减速机上盖套类零件知识库及工艺模板的研究【说明书+CAD】
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共21页)
编号：122383093
类型：共享资源
大小：2MB
格式：ZIP
上传时间：2021-04-19
上传人：221589****qq.com
认证信息
个人认证
李**（实名认证）
湖南
IP属地：湖南
40
积分
- 关 键 词：
-
减速
机上盖套类
零件
知识库
工艺
模板
研究
说明书
CAD
- 资源描述：
-
减速机上盖套类零件知识库及工艺模板的研究【说明书+CAD】,减速,机上盖套类,零件,知识库,工艺,模板,研究,说明书,CAD
- 内容简介：
-
盐城工学院毕业设计说明书绪论计算机辅助工艺过程设计(Computer Aided Process Planning),即 CAPP,通常指机械产品零件制造工艺过程的计算机辅助设计与文档编制。传统上CAPP是狭义的，它只面向零件，主要是机械加工工艺的设计，而且常常是车间一级，后来逐步扩充到各种专业的工艺过程设计乃至工艺信息管理。CAPP被公认为是CAD/CAM真正集成的关键，是许多先进制造系统的技术基础之一。近年来，随着计算机集成制造系统(CIMS)、并行工程(CE)、智能制造系统(IMS)、虚拟制造系统(VMS)、敏捷制造(AM)等先进制造系统的发展，无论从广度上还是从深度上，都对CAPP的发展提出了更新更高的要求。以企业已采用的工艺规程作为工艺生成的主要依据，不仅能够满足企业的资源适配的要求，与工艺人员的设计规范相一致，还可以使企业中的工艺经验得到充分利用，降低工艺人员的技术水平要求。同时，也便于CAPP系统的实现。本课题主要围绕派生式CAPP系统的工艺生成问题，研究和解决CAPP系统实用性和通用性所面临的基本问题。对于盖套类零件来说，其结构特征和工艺要求虽然并不是很复杂多样化，但是形面特征、所使用的机床、材料及热处理、精度与公差要求等，无一不是在加工过程中所应考虑的重要因素。随着计算机和通信技术在制造型企业中的应用，通过计算机进行工艺的辅助设计已成为可能， CAPP的应用将为提高工艺文件的质量，缩短生产准备周期，并为广大工艺人员从繁琐、重复的劳动中解放出来提供一条切实可行的途径。工艺过程设计是连接产品设计与制造的桥梁，是整个制造系统中的重要环节，对产品质量和制造成本具有极为重要的影响。应用CAPP技术，可以使工艺人员从繁琐重复的事务性工作中解脱出来，迅速编制出完整而详尽的工艺文件，缩短生产准备周期，提高产品制造质量，进而缩短整个产品的开发周期。从发展看，CAPP可以从根本上改变工艺过程设计的个体劳动与手工劳动性质，提高工艺设计质量，并为制定先进合理的工时定额，改善企业管理提供科学依据；同时还可以逐步实现工艺过程设计的自动化及工艺过程的规范化、标准化与优化。CAPP系统所解决的问题是企业工艺设计的全过程，并为企业的其它系统准备数据。就目前国内企业的制造环境而言，设计事后数据的管理、传输等最适宜由PDM系统来解决。CAPP包括：根据零件规范，零件特性和装配结构确定加工顺序的分类方法，应用工艺模型为每个加工单元确定经济的工作环境；评价工作站和CIM系统 内工作环境对整个生产程序的生产效率及经济性的影响。CAPP的发展情况,就其研究方法而言,基本经过了检索式、派生式、半创成式、创成式的过程。为使CAPP系统实用性、适应性更强,CAPP除继续沿着智能化、集成化、柔性化、并行化的方向发展外,还进行通学模型、非传统规划等方面的研究。为了更具实用性和灵活性，CAPP技术也不断向前发展,目前CAPP技术的发展方向存在两种趋势：一种趋势是，在原有CAPP的开发模式、体系结构框架内，结合现代计算机、信息等相关技术的进展，采用新的决策算法、发展新的功能，并已在并行、智能、分布、面向对象等方面进行着有益的尝试，这是一种技术趋势。 另一种趋势，则是跳出几十年来延续下来的CAPP传统模式，面向具体生产环境，面向实际应用，面向最基本的需求，利用成熟的技术，建立各种计算机辅助功能模块，帮助工艺人员更快、更好的完成工艺任务，意在通过广泛的实际应用促进其方展，这是一种实用化趋势。两种趋势能够更好地结合起来，推进CAPP技术快速有效地向前发展。本课题根据企业的工艺现状，对减速器等产品中的盖套类零件进行工艺分析，并规范化，标准化，建立知识框架模型，确定工艺知识结构，根据所确定的工艺知识，并建库保存。建立工艺模板时，首先调用工艺模板编制模块，根据工艺设计规则，编制典型零件的工艺规程，并以此作为工艺规程模板。使CAPP系统能够实现从现有的工艺规程中寻找到所需要的信息，并加以适当处理，以满足不同的企业对CAPP系统的具体需求。这些技术的突破性进展，有助于开发实用型CAPP系统，同时能减少系统实现的复杂系数，将CAPP推广应用向实用化方向推进一步。本文首先介绍了减速器的一般设计过程和其结构特点，根据减速器的特性，比较详细地分析了各种盖套类零件的加工特点和其加工工艺过程，述说了盖套类零件知识库的建立及其意义，并很完整地介绍了盖套类零件工艺模板的特点和建立。 1 减速器的设计为了研究减速机上盖套零件的知识库和工艺模板，有必要先对减速器的结构和其技术特点有充分的了解。因此在进行知识库和工艺模板的分析之前，应该对减速器先进行设计，这样才能对课题研究起到帮助作用。1.1减速器的总体设计原始数据:输送机工作轴上的扭矩850NM，输送机的工作轴的转速80rpm工作条件：运输机连续工作，单向动转，载荷变化不大，空载起动，减速器小批生产，使用年限10年，大修期3年，两班制工作，运输带容许速度误差为5%。