齿条拨叉加工工艺及夹具设计【铣斜面】【通过答辩毕业论文+CAD图纸】
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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 1 毕业设计任务书 课题名称 齿条 拨叉 加工工艺及工装设计 课题来源 生产、社会实际 二级 学院（系） 机械工程学院 专 业 机械制造与自动化专业 班 级 机制 1033 姓 名 指导教师 翁剑岳 起讫时间： 2013 年 3 月 25 日 2012 年 5 月 17 日 2 1 课题内容、明确的技术要求 “ 齿条 拨叉 加工工艺及工装设计”这一课题， 要求学生在学习轴类、箱体、异形件等典型零件加工工艺及典型夹具设计的基础上，通过某一零件的工艺文件制订及该零件某工序专用夹具设计， 加强工艺文件制订、 工艺问题的解决和专用夹具设计 能力 。 1. 工艺文件制订 通过对 零件图及生产纲领的分析， 拟定零件加工工艺路线，编制零件加工工艺过程卡，编制各机加工工序的工序卡（不 包含热处理、检验及钳工等非机加工工序），并形成规范文件。 工艺文件的制订需符合以下原则： 1) 以保证零件加工质量，达到设计图纸规定的各项技术要求为前提。 2) 工艺过程有较高的生产效率和较低的成本。 3) 充分考虑和利用现有生产条件，尽可能作到平衡生产。 4) 尽量减轻工人劳动强度，保证安全生产，创造良好、文明劳动条件。 5) 积极采用先进技术和工艺，减少材料和能源消耗，并应符合环保要求。 2. 夹具设计 针对指导老师根据工艺文件指定的加工工序，设计夹具。完成定位方案、夹紧方案等设计及相关元件的选择，并形成包含夹具总图及主要零件图在内的 夹具图纸。 夹具设计需符合以下原则： 1) 夹具设计应满足零件加工工序的精度要求； 2) 应能提高加工生产率； 3) 操作方便、省力、安全； 4) 具有一定使用寿命和较低的夹具制造成本； 5) 夹具元件应满足通用化、标准化、系列化的“三化”要求； 6) 具有良好的结构工艺性：便于制造、检验、装配、调整、维修。 拨叉 零件图见附件 3 2提交成果及具体要求（字数、图量、作品要求、软硬件数量等） 在课程设计期间，通过相关生产企业调研，相关资料及技术手册查询 完成： 1. 开题报告：具体要求及格式见附件“毕业设计开题报告（要求）”； 2. 拨叉 加工工艺文件，包括加工工艺过程卡和主要加工工序卡； 3. 拨叉加工中某铣斜面工序专用夹具 铣床夹具设计，含全套夹具技术图纸 ； 4. 工艺设计及夹具设计的设计计算说明书 ： 具体要求及格式见附件“ 毕业设计说明书（目录及要求 ）” 5. 毕业设计小结 工作量及格式 要求： 1. 独立设计各有特色；分析问题深入全面，考虑问题认真仔细；设计标准规范，图面表达完整清晰；主要图纸可用计算机绘图、但手工绘图量不少于相当于 1 张 纸的图量。 2. 开题报告、设计计算说明书、小结按规范要求撰写。 注：相关规范要求见“毕业设计说明书模板”“毕业综合实践教 学资料规范要求”“机械工程学院毕业综合实践要求”。 3毕业设计进度计划 起讫日期 工作内容 备 注 第一周 第二周 第三周 第四周 了解设计任务、熟悉课题、查阅资料、写开题报告； 零件结构和技术要求分析；零件加工工艺分析，拟定加工工艺路线；编制加工工艺过程卡、主要工序工序卡； 拟定夹具设计方案，完成夹具总体设计的夹具各元件选择及结构设计部分； 完成夹具总体设计的相关计算，确定技术要求；论证设计方案，完成草图； 4 第五周 第六周 第七周 第八周 绘制夹具工作图； 绘制夹具工作图； 撰写说明书、毕业设计小结； 完善、规范所有资料；完成答辩； 4推荐参考文献 1 李益民主编机械制造工艺设计简明手册北京：机械工业出版社， 1994 2 张耀宸主编机械加工工艺设计实用手册 北京：航空工业出版社， 1993 3 杨黎明主编机械零件设计手册 北京：国防工业出版社， 1993 4 徐灏主编机械设计手册 北京：机械工业出版社， 1991 5 李云主编机械制造工艺及设备设计指导手册 北京：机械工业出版社， 1996 6 胡家秀主编简明机械零件设计实用手册 