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學(xué)位論文 50 附錄二 中文翻譯 通過夾具布局設(shè)計(jì)和夾緊力的優(yōu)化控制變形 摘 要 工件變形必須控制在數(shù)值控制機(jī)械加工過程之中 夾具布局和夾緊力是影響加工 變形程度和分布的兩個(gè)主要方面 在本文提出了一種多目標(biāo)模型的建立 以減低變形 的程度和增加均勻變形分布 有限元方法應(yīng)用于分析變形 遺傳算法發(fā)展是為了解決 優(yōu)化模型 最后舉了一個(gè)例子說明 一個(gè)令人滿意的結(jié)果被求得 這是遠(yuǎn)優(yōu)于經(jīng)驗(yàn)之 一的 多目標(biāo)模型可以減少加工變形有效地改善分布狀況 關(guān)鍵詞 夾具布局 夾緊力 遺傳算法 有限元方法 1 引言 夾具設(shè)計(jì)在制造工程中是一項(xiàng)重要的程序 這對于加工精度是至關(guān)重要 一個(gè)工 件應(yīng)約束在一個(gè)帶有夾具元件 如定位元件 夾緊裝置 以及支撐元件的夾具中加工 定位的位置和夾具的支力 應(yīng)該從戰(zhàn)略的設(shè)計(jì) 并且適當(dāng)?shù)膴A緊力應(yīng)適用 該夾具元 件可以放在工件表面的任何可選位置 夾緊力必須大到足以進(jìn)行工件加工 通常情況 下 它在很大程度上取決于設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn) 選擇該夾具元件的方案 并確定夾緊力 因此 不能保證由此產(chǎn)生的解決方案是某一特定的工件的最優(yōu)或接近最優(yōu)的方案 因 此 夾具布局和夾緊力優(yōu)化成為夾具設(shè)計(jì)方案的兩個(gè)主要方面 定位和夾緊裝置和夾 緊力的值都應(yīng)適當(dāng)?shù)倪x擇和計(jì)算 使由于夾緊力和切削力產(chǎn)生的工件變形盡量減少和 非正式化 夾具設(shè)計(jì)的目的是要找到夾具元件關(guān)于工件和最優(yōu)的夾緊力的一個(gè)最優(yōu)布局或方 案 在這篇論文里 多目標(biāo)優(yōu)化方法是代表了夾具布局設(shè)計(jì)和夾緊力的優(yōu)化的方法 這個(gè)觀點(diǎn)是具有兩面性的 一 是盡量減少加工表面最大的彈性變形 另一個(gè)是盡量 均勻變形 ANSYS 軟件包是用來計(jì)算工件由于夾緊力和切削力下產(chǎn)生的變形 遺傳 算法是 MATLAB 的發(fā)達(dá)且直接的搜索工具箱 并且被應(yīng)用于解決優(yōu)化問題 最后還給 出了一個(gè)案例的研究 以闡述對所提算法的應(yīng)用 學(xué)位論文 51 2 文獻(xiàn)回顧 隨著優(yōu)化方法在工業(yè)中的廣泛運(yùn)用 近幾年夾具設(shè)計(jì)優(yōu)化已獲得了更多的利益 夾具設(shè)計(jì)優(yōu)化包括夾具布局優(yōu)化和夾緊力優(yōu)化 King 和 Hutter 提出了一種使用剛體 模型的夾具 工件系統(tǒng)來優(yōu)化夾具布局設(shè)計(jì)的方法 DeMeter 也用了一個(gè)剛性體模型 為最優(yōu)夾具布局和最低的夾緊力進(jìn)行分析和綜合 他提出了基于支持布局優(yōu)化的程序 與計(jì)算質(zhì)量的有限元計(jì)算法 李和 melkote 用了一個(gè)非線性編程方法和一個(gè)聯(lián)絡(luò)彈性模 型解決布局優(yōu)化問題 兩年后 他們提交了一份確定關(guān)于多鉗夾具受到準(zhǔn)靜態(tài)加工力 的夾緊力優(yōu)化的方法 他們還提出了一關(guān)于夾具布置和夾緊力的最優(yōu)的合成方法 認(rèn) 為工件在加工過程中處于動(dòng)態(tài) 相結(jié)合的夾具布局和夾緊力優(yōu)化程序被提出 其他研 究人員用有限元法進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)與分析 蔡等對 menassa 和 devries 包括合成的夾具布 局的金屬板材大會(huì)的理論進(jìn)行了拓展 秦等人建立了一個(gè)與夾具和工件之間彈性接觸 的模型作為參考物來優(yōu)化夾緊力與 以盡量減少工件的位置誤差 Deng 和 melkote 提 交了一份基于模型的框架以確定所需的最低限度夾緊力 保證了被夾緊工件在加工的 動(dòng)態(tài)穩(wěn)定 大部分的上述研究使用的是非線性規(guī)劃方法 很少有全面的或近全面的最優(yōu)解決 辦法 所有的夾具布局優(yōu)化程序必須從一個(gè)可行布局開始 此外 還得到了對這些模 型都非常敏感的初步可行夾具布局的解決方案 夾具優(yōu)化設(shè)計(jì)的問題是非線性的 因 為目標(biāo)的功能和設(shè)計(jì)變量之間沒有直接分析的關(guān)系 例如加工表面誤差和夾具的參數(shù) 之間 定位 夾具和夾緊力 以前的研究表明 遺傳算法 GA 在解決這類優(yōu)化問題中是一種有用的技術(shù) 吳和陳用遺傳算法確定最穩(wěn)定的靜態(tài)夾具布局 石川和青山應(yīng)用遺傳算法確定最佳夾 緊條件彈性工件 vallapuzha 在基于優(yōu)化夾具布局的遺傳算法中使用空間坐標(biāo)編碼 他 們還提出了針對主要競爭夾具優(yōu)化方法相對有效性的廣泛調(diào)查的方法和結(jié)果 這表明 連續(xù)遺傳算法取得最優(yōu)質(zhì)的解決方案 krishnakumar 和 melkote 發(fā)展了一個(gè)夾具布局優(yōu) 化技術(shù) 用遺傳算法找到夾具布局 盡量減少由于在整個(gè)刀具路徑的夾緊和切削力造 成的加工表面的變形 定位器和夾具位置被節(jié)點(diǎn)號碼所指定 krishnakumar 等人還提出 了一種迭代算法 盡量減少工件在整個(gè)切削過程之中由不同的夾具布局和夾緊力造成 的彈性變形 Lai 等人建成了一個(gè)分析模型 認(rèn)為定位和夾緊裝置為同一夾具布局的要 素靈活的一部分 Hamedi 討論了混合學(xué)習(xí)系統(tǒng)用來非線性有限元分析與支持相結(jié)合的 學(xué)位論文 52 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) ANN 和 GA 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)被用來計(jì)算工件的最大彈性變形 遺 傳算法被用來確定最佳鎖模力 Kumar 建議將迭代算法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來發(fā)展 夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng) Kaya 用迭代算法和有限元分析 在二維工件中找到最佳定位和夾緊位 置 并且把碎片的效果考慮進(jìn)去 周等人 提出了基于遺傳算法的方法 認(rèn)為優(yōu)化夾 具布局和夾緊力的同時(shí) 一些研究沒有考慮為整個(gè)刀具路徑優(yōu)化布局 一些研究使用 節(jié)點(diǎn)數(shù)目作為設(shè)計(jì)參數(shù) 一些研究解決夾具布局或夾緊力優(yōu)化方法 但不能兩者都同 時(shí)進(jìn)行 有幾項(xiàng)研究摩擦和碎片考慮進(jìn)去了 碎片的移動(dòng)和摩擦接觸的影響對于實(shí)現(xiàn)更為現(xiàn)實(shí)和準(zhǔn)確的工件夾具布局校核分析 來說是不可忽視的 因此將碎片的去除效果和摩擦考慮在內(nèi)以實(shí)現(xiàn)更好的加工精度是 必須的 在這篇論文中 將摩擦和碎片移除考慮在內(nèi) 以達(dá)到加工表面在夾緊和切削力下 最低程度的變形 一多目標(biāo)優(yōu)化模型被建立了 一個(gè)優(yōu)化的過程中基于 GA 和有限元 法提交找到最佳的布局和夾具夾緊力 最后 結(jié)果多目標(biāo)優(yōu)化模型對低剛度工件而言 是比較單一的目標(biāo)優(yōu)化方法 經(jīng)驗(yàn)和方法 3 多目標(biāo)優(yōu)化模型夾具設(shè)計(jì) 一個(gè)可行的夾具布局必須滿足三限制 首先 定位和夾緊裝置不能將拉伸勢力應(yīng) 用到工件 第二 庫侖摩擦約束必須施加在所有夾具 工件的接觸點(diǎn) 夾具元件 工件 接觸點(diǎn)的位置必須在候選位置 為一個(gè)問題涉及夾具元件 工件接觸和加工負(fù)荷步驟 優(yōu)化問題可以在數(shù)學(xué)上仿照如下 學(xué)位論文 53 這里的 表示加工區(qū)域在加工當(dāng)中 j 次步驟的最高彈性變形 j 其中 是 的平均值 j 是正常力在 i 次的接觸點(diǎn) niF 是靜態(tài)摩擦系數(shù) fhi 是切向力在 i 次的接觸點(diǎn) pos i 是 i 次的接觸點(diǎn) 是可選區(qū)域的 i 次接觸點(diǎn) iV 整體過程如圖 1 所示 一要設(shè)計(jì)一套可行的夾具布局和優(yōu)化的夾緊力 最大切削 力在切削模型和切削力發(fā)送到有限元分析模型中被計(jì)算出來 優(yōu)化程序造成一些夾具 布局和夾緊力 同時(shí)也是被發(fā)送到有限元模型中 在有限元分析座內(nèi) 加工變形下 切削力和夾緊力的計(jì)算方法采用有限元方法 根據(jù)某夾具布局和變形 然后發(fā)送給優(yōu) 化程序 以搜索為一優(yōu)化夾具方案 圖 1 夾具布局和夾緊力優(yōu)化過程 4 夾具布局設(shè)計(jì)和夾緊力的優(yōu)化 4 1 遺傳算法 遺傳算法 GA 是基于生物再生產(chǎn)過程的強(qiáng)勁 隨機(jī)和啟發(fā)式的優(yōu)化方法 基 本思路背后的遺傳算法是模擬 生存的優(yōu)勝劣汰 的現(xiàn)象 每一個(gè)人口中的候選個(gè)體指 派一個(gè)健身的價(jià)值 通過一個(gè)功能的調(diào)整 以適應(yīng)特定的問題 遺傳算法 然后進(jìn)行 學(xué)位論文 54 復(fù)制 交叉和變異過程消除不適宜的個(gè)人和人口的演進(jìn)給下一代 人口足夠數(shù)目的演 變基于這些經(jīng)營者引起全球健身人口的增加和優(yōu)勝個(gè)體代表全最好的方法 遺傳算法程序在優(yōu)化夾具設(shè)計(jì)時(shí)需夾具布局和夾緊力作為設(shè)計(jì)變量 以生成字符 串代表不同的布置 字符串相比染色體的自然演變 以及字符串 它和遺傳算法尋找 最優(yōu) 是映射到最優(yōu)的夾具設(shè)計(jì)計(jì)劃 在這項(xiàng)研究里 遺傳算法和 MATLAB 的直接搜 索工具箱是被運(yùn)用的 收斂性遺傳算法是被人口大小 交叉的概率和概率突變所控制的 只有當(dāng)在一個(gè) 人口中功能最薄弱功能的最優(yōu)值沒有變化時(shí) nchg 達(dá)到一個(gè)預(yù)先定義的價(jià)值 ncmax 或有多少幾代氮 到達(dá)演化的指定數(shù)量上限 nmax 沒有遺傳算法停止 有五個(gè)主要 因素 遺傳算法 編碼 健身功能 遺傳算子 控制參數(shù)和制約因素 在這篇論文中 這些因素都被選出如表 1 所列 表 1 遺傳算法參數(shù)的選擇 