝過程 比如 上面說的 粗加工可能包括毛坯制造 打磨等等 精加工可能分為車 鉗工 銑床 等等 每個步驟就要有詳 細的數(shù)據(jù)了 比如粗糙度要達到多少 公差要達到多少 機械加工工藝就是在流程的基礎(chǔ)上 改變生產(chǎn)對象的形狀 尺 寸 相對位置和性質(zhì)等 使其成為成品 或半成品 是每個步驟 每個流程的詳 細說明 總的來說 加工工藝是每個步驟的詳細參數(shù)工藝流程是綱領(lǐng) 工藝規(guī)程是某 個廠根據(jù)實際情況編寫的特定的加工工藝 1 2 機械加工工藝流程 機械加工工藝規(guī)程一般包括以下內(nèi)容 工件加工的工藝路線 各工序的具體 內(nèi)容及所用的設(shè)備和工藝裝備 工件的檢驗項目及 檢驗方法 切削用量 時間 定額等 制訂工藝規(guī)程的步驟 1 計算年生產(chǎn)綱領(lǐng) 確定生產(chǎn)類型 2 分析零件圖及產(chǎn)品裝配圖 對零件進行工藝分析 3 確定各工序的加工余量 計算工序尺寸及公差 4 確定各工序所用的設(shè)備及刀具 夾具 量具和輔助工具 5 填寫工藝文件 6 選擇毛坯 7 擬訂工藝路線 2 8 確定切削用量及工時定額 8 確定各主要工序的技術(shù)要求及檢驗方法 在制訂工藝規(guī)程的過程中 往往要對前面已初步確定的內(nèi)容進行調(diào)整 以提 高經(jīng)濟效益 在執(zhí)行工藝規(guī)程過程中 可能會出現(xiàn)前所未料的情況 如生產(chǎn)條件 的變化 新技術(shù) 新工藝的引進 新材料 先進設(shè)備的應(yīng)用等 都要求及時對工 藝規(guī)程進行修訂和完善 1 3 夾具概述 現(xiàn)代生產(chǎn)中 機床夾具是一種不可缺少的工藝裝備 它直接影響著加工的精 度 勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等 在企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計和制造以及生產(chǎn)技術(shù)準 備中占有極其重要的地位 夾具是一種裝夾工件的工藝裝備 它廣泛地應(yīng)用于機械制造過程的切削加工 熱處理 裝配 焊接和檢測等工藝過程中 在金屬切削機床上使用的夾具統(tǒng)稱為機床夾具 在機床夾具設(shè)計是一項重要 的技術(shù)工作 1 4 機床夾具的功能 在機床上用夾具裝夾工件時 其主要功能是使工件定位和夾緊 1 機床夾具的主要功能 機床夾具的主要功能是裝工件 使工件在夾具中定位和夾緊 1 位 定位是通過工件定位基準面與夾具定位元件面接觸或配合實現(xiàn)的 3 確定工件在夾具中占有正確位置的過程 正確的定位可以保證工件加工的尺 寸和位置精度要求 2 夾緊 由于工件在加工時 受到各種力的作用 若不將工件固定 則工件會松動 脫落 工件定位后將其固定 使其在加工過程中保持定位位置不變的操作 因此 夾緊為工件提供了安全 可靠的加工條件 2 機床夾具的特殊功能 機床夾具的特殊功能主要是對刀和導向 1 對刀 如銑床夾具中的對刀塊 它能迅速地確定銑刀相對于夾具的正 確位置 調(diào)整刀具切削刃相對工件或夾具的正確位置 2 導向 導向元件制成模板形式 故鉆床夾具常稱為鉆模 如鉆床夾具中的鉆模板的鉆套 能迅速地確定鉆頭的位置 并引導其進行鉆削 鏜床夾具 鏜模 也具有導向功能 1 5 機床夾具的發(fā)展趨勢 隨著科學技術(shù)的巨大進步及社會生產(chǎn)力的迅速提高 夾具已從一種輔助工具 發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備 1 5 1 機床夾具的現(xiàn)狀 數(shù)控機床 NC 加工中心 MC 成組技術(shù) GT 柔性制造系統(tǒng) FMS 等 新技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代 以適應(yīng)市場激 烈的競爭 特別是近年來 對機床夾具提出了如下新的要求 1 適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機床夾具 2 能裝夾一組具有相似性特征的工件 3 提高機床夾具的標準化程度 4 能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn) 以縮短生產(chǎn)準備周期 降低生產(chǎn)成 本 5 適用于精密加工的高精度機床夾具 6 采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置 以進一步提高勞動生產(chǎn)率 1 5 2 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標準化 精密化 高效化 柔性化四個 4 方面 標準化 機床夾具的標準化 有利于夾具的商品化生產(chǎn) 有利于縮短生產(chǎn)準備周期 降低生產(chǎn)總成本 目前我國已有夾具零件及部件的國家標準 GB T2148 T2259 91 以及各類通 用夾具 組合夾具標準等 夾具的標準化階段是通用化的深入 主要是確立夾具零件或部件的尺寸系列 為夾具工作圖的審查創(chuàng)造良好的條件 通用化方法包括夾具 部件 元件 毛壞和材料的通用化 精密化 精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多 隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高 勢必相應(yīng)提高 了對夾具的精度要求 例如用于精密分度的多齒盤 其分度精度可達 0 1 用 于精密車削的高精度三爪卡盤 其定心精度為 5 m 精密心軸的同軸度公差可控 制在 1 m 內(nèi) 又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具 工件的圓度公差可達 0 2 0 5 m 高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間 以提高勞動生產(chǎn) 率 減輕工人的勞動強度 常見的高效化夾具有 自動化夾具 高速化夾具 具 