【正文】 010 b 鉆套與工件表面的距離 鉆套與工件間留有一定的距離 h 如表 4 的簡(jiǎn)圖如果 h 太大會(huì)增大鉆頭的傾斜量使鉆套不能很好的導(dǎo)向 h 過小切屑排出困難特別使鋼件不僅會(huì)增大工件加工表面的粗糙度有時(shí)還可能將鉆頭折斷 h 值可按表 4 選取 材料越硬則式中的系數(shù)應(yīng)取小值鉆頭直徑越小也即鉆頭剛性越差式中的系數(shù)取最大值以免切屑堵塞而使鉆頭折斷 但是下面幾種特殊情況需另考慮 在斜面上鉆孔或鉆斜孔時(shí)鉆頭最易引偏為保證起鉆良好 h 應(yīng)盡可能小一些 孔的位置精度要求高時(shí)可取 h 0 以保證鉆套有較好的導(dǎo)引作用而讓切屑從鉆頭的螺旋槽中排出這樣排屑條件反比只留很小 h 值的要好但此時(shí)鉆套磨損嚴(yán)重 鉆深孔孔的長(zhǎng)徑比時(shí)要求排屑暢快可取 h＝ 15d 此外各種鉆套內(nèi)孔合外圓的同軸度不應(yīng)大于 0005mm 因此鉆套與工件表面的距離 h 取 h＝ 15d 4 鉆床夾具導(dǎo)套 位置尺寸的標(biāo)注 圖 13 b 為鉆床夾具導(dǎo)套位置尺寸的標(biāo)注示例導(dǎo)套軸心線離定位元件定位面的距離尺寸按圖 13 a 工件工序尺寸的平均值確定 圖 13 鉆套位置尺寸的標(biāo)注 Fig13 Drills the set of position size labelling 對(duì)刀元件位置尺寸公差一般取相應(yīng)工序尺寸公差的 5 夾具體的設(shè)計(jì) 夾具體一般是夾具上最大和最復(fù)雜的基礎(chǔ)元件在夾具體上要安放組成該夾具所需要的各種元件機(jī)構(gòu)裝置并且還要考慮便于裝卸工件以及在機(jī)床上的固定因此夾具體的形狀和尺寸應(yīng)滿足一定要求它主要取決 于工件的外廓尺寸和各類元件與裝置的布置情況以及加工性質(zhì)等所以在專用夾具中夾具體的形狀和尺寸很多是非標(biāo)準(zhǔn)的 夾具的制造屬單件生產(chǎn)性質(zhì)為縮短設(shè)計(jì)和制造周期減少設(shè)計(jì)和制造費(fèi)用所以?shī)A具體設(shè)計(jì)一般不作復(fù)雜計(jì)算通常都是參照類似的夾具結(jié)構(gòu)按經(jīng)驗(yàn)類比法估計(jì)確定實(shí)際上在繪制夾具總圖時(shí)根據(jù)工件定位元件夾緊裝置對(duì)刀－導(dǎo)引元件以及其他輔助機(jī)構(gòu)和裝置在總體上的配置夾具體的外形尺寸便已大體確定表 5 夾具體相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) Tab5 Jig body related standard 夾具體部位 經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 鑄造結(jié)構(gòu) 焊接結(jié)構(gòu) 夾具體壁厚 h 8～ 25mm 6～ 10mm 加強(qiáng)筋厚度 加強(qiáng)筋高度 不加工的毛面與加工表面之間的間隙 07～ 09h 不大于 5h 夾具體時(shí)毛面工件也是時(shí)取 8～ 15mm 毛面工件光面取 4～ 10mm 6 夾具在機(jī)床上的定位 1 夾具在機(jī)床上定位的目的為了保證工件的尺寸精度和位置精度工藝系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)之間必須具有正確的幾何關(guān)系一批工件通過其定位基準(zhǔn)面和夾具定位表面的接觸或配合占有一致的確定的位置這是滿足上述要求的一個(gè)方面夾具的定位表面相對(duì)于機(jī)床工作臺(tái)和導(dǎo)軌或主軸軸 線具有正確的位置關(guān)系是滿足上述要求另一個(gè)極為重要的方面只有滿足這兩方面的要求才能使夾具定位表面以及工件加工表面相對(duì)刀具及切削成型運(yùn)動(dòng)處于理想位置 夾具在機(jī)床上的定位其本質(zhì)是夾具定位元件對(duì)刀具切削成型運(yùn)動(dòng)的定位為此就要解決好夾具與機(jī)床連接與配合問題以及正確規(guī)定定位元件定位面對(duì)夾具安裝面的位置要求 2 夾具在機(jī)床上的定位方式 夾具通過連接元件實(shí)現(xiàn)其在機(jī)床上的定位根據(jù)機(jī)床的結(jié)構(gòu)與加工特點(diǎn)夾具在機(jī)床上的連接定位通常有兩種方式夾具連接定位在機(jī)床的工作臺(tái)面上如銑刨鏜鉆床及平面磨床等及夾具連接定位在機(jī)床的主軸上如車床內(nèi) 外圓磨床等 