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1 附录 1 外文翻译 基于事例推理的夹具设计研究与应用 摘要 :根据基于事例的设计方法 ,提出采用工序件的特征信息和夹具的结构特征信息来描述夹具的相似性 ,并建立了包括这 2方面主要特征信息为基础的事例索引码 ,设计了事例库的结构形式 ,创建了层次化的事例组织方式 ;同时 ,提出了基于知识引导的夹具事例检索算法 ,以及事例的修改和采用同族事例码进行相似事例的存贮 ,形成了基于事例推理的夹具设计 并取得了令人满意的使用效果 . 关键词 : 基于事例的推理 夹具设计 具是以确定工件安全定位准确为目的的装置，并在加工过程中保持工件与刀具或机床的位置一致不变。因为夹具的结构依赖于产品的特点和在企业规划中加工工序的地位 ,所以它的设计是制造过程中的瓶颈 ,制约着效率的提高 . 夹具设计是一个复杂的过程 ,需要有从大量的设计论文中了解质量知识的经验，这些设计论文包括工件的结构设计、涉及加工工艺，和加工环境。当用这些擅长绘制详细设计图的传统的 具（如 )时 ,这仍然是一项非常耗时的工作，但是利用以往的设计经验和资源也不能提供一些益处 ,而这正是提高效率的关键因素 . 基于事例推理 (的方法适应以往个案解决的办法 ,建立一个新问题的方法 ,主要有以下四步骤 :检索、利用、修改 ,并保留 为提出一个类似的情况 ,和采用一些修改 ,似乎不言自明 ,而且比人类更直观 在注射成型及设计、建筑设计、模具设计投死 , 规划过程中 ,还有夹具设计 . 孙用六个数字组成代码参数 ,包括工件的形状、机械部分、轴衬 ,第一定位装置 ,第二定位装置和夹紧装置 . 但这个系统不能 用于除钻床夹具外的其他夹具类型 ,不能解决储存需要保留的同一参数代码的问题 ,这在 是非常重要的 . 1 事例参数和事例图书馆的建立 例参数 事例参数应该由工件的所有的特征组成，来区别不同的夹具 . 使用他们能够使操作方便 . 因为零件的形状是多种多样的 , 在生产企业中制造的技术要求也不断发展 ,许多特征作被用做事例参数将会使搜索速度降低 ,其主要特征是不 2 重要的 ,因为分配给每个特征的比重必须减少 . 另一方面 ,事例参数包含所有的特征是困难的。 因此 ,考虑到实际和快速设计的需求 ,事例参数要包含工件的主要特征和 夹具的结构。事例参数代码由 16 位数组成： 13 位数是事例特征 3 位数是事例识别数字。 前 13 位数代表 13 个特征。 每个数字与特征的一个属性相一致 ,这可能是*、 ？ 、 1、 2， ， A、 B, ， Z， ，等其中的一个。其中， *是指任何一个 ,?代表不确定 ,0代表没有。 系统规定 :夹具的类型，工件的形状，位置模式不能是 *和 ?。在设计系统时 ,三个项目的属性信息没有这些选择 ,这就意味着必须选择确定的属性。 最后三位数是事例识别号码 ,如果事例特征的 13 位数是一样的 ,这三个数字就 用来区别他们。 该系统还规定 :000是用于修正的一个典型事例 ,其他事例 001、 002、 ,这些是用于设计师查找参考事例的 . 如果其中一个偶尔需要改变成典型事例 ,首先它必须要求改成 000,前面的自动变成参考事例 . 事例索引码的结构如图 1 所示。 1 夹具类型； 6 工件重量； 11 夹紧模型； 2 工件形状； 7 工件刚度； 12 夹具体； 3 工件材料； 8 加工内容； 13 其他； 4 批 量； 9 过程所有物； 14 到 16 事例识别码； 5 工件比例； 10 定位模型； 图 1 事例索引码的结构 例库 事例库由许多预定义的事例组成。事例的描述是基于事例推理的最重要的问题之一。所以由索引码复合。 例的层次化 夹具的结构相似被认为是整个夹具，成分和内容相似。所以，整个夹具事例库，成分事例库，夹具的成分事例库形成相同。整个夹具的设计资料通常是由工件资料和工件加工资料组成 ,这就意味着夹具的设计应满足特别功能的需求 成分组成，它是用功能成分的名字和数字来进行描述 3 的。成分事例代表成员（成分功能和其他结构成分，主要驱动参数，数字，和它们的约束关系）。成分事例（夹具的最低层）是功能成分和和其他成分的结构。在现代夹具设计中有很多参数化准件和普通非标准件。所以成分事例图书馆应记录特殊参数和保持它们的方法。 