喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請(qǐng)放心下載，，有疑問(wèn)咨詢(xún)QQ:414951605或者1304139763 ======================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請(qǐng)放心下載，，有疑問(wèn)咨詢(xún)QQ:414951605或者1304139763 ======================== 第一章 熟悉Solidworks 在當(dāng)今市場(chǎng)上SolidWorks 2010是最受歡迎的3D機(jī)械電腦輔助設(shè)計(jì)(CAD)包之一。Solidworks自從1995年出現(xiàn)，它已經(jīng)成為一個(gè)當(dāng)今受許多工程師、機(jī)械設(shè)計(jì)師、工業(yè)設(shè)計(jì)師喜歡的設(shè)計(jì)工具。部分是因?yàn)槠湟讓W(xué)易懂的圖形用戶(hù)界面和強(qiáng)大的工具集,部分原因是因?yàn)樗鼡碛腥菀讓W(xué)習(xí)的圖形用戶(hù)界面和功能強(qiáng)大的工具集，SolidWorks被許多國(guó)際型的頂級(jí)公司用作設(shè)計(jì)、工程以及記錄他們的各種領(lǐng)域的產(chǎn)品。 SolidWorks的核心是能夠創(chuàng)建參數(shù)化三維立體幾何，然后被用來(lái)制造圖紙、生產(chǎn)指令、指令手冊(cè)、動(dòng)畫(huà)、全彩色效果圖和其他類(lèi)型的文檔。無(wú)論被創(chuàng)建的項(xiàng)目多么復(fù)雜,創(chuàng)建的過(guò)程是很容易的并且遵循相同的基本步驟。首先創(chuàng)建一個(gè)示意圖，將其轉(zhuǎn)變成一個(gè)基本特征。然后基本過(guò)程是進(jìn)一步細(xì)化、增加特征、添加或刪除材料從基本特性。個(gè)別零件模型可以用于構(gòu)建組件，組成了最終設(shè)計(jì)。在完成3d部分或裝配模型的創(chuàng)建之后，圖紙以及設(shè)計(jì)和制造過(guò)程就可以制作成文件。 學(xué)習(xí)一個(gè)新的CAD軟件包是一個(gè)艱巨的任務(wù)。除了新術(shù)語(yǔ)，首次使用一個(gè)新的用戶(hù)界面、工具欄和命令可能使用戶(hù)覺(jué)得有點(diǎn)不知所措。作為第一次使用SolidWorks，在這一章你將花一些時(shí)間來(lái)熟悉軟件界面以及SolidWorks CommandManager的使用。 開(kāi)始SolidWorks 在第一次安裝和運(yùn)行SolidWorks之前,要確保你的電腦系統(tǒng)滿(mǎn)足推薦的最低要求。SolidWorks目前支持以下操作系統(tǒng)： Windows 7(32位)專(zhuān)業(yè)版,終極版或企業(yè)版。 Windows 7(64位)專(zhuān)業(yè)版,終極版或企業(yè)版。 Windows Vista(64位)極限版、商業(yè)版或企業(yè)版,SPO或更新的版本。 Windows Vista(32位)極限版、商業(yè)版或企業(yè)版,SPO或更新的版本。 Windows XP專(zhuān)業(yè)版(32位),SP2或更新的版本。 Windows XP專(zhuān)業(yè)版(64位)。 然后這里是隨機(jī)訪(fǎng)問(wèn)存儲(chǔ)器(RAM)的需求： 最低限度 當(dāng)部分包含少于200個(gè)功能和程序集包含少于1000組件時(shí)1 GB RAM。 推薦使用 當(dāng)部分包含超過(guò)200個(gè)功能和程序集包含超過(guò)1000個(gè)組件時(shí)要求2GB以上。 一旦你確認(rèn)你的電腦能支持SolidWorks并且已經(jīng)安裝到您的系統(tǒng),您可以通過(guò)點(diǎn)擊Start > Programs > SolidWorks 2010 > SolidWorks 2010 SPX.X > SolidWorks 2010啟動(dòng)它。 注解：在這本書(shū)顯示的所有圖片是SolidWorks在Windows 7系統(tǒng)的運(yùn)行結(jié)果 。如果您使用的是（如windows XP）另一個(gè)版本的windows，您可能會(huì)注意到有一些細(xì)微差別。 SolidWorks許可協(xié)議 在您第一次啟動(dòng)SolidWorks時(shí),將看到SolidWorks許可協(xié)議。為了使用SolidWorks你必須接受許可協(xié)議。閱讀許可協(xié)議后,點(diǎn)擊接受繼續(xù)。如果因?yàn)槟承┰蚰悴唤邮茉S可協(xié)議條款,點(diǎn)擊“Do Not Accept”將退出SolidWorks。 幫助和工作流程的定制 接受SolidWorks許可協(xié)議之后,你就會(huì)進(jìn)入到一個(gè) Welcome To SolidWorks的窗口。此頁(yè)面允許您設(shè)定動(dòng)態(tài)幫助的外觀(guān)以及工作流程的定制。你只會(huì)在你的電腦第一次啟動(dòng)SolidWorks時(shí)看到這個(gè)頁(yè)面,但你通過(guò)SolidWorks的選項(xiàng)窗口可以隨時(shí)改變這些設(shè)定。在幫助定制部分的屏幕上有三個(gè)選項(xiàng)可用。每個(gè)選項(xiàng)將向用戶(hù)提供不同水平的動(dòng)態(tài)幫助,所以你需要按照自己的需要做出選擇。 我是一個(gè)新用戶(hù)。顯示小貼士來(lái)幫助我開(kāi)始。這個(gè)選項(xiàng)將會(huì)為您在不同的模式下工作的SolidWorks提供彈出消息。 我是更新到這個(gè)版本的SolidWorks，給我顯示新的改進(jìn)特點(diǎn)。經(jīng)驗(yàn)豐富的SolidWorks的用戶(hù)在使用新版本的SolidWorks時(shí)將會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)選項(xiàng)對(duì)他們有幫助。當(dāng)這個(gè)選項(xiàng)被選中,問(wèn)號(hào)圖標(biāo)將顯示新的菜單項(xiàng)和PropertyManagers的新改變，并將鏈接到對(duì)應(yīng)的新手冊(cè)部分。這個(gè)新手冊(cè)的主題提供更多關(guān)于這個(gè)自先前版本進(jìn)行更新的新版本的功能的信息。 對(duì)我不顯示任何動(dòng)態(tài)幫助。對(duì)于更有經(jīng)驗(yàn)的用戶(hù)，在SolidWorks工作時(shí)，這個(gè)選項(xiàng)不會(huì)為您提供任何有關(guān)新手冊(cè)的彈出窗口或鏈接。 注解：隨著你使用SolidWorks的熟練程度的增加,你可能會(huì)決定不適用幫助小貼士。你可以通過(guò)點(diǎn)擊“幫助”>“小貼士”或點(diǎn)擊在狀態(tài)欄的問(wèn)號(hào)圖標(biāo)禁用它們。熟悉了新版本的SolidWorks后,您可以通過(guò)點(diǎn)擊“幫助”>“新的特性”禁用鏈接的顯示。 在你使用SolidWorks時(shí)，歡迎窗口的工作流程定制部分可以讓你隱藏和顯示工具,鏈接,和菜單項(xiàng)。你可以選擇以下類(lèi)別的一個(gè)、兩個(gè)、所有或全部不選： 機(jī)械設(shè)計(jì) 模具設(shè)計(jì) 消費(fèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì) 當(dāng)您在這個(gè)窗口的工作流程制定部分選擇一個(gè)選項(xiàng)，你的文檔環(huán)境將發(fā)生部分下面的變化： 機(jī)械設(shè)計(jì) 機(jī)器設(shè)計(jì)概述、機(jī)器設(shè)計(jì)教程,SolidWorks SimulationXpress鏈接將顯示在SolidWorks資源選項(xiàng)卡的任務(wù)窗格。金屬和焊件標(biāo)簽將被添加到CommandManager。模具菜單項(xiàng)將隱藏在插入菜單中。草案分析，削弱檢測(cè)和偏差分析也將被隱藏在工具菜單。 模具設(shè)計(jì) 模具設(shè)計(jì)概述、模具設(shè)計(jì)教程，以及導(dǎo)入文件的鏈接將顯示在SolidWorks資源選項(xiàng)卡的任務(wù)窗格。曲面和模具標(biāo)簽將被添加到CommandManager。焊件的菜單項(xiàng)將被隱藏在插入菜單中。 消費(fèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì) 消費(fèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)教程鏈接將顯示在SolidWorks資源選項(xiàng)卡的任務(wù)窗格。曲面的標(biāo)簽將被添加到CommandManager。焊件的菜單項(xiàng)將被隱藏在插入菜單中。削弱檢測(cè)菜單項(xiàng)將被隱藏在工具菜單中。 注解：通過(guò)選擇工具>自定義并選擇適當(dāng)?shù)倪x項(xiàng)，你可以在任何時(shí)間調(diào)整文件的工作流程的定制。 本書(shū)中為了演示該項(xiàng)目，在歡迎進(jìn)入SolidWorks的窗口做下面的選擇： 1、在幫助定制選項(xiàng),選擇不給我任何動(dòng)態(tài)的幫助。 2、在工作流程定制部分，選擇消費(fèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)。 3、點(diǎn)擊確定 SolidWorks界面導(dǎo)航 使用SolidWorks之前,您應(yīng)該先熟悉用戶(hù)界面的布局。三種文件類(lèi)型SolidWorks(零件、裝配體和圖紙)都有相同的基本界面，只有小部分有區(qū)別。首先，我們將檢查常見(jiàn)元素的三種文檔類(lèi)型。圖1.1顯示了當(dāng)你打開(kāi)一個(gè)模型時(shí)SolidWorks的界面。 圖形區(qū)域 所有的功能都發(fā)生在SolidWorks的圖形區(qū)域。你將在這里進(jìn)行零件建模，裝配體的組裝以及繪制草圖。你將在第2章了解有關(guān)這個(gè)區(qū)域的更多細(xì)節(jié)。通過(guò)學(xué)習(xí)這三種文件類(lèi)型的更多細(xì)節(jié)內(nèi)容來(lái)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)。 視圖工具欄 在圖形區(qū)域的頂部是視圖工具欄。