鋁型材滑動(dòng)座加工工藝及鉆削頭和鉆夾具的設(shè)計(jì)【含CAD圖紙】

資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請(qǐng)放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào) 學(xué) 院：機(jī)械動(dòng)力工程學(xué)院 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 任務(wù)起止時(shí)間：2016年2月29日至2016年6月17日 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目:鋁型材滑動(dòng)座加工工藝及鉆削頭和鉆夾具的設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)工作內(nèi)容： 1.熟悉課題、調(diào)研收集資料、方案設(shè)計(jì)(2月29日—3月13日 2周) 外文翻譯一篇(不少于5000字符，內(nèi)容完整) 1份 撰寫開題報(bào)告 1份 2.加工工藝設(shè)計(jì)(3月14日—3月27日 2周) 鋁型材滑動(dòng)座的加工工藝卡 1套 3. 鉆削頭和鉆夾具設(shè)計(jì)(3月28日—5月1日 6周) 4. 鉆削頭裝配圖（A1） 1張 一體式鉆夾具裝配圖(A1) 1張 一體式鉆夾具零件圖 1套 4.三維設(shè)計(jì)（5月2日—5月22日 3周） 制作一體式鉆夾具三維軟件 1套 5.編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書(5月23日—6月11日 3周) 1份 6.材料審核與答辯準(zhǔn)備(6月12日—6月17日 1周) 參考書： 1 陳宏鈞.機(jī)械加工工藝手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社.2003 2 吳 拓?.現(xiàn)代機(jī)床夾具設(shè)計(jì).化學(xué)工業(yè)出版社.2011 3 陳立德.工裝設(shè)計(jì).上海交通大學(xué)出版社.1999 4 編寫組編.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004 5 段鐵群.機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京:科學(xué)出版社,2010 指導(dǎo)教師意見： 簽名： 2016 年 2 月 25 日 系主任意見： 簽名： 年 月 日 教務(wù)處制表 機(jī)械動(dòng)力工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 開 題 報(bào) 告 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 專 業(yè) 班 級(jí) 指導(dǎo)教師 一、課題題目及來源 課題題目：鋁型材滑動(dòng)座鉆夾具和鉆削頭的工藝工裝設(shè)計(jì) 課題來源： 江蘇申陽集團(tuán) 二、課題研究的意義和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2.1課題研究的意義 本課題研究目的就是學(xué)習(xí)研究制定鋁型材滑動(dòng)座機(jī)械制造工藝規(guī)程及設(shè)計(jì)相應(yīng)鉆孔工藝裝備（夾具、鉆削頭）。 隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，變流交頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)嶄新的時(shí)代，其應(yīng)用越來越廣。電梯是現(xiàn)代高層建筑的垂直交通工具，其設(shè)計(jì)要求穩(wěn)定性、安全性極高。電梯作為垂直運(yùn)輸?shù)纳笛b備，其特點(diǎn)是在高層建筑中所占的面積很小，同時(shí)通過電氣或其他控制方式可已將乘客或貨物安全、合理、有效地運(yùn)送到各個(gè)樓層?；谶@些優(yōu)點(diǎn)，在建筑業(yè)特別是高層建筑迅速發(fā)展的今天，電梯行業(yè)也進(jìn)入了新的發(fā)展期。隨著人們生活水平的不斷提高，對(duì)電梯的要求也相應(yīng)性的提高了，這樣對(duì)電梯的設(shè)計(jì)也有了極高的要求。我所設(shè)計(jì)的鋁型材滑動(dòng)座在電梯中起著比較重要的作用，此滑動(dòng)裝置可以使電梯安全的開關(guān)門。 機(jī)械加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本的重要手段，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，計(jì)劃調(diào)度、加工操作、生產(chǎn)安全、技術(shù)檢測(cè)和健全勞動(dòng)組織的重要依據(jù)，也是企業(yè)上品質(zhì)、上質(zhì)量、上水平，加速產(chǎn)品更新，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證。 夾具是制造系統(tǒng)的重要組成部分，不論是傳統(tǒng)制造，還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)，夾具都是十分重要的。因此，好的夾具設(shè)計(jì)可以提高產(chǎn)品勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降低生產(chǎn)成本等，還可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，從而使產(chǎn)品生產(chǎn)在保證精度的前提下提高效率、降低成本。當(dāng)今激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和企業(yè)信息化的要求，企業(yè)對(duì)夾具的設(shè)計(jì)及制造提出了更高的要求。 2.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2.2.1國(guó)內(nèi)研究的現(xiàn)狀 隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展做為向交通運(yùn)輸、化工、機(jī)械、電力、電子、電器、儀表、建筑、制冷、包裝等行業(yè)部門提供基本金屬材料的鋁加工行業(yè)，在技術(shù)裝備上得到迅速提升，產(chǎn)能規(guī)模已躍居全球前列。截止2005年初，全國(guó)鑄軋板產(chǎn)能約190萬噸/年居全球第一位；鋁板帶冷軋產(chǎn)能約160萬噸/年，居全球第2位；鋁箔產(chǎn)能約70萬噸/年，居全球第2位；鋁擠壓產(chǎn)能約430萬噸/年。2004年全國(guó)鋁材產(chǎn)量達(dá)到440萬噸，僅次于美國(guó)。 我國(guó)國(guó)內(nèi)的夾具始于20世紀(jì)60年代，當(dāng)時(shí)建立了面向機(jī)械行業(yè)的天津組合夾具廠，和面向航空工業(yè)的保定向陽機(jī)械廠，以后又建立了數(shù)個(gè)生產(chǎn)組合夾具元件的工廠。在當(dāng)時(shí)曾達(dá)到全國(guó)年產(chǎn)組合夾具元件800萬件的水平。20世紀(jì)80年代以后，兩廠又各自獨(dú)立開發(fā)了適合NC機(jī)床、加工中心的孔系組合夾具系統(tǒng)，不僅滿足了我國(guó)國(guó)內(nèi)的需求，還出口到美國(guó)等國(guó)家。當(dāng)前我國(guó)每年尚需進(jìn)口不少NC機(jī)床、加工中心，而由國(guó)外配套孔系夾具，價(jià)格非常昂貴，現(xiàn)大都由國(guó)內(nèi)配套，節(jié)約了大量外匯。 2.2.2國(guó)外企業(yè)研究現(xiàn)狀 全球鋁型材加工產(chǎn)銷情況。從產(chǎn)能分布來看，2009年國(guó)外可生產(chǎn)鋁型材加工的國(guó)家和地區(qū)約95個(gè)，生產(chǎn)企業(yè)約2200余家。隨著國(guó)外經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)及鋁型材加工用途不斷擴(kuò)展，國(guó)外鋁型材加工的消耗量由2001年約869萬t增長(zhǎng)至2009年約1550萬t，年復(fù)合增長(zhǎng)率約為7.5%。預(yù)計(jì)2012年，國(guó)外鋁型材加工消費(fèi)量將達(dá)約1669萬t。 地區(qū)來看，2001~2009年國(guó)外主要地區(qū)消費(fèi)量呈現(xiàn)出不同走勢(shì)，歐洲和北美洲呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)。截至2009年，歐洲、北美洲和日本分別僅占21%、8%、6%。 從國(guó)際上看俄國(guó)、德國(guó)和美國(guó)是組合夾具的主要生產(chǎn)國(guó)。當(dāng)前國(guó)際上的夾具企業(yè)均為中小企業(yè)，專用夾具、可調(diào)整夾具主要接受本地區(qū)和國(guó)內(nèi)訂貨，而通用性強(qiáng)的組合夾具已逐步成熟為國(guó)際貿(mào)易中的一個(gè)品種。有關(guān)夾具和組合夾具的產(chǎn)值和貿(mào)易額尚缺乏統(tǒng)計(jì)資料，但歐美市場(chǎng)上一套用于加工中心的央具，而組合夾具的大型基礎(chǔ)件尤其昂貴。由于我國(guó)在組合夾具技術(shù)上有歷史的積累和性能價(jià)格比的優(yōu)勢(shì)，隨著我國(guó)加入WTO和制造業(yè)全球一體化的趨勢(shì)，特別是電子商務(wù)的日益發(fā)展，其中蘊(yùn)藏著很大的商機(jī)，具有進(jìn)一步擴(kuò)大出口良好前景。 2.2.3國(guó)內(nèi)外機(jī)床夾具發(fā)展現(xiàn)狀 研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85％左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)的需求與競(jìng)爭(zhēng)。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠，里約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3~4年就要更新50~80％左右專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為10~20％左右。