由于遺傳算法可能產(chǎn)生夾具設(shè)計(jì)字符串 當(dāng)受到加工負(fù)荷時(shí)不完全限制夾具 這 些解決方案被認(rèn)為是不可行的 且被罰的方法是用來驅(qū)動(dòng)遺傳算法 以實(shí)現(xiàn)一個(gè)可行 的解決辦法 1 夾具設(shè)計(jì)的計(jì)劃被認(rèn)為是不可行的或無約束 如果反應(yīng)在定位是否定的 在換句話說 它不符合方程 2 和 3 的限制 罰的方法基本上包含指定計(jì)劃的高 目標(biāo)函數(shù)值時(shí)不可行的 因此 驅(qū)動(dòng)它在連續(xù)迭代算法中的可行區(qū)域 對于約束 4 當(dāng)遺傳算子產(chǎn)生新個(gè)體或此個(gè)體已經(jīng)產(chǎn)生 檢查它們是否符合條件是必要的 真正的 候選區(qū)域是那些不包括無效的區(qū)域 在為了簡化檢查 多邊形是用來代表候選區(qū)域和 無效區(qū)域的 多邊形的頂點(diǎn)是用于檢查 inpolygon 在 MATLAB 的功能可被用來幫助 檢查 4 2 有限元分析 ANSYS 軟件包是用于在這方面的研究有限元分析計(jì)算 有限元模型是一個(gè)考慮摩 擦效應(yīng)的半彈性接觸模型 如果材料是假定線彈性 如圖 2 所示 每個(gè)位置或支持 學(xué)位論文 55 是代表三個(gè)正交彈簧提供的制約 圖 2 考慮到摩擦的半彈性接觸模型 在 x y 和 z 方向和每個(gè)夾具類似 但定位夾緊力在正常的方向 彈力在自然的 方向即所謂自然彈力 其余兩個(gè)彈力即為所謂的切向彈力 接觸彈簧剛度可以根據(jù)向 赫茲接觸理論計(jì)算如下 隨著夾緊力和夾具布局的變化 接觸剛度也不同 一個(gè)合理的線性逼近的接觸剛 度可以從適合上述方程的最小二乘法得到 連續(xù)插值 這是用來申請工件的有限元分 析模型的邊界條件 在圖3中說明了夾具元件的位置 顯示為黑色界線 每個(gè)元素的位 置被其它四或六最接近的鄰近節(jié)點(diǎn)所包圍 圖 3 連續(xù)插值 這系列節(jié)點(diǎn) 如黑色正方形所示 是 37 38 31和30 9 10 11 18 17號和16號 和 26 27 34 41 40和33 這一系列彈簧單元 與這些 每一個(gè)節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián) 對任何一套節(jié)點(diǎn) 彈簧常數(shù)是 這里 學(xué)位論文 56 kij 是彈簧剛度在的 j 次節(jié)點(diǎn)周圍 i 次夾具元件 Dij 是 i 次夾具元件和的 J 次節(jié)點(diǎn)周圍之間的距離 ki 是彈簧剛度在一次夾具元件位置 i 是周圍的 i 次夾具元素周圍的節(jié)點(diǎn)數(shù)量 為每個(gè)加工負(fù)荷的一步 適當(dāng)?shù)倪吔鐥l件將適用于工件的有限元模型 在這個(gè)工 作里 正常的彈簧約束在這三個(gè)方向 X Y Z 的和在切方向切向彈簧約束 X Y 夾緊力是適用于正常方向 Z 的夾緊點(diǎn) 整個(gè)刀具路徑是模擬為每個(gè) 夾具設(shè)計(jì)計(jì)劃所產(chǎn)生的遺傳算法應(yīng)用的高峰期的 X Y z 切削力順序到元曲面 其 中刀具通行證 在這工作中 從刀具路徑中歐盟和去除碎片已經(jīng)被考慮進(jìn)去 在機(jī)床 改變幾何數(shù)值過程中 材料被去除 工件的結(jié)構(gòu)剛度也改變 因此 這是需要考慮碎片移除的影響 有限元分析模型 分析與重點(diǎn)的工具運(yùn)動(dòng) 和碎片移除使用的元素死亡技術(shù) 在為了計(jì)算健身價(jià)值 對于給定夾具設(shè)計(jì)方案 位 移存儲為每個(gè)負(fù)載的一步 那么 最大位移是選定為夾具設(shè)計(jì)計(jì)劃的健身價(jià)值 遺傳算法的程序和 ANSYS 之間的互動(dòng)實(shí)施如下 定位和夾具的位置以及夾緊力這 些參數(shù)寫入到一個(gè)文本文件 那個(gè)輸入批處理文件 ANSYS 軟件可以讀取這些參數(shù)和計(jì) 算加工表面的變形 因此 健身價(jià)值觀 在遺傳算法程序 也可以寫到當(dāng)前夾具設(shè) 計(jì)計(jì)劃的一個(gè)文本文件 當(dāng)有大量的節(jié)點(diǎn)在一個(gè)有限元模型時(shí) 計(jì)算健身價(jià)值是很昂貴的 因此 有必要 加快計(jì)算遺傳算法程序 作為這一代的推移 染色體在人口中取得類似情況 在這項(xiàng) 工作中 計(jì)算健身價(jià)值和染色體存放在一個(gè) SQL Server 數(shù)據(jù)庫 遺傳算法的程序 如 果目前的染色體的健身價(jià)值已計(jì)算之前 先檢查 如果不 夾具設(shè)計(jì)計(jì)劃發(fā)送到 ANSYS 否則健身價(jià)值觀是直接從數(shù)據(jù)庫中取出 嚙合的工件有限元模型 在每一個(gè) 計(jì)算時(shí)間保持不變 每計(jì)算模型間的差異是邊界條件 因此 網(wǎng)狀工件的有限元模型 可以用來反復(fù) 恢復(fù) ANSYS 命令 5 案例研究 一個(gè)關(guān)于低剛度工件的銑削夾具設(shè)計(jì)優(yōu)化問題是被顯示在前面的論文中 并在以 下各節(jié)加以表述 學(xué)位論文 57 5 1 工件的幾何形狀和性能 工件的幾何形狀和特點(diǎn)顯示在圖 4 中 空心工件的材料是鋁 390 與泊松比 0 3 和 71Gpa 的楊氏模量 外廓尺寸 152 4mm 127mm 76 2mm 該工件頂端內(nèi)壁的三分之一是 經(jīng)銑削及其刀具軌跡 如圖 4 所示 夾具元件中應(yīng)用到的材料泊松比 0 3 和楊氏模量 的 220 的合金鋼 圖 4 空心工件 5 2 模擬和加工的運(yùn)作 舉例將工件進(jìn)行周邊銑削 加工參數(shù)在表 2 中給出 基于這些參數(shù) 切削力的最 高值被作為工件內(nèi)壁受到的表面載荷而被計(jì)算和應(yīng)用 當(dāng)工件處于 330 94 n 切 398 11 N 下徑向 和 22 84 N 下軸 的切削位置時(shí) 整個(gè)刀具路徑被 26 個(gè)工步 所分開 切削力的方向被刀具位置所確定 表 2 加工參數(shù)和條件 學(xué)位論文 58 5 3 夾具設(shè)計(jì)方案 夾具在加工過程中夾緊工件的規(guī)劃如圖 5 所示 圖 5 定位和夾緊裝置的可選區(qū)域 一般來說 3 2 1 定位原則是夾具設(shè)計(jì)中常用的 夾具底板限制三個(gè)自由度 在 側(cè)邊控制兩個(gè)自由度 這里 在 Y 0mm 截面上使用了 4 個(gè)定點(diǎn) 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 兩個(gè)壓板 C1 C2 夾緊工件 在正交面上 需要一個(gè)定位元件限制其余的一個(gè)自由度 這在優(yōu)化模型中 是被忽略的 在表 3 中給出了定位加緊點(diǎn)的坐標(biāo)范圍 表 3 設(shè)計(jì)變量的約束 由于沒有一個(gè)簡單的一體化程序確定夾緊力 夾緊力很大部分 6673 2N 在初始 階段被假設(shè)為每一個(gè)夾板上作用的力 且從符合例 5 的最小二乘法 分別由 4 43 107 N m 和 5 47 107 N m 得到了正常切向剛度 5 4 遺傳控制參數(shù)和懲罰函數(shù) 在這個(gè)例子中 用到了下列參數(shù)值 Ps 30 Pc 0 85 Pm 0 01 Nmax 100 和 Ncmax 20 關(guān)于 f1 和 的懲罰函數(shù)是 學(xué)位論文 59 這里 fv 可以被 F1 或 代表 當(dāng) nchg 達(dá)到 6 時(shí) 交叉和變異的概率將分別改變成 0 6 和 0 1 5 5 優(yōu)化結(jié)果 連續(xù)優(yōu)化的收斂過程如圖 6 所示 且收斂過程的相應(yīng)功能 1 和 2 如圖 7 圖 8 所示 優(yōu)化設(shè)計(jì)方案在表 4 中給出 圖 6 夾具布局和夾緊力優(yōu)化程序的收斂性遺傳算法 圖 7 第一個(gè)函數(shù)值的收斂 圖 8 第二個(gè)函數(shù)值的收斂性 表 4 多目標(biāo)優(yōu)化模型的結(jié)果 表 5 各種夾具設(shè)計(jì)方案結(jié)果進(jìn)行比較 學(xué)位論文 60 5 6 結(jié)果的比較 從單一目標(biāo)優(yōu)化和經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)中得到的夾具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)變量和目標(biāo)函數(shù)值 如表 5 所示 單一目標(biāo)優(yōu)化的結(jié)果 在論文中引做比較 在例子中 與經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)相比較 單 一目標(biāo)優(yōu)化方法有其優(yōu)勢 最高變形減少了 57 5 均勻變形增強(qiáng)了 60 4 最高 夾緊力的值也減少了 49 4 從多目標(biāo)優(yōu)化方法和單目標(biāo)優(yōu)化方法的比較中可以得 出什么呢 最大變形減少了 50 2 均勻變形量增加了 52 9 最高夾緊力的值減 少了 69 6 加工表面沿刀具軌跡的變形分布如圖 9 所示 很明顯 在三種方法中 多目標(biāo)優(yōu)化方法產(chǎn)生的變形分布最均勻 與結(jié)果比較 我們確信運(yùn)用最佳定位點(diǎn)分布和最優(yōu)夾緊力來減少工件的變形 圖 10 示出了一實(shí)例夾具的裝配 圖 9 沿刀具軌跡的變形分布 學(xué)位論文 61 圖 10 夾具配置實(shí)例 6 結(jié)論 本文介紹了基于 GA 和有限元的夾具布局設(shè)計(jì)和夾緊力的優(yōu)化程序設(shè)計(jì) 優(yōu)化程 序是多目標(biāo)的 最大限度地減少加工表面的最高變形和最大限度地均勻變形 ANSYS 軟件包已經(jīng)被用于 健身價(jià)值的有限元計(jì)算 對于夾具設(shè)計(jì)優(yōu)化的問題 GA 和有限元分析的結(jié)合被證明是 一種很有用的方法 在這項(xiàng)研究中 摩擦的影響和碎片移動(dòng)都被考慮到了 為了減少計(jì)算的時(shí)間 建 立了一個(gè)染色體的健身數(shù)值的數(shù)據(jù)庫 且網(wǎng)狀工件的有限元模型是優(yōu)化過程中多次使 用的 傳統(tǒng)的夾具設(shè)計(jì)方法是單一目標(biāo)優(yōu)化方法或經(jīng)驗(yàn) 此研究結(jié)果表明 多目標(biāo)優(yōu)化 方法比起其他兩種方法更有效地減少變形和均勻變形 這對于在數(shù)控加工中控制加工 變形是很有意義的 參考文獻(xiàn) 1 King LS Hutter 1993 年 自動(dòng)化裝配線上棱柱工件最佳裝夾定位生成的理論方 法 De Meter EC 1995 優(yōu)化機(jī)床夾具表現(xiàn)的 Min Max 負(fù)荷模型 2 De Meter EC 1998 