夾具在工作臺(tái)面上的連接定位 夾具在工作臺(tái)面上是用夾具安裝面及定向鍵定位的為了保證夾具安裝面與工作臺(tái)面有良好的接觸夾具安裝面的結(jié)構(gòu)形式及加工精度都應(yīng)有一定的要求 除夾具安裝面之外一般還通過兩個(gè)定向鍵或定位銷與工作臺(tái)上的 T 型槽相配合以限制夾具在定位時(shí)所應(yīng)限制的不定度并承受部分切削力矩增強(qiáng)夾具在工作過程中的穩(wěn)定性 圖 14a 是定向鍵的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)圖 14b 為定向鍵相配合零件的尺寸 圖 1５標(biāo)準(zhǔn)定向鍵結(jié)構(gòu) Fig14 Standard directional band structure 在小型夾具中為了 制造簡(jiǎn)便可用圓柱定位銷代替定向鍵圖 15 為圓柱銷直接裝配在夾具體的圓孔中過盈配合圖 15 b c 為階梯形圓柱銷及其連接形式其螺紋孔是供取出定位銷用的 圖 1６ 圓柱定位銷 Fig15 Column positioning pin 為了提高定向精度定向鍵與 T 型槽應(yīng)有良好的配合一般采用 必要時(shí)定向鍵寬度可按機(jī)床工作臺(tái) T 型槽配作兩定向鍵之間的距離在夾具底座的允許范圍內(nèi)盡可能遠(yuǎn)些另外在夾具安裝時(shí)應(yīng)對(duì) T 型槽精度進(jìn)行檢測(cè)選擇精度高的使用一般工作臺(tái)中間處 T型槽精度較高或使定向鍵靠向 T型槽的一側(cè)以減少間隙造成的誤差定 向鍵的材料常用 45 鋼淬火 HRC40～ 45 圖 316 a 所示為圓柱定向鍵的結(jié)構(gòu)上部圓柱體與夾具體的圓孔相配合下部圓柱體切出與 T型槽寬度 b相等的兩平面這可改善圖 結(jié)構(gòu)中圓柱部分與 T型槽配合時(shí)易磨損的特點(diǎn) 圖 1７ 圓柱定向鍵 Fig16 Column direction detection key 圖 316 b c 所示為圓柱定向鍵與夾具體的固定方式當(dāng)用扳手 1旋緊螺釘 2時(shí)借助摩擦力月牙塊 3發(fā)生偏轉(zhuǎn)外移使定向鍵 4卡緊在夾具體 5的圓孔中放松螺釘 2 便可取出定向鍵 通常在這類夾具的縱向兩端底邊上設(shè)計(jì)出帶 U 型 槽的耳座供緊固夾具體的螺栓穿過圖 317 為其具體結(jié)構(gòu)形式 圖 1８ U 型槽耳座結(jié)構(gòu)形式 Tab17 U die ear place structural style 3 夾具在機(jī)床上的定位誤差 夾具安裝在機(jī)床上時(shí)由于夾具定位元件對(duì)夾具體安裝幾面存在位置誤差?yuàn)A具安裝面本身有制造誤差家具安裝面與機(jī)床裝卡面有連接誤差這就使夾具定位元件相對(duì)機(jī)床裝卡面 存在位置誤差為提高工件在夾具中加工時(shí)的加工精度必須研究各類夾具定位誤差的計(jì)算方法及減少這些誤差的措施 為減小夾具在機(jī)床上的定位誤差設(shè)計(jì)夾具時(shí)定位元件定位面對(duì)夾具在 機(jī)床上的安裝面的位置要求應(yīng)在夾具裝配圖上標(biāo)出作為夾具驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)之一 4 結(jié)論 在孔加工時(shí)一般都采用多級(jí)變速的適用于多種孔加工的鉆床或鏜床若用于生產(chǎn)品種單一的批量生產(chǎn)的產(chǎn)品時(shí)有些浪費(fèi)泵體孔鉆削專機(jī)及夾具設(shè)計(jì)是為分工序批量生產(chǎn)泵時(shí)設(shè)計(jì)的專機(jī)及專用夾具 1 本次設(shè)計(jì)中機(jī)床采用一級(jí)變速使主軸直接達(dá)到鉆削速度使用傳送帶輸送工件使加工時(shí)減少搬運(yùn)工件的時(shí)間夾具采用一面兩孔定位螺旋及鉸鏈綜合夾緊機(jī)構(gòu)手動(dòng)夾緊 綜上所述本次設(shè)計(jì)大大了降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度節(jié)省了加工時(shí)間 生產(chǎn)加工便捷化是一個(gè)需要不斷的探索和改進(jìn)課題因此還有許多 方面可以改進(jìn)本設(shè)計(jì)所存在的不足和需要進(jìn)一步深入研究和改進(jìn)的方面主要有以下幾點(diǎn) 1 