2 事例修改的策略 在基于事例的夹具设计中，最重要的是相似点的修改，这样能有助于获得最相似的事例，以及缩短适应时间。根据夹具设计的需求，事例修改的策略使最接近的事例方法和知识指导结合起来。首先在深度上查找，然后在宽度上；知识指 导策略意味着在来自客观事物根源的知识规则上查找，这就要首先查找固定类型，然后查找工件的形状，第三查找定位方法。例如，如果事例索引码包括夹具类型的磨削夹具，就只查找所有的磨削夹具，然后查找工件形状的盒子，第三查找一个平面两个销的定位方法。如果没有合适的，就查找深度标点，然后回到最上层，然后再找所有与宽度相关的事例。 修改方法： 1） 根据夹具事例库的事例索引信息，查找有关事例库。 2） 将事例索引码与事例库的每个事例码匹配，然后计算相似尺寸的价值。 3） 整理相似尺寸的次序，最大的架子是最类似的事例。 两个事例之间的相似 点是基于两个事例特征之间的相似点。相似点尺寸的计算依靠特征的类型。相似点的价值可以通过数字化的价值来计算，例如比较重量分别是 50 20工件。非数字化的价值也能计算，例如，现在前13 位索引码都是非数字化的价值。一个夹具的相似尺寸的计算公式如下： 其中 S 表示通用夹具的相似尺寸， n 表示索引特性数， 表示每个特性的重量，表示事例库中特性 和相关夹具的特性 的相似尺寸。同时，数值计算如下： 4 其中 表示第 i 个特征的索引特性值， 表示事例库中第 j 个事例的 第 i 个特征的特性值。 所以有两种方法选择相似夹具。一个方法是建立数值。如果通用事例的相似尺寸值比给定的数值小，这些事例就不能选来作相似事例。事例库最初建立的时候，只有一些事例，数值可以建小一点。如果有大量的相似事例，数值就应该建的大一些。另外一个方法是只建立相似事例的数字（例如 10），这是类型单里相似尺寸的最大值。 3 事例的修改和存储 例的修改 夹具设计中相似事例的修改包括以下三个阶段： 1） 成分的替代 2） 保持形式不变，调整成分的特性 3） 模型重新设计 如果夹具的成分是普通的物品，它们能通过 使用工具被修改，代替以及删除，这些已经被设计好了。 例的存储 在将一个新的事例保存到事例库之前，设计者必须考虑保存是否有价值。如果这个事例不能增加系统的知识，就没有必要把它保存到事例库里。如果它有价值的话，设计者在保存之前必须分析一下，看看这个事例是否作为标准事例或参考事例被存储了。一个标准事例是一个描述同族事例主要特征的标准。一个同族事例是有事例库中索引码前 13 位相同而最后三位不同的那些事例组成的。一个标准事例的最后三位通常是“ 000”。一个参考事例属于同族标准事例， 5 最后三位用不同数字区分。 从被解释的概念中，可采用以下方法： 1）如果一个新的事例和任何一个存在的事例族一致，和一个存在的标准事例的前 13 位数相同，那么这个事例就不能存储因为已经这种标准事例了。或者只能作为一个参考事例保存（最后三位不是“ 000”，而且和其它的不一样）在事例库中。 2）如果一个新的事例和任何一个存在的事例族一致，并且被认为代替这个事例族要比以前的标准事例好，那么这个标准事例就被这个新的事例代替，以前的标准事例作为一个参考事例保存。 3）如果一个新的事例和任何一个存在的事例族不一致，一个新的事例族将会自动产生，并 作为标准事例保存到事例库中。 4 夹具设计中基于事例推理的过程 根据夹具设计的特性，夹具设计的基本信息，例如夹具的名字，零件，生产和设计者等等，必须先输入。然后，输入或设计工件的模型。输入有关工件的细节信息，建立事例索引码，然后 始依靠相似尺寸查找相似事例，选出最相似的事例。如果需要的话，事例要满足通用性设计，再存储到事例库中。程序流程图如图 2 所示 图 2 基于事例推理的夹具设计流程图 6 5 基于事例推理的夹具设计说明 这是一个工件如图 3 所示。材料是 45 钢，底座，形状为块状，生产批量为中批等。需要设计 成一个用来旋转孔的旋转夹具。 图 3 需要设计夹具的一个工件 （最大尺寸 80 工件的特征值，属性值，事例索引码和重量在表 1 中列出。 表 1 工件的事例索引码和重量 特征名称 特性值 索引码 重量 夹具类型 车床夹具 1 100 工件形状 块状 9 90 工件材料 中 碳钢 3 70 批量 中批 2 60 工件比例 小 5 60 工件重量 轻 5 60 工件刚度 硬度强 1 60 加工内容 孔 3 80 程序要求 完成加工 3 70 定位方法 三个平面 1 100 夹紧方法 不确定 ？ 