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加工 工艺 钻孔 8.5 夹具 设计 课程设计

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机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号32产品名称零件名称方套 共13 页第1 页材 料 牌 号 45毛 坯 种 类 模锻件毛坯外形尺寸 84x84x37每毛坯件数1 每 台 件 数1备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段设 备工 艺 装 备 工 时 准终 单件10模锻 模锻锻工摩擦压力机20热处理正火热处理30铣削铣A面:35mm金工X51XZ01-1440铣削铣B面:33mm金工X51XZ01-2450铣削铣53凸台金工XK5032XZ01-3960铣削左右两侧面: 80mm金工X51XZ01-40.7870铣削铣下端面:与底面26的斜角金工X51XZ01-50.3980铣削铣上侧面及与圆弧R67mm相交的台阶面:30 mm金工X51XZ01-60.7890铣削铣方槽：30mm金工X63XZ01-72.86100铣削倒角（C4和60）金工X51XZ01-80.38110钻削钻锁紧螺钉孔:90，mm金工Z525ZZ01-10.042120钻削麻花钻钻孔钻通：5x8.5mm金工Z525ZZ01-20.2130钻削用锪孔钻锪5X14mm的孔金工Z525ZZ01-30.84140钻削用深孔钻钻、绞8mm的孔金工Z525ZZ01-41.089150去毛刺去零件的毛刺去毛刺工160检验终检质检室170入库包装、搬运搬运工 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期 铣A面机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称 共13 页第2 页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工 3铣A面 毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数模锻件84x84x3711设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式铣床X511夹具编号夹具名称切削液01专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1铣A面:35mmXZ01-110031.50.05480281 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期铣B面机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称 共13 页第3 页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工4 铣B面 毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数模锻件84x84x3711设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式铣床X511夹具编号夹具名称切削液01专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1铣B面:30mmXZ01-210031.50.05480479 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期铣凸台R53圆弧面机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称 共13 页第4 页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工 5铣凸台R53圆弧面 毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数模锻件84x84x3711设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式升降台数控铣床xK50321夹具编号夹具名称切削液XZ016乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助 1铣凸台53圆弧面XZ01-380065.310.125534249 2 左右两侧面: 530-0.07mmXZ01-380065.310.125534249 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期铣左右两侧面机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称 共13 页第 5页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工6 毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数模锻件84x84x3711设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式铣床X511夹具编号夹具名称切削液01专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1铣左右两侧面80mmXZ01-459018.50.48531100.78？ 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期铣下端面机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称 共13 页第6 页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工7 铣下端面:与底面26的斜角:800-0.1 mm 毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数模锻件84x84x3711设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式铣床X511夹具编号夹具名称切削液01专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1铣下端面:与底面26的斜角:800-0.1 mmXZ01-5590200.48854170.39？ 