這個(gè)透明的工具欄在頂部的圖形區(qū)域總是可用的，它能讓你快速和容易地獲得你所需要的的視角。如圖1.2所示，飛出一個(gè)小的向下指向箭頭為您提供更多的工具圖標(biāo)。 圖1.1 Solidworks用戶(hù)界面 圖1.2顯示彈出菜單中額外的工具 當(dāng)你更加熟悉SolidWorks時(shí)，你可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，這些視圖工具欄顯示的工具可能不是你最常使用的。有效的工具欄并不是只有這些默認(rèn)的視圖工具。請(qǐng)執(zhí)行以下操作制定視圖工具欄： 1、右鍵點(diǎn)擊任何顯示在視圖工具欄的按鈕，從底部的菜單選擇定制。 2、選擇命令選項(xiàng)卡頂部的自定義窗口。 3、在分類(lèi)部分的窗口，找到你想要的工具集。本例中,選擇標(biāo)準(zhǔn)視圖分類(lèi)。這些選定的類(lèi)別工具將被顯示在按鈕區(qū)域，如圖1.3所示。 4、拖拽自定義窗口中所需的按鈕至頂部的視圖工具欄。當(dāng)鼠標(biāo)指針更改為一個(gè)綠色加號(hào)，將按鈕安放在那里。 注解：在SolidWorks 2010中這個(gè)視圖工具欄可以隱藏。通過(guò)右鍵單擊任何工具欄中的按鈕，取消選中菜單中的視圖(單)來(lái)隱藏工具欄。 圖1.4命令選項(xiàng)卡中的自定義窗口 狀態(tài)欄 SolidWorks界面的底部是狀態(tài)欄。顧名思義，狀態(tài)欄將會(huì)給出有關(guān)你所進(jìn)行的操作的信息。狀態(tài)欄可以在視圖菜單中關(guān)閉，但我們強(qiáng)烈建議打開(kāi)它，因?yàn)樗谀愕墓ぷ髦惺欠浅Ｓ杏玫?。這里是一些你可以在狀態(tài)欄找到的信息的例子： 當(dāng)你將鼠標(biāo)停留于一個(gè)工具圖標(biāo)上，狀態(tài)欄通常會(huì)為您提供一個(gè)比工具提示更好的描述(見(jiàn)圖1.4)。當(dāng)你熟悉了SolidWorks各種工具的圖標(biāo)，你將較少需要這一信息。 選擇一個(gè)邊、點(diǎn)或其任何組合將顯示出基本測(cè)量快速參考，如圖1.5所示。雖然這不能取代測(cè)量工具，但如果你只是想快速知道兩個(gè)邊線(xiàn)之間的距離它是非常有用的。 當(dāng)你在畫(huà)草圖時(shí)，你的鼠標(biāo)指針將顯示你的草圖狀態(tài)以及坐標(biāo)位置。草圖狀態(tài)將分為完全定義的、過(guò)定義、不完全定義、沒(méi)有找到解決方案或無(wú)效的方案。后面當(dāng)我們開(kāi)始繪制草圖時(shí)我們將介紹它們所代表的意思。 圖1.4在狀態(tài)欄顯示的額外工具信息 圖1.5 在狀態(tài)欄快速顯示尺寸 任務(wù)窗格 圖形區(qū)域的右側(cè)是任務(wù)窗格。任務(wù)窗格是在一個(gè)位置提供了大量的資源的一組窗口。通常這個(gè)任務(wù)窗格是隱藏的，在圖形區(qū)域的標(biāo)簽圖標(biāo)是唯一可見(jiàn)的。這可能是最好的選擇，因?yàn)槟愕膱D形區(qū)域基板面是非常寶貴的。然而，如果你希望任務(wù)窗格一直是打開(kāi)的狀態(tài)，你可以這樣做： 1、單擊任務(wù)窗格的任何標(biāo)簽圖標(biāo)。 2、右上角的任務(wù)窗格中，單擊圖釘圖標(biāo)“銷(xiāo)開(kāi)放”任務(wù)窗格（見(jiàn)圖1.6）. 圖1.6 把任務(wù)窗格打開(kāi)和隱藏一遍 3、圖形將調(diào)整使房間的任務(wù)窗格，它將保持開(kāi)放甚至當(dāng)你點(diǎn)擊其他地方在SolidWorks 4、設(shè)置自動(dòng)隱藏任務(wù)窗格,再次點(diǎn)擊圖釘圖標(biāo)。 汽車(chē)車(chē)身用鋁合金與鋼材料電阻點(diǎn)焊技術(shù)研究 摘要：綜述了鋁合金與鋼的電阻點(diǎn)焊技術(shù)的研究現(xiàn)狀。介紹了工藝墊片法和過(guò)渡層法兩類(lèi)工藝方法，分析了其各自特點(diǎn)。利用工藝墊片法能夠以較低的焊接電流獲得具有很高抗剪強(qiáng)度的接頭；采用過(guò)渡層法能獲得具有較高抗拉強(qiáng)度的接頭，但焊接時(shí)需要較高的焊接電流。并就此指出了今后鋁鋼的電阻點(diǎn)焊的研究方向。 一、 緒論 隨著整個(gè)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，節(jié)約資源、減少環(huán)境污染成為整個(gè)汽車(chē)工業(yè)亟待解決的兩大問(wèn)題。材料輕量化成為汽車(chē)制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，作為汽車(chē)輕量化材料中最主要的兩類(lèi)材料，由高強(qiáng)度鋼板和鋁合金鋼組成的鋼-鋁一體化車(chē)身結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)車(chē)身框架結(jié)構(gòu)輕量化和高強(qiáng)度的重要途徑。在汽車(chē)工業(yè)中，由于鋼和鋁之間的導(dǎo)電、導(dǎo)熱等物理性能存在著較大的差異以及它們之間易形成極脆金屬間化合物，使得難以形成質(zhì)優(yōu)、穩(wěn)定的點(diǎn)焊接頭。因此，開(kāi)展高強(qiáng)度鋼板與鋁合金異種材料點(diǎn)焊工藝機(jī)理研究，具有重大的工程應(yīng)用價(jià)值。 為了既能實(shí)現(xiàn)車(chē)身輕量化又能保證其安全性系數(shù)，多元材料結(jié)構(gòu)型車(chē)身越來(lái)越受到汽車(chē)工業(yè)的青睞。在這種車(chē)身結(jié)構(gòu)里，承重部位和加強(qiáng)零件使用傳統(tǒng)的鋼材或超高強(qiáng)度鋼以確保安全性，其余部位則采用鋁合金、鎂合金等輕材料以實(shí)現(xiàn)車(chē)身整體輕量化[1]。因此，在焊裝這種車(chē)身結(jié)構(gòu)時(shí)，將必然涉及到鋁合金和鋼之間的異種材料連接。而電阻點(diǎn)焊因具有生產(chǎn)效率高、操作簡(jiǎn)便、不需填充材料、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，迄今仍是汽車(chē)車(chē)身生產(chǎn)的主要焊接方法[2－3]。 由于鋁合金和鋼的電阻率、熱導(dǎo)率、熔點(diǎn)等熱物理性能差異很大，且兩者之間的的固溶度較低，容易在界面生成脆性的反應(yīng)層[4－6]，這兩種材料之間的連接還存在一些問(wèn)題。為此，許多學(xué)者對(duì)鋁鋼之間的連接進(jìn)行了詳細(xì)的研究。在此綜述鋁合金與鋼之間的電阻點(diǎn)焊技術(shù)研究現(xiàn)狀，分析了各方法的特點(diǎn)，探討了界面反應(yīng)層對(duì)接頭性能的影響，并展望了今后鋁鋼的電阻點(diǎn)焊的研究方向。 二、 主體 1 現(xiàn)代汽車(chē)車(chē)身金屬用材 目前，汽車(chē)用材的研發(fā)動(dòng)向主要有兩點(diǎn)：1)車(chē)身材料的混合設(shè)計(jì)，即根據(jù)對(duì)車(chē)輛性能的不同要求采用復(fù)合材料車(chē)身概念，如增加低密度的鋁合金、鎂合金、塑料和復(fù)合材料等的使用量。2)使用高強(qiáng)度材料降低鋼板厚度規(guī)格，這主要表現(xiàn)在高強(qiáng)鋼或超高強(qiáng)鋼的使用，車(chē)用鋼板在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)仍為車(chē)身的主要用材。由高強(qiáng)度鋼板和鋁合金鋼組成的鋼-鋁一體化車(chē)身結(jié)構(gòu)是在傳統(tǒng)的鋼車(chē)身基礎(chǔ)上，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，以高強(qiáng)鋼減少車(chē)身鋼板的質(zhì)量，以鋁合金材料替代某些構(gòu)件或組件，由多種材質(zhì)的薄壁梁結(jié)構(gòu)經(jīng)可靠連接，實(shí)現(xiàn)車(chē)身框架結(jié)構(gòu)的輕量化和高強(qiáng)度，鋼-鋁一體化車(chē)身結(jié)構(gòu)已成為今后車(chē)身輕量化的發(fā)展技術(shù)路線(xiàn)[8，9]。 1.1 鋁合金 在輕質(zhì)材料中，由于聚合物類(lèi)的塑料制品在回收環(huán)節(jié)存在環(huán)境污染問(wèn)題，鎂合金材料的價(jià)格和安全性也限制了它的廣泛應(yīng)用，而鋁合金材料由于資源豐富，并隨著電力工業(yè)的發(fā)展和鋁冶煉工藝的改進(jìn)，使鋁的產(chǎn)量迅速增加，成本相應(yīng)下降。此外，鋁合金具有一系列優(yōu)良特性，如密度小、比強(qiáng)度和比剛度高、彈性好、抗沖擊性能良好、高導(dǎo)熱、高導(dǎo)電、耐磨、耐腐蝕、表面易著色、良好的加工成型性以及高的回收再生性等，使得鋁合金在汽車(chē)工業(yè)中逐漸廣泛應(yīng)用成了不可阻擋的趨勢(shì)。 鋁合金在汽車(chē)工業(yè)中呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的勢(shì)頭。所用的鋁合金基本上屬于兩大類(lèi)，即鑄造鋁合金和變形鋁合金，前者主要生產(chǎn)各種鑄件如發(fā)動(dòng)機(jī)上的部分零部件（活塞、缸蓋等）以及變速箱、制動(dòng)器、轉(zhuǎn)向器等部件上的部分鋁合金鑄件；后者主要用于生產(chǎn)各種加工材（如板、帶、型、棒、線(xiàn)）及鍛件，各類(lèi)加工材一般要經(jīng)過(guò)進(jìn)一步加工才能成為汽車(chē)零部件如汽車(chē)水箱、車(chē)用空調(diào)的蒸發(fā)器和冷凝器以及車(chē)身各部分等。其品種構(gòu)成是鑄件占 80%左右，鍛件只占 1%～3%，其余是加工材[10]。 1.2 現(xiàn)代車(chē)用鋼板 鋼材是汽車(chē)制造的主要原料，據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，生產(chǎn)一輛汽車(chē)的原材料中，鋼材所占的比例約為 72%～88%。用于汽車(chē)制造的鋼材品種主要有型鋼、中板、薄板、鋼帶、優(yōu)質(zhì)鋼材、鋼管等，其中以薄板和優(yōu)質(zhì)鋼材為主，薄板主要用于車(chē)身，要求鋼板成型性能良好、表面質(zhì)量好、厚度公差小。按鋼板特點(diǎn)分，車(chē)身用鋼板可分為特殊鋼板和普通低碳鋼板。其中特殊鋼板又可分為高強(qiáng)度鋼板、涂層鋼板、拼焊鋼板等；普通低碳鋼板多用于中低檔汽車(chē)車(chē)身和結(jié)構(gòu)零件(如前后縱梁、轉(zhuǎn)向器橫梁、車(chē)身 B 立柱及各零件加強(qiáng)板等)。