【工装夹具类】工艺类-左支座体零件工艺规程及专用夹具设计[Z]
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【工装夹具类】工艺类-左支座体零件工艺规程及专用夹具设计[Z],工装,夹具,工艺,支座,零件,规程,专用,设计
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南京理工大学泰州科技学院 毕业设计 (论文 )外文资料翻译 系 部： 机械工程系 专 业： 机械工程及自动化 姓 名： 郑铭 学 号： 05010152 外文出处： 附 件： 指导教师评语： 签名： 年 月 日 注： 请将该封面与附件装订成册。 (用外文写 ) 附件 1：外文资料翻译译文 液压挖掘机的半自动控制系统 1引言 液压挖掘机，被看作一个大型铰接式机器人，是一种工 程机械。使用这台机器挖掘和装载作业需要一个高水平的技能，即便是熟练的司机也会产生相当大的疲劳。另一方面，随着操作者年龄增大，熟练司机的数量因而也将会减少。这种局势要求必须开发出一种让任何人都能容易操控的液压挖掘机 1 液压挖掘机之所以要求较高的操作技能，其理由如下。 少有两个操作手柄必须同时操作和调整。 例如，在液压挖掘机的水平动作，我们必须同时操控三个操作手柄（动臂，斗柄，铲斗）使铲斗的顶部沿着水平面（图 1）运动。在 这种情况下，操作手柄的操作表明了执行元件的运动方向，但是这种方向与运动方向不同。 如果司机只要操控一个操作杆，而其它自由杆臂自由自动操作，操作变得很容易。这就是所谓的半自动控制系统。 当我们开发这个半自动化控制系统，这两个技术问题必须得到解决。 1. 我们必须使用普通控制阀自动控制。 2. 我们必须补偿液压挖掘机动态特性提高精度控制。 我们已经制定了一个控制算法来解决这些技术问题，通过在液压挖掘机上试验证实了该控制算法的作用。而且我们已采用这种控制算法，设计出了液压挖掘机的半自动控制系统。具体阐述如下。 2液压挖掘机的模型 为了研究控制算法 ,我们必须分析液压挖掘机的数学模型。液压挖掘机的动臂、斗柄、铲斗都是由液压力驱动，其模型如图 2所示。模型的具体描述如下。 态模型 6 假定每一臂杆组件都是刚体，由拉格朗日运动方程可得以下表达式： 其中 i 铰接点角度； 下标 i=1次表示动臂，斗柄，铲斗 )。 掘机模型 每一臂杆组件都是由液压缸驱动，液压缸的流量是滑阀控制的，如图 3所示。我们可以假设如下： 在这个问题上，对于每一臂杆组件，从液压缸的压力流量特性可得出以下方程： 当 时； 其中， 液压缸的有效横截面积 ;液压缸的长度 ;滑芯的位置； 供给压力 ;是油的密度； c 是流量系数。 杆关系 在图 1所示模型中，液压缸长度改变率与杆臂的旋转角速度的关系如下 ： (1)动臂 (2)斗柄 (3)铲斗 当 时， 矩关系 从 虑到液压缸的摩擦力，提供的扭矩 其中， 阀的反应特性 滑阀动作对液压挖掘机的控制特性产生会很大的影响。因而，假定滑阀相对参考输入有以下的一阶延迟。 其中， 是滑芯位移的参考输入； 是时间常数。 3 角度控制系统 如图 4 所示，角基本上由随动参考输入角 通过位置反馈来控制。为了获得更精确的控制，非线性补偿和状态反馈均加入位置反馈中。以下 我们将讨论这些细节的算法如 下。 线性补偿 在普通的自动控制系统中，常使用如伺服阀这一类新的控制装置。在半自动控制系统中，为了实现自控与手控的协调，我们必须使用手动的主控阀。这一类阀中，阀芯的位移与阀的开度是非线性的关系。因此，自动控制操作中，利用这种关系，阀芯位移可由所要求的阀的开度反推出来。同时，非线性是可以补偿的（图 5）。 态反馈 建立在第 2节所讨论的模型的基础上，若 动臂角度控制动态特性以一定的标准位置逼近而线性化（滑芯位移 X 10，液压缸压力差 P 110，动臂夹角 10），则该闭环传递函数为 其中， 由于系统有较小的系数 以反应是不稳定的。例如，大型液压挖掘机 0，给出的系数 102 ,106 ,103 a，因而闭环（图 4 的上环）的传递函数就是 加入这个因素 ,系数 变大，系统趋于稳定。可见，利用加速度反馈来提高反应特性效果明显。 但是，一般很难精确的测出加速度。为了避免这个问题，改用液压缸力反馈取代加速度反馈（图 4 的下环）。于是，液压缸力由测出的 缸内的压力计算而滤掉其低频部分 7， 8。这就是所谓的压力反馈。 4 伺服控制系统 当一联轴器是手动操控，而其它的联轴器是因此而被随动作控制时，这必须使用伺服控制系统。例如，如图 6所示，在反铲水平动作控制中，动臂的控制是通过保持斗柄底部 Z（由 1与 2计算所得）与 高度。为了获得更精确的控制引入以下控制系统。 馈控制 由图 1计算 Z，可以得到 将方程（ 8）两边对时间求导，得到以下关系式， 右边第一个式子看作是表达式（反馈部分）将 换成 . 1，右边第二个式子是表达式（前馈部分）计算当 2手动地改变时， 1的改变量。 实际上，用不同的 2 值可确定 1。通过调整改变前馈增益 实现最佳的前馈率。 采用测量斗柄操作手柄的位置（如角度）取代测斗柄的角速度，因为驱动斗柄的角速度与操作手柄的位置近似成比例。 据位置自适应增益调度 类似液压挖掘机的铰接式机器人， 其动态特性对位置非常敏感。因此，要在所有位置以恒定的增益稳定的控制机器是困难的。为了解决这个难题，根据位置的自适应增益调度并入反馈环中（图 6）。如图 7 所示，自适应放大系数（ ）作为函数的两个变量， 2和 Z 、 2表示斗柄的伸长量， 5 模拟实验结论 反铲水平动作控制的模拟实验是将本文第 4 节所描述的控制算法用在本文第 2节所讨论的液压挖掘机的模型上。（在 型液压挖掘机进行模拟实验。）图 8表示其中一组结果。控制系统启动 5秒以后，逐步加载扰动。图 9表示使用前馈控制能减少控制错误的产生。 6 半自动控制系 统 建立在模拟实验的基础上，半自动控制系统已制造出来，应用在 过现场试验可验证其操作性。这一节将讨论该控制系统的结构与功能。 构 图 10的例子中，控制系统由控制器、传感器、人机接口和液压系统组成。 控制器是采用 16 位的微处理器，能接收来自动臂、斗柄、铲斗传感器的角度输入信号，控制每一操作手柄的位置，选择相应的控制模式和计算其实际改变量，将来自放大器的信号以电信号形式输出结果。液压控 制系统控制产生的液压力与电磁比例阀的电信号成比例，主控阀的滑芯的位置控制流入液压缸液压油的流量。 为获得高速度、高精度控制，在控制器上采用数字处理芯片，传感器上使用高分辨率的磁编码器。除此之外，在每一液压缸上安装压力传感器以便获得压力反馈信号。 以上处理后的数据都存在存储器上，可以从通信端口中读出。 制功能 控制系统有三种控制模式，能根据操作杆 和选择开关自动切换。其具体功能如下。 （ 1）反铲水平动作模式：用水平反铲切换开关，在手控斗柄推动操作中，系统自动的控制斗柄以及保持斗 柄底部的水平运动。在这种情况下，当斗柄操作杆开始操控时，其参考位置是从地面到斗柄底部的高度。对动臂操作杆的手控操作能暂时中断自动控制，因为手控操作的优先级高于自动控制。 （ 2）铲斗水平举升模式：用铲斗水平举升切换开关，在手控动臂举升操作中，系统自动控制铲斗。保持铲斗角度等于其刚开始举升时角度以阻止原材料从铲斗中泄漏。 （ 3）手控操作模式：当既没有选择反铲水平动作模式，也没有选择铲斗水平举升模式时，动臂，斗柄，铲斗都只能通过手动操作。 系统主要采用 构建稳定模组提高系统 的运行稳定性。 7 现场试验结果与分析 通过对系统进行现场试验，证实该系统能准确工作。核实本文第 3、 4 节所阐述的控制算法的作用，如下所述。 个组件的自动控制测试 对于动臂、斗柄、铲斗每一组件，以 5的梯度从最初始值开始改变其参考角度值，测量其反应，从而确定第 3节所描述的控制算法的作用。 