定位夾緊自動(dòng)化在機(jī)床上采用手動(dòng)夾緊方式來裝夾工件是最直接也最傳統(tǒng)的方式同時(shí)也是最耗費(fèi)體力的為降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度提高工人工作的積極性可考慮在夾緊工件采用氣動(dòng)液動(dòng)或其他自動(dòng)夾緊方式對(duì)于生產(chǎn)效率高的場(chǎng)合可考慮設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)來控制加工過程 致謝 本設(shè)計(jì)在導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下業(yè)已完成在設(shè)計(jì)的這段時(shí)間里從最初設(shè)計(jì)課題的選擇材料的收集到具體方案的確定設(shè)計(jì)的模擬調(diào)試無不凝聚著師的心血和汗水雖然即將畢業(yè)但是師無微不致的關(guān)懷和在設(shè)計(jì)上細(xì) 心的指導(dǎo)我以后的工作和生活當(dāng)中受益匪淺的在此向?qū)煴硎旧钌畹母兄x和崇高的敬意 本設(shè)計(jì)的完成也凝聚著教過我老師辛勤的汗水正是老師的諄諄教導(dǎo)才使我現(xiàn)在掌握了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)使我在設(shè)計(jì)畢業(yè)論文工作當(dāng)中進(jìn)行順利在此向老師表示由衷的謝意在論文完成的過程當(dāng)中也得到了同學(xué)的熱情幫助和大力支持對(duì)他們也表示深深的謝意 參考文獻(xiàn) [1] 劉晉春趙家齊特種加工 [M]第 2版北京機(jī)械工業(yè)出版社 1994[2] 許堅(jiān)張崇德第 1 版機(jī)床夾具設(shè)計(jì) [M]長(zhǎng)春東北大學(xué)出版社 1998 年 1 月 [3] 楊叔子機(jī)械加工工藝師手冊(cè) [M]北京機(jī)械工 第 1 版 [4] 陳耀日金屬切削原理 [M]第 2 版北京機(jī)械工業(yè)出版社 20211 [5] 陳宏鈞實(shí)用加工工藝手冊(cè) [M]北京機(jī)械工業(yè)出版社 1997 [6] 毛謙德李振清袖珍機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè) [M]第 2 版北京機(jī)械工業(yè)出版社202112 [7] 唐大放機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)Ⅱ [M]第 1 版徐州中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社 20219 [8] [J]軸承 202199～ 11[9] 王啟平機(jī)床夾具設(shè)計(jì) [M]哈爾濱工業(yè)大 印刷 [10] 浦林祥金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) [M]第 2 版北京機(jī)械工業(yè)出版社1995 [11] 張昆明孔系組合夾具夾緊方案自動(dòng)規(guī)劃方法的 研究 [D]河海大學(xué)機(jī)械電子工程系 2021 機(jī)床夾具對(duì)刀尺寸及對(duì)刀誤差的計(jì)算和分析 [J]機(jī) 74Trappey Ary JCFixture configuration Using projective Geometry[J]Journal of Manufacturing systemsVol12No6 486495 附錄 1 先進(jìn)制造技術(shù)的新發(fā)展 摘要本文介紹了當(dāng)今制造技術(shù)面臨的問題論述了先進(jìn)制造的前沿科學(xué)并展望了先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展前景 關(guān)鍵詞問題先進(jìn)制造技術(shù)前沿科學(xué)應(yīng)用前景 制造業(yè)是現(xiàn)代國(guó)民經(jīng)濟(jì) 和綜合國(guó)力的重要支柱其生產(chǎn)總值一般占一個(gè)國(guó)家國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的 2055在一個(gè)國(guó)家的企業(yè)生產(chǎn)力構(gòu)成中制造技術(shù)的作用一般占 