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期铣上侧面及圆弧R67相交的台阶面机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称 共 13页第7 页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工8 铣上侧面及圆弧R67相交的台阶面 毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数模锻件84x84x3711设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式铣床X511夹具编号夹具名称切削液01专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1铣上侧面XZ01-659018.50.485100.392铣与圆弧R67相交的台阶面XZ01-659018.50.48220.12 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期铣的方槽机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称 共13 页第8 页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工 9铣的方槽 毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数模锻件84x84x3711设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式铣床X631夹具编号夹具名称切削液01专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1铣的方槽XZ01-76030.140.3301002.85 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期倒角机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称 共13 页第9 页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工 10倒角（C4和60） 毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数模锻件84x84x3711设备名称设备型号设备编号同时加工件数卧式铣床X511夹具编号夹具名称切削液01专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1倒角（C4和60）XZ01-859018.50.48480.38 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期钻90度锁紧螺钉孔机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称 共13 页第10 页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工 11钻锁紧螺钉孔:90，m 毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数模锻件84x84x3711设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z525夹具编号夹具名称切削液01专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1钻锁紧螺钉孔:90，mmZZ01-196024.120.24200.042 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期用麻花钻钻5*8.5孔钻通机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称 共13 页第 11页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工 12用麻花钻钻5*8.5孔钻通 毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数模锻件84x84x3711设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z5251夹具编号夹具名称切削液01专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1用麻花钻钻5*8.5孔钻通ZZ01-296025.60.25250.25 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期用锪孔钻锪5*14的孔钻机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称 共13 页第12 页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工 13用锪孔钻锪5*14的孔钻 毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数模锻件84x84x3711设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z5251夹具编号夹具名称切削液01专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1用锪孔钻锪5*14的孔钻ZZ01-327211.960.13251920.84 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期用深孔钻钻、绞8的孔机械加工工序卡片产品型号零件图号产品名称零件名称 共13 页第13 页车间工序号工序名称材 料 牌 号金工14 用深孔钻钻、绞8的孔 毛 坯 种 类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每 台 件 数模锻件84x84x3711设备名称设备型号设备编号同时加工件数立式钻床Z5251夹具编号夹具名称切削液01专用夹具乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时 (分)准终单件工步号工 步 内 容工 艺 装 备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时r/minm/minmm/rmm机动辅助1用深孔钻钻8的孔ZZ01-4960300.2804000.492绞8的孔ZZ01-43929.850.4802000.599 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号32产品名称零件名称方套 共13 页第1 页材 料 牌 号 45毛 坯 种 类 模锻件毛坯外形尺寸 84x84x37每毛坯件数1 每 台 件 数1备 注 工 序 号 工 名 序 称 工 序 内 容 车 间 工 段设 备工 艺 装 备 工 时 准终 单件10模锻 模锻锻工摩擦压力机20热处理正火热处理30铣削铣A面:35mm金工X51XZ01-1440铣削铣B面:33mm金工X51XZ01-2450铣削铣53凸台金工XK5032XZ01-3960铣削左右两侧面: 80mm金工X51XZ01-40.7870铣削铣下端面:与底面26的斜角金工X51XZ01-50.3980铣削铣上侧面及与圆弧R67mm相交的台阶面:30 mm金工X51XZ01-60.7890铣削铣方槽：30mm金工X63XZ01-72.86100铣削倒角（C4和60）金工X51XZ01-80.38110钻削钻锁紧螺钉孔:90，mm金工Z525ZZ01-10.042120钻削麻花钻钻孔钻通：5x8.5mm金工Z525ZZ01-20.2130钻削用锪孔钻锪5X14mm的孔金工Z525ZZ01-30.84140钻削用深孔钻钻、绞8mm的孔金工Z525ZZ01-41.089150去毛刺去零件的毛刺去毛刺工160检验终检质检室170入库包装、搬运搬运工 设 计（日 期） 校 对（日期） 审 核（日期） 标准化（日期） 会 签（日期）标记处数更改文件号签 字 日 期标记处数更改文件号签 字 日 期 沈阳理工大学学士学位论文附录二 ：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。 