线性补偿的作用 图 11 表明动臂下降时的测试结果。因为电液系统存在不灵敏区，当只有简单的位置反馈而无补偿时（图 11中的关）稳态错误仍然存在。加入非线性补偿后（图11中的开）能减少这种错误的产 生。 态反馈控制的作用 对于斗柄和铲斗，只需位置反馈就可获得稳定响应，但是增加加速度或压力反馈能提高响应速度。以动臂为例，仅只有位置反馈时，响应趋向不稳定。加入加速度或压力反馈后，响应的稳定性得到改进。例如，图 12 表示动臂下降时，采用压力反馈补偿时的测试结果。 铲水平控制测试 在不同的控制和操作位置下进行控制测验，观察其控 制特性，同时确定最优控制参数（如图 6所示的控制放大系数）。 馈控制作用 在只有位置反馈的情况下，增大放大系数 少 起系统不稳定，导致系统延时，例如图 13 所示的“关”，也就是 能减小。采用第 所描述的斗柄臂杆前馈控制能减少错误而不致于增大 图示的“开”。 置的补偿作用 当反铲处在上升位置或者反铲动作完成时，反铲水平动作趋于不稳定。不稳定振荡可根据其位置改变放大系数 第 14 表示其作用，表明反铲在离地大约 2米时水平动作结 果。与不装补偿装置的情况相比较，图中的关表示不装时，开的情况具有补偿提供稳定响应。 制间隔的作用 关于控制操作的控制间隔的作用，研究结果如下： 00稳定振荡因运动的惯性随位置而加剧。 0控制操作不能作如此大提高。 因此，考虑到计算精度，控制系统选定控制间隔为 50 载作用 利用控制系统，使液压挖掘机执行实际挖掘动作，以研究其受载时的影响。在控制精度方面没有发现与不加载荷时有很大的不同。 8 结论 本文表明状态反馈与前馈控制组合可以精确控制液压挖掘机。同时也表明非线性补偿能使普通控制阀应用在自动控制系统中。使用这些控制技术，允许即使是不熟练的司机也能容易和准确地操控液压挖掘机。 我们将这些控制技术应用在其它结构的机器上，如履带式起重机，能使传统结构的机器改进成为可让任何人容易操控的机器。 参考文献 1 J. T. in 1 8 1982 4046. 2 H. A. in 7 3 1975 5562. 3 T. et of 2 2 1985 4251. 4 T. Y. of 2 1 1986 6975. 5 H. et R&D 7 2 1987 7478. 6 2 1990 7 H. of of 3 7 1982 18. 8 et On of a 991 207212. 附件 2：外文原文 （复印件） 0 2001 477 51 2271, 7 000a a A of a a a by to a by to is a be as a a of in On of be 5 a of as be in . 2. of is of a s in by a we to of a a 1 . In of an We a we be We We a to - 0 00083H. M. 0 2001 4774864781. of an of a to by a We we to of a is as of in is a s of 22J u qJ u u u u . . l 12 1 2 2 13 1 3 3 12 1 2 2 13 1 3 3 1 1 122 J u u qJ u u u . . 212223 23312 12123 233 2 22J u u u yJ u u . . 3 1 23 2 3 2 33 3 13 1 3 1 23 2 3 3 3 3 J s m 1 q m q m 1 q I ; J 12m 11 1 ; J 1 ; J 231g 313 31g 322 2g 2m 12 J 1 ; J 2 K 23 32g 333 3g 33 g; K s m 1 g;1 2g 233K g; u is t is 1 1 is of m is I is of of , is by a is by a as We . of a is to is no No )H. M. 0 2001 477486 4792. of of on we of i P y P 2( . ii si i 1i 1K sP i 1i 2 A of h X P P V in B of 1, is 1 C u 122(OA C u 111.2 f u ,u u yu qb 1 2 222( u yu qb 2 2222 2 1 2 2.3 3 33 33Yu yu qg ya u ,u u AB u yu qg ya 3 3333 3 2 3 3 2()H. M. 0 2001 4774864803. of t is as t u qf u ,u . 21222qf u ,u y 3 1u . 1111t u ,u y . /221222 2 2 1u 12212t u ,u y . /332333 3 3 2u u /323323C is is of a of a on we s X of is a 4, u is to u by In to to We of as as In in to of we In is in is is 5 4. of u .()H. M. 0 2001 477486 4815. on , if in of a , , u , 0be s K is u 0a 1 12 2 13 2 3a f u P 11 10 100 1 012 2 13 2 3a s u (1 1 10 01 10a so is if X , as a 0a 0a 0of , to is s u a of In is in it is to To of 4 . In is in . is is is to a be as 6, in is to u u to r. In to )H. M. 0 2001 4776. of . 1, we q1 q. 8 we Z 1 u sy y u 21 1of be to tou , of is to u be u is u is u . To is be a to of is at an to to to it is to at to is in 6 . As 7, u is as a of . of to 8 of H. M. 0 2001 477486 4837. to 9 of on a to of 10, of a is on a 16of as 8. of to of to to a is 9. of on .()H. M. 0 2001 47748648410. of a In to a is in to up to be in In is of to be of is to at of by is to of We of 3 as of of 58 of 3 )H. M. 0 2001 477486 48511. of on of 11 of in is of in of by or As or As an 12 to 12. of on 13. of on at to as 6 of of to Z in as 13. K be of .1 as in of in is to at or is be by to as is at m N 14. of on .()H. M. 0 2001 477of of on . is to at of is 0 ms,be 0 ms of to of in at no it it to of to to as be by . T. in 1 8 1982 40. A. in 7 3 1975 55. et of 2 2 198542. Y. of 2 1 1986 69. et R&D 7 2 198774of 2 1990 . of of 3 7 1982 1et On of a 991 207212. 