推动架工艺工装设计-钻Ф6孔+车F面两幅夹具设计【全套含有CAD图纸三维建模】
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50 附录 二 ：中文翻译 通过夹具布局设计和夹紧力的优化控制变形 摘 要 工件变形必须控制在数值控制机械加工过程 之中 。夹具布局和夹紧力是 影 响加工变形程度和分布的 两个主要方面 。在 本文提出了一种多目标模型的建立，以减低 变形的 程度 和增加 均匀变形 分布 。有限元方法 应用 于分析变形。遗传算法发展是为了解决优化模型。最后举了一个例子说明，一个令人满意的结果被求得 ， 这是远优于经验之一的。多目标模型可以减少加工变形有效地改善分布状况。 关键词 ：夹具布局；夹紧力； 遗传算法；有限元方法 1 引言 夹具设计在制造工程中是一项重要 的程序。这对于加工精度是至关重要。一个工件应约束在一个带有夹具元件，如定位元件，夹紧装置，以及支撑元件的夹具中加工。定位的位置和夹具的支力，应该从战略的设计，并且适当的夹紧力应适用。该夹具元件可以放在工件表面的任何可选位置。夹紧力必须大到足以进行工件加工。通常情况下，它在很大程度上取决于设计师的经验，选择 该夹具元件的方案 ，并确定夹紧力。因此，不能保证由此产生的解决方案是 某一特定的工件的 最优或接近最优 的方案。 因此，夹具布局和夹紧力优化成为 夹具设计方案的两个主要方面 。 定位和夹紧装置和 夹紧力 的值都应 适当的选择和 计算 ， 使由于夹紧 力 和切削力 产生的工件变形尽量减少和非正式化 。 夹具设计 的目的 是要找到 夹具元件关于工件和最优的夹紧力的 一个最优 布局或方案 。在这篇论文里 ， 多目标优化方法是代表了 夹具布局设计和夹紧力的优化 的方法 。 这个观点是具有两面性的。 一，是尽量减少 加工表面最大的弹性变形 ； 另一个是尽量均匀变形。 件包 是用来计算 工件 由于夹紧力和切削力 下产生的变形。遗传算法是 发达且 直接 的搜索工具箱，并且被应用于 解决优化问题。最后还给出了一个 案例 的 研究 ，以阐述对所提算法 的应用。 51 2 文献回顾 随着优化方法在工业中的广泛运用，近几年 夹具设计优化已获得了更多的利益。夹具设计优化包括夹具布局优化和夹紧力优化。 出了一种 使用刚体模型的夹具 用了一个刚性体模型，为最优夹具布局和最低的夹紧力进行分析和综合。 他提出了基于支持布局优化的程序与计算质量的有限元计算法 。李和 了一个非线性编程方法和一个联络弹性模型解决布局优化问题。两年后， 他们提交了一份 确定关于多钳夹具受到准静态加工力的夹紧力优化的方法。他们还提出了一关于夹 具布置和夹紧力的最优的合成方法，认为工件在加工过程中处于动态。相结合的夹具布局和夹紧力优化程序被提出，其他研究人员用有限元法进行夹具设计与分析。蔡等对 括合成的夹具布局的金属板材大会的理论进行了拓展。 秦等人建立了一个与夹具和工件之间弹性接触的模型作为参考物来优化夹紧力与，以尽量减少工件的位置误差。 交了一份 基于模型的 框架 以 确定所需的最低限度夹紧力，保证了 被夹紧 工件在加工 的动态稳定 。 大部分的上述研究使用的是非线性规划方法，很少有全面的或近全面的最优解决 办法。 所有的夹具布局优化程序必须从一个可行布局开始。 此外，还得到了对这些模型都非常敏感的初步可行夹具布局的解决方案。 夹具优化设计的问题是非线性的，因为目标的功能和设计变量之间没有直接分析的关系。例如加工表面误差和夹具的参数之间（定位、夹具和夹紧力）。 以前的研究表明，遗传算法（ 在解决这类优化问题中是一种有用的技术。吴和陈用遗传算法确定最稳定的静态夹具布局。石川和青山应用遗传算法确定最佳夹紧条件弹性工件。 基于优化夹具布局的遗传算法中使用空间坐标编码。他们还提出了针对主要竞争夹具 优化方法相对有效性的广泛调查的方法和结果。这表明连续遗传算法取得最优质的解决方案。 展了一个夹具布局优化技术，用遗传算法找到夹具布局，尽量减少由于在整个刀具路径的夹紧和切削力造成的加工表面的变形。 定位器和夹具位置被节点号码所指定。 人还提出了一种迭代算法，尽量减少工件在整个切削过程之中由不同的夹具布局和夹紧力造成的弹性变形。 人建成了一个分析模型，认为定位和夹紧装置为同一夹具布局的要素灵活的一部分。 论了混合学习系统用来非 线性有限元分析与支持相结合的人工神经网络（ 和 人工神经网络被用来计算工件的最大弹性变形，遗传算法被用 52 来确定最佳锁模力。 议将 迭代算法和人工神经网络结合起来发展夹具设计系统。 迭代算法和有限元分析，在二维工件中找到最佳定位和夹紧位置，并且把碎片 的效果考虑进去。 周等人。提出了基于遗传算法的方法，认为优化夹具布局和夹紧力的同时，一些研究没有考虑为整个刀具路径优化布局。一些研究使用节点数目作为设计参数。 一些研究解决夹具布局或夹紧力优化方法，但不能两者都同时进行。 有几项研究摩擦和 碎 片 考虑进去了。 碎片 的移动和摩擦接触的影响对于实现更为现实和准确的工件夹具布局校核分析来说是不可忽视的。 因此将 碎片 的去除效果和摩擦考虑在内以实现更好的加工精度是必须的。 在这篇论文中，将摩擦和 碎片 移除考虑在内，以达到加工表面在夹紧和切削力下最低程度的变形。 一多目标优化模型被建立了。一个优化的过程中基于 有限元法提交找到最佳的布局和夹具夹紧力。 最后，结果多目标优化模型对低刚度工件而言是比较单一的目标优化方法、经验和方法。 3 多目标优化模型夹具设计 一个可行的夹具布局 必须 满足三限制。 首先，定位和夹紧装置 不能 将 拉伸势力 应用到 工件 ； 第二，库仑摩擦约束必须 施加 在所有夹具 夹具元件 位置必须在候选位置。 