范围可调型灯具夹具的结构设计.docx

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1、本科论文题目：毕业论文（设计）范围可调型灯具夹具的结构设计灯具由于造型多变，且大多都具有复杂的曲线或曲面装饰，这就导致每一个工序都需要一种专用夹具来进行装夹，这对灯具生产企业来说精益性不高，大量的灯具夹具不仅占用了经济资源和空间资源，并且频繁的更换夹具会影响灯具零件的加工精度，降低加工效率。本文所设计的范围可调性灯具夹具，采用远程协同设计与制造技术来实现敏捷制造,使产品设计与制造并行,及时的通过计算机网络进行。将夹具的设计置于WEB上交流，建设起一个网站来实现基于WEB的夹具设计。既可以对曲面进行定位装夹，也可以对平面特征进行定位装夹，减少不同工序之间重复装夹的情况，同时为企业节约成本，节约空

2、间。关键词：灯具；定位安装；可调节夹具；论文类型：工程设计Abstract1.ampsandlanternsduetochangeablemodelling,andnowmostlampsandlanternshavecomplexcurveorcurvedsurfacedecoration,whichleadstoeachprocessneedsaspecialfixturetoclamp,theleanforlampsandlanternsmanufacturersisnothigh,alotoflampsandlanternsfixturenotonlytakesupeconomicre

3、sourcesandspaceresources,andfrequentreplacementoffixturewillaffectthelamppartsprocessingprecision,reducetheprocessingefficiency.Therangeofadjustablelampfixturesdesignedinthispaperadoptsremotecollaborativedesignandmanufacturingtechnologytoachieveagilemanufacturing,sothattheproductdesignandmanufacturi

4、nginparallel,timelythroughthecomputernetwork.CommunicatewiththefixturedesignontheWEB,andbuildawebsitetorealizetheWEB-basedfixturedesign.ltcannotonlypositionthecurvedsurface,butalsopositiontheplanefeaturestoreducetherepeatedclampingbetweendifferentprocesses,andsavethecostandspacefortheenterprise.Keyw

5、ord：Light；Positioninginstallation；AdjustableFixture摘要1Abstract2目录31绪论51.1 夹具的概述51.2 夹具的发展方向及国内外现状52灯具及夹具零件概述72.1 本文研究的主要内容72.2 灯具零件的结构特点72.3 灯具零件的材料分析72.4 夹具的作用72.5 夹具的设计要求83零件工艺路线设计93.1 毛坯工艺分析93.1.1 毛坯材料的确定93.1.2 毛坯尺寸的确定103.2 定位基准的选择-123.3 制定工艺路线-123.4 工艺参数计算-144通用性夹具设计224.1 工艺分析224.2 建立夹具系统224.3 系

6、统模块的划分及作用234.4 面向对象的决策规划设计244.5 夹具结构设计254.5.1 夹具结构要求254.5.2 夹具对基准保证264.5.3 定位基准的选择264.5.4 夹紧机构的设计27284.6 夹具设计及操作的简要说明结论29参考文献30致谢31附录夹具装配图321.1 夹具的概述不论是传统制造系统还是现代制造系统，夹具都是非常重要的。在机械制造过程中，用来固定加工对象或刀具，使之占有正确位置，以便接受施工或者检测的装置都可以称为夹具。比如焊接过程中用的焊接夹具、检验过程中用的检验夹具、夹紧刀具的夹头、机械加工过程中用的机床夹具等。夹具对于加工质量、生产率和产品成本。都有直接的

7、影响。花费在夹具设计和制造的时间不论是在改进现有产品或者开发新产品中，在生产周期中都占有较大的比重。所以，在制造业中非常重视对夹具的研究。随着市场对产品的需求不断增加，产品的更新换代速度也不断加快。由于机械产品的品种繁多，产品的设计周期缩短，传统的大批量生产模式逐步被中小批量的生产模式取代。按单一品种设计专业夹具的方法已经不能满足生产发展的要求，因此，如何缩短工艺装备的设计、制造周期，以及产品换型后对原有工装夹具延续使用己事在必行。机械制造业欲适应这种变换须具备较高的通用性，国外已把通用性制造系统作为开发新产品的有效手段，并将其作为机械制造业的主要发展方向，着眼点主要是在机床和工装两个方面，而

