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夾具定位規(guī)劃中完整性評估和修訂 CAM實驗室，機械工程學系，伍斯特理工學院研究院，100路，伍斯特，碩士01609，美國 2004年9月14日收稿;2004年11月9日修訂;2004年11月10日發(fā)表 摘 要 幾何約束是夾具設計中最重要的考慮因素之一。確定位置的解析擬訂已發(fā)達。然而，如何分析和修改在實際夾具設計實踐過程中的一個非確定性的定位計劃尚未深入研究。在本文中，提出了一種方法來描述在限制約束下的重點夾具系統(tǒng)的幾何約束狀態(tài)。一種限制約束下狀態(tài)，如果它存在，可以識別給定定位計劃?？梢宰詣幼R別工件的所有限制約束下約束狀態(tài)的提案。這有助于改善逆差定位計劃，并為修訂提供指引，以最終實現確定性的定位。 關鍵詞：夾具設計;幾何約束;確定性定位;限制約束;過約束 1.介紹 夾具是用于制造工業(yè)進行工件牢固定位的一種機制。在零件加工過程中規(guī)劃一個關鍵的第一步，夾具設計需要，以確保定位精度和三維工件的精度。 3-2-1原則，在一般情況下，是最廣泛使用的指導原則發(fā)展的位置計劃。 V型塊和銷孔定位原則也常用。 一個加工夾具定位方案必須滿足一些要求。最基本的要求是，必須提供工件確定的位置。這種觀點指出，定位計劃生產的確定位置，工件不能移動，而至少有一個定位不會失去聯系。這一直是夾具設計的最根本的準則之一，許多研究人員關于幾何約束狀態(tài)的研究表明，工件在任何定位計劃分為以下三個類別： 1、良好的約束（確定性）：工件在一個獨特的位置進行配合，工件表面與6個定位器取得聯系。 2、限制約束：不完全約束工件的自由度。 3、過約束：工件自由度超過6定位的制約。 在1985年,淺田[1]提出了滿秩為準則雅可比矩陣的約束方程,基于分析形成了調研后,確定定位。周等[2]在1989年制定了在確定性定位問題上使用螺旋理論。結果表明,定位矩陣的定位需要壓力滿秩達到確定的位置。該方法的確定通過無數的研究。王等[3]考慮定位工件的接觸的影響，而采用點接觸面積。他們介紹了接觸矩陣，并指出，兩個接觸的機構不應該有平等的，但在接觸點曲率相反。卡爾森[4]認為，可能沒有足夠的應用，如一些不是非棱柱的表面或相對誤差近似的非小線性。他提出一個二階泰勒展開，其中也考慮到定位誤差相互作用。馬林和費雷拉[5]應用周對3-2-1的位置擬訂，制定若干按照規(guī)則的規(guī)劃。盡管眾多的位置上的確定分析研究很少注意非確定性分析的位置。 在淺田的擬定方案中,他們假設工件夾具元件和點之間的聯絡無阻力。理想的位置q*,而應放置工件表面和分片，可微函數是gi(見圖1)。 表面函數定義為:gi(q*)=0是確定的,應該有一個獨一無二的解決方案為下列所有定位方程組。 gi(q)=0,i=1,2,...,n (1) 其中n是定位器的位置與方向,代表了工件的定位和方向。 只有考慮到目標位置q*附近在處: 淺田表明 (2) hi是幾何函數的雅可比矩陣，矩陣式所示（3）。確定定位 如果雅可比矩陣滿秩，可滿足要求。 (2)只有q=q*一個解決辦法 (3) 在1個3-2-1定位計劃中，一個約束方程的雅可比矩陣的滿秩的約束狀態(tài)如表1所示。如果定位是小于6，工件是限制約束的，即存在至少有一個工件自由定位議案不受限制的。如果矩陣滿秩，但定位大于6定位，工件是過約束，這表明存在至少一個定位等;而幾何約束工件被刪除不影響的狀態(tài)。找出一個模型除了3-2-1,可以建立基準框架提取等效的定位點。胡等[6]已經發(fā)展出一種系統(tǒng)的方法,對這個用途。因此,這則能適用于所有的定位方案。 圖1 .夾具系統(tǒng)模型。 表1 等級 數量的定位 地位 <6 - Under-constrained =6 =6 Well-constrained =6 >6 Over-constrained 康等[7]遵循這些方法和他們實施制定的幾何約束分析模塊其自動化的計算機輔助夾具設計的核查制度。他們的CAFDV系統(tǒng)可以計算出雅可比矩陣和它的排名來確定定位的完整性。