0078-工藝夾具-銑床升降臺機械加工工藝規(guī)程設(shè)計
0078-工藝夾具-銑床升降臺機械加工工藝規(guī)程設(shè)計,工藝,夾具,銑床,升降臺,機械,加工,規(guī)程,設(shè)計
學(xué)位論文
附錄二 ：中文翻譯
通過夾具布局設(shè)計和夾緊力的優(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。最后舉了一個例子說明，一個令人滿意的結(jié)果被求得， 這是遠優(yōu)于經(jīng)驗之一的。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)計在制造工程中是一項重要的程序。這對于加工精度是至關(guān)重要。一個工件應(yīng)約束在一個帶有夾具元件，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，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行工件加工。通常情況下，它在很大程度上取決于設(shè)計師的經(jīng)驗，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)計方案的兩個主要方面。 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)計和夾緊力的優(yōu)化的方法。 這個觀點是具有兩面性的。一，是盡量減少加工表面最大的彈性變形； 另一個是盡量均勻變形。 ANSYS軟件包是用來計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。最后還給出了一個案例的研究，以闡述對所提算法的應(yīng)用。
2 文獻回顧
隨著優(yōu)化方法在工業(yè)中的廣泛運用，近幾年夾具設(shè)計優(yōu)化已獲得了更多的利益。夾具設(shè)計優(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)計的方法。DeMeter也用了一個剛性體模型，為最優(yōu)夾具布局和最低的夾緊力進行分析和綜合。他提出了基于支持布局優(yōu)化的程序與計算質(zhì)量的有限元計算法。李和melkote用了一個非線性編程方法和一個聯(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行夾具設(shè)計與分析。蔡等對menassa和devries包括合成的夾具布局的金屬板材大會的理論進行了拓展。秦等人建立了一個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)計的問題是非線性的，因為目標(biāo)的功能和設(shè)計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，一些研究沒有考慮為整個刀具路徑優(yōu)化布局。一些研究使用節(jié)點數(shù)目作為設(shè)計參數(shù)。一些研究解決夾具布局或夾緊力優(yōu)化方法，但不能兩者都同時進行。 有幾項研究摩擦和碎片考慮進去了。
碎片的移動和摩擦接觸的影響對于實現(xiàn)更為現(xiàn)實和準(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)驗和方法。
3 多目標(biāo)優(yōu)化模型夾具設(shè)計
一個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。夾具元件-工件接觸點的位置必須在候選位置。為一個問題涉及夾具元件-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：
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。
其中
是△的平均值；
是正常力在i次的接觸點；
μ是靜態(tài)摩擦系數(shù)；
fhi是切向力在i次的接觸點；
pos(i)是i次的接觸點；
是可選區(qū)域的i次接觸點；
整體過程如圖1所示，一要設(shè)計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算出來。優(yōu)化程序造成一些夾具布局和夾緊力，同時也是被發(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)過程的強勁，隨機和啟發(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。每一個人口中的候選個體指派一個健身的價值，通過一個功能的調(diào)整，以適應(yīng)特定的問題。遺傳算法，然后進行復(fù)制，交叉和變異過程消除不適宜的個人和人口的演進給下一代。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)勝個體代表全最好的方法。
遺傳算法程序在優(yōu)化夾具設(shè)計時需夾具布局和夾緊力作為設(shè)計變量，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)計計劃。在這項研究里，遺傳算法和MATLAB的直接搜索工具箱是被運用的。
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)在一個人口中功能最薄弱功能的最優(yōu)值沒有變化時，nchg達到一個預(yù)先定義的價值ncmax ，或有多少幾代氮，到達演化的指定數(shù)量上限nmax， 沒有遺傳算法停止。有五個主要因素，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)計字符串，當(dāng)受到加工負(fù)荷時不完全限制夾具。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)動遺傳算法，以實現(xiàn)一個可行的解決辦法。1夾具設(shè)計的計劃被認(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劃的高目標(biāo)函數(shù)值時不可行的。因此，驅(qū)動它在連續(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)生新個體或此個體已經(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。多邊形的頂點是用于檢查?！癷npolygon ”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算。有限元模型是一個考慮摩擦效應(yīng)的半彈性接觸模型，如果材料是假定線彈性。如圖2所示，每個位置或支持，是代表三個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。每個元素的位置被其它四或六最接近的鄰近節(jié)點所包圍。
圖3 連續(xù)插值
這系列節(jié)點，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，與這些每一個節(jié)點相關(guān)聯(lián)。對任何一套節(jié)點，彈簧常數(shù)是：
這里，
kij 是彈簧剛度在的j -次節(jié)點周圍i次夾具元件，
Dij 是i次夾具元件和的J -次節(jié)點周圍之間的距離，
ki是彈簧剛度在一次夾具元件位置,
ηi 是周圍的i次夾具元素周圍的節(jié)點數(shù)量
為每個加工負(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。在這個工作里，正常的彈簧約束在這三個方向（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。整個刀具路徑是模擬為每個夾具設(shè)計計劃所產(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)被考慮進去。在機床改變幾何數(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，分析與重點的工具運動和碎片移除使用的元素死亡技術(shù)。在為了計算健身價值，對于給定夾具設(shè)計方案，位移存儲為每個負(fù)載的一步。那么，最大位移是選定為夾具設(shè)計計劃的健身價值。
遺傳算法的程序和ANSYS之間的互動實施如下。定位和夾具的位置以及夾緊力這些參數(shù)寫入到一個文本文件。那個輸入批處理文件ANSYS軟件可以讀取這些參數(shù)和計算加工表面的變形。 因此， 健身價值觀，在遺傳算法程序，也可以寫到當(dāng)前夾具設(shè)計計劃的一個文本文件。
當(dāng)有大量的節(jié)點在一個有限元模型時，計算健身價值是很昂貴的。因此，有必要加快計算遺傳算法程序。作為這一代的推移，染色體在人口中取得類似情況。在這項工作中，計算健身價值和染色體存放在一個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值已計算之前，先檢查；如果不，夾具設(shè)計計劃發(fā)送到ANSYS，否則健身價值觀是直接從數(shù)據(jù)庫中取出。嚙合的工件有限元模型，在每一個計算時間保持不變。每計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
一個關(guān)于低剛度工件的銑削夾具設(shè)計優(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。
5.1 工件的幾何形狀和性能
工件的幾何形狀和特點顯示在圖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 模擬和加工的運作
舉例將工件進行周邊銑削，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。整個刀具路徑被26個工步所分開，切削力的方向被刀具位置所確定
表2加工參數(shù)和條件
。
5.3 夾具設(shè)計方案
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)計中常用的。夾具底板限制三個自由度，在側(cè)邊控制兩個自由度。這里，在Y=0mm截面上使用了4個定點（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，兩個壓板（C1,C2）夾緊工件。在正交面上，需要一個定位元件限制其余的一個自由度，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的坐標(biāo)范圍。
表3 設(shè)計變量的約束
由于沒有一個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σ的懲罰函數(shù)是