8、夹具又是工装通用性的重点。夹具能保证工件或刀具在规定的坐标位置上准确定位和牢固的夹紧，也就是说能保证工件相对于机床坐标原点具有准确和稳定可靠的坐标位置。这种夹具具有较高的刚度和精度，在粗加工时能承受较大的切削用量，以充分发挥数控、加工中心机床的生产能力；在精加工时能更好的保证工件定位基准和加工表面的位置精度，更好的发挥数控、加工中心机床的高效性能。1.2 夹具的发展方向及国内外现状夹具是机械加工中必不可少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，切削加工领域中，高速、超高速切削已成为主要发展趋势之一。夹头产品广泛应用于车、铳、钻等通用机床，目前国内外市场对其需求量

9、较大，年需求量大约4000-5000万只。随着市场需求量的目益增加，工件精度要求愈高，对于夹具稳定及精密的要求也就愈高；对于强调高速削的各式CNC工具机床进行高速切削，夹具性能的好坏，对加工质量有极为重要的影响。因此对钻夹头产品的加工工艺、技术指标要求也越来越高。由于技术、材料及材质硬度的提升，各式夹头在质量的要求上也愈来愈高才能符合市场需求，因此对生产者来说在相关方面技术的提升则是另一个挑战的难题，在高效率切削带动下，传统的手动夹头方式已有被逐渐取代的趋势，对于各式切削加工机械而言，夹头因需适应各种不同的刀具及机械特性。常需面对夹头夹持力降低、变形、振动及惯性等问题，因此生产者在设计夹头时通

10、常会特别重视这些问题以求产品的稳定及安全性。在高速切削过程中，切削工具处于高速回转状态，此时所用的刀具夹头必须使切削工具保持良好的刃尖振摆精度和夹持刚性。切削工具和夹头在高速回转条件下，如果不平衡量值较大，则会降低振摆精度，由于离心力的影响，还将降低夹持刚性。这类现象在普通切削加工中也时有发生，但其影响不如高速切削时明显，也未受到足够的重视。目前.，高速高精度加工越来越普及，因此，要求切削工具必须具有更高的性能，而且应充分发挥其加工特点。在以切削加工为中心的制造技术方面，以复合切削和高速铳削为中心的切削加工技术.内容包括工序集约化、迅速实现高速高精度加工、采用多功能刀具、进行CNC高速切削、向

11、微细形状加工发展等。为了满足上述要求，在加工技术方面，除了选用CN机床外，还有一些共同特点，如必须在高速回转条件下，保证立铳刀等切削工具实现稳定切削，延长工具寿命。为此，必须努力实现切削工具和夹头的最佳配合。2002年秋日本东京国际机床展览会(JlMToF)上展出的适用于高速切削的加工中心品种及最高主轴转速。目前，转速达到30006000rmin的机种已大量投放市场。表明高速切削加工已成为新型生产技术的有效手段之一。高速切削的普及工作已在日本国内铺开，欧洲及东南亚地区也在迅速扩展其使用领域。因而受到人们的普遍关注，目前已成为全球制造业的共同趋势。2灯具及夹具零件概述2.1 本文研究的主要内容传

12、统灯具的制作，不同的灯具产品需要不同的夹具，这就给企业造成了一定的经济浪费和空间浪费，也为灯具加工的效率带来阻碍，本文主要设计一种范围可调式的夹具,可适用于多重灯具加工，具有一定的通用性，可提高灯具制作的效率，节省企业存放夹具的场地空间，同时也节省资金。2.2 灯具零件的结构特点灯具零件往往外形多变，弧形和矩形居多，同时其直角边较少，传统夹具往往无法对其进行定位夹紧，所以就需要设计专用的夹具对其进行夹紧定位，从而进行加工。灯具的夹具应要和其曲面最大程度贴合，从而增强夹紧力，确保夹紧的稳固。除此之外，夹具要设置对应的对刀机构，有利于加工机床的对刀，从而确定远点坐标，保障灯具制造的精确性。灯筒是灯

13、具中的一个主要零部件，其用来将灯泡灯具主体固定在一起，同时内部设置电路，为灯泡供电。灯具的造型数不胜数，灯筒的结构也跟随着不同灯具的造型而变化，但其固定灯泡的主体往往是一个空心的圆柱，本文以灯筒为例来进行夹具的设计。2.3 灯具零件的材料分析灯具的工作环境较为特殊，要求材料必须要具备较强的塑性性能，容易成形，可以制造得到多种不同的形状和结构，满足人们的需求。此外，在工作状态下，灯具会持续发出一定的热量，因此材料也必须要符合耐热以及隔热的性能要求。通常情况下，灯具的功能是照明，所以材料也要具备较强的反光性能，提高环境的光照强度。灯具零件的材料一般为塑料或铝，这就要求夹具夹紧面需要设置一定的保护，

