第一篇：機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)任務(wù)說明

機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)

題目：XXX 零件的機(jī)械加工工藝及XXX夾具設(shè)計(jì)

說明：

生產(chǎn)類型為：中批生產(chǎn)；對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，制訂出工藝規(guī)程；對(duì)其某一道工序設(shè)計(jì)出專用夾具一套。

要求：

編寫設(shè)計(jì)說明書一份，不少于30頁：制定工藝卡片，畫出被加工零件的工作圖，畫出專用夾具的裝配圖和其中的兩個(gè)主要零件圖。設(shè)計(jì)說明書格式：

1、內(nèi)容摘要

2、目錄

3、前言

4、XXX零件的機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)

(1)零件結(jié)構(gòu)工藝性分析

(2)工藝路線擬訂及論證

(3)制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程

5、XXX（專用）夾具設(shè)計(jì)

(1)針對(duì)某道工序進(jìn)行加工質(zhì)量分析，擬訂并論證定位方案；

(2)專用夾具總體方案設(shè)計(jì)與論證；

(3)定位誤差分析；

6、結(jié)束語

7、參考文獻(xiàn)

主要參考資料：

1、《金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》機(jī)械工業(yè)出版社

2、《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》國防工業(yè)出版社、上?？萍汲霭嫔?/p>

3、《工藝員手冊(cè)》機(jī)械工業(yè)出版社

4、《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》上海科技出版社

5、《機(jī)床夾具圖冊(cè)》機(jī)械工業(yè)出版社、貴州科技出版社

6、《機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》張進(jìn)生主編，機(jī)械工業(yè)出版社

7、《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》

8、《機(jī)械制造工藝學(xué)》

9、《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》

第二篇：機(jī)械制造工藝及夾具課程設(shè)計(jì)

目 錄

設(shè)計(jì)任務(wù)書???????????????????(1)

一、零件的分析???????????????(2)1.1 零件的作用 1.2 零件的工藝分析

二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)??????????????(4)2.1 定位基準(zhǔn)的選擇 2.2 重點(diǎn)工序的說明 2.3 制訂工藝路線 2.4 機(jī)械加工余量的確定 2.5 確定切削用量及基本工時(shí)

三、夾具設(shè)計(jì)????????????????(14)3.1 問題的提出 3.2 夾具設(shè)計(jì)

四、參考文獻(xiàn)????????????????(17)

五 心得體會(huì)?????????????????（18）

機(jī)械制造工藝及夾具課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

設(shè)計(jì)題目： “CA6140車床撥叉零件”機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具

生產(chǎn)綱領(lǐng):年產(chǎn)量為5000件

設(shè)計(jì)內(nèi)容：1.零件圖一張

2.毛坯圖一張

3.機(jī)械加工工藝過程 工序卡片一張

4.機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 每人一套

5．夾具零件圖一張

6.課程設(shè)計(jì)說明書一份

23456

采用高速三面刃銑刀，dw=175mm,齒數(shù)Z=16。

ns=1000?v1000?0.35==0.637r/s(38.2r/min)3.14?175π?dw按機(jī)床選取nw=31.5r/min=0.522r/s（表4—17）

π?dw?ns 故實(shí)際切削速度ν==0.29m/s

1000切削工時(shí)

l=75mm，l1=175mm，l2=3mm tm= 2）粗銑右端面

粗銑右端面的進(jìn)給量、切削速度和背吃刀量與粗銑左端面的切削用量相同。

切削工時(shí)

l=45mm，l1=175mm，l2=3mm tm= 3）精銑左端面

αfl?l1?l275?175?3= =121.2s=2.02min

nw?αf?Z0.522?0.25?16l?l1?l245?175?3= =106.8s=1.78min

nw?αf?Z0.522?0.25?16=0.10mm/Z(表3-28)ν=0.30m/s（18m/min）(表3-30)采用高速三面刃銑刀，dw=175mm,齒數(shù)Z=16。

ns=1000?v1000?0.30==0.546r/s(32.76r/min)3.14?175π?dw按機(jī)床選取nw=31.5r/min=0.522r/s（表4—17）