南京理工大学泰州科技学院 毕业设计（论文）任务书 系 部 ： 机械工程 系 专 业 ： 机械工程及自动化 学 生 姓 名： 郑铭 学 号： 05010152 设计 (论文 )题目 ： 支座体 加工工艺及关键工序工装设计 起 迄 日 期 : 2008 年 3 月 09 日 6 月 14 日 设计 (论文 )地点 : 南京理工大学泰州科技学院 指 导 教 师 : 王栓虎 专业 负责 人 : 龚光容 发任务书日期 : 2009 年 2 月 26 日 任务书填写要求 1毕业设计（论文） 任务书由指导教师根据各课题的具体情况填写，经学生所在专业的负责人审查、系部领导签字后生效。此任务书应在第七学期结束前填好并发给学生； 2 任务书内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，不得随便涂改或潦草书写，禁止打印在其它纸上后剪贴； 3 任务书内填写的内容，必须和学生毕业设计（论文）完成的情况相一致，若有变更，应当经过所在专业及系部主管领导审批后方可重新填写； 4 任务书内有关“系部”、“专业”等名称的填写，应写中文全称，不能写数字代码。学生的“学号”要 写全号； 5 任务书内“主要参考文献”的填写，应按照国标 714 2005文后参考文献著录规则的要求书写，不能有随意性； 6 有关年月日等日期的填写，应当按照国标 7408 2005数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“ 2008 年 3 月 15 日”或“ 2008 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 1本毕业设计（论文）课题应达到的目的： 支座体 是某企业产品中的关键零件之一，生产量比较大。为了保证产品质量，提高加工效率，需 要对其加工工艺进行优化设计，并在关键工序使用组合机床或专用机床进行加工。本课题即以此为背景，要求学生根据企业生产需要和 支座体 零件的加工要求，首先完成零件的加工工艺规程设计，在此基础之上，选择其关键工序之一进行专用夹具及加工用组合机床设计，并完成必要的设计计算。 通过这样一个典型环节综合训练，达到综合训练学生运用所学知识，解决工程实际问题的能力。 2本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 本课题要求学生在对 支座体 的加工要求、零件的结构工艺性 进行认真分析的基础上，首 先 对 零件的加工工艺规程做出优化设计 ， 并对其 关键工序之一进行专用夹具及加工用组合机床设计 。具体 任务 及要求如下： （ 1）调查研究、查阅及翻译文献资料，撰写开题报告； （ 2） 支座体 加工要求、零件的结构工艺性 分析； （ 3） 支座体 加工 工艺规程 设计； （ 4） 支座体 关键工序 的 专用夹具设计 ； （ 5） 支座体 关键工序 的组合机床 设计； （ 6）必要的设计计算与分析； （ 7）文档整理、撰写毕业设计说明书及使用说明书。 设计 技术要求包括： （ 1） 生产纲领 50000 件 /年 （ 2） 夹具采用液压驱动 （ 3） 组合机床采用液压滑台 （ 4）每次加工一个零件 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 3对本毕业设计（论文）课题成果的要求包括毕业设计论文、图表、实物样品等： （ 1）开题报告、文献综述、资料翻译； （ 2） 支座体 加工工艺过程综合卡及各工序工序卡 ； （ 3） 支座体 零件 图及夹具装配图 ； （ 4） 组合机床设计资料（三图一卡）； （ 5） 毕业设计说明书。 4主要参考文献： 1 裘愉弢主编 . 组合机床 M . 第 1 版 械工业出版社， 1995. 2 金振华主编 M . 第 1 版 械工业出版社， 1990. 3 沈延山 D 版 连理工大学出版社， 1989. 4 上海市大专院校机械制造工艺学协作组编著 M（修订版） 1996. 5 王华坤，范元勋编 M 器工业出版社， 2000. 6 冯辛安等编 M . 北京：机械工业出版社 ,1998. 7 陈日曜主编 M . 第 2 版 械工业出版社 ,1992. 8 方 子良等编 M 海交通大学出版社， 2004. 9 刘秋生，李忠文主编 M 航出版社， 1994. 10 陈于萍，周兆元等 M . 第 2 版 械工业出版社 ,2005. 11 东北重型机械学院等合编 M 海科学技术出版社，1979. 12机械设计手册联合编写组 . 机械设计手册 M . 第 2 版 械工业出版社 ,1987. 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 5本毕业设计（论文 ）课题工作进度计划： 起 迄 日 期 工 作 内 容 2009 年 3 月 09 日 3 月 15 日 3 月 16 日 3 月 29 日 3 月 30 日 4 月 19 日 4 月 20 日 5 月 03 日 5 月 04 日 5 月 31 日 6 月 01 日 6 月 07 日 6 月 08 日 6 月 14 日 熟悉毕业设计要求。查阅资料，完成外文资料翻译工作 撰写开题报告及文献综述 支座体 加工工艺规程设计 （至少提出 2 个方案，进行分析比较，最后决定一个较优的方案） 夹具设计 （至少提出 2 个方案，进行分析比较，最后决 定一个较优的方案） 组合机床设计（完成三图一卡） 文档整理、撰写毕业设计说明书。 论文答辩 所在专业审查意见： 负责人： 2009 年 月 日 系 部 意见： 系 部主任 ： 2009 年 月 日 南京理工大学泰州科技学院 本科生毕业设计（论文）选题、审题表 系 部 机械工程系 指导 教师 姓 名 王栓虎 专业技术职 务 副教授 课题名称 支座 体加工工艺及 关键工序 工装设计 适用专业 机械工程及自动化 课题性质 A B C D E 课题来源 A B C D 课题预计 工作量大小 大 适中 小 课题预计 难易程度 难 适中 易 课题简介 支座 体是某企业产品的主要零件之一。本课题要求根据企业生产需要和 支座 体零件的加工要求，首先完成零件 的加工工艺规程设计，在此基础之上，选择其关键工序之一进行专用夹具及加工用组合机床设计，并完成必要的设计计算。 生产纲领 50000 件 /年 课题应完成的任务和对学生的要求 论文工作要求： 1 支座 体 加工工艺路线的设计与分析（至少有两种工艺方案的比较） 2关键工序的专用夹具设计，包括装配图及主要零件图 3关键工序加工用组合机床设计，包括“三图一卡” 4详细的设计计算与分析 条件要求： 具有较好的结构设计能力，熟悉 计软件，最好自己有计算机。 所在专业审定意见： 专业负责人 (签名 )： 年 月 日 本课题由 郑 铭 同学选定，学号： 05010152 注： 1该表由指导教师填写，经所在专业负责人签名后生效，作为该专业学生毕业设计（论文）选题使用； 2有关内容的填写见背面的 填表说明 ，并在表中相应栏内打“ ”； 3课题一旦被学生选定，此表须放在学生“毕业设计（论文）资料袋”中存档。 南京理工大学泰州科技学院 毕业设计说明书 (论文 ) 作 者 : 郑铭 学 号： 05010152 系 部 : 机械工程系 专 业 : 机械工程及自动化 题 目 : 支座体加工工艺及关键工序工装设计 指导者： 评阅者： 2009 年 6 月 副教授 王栓虎 龚光荣 教授 毕业设计说明书（论文）中文摘要 支座体是某企业产品中的 关键零件之一，本课题要求根据企业生产需要和支座体零件的加工要求，首先完成零件的加工工艺规程设计，在此基础之上，选择其关键工序之一进行专用夹具及加工用组合机床设计，并完成必要的设计计算。