MM7120平面磨床进给机构体壳机械加工工艺规程及工装设计（全套含CAD图纸）
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沈阳理工大学学士学位论文 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。 沈阳理工大学学士学位论文 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，遗传算法被用沈阳理工大学学士学位论文 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 沈阳理工大学学士学位论文 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。 沈阳理工大学学士学位论文 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 沈阳理工大学学士学位论文 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，其中刀具通沈阳理工大学学士学位论文 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。 沈阳理工大学学士学位论文 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 沈阳理工大学学士学位论文 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。 沈阳理工大学学士学位论文 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 减少了沈阳理工大学学士学位论文 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 。 沈阳理工大学学士学位论文 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 。 沈阳理工大学学士学位论文 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 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 目 录 序言 1 一、 零件的设计 （一）、零件的作用 1 （二）、零件的工艺分析 12 二、 工艺规程的设计 （一）、确定毛坯制造形成 23 （二）、基面的选择 3 （三）、制订工艺路线 317 （四）、机械加工余量，工序尺寸以及毛坯尺寸的确定 1719 （五）、确定切削用量以 及基本工时 1943 （六）、量具的选择 4344 三、 夹具设计 4450 参考文献 51 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 面磨床进给机构体壳机械加工工艺规程及工装设计 说明书 题目 : 面磨床进给机构体壳机械加工工艺规程及工装设计 (年产量 2000件 ) 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 序言 机械制造工艺毕业设计是我们学完了大学的全部课程之后进行的 合测试 ,是一次理论联系实际的训练 它在我们三年的大学生活中最重要的地位 . 就我个人而言 ,我希望能通过这次设计对自己以后将从事的工作进行一次适应性的训练 ,希望在设计中能锻炼自己分析问题 为自己今后参加国家的建设打下一个良好的 基础 . 由于能力所限 ,许多都是以书论理 ,与实际相差甚远 ,设计尚有不妥之处 学生在此不胜感激 . 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 一 (一 )零件的作用 题目所给定的零件是精密平面磨床垂直进给机构的壳体 主要作用 :一是保证蜗 轮蜗杆传动的平稳性 ;二是保证蜗轮蜗杆传动的精确性 ;三是通过本零件可以实现蜗轮蜗杆的传动 ,从而带动垂直进给机构的运行并保其精确性 . （二）零件的工艺分析。 从零件图上可以看出，它一共有三组加工表面，而这三组加工面之间有一定的位置要求，现将这三组加工表面分述如下： 1 以直径 80 孔为中心的加工表面 该组加工表面包括：直径 80 直径 116 直径 120 孔及其端面 弧面及其顶糟及其螺孔 2 ；窗口顶面及其螺孔；直径斜孔。3 2 以直径 47 孔为中心的加工表面。 该组加工表面包括：直径 47直径 52直径 61孔及 斜面及其顶面四个沉尖孔二个销孔； 3 以直径 45 孔为中心的加工表面 该组加工表面包括：直径 45孔及其端面；端面上的 锥销孔， 5， Z Z ，以及直径 12孔， 的螺孔。 这三组加工表面有着一定的位置要求，主要是： （ 1） 直径 52。 +径 47。 +直径 80。 +不购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 同心度允差为 （ 2） 直径 45。 +的轴线对直径 80。 +的不垂直度允差为 00； （ 3） 直径 52。 +径 47。 +直径。 + A 面的不垂直度允差为 4） 直径 80孔面与其内端面垂直度允差 00 直径 47 孔面与其内端面垂直度允差 00 由以上分析可知，对于加工表面而言，我们可以先加工其中一组表面，然后借用于专用夹具进行另一组表面的加工，并且保证它们之间的位置精度要求。 二工艺规程设计 （一）确定毛胚的制造形式 零件结构较复杂，可采用铸体，材料取 33且零件轮廓尺寸较大，且年产量为 2000 件，已构成批量生产，且零件在工作过程中受力不大且较稳定，于是采用铸造结 构较合理。 （二）基面的选择 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者还会造成零件大批报废，使生产无法进行，造成重大损失。 粗基准的选择：对本工艺零件来说，选择好粗基准是至关重要的。根据粗基准选择的有关原则结合本零件的结构特征（对于某些重要的购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 表面，应尽可能使其加工均匀）对本零件来说斜面是重要的表面之一，到 径 80 直径 47 直径 45 内孔面也是。因此我们可以选斜面为第一步粗加工，即选直径 120孔面极其端面作为粗基准，粗加工斜面，只要限制四个自由度 对于精基准而言，主要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，此处略。 （三）制定工艺路线 工艺路线确定的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度等技术要求能得到合理的保证，在生产纲领已确定为成批的条件下，可采取多功能机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率，除以此外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 1 工艺路线方案一 工序 10 车直径 120，直径 116，直径 80孔及其端面， 20 车 直径 47，直径 52，直径 61， 05孔（螺孔）及其端面 30 铣斜面 40 铣斜面端面 50 铣 60 铣圆弧槽 70 铣圆弧槽止口 80 铣窗口顶面 90 粗镗直径 45孔 100 精车径 47，直径 52， 径 61孔及其端面 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 110 精车径 120，直径 116，直径 80孔及其端面 120 精镗直径 45孔 130 精铣斜面 140 精磨斜面 150 制 Z 螺孔 160 制窗口螺孔，钻直径 12孔 170 制 3 180 制 螺孔 185 制 3 190 铣端面 195 钻直径 8斜孔 200 钻端面，制螺孔 210 制斜面孔。倒止口面（ 215） 220 打体号 230 检查 2工艺路线二 工序： 10 粗铣斜面 20 粗车直径 120直径 116直径 80孔及端面 30 粗车直径 47直径 52直径 61孔及其端面。 40铣斜面端面 50铣左端面 60 铣 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 70 铣圆弧槽 80 铣圆弧槽止口 90 铣窗口顶面 100 粗镗直径 45孔 110 精铣斜面 120 磨斜面 130 精车直径 120，直径 116，直径 80 孔及其端面（半精车前端面） 140 精车直径 47，直径 52，直径 61 孔及其端面，车 150 精镗直径 45孔 160 制 Z 螺孔 170 制窗口螺孔 钻直径 12孔 180 制 3 185 制 3 190 制 螺孔 200 制端面孔 螺孔 210制斜面孔 倒 止口面（ 215） 220 打体号 230 检查 3工艺方案的比较与分析 两方案最主要的区别是粗基准选择不一样。根据粗基准选择原则购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 之一，应选择有与加工面有重要位置关系的面作为粗基准。结合本零件应选方案二。 （四）机械加工余量、工序尺寸及毛胚尺寸的确定。 壳体材料为 33。生产类型为批量生产，采用二级精度铸体 根据零件，加工余量采取查表法。取顶面及孔面（双边）加工余量为 面加工余量为 毛胚图） （五）确定切削用量及基本工时（采用查表法，计算法） 工序： 10 粗铣斜面 1 加工条件 工体材料： 33 加工要求：粗铣斜面 机床： 具：高速钢套式面铣刀 取 D/Z=250/260 T=240， B=150 t=切削用量确定 切削速度 V=m/取主轴转速 n=118 f=r 3基本工时 L+2)*i/偏角 0度时 7 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 艺 20 粗车半径 120半径 116半径 80孔及其端面。 1. 加工条件： 体材料） 加工要求：粗车半径 120半径 116半径 80孔及其端面。 弧面 机床： 面车刀：刀片材料 杆尺寸 16 250 r。 =15，面车刀：刀片材料 00 ,=10 2. 确定切削用量。 （ 1） 粗车前面 切削速度 V=主轴转速 n=160进给量 f=r (2)车半径 116孔 切削速度 V=主轴转速 n=160给量 f=r (3)粗车半径 80孔端面 主轴转速度 n=160f=r (4)粗车半径 80孔（半径 n=80f=r (5)粗车半径 120孔 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 切削速度 V=主轴转速 n=160给量 f=r （ 6）粗车半径 40弧面（ n=80f=r 3. 基本工时。 （ 1）粗车前面 2） 车半径 116孔 3） 粗车半径 80孔端面 4） 粗车半径 80孔 5） 粗车半径 120孔 6)粗车半径 40弧面 40559分 4. 