這里fv可以被F1或σ代表。當(dāng)nchg達到6時，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 第一個函數(shù)值的收斂
圖8第二個函數(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)計方案結(jié)果進行比較，
5.6 結(jié)果的比較
從單一目標(biāo)優(yōu)化和經(jīng)驗設(shè)計中得到的夾具設(shè)計的設(shè)計變量和目標(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)驗設(shè)計相比較，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，我們確信運用最佳定位點分布和最優(yōu)夾緊力來減少工件的變形。圖10示出了一實例夾具的裝配。
圖9沿刀具軌跡的變形分布
圖10 夾具配置實例
6 結(jié)論
本文介紹了基于GA和有限元的夾具布局設(shè)計和夾緊力的優(yōu)化程序設(shè)計。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
健身價值的有限元計算。對于夾具設(shè)計優(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。
在這項研究中，摩擦的影響和碎片移動都被考慮到了。為了減少計算的時間，建立了一個染色體的健身數(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)計方法是單一目標(biāo)優(yōu)化方法或經(jīng)驗。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。
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62
專 業(yè)
機械加工工序卡片
產(chǎn)品型號
零(部)件圖號
共 1 頁
機制
產(chǎn)品名稱
臥（立）式銑床
零(部)件名稱
升降臺
第 1 頁
車 間
工
工序號
工序名稱
材 料 牌 號
機加
40
鏜孔
HT150
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每 批 件 數(shù)
每 臺 件 數(shù)
鑄件
838436655
1
1
設(shè)備名稱
設(shè)備型號
設(shè) 備 編 號
同時加工件數(shù)
臥式鏜床
T611
1
夾具編號
夾具名稱
工 位 器 具 編 號
工位器具名稱
鏜模
冷 卻 液
工序工時
準(zhǔn) 終
單 件
2.31
工
步
號
工 步 內(nèi) 容
工 藝 裝 備
主軸轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)
切削速度(米/分)
走刀量(毫米/轉(zhuǎn))
吃 刀 深 度
(毫米)
走刀次數(shù)
工 時 定 額
描 圖
機動
輔助
描 校
1
粗鏜孔到φ77
Kr=通孔鏜刀
315
76
0.37
1.5
1
0.34
底圖號
2
半精鏜孔至φ79
Kr=通孔鏜刀
500
124
0.1
1.0
1
0.76
3
精鏜孔至φ
精鏜刀
630
158
0.05
0.5
1
1.21
裝訂號
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班級
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專 業(yè)
機械加工工藝過程卡片
產(chǎn)品型號
零(部)件圖號
共 3 頁
機制
產(chǎn)品名稱
臥（立）式銑床
零(部)件名稱
升降臺
第 1 頁
材料牌號
HT150
毛坯
種類
鑄件
毛坯外
形尺寸
838436655
毛坯件數(shù)
1
每臺件數(shù)
1
備
注
工
序
號
工 序
名 稱
工 序 內(nèi) 容
車
間
工段
設(shè) 備
工 藝 裝 備
工 時
準(zhǔn)
終
單
件
5
劃
1>以導(dǎo)軌中槽尺寸136及絲杠200分中，保證導(dǎo)軌各面
機加
劃線臺
加工余量均勻，劃左右各面加工線
2>以中槽尺寸118為基準(zhǔn)，保證導(dǎo)軌各面加工余量均勻
劃上下各面加工線
3>以尺寸138為基準(zhǔn)，保證導(dǎo)軌各面加工余量均勻，劃
前后各面加工線
10
銑
按線找正，銑底面
機加
X63T
端銑刀
8.30
描 圖
15
銑
粗銑導(dǎo)軌平面，中間蓋板面；粗銑左面限位開關(guān)
機加
X63T
端銑刀
6.47
20
銑
按線找正，粗、精銑右面窗口面
機加
X63T
端銑刀
5.33
描 校
25
刨
粗刨、半精刨導(dǎo)軌兩外側(cè)立面、導(dǎo)軌立面；半精刨導(dǎo)軌
機加
B2010A
刨刀，樣板，角尺
7.42
平面、中間蓋板面；粗刨、半精刨兩壓板面；刨導(dǎo)軌空
底圖號
刀槽；刨壓板面空刀槽
30
刨
粗刨、半精刨后面；粗刨、半精刨前面；粗刨、半精刨
機加
B2010A
刨刀，樣板，測槽量規(guī)，檢具，角度塊
25.51
裝訂號
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專 業(yè)
機械加工工藝過程卡片
產(chǎn)品型號
零(部)件圖號
共 3 頁
機制
產(chǎn)品名稱
臥（立）式銑床
零(部)件名稱
升降臺
第 2 頁
材料牌號
HT150
毛坯
種類
鑄件
毛坯外
形尺寸
838436655
毛坯件數(shù)
1
每臺件數(shù)
1
備
注
工
序
號
工 序
名 稱
工 序 內(nèi) 容
車
間
工段
設(shè) 備
工 藝 裝 備
工 時
準(zhǔn)
終
單
件
后導(dǎo)軌平面，后斜面；刨后導(dǎo)軌中間1502空刀面
和52空刀槽；粗刨、半精刨16H95槽；粗刨、精
刨左面和右面；粗刨、精刨后面斜面和斜面；刨
空刀槽
35
銑
粗、精銑上端面；精銑左面限位開關(guān)接合面；銑左窗口
機加
X63T
端銑刀，桿銑刀
21.32
上內(nèi)邊面，下內(nèi)邊面，后內(nèi)邊面，前內(nèi)邊面
40
鏜
粗、半精、精鏜φ80J7mm前孔/φ80J7mm后孔/φ72H7
機加
T611
鏜模，鏜刀，鏜桿
7.95
描 圖
mm孔；粗、半精、精鏜φ80H7mm孔及φ120mm端面
孔及120mm端面
45
鏜
粗鏜右面φ80mm孔
0.20
描 校
50
鉆
鉆左面4-M12，4-M8深20，9-M6深15，2-M5深15，
機加
Z35
φ4.2鉆頭，φ5鉆頭，φ6.7鉆頭，
7.42
M141.5，φ7.8通孔；鉆右面4-M8，4-M6；鉆上面
φ7.8鉆頭，φ8.5鉆頭，φ10.2鉆頭，
底圖號
10-M6深15，M5深10，锪4-φ9至4-φ15深6；鉆
φ12.5鉆頭，φ18.9鉆頭，φ40鉆頭
3-φ7.8深80孔，擴3-M121.25深25；鉆前面8-M6
鉆模，锪刀
裝訂號
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處數(shù)
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日期
專 業(yè)
機械加工工藝過程卡片
產(chǎn)品型號
零(部)件圖號
共 3 頁
機制
產(chǎn)品名稱
臥（立）式銑床
零(部)件名稱
升降臺
第 3 頁
材料牌號
HT150
毛坯
種類
鑄件
毛坯外
形尺寸
838436655
毛坯件數(shù)
1
每臺件數(shù)
1
備
注
工
序
號
工 序
名 稱
工 序 內(nèi) 容
車
間
工段
設(shè) 備
工 藝 裝 備
工 時
準(zhǔn)
終
單
件
深15，2-M8，3-M10，4-M12，2-φ40深18；鉆后面
5-M20?，2-φ7.8與2-φ7.8深80孔相通
55
攻
攻左面4-M12，4-M8深20，9-M6深15，2-M5深15，
機加
Z35
M5絲錐，M6絲錐，M8絲錐，M10絲
6.51
M141.5；攻右面4-M8，4-M6；攻上面10-M6深15，
錐，M12絲錐，M14絲錐，M20絲錐
M5深10；攻前面8-M6深15，2-M8，3-M10，4-M12；
攻后面5-M20
60
鉗
去色，去刺，倒角，整形，涂油或脂
機加
鉗工臺
描 圖
65
涂
涂漆
涂裝
油工
檢驗入庫
描 校
底圖號
裝訂號
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畢業(yè)設(shè)計（論文）
摘 要
機械制造業(yè)在國民經(jīng)濟中占有重要的地位，是一個國家或地區(qū)發(fā)展的重要支柱。其中的工藝學(xué)包括對一個零件在加工中的定位、夾緊及工藝路線制定、工序尺寸確定等問題。工序設(shè)計的合理性往往是提高勞動生產(chǎn)率及降低零件報廢率的主要因素。專用夾具設(shè)計的簡單化、高效化和經(jīng)濟合理化是保證加工質(zhì)量的前提條件。當(dāng)前，制造工藝技術(shù)正向高精度、高效率、低成本、高智能化和潔凈化等方面趨勢發(fā)展。
本篇論文共包括：銑床升降臺零件的分析、工藝規(guī)程設(shè)計及鏜孔夾具的設(shè)計三大部分。
關(guān)鍵詞：工藝路線,鏜孔夾具
41
ABSTRACT
The mechanical manufacturing industry holds the important status in the national economy, is a national or the local development important prop. Technology including to a components in processing localization, clamps and the craft route formulation, the working procedure size firmly grades the question. The working procedure design rationality often is enhances the labor productivity and reduces the components condemnation factor the primary factor. The unit clamp designs the simplification, is highly effective and the economical rationalization is guarantees the processing quality the prerequisite. Presently, the manufacture craft technology to the high accuracy, the high efficiency, the low cost, the high intellectualization and is pure and so on the aspect tendency development.