1.1.1选择电动机（1）选择电动机类型按已知工作要求和条件选用Y系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。（2）确定电动机功率工作装置所需功率 （11）代入数据P=7.57kW,式中考虑锥齿轮及其轴承的效率取=0.94故电动机输出率 P= （12）电机的总效率 = （13）滚动轴承效率=0.995,齿轮传动效率=0.97,滑块联轴器效率=0.98,则=0.9950.970.98=0.923故 P=8.2kW因载荷平稳，电动机额定功率P只要略大于P即可，根据Y系列电动机技术参数选电动机的额定功率P为11kW。（3）确定电动机的转速 圆柱齿轮传动比i=35，锥齿轮传动比i=23，则总传动比 i=615，可见电动机的转速的可选范围为：n=(615)80=4801200r/min,选同步转速为1000r/min的Y系列电动机Y132M2-6，其满载转速n=970r/min。1.1.2 计算传动装置的总传动比和分配各级传动比（1）传动装置总传动比 i=12.13（2）分配传动装置各级传动比 由式 i=ii，为是锥齿轮尺寸不致过大，取传动比i=3,则齿轮的传动比i=i/i=12.13/3=4.041.1.3计算传动装置的运动和动力参数（1）各轴的转速 轴 n= n=970r/min 轴 n= n/ i=240.1r/min（2）各轴的输入功率 轴 P= P=8.20.8=8.04Kw 轴 P= P=8.040.9950.97=7.76Kw 工作轴 P= P=7.760.9950.980.94=7.11Kw（3）各轴的输入转矩 轴 T=9550=9550=79.15NM 轴 T=9550=9550=308.65NM工作轴 T=9550=9550=848.76NM电动机轴输出转矩 T=9550=9550=80.73NM将以上算得的运动和动力参数列表如下： 轴名参数电动机轴轴轴工作轴转速n（r/min）970970240.1080功率P(Kw)118.047.767.11转矩T（Nm）80.7379.15308.65848.76传动比i1.004.043.00效率0.980.970.94上面公式（11）、（12）、（13）均引自机械设计课程设计1.2 齿轮的设计计算1.2.1齿轮的材料、精度和齿数选择因传递功率不大、转速不高、材料按机械设计中表7-1选取，大小齿轮的材料都采用45钢，锻造毛坯，其中大齿轮进行正火处理，其硬度为200HBS，齿轮轴调质处理，硬度为200HBS，均用软齿面。齿轮精度用8级，轮齿面的表面粗糙度值为Ra1.6。软齿面采用闭式传动，其失效形式为点蚀，考虑齿轮传动的平稳性，齿轮的齿数宜取多些，可取z1=25，则z2=iz1=4.0425=1011.2.2 设计计算（1）设计准则： 按齿面接触疲劳强度设计，再按齿根弯曲疲劳强度校核。（2）按齿面接触疲劳强度设计 由文献14机械设计中式（7-9） d1t= =0.90 ZE=189.8 ZH=2.5 u=i=4.04, =1T1=9.55X106=9.55108.04/970=79156.7Nmm由图7-6选取材料的接触疲劳极限应力为： =580MPa =560MPa由图7-7选取材料的弯曲疲劳极限应力为： =230MPa =210MPa应力循环次数N由式（7-3）计算N1=60n1at=60970(1630010)=2.79109则 N2=N1/u=2.79109/4.04=6.9108由图7-8查得接触疲劳寿命系数ZN1=1, ZN2=1.02 由图7-9查得弯曲疲劳寿命系数YN1=1, YN2=1由表7-2查得接触疲劳安全系数SHmin=1,弯曲疲劳安全系数SFmin=1.4 又 YST=2.0,试选Kt=1.3由机械设计中式(7-1)、（7-2）求许用接触应力和许用弯曲应力： m=ZN1=580MPa H2= ZN2=571 MPa F1= YNI=328 MPa F2= YN2=300 MPa将有关值代入式（7-9），得 d1t= =52.40mm则v1=2.66m/sz1v1/100=2.6625/100=0.67m/s查图7-10得Kv=1.09；由表7-3查得KA=1.25；由表7-4查得K=1.05；取K=1，则KH=KAKVKK=1.251.091.051=1.431修正d1= d1t=52.41.03mm=53.97mmm=d1/z1=53.97/25mm=2.15mm 由表7-6取标准模数 m=2.5mm（3）计算几何尺寸d1=mZ1=2.525mm=62.5mmd2=mz2=2.5101mm=252.5mma=m(z1+z2)/2mm=157.5mmb=1X62.5mm=62.5mm 取b2=65mmb1=b2+10mm=75mm1.2.3 校核齿根弯曲疲劳强度由图7-18查得YFS1=4.2 YFS2=4.0 取Y=0.7由式（7-12）校核大小齿轮的弯曲强度=YFS1Y=4.20.7MPa=170.38MPa=170.38MPa=16.236MPa 合适1.3轴的设计计算1.3.1选择轴的材料及热处理由于减速器的传递功率不大,对其重量和尺寸也无特殊要求,故选择常用材料45钢,并进行调质处理.1.3.2初估轴径按扭矩初步估算轴的直径,查机械设计中表10-2,得C=106117,考虑到安装连轴器的轴段仅受扭矩作用,故可取C=106,则 d=C=106=21.45mm 取 dmin=25mm d= C=106=33.76mm 取dmin=35mm经检验轴的直径均能满足强度要求。