基本工时的确定 工序 30 粗车半径 47半径 52半径 61孔及其端面粗车螺纹 1 加工条件 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 工体材料： 工要求：粗车半径 47半径 52半径 61 机床： 具：刀片材料 00 =10 60内螺纹车刀 2 确定切削用量 （ 1） 切削速度（粗车半径 47孔） V=主轴转速 n=160进给量 f=r (2)粗加工半径 52及半径 47端面 切削速度 2=主轴转速度 n=160进给量 f=r 7端面 =主轴转速度 n=160进给量 f=r (3)粗加工半径 61槽 选用 a=3,m=6,r=100削速度 V=主轴转速度 n=160进给量 f=r (4)粗车螺纹孔半径 537 切削速度 V=主轴转速度 n=160进给量 f=r (5)车半径 61孔 切削速度 V=买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 取主轴转速度 n=160进给量 f=r (6) 粗车螺纹 切削速度 V= 基本工时的确定 （ 1） 粗车半径 47孔 2） 粗加工半径 52及半径 47端面 2= 7端面 =（ 3） 粗加工半径 61槽 （ 4） 粗车螺纹孔 5） 车半径 61 孔 工序 40 铣斜面端面 1加工条件 工体材料： 工要求：铣斜面端面 机床： 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 刀具：高速钢套式面铣刀 镶齿铣刀 T=180 D/Z=80/10 B=48 t=0 切削速度 V=主轴转速度 n=475进给量 f=r 工序 50 铣左端面 1 加工条件 工体材料： 工要求：铣左端面 机床： 具：高速钢套式面铣刀 =180 D/Z=160/16 B=96 t=0 切削速度 V=取主轴转速 n=475f=r 工序 60 铣 1 加工条件： 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 工体材料 工要求：铣 机床： 具：高速钢立铣刀 切削用量的确定 切削速度 V=主轴转速 n=375手动进给量 f=r 工序 70 铣圆弧槽 1 加工条件 加工材料： 工要求：铣圆弧槽 机床： 具：高速钢立铣刀 T=60 D/Z=16/3 t=16 B=11 切削速度 V=主轴转速 n=475进给量 f=r 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 工序 80 铣圆弧槽止口 1 加工条件 加工材料： 工要求：铣圆弧槽止口 机床： 具：高速钢立铣刀 T=60 D/Z=22/3 t=22 B=3 切削用量的确定 切削速度 V=主轴转速 n=600f=r 工序 90 铣窗口顶面 1 加工条件 加工材料： 工要求：铣窗口顶面 机床： 具：高速钢立铣刀 齿式） T=180 D/Z=80/10 t=B=48 r=90 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 切削速度 V=主轴转速 n=190f=r 3 基本工时的确定 工序 100 粗镗半径 45孔 1 加工条件 加工材料： 工要求：粗镗半径 45孔 机床： 具： 5 =10 车刀 切削速度 V=主轴转速 n=250f=r 3基本工时的确定 工序 110 精铣斜面 1加工条件 加工材料： 工要求：精铣斜面 机床： 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 刀具：高速钢立铣刀 齿式） T=240 D/Z=250/26 t=B=150 0 2切削用量的确定 切削速度 V=主轴转速 n=118f=r 3基本工时的确定 工序 120 磨斜面 1加工条件 加工材料： 工要求：磨斜面 光洁度 （粗磨） 机床： 具：平形砂轮： 80 75 2切削用量的确定 切削速度 V=5652m/s 取砂轮 000 削深度进给量 程 取 0程 2 基本工时的确定 取 0毫米 /行程 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 工序 130 精车半径 120半径 116半径 80孔及其端面（半精车） 1加工条件 加工材料： 工要求：精车半径 120半径 116半径 80孔及其端面（半精车） 机床： 具：刀片材料 径 120 端面车刀 0 5面及其端面车刀 00 =10 （ 1）。半精车前面 切削速度 V=165.6 m/主轴转速 n=200 进给量 f=r (2)精车半径 120孔及其端面 切削速度 V= n=200f=r n=160f=r (3)半精车半径 80端面 切削速 度 244.9 m/主轴转速 n=250给量 f=r 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 （ 1）半精车前面 （ 2） 精车半径 120孔及其端面 20=（ 3） 半精车半径 80端面 （ 4） 精车半径 80孔面 （ 5） 精车 工序 140 精车半径 47 半径 52 径 61孔及其端面 1 加工条件 加工材料： 工要求：精车半径 47 半径 52 径 61孔及其端面 刀具：刀片材料 00 =10 车刀 60内螺纹车刀 2 切削用量的确定 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 （ 1） 精车半径 47孔 V= n=200f=r (2)精加工半径 52孔面及半径 47端面 2=r 取 n=200f=r 7端面 =r 取 n=200f=r (3)精车 V=（ 1）精车半径 47孔 （ 2）精加工半径 52孔面及半径 47端面 2=b. 7端面 （ 3）精车 工序 150 精镗半径 45孔 