特別是近年來，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)、（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本； 2）能裝夾一組具有相似性特征的工件； 3）能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具； 4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具； 5）采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率； 6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。 三、課題研究的主要內(nèi)容和方法，研究過程中的主要問題和解決辦法 3.1課題研究的主要內(nèi)容和方法 本次設(shè)計(jì)課題研究的內(nèi)容是制定鋁型材滑動(dòng)座機(jī)械制造工藝規(guī)程及設(shè)計(jì)相應(yīng)鉆孔工藝裝備（夾具、鉆削頭）。 以下為詳細(xì)研究?jī)?nèi)容： (1)收集、查閱相關(guān)資料，了解學(xué)習(xí)全世界關(guān)于鉆夾具和鉆削頭的情況，并根據(jù)給定鋁型材滑動(dòng)座圖紙擬定出鉆夾具總體設(shè)計(jì)方案； (2)編制鋁型材滑動(dòng)座的加工工藝卡； (3)設(shè)計(jì)鋁型材滑動(dòng)座一體式鉆孔夾具； (4)設(shè)計(jì)鋁型材滑動(dòng)座鉆削頭。 (5)鋁型材滑動(dòng)座一體式鉆孔夾具的三維設(shè)計(jì)。 (6)對(duì)鋁型材滑動(dòng)座一體式鉆孔夾具的設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)說明，編寫說明書。 3.2研究過程中的主要問題和解決辦法： 在課題研究過程中可能出現(xiàn)以下幾個(gè)方面的問題： (1)對(duì)于之前4年的知識(shí)不扎實(shí)，對(duì)于計(jì)算方面不熟練，導(dǎo)致在計(jì)算、校核尺寸方面有困難。 (2)由于初次設(shè)計(jì)，對(duì)工程經(jīng)驗(yàn)了解少，導(dǎo)致對(duì)結(jié)構(gòu)方面、工藝方面的考慮不足。 (3)對(duì)鉆孔工裝的結(jié)構(gòu)了解不足，導(dǎo)致在設(shè)計(jì)過程中不能對(duì)全局做到周密的考慮，會(huì)產(chǎn)生各種結(jié)構(gòu)上的問題。 對(duì)于以上問題采取分步解決的方法，查閱相關(guān)書籍、文獻(xiàn)并學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，請(qǐng)教指導(dǎo)教師，最終解決所遇到的難題。向有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)員請(qǐng)教有關(guān)工藝上的問題，以了解制造過程中的流程。 由于在近4年的學(xué)習(xí)中難免有疏漏，所以造成了有一些知識(shí)不夠扎實(shí)，如對(duì)CAD軟件的應(yīng)用。在今后的幾個(gè)月我會(huì)好好復(fù)習(xí)這些內(nèi)容，為畢業(yè)設(shè)計(jì)畫上一個(gè)圓滿的句號(hào)。 四、 研究方案及進(jìn)度安排，預(yù)期達(dá)到的目標(biāo) 4.1選擇研究方案 熟悉課題、調(diào)研有關(guān)資料，了解并熟悉鉆孔夾具和鉆削頭的原理、組成以及發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)鉆孔夾具和鉆削頭有一個(gè)系統(tǒng)的了解。 結(jié)合所給零件圖對(duì)課題進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，要保證從其整體性能出發(fā)，在總體設(shè)計(jì)和總成部件設(shè)計(jì)的密切配合下，保證各部分的性能，并確定和控制它們的位置、尺寸和重量。并且繪制出鉆夾具總裝圖。 根據(jù)總體設(shè)計(jì)來確定各個(gè)部分的組成及零件的尺寸、參數(shù)，并且校核各部件的性能，并且畫出部件圖，零件圖。 對(duì)鋁型材滑動(dòng)座一體式鉆孔夾具的設(shè)計(jì)過程及三維設(shè)計(jì)過程進(jìn)行詳細(xì)說明，編寫說明書。 4.2進(jìn)度安排 2月29日-3月13日 熟悉課題，調(diào)研收集資料，方案設(shè)計(jì) 3月14日-3月27日 工藝設(shè)計(jì) 3月28日-5月 1日 工裝設(shè)計(jì) 5月 2日-5月22日 三維設(shè)計(jì) 5月 23日-6月11日 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 6月12日—6月17日 材料審核與答辯準(zhǔn)備 4.3達(dá)到的目標(biāo) 通過17周的學(xué)習(xí)和研究爭(zhēng)取能夠完成上述工作，達(dá)到以下目標(biāo)： (1)完成任務(wù)書上要求的各項(xiàng)內(nèi)容（外文翻譯一篇，加工工藝卡一套，鉆削頭裝配圖一張，一體式鉆夾具總裝圖一張，一體式鉆夾具零件圖若干張、三維設(shè)計(jì)圖一套，說明書）； (2)通過畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程使自己的知識(shí)更扎實(shí)，了解機(jī)械加工和機(jī)械設(shè)計(jì)的過程，從而更快的適應(yīng)未來的工作中。 參考文獻(xiàn) 1 蔡春源. 新編機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè). 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1993 2 HIRAME`GRANT主編.夾具-非標(biāo)準(zhǔn)夾緊裝置.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1974.5 3 段鐵群.機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京:科學(xué)出版社,2010 4 盧澤生. 工藝過程自動(dòng)控制. 國(guó)防工業(yè)出版社，1999 5 張德泉，陳思夫，林彬. 機(jī)械制造裝備及其設(shè)計(jì)．天津大學(xué)出版社, 2003 6 編寫組編.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004 7 陳宏鈞.機(jī)械加工工藝手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社.2003 8 吳拓?.現(xiàn)代機(jī)床夾具設(shè)計(jì).化學(xué)工業(yè)出版社.2011 9 陳立德.工裝設(shè)計(jì).上海交通大學(xué)出版社.1999 10 HIRAME`GRANT主編.夾具-非標(biāo)準(zhǔn)夾緊裝置.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1974.5 11李名望主編.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)實(shí)例教程.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.8 12孫志禮、冷興聚、魏延剛、曾海泉主編.機(jī)械設(shè)計(jì).東北大學(xué)出版社，2000年； 13 毛昕、張秀麗、黃英、肖平陽主編.畫法幾何及機(jī)械制圖（第三版），高等教育出版社,2004.7 14 候洪生主編，董國(guó)耀主審.機(jī)械工程圖學(xué).北京：科學(xué)出版社，2001 15 孫已德主編.機(jī)床夾具圖冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1983 16 Ball and Roller Screws.Engineering Material and Design.19(12,)1975 17 Patton W.J. Mechanical Power Transmission.New Jersey:Printice-Hall,1980 18 A review and analysis of current computer-aided fixture design approaches .Iain Boyle, Yiming Rong, David C. Brown.2010 19 Wu R-R, Zhang H-M. Object-oriented and fuzzy set-based approach for set-up planning. Int J Adv Manuf Technol 1998;14:406–11. 20 Gologlu C. Machine capability and fixturing constraints-imposed automatic machining set-ups generation. J Mater Process Technol 2004;148:83–92. 指導(dǎo)教師審查意見： 指導(dǎo)教師簽字： 　　　 201 年 月 日 指導(dǎo)委員會(huì)意見審核意見： 組長(zhǎng)簽字： 　　　201　年 月 日 鋁型材滑動(dòng)座加工工藝及鉆削頭和鉆夾具的設(shè)計(jì) 摘 要 在現(xiàn)代工業(yè)化進(jìn)程中，鉆模在機(jī)械制造中起著至關(guān)重要的作用，對(duì)于保證產(chǎn)品精度，提高工作效率，降低工人操作要求扮演著關(guān)鍵角色。鉆床類夾具包括用在各種鉆床、鏜床和組合機(jī)床上的孔加工夾具，簡(jiǎn)稱鉆模。鉆模是輔助鉆孔的一種工裝夾具，它的主要作用是保證被加工孔的位置精度。對(duì)加工者沒有太高的技巧要求，孔的定位精度不靠操作者而是靠鉆模保證。 本次設(shè)計(jì)的是根據(jù)指定零件設(shè)計(jì)加工工藝和設(shè)計(jì)立式鉆床鉆削頭一體式鉆模。立式鉆床鉆削頭是根據(jù)被加工工件的要求，按照高度工序集中的原則而設(shè)計(jì)的，并以系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用部件為基礎(chǔ)，配以少量專用部件而組成的高效、自動(dòng)化的專用裝置。 鉆削頭設(shè)計(jì)的目的是使立式鉆床動(dòng)力部件與被加工零件發(fā)生關(guān)系，它通過按一定速比排布傳動(dòng)齒輪，而使立式鉆床動(dòng)力傳遞給各工作主軸，使之獲得所要求的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，并配以一定的夾緊及定位方式即而滿足加工要求。 