轴的结构设计以及其校核过程从略。2 盖套类零件的工艺分析2.1盖套零件的功用和结构特点机器中的套筒零件，通常起支承或导向作用。因功用不同，套筒零件结构和尺寸有着很大的差别，但结构上仍有共同的特点：零件的主要表面是同轴度要求较高的内，外旋转表面；零件壁的厚度较薄容易变形；零件的长度一般大于直径等。盘盖类零件在机器中用的最多，尤其在轴系部件中，除轴和键、螺钉等连接件外几乎均属于盘套零件。盘套零件的种类繁多，常见的有轴套，轴承端盖，轴承套和传动轮等。轴套常见的有隔套和衬套两种。隔套用于轴上零件的轴向定位；衬套用于嵌入支架孔或空套在轴上回转零件的内孔，以便空在磨损后更换衬套，恢复其使用性能。轴承端盖常见的有闷盖和透盖，确定轴系部件轴向位置和密封防尘。轴承套用于和箱体支承孔相配，以便在套内安装滚动轴承。传动轮用得最多的是齿轮和皮带轮等，用于传递运动和扭矩。2.2盖套零件的技术要求套筒零件的主要表面是内孔和外圆，其主要技术要求如下：1.内孔是套筒零件起支承或导向作用的最主要表面，通常与运动着的轴，刀具或活塞相配合。内孔直径的尺寸精度一般为IT7，精密轴套有时IT6，油缸由于与其相配合的活塞上有密封圈，要求较低，一般为IT9。内孔的形状精度应控制在孔径公差以内，有些精密轴套控制在孔径公差的1/21/3，甚至更严。长的套筒除圆度要求外，还应注意圆柱度的要求。为保证零件的功用和提高其耐磨性，内孔表面粗糙度Ra值为2.50.16m,有的要求更高，表面粗糙度Ra值为0.04m。2.外圆表面一般是套筒零件的支承表面，常以过盈或过渡配合同箱体或机架上的孔相连接。外径的尺寸精度通常为IT6IT7；形状精度控制在外径公差以内；表面粗糙度Ra值为50.63m。3.内外圆之间的同轴度 孔的最终加工是将套筒装入机座后进行的，套筒内外圆的同轴度要求较低；如最终加工是在装配前完成时则要求比较高，一般为0.01mm0.05mm。 4.孔轴线与端面的垂直度 套筒的端面（包括凸缘端面）如工作中承受轴向载荷，或虽不承受载荷但在加工中是作为定位面时，端面与孔轴线的垂直度要求较高，一般为0.020.05mm。 盘套类零件的技术要求：盘套类零件一般由孔、外圆、端面和沟槽等表面组成，其中孔和外圆为主要加工表面。由于用途不同，盘套类零件的技术要求差别较大，其主要技术要求大致如下： 1.尺寸精度、形状精度和表面粗糙度：有配合要求的孔直径的尺寸公差等级一般为IT7，精密轴承套为IT6，形状公差一般应控制在孔径公差以内，精密轴承套应控制在公差的1/21/3以内，表面粗糙度Ra值为0.80.4m。 2.位置精度：内外远大多有同轴度或径向圆跳动的要求，一般为0.010.04mm；端面（包括台阶端面），如果工作中承受轴向载荷，或要求作为装配基面和定位基面的，与空轴线有垂直度或端面圆跳动的要求，一般为0.020.04mm2.3 盖套零件的材料与毛坯 套筒零件一般是用钢，铸铁，青铜或黄铜材料制成，双金属结构等，以提高使用零件如轴承等的使用寿命。 毛坯的选择与其材料,结构和尺寸等因素有关。孔径较小（d20mm）的套筒一般选用热轧或冷拉棒料，也采用实心铸件。当孔径较大时，常采用无缝钢管或带孔的铸件和锻件，大批量生产时可采用冷挤压和粉末冶金等先进的，毛坯制造工艺，既能提高生产效率又能节约金属材料。 盘套类零件的用途不同，所选用的材料也个不相同。毛坯的选择与零件的材料、结构和批量等因素有关。直径较小的盘套一般选用热轧圆钢料、圆钢料、铜棒或实心铸件；直径较大的零件通常采用带孔的锻件或铸件。大批大量生产中 ，某些盘套零件还可以采用粉末冶金件，这样既提高了生产率，同时又节约了金属材料。2.4 套筒类零件的加工特点2.4.1小直径套筒的加工特点毛坯直径小于车床主轴通孔直径直径的套筒类零件,由于 直径较小,加工若干工件时,可以选用一根长度适当的棒料,插入车床主轴孔内,用三爪卡盘夹持,逐件加工.其加工特点是:在一次装夹中将主要部分车削完毕,然后切断,车另一个端面。其工艺过程为“下料（供料）粗车端面、外圆和钻孔，接着精车内孔、外圆和端面，内外圆倒角以端面定位磨削另一端面或以孔安装在心轴上车削另端面检验。如图1：2.4.2 无台阶盘套零件的加工特点无台阶盘套零件属于大直径套筒，加工这类零件通常有两种方案：一是在单件小批量生产中，当零件的长度较短时，为了便于加工，往往加长毛坯的 长度以供装夹，其加工工艺过程与上述小直径套筒零件类似；二是在批量较大的生产中，为了节省材料，或虽然是单件小批生产，但是零件长度较长，为了避免悬伸部分过长，毛坯一般不留装夹长度。在这种情况下，外圆不可能与内孔在一次装夹车削完成。其主要工艺过程为：三爪卡盘夹持工件中间部分粗车端面，孔以及外圆的一部分，并倒角（倒角尺寸应比图纸尺寸稍大，以便内、外圆精加工之后恰好符合要求）调头，三爪卡盘夹持已加工过的外圆部分，粗车另一端面和外圆余小的部分；精加工孔和端面，并倒角（倒角尺寸亦应比图纸尺寸稍大）以孔定位安装在心轴上，精车全部外圆和另一端面，保证图纸规定的总长尺寸。如图2：2.5 盖套类零件的加工工艺分析2.5.1支架套的结构和技术要求 主孔内孔安放滚针轴承的 滚针及仪器的主轴颈；端面B止推面，要求有较细的粗糙度。外圆及孔均有阶梯，并且有横向的孔需要进行加工。外圆台阶面螺孔一般用来固定和转动摇臂，固转动要求精度比较高。所以对孔的圆度及同轴度均有较高要求。材料为轴承钢GCr15，淬火硬度HRC60。零件的非工作表面有防锈，采用烘漆。2.5.2 支架套的加工工艺工艺过程 序号 工序名称 工序内容定位与夹紧1粗车1.