90 夹具体 复合 4 80 其他 没有 0 60 7 通 过 查 找 和 计 算 相 似 点 ， 最 相 似 的 事 例 的 事 例 索 引 码是19325513321402000，细节信息在表 2 中列出。 表 2 最相似事例的事例索引码 特征名称 特性值 索引码 夹具类型 车床夹具 1 工件形状 块状 9 工件材料 中碳钢 3 批量 中批 2 工件比例 小 5 工件重量 轻 5 工件刚度 硬度强 1 加工内容 孔 3 程序要求 完成加工 3 定位方法 三个平面 1 夹紧方法 不确定 ？ 夹具体 复合 4 其他 没有 0 相似点的计算如下： 所以夹具的相似尺寸值是 是在事例库中用于设计的最相似的事例，最相似的事例的结构如图 4 所示 8 图 4 最相似的夹具 当成分替代，修改定位模型和夹紧模型，以及调节相关尺寸之后，新的夹具被设计出来，图形如图 6 所示 图 5 需要设计的新夹具 因为在事例库中没有相似夹具，新夹具被储存到事例库中。事例索引码是19325523311402000。 6 结论 基于事例推理，作为一个问题解决的方法，是一个比模仿人类思想的专业系统更有效的方法 ，已经在很多难获取知识的领域里得到发展。基于事例推理的优点如下：它和人类的思想很相似；一个事例库通过保存新事例获得自学能力，它比有惯例库更快更容易，它可以更好的传递和解释新的知识，这和惯例库有 9 很大的不同。基于事例推理中提出的一个夹具设计的框架已经被实行了，使用的是支持基础数据的 ， 脑绘图软件。这个框架也已经和普通成分库和典型夹具库结合起来。这个发展的标准系统，用于航空项目，帮助夹具设计者提高设计效率和重新使用先前的设计资源。 1 O m is on of up on of at of in K K a to of m to im e. a of m e AD ), . is am m to an s So m e of of m s of of m in m it is in of m 613 33”,“？”,“1”,“2”,“A”,“B”,“Z”, *”m ?”0”. s m of e, of 000”is 01”,“002”, to be If it m 00”, er is im of is as ed of es em (m of In m m 2im of e of of if m of s:1)to of )of m 3is of m of of At e e, If of sm If is to of m m of ) )m on m of it is it it to is as 3of 00”e ) If a m it 3Or is 00”,e If a m at If m e m of m of is or m m is of e of m to m p m is in as a is a m an an in m it an m is a im +, as 2m m 毕业论文 - 1 - 摘要 万向节滑动叉位于传动轴的端部。它的主要作用：一是传递扭矩，使汽车获得前进的动力；二是当汽车后桥钢板弹簧处在不同的状态时，由本零件可以调整传动轴的长短及其位置。零件的两个叉头部位上有两个孔，用以安装滚针轴承并与十字轴相连，起万向联轴节的作用。零件上的花键孔与传动轴端部的花键轴相配合，用于传递动力之用。 本设计主要编制该零件的机械加工工艺规程，并设计其中两道工序的专用夹具，并撰写设计说明书。此次设计培养了我熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。进一步锻炼了我识图、制图、运算、编写技术文件和操作 关键 词 ： 万向节 滑动叉 工艺 专用夹具 毕业论文 - 2 - at of to to is in a be by of of of of of of of of of of in to a of am of of my of to 业论文 - 3 - 目 录 第 1 章 引言 错误 !未定义书签。 第 2 章 零件的分析 错误 !未定义书签。 件的作用 错误 !未定义书签。 