隨著對(duì)車(chē)身輕量化、高剛度等要求的進(jìn)一步提高，高強(qiáng)度鋼板、涂層鋼板在車(chē)身的使用比率逐年提高。在汽車(chē)用高強(qiáng)度鋼板中，雙相鋼(DP)、復(fù)相鋼(CP)、相變誘發(fā)塑性鋼(TRIP)和馬氏體鋼(MART)等的強(qiáng)度范圍為 500～1600MPa，均具有高的減重潛力、高的碰撞吸收能、高的成形性和低的平面各向異性等優(yōu)點(diǎn)，在汽車(chē)上得到了廣泛應(yīng)用[11]。 目前在車(chē)身材料中還大量應(yīng)用著涂層鋼板，主要有鍍鋅鋼板、鍍鋁鋼板、鍍銅鋼板、鍍鉛錫鋼板、鍍鉻鋼板及涂覆塑料或?qū)訝顝?fù)合板，其中以鍍鋅鋼板的應(yīng)用最廣，轎車(chē)用涂鍍鋼板占其鋼板總量的比例已超過(guò) 50%。隨著汽車(chē)輕量化發(fā)展，高強(qiáng)度鍍鋅鋼板的使用越來(lái)越廣泛，特別是中高檔轎車(chē)車(chē)身幾乎完全使用鍍鋅板，鍍鋅鋼板厚度從 0.5～3.0mm，其中車(chē)身覆蓋件多用 0.6～0.8mm 的鍍鋅鋼板。鍍鋅鋼板一般以 DP 鋼、TRIP 鋼、CP 鋼等高強(qiáng)度鋼板為基板。高強(qiáng)度鍍鋅鋼板在成型性能、烘烤硬化性、以及焊接性能等方面也有其獨(dú)特的優(yōu)越性能，在汽車(chē)工業(yè)中取代普通的冷軋鋼板已經(jīng)成為必然的趨勢(shì)。 2 鋁鋼電阻點(diǎn)焊工藝方法 目前，關(guān)于鋁合金與鋼的異種材料電阻點(diǎn)焊的研究主要有如下兩類(lèi)工藝方法。 2.1采用工藝墊片法 由于鋁合金和鋼的電阻率、熱導(dǎo)率差異很大，致使焊接過(guò)程中析熱不平衡以及熔核(Nugget)偏析現(xiàn)象。為此，采用工藝墊片法對(duì)鋁鋼異種材料材進(jìn)行電阻點(diǎn)焊[4，7]。即在點(diǎn)焊時(shí)，在鋁合金板與電極之間夾一材質(zhì)為鋼的工藝墊片(Cover Plate)用來(lái)改善鋁側(cè)的析熱。強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果顯示，采用工藝墊片法焊接鋁鋼異種材料可在較低焊接電流條件下獲得具有較高抗剪強(qiáng)度的接頭。與鋁合金同種材料接頭相比，用這種方法焊接的鋁鋼接頭具有同等程度的抗剪強(qiáng)度和較低的抗拉強(qiáng)度，表明界面反應(yīng)層將使接頭抗拉強(qiáng)度降低而對(duì)接頭的抗剪強(qiáng)度沒(méi)有影響[7]。所以，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)盡量避免焊接界面與受力方向垂直的接頭結(jié)構(gòu)，而選擇界面平行于受力方向的工藝設(shè)計(jì)。 2.2采用中間過(guò)渡層法 如上所述，鋁鋼直接接觸焊接，兩者發(fā)生界面反應(yīng)而影響接頭抗拉強(qiáng)度。因而，中間過(guò)渡層法被諸多學(xué)者所采用。即焊接鋁鋼異種材料時(shí)，在兩者之間插入第三金屬或合金，使鋁鋼不直接接觸以避免鋁鋼界面反應(yīng)。一般與兩母材有較高固溶度且具有一定強(qiáng)度能滿(mǎn)足接合要求的金屬作為中間過(guò)渡層將能很好地改善接頭性能?？墒菍?shí)際上很難發(fā)現(xiàn)這樣的中間過(guò)渡層金屬。為此，一些其他材料被選為過(guò)渡層用來(lái)焊接鋁合金與鋼[6,13]。 3 鋁合金及鋼的電阻點(diǎn)焊 3.1鋁合金的電阻點(diǎn)焊 由于鋁合金在其物理性能上的特殊性,使它在電阻點(diǎn)焊可焊性方面與常用冷軋低碳鋼相比有其一定的特點(diǎn),其中存在的最嚴(yán)重的問(wèn)題是電極的燒損及壽命問(wèn)題對(duì)于一般低碳鋼的點(diǎn)焊,電極壽命可以達(dá)到幾千點(diǎn),而鋁合金的點(diǎn)焊一般僅能達(dá)到幾十點(diǎn)[12]。鋁合金電阻點(diǎn)焊技術(shù)還存在著飛濺問(wèn)題、焊點(diǎn)表面成型質(zhì)量問(wèn)題及點(diǎn)焊接頭的焊接質(zhì)量不穩(wěn)定等問(wèn)題,這些問(wèn)題皆與電極的磨損及其工作壽命存在著密切的關(guān)系。因此,電極磨損及壽命問(wèn)題是鋁合金電阻點(diǎn)焊技術(shù)的關(guān)鍵問(wèn)題。 國(guó)內(nèi)的天津大學(xué)在鋁合金點(diǎn)焊電極壽命研究方面做了較多的工作[12]:研究了工件表面清理工藝對(duì)電極壽命的影響;研究了鋁合金連續(xù)點(diǎn)焊焊點(diǎn)表面質(zhì)量及電極端面狀態(tài)變化情況;研究了點(diǎn)焊過(guò)程電極燒損的形式;進(jìn)行了電刷鍍鉆的電極表面改性及電流波形控制以提高鋁合金點(diǎn)焊電極壽命吳志生等人從電極端而銅鋁合金化的角度進(jìn)行了研究,認(rèn)為點(diǎn)焊電極/工件接觸面的銅鋁合金化是鋁合金點(diǎn)焊電極壽命顯著降低的根本原因,并提出了采用深冷處理電極的方法來(lái)提高電極壽命。 3.2鍍鋅鋼板的電阻點(diǎn)焊 近年來(lái),為防止銹蝕,國(guó)外汽車(chē)生產(chǎn)中大量采用鍍鋅板,其結(jié)果是導(dǎo)致可焊性惡化,每輛轎車(chē)中大致有3000一4000個(gè)點(diǎn)焊焊點(diǎn),大批量的生產(chǎn)帶來(lái)了一系列的問(wèn)題,因而引起焊接界的廣泛關(guān)注,開(kāi)始進(jìn)行比較深入的研究,雖然已取得一些進(jìn)展,但迄今為止仍沒(méi)有得到比較圓滿(mǎn)的解決。 與無(wú)鍍層碳鋼板點(diǎn)焊相比,鍍鋅鋼板的點(diǎn)焊主要有兩點(diǎn)不同,一是在通電加熱時(shí),由于鋅的熔點(diǎn)低(約420℃),工件間的鋅層先于鋼板熔化,在壓力的作用下將之排擠出焊接區(qū)域,形成一個(gè)鋅的園環(huán),將焊核包在其中,由于鋅環(huán)的分流作用,故需要更大的焊接電流,以及適當(dāng)增大壓力和延長(zhǎng)通電時(shí)間。二是在通電時(shí)熔化的鋅與電極相互作用,在電極表面形成一合金層,同時(shí)一些氧化了的鋅也附在電極上,這樣就改變了電極的物理性能和形狀,使得電極迅速“磨損”,壽命大大降低,如一對(duì)電極焊無(wú)鍍層鋼板時(shí),可焊數(shù)千個(gè)焊點(diǎn),而鍍鋅板則可能只焊20個(gè)焊點(diǎn)就需更換或修理。這對(duì)于大批量生產(chǎn)的汽車(chē)工業(yè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)非常嚴(yán)重的問(wèn)題,特別是在采用點(diǎn)焊機(jī)器人的情況下更是如此。目前對(duì)于鍍鋅板點(diǎn)焊的研究主要從三個(gè)方面著手一是鍍鋅板的性能對(duì)可焊性的影響.如鍍鋅層的厚度、成分、形態(tài)、表面狀態(tài)等;二是對(duì)鍍鋅板點(diǎn)焊工藝及設(shè)備的要求;三是對(duì)鍍鋅點(diǎn)焊電極材料的研究[16]。 三、 總結(jié) 鋼-鋁一體化車(chē)身結(jié)構(gòu)是高性能輕質(zhì)材料的應(yīng)用及發(fā)展方向。目前，鋼-鋁連接機(jī)理及技術(shù)的研究仍處于起步階段，尚未形成成熟理論和技術(shù)工藝。現(xiàn)有的低碳鋼-鋁合金點(diǎn)焊連接研究對(duì)抑制和控制界面化合物的生成、提高接頭強(qiáng)度等內(nèi)容進(jìn)行了研究，但在提高電阻點(diǎn)焊效率方面有待進(jìn)一步完善；在鋼-鋁電阻點(diǎn)焊的界面反應(yīng)機(jī)理等方面仍需進(jìn)一步深入研究。已有的研究?jī)?nèi)容未涉及高強(qiáng)鋼-鋁合金點(diǎn)焊條件下焊接熱循環(huán)以及焊接接頭熔核形成機(jī)理。因此，進(jìn)行鋼-鋁一體化車(chē)身結(jié)構(gòu)的電阻點(diǎn)焊機(jī)理的基礎(chǔ)理論研究，為解決鋼-鋁一體化車(chē)身結(jié)構(gòu)的優(yōu)質(zhì)高效連接技術(shù)的瓶頸,擴(kuò)大鋁-鋼異種金屬?gòu)?fù)合結(jié)構(gòu)在工程中應(yīng)用提供新的研究方向，對(duì)提升自主創(chuàng)新技術(shù)能力、提高新型節(jié)能汽車(chē)的自主研發(fā)水平有著重要意義。 由于鋁合金與鋼的物理、冶金性能差異較大，致使它們之間的焊接難度較大。現(xiàn)在，多種的焊接工藝方法已被嘗試，雖然較大地提高了接頭性能，但尚未達(dá)到實(shí)用化層面。所以，為推動(dòng)汽車(chē)輕量化的進(jìn)展，今后在對(duì)鋁鋼界面反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、合金元素對(duì)界面反應(yīng)的影響、界面反應(yīng)生成物類(lèi)型、形貌和厚度對(duì)接頭性能的影響等現(xiàn)象解明的同時(shí)，研究開(kāi)發(fā)一些新工藝、新技術(shù)也是非常重要的。 四、 參考文獻(xiàn) [1] 元恒新，陳海英．鋁合金車(chē)身的點(diǎn)焊工藝[J]．電焊機(jī)， 2006，36(2)：63－66． 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The important content of this thesis includes: design background and purpose, research status at home and abroad, research methods, the advantage of using the SolidWorks 3 D design software, some characteristics of the resistance spot welding electrode holder, electrode holder quiet arm parts of process planning, through the modeling design of assembly parts assembly, explosion diagram is generated, and the finite element analysis, on the basis of the 3D drawing output 2D engineering drawing, Key words Resistance point electrode holder、SolidWorks modeling、finite element analysis、Process planning、Special fixture 目錄 第一章 緒論 1 1.1設(shè)計(jì)的背景與目的 1 1.2國(guó)內(nèi)外的研究狀況和已有的研究成果 1 1.3課題的研究方法、構(gòu)成和研究方法 2 1.4選用Solidworks三維制圖軟件的優(yōu)勢(shì) 3 第二章 XM型焊鉗靜臂的加工工藝規(guī)程的制定 4 2.1 XM焊鉗靜臂的工藝分析 4 2.1.1 XM焊鉗靜臂的用途 4 2.1.2 XM焊鉗靜臂的技術(shù)要求 4 2.1.3 審查XM焊鉗靜臂的工藝性 5 2.1.4 確定XM焊鉗靜臂的生產(chǎn)類(lèi)型 7 2.2 確定毛坯，繪制毛坯簡(jiǎn)圖 7 2.2.1 零件的材料分析 7 2.2.2 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 7 2.3 擬定XM焊鉗靜臂的工藝路線(xiàn) 7 2.