ANSYS软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MATLAB的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。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。King 和 Hutter提出了一种使用刚体模型的夹具-工件系统来优化夹具布局设计的方法。DeMeter也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melkote用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menassa和devries包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。Deng和melkote 提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（ GA ）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。vallapuzha在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。krishnakumar和melkote 发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。krishnakumar等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。Lai等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。Hamedi 讨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（ ANN ）和GA。人工神经网络被用来计算工件的最大弹性变形，遗传算法被用来确定最佳锁模力。Kumar建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。Kaya用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GA和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-工件的接触点。夹具元件-工件接触点的位置必须在候选位置。为一个问题涉及夹具元件-工件接触和加工负荷步骤，优化问题可以在数学上仿照如下： 这里的表示加工区域在加工当中j次步骤的最高弹性变形。其中是的平均值；是正常力在i次的接触点；是静态摩擦系数；fhi是切向力在i次的接触点；pos(i)是i次的接触点；是可选区域的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4.1 遗传算法遗传算法（ GA ）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MATLAB的直接搜索工具箱是被运用的。 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，nchg达到一个预先定义的价值ncmax ，或有多少几代氮，到达演化的指定数量上限nmax， 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。“inpolygon ”在MATLAB的功能可被用来帮助检查。4.2 有限元分析ANSYS软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，kij 是弹簧刚度在的j -次节点周围i次夹具元件，Dij 是i次夹具元件和的J -次节点周围之间的距离，ki是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ANSYS之间的互动实施如下。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ANSYS软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SQL Server数据库。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ANSYS，否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”ANSYS 命令。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。5.1 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0.3和71Gpa的杨氏模量。外廓尺寸152.4mm127mm*76.2mm.该工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0.3和杨氏模量的220的合金钢。图4 空心工件5.2 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330.94 n（切）、398.11 N （下径向）和22.84 N （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。5.3 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一般来说， 3-2-1定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=0mm截面上使用了4个定点（L1，L2 ， L3和14 ），以定位工件并限制2自由度；并且在Y=127mm的相反面上，两个压板（C1,C2）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（6673.2N）在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4.43107 N/m 和5.47107 N/m得到了正常切向刚度。5.4 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：Ps=30, Pc=0.85, Pm=0.01, Nmax=100和Ncmax=20.关于f1和的惩罚函数是这里fv可以被F1或代表。当nchg达到6时，交叉和变异的概率将分别改变成0.6和 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。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，5.6 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57.5 ，均匀变形增强了60.4 。最高夹紧力的值也减少了49.4 。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50.2 ，均匀变形量增加了52.9 ，最高夹紧力的值减少了69.6 。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GA和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。