This paper altogether includes: Milling machines with table of variable height with horizontal or vertical spindle-Testing component analysis, technological process design and boring jig design three major parts.
Key word: Craft route, boring jig
目 錄
中文摘要………………………………………………………………………………….…...Ⅰ
英文摘要……………………………………………………………………………………....Ⅱ
前言…………………………………………………………………………………………….1
第1章 零件的分析…….…....…………………………………………………………….....1
1.1 零件的作用…..........…………………………………………………………………......1
1.2 零件的工藝分析………......……………………………………………………………...1
第2章 工藝規(guī)程設(shè)計………...……………………………………………………………..2
2.1 確定毛坯制造形式……….………………………………………………………….…...2
2.2 基面的選擇…...……………...……………………………………………………..........2
2.3 零件表面加工方法的選擇….........……………………………………………….……….2
2.4 制定工藝路線…...……….……….…………………………………………….………...3
2.5 機械加工余量及毛坯尺寸的確定…....…….………………………………………………5
2.6 確定切削用量及基本工時…...…….……………………………………………………...6
第3章 夾具設(shè)計…...…………..………………………………………………….…….….31
3.1 問題的提出…......………………………………………………………………..…….31
3.2 夾具設(shè)計…...…...…...………………………………………………………..……….31
3.2.1定位基準(zhǔn)的選擇……….……………………………………………………………31
3.2.2切削力及夾緊力的計算…....….……...……………………………………………..33
3.2.3定位誤差的分析…...………..………………………………………………...…….33
3.2.4夾具設(shè)計及操作的簡要說明…....….…...…………………………………...............33
結(jié)論…………………………………………………………………………………………...34
參考文獻………………………………………………………………………………….......35
致謝…………………………………………………………………………………...............36
前 言
畢業(yè)設(shè)計是我們學(xué)習(xí)了大學(xué)的全部基礎(chǔ)課程課、技術(shù)基礎(chǔ)課以及專業(yè)課之后進行的。這是我們對所學(xué)課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實際的訓(xùn)練，因此，它在我們四年的大學(xué)生活中占有重要的地位。
就我個人而言，通過這次畢業(yè)設(shè)計，希望在設(shè)計中能鍛練自己分析問題、解決問題的能力，這樣不僅會增強自己的專業(yè)基礎(chǔ)知識，而且對自己即將踏入的工作崗位的適應(yīng)期將會大大的縮短，能更好的融入到工作中去。
由于能力所限，設(shè)計尚有很多不足之處，懇請老師給予指教。
第一章 零件的分析
1.1零件的作用
題目所給的零件是臥（立）式銑床中的升降臺，它可沿著床身的垂直導(dǎo)軌上下移動，以適應(yīng)不同高度工件的加工。升降臺上裝有床鞍，它可沿著升降臺的水平導(dǎo)軌作橫向移動。升降臺內(nèi)裝有進給電動機和進給變速、傳動機構(gòu)和操縱機構(gòu)，使工作臺、床鞍和升降臺分別作縱向、橫向、升降的進給以及快速移動。
1.2零件的工藝分析
從所給升降臺這個零件圖可知，它一共有四組加工表面，而這四組加工表面之間有一定的位置要求，現(xiàn)將這四組加工表面分述如下：
（1）以導(dǎo)軌平面為中心的加工表面
這一組表面包括：與導(dǎo)軌平面平行的尺寸為mm的壓板面，尺寸為mm的與導(dǎo)軌平面平行的中間蓋板面以及80J7mm的孔，左面限位開頭，右面窗口面和導(dǎo)軌平面。
（2）以80J7mm孔的中心的加工表面
這一組加工表面包括：二個80J7mm的孔及一個72H7mm的孔，還有在平面上的三個M10的螺孔。其中，主要加工表面為80J7mm的兩個孔。
（3）以后導(dǎo)軌面為中心的加工表面
這一組加工表面包括：后導(dǎo)軌面，后面，前面，空刀面，后斜面，燕尾槽，水平導(dǎo)軌平面。
（4）以mm孔為中心的加工表面
這一組加工表面包括：mm孔及端面。
這四組加工表面之間有著一定的位置精度要求，主要是：
（1）80J7mm孔與導(dǎo)軌平面的平行度公差為0.04mm；
（2）兩80J7mm孔的同軸度公差為0.04mm；
（3）導(dǎo)軌平面與壓板面的平行度公差為0.2mm；
（4）導(dǎo)軌平面與空刀面的垂直度公差為0.04/300；
（5）導(dǎo)軌平面與燕尾槽面的垂直度公差為300:0.02；
（6）后導(dǎo)軌平面與水平導(dǎo)軌立面垂直度公差為0.02/300；
（7）mm孔與燕尾槽面的平行度公差為0.04mm。
由以上分析，對于這四組加工表面而言，我們可以先加工其中一組表面，然后借助專用夾具對其它組表面加工，并且保證它們之間的位置精度要求。
第二章 工藝規(guī)程設(shè)計
2.1確定毛坯制造形式
零件材料為HT150，只能鑄造，其輪廓尺寸較大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，根據(jù)選擇毛坯應(yīng)考慮的因素：采用砂型鑄造。由于零件年產(chǎn)量為500件，已達成批生產(chǎn)的水平，因此可以采用機器造型。
2.2基面的選擇