它也可以分析工件的位移和靈敏度定位錯誤。熊等人[8]提出的等級檢查方法的定位矩陣WL(見附件)。他們還介紹了左/右邊的定位矩陣廣義逆理論,分析了工件的幾何誤差。結果表明,定位及發(fā)展方向誤差ΔX和位置誤差Δr的工件定位相關如下: Under-constrained:ΔX=WLΔr, (4) Well-constrained :ΔX=(WTLWL)-1WLTΔr, (5) Over-constrained:ΔX=WLT(WTLWL)-1Δr+(I6*6-WLT(WTLWL)-1WL)λ, (6) λ是任意一個向量。 他們還介紹了從這些矩陣的幾個指標，評價定位配置，其次是通過約束非線性規(guī)劃的優(yōu)化。然而，他們的研究分析，不涉及非確定性定位的修訂。目前，還沒有就如何處理與提供確定的位置的夾具設計系統(tǒng)的研究。 2.定位完整性評價 如果不確定性的位置達到夾具系統(tǒng)設計的要求，設計師知道約束狀態(tài)是什么，以如何改善設計是非常重要的條件。如果夾具系統(tǒng)是過度約束，是理想定位需要的不必要的信息。而下約束時，所有有關知識約束工件的議案，可以引導設計師選擇額外的定位或使得修改定位計劃更有效。的總體戰(zhàn)略定位計劃表征幾何約束的狀態(tài)描述圖 2。 在本文中,定位矩陣秩的幾何約束的施加評價狀態(tài)(見附件為獲得的定位矩陣)。確定需要六個定位器定位提供矩陣的滿秩定位WL: 如圖3所示,在給定的定位器數量n,定位法向量[ai,bi,ci]和定位的位置[xi,yi,zi] 每一個定位器,i=1,2,.....,n,n*6定位矩陣可以確定如下: （7） 當等級（WL）=6，n=6時，是工件良好約束。 當等級（WL）=6，n>6時;是工件過約束。 這意味著（n-6）有不必要的定位在定位方案上。工件將不存在限制（n-6）定位器。這種狀態(tài)的數學表示方法,那就是（n-6）在定位向量矩陣,可表示為線性組合的其他六行向量。 圖2 幾何約束狀態(tài)描述 圖3一個簡化的定位方案。 定位方案，提供了確定性的位置。發(fā)達國家的算法使用下列方法確定不必要的定位： 1、找到所有的（n-6）組合定位的。 2、為每個組合,從（n-6）定位器確定定位方案。 3、重新計算矩陣秩的定位為左六個定位器。 4、如果等級不變,被刪除的(n-6)定位器是負責過約束狀態(tài)。 這種方法可能會產生多種解決方案，并要求設計師來決定哪一套不必要的定位應該被刪除以最佳定位性能。 當等級（WL）<6,工件的限制約束。 參考文獻 [1] Asada H, By AB.。自動重構夾具的柔性裝配夾具的運動學分析。 IEEE J機器人autom1985; 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Then, we design the dimension of the blank and instrument process a margin of the part according to part character and the harshness of each face .Finally, I design the handicrafts route picture of the shift forks, work out the fastening motion scheme being workpiece's turn , draw up clamp assembling picture. As far as my individual be concerned, I want to knowing the general productive technology of machine part , consolidating and deepening the knowledge of basic course and specialized course what I have already learned , integrates theory with practice, and improve the ability to solve problems, what’s more , striking the basis for the future work and the following course’s studying . 