14、以免对灯具基体造成划伤或划痕。2.4 夹具的作用零件在加工过程当中，为了确保加工的表面可以获得图纸要求的尺寸精度和粗糙度以及位置公差，在开始加工前就应对待加工零件进行装夹固定，从而使加工过程中的所有工序尺寸都有固定的基准，只有这样才可以确保最终的加工精度和加工效果。装夹固定的主要目的就是让待加工零件在机床上拥有一个固定的位置，同时也拥有一个固定的基准，工件的装夹位置应该适合工序加工要求，露出表面应便于加工，不应出现干涉加工的现象。装夹固定的原则是，待加工零件在加工过程中受到机床的振动、离心力、冲击和切削力等因素不应发生相对位移。夹具的作用就是将待加工零件牢牢的固定在机床的工作台上，在加工过程中

15、始终保持固定的位置，只有这样，机床加工的基准才能保持一致，从而获得所需的尺寸精度。2.5 夹具的设计要求一个性能优越的夹具应具备以下特点：(1)保证零件的加工精度，要想保证这一点，就得选择正确的定位基准、定位方式和定位装置，在夹具设计过程中应对定位误差进行分析，同时评估其他子零件对零件加工精度的影响大小，确保工件加工精度要求。(2)夹具应操作简单，装夹方便，应尽量采用各种快速装配或快速锁定机构，缩短装夹时间，提高生产效率，节约成本。(3)便于根据工艺路线对零件进行加工、装配、检验等工作，无干涉现象。(4)使用性能优越，夹具应具有足够的强度，在操作简便和省力的前提下，如果大批量生产的环境，可采用

16、气动液压等自动化原件来实现夹紧，减轻工人的劳动程度，提高装夹速度和效率。夹具还应有排屑通道，防止被切下的铁屑破坏刀具或夹具，切屑大量积攒也会带来大量的热量，从而引起变形降低精度。(5)性价比高，夹具应尽可能多的选择市面上较多的标准件，这类零件结构简单、制造容易，采购成本极低，并且容易维修更换。3零件工艺路线设计3.1 毛坯工艺分析3.1.1 毛坯材料的确定毛坯规格的选择影响着零件的工艺路线、加工难度和质量、生产率、成本，选择合适的毛坯不仅可以提高材料利用率，降低机加工成本，而且还能获得更好的性能，从而更好的满足设计要求，避免不必要的材料和能源浪费。选择毛坯时，必须要重点关注以下这些问题：（1）

17、分析零件对力学性能的要求，假设原材料是铸铁，此时就要应用铸造毛坯。假设原材料是钢材，则需要选择锻造毛坯，如果零件对力学性能要求较低时，可以选择型材即可。（2）如零件的形状特征类似阶梯轴，阶梯之间如果直径相差不大的话，可以以最大直径为准选择棒料毛坯，如果台阶直径相差较大，则应选用锻造毛坯，因为这时候选择棒料的话会导致大切削量从而导致材料的浪费。针对是大型零件，则要考虑设备的适用情况。通常情况下，可以采取自由锻或砂型铸造的手段。则针对中型或者小型零件，一般可以采取模锻。（3） 一般在产品试制阶段大多是使用锻件毛坯，因为在试制阶段，工艺和产品都需要进行后续的改进和优化。所以此时选择铸造毛坯就会导致资

18、源的浪费。因为铸造模具一般价值较高且修改空间不大，一旦需要改动尺寸，模具就只能报废，一种模具只可以铸出一种尺寸的毛坯，无法进行调整。这就限制了产品的更新以及对工艺和尺寸的调整，缺乏灵活性，不仅影响产品上市周期，还是对人力、资金和时间上的浪费HL（4）大多灯具制造企业都不会自己生产全部的零部件，往往都只会制造比较核心的几个零件，其余的采用外协的方式，然后灯具制造企业再进行最终的总装工序和质检工序，这样不仅减轻企业的重资产化，而且降低了企业运营风险，利于灵活应对市场变动和压力，从而达到利益最大化。（5）在毛坯和工艺相同的情况下，假设原材料不同，则产品的成本，最终的经济效益也是不同的。而在原材料相同