车端面三爪夹一头2.调头车外圆三爪夹大头2半精车1.半精车左端面，倒角及割槽夹小头2.调头车右端面，螺纹，孔割外圆槽二处并倒角夹大头3钻1.钻各端面周6向孔夹外圆2.钻径向孔3.攻丝4热处理淬火HRC60625磨外圆1.磨外圆及端面2.调头磨外圆及端面，保证该三段外圆同轴度孔可涨心轴6粗磨孔校正外圆，粗磨孔，留余量端面及外圆7检验8发兰9喷漆烘漆10磨平面磨左端面，留研磨量，平行度右端面11粗研粗研左端，表面粗糙度和平行度左端面12磨孔1.精磨孔，一次安装下磨削端面定位找正外圆2.精细磨孔及尺寸轴向压紧13精研精研左端面达到表面粗糙度左端面14检验圆度仪测圆柱度及尺寸2.5.2 支架套的加工工艺过程1.加工方法的选择 套筒零件的主要加工表面为为圆和孔。外圆表面加工根据精度要求可选择车削和磨削。孔加工方法的选择比较复杂，需要考虑零件的结构特点，孔径大小，长径比，精度和表面粗糙度要求以及生产规模等各种因素。 支架套零件，因孔精度要求高，表面粗糙度较细（Ra值0.16m）,因此最终工序采用精细磨。该孔的加工顺序为钻孔半精孔粗磨孔精磨孔精细磨孔的加工方法。2.加工阶段的划分支架套的加工工艺划分较细。淬火前为粗加工阶段。在粗加工阶段中又可以分为粗车和半精车阶段，淬火后为精加工阶段。在精加工阶段中，也可以分为两个阶段，烘漆前为精加工阶段，烘漆之后为精密加工阶段。3.保证套筒表面位置精度的方法 套筒零件的外表面间的同轴度以及端面与孔轴线的垂直度，一般均有比较高的要求。为保证要求可以采用下列方法：（1）在一次安装中完成内外圆表面及端面的全部加工。多用于村较小套的车削加工。（2）套筒主要表面加工分在几次安装中进行，先终加工孔，然后以孔为精基准，最终加工外圆。夹具结构简单，且制造和安装误差小，可保证较高的位置精度。（3）套筒主要表面加工在几次安装中进行，先终加工外圆，然后以外圆为精基准最终加工内孔。工件装夹迅速可靠，但因一般的卡盘安装误差较大，加工后位置精度较低。弱欲获得较高的同轴度，必须采用定心精度高的夹具。4.防止套筒变形的工艺措施 套筒零件的结构特点是孔壁一般较薄，加工中常因夹紧力、切削力、内应力和切削热等因素的影响而产生变形。为防止变形应注意以下几方面：（1）为减少切削和切削热的影响，粗、精加工应分开进行，以使粗加工中的变形在精加工中得到纠正。（2）减少夹紧力的影响，工艺上可以采取以下措施，改变夹紧力的方法，即径向夹紧改为轴向夹紧，如果需要径向夹紧时，应尽可能使径向夹紧力均匀。可使用过渡套或弹簧夹紧工件。或者作出工艺凸边或工艺螺纹，以减小夹紧变形。（3）热处理工序应置于粗精加工阶段之间，以便热处理引起的变形在精加工中予以纠正，以减少热处理的影响。精加工的工序余量应适当放大。2.5.3 长套筒零件加工工艺分析。长套筒零件，为保证内外圆的同轴度，加工外圆，一般与空心主轴装夹相似。双顶尖顶孔口棱边或一头夹紧一头用中心架。加工孔，与深孔的加工相同，常采用夹一头，另一端用中心架托外圆。粗加工孔采用镗削，半精加工多采用铰孔方式（浮动铰孔）。表面粗糙度Ra2.5 m。而后选用珩磨或滚压，表面粗糙度Ra.630.16m。与短套筒零件相比，其加工方法，工件的安装方式都有较大的差别，长套筒的加工方法变化不大。以某油缸的加工工艺路线为例： 工序号工序名称工序内容定位与夹紧1配料无缝钢管切断2车1.车外圆及螺纹三爪卡盘夹一端，大头顶尖顶另一端2.车端面及倒角三爪卡盘夹一端，搭中心塔架3.调头车外圆三爪卡盘夹一端，大头顶尖顶另一端34.车端面及倒角取总长（留加工余量）三爪卡盘夹一端，搭中心塔架深孔推镗1.半精推镗孔2.精推镗孔43.精铰（浮动镗刀镗孔），表面粗糙度要求一端用螺纹固定在夹具中，另一端搭中心架5滚压孔用滚压头滚压孔，要求表面粗糙度一端用螺纹固定在夹具中，另一端搭中心架6车1.车去工艺螺纹，车至尺寸，割槽软爪夹一端，以孔定位顶另一端2.镗内锥孔及车端面软爪夹一端，中心架托另一端3.调头车至尺寸软爪夹一端，以孔定位顶另一端4.镗内锥孔及车端面取总长软爪夹一端，中心架托另一端2.5.4长套筒零件加工工艺过程1钻孔 钻孔所采用的刀具为高速钢麻花钻、硬质合金钻头以及扁钻等。钻孔切削负荷大，刀具刚性差，加工出的孔质量较差。一般精度IT12，表面粗糙度Ra8020m。钻孔可作为次要孔的加工，或精度高的孔的预加工。对高速钢钻头改进刀具材料，修磨横刃以改善切削条件。采用扁钻钻孔，刀片选用装配式。原因有：（1）刀杆刚性比麻花钻好，钻孔质量比麻花钻好；（2）刀片制造简单，刃磨方便，经济性好；（3）刀片更换方便，适用于自动化机床加工；（4）便于修磨成各种形状，工艺范围广;(5)可以高速钢或硬质合金为防止和减少钻孔时的偏移,工艺上长采用以下措施:（1）钻孔前先加工端面,保证端面与钻头垂直；（2）先采用90顶角直径较大而且长度较短的钻头顶钻一个凹坑,以引导钻头钻削；（3）仔细刃磨钻头,使其切削刃对称；（4）钻小孔或深孔时应采用较小的进给量；（5）采用工件回转的钻削方式,合理排屑和切削液；2扩孔和镗孔扩孔切削深度较小,排屑容易,扩孔质量较高。加工精度一般为IT10IT11。表面粗糙度Ra值为105m。扩孔还能纠正被加工孔轴线的歪斜，常作为精加工前的准备工序，也可作为要求不高的空的最终加工工序。镗孔可作为粗加工，也可作为精加工，加工工艺范围很广。镗孔可以在车床、镗床、铣床和数控机床上进行。能获得尺寸精度为IT6IT8，表面粗糙度值Ra为30.63m。镗孔刀具受孔径的限制，一般刚性较差，躺空时易产生振动，生产率比较低。