基面選擇是工藝規(guī)程設(shè)計中的重要工作之一，基面選擇的正確與合理，可以使加工質(zhì)量得到保證，生產(chǎn)率得到提高。否則，不但使加工工藝過程中的問題百出，更有甚者，還會造成零件大批報廢，使生產(chǎn)無法正常進行。
本零件是一箱體零件，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，加工表面較多，根據(jù)粗基準(zhǔn)的選擇原則，可選擇精度要求較高的導(dǎo)軌面作為粗基準(zhǔn)，以此劃線來加工各加工表面。精基準(zhǔn)根據(jù)加工表面的具體情況，另行選擇，選擇時應(yīng)遵遁“基準(zhǔn)重合”和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則，以保證其精度要求。
2.3零件表面加工方法的選擇
本零件的加工面有零件各表面、內(nèi)孔、槽及小孔等，材料為HT150，參照《機械制造工藝設(shè)計簡明手冊》，其加工方法選擇如下：
（1）底面：為未注公差尺寸，公差等級按IT14，表面粗糙度為Ra6.3um，只需進行粗銑（表1.4-8）；
（2）導(dǎo)軌平面：為未注公差尺寸，公差等級按IT14，表面粗糙度為Ra1.6um，需進行粗銑、半精銑(半精刨)（表1.4-8）；
（3）中間蓋板面：公差等級按IT12，表面粗糙度為Ra3.2um，需進行粗銑、半精銑（半精刨）（表1.4-8）；
（4）壓板面：公差等級按IT12，表面粗糙度為Ra3.2um，需進行粗刨、半精刨（表1.4-8）；
（5）右面窗口面：為未注公差尺寸，公差等級按IT14，表面粗糙度為Ra3.2um，需進行粗銑、半精銑（表1.4-8）；
（6）左面限位開關(guān)：公差等級按IT12，表面粗糙度為Ra3.2um，需進行粗銑、半精銑（表1.4-8）；
（7）導(dǎo)軌外側(cè)立面：公差等級按IT12，表面粗糙度為Ra3.2um，需進行粗刨、半精刨（表1.4-8）；
（8）導(dǎo)軌立面：公差等級按IT11，表面粗糙度為Ra1.6um，需進行粗刨、半精刨（表1.4-8）；
（9）后面，前面：為未注公差尺寸，公差等級按IT14，表面粗糙度為Ra3.2um，需進行粗刨、半精刨（表1.4-8）；
（10）左面，右面：為未注公差尺寸，公差等級按IT14，表面粗糙度為Ra12.5um，只需進行粗刨（表1.4-8）；
（11）150×2空刀面：為未注公差尺寸，公差等級按IT14，表面粗糙度為Ra6.3um，只需進行粗刨（表1.4-8）；
（12）16H9×5槽：公差等級按IT9，表面粗糙度為Ra3.2um，需進行粗刨、半精刨（表1.4-8）；
（13）上面：為未注公差尺寸，公差等級按IT14，表面粗糙度為Ra3.2um，需進行粗銑、半精銑（表1.4-8）；
（14）后導(dǎo)軌平面：公差等級按IT10，表面粗糙度為Ra1.6um，需進行粗刨、半精刨（表1.4-8）；
（15）80J7mm孔：公差等級按IT7，表面粗糙度為Ra1.6um，需進行粗鏜、半精鏜、精鏜（表1.4-7）；
（16）80H7mm孔：公差等級按IT7，表面粗糙度為Ra3.2um，需進行粗鏜、半精鏜、精鏜（表1.4-7）；
（17）120mm端面：公差等級按IT9，表面粗糙度為Ra3.2um，需進行粗鏜、半精鏜、精鏜（表1.4-8）
（18）右面80mm孔：，公差等級按IT14，表面粗糙度為Ra12.5um，需進行粗鏜（表1.4-8）；
（19）其它的連接孔可采用鉆孔，螺紋孔可先鉆孔，后攻絲。
2.4制定工藝路線
制定工藝路線的出發(fā)點，應(yīng)當(dāng)是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術(shù)要求能得到合理的保證。在生產(chǎn)綱領(lǐng)確定為成批生產(chǎn)的條件下，可以考慮采用通用機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。按照先加工基準(zhǔn)面及先粗后精的原則，升降臺加工可按如下工藝路線進行：
工序Ⅰ：劃 1，以導(dǎo)軌中槽尺寸136及絲杠200分中，保證導(dǎo)軌各面加工余量均勻，劃左右各面加工線；2，以中槽尺寸118為基準(zhǔn)，保證導(dǎo)軌各面加工余量均勻，劃上下各面加工線；3，以尺寸138為基準(zhǔn)，保證導(dǎo)軌各面加工余量均勻，劃前后各面加工線。所使用設(shè)備為劃線臺。
工序Ⅱ：銑 粗銑底面，選用X63T臥式銑床加工。
工序Ⅲ：銑 以底面為基準(zhǔn)定位，粗銑導(dǎo)軌平面，中間蓋板面；粗銑左面限位開關(guān)。選用X63T銑床進行加工。
工序Ⅳ：銑 以底面為基準(zhǔn)定位，粗銑、精銑右面窗口面。選用X63T銑床加工。
工序Ⅴ：刨 以底面為基準(zhǔn)，拉直導(dǎo)軌立面粗刨、半精刨導(dǎo)軌兩外側(cè)立面、導(dǎo)軌立面；半精刨導(dǎo)軌平面、中間蓋板面；粗刨、半精刨兩壓板面；刨導(dǎo)軌空刀槽；刨壓板面空刀槽。選用B2010A龍門刨床加工。
工序Ⅵ：刨 以水平導(dǎo)軌平面及立面定位，粗刨、半精刨后面；粗刨、半精刨前面；粗刨、半精刨后導(dǎo)軌平面，后斜面；刨后導(dǎo)軌中間空刀面和空刀槽；粗刨、半精刨槽；粗刨、精刨左面和右面；粗刨、精刨后面斜面和斜面；刨空刀槽。選用B2010A龍門刨床加工。
工序Ⅶ：銑 以下面為基定位，粗銑、精銑上端面；粗銑左面限位開關(guān)，先銑左窗口上內(nèi)邊面，后銑左窗口下內(nèi)邊面，再銑左窗口后內(nèi)邊面，后銑前內(nèi)邊面。選用X63T銑床加工。
工序Ⅷ：鏜 以水平導(dǎo)軌平面及立面為基定位，粗鏜、半精鏜、精鏜80J7mm前孔/80J7mm后孔/72H7mm孔；粗銑、半精銑、精銑80H7mm孔及120mm端面。選用T611鏜床。
工序Ⅸ：鏜 以下面為基定位，粗鏜80mm孔。選用T611鏜床。
工序Ⅹ：鉆 鉆左面4-M12，4-M8深20，9-M6深15，2-M5深15，M141.5G，
7.8通孔；鉆右面4-M8，4-M6；鉆上面10-M6深15，M5深10G，锪4-9至4-15深6；鉆3-7.8深80孔，擴3-M121.25深25；鉆前面8-M6深15，2-M8，3-M10，4-M12，2-40深18；鉆后面5-M20?，2-7.8與2-7.8深80孔相通，選用Z35搖臂鉆床。
工序Ⅺ：攻 攻左面4-M12，4-M8深20，9-M6深15，2-M5深15，M141.5G；
攻右面4-M8，4-M6；攻上面10-M6深15，M5深10G；攻前面8-M6深15，2-M8，3-M10，4-M12；攻后面5-M20。選用Z35搖臂鉆床。?