件的材料 错误 !未定义书签。 件的工艺分析 错误 !未定义书签。 结构分析 错误 !未定义书签。 加工表面的技术要求分析 错误 !未定义书签。 表面处理内容及作用 错误 !未定义书签。 第 3 章 工艺规程设计 错误 !未定义书签。 定零件工艺规程的原则和技术要求 错误 !未定义书签。 艺要求 错误 !未定义书签。 术依据 错误 !未定义书签。 产类型的确定 错误 !未定义书签。 定毛坯的制造形式 错误 !未定义书签。 定工艺路线及方法 错误 !未定义书签。 工方 法的选择 错误 !未定义书签。 准的选择 错误 !未定义书签。 制定工艺路线 错误 !未定义书签。 械加工余量、工艺尺寸及毛坯尺寸的确 定 错误 !未定义书签。 定切削用量及基本工时 错误 !未定义书签。 工条件 错误 !未定义书签。 毕业论文 - 4 - 算切削用量 错误 !未定义书签。 第 4 章 夹具设计 错误 !未定义书签。 题的提出 错误 !未定义书签。 具设计 错误 !未定义书签。 位基准的选择 错误 !未定义书签。 削力及夹紧力计算 错误 !未定义书签。 位误差分析 错误 !未定义书签。 错误 !未定义书签。 床夹具操作的简要说明 错误 !未定义书签。 第 5 章 总 结 错误 !未定义书签。 第 6 章 参考文献 错误 !未定义书签。 第 7 章 致 谢 错误 !未定义书签。 毕业论文 - 5 - “万向节滑动叉”零件机械加工工艺规程及夹 具设计 第 1章 引言 本次毕业设计的课题名称是万向节滑动叉机加 工艺及工装设计。万向节滑动叉位于传动轴的端部，主要作用之一是传递扭矩，使 汽车获得前进 的动力；二是当汽车后桥钢板弹簧处在不同状态时，由本零件可以调整传 动轴的长短及其位置。 万向节滑动叉就是将万向节叉和滑动花键副的一部分组合起来，使其成为一个零件， 其特征是该万向节滑动叉为采用管材制作的万向节叉与滑动套为一体的整体式结构，其端部呈叉形结构，并设有两个十字销孔，用于安装十字万向节；在管内设有内花键，这种呈整体式结构的滑动叉，不仅加工容易、成本低，而且强度高，故其使用寿命与传统的万向节叉滑动套合件相比，有了成倍的提高。 它的研究和使用可以简化万向传动装置的结构，也满足功能要求，因此对万向节滑动叉的研究有 极大的实际意义。 本课题的研究及论文的撰写是在焦老师的悉心指导下完成的。焦老师在百忙中给我们讲解论文中的细节以及论文中所涉及的工艺分析，还有他严谨的治学态度也是我学习的榜样。通过本次毕业设计，使我对本专业有了更加深刻的了解，在以后的工作中也具有重要意义。 毕业论文 - 6 - 第 2 章 零件的分析 件的作用 题目所给定的零件是解放牌汽车底盘传动轴上的万向节滑动叉，它位于传动轴的端部。主要作用一是传递扭矩，使汽车获得前进的动力；二是当汽车后桥钢板弹簧处在不同的状态时，由本零件可以调整传动轴的长短及 其位置。零件的两个叉头部位上有两个 39 孔，用以安装滚针轴承并与十字轴相连，起万向联轴节的作用。零件650键孔与传动轴端部的花键轴相配合，用于传递动力之用。 件的材料 万向节滑动叉的材料选用 45 钢，属于优等碳素结构钢，经调质处理后有良好的综合机械性能和加工工艺性能，零件材料的选择主要是考虑到满足使用要求，同时兼顾材料的工艺性和经济性， 45钢满足以上要求，所以选用 45钢。 45钢调质后机械性能 屈服强度 抗拉强度 延伸率 布氏硬度 s =550MN/ b=750 MN/ s=20% 35 件的工艺分析 结构分析 该零件由两个叉头和一个圆套筒内有的花键孔组成，类似套筒类零件，各部分作用如下： a. 零件的两个叉头部位上有两个直径为 以安装滚针轴承和十字轴相联，起万 向连轴节的作用； b. 在叉头和花键孔套筒相联结的筋条起过渡联结和加强零件刚性作用，防止零件受阻变形； c. 外圆为 65圆 50键孔与传动轴端部的花键轴相配合，用以传递动力。 加工表面的技术要求分析 万向节滑动叉共有两组加工表面，他们相互间 有一定的位置要求。现分述如下： a. 以 39为中心的加工表面 毕业论文 - 7 - 这一组加工表面包括：两个 39 孔及其倒角，尺寸为 与两个孔 39 有在平面上的四个 中，主要加工表面为 39 b. 