有夾緊動力裝置的夾具等 柔性化 機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似 它是指機床夾具通過調(diào)整 拼裝 組合等方式 以適應(yīng)可變因素的能力 具有柔性化特征的新型夾具種類主要有 組合夾具 通用可調(diào)夾具 成組夾 具 拼裝夾具 數(shù)控機床夾具等 可變因素主要有 工序特征 生產(chǎn)批量 工件 的形狀和尺寸等 在較長時間內(nèi) 夾具的柔性化將是夾具發(fā)展的主要方向 第二章 加工工藝規(guī)程設(shè)計 5 2 1 零件的分析 2 1 1 零件的作用 題目給出的零件是拖拉機倒擋撥叉 題目所給 定的零件是拖拉機 變速箱中 的倒檔 撥叉 它位于倒檔 撥叉桿上 主要作用一是通過倒檔撥叉桿將扭矩傳遞 給倒檔撥叉 撥動倒檔同步器 改變齒輪的嚙合方向 實現(xiàn)拖拉機的倒行 二是 在倒檔撥叉上有一個配合槽 與其他零件配合裝配 在撥叉轉(zhuǎn)動時帶動其運動 零件上 19 1mm 的孔 裝配在倒檔撥叉桿上 用螺釘固定保證撥叉和撥叉桿的 相對位置 寬 19 3mm 深 17mm 的槽與其他零件相配合 半圓形叉口撥動同步 器 拖拉機倒擋撥叉的主要作用是支承各傳動軸 保證各軸之間的中心距及平行度 并保證部件與發(fā)動機正確安裝 因此拖拉機倒擋撥叉零件的加工質(zhì)量 不但直接 影響的裝配精度和運動精度 而且還會影響工作精度 使用性能和壽命 拖拉機 倒擋撥叉零件的底面用以安裝蓋 實現(xiàn)功能 2 1 2 零件的工藝分析 由拖拉機倒擋撥叉零件圖可知 它的外表面上有五個平面需要進行加工 支 6 承孔系在前后端面上 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 現(xiàn)分析如下 1 以 19 1mm 孔為中心的加工面 這一組加工面包括 一個的 19 1mm 孔以及對其倒角 寬 19 3mm 深 17mm 的槽口 在 19 1mm 孔所在的輪轂上鉆兩個孔并攻絲 規(guī)格為 M12 用來做為固定倒檔撥叉和撥叉桿之用 2 叉口處的加工面 這 一組加工面包括 銑叉口的側(cè) 面 銑叉口內(nèi)圓面 內(nèi)圓面所在 的圓 弧半徑為 R48mm 這兩組加工面之間有一定的位置要求 1 R48mm 叉口對 19 1mm 孔的軸心線及 19 3mm 槽口中心線位置公差 0 5mm 2 叉口側(cè)面和螺紋孔中心線的位置要求是 46 4 0 25 由 以上分析可知 對于這兩組加 工表面而言 我們 可以先加工其 中一 組表面 然后借助于專用夾具進行另一組表面的加工 并保證他們之間的 位置精度要求 2 2 拖拉機倒擋撥叉加工的主要問題和工藝過程設(shè)計所應(yīng)采取的相應(yīng) 措施 由以上分析可知 該拖拉機倒擋撥叉零件的主要加工表面是平面及孔系 一 般來說 保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易 因此 對于拖拉機 倒擋撥叉來說 加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度 處理好 孔和平面之間的相互關(guān)系 由于的生產(chǎn)量很大 怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是加工過程中的主要考慮因素 2 2 1 孔和平面的加工順序 拖拉機倒擋撥叉類零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則 即先加工拖拉機倒擋 撥叉上的基準平面 以基準平面定位加工其他平面 然后再加工孔系 拖拉機倒 擋撥叉的加工自然應(yīng)遵循這個原則 這是因為平面的面積大 用平面定位可以確 保定位可靠夾緊牢固 因而容易保證孔的加工精度 其次 先加工平面可以先切 去鑄件表面的凹凸不平 為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件 便于對刀及調(diào)整 也有 利于保護刀具 拖拉機倒擋撥叉零件的加工工藝應(yīng)遵循粗精加工分開的原則 將孔與平面的 加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度 7 2 2 2 孔系加工方案選擇 拖拉機倒擋撥叉孔系加工方案 應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方 法及設(shè)備 除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外 也要適當考慮經(jīng)濟因素 在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下 應(yīng)選擇價格最底的機床 根據(jù)拖拉機倒擋撥叉零件圖所示的拖拉機倒擋撥叉的精度要求和生產(chǎn)率要求 當前應(yīng)選用在組合機床上用鏜模法鏜孔較為適宜 1 用鏜模法鏜孔 在大批量生產(chǎn)中 拖拉機倒擋撥叉孔系加工一般都在組合鏜床上采用鏜模法 進行加工 鏜模夾具是按照工件孔系的加工要求設(shè)計制造的 當鏜刀桿通過鏜套 的引導進行鏜孔時 鏜模的精度就直接保證了關(guān)鍵孔系的精度 采用鏜模可以大大地提高工藝系統(tǒng)的剛度和抗振性 因此 可以用幾把刀同 時加工 所以生產(chǎn)效率很高 但鏜模結(jié)構(gòu)復(fù)雜 制造難度大 成本較高 且由于 鏜模的制造和裝配誤差 鏜模在機床上的安裝誤差 鏜桿和鏜套的磨損等原因 用鏜模加工孔系所能獲得的加工精度也受到一定限制 2 用坐標法鏜孔 在現(xiàn)代生產(chǎn)中 不僅要求產(chǎn)品的生產(chǎn)率高 而且要求能夠?qū)崿F(xiàn)大批量 多品 種以及產(chǎn)品更新?lián)Q代所需要的時間短等要求 鏜模法由于鏜模生產(chǎn)成本高 生產(chǎn) 周期長 不大能適應(yīng)這種要求 而坐標法鏜孔卻能適應(yīng)這種要求 此外 在采用 鏜模法鏜孔時 鏜模板的加工也需要采用坐標法鏜孔 用坐標法鏜孔 需要將拖拉機倒擋撥叉孔系尺寸及公差換算成直角坐標系中 的尺寸及公差 