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 7 2.3.2 各表面的加工方案的確定 9 2.3.3 加工階段的劃分和先后順序的安排 9 2.3.4 工序的集中與分散 9 2.3.5 工序的安排 9 2.3.6 機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選用 11 2.3.7確定工藝路線(xiàn) 11 2.4 加工余量、工序尺寸和公差的確定 11 2.4.1加工余量的概念、分類(lèi)及選用原則 11 2.4.2工序10——鉆底座上6個(gè)φ14.5光孔的加工余量、工序尺寸和公差的確定 13 2.5 切削用量與時(shí)間定額的計(jì)算 13 2.5.1 切削用量的計(jì)算 14 2.5.2 時(shí)間定額的計(jì)算 14 第三章 使用Solidworks繪制零件的三維模型 16 第四章 專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì) 19 4.1 夾具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí) 19 4.2 專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)方案的確定 19 4.2.1 夾具設(shè)計(jì)任務(wù) 19 4.2.2 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 19 4.2.3 夾具裝配體三維圖，裝配體二維圖 23 4.2.4夾具裝配圖上標(biāo)注尺寸、配合及技術(shù)要求 23 4.2.5 其他說(shuō)明 25 第五章 零件的有限元分析 28 5.1 為零件添加夾具 28 5.2 為零件添加載荷 28 5.3 選擇零件的材料 28 5.4 對(duì)模型進(jìn)行運(yùn)行模擬 28 5.5 顯示并分析最大應(yīng)力 29 5.6 顯示并分析最大位移 31 第六章 結(jié)論 32 致謝 33 參考文獻(xiàn) 34 附錄 35 第一章 緒論 1.1設(shè)計(jì)的背景與目的 隨著我國(guó)汽車(chē)品種的不斷增加，對(duì)焊接裝置的要求越來(lái)越高，點(diǎn)焊鉗是懸掛式點(diǎn)焊機(jī)的重要組成部分，如何提高點(diǎn)焊鉗的性能、增加品種，以適應(yīng)各種車(chē)型、各個(gè)工位的焊接需要，是焊機(jī)設(shè)計(jì)人員不可忽視的問(wèn)題。 本次課題是在給定XM型電阻點(diǎn)焊鉗靜臂部件圖紙的基礎(chǔ)上，利用Solidworks三維設(shè)計(jì)軟件，通過(guò)參考實(shí)體零件以及畢業(yè)設(shè)計(jì)訓(xùn)練，使我們熟悉掌握電阻點(diǎn)焊鉗的功能、用途和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析制定其主要零件的機(jī)械加工工藝路線(xiàn)，重點(diǎn)進(jìn)行工序工裝夾具的三維建模設(shè)計(jì)與優(yōu)化。并且使用Solidworks對(duì)夾具模型進(jìn)行有限元分析、干涉檢查等相關(guān)分析，最后生成二維工程圖。目的是希望通過(guò)各方面的研究使其國(guó)產(chǎn)化。 1.2國(guó)內(nèi)外的研究狀況和已有的研究成果 電阻點(diǎn)焊因其質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)效率高、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化及大規(guī)模生產(chǎn)等一直是汽車(chē)車(chē)身最主要的焊接連接方式，一般一臺(tái)車(chē)身有3000 ~ 6000個(gè)焊點(diǎn)。汽車(chē)車(chē)身焊裝生產(chǎn)線(xiàn)使用的點(diǎn)焊機(jī)一般由以下三個(gè)主要部分組成。 (1)以阻焊變壓器為主，包括電極及二次回路組成的焊接回路； (2)由機(jī)架和有關(guān)夾持焊件及施加壓力的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成的機(jī)械裝置，包括焊鉗/焊槍?zhuān)? (3)能按要求接通電源，并可以控制焊接程序中各段時(shí)間及調(diào)節(jié)焊接電流的控制電路。 通常的點(diǎn)焊機(jī)都需根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的不同專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，屬于非標(biāo)設(shè)備，故其結(jié)構(gòu)形式和分類(lèi)方法也多種多樣。 焊機(jī)和焊鉗的分類(lèi)及應(yīng)用 常用的點(diǎn)焊機(jī)一般可分為手工普通點(diǎn)焊機(jī)、多點(diǎn) 或單點(diǎn)間定焊機(jī)和點(diǎn)焊機(jī)器人等。其中多點(diǎn)固定焊機(jī)完全針對(duì)特別的焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通用性比較差,單點(diǎn)焊機(jī)需要手持并移動(dòng)工件實(shí)現(xiàn)點(diǎn)焊，只適用于焊點(diǎn)位置要求較低,零件較小的情況，目前兩者在汽車(chē)生產(chǎn)線(xiàn)上應(yīng)用均比較少，其焊鉗設(shè)計(jì)也相對(duì)簡(jiǎn)單。 而普通的點(diǎn)焊機(jī)和點(diǎn)焊機(jī)器人是汽車(chē)車(chē)身焊裝動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)上完成汽車(chē)車(chē)身點(diǎn)焊的主要設(shè)備，適用于尺寸較大、 形狀較復(fù)雜、不便于移動(dòng)的大型薄壁車(chē)身結(jié)構(gòu)，其配套的焊鉗分別稱(chēng)為手工焊鉗和自動(dòng)焊鉗，二者除了使用對(duì)象以及相應(yīng)的技術(shù)要求有所差異外，結(jié)構(gòu)形式很是類(lèi)似。 如圖1-1，為X型電阻點(diǎn)焊鉗的實(shí)體圖。該焊鉗靜臂選用的材料是鉻鋯銅（CuCr1Zr）。 圖1-1 X型電阻點(diǎn)焊鉗 該合金同時(shí)具有高強(qiáng)度（抗拉強(qiáng)度Rm≥450MPa、屈服強(qiáng)度Rp0.2≥360MPa）高導(dǎo)（導(dǎo)電率IACS：75%~83%）的優(yōu)良性能，且耐熱耐磨，防變形能力強(qiáng)。廣泛用作汽車(chē)、宇航工業(yè)的鋼板和不銹鋼板的接觸焊機(jī)點(diǎn)焊，滾焊焊炬最理想的電極材料，高壓開(kāi)關(guān)焊點(diǎn)材料和斷路器材料，也廣泛用于IC框架引線(xiàn)材料。該材料的特性見(jiàn)表1-1。 表1-1 鉻鋯銅（CuCr1Zr）的物理特性 密度 g/cm3 抗拉強(qiáng)度 MPa 硬度 HRB 導(dǎo)電率 AICS（%） 熱導(dǎo)率 W/mk 延伸率 % 89 455~545 78~83 ≥75 330 ≥15 1.3課題的研究方法、構(gòu)成和研究方法 在本次課題的研究中，查閱有關(guān)文獻(xiàn)資料，了解電阻點(diǎn)焊鉗在汽車(chē)工業(yè)上的用途，熟悉電阻點(diǎn)焊鉗的工作原理，組成結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)特點(diǎn)；分析焊鉗靜臂的材料特性和結(jié)構(gòu)特性，了解工藝工裝的有關(guān)內(nèi)容；接著與生產(chǎn)廠(chǎng)家聯(lián)系，幾次親身到工廠(chǎng)，實(shí)際的觀(guān)察零件，了解X型點(diǎn)焊鉗的結(jié)構(gòu)，從而獲得與課題有關(guān)的信息。 在接著的研究過(guò)程中，根據(jù)所給的零件圖，具體的研究方法如下： （1）查閱資料，在以前做過(guò)的機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)之上，確定此次課題的切入點(diǎn)； （2）學(xué)習(xí)Solidworks三維設(shè)計(jì)軟件，對(duì)零件、毛坯、夾具及裝配體進(jìn)行三維建模并對(duì)零件進(jìn)行簡(jiǎn)單的有限元分析； （3）參考各種資料，查閱Solidworks的設(shè)計(jì)方案，提出零件的建模方案及裝配方案； （4）查閱資料，制定該零件的工藝規(guī)程。 （5）根據(jù)老師的意見(jiàn)和自己的計(jì)算分析、比較，確定最終方案； 本課題主要由三部分構(gòu)成：第一部分是對(duì)零件進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，制定其工藝規(guī)程；第二部分是所有零件的建模設(shè)計(jì)，即最終的機(jī)械裝配圖紙的輸出；第三部分是結(jié)構(gòu)的分析，零件及夾具體的有限元分析，裝配過(guò)程的動(dòng)畫(huà)制作，生成爆炸圖，最終完成整個(gè)設(shè)計(jì)的任務(wù)，并編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 1.4選用Solidworks三維制圖軟件的優(yōu)勢(shì) Solidworks軟件具有強(qiáng)大的裝配功能，它可以使零部件靈活的配對(duì)、定位并保持關(guān)聯(lián)性，對(duì)裝配完成后模型還可以進(jìn)行裝配干涉分析，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后可以及時(shí)修改。