本机床所用夹具的通用性强，工件采用液压定位夹紧，快速方便。定位采用一面一心轴的定位方式，夹紧采用液压加紧，采用这种方式完全能够满足精度要求。而且简易方便，制造成本低，通用性好。由于支座体的生产量比较大，为了保证产品质量，提高加工效率，需要对其加工工艺进行优化设计，并在关键工序使用组合机床或专用机床进行加工。 关键词 支座 体 零件分析 工艺路线 夹具设计 组合机床 毕业设计说明书（论文）外文摘要 he is in to of to on s to a s to up at to to be to is is s is to on to on in or 南京理工大学泰州科技学院 毕业设计 (论文 )开题报告 学 生 姓 名： 郑铭 学 号： 05010152 专 业 ： 机械工程及自动化 设计 (论文 )题目 ： 支座体加工工艺及关键工艺设计 指 导 教 师 : 王栓虎 年 月 日 重要提示： 1本电子文档标准格式中的各类说明（用蓝色字体表示）仅供参考，在参阅后请自行删除（包括 本提示）， 黑色 字体的内容全部保留。 2本文档中日期的填写务必与“毕业设计（论文）任务书”中的工作进度计划相符。 开题报告填写要求 1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生 效； 2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于 15篇科技论文的信息量，一般一本参考书最多相当于三篇科技论文的信息量（不包括辞典、手册）； 4 有关年月日等日期的填写，应当按照国标 7408 94数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯 数字书写。如“ 2009 年 3 月 15 日”或“ 2009 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000 字左右的文献综述： 文 献 综 述 摘要 支座体是机械产品的常用零件之一，它在机床上起到了关键作用。本文介绍了机械制造业及其现在与发展、国内外差距、支座体加工工艺及关键工序工装设计的目的、加工工艺规程、工艺装备等。 关键词 支座体 加工工艺 工艺装备 1 机械制造业及其现状与发展 在国民经济的各条 战线上广泛使用着大量的机械、机床、工具、仪器、仪表等工艺装备。这些工艺装备的制造过程总称为机械制造，生产这些工艺装备的工业即是机械制造业 1。机械制造业的主要任务就是围绕各种工程材料的加工技术，研究其工艺，并设计和制造各种工艺装备。 机械制造业的地位及作用 机械制造业是国民经济的基础和支柱，是向其他各部门提供工具、仪器和各种机械设备的技术装备部。据西方工业国家统计，机械制造业创造了 60%的社会财富，完成乐 45%的国民经济收入 2。如果没有机械制造业提供质量优良、技术先进的技术装备，那么 信息技术、新材料技术、海洋工程技术、生物工程技术、以及空间技术等新技术群的发展将会受到严重的制约。因此，一个国家的经济竞争归根结底是机械制造业的竞争，机械制造业的发展水平是衡量一个国家经济实力和科学技术水平的重要标志之一 3。 国内外差距 机械制造业是一个历史悠久的产业，经历了一个漫长发展过程。蒸汽机和电力的两次工业革命使机械制造业发生了巨大变革，世界各国都逐渐充分重视、发展和应用机械制造技术。经过建国五十多年的发展，机械工业已经成为我国工业中产品门类比较齐全，具有相当规模和一定技术基础 的支柱产业之一 4。改革开放以来，机械工业引进了大量的国外先进技术，加上国 内自行研究开发的成果，使机械产品的结构正向合理化方向发展，对市场的适应能力日益明显增强 5。 但是，与工业发达国家相比，我国的机械制造仍存在阶段性的差距。集中表现为制造技术的落后 在设计方法和手段、制造工艺、制造过程自动化及管理技术诸方面都明显落后于工业发达国家。制造技术的落后严重制约了机械工业的进一步发展，使我国机械传动工业的技术来源大部分依赖引进国外技术，全员劳动生产率低，机械产品质量差，可靠性低，缺乏竞争力6。 2 支座体体加工工艺及关键工序工装设计的目的 支座是用以支承容器或设备的重量，并使其固定于一定位置的支承部件。还要承受操作时的振动与地震载荷。如室外的塔器还要承受风载荷。其结构型式主要由容器自身的型式和支座的形状来决定，通常分为立式支座、卧式支座和球形容器支座三类 7。 支座体是一个常用零件，生产量比较大。机械加工工艺规程是规定零件制造工艺规程操作方法等的技术性文件，它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证的重要依据。在编制工艺时须保证 其合理性、科学性、完善性 8。而夹具在工艺设备中占有十分重要的地位 ,它对保证工件的加工精度、提高生产效率、降低生产成本、扩大机床使用范围等方面具有重要的作用。因此，夹具设计是机械加工中一项重要的工艺设备设计工作 9。 3 加工工艺规程概述 机械加工工艺规程是规定零件制造工艺规程操作方法等的技术性文件，它直接关系到产品的质量、生产率及其加工产品的经济效益，因此工艺规程的编制的好坏是生产该产品的质量的重要保证的重要依据。 机械加工工艺规程的概念 在生产过程中，改变生产对象的形状、尺寸、相对 位置和性质等，使之成为成品或半成品的过程，称为工艺过程。它包括：毛坯制造、零件加工、部件或产品装配、检验和涂装包装等。其中，采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸、表面质量和性能等，使其成为零件的过程，称为机械加工工艺过程 10。 工艺规程在机械加工中的作用 工艺规程是指生产的主要技术文件。在制订工艺规程时，首先要确保科学性与合理性，并在生产实践中不断改进和完善，而在生产中，则必须严格地执行既定的工艺规程，这是产品质量、生产效率和经济效益的保证 11。 工艺规程是生产组织和管理工作 的基本依据。由工艺规程所涉及的内容可见，产品投产前原材料及毛坯的供应，通用工艺装备的准备。机床负荷的调整，专用工艺装备的设计和制造，作业计划的编排，劳动力的组织以及生产成本的核算等，都是以工艺规程作为基本依据的。 在新建或扩建工厂或车间时，只有根据生产纲领和工艺规程才能正确地确定生产所需的机床和其他设备的种类、规格和数量，车间的面积，机床的布置，生产工人的工种、等级和数量以及辅助部门的安排等。因此，工艺规程也是工厂基础建设的基本资料 12。 4 工艺装备概述 工艺装备简称“工装”，是指为实现工艺规 程所需的各种刃具、夹具、量具、模具、辅具、工位器具等的总称。使用工艺装备的目的；有的是为了制造产品所必不可少的，有的是为了保证加工的质量，有的是为了提高劳动生产率，有的则是为了改善劳动条件 13。 刀具 刀具是切削加工的主要工具之一。刀具种类繁多，形状各种各样。但就刀具的切削部分而言，均可看作车刀的演变，因此车刀是最基本的切削刀具。由于切削加工是在高温、剧烈摩擦和很大的切削力、冲击力的条件下进行，因此作为刀具材料，必须具备高的硬度、高的耐磨性、高的耐热性、足够的强度和韧性以及一定的工艺性 能等。 机床夹具 夹具是卡紧工件用的。比如机床加工时，主轴有几千转的转速，工件必须要固定好，否则工件飞出伤人后果严重。卡具设计要合理，即卡紧可靠，又要定位准确，较少误差，并保护好已加工好的表面。才能保证工件质量。夹具是机械加工不可缺少的部件 ,在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。为保证工件的加工要求，必须使工件在机床上处于准确的位置，夹具就是用来实现这一要求的。夹具的作用有四点： (1) 保证加工精度 、 (2) 提高生产率、降低成本、 (3) 扩大机床的工艺范围 、 (4) 减轻工人的劳动强度 14。 