然后選用能夠在直角坐標系中作精密運動的機床進行鏜孔 2 3 拖拉機倒擋撥叉加工定位基準的選擇 2 3 1 粗基準的選擇 粗基準選擇應(yīng)當滿足以下要求 1 保證各重要支承孔的加工余量均勻 2 保證裝入拖拉機倒擋撥叉的零件與箱壁有一定的間隙 為了滿足上述要求 應(yīng)選擇的主要支承孔作為主要基準 即以拖拉機倒擋撥 叉的輸入軸和輸出軸的支承孔作為粗基準 也就是以前后端面上距頂平面最近的 孔作為主要基準以限制工件的四個自由度 再以另一個主要支承孔定位限制第五 個自由度 由于是以孔作為粗基準加工精基準面 因此 以后再用精基準定位加 工主要支承孔時 孔加工余量一定是均勻的 由于孔的位置與箱壁的位置是同一 型芯鑄出的 因此 孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置 8 2 3 2 精基準的選擇 從保證拖拉機倒擋撥叉孔與孔 孔與平面 平面與平面之間的位置 精基 準的選擇應(yīng)能保證拖拉機倒擋撥叉在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定 位 從拖拉機倒擋撥叉零件圖分析可知 它的頂平面與各主要支承孔平行而且占 有的面積較大 適于作精基準使用 但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自 由度 如果使用典型的一面兩孔定位方法 則可以滿足整個加工過程中基本上都 采用統(tǒng)一的基準定位的要求 至于前后端面 雖然它是拖拉機倒擋撥叉的裝配基 準 但因為它與拖拉機倒擋撥叉的主要支承孔系垂直 如果用來作精基準加工孔 系 在定位 夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計方面都有一定的困難 所以不予采用 2 4 拖拉機倒擋撥叉加工主要工序安排 對于大批量生產(chǎn)的零件 一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準 拖拉機倒擋撥叉 加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準 具體安排是先以孔定位粗 精加工頂 平面 第二個工序是加工定位用的兩個工藝孔 由于頂平面加工完成后一直到拖 拉機倒擋撥叉加工完成為止 除了個別工序外 都要用作定位基準 因此 底面 上的螺孔也應(yīng)在加工兩工藝孔的工序中同時加工出來 后續(xù)工序安排應(yīng)當遵循粗精分開和先面后孔的原則 先粗加工平面 再粗加 工孔系 螺紋底孔在多軸組合鉆床上鉆出 因切削力較大 也應(yīng)該在粗加工階段 完成 對于拖拉機倒擋撥叉 需要精加工的是支承孔前后端平面 按上述原則亦 應(yīng)先精加工平面再加工孔系 但在實際生產(chǎn)中這樣安排不易于保證孔和端面相互 垂直 因此 實際采用的工藝方案是先精加工支承孔系 然后以支承孔用可脹心 軸定位來加工端面 這樣容易保證零件圖紙上規(guī)定的端面全跳動公差要求 各螺 紋孔的攻絲 由于切削力較小 可以安排在粗 精加工階段中分散進行 加工工序完成以后 將工件清洗干凈 清洗是在 的含 0 4 1 1 蘇c 908 打及 0 25 0 5 亞硝酸鈉溶液中進行的 清洗后用壓縮空氣吹干凈 保證零件 內(nèi)部雜質(zhì) 鐵屑 毛刺 砂粒等的殘留量不大于 mg2 根據(jù)以上分析過程 現(xiàn)將拖拉機倒擋撥叉加工工藝路線確定如下 1 工藝路線方案一 工序 搖臂鉆床上鉆孔 攻絲 規(guī)格 M12 工序 立式鉆床上擴 鉸孔 19 1mm 并倒角 工序 臥式銑床上粗銑叉口側(cè)面 工序 臥式銑床上銑叉口 工序 手工去銳邊 9 工序 臥式銑床上銑槽 工序 臥式銑床上精銑叉口側(cè)面 工序 去毛刺 工序 清洗 工序 終檢 2 工藝路線方案二 工序 立式鉆床上擴 鉸孔 19 1mm 并倒角 工序 臥式銑床上粗銑叉口側(cè)面 工序 臥式銑床上銑叉口 工序 手工去銳邊 工序 臥式銑床上銑槽 工序 搖臂鉆床上鉆孔 攻絲 規(guī)格 M12 工序 手工去毛刺 工序 臥式銑床上精銑叉口側(cè)面 工序 去毛刺 工序 清洗 工序 終檢 以上加工方案大致看來合理 但通過仔細考慮 零件的技術(shù)要求及可能采取的 加工手段之后 就會發(fā)現(xiàn)仍有問題 方案二把底面的鉆孔工序調(diào)整到后面了 這樣導致銑削加工定位基準不足 特 別鏜孔工序 以上工藝過程詳見機械加工工藝過程綜合卡片 綜合選擇方案一 工序 立式鉆床上擴 鉸孔 19 1mm 并倒角 工序 臥式銑床上粗銑叉口側(cè)面 工序 臥式銑床上銑叉口 工序 手工去銳邊 工序 臥式銑床上銑槽 工序 搖臂鉆床上鉆孔 攻絲 規(guī)格 M12 工序 手工去毛刺 工序 臥式銑床上精銑叉口側(cè)面 工序 去毛刺 工序 清洗 10 工序 終檢 上述兩種方案看起來大體合理 不過仔細一看都有不足之處 第 1 個 方案先是 搖臂鉆床上鉆孔 攻絲 規(guī)格 M12 先把這一步工序放在前面 是想 后面還有 鉆 19 1mm 孔 這一步工序 如果先鉆孔攻絲那么就可 以省略一步 手工去毛刺 的工序 能這樣想 出發(fā)點是好的 考慮到可 以減少一步工序 似乎能減少勞動工時 提高生產(chǎn)率 可是沒有考慮到 把這一步工序放前 定位比較難 不易保證必要的位置精度 夾具設(shè)計困 難 實際可行性比較低 再看第 2 個方案 第 2 個方案把 鉆 19 1mm 孔 這一步工序放在了前面 這樣為以后的各個工序提供了加工基準 工序安 排比較科學合理 不過它和第 1 個方案一樣 都把 擴 鉸孔 19 1mm 和 倒角 放在了一步工序中 在這一步中通過換鉆套可以倒一邊的角 不 過要倒另一邊的角 就要把工件卸下翻面倒角 這樣增加了夾具的設(shè)計難 度 不過主要的是立式鉆床體積比較大 操作起來不方便 并且倒角也沒 有高的精度要求 從經(jīng)濟效益上來考慮是不合算的 通過分析后 把這一 步工序一分為二 把 倒角 獨立出來 單獨作為一步工序 因為倒角的 精度要求不高 我們可以把這一步工序放在臺鉆上來完成 臺鉆體積比較 小 操作簡單 夾具結(jié)構(gòu)也簡單 這樣零件的加工工時降下來了 生產(chǎn)效 率上來了 降低了零件的成本 估算每一步工序所用夾具的大體尺寸 根據(jù) 