Solidworks軟件提供了重合、角度、平行、垂直、中心、距離、相切等定位方式來(lái)實(shí)現(xiàn)模型的蓄力裝配。 1、 Solidworks菜單少，使用直觀(guān)、簡(jiǎn)單，界面友好。 2、 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口豐富，轉(zhuǎn)換成功率高。 3、 Solidworks與I-DEAS、ANSYS、Pro-e、AutoCAD等之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換均非常成功、流暢。 4、Solidworks具有很好的設(shè)計(jì)柔性，使設(shè)計(jì)過(guò)程靈活、方便修改。 第二章 XM型焊鉗靜臂的加工工藝規(guī)程的制定 2.1 XM焊鉗靜臂的工藝分析 2.1.1 XM焊鉗靜臂的用途 X型焊鉗靜臂零件如圖2-1所示，該焊鉗靜臂在電阻點(diǎn)焊鉗中主要連接電極接桿和氣缸，其在X 型電阻點(diǎn)焊鉗中的連接方式如圖1-1所示。由于焊鉗靜臂需要傳導(dǎo)電流和壓緊焊接材料，所以采用CuCrlZr這種材料(該材料的特性見(jiàn)表，因?yàn)槭褂眠@種材料可以提高導(dǎo)電率和強(qiáng)度，減弱靜臂的發(fā)熱。該零件的主要工作面為底平面，φ75mm圓端面和φ45mm光孔，在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)應(yīng)重點(diǎn)予以保證。 圖2-1 焊鉗靜臂的實(shí)體零件 2.1.2 XM焊鉗靜臂的技術(shù)要求 該X型焊鉗靜臂形狀和結(jié)構(gòu)都較簡(jiǎn)單，屬于一般類(lèi)零件。為實(shí)現(xiàn)良好的滑動(dòng)要求，底平面和圓端面粗糙度要求為Ra為1.6μm，且為增強(qiáng)耐磨性，滑動(dòng)部分需要鍍鉻，φ25mm光孔和底平面的平行度要求為0.02mm，φ45mm光孔和底平面的垂直度要求為0.02mm。只是φ6mm光孔，其深度較深，鉆套過(guò)長(zhǎng)，實(shí)際加工時(shí)很難同時(shí)保證其精度和深度，不過(guò)它只是和G1/4螺孔連通就行了，沒(méi)有必要保證公差等級(jí)。因?yàn)樵摽字黄鸬綄?dǎo)向作用。故將該孔公差等級(jí)去掉較合理。如圖2-2及圖2-3所示。 綜上所述，該焊鉗靜臂的各項(xiàng)技術(shù)要求制定的都比較合理，符合該零件所起到的作用，故方案可行，該焊鉗靜臂的各項(xiàng)技術(shù)要求見(jiàn)表2-1。 表2-1 焊鉗靜臂的技術(shù)要求 加工表面 尺寸及 偏差/mm 公差及 精度等級(jí) 表而粗糙度 Ra/μm 形位公差 /mm 底座下平面 15±0.02 IT7 1.6 - 底座上平面 15±0.02 IT7 1.6 - φ45mm光孔 φ45J7 IT7 0.8 ⊥ 0.02 φ28mm光孔 φ28H7 IT7 0.8 - φ8mm螺孔 M8 IT10 6.3 - φ6mm光孔 φ6 IT10 6.3 - φ75mm圓端面 60h7 IT7 0.8 - φ30mm圓端面 66 IT8 3.2 - φ25mm光孔 φ25H7 IT7 0.8 ∥ 0.02 φ8mm螺孔 M8×1D IT10 6.3 - φ11mm光孔 φ11+0-1.5 IT10 6.3 - φ18mm沉頭孔 φ18 IT13 12.5 - 側(cè)面φ10mm螺孔 M10×1.5D IT10 6.3 - 6個(gè)φ14.5mm光孔 φ14.5 IT10 6.3 - 2個(gè)G1/4螺孔 G1/4 IT10 6.3 - 斜塊上平面 18 IT13 12.5 - 斜塊上φ11mm光孔 φ11mm IT10 6.3 - φ4mm螺孔 M4 IT10 6.3 - 3mm槽 3-0.5+1 IT13 12.5 - 2.1.3 審查XM焊鉗靜臂的工藝性 機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工藝性評(píng)價(jià)包裹毛坯制造工藝性評(píng)價(jià)。熱處理工藝性評(píng)價(jià)。機(jī)械加工工藝性評(píng)價(jià)和裝配工藝性評(píng)價(jià)。 圖2-2 焊鉗靜臂零件半剖視圖 圖2-3 焊鉗靜臂零件的階梯剖視圖 分析該焊鉗靜臂零件可知，挖掉部分焊鉗鉗身的中間的材料可以減輕零件重量，節(jié)約材料，降低成本，更有利于零件的裝配。該焊鉗靜臂零件除了主要的工作面（底座平面、φ25H7mm光孔、φ45mmH7光孔以及φ75mm圓端面）外，其余表面及孔的加工精度均比較低，一般粗加工即可達(dá)到加工要求，主要工作面雖然加工精度相對(duì)比較高，但是均屬于一般難度的加工類(lèi)型，正常的生產(chǎn)條件下即可完成這些加工要求。由此可見(jiàn)，該零件的工藝性比較復(fù)雜，加工不是很方便，但是方案可行。 2.1.4 確定XM焊鉗靜臂的生產(chǎn)類(lèi)型 按設(shè)計(jì)要求，該零件屬于輕型零件，該零件的生產(chǎn)類(lèi)型為中批量生產(chǎn)。 2.2 確定毛坯，繪制毛坯簡(jiǎn)圖 2.2.1 零件的材料分析 由于點(diǎn)焊鉗的靜臂在焊接過(guò)程中會(huì)通入低壓高頻的電流，所以焊接時(shí)靜臂的溫度會(huì)很高，這就要求滑臂材料有很好的導(dǎo)電性；同時(shí)滑臂在焊接時(shí)還要傳導(dǎo)力把焊接材料擠壓在一起，這就要求靜臂材料的強(qiáng)度要很好，否則焊鉗靜臂在焊接后就可能會(huì)發(fā)生變形。 原來(lái)的焊鉗靜臂是從法國(guó)進(jìn)口的，其材料為黃銅（H62)，但H62的導(dǎo)電率較低， IACS約 22%? 28 %。為獲得較大電流，節(jié)省電能，降低焊鉗靜臂的發(fā)熱，現(xiàn)在焊鉗所用材料為導(dǎo)電率較高的鉻鋯銅（其表達(dá)式為CuCr1Zr），該合金同時(shí)具有高強(qiáng)度（抗拉強(qiáng)度Rm≥450MPa、屈服強(qiáng)度Rp0.2≥360MPa）高導(dǎo)（導(dǎo)電率IACS：75%~83%）的優(yōu)良性能，且耐熱耐磨，防變形能力強(qiáng)。廣泛用作汽車(chē)、宇航工業(yè)的鋼板和不銹鋼板的接觸焊機(jī)點(diǎn)焊，滾焊焊炬最理想的電極材料，高壓開(kāi)關(guān)焊點(diǎn)材料和斷路器材料，也廣泛用于IC框架引線(xiàn)材料。 2.2.2 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 該零件的外輪廓尺寸為223.4mm×127mm×199.1mm。 該零件存在毛坯余量的待加工部位及其毛坯尺寸分別是底平面（21mm）、φ75mm圓端面凸臺(tái)（66mm）、φ30mm圓端面凸臺(tái)（72mm）、φ45mm光孔（φ38mm）、斜塊厚度（21mm）。如圖2-4及圖2-5所示。 2.3 擬定XM焊鉗靜臂的工藝路線(xiàn) 2.3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 定位基準(zhǔn)有粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)之分，通常先確定精基準(zhǔn)，然后確定粗基準(zhǔn)。 1.精基準(zhǔn)的選擇 根據(jù)該焊鉗靜臂零件的技術(shù)要求和裝配要求，選擇φ45mm光孔、底平面、φ75mm圓端面和φ25mm光孔作為精基準(zhǔn)，符合“基準(zhǔn)重合”原則；同時(shí)，零件上的很多表面和孔都可以采用它們作基準(zhǔn)進(jìn)行加工，又遵循了“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。底平面是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)， 圖2-4 焊鉗靜臂毛坯主視圖 選用其做精基準(zhǔn)定位加工φ45mmJ7光孔和φ25mmH7光孔，有利于保證被加工表面的垂直度和平行度；選用φ45mmJ7光孔做為精基準(zhǔn)同樣是服從了“基準(zhǔn)重合”原則，因?yàn)樵摵搞Q靜臂在軸向方向上的尺寸多以該斷面做設(shè)計(jì)基準(zhǔn)；另外由于該零件比較長(zhǎng)，受力易產(chǎn)生彎曲變形，為了避免在機(jī)械加工中產(chǎn)生夾緊變形，根據(jù)夾緊力應(yīng)垂直于主要定位基面，選擇φ75mm圓端面做精基準(zhǔn)，夾緊可作用在圓端面上，夾緊穩(wěn)定可靠，不易變形。 2.粗基準(zhǔn)的選擇 作為粗基準(zhǔn)的表面應(yīng)平整，沒(méi)有飛邊、毛刺或其他表面欠缺。本課題中選擇擇φ30mm圓端面和φ60mm圓端面做粗基準(zhǔn)。 2.3.2 各表面的加工方案的確定 根據(jù)焊鉗靜臂零件各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度的要求，查閱《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》的相關(guān)規(guī)定，確定加工各表面的加工方案并列于表2-2中。 2.3.3 加工階段的劃分和先后順序的安排 在選定焊鉗靜臂的各表面加工方法后，就需進(jìn)一步確定這些加工方法在工藝路線(xiàn)中 圖2-5 焊鉗靜臂毛坯左視圖 的順序及位置，這就涉及加工階段劃分方面的問(wèn)題。對(duì)于精度要求較高的表面，總是先粗加工后精加工，但工藝過(guò)程劃分成幾個(gè)階段是對(duì)整個(gè)加工過(guò)程而言的，不能拘泥于某一表面的加工。該焊鉗靜臂的加工質(zhì)量要求較高，可將加工階段劃分為粗加工、半精加工和精加工三個(gè)階段。 在粗加工階段，首先將精基準(zhǔn)(底平面)準(zhǔn)備好，使后續(xù)工序都可釆用精基準(zhǔn)定位加工，保證其他加工表面的精度要求；在精加工階段，對(duì)φ45mm光孔和φ25mm光孔進(jìn)行精加工，對(duì)φ75mm圓端面和底平面進(jìn)行精加工。 2.3.4 工序的集中與分散 工序的集中與分散確定了工序內(nèi)容的多與少，它直接影響整個(gè)工藝路線(xiàn)的工序數(shù)目及設(shè)備、工裝的選用等一系列主要問(wèn)題。由于本課題的焊鉗靜臂的生產(chǎn)類(lèi)型為中批生產(chǎn)，確定選用工序集中與工序分散相結(jié)合的原則組織工序內(nèi)容，一方面可以采用萬(wàn)能、通用機(jī)床配以及專(zhuān)用夾具加工，以提高生產(chǎn)率；另一方面也可以減少工件的裝夾次數(shù)，有利于保證各加工表面之間的相互位置精度，并可以縮短輔助時(shí)間。 2.3.5 工序的安排 1.機(jī)械加工工序 （1）按照“先基準(zhǔn)后其他”原則，首先加工精基準(zhǔn)——焊鉗靜臂的底平面和φ45mmJ7的光孔。 