遼寧工程技術大學課程設計 VI 目 錄 一 、 零 件 的 工 藝 分 析 ............................................................1 二 .機 械 加 工 工 藝 設 計 ..........................................................2 1、 確 定 生 產 類 型 .................................2 2、 確 定 毛 坯 .....................................2 2.1、 確 定 毛 坯 種 類 ： ..........................2 2.2、 確 定 鍛 件 加 工 余 量 及 形 狀 ： ................2 三 、 工 藝 規(guī) 程 設 計 ...............................................................4 3.1 選 擇 定 位 基 準 ： ..............................4 3.2 制 定 工 藝 路 線 : ...............................4 3.3 表 面 加 工 方 法 的 確 定 ..........................5 3.4 加 工 階 段 的 劃 分 ..............................5 3.5 工 序 順 序 的 安 排 ..............................5 3.6 確 定 工 藝 路 線 ................................6 四 .機 械 加 工 余 量 、 工 序 尺 寸 及 公 差 的 確 定 ..........................7 4.1 鉆 鉸 Φ 8 絲 孔 的 工 序 尺 寸 ......................7 4.1.1.鉆 Φ 5 絲 孔 ， 以 φ 25 軸 線 為 基 準 。 ........7 4.2.2 鉆 孔 工 步 ...............................7 4.3 時 間 定 額 的 計 算 ： ............................7 4.4 其 它 時 間 計 算 ................................8 五 、 夾 具 設 計 ......................................................................9 5.1 夾 具 選 擇 ....................................9 5.1.1 問 題 的 提 出 .............................9 5.1.2 夾 具 設 計 ..............................10 5.2、 定 位 誤 差 分 析 ..............................10 5.3、 夾 具 設 計 及 操 作 的 簡 要 說 明 ..................11 六 .參 考 文 獻 ......................................................................12 遼寧工程技術大學課程設計 VII 十字軸機械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設計: 序言 機 械 制 造 工 藝 學 課 程 設 計 是 我 們 學 完 了 大 學 的 全 部 基 礎 課 、 技 術 基 礎 課 以 及 大 部 分 專 業(yè) 課 之 后 進 行 的 .