金屬切削機床夾具設(shè)計 手冊 第二版 上給出的各種切削機床的規(guī)格尺寸 選擇每一道工序所用 的合適的機床 因此 最后的加工路線確定如下 工序 立式鉆床上擴 鉸孔 19 1mm 以撥叉叉口內(nèi)圓非加工面 槽口和 19 1mm 孔的端面為粗基 準定位 選用 Z535 立式鉆床加工 采用專用夾具 工序 臺鉆上對 19 1mm 倒角 以 19 1mm 和端面為基準定位 選用 ZQ4015 臺式鉆床加工 采用專用夾具 工序 臥式銑床上粗銑叉口側(cè)面 以 19 1mm 和端面為基準定位 選用 X62 臥式銑床加工 采用專用夾具 工序 臥式銑床上銑叉口 以 19 1mm 和毛坯上的槽口為基準定位 選用 X62 臥式銑床加工 采用專用夾具 11 工序 手工去銳邊 用扁平挫刀手工去銳邊 可設(shè)計簡易的支承臺 工序 臥式銑床上銑槽 以 19 1mm 孔 叉口內(nèi)圓側(cè)面為基準定位 選用 X62 臥式銑床加工 采用專用夾具 工序 搖臂鉆床上鉆孔 攻絲 規(guī)格 M12 以 19 1mm 孔及其端面 叉口內(nèi)圓側(cè)面為基準定位 選用 Z3025 搖臂鉆床加工 采用專用夾具 工序 手工去毛刺 用圓形小挫刀手工去毛刺 可以設(shè)計簡易的支承臺 注意不 不要劃傷內(nèi)圓面 工序 臥式銑床上精銑叉口側(cè)面 以 19 1mm 孔和螺釘對準長銷上的槽為基準定位 選用 X62 臥式銑床加工 采用專用夾具 工序 去毛刺 用扁平挫刀手工去毛刺 可設(shè)計簡易的支承臺 工序 清洗 用專用清洗機清洗 工序 終檢 2 5 機械加工余量 工序尺寸及毛坯尺寸的確定 零件材料為 QT500 5 考慮到拖拉機運行時經(jīng)常需要掛倒檔以倒行或輔 助轉(zhuǎn)向 因此零件在工作過程中經(jīng)常受到?jīng)_擊性載荷 采用這種材料零件 的強度也能保證 由于零件年產(chǎn)量為 4000 件 已達到成批生產(chǎn)水平 而且 零 件的輪廓尺寸不 大 選用砂型鑄 造 采用機械翻 砂造型 鑄造精 度為 2 級 能保證鑄件的尺寸要求 這從提高生產(chǎn)率和保證加工精度上考慮也是 應(yīng)該的 二 毛坯設(shè) 計 拖拉機的倒檔撥叉零件材料為 QT500 5 硬度選用 260HBS 毛坯重 約 1Kg 生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn) 采用砂型鑄造 機械翻砂造型 2 級精度組 根據(jù)上 述原始資料及加工 工藝 分別確定各 加工表面的加工余 量 對 毛坯初步設(shè)計如下 1 19 1mm 的孔 為 了便于加工 在 毛坯的設(shè)計時 可以設(shè)計底孔 根據(jù)常用刀具 的規(guī) 格和合理的切削用量 可以鑄出 10mm 的底孔 這樣加工這個孔到規(guī)定的 12 尺寸 可以分為以下步驟 2 叉口側(cè)面 該 兩側(cè)面分別進行 一次粗 精銑 根據(jù)資料可知 選取加工余量 等級 為 G 選取尺寸公差等級為 9 級 所以根據(jù)相關(guān)資料和經(jīng)驗可知 毛坯的叉口厚度定為 10mm 符合要求 3 叉口內(nèi)圓面 叉口內(nèi)圓面的圓弧半徑為 R48mm 叉口精度要求不是很高 可以進行一 次精加工 所以其加工余量不宜取得過大 但為了能保證其加工精度 而 進行一次精銑 所以在毛坯鑄造時給出 2mm 的加工余量 4 銑槽 槽寬為 19 3mm 深為 17mm 查資料知 砂型鑄造機械翻砂造型的尺寸公 差等級為 8 10 級 加工余量等級為 G 取尺寸公差等級為 9 級 在鑄造時 留出 2mm 的加工余量 均滿足加工要求 5 鉆孔 攻絲 在 19 1mm 的孔處鉆孔 攻絲 锪孔 在此處 因為加工的螺紋孔不是很大 所以可以不必留鑄造底孔 因 其它表面均為不 加工表面 而 且砂型機器造型鑄 造鑄造出的毛 坯表 面就能滿足它們的精度要求 所以 不需要在其它表面上留有加工余量 根 據(jù)上述原始資料 及加工工藝 確定了各加工表面 的加工余量 工序 尺 寸 這 樣毛 坯的 尺寸 就可 以定 下 來了 毛 坯的 具體 形狀 和 尺寸 見圖 2 拖拉機倒擋撥叉 零件毛坯簡圖 13 根據(jù) 上述原始資料及加工工藝 分別確定各加工表面 的加工余量和工 步如下 1 19 1mm 的孔 擴孔 16mm 2Z 6mm 二次擴孔 18 9mm 2Z 2 9mm 粗鉸 19 04mm 2Z 0 14mm 精鉸 19 1mm 2Z 0 06mm 2 叉口側(cè)面 粗銑 2Z 2 05mm 精銑 2Z 0 4mm 3 叉口內(nèi)圓面 一次精銑 Z 2mm 4 銑槽 一次精銑 Z 2mm 5 鉆孔 攻絲 在 19 1mm 的孔處鉆孔 攻絲 锪孔 先在加工面上鉆出 4mm 小孔 再擴孔至 10 4mm 這是攻絲前的 底孔 然后用 M12 的機用絲錐攻絲 最后锪孔 13 5mm 2 6 確定切削用量及基本工時 機動時間 工序 1 鉆孔 16mm 擴孔 18 9mm 鉸孔 19 1 mm 機床 立式鉆床 Z525 刀具 根據(jù)參照參考文獻 3 表 4 3 9 選高速鋼錐柄麻花鉆頭 鉆孔 19 1 鉆孔 19 1 時先采取的是鉆 孔 再擴到 所以 16 18 9 16Dm 切削深度 pa8m 進給量 根據(jù)參考文獻 3 表 2 4 38 取 f rf 3 0 切削速度 參照參考文獻 3 表 2 4 41 取 V4Vs 機床主軸轉(zhuǎn)速 n 100 486539 min317vrd 按照參考文獻 3 表 3 1 31 取 0n 所以實際切削速度 v 176 5 ds 切削工時 被切削層長度 l42m 14 刀具切入長度 1l 17 2 05 962rDlctgkctgm 刀具切出長度 取lm4l32 走刀次數(shù)為 1 機動時間 jt260 5in 3jLfn 擴孔 18 9 刀具 根據(jù)參照參考文獻 3 表 4 3 31 選擇硬質(zhì)合金錐柄麻花擴孔鉆頭 片型號 E403 因鉆孔 19 1 時先采取的是先鉆到 孔再擴到 所以 16 18 9 18 9Dm 18 9d 切削深度 pa 35m 進給量 根據(jù)參考文獻 3 表 2 4 52 取 f 0 6 fr 切削速度 參照參考文獻 3 表 2 4 53 取 V4Vs 機床主軸轉(zhuǎn)速 