19、的情况下，不同的加工方式也会影响企业利润。随着制造业的飞速发展，近几年来出现的增材制造技术、注塑技术、精锻技术等先进制造工艺，与传统的车铳刨磨钻相比，大大提高了零件的生产效率，降低了生产成本，同时还提高了零件的加工精度。通过分析灯筒的零件图纸，可选材料为铝合金，由于零件成批生产，零件外形尺寸不大，铝合金具有良好的切削性能以及良好的表面质量，适用于外观件的加工。能保证零件的尺寸要求并且提高生产率和加工精度。图3.1灯筒零件图3.1.2 毛坯尺寸的确定(1)在进行加工的过程中，毛坯通过多个工序，逐渐制造得到最终的零件。此时，加工表面的金属层会被切掉，切掉的厚度即总加工余量。在通常情况下，总加工余量

20、是多个工序的金属层切掉厚度的总和。而单个工序所切掉的厚度即工序余量。在不同工序中，工序余量等于同一个表面的尺寸之差。而毛坯尺寸和零件尺寸之差称为毛坯余量。由于加工过程中有公差，所以实际切除的余量与理论计算得来的余量不一定相等。工序余量的基本尺寸Z数学计算式如下所示：针对被包容面：Z二上工序基本尺寸一本工序基本尺寸针对包容面：Z=本工序基本尺寸一上工序基本尺寸(2)在实践操作的过程中，为了提升加工制造的便捷性，提高生产效率，工序尺寸都基于“入体原则”来设置对应的极限偏差。因此，针对被包容面，此时的工序尺寸要以上偏差为零为标准。而针对包容面，工序尺寸要以下偏差为零为标准。Z=Zmin+7a(2.1

21、)Zmax=Z+Tb=Zmin+Ta+Tb(2.2)其中：Zmin一工序余量的最低值；Zmax工序余量的最高值;Ta上工序尺寸的公差；Tb本工序尺寸的公差。（3）通常情况下，零件尺寸、毛坯尺寸等往往都存在一定程度的偏差。因此，在具体生产制造的过程中，往往总加工余量，工序余量都是不断变化的，并不是固定的数值。因此，存在加工余量的最高值和最低值。基于对图3.2的分析，可以发现，加工余量的最低值等于前一个工序尺寸最小值和本工序尺寸最大值之差。而加工余量最高值等于为前一个工序尺寸的最大值和本工序尺寸的最小值之差。一般而言，工序加工余量是不断变化的，但是存在一个数值变化的区间，即前一个工序和本工序的工序

22、尺寸公差之和。通过分析零件设计图纸可知，需要加工的零件表面有灯筒左右端面、灯筒上下平面、灯筒内孔、灯筒左侧的槽、M6和42螺纹孔、两个直径8三的孔和两个宽度为11三的槽，各加工面毛坯余量如下：上下平面上下平面加工工艺为粗铳和精铳，根据上下平面表面粗糙度为1.6,设置粗铳的余量为3mm,精铳的余量为0.5如。由于灯筒左右两端表面粗糙度为12.5所以此处只安排粗铳一道加工工序，取粗铳余量为3加加。26孔的加工由于。26孔直径不是太大，所以在灯筒毛坯铸造时选择不铸造出底孔，先麻花钻钻出22孔，再镇孔至。26,所以。26直径方向不需要留加工余量。3.2 定位基准的选择(1)在选择粗基准的过程中，必须要

23、严格遵循以下这些原则：通常情况下，要将最重要的加工表面设置为粗基准。同时.，要严格控制和降低这一表面的加工余量；针对无需进行加工处理的表面，可以将其设置为粗基准；加工余量最低的表面，可以设置为粗基准。(2)在选择精基准时，要遵循以下这些原则：基准重合原则：将设计基准设置为定位基准；基准统一原则：使用同一组基准零件的尽可能多的表面；自为基准原则：加工余量小并且均匀，设置加工表面为定位基准；互为基准原则：处理两个位置精度要求高的表面，将其互相设置为基准；利于装夹原则：基准要有利于后期的安装，整体设计简单，操作的便捷性高。根据以上这些原则以及零件图中各尺寸的设计基准和零件表面间的相对位置精度要求：加

