【正文】 3）全局的相關(guān)性 同一模型文件中，各幾何對象之間保持完全的相關(guān)性。 在 UG 中零件的三維建模方法在目前主要是基于實體特征的建模方法。 3） 零件加工，根據(jù)部件模型或裝配模型半自動產(chǎn)生刀具路徑，自動產(chǎn)生數(shù)控機床能接受的數(shù)控加工指令。 粗銑 16H11 的槽 機床： X6025 型多功能臥式升降臺銑床 ，工作臺 T 形槽為 5 個，槽寬為14mm，間距為 50mm。 /f mm r? 。 工序一 以 Φ42 外圓為粗基準，粗銑 Φ25 孔 下 端面。 根據(jù)上述諸因素，可查《機械加工工藝手冊》第一卷工藝基礎(chǔ)篇 P314 表 及 P312 表 及確定該鑄件的尺寸公差和機械加工余量，所得結(jié)果列表 。 其中 16H11mm的槽與 Φ25H7 的孔垂直度公差為 。該拔叉頭以 Φ25mm孔套在變速叉軸上，并用螺釘經(jīng)螺紋孔 M22mm與變速叉軸聯(lián)結(jié) ,撥叉腳（ Φ60mm 半孔）則夾在兩齒輪之間 。 夾緊力的方向 （ 1）夾緊力 的作用方向應(yīng)不破壞工件的準確性和可靠性，一般要求夾緊力的方向應(yīng)指向主要定位基面，把工件壓向定位元件的主要定位表面上。 （ 5） 確定夾具與 機床的連接方式。 (3)導向或?qū)Φ堆b置 用于引導刀具進行加工或確定刀具與夾具之間的正確 位置，如對刀塊、塞尺、鉆模、鏜套等。數(shù)控機床夾具還包括加工中心用夾具和柔性制造系統(tǒng)用夾具。這類夾具已商品化，且成為機床附件。 定位 確定工件在夾具中正確的位置的過程。常見的高效化夾具有自動化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。當前我國每年尚需進口不少NC 機床、加工中心， 而由國外配套孔系夾具，價格非常昂貴，現(xiàn)大都由國內(nèi)配套，節(jié)約了大量外匯 。工藝裝備是機械制造系統(tǒng)中的一個重要組成部分。因此生產(chǎn)效率較高，適用于大批量、流水線上加工。 5 月 9 日 — 5 月 26 日 設(shè)計并繪制出機床夾具 裝配 圖。 5 日 27 日 — 6 月 02 日 設(shè)計并繪制夾具零件圖。能夠滿足設(shè)計要求。隨著世界經(jīng)濟形式的不斷變化，科學技術(shù)的發(fā)展，各種新材料、新工藝和新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。 國外機床夾具發(fā)展史 從國際上看俄國、德國和美國是組 合家具的主要生產(chǎn)國。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高 5倍左右；在車床上使用高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在試驗轉(zhuǎn)速為 9000r/min 的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。定位是通過工件定位基準面與夾具定位元件的定位面接觸和配合實現(xiàn)的。采用這類夾具可縮短生產(chǎn)準備周期，減少夾具種類， 從而降低成本。隨著制造的現(xiàn)代化，在企業(yè)中數(shù)控機床夾具的比例正在增多，以滿足數(shù)控加工的需要。 (4)其它裝置 根據(jù)夾具特殊功能需要而設(shè)計的一些裝置，如定向件、定位鍵、操作件等。 （ 6） 確定其它元件和裝置的結(jié)構(gòu)形式，如分度裝置、靠模裝置等。 （ 2）夾緊力方向應(yīng)使工件變形盡可能變小，使工件的夾緊部分屬于套筒零件，顯然軸向夾緊要比要比徑向夾緊使工件變形要小。 