這 是 我 們 在 進 行 畢 業(yè) 設 計 之 前 對 所 學 各 課 程 的 一 次 深 入 的 綜 合 性 的 總 復 習 ,也 是 一 次 理 論 聯 系 實 際 的 訓 練 , 因 此 ,它 在 我 們 四 年 的 大 學 生 活 中 占 有 重 要 的 地 位 。 就 我 個 人 而 言 ， 我 希 望 能 通 過 這 次 課 程 設 計 ， 了 解 并 認 識 一 般 機 器 零 件 的 生 產 工 藝 過 程 ， 鞏 固 和 加 深 已 學 過 的 技 術 基 礎 課 和 專 業(yè) 課 的 知 識 ， 理 論 聯 系 實 際 ， 對 自 己 未 來 將 從 事 的 工 作 進 行 一 次 適 應 性 訓 練 ， 從 中 鍛 煉 自 己 分 析 問 題 、 解 決 問 題 的 能 力 ， 為 今 后 的 工 作 打 下 一 個 良 好 的 基 礎 ， 并 且 為 后 續(xù) 課 程 的 學 習 大 好 基 礎 。 由 于 能 力 所 限 ， 設 計 尚 有 許 多 不 足 之 處 ， 懇 請 各 位 老 師 給 予 指 導 。 一、零件的工藝分析 零 件 的 材 料 為 20GrMoTi， 需 要 模 鍛 ， 模 鍛 性 能 優(yōu) 良 ， 工 藝 較 復 雜 ， 但 尺 寸 精 確 ， 加 工 余 量 少 ， 為 此 以 下 是 十 字 軸 需 要 加 工 的 表 面 以 及 加 工 表 面 之 間 的 位 置 要 求 ： 1、 四 處 Φ 25 外 圓 及 四 個 Φ 8、 Φ 4 的 內 孔 、 2、 右 端 面 Φ 50×60°內 孔 及 M8 絲 孔 。 3、 Φ 25 外 圓 的 同 軸 度 為 0.007， 位 置 度 為 Φ 0.02， 兩 端 的 對 稱 度 均 為 0.05. 由 上 面 分 析 可 知 ， 可 以 先 上 四 爪 卡 盤 粗 車 ， 然 后 上 彎 板 采 用 專 用 夾 具 壓 緊 、 找 正 進 行 加 工 ， 并 且 保 證 形 位 公 差 精 度 要 求 。 并 且 此 零 件 沒 有 復 雜 的 加 工 曲 面 ， 所 以 根 據 上 述 技 術 要 求 采 用 常 規(guī) 的 加 工 工 藝 均 可 保 證 。 遼寧工程技術大學課程設計 VIII 二.機械加工工藝設計 1、確定生產類型 已 知 此 十 字 軸 零 件 的 生 產 綱 領 為 5000 件 /年 ， 零 件 的 質 量 是 083Kg/個 ， 查 《 機 械 制 造 工 藝 設 計 簡 明 手 冊 》 第 2 頁 表 1.1-2， 可 確 定 該 撥 叉 生 產 類 型 為 中 批 生 產 ， 所 以 初 步 確 定 工 藝 安 排 為 ： 加 工 過 程 劃 分 階 段 ； 工 序 適 當 集 中 ； 加 工 設 備 以 通 用 設 備 為 主 ， 大 量 采 用 專 用 工 裝 。 2、確定毛坯 2.1、確定毛坯種類： 零 件 結 構 又 比 較 簡 單 ， 生 產 類 型 為 中 批 生 產 ， 故 選 擇 鍛 模 鍛 造 毛 坯 。 查 《 機 械 制 造 工 藝 設 計 簡 明 手 冊 》 第 41 頁 表 2.2-5,選 用 鑄 鍛 件 尺 寸 公 差 等 級 為 CT-10。 2.2、確定鍛件加工余量及形狀： 查 《 機 械 制 造 工 藝 設 計 簡 明 手 冊 》 第 41 頁 表 2.2-5， 選 用 加 工 余 量 為 MA-H 級 ， 并 查 表 2.2-4 確 定 各 個 加 工 面 的 鍛 件 機 械 加 工 余 量 ， 如 下 表 所 示 ： 簡 圖 加工 面代 號 基 本 尺 寸 加工 余量 等級 加工 余量 說 明 a 25 H 2 雙側加工 b 25 H 雙側加工 c 25 H 5 雙側加工 d 25 H 5 雙側加工 遼寧工程技術大學課程設計 IX 三、工藝規(guī)程設計 3.1 選擇定位基準： 1 粗 基 準 的 選 擇 ： 作 為 粗 基 準 的 表 面 應 平 整 ， 沒 有 飛 邊 、 毛 刺 或 其 他 表 面 缺 欠 。 