ANSYS软件包已经被用于健身价值的有限元计算。对于夹具设计优化的问题，GA和有限元分析的结合被证明是一种很有用的方法。 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、 King LS，Hutter（ 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。De Meter EC (1995) 优化机床夹具表现的Min - Max负荷模型。2、 De Meter EC (1998) 快速支持布局优化。Li B, Melkote SN (1999) 通过夹具布局优化改善工件的定位精度。3、 Li B, Melkote SN (2001) 夹具夹紧力的优化和其对工件的定位精度的影响。4、 Li B, Melkote SN (1999) 通过夹具布局优化改善工件的定位精度。5、 Li B, Melkote SN (2001) 夹具夹紧力的优化和其对工件定位精度的影响。6、 Li B, Melkote SN (2001) 最优夹具设计计算工件动态的影响。7、 Lee JD, Haynes LS (1987) 灵活装夹系统的有限元分析。8、 Menassa RJ, DeVries WR (1991) 运用优化方法在夹具设计中选择支位。9、 Cai W, Hu SJ, Yuan JX (1996) 变形金属板材的装夹的原则、算法和模拟。10、 Qin GH, Zhang WH, Zhou XL (2005) 夹具装夹方案的建模和优化设计。11、Deng HY, Melkote SN (2006) 动态稳定装夹中夹紧力最小值的确定。12、Wu NH, Chan KC (1996) 基于遗传算法的夹具优化配置方法。13、Ishikawa Y, Aoyama T(1996) 借助遗传算法对装夹条件的优化。14、Vallapuzha S, De Meter EC, Choudhuri S, et al (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、Vallapuzha S, De Meter EC, Choudhuri S, et al (2002) 夹具布局优化方法成效的调查。16、Kulankara K, Melkote SN (2000) 利用遗传算法优化加工夹具的布局。17、Kulankara K, Satyanarayana S, Melkote SN (2002) 利用遗传算法优化夹紧布局和夹紧力。18、Lai XM, Luo LJ, Lin ZQ (2004) 基于遗传算法的柔性装配夹具布局的建模与优化。19、Hamedi M (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、Kumar AS, Subramaniam V, Seow KC (2001) 采用遗传算法固定装置的概念设计。21、Kaya N (2006) 利用遗传算法优化加工夹具的定位和夹紧点。22、Zhou XL, Zhang WH, Qin GH (2005) 遗传算法用于优化夹具布局和夹紧力。23、Kaya N, ztrk F (2003) 碎片位移和摩擦接触的运用对工件夹具布局的校核。62 摘 要本次设计内容主要是机械加工工艺，工程材料应用，机床夹具设计及金属切削机床等多方面知识。方套零件的设计主要是由零件加工工艺设计，工序设计和其机床专用夹具设计组成。加工工艺设计主要对零件的作用和零件的工艺分析，设计出其毛坯结构。再由其基面粗基准和精基准的选择来制定出工艺路线，从而确定零件机械加工余量及工序尺寸和切削用量及基本工时。最后进行零件专用夹具，定位分析及基准的选择和切削力和夹紧力的计算以及定位误差分析，从而确定定位元件、加紧元件、机床链接部分和夹具体来设计出夹具。本文主要围绕方套夹具设计为中心，在分析生产零件的基础上设计制造工艺，针对方套的加工工艺确定夹具设计方案。在设计合理，符合工程实际的基础上，设计了3套夹具，并绘制夹具装配图及零件图，完成毕业设计。关键词：方套、加工工艺、夹具、夹具设计ISquare Sleeves Machining Process And Its Fixture DesignAbstractThe design content mainly by mechanical processing technology, application of engineering materials, tooling and fixture design of metal cutting machine tool and so on.Fixture design process design and fixture design of the machine tool. Process analysis of machining process design of the main role of parts and components, design the billet structure. From its base and benchmark crude benchmarks choice to develop process, so as to determine the parts machining allowance and the process dimensions and cutting parameters and the basic working hours. The last part of special fixture, positioning analysis and selection of reference and cutting force and clamping force calculation and positioning error, so as to determine the positioning element to element, machine tool, clamp to link part and fixture design. This paper mainly focuses on the sets of fixture design as the center, the design and manufacturing process based on the analysis of production parts, design scheme of the fixture for processing sleeve. On the basis of reasonable design, accord with the actual engineering, 3 sets of fixture design, fixture and assembly drawings and parts drawing, completed the graduation design. Keywords：Square Sleeve, Processing technic,Fixture , Fixture designII目 录1 绪 论11.1 概述11.2 夹具的研究意义11.3 夹具的相关研究现况11.4 本课题的主要研究内容32零件分析42.1 零件的生产类型及生产纲领42.2 零件作用分析42.3 零件的工艺分析42.4 确定毛坯的成形方法52.5 确定铸造工艺方案62.6 确定铸造工艺参数63 机械加工工艺规程设计83.1 基面的选择83.2 确定机械加工余量及工序尺寸113.3 确定切削用量及基本工时164钻8孔夹具设计294.1定位分析及基准的选择294.2切削力及夹紧力的计算294.3定位误差分析304.4定位销选用324.5夹具设计及操作的简要说明33结 论37参考文献38致 谢391 绪 论1.1 概述 在机械加工制造过程中,用来固定加工对象,使其占有正确的位置,以便接受施工、检测的装置,都可统称为“夹具”。