60左右專家認(rèn)為世界上各個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的競(jìng)爭(zhēng)主要是制造技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)其競(jìng)爭(zhēng)能力最終體現(xiàn)在所生產(chǎn)的產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率上隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的高速發(fā)展以及顧客需求和市場(chǎng)環(huán)境的不斷變化這種競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈因而各國(guó)政府都非常重視對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的研究 1 當(dāng)前制造科學(xué)要解決的問題 當(dāng)前制造科學(xué)要解決的問題主要集中在以下幾方面 1 制造系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)為滿足制造系統(tǒng)敏捷性快速響應(yīng)和快速重組的能力必須借鑒信息科學(xué)生命科學(xué)和社會(huì)科 學(xué)等多學(xué)科的研究成果探索制造系統(tǒng)新的體系結(jié)構(gòu)制造模式和制造系統(tǒng)有效的運(yùn)行機(jī)制制造系統(tǒng)優(yōu)化的組織結(jié)構(gòu)和良好的運(yùn)行狀況是制造系統(tǒng)建模仿真和優(yōu)化的主要目標(biāo)制造系統(tǒng)新的體系結(jié)構(gòu)不僅對(duì)制造企業(yè)的敏捷性和對(duì)需求的響應(yīng)能力及可重組能力有重要意義而且對(duì)制造企業(yè)底層生產(chǎn)設(shè)備的柔性和可動(dòng)態(tài)重組能力提出了更高的要求生物制造觀越來越多地被引入制造系統(tǒng)以滿足制造系統(tǒng)新的要求 2 為支持快速敏捷制造幾何知識(shí)的共享已成為制約現(xiàn)代制造技術(shù)中產(chǎn)品開發(fā)和制造的關(guān)鍵問題例如在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造 CAD／ CAM 集成坐標(biāo)測(cè)量 CMM 和機(jī)器人學(xué)等 方面在三維現(xiàn)實(shí)空間 3RealSpace 中都存在大量的幾何算法設(shè)計(jì)和分析等問題特別是其中的幾何表示幾何計(jì)算和幾何推理問題在測(cè)量和機(jī)器人路徑規(guī)劃及零件的尋位 如 Localization 等方面存在 C空間 配置空間ConfigurationSpace 的幾何計(jì)算和幾何推理問題在物體操作 夾持抓取和裝配等 描述和機(jī)器人多指抓取規(guī)劃裝配運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和操作規(guī)劃方面則需要在旋量空間 ScrewSpace 進(jìn)行幾何推理制造過程中物理和力學(xué)現(xiàn)象的幾何化研究形成了制造科學(xué)中幾何計(jì)算和幾何推理等多方面的研究課題其理論有待進(jìn)一 步突破當(dāng)前一門新學(xué)科 計(jì)算機(jī)幾何正在受到日益廣泛和深入的研究 3 在現(xiàn)代制造過程中信息不僅已成為主宰制造產(chǎn)業(yè)的決定性因素而且還是最活躍的驅(qū)動(dòng)因素提高制造系統(tǒng)的信息處理能力已成為現(xiàn)代制造科學(xué)發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)由于制造系統(tǒng)信息組織和結(jié)構(gòu)的多層次性制造信息的獲取集成與融合呈現(xiàn)出立體性信息度量的多維性以及信息組織的多層次性在制造信息的結(jié)構(gòu)模型制造信息的一致性約束傳播處理和海量數(shù)據(jù)的制造知識(shí)庫(kù)管理等方面都還有待進(jìn)一步突破 4 各種人工智能工具和計(jì)算智能方法在制造中的廣泛應(yīng)用促進(jìn)了制造智能的發(fā)展一類基于生物進(jìn)化算法的計(jì)算智能 工具在包括調(diào)度問題在內(nèi)的組合優(yōu)化求解技術(shù)領(lǐng)域中受到越來越普遍的關(guān)注有望在制造中完成組合優(yōu)化問題時(shí)的求解速度和求解精度方面雙雙突破問題規(guī)模的制約制造智能還表現(xiàn)在智能調(diào)度智能設(shè)計(jì)智能加工機(jī)器人學(xué)智能控制智能工藝規(guī)劃智能診斷等多方面 