該 工 件 選 擇 φ 25 外 圓 面 和 左 端 面 作 為 粗 基 準 。 采 用 左 端 面 作 粗 基 準 加 工 右 端 面 ， 可 以 為 后 續(xù) 工 序 準 備 好 精 基 準 遼寧工程技術大學課程設計 X 2 精 基 準 的 選 擇 ： 考 慮 要 保 證 零 件 的 加 工 精 度 和 裝 夾 準 確 方 便 ， 依 據 “基 準 重 合 ”原 則 和 “基 準 統(tǒng) 一 ”原 則 ， 以 粗 加 工 后 φ 25 的 軸 線 為 主 要 的 定 位 精 基 準 ， 采 用 小 彎 板 為 輔 助 的 定 位 精 基 準 。 3.2 制定工藝路線: 生 產 過 程 是 指 將 原 材 料 轉 變 為 成 品 的 全 過 程 。 它 包 括 原 材 料 的 準 備 、 運 輸 和 保 存 ， 生 產 的 準 備 ， 毛 坯 的 制 造 ， 毛 坯 經 過 加 工 、 熱 處 理 而 成 為 零 件 ， 零 件 、 部 件 經 裝 配 成 為 產 品 ， 機 械 的 質 量 檢 查 及 其 運 行 試 驗 、 調 試 ， 機 械 的 油 漆 與 包 裝 等 。 工 藝 過 程 是 指 在 生 產 過 程 中 ， 通 過 改 變 生 產 對 象 的 形 狀 、 相 互 位 置 和 性 質 等 ， 使 其 成 為 成 品 或 半 成 品 的 過 程 。 機 械 產 品 的 工 藝 過 程 又 可 分 為 鑄 造 、 鍛 造 、 沖 壓 、 焊 接 、 機 械 加 工 、 熱 處 理 、 裝 配 、 涂 裝 等 工 藝 過 程 。 其 中 與 原 材 料 變 為 成 品 直 接 有 關 的 過 程 ， 稱 為 直 接 生 產 過 程 ， 是 生 產 過 程 的 主 要 部 分 。 而 與 原 材 料 變 為 產 品 間 接 有 關 的 過 程 ， 如 生 產 準 備 、 運 輸 、 保 管 、 機 床 與 工 藝 裝 備 的 維 修 等 ， 稱 為 輔 助 生 由 于 零 件 加 工 表 面 的 多 樣 性 、 生 產 設 備 和 加 工 手 段 的 加 工 范 圍 的 局 限 性 、 零 件 精 度 要 求 及 產 量 的 不 同 ， 通 常 零 件 的 加 工 過 程 是 由 若 干 個 順 次 排 列 的 工 序 組 成 的 。 工 序 是 加 工 過 程 的 基 本 組 成 單 元 。 每 一 個 工 序 又 可 分 為 一 個 或 若 干 個 安 裝 、 工 位 、 工 步 或 走 刀 。 毛 坯 依 次 通 過 這 些 工 序 而 變 成 零 件 。 1. 工 序 工 序 是 一 個 或 一 組 工 人 ， 在 相 同 的 工 作 地 對 同 一 個 或 同 時 對 幾 個 工 件 連 續(xù) 完 成 的 那 一 部 分 工 藝 過 程 。 工 序 是 組 成 工 藝 過 程 的 基 本 單 元 ， 也 是 生 產 計 劃 、 成 本 核 算 的 基 本 單 元 。 一 個 零 件 的 加 工 過 程 需 要 包 括 哪 些 工 序 ， 由 被 加 工 零 件 的 復 雜 程 度 、 加 工 精 度 要 求 及 其 產 量 等 因 素 決 定 3.3 表面加工方法的確定 根 據 零 件 的 幾 何 形 狀 、 尺 寸 精 度 及 位 置 精 度 等 技 術 要 求 ， 以 及 加 工 方 法 所 能 達 到 的 經 濟 精 度 ， 在 生 產 綱 領 已 確 定 的 情 況 下 ,可 以 考 慮 采 用 萬 能 性 機 床 配 以 專 用 工 卡 具 ,并 盡 量 使 工 序 集 中 來 提 高 生 產 率 。 除 此 之 外 ， 還 應 當 考 慮 經 濟 效 果 ， 以 便 使 生 產 成 本 盡 量 下 降 。 