量具 量具的选择，主要应根据零件的生产类型和所要求的检验精度来选择。在冲模生产中，一般都应用通用量具，如游标卡尺、千分尺、百分表、深度尺、量规等。但对于一些要求精度较高的冲模零件，则需要采用投影仪、万能工具显微镜及三坐标测量仪等测量。有时，较精密的坐标磨床，也可以作为测量孔距和孔径之用 15。 5 总结 我国机械制造还有很长一段路要走，需要 现代制造先进设备，及 算 机辅助设计、模拟、制造一体化，机械制造 技术未来发展趋势主要是朝信息化、高速化生产与高精度化发展。 通过查阅相关资料，对支座体加工工艺的编制和夹具设计的理解，明白了机械制造加工工艺的编制对机械产品的制造是相当重要的，直接影响着机械产品的加工质量和生产效益。 参 考 文 献 1 濮良贵，纪名刚 . 机械设计 M. 第八版，北京：高等教育出版社， 2006. 2 杨可桢 . 机械设计基础 M. 第四版 ，北京：高等教育出版社， 2004. 3 徐发仁 . 机床夹具设计 M. 重庆 大学出版社， 1996. 4 肖斌 ， 焦满囤 . 高速加工的优越性及其核心技术 J. 机械工程师 ， 1999. 5 徐琏，邱宣怀 S械工业出版社， 1991. 6 吴恒文 M 重庆大学出版社， 1993. 7 江南学院等主编 . 机床夹具设计 M. 南京：机械工业出版社， 1995. 8 赵月望 M 械工业出版社， 1993. 9 巩秀长 M 东大学出版社， 1993. 10 王绍俊主编 . 机械制造工艺设计手册 M. 黑龙江：哈尔滨工业大学出版社， 1987. 11 张福润 . 机械制造工艺学 M. 武汉：华中立理工大学出版社， 1998. 12 王先逵 . 机械制造工艺学 M. 上海：上海科技出版社， 1998. 13 冯辛安，黄玉美等编著 . 机械制造装备设计 M. 北京：机械工业出版社， 1998. 14 王黎明 J1999， 11（ 4）： 9293. 15 温汝贤 . 数控铣床系统改装的接口技术 J 1996. 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： 1 本课题要研究及解决的问题 本课题主要研究支座体的加工工艺规程及夹具的设计。 具体工作要求如下： 合文献资料，仔细研究所要设计的零件图纸，并对其进行结构性分析，了解支座体的特征，编制合理的加工工艺规程。 据支座体的结构特点，设计出夹具，并选择合适的工件定位方式和恰当的夹紧方案。 解夹具的特点，选择和设计相应的定位元件和夹紧装置。 料选择。设计中对材料的选择应 该考虑成本，并且能保证零件设计的准确性，同时还要对零件在各种情况下的切削力范围、承载能力等进行计算，最终达到所设计的零件的使用要求。 2 本课题拟采用的研究手段（途径） 图书馆、因特网查阅相关资料。 通过书籍和网络查找最新的 支座体 设计的发展动向， 了解 支座体 的特点来划分加工阶段、选择合适的表面加工方法、基准选择（对粗基准和精基准进行选择）、对工序进行合理的排序 尽量在保证原来参数的基础上，采用最新的一些结构，这样才能使设计具有实用性和时代 性 。 工厂的实践毕业实习。 理论联系实际推敲修改方案。 过老师的指导。 过对相关资料和数据的理论计算和分析。 综合运用专业知识，针对现实中遇到的实际情况。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 指导教师意见 ： 1对“文献综述”的评语： 2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测： 指导教师： 年 月 日 所在专业审查意见： 负责人： 年 月 日 本科毕业设计说明书（论文） 第 页 共 页 目 录 1 绪论 1 毕业设计的目的 1 支座体工艺设计的基本情况 1 支座体的作用 1 2 零件分析 2 零件的工艺分析 2 零件的作用 2 3 工艺规程设计 3 确定毛坯的制造形式 2 基准的选择 2 工艺路线的选择 3 机械加工余量、工序尺寸以及毛坯余量的确定 5 确定切削用量及基本工时 7 4 正确选择切削用量的原则 15 粗加工时切削用量的选择原则 15 精加工时切削用量的选择原则 16 5 夹具设计 17 夹具的概述 17 定位元件的选择 19 夹紧元件的选择 19 6 组合机床设计 21 组合机床总体设计 图一卡” 21 结束语 27 致谢 28 参考文献 29 本科毕业设计说明书（论文） 第 1 页 共 29 页 1 绪论 毕业设计的目的 支座体是某企业产品中的关键零件之一，生产量比较大。为了保证产品质量，提高加工效率，需要对其加工工艺进行优化设计，并在关键工序使用组合机床或专用机床进行加工。本课题即以此为背景，要求学生根据企业生产需要和支座体零件的加工要求，首先完成零件的加工工艺规程设计，在此基础之上，选择其关键工序之一进行专用夹具及加工用组合机床设计，并完成必要的设计计算 1。 通过这样一个典型环节综合训练，达到综合训练学生运用所学知识，解决工程实际问题的能力。 支座体工艺设计的基本情况 本课题要求根据企业生产需要和支座体零件的加工要求，首先完成零件的加工工艺规程设计，在此基础之上，选择其关键工序之一进行专用夹具及加工用组合机床设计，并完成必要的设计计算。 生产纲领： 50000 件 /年。这属于大批量生产。 大批量生产中生产准备时间和终结时间较短，机动时间较长，靠提高切削速度来提高生产率效果比较明显。于是需要设计 关键工序的专用夹具 及加工用组合机床，而且夹具采用液压驱动，组合机床采用液压滑台。 工艺设计以保证质量稳定、生产可靠为原则。 对工件进行加工时，为了保证加工要求，首先要使工件相对于刀具及机床有正 确的位置，并使这个位置在加工过程中不因外力的影响而变动。为此，在进行机械加工前，首先要将工件装夹好。用夹具装夹工件有下列优点：能稳定地保证工件的加工精度；能提高劳动生产率；能扩大机床的使用范围；能降低成本 2。 支座体的作用 支座体的主要作用是利用横、纵方向上的 5(02 )使 80耳孔部有一定的弹性 ,并利用耳部的 2120 25)的螺母夹紧 ,使装在 80) 本科毕业设计说明书（论文） 第 2 页 共 29 页 2 零件分析 零件的工艺分析 支座体共有两组加工表面 ,它们互相之间有一定的位置要求 ,现分别叙述如下 :若以 80)孔为中心的加工表面。这一组加工表面包括 : 80)四个 13 20以及两个 10，螺纹 (0 2 )纵槽。主要加工表面为 80)中 80) 80)以 25 )这一组加工表面包括 21通孔和 38沉头螺栓孔以及 43沉头孔 ,螺纹 底孔和尺寸为 5(0 2 )横槽。主要加工表面为 25 )上述分析可知 ,对于以上两组加工表面 ,可以先加工其中一组 ,然后再借助于专用夹具加工另一组加工表面 ,并且保证其位置精度 3。 零件的作用 支座体的主要作用是利用横、纵两个方向上的 5(02 )槽。使尺寸为 80耳孔部有一定的弹性 ,并利用耳部的 21孔穿过 螺栓一端与 25)使装在 80) 本科毕业设计说明书（论文） 第 3 页 共 29 页 3 工艺规程设计 确定毛坯的制造形式 支座零件材料为 :机床工作过程中起支撑作用 ,所受的动载荷和交变载荷较小。由于零件的生产类型是成批或大批生产 (每月担负的工序数不低于 30 50),而且零件的轮廓尺寸不大 ,故可以采取金属型铸造成型有助于提高生产率 ,保证加 工质量 4。 基准的选择 粗基准的选择原则：按照有关粗基准的选择原则 ,当零件有不加工表面的时候 ,应该选取这些不加工的表面为粗基准；若零件有若干个不加工表面时，则应该选择加工表面要求相对相对位置精度较高的不加工表面作为粗基准。现取 外圆柱表面作为定位基准，一消除 X， Y 的转动和 X， Y 的移动四个自由度 ,再用 80)周的移动 5。 