n100 462 78 in319vrD 按照參考文獻 3 表 3 1 31 取 5mn 所以實際切削速度 v 0 5 06ds 切削工時 被切削層長度 l42m 刀具切入長度 有 11 19 7 20 863rDdlctgkctgm 刀具切出長度 取2l4 l3 走刀次數(shù)為 1 機動時間 2jt30 16in 5jLfn 鉸孔 19 1 刀具 根據(jù)參照參考文獻 3 表 4 3 54 選擇硬質(zhì)合金錐柄機用鉸刀 切削深度 且 pa0 15m 19 Dm 進給量 根據(jù)參考文獻 3 表 2 4 58 取 f rf 0 2 rmf 0 2 15 切削速度 參照參考文獻 3 表 2 4 60 取 V smV 32 0 機床主軸轉(zhuǎn)速 n100 3265 7 in14rD 按照參考文獻 3 表 3 1 31 取 n 實際切削速度 v 0 63 0ms 切削工時 被切削層長度 l42m 刀具切入長度 10019 7 20 9rDdlctgkctgm 刀具切出長度 取2l4 l32 走刀次數(shù)為 1 機動時間 3jt 09 7in315jLnf 該工序的加工機動時間的總和是 jt 2016 70 48minj 工序 3 粗銑叉口側(cè)面 機床 銑床 X62W 刀具 硬質(zhì)合金端銑刀 面銑刀 齒數(shù) 10 dw4014Z 叉口兩側(cè)面在鑄造毛坯時兩個面的加工余量是相同的 故可以算一個 面 就行 現(xiàn)在以其 中一面為粗基 準 對另一面進行 粗加工 切削 用量 和切削工時如下 1 粗銑 銑削深度 pam2 每齒進給量 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 4 73 取f Zmaf 25 0 銑削速度 參照 機械加工工藝手冊 表 2 4 81 取V sV 4 機床主軸轉(zhuǎn)速 取n in 1940 3610rdV inr 實際銑削速度 smn 20 進給量 fVZaff 671 125 16 工作臺每分進給量 mf min 2 70 6 1smVf 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 4 81 a a4 被切削層長度 由毛坯尺寸可知ll3 刀具切入長度 1D2 1 5 02 刀具切出長度 取2lm 走刀次數(shù)為 1 機動時間 1jt min5 02 743121 mjfl 2 精銑 銑削深度 pa 每齒進給量 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 4 73 取f Zaf 15 0 銑削速度 參照 機械加工工藝手冊 表 2 4 81 取V smV 6 機床主軸轉(zhuǎn)速 取n in 28401 360rdV in3r 實際銑削速度 sn 0 進給量 fVmZaff 56 5 工作臺每分進給量 m in 30 1sVf 被切削層長度 由毛坯尺寸可知ll4 刀具切入長度 精銑時1Dl01 刀具切出長度 取2l 走刀次數(shù)為 1 機動時間 2jt min18 63024121 mjfl 本工序機動時間 i7 8 5021 jjjt 工序 4 精銑叉口 R48 0 5mm 機床 銑床 X62W 刀具 硬質(zhì)合金端銑刀 面銑刀 齒數(shù) 10 dw40 14 Z 1 粗銑 銑削深度 pam2 17 每齒進給量 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 4 73 取fa Zmaf 25 0 銑削速度 參照 機械加工工藝手冊 表 2 4 81 取V sV 4 機床主軸轉(zhuǎn)速 取n in 1940 3610rdV inr 實際銑削速度 smn 20 進給量 fVZaff 671 125 工作臺每分進給量 m in 2 0 sVf 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 4 81 a a4 被切削層長度 由毛坯尺寸可知l ml31 刀具切入長度 1D2 5 02 刀具切出長度 取2l 走刀次數(shù)為 1 機動時間 1jt min5 02 743121 mjfl 2 精銑 銑削深度 pa 每齒進給量 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 4 73 取f Zaf 15 0 銑削速度 參照 機械加工工藝手冊 表 2 4 81 取V smV 6 機床主軸轉(zhuǎn)速 取n in 28401 360rdV in3r 實際銑削速度 sn 0 進給量 fVmZaff 56 5 工作臺每分進給量 m in 30 1sVf 被切削層長度 由毛坯尺寸可知ll4 刀具切入長度 精銑時1Dl01 刀具切出長度 取2l 走刀次數(shù)為 1 18 機動時間 2jt min18 63024121 mjfl 本工序機動時間 i7 8 5021 jjjt 工序 5 鉆 2 8 定位銷孔 鉆定位孔 切削深度 pam5 3 進給量 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 4 39 取f rmf 25 0 切削速度 參照 機械加工工藝手冊 表 2 4 41 取V sV4 機床主軸轉(zhuǎn)速 取n in 7814 360501rdV in r 實際切削速度 sn 29 0 被切削層長度 lm2 刀具切入長度 1 mctgctgkDr 5102 1 刀具切出長度 2l0 走刀次數(shù)為 1 機動時間 jt in20 5 21 fnlj 鉸定位孔 切削深度 pam5 0 進給量 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 4 52 擴盲孔f 取rf 6 0 3 rf 6 切削速度 參照 機械加工工藝手冊 表 2 4 53 取V smV 3 0 機床主軸轉(zhuǎn)速 取n in 485 1 36010rdV in5r 實際切削速度 sn 31 40 被切削層長度 lm2 刀具切入長度 1 mctgctgkdDr 25 0285 1 0 刀具切出長度 2l 19 走刀次數(shù)為 1 機動時間 2jt min08 56 