夹具的发展历程,大约可以分为三个阶段:第一个阶段主要表现在夹具与人的结合上,这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具,使得加工过程进一步提高效率和趋于完善;第二阶段,夹具成为人与机床之间的桥梁,夹具的机能发生变化,它主要用于工件的定位和夹紧;第三阶段表现为夹具与机床的结合,夹具作为机床的一部分,成为机械加工任务的加工设备,而任务单的开工时间则根据定单下达日期、任务单计划入库日期、相关的工艺信息以及各加工单元的当前加工计划来统一决定。它主要用于保证产品的加工质量、减轻劳动强度、辅助产品检测、展示、运输等。工件的工艺分析及夹具设计是工艺工程师必备的专业素质。通过完成毕业设计，可以使设计者掌握机械加工的流程，为成为合格工艺工程师打下良好的基础15。1.2 夹具的研究意义随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度，对夹具的制造精度要求相应提高。为了适应不同行业的需要和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。夹具的通用性直接影响其经济性，采用模块、组合式的夹具系统只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，元件的功能强，使得夹具的通用性好，元件少而精，配套的费用低，经济使用才有推广的价值58。1.3 夹具的相关研究现况 近几十年来, 夹具的基本组成部分虽无明显变化, 但对夹具设计的要求却不断提高。机械加工中的工装水平往往代表一个国家的工艺水平。据统计, 在大型工业企业中, 采用的工装很多, 有的甚至多达上万种。一般生产一辆轿车大约需4000 件, 夹具及紧固件7500 件。设计每套夹具需12 小时, 制造需58 小时。这仅是一个平均数字。对于单个夹具的设计与制造, 以及中小企业的生产, 需要的时间则更长。夹具在新产品研制过程中, 对缩短研制周期起着重要作用。根据我国机械工业的现有水平, 生产准备周期一般要占整个研制周期的5070%, 而工艺装备的设计装备周期又占生产装备周期的5070%, 其中工艺装备准备周期中有7080%的时间用于夹具的设计与制造。在现代制造企业中, 夹具已成为保证产品质量, 实行全面质量管理的重要手段, 利用加工中心、坐标测量机可使零件的装卸、检测、刀具的更换自动化, 夹具及装夹已成为制造系统发展的关键。夹具的标准化、自动高效化、精密化和柔性化是夹具发展的主要趋势, 也是实现产品更新换代和老产品改造的需要。 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。在高精方面，随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度，对夹具的制造精度要求更高。高精度夹具的定位孔距精度高达5m，夹具支承面的垂直度达到0.01mm/300mm，平行度高达0.01mm/500mm。德国demmeler(戴美乐)公司制造的4m长2m宽的孔系列组合焊接夹具平台，其等高误差为0.03mm；精密平口钳的平行度和垂直度在5m以内；夹具重复安装的定位精度高达5m；瑞士EROWA柔性夹具的重复定位精度高达25m。机床夹具的精度已提高到微米级，世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然，为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。在柔性化上，机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、组合等方式 ，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等。为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大夹具的柔性化程度，改变专用夹具的不可拆结构，发展可调夹具结构，将是当前夹具发展的主要方向。 在高效方面为了提高机床的生产效率，双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间，各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电控永磁夹具，加紧和松开工件只用12秒，夹具结构简化，为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间，瑞典3R夹具仅用1分钟，即可完成线切割机床夹具的安装与校正。采用美国Jergens(杰金斯)公司的球锁装夹系统，1分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上，球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具，起到缩短停机时间，提高生产效率的作用416。1.4 本课题的主要研究内容本文在分析生产零件、确定毛坯、选择基面的基础上设计了两套制造工艺，并对这两套方案进行分析，最终得出了最佳方案，并针对方案完成夹具的设计。总体来说，本次毕业设计的主要研究内容包括以下几个方面：（1）对所给零件进行工艺分析，并建立该零件三维模型，设计该零件毛坯；（2）所给零件的工艺分析，计算、编写加工工艺，有数控工序的并编写数控代码；（3）设计1-2个工序的机床夹具，有定位分析（自由度）、夹具的定位误差计算等内容；（4）绘制各夹具的装配图及部分零件图；要求各夹具设计合理，符合工程实际；（5）撰写毕业论文。372零件分析2.1 零件的生产类型及生产纲领 生产纲领是企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。在本次毕业设计题目中，已知该零件的生产类型为大批生产。由于方套廓尺寸小，属于轻型零件。因此，该零件的年生产纲领大于5000(件/年)。2.2 零件作用分析 本次毕业设计题目的零件是方套零件，是用于其他零件的配合，要求有一定精度要求及适当刚度与强度，材料为45钢。方槽位联接结面用于呈受传递力之用。2.3 零件的工艺分析 方套零件主要有以30方孔和以8深孔为中心的两组加工表面(即孔与平面)。（1）以30方孔为中心的加工表面这组加工表面有30方孔面上顶面，凸台面53及其周围的5个直径为8.5的（直径为14的）孔面。 （2）以深孔8为中心的加工表面 有以上的分析可知，可以先加工平面，然后借助平面加工其他表面。这样子对于后续的加工，其精度要求更加容易得到保证。如下图2.1所示。 图2.1 零件图2.4 确定毛坯的成形方法方套是一种常用的零件，用来呈受传递力，材料为45钢，要求具有一定的强度。由于零件轮廓尺寸不大，形状也不复杂，在使用过程中主要承受的是传递力。并且该零件为大批生产，采用铸造生产比较合适，故可采用铸造成形。此外应尽可能选择各种已标准化、系列化的通用刀具、通用量检具及辅助工具加工及检验工件。工件毛坯如图2.2所示。图2.2 零件说明图2.5 确定锻件工艺方案 确定锻造工艺方案主要包括锻造方法确定，造型选择及分型面选择。2.5.1锻造方法的选择 零件的材料为45钢，要求有一定的强度要求，轮廓尺寸不大，且形状亦不太复杂，又属大批大料生产，做毛坯参照参考文献5第三篇第2节可采用摩擦压力机。2.5.2造型的选择 因锻件制造批量为大批生产参照参考文献5第三篇第2节，故选用摩擦压力机进行锻造。