24、工右端面是以左端面为基准。3.3 制定工艺路线设定工艺流程时，必须要重点设计机械加工工艺路线。在此过程中，需要综合考虑多项影响因素，对各个细节进行确定。一般而言，要解决好这些常规的问题：确定不同加工表面的处理方式和工艺；设置清晰的加工阶段；规划不同工序的执行顺序；评估工序的合并与拆分。制定工艺的原则首要是保证加工出的零件尺寸精度满足图纸设计要求,其次还需要考虑加工效率、加工成本，一个比较合理的工艺路线可使企业效益最大化(1)工艺路线方案一:工序1：粗铳左侧面工序2：粗铳右侧面工序3：粗精铳上平面工序4：粗精铳下平面工序5：钻孔。22工序6：镇孔至26工序7：钻孔28工序8：钻攻螺纹孔6、2、M

25、4工序9：铳宽11/wn两槽(2)工艺路线方案二：工序1：粗精铳上平面工序2：粗精铳下平面工序3：粗铳左侧面工序4：粗铳右侧面工序5：钻孔022工序6：链孔至。26工序7：钻孔2-。8工序8：钻攻螺纹孔6、2、M4工序9：铳宽11加H两槽分析以上两种工艺路线可以发现，两者的区别在于灯筒的上下平面和左右端面的加工顺序不一样，工序一是先加工出灯筒左右端面再加工灯筒上下平面，而工艺路线二是先加工出灯筒上下平面后再加工出灯筒左右端面，由灯筒零件图我们可以发现灯筒上下平面的精度要求要比灯筒左右端面的精度要求高，所以在加工灯筒左右端面的时候，应该先以上下平面为粗基准，加工灯筒上下端面的时候。再以加工好的左

26、右端面为精基准,因此工艺路线一比较合理。3.4 工艺参数计算(1)钻孔28已知：加工材料HT200,b=200MPaf铸件。工艺标准;孔深8m孔径d=8加，通孔,冷却液使用乳化液。机床一一Z550型立式钻床。需要计算得到：切削用量；基本工时；刀具。选择钻头1、采取高速钢麻花钻头，直径盛=8mm。2、钻头形状：标准刀刃，后角的=12.2。、2。=120。、3=50。、。=29。、横刃长度b=1mm、弧面长度i=2mmo选择切削用量1、决定进给量/1基于加工需求来设定合理的进给量:可知HT200强度为=2OOMPa,do=08mm时,/=0.520.64mm/r。因为1/d=8/8=1,因此引孔深

27、修正系数左,=1.0,可得：f(0.520.64)X1mm/r=0.520.64nunr2基于钻头强度来确定进给量可得：b=200MPa,d0=8nwn时,对应的进给量=1.75nmro3基于机床进给机构强度来确定进给量可知强度q=200MPa,do=8nwn时，进给量f=2.0mmr4对这些不同方式所得的结果进行对比和分析，可以得出这样的结论，即进给量的数值变化区间是=0520.64nunr,基于Z550钻床说明书，可以将其数值设定为f=0.62mmr)5在此次加工中，处理的是通孔特征，因此在实践操作中，钻头有很大的几率出现折断，这就要求在孔快要穿通时，及时调整钻床的运行模式，即将自动进给模

28、式调整为手动进给模式。在确定机床进给机构强度时，要以进给量为标准，并综合考虑轴向力。可知，f=0.62mmr,do=8mm时，轴向力壮3450N0轴向力修正系数是1.0,因此可得：=3450iVo通过对Z550钻床说明书的查阅可以发现，最大轴向力/以二24520N,而外Fmaxf故/=0.62mm/r可用。2、决定钻头磨钝标准及寿命在盛=8mm的条件下，钻头后刀面最大磨损量0.6mm,寿命7=35min3、决定切削速度1由强度为=200MPa,ClO-8mm时，切削速度Ut=10mmin（,可得切削速度的修正系数：ktv=1.kmv=l.klv=l因此：V=vtkv=1011=10mmin10

29、0Ov100010,n=：=398rmind0782设置nc=425rmin,然而需要注意到的是，在具体加工的过程中，如果转数过高，则会直接影响刀具的使用寿命。因此，为了符合实际生产的需求，要对进给量进行控制，可以将其降低一级。因此，可得=0.4nnr,同时也可以采取较低的转数%=376rmin,同时使用/=0.62mmro这两种方案的对比如下：第一方案：f=0Ammrfnc=425r/minncf=4250.4mm/min=170mm/min第二方案：f=0.62mnr,nc=376rninncf=376X0.62mm/min=233mm/min3通过数据对比分析，可以发现，第二方案nJ的乘