關(guān)鍵詞　機(jī)械制造；工藝；鉆模；一體式鉆模；鉆削頭 Design of integral drill jig for sliding seat of aluminium profile Abstract In the process of modern industrialization, the drilling mode plays an important role in the mechanical manufacturing. It plays a key role in ensuring the accuracy of the product, improving the working efficiency and reducing the operation requirements of the workers. Drilling fixture including hole machining fixture used in all kinds of drilling machine, boring machine and combination machine, referred to as the jig. Drilling mode is a kind of tool and fixture for auxiliary drilling, its main function is to ensure the accuracy of the position of the hole. Not too high skill requirements for processors, precision holes do not rely on the operator but by jigs to ensure. This design is based on the specified parts design process and design of integrated multi spindle vertical drilling jig. Vertical drilling machine spindle is in accordance with the requirements of the workpiece, designed in accordance with the principle of process of the highly centralized and serialization and standardization of the general components based, with a few special components and composition of high efficiency, automation special device. Multi spindle design objective is to make vertical drilling machine power components and parts to be processed in a relationship by according to the arrangement of transmission gear of a certain ratio, and the vertical drilling machine power is transmitted to the work spindle, so as to obtain the required speed and direction, and with a certain clamping and fixed mode and meet the processing requirements. Keywords　 Machinery manufacturing， technology，Drill model Integrated drilling mode ，Multi spindle - I - 目 錄 摘要 II Abstract III 鋁型材滑動(dòng)座加工工藝及鉆削頭和鉆夾具的設(shè)計(jì) II Design of integral drill jig for sliding seat of aluminium profile III 目 錄 4 第1章 緒論 6 1.1 課題研究的背景和意義 6 1.2 鋁型材滑動(dòng)座加工工藝及鉆削頭和鉆夾具的研究現(xiàn)狀 7 1.2.1 鋁型材滑動(dòng)座加工工藝及鉆削頭和鉆夾具國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀 7 1.2.2 鋁型材滑動(dòng)座加工工藝及鉆削頭和鉆夾具國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 8 1.3本課題研究的內(nèi)容 9 第2章 零件加工工藝設(shè)計(jì) 10 2.1 零件圖分析 10 2.2 工件的材料性質(zhì)和加工工藝性分析 12 2.3 基面的選擇 12 2.4 確定切削用量及基本工時(shí) 12 2.5 零件加工工藝設(shè)計(jì) 13 第3章 鉆削頭及鉆夾具設(shè)計(jì) 14 3.1 鉆削頭設(shè)計(jì) 14 3.1.1 鉆削頭技術(shù)參數(shù)分析 14 3.1.2 擬定傳動(dòng)方案 15 3.1.3 擬定鉆削頭定位方案 16 3.1.4 鉆削頭主要技術(shù)參數(shù)的計(jì)算 17 3.2 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 19 3.3 鉆夾具設(shè)計(jì) 24 3.3.1定位裝置設(shè)計(jì) 25 3.3.2夾緊裝置設(shè)計(jì) 25 3.3.3鉆模結(jié)構(gòu)型式的設(shè)計(jì) 25 3.3.4鉆套型式的選擇 27 第4章 三維設(shè)計(jì) 28 4.1 Solid works零件建模步驟 28 4.2 Solid works裝配圖設(shè)計(jì) 29 第5章 經(jīng)濟(jì)分析 32 5.1 鉆削頭和鉆夾具產(chǎn)品設(shè)計(jì)概念 32 5.2 鉆削頭和鉆夾具設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性 32 5.2.1 鉆削頭和鉆夾具功能設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性 32 5.2.2 鉆削頭和鉆夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性 32 5.2.3 鉆削頭和鉆夾具造型設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性 32 5.2.4 鉆削頭和鉆夾具材料選擇的經(jīng)濟(jì)性 32 5.3 鉆削頭和鉆夾具經(jīng)濟(jì)開發(fā)分析與計(jì)算 33 5.3.1 鉆削頭和鉆夾具制造成本分析 33 5.3.2 鉆削頭和鉆夾具生命周期費(fèi)用 33 5.3.3 鉆削頭和鉆夾具產(chǎn)品改進(jìn)的時(shí)機(jī) 33 5.3.4 鉆削頭和鉆夾具產(chǎn)品開發(fā)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 34 結(jié)論 36 致謝 37 參考文獻(xiàn) 38 第1章 緒論 1.1 課題研究的背景和意義 國(guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明，當(dāng)前中、小量多種類生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總額的85％左右。當(dāng)代制造業(yè)需要企業(yè)適應(yīng)市場(chǎng)請(qǐng)求和競(jìng)爭(zhēng)的產(chǎn)品品種。然而，一般的企業(yè)仍然使用了大量的傳統(tǒng)的專用夾具，一般在中間的工廠有一個(gè)中等容量，大約有一千甚至近一萬套專用夾具；另一方面，在生產(chǎn)中，許多品種的產(chǎn)業(yè)，每隔3-4年就要革新50％-80％多和特殊的固定裝置，而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為10％-20％左右。尤其是近年來，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）和其他新技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出以下要求。生產(chǎn)的新產(chǎn)品可以迅速、容易地投入運(yùn)行，以收縮生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本；能裝夾一組具有相似性特征的工件；能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具；能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具；選用液壓動(dòng)力站作為能源，采用高效夾緊裝配，進(jìn)一步降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。鉆床加工在機(jī)械加工中占有很重要的地位，而專用夾具及鉆削頭的設(shè)計(jì)制作為企業(yè)提高生產(chǎn)效率、增加效益起到了重要作用，鉆床專用夾具及鉆削頭具有以下優(yōu)點(diǎn)。保證工件的加工精度，專用夾具應(yīng)具有合理的定位、適合的尺寸、公差和技術(shù)技能要求，并進(jìn)行必要的精度分析，確保夾具能滿意工件的加工精度。提高生產(chǎn)效率，專業(yè)夾具的繁瑣程度應(yīng)與工件的生產(chǎn)程序標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng)，應(yīng)憑著工件的尺寸來使用，以縮短輔助時(shí)分，抬高生產(chǎn)效率。工藝性好，該專用夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)合理，加工方便，裝配，檢查和維修。專用夾具生產(chǎn)屬于批量生產(chǎn)。使用性好，專用夾具的操縱應(yīng)簡(jiǎn)單、省力、安全可靠，切屑應(yīng)方便，必要時(shí)可設(shè)置切屑部分。經(jīng)濟(jì)型好，除了思考專用夾具自身，構(gòu)造單一，標(biāo)準(zhǔn)化水平高，本錢便宜，而且還憑據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃的夾具計(jì)劃進(jìn)行必要的經(jīng)濟(jì)分析，以抬高在經(jīng)濟(jì)效益方面的生產(chǎn)夾具。 本課題研究的意義是通過給定圖紙（鋁型材滑動(dòng)座）進(jìn)行學(xué)習(xí)研究制定機(jī)械制造工藝規(guī)程及設(shè)計(jì)相應(yīng)鉆孔工藝裝備（夾具、鉆削頭），為將來從事機(jī)械行業(yè)的職業(yè)打下一定的基礎(chǔ)。 伴隨著現(xiàn)如今生活勝過水平越來越高，變頻調(diào)速技術(shù)已投入一個(gè)新的期間，其使用愈來愈廣泛。電梯是現(xiàn)代高層建筑的垂直運(yùn)輸，設(shè)計(jì)要求穩(wěn)定，安全性高。電梯作為一種筆直搬運(yùn)的起升配置，其特征是在現(xiàn)代建筑中占用的空間小，也經(jīng)過電氣或其余方式的掌控可以有乘客或物品的安全、合理、有效地輸送到各個(gè)樓層?