3铰孔 铰孔加工余量小，切削速度较低；绞刀刀齿数多，刚性好，制造精确，排屑和冷却润滑条件较好，铰孔后孔本身质量得到提高。尺寸精度为IT7IT9，手铰可达IT6，表面粗糙度Ra值为2.30.32m。 铰孔用于350mm直径范围中小空的加工，纠正孔位置误差能力差，孔的位置精度应由铰孔前的预加工工序保证。铰孔不宜加工短孔，深孔和断续孔。 铰孔时常出现孔径扩大和表面粗糙度较粗等缺陷，为了保证铰孔的质量，应注意以下几个方面：（一）正确选择和使用铰刀1. 正确选择铰刀直径铰刀直径的选择，首先要考虑空的尺寸及公差，然后再结合工件的材料、铰孔加工余量的大小以及切削液的使用情况等予以确定。2注意铰刀的刀刃质量为了保证铰孔后表面光洁，铰刀刃口应锋利光洁、没有缺口、裂纹、残留切削和毛刺等。3.正确安装铰刀为了保证绞刀的中心线和被加工孔中心线一致，防止出现孔径扩大或喇口现象，生产中多采用“浮动夹头”庄夹绞刀。（二） 合理选择铰孔加工余量和切削规范铰孔加工余量视孔径而定，孔径在530mm时，通常粗铰加工余量为0.150.35mm，精铰加工余量为0.040315mm，孔径较小或精度要求高的孔取小值。加工余量大小对铰孔质量有一定影响，加工余量太小时不能切除前工序加法的痕迹，同时由于刀齿不能连续切削而沿孔壁打滑使孔的表面粗糙度变粗。加工余量太大则会因切削力大、发热多引起铰刀直径及振摆的增大，从而使孔径扩大。（三）正确选择切削液铰孔时切削液对铰孔质量有显著影响。对于钢质零件的孔必须使用切削液，一般多选择乳化液，对铸铁零件的孔一般不加注切削液，为使表面粗糙度变细，也可选用煤油。4磨孔内圆磨削原理与外圆磨削一样，但内圆磨削的工作条件差，内圆磨削有以下特点：（1）砂轮直径D受到工件孔径的限制，尺寸较小，损耗快，需经常休整和更换，影响了磨削生产率。（2）磨削速度低。（3）砂轮受工件孔径和长度限制，刚性差，容易弯曲变形与振动，影响加工精度和表面粗糙度。（4）砂轮与工件接触面积大，单位面积压力小，砂轮显得硬，易发生烧伤，要采用较软的砂轮。（5）切削液不容易进入磨削区，磨屑难排除。5深孔加工由于套筒零件比较长，在工件安装时常常采用“一夹一托”方式，孔的粗加工一般选用深孔钻削或镗削，而要求较高的深孔一般可采用铰削，珩磨或者滚压等加工工艺方法。深孔加工的特点有以下几点：1.深孔加工孔的轴线容易歪斜。这是因为深孔刀具都比较细长，强度和刚度都比较差，在加工中容易发生引偏和振动。2.刀具的冷却散热条件差，切削温度升高会使刀具的耐用度降低。3.切屑排出困难，不仅会划伤已加工的表面，严重时会引起刀具崩刃甚至折断。深孔加工时，必须采取各种工艺措施去解决以上三方面的问题。例如：采取工件旋转方式以及改进刀具导向结构以减少刀具的引偏；采用压力输送切削液以冷却刀具和排出切屑；改进刀具结构以适应具有一定压力的切屑液的输入和断屑，有利于切屑的排出等。3 盖套类零件工艺知识库的研究知识库是满足工程应用系统（CAD、CAM、CIMS等）支撑环境需求的。根据其所支撑的不同系统，可分为多种知识库系统。一种工程知识库重要包括工程数据库和工程数据库的管理系统。知识库系统是一种专门存储、管理大量知识的机构。工程知识库存储了工程应用系统所需要的大量的格式化和非格式化的数据；管理系统则存储了管理工程知识库的数据，提供生成检索、修改工程数据库中数据的操作，以及对用户的设计事物进行处理，实行规定的设计约束。知识库按信息的组织方式可分为层次、网状和关系三种模型。知识库简单可分为专用知识库和共用知识库两大类。共用知识库中常包含夹具库、刀具库和设备库等，因为在生产加工中，夹具、刀具和设备并不是经常变换，因此可通过建立单一的库，可以很方便地运用在零件加工中。专用知识库主要有规则库等，不同零件的生产由于其加工工艺不同，因此有必要建立单独的知识库用来规定和限制不同零件的加工。3.1 知识库的框架盖套零件知识库系统建模框架是信息一体化服务的基础，旨在从盖套类零件建模的角度出发研究知识库系统开发方法。早期对知识库系统的研究侧重于知识的表示及推理机制，与之对应的开发技术能够用于实现一些规模较小的系统，但将其用于构造大型商业化知识库系统的努力却往往以失败而告终。这种情形与20世纪60年代软件开发所遇到的情况有相似之处：用于开发小型实验室原型系统的技术无法适用于大型商业软件的开发与维护。软件危机最终导致了软件工程方法学的建立。因此，解决知识库系统开发中所面临的问题同样需要方法学的变革。知识库系统建模框架就是这种变革的产物。鉴于派生式CAPP的工艺生成方法有很好的理论支持及良好的应用实例，特别是对于向箱体这样的复杂类零件，要实现工艺设计的自动化是很困难的事件，而采用派生式的基于实例的工艺规则方法是保证工艺设计完整性的良好手段。在另一方面考虑到特定企业产品零件类型的继承性及零件加工方法的习惯性，对于设计已有的或相似的零件加工工艺，最好是借鉴已使用过的相似的加工工艺内容，经编辑修改而成。这样既提高了工作效率，也使一些成熟的加工方法得以继承，因此在CAPP系统中采用基于实例的工艺生成方法是一种很有效的手段。当然对于大量的旋转类零件采用创成式的工艺生成方式乃是理想的工艺设计方法，该方法不但可以实现工艺设计过程的自动化，而且使CAD/CAPP/CAM的集成成为可能，特别是基于专家系统知识库的零件工艺决策模式具有很好的实用性。 3.1.1知识库的层次组织 知识库描述了一组相关模型的建立，其中每一个均与知识库系统的开发及其所处环境中的特定方面有关，包括组织、任务、主体、通信、知识及设计等模型。主要贡献及其精髓在于“知识模型”（Expertise Model）。