【毕业设计】框架轴的加工工艺规程制定及加工钻3-Φ25圆盘孔的夹具毕业设计说明书

圆弧槽尺寸保证铣刀的直径为进行铣口，要求口宽，口两边厚为，两口之间厚为最后去毛刺，进行检验。

由已上分析可知该零件的加工难点分别为外圆，因为这几处外圆是用来装轴承的，起支承作用，它们对轴心线的同轴度要求均为。

端面上的三组的孔，它是用来装轴承和齿轮的，它虽然由钻模和镗模来保证，但所装的车齿要求啮合平稳可靠，所以对这三个孔，相对轴心线的位置要求为。

还有组是铣圆弧槽，因为圆弧槽壁太薄，它又是三个孔的位置处，在铣的过程中，很容易使口的两边向外凸起，所以对铣刀锋利，平整轻快，最后便是花键，因为该零件的最后输出转距是由花键不承担的，所以对它的尺寸精度和有效长度有较高的要求。

本章小结本章主要对零件的作用进行了分析，以方便我们了解零件，加深对该课题的理解。

同时对零件的工艺性进行了分析以方便接下了对工件工艺规程的规划和制定。

第章毛坯的确定和基准的选择毛坯毛坯材料的确定考虑到框架轴属于轴类零件，且结构形状比较复杂，工作时要承受很大的载荷，并经常要承受交变载荷，冲击载荷等，适用要求部分表面高硬度，高耐磨损。

生产类型属批量生产，所以该零件采用模锻毛坯，材料采用号钢较为适宜。

为了节省原材料，提高毛坯的精度，可采用模锻，并且毛坯经过模锻后，内部纤维对称于轴线，可以提高材料的强度，并且组织内部缺陷较少。

确定零件毛坯的制造形式先了解毛坯的定义根据零件或产品所要求的形状尺寸等而制成的供进步加工用的生产对象称为毛坯。

因此在制订本工艺规程时，必须要合理的选择毛坯，因为它影响到制造工艺和费用，还影响到机械加工工艺生产率和经济性。

它的种类的选择有以下几种轧制件。

铸件锻件焊接件其它毛坯，如冲压和塑料压制件等。

影响毛坯选择的因素零件材料的工艺性及对材料组织的要求。

零件的结构形状和外形尺寸。

零件对毛坯精度表面粗糙度和表面层性能的要求。

零件生产纲领的大小。

现有生产能力和发展前途。

通过对框架轴进行分析，加工材料要求其良好的综合力学性能和加工性。

对于本课题所给的框架轴，其外形简单，所以毛坯应该选择锻件，因为金属锻压有以下优点能改善金属内部组织，提高金属的力学性能节省金属材料，加工省时，易加工生产效率高。

毛坯的技术要求加工余量直径方向加工余量查知单边余量，选择。

长度方向加工余量查知单边余量，选择。

锻件的复杂参数锻件的复杂参数为式中为锻件的体积，为锻件的外廓包容体积。

经计算得锻件体积，锻件的外廓包容体积。

则计算得由所以锻件的复杂程度为级，为普通形状锻件。

锻件材质系数锻件材料为号钢，其平均含碳量为，是碳的质量分数小于碳素钢，合金元素含量在之间，因此该锻件材质系数为级。

分模线形状该毛坯属于圆柱轴类零件，故可选用平直对称分模线。

毛坯的形位公差根据锻件的重量分模线，锻件的材质系数和锻件的复杂系数知同轴度错差模向残留飞边长度偏差直径偏差模锻件加工面的直线度公差由于该锻件选择正火处理，所以查表知直线度公差要求是。

粗基准的选择在选择精基准时，选择原则为基准统原则互为基准原则自为基准原则保证共建定位稳定准确夹紧可靠，夹具结构简单，操作方便原则尽量使设计基准与定位基准重合，从而保证加工精度，满足设计要求。

由于该零件为轴类零件，所以选择毛坯的外圆表面作为粗基准来划两端面打两端的孔，这样就为以后的粗加工精加工确定了定位基准，即两中心孔。

然后以两端的中心孔作为粗车的基准来加工工件的外圆表面和端面。

精基准的选择精车外圆表面时以工件两端的中心孔作为精车外圆表面和工件端面的基准。

在在钻孔时按照互为基准的原则以工件的外表面作为作为钻孔与镗孔的基准，以此来保证孔的形位精度。

完成孔的加工后要以工件的外表面和工件两端的基准孔作为铣削加工的基准。

由于热处理会导致工件的变形因此在完成热处理工序后要研磨工件两端的基准中心孔，并且以此为标准作为以后磨削加工的基准。

本章小结本章主要对毛坯类型进行了确定，只有确定了工件所使用的毛坯的类型才能在后续工作中为实现加工工艺的编制和加工参数的确定奠定良好的先决条件。

同时按照基准重合原则和基准统原则对工件加工时所采用的粗基准和精基准进行了确定。

第章拟定机械加工工艺路线工艺规程概念原则及依据工艺规程概念工艺规程是规定产品或零部件制造工艺过程和操作方法等的工艺文件。

正确的工艺规程是在总结长期的生产实践和科学实验的基础上，依据科学理论和必要的工艺试验并考虑具体的生产条件而制订的。

制订工艺规程的原则制订工艺规程的基本原则是所制订的工艺规程应保证能在定生产条件下，以最高的生产率最低的成本可靠地生产出符合要求的产品。

为此，应尽量做到技术上先进，经济上合理，并且有良好的劳动条件。

另外还应做到正确统完整和清晰，所用的术语符号计量单位编号等都要符合有关的标准。

制定该课题框架轴的工艺路线，应当使零件的几何形状尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证，尤其要注意主要工作面和重要配合部位的尺寸要求和形位要求。