；谶@些長(zhǎng)處，特別是在建筑業(yè)的快速發(fā)展，高層建筑，電梯行業(yè)已經(jīng)引來了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期。隨著人們生活水平的不斷提高，對(duì)電梯的需求也在不斷提高，因此對(duì)電梯的規(guī)劃也是有非常高的需求。我所設(shè)計(jì)的鋁型材滑動(dòng)座在電梯中起著比較重要的作用，此滑動(dòng)裝置可以使電梯安全的開關(guān)門。 機(jī)械加工是達(dá)成產(chǎn)物策劃，確保產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本的一個(gè)首要手段，是企業(yè)的生產(chǎn)，計(jì)劃與調(diào)度、加工作業(yè)、安全生產(chǎn)、檢測(cè)技術(shù)和健全的重要基礎(chǔ)，為組織和企業(yè)質(zhì)量、質(zhì)量和水平，加快更新產(chǎn)品，提高經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)保證。 夾具是建筑體系中最重要的組成部分，無論是傳統(tǒng)的制造業(yè)，還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)，都很重要。因此，一個(gè)好的夾具設(shè)計(jì)可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，確保和提高加工精度，降低生產(chǎn)成本，也可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，以提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，保證產(chǎn)品生產(chǎn)的準(zhǔn)確性。在現(xiàn)今的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和企業(yè)信息化的要求下，對(duì)夾具的規(guī)劃和制造提出了更高的要求 .而具有針對(duì)性的專用夾具對(duì)提高生產(chǎn)效率、經(jīng)濟(jì)效益、降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度起到關(guān)鍵性的作用。 設(shè)計(jì)研究一種專用的鉆削頭和專用夾具滿足企業(yè)的批量生產(chǎn)要求，是滿足企業(yè)發(fā)展的一種途徑。 1.2 鋁型材滑動(dòng)座加工工藝及鉆削頭和鉆夾具的研究現(xiàn)狀 1.2.1 鋁型材滑動(dòng)座加工工藝及鉆削頭和鉆夾具國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀 全球鋁型材加工產(chǎn)銷情況：從生產(chǎn)能力的角度來看，在2009年，外國(guó)國(guó)家和地區(qū)89個(gè)可以生產(chǎn)加工鋁型材，約2200以上的生產(chǎn)企業(yè)。跟著對(duì)外經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和鋁加工用處的擴(kuò)大，鋁加工消費(fèi)的消費(fèi)量從1999年902萬左右，增長(zhǎng)到2008年1433萬左右，每年的增長(zhǎng)率約為7.2%。預(yù)計(jì)在2013，國(guó)際鋁加工所需量將達(dá)到約1850萬噸。區(qū)域視角看，2001、2009年，國(guó)外消費(fèi)的主要領(lǐng)域呈現(xiàn)出不同的趨勢(shì)，歐洲和北美國(guó)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。截至2009日，歐洲、北美國(guó)和日本僅占21%，6%，8%。 俄羅斯，德國(guó)，美國(guó)是模塊化裝置的主要生產(chǎn)國(guó)。目前國(guó)際上的企業(yè)都是中小型企業(yè)，特別是工裝夾具，夾具的調(diào)整主要是承受本地區(qū)和海內(nèi)的訂單，而通用的夾具則已漸漸走向老練的國(guó)際商業(yè)中的各種。 夾具和組合夾具的產(chǎn)量和交易量仍然缺乏統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，但在歐洲和美國(guó)加工中心的一套中央工具。由于中國(guó)在模塊化技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，技術(shù)的歷史積累和性能價(jià)格比，隨著中國(guó)加入世界貿(mào)易組織和制造業(yè)全球化的趨勢(shì)，特別是電子商務(wù)的快速發(fā)展，蘊(yùn)藏著巨大商機(jī)，具有進(jìn)一步擴(kuò)大出口良好前景。 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向是標(biāo)準(zhǔn)化、高精度、高效率和柔性化四個(gè)方面的重要內(nèi)容。標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化和通用化是與之相關(guān)的兩個(gè)方面。當(dāng)前中國(guó)國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)夾具元件和組件：GB / t2148 ~ t2259-91和各種通用夾具、配合我夾具標(biāo)準(zhǔn) 。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化，有利于減少生產(chǎn)周期，降低總生產(chǎn)成本。高效率和高效率的夾具首要用于縮短根本的時(shí)間和輔助時(shí)間的處理，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低人員勞動(dòng)強(qiáng)度 。常用的高效夾有自動(dòng)夾、高速夾具和夾等。比如，電動(dòng)虎鉗在銑床夾緊工件的行使，功用可提高5倍；采用高速三爪自動(dòng)定心卡盤車床上，保證卡爪在速度測(cè)試9000r/min仍能牢固地夾緊工件，使切削速率大幅度提升。目前，除了生產(chǎn)線、自動(dòng)線設(shè)備相對(duì)應(yīng)的高效率的自動(dòng)裝置，在數(shù)控機(jī)床，特別是在加工中心出現(xiàn)了各種自動(dòng)夾緊夾具和夾具自動(dòng)更換裝置。充分發(fā)揮了數(shù)控機(jī)床的效率。精度跟著機(jī)械產(chǎn)物精度的提升，必然會(huì)提升夾具的精度需求。 有許多類型的精密夾具結(jié)構(gòu)，如多齒盤的精密分度，分度精度高達(dá)0.1；對(duì)于高精度三爪自定心的精密車削，其中心精度為5μm。靈活的機(jī)床夾具和機(jī)床的靈活性是類似的，它指的是機(jī)床夾具通過調(diào)整、組合等，以適應(yīng)多變的過程中的因素。過程的變量因素有：工藝特點(diǎn)、生產(chǎn)量、工件形狀、尺寸等。有多種新型的具備靈活的功能，如模塊化夾具，通用可調(diào)夾具，組合夾具，模塊化夾具，數(shù)控夾具等。為了滿足當(dāng)代機(jī)械工業(yè)的需求，多品種、小批量生產(chǎn)、夾具的靈活度增加，改變夾具的不可拆卸布局，可拆卸布局，可調(diào)整夾具布局，將是目前夾具發(fā)展的重要目標(biāo)。 1.2.2 鋁型材滑動(dòng)座加工工藝及鉆削頭和鉆夾具國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 跟著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速成長(zhǎng)對(duì)交通運(yùn)輸、化工、機(jī)械、電力、電子、電器、建設(shè)、制冷、拼裝等行業(yè)供應(yīng)根本金屬材料的鋁加工。技術(shù)和設(shè)備的迅速升級(jí)，生產(chǎn)能力已躍居世界前線。截至2005年初，全國(guó)鑄軋板生產(chǎn)能力約190萬噸/年居世界首位；鋁冷軋板冷軋生產(chǎn)能力約160萬噸/年，居世界第二，鋁箔生產(chǎn)能力約70萬噸/年，居世界第二位。 我國(guó)的固定裝置始于六十年代的第二十個(gè)世紀(jì)，是為天津機(jī)械工業(yè)的組合夾具制造廠，并以航空工業(yè)為導(dǎo)向的襄陽保定機(jī)械廠，后來又建立了幾個(gè)生產(chǎn)模塊化的夾具元件廠。當(dāng)時(shí)，它已經(jīng)達(dá)到了國(guó)家裝配夾具零件的800萬個(gè)部件的水準(zhǔn)。 上世紀(jì)80年代之后，這兩家工廠已經(jīng)單獨(dú)研制出了一種適用于數(shù)控機(jī)床、加工中心孔的裝配夾具體系，不但能滿足我國(guó)的需要，而且還遠(yuǎn)銷美國(guó)等國(guó)度。 目前，我國(guó)仍需要入口大量的數(shù)控機(jī)床、加工中心，并通過國(guó)際外的夾具支撐孔，價(jià)格非常高昂，現(xiàn)在大多是海內(nèi)配套，節(jié)省了大批的外匯。 1.3本課題研究的內(nèi)容 本次設(shè)計(jì)課題研究的內(nèi)容是制定鋁型材滑動(dòng)座機(jī)械制造工藝規(guī)程及設(shè)計(jì)相應(yīng)鉆孔工藝裝備（夾具、鉆削頭）。以下為詳細(xì)研究?jī)?nèi)容： 1. 收集、查閱相關(guān)資料，了解學(xué)習(xí)全世界關(guān)于鉆夾具和鉆削頭的情況，并根據(jù)給定鋁型材滑動(dòng)座圖紙擬定出鉆夾具總體設(shè)計(jì)方案； 2. 編制鋁型材滑動(dòng)座的加工工藝卡； 3. 設(shè)計(jì)鋁型材滑動(dòng)座一體式鉆孔夾具； 4. 設(shè)計(jì)鋁型材滑動(dòng)座鉆削頭； 5. 鋁型材滑動(dòng)座一體式鉆孔夾具的三維設(shè)計(jì)； 6. 對(duì)鋁型材滑動(dòng)座一體式鉆孔夾具的設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)說明，編寫說明書。 7. 經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析，該部分主要針對(duì)所設(shè)計(jì)的鋁型材滑動(dòng)座加工工藝及鉆削頭和鉆夾具進(jìn)行成本分析、質(zhì)量分析等。 第2章 零件加工工藝設(shè)計(jì) 2.1 零件圖分析 工件的圖紙應(yīng)能清晰的表達(dá)工件的形狀結(jié)構(gòu)，標(biāo)注全部尺寸及技術(shù)要求，說明工件的材料和所需要的工件數(shù)量等。加工零件為鋁型材滑動(dòng)座，設(shè)計(jì)所給定圖紙見下圖2.1所示： 圖2-1 鋁型材滑動(dòng)座 結(jié)合后續(xù)工藝規(guī)程編制及一體化鉆夾具設(shè)計(jì)，所需用到的尺寸為全長(zhǎng)尺寸1420±1，鉆孔孔徑尺寸、孔位尺寸及型材截面部分尺寸，具體見以下放大圖2.2所示： 圖2-2 鉆孔孔徑、孔位及型材截面部分放大圖 所需加工孔位于截面圖示下部，位于長(zhǎng)度方向兩端，距端部尺寸為8，孔距尺寸為未注公差，零件寬度尺寸公差為±0.3。 