该模型将用于求解特定任务的知识划分为三个不同的层次：领域层、推理层和任务层，分别对应着知识库系统的静态视图、功能视图和动态视图。其中领域层（Domain Layer）包含了求解问题所需的特定领域内的知识及对该领域概念的描述。构建领域层的一个重要目标就是使其尽可能多地被重用于求解各种不同的问题。推理层指明了求解问题采用的方法，包含推理步骤和领域知识在其中所起的作用。任务层则将所需求解的问题分解成子任务，并为每一个子任务确定目标，同时明确了对子任务的控制。3.1.2层次间的契合对知识库结构层次的划分使知识库的可维护性大大提高，并使知识的重用成为可能。例如，在以上模型中，领域知识与问题求解方法被明确地划分到领域层和推理层，这将有利于两种类型的重用：一方面，对特定领域的描述可以被不同的问题求解方法所重用；另一方面，问题求解方法通过定义新的领域视图可以被不同的领域所重用。但仅仅将不同层次的知识区分开还是不够的。要实现系统的重用，还需要一种有效的机制来实现各层次间的灵活配置，将相互独立的层次紧密地联系在一起，共同组成一个完整的系统。本体（Ontology）就是这一机制的核心。 “本体”是对共享概念的正规、明确的表述。20世纪90年代初期，本体成为包括知识工程、自然语言处理和知识表示在内的诸多人工智能研究团体的热门课题。其主要原因在于本体使人或机器间的交流建立在对所交流领域共识的基础上。本体在知识库系统开发中较多应用于开发领域模型，它提供了建模所需的基本词汇并说明了它们之间的关系。建立大型知识库的第一步就是设计相应的本体，这对于整个知识库的组织至关重要。 3.2 知识库的建立和表示知识库由一系列的事实和规则组成，知识不但要在知识库中简洁地表达，而且要便于使用和重构。由于CAPP系统中数据的复杂性，以及结论与结果之间的错综复杂关系，知识的表达方式仍是目前研究重点。CAPP系统的核心是工艺知识 (工艺决策规则 ) ，知识是决定系统性能是否实用的主要因素。系统采用基于关系型数据库的知识表达方式，知识以表的形式存放，规则以表中记录的形式表达。由于关系型数据库具备很好的数据管理功能及标准的数据存储结构，,从而可以保证CAPP系统有较好的可移植性和可重构性。系统中工艺知识主要由两个知识库组成：形面加工链规则库和零件整体加工工艺规则库。零件整体加工工艺规则是以成组技术为指导，从零件的整体结构出发，按零件组建立工艺集，也就是在零件整体特征编码的基础上将每组零件的主要加紧工阶段进行有序地排列集合在一起，形成若干条加工链。每个链就是一类零件的加工过程规则，该规则在数据库中同样以表中记录的形式存放，记录的前几个字段存放分组代码，后面字段存储本族零件整体加工各阶段的主要工序内容，各个形面的加工工序内容不需存放，是在工艺设计时通过形面加工知识库创成生成。设计中的知识库存放在SQL SEVER编制的数据库中，在设计中，建立了加工方法选择规则表，表中存放了常用的加工方法，这些方法都是经典的经过长期使用积累的经验，实现了对加工方法选择的智能化。建立了机床库和相应的磨、钻、铣、镗、车床库，建立了机床选择规则表，从而实现对机床调用的智能化。还建立了工序名称表、工序内容表、工艺装备表、切削用量表等。用户对这些表都可以修改。该知识库的表示框架如下图： 知识库加工规则库机 床 库工艺装备库切削用量库车床库钻床库铣床库镗床库夹具库刀具库量具库车削用量库钻削用量库铣削用量库镗削用量库 图1 知识库的表示CAPP系统中制造资源数据库的结构是以关系型数据库为基础，以若干个制造资源子数据库为核心，每个子数据库记录相应的制造资源数据。在进行工艺设计时，各个子资源数据库可设置为“选用”或“不选用”，设计过程将使用被选用的资源子数据库，从而保证工艺设计的动态性与灵活性，另一方面资源子数据库可随时新建或移植，子数据库中的数据可添加或删除，这样就保证了制造资源数据库的重构性与移植性。在知识系统中，规则库的维护应遵循以下两个原则：（1）知识库的一致性维护，即当知识库中原有规则进行修改或输入新规则时，必须排除不一致的规则，保证规则的一致性。（2）规则库的完备性维护，即对于给定的推理前提，必须保证规则库中至少有一个规则的结论与之相对应。3.3 知识库的提取知识库管理层函数直接面向应用，用于知识库管理的各项操作调用，它直接调用知识库层的各函数。知识库层函数位于知识库管理层和知识库表层之间，起到连接两层函数的纽带作用。随着应用的不断深入，系统的功能和结构都会有所变化，系统的维护就成为该系统基本定型后最经常进行的工作。要做到维护和修改方便、数据的兼容性好，必须使数据存取和逻辑操作相分离。而要做到这点其首要条件就是要分析清楚知识库管理系统的功能，知识的存取和引用机制，并在此基础上制定知识库的操作和引用函数。知识库表层函数直接实现知识在数据库的存取、查询、修改、删除等操作，它直接面向数据库，操作的对象是底层数据。具体实现时，对于每一个具体的知识库管理操作，都将其分为三层调用形式来实现，各层函数完成的功能不同。这样，当因功能或需求的改变而使知识库管理层的功能发生变动时，或者由于底层的数据操作发生变化时，如添加数据项、选用另一种数据库等，它都只影响本层的操作，而其它层不必做修改3.4 知识库的存储工艺数据指在工艺设计过程中所使用、产生的数据。从数据性质来看，它包括静态和动态两种类型。静态工艺数据主要涉及到支持工艺规划的相关信息，其可对应于工艺设计手册和已规范化的工艺规程等。静态工艺数据一般由加工材料数据、加工数据、机床数据、刀具数据、量夹具数据、标准工艺规程数据、成组分类特征数据等组成，且常采用表格、线圈、公式、图形及格式化文本等形式表示。