北京：机械工业出版社， 1999 7 邹青 机械制造技术基础课程设计指导教程 吉林： 机械工业出版社 ， 2004 8 王光斗 ， 王春福 机床夹具设计手册 上海： 上海科学技术出版社 ， 9 薛源顺 机床夹具设计 北京： 机械工业出版社， 5 附 零件 图： 批量中批 毕业 设计说明书 课题名称： 齿条拨叉加工工艺及夹具设计 学生姓名 学 号 所在学院 专 业 班 级 指导教师 起讫时间： 年 月 日 年 月 日 浙江机电职业 技术学院 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图号 产品名称 齿条拨叉 零件名称 齿条拨叉 共 1 页 第 1 页 材 料 坯 种 类 铸件 毛坯外形尺寸 每毛坯可制 件 数 2 每 台 件 数 1 备注 序 号 工序 名称 工 序 内 容 车间 工段 设 备 工 艺 装 备 工 时 准终 单件 10 铸 铸造 毛坯 （ 2 件铸造在一起） 铸造 车间 一 20 退火 退火（消除内应力） 铸造 车间 一 30 车 车 55 外圆一侧端面及外圆倒角 加工 二 床 车 夹具，量具， 车 刀 40 车 掉头，车 55 外圆另外一侧端面及外圆倒角倒角 加工 二 床 车 夹具，量具， 车 刀 50 钻 扩铰 钻扩铰 30 孔底孔 0 孔，达到尺寸公差，及倒角 机加工 二 床 钻夹具，钻头 ， 铰刀 量具 60 铣 铣 侧端面 机加工 二 床 铣床 夹具， 铣刀 ，量具 70 铣 铣 外一侧端面 机加工 二 床 铣床 夹具， 铣刀 ，量具 80 粗镗 粗镗，半精镗孔 加工 二 床 镗 床 夹具， 镗 刀 ，量具 90 精镗 精镗孔 倒角 机加工 二 床 镗 床 夹具， 镗 刀 ，量具 100 铣开 把 2 件合铸在一起的拔叉铣开 机加工 二 床 铣床 夹具， 铣刀 ，量具 110 铣斜面 铣斜面 机加工 二 床 铣床 夹具， 铣刀 ，量具 120 滚齿 滚齿 加工 二 滚齿 床 滚齿 夹具， 滚齿 刀 ，量具 130 钳工 去毛刺 140 检验 检验 毕业设计开题报告 课题名称 : 齿条 拨叉 加工工艺及工装设计 二级学院（系） 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导教师 2014 年 3 月 日 1 本课题的 背景、设计 意义 、可行性分析 齿条拨叉 加工工艺及夹具设计是本人在基本完成大学的学习任务后完成的一次由理论转化为实际生产的一个过程，将我在大学期间学习到的东西全部整合到一起运用到实践当中去，使本人对自己所学的专业知识，专业技能，和专业所从事的方向有了更深层次的学习与了解，为我以后的工作 打下基础。机械加工工艺主要是实现产品的设计，保证产品质量，节约能源，降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度，加工操作，生产安全，技术检测和健全劳动组织的重要依据。然而夹具在制造系统中也是一个非常重要的组成部分，好的夹具可以提高劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本，还可以扩大机床的使用范围，而这个 齿条拨叉 的精度，材料的好坏，加工的工艺将直接影响到发动机的使用效率和寿命，所以本次设计要实现产品的设计，保证产品质量还要在保证产品加工精度的同时提高生产率，节约成本。 2课题的主要内容，构思及初步见解 ，拟采用的设计方法与手段，所需材料及设备，经费预算，预期成果等 。 （ 1） 搜集资料，了解并掌握轴加工工艺结构和工作原理。 （ 2） 确定设计大体思路，撰写开题报告，要求完成具体的设计内容及计算。 （ 3） 根据设计任务书的要求，熟悉相关软件 定设计方法及设计要点。按要求完成完整的设计计划及预期达到的结果，进行相关设计及计算。 （ 4） 对所设计夹具设计相关校核，准备相关资料。 （ 5） 对设计说明书初稿进行相关格式修改，对设计图纸并进行修改。 