2.2 工件的材料性質(zhì)和加工工藝性分析 由圖知，零件材料為AL6063，為鎂和硅為重要合金元素的鋁合金，具備杰出的加工性能，杰出的可焊性，擠壓和電鍍，耐腐蝕性好，韌性好，易于拋光，彩色膜，陽極氧化成效良好 。 從所給定圖中可以看出，截面較為復(fù)雜，普通裝夾方式不能滿足零件的裝夾需求需根據(jù)截面形狀分析后特殊制作鉆夾具夾持部分。 2.3 基面的選擇 基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x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(duì)于零件而言，盡可能選擇不加工表面為粗基準(zhǔn)。而對(duì)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(duì)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φ6.5孔的不加工外輪廓表面作為粗基準(zhǔn)，利用一組（共兩塊）V形塊支承這兩個(gè)端面作主要定位面，限制5個(gè)自由度，再以一個(gè)銷釘限制最后1個(gè)自由度，達(dá)到完全定位,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)。 2.4 確定切削用量及基本工時(shí) (1）銑削深度 因?yàn)榍邢髁枯^小，故可以選擇=1.3mm，一次走刀即可完成所需長(zhǎng)度。 (2）每齒進(jìn)給量 機(jī)床功率為10kw。查《切削手冊(cè)》f=0.08-0.15mm/z。由于是對(duì)稱銑，選較小量f=0.15 mm/z。 (3）查后刀面最大磨損及壽命 查《機(jī)械切削用量手冊(cè)》表8，壽命T=180min (4)計(jì)算切削速度 按《2》表14， V=1.84 n=7.32 =6.44 (5）計(jì)算基本工時(shí) ＝L/ =(90+36)/6.44=6.99min。 2.5 零件加工工藝設(shè)計(jì) 由零件圖紙可以看出，在不考慮型材制作的前提下，該鋁型材滑動(dòng)座的加工工藝過程如下：鋁型材備料→下料→端面銑加工→鉆孔（根據(jù)課題要求，鉆孔工序需設(shè)計(jì)專用一體化鉆夾具進(jìn)行加工。）在“鋁型材滑動(dòng)加 工工藝”的過程中，詳細(xì)介紹了該工藝卡的具體過程。 第3章 鉆削頭及鉆夾具設(shè)計(jì) 3.1 鉆削頭設(shè)計(jì) 3.1.1 鉆削頭技術(shù)參數(shù)分析 產(chǎn)品應(yīng)明確：工件的加工孔直徑、數(shù)量、分布、位置精度和工件材料等。 如鋁滑座加工（見圖），毛坯為鑄件，材料為HT200，批量生產(chǎn)：中等批量，鉆三個(gè)洞，這三個(gè)孔均勻分布在半徑為28.78mm的圓周上。過程中應(yīng)明確：過程內(nèi)容（鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔和攻絲），切削參數(shù)（切削速度、切削速度和刀具每轉(zhuǎn)進(jìn)給），單件工時(shí)和大規(guī)模生產(chǎn)。 軸承端蓋的加工量：中等批量。這個(gè)過程卡的產(chǎn)品過程，這個(gè)產(chǎn)品的關(guān)鍵過程是3個(gè)直徑為9毫米的孔加工，從產(chǎn)品圖，我們能夠了解，該產(chǎn)品的鑄件毛坯。 但在鑄件，無論是產(chǎn)品應(yīng)留余量，還是需要留多少，是否該產(chǎn)品需求留下的鑄造芒孔，都是需要考慮的題目。 我根據(jù)表39.3—7為4mm的鑄造余量，然后根據(jù)表1—166檢查：當(dāng)孔的尺寸，不需要鑄孔。所以本產(chǎn)品不需要鑄造孔。用鉆頭加工工件上的孔的機(jī)床。通常情況下，鉆頭在主運(yùn)動(dòng)中扭轉(zhuǎn)，鉆頭軸向挪動(dòng)到進(jìn)給運(yùn)動(dòng)中。鉆床構(gòu)造簡(jiǎn)易，加工精度相對(duì)于較低，可以將通孔、盲孔、特殊的替代工具，擴(kuò)大，忽孔、鉸孔、或電源線和其他處理。 鉆床可分為下列類型。臺(tái)式鉆床：可安放在作業(yè)臺(tái)上，主軸垂直布置的小型鉆床。立式鉆床：主軸箱和工作臺(tái)放置在立柱上，主軸筆直安防的鉆床。搖臂鉆床：搖臂鉆床：搖臂可繞立柱旋轉(zhuǎn)，一般主軸箱可在搖臂鉆床上做水平運(yùn)動(dòng)。它適用于大件和不同方位孔的加工。銑床：工作臺(tái)可筆直和水平移動(dòng)挪動(dòng)，鉆軸筆直排列，可進(jìn)行銑鉆。深孔鉆床：使用專用深孔鉆，工件旋轉(zhuǎn)，鉆深孔鉆。臥式鉆床：主軸水平布置，主軸箱可垂直移動(dòng)的鉆床。 我選用Z5025立式鉆床,規(guī)格尺寸如下：型號(hào)：Z5025； 產(chǎn)品名稱：立式鉆床； 最大鉆孔直徑 （mm）： 25 ； 立柱直徑 （mm） ：100 ； 主軸最大行程 （mm）： 150 ； 主軸中心至立柱母線距離 （mm）： 225 ； 主軸端至工作臺(tái)面最大距離（mm） ：630 ； 主軸端至底座工作臺(tái)面最大距離 （mm）： 1670 ； 主軸錐度： MT3 ； 主軸轉(zhuǎn)速范圍 （r/min）： 100~2900 ； 主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)： 8 ；工作臺(tái)尺寸 （mm）： 400； 工作臺(tái)行程 （mm）： 560 ； 底座尺寸 （mm）： 690X500 ； 總高 （mm）： 1900； 主電動(dòng)機(jī) （kw）： 0.75/0.55 ； 冷卻泵電機(jī) （W）： 40 ；毛重/凈重 （kg）： 300/250 ； 包裝尺寸 長(zhǎng)x寬x高 （cm）： 176X60X83 3.1.2 擬定傳動(dòng)方案 鉆削頭架的傳動(dòng)原理是通過齒輪嚙合增加鉆削軸的軸數(shù)，以滿足多孔加工的要求。通過二級(jí)齒輪嚙合，輸入軸和輸出軸的轉(zhuǎn)向沒變，但由于齒輪分支傳動(dòng)，變成多根輸出軸。本設(shè)計(jì)中的鉆削頭，需要同時(shí)處理軸承端三個(gè)孔。方案一如圖3.1所示 圖3-1 方案一傳動(dòng)系統(tǒng)圖 在該方案中，一個(gè)內(nèi)嚙合齒輪和三個(gè)工作齒輪與主傳動(dòng)軸接合，以驅(qū)動(dòng)三個(gè)軸通過一個(gè)大齒輪同時(shí)旋轉(zhuǎn)，并同時(shí)進(jìn)行三個(gè)孔的處理。方案二如圖3.2所示 圖3-2 方案二傳動(dòng)系統(tǒng)圖 該方案采用單層嚙合傳動(dòng)，主傳動(dòng)齒輪和齒輪嚙合，主傳動(dòng)齒輪軸孔與加工。 方案二中，盡管節(jié)約空間，但因?yàn)閭鲃?dòng)齒輪較小，相同數(shù)量的齒模數(shù)過小可能會(huì)出現(xiàn)咬邊現(xiàn)象，所以選擇方案一。 3.1.3 擬定鉆削頭定位方案 鉆將鉆頭定位于機(jī)床的工作臺(tái)上，將導(dǎo)柱和襯套底板作為整體，底板的表面粗糙度與工作臺(tái)的表面相匹配，然后將螺釘固定在工作臺(tái)上。 鉆頭的導(dǎo)向部分主要由導(dǎo)柱和導(dǎo)柱襯套組成，其他部分也由一些零部件組成。其功能是使鉆削頭工作穩(wěn)定，導(dǎo)軌套一般安裝在鉆頭的中間，在導(dǎo)向柱的安裝形式比較多，在下面列出了以下的分析和比較程序。方案一，中間板上設(shè)有兩根導(dǎo)柱，分別設(shè)置在鉆頭的兩側(cè)。為了保證在鉆孔時(shí)機(jī)床的導(dǎo)向性良好，應(yīng)設(shè)計(jì)鉆模板，使鉆削孔時(shí)孔的位置精度獲得良好的保證。將導(dǎo)柱裝在鉆模板上。當(dāng)鉆頭工作時(shí)，將導(dǎo)柱插在夾套上的導(dǎo)向套中，并將該結(jié)構(gòu)制成一個(gè)懸掛式，可用于向下按壓工件。方案二，在鉆頭的中間板上設(shè)置有三個(gè)導(dǎo)向柱，其中一個(gè)鉆頭兩側(cè)，另外兩個(gè)一個(gè)在前面和一個(gè)在后面，并用以確保鉆頭的導(dǎo)向性好。 由于三根導(dǎo)柱占用空間較大，且位于頭后方一根，可由機(jī)床立柱影響和安裝不方便，不方便孔模板安裝（旋轉(zhuǎn)和傾斜，占據(jù)更大的空間。，在此只能選用懸浮式鉆模板）。因此，如果鉆頭本身不大，盡可能不使用三根導(dǎo)柱型。 除此之外，鉆模板還分為旋轉(zhuǎn)式和翻轉(zhuǎn)式，但因?yàn)檫@兩種鉆模板的型式都比懸浮式所占用的空間大，而且每次更換工件時(shí)，都需要手動(dòng)操作將鉆模板移開，操作不夠簡(jiǎn)便，而懸浮式的鉆模板可隨鉆削頭導(dǎo)柱一起上下移動(dòng)，節(jié)省空間且操作簡(jiǎn)便，因此最終選定的導(dǎo)向部件的設(shè)計(jì)方案為第一種。 3.1.4 鉆削頭主要技術(shù)參數(shù)的計(jì)算 在齒輪傳動(dòng)鉆削頭設(shè)計(jì)中，要確定一系列的參數(shù)，其中主要包括運(yùn)動(dòng)參數(shù)的確定，動(dòng)力參數(shù)的確定以及尺寸參數(shù)的確定。鉆削頭各主要參數(shù)的確定詳細(xì)步驟如下所述。 1. 運(yùn)動(dòng)參數(shù)的確定 切削速度的計(jì)算公式: 查《機(jī)械工藝師手冊(cè)》，得上式中各參數(shù)值，如下： ——切削速度影響因素； ——刀具直徑； ——轉(zhuǎn)矩； ——標(biāo)準(zhǔn)切削深度； ——機(jī)床進(jìn)給量； ——切削速度修正系數(shù)； ——切削速度影響系數(shù)；，，， 轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式： 查《機(jī)械工藝師手冊(cè)》，得出上式中各參數(shù)的值，如下： ——轉(zhuǎn)矩影響系數(shù)； ——轉(zhuǎn)矩修正系數(shù)； ——轉(zhuǎn)矩影響系數(shù)：， 功率計(jì)算公式： 軸向力計(jì)算公式： 查《機(jī)械工藝師手冊(cè)》，得出上式中各參數(shù)的值，如下： ——軸向力影響因數(shù)； ——軸向力修正系數(shù)； ——軸向力影響系數(shù)；, 因此： () 2. 動(dòng)力參數(shù)確定 核算鉆削頭的總軸向力（）和消耗的總功率（） 要核算鉆削頭的總軸向力和消耗的總功率，使其不超過機(jī)床允許 的最大軸向力和機(jī)床的額定功率。核算公式如下： 式中： P——鉆削頭各工作軸消耗的功率的總和； ——鉆削頭每個(gè)工作軸消耗的功率； 機(jī)床的額定功率；鉆削頭各工作軸軸向力的總和； 各工作軸的軸向力； ——機(jī)床允許的最大軸向力； 首先，計(jì)算每個(gè)工作軸的軸向力（）： 由上計(jì)算出, 因?yàn)槊總€(gè)工作軸的和相等，所以鉆削頭的總軸向力和消耗的總功率為： 查Z5025的機(jī)床說明書，機(jī)床主軸最大進(jìn)給抗力為，主電機(jī)功率。 核對(duì)可知：，，滿足設(shè)計(jì)要求。 3.2 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是鉆削頭設(shè)計(jì)的核心部分。