π?dw?ns 故實(shí)際切削速度ν==0.29m/s

1000切削工時(shí)

l=75mm，l1=175mm，l2=3mm

tm=

l?l1?l275?175?3= =302.92s=5.05min

nw?αf?Z0.522?0.10?16工序Ⅱ：鉆、擴(kuò)花鍵底孔 1）鉆孔? 20㎜

f=0.75mm/r·Klf=0.75×0.95=0.71㎜/s(表3—38)ν=0.35m/s（21m/min）（表3—42）s=1000?vπ?d=1000?0.35=5.57r/s(334r/min)w3.14?20按機(jī)床選取 nw=338r/min=5.63r/s 故實(shí)際切削速度 ν=π?dw?ns1000=0.35m/s 切削工時(shí) l=80mm，l1= 10mm，l2=2mm tm=l?l1?l280?10?2n= w?f5.63?0.71=23s（0.4min）2）擴(kuò)孔? 22㎜ f=1.07(表3—54)ν=0.175m/s（10.5m/min）1000?v1000?0.s=π?d=175w3.14?22=2.53r/s(151.8r/min)按機(jī)床選取 nw=136r/min=2.27r/s 故實(shí)際切削速度 ν=π?dw?ns1000=0.16m/s 切削工時(shí) l=80mm，l1= 3mm，l2=1.5mm t1?l2m=l?ln= 80?3?1.5=35s w?f2.27?1.07（0.6min）

n

n

工序Ⅲ：倒角1.07×15?

f=0.05㎜/r(表3—17)ν=0.516m/s（參照表3—21）ns=1000?vπ?d=1000?0.516=6.3r/s(378r/min)w3.14?26 按機(jī)床選取 nw=380r/min=6.33r/s 切削工時(shí) l=2.0mm，l1= 2.5mm，tm=l?l1n= 2.0?2.5=14s（w?f6.33?0.050.23min）

工序Ⅳ：拉花鍵孔

單面齒升 0.05㎜（表3—86）v=0.06m/s（3.6m/min）（表3—88）

切削工時(shí)（表7—21）th?l???Km=1000?v?S

z?Z式中：

h——單面余量1.5㎜（由? 22㎜—? 25㎜）； l——拉削表面長度80㎜；

?——考慮標(biāo)準(zhǔn)部分的長度系數(shù)，取1.20； K——考慮機(jī)床返回行程的系數(shù)，取1.40； V——切削速度3.6m/min； Sz——拉刀同時(shí)工作齒數(shù) Z=L/t。t——拉刀齒距，t=(1.25—1.5)L=1.3580=12㎜

? Z=L/t=80/12?6齒

? t1.5?80?1.20?1.40m=1000?3.6?0.06?6=0.15min(9s)工序Ⅴ：銑上、下表面 1）粗銑上表面的臺(tái)階面

αf=0.15mm/Z(表3-28)

ν=0.30m/s（18m/min）(表3-30)采用高速三面刃銑刀，dw=175mm,齒數(shù)Z=16。

n?v1000?0.30s=1000π?d=w3.14?175=0.546r/s(33r/min)按機(jī)床選取nw=30r/min=0.5r/s（表4—17）

故實(shí)際切削速度ν=π?dw?ns1000=0.27m/s 切削工時(shí)

l=80mm，l1=175mm，l2=3mm tl?l1?l2m=

n= 80?175?3w?αf?Z0.5?0.15?16=215s=3.58min 2）精銑臺(tái)階面 αf=0.07mm/Z(表3-28)ν=0.25m/s（18m/min）(表3-30)采用高速三面刃銑刀，dw=175mm,齒數(shù)Z=16。n1000?v1000?0.25s=

π?d=w3.14?175=0.455r/s(33r/min)按機(jī)床選取nw=30r/min=0.5r/s（表4—17）

故實(shí)際切削速度ν=π?dw?ns1000=0.27m/s 切削工時(shí)

l=80mm，l1=175mm，l2=3mm tl?l1?l280?175?m=

n= 3w?αf?Z0.5?0.07?16=467s=7.7min）粗銑下表面保證尺寸75㎜

本工步的切削用量與工步1）的切削用量相同

112

三 夾具設(shè)計(jì)

3.1 問題的提出

為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證加工質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，需要設(shè)計(jì)專用夾具 經(jīng)過與指導(dǎo)老師協(xié)商，決定設(shè)計(jì)銑30x80面的銑床夾具。

3.2 夾具設(shè)計(jì)