工序Ⅻ：鉗 去色，去刺，倒角，整形，涂油或脂。在鉗工臺上進行。
工序ⅩⅢ：涂漆，檢驗入庫。
2.5機械加工余量及毛坯尺寸的確定
“銑床升降臺”零件材料為HT150，毛坯重量約300Kg，生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)，采用砂型機器造型，這樣可提高其生產(chǎn)率，查《機械加工工藝手冊》表2.3-6，加工余量等級為MA-G，尺寸公差等級為CT10。
根據(jù)砂型鑄造的鑄件，頂面的加工余量等級比底面、側(cè)面的加工余量等級需降一級選用。砂型鑄造孔的加工余量等級可選用與頂面相同的等級。于是可根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.3-5可確定其加工余量：
高度方向基本尺寸（mm）
加工余量等級
加工余量數(shù)值（mm）
下面825
G
6.5
上面640
H
8.5
導(dǎo)軌平面
H
8.5
中間蓋板面
H
8.5
壓板面
H
8.5
80H7孔
H
3.0
120端面
H
6.5
寬度方向基本尺寸（mm）
加工余量等級
加工余量數(shù)值（mm）
后導(dǎo)軌423
G
5.5
兩外側(cè)立面
G
6.5
導(dǎo)軌立面
G
6.5
左面限位開關(guān)
G
6.5
右面窗口面
G
5.0
80孔
H
3.0
長度方向基本尺寸（mm）
加工余量等級
加工余量數(shù)值（mm）
前面
G
6.5
后導(dǎo)軌面
G
6.5
80J7孔
H
3.0
后導(dǎo)軌空刀面
G
6.5
2.6確定切削用量及基本工時
工序Ⅱ 銑底面
所選刀具為硬質(zhì)合金端銑刀（根據(jù)GB5342-85），銑刀直徑d=400，齒數(shù)Z=14。已知銑削寬度=340，銑削寬度=6.5。機床選用X63T臥式銑床。
1）計算切削用量
（1）決定每齒進給量
查《機械加工工藝手冊》表2.4-73，得到=0.14~0.24 ,現(xiàn)取=0.20 。
（2）決定切削速度和工作臺每分鐘進給量
查《機械加工工藝手冊》表2.4-96，按公式計算
（2-1）
式中：d=400，T=25.2×10 s=420 min，=6.5，=340，=0.20 mm/z，=1.0
= =49
于是轉(zhuǎn)速==39 （2-2）
根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.1-74，X63T臥式銑床主軸轉(zhuǎn)速，選擇n=35。
則實際切削速度：===44 （2-3）
工作臺每分鐘進給量：==0.21435=98 （2-4）
根據(jù)X63T臥式銑床工作臺進給量，選擇=110。
則實際的每齒進給量：== =0.22 （2-5）
2）檢驗機床效率
銑削時功率（單位KW）為：= （2-6）
主切削力= （2-7）
式中：=6.5，=0.2 ，=340 ，=14，=400 ，=0.79
=
= 8836
=44=0.73
==6.45
X63T銑床的主電機功率為10，故所選的切削用量可以采用。
3）切削工時
根據(jù)《機械加工工藝手冊》表6.2-7，端銑刀銑平面的基本時間為：
（2-8）
式中：=788，，
，，取
工序Ⅲ 銑導(dǎo)軌平面，中間蓋板面，左面限位開關(guān)面
（一）粗銑導(dǎo)軌平面
所選刀具為硬質(zhì)合金鑲齒套式面銑刀，查《機械加工工藝手冊》表4.4-4，直徑D=160，z=16。已知銑削寬度=121.5mm，銑削深度=3.5mm。根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-72，查得T=240min。
1）計算切削用量
（1）確定切削深度
根據(jù)《機械加工工藝實用手冊》表8.31，平面第一次粗加工余量可達4~6mm，現(xiàn)取Z=7mm，分兩次走刀，于是=3.5mm。
（2）確定進給量
根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-73，查得=0.14~0.24，取=0.2。
（3）確定切削速度
同上
=
=65
于是轉(zhuǎn)速==129
根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.1-74，=140
實際速度==70
工作臺每分鐘進給量：= =0.216140 =448
根據(jù)X63T臥式銑床工作臺進給量，選擇=450 。
則實際的每齒進給量：= = mm/z =0.20
2）切削工時
同上
式中：=655，，
，，取
（二）粗銑中間蓋板面
所選刀具同上，D=250mm，z=20，根據(jù)《機械加工工藝手冊》表2.4-72，查得T=240min。
已知銑削寬度=183mm，銑削深度=3.5mm，分兩次走刀。
1）確定切削用量
（1）=0.2
（2） =65.7
于是轉(zhuǎn)速==84
根據(jù)[1]表3.1-74，=90
實際速度==71
工作臺每分鐘進給量：= =0.22090 =360
根據(jù)X63T臥式銑床工作臺進給量，選擇=315 。
則實際的每齒進給量：= = mm/z =0.18
2）切削工時
==4.36
（三）粗銑左面限位開關(guān)接合面
所用刀具D=100mm，z=10，已知銑削寬度=60mm，銑削深度=5.5mm，T=180min
1）確定切削用量
（1）=0.2
（2）==70
于是轉(zhuǎn)速==223
根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.1-74，=224
工作臺每分鐘進給量：= =0.210224 =448
根據(jù)X63T臥式銑床工作臺進給量，選擇=450 。
2）切削工時
==0.17
機床選用X63T臥式銑床。選用硬質(zhì)合金端銑刀，=320mm，z=12，T=300
已知銑削寬度=190mm，銑削深度=5.5mm
工序Ⅳ 粗，精銑右面窗口面
（一）粗銑右面窗口面
1）確定切削用量
（1）=0.2
（2）查《機械加工工藝手冊》表2.4-87，得=1.08，需乘切削速度修正系數(shù)1.34，則 =1.081.34=1.45=87
于是轉(zhuǎn)速==87
根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.1-74，=90
實際速度==90
工作臺每分鐘進給量：= =0.21290 =216
根據(jù)X63T臥式銑床工作臺進給量，選擇=220 。
則實際的每齒進給量：= = mm/z =0.20
2）切削工時
==1.39
式中：=38，=2
（二）精銑右面窗口面
所選刀具同上步，=320mm，z=12，T=300已知銑削寬度=190mm，銑削深度=1mm
1）確定切削用量
（1）查《機械加工工藝手冊》表2.4-73，精銑達到Ra2.5~5，則=0.5~1.0，取=0.8。
每齒進給量==0.067
（2）==112
于是轉(zhuǎn)速==111
根據(jù)《機械加工工藝手冊》表3.1-74，=112
工作臺每分鐘進給量：= =0.06712112 =90
根據(jù)X63T臥式銑床工作臺進給量，選擇=80 。
2）切削工時
==3.76
工序Ⅴ 粗刨、半精刨導(dǎo)軌兩外側(cè)立面、導(dǎo)軌立面；半精刨導(dǎo)軌平面、
中間蓋板面；粗刨、半精刨兩壓板面；刨導(dǎo)軌空刀槽；刨壓板面 空刀槽
該工序均選擇龍門刨床B2010A。其刨削最大長度3000mm，最大寬度1000mm，最大
高度800mm。此道工序所查數(shù)據(jù)如不特別說明，均查自《機械加工工藝手冊》機械工業(yè)出版社，孟少農(nóng)編。用[2]表示。