30、积更大，基本工时也更低，因此更加符合需求。所以可得，f=062mmr,nc=376r/min4、检验机床扭矩及功率1、由/=0.62mmr,nc=376rnin时，扭矩n=17.85nmino根据Z550钻床说明书，当11c=376rm讥时，Znm=384N/m。可知：b=200MPQ,d0=8mm,f=0.62mrtvc=10?n/m）时，Pc=l.lkw2、通过Z550钻床说明书，可得：Pe=70.85=5.95/cw3、因此，可以得到这样的排序，即:McMn,PcPef4、所以采取的切削用量可用，f=0.62mm/r,n=nc=376rmin,vc10mmino计算基本工时其中，L=+y

31、+,I=IOw?7,查表可得具体的入切量，超切量的数值，因此y+=5mm。可得:0.62376min = 0.06tnin在加工时，要处理两个孔，因此实际的实践为0.12疝。钻孔022mm1、已知：加工材料HT200,b=200MPaf铸件。2、工艺标准：孔径d=22mm,孔深56nun,通孔，采取乳化液冷却。3、机床Z550型立式钻床。4、需要计算；刀具；切削用量；基本工时。选择钻头1、采取高速钢麻花钻头，直径d（）=22nm2、钻头形状为：标准刀刃，后角劭=12。、20=120。、4=50。、=29。、横刃长度b=InUn、弧面长度I=2mmo选择切削用量1、决定进给量了1基于加工标准来设

32、置进给量：可知，H7200强度z,=200MP,盛=22mm时,f=0.7-0.86mmr,l/d=56/22=2.55,因此，引入孔深修正系数l了=1.0,可得:f(0.760.86)X1mm/r0.70.86nmr2基于钻头强度来设置进给量可知，b=200MPa,d0=22mmt此时进给量/=1.75mm/ro3基于机床进给机构强度来设置进给量可得，强度为=200MPa,盛=22小小时，进给量为f=2.3mmr04分别得到了三种不同方式的进给量数据后，通过分别对比可以发现，限制条件是工艺要求，值为/=0.70.86血血/八根据2550钻床说明书，最终设置f=0.62mm/r.5因为通孔加工

33、的特殊性，在处理时往往有可能出现钻头折断的问题。为了避免该问题的出现，要在孔即将钻穿时，对运行模式进行调整，将原本自动进给模式转变为人为手动进给的模式。6针对机床进给机构强度，要基于进给量，轴向力等进行确定。可知：f0.62mmrtd=22mn时，轴向力壮=6080Vo轴向力的修正系数为l0,因此可得巴=6080No7基于Z550钻床说明书，最大轴向力4g=24520N,因此可以得出这样的排序，即吐及tax，所以/=062mmr符合标准要求。2、决定钻头磨钝标准及寿命取盛=22mm时，钻头后刀面最大磨损量为0.6，寿命T=35mino3、决定切削速度1取强度%=200MPa,do=22nm时，

34、切削速度%=13m/向九。切削速度的修正系数为：KTU=1、Km=1KW=I因此可得：V=vtk=13xlxl=13mminIOOOvTrdO1000 X 13 22=188.2rnm2基于对Z550钻床参数的分析，最终设置内=250rmin0同时，需要注意到的是,在制造的过程中，如果转速过高，在会影响刀具的使用寿命，因此必须要对进给量进行控制，可以将其降低一级，因此可得=0.4nnr此外，还可以降低转数，即%=185rmin,同时采取/=0.62mm/r。这两个方案的对比如下：第一方案：f=OAmm/r,nc=250rminncf=2500Ammmin=100mmmin第二方案：f=0.62

35、mm/r,nc185r/minncf=1850.62mmmin=114.7mmnin3通过对数据的对比分析,可以明显发现,相比而言,第二个方案的nJ的乘积更大，对应的工时更少，因此更加符合标准要求。所以可得，/=0.62mmrfnc=185r/min4、检验机床扭矩及功率1 由/=0.62mm/r,nc=185rnin时，扭矩=61.8/Vtno根据Z550钻床说明书，&=185r/min时，Mm=384.6/Vw0可得，h=200MP,d0=22mm,f=0.17mm/r,vc13nminf,PC=1.1/cwo2 基于Z550钻床说明书，Pe=70.85=5.95/cw。通过排序可得：MC