研究过程中的主要问题和解决的方法： 3工作进度计划 第一周：了解设计任务、熟悉课题、查阅资料、写开题报告； 第二周：零件结构和技术要求分析；零件加工工艺分析，拟定加工工艺路线；编制加工工艺过程卡、主要工序工序卡； 第三周：拟定夹具设计方案，完成夹具总体设计的夹具各元件选择及结构设计部分； 第四周：完成夹具总体设计的相关计算，确定技术要求；论证设计方案，完成草图； 第五周：绘制夹具工作图； 第六周：绘制夹具工作图； 第七周：撰写说明书、毕业设计小结； 第八周：完善、规范所有资料；完成答辩； 4参考文献 1 李益民主编机械制造工 艺设计简明手册北京：机械工业出版社， 1994 2 张耀宸主编机械加工工艺设计实用手册 北京：航空工业出版社， 1993 3 杨黎明主编机械零件设计手册 北京：国防工业出版社， 1993 4 徐灏主编机械设计手册 北京：机械工业出版社， 1991 5 李云主编机械制造工艺及设备设计指导手册 北京：机械工业出版社， 1996 6 胡家秀主编简明机械零件设计实用手册 北京：机械工业出版社， 1999 7 邹青机械制造技术基础课程设计指导教程吉林：机械 工业出版社，2004 8 王光斗，王春福机床夹具设计手册上海：上海科学技术出版社， 9 薛源顺机床夹具设计北京：机械工业出版社， 指导教师意见： 指导教师： 年 月 日 二级学院（系） 毕业设计工作委员会 意见： （盖章） 年 月 日 I 齿条拨叉加工工艺及夹具设计 摘 要 本设计是 基于齿条拨叉 零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。 汽车转向杠杆零件的主要加工表面是平面和孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证加工精度容易。因此，本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段，以保证加工精度。主要加工工序是第一个支持孔定位加工出顶平面，然后顶平面和孔的位置的孔加工工艺配套系列。在后续工序中除与顶平面定位技术和加工其他孔与平面的个体的过程。利用坐标镗削加工孔。一般整个工艺的选择。专用夹具的夹具，夹紧方式多选用 气动夹紧，夹紧可靠，机构不能自锁，因此生产效率高，适合 于大批量、流水线上加工 ， 能够满足设计要求。 关键词： 齿条拨叉类零件； 工艺 ； 夹具 ； is of of In is to of to is of in to of is in in By In of is 3 目 录 摘 要 I 1章 机械加工工艺规程设计 错误 !未定义书签。 件的分析 错误 !未定义书签。 件的作用 错误 !未定义书签。 件的工艺分析 错误 !未定义书签。 条拨叉加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 错误 !未定义书签。 和平面的加工顺序 错误 !未定义书签。 系加工方案选择 错误 !未定义书签。 条拨叉加工定位基准的选择 错误 !未定义书签。 基准的选择 错误 !未定义书签。 基准的选择 错误 !未定义书签。 条拨叉加工主要工序安排 错误 !未定义书签。 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 错误 !未定义书签。 坯种类的选择 错误 !未定义书签。 择加工设备和工艺装备 错误 !未定义书签。 床选用 错误 !未定义书签。 择刀具 错误 !未定义书签。 择量具 错误 !未定义书签。 械加工余量、工序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（机动时间） 错误 !未定义书签。 间定额计算及生产安排 错误 !未定义书签。 第 2 章 铣夹具设计 错误 !未定义书签。 究原始质料 错误 !未定义书签。 位基准的选择 错误 !未定义书签。 4 削力及夹紧分析计算 错误 !未定义书签。 差分析与计算 错误 !未定义书签。 、部件的设计与选用 错误 !未定义书签。 位销选用 错误 !未定义书签。 向键与对刀装置设计 错误 !未定义书签。 具设计及操作的简要说明 错误 !未定义书签。 总 结 错误 !未定义书签。 参考文献 错误 !未定义书签。 致 谢 错误 !