查 《 機 械 制 造 課 程 遼寧工程技術大學課程設計 XI 設 計 指 導 書 》 10 頁 表 1-6、 1-7、 1-8， 選 擇 零 件 的 加 工 方 法 及 工 藝 路 線 方 案 如 下 ： 十字軸零件加工方案 加工項目 尺寸公差等級 粗糙度 加工方案 備注 Φ25 外圓 IT8 6.3 粗車-半精車 表 1-6 左右端面 IT10 12.5 粗 車 表 1-6 Φ25 外圓 IT8 6.3 粗車-半精車 表 1-8 上下端面 IT10 12.5 粗 車 表 1-7 Φ 23、孔 IT9 3.2 鉆---鉸 表 1-7、 內螺紋 M8 IT6 3.2 攻螺紋 表 1-10 Φ 4 孔 IT12 12.5 鉆 表 1-7 Φ8 孔 IT12 12.5 鉆 表 1-7 3.4 加工階段的劃分 在 粗 加 工 階 段 。 首 先 將 精 基 準 準 備 好 ， 使 后 續(xù) 工 序 都 可 以 采 用 精 基 準 定 位 加 工 ， 保 證 其 他 加 工 表 面 的 精 度 要 求 ； 首 先 φ 25 圓 面 作 為 粗 基 準 粗 車 右 端 面 及 φ 25， 然 后 以 此 圓 軸 線 及 端 面 為 精 基 準 加 工 其 他 面 和 孔 。 在 采 用 小 彎 板 加 工 另 一 部 分 ， 以 保 證 其 形 位 公 差 之 要 求 。 選 用 工 序 集 中 原 則 安 排 十 字 軸 的 加 工 工 序 。 該 零 件 的 生 產 類 型 為 大 批 生 產 ， 可 以 采 用 萬 能 型 機 床 配 以 專 用 工 、 夾 具 ， 以 提 高 生 產 率 ； 而 且 運 用 工 序 集 中 原 則 使 工 件 的 裝 夾 次 數 少 ， 不 但 可 以 縮 短 輔 助 時 間 ， 而 且 由 于 與 一 次 裝 夾 中 加 工 了 許 多 表 面 ， 有 利 于 保 證 各 種 加 工 表 面 之 間 的 相 對 位 置 精 度 要 求 。 3.5 工序順序的安排 機 械 加 工 工 序 （ 1） 遵 循 “先 基 準 后 其 他 ”原 則 ， 首 先 加 工 基 準 ——φ 25 外 圓 軸 線 及 端 面 。 （ 2） 遵 循 “先 粗 后 精 ”原 則 ， 先 安 排 粗 加 工 工 序 ， 后 安 排 精 加 工 工 序 。 （ 3） 遵 循 “先 主 后 次 ”原 則 ， 先 加 工 主 要 表 面 （ 4） 遵 循 “先 面 后 孔 ”原 則 ， 先 加 工 外 圓 面 、 端 面 ， 再 加 工 孔 ， 確 定 工 藝 路 遼寧工程技術大學課程設計 XII 3.6 確定工藝路線 工序號 工序名稱 機床裝備 刀具 量具 1 粗-半精車 φ25 兩處 車床 車刀 游標卡尺 2 粗車左右端面 車床 車刀 游標卡尺 3 粗-半精車 φ25 兩處 車床 車刀 游標卡尺 4 粗車上下端面 車床 車刀 游標卡尺 5 鉆鉸 φ8 絲孔φ23×60°內孔， 車床 鉆頭鉸刀 塞規(guī).卡尺 6 攻螺紋 M8 車床 絲錐 塞規(guī).卡尺 7 鉆 φ4、φ8 孔 鉆床 鉆頭錐度鉸刀 游標卡尺 8 中檢 游標卡尺 10 熱處理 淬火機等 12 終檢 塞規(guī)、百分表、 卡尺等 加 工 設 備 和 工 藝 設 備 1 機 床 的 選 擇 ： 采 用 CA6140 普 通 車 床 、 鉆 床 。 磨 床 2 選 擇 夾 具 ： 該 零 件 的 生 產 綱 領 為 大 批 生 產 ， 所 以 采 用 專 用 夾 具 。 3 選 擇 量 具 ： 采 用 塞 規(guī) .雙 用 游 標 卡 尺 。 遼寧工程技術大學課程設計 XIII 四.機械加工余量、工序尺寸及公差的確定 4.1 鉆鉸 φ8 絲孔 的工序尺寸 由 表 2-28 課 查 得 ， 精 鉸 余 量 Z=0.2mm， 加 工 等 級 為 IT8， 公 差 為 0.015 鉆 孔 余 量 為 Z 鉆 =4.8mm， 加 工 等 級 為 IT12， 公 差 為 0.15。 鉆鉸 φ8 孔加工工序的加工余量 項目 內容 精度等級 工序尺寸 粗糙度 工序余量 公差 鉆 IT12 Φ7.8 12.5 4.8 0.15 Φ8 絲孔 鉸 IT8 Φ8 3.2 0.2 0.015 主軸轉速的確定 4.1.1.鉆 Φ5 絲孔，以 φ25 軸線為基準。 刀 具 ： 鉆 頭 直 徑 為 7.8mm 的 高 速 鋼 鉆 頭 ， 絲 錐 直 徑 為 8mm 。 機 床 ： CA6140 4.2.2 鉆孔工步 ⑴ 背 刀 吃 量 а p 的 選 擇 粗 加 工 時 根 據 加 工 余 量 和 工 藝 系 統(tǒng) 剛 度 確 定 а p=7.8mm。 ⑵ 進 給 量 的 確 定 由 表 5-22， 選 取 該 工 步 得 進 量 f=0.1mm/r。 ⑶ 切 削 速 度 的 計 算 由 表 5-31， 按 工 件 材 料 為 鑄 鐵 的 條 件 選 取 ， 切 削 速 度 v=20m/min 選 取 。 由 公 式 n=1000v/ d 可 求 得 該 工 序 鉆 頭 鉆 速? n=1326r/min,參 照 表 4-9 所 列 CA6140 得 主 軸 轉 速 ， 取 轉 速 n=1360r/min。 再 將 此 轉 速 代 入 公 式 v=n d/1000=20.5m/min。 4.3 時間定額的計算： 工 序 6： 鉆 Φ 8 絲 孔 鉆 孔 工 步 根 據 表 5-51， 鉆 孔 的 基 本 時 間 可 由 公 式 求12t=/()/Lfnlfn?? 得 。 , ;f=0.1mm/r;n=1360r/min。0;cot/2(1).4rlmlDk????2l 則 該 工 步 的 基 本 時 間 t=(22+2.4+2)/0.1mm/r x 1360r/min=10.8s 攻 絲 孔 工 步 遼寧工程技術大學課程設計 XIV 根 據 表 5-41， 鉸 孔 基 本 時 間 可 由 公 式 t=L*i/fn=(LP+l1)*i/fn, LP=(D-d)/2*tankr, kr=15°， l1=1mm， f=1mm/r， n=195r/min 則 該 工 步 的 基 本 時 間 t=20s。 輔 助 時 間 的 計 算 tf 輔 助 時 間 tf 基 本 時 間 t 之 間 的 關 系 為 tf=（ 0.15-0.2） t 鉆 孔 輔 助 時 間 tf=0.2×10.8=2.2s 鉸 孔 輔 助 時 間 tf=0.2×20=4s 4.4 其它時間計算 除 了 作 業(yè) 時 間 以 外 ， 每 道 工 序 的 單 件 時 間 還 包 括 布 置 工 作 時 間 、 休 息 與 生 理 需 要 時 間 和 準 備 與 終 結 時 間 。 由 于 該 設 計 的 生 產 類 型 為 大 批 量 生 產 ， 分 攤 到 每 個 工 件 上 的 準 備 與 終 結 時 間 甚 微 ， 可 忽 略 不 計 。 布 置 工 作 地 時 間 tb 是 作 業(yè) 時 間 的 2%-7%， 休 息 與 生 理 時 間 tx 是 作 業(yè) 時 間 的 2%-4%， 本 設 計 均 取 3%， 則 工 序 的 其 他 時 間 （ tb +tx） 可 按 關 系 式 （ 3%+3%） ×（ tf+t） 計 算 。 工 序 6 的 其 他 時 間 ： tb +tx=6%×（ 10.8s+20s+4s） =2s 單 件 計 算 時 間 td=2s+10.8s+20s+4s=36.8s 。 遼寧工程技術大學課程設計 XV 五、夾具設計 為 了 提 高 勞 動 生 產 率 ， 保 證 加 工 質 量 ， 降 低 勞 動 強 度 ， 需 要 設 計 專 用 夾 具 。 并 設 計 工 序 7——鉆 φ 6 通 孔 的 夾 具 。 本 夾 具 將 用 于 Z525 立 式 鉆 床 ， 刀 具 為 高 速 鋼 麻 花 鉆 。 5.1 夾具選擇 夾 具 是 一 種 能 夠 使 工 件 按 一 定 的 技 術 要 求 準 確 定 位 和 牢 固 夾 緊 的 工 藝 裝 備 ， 它 廣 泛 地 運 用 于 機 械 加 工 ， 檢 測 和 裝 配 等 整 個 工 藝 過 程 中 。 在 現 代 化 的 機 械 和 儀 器 的 制 造 業(yè) 中 ， 提 高 加 工 精 度 和 生 產 率 ， 降 低 制 造 成 本 ， 一 直 都 是 生 產 廠 家 所 追 求 的 目 標 。 正 確 地 設 計 并 合 理 的 使 用 夾 具 ， 是 保 證 加 工 質 量 和 提 高 生 產 率 ， 從 而 降 低 生 產 成 本 的 重 要 技 術 環(huán) 節(jié) 之 一 。 同 時 也 擴 大 各 種 機 床 使 用 范 圍 必 不 可 少 重 要 手 段 。 