快速支持布局優(yōu)化 Li B Melkote SN 1999 通過夾具布局優(yōu) 化改善工件的定位精度 3 Li B Melkote SN 2001 夾具夾緊力的優(yōu)化和其對工件的定位精度的影響 4 Li B Melkote SN 1999 通過夾具布局優(yōu)化改善工件的定位精度 5 Li B Melkote SN 2001 夾具夾緊力的優(yōu)化和其對工件定位精度的影響 6 Li B Melkote SN 2001 最優(yōu)夾具設(shè)計(jì)計(jì)算工件動(dòng)態(tài)的影響 7 Lee JD Haynes LS 1987 靈活裝夾系統(tǒng)的有限元分析 8 Menassa RJ DeVries WR 1991 運(yùn)用優(yōu)化方法在夾具設(shè)計(jì)中選擇支位 9 Cai W Hu SJ Yuan JX 1996 變形金屬板材的裝夾的原則 算法和模擬 10 Qin GH Zhang WH Zhou XL 2005 夾具裝夾方案的建模和優(yōu)化設(shè)計(jì) 11 Deng HY Melkote SN 2006 動(dòng)態(tài)穩(wěn)定裝夾中夾緊力最小值的確定 學(xué)位論文 62 12 Wu NH Chan KC 1996 基于遺傳算法的夾具優(yōu)化配置方法 13 Ishikawa Y Aoyama T 1996 借助遺傳算法對裝夾條件的優(yōu)化 14 Vallapuzha S De Meter EC Choudhuri S et al 2002 一項(xiàng)關(guān)于空間坐標(biāo)對基于遺傳 算法的夾具優(yōu)化問題的作用的調(diào)查 15 Vallapuzha S De Meter EC Choudhuri S et al 2002 夾具布局優(yōu)化方法成效的調(diào)查 16 Kulankara K Melkote SN 2000 利用遺傳算法優(yōu)化加工夾具的布局 17 Kulankara K Satyanarayana S Melkote SN 2002 利用遺傳算法優(yōu)化夾緊布局和夾 緊力 18 Lai XM Luo LJ Lin ZQ 2004 基于遺傳算法的柔性裝配夾具布局的建模與優(yōu)化 19 Hamedi M 2005 通過一種人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法混合的系統(tǒng)設(shè)計(jì)智能夾具 20 Kumar AS Subramaniam V Seow KC 2001 采用遺傳算法固定裝置的概念設(shè)計(jì) 21 Kaya N 2006 利用遺傳算法優(yōu)化加工夾具的定位和夾緊點(diǎn) 22 Zhou XL Zhang WH Qin GH 2005 遺傳算法用于優(yōu)化夾具布局和夾緊力 23 Kaya N zt rk F 2003 碎片位移和摩擦接觸的運(yùn)用對工件夾具布局的校核 四缸柴油機(jī)曲軸工藝及鉆床專用夾具 曲軸斜油孔 設(shè)計(jì) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 說 明 書 題 目 四缸柴油機(jī)曲軸工藝及鉆床專用夾具 曲軸斜 油孔 設(shè)計(jì) 2 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 任務(wù)書 設(shè)計(jì) 論文 題目 四缸柴油機(jī)曲軸工藝及鉆床專用夾具 曲軸斜油孔 設(shè) 計(jì) 1 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 的主要內(nèi)容及基本要求 1 基本設(shè)計(jì)參數(shù) 490 型柴油機(jī) 生產(chǎn)方式 批量生產(chǎn) 2 主要內(nèi)容及基本要求 測繪柴油機(jī)曲軸的總成圖和零件圖 確定加工方法 制定加工工藝 編制加工工序卡 進(jìn)行曲軸斜油孔加工的工裝設(shè)計(jì) 編寫設(shè)計(jì)說明書 2 指定查閱的主要參考文獻(xiàn)及說明 機(jī)械制造工藝手冊 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 機(jī)械制造裝備 夾具設(shè)計(jì) 3 進(jìn)度安排 設(shè)計(jì) 論文 各階段名稱 起 止 日 期 1 查閱資料 了解曲軸的功能以及加工制造的基本知識 3 月 5 日 3 月 25 日 2 完成曲軸的裝配圖和零件圖的繪制 3 月 26 日 4 月 10 日 3 確定加方法 制定加工工藝 完成工裝設(shè)計(jì) 4 月 11 日 5 月 22 日 4 完成設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的編寫 5 月 23 日 6 月 2 日 5 設(shè)計(jì)圖紙與說明書的校對 6 月 3 日 6 月 5 日 II 摘 要 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中 進(jìn)行了曲軸的測繪及根據(jù)實(shí)物模型了解曲軸的外型和曲軸斜 油孔的位置結(jié)構(gòu) 本設(shè)計(jì)為四缸柴油機(jī)曲軸工藝及鉆床專用夾具 曲軸斜油孔 設(shè)計(jì) 繪制曲軸零件圖 確定加工方法 制定加工工藝 編制加工工序卡 曲軸斜油孔加工 的工裝設(shè)計(jì) 曲軸由軸頸和軸柄構(gòu)成 曲軸是受沖擊載荷 傳遞動(dòng)力的重要零件 在五大件中最難以保證加工質(zhì)量 由 于曲軸工作條件惡劣 因此對曲軸材質(zhì)以及毛坯加工技術(shù) 精度 表面粗糙度 熱處 理和表面強(qiáng)化 動(dòng)平衡等要求都十分嚴(yán)格 如果其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)質(zhì)量沒有得到保證 則可嚴(yán)重影響曲軸的使用壽命和整機(jī)的可靠性 曲軸材質(zhì)有球墨鑄鐵和鋼兩類 由于球墨鑄鐵的切削性能良好 可獲得較理想的 結(jié)構(gòu)形狀 并且和鋼質(zhì)曲軸一樣可以進(jìn)行各種熱處理和表面強(qiáng)化處理來提高曲軸的抗 疲勞強(qiáng)度 硬度和耐磨性 球墨鑄鐵曲軸成本只有調(diào)質(zhì)鋼曲軸成本的 1 3 左右 所以 球墨鑄鐵曲軸在國內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用 關(guān)鍵詞 曲軸 斜油孔 工裝設(shè)計(jì) 可靠 疲勞強(qiáng)度 球墨鑄鐵 III ABSTRACT In this graduation project has carried on the crank mapping and the basis working model understands the crank the outlook and the tune axle tilt oil hole position structure This design is four cylinder diesel engine crank craft work clothes design Plan crank detail drawing determination processing method formulation processing craft establishment processing travel chart tune axle tilt oil hole processing work clothes design The crank constitutes by the journal and the axis handle The crank is in the engine withstands the impact load the transmission power important components guarantees the processing quality most with difficulty in the engine five big ticket items Because the crank working condition is bad therefore to the crank material quality as well as the semifinished materials processing technology the precision the surface roughness the heat treatment and the surface strengthens requests and so on transient equilibrium extremely is all strict If any link quality has not obtained the guarantee then may affect the crank seriously the service life and the complete machine reliability The crank material quality has the modular cast iron and the steel two kinds Because the modular cast iron cutting value is good may obtain the ideal structure shape and may carry on each kind of heat treatment and superficial strengthening processing equally with the steel crank enhances the crank the anti fatigue strength degree of hardness and the resistance to wear Modular cast iron crank cost only then about quenched and tempered steel crank cost 1 3 therefore the modular cast iron crank in domestic and foreign obtained the widespread application Key word Cranks Slanting oil holes Work clothes designs Reliability Fatigue strength Modular cast irons IV 目 錄 中文摘要 英文摘要 第 1 章 設(shè)計(jì)的相關(guān)知識 1 1 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的 要求和內(nèi)容 1 1 1 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的 1 1 1 2 畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本要求及主要內(nèi)容 1 1 2 畢業(yè)設(shè)計(jì)的步驟 2 1 2 1 