精基准的选择原则：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的时候，应该进行尺寸换算。 由于生产类型为成批生产或大批生产，故应该采用万能机床配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率，除此之外还应降低生产成本 6。 工艺路线的选择 方案一 工序 错误 !未找到引用源。 ： 毛坯锻造，退火。 工序 错误 !未找到引用源。 ： 粗镗、精镗孔 80) 工序 错误 !未找到引用源。 ： 粗铣、精铣 80) 工序 错误 !未找到引用源。 ： 镗 80) 45倒角。 工序 错误 !未找到引用源。 ： 钻 43通孔，锪 21 工序 错误 !未找到引用源。 ： 钻 20锥销底孔，粗铰、精铰 20锥销孔。 工序 错误 !未找到引用源。 ： 铣削尺寸为 50 2 工序 错误 !未找到引用源。 ： 钻削通孔 20、铰孔 25 )沉头螺 本科毕业设计说明书（论文） 第 4 页 共 29 页 栓孔 38 43 工序 错误 !未找到引用源。 ： 钻削 8 工序 错误 !未找到引用源。 ： 铣削尺寸为 50 2 工序 错误 !未找到引用源。 ： 攻螺纹 8 工序 错误 !未找到引用源。 ： 终检。 方 案二 工序 错误 !未找到引用源。 ： 毛坯锻造，退火。 工序 错误 !未找到引用源。 ： 粗铣、精铣削 80) 工序 错误 !未找到引用源。 ： 粗镗、精镗 80)孔，以及倒 2 45的倒角。 工序 错误 !未找到引用源。 ： 钻削底版上的 43通孔，锪 40沉头螺栓孔。 工序 错误 !未找到引用源。 ： 钻削锥 销孔 20削锥销孔 10 工序 错误 !未找到引用源。 ： 钻削 21通孔，扩、铰孔 25 )沉头螺栓孔 38 43 工序 错误 !未找到引用源。 ： 铣削尺寸为 50 2 工序 错误 !未找到引用源。 ： 钻削 8 工序 错误 !未找到引用源。 ： 铣削尺寸为 50 2 工序 错误 !未找到引用源。 ： 攻螺纹 8 工序 错误 !未找到引用源。 ： 终检。 方案一二比较 工艺方案路线一：本路线是先加工孔后加工平面，再以加工后的平面来加工孔。这样减少了工件因为多次装夹而带来的误差。有利于提高零件的加工尺寸精度，但是在工序中如果因铸造原因引起的圆柱 底端不平整，则容易引起 80)孔在加工过程中引偏。使 80)内孔与 圆柱的同心度受到影响，造成圆筒的局部强度不够而引起废品。工艺路线方案二则是先加工平面再加工孔。本工艺路线可以减小 80)及 本科毕业设计说明书（论文） 第 5 页 共 29 页 80)55圆筒的壁厚均匀外，还可以避免工艺路线一所留下的部分缺陷（即：工艺路线一中的工序六加工后再加工下面的工序的话，会由于工序六降低了工件的刚度，使后面的加工不能保 证加工质量和加工要求） 7。 由上述分析，工艺路线二优于工艺路线一，可以选择工艺路线二进行加工，在工艺路线二中也存在问题，粗加工和精加工放在一起也不能保证加工质量和加工要求。 方案三 工序 错误 !未找到引用源。 ： 毛坯锻造，退火。 工序 错误 !未找到引用源。 ： 粗铣、精铣 80) 工序 错误 !未找到引用源。 ： 粗镗、精镗孔 80)的内圆，镗 80) 45倒角。 工序 错误 !未找到引用源。 ： 粗铣 80) 工序 错误 !未找到引用源。 ： 钻削 80)端的 43通孔，锪沉头螺栓孔 40销孔 20 工序 错误 !未找到引用源 。 ： 钻削通孔 21沉头孔 沉头孔 38 工序 错误 !未找到引用源。 ： 锪削 43沉头螺栓孔。 工序 错误 !未找到引用源。 ： 钻削 螺纹底孔。 工序 错误 !未找到引用源。 ： 铣削尺寸为 50 2 工序 错误 !未找到引用源。 ： 精铰孔 25 ) 工序 错误 !未找到引用源。 ： 钻削 工序 错误 !未找到引用源。 ： 铣削尺寸为 50 2 工序 错误 !未找到引用源。 ： 攻螺纹 10 工序 错误 !未找到引用源。 ： 终检。 看上去此工艺路线已经没有什么问题了，也可以用了，但是这条工艺路线也存在缺陷，比如说工序四处的加工其基准的选择和定位都成问题，因为 80)且用芯轴定位的话限制的自由度也不够，会 造成不完全定位或欠定位，会影响加工精度。以及 80) 本科毕业设计说明书（论文） 第 6 页 共 29 页 可以留较小的余量给最后的珩磨，以保证表面加工质量。 机械加工余量、工序尺寸以及毛坯余量的确定 支座体零件的材料是 拉强度为 195200件的生产类型是成批或大批生产；参考 机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版）， 坯的制造方法及其工艺特点， 选择支座体零件的毛坯制造类型选择为金属型铸造成型 。由上述原始资料及加工工艺分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： 80)40140平面。保证高度尺寸 100尺寸是自由尺寸表面粗糙度值 要精加工。根据机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版）， 得：金属型铸造成型的灰铸铁加工余量等级可取 7 9级我们取 8级，加工余量 级。则可以得到 80)40140面的加工余量，可以查机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版）， 件机械加工余量，可得 机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版）， 件尺寸公差可得 80)是由上面的加工工序来看在镗孔 80)这个小端端面，而且还要考虑拔模斜度所以我们还是要对这个端面进行加工，这里我们就考虑 3的拔模斜度就有 们取 3 80)内表面，其加工长度为 100面粗糙度值 要精铰和珩磨。查机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版）， 件尺寸公差可得 铸造尺寸公差。查机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版）， 件机械加工余量，可得 加工余 量。 4个 80)需要钻底孔和锪沉头孔即可。则加工余量为：钻削 13边加工余量 2Z 13 锪沉头孔 20边加工余量 2Z 7表面 21 25 ) 38 43些内表面中有些需要多次加工才才能完成。加工余量分别为：钻削 21边加工余量 2Z 21 25 ) 21 边加工余量 2Z 13 孔到 边加工余量 2Z 本科毕业设计说明书（论文） 第 7 页 共 29 页 磨到 25 )边加工余量 2Z 38沉头孔，可以一次性锪成型，则双边加工余量 2Z 13 43沉头孔，也可以一次性加工出来，则双边加工余量 2Z 22寸为 50 2 两条槽，每一条槽都可以一次性铣削成型，则双边加工余量 2Z 5 螺纹孔，机加工车间只需要加工螺纹的底孔，攻螺纹的工作可以放在钳工室。则 底孔加工的直径为 边加工余量 2Z 边加工余量 2Z 内孔 80)级加工精度，铸件的毛坯重量约为 机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版）， 件机械加工余量可以得到内圆的单边加工余量为 Z 机械加 工工艺手册李洪主编（北京出版社出版）， 得： 珩磨加工余量：查机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版）， 得：珩磨的单边加工余量 Z 精镗加工余量：查机械加工工艺手册李洪主编， 孔、铰孔的加工余量 Z 机械加工工艺手册孟少农主编，第 2卷 得： 里取 粗镗加工余量：除珩磨的加工余量和精镗的加工余量剩下的余量都给粗镗。