动态工艺数据则主要指在工艺规划过程中产生的相关信息，其由大量的中间过程数据、零件图形数据、工序图形数据、最终工艺规程、NC代码等组成。 从工艺规划的方式来看，工艺数据又可划分成支持检索式、派生式、创式CAPP的工艺数据。但不管是用于何种形式的CAPP系统，相应的工艺数据不外乎是上述静态与动态数据的不同组合。在确定了知识，经验的表达方式后，知识库的建立实际上就是数据库的建立。在实际的数据库管理系统中就是不同的表的建立和关联。根据知识库的具体内容，建立不同的字段，赋予不同的属性。知识描述的方法和结构决定了知识库的完整性和维护性。在CAPP系统中知识库的设计和建立，它占有重要的地位，由于知识库中存贮着大量CAM方面的书本知识和制造专家丰富的经验知识。如何将己获得的知识转化为适当的逻辑结构和数据结构，存贮在计算机内是知识库设计和建立的主要任务，另外，在知识库的设计中必须考虑如何进行知识获取和更新如何方便地利用知识进行推理。知识库主要包括设备知识库、加工参数知识库、加工方法知识库、典型工艺知识库和技术参数查询等知识库，知识库以关系型数据库为基础，每部分由多个表来表示，可方便地增加、删除、修改和查询表中的数据。知识库发展的目标是建立大型、易维护和可重用的知识库系统。实际研究表明：知识库尽管完全达到预定目标但还有很多问题需要解决，但这些目标正在通过知识的分层、方法库的引入、本体的建立、建模工具的开发以及知识交换标准的完善而逐步得到实现。综观整个知识库系统建模框架的发展过程，知识库系统的开发将会向以所求解任务为目标的知识库组件智能拼装的方向发展，整个开发过程将逐步实现自动化，这将有赖于组件化技术和智能代理技术的进一步发展。建立知识库系统的最终目标就是以Internet为基础实现一个巨大的、虚拟的、分布式的知识仓库，它能够利用散布在Internet上的所有知识帮助使用者解决所提出的问题。知识库系统与下一代Internet的结合将促成知识化网络新时代的早日到来。 4 盖套类零件工艺模板的设计与开发本次设计就是利用上一章节的知识来完成的。设计中建立了盖套零件的工艺设计模板，再辅以典型的盖套零件的加工工艺过程作参考。本设计还建立了详细的工艺知识库。企业在应用中应根据实际情况来修改数据库，或根据本企业的工艺习惯来建立新的工艺过程库，以求得到最佳的工艺和工序安排。4.1 工艺模板的特点盖套类零件工艺模板的关键是建立完备优越的盖套零件知识库系统，而知识库则是由一系列的事实和规则组成，知识不但要在知识库中简洁地表达，而且要便于使用和重构。由于CAPP系统中数据的复杂性，以及结论与结果之间的错综复杂关系，知识的表达方式仍是目前研究重点。CAPP系统的核心是工艺知识 (工艺决策规则 ) ，知识是决定系统性能是否实用的主要因素。系统采用基于关系型数据库的知识表达方式，知识以表的形式存放，规则以表中记录的形式表达。由于关系型数据库具备很好的数据管理功能及标准的数据存储结构，,从而可以保证CAPP系统有较好的可移植性和可重构性。系统中工艺知识主要由两个知识库组成：形面加工链规则库和零件整体加工工艺规则库。零件整体加工工艺规则是以成组技术为指导，从零件的整体结构出发，按零件组建立工艺集，也就是在零件整体特征编码的基础上将每组零件的主要加紧工阶段进行有序地排列集合在一起，形成若干条加工链。每个链就是一类零件的加工过程规则，该规则在数据库中同样以表中记录的形式存放，记录的前几个字段存放分组代码，后面字段存储本族零件整体加工各阶段的主要工序内容，各个形面的加工工序内容不需存放，是在工艺设计时通过形面加工知识库创成生成。由于在关系型数据库中可方便的实现对记录的修改及记录的添加或插入，因此系统在使用过程中可以对知识库进行动态的修改和维护，调整相关内容或扩充新的规则，从而为系统的自学习功能的实现提供了条件，保证系统有广泛的适应性。工艺设计需要产品的大量原始数据,我们应用数据库技术建立有关大量的数据，包括产品基本数据库材料库、工装库、设备库、工种车间库、工时定额库、典型工步库等，这些数据库为CAPP系统提供可靠的基础数据，并由此生成或派生出其他数据库，如典型工艺库、产品工艺库、材料明细库、生产进度表等。具体的建库要求如下：1 基于企业网络,建立产品数据库；2 面向企业产品数据管理系统,所有工艺数据为其它CAX系统和MIS系统所共享；3 在工序安排上实现标准化。应用成组技术，根据零部件结构的相似性，自动查找典型工艺库中合适的典型工艺，得到产品工艺的模板；4 每一工序的工步内容,如工序内容说明、加工设备、车间、工装等，根据加工方式与工艺参数，自动决策并填充，定额工时自动计算。修改工步内容中的有关参数时，系统能自动得到相似结构产品新的工序内容和新的定额工时在机械加工中，每一种零件都有几种加工工艺方法与之相对应，根据生产的规模、零件的整体形状和轮廓尺寸、制造资源等条件，针对每一特征的加工精度、表面粗糙度以及不同材料选择和不同加工方法。这些加工方法具有一定的排列规律，呈现为一种树状结构。它是一种由节点和分支构成的图，用来描述和处理“条件”和“动作”之间的关系。节点有根节点、中节点和终节点之分。它表示一次测试或一个动作，最后拟采取的动作一般放在终节点上。树的每一个节点应是一个特征的某一个加工工序，而每一分支则是一个特征有可能采取的加工方法。例如粗加工位于树的根部，精加工位于树的多分支的冠部。从精加工的树冠追溯到粗加工的树根部是一个反向推理过程，每一个推理过程的结果形成了从树根到树冠的特征加工链。