2.6 确定锻造工艺参数2.6.1加工余量的确定 按机械摩擦压力机，查参考文献9表2.2-5，查得锻件尺寸公差等级为810，加工余量等级为H，按8公差等级制造，则单侧加工余量为1mm，双侧加工余量为2mm，则可推出毛坯总尺寸。2.6.2收缩率的确定通常，45钢的收缩率为1.3%2% ，在本设计中锻件取2%的收缩率。2.6.3不锻孔的确定 为简化锻件件外形，减少型芯数量，直径小于25mm的孔均不锻出，而采用机械加工形成。2.6.4锻造圆角的确定 为防止产生锻造应力集中，锻件各表面相交处和尖角处，以R =2mm4mm圆滑过渡。3 机械加工工艺规程设计3.1 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。基面选择正确、合理，可以保证加工质量，提高生产率。否则会使加工过程出现许多问题，甚至造成零件大批量产生废品，使生产无法进行。3.1.1 粗基准的选择 对于一般的轴类零件而言，以外表面作为粗基准是合理的。对于本零件按照粗基准的选择原则，为保证不加工面和加工面的位置要求，应选择不加工面为粗基准，故此处应选择B面为粗基准铣A面，在以铣好的A面作为基准铣B面，这样符合互为基准的原则。3.1.2 精基准的选择主要考虑的是基准的重合问题。当设计与工序的基准不重合时，因该进行尺寸换算。主要以加工好的A面作为基准。3.1.3 制订工艺路线 制定工艺路线应当使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。生产纲领以确定为大批大量生产的条件下，可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。同时还应考虑经济，以降低生产成本。工艺路线方案一：工序1：模锻；工序2：热处理（正火）；工序3：铣A面；工序4：铣B面；工序5：铣凸台R53圆弧面；工序6：铣C面；工序7：铣D面；工序8：铣E面及与圆弧R67相交的台阶面；工序9：铣30的方槽；工序10：倒角；工序11：钻90度锁紧螺钉孔；工序12：用麻花钻钻58.5孔钻通；工序13：用锪孔钻锪514的孔；工序14：用深孔钻钻8的孔；工序15：绞8的孔；工序16：去毛刺；工序17：检验；工序18：入库；工艺路线方案二：工序1：模锻；工序2：热处理（正火）；工序3：铣A面；工序4：铣B面；工序5：铣凸台R53圆弧面；工序6：铣C面以及铣D面；工序7：铣E面及与圆弧R67相交的台阶面；工序8：铣30的方槽；工序9：倒角；工序10：钻90度锁紧螺钉孔；工序11：用麻花钻钻58.5孔钻通；工序12：用锪孔钻锪514的孔；工序13：用深孔钻钻 8、绞8的孔；工序14：去毛刺；工序15：检验；工序16：入库；3.1.4 工艺方案的分析上述两种方案均无原则性错误，但方案一工序太分散不利于提高加工精度及生产率，方案二比方案一工序集中减少了装夹次数有利于提高加工精度及生产率，考虑到便与装夹和提高加工精度及生产率应结合两种方案，所以确定方案为：工艺路线方案三：工序1：模锻；工序2：热处理（正火）；工序3：铣A面；工序4：铣B面；工序5：铣凸台R53圆弧面；工序6：铣C面；工序7：铣D面；工序8：铣E面及与圆弧R67相交的台阶面；工序9：铣30的方槽；工序10：倒角；工序11：钻90度锁紧螺钉孔；工序12：用麻花钻钻58.5孔钻通；工序13：用锪孔钻锪514的孔；工序14：用深孔钻钻 8、绞8的孔；工序15：去毛刺；工序16：检验；工序17：入库；加工如图3.1。图3.1 方套零件图3.2 确定机械加工余量及工序尺寸根据以上原始资料及机械加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸如下：3.2.1 铣A面根据平面的精度要求，得可用粗车达到要求精度，平面参照参考文献9，确定工序尺寸，余量为单侧余量2mm，具体工序尺寸见表3.1。表3.1工序尺寸表工 序名 称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间尺寸公差/mm经济精度/表面粗糙度/铣2H11Ra1280毛坯CT9Ra25843.2.2 铣B面根据平面的精度要求，得可用粗车达到要求精度，平面参照参考文献9，确定工序尺寸，余量为3mm；具体工序尺寸见表3.2。表3.2 工序尺寸表工 序名 称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间尺寸公差/mm经济精度/表面粗糙度/铣3H10Ra1280毛坯CT9Ra25843.2.3 铣凸台R53圆弧面根根据平面的精度要求，得可用粗车达到要求精度，平面参照参考文献9，确定工序尺寸，余量为2mm；具体工序尺寸见表3.3。表3.3工序尺寸表工 序名 称工序间余量/mm 工序间工序间尺寸/mm工序间尺寸公差/mm经济精度/表面粗糙度/铣2H11Ra12.533毛坯CT9Ra25373.2.4 铣C面（即左右两侧面）根据侧平面面的精度要求，得可用粗铣达到要求精度，平面参照参考文献9，确定工序尺寸，余量为2mm，具体工序尺寸见表3.4。表3.4工序尺寸表工 序名 称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间尺寸公差/mm经济精度/表面粗糙度/铣 2H11Ra6.380毛 坯CT9Ra25843.2.5 铣D面（即下端面）根据平面的精度要求，得可用粗铣达到要求精度，平面参照参考文献9，确定工序尺寸，余量为2mm，具体工序尺寸见表3.5。表3.5工序尺寸表工 序名 称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间尺寸公差/mm经济精度/表面粗糙度/铣2H12Ra6.375毛 坯 CT9Ra25773.2.6 铣E面（即上侧面）根据平面的精度要求，得可用粗铣达到要求精度，平面参照参考文献9，确定工序尺寸，余量为单侧余量4mm，具体工序尺寸见表3.6。表3.6工序尺寸表工 序名 称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间尺寸公差/mm经济精度/表面粗糙度/铣4H12Ra6.38毛 坯CT9Ra2543.2.7 铣与圆弧R67相交的台阶面根据平面的精度要求，得可用粗铣达到要求精度，平面参照参考文献9，确定工序尺寸，余量为2mm，具体工序尺寸见表3.7。表3.7 工序尺寸表工 序名 称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间尺寸公差/mm经济精度/表面粗糙度/铣2H8Ra6.330毛坯CT9Ra25323.2.8 铣的方槽根据平面的精度要求，得可用粗铣达到要求精度，平面参照参考文献9，确定工序尺寸，余量为2mm，具体工序尺寸见表3.8。表3.8 工序尺寸表工 序名 称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间尺寸公差/mm经济精度/表面粗糙度/铣2H8Ra6.330毛坯CT9Ra25263.2.9 倒角根据平面的精度要求，查参考文献8表4-12，得可用粗铣达到要求精度，余量为4mm。3.2.10 钻90度锁紧螺钉孔毛坯为0mm孔，8mm的孔的精度为H11(查参考文献1软件版标准公差数值），查参考文献13表5-31，确定工序尺寸及余量，具体工序尺寸见表3.9。表3.9 工序尺寸表工 序名 称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间尺寸公差/mm经济精度/表面粗糙度/钻 孔8H10Ra6.383.2.11 用麻花钻钻58.5孔钻通毛坯为0mm孔，8.5mm的孔的精度为H11(查参考文献1软件版标准公差数值)，查参考文献13表5-31，确定工序尺寸及余量，具体工序尺寸见表3.10。