查机械加工工艺手册孟少农主编，第 2卷 得 们这里取 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，因此规定都有加工公差，所以规定的加工余量其实只是名义上的加工余量。实际上的加工余量有最大及最小之分。 由于本次设计规定的零件为大批大量生产，应该采用调整法加工。因此在计算最大、最小加工余 量时应该按照调整法加工方式予确定。 80)的加工余量和工序间余量及公差分布：毛坯的名义尺寸：2 75坯的最大尺寸： 坯的最小尺寸： 75 镗后最小尺寸： 2 77镗后最大尺寸： 77+镗后最小尺寸： 2 镗后最大尺寸： 磨后尺寸与零件图纸尺寸相同，即： 80) 本科毕业设计说明书（论文） 第 8 页 共 29 页 确定切削用量及基本工时 粗铣 80)大端端面 (1) 加工条件 (a)加工材料： (b)加工要求：粗铣孔 80)的大端端面。 (c)机床和夹具： 式于长三抓卡盘），用 (d)刀具：材料为 D=160=45mm,d=50=16, 10， 1 15， n 12。查机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版）， 得以上的参数。刀具耐用度 T10800s。 (2)计算切削用量 确定 80端端面最大加工余量，已知毛坯长度方向的加工余量 Z 虑 3的拔模斜度，则毛坯长度方向的加工余量 Z 是实际上此平面还要进行精铣所以不用全部加工，留 此实际大端端面的 加工余量可以按照 Z=算。可以分两次加工则每次加工的加工余量 Z 削的宽度为 140可以分两次加工， 80的小端端面在铸造时也由留了 3的拔模斜度，所以也留了加工余量 Z 3度方向的加工按照 12级计算，则取 体方向）。 确定进给量 f：查机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版）， 铣刀）的进给量，由刀具材料为 取：f=z，这里取 z 计算切削速度：查机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版）， v0 5 (3其中： 机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版）， 度改变时切削速度、切削力和切削功 本科毕业设计说明书（论文） 第 9 页 共 29 页 率修正系数，可得： ： 切削速度为 v0 5 算主轴转速： nD 160 机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版）， 式、卧式、万能）主轴转速，与 近的转速有 118r 50r 118r 取 150r 速度太大。则实际切削速度： 000 160118 查机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版）， 得： (3其中当， ee 1 3），这里 ee （ 1 3） 82 2 5 4l 140 16 118 377.6 机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版）， 立式、卧式、万能 )工作台进给量，可取 375 4375 482140 计算机床切削力：查机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版）， 计算公式，可得： (3查机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版） 件材料强度、硬度改变时切削速度、切削力、切削功率修正系数，可得 ： 本科毕业设计说明书（论文） 第 10 页 共 29 页 粗铣 80)孔小端端面 铣削机床和铣削刀具都不变、专用夹具。以 80削深度度 Z） 以一次性加工完成。查机械加工工艺手册李洪主编 （北京出版社出版） 面铣刀（面铣刀）的进给量，由刀具的材料为 以得进给量 f（ z，这里取 z。 查机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版）， 得： v0 5 (3其中： 机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版）， 度改变时切削速度、切削力和切削功率修正系数和本书的 削力及切削功率修正系数，可得： v 则 v0 5 8 0 0 2 7 5 02 4 5 22.8 m nD 160 机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版）， 式、卧式、万能）主轴转速，与 近的转速有 取 速度损失太大。 则实际切削速度为： 000 计算铣削用时： 21 其中： ）（ 25 1 3 16 114机械加工工艺手册李洪主编（北京出版 社出版）， 本科毕业设计说明书（论文） 第 11 页 共 29 页 表 床（立式、卧式、万能）工作台进给量，取： 118tjif 1118 225123 铣削小端端面的切削力：查机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版），计算公式，可得 (3查机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版） 件材料强度、硬度改变时切削速度、切削力、切削功率修正系数，可得 ： 切削时消耗的功率：查机 械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版）， 得： 7 (3其中： 机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版）， 度改变时切削速度、切削力、切削功率修正系数和表 他使用条件改变时切削速度、切削力及切削功率修正系数，可得 K K 机床切削功率为 查机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版）， 式、卧式、万能）参数，可得 床的电机总功率为 以机床的功率足够可以正常加工。 机床进给机构的强度校核：已知主切削力 N。查机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版）， 直分力、轴向力与圆周分力的比值，可得： （ z，对称铣刀铣削顺铣，水平分力 （ （ 本科毕业设计说明书（论文） 第 12 页 共 29 页 （ 则取： F F F 查取机床工作台的摩擦系数 得切削刀具在纵向进给方向对进给机 构的作用力 F （ 粗镗 80孔 选用 式镗床核专用夹具。刀具：材料为 B 16 16200mm,l 80mm,d 16r 60。参考机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版）， 定 80知毛坯厚度方向的加工余量为 Z 虑 3的拔模斜度，则厚度方向上的最大加工余量是 于后面要精镗核珩磨则加工余量不必全部加工，留给后面的精镗的加工余量 Z 磨的加工余量留 Z 加工余量可以按照 Z 工时分两次加工，每次加工的镗削余量为 Z 机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版）， 得进给量 f r，切削速度 v s。参考机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版）， 进给量 f r，切削速度 v 0.3 m s 18m 则主轴的转速 nD 75 181000 查机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版）， 得与 0 r 4r 80r 取 64r 速度损失太大。