未定义书签。 I 毕业 设计说明书 课题名称： 齿条拨叉加工工艺及夹具设计 学生姓名 学 号 所在学院 专 业 班 级 指导教师 起讫时间： 年 月 日 年 月 日 条拨叉加工工艺及夹具设计 摘 要 本设计是 基于 齿条拨叉 零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。 汽车转向杠杆零件的主要加工表面是平面和孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证加工精度容易。因此，本设计遵循先面后孔的原则。并将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段，以保证加工精度。主要加工工序是第一个支持孔定位加工出顶平面，然后顶平面和孔的位置的孔加工工艺配套系列。在后续工序中除与顶平面定位技术和加工其他孔与平面的个体的过程。利用坐标镗 削加工孔。一般整个工艺的选择。专用夹具的夹具，夹紧方式多选用气动夹紧，夹紧可靠，机构不能自锁，因此生产效率高，适合 于大批量、流水线上加工 ， 能够满足设计要求。 关键词： 齿条拨叉 类零件； 工艺 ； 夹具 ； is of of In is to of to is of in to of is in in By In of is 录 摘 要 1章 机械加工工艺规程设计 1 件的分析 1 件的作用 1 件的工艺分析 1 条拨叉加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 2 和平面的加工顺序 2 系加工方案选择 2 条拨叉加工定位基准的选择 3 基准的选择 3 基准的选择 3 条拨叉加工主要工序安排 3 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 5 坯种类的选择 6 择加工设备和工艺 装备 7 床选用 7 择刀具 7 择量具 8 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 8 定切削用量及基本工时（机动时间） 9 间定额计算及生产安排 19 第 2 章 铣夹具设计 22 究原始质料 22 位基准的选择 22 削力及夹紧分析计算 22 差分析与计 算 24 、部件的设计与选用 25 V 位销选用 25 向键与对刀装置设计 25 具设计及操作的简要说明 27 总 结 28 参考文献 29 致 谢 30 1 第 1 章 机械 加工工艺规程设计 件的分析 件的作用 题目给出的零件是 齿条拨叉 。 齿条拨叉 的主要作用 是保证各 安装孔 之间的中心距及平行度，并保证部件 正确安装。因此 齿条拨叉 零件的加工质量，不但直接影响的装配精度和运动精 度，而且还会影响 工作精度、使用性能和寿命。 图 零件图 件的工艺分析 由 齿条拨叉 零件图可知。 齿条拨叉 零件，它的外表面上有 4个平面需要进行加工。支承孔系在前后端面上。此外各表面上还需加工一系列孔。因此可将其分为三组加工表面。它们相互间有一定的位置要求。现分析如下： （ 1） 以 左端面 为主要加工表面的加工面。这一组加工表 面包括： 左端面 的加工；孔加工其中 左端面 有表面粗糙度要求为 （ 2） 以 右端面 为主要加工表面的加工面。这一组加工表面包括： 右 端面 的加工 ； 30的孔。 2 （ 3） 以 斜 面 为主要加工平面的加工面。 条拨叉 加工的主要问题和工艺过程设计所应采取的相应措施 由以上分析可知。该 齿条拨叉 零件的主要加工表面是平面及孔系。 一般来说，保证平面的加工精度要比保证加工精度容易。因此，对气缸，在这个过程中的主要问题是确保尺寸和孔的位置精度，应对孔与平面间的关系。 由于生产量大。如何满足的主 要考虑因素是生产力的过程中 。 和平面的加工顺序 齿条拨叉 类零件 的加工应遵循先面后孔的原则： 第一处理基准平面，圆柱，基准面定位加工其他飞机。然后，整个系统的过程。 齿条拨叉 类零件 的加工应遵循这一原则。这是因为平面面积大，平面定位可以确保可靠的定位夹持牢固，从而保证加工精度的孔很容易。其次，第一平面加工可以先切铸件表面是不均匀的。