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 2 第二章 零件的分析 3 2 1 零件的作用及分析 3 2 2 曲軸的制造技術(shù)及工藝進(jìn)展 3 2 2 1 曲軸的毛坯制造技術(shù) 3 2 2 2 機(jī)械加工技術(shù) 4 2 2 3 熱處理和表面強(qiáng)化處理技術(shù) 4 第三章 零件的工藝路線及加工工藝 5 3 1 擬定工藝路線應(yīng)注意的事項(xiàng) 5 3 2 零件的工藝路線 6 3 2 1 基準(zhǔn)的選擇 6 3 2 2 曲軸工藝路線內(nèi)容 6 3 2 3 零件加工工序內(nèi)容 7 第四章 專用夾具設(shè)計(jì)及撰寫說明 35 4 1 專用夾具設(shè)計(jì) 35 4 1 1 設(shè)計(jì)說明 35 4 1 2 夾具設(shè)計(jì)分析 35 4 2 撰寫說明書應(yīng)注意的事項(xiàng) 36 第五章 結(jié) 論 37 參考文獻(xiàn) 38 II 致 謝 39 畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第一章 設(shè)計(jì)的相關(guān)知識 1 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的 要求和內(nèi)容 了解畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的和要求能知道設(shè)計(jì)的重要性 按照要求做好設(shè)計(jì) 使自己有 一個(gè)做設(shè)計(jì)的好計(jì)劃 從而把設(shè)計(jì)做得更加的成功完美 1 1 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的 機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具畢業(yè)設(shè)計(jì)是機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程教學(xué)的一個(gè)不 可或缺的輔助環(huán)節(jié) 它是學(xué)生全面地綜合運(yùn)用本課程及其有關(guān)先修課程的理論和實(shí)踐 知識進(jìn)行加工工藝及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一次重要實(shí)踐 它對于培養(yǎng)學(xué)生編制機(jī)械加工工 藝規(guī)程和機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的能力 為以后搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)和去工廠從事工藝與夾具設(shè)計(jì)具 有十分重要的意義 本課程設(shè)計(jì)的目的在于 1 培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)及相關(guān)專業(yè)課程 工程材料與熱處理 機(jī) 械設(shè)計(jì) 互換性與測量技術(shù) 金屬切削加工及裝備等 的理論知識 結(jié)合金工實(shí)習(xí) 生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識 獨(dú)立地分析和解決機(jī)械加工藝問題 初步具備設(shè)計(jì)一個(gè) 中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力 2 能根據(jù)被加工零件的技術(shù)要求 運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法 學(xué)會(huì)擬訂 夾具設(shè)計(jì)方案 完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 初步具備設(shè)計(jì)保證加工質(zhì)量的高效 省力 經(jīng)濟(jì) 合理的專用夾具的能力 3 培養(yǎng)學(xué)生熟悉和應(yīng)用有關(guān)手冊 標(biāo)準(zhǔn) 圖表等技術(shù)資料的能力 指導(dǎo)學(xué)生分 析零件加工的技術(shù)要求和本企業(yè)具備的加工條件 掌握從事工藝設(shè)計(jì)的方法和步驟 4 進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械制圖 設(shè)計(jì)計(jì)算 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和編寫技術(shù)文件等的基本技 能 5 培養(yǎng)學(xué)生耐心細(xì)致 科學(xué)分析 周密思考 吃苦耐勞的良好習(xí)慣 6 培養(yǎng)學(xué)生解決工藝問題的能力 為學(xué)生今后進(jìn)工廠從事工藝與夾具設(shè)計(jì)打下 良好的基礎(chǔ) 1 1 2 畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本要求及主要內(nèi)容 本畢業(yè)設(shè)計(jì)要求就一個(gè)中等復(fù)雜程度的零件編制一套機(jī)械加工工藝規(guī)程 按教師 第一章 設(shè)計(jì)的相關(guān)知識 2 指定的某加工工序設(shè)計(jì)一副專用夾具 并撰寫設(shè)計(jì)說明書 學(xué)生應(yīng)在教師的指導(dǎo)下 認(rèn)真地 有計(jì)劃地 獨(dú)立按時(shí)完成設(shè)計(jì)任務(wù) 學(xué)生對待自己的設(shè)計(jì)任務(wù)必須如同在工 廠接受設(shè)計(jì)任務(wù)一樣 對于自己所作的技術(shù)方案 數(shù)據(jù)選擇和計(jì)算結(jié)果必須高度負(fù)責(zé) 注意理論與實(shí)踐相結(jié)合 以期使整個(gè)設(shè)計(jì)在技術(shù)上是先進(jìn)的 在經(jīng)濟(jì)上是合理的 在 生產(chǎn)中是可行的 1 基本設(shè)計(jì)參數(shù) 490 型柴油機(jī) 生產(chǎn)方式 批量生產(chǎn) 2 主要內(nèi)容及基本要求 測繪柴油機(jī)曲軸的總成圖和零件圖 確定加工方法 制定加工工藝 編制加工工序卡 進(jìn)行曲軸斜油孔加工的工裝設(shè)計(jì) 編寫設(shè)計(jì)說明書 3 指定查閱的主要參考文獻(xiàn)及說明 機(jī)械制造工藝手冊 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 機(jī)械制造裝備 夾具設(shè)計(jì) 1 2 畢業(yè)設(shè)計(jì)的步驟 1 2 1 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 1 分析 研究零件圖 或?qū)嵨?進(jìn)行結(jié)構(gòu)工藝性審查 2 根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型 確定工藝的基本特征 生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)類型不同 產(chǎn)品零件的制造工藝 所用設(shè)備及工藝裝備 對工人的技 術(shù)要求 采取的技術(shù)措施和要求達(dá)到的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果也會(huì)不同 3 確定毛坯的類型和制造方法 繪制毛坯圖 4 擬定工藝路線 5 機(jī)械加工工序設(shè)計(jì) 6 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 7 校核 畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 第二章 零件的分析 2 1 零件的作用及分析 曲軸一般由主軸頸 連桿軸頸 曲柄 平衡塊 前端和后端等組成 一個(gè)主軸頸 一個(gè)連桿軸頸和一個(gè)曲柄組成了一個(gè)曲拐 曲軸的曲拐數(shù)目等于氣缸數(shù) 曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)中承受沖擊載荷 傳遞動(dòng)力的重要零件 在發(fā)動(dòng)機(jī)五大件中最難以 保證加工質(zhì)量 由于曲軸工作條件惡劣 因此對曲軸材質(zhì)以及毛坯加工技術(shù) 精度 表面粗糙度 熱處理和表面強(qiáng)化 動(dòng)平衡等要求都十分嚴(yán)格 如果其中任何一個(gè)環(huán)節(jié) 質(zhì)量沒有得到保證 則可嚴(yán)重影響曲軸的使用壽命和整機(jī)的可靠性 世界汽車工業(yè)發(fā) 達(dá)國家對曲軸的加工十分重視 并不斷改進(jìn)曲軸加工工藝 隨著 WTO 的加入 國內(nèi)曲 軸生產(chǎn)廠家已經(jīng)意識到形勢的緊迫性 引進(jìn)了為數(shù)不少的先進(jìn)設(shè)備和技術(shù) 以期提高 產(chǎn)品的整體競爭力 使得曲軸的制造技術(shù)水平有了大幅提高 特別是近 5 年來發(fā)展更 為迅猛 把連桿傳來的推力變?yōu)樾D(zhuǎn)的力量 扭矩 經(jīng)過曲軸 飛輪傳給傳動(dòng)裝置 將活塞 的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)動(dòng)能的部件 2 2 曲軸的制造技術(shù)及工藝進(jìn)展 2 2 1 曲軸的毛坯鑄造技術(shù) 球墨鑄鐵曲軸的生產(chǎn)繼 QT800 2 QT900 2 等幾種牌號后 廣西玉柴等經(jīng)過攻關(guān)已 能穩(wěn)定生產(chǎn) QT800 6 牌號的曲軸 為曲軸 以鐵代鋼 奠定了基礎(chǔ) 1 熔煉 高溫低硫純凈鐵水的獲得是生產(chǎn)高質(zhì)量球墨鑄鐵的關(guān)鍵 國內(nèi)主要是以沖天爐為主 的生產(chǎn)設(shè)備 鐵水未進(jìn)行預(yù)脫硫處理 其次是高純生鐵少 焦炭質(zhì)量差 目前已采用 雙聯(lián)外加預(yù)脫硫的熔煉方法 采用沖天爐熔化鐵水 經(jīng)爐外脫硫 然后在感應(yīng)電爐中 升溫并調(diào)整成分 目前 在國內(nèi)鐵水成分的檢測已普遍采用真空直讀光譜儀來進(jìn)行 2 造型 第一章 設(shè)計(jì)的相關(guān)知識 4 2 氣流沖擊造型工藝明顯優(yōu)于粘土砂型工藝 可獲得高精度的曲軸鑄件 該工藝制作 的砂型具有無反彈變形量等特點(diǎn) 這對于多拐曲軸尤為重要 目前 國內(nèi)已有一些曲 軸 生產(chǎn)廠家從德國 意大利 西班牙等國引進(jìn)氣流沖擊造型工藝 不過 引進(jìn)整條生 產(chǎn)線的只有極少數(shù)廠家 如文登天潤曲軸有限公司引進(jìn)了德國 KW 鑄造生產(chǎn)線 2 2 2 機(jī)械加工技術(shù) 目前國內(nèi)曲軸生產(chǎn)線多數(shù)由普通機(jī)床和專用機(jī)床組成 生產(chǎn)效率和自動(dòng)化程度相 對較低 粗加工設(shè)備多采用多刀車床車削曲軸主軸頸及拐頸 工序的質(zhì)量穩(wěn)定性差 容易產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力 難以達(dá)到合理的加工余量 一般精加工采用 MQ8260 等曲軸磨 床粗磨 半精磨 精磨 拋光 通?？