5.1.1 問題的提出 本 夾 具 主 要 用 來 鉆 6 孔 ， 該 孔 為 通 孔 ， 沒 有 技 術 要 求 ， 在 本 工 序 加 工 時 還 應 考 慮 如 何 提 高 勞 動 生 產 率 ， 降 低 勞 動 強 度 ， 而 其 位 置 尺 寸 為 自 由 公 差 ， 精 度 不 是 主 要 問 題 。 遼寧工程技術大學課程設計 XVI 5.1.2 夾具設計 1、 定 位 基 準 選 擇 由 零 件 圖 可 知 ， 4×φ 6 孔 ， 沒 有 技 術 要 求 ， 為 使 定 位 誤 差 為 零 ， 應 該 選 擇 軸 線 為 定 位 基 準 保 證 該 角 度 。 為 了 提 高 加 工 效 率 ， 現 決 定 采 用 手 動 夾 緊 工 件 快 換 裝 置 ， 2、 切 削 力 及 夾 緊 力 計 算 刀 具 ： 硬 質 合 金 麻 花 鉆 ， d=5.8mm。 由 實 際 加 工 的 經 驗 可 知 ,鉆 削 時 的 主 要 切 削 力 為 鉆 頭 的 切 削 方 向 , 即 垂 直 于 工 作 臺 ,查 《 切 削 手 冊 》 表 2.3， 切 削 力 計 算 公 式 為 ： FkfdCF yZf0? 其 中 ： ， ， ， ， d=5.8mm。 ，41.7.0?2.0?f ， 與 加 工 材 料 有 關 ,取 0.94； 與 刀 具 刃 磨 形 狀 有kkhxMF??MkxF 關 ,取 1.33； 與 刀 具 磨 鈍 標 準 有 關 ,取 1.0， 則 ：F N2..08.41752??? 5.2、定位誤差分析 （ 1） 定 位 元 件 尺 寸 及 公 差 的 確 定 。 夾 具 的 主 要 定 位 元 件 為 六 個 定 位 銷 ， 這 六 個 定 位 銷 的 尺 寸 與 公 差 規(guī) 定 為 與 本 零 件 在 工 作 時 與 其 相 匹 配 軸 的 尺 寸 與 公 差 相 同 ， 。 此 外 ， 這 六 定 位 銷 共 同 保 證 加 工 孔 ， （ 2） 計 算 鉆 套 中 心 線 與 工 作 臺 的 垂 直 度 誤 差 。 鉆 套 外 徑 36 與 襯 套 孔 25 的 最 大 間 隙 為 ：06.)1.(05.max???? ： 則 鉆 套 中 心 與 工 作 臺 平 面 的 垂 直 度 誤 差 為 ： 0.026- 0.005=0.021。 （ 3） 計 算 定 位 銷 軸 與 工 作 臺 的 平 行 度 誤 差 。 定 位 銷 軸 與 夾 具 體 孔 的 最 大 間 隙 為 ：034...max???? 夾 具 體 孔 的 長 度 為 14mm， 則 上 述 間 隙 引 起 的 最 大 平 行 度 誤 差 為 ： 0.034/14， 即 0.24/100。 遼寧工程技術大學課程設計 XVII 5.3、夾具設計及操作的簡要說明 如 前 所 述 ， 在 設 計 夾 具 時 ， 應 該 考 慮 提 高 勞 動 生 產 率 。 為 此 ， 設 計 采 用 了 快 換 裝 置 。 拆 卸 時 ， 松 開 夾 緊 螺 母 1~2 扣 ， 拔 下 開 口 墊 圈 ， 實 現 工 件 的 快 換 。 攻 螺 紋 時 ， 松 開 壓 緊 螺 母 即 可 替 換 可 換 鉆 套 ， 進 行 攻 螺 紋 加 工 。 十 字 軸 零 件 圖 : 遼寧工程技術大學課程設計 XVIII 六.參考文獻 1、 趙 家 奇 ,機 械 制 造 工 藝 學 課 程 設 計 指 導 書 (2 版 ),機 械 工 業(yè) 出 版 社 ,2006 年 . 2、 曾 志 新 ,呂 明 主 編 ,機 械 制 造 技 術 基 礎 ,:武 漢 理 工 大 學 出 版 社 , 2001 年 . 3、 李 益 明 主 編 ,機 械 制 造 工 藝 設 計 簡 明 手 冊 ,機 械 工 業(yè) 出 版 社 , 1993 年 . 4、 肖 詩 綱 主 編 ,切 削 用 量 手 冊 ,機 械 工 業(yè) 出 版 社 ,1993 年 . 5、 金 屬 切 削 機 床 夾 具 設 計 手 冊 .上 海 柴 油 機 廠 工 藝 設 備 研 究 所 編 ,機 械 工 業(yè) 出 版 社 ， 1987 年 .