为一个问题涉及夹具元件 化问题可以在数学上仿照如下 ： 这里的 工区域在加工当中 其中 53 是 j 的平均值； i 次的接触点； 是静态摩擦系数； 切向力在 i 次的接触 点 ； i)是 i 次的接触点； i 次接触点； 整体过程如图 1 所示， 一要设计一套可行的夹具布局和优化的夹紧力。最大切削力在切削模型和切削力发送到有限元分析模型中被计算出来。优化程序造成一些夹具布局和夹紧力，同时也是被发送到有限元模型中。在有限元分析座内，加工变形下，切削力和夹紧力的计算方法采用有限元方法 。 根据某夹具布局和变形 ， 然后发送给优化程序，以搜索为一优化夹具 方案。 图 1 夹具布局和夹紧力 优化过程 4 夹具布局设计和夹紧力的优化 遗传 算法 遗传算法（ 是基于生物再生产过程的强劲，随机和启发式的优化方法。 基本思路背后的遗传算法是模拟 “生存的优胜劣汰 “的现象。 每一个人口中的候选个体指派一个健身的价值，通过一个功能的调整，以适应特定的问题。 遗传算法，然后进行复制，交叉和变异过程消除不适宜的个人和人口的演进给下一代。 人口足够数目的演变基于这些经营者引起全球健身人口的增加 和优胜个体代表全最好的方法。 遗传算法程序在优化夹具设计时需夹具布局和夹紧力作为设计变量，以生成字符串代表不同的 布置。 字符串相比染色体的自然演变，以及字符串，它和遗传算法寻找最优，是映射到最优的夹具设计计划。在这项研究里，遗传算法和 直接搜索工具箱是被运用的。 54 收敛性遗传算法是被 人口大小 、交叉的概率和概率突变所控制的 。只有当在一个人口中功能最薄弱功能的最优值没有变化时， 到一个预先定义的价值 或有多少几代氮，到达演化的指定数量上限 没有遗传算法停止。 有五个主要因素，遗传算法，编码，健身功能，遗传算子，控制参数和制约因素。 在这篇论文中，这些因素都被选出如 表 1 所列。 表 1 遗传算法参数的选择 由于遗传算法可能产生夹具设计字符串，当受到加工负荷时不完全限制夹具。 这些解决方案被认为是不可行的，且被罚的方法是 用来驱动遗传算法，以实现一个可行的解决办法。 1 夹具设计的计划被认为是不可行的或无约束，如果反应在定位是否定的。在换句话说，它不符合方程（ 2）和（ 3）的限制。 罚的方法基本上包含指定计划的高目标函数值时不可行的 。因此，驱动它在连续迭代算法中的可行区域。 对于约束（ 4） ，当遗传算子产生新个体或此个体已经产生，检查它 们是否符合条件是必要的。 真正的候选区域是那些不包括无效 的区域。在为了简化检查，多边形是用来代表候选区域和无效区域的。 多边形的顶点是用于检查。 “在 功能可被用来帮助检查。 有限元分析 件包是用于 在这方面的研究 有限元分析计算 。 有限元模型是一个考虑摩擦效应的半弹性接触模型，如果材料是假定线弹性。 如图 2 所示，每个位置或支持，是代表三个正交弹簧提供的制约。 图 2 考虑到摩擦的半弹性接触模型 55 在 x ， y 和 z 方向和每个夹具类似，但定位夹紧力在正常的方向。 弹力在自然的方向即所谓自然弹力，其余两个弹力即为 所谓的切向弹力。 接触弹簧刚度可以 根据向赫兹接触理论 计算 如下 ： 随着夹紧力和夹具布局的变化，接触刚度也不同，一个合理的线性逼近的接触刚度可以从适合上述方程的最小二乘法得到。 连续插值，这是用来申请 工件的有限元分析模型的 边界条件 。在图 3中说明了夹具元件的位置，显示为黑色界线。 每个元素的位置被其它四或六最接近的邻近节点 所包围。 图 3 连续插值 这系列节点，如黑色正方形所示，是（ 37， 38， 31和 30 ），（ 9， 10 ， 11 ， 18，17号和 16号）和（ 26， 27 ， 34 ， 41， 40和 33 ）。 这一系列弹簧单元，与这些每一个节点相关联。对任何一套节点，弹簧常数 是： 这里， 弹簧刚度在的 j i 次夹具元件， i 次夹具元件和的 J 弹簧刚度在一次夹具元件位置 , i 是周围的 i 次夹具元素周围的节点数量 为每个加工负荷的一步，适当的边界条件将适用于工件的有限元模型。 在这个 工作里 ，正常的弹簧 约束在这三个方向（ X ， Y ， Z ）的和 在切方向 切向弹簧约束， （ X ， Y ） 。 夹紧力是适用于正常方向（ Z）的夹紧点。整个刀具路径是模拟为每 个夹具设计计划所产生的遗传算法应用的高峰期的 X ， Y ， z 切削力顺序到元曲面，其中刀具通 56 行 证。 在这工作中，从刀具路径中欧盟和去除 碎片 已经被考虑进去。在机床改变几何数值过程中，材料被去除，工件的结构刚度也改变。 因此，这是需要考虑 碎片 移除的影响。有限元分析模型，分析与重点的工具运动和碎片 移除使用的元素死亡技术。 在为了计算健身价值，对于给定夹具设计方案，位移存储为每个负载的一步。 那么，最大位移是选定为夹具设计计划的健身价值。 遗传算法的程序和 间的互动实施如下。 定位和夹具的位置以及夹紧力 这些参 数写入到一个文本文件。那个输入批处理文件 件可以读取这些参数和计算加工表面的变形。 因此， 健身价值观，在遗传算法程序，也可以写到当前夹具设计计划的一个文本文件。 当有大量的节点在一个有限元模型时，计算健身价值是很昂贵的。 因此，有必要加快计算遗传算法程序。作为这一代的推移，染色体在人口中取得类似情况。在这项工作中，计算健身价值和 染色体存放在一个 据库。 遗传算法的程序，如果目前的染色体的健身价值已计算之前，先检查；如果不，夹具设计计划发送到 则健身价值观是直接从数据库 中取出。 啮合的工件有限元模型 ，在每一个计算时间保持不变。每计算模型间的差异是边界条件，因此，网状工件的有限元模型可以用来反复 “恢复 ”令 。 