实际切削速度 :000 7580 算镗削加工工时： 21 ，其中： )32( ， 2l 303 l， 则镗削时间为： 5100 精铣 80端端面 机床和夹具： 式于长三抓卡盘），以 80 本科毕业设计说明书（论文） 第 13 页 共 29 页 内孔面为基准。刀具：材料为 D=160=45mm,d=50=16, 10， 1 15， n 12。查机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版）， 用铣刀参考几何角度和表 齿套式面铣刀。可得以上的参数。刀具耐用度 T 10800s。铣削深度 削宽度为： 140以分两次切削。去定进给量 f：查机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版） ， 铣刀）的进给量，有刀具的材料为 铣床的功率为 得：进给量分 f z，此处取 z。查机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版）， 铣刀）铣削用量可得： v s 主轴转速为： nD 160 295r 查机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版）， 式、卧式、万能）主轴转速，与 295 r 近的转速有 235 r 00 r 300 r 取 235 r 速度损失太大。则实际切削速度为 000 160300 实际进给量为： 16 300 960 查机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版）， 量，可取： 95030016950 z。 查机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版）， 得： 21 其中当 ee 1 3），这里 l 140 31 822l 25取5： 21 2950 482140 精镗 80孔 选用 簧心 轴），以孔 80具：参考机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版）， 以选择 B=12=16=80,d=12 45。刀具材料为 定进给量 , 查机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版）， 刀及切削速度， 本科毕业设计说明书（论文） 第 14 页 共 29 页 可得：进给量 f r，切削速度 v m s。参考机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版）， 进给量f r。切削速度： v m s 122.4 m 算主轴转速： v 497r 查机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版）， 得与 497 r 近的转速有 400 r r 500 r 取 400 r 速度损失太大。则实际切削速度 ：000 =123.2 m 查机械加工工艺手册李洪主编（北京出版社出版）， 削和镗削的机动时间计算，可得： nL n 21 ，其中： l 100)32( 3532 l 03 l ，则镗削时 间为： 3100 本科毕业设计说明书（论文） 第 15 页 共 29 页 4 正确选择切削用量的原则 正确、合理地选择切削用量，对提高切削效率，保证刀具耐用度，保证加工的经济性，保证加工质量，具有重要的作用 8。 粗加工时切削用量的选择原则 粗加工时加工精度与表面粗糙度要求不高 ,毛坯切削余量较大。因此，选择粗加工的切削用量时，要尽可能保证较高的单位时间金属切削量（金属切除率）及必要的刀具耐用度，以提高生产效率和降 低加工成本。金属切除率可以用下式计算： 1000中： 位时间内的金属切除量（ s）， V 切削速度（ m/s）， f 进给量（ mm/r）， 提高切削速度、增大进给量和切削深度，都能提高金属切除率。但是，在这三个因素中，影响刀具耐用度最大的是切削速度，其次是进给量，影响最小的是切削深度。所以粗加工切削用量的选择原则是：首先考虑选择一个尽可能大的切削深度（ 其次选择一个较大的进给量度 f，最后确定一个合适的切削速度 V。 选用较大的 具耐用 度显然也会下降，但要比 V 对刀具耐用度的影响小得多，因此使 V、 f、 而保证较高的金属切除率。此外，增大 大 此，根据以上原则选择粗加工切削用量对提高生产效率，减少刀具消耗，降低加工成本是比较有利的 9。 切削深度的选择 粗加工时切削深度应根据工件的加工余量和由机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的刚性来确定。在保留半精加工、精加工必要余量的前提下，应当尽量将粗加工余量一次切除。只有当总加工余量很大，一次不能切完时，应考虑分多次走 刀。 进给量的选择 粗加工时限制进给量提高的因素主要是切削力。因此，进给量应根据工艺系统的刚性和强度来确定。选择进给量时应考虑到机床进给机构的强度、刀杆尺寸、刀片厚度、工件的直径和长度等。在工艺系统的刚性和强度好的情况下，可选用大一些的进给量；在刚性和强度较差的情况下，应适当减小进给量 10。 切削速度的选择 本科毕业设计说明书（论文） 第 16 页 共 29 页 粗加工时，切削速度主要受刀具耐用度和机床功率的限制。切削深度、进给量和切削速度三者决定了切削功率，在确定切削速度时必须考虑到机床的许用功率 11。如超过 了机床的许用功率，则应适当降低切削速度。 精加工时切削用量的选择原则 精加工时加工精度和表面质量要求较粗加工高，加工余量小且均匀。因此，选择精加工的切削用量时应先考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提高生产效率。 切削深度的选择 精加工时的切削深度应根据粗加工留下的余量确定。通常希望精加工余量不要留得太大，否则，当背吃刀量较大时，切削力显著增加，影响加工质量。 进给量的选择 精加工时限制进给量提高的主要因素是表面粗糙度。进给量增大时，虽有利于断屑，但残留面积高度增大，切削力增大，表面质量下降 12。 切削速度的选择 切削速度提高时，切削变形减小，切削力有所下降，而且不会产生积屑瘤和鳞刺。一般选用切削性能高的刀具材料和合理的几何参数，尽可能提高切削速度。只有当切削速度受到工艺条件限制而不能提高时，才选用低速，以避开积屑瘤产生的范围 13。 由此可见，精加工时选用较小的背吃刀量 f，并在保证合理刀具耐用度的前提下，选取尽可能高的切削速度 V，以保证加工精度和表面质量，同时满足生产率的要求。 本科毕业设计说明书（论文） 第 17 页 共 29 页 5 夹具设计 支座体材料为 产量 5 万件。为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。本夹具用于支座体小端面的铣削加工。机床夹具是一种在金属切削机床上实现装夹任务的工艺装备，是机械加工工艺系统的一个重要组成部分 14。 夹具的概述 机床夹具的基本组成部分 (1)定位元件及定位装置 它与工件的定位基准相接处，用于确定工件在夹具中的正确位置，从而保证加工时工件相对于刀具和机床加工运动之间的相对正确位置。 (2)对刀及引导元件 这些元件的作用是保证 工件与刀具之间的正确位置，用于确定刀具在加工前正确位置的元件，称为对刀元件。用于确定刀具位置并引导刀具进行加工的
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