（一）粗刨導(dǎo)軌兩外側(cè)立面
選刀桿截面mm，根據(jù)[2]表7.2-8，可用兩個刀架同時加工兩側(cè)面。
2）確定切削用量
（1）切削深度 由[2]表7.2-10(4)，粗刨時余量Z=5mm，即=5mm。
（2）進給量 由[2]表7.2-10(1)，=3.0~2.4，取=2.7。
（3）切削速度 查表7.2-18，=27。
2）切削工時
查[2]表7.2-36，T= （2-9）
式中：==21 （2-10）6mm，=1~3mm，取=2mm
其中：，661.5+150=811.5mm
根據(jù)[2]表7.2-37，當(dāng)工件長度<2000mm時，<200mm，現(xiàn)取=150mm。如
不說明，后面計算中的均取150mm。
T==0.81
（二）半精刨導(dǎo)軌兩外側(cè)立面
1）確定切削用量
（1）切削深度 半精刨時=1.5mm。
（2）進給量 由[2]表7.2-10(2)，=10~20，取=15。
（3）切削速度 查表7.2-18，=14~18，取=16。
2）切削工時
B=38mm，=3mm，=2mm，=12，=15
T==0.24
（三）粗刨導(dǎo)軌兩立面
1）確定切削用量
（1）切削深度 由[2]表7.2-10(4)，粗刨時=5mm。
（2）進給量 由[2]表7.2-10(2)，=2.7。
（3）切削速度 查[2]表7.2-18，=27。
2）切削工時
B=28mm，=6mm，=2mm，=21，=2.7
T==0.63
（四）半精刨中間蓋板面及導(dǎo)軌兩立面
根據(jù)[2]表7.2-38，可以采用一個垂直刀架及兩個水平刀架同時加工平面與側(cè)面。
1）確定切削用量
（1）切削深度 半精刨時=1.5mm。
（2）進給量 由[2]表7.2-10(2)，=10~20，取=15。
（3）切削速度 查表7.2-18，=14~18，取=16。
2）切削工時
刨中間蓋板面：B=170mm，=2mm，=2mm，=12，=15
T==0.97
刨導(dǎo)軌兩立面：B=28mm，=2mm，=2mm，=12，=15
T==0.18
（五）半精刨導(dǎo)軌兩平面
切削用量同6.5.2，=1.5mm，=15，=16
B=115mm，=2mm，=0，=12，=15
T==0.65， 兩平面，則T=1.3
（六）粗刨導(dǎo)軌兩壓板面
1）確定切削用量
（1）切削深度 由[2]表7.2-10(4)，粗刨時=3~8mm，取=7mm。
（2）進給量 由[2]表7.2-10(2)，取=1.4。
（3）切削速度 查[2]表7.2-18，取=30。
2）切削工時
B=25mm，=2mm，=0，=23，=1.4
T==0.84， 兩平面，則T=1.68
（七）半精刨導(dǎo)軌兩壓板面
切削用量同6.5.2，=1.5mm，=15，=16
B=25mm，=2mm，=0，=12，=15
T==0.18， 兩平面，則T=0.36
（八）粗刨導(dǎo)軌空刀槽
1）確定切削用量
（1）切削深度 槽深H=6mm，則=6mm。
（2）進給量 由[2]表7.2-10(2)，=0.28~0.35，取=0.30。
（3）切削速度 查[2]表7.2-21，取=19。
2）切削工時
T= （2-11）
式中： H=6mm，=15，=3.0
T==1.33
（九）粗刨壓板面空刀槽
1）確定切削用量
（1）切削深度 槽深H=1mm，則=1mm。
（2）進給量 由[2]表7.2-10(2)，=0.28~0.35，取=0.30。
（3）切削速度 查[2]表7.2-21，取=19。
2）切削工時
H=1mm，=15，=0.3
T==0.22
工序Ⅵ 粗刨、半精刨后面；粗刨、半精刨前面；粗刨、半精刨后導(dǎo)
軌平面，后斜面；刨后導(dǎo)軌中間1502空刀面和52空刀槽；粗刨、半精刨16H95槽；粗刨、精刨左面和右面；粗刨、精刨后面斜面和斜面；刨空刀槽
該工序均選擇龍門刨床B2010A。
（一）粗刨后面
1）確定切削用量
（1）切削深度 由[2]表7.2-10(4)，粗刨時=5mm。
（2）進給量 由[2]表7.2-10(2)，取=2.7。
（3）切削速度 查[2]表7.2-18，取=25。
2）切削工時
B=60mm，=6mm，=2mm，=20，=2.7
T==1.26
（二）精刨后面
1）確定切削用量
（1）切削深度 精刨時=1.5mm。
（2）進給量 由[2]表7.2-10(2)，=10~20，取=15。
（3）切削速度 查[2]表7.2-18，=14~18，取=16。
2）切削工時
B=60mm，=3mm，=2mm，=13，=15
T==0.33
（三）粗刨導(dǎo)軌兩平面
切削用量同6.6.1，=5mm，=2.7，=25
B=340mm，=6mm，=2mm，=26，=2.7
T==4.96
（四）半精刨前面
切削用量同6.6.2，=1.5mm，=15，=16
B=340mm，=2mm，=2mm，=17，=15
T==1.35
（五）粗刨后導(dǎo)軌平面
切削用量同6.6.1，=5mm，=2.7，=25
B=363.5mm，=6mm，=0，=20，=2.7
T==6.84
（六）半精刨后導(dǎo)軌平面
切削用量同6.6.2，=1.5mm，=15，=16
B=363.5mm，=6mm，=0，=13，=15
T==1.89
（七）粗刨后導(dǎo)軌后斜面
根據(jù)[2]表7.2-8，選擇偏刀來刨削后斜面
查[2]表7.2-22，=5mm；=0.6~0.8，取=0.7；=12~15，
取=15
B=42mm，=6mm，=0，=12，=0.7
T==5.71
（八）半精刨后導(dǎo)軌后斜面
根據(jù)[2]表7.2-8，選擇偏刀來刨削后斜面
查[2]表7.2-22，=1.5mm；=0.4~0.8，取=0.5；
=20~25，取=20
B=42mm，=6mm，=0，=16，=0.5
T==6.00
（九）刨后導(dǎo)軌中間空刀面
選擇切刀，其寬度B=20mm。
1）確定切削用量
（1）切削深度 由于H=2mm，則=2mm。
（2）進給量 由[2]表7.2-10(3)，=0.40~0.48取=0.46。
（3）切削速度 查[2]表7.2-21，取=16。
2）切削工時
H=2mm， =14，=0.46
T==0.31
（十）刨后導(dǎo)軌空刀槽
選擇切刀，其寬度B=5mm。
1）確定切削用量
（1）切削深度 由于H=2mm，則=2mm。
（2）進給量 由[2]表7.2-10(3)，=0.28~0.35取=0.30。
（3）切削速度 查[2]表7.2-21，取=19。
2）切削工時
H=2mm， =15，=0.30
T==0.44
（十一）粗刨后導(dǎo)軌槽
選擇硬質(zhì)合金切刀，其寬度B=16mm。
1）確定切削用量
（1）切削深度 粗刨時=4mm。
（2）進給量 由[2]表7.2-10(3)，=0.60~0.70，取=0.65。
（3）切削速度 查[2]表7.2-21，取=14。
2）切削工時
H=4mm， =11，=0.65
T==0.56
（十二）精刨后導(dǎo)軌槽
切削深度=1mm；進給量=0.65；切削速度=14
切削工時： H=1mm， =11，=0.65
T==0.14
（十三）刨左、右面
采用兩個水平刀架同時加工左、右面。
切削用量同6.5.1，=5mm，=2.7，=25
刨左面：B=85mm，=6mm，=2mm，=20，=2.7
T==1.72
刨右面：B=35mm，=6mm，=2mm，=20，=2.7
T==0.80
（十四）精刨左、右面
切削用量同6.5.2，=1.5mm，=15，=16
刨左面：B=85mm，=3mm，=2mm，=13，=15