表2-2 焊鉗靜臂零件各表面加工方案 加工表面 經(jīng)濟(jì)精度 表而粗糙度 Ra/μm 加工方案 備注 底座下平面 IT7 1.6 粗銑-精銑 - 底座上平面 IT7 1.6 粗銑-精銑 - φ45mm光孔 IT7 0.8 粗鏜-半精鏜-精鏜 - φ28mm光孔 IT7 0.8 粗鏜-半精鏜-精鏜 - φ8mm螺孔 IT10 6.3 鉆-擴(kuò) - φ6mm光孔 IT10 6.3 鉆-擴(kuò) - φ75mm圓端面 IT7 0.8 粗銑-精銑-磨 - φ30mm圓端面 IT8 3.2 粗銑-半精銑 - φ25mm光孔 IT7 0.8 鉆-擴(kuò)-鉸 - φ8mm螺孔 IT10 6.3 鉆-擴(kuò) - φ11mm光孔 IT10 6.3 鉆-擴(kuò) - φ18mm沉頭孔 IT13 12.5 鉆 - 側(cè)面φ10mm螺孔 IT10 6.3 鉆-擴(kuò) - 6個(gè)φ14.5mm光孔 IT13 12.5 鉆 - 2個(gè)G1/4螺孔 IT10 6.3 鉆-擴(kuò) - 斜塊上平面 IT13 12.5 粗銑 - 斜塊上φ11mm光孔 IT10 6.3 鉆-擴(kuò) - φ4mm螺孔 IT10 6.3 鉆-擴(kuò) - 3mm槽 IT13 12.5 粗銑 - （2）按照“先粗后精”原則，對(duì)各加工表面都是先安排粗加工工序，后安排精加工工序。 （3）按照“先主后次”原則，先加工主要面——焊鉗靜臂的底座下平面、φ45mmJ7的光孔、φ75mm的圓端面及φ25mmH7的光孔；后加工次要表面——焊鉗靜臂的底座上平面和φ30mm的圓端面。 （4）按照“先面后孔”原則，先加工φ75mm的圓端面，再加工φ25mmH7的孔；先加工底座的上平面，再加工6個(gè)φ14.5mm的光孔；先加工斜塊上平面，在加工斜塊上的φ11mm的孔。 2.輔助工序 半精加工后，安排去毛刺、中檢工序；精加工后，安排去毛刺、清洗和終檢工序。 綜上所述，該焊鉗靜臂的工序安排順序?yàn)椋夯鶞?zhǔn)加工——主要表面粗加工及一些余量大的表面粗加工——主要表面半精加工和次要表面加工——主要表面精加工，其間穿插一些輔助工序（參見(jiàn)表2-3） 2.3.6 機(jī)床設(shè)備及工藝裝備的選用 1.機(jī)床設(shè)備的選用 在中批量生產(chǎn)條件下，可以選用通用萬(wàn)能設(shè)備和數(shù)控機(jī)床設(shè)備。被課題各工序所選用機(jī)床設(shè)備詳見(jiàn)表2-3。 2工藝裝備的選用 工藝裝備主要包括刀具、夾具、量檢具和輔具等。本課題各工序所選用刀具、量具詳見(jiàn)表2-3。夾具均采用專(zhuān)用機(jī)床夾具。 2.3.7確定工藝路線(xiàn) 歸納以上考慮，制定了焊鉗靜臂的藝路線(xiàn)，詳見(jiàn)表2-3。 2.4 加工余量、工序尺寸和公差的確定 2.4.1加工余量的概念、分類(lèi)及選用原則 1. 加工余量的概念 為保證零件加工質(zhì)量，一般都要從毛坯上切除一層材料。毛坯上留作加工用的材料層，稱(chēng)為加工余量。 2. 加工余量的分類(lèi) （1）總余量和工序余量 加工余量有總余量和工序余量之分。總余量是指某一表面毛坯尺寸與零件設(shè)計(jì)尺寸之差。工序余量是指相鄰兩道工序尺寸之差。 表2-3 焊鉗靜臂的工藝路線(xiàn)及設(shè)備、工裝的選用 工序號(hào) 工序名稱(chēng) 機(jī)床設(shè)備 刀具 量具 1 鑄造 - 游標(biāo)卡尺，塞規(guī) 2 粗精銑底座下平面 立式銑床X51 立銑刀 游標(biāo)卡尺，刀形平尺 3 粗精銑底座上平面 立式銑床X51 立銑刀 游標(biāo)卡尺，刀形平尺 4 粗精鏜φ45mmJ7的光孔 臥式鏜床T68 單刃鏜刀 內(nèi)徑百分表，卡尺，塞規(guī) 5 鉆擴(kuò)鉸φ28mmH7的光孔，鉆擴(kuò)φ8螺孔和φ6光孔 立式鉆床Z535 麻花鉆，擴(kuò)孔鉆，鉸刀 內(nèi)徑百分表，卡尺，塞規(guī) 6 粗精銑側(cè)面φ75圓端面 X62型臥式萬(wàn)能銑床 Φ80高速鋼面銑刀 游標(biāo)卡尺，刀形平尺 7 粗銑，半精銑側(cè)面φ30圓端面 立式銑床X51 莫氏錐柄立銑刀 游標(biāo)卡尺，刀形平尺 8 鉆擴(kuò)鉸φ25光孔，鉆擴(kuò)φ8螺孔和φ11光孔，鉆φ18沉頭孔 立式鉆床Z535 麻花鉆，擴(kuò)孔鉆，鉸刀，锪鉆 內(nèi)徑百分表，卡尺，塞規(guī) 9 鉆擴(kuò)側(cè)面φ10螺孔，鉆φ18沉頭孔 立式鉆床Z535 麻花鉆，擴(kuò)孔鉆，锪鉆 卡尺，塞規(guī) 10 鉆底座上6個(gè)φ14.5光孔 立式鉆床Z525 硬質(zhì)合金錐柄麻花鉆 卡尺，塞規(guī) 11 鉆擴(kuò)兩個(gè)G1/4螺孔 立式鉆床Z535 麻花鉆，擴(kuò)孔鉆 卡尺，塞規(guī) 12 粗銑斜塊上平面 立式銑床X51 三面刃銑刀 游標(biāo)卡尺 13 鉆擴(kuò)斜塊上φ11光孔 立式鉆床Z535 麻花鉆，擴(kuò)孔鉆 卡尺，塞規(guī) 14 粗銑3mm寬的槽 立式銑床X51 莫氏錐柄槽銑刀 游標(biāo)卡尺 15 鉆擴(kuò)側(cè)面上φ4螺孔 搖臂鉆床Z3025 麻花鉆，擴(kuò)孔鉆 卡尺，塞規(guī) 16 倒圓角，去毛刺 虎鉗 - - 17 清洗 清洗機(jī) - - 18 檢驗(yàn) - - 內(nèi)徑百分表，游標(biāo)，塞規(guī)等 （2）單邊余量和雙邊余量 對(duì)于非對(duì)稱(chēng)表面，工序余量是單邊的，稱(chēng)單邊余量。以一個(gè)表面為基準(zhǔn)加工另一個(gè)表面時(shí)相鄰兩工序尺寸之差就是該工序的工序余量。對(duì)于具有對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的表面，工序余量是雙邊的，稱(chēng)雙邊余量，相鄰兩工序的直徑尺寸之差就是加工外圓（內(nèi)孔）表面的雙邊余量。 （3）最大余量和最小余量 由于各工序尺寸都有公差，所以各工序?qū)嶋H切除的余量值是變化的，因此工序余量有公稱(chēng)余量、最大余量和最小余量之分。相鄰兩工序的基本尺寸之差即是公稱(chēng)余量。公稱(chēng)余量的變動(dòng)范圍稱(chēng)為余量公差。 3. 加工余量的選用原則 （1）為縮短加工時(shí)間，降低制造成本，應(yīng)采用最小的加工余量。 （2）所采用的加工余量應(yīng)保證能得到工序圖上所規(guī)定的精度和表面粗糙度。 （3）要考慮被加工零件尺寸大小，尺寸越大，加工余量越大。 2.4.2工序10——鉆底座上6個(gè)φ14.5光孔的加工余量、工序尺寸和公差的確定 該工序的加工過(guò)程為：鉆底座上6個(gè)14.5光孔至設(shè)計(jì)尺寸。 由于該孔表面粗糙度要求不高，一次鉆就可以完成要求?！稒C(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表2-20可得：鉆孔余量Z鉆=14.5。查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表2-30可確定其公差值為：0.27mm。綜上所述，該工序的工序尺寸及公差為:鉆孔工序尺寸d1=φ14.5±0.13mm，關(guān)系如圖2-2及圖2-3。 圖2-2 鉆φ14.5mm孔加工示意圖 圖2-3 6個(gè)孔在零件上的位置 2.5 切削用量與時(shí)間定額的計(jì)算 切削用量的選擇，對(duì)生產(chǎn)效率、加工成本和加工質(zhì)量均有重要影響。所謂合理的切削用量是指在保證加工質(zhì)量的前提下，能取得較高的生產(chǎn)效率和較低成本的切削用量。 約束切削用量的選擇的主要條件：工件的加工要求（加工質(zhì)量要求和生產(chǎn)效率要求）；刀具材料的切削性能；機(jī)床的性能（動(dòng)力特性和運(yùn)動(dòng)特性）；刀具的壽命的要求。 2.5.1 切削用量的計(jì)算 切削速度vc(m/min)、進(jìn)給量f (mm/r)和背吃刀量ap(mm),常被稱(chēng)為切削用量三要素。 1.切削用量的選擇原則 （1）首先選取盡可能大的背吃刀量ap ; （2） 其次是根據(jù)機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)強(qiáng)度、刀桿剛度等限制條件（粗加工時(shí)）或已加工表面粗糙度要求（精加工時(shí)），選取盡可能大的進(jìn)給量f； （3）最后根據(jù)切削用量手冊(cè)查取或根據(jù)公式計(jì)算確定切削速度。 2. 確定背吃刀量ap 因?yàn)樵摴ば蛑皇且徊酱旨庸ぃ梢砸淮毋@削就能達(dá)到零件的要求，因此，選用金肯那個(gè)大的背吃刀量，即ap=14.5mm。 3．確定進(jìn)給量f 查閱《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程》表5-22，確定選取f=0.2~0.3mm/r。 然后查閱該書(shū)表4-10立式鉆床進(jìn)給量，確定選取f=0.25mm/r。 4. 計(jì)算切削速度 查表5-22，確定切削速度范圍為18~25m/min，選取切削速度vc= 22m/min。由公式n=1000v/∏d可以計(jì)算n=1000×2/∏14.5r/min=483r/min，查表4-9，對(duì)照該工序所選Z535立式鉆床的主軸轉(zhuǎn)速系列，取轉(zhuǎn)速n=530r/min。再將此轉(zhuǎn)速代入公式，可求出該工序的實(shí)際鉆削速度v=n∏d/1000=530×3.14×14.5/1000=23.3m/min。該速度在切削范圍內(nèi)，符合要求。 2.5.2 時(shí)間定額的計(jì)算 時(shí)間定額是在一定的生產(chǎn)條件下，規(guī)定生產(chǎn)一件產(chǎn)品或完成一道工序所消耗的時(shí)間，用tj表示。時(shí)間定額是安排生產(chǎn)計(jì)劃、成本核算的主要依據(jù)。它由以下5個(gè)部分組成： 1）基本時(shí)間。 直接改變生產(chǎn)對(duì)象的尺寸、形狀、相對(duì)位置、表面狀態(tài)或材料性質(zhì)等工藝過(guò)程所消耗的時(shí)間，用tj表示。 2）輔助時(shí)間。為實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程所做的各種輔助動(dòng)作所消耗的時(shí)間，用tf表示。 3）布置工地時(shí)間。用tb表示，一般為作業(yè)時(shí)間的2%~7%。 4）休息和生理所需時(shí)間。用tx表示，一般為作業(yè)時(shí)間的2%~4%。 5）準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間。用tz/m表示，一般為作業(yè)時(shí)間的3%~5%。 1.基本時(shí)間tj 根據(jù)表5-45，鉆孔的基本時(shí)間可由公式tj=L/fn=（l+l1+l2）/fn求得。