當需要變速時 ,操縱變速手柄 ,變速操縱機構(gòu)就通過撥叉壁部的操縱槽帶動撥叉與變速叉軸一起在變速箱中滑移 ,撥叉腳撥動三聯(lián)滑移變速齒輪在花鍵軸上滑動以改變檔位 ,從而改變車床主軸的旋轉(zhuǎn)速度 。 由上面分析可知，加工時應(yīng)先加工一組表面，再以這組加工后表面為基準加工另外一組。 表 22 鑄件尺寸公差及機械加工余量表 項目 (mm) 機械加工余量 (mm) 尺寸公差 (mm) 腳內(nèi)圓寬度 Φ60 2 2 長槽寬度 16 2 腳端面寬度 12 中心距 125 孔徑 Φ25 2 端面 44 2 2 長槽底面 至上表面 8 2 頂面 36 2 繪制鑄件零件圖 定位基準的選擇 青島理工大學畢業(yè)設(shè)計 16 定位基準有粗基準和精基準之分，通常先定精基準，然后再確定粗基準。 工序二 精 銑 Φ25 孔上下端面。由于機床進 給機構(gòu)允許的軸向力 max 15690FN? （由機床說明書查出），根據(jù)參考文獻[11]，表 289，允許的進給量 /f mm r? 。 刀具：錯齒三面刃銑 刀 切削深度 pa ： 7pa mm? 根據(jù) 參考文獻查 [1]表 有 ： 刀具的直徑 D=80mm，刀具的齒數(shù) Z=14，刀具的寬度 L=14mm。 4） 機構(gòu)運動分析，可分析產(chǎn)品的實際運動情況和干涉情況，并對運動速度進行分析。從技術(shù)基礎(chǔ)上看，有參數(shù)化技術(shù)和變量化技術(shù)兩種 ,產(chǎn)品的建模方法基于裝配建模。通過裝配建模和部件 青島理工大學畢業(yè)設(shè)計 26 間的鏈接技術(shù)，可以利用 各零件之間的相互參照，實現(xiàn)不同模型文件之間的相關(guān)性。從裝配出發(fā)，通過應(yīng)用主模型方法、自頂向下的設(shè)計方法和上下文設(shè)計，可以從產(chǎn)品總體設(shè)計入手，逐步詳細設(shè)計出每一個零件。 3） 實 體建模：不僅描述了尸體全部的幾何信息，而且定義了所有的點、線、面、體的拓撲結(jié)構(gòu)信息。 2） 性能分析，利用有限元方法對產(chǎn)品模型進行受力、受熱分析和模態(tài)分析。 精銑槽 16H11 本道工序精銑槽之前已進行了粗銑和半精銑工步，此工序精銑槽須滿足各技術(shù)要求包括：槽寬 16H11，槽深 8H12，槽兩側(cè)面粗糙度為 ，槽底面粗糙度為 。 根據(jù)參考文獻 [11]表 288， 鉆頭強度所允許是進給量 39。除此之外，還應(yīng)當考慮經(jīng)濟效果，以便使生產(chǎn)成本盡量下降。 有技術(shù)要求表可知，該拔 叉加工表面除 Φ25 孔粗糙度 Ra 為 ，其他表面粗糙度 Ra 均大于 。主要加工表面為 M22 螺紋孔。拔叉位于車床變速箱傳動軸上換擋機構(gòu)中，主要起換擋作用。 夾緊力的作用點的設(shè)計原則 （ 1）夾緊力作用點應(yīng)靠近或應(yīng)落在支撐元件上或幾個支承元件所形成的的支承平面內(nèi)； （ 2）夾緊力的作用點應(yīng)落在工件剛性較好的部位上； （ 3）夾緊力的作用點應(yīng)盡可能靠近被加工表面，這樣可以減小切削力對工件造成的反轉(zhuǎn)力矩，必要時應(yīng)在工件剛性差的部位增加輔助支撐并施加附加夾緊力。 （ 4） 確定刀具的對刀導向方案，選擇合適的對刀元件或?qū)蛟? 青島理工大學畢業(yè)設(shè)計 8 (2)夾緊裝置 用于保持工件在夾具中的確定位置，使工件在定位時所占據(jù)的位置在加工過程中不因受重力、慣性力以及切削力等外力作用下而產(chǎn)生位移，如壓塊、壓板、螺釘、螺母等。自動線夾具有兩種：一是固定式夾具；另一種是隨行夾具。其特點是適應(yīng)性強，不需調(diào)整稍加調(diào)整即可裝夾一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的各種工件。 