齒輪傳動(dòng)體系策畫良好，鉆頭布局緊湊，各軸的應(yīng)力良好，從而減少了齒輪、軸及軸承的磨損，延伸了鉆頭的使用壽命。 鉆削頭的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)一般是定軸輪系，鉆削頭齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)既要保證工藝要求，又要保證鉆削頭結(jié)構(gòu)的緊湊性。 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算，其內(nèi)容包括：齒輪模數(shù)和工作軸直徑的確定，傳動(dòng)方式的選擇，主動(dòng)軸中心位置的確定，傳動(dòng)比及齒輪齒數(shù)的確定等。 1. 確定齒輪模數(shù) 在普通齒輪傳動(dòng)策畫中，根據(jù)齒輪的彎曲強(qiáng)度和齒面疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒輪的模數(shù)。然而，由于齒輪驅(qū)動(dòng)鉆頭在生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，在使用和制造中的一些經(jīng)驗(yàn)，是鉆頭齒輪的結(jié)構(gòu)和規(guī)格，并對(duì)齒輪材料、熱處理、齒寬和工作條件進(jìn)行了說明。根據(jù)孔的加工，按表3.1查得齒輪模數(shù)，此表查得的模數(shù)為主動(dòng)輪的模數(shù)，每個(gè)主動(dòng)齒輪可帶動(dòng)三根工作軸。 表3-1 加工孔徑與模數(shù) 加工孔徑 模數(shù) 1. 5~2 8~15 2~2.5 15~20 2. 5~3 從表中查得：主動(dòng)輪的模數(shù)m=1.5 2. 工作軸直徑的確定 在一般齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，齒輪軸是按校核齒輪軸強(qiáng)度是否滿足要求確定的。但是由于齒輪傳動(dòng)鉆削頭在生產(chǎn)中早已廣泛應(yīng)用，在使用和制造方面已有一定的經(jīng)驗(yàn)，有關(guān)鉆削頭齒輪軸的結(jié)構(gòu)和規(guī)格參數(shù)，以及齒輪軸的材料、熱處理、及工作條件都作了規(guī)定，可根據(jù)加工孔徑，按表3.2查得工作軸的直徑。 加工孔徑 ＜6 6-9 9-12 12-16 16-20 工作軸直徑 9 12 15 20 25 表3-2 加工孔徑與工作軸直徑 （mm） 從表中查得：工作軸的直徑： 3. 傳動(dòng)方式選擇 根據(jù)本次設(shè)計(jì)要求，最終確定的方案為單式內(nèi)嚙合傳動(dòng)，且工作軸呈環(huán)形均勻分布。 4. 齒輪齒數(shù)確定 （1） 確定傳動(dòng)比 確定傳動(dòng)比的原則，要保證工藝對(duì)工作軸所提出的轉(zhuǎn)速、切削速度及每轉(zhuǎn)進(jìn)給量的要求；應(yīng)盡可能不選最高一級(jí)或最低一級(jí)的機(jī)床轉(zhuǎn)速，以便給工藝上的更改留有余地。 （2） 傳動(dòng)比的計(jì)算公式及其確定方法 傳動(dòng)比的計(jì)算公式： 單式傳動(dòng)： 式中：——主動(dòng)軸對(duì)第N根對(duì)工作軸的傳動(dòng)比； ——第N根對(duì)工作軸的轉(zhuǎn)速 （r/min）； ——主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)度 （r/min）； ——主動(dòng)軸上齒輪的齒數(shù)； ——主動(dòng)軸上齒輪的齒數(shù) 鉆孔鉆削頭傳動(dòng)比的確定方法，鉆孔鉆削頭是按對(duì)工作軸轉(zhuǎn)速初步確定的，然后驗(yàn)算對(duì)工作軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，最后確定可行的傳動(dòng)比。工作軸轉(zhuǎn)速是按工藝要求確定的。 當(dāng)傳動(dòng)比初步確定后，可按照工藝規(guī)定的對(duì)工作軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量得出主動(dòng)軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量。再以機(jī)床主軸各級(jí)進(jìn)給量中選取與計(jì)算值相近的一級(jí)作為主動(dòng)軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量。然后，再按所選取的主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量得出對(duì)工作軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量。這時(shí)，比較計(jì)算后的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量與工藝規(guī)定的每轉(zhuǎn)進(jìn)給量之值是否相近，此外，還要從工藝方面考慮，按計(jì)算后的對(duì)工作軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量進(jìn)行加工是否可行，若不行，還要重新確定傳動(dòng)比。 上述所確定的傳動(dòng)比是理論值，當(dāng)主動(dòng)軸與對(duì)工作軸齒輪的齒數(shù)確定之后，按此數(shù)計(jì)算出來的傳動(dòng)比是實(shí)際值。傳動(dòng)比的理論值與實(shí)際理論值相差很小，鉆孔鉆削頭可忽略不計(jì)。 在本次設(shè)計(jì)中，工藝確定工作軸的轉(zhuǎn)速，Z5025機(jī)床主軸的各級(jí)轉(zhuǎn)速中與其相接近的轉(zhuǎn)速為?！? 5. 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算及強(qiáng)度校核 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的閉式直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，標(biāo)稱功率,小齒輪轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比,許有的誤差,。工作有輕微沖擊，齒輪對(duì)稱布置。 （1）選材料確定初步參數(shù),選材料 小齒輪：調(diào)質(zhì)，平均取齒面硬度為 大齒輪：45鋼調(diào)質(zhì)，平均取齒面硬度為 （2） 初選齒數(shù) 取小齒輪齒數(shù)為：=19， 則大齒輪齒數(shù)為： ( 3 ) 齒數(shù)比 ： 驗(yàn)算傳動(dòng)比誤差， ％=0.66％,允許 （4）選擇齒寬系數(shù)和傳動(dòng)精度等級(jí) 查表得齒寬系數(shù) 小齒輪直徑 則齒寬 齒輪圓周速度： 查表可選擇精度等級(jí)為7級(jí), （5） 計(jì)算小齒輪轉(zhuǎn)矩 （6）定重合度系數(shù) 、 由公式, 重合度 : 分別由公式得： 確定載荷系數(shù)、， 使用系數(shù) 由已知條件查表，取 動(dòng)載系數(shù) 由圖可查得， 齒向載荷分布系數(shù),由圖可取， 齒間載荷分配系數(shù)、 根據(jù)條件 查表得 ， 載荷系數(shù) 、 由公式可算得 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 確定許用應(yīng)力 總工作時(shí)間： 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)、由公式及表可計(jì)算查得： 壽命系數(shù)、 ， 查表得 ，接觸疲勞極限 ，查表得 ,，安全系數(shù) ，查表得，，許用應(yīng)力、， 彈性系數(shù)，查表得，，節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，查表得，，求所需小齒輪直徑，由式（9-11） 符合初估數(shù)值 確定中心距、模數(shù)等主要幾何參數(shù)， 中心距 中心距圓整取中心距 分度圓直徑 、 確定齒寬 取大齒輪齒寬 , 小齒輪齒寬 齒根抗彎疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算，求許用彎曲應(yīng)力 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 由以上計(jì)算可得: 壽命系數(shù)、 ,取， 極限應(yīng)力 、 查表得： 尺寸系數(shù) 參照機(jī)械手冊(cè)，取 安全系數(shù) 查表得， 許用應(yīng)力、 ，許用彎曲應(yīng)力 齒形系數(shù)、 ，由圖9-19，?。? 應(yīng)力修正系數(shù)、 查表得： 校核齒根抗彎曲疲勞強(qiáng)度，齒根彎曲應(yīng)力 抗彎疲勞強(qiáng)度足夠。 齒面靜強(qiáng)度計(jì)算，確定許用接觸應(yīng)力： 參照機(jī)械手冊(cè)，取靜強(qiáng)度安全系數(shù) 取壽命系數(shù) 許用接觸應(yīng)力（大輪較低）： 校核齒面靜強(qiáng)度 ，根據(jù)過載條件，齒面最大接觸應(yīng)力 齒面靜強(qiáng)度足夠。 齒根（抗彎）靜強(qiáng)度驗(yàn)算，確定許用彎曲應(yīng)力 查表得，靜強(qiáng)度安全系數(shù): 查表可知，壽命系數(shù): 于是由式（9-22），許用彎曲應(yīng)力 求最大彎曲應(yīng)力并校核強(qiáng)度，由式（9-22），最大彎曲應(yīng)力 靜強(qiáng)度滿足要求。 夾具種類按使用特點(diǎn)可分為： 1） 萬能通用夾具：如副，吸盤機(jī)、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等，應(yīng)用非常廣泛，在加工工序和對(duì)象變換時(shí)，可以很快的適應(yīng)，其組成已定型，尺寸、規(guī)格已系列化，他們當(dāng)中的許多已經(jīng)成為一種標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)床附件。 2） 專用性夾具：對(duì)于某產(chǎn)品零件的工藝過程中，需要設(shè)計(jì)和制造的專用設(shè)備，其服務(wù)對(duì)象是具體的，針對(duì)性很強(qiáng)，一般由產(chǎn)品制造商來設(shè)計(jì)。經(jīng)常使用的車床夾具、銑床夾具、鉆孔和鉸孔在工件夾具上引導(dǎo)工具（引導(dǎo)鏜孔鏜模對(duì)工件鏜機(jī)床夾具）和隨行夾具組合機(jī)床自動(dòng)線的轉(zhuǎn)移式夾具。 3） 可調(diào)夾具：可以更換或調(diào)整元件的專用夾具。 