5 案例研究 一个关于低刚度工件的铣削夹具设计优化问题 是被显示在前面的论文中，并在以下各节加以表述。 工件的几何形状和性能 工件的几何形状和特点显示在图 4 中，空心工件的材料 是铝 390 与泊松比 71杨氏模量。 外廓尺寸 27件 顶端内壁的三分之一 是经铣削及其刀具轨迹，如 图 4 所示 。 夹具元件中应用到的 材料 泊松比 杨氏模量的220 的合金钢。 57 图 4 空心工件 模拟和加工的运作 举例将工件进行周边铣削，加工参数在表 2 中给出。 基于这些参数，切削力的最高值被作为工件内壁受到的表面载荷而被计算和应用 ，当工件处于 n（切）、 （下径向）和 （下轴） 的切削位置时。 整个刀具路径被 26 个工步所分开，切削力的方向被刀具位置所确定 表 2 加工参数和条件 。 夹具设计方案 夹具在加工过程中夹紧工件的规划如图 5 所示。 图 5 定位和夹紧装置 的可选区域 58 一般来说， 3位原则是夹具设计中常用的。夹具底板限制三个自由度，在侧边控制两个自由度。这里， 在 Y=0面上 使用了 4 个定点（ 14 ），以定位工件并限制 2 自由度；并且在 Y=127相反面上，两个压板（ 2）夹紧工件。 在正交面上，需要一个定位元件限制其余的一个自由度，这在优化模型中是被忽略的。在表 3 中给出了定位加紧点的坐标范围。 表 3 设计变量的约束 由于没有一个简单的一体化程序确定夹紧力，夹紧力很大部分 （ 初始阶段被假设为每一个夹板上作用的力。且从符合例 5的最小二乘法，分别由 07 N/m 和 07 N/m 得到了正常切向刚度。 遗传控制参数和 惩 罚函数 在这个例子中， 用到了 下列参数值： 0, 00和 的惩罚函数是 这里 以被 代表。当 到 6 时， 优化结果 连续优化的收敛过程如图 6所示。且收敛过程的相应功能 （ 1） 和 （ 2） 如图 7、图8 所示。 优化设计方案在表 4 中给出。 59 图 6 夹具布局和夹紧力优化程序 的 收敛性遗传算法 图 7 第一 个 函数值 的收敛 图 8 第二个函数值 的收敛性 表 4 多目标优化模型的结果 表 5 各种夹具设计方案结果进行比较， 结果 的 比较 从单一目标优化和经验设计中得到的夹具设计的设计变量和目标函数值，如表 5所示。 单一目标优化的结果，在论文中引做比较。 在例子中，与经验设计相比较，单一目标优化方法有其优势。 最高 变形减少了 ，均匀变形增强了 。最高夹紧力的值也减少了 。从多目标优化方法和单目标优化方法的比较中可以得出什么呢？最大变形减少了 ，均匀变形量增加了 ，最高夹紧力的值 减少了 60 。加工表面沿刀具轨迹 的变形分布如图 9所示。很明显，在三种方法中，多目标优化方法产生的变形分布最均匀。 与结果比较，我们确信 运用最佳定位点分布和最优夹紧力来减少工件的变形。图 10示出了一实例夹具的装配。 图 9 沿刀具轨迹 的变形分布 图 10 夹具配置 实例 6 结论 本文介绍了 基于 有限元 的 夹具布局设计和夹紧力的优化程序 设计。 优化程序是多目标 的： 最大限度地减少加工表面 的 最高变形和最大限度地 均匀 变形 。 健身价值的有限元计算。 对于 夹具设计优化的问题 ， 有限元分析 的结合被证明是一种很有用的方法 。 61 在这项研究中，摩擦的影响和 碎片 移动都被考虑到了。为了减少计算的时间，建立了一个染色体的健身数值的数据库， 且网状工件的有限元模型是优化过程中多次使用的。 传统的夹具设计方法是单一目标优化方法或经验 。此研究结果表 明， 多目标优化方法 比起其他两种方法 更有效地减少变形和均匀变形 。这对于在数控加工中控制加工变形是很有意义的 。 参考文献 1、 S， 1993 年） 自动化装配线上棱柱工件最佳装夹定位生成的理论方法 。 C (1995) 优化机床夹具表现的 荷模型 。 2、 C (1998) 快速支持布局优化 。 , N (1999) 通过夹具布局优化改善工件的定位精度 。 3、 , N (2001) 夹具夹紧力的优化和其对 工件的定位精度 的影响。 4、 , N (1999) 通过夹具布局优化改善工件的定位精度 。 5、 , N (2001) 夹具夹紧力的优化 和其对工件定位精度的影响。 6、 , N (2001) 最优夹具设计计算工件动态的影响。 7、 D, S (1987) 灵活装夹系统的有限元分析。 8、 J, R (1991) 运用优化方法在夹具设计中选择支位。 9、 , J, X (1996) 变形金属板材的装夹的原则、算法和模拟。 10、 H, H, L (2005) 夹具装夹方案 的建模和优化设计。 11、 Y, N (2006) 动态稳定装夹中夹紧力最小值的确定。 12、 H, C (1996) 基于遗传算法 的夹具优化配置方法。 13、 , (1996) 借助遗传算法对装夹条件的优化。 14、 , C, , et 2002) 一项关于 空间坐标对 基于遗传算法的夹具优化问题的作用的调查。 15、 , C, , et 2002) 夹具布局优化方法 成效的调查。 16、 , N (2000) 利用遗传算法 优化加工夹具的布局。 17、 , , N (2002) 利用遗传算法 优化夹紧布局和夹紧力。 18、 M, J, Q (2004) 基于遗传算法的柔性装配夹具布局 的 建模与优化 。 62 19、 (2005) 通过一种人工神经网络和遗传算法 混合的系统设计智能夹具。 20、 S, , C (2001) 采用遗传算法 固定装置的概念设计。 21、 (2006) 利用遗传算法 优化加工夹具的定位和夹紧点。 22、 L, H, H (2005) 遗传算法用于优化夹具布局和夹紧力。 