0221 fnlj 工序 6 鉆孔 锪孔 13 5mm 攻絲 2 M12 1 75 進給量 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 4 39 取f rf 35 0 切削速度 參照 機械加工工藝手冊 表 2 4 41 取V smV47 機床主軸轉(zhuǎn)速 取n in 9154 360701rdV in 6r 實際切削速度 sn 8 0 被切削層長度 lm2 刀具切入長度 1 mctgctgkDr 3 62105 2 1 刀具切出長度 取2l4l3 走刀次數(shù)為 1 機動時間 jt in15 065 021 fnlj 進給量 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 4 39 取f rmf 35 0 切削速度 參照 機械加工工藝手冊 表 2 4 41 取V sV47 機床主軸轉(zhuǎn)速 取n in 9154 360701rdV in 6r 實際切削速度 sn 8 0 被切削層長度 lm2 刀具切入長度 1 mctgctgkDr 3 62105 2 1 刀具切出長度 取2l4l3 走刀次數(shù)為 1 機動時間 jt in15 065 021 fnlj 工序 8 粗精鏜底面 45 孔 20 機床 臥式金剛鏜床 740TK 刀具 硬質(zhì)合金鏜刀 鏜刀材料 5YT 粗鏜 孔45 單邊余量 Z 1 1mm 一次鏜去全部余量 毛坯孔徑 1 pam 041dm 進給量 根據(jù)參考文獻 3 表 2 4 66 刀桿伸出長度取 切削深f 2 度為 因此確定進給量 1 m0 2 fr 切削速度 參照參考文獻 3 表 2 4 45 取 V inVs 機床主軸轉(zhuǎn)速 n 0191 min3 4 2rd 按照參考文獻 3 表 3 1 41 取 0 實際切削速度 v 43 2 4 06ns 工作臺每分鐘進給量 mf 1inf 被切削層長度 l15 刀具切入長度 2 3 3 70pramtgktg 刀具切出長度 取2l l42 行程次數(shù) i1 機動時間 jt2153 710 injmlf 精鏜 孔45 粗加工后單邊余量 Z 0 4mm 一次鏜去全部余量 精鏜后孔徑 4pam dm 進給量 根據(jù)參考文獻 3 表 2 4 66 刀桿伸出長度取 切削深f 20 度為 因此確定進給量0 40 15 fmr 切削速度 參照參考文獻 3 表 2 4 45 取V 1 6 inVs 機床主軸轉(zhuǎn)速 n 1026948 7 in3 rd 按照參考文獻 3 表 3 14 41 取 10 實際切削速度 v 2 64 10nms 工作臺每分鐘進給量 mf 5inf 21 被切削層長度 l15m 刀具切入長度 mtgtgkarp 5 3208 3 2 刀具切出長度 取2l l42 行程次數(shù) i1 機動時間 2jt2153 0 1in7jmlf 所以該工序總機動工時 0 26mijt 工序 9 銑削 35 孔端面 機床 組合銑床 刀具 硬質(zhì)合金端銑刀 面銑刀 齒數(shù)mdw40 14 Z 銑削深度 pam3 每齒進給量 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 4 73 取f maf 25 0 銑削速度 參照 機械加工工藝手冊 表 2 4 81 取V sV 4 機床主軸轉(zhuǎn)速 取n in 1940 3610rdV inr 實際銑削速度 smn 20 進給量 fVZaff 671 125 工作臺每分進給量 m in 2 0 sVf 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 4 81 a a4 被切削層長度 由毛坯尺寸可知l ml329 刀具切入長度 1l mD2 3 1 5 02 刀具切出長度 取2l 走刀次數(shù)為 1 機動時間 jt in53 02 743921 mjfl 工序 10 銑削槽 機床 銑床 X62W 22 刀具 硬質(zhì)合金端銑刀 YG8 硬質(zhì)合金立銑刀 YT15 銑刀直徑 齒數(shù)mdw320 12 Z 銑削深度 pa 每齒進給量 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 4 73 取f Zmaf 25 0 銑削速度 參照 機械加工工藝手冊 表 2 4 81 取V sV 3 機床主軸轉(zhuǎn)速 取n in 1793204 610rdV in1r 實際銑削速度 smn 5 20 進給量 fVsZnaff 5 76 125 0 工作臺每分進給量 m in40 smVf 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 4 81 a a192 被切削層長度 由毛坯尺寸可知ll 刀具切入長度 1l mD34 5 02 刀具切出長度 取2lm 走刀次數(shù)為 1 機動時間 1jt in39 0452121 mjfl 工序 11 銑削 1 度的斜坡面 機床 銑床 X62W 刀具 立銑刀 硬質(zhì)合金立銑刀 YT15 銑刀直徑 齒數(shù)mdw16 2 Z 銑削深度 pa3 每齒進給量 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 4 73 取f Zmaf 25 0 銑削速度 參照 機械加工工藝手冊 表 2 4 81 取V sV 3 機床主軸轉(zhuǎn)速 取n in 17964 3010rdV in1r 實際銑削速度 smn 5 20 0 進給量 fVsZnaff 5 7 125 0 23 工作臺每分進給量 mf min 450 7sVf 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 4 81 a a192 被切削層長度 由毛坯尺寸可知ll 刀具切入長度 1lD34 5 02 刀具切出長度 取2lm 走刀次數(shù)為 1 機動時間 1jt min39 0452121 mjfl 工序 13 鉆各小孔 并攻絲 機床 組合鉆床 刀具 麻花鉆 擴孔鉆 鉸刀 切削深度 pa25 4 進給量 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 