T==0.46
刨右面：B=35mm，=3mm，=2mm，=13，=15
T==0.21
（十五）粗刨后面斜面
通過計算，粗刨時z=16.5mm，分三次走刀，=5.5mm，留z=1.18mm待精刨。
切削用量， 同6.5.1，即=2.7，=25
B=12mm，=6mm，=2mm，=18，=2.7
T==1.23
（十六）精刨后面斜面
切削用量同6.5.2，即=15，=16
B=12mm，=3mm，=2mm，=13，=15
T==0.09
（十七）粗刨后面斜面
通過計算，粗刨時z=4.5mm，一次走刀完成，=4.5mm，留z=1.24mm待精刨。
切削用量， 同6.5.1，即=2.7，=25
B=35.4mm，=6mm，=2mm，=18，=2.7
T==0.89
（十八）精刨后面斜面
切削用量同6.5.2，即=15，=16
B=35.4mm，=3mm，=2mm，=13，=15
T==0.21
（十九）刨空刀槽
選擇切刀，其寬度B=6mm。
1）確定切削用量
（1）切削深度 由于H=6mm，則=6mm。
（2）進給量 由[2]表7.2-10(3)，=0.60~0.70取=0.65。
（3）切削速度 查[2]表7.2-21，取=14。
2）切削工時
H=6mm， =11，=0.65
T==0.56
工序Ⅶ 粗、精銑上端面；精銑左面限位開關(guān)接合面；銑左窗口上內(nèi)
邊面，下內(nèi)邊面，后內(nèi)邊面，前內(nèi)邊面。
本道工序機床選用X63T銑床。以下[1]如不特別說明，均指《機械加工工藝手冊》
北京出版社，李洪編。
（一）粗銑上端面
選用硬質(zhì)合金端銑刀，查[1]表4.4-4，D=100mm，z=10，已知銑削寬度=63mm，銑削深度=3.8mm，分兩次走刀。查[1]表2.4-72，T=180min。
1）確定切削用量
（1）確定每齒進給量
查[1]2.4-73，=0.14~0.24，取=0.2。
（2）確定切削速度
==73.3
于是轉(zhuǎn)速==233
根據(jù)[1]表3.1-74，=224
實際速度==70
工作臺每分鐘進給量：= =0.210224 =448
根據(jù)X63T臥式銑床工作臺進給量[1]表3.1-75，選擇=450 。
2）切削工時
式中：=423，=15mm，=2mm。
（二）精銑上端面
刀具和上步相同，查[1]表2.3-59，精銑余量Z=0.9，即=0.9mm，銑削寬度=63mm。
1）確定切削用量
（1）查[1]表2.4-73，精銑達到Ra2.5~5，則=0.5~1.0，取=0.8。
每齒進給量==0.08
（2）==125
于是轉(zhuǎn)速==398
根據(jù)[1]表3.1-74，=355
實際速度==114
工作臺每分鐘進給量：= =0.0810355 =284
根據(jù)X63T臥式銑床工作臺進給量，選擇=315 。
則實際的每齒進給量：= = mm/z =0.09
2）切削工時
==1.40
（三）精銑左面限位開關(guān)接合面
所選鑲齒套式面銑刀直徑D=100，z=10，銑削寬度=60mm，銑削深度=1.0mm。
1）確定切削用量
（1）查[1]表2.4-73，精銑達到Ra2.5~5，則=0.5~1.0，取=0.8。
每齒進給量==0.08
（2）==125
于是轉(zhuǎn)速==398
根據(jù)[1]表3.1-74，=355
實際速度==114
工作臺每分鐘進給量：= =0.0810355 =284
根據(jù)X63T臥式銑床工作臺進給量，選擇=315 。
則實際的每齒進給量：= = mm/z =0.09
2）切削工時
==0.18
（四）粗銑左窗口上內(nèi)邊面，下內(nèi)邊面，后內(nèi)邊面，前內(nèi)邊面
查相關(guān)手冊，第一次粗銑可達4~6mm，現(xiàn)余量z=5。因此可以一次走刀完成。
由[1]表4.4-16，選高速鋼莫氏錐柄立銑刀（GB1106-85），其D=16，粗齒z=4。
1）計算切削用量
（1）確定進給量
查[1]表2.4-77，進給量=0.04~0.06，取=0.05。
（2）確定切削速度
查[1]表2.4-87，=0.22=13.2。
于是轉(zhuǎn)速==263
根據(jù)[1]表3.1-74，=280
實際速度==14
工作臺每分鐘進給量：= =0.054280 =56
查[1]表3.1-75，X63T臥式銑床工作臺進給量，剛好有此值，故直接選用該值。
2）切削工時
銑上、下內(nèi)邊面：==7.60
銑前、后內(nèi)邊面：==9.18
工序Ⅷ 粗鏜、半精鏜、精鏜80J7mm前孔/80J7mm后孔/72H7mm孔；粗
銑、半精銑、精銑80H7mm孔及120mm端面
本工序采用T611臥式鏜床。下面[3]表示《機械加工工藝實用設(shè)計手冊》。
（一）粗鏜J7mm孔
所選刀具為高速鋼Kr=通孔鏜刀。其耐用度T=60。
1）計算切削用量
（1）確定切削深度 單邊余量z=1.5，則=1.5mm。
（2）確定進給量 查[1]表3.1-42，=0.30~0.40，取=0.37。
（3）確定切削速度 查[3]表8.4-8，按公式 （2-12）
式中：=189.8，=0.2，=1.5，=0.37，=0.15，=0.2，=0.9，T=60
=84
于是轉(zhuǎn)速==347
根據(jù)[1]表3.1-41，選擇=315
2）切削工時
查[1]表2.5-3，T= （2-13）
式中：=30mm，=4mm，=4mm，=0.37，=315
T==0.34
后孔：T==0.23
孔： T==0.15
（二）半精鏜J7mm孔
所選刀具同上。其耐用度T=60。
1）計算切削用量
（1）確定切削深度 單邊余量z=1.0，則=1.0mm。
（2）確定進給量 =0.1。
（3）確定切削速度 查[3]表8.4-8，按公式
=119
于是轉(zhuǎn)速==480
根據(jù)[1]表3.1-41，選擇=500
2）切削工時
=30mm，=4mm，=4mm，=0.1，=500
T==0.76
后孔：T==0.5
孔： T==0.34
（三）精鏜J7mm孔
1）計算切削用量
（1）確定切削深度 單邊余量z=0.5，則=0.5mm。
（2）確定進給量 =0.05。
（3）確定切削速度 查[3]表8.4-8，按公式 =152
于是轉(zhuǎn)速==605
根據(jù)[1]表3.1-41，選擇=630
2）切削工時
=30mm，=4mm，=4mm，=0.35，=
T==1.21
后孔：T==0.79
孔： T==0.54
（四）粗鏜mm端面
所選取刀具為YG6硬質(zhì)合金端面鏜刀。查[1]表4.3-63，d=20mm。
1）計算切削用量
（1）確定切削深度 余量z=6mm，分兩次走刀完成加工，則=3mm。
（2）確定進給量 根據(jù)[1]表2.4-5，=0.35。
（3）確定切削速度 查[3]表8.4-8，按公式
=78
于是轉(zhuǎn)速==207
根據(jù)[1]表3.1-41，選擇=200
2）切削工時
根據(jù)[1]表2.5-3，T= （2-14）
式中：=34mm
T==0.92
（五）精鏜mm端面
1）計算切削用量
（1）確定切削深度 余量z=0.5mm，則=0.5mm。
（2）確定進給量 =0.05。
（3）確定切削速度 查[3]表8.4-8，按公式
=152
于是轉(zhuǎn)速==403
根據(jù)[1]表3.1-41，選擇=400
2）切削工時
T==0.17
（六）鏜孔
同鏜孔，切削工時有所不同。
粗 鏜：T==0.25
半精鏜：T==0.7
精 鏜：T==1.11
工序Ⅸ 鏜右面孔
查[1]表4.3-63，選擇鏜刀。
1）計算切削用量
（1）確定切削深度 一次性鏜完2Z=6mm，則=3mm。