機床夾具的功能 機床夾具主要的功能是裝夾工件，使工件在夾具中定位和夾緊。 （ 2） 高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度。 20 世紀 80 年代以后，兩廠又各自獨立開發(fā)了適合 NC 機床、加工中心的孔系組合夾具系統(tǒng)，不僅滿足了我國國內(nèi)的需求，還出口到美國等國家。 青島理工大學畢業(yè)設(shè)計 2 第 1 章 緒論 課題研究背景 機械制造業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是國民經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn) 業(yè)，國民經(jīng)濟中的任何行業(yè)的發(fā)展，都必須依靠機械制造業(yè)的支持并提供裝備。 工件在機床上定位夾緊選用專用 夾具，夾緊方式為手動夾緊，夾緊可靠，操作方便。 4 月 16 日 — 5 月 8 日 認真分析加工零件的結(jié)構(gòu)特點，分析主要加工表面的表面精度、尺寸精度和其他面的相互位置精度， 定出 該零件的設(shè)計夾具的工序。 6 日 03 日 — 6 月 15 日 整理設(shè)計結(jié)果，撰寫設(shè)計說明書（注：設(shè)計說明書的大 部分是穿插在上述內(nèi)容中進行的）。 本次設(shè)計是基于三位 UG 的專用夾具設(shè)計，其在基于 UG 參數(shù)化設(shè)計技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，建立了夾具定位機構(gòu)、夾具夾緊機構(gòu)、和夾具對定機構(gòu)常用夾具元件及非標準模型庫，實現(xiàn)了在機床虛擬裝配過程中快速調(diào)用相應(yīng)元件的方法。各種新工藝的出現(xiàn)，已突破傳統(tǒng)的依靠機械能、切削力進行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復雜的型面和某些具有特殊要求的零件。當前國際上的夾具企業(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)和國內(nèi)訂貨，而通用性強的組合夾具已逐步成熟為國際貿(mào)易中的一個品種。目前，除了在生產(chǎn)流水線、自動線配置相應(yīng)的高效、自動化夾具外，在數(shù)控機床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動裝夾工件的夾具以及自動更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機床的效 率。正確的定位可以保證工件加工面的尺寸和位置精度要求。其缺點是夾具的加工精度不高，生產(chǎn)率也較低，且較難以加工形狀復雜的工件，故適應(yīng)單件小批量生產(chǎn)。數(shù)控機床夾具的典型結(jié)構(gòu)式拼裝夾具。 (5)夾具體 用于連接夾具各元件及裝置，使其成為一個整體夾具骨架，并與機床有關(guān)部位進行連接，使其成為一個整體的基礎(chǔ)件，以確定夾具相對于機床的位置。 （ 7） 確定夾具總體布局和夾具的結(jié)構(gòu)形式。 （ 3）夾緊力方向應(yīng)使所需夾緊力可能小，在保證夾緊可靠的前提下，減小夾緊力可以減輕工人的勞動強度，提高生產(chǎn)效率，同時可以使機構(gòu)輕便，緊湊以青島理工大學畢業(yè)設(shè)計 11 及減少工件變形 ，為此，應(yīng)使加緊力 Q 的方向最好與切削力下，工件重力 G 的方向，這時所需夾緊力為最小。 圖 拔叉 零件實體圖 零件的技術(shù)要求 青島理工大學畢業(yè)設(shè)計 13 表 21 撥叉零件技術(shù)要求表 加工表面 尺寸偏差 (mm) 公差及精度等級 表面粗糙度 Ra(181。 