以 50键孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括： 50 55及 6560 1 这两组加工表面之间有着一定的位置要求，主要是： (1) 50 键孔与 39 00： (2) 399 (3) 50 键槽宽中心线与 39心线偏转角度公差为 2。 由以上分析可知，对于这两组加工表面而言，可以先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并且保证它们之间的位置精确要求。 表面处理内容及作用 由于零件受正反向冲击性载荷，容易疲劳破坏，所以采用表面喷砂处理，提高表面硬度，还可以在零件表面造成残余压应力，以抵消 部分工作时产生的拉应力，从而提高疲劳极限。 第 3 章 工艺规程设计 定零件工艺规程的原则和技术要求 艺要求 制定零件机械加工工艺过程是生产技术准备工作的一个重要组成部分。一个零件可以采用不同的工艺过程制造出来，但正确与合理的工艺过程应满足以下基本要求： （ 1） 保证产品的质量符合图纸和技术要求条件所规定的要求； （ 2） 保证提高生产率和改善劳动条件； （ 3） 保证经济性的合理。 毕业论文 - 8 - 术依据 （ 1） . 产品零件图和装配图，技术条件； （ 2） . 毛坯 生产和供应条件； （ 3） . 年生产纲领 （ 4） . 本车间生产条件（包括设备，工人技术等级，劳动场合条件等）； （ 5） . 工艺技术条件，手册等。 产类型的确定 计算零件生产纲领的公式： N=Q*n(1+&%)(1+ %) 其中： Q=5000 辆 /年（产品的年产量） n=1件 /辆（每辆汽车该零件的数量） &=4（零件的备品率） =1（零件的废品率） 则 N=5000+4%)x(1+1%)=5252（件） 根据生产纲领确定该零件为成批生产。 定毛坯的制造形式 零件材料为 45 钢。考虑到汽车在运行中要经常加速及正、反向行驶，零件在工作过程中则经常承受交变载荷及冲击性载荷，因此应该选用锻件，以使金属纤维不被切断，保证零件工作可靠。由于零件年产量为 5252 件，已达大批生产的水平，而且零件的轮廓尺寸不大，故可采用模锻成型。这对提高生产率、保证加工质量也是有利的。 模锻毛坯具有以下特点： 1. 其轮廓尺寸接近零件的外形尺寸，加工余量及材料消耗均大量减少； 2. 其制造周期短，生产率高，保证产品 质量。 定工艺路线及方法 工方法的选择 零件各表面加工方法的选择，不但影响加工质量，而且也要影响生产率和成本。同一表面的加工可以有不同的加工方法，这取决于表面形状，尺寸，精度，粗糙度及零件的整体构型等因素。 主要加工面的加工方法选择： 毕业论文 - 9 - （ 1） 两个 39 a) 该零件的批量不是很大，考虑到经济性，不适用于钻 b) 该零件除上述因素外，尺寸公差及粗糙度要求均不是很高，因此只需采用钻 （ 2） 尺寸为 118007.0两个与孔 39 垂直的平面根据零件外形及尺寸的要求，选用粗铣 （ 3） 50以不采用先车后拉，而采用钻 拉方案。 （ 4） 6560准的选择 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。 基准的选择 对于一般的轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。但对本零件来说，如果以 65 62面作基准（四点定位），则可能造成这一组内外圆柱表面与零件的叉部外形不对称。按照有关粗基准的选择原则（即当零件有不加工表面时，应以这些不加工表面作粗基准；若零件有若干个不加工表面时，则应以与加工表面要求相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准），现选择叉部两个 39 用一组共两个短 V 形块支承这两个 39 外轮廓作主要定位面，以消除 x x y y 四个自由度，再用一对自动定心的窄口卡爪，夹持在 65以消除 z z 两个自由度，达到完全定位。 精基准的选择 精基准的选择主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算。 制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当适时零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。