1．定位基準(zhǔn)的選擇

由零件圖可知，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為花鍵孔中心線和工件的右加工表面（A）為定位基準(zhǔn)。因此選用工件以加工右端面（A）和花鍵心軸的中心線為主定位基準(zhǔn)。1．切削力和夾緊力計(jì)算

(1)刀具： 高速鋼端銑刀 φ30mm z=6 機(jī)床： x51W型立式銑床

由[3] 所列公式 得 F?CFapXFqVyufzzaeFzwFd0n

查表 9.4—8 得其中： 修正系數(shù)kv?1.0

CF?30 qF?0.83 XF?1.0

yF?0.65 uF?0.83 aP?8 z=24 wF?0

代入上式，可得 F=889.4N

因在計(jì)算切削力時(shí)，須把安全系數(shù)考慮在內(nèi)。

安全系數(shù) K=K1K2K3K4 其中：K1為基本安全系數(shù)1.5 K2為加工性質(zhì)系數(shù)1.1 K3為刀具鈍化系數(shù)1.1 K4 為斷續(xù)切削系數(shù)1.1 所以 F??KF?1775.7N

2.定位誤差分析

由于30x80面尺寸的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)重合，故軸向尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。徑向尺寸無極限偏差、形狀和位置公差，故徑向尺寸無基準(zhǔn)不重合度誤差。即不必考慮定位誤差，只需保證夾具的花鍵心軸的制造精度和安裝精度。3．夾具設(shè)計(jì)及操作說明

如前所述,在設(shè)計(jì)夾具時(shí),應(yīng)該注意提高勞動(dòng)率.為此,在螺母夾緊時(shí)采用開口墊圈,以便裝卸,夾具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有正確的安裝位置,以利于銑削加工。結(jié)果，本夾具總體的感覺還比較緊湊。

夾具上裝有對(duì)刀塊裝置，可使夾具在一批零件的加工之前很好的對(duì)刀（與塞尺配合使用）；同時(shí)，夾具體底面上的一對(duì)定位鍵可使整個(gè)夾具在機(jī)床工作臺(tái)上有一正確的安裝位置，以有利于銑削加工。銑床夾具的裝配圖及夾具體零件圖分別見附圖中。

四、參考文獻(xiàn)

1.切削用量簡明手冊(cè),艾興、肖詩綱主編,機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年 2.機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)，李益民主編，機(jī)械工業(yè)出版社出版，1994年 3.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)軟件版V1.0，機(jī)械工業(yè)出版社，2004 4.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)，劉品 劉麗華主編，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社出版，2001年1月

5.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海工業(yè)大學(xué)主編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1983年

6.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)，東北重型機(jī)械學(xué)院、洛陽工學(xué)院、一汽制造廠職工大學(xué)編，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，1990年

7.機(jī)械工程手冊(cè) 第8、9卷，機(jī)械工程手冊(cè)、電機(jī)工程手冊(cè)編委會(huì)，機(jī)械工業(yè)出版社出版，1982年

8.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)，上海科學(xué)技術(shù)出版社，1981年10月 9.機(jī)械工藝裝備設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)，李慶壽主編，寧夏人民出版社出版，1991年 10.機(jī)械制造工藝學(xué)，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997年

11.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)，秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1998年 12.機(jī)械制造工藝學(xué)習(xí)題集，陳榕王樹兜主編，福建科學(xué)技術(shù)出版社出版，1985年

13.機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，趙家齊主編，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社出版，2002年

14.金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 第二版，浦林祥主編，機(jī)械工業(yè)出版社出版，1995年12月

15.機(jī)械零件手冊(cè)，天津大學(xué)機(jī)械零件教研室編，人民教育出版社出版，1975年9月

五 心得體會(huì)

為期三周的工藝、夾具課程設(shè)計(jì)結(jié)束，回顧整個(gè)過程，我覺得受益匪淺。課程設(shè)計(jì)作為《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》課程的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，使理論與實(shí)際更加接近，加深了理論知識(shí)的理解，強(qiáng)化了生產(chǎn)實(shí)習(xí)中的感性認(rèn)識(shí)。