为提高精密孔加工创造条件，方便的工具，设置和调整，也有利于保护的工具。 齿条拨叉 类零件 的加工工艺应遵循的粗加工和精加工分离的原则，将孔与平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶 段，以保证加工精度 。 系加工方案选择 齿条拨叉 孔系加工方案， 应选择满足加工孔的加工方法和设备的精度要求。除了从加工精度和效率两方面考虑，它是适当的考虑经济因素。为了满足精度和生产率的要求，应选择在机床的最终价格。 根据 齿条拨叉 零件图所示的 齿条拨叉 的精度要求和生产率要求，当前应选用在组合机床上用镗模法镗孔较为适宜。 （ 1） 用镗模法镗孔 在大批量生产中， 齿条拨叉 孔系加工一般 是在组合镗床的镗模。加工孔镗夹具在设计和制造要求。当镗杆的镗套引导镗，镗模的精度直接保证钥匙孔的精度。 镗模可以大大提高系统的 刚度和抗振动。因此，可以同时与几刀过程。因此，生产效率很高。但枯燥的模具结构复杂，制造困难，成本高，而且由于镗模的制造和装配在机床夹具误差，安装误差，镗杆镗衬套磨损等原因。加工精度可通过模具钻孔获得也受到一定的限制。 （ 2） 用坐标法镗孔 在现代生产中，不仅要求产品的生产率高，而且要求能够实现大批量、多品种以及产品更新换代所需要的时间短等要求。镗模法由于镗模生产成本高，生产周期长，不大能适应这种要求，而坐标法镗孔却能适应这种要求。此外，在采用镗模法镗孔时，镗模板的加工也需要采用坐标法镗孔。 3 用坐标法镗孔，需要 将缸体孔系尺寸及公差换算成直角坐标系中的尺寸及公差，然后选用能够在直角坐标系中作精密运动的机床进行镗孔。 条拨叉 加工定位基准的选择 基准的选择 粗基准选择应当满足以下要求： （ 1） 保证各重要支承孔的加工余量均匀； （ 2） 保证装入 齿条拨叉 的零件与箱壁有一定的间隙。 为了满足上述要求，应选择的主要支承孔作为主要基准。即以 齿条拨叉 的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准。 它是前后端面距顶层近孔限制四个自由度的主要参考，然后到另一个主轴承孔定位限制第五个自由度。就像孔作为粗基准加工精度基准。因此，精细定位加工主轴承孔后，孔的加工余量必须统一。由于位置和箱体孔壁的位置是相同的核心铸出的孔等，即使津贴也间接保证孔的相对位置和箱壁。 。 基准的选择 从保证汽车连杆孔与孔之间的切换，孔与平面，平面与平面的位置。精基准的选择应能保证 齿条拨叉 在整个过程中基本上可以用基准定位的统一。从汽车换档杆零件图分析，顶面和主轴承孔平行和占地面积较大，适合用作精基准。但与平面定位只能限制三个自由度，如果典型的一面两孔定位方法的使用，能够满足整个过程基本上采用基准定位统一要求。在前端，它虽然是装配基准自动拨杆，但是 因为它和主轴承孔 齿条拨叉 垂直。如果作为精基准定位加工孔，有一些困难，夹具和夹具设计，所以不能用。 。 条拨叉 加工主要工序安排 用于零件的批量生产，总是首先产生均匀的基准。加工的第一步是加工统一的基准。具体安排第一孔定位粗后，加工顶平面。第二步是定位两个工艺孔。由于顶面处理后直到钢瓶处理已经完成，除了个人的过程，作为定位基准。因此，孔底面也应在两个工艺孔加工工艺处理。 随后的安排应遵循的粗、细、表面分离的原则的第一孔后。第一次粗加工平面，然后粗加工孔。螺纹孔多轴组合钻床的钻头，切削力大，也应在粗加工阶 段完成。对于气缸体，需要精加工是支持前孔与平面结束后。根据以上原则应该先完成加工平面加工孔，但在本装置实际生产不易保证孔和端面互相垂直的。因此，工艺方案实际上是用于精加工轴承孔，从而支持扩孔芯棒定位端处理，所以容易保证的端部的图纸上的全跳动公差。 加工工序完成以后，将工件清洗干净。清洗是在 c9080 的含 硝酸钠溶液中进行的。清洗后用压缩空气吹干净。