（2）確定進給量 查[1]表2.4-66，=0.35~0.70，結(jié)合[1]表3.1-42，取=0.52。
（3）確定切削速度 查相關(guān)手冊=1.3=78
于是轉(zhuǎn)速==311
根據(jù)[1]表3.1-41，選擇=315
2）切削工時
=14mm，=5mm，=4mm，=0.52，=315
T==0.2
工序Ⅹ 鉆左面4-M12，4-M8深20，9-M6深15，2-M5深15，M141.5G，
7.8通孔；鉆右面4-M8，4-M6；鉆上面10-M6深15，M5深10G，锪4-9
至4-15深6；鉆3-7.8深80孔，擴3-M121.25深25；鉆前面8-M6深
15，2-M8，3-M10，4-M12，2-40深18；鉆后面5-M20?，2-7.8與2-7.8
深80孔相通
此工序由于孔比較多，故我們選用搖臂鉆床Z35。所選刀具均為高速鋼鉆頭。
（一）鉆左面孔4-M12
查[1]表4.3-11，鉆頭直徑選用D=10.2mm，鉆4個通孔。
1）確定切削用量
（1）進給量 查[1]表2.4-38，=0.35~0.43，取=0.40。
（2）切削速度 查[1]表2.4-41，=0.41=24.6。
轉(zhuǎn)速==768
根據(jù)[1]表3.1-31，選擇=800
實際速度==26
2）切削工時
根據(jù)[1]表2.5-7 T= （2-15）
式中：=25，6，，取=2
T==0.41
（二）鉆左面孔4-M8?深20mm
查[1]表4.3-11，鉆頭直徑選用D=6.7mm。
1）確定切削用量
（1）進給量 查[1]表2.4-38，=0.27~0.33，取=0.32。
（2）切削速度 查[1]表2.4-41，=0.45=27。
轉(zhuǎn)速==1283
根據(jù)[1]表3.1-31，選擇=1250
實際速度==26
2）切削工時
=20，5， =0
T==0.27
（三）鉆左面孔9-M6?深15mm
查[1]表4.3-11，鉆頭直徑選用D=5.0mm。
1）確定切削用量
（1）進給量 查[1]表2.4-38，=0.20~0.24，取=0.20。
（2）切削速度 查[1]表2.4-41，=0.52=31.6。
轉(zhuǎn)速==2012
根據(jù)[1]表3.1-31，選擇=1250
實際速度==20
2）切削工時
=15，4，=0
T==0.76
（四）鉆左面孔2-M5?深15mm
查[1]表4.3-11，鉆頭直徑選用D=4.2mm。
1）確定切削用量
（1）進給量 查[1]表2.4-38，=0.13~0.17，取=0.16。
（2）切削速度 查[1]表2.4-41，=0.64=38.4。
轉(zhuǎn)速==2912
按機床取=1250，故=16.5。
2）切削工時
=15，4，=0
T==0.21
（五）鉆左面7.8mm孔
查[1]表4.3-11，鉆頭直徑選用D=7.8mm。
1）確定切削用量
（1）進給量 查[1]表2.4-38，=0.36~0.44，取=0.40。
（2）切削速度 查[1]表2.4-41，=0.39=23.4。
轉(zhuǎn)速==955
按機床取=800，故=20。
2）切削工時
=35，5，，取=2
T==0.13
（六）鉆右面孔4-M8
同6.11.2鉆頭直徑D=?6.7mm，=0.32，=26，=1250。
=14，5，，取=2
T==0.21
（七）鉆右面孔4-M6
同6.11.3鉆頭直徑D=?5.0mm，=0.20，=20，=1250。
=19，4，，取=2
T==0.42
（八）鉆上面孔10-M6深15mm
同6.11.3鉆頭直徑D=?5.0mm，=0.20，=20，=1250。
=15，4， =0
T==0.84
（九）鉆上面孔M5深10mm
同6.11.3鉆頭直徑D=?4.2mm，=0.16，=16，=1250。
=10，4， =0
T==0.08
（十）鉆上面9mm孔
查[1]表4.3-11，鉆頭直徑選用D=9mm。
1）確定切削用量
（1）進給量 查[1]表2.4-38，=0.36~0.44，取=0.40。
（2）切削速度 查[1]表2.4-41，=0.40=24。
于是轉(zhuǎn)速==849
按機床取=800，故=22.6。
2）切削工時
=27，6，，取=2
T==0.44
（十一）锪孔4-9至4-15深6mm
查[1]表4.3-37，選帶導(dǎo)柱直柄平底锪鉆（GB4260-84），直徑選用D=15mm，z=4。
1）確定切削用量
（1）進給量 查[1]表2.4-67，=0.10~0.15，取=0.13。
（2）切削速度 為縮短時間，主軸轉(zhuǎn)速取與鉆9孔時相同，則=800，
故=22.6。
2）切削工時
查[1]表2.5-7 T===0.27
（十二）鉆3-7.8mm深80mm孔
同6.11.5 鉆頭直徑D=7.8mm，=0.40，=20，=800。
=80，5，，取=2
T==0.82
（十三）鉆前面孔8-M6深15mm
同6.11.3鉆頭直徑D=?5.0mm，=0.20，=20，=1250。
=15，4， =0
T==0.84
（十四）鉆前面孔2-M8
同6.11.2鉆頭直徑D=?6.7mm，=0.32，=26，=1250。
=30，5，，取=2
T==0.19
（十五）鉆前面孔3-M10mm
查[1]表4.3-11，鉆頭直徑選用D=8.5mm。
1）確定切削用量
（1）進給量 查[1]表2.4-38，=0.27~0.33，取=0.32。
（2）切削速度 查[1]表2.4-41，=0.47=27.2。
轉(zhuǎn)速==1019
按機床取=1250，故=33。
2）切削工時
=30，6，=2
T==0.29
（十六）鉆前面孔4-M12
同6.11.1鉆頭直徑D=?10.2mm，=0.40，=26，=800。
=30，6，，取=2
T==0.48
（十七）鉆前面孔2-40mm深18mm
查[1]表4.3-11，鉆頭直徑選用D=40mm。
1）確定切削用量
（1）進給量 查[1]表2.4-38，=1.0~1.2，取=1.0。
（2）切削速度 查[1]表2.4-41，=0.39=23.4。
轉(zhuǎn)速==186
按機床取=200，故=25。
2）切削工時
=18，21，=0
T==0.39
（十八）鉆后面孔5-M20mm
查[1]表4.3-11，鉆頭直徑選用D=17.4mm。
1）確定切削用量
（1）進給量 查[1]表2.4-38，=0.52~0.64，取=0.63。
（2）切削速度 查[1]表2.4-41，=0.44=26.4。
轉(zhuǎn)速==483
按機床取=500，故=27。
2）切削工時
=35，21，=2
T==0.92
（十九）鉆2-7.8mm與2-7.8mm孔相通
同6.11.5 鉆頭直徑D=7.8mm，=0.40，=20，=800。
=12，5，，取=2
T==0.12
工序Ⅻ 攻左面4-M12，4-M8深20，9-M6深15，2-M5深15，M141.5G；
攻右面4-M8，4-M6；攻上面10-M6深15，M5深10G；攻前面8-M6深
15，2-M8，3-M10，4-M12；攻后面5-M20?
此工序同樣需要攻絲的孔比較多，也采用搖臂鉆床Z35。所用刀具YG類硬質(zhì)合金刀具。
（一）攻左面螺紋4-M12mm
根據(jù)[1]表4.6-7，刀具選擇長柄機用絲錐（GB3465-83），d=12mm，螺距p=1.75=f。
1）確定切削速度
查[1]表2.4-105，=0.148=8.88
機床轉(zhuǎn)速 ==236
按機床取=250，故=9.4。
2）機動工時
按照[1]表2.5-9 T= （2-16）
式中：=25，，，攻盲孔時，
T==
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