本次課程設(shè)計(jì)主要經(jīng)過了兩個(gè)階段。第一階段是機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，第二階段是專用夾具設(shè)計(jì)。第一階段中本人認(rèn)真復(fù)習(xí)了有關(guān)書本知識(shí)學(xué)會(huì)了如何分析零件的工藝性，學(xué)會(huì)如何查有關(guān)手冊(cè)，選擇加工余量、確定毛坯類型、形狀、大小等，繪制出了毛坯圖。為了可以更深刻清楚的完成本次課程設(shè)計(jì)向老師請(qǐng)教了很多關(guān)于夾具方面的知識(shí)，而且自己也參閱了很多夾具設(shè)計(jì)的資料。又根據(jù)毛坯圖和零件圖構(gòu)想出兩種工藝方案，比較確定其中較為合理的工藝方案來編制工藝。其中運(yùn)用了基準(zhǔn)選擇、切削用量選擇計(jì)算、時(shí)間定額等方面的知識(shí)。還結(jié)合了我們生產(chǎn)實(shí)習(xí)中所看到的實(shí)際情況選定設(shè)備，填寫了工藝文件。夾具設(shè)計(jì)階段，運(yùn)用工件定位、夾緊及零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面知識(shí)。

通過這次設(shè)計(jì)，我基本掌握了一個(gè)中等復(fù)雜零件的加工過程分析、工藝文件的編制、專用夾具的設(shè)計(jì)的方法和步驟等。學(xué)會(huì)查閱手冊(cè)，選擇使用工藝設(shè)備等。

總的來說，這次設(shè)計(jì)，使我在基本理論的綜合運(yùn)用以及正確解決實(shí)際問題等方面得到了一次較好的訓(xùn)練。提高了我獨(dú)力思考問題、解決問題創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，為以后的設(shè)計(jì)工作打下了較好的基礎(chǔ)。

由于自己能力有限，設(shè)計(jì)中還有很多不足之處，懇請(qǐng)老師、同學(xué)批評(píng)指正。

第三篇：機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)法蘭說明書

前言

機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)使我們學(xué)完了機(jī)械制造技術(shù)，機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)，機(jī)械制造工藝學(xué)等課程，進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)之后，所進(jìn)行的一個(gè)重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其主要目的是讓學(xué)生不所學(xué)的工藝?yán)碚摵蛯?shí)踐知識(shí)在實(shí)踐的工藝，夾具設(shè)計(jì)中綜合地加以應(yīng)用，進(jìn)而得以加深和發(fā)展，提高學(xué)生分析和解決生產(chǎn)實(shí)際問題的能力，為以后搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)和從事工作奠定了一定基礎(chǔ)。通過本次課程設(shè)計(jì)，我們?cè)谙率龇矫婵梢缘靡藻憻挘?/p>

1)能熟練的運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)及相關(guān)課程的基本理論，以及在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中所學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，正確的分析和解決一個(gè)零件在加工中的定位，加緊和工藝路線地合理擬定等問題，從而保證零件制造的質(zhì)量，生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。

2)通過夾具的工藝，進(jìn)一步提高了我們的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力，你能夠根據(jù)被加工零件的加工要求設(shè)計(jì)出高效省力，既經(jīng)濟(jì)合理有能保證質(zhì)量的夾具。

3)進(jìn)一步提高我們的計(jì)算設(shè)計(jì)制圖能力，能比較專業(yè)熟練地查閱和使用各種技術(shù)資料。

4)在設(shè)計(jì)制造中培養(yǎng)我們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和獨(dú)立的工作能力。在設(shè)計(jì)中，由于理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中的不妥之處，敬請(qǐng)老師批評(píng)指正。

一、零件的分析

（一）零件的功用：

機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)我們組的零件是法蘭，法蘭的種類很多，用途也很廣。法蘭的一端可以是封閉的，用于變速箱用于變速箱主軸側(cè)面，阻止外界灰塵進(jìn)入箱體內(nèi)，也可用于固定軸承，起到軸向定位的作用，本例中的法蘭，其內(nèi)部有M90?1.5的螺紋可以起到定位軸的零件作用，外圓?110?0.036?0.071和一端面均有Ra=1.6的配合要求，?9和4-?5.5起到固定法蘭的作用。

（二）零件的工藝分析：

由零件圖可以看出，該法蘭的結(jié)構(gòu)不是很復(fù)雜，加工表面也不多，加工精度要求也不大，但主要注意其位置精度要求。下面將主要表面分為四部分，見圖1-1。