渴止げ僮?加工質(zhì)量不穩(wěn)定 粗加工生產(chǎn)線由德國的專機(jī)自動(dòng)線 LINDENMAIER 數(shù)控車 車?yán)?數(shù)控高速隨 動(dòng)外銑 BOEHRINGER 圓角滾壓機(jī) HEGENSCHEIDT MFD 和止推面車滾專機(jī) 淬火機(jī) EMA 等組成 精加工生產(chǎn)線由日本的數(shù)控高速 CBN 磨床 TOYODA 動(dòng)平衡機(jī) 拋 光機(jī) IMPCO NACHI 檢測機(jī) 清洗機(jī)等組成 連桿軸頸加工則采用了數(shù)控高速隨動(dòng) 加工技術(shù) 全線采用高速 CBN 砂輪磨削技術(shù) 磨削線速度達(dá)到 120m s 粗加工有曲軸 質(zhì)量定心機(jī) 數(shù)控內(nèi)銑床等設(shè)備 精加工設(shè)備由英國 LANDIS 日本 TOYADA 數(shù)控曲軸磨 床等進(jìn)口先進(jìn)設(shè)備組成 可以看出 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸制造技術(shù)進(jìn)展最為迅速的是機(jī)械加工 裝備 比較典型的加工工藝是銑削和磨削 2 2 3 熱處理和表面強(qiáng)化處理技術(shù) 曲軸的熱處理關(guān)鍵技術(shù)是表面強(qiáng)化處理 球墨鑄鐵曲軸一般均采用正火處理 為表 面處理做好組織準(zhǔn)備 表面強(qiáng)化處理一般采用感應(yīng)淬火或氮化工藝 鍛鋼曲軸則采用 軸頸與圓角淬火工藝 引進(jìn)的設(shè)備有 AEG 全自動(dòng)曲軸淬火機(jī)床 EMA 淬火機(jī)床等 據(jù)國外資料介紹 球墨鑄鐵曲軸采用圓角滾壓工藝與離子氮化結(jié)合使用進(jìn)行復(fù)合強(qiáng) 化 可使整條曲軸的抗疲勞強(qiáng)度提高 130 以上 國內(nèi)部分廠家近幾年也進(jìn)行了這方面 的實(shí)踐 取得了良好的效果 畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 第三章 零件的工藝路線及加工工藝 3 1 擬定工藝路線應(yīng)注意的事項(xiàng) 在撰寫工藝路線 尤其是在選擇加工方法 安排加工順序時(shí) 要考慮和注意以下 事項(xiàng) 1 表面成形 應(yīng)首先加工出精基準(zhǔn)面 再盡量以統(tǒng) 的精基準(zhǔn)定位加工其余表面 并要考慮到 各種工藝手段最適合加工什么表面 2 保證質(zhì)量 應(yīng)注意到在各種加工方案中保證尺寸精度 形狀精度和表面相互位置精度的能力 是否要粗精分開 加工階段應(yīng)如何劃分 怎樣保證工件無夾壓變形 怎樣減少熱變形 采用怎樣的熱處理手段以改善加工條件 消除應(yīng)力和穩(wěn)定尺寸 如何減小誤差復(fù)映 對某些相互位置精度要求極高的表面 可考慮采用互為基準(zhǔn)反復(fù)加工的辦法等 3 減小消耗 降低成本 要注意發(fā)揮工廠原有的優(yōu)勢和潛力 充分利用現(xiàn)有的生產(chǎn)條件和設(shè)備 盡量縮短 工藝準(zhǔn)備時(shí)間并迅速投產(chǎn) 避免貴重稀缺材料的使用和消耗 4 提高生產(chǎn)率 在現(xiàn)有通用設(shè)備的基礎(chǔ)上考慮成批生產(chǎn)的工藝時(shí) 工序宜分散 并配備足夠的專 用工藝裝備 當(dāng)采用高效機(jī)床 專用機(jī)床或數(shù)控機(jī)床時(shí) 工序宜集中 以提高生產(chǎn)效 率 保證質(zhì)量 應(yīng)盡可能減少工件在車間內(nèi)和車間之間的流動(dòng) 必要時(shí)考慮引進(jìn)先進(jìn) 高效的工藝技術(shù) 5 確定機(jī)床和工藝裝備 選擇機(jī)床和工藝裝備 其型號 規(guī)格 精度應(yīng)零件尺寸大小 精度 生產(chǎn)綱領(lǐng)和 工廠的具體條件相適應(yīng) 在畢業(yè)設(shè)汁中 專用夾具 專用刀具和專用量具 統(tǒng)一采用以下代號編號方法 D 刀具 J 夾具 L 量具 C 車床 X 銑床 Z 鉆床 M 磨床 第二章 零件的分析 6 專用工藝裝備編號示例如下 CJ 01 車床專用夾具 l 號 ZD 02 鉆床專用刀具 2 號 6 工藝方案的對比取舍 為保證質(zhì)量的可靠性 應(yīng)對各方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 對生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性 注意 在什么情況下主要對比不同方案的工藝成本 在什么情況下主要對比不同方案的投資 回收期 進(jìn)行對比 最后綜合對比結(jié)果 選擇最優(yōu)方案 3 2 零件的工藝路線 3 2 1 基準(zhǔn)的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一 基準(zhǔn)選擇得正確與合理可以使加工質(zhì) 量得到保證 生產(chǎn)率得以提高 否則 加工工藝過程中會(huì)問題百出 更有甚者 還會(huì) 造成零件的大批報(bào)廢 使生產(chǎn)無法正常進(jìn)行 1 粗基準(zhǔn)的選擇 對于零件而言 盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn) 而對有若 干個(gè)不加工表面的工件 則應(yīng)以與加工表面要求相對位置精度較高的不加工表面作粗 基準(zhǔn) 根據(jù)這個(gè)基準(zhǔn)選擇原則 現(xiàn)選取頂面作為粗基準(zhǔn) 因?yàn)檫@個(gè)零件是長方體類的 零件 可以用通用夾具來定位 實(shí)現(xiàn)了完全定位 然后進(jìn)行銑削 2 精基準(zhǔn)的選擇 主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題 當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重 合時(shí) 應(yīng)該進(jìn)行尺寸換算 這在以后還要專門計(jì)算 此處不再重復(fù) 3 2 2 曲軸工藝路線內(nèi)容 曲軸材料為球墨鑄鐵 曲軸的主要加工表面多數(shù)為外圓表面 所有的加工表面的 表面粗糙度的質(zhì)量要求都比較高 主要加工部位的尺寸有 1 回轉(zhuǎn)面 64h6 0 9 56h6 52M7 2 長度尺寸 0 9 0 3 24 0 5 22 0 5 149 0 5 207 0 5 12N8 3 位置尺寸 0 23 48 5 0 01 24 0 2 34 0 2 30 0 2 105 0 4 230 0 4 1 2 2 1 制定工藝路線 1 鑄造毛坯件 2 時(shí)效處理 3 粗加工 4 半精加工 畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 5 精加工 6 探傷 7 鍵 螺紋加工 8 精磨 9 檢查 10 防銹 入庫 3 2 3 零件加工工序內(nèi)容 工序一 粗 精車左端面 加工材料 QT600 3 工件尺寸 坯件 D 71 mm 車削長度 l 35 5 mm 加工要求 車削后表面粗糙度為 Ra 6 3 m 車床 CA6140 工件采用三爪卡盤裝夾 由于工件毛坯為鑄件 因兩端面都要加工 加工余量為 3 5 所以粗加工余 量為 3 5mm 精加工余量為 0 5 mm 粗車左端面 1 刀具的選擇 選擇硬質(zhì)合金鋼端面車刀 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 2 得選用刀具 YG3 表 1 1 選得刀桿尺寸 16 mm 25 mm 刀片厚度為 4 5 mm 2 選擇切削用量 1 確定切削深度 由于粗加工余量為 3 mm 且車端面 可一次走刀pa 完成 故 3 mmp650 2 2 確定進(jìn)給量 f 根據(jù)表 1 4 在粗車鑄鐵時(shí)刀桿尺寸為 16 25 3 mm 工件直徑在 60 100 mm 時(shí)pa f 0 6 1 2 mm 根據(jù) CA6140 車床說明書選擇 f 0 6 mm 3 確定切削速度 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 3 19 查得 v 0 833 1 167 m s 故選擇 第三章 零件的工藝路線及加工工藝 8 1 m s 60 m minv 3 確定主軸轉(zhuǎn)速 n 根據(jù)公式 故10D n r minv60271 4 計(jì)算基本工時(shí) mLtnf 式中 L l y l 35 5 mm 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 26 查得 y 1 0 mm 則 L 35 5 1 0 36 5 mm 故 min36 50 27mt 精車左端面 1 刀具的選擇 選擇硬質(zhì)合金鋼端面車刀 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 2 得選用刀具 YG3 表 1 1 選得刀桿尺寸 16 mm 25 mm 刀片厚度為 4 5 mm 2 選擇切削用量 1 確定切削深度 由于精加工余量為 0 5 mm 且車端面 可一次走pa 刀完成 故 mmp60 5 2 2 確定進(jìn)給量 f 在精車鑄鐵時(shí)刀桿尺寸為 16 25 3 pa mm 由于表面粗糙度要求高 工件直徑在 60 100 mm 時(shí) 故取 f 0 3 mm 3 確定切削速度 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 3 19 查得 v 1 333 1 83 m s 故選擇 1 5 m s 90 m minv 3 確定主軸轉(zhuǎn)速 n 根據(jù)公式 故10D n r minv9043 58771 畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 則取 n 410 r min 4 計(jì)算基本工時(shí) mLtnf 式中 L l y l 35 5 mm 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 26 查得 y 1 0 mm 則 L 35 5 1 0 36 5 mm 故 min36 50 41mt 工序二 粗 精車右端面 加工材料 QT600 3 工件尺寸 坯件 D 82 mm 車削長度 l 41 mm 加工要求 車削后表面粗糙度為 Ra 1 6 m 車床 CA6140 工件采用三爪卡盤裝夾 由于工件毛坯為鑄件 因兩端面都要加工 加工余量為 3 5 所以粗加工余 量為 3mm 精加工余量為 0 5 mm 粗車左端面 1 刀具的選擇 選擇硬質(zhì)合金鋼端面車刀 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 