4 39 取f rmf 25 0 切削速度 參照 機械加工工藝手冊 表 2 4 41 取V sV43 機床主軸轉(zhuǎn)速 取n in 9675 8143001rdV in 8r 實際切削速度 sn 3 0 被切削層長度 lm2 刀具切入長度 1 mctgctgkDr 5 42105 8 2 1 刀具切出長度 2l0 走刀次數(shù)為 1 機動時間 jt in12 0825 41 fnlj 工序 13 前后端面螺孔攻絲 機床 組合攻絲機 刀具 釩鋼機動絲錐 1 M10 6H 螺孔攻絲 進給量 由于其螺距 因此進給量f mp5 1 rmf 5 1 切削速度 參照 機械加工工藝手冊 表 2 4 105 取Vin 8 14 0sm 24 機床主軸轉(zhuǎn)速 取nmin 283104 310rdV in 250r 絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速 取0in 25rn 實際切削速度 s 3 6015 0 被切削層長度 lm1 刀具切入長度 mf 43 刀具切出長度 盲孔 2l0 機動時間 1jt min1 025 1405 02121 fnlflj 鉆孔 M8 6H 螺孔 機床 組合鉆床 刀具 麻花鉆 切削深度 pam4 3 進給量 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 4 39 取f rmf 25 0 切削速度 參照 機械加工工藝手冊 表 2 4 41 取V sV43 機床主軸轉(zhuǎn)速 取n in 9678 143001rdV in 8r 實際切削速度 sn 3 0 被切削層長度 lm3 刀具切入長度 1 mctgctgkDr 5 42105 8 2 1 2 刀具切出長度 2l0 走刀次數(shù)為 1 機動時間 jt in17 0825 431 fnlj 螺孔攻絲 機床 組合攻絲機 刀具 釩鋼機動絲錐 進給量 由于其螺距 因此進給量f mp5 1 rmf 5 1 25 切削速度 參照 機械加工工藝手冊 表 2 4 105 取Vmin 8 14 0s 機床主軸轉(zhuǎn)速 取min 283104 310rdV in 250r 絲錐回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速 取0in 25rn 實際切削速度 s 3 6015 0 由工序 4 可知 ml3 l 4 2 l 走刀次數(shù)為 1 機動時間 jt min18 05 14305 02121 fnlflj 2 7 時間定額計算及生產(chǎn)安排 假設(shè)該零件年產(chǎn)量為 10 萬件 一年以 240 個工作日計算 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 小時工作時間計算 則每個工 件的生產(chǎn)時間應(yīng)不大于 1 14min 參照 機械加工工藝手冊 表 2 5 2 機械加工單件 生產(chǎn)類型 中批以上 時間定額的計算公式為 大量生產(chǎn)時 Ntktt zfjd 1 0 Ntz 因此在大批量生產(chǎn)時單件時間定額計算公式為 ttfjd 其中 單件時間定額 基本時間 機動時間 jt 輔助時間 用于某工序加工每個工件時都要進行的各種輔助動ft 作所消耗的時間 包括裝卸工件時間和有關(guān)工步輔助時間 k 布置工作地 休息和生理需要時間占操作時間的百分比值 工序 1 粗 精銑底面 機動時間 jtmin73 1 j 輔助時間 參照 機械加工工藝手冊 表 2 5 43 取工步輔助時間為f 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短 所以取裝卸工件時間為 min15 0 min1 0 則 in25 01 ftk 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 5 48 13 k 26 單間時間定額 dt min14 i2 13 25 0731 ktfj 因此應(yīng)布置兩臺機床同時完成本工序的加工 當布置兩臺機床時 min4 i12 4 2 dt 即能滿足生產(chǎn)要求 工序 2 鉆底面孔 鉸定位孔 機動時間 jtin3 0 j 輔助時間 參照 機械加工工藝手冊 表 2 5 41 取工步輔助時間為f 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短 所以取裝卸工件時間為 min4 0 min1 0 則 in54 01 ftk 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 5 43 14 2 k 單間時間定額 dt in14 i98 0 54 03 1 ktfjd 因此布置一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求 工序 3 粗銑兩側(cè)面及凸臺 機動時間 jtmin46 0j 輔助時間 參照 機械加工工藝手冊 表 2 5 45 取工步輔助時間為f 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短 所以取裝卸工件時間為 min41 0 min1 0 則 in51 0 ftk 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 5 48 13 k 單間時間定額 dt in14 i0 5 046 1 ktfj 因此布置一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求 工序 4 鉆側(cè)面孔 機動時間 jtmin17 0j 輔助時間 參照 機械加工工藝手冊 表 2 5 41 取工步輔助時間為f 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短 所以取裝卸工件時間為 min4 0 min1 0 則 in54 01 ft 27 k 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 5 43 14 