公式中l(wèi)=15mm，取l2為2mm，l1=D/2cotkr+（1~2）=14.5/2×cot54。+1=6.3mm。又f=0.25mm/r，n=530r/min。將上述結(jié)果代入公式。則該工序的基本時(shí)間tj=（15+6.3+2）/（0.25×530）=0.17min=10.6s。 2. 輔助時(shí)間tf 根據(jù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)所述，輔助時(shí)間tf 與基本時(shí)間tj之間的關(guān)系為tf=（0.15~0.2）tj=（0.15~0.2）×10.6=1.58~2.11s，本次課題取tf=2s。 3. 其他時(shí)間tb+tx+tz/m 本次課題中三者的比例分別取4%，4%和3%。則tb+tx+tz/m=（4%+4%+3%）×（10.6+2）s=11%×12.6s=1.38s。 4. 單件時(shí)間定額tdj的計(jì)算 根據(jù)公式，課題中單件時(shí)間tdj= tj + tf +tb+ tx +（tz/m），則該工序的時(shí)間定額為：tdj=10.6+2+1.38=13.98s。 因此，工序10的單件計(jì)算時(shí)間tdj=13.98s。 第三章 使用Solidworks繪制零件的三維模型 使用Solidworks繪制出零件的三維模型，是我們對(duì)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有清楚的了解，為制作夾具和生成二維圖提供準(zhǔn)備。Solidworks中的零件模型不僅形象逼真、色彩豐富，而且能將復(fù)雜形體的內(nèi)腔隨意剖切開(kāi)來(lái)展示，能使我們更清楚地認(rèn)識(shí)零件的結(jié)構(gòu)。對(duì)于裝配體中零件之間的連接、裝配關(guān)系也可充分地展示出來(lái)，并能進(jìn)行裝拆動(dòng)畫(huà)演示，是我們更好地分析設(shè)計(jì)中所存在問(wèn)題。 焊鉗靜臂零件的三維模型的繪制過(guò)程見(jiàn)圖3-1至3-5。 圖2-3是先畫(huà)出零件的三個(gè)基準(zhǔn)面中對(duì)稱(chēng)部位的一半。 圖3-1 焊鉗建模步驟一 圖2-4是將對(duì)稱(chēng)部位進(jìn)行鏡像特征，畫(huà)出另外一半，這樣可以簡(jiǎn)化畫(huà)圖過(guò)程，提高效率。 圖2-5是重新建立與底面有10°的位置關(guān)系的另外一個(gè)基準(zhǔn)面。然后在此基準(zhǔn)面上作圖，畫(huà)出此部分的零件特征。至此，零件的大體輪廓已經(jīng)畫(huà)完，下面的任務(wù)就是對(duì)細(xì)節(jié)部分進(jìn)行修改。 圖2-6是對(duì)零件模型的細(xì)節(jié)部位進(jìn)行修改，比如說(shuō)各個(gè)部位的螺紋孔、沉頭孔，凸臺(tái)、各種圓角以及所多余的部分。 圖2-7是最后完成的焊鉗靜臂的零件模型。 圖3-2 焊鉗建模步驟二 圖3-3 焊鉗建模步驟三 圖3-4 焊鉗建模步驟四 圖3-5 最終焊鉗建模模型 第四章 專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì) 4.1 夾具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí) 工件在加工之前必須安放在夾具中，使其得到一個(gè)確定的位置或方向，并使其在加工過(guò)程中即使受到切削力及其它外力的影響，仍能保證正確位置或方向。 確定工件在機(jī)床上或夾具中有正確位置的過(guò)程，稱(chēng)為定位。 工件定位后將其固定，使其在加工過(guò)程中保持定位位置不變的操作，稱(chēng)為夾緊。 將工件在機(jī)床上或夾具中定位、夾緊的過(guò)程，稱(chēng)為裝夾。 機(jī)床夾具的用途： （1）保證產(chǎn)品質(zhì)量； （2）提高勞動(dòng)生產(chǎn)率； （3）擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，解決復(fù)雜或困難的工藝問(wèn)題； （4）改變?cè)瓩C(jī)床的用途，擴(kuò)大機(jī)床使用范圍； （5）減輕操作的勞動(dòng)強(qiáng)度，盡量做到安全生產(chǎn)。 4.2 專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)方案的確定 專(zhuān)用夾具的基本要求： （1）穩(wěn)定地保證工件的加工精度； （2）提高機(jī)械加工的勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低工件的制造成本； （3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，省力和安全，便于排屑； （4）具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，便于夾具的制造、裝配、檢驗(yàn)、調(diào)整與維修； （5）夾具的構(gòu)造應(yīng)與其用途及生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)； （6）注意夾具與機(jī)床、輔助工具、刀具、量具之間的聯(lián)系。 4.2.1 夾具設(shè)計(jì)任務(wù) 如圖4-1，所示為在焊鉗靜臂底座上鉆6個(gè)φ14.5的光孔的工序簡(jiǎn)圖。已知：工件的材料為CuCr1zr，毛坯為鑄造件，所選用的機(jī)床為立式鉆床Z535，生產(chǎn)類(lèi)型為中批量生產(chǎn)。為該鉆孔工序設(shè)計(jì)一鉆床夾具。 4.2.2 確定夾具的結(jié)構(gòu)方案 1．定位元件及夾具體的確定 夾具體的一般要求： （1）要有足夠的剛度和強(qiáng)度； （2）較輕的重量； （3）安裝要穩(wěn)定； 圖4-1鉆孔工序的加工簡(jiǎn)圖 （4）保證裝卸工件方便； （5）工藝性要好； （6）便于清理切削與臟物； （7）要保證使用的安全性。 根據(jù)工序簡(jiǎn)圖規(guī)定的定位基準(zhǔn)，采用兩面一銷(xiāo)定位方案。其中夾具體上定位平面限制工件的三個(gè)自由度，分別是“沿X軸方向的旋轉(zhuǎn)、沿Y軸方向的旋轉(zhuǎn)和沿Z軸方向的移動(dòng)”；圓柱形定位平面因?yàn)榻佑|面積很小，作用相當(dāng)于是一個(gè)支撐板，限制了工件的兩個(gè)自由度，分別是“沿X軸方向的移動(dòng)和沿Z軸方向的旋轉(zhuǎn)”；菱形銷(xiāo)限制了工件的一個(gè)自由度，是“沿Y軸方向的移動(dòng)”。總共限制了工件的6個(gè)自由度，沒(méi)有過(guò)定位及欠定位的情況，實(shí)現(xiàn)工件正確定位。定位方案如圖4-2所示。 孔與定位銷(xiāo)的配合尺寸為φ27的螺紋配合，定位方案合理可行。 2.導(dǎo)向裝置的確定 采用鉆套的目的： （1）保證被加工孔的位置精度； （2）避免刀具損壞； （3）提高加工表面的光潔度和幾何精度； （4）保證可靠地完成鉆孔后的第二步工作，如鉸孔等。 本工序只有一步加工——鉆φ14.5的光孔，因此本夾具可以選用固定鉆套來(lái)作為刀具的導(dǎo)向元件，如圖4-3所示為固定鉆套的三維圖及零件圖。 圖4-2 定位方案 圖4-3 固定鉆套 3.夾緊機(jī)構(gòu)的確定 設(shè)計(jì)夾緊裝置的基本要求： （1） 夾緊力絕對(duì)不能破壞工件在夾具中的正確位置。 （2） 夾緊力的大小必須合適。既要保證工件在加工中不會(huì)產(chǎn)生位移和振動(dòng)，又要保證工件在加工過(guò)程的變形和受壓表面損傷不超出允許范圍。 （3） 夾緊動(dòng)作要迅速，操作簡(jiǎn)單省力、使用安全。 （4） 結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，制造相對(duì)容易，體積不能很大并且剛度要很好。 （5） 夾緊行程一定要足夠，還要保證裝卸工件的間隙。 一般夾緊元件可分為：螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，斜鍥夾緊機(jī)構(gòu)和偏心輪夾緊機(jī)構(gòu)。針對(duì)該零件的生產(chǎn)類(lèi)型，此夾具選用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，如圖4-4所示。該夾緊機(jī)構(gòu)中的各零件均采用標(biāo)準(zhǔn)夾具元件。 夾緊力計(jì)算 夾緊力的大小對(duì)加工精度影響很大，夾緊力過(guò)小，工件夾不緊；夾緊力過(guò)大會(huì)使工件產(chǎn)生變形。因此，正確計(jì)算夾緊力是十分必要的。在切削過(guò)程中，由于加工余量、硬度不同，刀具磨損等因素的影響，使切削力產(chǎn)生變化，而且在切削過(guò)程中切削力的方向、作用點(diǎn)也是變化的，因此要準(zhǔn)確計(jì)算夾緊力是困難的，只能按切削力P粗略估計(jì)。 Q=K×P 公式中：Q——夾緊力，N； P——切削力，N； 圖4-4 夾緊方案 Ｋ——安全系數(shù)，一般取k=1.5~3； 　　　　　　　粗加工時(shí)k=2.5~3；精加工時(shí)k=1.5~2。 查閱機(jī)械加工工藝師手冊(cè)可知鉆削時(shí)的軸向力的計(jì)算公式為： F＝CFd0ZFfyFkF； 鉆削時(shí)轉(zhuǎn)矩的計(jì)算公式為： T=CTd0ZTfyTkT； 查表可知CF＝410，ZF＝1.0，yTkT＝0.8，CT＝0.117，ZT＝2，又已知d0＝14.5mm，f＝0.25mm/r。代入公式可得： F＝410×14.51.0×0.160.8＝1372N； F×d1=F1×d2； F1=Fd1/d2=1372×7.25/18=552.6N； F夾緊=K×F1=2.5×552.6=1381N； 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊力的計(jì)算公式為： W=2QL/[d2tan（α+ψ）+2Rcotβ/2f] ； 查《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表2-18，得：Q=15N，L=350mm，d0=23.752mm,查表1-2-21及表1-2-22，得：α= 2° 29，，得ψ=9° 50。，f=tgψ=0.16，β=120°。 W=2×15×350/[ d2tan(2°29+9°50)+2×25cot60f]=10500/3.2924=3189N。 又F夾緊=1381N＜W=3189N，故該夾緊機(jī)構(gòu)能滿(mǎn)足鉆孔要求。 4.2.3 夾具裝配體三維圖，裝配體二維圖 通過(guò)夾具體把夾具各組成部分連接起來(lái)，并將連接部分剖視。