保证零件内部杂质、铁屑、毛刺、砂粒等的残留量不大于 4 根据以上分析过程，现将 齿条拨叉 加工工艺路线确定如下： 工艺路线一： 10 铸 铸造毛坯（ 2 件铸造在一起） 20 退火 退火（消除内应力） 30 车 车 55 外圆一侧端面及外圆倒角 0 车 掉头，车 55 外圆另外一侧端面及外圆倒角倒角 0 钻 钻 30 孔 60 扩 扩 30 孔 70 铰 铰 30 孔 80 铣 铣 侧端面 90 铣 铣 外一侧端面 100 粗镗 粗镗，半精镗孔 10 精镗 精镗孔 倒角 120 铣开 把 2 件合铸在一起的拔叉铣开 130 铣斜面 铣斜面 140 滚齿 滚齿 50 钳工 去毛刺 160 检验 检验 工艺路线二： 10 铸 铸造毛坯（ 2 件铸造在一起） 20 退火 退火（消除内应力） 30 车 车 55 外圆一侧端面及外圆倒角 0 车 掉头，车 55 外圆另外一侧端面及外圆倒角倒角 0 钻扩铰 钻扩铰 30 孔 60 铣 铣 侧端面 70 铣 铣 外一侧端面 80 粗镗 粗镗，半精镗孔 0 精镗 精镗孔 倒角 100 铣开 把 2 件合铸在一起的拔叉铣开 110 铣斜面 铣斜面 120 滚齿 滚齿 30 钳工 去毛刺 5 140 检验 检验 以上加工方案大致看来合理，但通过仔细考虑，零件的技术要求及可能采取的加工手段之后，就会发现仍有问题， 方案一 钻扩铰是分开的，方案二是钻扩铰是合并在一起，这样有利于加工效率 。由于该零件是圆形的外形，如果采用铣端面的方式加工而需要专门设计对于的夹具，如果采用车床加工，可直接用三爪卡盘进行装夹，这样就减少了夹具的设计成本。 以上工艺过程详见机械加工工艺过程综合卡片。综合选择方案 二 ： 10 铸 铸造毛坯（ 2 件铸造在一起） 20 退火 退火（消除内应力） 30 车 车 55 外圆一侧端面及外圆倒角 0 车 掉头，车 55 外圆另外一侧端面及外圆倒角倒角 0 钻扩铰 钻扩铰 30 孔 60 铣 铣 侧端面 70 铣 铣 外一侧端面 80 粗镗 粗镗，半精镗孔 0 精镗 精镗孔 倒角 100 铣开 把 2 件合铸在一起的拔叉铣开 110 铣斜面 铣斜面 120 滚齿 滚齿 30 钳工 去毛刺 140 检验 检验 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “ 齿条拨叉 ”零件材 料采用灰铸铁制造。材料为 度 170 241，生产类型为大批量生产，采用铸造毛坯。 （ 1） 凸台 面的加工余量。 根据工序要求，顶面加工分粗、精铣加工。各工步余量如下： 粗铣：参照机械加工工艺手册第 1 卷表 余量值规定为 现取 表 铣平面时厚度偏差取 。 精铣：参照机械加工工艺手册表 余量值规定为 （ 2） 端 面孔 毛坯为实心，不冲孔。参照机械加工工艺手册表 确定其工序尺寸及加工余量为： 6 （ 3） 左右 端面加工余量。 根据工艺要求，前后端面分为粗铣、半精铣、半精铣、精铣加工。各工序余量如下： 粗铣：参照机械加工工艺手册第 1 卷表 加工余量规定为 现取 半精铣：参照机械加工工艺手册第 1 卷，其加工余量值取为 精铣：参照机 械加工工艺手册，其加工余量取为 铸件毛坯的基本尺寸为 ，根据机械加工工艺手册件尺寸公差等级选用 查表 得铸件尺寸公差为 坯种类的选择 零件材料为 200 铸造是液态成形的特点，适应性强等优点，适用于不同重量，不同厚度的铸件，也适用于不同的金属，特别是能制造形状复杂的铸件。考虑到在使用过程 中的作用的连接部件，其工作负荷中的分析，铸件的最终选择，使金属纤维不被切断，以保证零件的可靠性。年产量已达到一定数量的生产水平，及零件的轮廓尺寸，可用于砂型铸造，提高了生产效率，保证加工精度，降低生产成本的考虑，它应该是。 进程的数量，加工材料的消耗，在很大程度上劳动量和毛坯的选择毛坯，因此，正确的选择具有重要的技术和经济意义。根据零件的材料是 量生产的生产类型，结构形状也不是很复杂，中等大小的尺寸，技术要求不高，然后选择铸造毛坯。 绘制毛坯图 详见附图：毛坯图 7 择加工设备和工艺装备 床选用 加工 。各工序的工步数不多，成批量生产，故选用卧式车床就能满足要求。本零件外轮廓尺寸不大，精度要求属于中等要求，选用最常用的 考根据机械制造设计工工艺简明手册表 。 用 择刀具 一般选用硬质合金车刀和镗刀。加工刀具选用 的主要应用范围为普通铸铁、冷硬铸铁、高温合金的精加工和半精加工。为提高生产率及经济性 ,可选用可转位车刀 ( 8 考机械加工工艺手册（主编 孟少农），第二卷表 择量具 这一部分属于大批量生产，一般采用常规。