4） 組合夾具：形狀和規(guī)格不同和使用標(biāo)準(zhǔn)化組件的夾具是在試制的新產(chǎn)品和產(chǎn)品往往取代單一和少量量生產(chǎn)和臨時(shí)使命。 夾具是機(jī)械加工中不可缺少的一部分，在機(jī)床技巧中以高速、高效、精密、復(fù)雜、智能、環(huán)保的目標(biāo)成長(zhǎng)，固定技巧正朝著高精度、高效率、模塊化、配合化、通用化、經(jīng)濟(jì)化方向成長(zhǎng)。 3.3.1定位裝置設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)所選定的夾具方案為利用彈簧自動(dòng)鎖緊裝置，用于多種金屬機(jī)床上，能自定中心夾緊的外表面的工件，進(jìn)行各種機(jī)械加工，夾緊力可調(diào)，定心精度高，能滿足普通精度機(jī)床的要求。 在本次設(shè)計(jì)中，夾具定位在導(dǎo)柱襯套的底盤上，在底盤上安裝一凸臺(tái)工件的大孔可以被定位在上面，將夾具用螺釘緊固在導(dǎo)柱襯套的底盤上。 在本次設(shè)計(jì)中，要同時(shí)加工軸承端蓋上的三個(gè)孔，定位形式為：定位基準(zhǔn)面為一圓柱面和一水平面。圓柱面靠三爪自定心卡盤自動(dòng)定位；水平面上是靠固定在夾具體上的在 mm 的圓周上分布的三個(gè)墊塊定位。 3.3.2夾緊裝置設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)所采用的三爪自定心卡盤的基本結(jié)構(gòu)和工作原理：三爪自定心卡盤的結(jié)構(gòu)如夾具裝配圖所示，當(dāng)用卡盤扳手轉(zhuǎn)動(dòng)小齒輪時(shí)，大齒輪也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，在大齒輪背面平面螺紋的作用下，使三個(gè)爪同時(shí)向心移動(dòng)或退出，以夾緊或松開工件。它的特點(diǎn)是對(duì)中性好，自動(dòng)定心精度好。 3.3.3鉆模結(jié)構(gòu)型式的設(shè)計(jì) 在鉆模策畫時(shí)，應(yīng)根據(jù)工件的加工需求、外形和尺寸，在加工過程中所行使的機(jī)床和生產(chǎn)量的數(shù)量進(jìn)行設(shè)計(jì)。固定式鉆模，在搖臂鉆床、鏜床和多軸鉆床上進(jìn)行多孔加工。單軸立式鉆床上的孔或多個(gè)同軸孔的加工。鉆模和工件的總重超過150（N），人力搬動(dòng)時(shí)費(fèi)力。鉆直徑大于10 mm的孔，因?yàn)殂@削扭矩大，人力無法抵抗鉆模的力量。移動(dòng)式鉆模，單軸立式鉆床，用于單孔或多孔小工件的加工，鉆孔直徑小于10毫米，鉆模和工件重量不超過15（N），可在工作臺(tái)移動(dòng)。在單軸鉆床加工批量較大的一組空間線性排列的重型工件，具有傳動(dòng)裝置的分度和定位銷移動(dòng)夾具導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。箱式鉆模，要求鉆模穩(wěn)定性和剛性好，鉆模板和鉆模體做成一體或固定連接。這種結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮工件的裝卸和容易拆卸的裝置。在穩(wěn)定性和剛性要求不太高的條件下，可用于裝載和卸載工件和切屑，以方便使用半箱式鉆模。翻轉(zhuǎn)式鉆模，由于效率較低，所以適用于中小批量生產(chǎn)中加工小型工件上幾個(gè)面上的孔（一般兩面至六面），由于使用費(fèi)力，所以鉆模和工件的總重不宜超過8（N）。復(fù)蓋式鉆模，該鉆孔模板是卸下，可以直接使用定位和夾緊工件的工件定位。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于其他類型的夾具，適用于少批量或成批量生產(chǎn)。回轉(zhuǎn)式鉆模，回轉(zhuǎn)式鉆模適用于大批量生產(chǎn)，在任何形式的鉆床上都可以使用。一般垂直軸旋轉(zhuǎn)分度盤和水平軸旋轉(zhuǎn)分度盤的旋轉(zhuǎn)式鉆模有一個(gè)典型的結(jié)構(gòu)和規(guī)格，根據(jù)加工工件的要求選擇合適的旋轉(zhuǎn)分度盤，只要設(shè)計(jì)與之相配的專用程度，即可組成回轉(zhuǎn)式鉆模。 立軸式回轉(zhuǎn)鉆模，在立式鉆床上加工垂直于回轉(zhuǎn)分度盤平面的與回轉(zhuǎn)中心同心圓上的相等或不相等的分度孔。在臥式鏜床上加工平行于回轉(zhuǎn)分度盤平面的徑向排列的等分或不等分的孔。在搖臂鉆床上加工垂直于反轉(zhuǎn)分度盤平面但不是與回轉(zhuǎn)中心同心圓上的均分或不均分的孔。臥式回轉(zhuǎn)鉆模，在搖臂鉆床上加工平行于回轉(zhuǎn)分度盤平面的徑向排列的或各方面的等分或不等分的孔。在立式鉆床上加工平行于反轉(zhuǎn)分度盤平面且在同一平面內(nèi)徑向分列的均分或不均分的孔。如果工件上的鉆孔軸線從背面的轉(zhuǎn)盤定位面到距離不遠(yuǎn)（一般小于回轉(zhuǎn)圓盤的半徑），或距離雖然較大，但孔直徑較小，不影響夾具在鉆孔時(shí)的穩(wěn)定性。宜選用單支承的回轉(zhuǎn)鉆模。在搖臂鉆床上加工大型工件時(shí)，可采用掛在機(jī)床上方箱工作臺(tái)上的下垂式回轉(zhuǎn)盤。 對(duì)于工件上鉆孔軸線與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的定位面之間的距離，離工件的重量是相當(dāng)遠(yuǎn)的，為了保證加工過程中的夾具的穩(wěn)定性，應(yīng)采用雙支承旋轉(zhuǎn)式鉆模。在加工大工件時(shí)用這種夾具，一定要注意平衡，以保證操作安全。傾斜式回轉(zhuǎn)鉆模，傾斜式反轉(zhuǎn)鉆夾具針對(duì)旋轉(zhuǎn)圓盤的某一角度對(duì)某個(gè)孔進(jìn)行加工而設(shè)計(jì)的一種特殊的鉆模方式。這類鉆模應(yīng)在鉆模體的適當(dāng)位置加工出工藝基準(zhǔn)孔，以便測(cè)量鉆套中心位置。滑柱式鉆模，滑柱式鉆模夾緊工件時(shí)迅速，適應(yīng)于大批量生產(chǎn)?；姐@模鉆模板和夾緊機(jī)構(gòu)有典型的結(jié)構(gòu)和規(guī)格，在鉆模板和夾具上可安裝定位銷和夾緊元件。產(chǎn)品發(fā)生改變時(shí)，很容易的進(jìn)行改裝，定位和夾緊裝置可以重新設(shè)計(jì)和更換。如果在中心孔的垂直度要求的工件表面不高，應(yīng)優(yōu)先考慮的滑柱式鉆模。 在本次設(shè)計(jì)中，選定的鉆模型式為滑柱式鉆模。 3.3.4鉆套型式的選擇 1）固定鉆套: 中小批量生產(chǎn)用的鉆模應(yīng)采用外徑直接壓入鉆模的固定套在下列情況下應(yīng)采用帶肩固定鉆套，利用鉆套端面作基面。鉆模板較薄。要防止細(xì)碎切屑進(jìn)入孔內(nèi)。 2）可換鉆套: 鉆套磨損后更換方便，因此適宜在大批量生產(chǎn)中采用。適宜在鉆套外徑很大，以致不容易壓入鉆?；蛞蜚@模壁較薄壓入鉆套容易產(chǎn)生變形時(shí)采用。 3）快換鉆套: 在大批量生產(chǎn)中，一次加工孔用的鉆模應(yīng)采用外徑與襯套或鉆模板具有配合的快換鉆套，以便鉆套孔磨損后很快地進(jìn)行更換。在工件的裝夾，一是鉆孔，孔的加工需要擴(kuò)孔，鉸孔或鉆兩孔、攻絲等多次加工，快速改變鉆套不同直徑。 4）回轉(zhuǎn)鉆套: 當(dāng)鉆孔以高速處理時(shí)，采用旋轉(zhuǎn)鉆套以防止工具和鉆頭因摩擦而引起的過熱。當(dāng)頂面具有軸向推力作用時(shí)，可用于控制刀具的行程。 在本次設(shè)計(jì)中，選用的是固定鉆套，采用外徑直接壓入鉆 模的固定套，適用于中小批量生產(chǎn)。 第4章 三維設(shè)計(jì) SolidWorks 公司成立于1993年，由PTC公司的技術(shù)副總裁與CV公司的副總裁發(fā)起，總部位于馬薩諸塞州的康克爾郡（Concord,Massachusetts） 內(nèi)，當(dāng)初的目標(biāo)是希望在每一個(gè)工程師的桌面上提供一套具有生產(chǎn)力的實(shí)體模型設(shè)計(jì)系統(tǒng)。從1995年推出第一套SolidWorks三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件至今至 2010年已經(jīng)擁有位于全球的辦事處，并經(jīng)由300家經(jīng)銷商在全球140個(gè)國(guó)家進(jìn)行銷售與分銷該產(chǎn)品。1997年，Solidworks被法國(guó)達(dá)索 （Dassault Systemes）公司收購，作為達(dá)索中端主流市場(chǎng)的主打品牌。 SolidWorks軟件是世界上第一個(gè)基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)，由于技術(shù) 創(chuàng)新符合CAD技術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢(shì)，SolidWorks公司于兩年間成為CAD/CAM產(chǎn)業(yè)中獲利最高的公司。良好的財(cái)務(wù)狀況和用戶支持使得 SolidWorks每年都有數(shù)十乃至數(shù)百項(xiàng)的技術(shù)創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽(yù)。該系統(tǒng)在1995-1999年獲得全球微機(jī)平臺(tái)CAD系統(tǒng)評(píng)比第一名；從 1995年至今，已經(jīng)累計(jì)獲得十七項(xiàng)國(guó)際大獎(jiǎng)，其中僅從1999年起，美國(guó)權(quán)威的CAD專業(yè)雜志CADENCE連續(xù)4年授予SolidWorks最佳編輯 獎(jiǎng)，以表彰SolidWorks的創(chuàng)新、活力和簡(jiǎn)明。至此，SolidWorks所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實(shí)和證明，使用它，設(shè)計(jì)師大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場(chǎng)。 由于SolidWorks出色的技術(shù)和市場(chǎng)表現(xiàn)，不僅成為CAD行業(yè)的一顆耀眼的明星，也成為華爾街青睞的對(duì)象。終于在1997年由法國(guó)達(dá)索公司以 三億一千萬美元的高額市值將SolidWorks全資并購。公司原來的風(fēng)險(xiǎn)投資商和股東，以一千三百萬美元的風(fēng)險(xiǎn)投資，獲得了高額的回報(bào)，創(chuàng)造了CAD行 業(yè)的世界紀(jì)錄。并購后的SolidWorks以原來的品牌和管理技術(shù)隊(duì)伍繼續(xù)獨(dú)立運(yùn)作，成為CAD行業(yè)一家高素質(zhì)的專業(yè)化公司，SolidWorks三維 機(jī)械設(shè)計(jì)軟件也成為達(dá)索企業(yè)中最具競(jìng)爭(zhēng)力的CAD產(chǎn)品。 4.1 Solid works零件建模 1.底座 圖4-1 底座圖 2.