2 得選用刀具 YG3 表 1 1 選得刀桿尺寸 16 mm 25 mm 刀片厚度為 4 5 mm 2 選擇切削用量 1 確定切削深度 由于粗加工余量為 3 mm 且車端面 可一次走刀pa 完成 故 3 mmp650 2 2 確定進(jìn)給量 f 根據(jù)表 1 4 在粗車鑄鐵時(shí)刀桿尺寸為 16 25 3 mm 工件直徑在 60 100 mm 時(shí) pa f 0 6 1 2 mm 根據(jù) CA6140 車床說明書選擇 f 0 6 mm 3 確定切削速度 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 3 19 查得 v 第三章 零件的工藝路線及加工工藝 10 0 833 1 167 m sv 故選擇 1 m s 60 m min 3 確定主軸轉(zhuǎn)速 n 根據(jù)公式 故10Dv n r min6023 48 則取 n 240 r min 4 計(jì)算基本工時(shí) mLtnf 式中 L l y l 41 mm 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 26 查得 y 1 0 mm 則 L 41 1 0 42 mm 故 min420 96mt 精車左端面 1 刀具的選擇 選擇硬質(zhì)合金鋼端面車刀 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 2 得選用刀具 YG3 表 1 1 選得刀桿尺寸 16 mm 25 mm 刀片厚度為 4 5 mm 2 選擇切削用量 1 確定切削深度 由于精加工余量為 0 5 mm 且車端面 可一次走pa 刀完成 故 mmp60 5 2 2 確定進(jìn)給量 f 在精車鑄鐵時(shí)刀桿尺寸為 16 25 3 pa mm 由于表面粗糙度要求高 工件直徑在 60 100 mm 時(shí) 故取 f 0 03 mm 3 確定切削速度 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 3 19 查得 v 1 333 1 83 m s 故選擇 1 5 m s 90 m minv 畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 3 確定主軸轉(zhuǎn)速 n 根據(jù)公式 故10Dv n r min903582 4 計(jì)算基本工時(shí) mLtnf 式中 L l y l 41 mm 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 26 查得 y 1 0 mm 則 L 41 1 0 42 mm 故 min420 356mt 工序三 粗 精車主軸頸 加工材料 QT600 3 工件尺寸 坯件 D 71 mm 車削長度 l 120 mm 加工要求 車削后表面粗糙度為 Ra 1 6 m 車床 CA6140 工件采用兩頂尖裝夾 由于工件毛坯為鑄件 加工余量為 7 加工要求交高 Ra 1 6 m 所以粗 加工余量為 4mm 半精加工為 2 精加工余量為 1 mm 粗車 1 刀具的選擇 選擇直頭式外圓車刀 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 2 得選用刀具 YG3 表 1 1 選得刀桿尺寸 16 mm 25 mm 刀片厚度為 4 5 mm 2 選擇切削用量 1 確定切削深度 由于粗加工余量為 4mm 且車削余量不大 可一pa 次走刀完成 故 mmp7162 2 確定進(jìn)給量 f 在精車鑄鐵時(shí)刀桿尺寸為 16 25 3 pa mm 由于表面粗糙度要求高 工件直徑在 60 100 mm 時(shí) 故取 f 0 06 mm 3 確定切削速度 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 3 19 查得 v 第三章 零件的工藝路線及加工工藝 12 0 833 1 167 m sv 故選擇 1 m s 60 m min 3 確定主軸轉(zhuǎn)速 n 根據(jù)公式 故10Dv n r min60271 4 計(jì)算基本工時(shí) mLtnf 式中 L l y l 120 mm 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 26 查得 y 1 0 mm 則 L 120 1 0 121 mm 故 min120 756mt 半精車 1 刀具的選擇 選擇硬質(zhì)合金鋼端面車刀 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 2 得選用刀具 YG3 表 1 1 選得刀桿尺寸 16 mm 25 mm 刀片厚度為 4 5 mm 2 選擇切削用量 1 確定切削深度 由于半精加工余量為 2 mm 且車端面 可一次走pa 刀完成 故 mmp67512 2 確定進(jìn)給量 f 在精車鑄鐵時(shí)刀桿尺寸為 16 25 3 pa mm 由于表面粗糙度要求高 工件直徑在 60 100 mm 時(shí) 故取 f 0 03 mm 3 確定切削速度 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 3 19 查得 v 1 333 1 83 m s 故選擇 1 5 m s 90 m minv 3 確定主軸轉(zhuǎn)速 n 根據(jù)公式 畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 故10Dnv n r min90427 86 則取 n 430 r min 4 計(jì)算基本工時(shí) mLtnf 式中 L l y l 120 mm 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 26 查得 y 1 0 mm 則 L 120 1 0 121 mm 故 min120 9443mt 精車 1 刀具的選擇 選擇硬質(zhì)合金鋼端面車刀 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 2 得選用刀具 YG3 表 1 1 選得刀桿尺寸 16 mm 25 mm 刀片厚度為 4 5 mm 2 選擇切削用量 1 確定切削深度 由于精加工余量為 0 5 mm 且車端面 可一次走pa 刀完成 故 mmp6540 2 2 確定進(jìn)給量 f 在精車鑄鐵時(shí)刀桿尺寸為 16 25 3 pa mm 由于表面粗糙度要求高 工件直徑在 60 100 mm 時(shí) 故取 f 0 03 mm 3 確定切削速度 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 3 19 查得 v 1 333 1 83 m s 故選擇 1 5 m s 90 m minv 3 確定主軸轉(zhuǎn)速 n 根據(jù)公式 故10D n r minv904 965 第三章 零件的工藝路線及加工工藝 14 則取 n 440 r min 4 計(jì)算基本工時(shí) mLtnf 式中 L l y l 40 mm 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 26 查得 y 1 0 mm 則 L 40 1 0 41 mm 故 min410 32mt 工序四 粗 精車主軸頸 加工材料 QT600 3 工件尺寸 坯件 D 71 mm 車削長度 l 40 mm 加工要求 車削后表面粗糙度為 Ra 0 4 m 車床 CA6140 工件采用兩頂尖裝夾 由于工件毛坯為鑄件 加工余量為 7 加工要求很高 Ra 0 4 m 所以粗 加工余量為 4 mm 半精加工余量為 2 mm 精加工余量為 1 mm 粗車 1 刀具的選擇 選擇直頭式外圓車刀 最好選擇可轉(zhuǎn)位車刀 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 2 得選用刀具 YG3 表 1 1 選得刀桿尺寸 16 mm 25 mm 刀片厚度為 4 5 mm 2 選擇切削用量 1 確定切削深度 由于粗加工余量為 4 mm 且車削余量不大 可一pa 次走刀完成 故 mmp7162 2 確定進(jìn)給量 f 在精車鑄鐵時(shí)刀桿尺寸為 16 25 3 pa mm 由于表面粗糙度要求高 工件直徑在 60 100 mm 時(shí) 故取 f 0 06 mm 3 確定切削速度 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 3 19 查得 v 0 833 1 167 m s 畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 故選擇 1 m s 60 m minv 3 確定主軸轉(zhuǎn)速 n 根據(jù)公式 故10D n r minv60271 4 計(jì)算基本工時(shí) mLtnf 式中 L l y l 40 mm 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 26 查得 y 1 0 mm 則 L 40 1 0 41 mm 故 min410 267mt 半精車 1 刀具的選擇 選擇硬質(zhì)合金鋼端面車刀 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 2 得選用刀具 YG3 表 1 1 選得刀桿尺寸 16 mm 25 mm 刀片厚度為 4 5 mm 2 選擇切削用量 1 確定切削深度 由于半精加工余量為 1 mm 且車端面 可一次走pa 刀完成 故 mmp67512 2 確定進(jìn)給量 f 在精車鑄鐵時(shí)刀桿尺寸為 16 25 3 pa mm 由于表面粗糙度要求高 工件直徑在 60 100 mm 時(shí) 故取 f 0 03 mm 3 確定切削速度 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 3 19 查得 v 1 333 1 83 m s 故選擇 1 5 m s 90 m minv 3 確定主軸轉(zhuǎn)速 n 根據(jù)公式 故10D 第三章 零件的工藝路線及加工工藝 16 n r min10vD 90427 86 則取 n 430 r min 4 計(jì)算基本工時(shí) mLtnf 式中 L l y l 40 mm 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 26 查得 y 1 0 mm 則 L 40 1 0 41 mm 故 min410 32mt 精車 1 刀具的選擇 選擇硬質(zhì)合金鋼端面車刀 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 2 得選用刀具 YG3 表 1 1 選得刀桿尺寸 16 mm 25 mm 刀片厚度為 4 5 mm 2 選擇切削用量 1 確定切削深度 由于精加工余量為 0 5 mm 且車端面 可一次走pa 刀完成 故 mmp6540 2 2 確定進(jìn)給量 f 在精車鑄鐵時(shí)刀桿尺寸為 16 25 3 pa mm 由于表面粗糙度要求高 工件直徑在 60 100 mm 時(shí) 故取 f 0 03 mm 3 確定切削速度 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 3 19 查得 v 1 