如图为外圆特征加工决策树，把决策树中的某些节点作为模糊推理中的推理选择项，采用反向设计法，即先选定该特征的最终加工方法，然后从后向前逐步选择相应预备工序，经过各个树杈节点，回溯到树的根部，最后形成该特征的加工工艺链。加工特征决策树是工艺知识的一部分，用来进行工工艺推理。（图4-1） 图4-1 外圆特征加工决策树4.2 工艺模板的建立 知识库由一系列的事实和规则组成，知识不但要在知识库中简洁地表达，而且要便于使用和重构。由于CAPP系统中数据的复杂性，以及结论与结果之间的错综复杂关系，知识的表达方式仍是目前研究重点。CAPP系统的核心是工艺知识 (工艺决策规则 ) ，知识是决定系统性能是否实用的主要因素。系统采用基于关系型数据库的知识表达方式，知识以表的形式存放，规则以表中记录的形式表达。由于关系型数据库具备很好的数据管理功能及标准的数据存储结构，,从而可以保证CAPP系统有较好的可移植性和可重构性。系统中工艺知识主要由两个知识库组成：形面加工链规则库和零件整体加工工艺规则库。零件整体加工工艺规则是以成组技术为指导，从零件的整体结构出发，按零件组建立工艺集，也就是在零件整体特征编码的基础上将每组零件的主要加紧工阶段进行有序地排列集合在一起，形成若干条加工链。每个链就是一类零件的加工过程规则，该规则在数据库中同样以表中记录的形式存放，记录的前几个字段存放分组代码，后面字段存储本族零件整体加工各阶段的主要工序内容，各个形面的加工工序内容不需存放，是在工艺设计时通过形面加工知识库创成生成。基于特征的CAPP系统为实现CAD/CAM的信息共享奠定了基础。盖套类零件的工艺特点首先是它的形面特征并不是很多，在基于特征的零件信息描述中可以把它分为主特征：外圆表面面、端面、内孔表面等；辅助特征有：键槽、小平面、花键、螺栓等。另外，盖套类零件的加工所使用的机床不是太多，但并不市不复杂，其材料及热处理种类也不多。再者，它的尺寸特征如尺寸精度、形位公差、表面质量也要求在不同的使用场合也各不相同。本文在基于特征的零件信息描述的基础上，探讨了盖套类零件的工艺过程的决策原则，并依据决策树的原理生成特征加工方法，以反向设计法形成该特征的整个加工过程即加工键。 图4-2 总体结构图工艺模板可以用 计算机语言编制而成的，通过链接数据库，可调用已有的工艺过程作参考，亦可以通过界面的下拉框来选取工艺过程制定所需的工序名称、工序内容、机床及其型号、工艺装备等。而且这些下拉框都连接着数据库，可以通过对数据库的维护来修改、添加，达到符合企业的现有生产现状。工艺模板的建立，是严格按照国标中工艺过程卡来布局整个界面的，这样可给用户一个熟悉且清晰的第一印象，一个感性的认识。提供给用户的7份工艺工程卡和12张工序卡是在实际中已取得实效的，企业可以借鉴编辑修改成自己所需的内容，运用于生产中。前面讨论的是单一特征加工链的生成，实际生产中要把不同特征拼合成一个零件，也就是最终要排出一个完整零件的加工工艺过程。 在工艺路线的安排中，先安排零件主特征的加工顺序，即调用推理机制中形成关系矩阵的决策知识以形成工艺路线的主干，然后依次插入辅助形状特征的加工工序，再考虑热处理、检验、清洗等附加工序，最终构成完整的工艺路线。这种以约束驱动的逐步扩充的方法更适于工艺设计人员的设计思路，有利于工序的优化设计及先主后次原则的展开。 各工序加工参数的确定包括各工序的加工余量、工序尺寸与公差及毛坯尺寸等。其中工序尺寸采用反向推理，通过查询工艺数据库中的加工余量计算求出；毛坯尺寸由计算加工余量的增减确定。工序尺寸公差的自动标注附以交互式完成。4.3 系统软件的设计及运行基于PDM平台的CAPP可以充分利用PDM的强大功能，实现工艺设计过程控制和并行工程。在国内许多CIMS工程中，越来越多的企业开始选择商用PDM软件作为CIMS的集成平台和并行工程的使用环境，开发基于PDM的CAPP系统必将成为一个发展趋势。该软件前台开发用delphi7.0 ，数据库用的是SQL2000，符合毕业设计任务书的要求，本软件具备以下几种功能： 可以对针对零件所进行的工序以及毛坯的特征来自动选择机床的名称和型号。 可以根据型面的名称，尺寸精度，粗糙度来自动确定加工路线（注意：所输入的数据必须要有根据否则系统回不响应） 本系统还列出了盖套类特征零件的加工工序，使得工艺人员能够得以参考。 在本系统的系统管理模块中用户可以浏览数据库，也可以在数据库维护中添加和删除数据，这样使得该系统的可扩充性能大大提高，柔性也相对的提高。 当用户在使用方面遇到困难时可以打开帮助文件，这样有助他来解决困难。 当工艺文件编写好之后，用户可以选择保存软件和打印两种方法来实现。编写此测试报告的目的是为了保证基于PDM的CAPP系统的正常运行，所以要通过测试，来发现错误和异常情况，以保证程序在以后的运行过程中尽可能的少出现故障。作为毕业设计的课题协同规划和开发， 以期能建立起基于产品数据管理的计算机辅助工艺过程规划的实际应用系统，投入到企业的实际应用中。结论工艺设计受很多因素影响和制约。不同的产品类型、制造资源、工艺习惯、工艺方法、生产类型、生产组织及管理方式，都要影响到工艺设计，到目前为止还没有一个通用性很强的CAPP系统。多模式CAPP开发工具系统为各工厂快速开发本单位实用的CAPP系统提供了基础。工艺过程设计是典型的复杂问题，包含了分析、选择、规划、优化等不同性质的各种功能要求，所涉及的范围十分广泛，用到的信息量相当庞大，又与具体的生产环境及个人经验水平密切相关。而长期以来，CA
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号