齒輪 圖4-2 齒輪圖 3.夾具壓板 圖4-3 夾具壓板圖 4.鉆模板 圖4-4 鉆模板 5.導(dǎo)桿 圖4-4 導(dǎo)桿圖 6.密封蓋 圖4-6 密封蓋 7.上蓋 圖4-7 上蓋 8.上模板 圖4-8 上模板 9.鉆套 圖4-9 鉆套 10.工件 圖4-10 工件圖 4.2 Solid works裝配圖設(shè)計(jì) 裝配設(shè)計(jì)方法分為自底向上和自上而下2種方法。但在未知的部分，只有采用自頂向下的方法來設(shè)計(jì)整個(gè)組件，當(dāng)設(shè)計(jì)人員考慮的是整體產(chǎn)品而不是零件的細(xì)節(jié)，通過零件之間的聯(lián)系來參考部分變化，則啟動(dòng)其余與之相關(guān)的零件產(chǎn)生轉(zhuǎn)變。 裝配體設(shè)計(jì)的具體實(shí)現(xiàn)過程因已知零件的不同建模方法也有差異。多實(shí)體技術(shù)的應(yīng)用解決了局部操作、多實(shí)體保存為零件或者裝配體、裝配體保存為多實(shí)體等問題，解決了一般建模中模型不連續(xù)的問題，同時(shí)加強(qiáng)了裝配體與零件間的聯(lián)系。使用導(dǎo)出的零件從裝配件上拆下零件，后續(xù)的零件設(shè)計(jì)，可以減少很多不必要的重復(fù)操作，并保證參數(shù)的精度來修改參數(shù)。這些方法使得應(yīng)用Solid Works進(jìn)行裝配變得方便靈活。 多實(shí)體技術(shù)應(yīng)用于自上而下的裝配體設(shè)計(jì)，實(shí)際上把整體當(dāng)作一個(gè)零件，在其基礎(chǔ)上劃分出多實(shí)體，選擇實(shí)體分別生成零件。這些多實(shí)體的形成主要是因?yàn)椴捎?拉伸/切除”、"旋轉(zhuǎn)/切除”、"掃描/切除”等特征操作，有時(shí)是為了實(shí)現(xiàn)特征而做選擇，如進(jìn)行局部操作。多實(shí)體可以被保存為一部分，在部分設(shè)計(jì)策畫中多個(gè)實(shí)體也可以進(jìn)行橋接、配合等形式，形成一個(gè)單調(diào)的實(shí)體。 在Solid Works用鈑金插入三通管模型為例，通管三通管（或降低管板）的切割和焊接后，加工的實(shí)際應(yīng)用需求的擴(kuò)張計(jì)劃。傳統(tǒng)的零件擴(kuò)展方法是圖形和計(jì)算方法。需要有一定的編程知識(shí)。相比之下，使用Solid Works輕松能夠地解決這一問題。 在加工的時(shí)候必然要分別生成豎直管和水平管的展開圖，把三通管零件轉(zhuǎn)化為兩個(gè)能裝配后保持原樣的管子零件。將所選擇的基準(zhǔn)面上的"固體參考”轉(zhuǎn)化為一個(gè)粗略的草稿，將模型分為2個(gè)實(shí)體，采用"切-拉-薄壁1”兩個(gè)實(shí)體保留 ，然后在特征管理器里展開實(shí)體，選中"切除-拉伸-薄壁1”實(shí)體，右單擊鼠標(biāo)，在彈出的菜單中選擇"插入到新零件”，通過"插入折彎”把實(shí)體轉(zhuǎn)換為鈑金零件。 將展開圖數(shù)據(jù)直接傳遞給自動(dòng)編程系統(tǒng)，生成數(shù)控加工代碼，并傳入數(shù)控切割機(jī)床下料，共有非常高的加工精度、加工效率和加工柔性 在自下而上的裝配體設(shè)計(jì)中，已知零件已經(jīng)形成部分裝配體。例如合頁的設(shè)計(jì)，裝配的兩個(gè)合頁都是利用同一個(gè)零件生成外部切除和內(nèi)部切除形成的。為了便于合頁及其上孔的尺寸大小修改。幾個(gè)特征尺寸使用的方程，在"∑”的數(shù)值和整體的尺寸，可以根據(jù)所設(shè)定的變化的整體尺寸的變化的比例方程。 并通過銷軸孔裝配用的"插入一個(gè)新的部分，然后選擇開始畫圓的平面，可循環(huán)使用，一代"等距孔”實(shí)體無軸的擔(dān)心和孔不匹配，在銷軸的直徑和長(zhǎng)度不能確定必須是基于匹配的鉸鏈軸孔，銷軸部分，點(diǎn)擊"編輯部”按鈕退出編輯。 由上可知在裝配體設(shè)計(jì)中，經(jīng)常遇到有些零件尺寸或者構(gòu)形無法預(yù)知的情況，邊裝配邊設(shè)計(jì)是常用的一種方法。在裝配體環(huán)境下，應(yīng)用插入新零件的方法來編輯新零件，利用其他零部件的幾何和尺寸信息創(chuàng)建配合關(guān)系或者關(guān)聯(lián)特征，自動(dòng)傳遞設(shè)計(jì)修改，保證了各零部件之間的尺寸和裝配尺寸的一致性，減少了人為疏忽而致錯(cuò)，解決了定位裝配的合理性。 在模具組件的應(yīng)用程序，簡(jiǎn)單的模具，建立左，右腔，凸件建模， 見圖7。為了方便的角度變化，相關(guān)的鏈接值的大小。把凸臺(tái)零件放入盒子中，分型面選在凸臺(tái)的中間最大處。利用"模具”和"腔”的特性，選擇了凸臺(tái)，并進(jìn)行了縮放。右鍵單擊"功能樹”，選擇"外部引用”列表，即在"-”符號(hào)后的特征樹中的文件名。選擇模具底座零件盒，選擇"文件”-"導(dǎo)出零件”在菜單欄中，然后轉(zhuǎn)移裝配設(shè)計(jì)環(huán)境，生成一個(gè)帶有空腔的箱體零件，用于所有的部分，以獲得合適的模具零件，然后繼續(xù)進(jìn)行"拉伸”，選擇不同方向的去除，即左模具零件。 從單獨(dú)零件設(shè)計(jì)到裝配體，又從裝配體中選擇生成"派生零件”，即在空腔圖形文件中插入了一個(gè)完整的外部參照?qǐng)D形文件——凸臺(tái)。凸臺(tái)的實(shí)質(zhì)改動(dòng)，那么空腔文件也跟著改變(關(guān)聯(lián)文件打開，外部參考引用才會(huì)自動(dòng)更新)，保持了模具和型腔的一致性，派生零件對(duì)這類模具的設(shè)計(jì)特別方便和實(shí)用。 圖4-11 夾具虛擬裝配圖 第5章 經(jīng)濟(jì)分析 5.1 鉆削頭和鉆夾具產(chǎn)品設(shè)計(jì)概念 鉆削頭和鉆夾具產(chǎn)品設(shè)計(jì)即是對(duì)鉆削頭和鉆夾具造型，結(jié)構(gòu)和功能等方面進(jìn)行綜合性的設(shè)計(jì)，以便生產(chǎn)制造出符合人們需要的使用，經(jīng)濟(jì)，美觀的產(chǎn)品。產(chǎn)品設(shè)計(jì)師與生產(chǎn)方式緊密聯(lián)系的設(shè)計(jì)，是達(dá)成最合目的的，使用的具有美感的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)。 5.2 鉆削頭和鉆夾具設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性 5.2.1 鉆削頭和鉆夾具功能設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性 鉆削頭和鉆夾具的設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)首先保證鉆削頭和鉆夾具的必要功能，這是使產(chǎn)品取得市場(chǎng)占有率的必要條件，其次要保證鉆削頭和鉆夾具在使用的過程中能可靠地實(shí)現(xiàn)必要功能并延長(zhǎng)使用壽命，以此來追求機(jī)器人壽命周期的最低成本，達(dá)到技術(shù)和降級(jí)的最佳匹配，從而取得產(chǎn)品價(jià)值的最大化。然而，有關(guān)數(shù)據(jù)表明，如果提高鉆削頭和鉆夾具的功能，不但會(huì)增加生產(chǎn)成本，而且還會(huì)造成不必要的功能浪費(fèi)，至使產(chǎn)品的價(jià)值降低。所以“功能合適”原則是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能和成本合理化的根本，是提高產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)價(jià)值的重要手段。 5.2.2 鉆削頭和鉆夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性 鉆削頭和鉆夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)解決鉆孔問題。由于結(jié)構(gòu)不同，導(dǎo)致了生產(chǎn)難以程度不同，以及產(chǎn)品成本也不同，所以結(jié)構(gòu)的工藝對(duì)整個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)成本影響重大。所以，合理的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)對(duì)提高鋁型材滑動(dòng)座加工工藝及鉆削頭和鉆夾具的結(jié)構(gòu)工藝性起到了很大幫助，有助于節(jié)約成本，縮短工時(shí)，提高產(chǎn)率。 5.2.3 鉆削頭和鉆夾具造型設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性 鉆削頭和鉆夾具的設(shè)計(jì)的結(jié)果是通過人的視覺印象呈現(xiàn)出來的，作為一種產(chǎn)品，如果缺乏美感，很難讓顧客購買。因此，在充分體現(xiàn)造型藝術(shù)性的條件下，盡可能的采用簡(jiǎn)潔大方的造型設(shè)計(jì)，降低成本，使產(chǎn)品“物美價(jià)廉”，從而獲得顧客們的喜愛，和高效率的市場(chǎng)回報(bào)。 5.2.4 鉆削頭和鉆夾具材料選擇的經(jīng)濟(jì)性 鉆削頭和鉆夾具不同材料的選擇會(huì)導(dǎo)致不同的加工工藝、不同的結(jié)構(gòu)和不同的加工設(shè)備，還有不同的成本。因此，材料的選擇對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、成本和價(jià)格起到了很大的影響。 作為鉆削頭和鉆夾具的設(shè)計(jì)，我們按照工業(yè)材料的選擇標(biāo)準(zhǔn)與要切，選擇強(qiáng)度高、彈性模量大、重量輕、阻尼大、材料價(jià)格低的材料。 5.3 鉆削頭和鉆夾具經(jīng)濟(jì)開發(fā)分析與計(jì)算 5.3.1 鉆削頭和鉆夾具制造成本分析 設(shè)計(jì)的鉆削頭和鉆夾具只有經(jīng)過制造才能將設(shè)計(jì)圖紙轉(zhuǎn)化為實(shí)體，制造方法的選擇是產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中不可缺少的因素，他同樣會(huì)影響到產(chǎn)品的成本分析。產(chǎn)品的制造方法的選擇不僅與產(chǎn)品的造型結(jié)構(gòu)、材料種類、加工精度等的要求有關(guān)，還與產(chǎn)品的批量、加工設(shè)備有關(guān)。不同的加工方法、加工工序?qū)Σ牧系睦寐屎图庸ぞ榷几鞑幌嗤Ｋ?，按照價(jià)值工程理論，我們通過這幾個(gè)方面評(píng)價(jià)考慮產(chǎn)品的制造成本：將材料加工成產(chǎn)品的總工序成本；材料利用率的高度；加工方法對(duì)鉆削頭和鉆夾具在使用過程中性能和行為的影響等。 5.3.2 鉆削頭和鉆夾具生命周期費(fèi)用 我們把從產(chǎn)品