333 1 83 m s 故選擇 1 5 m s 90 m minv 3 確定主軸轉(zhuǎn)速 n 根據(jù)公式 故10D n r minv904 965 則取 n 440 r min 畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 4 計(jì)算基本工時(shí) mLtnf 式中 L l y l 40 mm 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 26 查得 y 1 0 mm 則 L 40 1 0 41 mm 故 min410 32mt 工序五 粗 精車主軸頸 工序六 粗 精車主軸頸 工序七 粗 精車主軸頸 工序五 工序六 工序七與工序三 工序四類同計(jì)算現(xiàn)在省略 工序八 粗 精車主軸頸兩邊壁面 加工材料 QT600 3 加工要求 車削長度 l 32 mm 車削后的表面粗糙度為 Ra 0 4 m 車床 CA6140 工件采用兩頂尖裝夾 選擇硬質(zhì)合金刀端面車刀 主軸頸 兩壁保證所以長度尺寸 工序九 主軸頸端壁面倒角 R3 保證粗糙度 Ra 0 4 工序十 粗 精曲柄銷 加工材料 QT600 3 工件尺寸 坯件 D 63 mm 車削長度 l 36 mm 加工要求 車削后表面粗糙度為 Ra 0 4 m 車床 CA6140 工件采用專用夾具裝夾 由于工件毛坯為鑄件 加工余量為 7 加工要求很高 Ra 0 4 m 所以粗 加工余量為 4 mm 半精加工余量為 2 mm 精加工余量為 1 mm 粗車 1 刀具的選擇 選擇直頭式外圓車刀 最好選擇可轉(zhuǎn)位車刀 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 2 得選用刀具 YG3 表 1 1 選得刀桿尺寸 16 mm 25 mm 刀片厚度為 4 5 mm 2 選擇切削用量 1 確定切削深度 由于粗加工余量為 4 mm 且車削余量不大 可一pa 次走刀完成 故 第三章 零件的工藝路線及加工工藝 18 mmpa63592 2 確定進(jìn)給量 f 在精車鑄鐵時(shí)刀桿尺寸為 16 25 3 pa mm 由于表面粗糙度要求高 工件直徑在 60 100 mm 時(shí) 故取 f 0 06 mm 3 確定切削速度 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 3 19 查得 v 0 833 1 167 m s 故選擇 1 m s 60 m minv 3 確定主軸轉(zhuǎn)速 n 根據(jù)公式 故10D n r minv603 4 計(jì)算基本工時(shí) mLtnf 式中 L l y l 36 mm 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 26 查得 y 1 0 mm 則 L 36 1 0 37 mm 故 min370 216mt 半精車 1 刀具的選擇 選擇硬質(zhì)合金鋼端面車刀 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 2 得選用刀具 YG3 表 1 1 選得刀桿尺寸 16 mm 25 mm 刀片厚度為 4 5 mm 2 選擇切削用量 1 確定切削深度 由于半精加工余量為 1 mm 且車端面 可一次走pa 刀完成 故 mmp59712 2 確定進(jìn)給量 f 在精車鑄鐵時(shí)刀桿尺寸為 16 25 3 pa mm 由于表面粗糙度要求高 工件直徑在 60 100 mm 時(shí) 故取 f 0 03 mm 畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 3 確定切削速度 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 3 19 查得 v 1 333 1 83 m s 故選擇 1 5 m s 90 m minv 3 確定主軸轉(zhuǎn)速 n 根據(jù)公式 故10D n r minv90485 4 計(jì)算基本工時(shí) mLtnf 式中 L l y l 36 mm 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 26 查得 y 1 0 mm 則 L 36 1 0 37 mm 故 min370 2648mt 精車 1 刀具的選擇 選擇硬質(zhì)合金鋼端面車刀 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 2 得選用刀具 YG3 表 1 1 選得刀桿尺寸 16 mm 25 mm 刀片厚度為 4 5 mm 2 選擇切削用量 1 確定切削深度 由于精加工余量為 0 5 mm 且車端面 可一次走pa 刀完成 故 mmp5760 2 2 確定進(jìn)給量 f 在精車鑄鐵時(shí)刀桿尺寸為 16 25 3 pa mm 由于表面粗糙度要求高 工件直徑在 60 100 mm 時(shí) 故取 f 0 03 mm 3 確定切削速度 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 3 19 查得 v 1 333 1 83 m s 故選擇 第三章 零件的工藝路線及加工工藝 20 1 5 m s 90 m minv 3 確定主軸轉(zhuǎn)速 n 根據(jù)公式 故10D n r minv9057 4 計(jì)算基本工時(shí) mLtnf 式中 L l y l 36 mm 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 26 查得 y 1 0 mm 則 L 36 1 0 37 mm 故 min370 255mt 工序十一 粗 精曲柄銷 加工材料 QT600 3 工件尺寸 坯件 D 63 mm 車削長度 l 36 mm 加工要求 車削后表面粗糙度為 Ra 0 4 m 車床 CA6140 工件采用專用夾具裝夾 由于工件毛坯為鑄件 加工余量為 7 加工要求很高 Ra 0 4 m 所以粗 加工余量為 4 mm 半精加工余量為 2 mm 精加工余量為 1 mm 粗車 1 刀具的選擇 選擇直頭式外圓車刀 最好選擇可轉(zhuǎn)位車刀 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 2 得選用刀具 YG3 表 1 1 選得刀桿尺寸 16 mm 25 mm 刀片厚度為 4 5 mm 2 選擇切削用量 1 確定切削深度 由于粗加工余量為 4 mm 且車削余量不大 可一pa 次走刀完成 故 mmp63592 2 確定進(jìn)給量 f 在精車鑄鐵時(shí)刀桿尺寸為 16 25 3 pa 畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 mm 由于表面粗糙度要求高 工件直徑在 60 100 mm 時(shí) 故取 f 0 06 mm 3 確定切削速度 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 3 19 查得 v 0 833 1 167 m s 故選擇 1 m s 60 m minv 3 確定主軸轉(zhuǎn)速 n 根據(jù)公式 故10D n r minv603 4 計(jì)算基本工時(shí) mLtnf 式中 L l y l 36 mm 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 26 查得 y 1 0 mm 則 L 36 1 0 37 mm 故 min370 216mt 半精車 1 刀具的選擇 選擇硬質(zhì)合金鋼端面車刀 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 2 得選用刀具 YG3 表 1 1 選得刀桿尺寸 16 mm 25 mm 刀片厚度為 4 5 mm 2 選擇切削用量 1 確定切削深度 由于半精加工余量為 1 mm 且車端面 可一次走pa 刀完成 故 mmp59712 2 確定進(jìn)給量 f 在精車鑄鐵時(shí)刀桿尺寸為 16 25 3 pa mm 由于表面粗糙度要求高 工件直徑在 60 100 mm 時(shí) 故取 f 0 03 mm 3 確定切削速度 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 3 19 查得 v 1 333 1 83 m s 第三章 零件的工藝路線及加工工藝 22 故選擇 1 5 m s 90 m minv 3 確定主軸轉(zhuǎn)速 n 根據(jù)公式 故10D n r minv90485 4 計(jì)算基本工時(shí) mLtnf 式中 L l y l 36 mm 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 26 查得 y 1 0 mm 則 L 36 1 0 37 mm 故 min370 2648mt 精車 1 刀具的選擇 選擇硬質(zhì)合金鋼端面車刀 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 2 得選用刀具 YG3 表 1 1 選得刀桿尺寸 16 mm 25 mm 刀片厚度為 4 5 mm 2 選擇切削用量 1 確定切削深度 由于精加工余量為 0 5 mm 且車端面 可一次走pa 刀完成 故 mmp5760 2 2 確定進(jìn)給量 f 在精車鑄鐵時(shí)刀桿尺寸為 16 25 3 pa mm 由于表面粗糙度要求高 工件直徑在 60 100 mm 時(shí) 故取 f 0 03 mm 3 確定切削速度 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 3 19 查得 v 1 333 1 83 m s 故選擇 1 5 m s 90 m minv 3 確定主軸轉(zhuǎn)速 n 根據(jù)公式 畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 故10Dnv n r min9057 4 計(jì)算基本工時(shí) mLtnf 式中 L l y l 36 mm 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 26 查得 y 1 0 mm 則 L 36 1 0 37 mm 故 min370 255mt 工序十二 粗 精曲柄銷 加工材料 QT600 3 工件尺寸 坯件 D 63 mm 車削長度 l 36 mm 加工要求 車削后表面粗糙度為 Ra 0 4 m 車床 CA6140 工件采用專用夾具裝夾 由于工件毛坯為鑄件 加工余量為 7 加工要求很高 Ra 0 4 m 所以粗 加工余量為 4 mm 半精加工余量為 2 mm 精加工余量為 1 mm 粗車 1 刀具的選擇 選擇直頭式外圓車刀 最好選擇可轉(zhuǎn)位車刀 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 2 得選用刀具 YG3 表 1 1 選得刀桿尺寸 16 mm 25 mm 刀片厚度為 4 5 mm 2 選擇切削用量 1 確定切削深度 由于粗加工余量為 4 mm 且車削余量不大 可一pa 次走刀完成 故 mmp63592 2 確定進(jìn)給量 f 在精車鑄鐵時(shí)刀桿尺寸為 16 25 3 pa mm 由于表面粗糙度要求高 工件直徑在 60 100 mm 時(shí) 故取 f 0 06 mm 