1、以內(nèi)孔為中心的一組加工面：

這組加工面包括：?94孔、M90?1.5螺紋孔及其倒角。

2、以外圓為中心的一組加工面：

這組加工面包括：?110?0.071外圓、?134及其倒角。

3、以?120?0.1定位的兩個(gè)孔 這組加工面包括：?9孔和4-?5.5孔。

4、左右端面：

這組加工面包括：?9的端面和4-?5.5表面的端面和面。

以上各表面的主要技術(shù)要求如下：

0.036?110??0.071?0.036的端

1、?94孔的表面粗糙度為Ra=3.2，M90?1.5螺紋的表面粗糙度為Ra=3.2。

2、外圓0.036?110??0.071mm的Ra=1.6，同軸度要求為0.02，倒角為1?45°，?134mm表面粗糙度為Ra=3.2。3、4-?5.5mm的端面與軸心線有位置0.02mm的要求。其Ra為1.6。

4、孔4-?5.5mm和?9mm。

零件要求調(diào)質(zhì)HRC30~45，其坯重為2.2kg。

由分析可知，四組加工表面可以選擇其中一組表面為粗基準(zhǔn)進(jìn)行加工，然后再以加工過的表面為精基準(zhǔn)加工其他各組表面，并保證他們之間的相互位置精度。

二、零件的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)

（一）確定零件的生產(chǎn)類型：

零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為：N=Q2n（1+a%）（1+b%）(件/年)其中，產(chǎn)品年產(chǎn)量Q為臺(tái)/年, 每臺(tái)產(chǎn)品中該零件的數(shù)量為n件/臺(tái)，零件備品率為a%，零件廢品率為b%。從初始資料和計(jì)算結(jié)果可知，該零件為中批生產(chǎn)。

（二）確定零件毛坯的制造形式：

零件為45鋼，在工作時(shí)法蘭在某些場面要經(jīng)常正反轉(zhuǎn)，與接觸表面受摩擦作用，所以零件在工作過程中受到交變載荷和沖擊載荷，要求有較高的強(qiáng)度，因此應(yīng)該選擇鍛件毛坯。由于零件的輪廓尺寸不3 大，生產(chǎn)綱領(lǐng)達(dá)到中批生產(chǎn)水平，可以采用模鍛成型，這對(duì)于提高生產(chǎn)率，減少切削加工的勞動(dòng)量，保證加工精度，都是有利的。

(三)擬定零件的機(jī)械加工工藝路線：

1、定位基準(zhǔn)的選擇：

定位基準(zhǔn)的選擇是擬定零件的機(jī)械加工路線，確定加工方案中首先要做的重要工作?；孢x擇正確、合理與否，將直接影響工件的技工質(zhì)量和生產(chǎn)率。在選擇定位基準(zhǔn)時(shí)，需要同時(shí)考慮一下三個(gè)問題：（1）以哪一個(gè)表面作為加工時(shí)的精基面或統(tǒng)一基準(zhǔn)，才能保證加工時(shí)精度，使整個(gè)機(jī)械加工工藝過程順利地進(jìn)行。（2）為加工上述精基面或統(tǒng)一基準(zhǔn)，應(yīng)采用哪一個(gè)表面作為精基面。

（3）是否有個(gè)別工序?yàn)榱颂厥獾募庸ひ?，需要采用統(tǒng)一基準(zhǔn)以外的精基面。

另外，我們還應(yīng)從粗精基準(zhǔn)選擇的基本原則為出發(fā)點(diǎn)：

a．“基準(zhǔn)重合”原則。應(yīng)盡量選擇被加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)。

b.“基準(zhǔn)統(tǒng)一”原則。應(yīng)選擇多個(gè)表面加工都能使用的表面作為基準(zhǔn)。

c.“互為基準(zhǔn)”原則。當(dāng)兩個(gè)表面相互位置精度和其自身尺寸及形狀精度都要求很高時(shí)，可互為基準(zhǔn)，反復(fù)進(jìn)行加工。

d.“自為基準(zhǔn)”原則。在光整加工或某些精加工工序中，要求余量小且均勻，應(yīng)盡量選擇加工表面本身作為基準(zhǔn)。

2、粗基準(zhǔn)選擇：

a.如果必須保證工件某重要表面的余量均勻，應(yīng)選擇該表面作為粗基準(zhǔn)。

b.應(yīng)選擇加工余量最小的表面作為粗基準(zhǔn)。

c.應(yīng)盡量選擇與加工表面的位置精度要求較高的非加工面為粗基準(zhǔn)。

d.選作粗基準(zhǔn)的表面，應(yīng)盡可能平整光潔，不能有飛邊。澆冒口及其他缺陷，以保證定位準(zhǔn)確可靠。.e.粗基準(zhǔn)一般只使用一次，不再重復(fù)使用。