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 1 加工条件 加工材料： 工要求：制 2螺纹 分度 80 加工机床： 具：锥柄麻花钻（ d=用丝椎（ d=4 (高速钢 ) 2 攻丝 工序 170制窗口螺纹 4 钻半径 12孔 1加工条件： 工要求：制 4螺纹孔 钻半径 12孔 加工机床：摇臂钻床 具：椎柄麻花钻（ d=4切削用量的确定 （ 1）钻孔 切削速度： V=主轴转速 n=697f=r （ 2）攻丝 切削速度： V=m/主轴转速： n=22f=r (3)钻半径 12孔 V=购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 （ 1）钻孔 D=T=1200分 f=r V=转轴转速 n=850f=r (2)攻丝 切削速度 V=主轴转速 n=34f=r （ 1）钻孔 （ 2） 攻丝 工序 180 制 31加工条件： 加工要求：制 3加工材料： 床： 具：椎柄麻花钻（ d=速钢机用丝椎（ d=4买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 （ 1）钻孔 切削速度 V=主轴转速 n=697f=r （ 2）攻丝 切削速度 V=m/主轴转速 n=22f=r （ 1）钻孔 （ 2）攻丝 工序 185 制 31 加工条件 加 工材料： 工要求： 3机床： 具：椎柄麻花钻（ d=速钢机用丝椎（ d=6购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 （ 1）钻孔 切削速度 V=主轴转速 n=697f=r （ 2）攻丝 切削速度 V=主轴转速 n=22f=1mm/r （ 1）钻孔 （ 2）攻丝 序 190 制 深 8螺孔 1 加工条件 加工材料： 深 8螺孔加工 机床： 具：锥柄麻花钻（ 78）。 D=10速钢机用丝锥（ 67）， D=12 切削用量的确定 （ 1） 加工孔 切削速度 V=D=10 T=1200 S=r 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 取 n=697f=r (2) 攻丝 切削速度 V= n=22f=r （ 1）加工孔 +3/= （ 2） 攻丝 2+1/n+1/f 1-3)f=2=0 l=8 N=22 8 工序 200 制端面孔，螺纹孔 1 加工条件 加工材料： 工要求：制端面孔，螺纹孔 机床：摇臂钻 具：锥柄麻花 钻（ 78） 2 切削用量的确定 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 （ 1） 钻孔 切削速度 2=3= 2）攻丝 取 n=850 f=r 切削速度： V= f=r f=1mm/r 取主轴转速 n=34钻孔 (2+fn a. 5 2+=25 2=0 5+4/850*b. 2 Tj=l1+l2+l2+l3/+7+50* mm d. 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 +3+50* mm e. 2 = 攻丝 Tj=l1+l2+1/ni)i/f a. 5 1-3)f=2 N=34 5 5+2+0(1/34+1/85)*1= 1f=2 N=34 5 +2(1/34+1/85)*1= *c. 1f= N=34 5 *(1/34+1/85)*1/ 1f= N=34 5 (1/34+1/85)*2/ 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 =工序 210. 制斜面孔 1加工条件： 加工材料： 工要求：制端面孔，螺纹孔 机床：摇臂钻 具：锥柄麻花钻（ 78） d=9切削速度 V=200* n=850 f=r +6+0/850*= 工序 215 倒忽止口面 1 加工条件 加工材料： 工要求：倒忽 44止口面 机床：专用机床 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 刀具：套式端面忽钻 d=8D=14 切削用量的确定 切削速度 查表机械工艺人员手册 取 V=12m/主轴 N=850 f=r 3 基本工时的确定 1+L2/+50* 工序 220 打件号 工序 230 检查 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 三量具设计 直径 45孔是本零件的重要孔之一。 直径 45塞规设计 计算直径 451 从附表 而得出孔的上，下偏差为：直径 4525 2 从附表 21中查出 直径 45和位置要素值 Z T=3 z=4 计算塞规的上下偏差 通规 上偏差 I+Z+T/2=+偏差 I=+损极限 T=0 止规 上偏差 S=+i=. 量规工作尺寸的计算 直接 45通规 最大极限尺寸 5+5+小极限尺寸 5+5+损极限尺寸为 45规 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 最大极限尺寸 5+5+小极限尺寸 5+5+. 绘制量规的工作图 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 四夹具设计 为了提高生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。根据任务书，设计了直径 45的孔镗夹具和 2分度夹具。就直径 45孔镗夹具进行分析计算说明。 （一）直径 45孔本身有尺寸精度 直径 +直径 80孔有位置精度，即直径孔的轴线对 80的孔的不垂直允差为 00 （二）夹具设计 1定位基准的选择 从零件图可知，直径 45 轴线有垂直度要求，其设计基准直径 80轴线为定位基准 从零件结构知可选直径 80 孔及其端面为定位面，再以可调支对左端面限位，从而实现 6点完全定位。 