量具的选 择方法有两种：一是测量仪器选择的不确定性；二是根据测量极限误差测量装置的选择。使用一种 即可。 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 “连接座” 零件材料为 机械加工工艺手册（以后简称工艺手册），表 种铸铁的性能比较，灰铸铁的硬度 43 269，表 铸铁的物理性能， 3，计算零件毛坯的重量约为 2 表 1械加工车间的生产性 质 生产类别 同类零件的年产量 件 重型 （零件重 2000 中型 （零件重1002000 轻型 （零件重120250 、侧面 底 面 铸孔的机械加工余量一般按浇注时位置处于顶面的机械加工余量选择。 根据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。 定切削用量及基本工时（机动时间） 工序 10： 无切削加工，无需计算 工序 20： 无切削加工，无需计算 工序 30： 车 55 外圆一侧端面及外圆倒角 机床： 车 床 选刀具为 据切削用量简明手册表 于 00表 故选刀杆尺寸 = 516 ，选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角 0V = 012 ，后角 0 = 06 ，主偏角090 ，副偏角 010 ，刃倾角 s = 0 ，刀尖圆弧半径 在一次走刀内完成，故 （ 3 f 10 根据切削加工简明实用手册可知：表 杆尺寸为 ，pa 工件直径 10 400之间时， 进给量 f =1.0 按 9）在机械制造工艺设计手册可知： f =0.7 确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表 1 30，530N 。 根据表 强度在 174 207，pa f 045 时，径向进给力： 950N 。 切削时.0，1.0， 2），故实际进给力为： 50 = （ 3 由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选 f = 用。 根据切削用量简明使用手册表 刀后刀面最大磨损量取为 车刀寿命 T = 速度0可直接有表中查出。 根据切削用量简明使用手册表 6质合金刀加工硬度 200 219pa f ，切削速度 V = 切削速度的修正系数为.0，故： 0V=tV 3 （ 3 m n =1000 =127481000 =120 （ 3 根据 0n=125 这时实际切削速度 0001000 125127 m（ 3 11 切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。 由切削用量简明使用手册表 160 245 ，pa f 切削速度 时， 切削功率的修正系数实际切削时间的功率为： = （ 3 根据表 n = ，机床主轴允许功率为 所选切削用量可在 床上进行，最后决定的切削用量为： f = n = V = 为了缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与钻孔相同 换车刀手动进给。 . 计算基本工时 3 式中 L =l +y + ， l = 由切削用量简明使用手册表 削时的入切量及超切量 y + = 则L =127 +1 = （ 3 工序 40： 掉头，车 55 外圆另外一侧端面及外圆倒角倒角 机床： 车 床 选刀具为 据切削用量简明手册表 于 00表 故选刀杆尺寸 = 516 ，选择车刀几何形状为卷屑槽带倒棱型前刀面，前角 0V = 012 ，后角 0 = 06 ，主偏角090 ，副偏角 010 ，刃倾角 s = 0 ，刀尖圆弧半径 在一次走刀内完成，故 （ 3 12 f 根据切削加工简明实用手册可知：表 杆 尺寸为 ，pa 工件直径 10 400之间时， 进给量 f =1.0 按 9）在机械制造工艺设计手册可知： f =0.7 确定的进给量尚需满足机床进给机构强度的要求，故需进行校验根据表 1 30，530N 。 根据表 强度在 174 207，pa f 045 时，径向进给力： 950N 。 