36、Mrn,Pc因此，所设置的切削用量符合要求，所以：f=0.62mm/r,nnc=185rmm,vc=13mmin计算基本工时其中，=/+y+,/=1(W，查表可得入切量，超切量的数值，因此y+=5m*=56+5mm=o.53mi九m0.62185(3)铳d=IlnUn槽1、已知：加工材料HT200,b=200MPa,铸件;2、工件尺寸一11x15.5平面；3、加工标准一一用标准硬质合金端铳刀铳削，加工余量为8mm；4、机床XA5032型立铳。5、需要计算：刀具切削用量基本工时选择刀具1采用YT15硬质合金刀片。2立铳刀直径6nm,铳削宽度心=Ilmm,铳刀直径d（）=6mm（3铳刀形状：kr=

37、60o,kre=30o,Kr=5。，劭=8。，0=10o,As=-15,A0=-5oo选择切削用量1、决定铳削深度与通过分析可知，加工余量较高。因此，必须要分别执行3次走刀内，并且单次走刀深度3如力所以可得：QP=ZI=3mm2、决定每齿进给量力为了有效提升进给量，采取的是不对称端铳。查阅手册可知，针对yri5,铳床功率为7.5kW因此可得：fz=0.250.4nun/z因为使用到的是不对称端铳，所以：fz=0.25mm/z3、选择铳刀磨钝标准及刀具寿命可知，铳刀刀齿后刀面最大磨损量为1.8机切；铳刀直径250加加，因此寿命7=WOmin04、决定切削速度%和每齿进给量力可知，当d（）=6mm

38、,ap=3mm1fz0.33mm/z时，=19mmin,nt=303rmin,Vft=27mmmin修正系数:KMD = KMn = KMU=1.0,Ksv=Ksn=Ksv=0.819故=匕K1;=191.0X0.8mmin=15.2m/minnntkn=303X1.0X0.8m/min=242.4r/minVfVftKvt=271.00.8m/min=21.6mmin基于XA5032型立式铳床说明书，可知TIC=300r/min,vfc=30mm/min所以，实际切削速度，每齿进给量如下；pd0n3.146300Vc=-m/min=5.65mminc10001000猿=华=30mm/z=0.

39、05mm/zc300x25、校验机床功率可知，当=200MP,a=6mm,ap4.2mm,d0=6mm,Z=2,UfC=30mmmin,近似为：Pcc=1.IZciv基于XA5032型立式铳床说明书，可得PCM=7.50.75kw=5.63kw因此，可以得出这样的排序，即外CUfC=30mm/minnc=30r/minvc=5.65m/min、fz=0.05mm/z计算基本工时1.%=五其中，L=+y+,1=15.5zn11o可得具体的入切量，超切量数值，即5nun,则1.=15.5+5=20.5mm,故1.20.5t7n=五=-nin=0.68min由于有两个槽需要加工，一个槽需要3次走刀，

40、所以该道工序时间为4.08”4通用性夹具设计4.1 工艺分析远程协同设计与制造技术是实现敏捷制造的重要方法和手段，它可以使产品设计与制造并行，及时地通过计算机网络进行。随着NC机床和加工中心在生产中的普遍使用，多品种中小批生产越来越受到重视，通用夹具成为开发的一个重点。由于设计信息和制造信息的复杂性、多样性，需要将不同CAD软件(如AUtOCAD、Pro/E、UG等)产生的设计信息远距离实现上载、下载和共享，应是首先要解决的问题。因此，将夹具的设计置于WEB上交流，建设起一个网站来实现基于WEB的夹具设计，是实现通用夹具的理想方式。4.2 建立夹具系统(1)夹具的系统构成本夹具系统构成是；设计

41、过程分析系统、夹具信息系统、工件信息系统、夹具设计规则系统和网络服务器系统。系统以交互式设计和自动装配为主要方法，并以网页形式发布设计结果，最终的追求是设计过程的自动化和智能化，系统的总体结构和功能如图4.1所示。图4.1系统的总体结构和功能(2)系统的总体设计特征以孔系列夹具设计为主，提供一套适合于铳加工中心上现有大部分零件的通用夹具辅助设计工具并能推广到一般零件的夹具设计上。系统可以提高通用夹具设计效率,促进通用夹具设计的标准化；系统提供零件、夹具元件的编码设置和管理功能。可以根据需要来制定和管理的零件库、夹具元件库和夹具库。可以根据设计习惯和经验来制定和管理设计规则库；系统界面中的零件、