第三章 零件的工藝路線及加工工藝 24 3 確定切削速度 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 3 19 查得 v 0 833 1 167 m s 故選擇 1 m s 60 m minv 3 確定主軸轉(zhuǎn)速 n 根據(jù)公式 故10D n r minv603 4 計(jì)算基本工時(shí) mLtnf 式中 L l y l 36 mm 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 26 查得 y 1 0 mm 則 L 36 1 0 37 mm 故 min370 216mt 半精車 1 刀具的選擇 選擇硬質(zhì)合金鋼端面車刀 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 2 得選用刀具 YG3 表 1 1 選得刀桿尺寸 16 mm 25 mm 刀片厚度為 4 5 mm 2 選擇切削用量 1 確定切削深度 由于半精加工余量為 1 mm 且車端面 可一次走pa 刀完成 故 mmp59712 2 確定進(jìn)給量 f 在精車鑄鐵時(shí)刀桿尺寸為 16 25 3 pa mm 由于表面粗糙度要求高 工件直徑在 60 100 mm 時(shí) 故取 f 0 03 mm 3 確定切削速度 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 3 19 查得 v 1 333 1 83 m s 故選擇 1 5 m s 90 m minv 畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 3 確定主軸轉(zhuǎn)速 n 根據(jù)公式 故10Dv n r min90485 4 計(jì)算基本工時(shí) mLtnf 式中 L l y l 36 mm 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 26 查得 y 1 0 mm 則 L 36 1 0 37 mm 故 min370 2648mt 精車 1 刀具的選擇 選擇硬質(zhì)合金鋼端面車刀 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 2 得選用刀具 YG3 表 1 1 選得刀桿尺寸 16 mm 25 mm 刀片厚度為 4 5 mm 2 選擇切削用量 1 確定切削深度 由于精加工余量為 0 5 mm 且車端面 可一次走pa 刀完成 故 mmp5760 2 2 確定進(jìn)給量 f 在精車鑄鐵時(shí)刀桿尺寸為 16 25 3 pa mm 由于表面粗糙度要求高 工件直徑在 60 100 mm 時(shí) 故取 f 0 03 mm 3 確定切削速度 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 3 19 查得 v 1 333 1 83 m s 故選擇 1 5 m s 90 m minv 3 確定主軸轉(zhuǎn)速 n 根據(jù)公式 故10D n r minv9057 第三章 零件的工藝路線及加工工藝 26 4 計(jì)算基本工時(shí) mLtnf 式中 L l y l 36 mm 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 26 查得 y 1 0 mm 則 L 36 1 0 37 mm 故 min370 255mt 工序十三 粗 精曲柄銷 工序十四 粗 精車曲柄銷兩邊壁面 加工材料 QT600 3 工件尺寸 坯件 D 63 mm 車削長度 l 28 mm 加工要求 車削后表面粗糙度為 Ra 0 8 m 車床 CA6140 工件采用專用夾具裝夾 工序十五 曲柄銷兩邊倒角 R3 Ra 0 m 工序十六 粗 精車左端 外圓 倒角 C2 Ra6 3 40 加工材料 QT600 3 工件尺寸 坯件 D mm 車削長度 l mm 加工要求 車削后表面粗糙度為 Ra m 車床 CA6140 工件采用專用夾具裝夾 由于工件毛坯為鑄件 加工余量為 加工的余量很大 加工要求高 Ra m 所以粗加工余量為 mm 粗加工走兩刀 半精加工余量為 mm 精加工余量為 mm 粗車第一刀 1 刀具的選擇 選擇直頭式外圓車刀 最好選擇可轉(zhuǎn)位車刀 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 2 得選用刀具 YG3 表 1 1 選得刀桿尺寸 16 mm 25 mm 刀片厚度為 4 5 mm 2 選擇切削用量 1 確定切削深度 由于粗加工余量為 mm 且車削余量不大 可pa 畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 一次走刀完成 故 mmpa6452 2 確定進(jìn)給量 f 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 查得 在 精車鑄鐵時(shí)刀桿尺寸為 16 25 mm 由于表面粗糙度要求高 pa 工件直徑在 60 100 mm 時(shí) 則 f 0 3 0 6 故取 f 0 05 mm 3 確定切削速度 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 3 19 查得 v 0 833 1 167 m s 故選擇 1 m s 60 m minv 3 確定主軸轉(zhuǎn)速 n 根據(jù)公式 故10D n r minv6034 4 計(jì)算基本工時(shí) mLtnf 式中 L l y l 75 mm 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 26 查得 y 1 0 mm 則 L 75 1 0 76 mm 故 min760 433mt 粗車第二刀 1 刀具的選擇 選擇直頭式外圓車刀 最好選擇可轉(zhuǎn)位車刀 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 2 得選用刀具 YG3 表 1 1 選得刀桿尺寸 16 mm 25 mm 刀片厚度為 4 5 mm 2 選擇切削用量 1 確定切削深度 由于粗加工余量為 mm 且車削余量不大 可pa 第三章 零件的工藝路線及加工工藝 28 一次走刀完成 故 mmpa542 2 確定進(jìn)給量 f 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 查得 在 精車鑄鐵時(shí)刀桿尺寸為 16 25 mm 由于表面粗糙度要求高 pa 工件直徑在 60 100 mm 時(shí) 則 f 0 3 0 6 故取 f 0 05 mm 3 確定切削速度 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 3 19 查得 v 0 833 1 167 m s 故選擇 1 m s 60 m minv 3 確定主軸轉(zhuǎn)速 n 根據(jù)公式 故10Dn n r minv60354 4 計(jì)算基本工時(shí) mLtnf 式中 L l y l 75 mm 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 26 查得 y 1 0 mm 則 L 75 1 0 76 mm 故 min760 35mt 半精車 1 刀具的選擇 選擇硬質(zhì)合金鋼端面車刀 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 2 得選用刀具 YG3 表 1 1 選得刀桿尺寸 16 mm 25 mm 刀片厚度為 4 5 mm 2 選擇切削用量 1 確定切削深度 由于半精加工余量為 1 mm 且車端面 可一次走pa 刀完成 故 畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 mmpa41 52 2 確定進(jìn)給量 f 在精車鑄鐵時(shí)刀桿尺寸為 16 25 3 pa mm 由于表面粗糙度要求高 工件直徑在 60 100 mm 時(shí) 故取 f 0 3 mm 3 確定切削速度 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 3 19 查得 v 1 333 1 83 m s 故選擇 1 5 m s 90 m minv 3 確定主軸轉(zhuǎn)速 n 根據(jù)公式 故10D n r minv90654 4 計(jì)算基本工時(shí) mLtnf 式中 L l y l 75 mm 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 26 查得 y 1 0 mm 則 L 75 1 0 76 mm 故 min760 395mt 精車 1 刀具的選擇 選擇硬質(zhì)合金鋼端面車刀 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 2 得選用刀具 YG3 表 1 1 選得刀桿尺寸 16 mm 25 mm 刀片厚度為 4 5 mm 2 選擇切削用量 1 確定切削深度 由于精加工余量為 0 5 mm 且車端面 可一次走pa 刀完成 故 mmp410 52 2 確定進(jìn)給量 f 在精車鑄鐵時(shí)刀桿尺寸為 16 25 3 pa mm 由于表面粗糙度要求高 工件直徑在 60 100 mm 時(shí) 故取 第三章 零件的工藝路線及加工工藝 30 F 0 03 mm 3 確定切削速度 根據(jù) 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊 表 3 19 查得 v 1 333 1 83 m s 故選擇 1 5 m s 90 m minv 3 確定主軸轉(zhuǎn)速 n 根據(jù)公式 故10D n r minv90741 4 計(jì)算基本工時(shí) mLtnf 式中 L l y l 75 mm 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 26 查得 y 1 0 mm 則 L 75 1 0 76 mm 故 min760 3mt 工序十七 鉆主軸頸孔 10 4 加工材料 QT600 3 鑄造件 工藝要求 孔徑 d 10 mm 孔深 64 mm 通孔 精度為 H12 H13 l 機(jī)床 Z525 型立式鉆床 1 選擇鉆頭 選擇高速鋼麻花鉆頭 其直徑 10 mm 0d 鉆頭的幾何形狀 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 1 2 查得 雙錐修磨橫刃 1030 28 70 3 5 12 65 2 4 ebmbml 2 選擇切削用量 1 確定進(jìn)給量 f 1 按加工要求決定進(jìn)給量 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 查 當(dāng) 加工要求 H12 H13 精度時(shí) d 10 mm 時(shí) 0 47 0 57 f 由于 故應(yīng)乘以孔的修正值 則 64 10 ld 10 95fK 畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 0 47 5 0 9 0 45 f mrmr 2 按鉆頭強(qiáng)度決定進(jìn)給量 根據(jù) 切削用量簡明手冊 表 2 8