在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑采用万能性机床如车床铣床钻床等再配以专用夹具，并尽量使工序集中来提高生产率。

除此之外，还应当加工的考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降工艺路线的拟定是制定工艺规程的总体布局，其主要任务是选择各个表面的加工方法和加工方案。

确定各个表面的加工顺序以及整个工艺过程中工序数目的多少等。

拟订工艺路线的合理与否，不但影响到加工质量和生产率，而且影响到工人设备工艺装备及生产场地等的合理利用，从而影响生产成本。

因此工艺路线拟订之前，应详细的分析零件图采用遗传算法优化加工夹具定位和加紧位置夹具用来定位和束缚机械操作中的工件，减少由于对确保机械操作准确性的夹紧方案和切削力造成的工件和夹具的变形。

传统上，加工夹具是通过反复试验法来设计和制造的，这是个既造价高又耗时的制造过程。

为确保工件按规定尺寸和公差来制造，工件必须给予适当的定位和夹紧以确保有必要开发工具来消除高造价和耗时的反复试验设计方法。

适当的工件定位和夹具设计对于产品质量的精密度准确度和机制件的完饰是至关重要的。

从理论上说，夹具原则对于定位所有的轴类零件是很令人满意的。

该方法具有最大的刚性与最少量的夹具元件。

从动力学观点来看定位零件意味着限制了自由移动物体的六自由度三个平动自由度和三个旋转自由度。

在零件下部设置三个支撑来建立工件在垂直轴方向的定位。

在两个外围边缘放置定位器旨在建立工件在水平轴和轴的定位。

正确定位夹具的工件对于制造过程的全面准确性和重复性是至关重要的。

定位器应该尽可能的远距离的分开放置并且应该放在任何可能的加工面上。

放置的支撑器通常用来包围工件的重力中心并且尽可能的将其分开放置以维持其稳定性。

夹具夹子的首要任务是固定夹具以抵抗定位器和支撑器。

不应该要求夹子反抗加工操作中的切削力。

对于给定数量的夹具元件，加工夹具合成的问题是寻找夹具优化布局或工件周围夹具元件的位置。

本篇文章提出种优化夹具布局遗传算法。

优化目标是研究个二维夹具布局使工件不同位置上最大的弹性变形最小化。

程序以用于计算工件变形情况下夹紧力和切削力。

本文给出两个实例来说明给出的方法。

最近几年夹具设计问题受到越来越多的重视。

然而，很少有注意力集中于优化夹具布局设计。

和用计算变形量使设计准则要求的位点的工件变形最小化。

设计问题是确定支撑器位置。

和提出个方法就是使用线性编程技术合成动态编程条件中的夹具。

给出了使夹紧力和定位力最小化的解决方案。

和用非线性规划方法解决布局优化问题。

这个方法使工件位置误差最小化归于工件的局部弹性变形。

和开发出种启发式方法来计划最好的支撑和夹紧位置。

等人提出个几何推理的方法来确定最优夹紧点和任意形状工件的夹紧顺序。

和提出种夹具结构分析系统这个系统基于动态模型分析受限于时变加工负载的夹具工件系统。

本文也调查了夹紧位置的影响。

和提出夹具布局和夹紧力最优合成方法帮我们解释加工过程中的工件动力学。

本文提出个夹具布局和夹紧力优化结合的程序。

他们用接触弹性建模方法解释工件刚体动力学在加工期间的影响。

等人用验证夹具设计的完整性。

他们用方法。

提出优化分析。

等人通过力锁合优化与有限建模方法描述了建模优化夹具的分析与验证。

以上大部分的研究使用线性和非线性编程方式这通常不会给出全局最优解决方案。

所有的夹具布局优化程序开始于个初始可行布局。

这些方法给出的解决方案在很大程度上取决于初始夹具布局。

他们没有考虑到工件夹具布局优化对整体的变形。

已被证明在解决工程中优化问题是有用的。

夹具设计具有巨大的解决空间并需要搜索工具找到最好的设计。

些研究人员曾使用解决夹具设计及夹具布局问题。

等人用和神经网络设计夹具。

已经将用于支撑位置的优化。

等人提出基于优化方法的，它采用空间坐标来表示夹具元件的位置。

夹具布局优化程序设计的实现是使用和遗传算法工具箱。

和用于模型。

等人提出些结果关于个广泛调查不同优化方法的相对有效性。

他们的研究表明连续遗传算法提出了最优质的解决方案。

和使用遗传算法确定了夹具设计最优配置的金属片。

已经用于适应度值评价。

提出自动选择最佳夹子和夹钳的数目以及它们在金属片整合的夹具中的最优位置。

和开发了种夹具布局优化技术，它是利用遗传算法找到了夹具布局，由于整个刀具路径中的夹紧力和加工力使加工表面变形量最小化。

通过节点编号使定位器和夹具位置特殊化。

个内置的有限元求解器研制成功。

些研究没考虑到整个刀具路径的优化布局以及磨屑清除。

些研究采用节点编号作为设计参数。

在本研究中，开发工具用于寻找在二维工件中的最优定位器和夹紧位置。

使用参考边缘的距离作为设计参数而不是用节点编号。

真正编码遗传算法的染色体的健康指数是从结果中获得的。

用于计算。

用染色体文库的方法是为了减少解决问题的时间。

用两个问题测试已开发的遗传算法工具。

给出的两个实例说明了这个开发的方法。

本论文的主要贡献可以概括为以下几个方面开发了遗传算法编码结合商业有限元素求解遗传算法采用染色体文库以降低计算时间使用真正的设计参数，而不是有限元节点数字当工具在工件中移动时考虑磨屑清除工具。

遗传算法最初由开发。

出版了本书，解释了这个理