由于生产类型为大批生产，可以考虑采用万能性机床配以专用工毕业论文 - 10 - 夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。根据零件的结构形状和技术要求，现初步制定两种工艺路线方案： 工艺路线方案一 工序 车外 圆 62 60螺纹 1 工序 两次钻孔并扩钻花键底孔 43锪 沉头孔 55 工序 倒角 5 60。 工序 钻 底孔。 工序 拉花键孔。 工序 粗铣 39 工序 精铣 39 工序 钻、扩、粗铰、精铰两个 39 倒角 2 45。 工序 钻 角 120。 工序 攻螺纹 角 120。 工序 冲箭头。 工序 检查。 工艺路线方案二 工序 粗铣 39 工序 精铣 39 工序 钻 39到尺寸）。 工序 镗 39到尺寸）。 工序 精镗 39角 2 45。 工序 车外圆 62 60螺纹 1序 钻、镗孔 43 锪 沉头孔 55 工序 倒角 5 60。 工序 钻 底孔。 工序 拉花键孔。 工序 钻 ，倒角 120。 工序 攻螺纹 角 120。 工序 冲箭头。 工序 检查。 工艺路线方案三 工序 车端面及外圆 62 60螺纹 1 工序 钻、扩花键底孔 43 锪 沉头孔 55 工序 内花键孔 5 60倒角。 工序 钻锥螺纹 底孔。 毕业论文 - 11 - 工序 拉花键。 工序 粗铣 39 工序 钻、扩 39 工序 精、细镗 39 工序 磨 39证尺寸 工序 钻叉部四个 。 工序 攻螺纹 4。 工序 冲箭头。 工序 终检。 工艺方案的比较与分析 上述两个工艺方案的特点在于：方案一是先加工以花键孔为中心的一组表面，然后以此为基面加工 39方案二则与此相反，先是加工 39后再以此二孔为基准加工花键孔及其外表面。两相比较可以看出，先加工花键孔后再以花键孔定位加工 39时的位置精度较易保证，并且定位及装夹等比较方便。但方案一中的工序 35 虽然代替了方案二中的 工序 10、 15、 20，减少了装夹次数，但在一道工序中要完成这么多工作，除了选用专门设计的组合机床（但在成批生产时，在能保证加工精度的情况下，应尽量不选用专用组合机床）外，只能选用转塔机床。而转塔车床目前大多适用于粗加工，用来在此处加工 39 通过仔细考虑零件的技术要求以及可能采取的加工手段之后，就会发现方案二还有其他问题，主要表现在 39个孔及其端面加工要求上。图样规定： 395直公差为 100： 39孔与其外端面应垂直，垂直度公 差为 此可以看出：因为 39孔的中心线要求与55此，加工及测量 39样做，能保证设计基准与工艺基准相重合。在上述工艺路线制订中也是这样做了的。同理， 39技术要求在加工与测量时也应遵循上述原则。但在已制订的工艺路线中却没有这样做： 39加工时，以 55是正确的）；而 39的外端面加工时，也是以 55键孔定位。这样做，从装夹上看似乎比较方便，但却违反了基准重合 的原则，造成了不必要的基准不重合误差。具体来说，当 39孔的外端面以花键孔为基准加工时，如果两个端面与花键孔中心线已保证绝对平行的话（这是很难得），那么由于 3900： 垂直公差，则 39与其外端面的垂直度误差就会很大，甚至会造成超差而报废。这就是由于基准不重合而造成的恶果。方案三解决了上述问题，因此，最后的加工路线确定如下： 工序 车端面及外圆 62 60螺纹 1 毕业论文 - 12 - 两个叉耳外轮廓及 65圆为粗基准，选用 用夹具装夹。 工序 钻、扩花键底孔 43 锪 沉头孔 55 62圆为基准，选用 工序 内花键孔 5 60倒角。选用 工序 钻锥螺纹 底孔。选用 里安排钻 底孔主要是为了下道工序拉花键时消除回转自由度而设置的一个定位基准。本工序以花键内底孔定位，并利用叉部外轮廓消除回转自由度。 工序 拉花键孔。利用花键内底孔、 55面及 锥纹孔定位，选用 工序 粗铣 39花键孔定位，选用 工序 钻、扩 39孔及倒角。以花键孔及端面定位，选用 式钻床加工。 工序 精、细镗 39孔。选用 卧式金刚镗床及用夹具加工，以花键内孔及端面定位。 工序 磨 39证尺寸 39及花键孔定位，选用 磨床及专用夹具加工。 工序 钻叉部四个 用 专用夹具加工，以花键孔及 39 工序 攻螺纹 4。 工序 冲箭头。 工序 终检。 