表3.10 工序尺寸表工 序名 称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间尺寸公差/mm经济精度/表面粗糙度/钻 孔8.5H10Ra.12 用锪孔钻锪514的孔毛坯为13mm孔，14 mm的孔的精度为H11（查参考文献1软件版标准公差数值），查参考文献13表5-31，确定工序尺寸及余量，具体工序尺寸见表3.11。表3.11 工序尺寸表工 序名 称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间尺寸公差/mm经济精度/表面粗糙度/钻 孔1H10Ra6.3143.2.13 用深孔钻钻、绞8的孔毛坯为0mm孔，8mm的孔的精度为H11（查参考文献1软件版标准公差数值），查参考文献13表5-31，确定工序尺寸及余量，具体工序尺寸见表3.12。 表3.12 工序尺寸表工 序名 称工序间余量/mm工序间工序间尺寸/mm工序间尺寸公差/mm经济精度/表面粗糙度/钻 孔7.75H12Ra257.75绞 孔0.25H10Ra6.383.3 确定切削用量及基本工时 3.3.1 铣A面（1） 选择刀具和机床 机床选择X51铣床即可，根据参考文献10，选铣刀为镶齿套式端面铣刀（高速钢）,外径为100mm，齿数z为20。每齿进给量0.04mm0.06mm ，取=0.05mm/z ；切削速度20m/min Vc 45m/min ，取Vc=30m/min；ns=1000那么： （3.1）按机床选取nw=100r/min。（2） 选择切削用量 1）确定进给量 工作台的每分钟进给量： （3.2）查参考文献8表4.237，刚好有f m=100 mm/min 故直接选用。2) 确定车刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据参考文献10表3.7，车刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm，查参考文献10表3.8，故刀具磨钝寿命T = 180min。3) 检验机床功率根据参考文献10，当工件的硬度在HBS =174207时，所选择的切削用量是可以采用的。4) 计算基本工时： （3.3）3.3.2 铣B面（1） 选择刀具和机床 机床选择X51铣床即可，根据参考文献10，选铣刀为镶齿套式端面铣刀（高速钢）,外径为100mm，齿数z为20。每齿进给量0.04mm0.06mm ，取=0.05mm/z；切削速度20m/minVc45m/min，取Vc=30m/min；ns=1000那么： （3.4）按机床选取nw=100r/min。（2）选择切削用量1）确定进给量工作台的每分钟进给量： （3.5）查参考文献8表4.237，刚好有=100 mm/min 故直接选用。2）确定车刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据参考文献10表3.7，车刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm，查参考文献10表3.8，故刀具磨钝寿命T = 180min。3）切削速度： （3.6）4）检验机床功率根据参考文献10，当工件的硬度在HBS =174207时，所选择的切削用量是可以采用的。5）计算基本工时： （3.7）3.3.3 铣凸台R53圆弧面（1） 选择刀具和机床 选用机床XK5032立式升降台数控铣床即可，根据参考文献10表1.1，铣刀为立铣刀26，L=100mm，查表取得，F=100 mm/min，N=800 r/min。 （2） 选择切削用量1）确定进给量: =100 mm/min 2）确定车刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据参考文献10表3.7，车刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm，查参考文献10表3.8，故刀具磨钝寿命T = 180min。3）切削速度： （3.8）4）检验机床功率根据参考文献10，当工件的硬度在HBS =174207时，所选择的切削用量是可以采用的。5）计算基本工时：铣刀的行程：计算出 L=2(110+120+220)=900mm （3.9）切削工时： （3.10）3.3.4 铣C面 （1）选择刀具和机床 机床选择X51立式铣床即可，根据参考文献10表3.1，铣刀选择=10mm的高速钢圆柱铣刀。齿数z为4。 （2）选择铣削用量 1）每齿进给量 查参考文献10，当使用高速钢圆柱铣刀，每齿进给量0.1mm0.15mm，取=0.12mm/z ，每转进给量f = 0.124 mm/r=0.48mm/r。 2）确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命 根据参考文献10表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm，由铣刀直径=80mm，查参考文献10表3.8，故刀具磨钝寿命T = 180min。 3）铣削速度： （3.11）按机床选取nw=590 r/min，故实际切削速度 ： （3.12） 4）检验机床功率 根据参考文献10，当工件的硬度在HBS =174207时，所选择的切削用量是可以采用的。 5）计算基本工时： （3.13）3.3.5 铣D面（1）选择刀具和机床 机床选择X51立式铣床即可，根据参考文献10表3.1，铣刀选择10的高速钢立铣刀。齿数z为4 。（2） 选择铣削用量1）每齿进给量查参考文献10，当使用高速钢立铣刀，每齿进给量0.1mm0.15mm ，取=0.12mm/z ，每转进给量f =0.124 mm/r=0.48mm/r。2）确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据参考文献10表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm，由铣刀直径=20mm，查参考文献10表3.8，故刀具磨钝寿命T = 60min。3）铣削速度： （3.14）按机床选取nw=590 r/min，故实际切削速度 ： （3.15）4）检验机床功率根据参考文献10，当工件的硬度在HBS =174207时，所选择的切削用量是可以采用的。5）计算基本工时： （3.16）3.3.6 铣E面及与圆弧R67相交的台阶面工步1：铣E面 （1） 选择刀具和机床 机床选择X51立式铣床即可，根据参考文献10表3.1，选择10mm的高速钢圆柱立铣刀，齿数z为4。（2） 选择铣削用量每转进给量f = 0.124 mm/r=0.48mm/r。（3） 选择进给量 1) 每转进给量查参考文献10，当使用高速钢圆柱铣刀时，每转进给量f =z=0.12x4 mm/r=0.48mm/r。 2）每齿进给量查参考文献10，当使用高速钢圆柱铣刀时，每齿进给量0.1mm0.15mm，取=0.12mm/z 3）确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据参考文献10表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.2mm，由铣刀直径=8mm，查参考文献10表3.8，故刀具磨钝寿命T = 60min。 4）铣削速度和每分钟进给量 （3.17）按机床选取nw=590 r/min，故实际切削速度 ： （3.18） 5）检验机床功率根据参考文献10，当工件的硬度在HBS =174207时，所选择的切削用量是可以采用的。 