如圖4-5~4-8別是夾具總裝圖的三維模型和二維裝配圖。 4.2.4夾具裝配圖上標(biāo)注尺寸、配合及技術(shù)要求 （1）夾具裝配圖上要標(biāo)注的尺寸：根據(jù)前面工序簡(jiǎn)圖上所規(guī)定的被加工孔的加工精度要求，可以確定鉆套的中心線(xiàn)與夾具體上用來(lái)定位的銷(xiāo)子之間的尺寸取為（45±0. 05) mm。工件上孔的中心距為90mm和62.5mm，該尺寸為自由公差，又兩鉆套的中心距公差取為工件相應(yīng)尺寸公差的 1/3,為（1/3×0.2)mm=0. 068mm，對(duì)稱(chēng)標(biāo)注為（90土0.034) mm和（62.5土0.034）mm。鉆套中心線(xiàn)對(duì)定位銷(xiāo)中心線(xiàn)的垂直度公差取為0.02mm。定位銷(xiāo)中心線(xiàn)與夾具底面的平行度公差取為0.02mm。 （2）夾具裝配圖上要標(biāo)注的配合尺寸：菱形銷(xiāo)與定位孔的配合尺寸φ25H7 / f6 。鉆套與鉆模板的配合尺寸為φ22H7/n6。夾緊螺釘與襯套的配合尺寸為φ27H7/n6。定位銷(xiāo)與鉆模板的配合為φ6H7/h7。夾具最大外形尺寸350mm×240mm×325mm。 （3）夾具裝配圖上的技術(shù)要求： 圖4-5 夾具總裝圖三維模型 圖4-6 裝配體主視圖 圖4-7 裝配體俯視圖 1、裝配前所有零件進(jìn)行清洗。 2、定位銷(xiāo)與夾具體定位誤差不得大于0.01mm。 3、固定鉆套中心線(xiàn)與夾具體垂直度誤差不得大于0.01/100。 圖4-8 裝配體剖視圖 4.2.5 其他說(shuō)明 該方案有一個(gè)定位元件定位元件不是標(biāo)準(zhǔn)件，其三維模型圖及二維零件圖如圖4-9及圖3-10。 圖4-9 面銷(xiāo)定位件三維模型 圖4-10面銷(xiāo)定位件零件圖 該夾具的總裝中還包含一些其他的非標(biāo)準(zhǔn)件，其三維模型和二維零件圖分別如圖3-11~3-12。 為了能直觀(guān)地看到裝配過(guò)程，我還制作了裝配體的爆炸視圖，如圖4-13所示。 圖4-11 夾具體三維模型 圖4-12 鉆模板三維模型 圖4-13 裝配體爆炸視圖 第五章 零件的有限元分析 Solidworks simulation是一個(gè)與Solidworks完全集成的有限元分析系統(tǒng)，它提供了單一屏幕解決方案來(lái)進(jìn)行應(yīng)力分析、頻率分析、熱分析和優(yōu)化分析。 它憑借強(qiáng)大的功能支持，可以簡(jiǎn)捷地對(duì)機(jī)械零件進(jìn)行多項(xiàng)功能分析，從而實(shí)現(xiàn)降低設(shè)計(jì)費(fèi)用，縮短設(shè)計(jì)周期和提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的，大大縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。 5.1 為零件添加夾具 添加夾具用來(lái)阻止增加載荷時(shí)零件發(fā)生移動(dòng)。如圖5-1所示，為零件添加夾具的方案。 圖5-1 為零件添加夾具 5.2 為零件添加載荷 在零件上模擬實(shí)際加工中零件所受到的力，為分析提供參數(shù)。如圖5-2所示，為零件添加力。 5.3 選擇零件的材料 選擇出該零件的材料。已知該零件所選材料為鉻鋯銅（CuCr1Zr）。如圖5-3所示，為該材料的特性。 5.4 對(duì)模型進(jìn)行運(yùn)行模擬 模型已經(jīng)建立，已經(jīng)可以使用軟件對(duì)該模型進(jìn)行運(yùn)算模擬。如圖5-4所示，為該模型運(yùn)算模擬的結(jié)果。 圖5-2 為零件添加力 圖5-3 零件所用材料的特性 5.5 顯示并分析最大應(yīng)力 顯示該模擬結(jié)果中的有關(guān)最大應(yīng)力的結(jié)果，并進(jìn)行分析，以保證該方案所產(chǎn) 圖5-4 該模型的模擬結(jié)果 圖5-5 該模型的最大應(yīng)力的結(jié)果。 生的應(yīng)力不會(huì)超過(guò)該零件材料的應(yīng)力范圍。如圖5-5所示，為該模型出現(xiàn)最大應(yīng)力的位置以及最大應(yīng)力的大小。 從圖中可以看出，該模型最大應(yīng)力遠(yuǎn)小于該零件的屈服強(qiáng)度（415MPa）。因此，就應(yīng)力方面分析，該方案可行。 5.6 顯示并分析最大位移 顯示該模擬結(jié)果中的有關(guān)最大位移的結(jié)果，并進(jìn)行分析，以保證該方案所產(chǎn)生的位移不會(huì)超過(guò)該零件材料的范圍。如圖5-6所示，為該模型出現(xiàn)最大位移的位置以及最大位移的大小。 圖5-6 該模型有關(guān)位移的結(jié)果 由圖可以看出，位移在允許范圍內(nèi)，故該方案就位移方面分析是可行的。 第六章 結(jié)論 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我是基于大三所完成的機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)的課程設(shè)計(jì)。我更加系統(tǒng)地完成了一個(gè)零件的工藝工裝設(shè)計(jì)和二維圖的輸出。按照老師的建議，我先是自學(xué)SolidWorks三維設(shè)計(jì)軟件。從認(rèn)知了解零件圖到繪制毛坯圖，再到繪制零件三維模型。然后就是專(zhuān)用夾具的設(shè)計(jì)以及零件的有限元分析。在這過(guò)程中，我到工廠(chǎng)參觀(guān)，認(rèn)真記錄并查閱大量的資料；然后選擇機(jī)床設(shè)備、選擇刀具，確定切削用量三要素等，完成零件加工工藝規(guī)程的制作；最后制作其中一道工序的專(zhuān)用夾具，并用SolidWorks三維設(shè)計(jì)軟件繪制出夾具的總裝圖，并對(duì)該裝配體進(jìn)行干涉檢查、生成爆炸視圖等。最終完成了夾具裝配體三維模型圖。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中也不可避免地遇到了許多問(wèn)題，首先就是設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，對(duì)于實(shí)際加工中經(jīng)常采用的加工模式不是很了解，對(duì)于常見(jiàn)的工藝流程也不熟悉。在專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)中，由于我們看過(guò)的實(shí)體夾具比較少，所以剛開(kāi)始設(shè)計(jì)的夾具很不合理，這就需要我進(jìn)行多次修改，最后在老師的指導(dǎo)下終于完成夾具的設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)中的模型以及圖紙都是采用SolidWorks繪制，由于以前基本沒(méi)有接觸過(guò)該軟件，所以要從零開(kāi)始，很多命令不很熟悉，尤其是在生成二維工程圖過(guò)程中遇到很多問(wèn)題，給我們帶來(lái)了很大困難，但最終通過(guò)努力使這些問(wèn)題都得到了解決。也是我學(xué)會(huì)了Solidworks的使用方法。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)為我提供了一次難得的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，設(shè)計(jì)中不但運(yùn)用了我大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)，還有更加深入的擴(kuò)展。在做完本次設(shè)計(jì)后，我積累了大量該類(lèi)工作的經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)學(xué)會(huì)了Solidworks這款功能強(qiáng)大的軟件?？偠灾敬萎厴I(yè)設(shè)計(jì)讓我受益匪淺。 致謝 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在尊敬的文秀蘭老師的悉心指導(dǎo)下才能夠完成的，文秀蘭老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)的這段日子里，不僅耐心的指導(dǎo)我設(shè)計(jì)過(guò)程中所遇到的各種各樣的問(wèn)題，而且對(duì)我們這組人無(wú)論是考研還是即將工作的同學(xué)都給予了很高的期望和指導(dǎo)，這些無(wú)微不至的關(guān)懷一直激勵(lì)著我們努力做好自己的設(shè)計(jì)工作。文秀蘭老師淵博的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。文老師在我們?cè)O(shè)計(jì)過(guò)程中耐心地指導(dǎo)，同時(shí)幫我們聯(lián)系參觀(guān)工廠(chǎng)的實(shí)體零件，糾正我的設(shè)計(jì)過(guò)程中所出現(xiàn)的問(wèn)題。十分感謝文老師！ 在課題的設(shè)計(jì)過(guò)程中，同組的成員也給予了我許多幫助，我們共同面對(duì)在設(shè)計(jì)過(guò)程 中遇到的問(wèn)題，然后齊心協(xié)力解決，在此深表感謝！ 在論文完成之際，我的心情萬(wàn)分激動(dòng)。從本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題、資料的收集到設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的撰寫(xiě)以及出二維工程圖的整個(gè)過(guò)程中，我得到了許多的熱情幫助。再次向幫助過(guò)我的老師和同學(xué)致以深深的謝意與祝福！ 參考文獻(xiàn) [1] 于駿一、鄒青主編.機(jī)械設(shè)計(jì)制造基礎(chǔ)第二版。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009 [2] 鄒青、呼詠主編.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教程第二版。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009 [3] 王先逵、李旦主編.機(jī)械加工工藝手冊(cè)第一卷第二版。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007 [4] 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