23、 , (2003) 碎片 位移和摩擦接触的运用对工件夹具布局的校核。 i & 2 007 /4 007# 007be in of In a to of to of to A to a is to is an in It is to be in a as of be be be on be it on s to to is no or a in of be to is of is to an or of In is is is to of is to of is to of A is to is to of of in a . . *)o. 29, 10016, a of 1. a of 2. a 3. Li a a 4. a a 5. of . A , 8 EM 9 8of et 10 an to to of 11 a of of or of an to is of A) a in 213 A to an 14 to in A of of an of 15. 16 a A to of et 17 an by et 18 up as 19 a EA a of A. NN to 20 to A NN a 21 EM to D et 22 a GA of of as of or of be 23, so it is to to to of of to A is A EM to of is a to be at of be in a n be as 12:; :; s ; j 1; 2; :; n 12 3i 1; 2; :; p 4to at in of j is at is of at i) is i) is of is 1 to to is in is to to EA is a to to on A is to in is a a to A of on to in of A to as to of A to In A is by of Pc)of no of in a a or N, A A, In as A is to is to A to a A is if at it in ). 1 As a to it to A. 4), by or is it is to up In to to of be to is in is As 2, or is by in , Y is to in in be 8 as 65of s at of A be a to is to to EA 2 10 11 12 13 1415 16 17 18 19 20 2122 23 24 25 26 27 2829 30 31 32 33 34 3536 37 38 39 40 41 4243 44 45 46 47 48 493 4 A of nd 5.4 of 00mm/of of 5.4 00 3. as is or by 37, 38,31 0, 9, 10, 11, 18, 17 6 26, 27, 34, 41,40 3. A of to of at it,at of to be to In in X, Y, Z)in X, Y). in Z) at by by , Y, Z 23is of so of it is to EA is to In to a is A as of to a of A be to a is to up A As in In in a GA if s of EA is EA be of a in 16, 18, 22 is in 5 of / / / 0 0 of 4. of is a .3 s 52.4 27 6.2 of an is 4. of is a .3 s 20 is on of . on of as on at ( ( ( is 6 镇 江 高 专 业设计 实习评定表 系 名 ： _ 班 级： _ 学生姓名： 学 号： 指导教师： 实习单位： 二 年 月 日 镇 江 高 等 专 科 学 校 毕业设计 专业实习评定表 实习生姓名 性别 实习单位 实习时间 自 年 月 日 至 年 月 日 自我鉴定： 鉴定人： _ 年 月 日 实习单位指导教师评语： 指导教师 (签名 )： _实习单位： (盖章 ) 年 月 日 评定小组意见： 负责人： _(盖章 ) 年 月 日 最终实习成绩 毕 业 设 计 任 务 书 题 目 推动架 工艺工装设计 系 名： 机械工程系 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导教师姓名： 指导教师职称： 课题名称 推动架 工艺工装设计 同组学生姓名 无 设计（研究）内容： 1、抄画被加工零件图 2、被加工零件毛坯图一份 3、零件加工工艺过程卡一份、工序卡一套 4、钻孔夹具装配图一份 5、 车 夹具装配图一份 6、 车 夹具体零件图、钻夹具体零件图各一份 7、设计 计算 说明书 一份 1 8、毕业实习总结、评定表一份 说明： 1、图纸总工作量折合 面 以上 2、说明书的字数 5000 字以上 3、图纸和说明书符合相应的规范要求 4、图形采用 图，文字采用 印 参考文献 ： 1机械加工工艺手册 李洪 主编 2机床夹具设计手册 东北重型机械学院 等编 3机械制造工艺学 郑修本 冯冠大主编 4机床夹具设计 刘友才，肖继德 主编 5机械设计课程设计手册 吴宗泽，罗圣国主编 6金属切削机床夹具图册 南京市机械研究所主编 7机械零件设计手册 冶金工业出版社 进 度 计 划 表 序号 起 止 日期 计划完成内容 实际完成情况 检 查 日 期 检查人签名 1 208 22 集资料、调研、学习 阅读相关文献 1、提前完成 （ ） 