由上面分析可知，可以先加工撥叉中心孔，然后以此作為基準采用專用夾具進行加工，并且保證位置精度要求。 粗基準的選擇 選擇粗基準時，若鑄件表面上帶有澆冒口、毛刺，或者分型面或夾砂則不能選為粗基準。 工序三 以 Φ25 孔上端面為精基準，鉆 、 擴 、 鉸 、 精鉸 Φ25 孔 ， 孔的精 青島理工大學畢業(yè)設(shè)計 17 度達到 IT7。 由于所選進給量 f 遠小于 39。 查 [11]表 得： 進給量 /fa mm z? ,根據(jù) 參 考 文 獻 [3] 表 30 32? 查 得 切 削 速 度24 / minVm? ， 機床主軸轉(zhuǎn)速 n ： 1 0 0 0 1 0 0 0 2 4 9 5 . 5 4 / m in3 . 1 4 8 0Vnrd? ?? ? ??， 按照參考文獻 [11]表 取 95 /minnr? 青島理工大學畢業(yè)設(shè)計 20 實際切削速度 v ： 3 .1 4 8 0 9 5 0 .4 /1 0 0 0 1 0 0 0 6 0Dnv m s? ??? ? ?? 進給量 fV ： 0 . 0 6 1 4 9 5 / 6 0 1 . 3 3 /ffV a Z n m m s? ? ? ? ? 機床工作臺每分進給量 mf ： 1 . 3 3 / 7 9 . 8 / m i nmff V m m s m m? ? ? 被切削層長度 l ：由毛坯尺寸可知 90l mm? 刀具切入長度 1l ： 1 (1 ~ 2)lD?? =42mm 刀具切出長度 2l ：取 mml 22 ? 走刀次數(shù)為 1 機動時間 1jt ： 121 9 0 4 2 2 1 . 6 8 m i n7 9 . 8j ml l lt f?? ??? ? ? 查參考文獻 [5]，表 工步輔助時間為： 半精 銑 16H11 的槽 機床： X6022 型臥式銑床 刀具： 錯齒三面刃銑刀 刀具直徑 D=80，齒數(shù) Z=14，寬度 L=16。 5） 布線，可根據(jù)產(chǎn)品的裝配模型，布置各種管路和線路的標準件接頭，自動走線，并計算 出所使用的材料，列出材料單。 1） 實體建模方法 (Solid Modeling) 實體造型技術(shù)是用點、曲線和曲面來創(chuàng)建模型，不同的實體之間沒有相關(guān)性，也沒有歷史記載。 4）協(xié)同工作 設(shè)計過程中，在 Inter 技術(shù)的支持下，可以多人異地協(xié)同工作，每人負責自己的設(shè)計任務(wù)。 2） 基于裝配的產(chǎn)品設(shè)計技術(shù) 從整體的產(chǎn)品概念出發(fā)開始產(chǎn)品的設(shè)計過程。 2） 表面（曲面）建模：能通過對物體各個表面或曲面進行描述的一種三維建模方法。 青島理工大學畢業(yè)設(shè)計 23 UG 的主要功能 一般情況下，常用的 UG 的功能為： 1） 產(chǎn)品設(shè)計可建立各種復雜程度產(chǎn)品的三維參數(shù)化實體裝配模型和部件詳細模型，自動生成工作圖紙 (半自動標注尺寸 )。精加工 尺寸 15 ? mm。 工序九：鉆 的孔 機床： Z535 立式鉆床 刀具： 直柄短麻花鉆 確定鉆削用量 確定進給量 f ： 根據(jù)參考文獻 [11]，表 2810 可查出 0 .4 7 ~ 0 .5 7 /f mm r?表 ，查 Z535 立式鉆床說明書，取 /f mm r? 。在生產(chǎn)綱領(lǐng)已確定為大批生產(chǎn)的情況下，可以考慮采用萬能性機床配以專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率?？扇?F。 這一組加工表面包括： M22 的螺紋孔，長 32mm的端面。 青島理工大學畢業(yè)設(shè)計 12 第 2 章 零件的分析