2 k 單間時間定額 dt min14 i80 54 017 ktfjd 因此布置一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求 工序 5 粗銑前后端面 機動時間 jtmin53 0j 輔助時間 參照 機械加工工藝手冊 表 2 5 45 取工步輔助時間為f 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短 所以取裝卸工件時間為 min31 0 min1 0 則 in41 0 ftk 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 5 48 13 k 單間時間定額 dt in14 i06 4 053 1 ktfj 因此布置一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求 工序 6 銑前后端面 機動時間 jtmin53 0j 輔助時間 參照 機械加工工藝手冊 表 2 5 45 取工步輔助時間為f 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短 所以取裝卸工件時間為 min31 0 min1 0 則 min41 03 ftk 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 5 48 3k 單間時間定額 dt in14 i06 1 4 053 1 ktfj 因此布置一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求 工序 9 粗鏜前后端面支承孔 機動時間 jtmin97 0j 輔助時間 參照 機械加工工藝手冊 表 2 5 37 取工步輔助時間為f 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短 所以取裝卸工件時間為 min80 min15 0 則 in95 01 ftk 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 5 39 83 14 k 單間時間定額 dt 28 min14 i20 83 14 95 07 1 kttfjd 因此應(yīng)布置兩臺機床同時完成本工序的加工 當布置兩臺機床時 in mi 2 dt 即能滿足生產(chǎn)要求 工序 11 精鏜支承孔 機動時間 jtin86 0 j 輔助時間 參照 機械加工工藝手冊 表 2 5 37 取工步輔助時間為f 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短 所以取裝卸工件時間為 min80 min15 0 則 min95 01 ftk 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 5 39 83 14 k 單間時間定額 dt in14 i09 2 95 086 1 ktfjd 因此應(yīng)布置兩臺機床同時完成本工序的加工 當布置兩臺機床時 min14 i 2 dt 即能滿足生產(chǎn)要求 工序 12 前后端面螺紋孔攻絲 機動時間 jtmin1 0 j 輔助時間 參照鉆孔輔助時間 取裝卸工件輔助時間為 工步輔助f in1 0 時間為 則in4 0i5 4 ft 參照鉆孔 值 取kk12 單間時間定額 dt min14 i68 0 4 5 0 1 tfjd 因此布置一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求 工序 14 精銑前后端面 機動時間 jtmin16 j 輔助時間 參照 機械加工工藝手冊 表 2 5 45 取工步輔助時間為f 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短 所以取裝卸工件時間為 min41 0 min1 0 則 in51 0 ft 29 k 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 5 48 13 k 單間時間定額 dt min4 i89 1 5 06 1 ktfjd 因此應(yīng)布置兩臺機床同時完成本工序的加工 當布置兩臺機床時 min4 i95 028 dt 即能滿足生產(chǎn)要求 工序 15 精銑兩側(cè)面 機動時間 jtin28 1 j 輔助時間 參照 機械加工工藝手冊 表 2 5 45 取工步輔助時間為f 由于在生產(chǎn)線上裝卸工件時間很短 所以取裝卸工件時間為 min41 0 min1 0 則 in51 0 ftk 根據(jù) 機械加工工藝手冊 表 2 5 48 13 k 單間時間定額 dt in4 mi02 1 5 028 1 ktfjd 因此應(yīng)布置兩臺機床同時完成本工序的加工 當布置兩臺機床時 min4 i0 2 dt 即能滿足生產(chǎn)要求 工序 17 底面螺紋孔攻絲 機動時間 jtin13 0 j 輔助時間 參照鉆孔輔助時間 取裝卸工件輔助時間為 工步輔助f min1 0 時間為 則min4 0mi5 4 ft 參照鉆孔 值 取kk12 單間時間定額 dt in14 i7 0 4 5 03 1 tfjd 因此布置一臺機床即能滿足生產(chǎn)要求 30 第三章 銑槽夾具設(shè)計 3 1 研究原始質(zhì)料 利用本夾具主要用來銑槽 該槽的中心線要滿足對稱度要求以及其槽兩邊的 平行度要求 在銑此槽時 為了保證技術(shù)要求 最關(guān)鍵是找到定位基準 同時 應(yīng)考慮如何提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動強度 3 2 定位基準的選擇 由零件圖可知 在對槽進行加工前 底平面進行了粗 精銑加工 孔 進19 行了鉆 擴 鉸加工 R48 進行了粗 精鏜加工 因此 定位 夾緊方案有 方案 選底平面 工藝孔和大頭孔定位 即一面 心軸和棱形銷定位 夾 緊方式選用螺母在心軸上夾緊 方案 選一面兩銷定位方式 工藝孔用短圓柱銷 R48 用棱形銷定位 夾 緊方式用操作簡單 通用性較強的移動壓板來夾緊 分析比較上面二種方案 方案 中的心軸夾緊 定位是不正確的 孔19 端是不加工的 且定