這些問題是當(dāng)前產(chǎn)品創(chuàng)新的關(guān)鍵理論問題也是制造由一門技藝上升為一門科學(xué)的重要基礎(chǔ)性問題這些問題的重點(diǎn)突破可以形成產(chǎn)品創(chuàng)新的基礎(chǔ)研究體系 2 現(xiàn)代機(jī)械工程的前沿科學(xué) 不同科學(xué)之間的交叉融合將產(chǎn)生新的科學(xué)聚集經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步對(duì)科學(xué)技術(shù)產(chǎn)生了新的要求和期望從而形成前沿科學(xué)前沿科學(xué) 也就是已解決的和未解決的科學(xué)問題之間的界域前沿科學(xué)具有明顯的時(shí)域領(lǐng)域和動(dòng)態(tài)特性工程前沿科學(xué)區(qū)別于一般基礎(chǔ)科學(xué)的重要特征是它涵蓋了工程實(shí)際中出現(xiàn)的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題超聲電機(jī)超高速切削綠色設(shè)計(jì)與制造等領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外已經(jīng)做了大量的研究工作但創(chuàng)新的關(guān)鍵是機(jī)械科學(xué)問題還不明朗大型復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的性能優(yōu)化設(shè)計(jì)和產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)智能結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)智能機(jī)器人及其動(dòng)力學(xué)納米摩擦學(xué)制造過程的三維數(shù)值模擬和物理模擬超精度和微細(xì)加工關(guān)鍵工藝基礎(chǔ)大型和超大型精密儀器裝備的設(shè)計(jì)和制造基礎(chǔ)虛擬制造和虛擬儀器納米測(cè)量及儀器并聯(lián)軸機(jī)床微型機(jī)電系統(tǒng)等領(lǐng)域國(guó)內(nèi) 外雖然已做了不少研究但仍有許多關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題有待解決 信息科學(xué)納米科學(xué)材料科學(xué)生命科學(xué)管理科學(xué)和制造科學(xué)將是改變 21 世紀(jì)的主流科學(xué)由此產(chǎn)生的高新技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)將改變世界的面貌因此與以上領(lǐng)域相交叉發(fā)展的制造系統(tǒng)和制造信息學(xué)納米機(jī)械和納米制造科學(xué)仿生機(jī)械和仿生制造學(xué)制造管理科學(xué)和可重構(gòu)制造系統(tǒng)等會(huì)是 21 世紀(jì)機(jī)械工程科學(xué)的重要前沿科學(xué) 21 制造科學(xué)與信息科學(xué)的交叉 制造信息科學(xué) 機(jī)電產(chǎn)品是信息在原材料上的物化許多現(xiàn)代產(chǎn)品的價(jià)值增值主要體現(xiàn)在信息上因此制造過程中信息的獲取和應(yīng)用十分重要信息化是制造科學(xué)技術(shù)走向全球 化和現(xiàn)代化的重要標(biāo)志人們一方面對(duì)制造技術(shù)開始探索產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過程中的信息本質(zhì)另一方面對(duì)制造技術(shù)本身加以改造以使得其適應(yīng)新的信息化制造環(huán)境隨著對(duì)制造過程和制造系統(tǒng)認(rèn)識(shí)的加深研究者們正試圖以全新的概念和方式對(duì)其加以描述和表達(dá)以進(jìn)一步達(dá)到實(shí)現(xiàn)控制和優(yōu)化的目的 與制造有關(guān)的信息主要有產(chǎn)品信息工藝信息和管理信息這一領(lǐng)域有如下主要研究方向和內(nèi)容 1 制造信息的獲取處理存儲(chǔ)傳遞和應(yīng)用大量制造信息向知識(shí)和決策轉(zhuǎn)化 2 非符號(hào)信息的表達(dá)制造信息的保真?zhèn)鬟f制造信息的管理非完整制造信息狀態(tài)下的生產(chǎn)決