2、按时完成 （ ） 3、基本完成 （ ） 4、未完成 （ ） 徐德爱 2 209 16 成 总体方案 设计 1、提前完成 （ ） 2、按时完成 （ ） 3、基本完成 （ ） 4、未完成 （ ） 徐德爱 3 2010 1 成 装配图设计 1、提前完成 （ ） 2、按时完成 （ ） 3、基本完成 （ ） 4、未完成 （ ） 徐德爱 2 4 2010 26 20 完成 零件图设计 1、提前完成 （ ） 2、按时完成 （ ） 3、基本完成 （ ） 4、未完成 （ ） 徐德爱 5 2011 21 成 设计说明书 1、提前完成 （ ） 2、按时完成 （ ） 3、基本完成 （ ） 4、未完成 （ ） 徐德爱 6 2012 1 理论文、检查打印 不检查 7 2012 11 业答辩准备 不检查 8 20业答辩 不检查 9 10 毕业设计（论文）评语及评分（指导教师专用） 学生姓名 业班级 分 评 分 内 容 评 分 等 级 好 较好 一般 差 应用文献资料和调研能力 分析与解决问题的能力（包括计算方法、数据处理等） 计算机能力（包括编程、数据、图形及文字处理） 论文质量（论点、论据、实验分析、推理、深度等） 设计质量（方案、技术路线、设计水平、图面质量等） 工作量、工作态度 3 技术经济分析能力（包括技术可靠性、经济合理性的分析评价） 创新 （包括创新意识、独特见解） 写作的规范性 指导教师评语： 该同学在毕业设计期间，设计态度 （端正、较好、尚可、较差） ， （能、基本能、不能）遵守毕业设计纪律和相关规定， （ 能、基本能、不能 ） 按照指导教师的规定完成各阶段的任务，设计工作量 （ 多、饱满、较轻、不足 ），（ 完成、基本完成、没用完成 ） 相关的毕业实习和调研任务， （ 能较好地、尚能、不能 ） 处理好毕业设计与工作实习的关系。 该同学在设计过程中 ,(能很好地、较好地、尚能、不能 )应用所学专业知识于毕业设计之中， （ 独立、基本独立、根据参考、不能独立 ） 完成毕业设计规定的任务。应用文献资料和调研能力 （ 强、较强、一般、较差 ） ，具有 （ 很好的、较好的、一般的、较差的 ） 分析与解决问题的能力。设计方案 （ 正确、基本正确、尚正确、不够正确 ） ，结构 （ 合理、较合理、尚合理、不够合理 ）； 图面质量 （ 好、较好、一般、较差 ） ；说明书的写作 （ 规范、较规范、尚规范、不够规范 ） ，质量 （ 好、较好、一般、尚可、较差 ） ；计算能力 （ 好、较好、一般、尚可、较差 ） ，设计中的创新意识 （ 强、较强、一般、较少 ） 。 本设计已达到的标准为 （ 优秀、良好、中等、及格、不及格 ） 。 指导教师 签字 年 月 日 毕业设计（论文）评语及评分（主审教师专用） 学生姓名 业班级 分 评 分 内 容 评 分 等 级 好 较好 一般 差 1 总体设计方案 2 零部件设计方案 3 图 纸 质 量 和 有 视 图 4 图纸幅面 5 标注 4 6 关 技 术 标 准 技术条件 7 标题栏 8 明细栏 9 图号 10 说 明 书 质 量 格式的规范性 11 内容的完整性 12 分析的正确性 13 深 度 14 创 新 15 其它（资料袋、装订要求等） 备注： 主审教师： 年 月 日 毕业设计（论文）评语及评分（答辩小组专用） 学生姓名 业班级 分 评 分 内 容 评 分 等 级 好 较好 一般 差 学生陈述清楚、精练、正确、逻辑性强 论文质量（论点、论据、实验分析、推理、深度、创新等） 设计质量（方案、技术路线、设计水平、图面质量、创新等） 5 问题： 1、 2、 3、 答辩小组意见： 该同学设计方案 （正确、基本正确、尚正确、不正确） ，设计结构 （ 合理、较合理、尚合理、不合理 ）； 图面质 量 （ 好、较好、一般、较差 ） ；说明书的写作 （ 规范、较规范、尚规范、不规范 ） ，总体完成质量 （ 好、较好、一般、尚可、较差 ） ；答辩中的个人陈述 （清楚、基本清楚、尚清楚、不清楚） ，回答问题 （正确、基本正确、尚正确、不正确） ；上交的设计资料 （齐全、较齐全、基本齐全、不够齐全） ，综合考核已达到 （优秀、良好、中等、及格、不及格） 标准。 答辩小组成员： 答辩小组组长 年 月 日 最 终 评 定 成 绩 镇 江 市 高 等 专 科 学 校 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号及规格 图 号 名 称 工艺文件编号 共 7 页 推 动 架 第 1 页 材料牌号及名称 毛坯外型尺寸 件毛重 零件净 重 硬 度 设 备 型 号 设 备 名 称 卧式车床 专 用 工 艺 装 备 名 称 代 号 机动时间 单件工时定额 每合件数 技 术 等 级 冷 却 液 工序号 工步号 工 序 及 工 步 内 容 刃 具 量 检 具 切 削 用 量 代 号 名 称 代 号 名称 铣削速度（米 /分） 铣 削 深度 （ 毫米） 进 给 量（毫米 /转） 转速（转/分） 10 1 车 C 面 游标卡尺 2 150 编 制 校 对 会 签 复 制 丁基善 修改标记 处 数 文件号 签 字 日 期 修改标记 处 数 文件号 签 字 日 期 镇 江 市 高 等 专 科 学 校 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号及规格 图 号 名 称 工艺文件编号 共 7 页 推 动 架 第 2 页 材料牌号及名称 毛坯外型尺寸 件毛重 零件净重 硬 度 设 备 型 号 设 备 名 称 立式钻床 专 用 工 艺 装 备 名 称 代 号 立式镗床 机动时间 单件工时定额 每合件数 技 术 等 级 冷 却 液 