切削时.0，1.0， 2），故实际进给力为： 50 = （ 3 由于切削时进给力小于机床进给机构允许的进给力，故所选 f = 用。 根据切削用量简明使用手册表 刀后刀面最大磨损量取为 车刀寿命 T = 可直接有表中查出。 根据切削用量简明使用手册表 6质合金刀加工硬度 200 219pa f ，切削速度 V = 切削速度的修正系数为.0，故： 0V=tV 3 （ 3 m n =1000 =127481000 =120 （ 3 根据 0n=125 这时实际切削速度 13 0001000 125127 m（ 3 切削时的功率可由表查出，也可按公式进行计算。 由切削用量简明使用手册表 160 245 ，pa f 切削速度 时， 切削功率的修正系数实际切削时间的功率为： = （ 3 根据表 n = ，机床主轴允许功率为 所选切削用量可在 床上进行，最后决定的切削用量为： f = n = V = 为了缩短辅助时间，取倒角时的主轴转速与钻孔相同 换车刀手动进给。 . 计算基本工时 3 式中 L =l +y + ， l = 由切削用量简明使用手册表 削时的入切量及超切量 y + = 则L =127 +1 = （ 3 工序 50：钻、扩、铰孔 。 机床：立式钻床 具：根据参照参考文献 3表 9 选高速钢锥柄麻花钻头。 钻孔 钻孔 时先采取的是钻 孔，再扩到 。 切削深度 194 进给量 f ：根据参考文献 3表 38，取 。 切削速度 V ：参照参考文献 3表 41，取 V m s 。 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 4 8 6 0 5 3 9 . 5 3 / m i 1 4 1 7 ， 按照参考文献 3表 31，取 6 3 0 / m 所以实际切削速度 v ： 3 . 1 4 1 7 6 3 0 0 . 5 6 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 切削工时 被切削层长度 l ： 42l 刀具切入长度 1l ： 1 17( 1 2 ) 1 2 0 1 5 . 9 622c t g k c t g m m m m 刀具切出长度 2l ： 12 取 2 走刀次数为 1 机动时间 1 1 4 2 6 3 0 . 2 5 m i 3 3 6 3 0j Lt 扩孔 刀具：根据参照参考文献 3表 31 选择硬质合金锥柄麻 花扩孔钻头。 片型号： 削深度 进给量 f ：根据参考文献 3表 52，取 0 f mm r 。 切削速度 V ：参照参考文献 3表 53，取 V m s 。 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 4 4 6 0 4 2 6 . 7 8 / m i 1 4 1 9 . 7 按照参考文献 3表 31，取 5 0 0 / m 所以实际切削速度 v ： 3 . 1 4 1 9 . 7 5 0 0 0 . 5 2 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0m s 切削工时 被切削层长度 l ： 42l 15 刀具切入长度 1l 有： 11 1 9 . 7 1 7( 1 2 ) 1 2 0 2 2 . 8 6 322c t g k c t g m m m m 刀具切出长度 2l ： 12 ，取 2 走刀次数为 1 机动时间 2 2 4 2 3 3 0 . 1 6 m i 6 5 0 0j Lt 铰孔 刀具：根据参照参考文献 3表 54，选择硬质合金锥柄机用铰刀。 切削深度 ，且 12D 。 进给量 f ：根据参考文献 3表 58， 取 。 切削速度 V ：参照参考文献 3表 60，取 。 机床主轴转速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 3 2 6 0 3 0 5 . 7 3 / m i 1 4 2 0 按照参考文
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