以上工艺过程详见附表 1“机械加工工艺过程综合卡片” 械加工余量、工艺尺寸及毛坯尺寸的确定 “万向节滑动叉”零件材料为 45 钢，硬度 207 241坯重量约为 6产类型为大批生产，采用在锻锤上合模模锻毛坯。 根据上述原是资料及加工工艺 ，分别确定各加工表面的加些加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 6260 1 考虑其加工长度为 90其联结的非加工表面直径为 65简化模锻毛坯的外形，现直接取其外圆表面直径为 65 62面粗糙度值要求为 要求粗加工，此时直径余量 2Z=3 1 查机械制造工艺设计简明手册（以下简称工艺手册）表 中毕业论文 - 13 - 锻件重量为 6件 复杂形状系数为 件材质系数取 件轮廓尺寸（长度方向） 180 315长度方向偏差为 长度方向的余量查工艺手册表 余量值规定为 取 39部） 毛坯为实心，不冲出孔。两内孔精度要求界于 照工艺手册 钻孔： 25 钻孔： 37 2Z=12钻： 2Z=镗： 2Z=镗： 39 2Z=160 5 要求花键孔为外径定心，故采用拉削加工。 内孔尺寸为 图样。参照工艺手册表 钻孔： 25孔： 41扩钻： 42花键孔（ 160 5 花键孔要求外径定心，拉削时的加 工余量参照工艺手册表 Z=1 9 孔外端面的加工余量（加工余量的计算长度为 118007.0 （ 1）按照工艺手册表 加工精度 件复杂系数 锻件重 6二孔外端面的单边加工余量为 Z=2件的公差按工艺手册表 质系数取 杂系数 锻件的偏差为 （ 2）磨削余 量：单边 工艺手册表 ，磨削公差即零件公差 （ 3）铣削余量：铣削的公差余量（单边）为： Z= 铣削公差：现规定本工序（粗铣）的加工精度为 此可知本工序的加工公差为 体方向）。 由于毛坯及以后各道工序（或工步）的加工都有加工公差，因此所规定的加工余量其实只是名义上的加工余量。实际上，加工余量有最大加工余量及最小加工余量之分。 由于本设计规定零件为大批生产，应该采用调整法加工，因此在 计算最大、最小加工余量时，应按调整法加工方式予确定。 39 毕业论文 - 14 - 毛坯名义尺寸 118+222 118+ 最大余量 118 最小余量 最大余量 最小余量 磨 粗铣 + 39外端面工序间尺寸公差分布图（调整法） 由图可知： 毛坯名义尺寸： 118+2 2=122（ 毛坯最大尺寸： 122+2= 毛坯最小尺寸： 2= 粗铣后最大尺寸： 118+2= 粗铣后最小尺寸： 磨后尺寸与零件图尺寸应相符，即 后，将上述计算的 工序间尺寸及公差整理成表 1。 表 1加工余量计算表 (锻件毛坯 （ 39件尺寸 粗铣二端面 磨二端 面 加工前尺寸 最大 小 工后尺寸 最大 18 最小 工余量（单边） 2 最大 小 序 加 工 尺 寸 及 公 差 毕业论文 - 15 - 加工公差 + 定切削用量及基本工时 工 序：车削端面、外圆及螺纹。本工序采用计算法确定切削用量。 工条 件 工件材料： 45 钢正火， b=锻。 加工要求：粗车 60面及 60 62圆， 螺纹 1 机床： 刀具：刀片材料 杆尺寸 16 25 r=90， 5， 0= 12， 60螺纹车刀：刀片材料： 算切削用量 （ 1）粗车 1面 1） 已知毛坯长度方向的加工余量为 虑 7的模锻拔 模斜度，则毛坯超过年度方向的最大加工余量 实际上，由于以后还要钻花键底孔，因此端面不必全部加工，而可以留出一个 40此时实际端面最大加工余量可按 虑，分两次加工， p=3 长度加工公差按 体方向） 2） 进给量 f 根据切削用量简明手册（第三版）（以下简称切削手册）表 刀杆尺寸为 1625 p 3及工件直径为 60f=r 按 床说明书（见切削手册表 f=r 3） 计算切削速度 按切削手册表 削速度的计算公式为（寿命选 T=60 v/m/ 其中： 42， m=正系数 削手册表 所以 42/m/ 4）确定机床主轴转速 毕业论文 - 16 - 000 32（ m/ 按机床说明书（见工艺手册表 与 532r/近的机床转速为480r/00r/选取 00r/果选 80r/ 速度损失太大。 所以实际切削速度 v=122m/ 5） 切削工时，按工艺手册表 l=65= ， tm=l1+l2+l3/* （ 1） 粗车 62圆，同时应校验机床功率及进给机构强度。 1） 切削深度 单边余量 Z=一次切除。 