6）计算基本工时： （3.19） 工步2：铣与圆弧R67相交的台阶面 （1）选择刀具和机床 机床选择X51立式铣床即可，根据参考文献10表3.1，选择10mm的高速钢圆柱立铣刀，齿数z为4。 （2）选择铣削用量 每转进给量 f =0.12x4 mm/r=0.48mm/r （3）选择进给量 1）每转进给量 查参考文献10，当使用高速钢圆柱铣刀时，每转进给量f =z=0.12x4 mm/r=0.48mm/r。2）每齿进给量查参考文献10，当使用高速钢圆柱铣刀时，每齿进给量0.1mm0.15mm ，取=0.12mm/z3）确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据参考文献10表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为0.2mm，由铣刀直径=8mm，查参考文献10表3.8，故刀具磨钝寿命T = 60min。4）铣削速度和每分钟进给量 （3.20）按机床选取nw=590 r/min，故实际切削速度 ： （3.21）5）检验机床功率根据参考文献10，当工件的硬度在HBS =174207时，所选择的切削用量是可以采用的。6）计算基本工时 铣削工时： （3.22） 则总切削工时： （3.23）3.3.7 铣30的方槽 （1） 选择刀具和机床机床选择X63立式铣床即可，根据参考文献10表3.1，选择160mm 的高速钢镶齿三面刃铣刀，L=30mm，齿数z为26 。（2）选择铣削用量1）每转进给量由于加工余量不大，每转进给量f =z=0.05x26 mm/r=1.3mm/r2）每齿进给量查参考文献10，当使用选择160mm的高速钢镶齿三面刃铣刀时，每齿进给量0.04mm0.06mm，取=0.05mm/z 3）确定铣刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据参考文献10表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm，由铣刀直径=80mm，查参考文献10表3.8，故刀具磨钝寿命T = 180min。4）铣削速度和每分钟进给量切削速度20m/minvc45m/min，取vc=30m/min （3.24）按机床选取nw=60r/min故实际切削速度： （3.25）5）检验机床功率根据参考文献10，当工件的硬度在HBS =174207时，所选择的切削用量是可以采用的。6）计算基本工时： （3.26）其中: 切入 l1=20mm切出l2=10mm ,l=33mm , d=160mm3.3.8 倒角（1）选择刀具和机床 查阅参考文献9表3.18，选择铣刀10的高速钢立铣刀，齿数z为4，机床X51。（2）选择切削用量1）每转进给量由于加工余量不大，每转进给量f =0.124 mm/r=0.48mm/r2）每齿进给量查参考文献10，当使用选择铣刀10的高速钢立铣刀时，每齿进给量0.1mm0.15mm ，取=0.12mm/z 2）切削速度 （3.27）按机床选取nw=590 r/min，故实际切削速度 ： （3.28）3）确定钻头磨钝标准及刀具磨钝寿命根据参考文献10表2.12，当= 11.8mm时，钻头后刀面最大磨损量为1.4mm，故刀具磨钝寿命T =75min。4）检验机床扭矩及功率根据参考文献10表2.21，2.23，所选择的切削用量是可以采用的，即：f =0.12mm/r，=590 r/min，=18.5 m/min5）计算基本工时计算铣刀的路径L=2（l1+l2+l3+l4+l5+l6）=2（5.7+10+10+12+10+10）mm=105.4 mm则切削工时： （3.29）3.3.9 钻90度锁紧螺钉孔（1） 选择刀具和机床查阅参考文献9表3.117，选择8的高速钢沉头孔钻，机床选择Z525立式钻床。（2） 选择切削用量1）进给量f 查阅参考文献10表2.11及表2.24，并根据机床说明书取f =0.10.3mm/r。由参考文献9表4.216，得进给量f =0.20mm/r。2）切削速度 根据参考文献10表2.24，取。切削速度取vc=30m/min （3.30）按机床选取nW=960r/min，故实际切削速度 ： （3.31）3）确定铰刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据参考文献10表2.12，当= 12mm时，铰刀后刀面最大磨损量为0.9mm，故刀具磨钝寿命T =75min。因此，所选择的切削用量：f =0.20mm/r，= 960r/min，= 30m/min。4）计算基本工时： （3.32）3.3.10 用麻花钻钻58.5孔钻通（1）选择刀具和机床 查阅参考文献9表3.16，选择8.5mm硬质合金锥柄麻花钻，机床选择Z525立式钻床。 （2） 选择切削用量1）进给量f 根据参考文献10表2.7，取f = 0.1mm/r 0.13mm/r，查阅参考文献9表4.2-16，故取进给量f =0.20mm/r 2）切削速度vc切削速度取vc=30m/min （3.33）按机床选取nw=960r/min，故实际切削速度 ： （3.34）3）确定钻头磨钝标准及刀具磨钝寿命根据参考文献10表2.12，当= 9.8mm时，钻头后刀面最大磨损量为1.2mm，故刀具磨钝寿命T =75min。4）检验机床扭矩及功率根据参考文献10表2.21，2.23，所选择的切削用量是可以采用的，即： f =0.20mm/r ，=960r/min，= 25.6m/min5）计算基本工时： （3.35）其中: 切入l1=6mm，切出l2=3mm ,l=30mm。3.3.11 用锪孔钻锪514的孔（1） 选择刀具和机床查阅参考文献9表3.117，选择14的锪孔钻，机床选择Z525立式钻床。（2）选择切削用量1）进给量f查阅参考文献10表2.11及表2.24，锪孔时进给量及切削速度均为钻孔式的1/21/3 故进给量f =0.4xf钻=0.4x0.32=0.128mm/r，取f =0.13mm/r。2）切削速度根据参考文献10表2.24，切削速度取vc=40x1/3 m/min=13.33 m/min， （3.36）按机床选取nw=272r/min，故实际切削速度： （3.37）3）确定铰刀磨钝标准及刀具磨钝寿命根据参考文献10表2.12，当= 10mm时，铰刀后刀面最大磨损量为0.9mm，故刀具磨钝寿命T =75min。4）计算基本工时： （3.38）其中: 切入 l1=5mm , l=25mm 3.3.12 用深孔钻钻、绞8的孔工步1：用深孔钻钻8的孔（1）选择刀具和机床 查阅参考文献9表3.16，选择8mm硬质合金锥柄麻花钻及8的铰刀 ，机床选择Z525立式钻床。（2）选择切削用量1）进给量f查阅参考文献9表4.2-16，查得进给量f =0.20mm/r 2）切削速度根据参考文献10表2-15，根据f = 0.20mm/r和铸铁硬度为HBS = 200217，切削速度取 vc=30m/min。根据参考文献10表2.31， （3.39）按机床选取nW=960r/min，故实际切削速度： （3.40）3）确定钻头磨钝标准及刀具磨钝寿命根据参考文献10表2.12，当= 8.8mm时，钻头后刀面最大磨损量为0.8mm，故刀具磨钝寿命T = 35min。4）计算基本工时 （3.41）其中: 切入l1=10mm切出l2=4mm ,l=80mm 工步2：绞8的孔（1）选择刀具和机床查阅参考文献9表3.16，选择8mm硬质合金锥柄麻花钻及8的铰刀 ，机床选择Z525立式钻床。（2）选择切削用量1）进给量f查阅参考文献9表4.2-16，查得进给量f =2f 钻=2x0.20=0.40 mm/r 2）切削速度根据参考文献10表2-15，根据f = 0.28mm/r和铸铁硬度为HBS = 200217，切削速度取 vc=(1/2