工序号 工步号 工 序 及 工 步 内 容 刃 具 量 检 具 切 削 用 量 代 号 名 称 代 号 名称 铣削速度（米 /分） 铣 削 深度 （ 毫米） 进 给 量（毫米 /转） 转速（转/分） 20 1 粗镗 游标卡尺编 制 校 对 会 签 复 制 丁基善 修改标记 处 数 文件号 签 字 日 期 修改标记 处 数 文件号 签 字 日 期 镇 江 市 高 等 专 科 学 校 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号及规格 图 号 名 称 工艺文件编号 共 7 页 推 动 架 第 3 页 材料牌号及名称 毛坯外型尺寸 件毛重 零件净重 硬 度 设 备 型 号 设 备 名 称 卧式车床 专 用 工 艺 装 备 名 称 代 号 立式钻床 机动时间 单件工时定额 每合件数 技 术 等 级 冷 却 液 工序号 工步号 工 序 及 工 步 内 容 刃 具 量 检 具 切 削 用 量 代 号 名 称 代 号 名称 铣削速度（米 /分） 铣 削 深度 （ 毫米） 进给量（毫米 /转） 转速（转 /分） 30 1 车 B 面 游标卡尺 2 150 编 制 校 对 会 签 复 制 丁基善 修改标记 处 数 文件号 签 字 日 期 修改标记 处 数 文件号 签 字 日 期 镇 江 市 高 等 专 科 学 校 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号及规格 图 号 名 称 工艺文件编号 共 7 页 推 动 架 第 4 页 材料牌号及名称 毛坯外型尺寸 件毛重 零件净重 硬 度 设 备 型 号 设 备 名 称 式 铣 床 专 用 工 艺 装 备 名 称 代 号 立式 铣 床 机动时间 单件工时定额 每合件数 技 术 等 级 冷 却 液 工序号 工步号 工 序 及 工 步 内 容 刃 具 量 检 具 切 削 用 量 代 号 名 称 代 号 名称 铣削速度（米 /分） 铣 削 深度 （ 毫米） 进给量（毫米 /转） 转速（转 /分） 40 1 粗铣 D 面 100面铣刀 游标卡尺 2 150 2 粗铣 E 面 100面铣刀 游标卡尺 2 150 编 制 校 对 会 签 复 制 丁基善 修改标记 处 数 文件号 签 字 日 期 修改标记 处 数 文件号 签 字 日 期 镇 江 市 高 等 专 科 学 校 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号及规格 图 号 名 称 工艺文件编号 共 7 页 推 动 架 第 5 页 材料牌号及名称 毛坯外型尺寸 件毛重 零件净重 硬 度 设 备 型 号 设 备 名 称 立式钻床 专 用 工 艺 装 备 名 称 代 号 立式钻床 机动时间 单件工时定额 每合件数 技 术 等 级 冷 却 液 工序号 工步号 工 序 及 工 步 内 容 刃 具 量 检 具 切 削 用 量 代 号 名 称 代 号 名称 铣削速度（米 /分） 铣 削 深度 （ 毫米） 进给量（毫米 /转） 转速（转 /分） 50 1 粗钻 160+ 游标卡尺 05 编 制 校 对 会 签 复 制 丁基善 修改标记 处 数 文件号 签 字 日 期 修改标记 处 数 文件号 签 字 日 期 镇 江 市 高 等 专 科 学 校 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号及规格 图 号 名 称 工艺文件编号 共 7 页 推 动 架 第 6 页 材料牌号及名称 毛坯外型尺寸 件毛重 零件净重 硬 度 设 备 型 号 设 备 名 称 式车床 专 用 工 艺 装 备 名 称 代 号 机动时间 单件工时定额 每合件数 技 术 等 级 冷 却 液 工序号 工步号 工 序 及 工 步 内 容 刃 具 量 检 具 切 削 用 量 代 号 名 称 代 号 名称 铣削速度（米 /分） 铣 削 深度 （ 毫米） 进给量（毫米 /转） 转速（转 /分） 60 1 车 F 面 卧式车床 游标卡尺 20 4 3 0 4 250 2 钻孔 10麻花钻 游标卡尺 22 30 编 制 校 对 会 签 复 制 丁基善 修改标记 处 数 文件号 签 字 日 期 修改标记 处 数 文件号 签 字 日 期 镇江市高等专科学校 机械加工工序卡 产品型号及规格 图 号 名 称 工艺文件编号 共 7 页 推 动 架 第 7 页 材料牌号及名称 毛坯外型尺寸 件毛重 零件净重 硬 度 设 备 型 号 设 备 名 称 立式钻床 专 用 工 艺 装 备 名 称 代 号 立式钻床 机动时间 单件工时定额 每合件数 技 术 等 级 冷 却 液 工序号 工步号 工 序 及 工 步 内 容 刃 具 量 检 具 切 削 用 量 代 号 名 称 代 号 名称 铣削速度（米 /分） 铣削深度（毫米） 进给量（毫米 /转） 转速（转 /分） 70 1 钻铰 8 8 麻花钻 游标卡尺 26 4 5 1 0 4 405 2 攻螺纹 锥 游标卡尺 4 7 0 9 1 7 125 3 钻 6 6 麻花钻 游标卡尺 26 4 5 1 0 4 405 编 制 校 对 会 签 复 制 丁基善 修改标记 处 数 文件号 签 字 日 期 修改标记 处 数 文件号 签 字 日 期 镇江市高等专科学校 工 艺 过 程 卡 产品型号 图 3（部）件图号 共 1 页 产品名称 推 动 架 零（部）件名称 推动架 第 1 页 材料牌号 坯种类 铸件 毛坯外形尺寸 175毛坯件数 1 每台件数 1 1 备注 工序号 工序名 称 工 序 内 容 车间 设 备 工 艺 装 备 工 