42、夹具元件、夹具组件和夹具体的预览窗口都是三维立体预览窗口,可以任意放大缩小，旋转地来观察细节；系统可以将设计结果自动发布为三维动态装配仿真网页，并上传到Intenet网络0(3)系统的功能系统提供了友善的工作界面。在确定使用某种夹具、夹具元件和夹具组件之前，在系统的工作界面上预览其三维实体图形利于判断分析和选取合适的夹具元件、夹具组件或夹具体；系统中夹具库、组件库和元件库的界面上采用多页面板和树形列表的表达形式，将夹具、组件和元件分类表达，可以很方便地按类查找所需要的夹具、组件或元件；系统提供对零件、夹具、夹具组件和夹具元件分类编码的功能。分类和编码是可扩充可修改的,系统会将分类的结构在夹具库

43、、组件库和元件库的界面上以多页面板和树形列表的方式表达出来；系统提供对零件夹具夹具组件和夹具元件进行规则设定的功能，并且规则是可扩充和可修改的。系统会根据设定的规则，在设计过程中给予相应的辅助帮助或自动操作功能；系统提供了全面的网络功能。设计结果可以自动发布为网页并传送到网络上，系统也可从网络主服务器上获取知识信息的功能，实现了分布式系统的知识共享。4.3 系统模块的划分及作用系统共分为十大模块如图2所示。其中主模块主要是协调其他模块之间的工作和传递信息,录入工件的信息和设计的实例。装配和构造模块是以简洁的方式帮助设计者装配和调整夹具结构。夹具库模块是供查找、选取、预览夹具组件和调入夹具。规则

44、解释执行模块是解释和执行预先设定好的规则，包括对工件近似可用夹具的推荐规则、工件定位方法的推荐规则、夹具元件的装配规则和优选规则、夹具组件的装配规则和优选规则、夹具组件和夹具体的变形规则。夹具元件库模块是查找、选取、预览夹具元件和调人夹具元件。元件库管理模块是添加、删除和修改夹具元件的分类编码，管理夹具元件库目录添加、删除和修改夹具元件库，设定夹具元件的装配规则。组件库管理模块是添加、删除和修改夹具组件的分类编码，管理夹具组件库目录,添加、删除和修改夹具组件库，设定夹具组件的装配规则。夹具库管理模块是添加、删除和修改夹具的分类编码，管理夹具库目录，添加、删除和修改夹具库。网络模块是将设计结果发

45、布为网页并上传到网络主站上，与网络主站交流知识和讯息幽。主模块图4.2系统模块组成4.4 面向对象的决策规划设计采用面向对象的程序设计方法，就是模仿人们对实际零件的认识过程来进行系统分析与设计，直接反映人们求解问题的方法。规则知识库是设计专家系统中用来存放设计领域中的有关对象的专门规则知识，以及设计时规则知识提取方法的模块。这里着重分析决策规则，它描述的是夹具设计中的定位、夹紧原理和元件的选择、组装原理方面的知识。决策规则解决的是装夹规划、夹具元件、组件和夹具体的选用问题。设计中遇到歧路的时候，人们通常是有思维定向来加以判断选择的。比如对于回转体工件，通常就用外圆定位的方式;对于有工艺孔或工艺

46、耳的时候，又会重点考虑用一面两销或平面3-2-1定位。如果工件中有粗糙面的大内圆柱面，通常设计者会倾向于用三爪盘定位并夹紧。当多种状况同时出现时仕匕如又是回转体工件，又有工艺耳，又有大的内圆面等）,设计者就要将多种因素综合起来加以考虑，设计者考虑这个综合问题的时候，会将问题的各个方面分别加以评价，最后选取最优的方法。决策规则就是记录对问题各个方面的评价规则，然后系统根据这些评价规则来替代人脑的分析口纥规则1工件的信息已经设定为如下几类:主要外形特征、工艺结构、尺寸基准面特征和加工机床类别，它们都是分析工件定位方式这个问题的因素。规则2表1是工件信息的可选值，它们都是各个因素的可能状况。表4.1工件信息表主要外形特征工艺结构尺寸基准面特征加工机床类型回转体无平面立式加工中心长方体工艺销孔外圆柱面卧式加工中心叉形体工艺耳内圆柱面大型立式车床规则3设定评分为：倾向于使用、倾向于不使用、一定不使用、一定使用