2。切削力及夹紧力力计算 刀具： 5度 0度 内孔车刀 主切削力 中 2 N=0 则 2*1=867N 径向切削力 中 4 n=0 则 4*1=482N 从本零件加工直径 45 孔的情况， 即引起松动的最大力 F=67N 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 即夹紧机构 产生的实际夹紧力满足 P=全系数 K=1 基本安全系数 2 加工性质系数 3 刀具钝化系数 4 断续切削系数 1 既 P=67*=1717N 所需实际夹紧力 1717采用螺纹夹具。 定位销许用应力 0设夹紧力 750N 螺栓工作载荷 F=1750N 剩余顶紧力 750=2650N 最大拉 力 +750+2650=4375N 相对刚度余数 2+由题球面垫圈 取为 预紧力 F=I+750=3500N 螺栓拉力变化幅 0=4375=440N 危险面 *（ d1+） /2 查手册 P=H=C=530栓应力幅 A/40/530=20螺栓强度已远远足够 3定位误差分析 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 1）定位误差与工序基准重合 2）定位基准本身的移动引起的误差 ）即 Y=能满足零件的精度要求。 4 夹紧元件强度校核 从以上有关计算，轴的强度是足够的 从加工过程看，定位元件还受剪切力作用，由于 削力很小，且又有摩擦力消去一点，则作用在销上的剪切力是很小的 即定位元件是可安全工作的。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 精密平面磨床垂直进给机构壳体 设计说明书 题目 : 壳体机械加工工艺规程及工装设计 (年产量 2000 件 ) 序言 机械制造工艺毕业设计是我们学完了大学的全部课程之后进行的 是一次理论联系实际的训练 它在我们三年的大学生活中最重要的地位 . 就我个人而言 ,我希望能通过这次设计对自己以后将从事的工作进行一次适应性的训练 ,希望在设计中能锻炼自己分析问题 为自己今后参加国家的建设打下一个良好的 基础 . 由于能力所限 ,许多都是以书论理 ,与实际相差甚远 ,设计尚有不妥之处 学生在此不胜感激 . 一 (一 )零件的作用 题目所给定的零件是精密平面磨床垂直进给机构的壳体 主要作用 :一是保证蜗轮蜗杆传动的平稳性 ;二是保证蜗轮蜗杆传动的精确性 ;三是通过本零件可以实现蜗轮蜗杆的传动 ,从而带动垂直进给机构的运行并保其精确性 . （二）零件的工艺分析。 从零件图上可以看出，它一共有三组加工表面，而这三组加工面之间有一定的位置要求，现将这三组加工表面分述如下： 1 以直径 80 孔为中心的加工表面 该组加工表面包括：直径 80 直径 116 直径 120 孔及其端面 弧面及其顶糟及其螺孔 2 7；窗口顶面及其螺孔；直径斜孔。 3。 2 以直径 47 孔为中心的加工表面。 该组加工表面包括：直径 47 直径 52 直径 61 孔及 孔；大斜面及其顶面四个沉尖孔二个销孔； 面。 3 以直径 45 孔为中心的加工表面 该组加工表面包括：直径 45 孔及其端面；端面上的 Z 直径 6 锥销孔， 15， Z， Z 8，以及直径 12 孔， 8 的螺孔。 这三组加工表面有着一定的位置要求，主要是： （ 1） 直径 52。 +径 47。 +直径 80。 +不同心度允差为 （ 2） 直径 45。 +的轴线对直 径 80。 +的不垂直度允差为 00； （ 3） 直径 52。 +径 47。 +直径。 + A 面的不垂直度允差为 4） 直径 80 孔面与其内端面垂直度允差 00 直径 47 孔面与其内端面垂直度允差 00 由以上分析可知，对于加工表面而言，我们可以先加工其中一组表面，然后借用于专用夹具进行另一组表面的加工，并且保证它们之间的位置精度要求。 二工艺规程设计 （一）确定毛胚的制造形式 零件结构较复杂，可采用铸体，材料取 33 且零件轮廓尺寸较大 ，且年产量为2000 件，已构成批量生产，且零件在工作过程中受力不大且较稳定，于是采用铸造结构较合理。 （二）基面的选择 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，不但使加工工艺过程中的问题百出，更有甚者还会造成零件大批报废，使生产无法进行，造成重大损失。 粗基准的选择：对本工艺零件来说，选择好粗基准是至关重要的。根据粗基准选择的有关原则结合本零件的结构特征（对于某些重要的表面，应尽可能使其加工均匀）对本零件来说斜面是重要的表面之一， 到 径 80 直径 47 直径 45 内孔面也是。因此我们可以选斜面为第一步粗加工，即选直径 120 孔面极其端面作为粗基准，粗加工斜面，只要限制四个自由度 可。 对于精基准而言，主要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，此处略。 （三）制定工艺路线 工艺路线确定的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度等技术要求能得到合理的保证，在生产纲领已确定为成批的条件下，可采取多功能机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率，除以此外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 1 工
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