时 名称、型号 编号 夹具 辅具 刀、量 具 准终 单件 铸造 铸 时效 热 涂底漆 表 10 车 粗 、半 精车 50 左端面 金工 通用车夹具 20 镗 粗 、 半精镗孔 ， 并倒角 1 金工 组合机床 专用铣夹具 30 车 粗 、半 精车 50 右端面 金工 专用车夹具 40 铣 粗铣 20 两个面同铣 金工 专用 镗 夹具 50 钻 钻 、 铰孔 并倒角 1 金工 立式钻床 专用钻夹具 60 钻 粗车零件上表面并钻孔 ， 钻 、 铰孔金工 立式钻床 专用钻夹具 70 钻 钻孔 6 和钻铰 攻螺纹 金工 立式钻床 专用钻夹具 80 钻 铣油槽 铣槽 6 1、槽 6 工 立式铣床 通用铣夹具 100 检验 110 入库 编 制 审 核 会 签 丁基善 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标 记 处数 更改文件号 签 字 日 期 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 X X 大学 业 设 计 说 明 书 推动架工艺工装设计 名： 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导教师姓名 指导教师职称 20 12月 10 日 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 2 目 录 引言 4 第一章 零件的分析 5 5 件的工艺分析 5 第二章 确定毛坯、画毛坯图 6 第三章 工艺规程设计 6 位基准的选择 7 定工艺路线 7 择加工设备及刀、夹、量具 8 第四章 加工工序设计 8 第五章 夹具设计 11 结论 12 致谢 13 参考文献 14 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 3 推动架 工艺工装设计 摘要 零件为机床进给机构中的推动架。主要设计了从毛坯图怎么样加工成成品，并在加工过程中用到的工装和夹具设计，工艺卡 片和工序卡片的制定设计加工参数的确定等等 关键词 工艺、工序、圆柱销、圆锥销、定位、夹紧、夹具体等。 of a in to 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 4 引 言 毕业设计是在学完了机械制造工艺学及机床夹具设计课程，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节，它要求学生全面地综合运用本课程及有关先修课程的理论和实践知识，进行零件加工工艺规程的设计和机床夹具的设计。 这次设计使我能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践经验知识，独立的分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方案，完成夹具结构设计的能力，为未来从事的工作打下良好的基础。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 5 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 6 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 7 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 8 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 9 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 10 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 11 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 12 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 13 第一章 零件的分析 件的作用 推动架是牛头刨床进给机构中的零件。 320+近32 左端处装一棘轮，在棘轮上方即 160+装一棘爪， 160+通过销与杠杆连接，把从动机传来的旋转运动通过偏心轮、杠杆使该零件绕 320+时，棘爪拨动棘轮，使杠杆转动，实现工作台的自动进给。 图 1 推动架零件示意图 件 的 工 艺 分 析 推动架的材料为 材料具有比较高的强度、耐磨度、耐热性及减震性，适用于趁手较大应力、要求耐磨的零件。 该零件的主要加工面为 50、 35、 27 端面， 32、 16、 6 的孔等 ,购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 14 槽， 50 端面直接影响到装配精度及密封，所以必须保证面 45的精度。 参考文献的有关面和孔加工的经济精度及机床能达到的位置精度可知，上述技术要求是可以 达到的，零件的结构工艺性也是可行的 。 第二章 确定毛坯、画毛坯图 根据零件材料确定毛坯为铸件。由原始资料可知可知，起生产类型为中批量生产。毛坯的铸造方法选用砂型机器造型，因为是成批量生产， 32 的孔铸预孔。为消除残余应力，铸造后应安排人工时效。毛坯最大外形尺寸： 180 80 55 参考文献 1表 工余量等级 级，故取 铸件的分型面左视图的对称面。浇冒口位置为上面或下面浇铸。 