2） 进给量 根据切削手册表 用 f=r。 3） 计算切削速度 见切削手册表 v/=116 （ m/ 4） 确定主轴转速 000 568 （ r/ 按机床选取 n=600r/以实际切削速度 V= 000= 65000=122(m/5） 检验机床功率 主切削力 削手册表 算 中： 795， b/650)=以 795 N） 切削时消耗功率 x 410 =w) 由切削手册表 620主轴转速为 600r/，主轴传递的最大功率为 以机床功率足够，可以正常加工。 6） 校验机床进给系统强度 已知主切削力 向切削力 削手册表 算 中： 940， b/650)=业论文 - 17 - 以 940 195（ N） 而轴向切削力 中： 2880， 0.4 b/650)向切削力 880 480（ N） 取机床导轨与床鞍之间的摩擦系数 =切削力在纵向进给方向对进给机构的作用力为 F=（ p） =480+95） =600（ N） 而机床纵向进给机构可承受的最大纵向力为 3530N（见切削手 册表 故机床进给系统可正常工作。 7） 切削工时 t=l+l1+l2/中 l=90， ， 所以 t=90+4/600 （ 2） 车 60圆柱面 p=1f=r（切削手册表 m，刀夹圆弧半 径 v/ 其中： 42 m=60 c=159(m/n=843(r/按机床说明书取 n=770r/此时 v=145m/削工时 t=（ l+l1+： l=20 所以 t=（ 20+4） /770 （ 3） 车螺纹 1）切削速度的计算 见切削用 量手册（艾兴、肖诗纲编，机械工业出版社，1985）表 21，刀具寿命 T=60用高速螺纹车刀，规定粗车螺纹时 p =刀次数 i=2 毕业论文 - 18 - v/中： m=距 以粗车螺纹时： m/精车螺纹时 6.8(m/2）确定主轴转速 粗车螺纹时 000 D=1000 60=r/ 按机床说明书取 n=96r/际切削速度 8m/挑螺纹时 000 D=1000 60=195（ r/ 按机床说明书取 n=184r/际切削速度 4m/）切削工时 取切入长度 车螺纹工时 =（ l+ /nf*i=精车螺纹 （ l+ /nf*i=以车螺纹的总工时为 t=t1+m/ 工序：钻、扩花键底孔 43 沉头孔 55用机床：转塔车床 1. 钻孔 25mm f=r （见切削手册表 v=（见切削手册表 5类加工性考虑） 000v/ 000 25=155（ r/ 按机床选取 36r/工艺手册表 所以实际切削速度 v= 000=m/ 切削工时 t=（ l+l1+(其中：切入 0出 l=150. 钻孔 41业论文 - 19 - 根据有关资料介绍，利用钻头进行扩钻时，其进给量与切削速度与钻 同样尺寸的实心孔时的进给量与切削速度之关系为 f=（ f 钻 v=（ 1/2 1/3） v 钻 式中 f 钻 、 v 钻 现已知 f 钻 =r （切削手册表 v 钻 = （切削手册表 并令 f= =r 按机床选取 f=r v= =1000v/ D=59(r/按机床选取 8r/以实际切削速度为 v= 41*58/1000=m/切削工时 l=150mm t=(150+7+2)/3扩花键底孔 43根据切削 手册表 定，查得扩孔钻扩 43时的进给量，并根据机床规格选 f=r 扩孔钻扩孔时的切削速度，根据其他有关资料，确定为 v= 其中 v 钻 为用钻头钻同样尺寸实心孔时的切削速度。 故 V= m/ 1000* *43=57(r/按机床选取 8r/削工时切入 切出 t=(150+3+58*4 锪圆柱式沉头孔 55 根据有关资料介绍， 锪 沉头孔时进给量及切削速度约为钻孔时的 1/2，故 f=1/3f 钻 =1/3 mm/r） 按机床取 r v=1/3v=1/3 25=m/ 1000v/ D=48(r/按机床选取 4r/以实际切削速度 毕业论文 - 20 - v= 1000=m/切削工时 切入 ， l=8t=（ l+l1+(在本工步中，加工 55于工艺基准与设计基准不重合，故需要进行尺寸换算。按图样要求，加工完毕后应保证尺寸 45 尺寸链如下图所示，尺寸 45定尺寸 18545于基准不重合，加工时应保证尺寸 A A=18540（ 规定公差值。因终结环公差等于各组成环公差之和，即 T（ 45） =T（ 185） +T（ 140） 现由于本尺寸链较简单，故分配公差