参考文献 1表 12查表法确定个表 面的总余量， 如下表：各加工表面总余量 加工表面 基本尺寸 加工余量等级 总余量 50左端面 50 G 3 32孔 32 G 3 27面 27 G 0两个面 20 G 他孔 未铸出 表 1考文献 1表 12坯 尺寸的公差， 如下表： 主要毛坯尺寸及公差 主要面尺寸 零件尺寸 总余量 毛坯尺寸 公差等级 50左端面 50 6 56 2 32孔 32 6 26 27面 27 5 32 0两个面 20 5 25 1买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 15 第三章 工艺规程设计 定 位 基 准 的 选 择 精基准的选择：推动架 ( 50左右端面 )既是装配基准又是设计基准，用它们作为精基准，能使加工遵循“基准重合”的原则，各面和孔的加工也能用它定位，这样使工艺路线遵循了“基准统一”的原则。此外， 32 内壁的面积较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单，可靠、操作方便。 粗基准的选择，考虑到以下几点要求，选择零件的重要的孔与内壁作为粗基准。第一，在保证各加工面有加工余量的前提下，使重要孔的加工余量尽量均匀；其二，装入箱体内的旋转零件，如齿轮、轴套 等与箱体内壁有足够的间隙。此外还能保证定位准确，夹紧可靠。所以，在本设计中选择 32内壁，也可以加工 16与之的垂直度 指定工艺路线 根据各表面加工要求和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面的加工方法如下： 根据先主要表面后次要表面和先加工面后加工孔的原则，加工面顺序为 50左端面， 27面、 50 右端面、铣 20面，然后加工孔。 上述方案遵循了工艺路线拟定的一般原则，但某些工序有些问题还值得进一步讨论。改进方案如下： 序号 工序内容 铸造 时效 涂底漆 10 粗 、半精车 50左端面 20 粗、半精镗孔 ，并倒角 1 30 粗、半精车 50右端面 40 粗铣 20两个面同铣 50 钻、铰孔 160+ 60 粗车零件上表面并钻孔 100+、铰孔 160+0 钻孔 6和钻铰 8 80 铣油槽 槽 6 1、槽 6 0 检验 100 入库 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 16 表 1选择加工设备及刀、夹、量具 由于生产类型为批量生产 ，故加工设备宜以通用机床为主，辅以少量专用机床。其生产方式为以通用机床加专用夹具为主，辅以少量专用机床的流水线生产。工件在各机床上的装卸及各机床间的传送均为人工完成。 铣基准面。考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用立铣，选择 择直径为 00 C 类可转为面铣刀。专用夹具个游标卡尺，其他铣面需同 钻孔 10，选择立式扩、铰 10、 16孔，选用摇臂钻床 用椎柄机用铰刀、专用夹具、快换夹头、游标卡尺及塞规。 镗孔 32选用卧式镗床，镗 28到 32高速钢刀具。 钻孔 160+ 式车床 孔车刀、外圆车刀，游标卡尺 钻通孔 10 120锥孔，选用摇臂钻床 用专用钻夹具麻花钻，120锪钻，游标卡尺 钻 用摇臂钻床 用专用钻夹具 标卡尺、螺纹塞规。 其他孔类、面加工均与上述选择相类似。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 17 第四章 加工工序设计选用 工序 70钻 钻 1表 48取 此可算出 8/ 6由此可算出 6/2=3工余量和工序尺寸及公差 加工表面 加工方法 余量 公差等级 工序尺寸及公差 6H 钻 8 6H 铰 H 8 6孔 钻 3 6 表 1参考文献 1表 参考 床说明钻取钻 6 的孔的进给量f=r，取钻 8的孔的进给量 f=r。 查参考文献 1 表 用 插 入 法 求 得 钻 8 孔的 切削 s 速度V=s=此得出转速为 : n=1000v/ d=1000* ） =1648r/机床实际转速取 n=1500r/实际求削速度为 : V=*1500/1000=理，用插入法求得钻 6孔得 v=s=42m/n=1000v/ d=1000*42/（ ） =2229r/机床实际转速取 n=2000r/实际求削速度为 V=*2000/1000=参考文献 1表 2.7*d*f0.8*k=*=2*=f=2.7*d*f0.8*k=*=398N M=2*=们均小于机床的最大进给力 784096机床刚度足够。 参考文献 1表 8铰孔进给量取 f= 参考文献 1表 铰孔得切削速度为 V=s=此算出转速购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 18 n=1000v/ d=1000* ） =机床实际转速取 n=700r/实际求削速度为 : V=*700/1000=. 工序 60：粗，半精车 孔 10。 按表面粗糙度，半精车选择进给量，背吃刀量。 查 1背吃刀量 进给量 f= T=3600 切削速度 V=Cv*0.1*=) =s 实际转速 n=1000v/000*60*7=250r/扩，铰孔，倒角 11、由于此孔直径较小无法直接铸造，故钻出。该工序 具体分为以下两步 ：扩孔 孔 16 26 表 2加工表面 加工方法 余量 公差等级 工序尺寸及公差 孔 级 16 铰孔 8 二级 16 表 1 ，参考文献（ 1）表 参考机床实际进给量，取 f=r（因铰的是盲孔
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