精基面選擇：根據(jù)精基面的選擇原則。選擇精基面時(shí)，首先應(yīng)考慮基準(zhǔn)重合問題，即在可能的情況下，應(yīng)盡量選擇螺紋孔和端面作為精基準(zhǔn)。根據(jù)該工件的特點(diǎn)和加工要求，選擇螺紋孔和端面作為精基面。加工?110?0.036?0.071mm，?94mm，?134mm，20mm，5mm，120?0.1mm等主要尺寸以螺紋孔和右端面作為精面。這樣才能實(shí)現(xiàn)同軸度和位置的要求。對(duì)于4??5.5mm有相互位置要求，加工笫一個(gè)孔時(shí)應(yīng)以螺紋孔和右端面為精基準(zhǔn)。其余三個(gè)孔應(yīng)以螺紋孔和已加工出的孔作為精基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)周向定位。

粗基面選擇：為了加工出上述精基面，很顯然，應(yīng)以外圓和一個(gè)端面作為粗基面，鏜，半精鏜內(nèi)孔。

零件各表面加工方法和方案的選擇，首先要保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求，另外還需考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)方面的要求，在選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)各種加工方法的特點(diǎn)及其經(jīng)濟(jì)加工精度和表面粗糙5 度，結(jié)合零件的特點(diǎn)和技術(shù)要求，慎重決定。

該工件毛壞經(jīng)模鍛成型，根據(jù)表2-9得知孔已鍛出?！督饘偌庸すに嚰肮ぱb設(shè)計(jì)》黃如林主編。其各表面加工方法選擇如下：

?94mm孔，M90?1.5螺紋孔

粗鏜——精鏜；

各外圓表面

粗車——精車；

?9mm，4??5.5mm

鉆——鉸；

螺紋孔

車螺紋。

M90?1.5mm3、零件各表面加工順序的確定：

1）加工階段的劃分：為達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求，該法蘭盤的加工可分為如下三個(gè)加工階段：

a.粗加工階段：車外圓，端面，內(nèi)孔；

b.半精加工階段：以精車后為主要精基準(zhǔn)，精車，外圓，端面；

c.精加工階段：以端面和?9孔定位，加工另外三個(gè)孔。

對(duì)于精度要求很高，表面粗糙度參數(shù)值要求很?。↖T6及IT6以上，Ra?0.02?m）的零件，還需要專門精度和減小表面粗糙度為主，一般不用糾正形狀精度和位置精度。

2）加工工序的安排：

a.機(jī)械加工順序的安排：根據(jù)機(jī)械加工順序安排時(shí)應(yīng)遵循的原則，考慮到該工件的具體特點(diǎn)，先安排外圓，端面，內(nèi)孔的加工。由于螺紋內(nèi)孔是主要精基準(zhǔn)，又由于車螺紋后作為定位基準(zhǔn)，會(huì)破壞螺紋，須以精加工后的未車螺紋之前的內(nèi)孔作為主要精基準(zhǔn)，精車外圓，端面，然后加工出一個(gè)孔，最后加工出四個(gè)孔。b.熱處理工序的安排：由于毛坯為模鍛件，在機(jī)械加工之前，首先安排正火處理，以消除鍛造應(yīng)力，改善切削性能。在粗加工后，安排第二次熱處理——調(diào)質(zhì)處理，以獲得均勻細(xì)致的回火索氏體，提高零件的綜合力學(xué)性能。

c.輔助工序安排：檢驗(yàn)工序：在熱處理工序后安排中間檢驗(yàn)工序，最后安排終結(jié)檢驗(yàn)工序。在終檢前應(yīng)安排清洗工序，最后將零件油封，入庫。

3）工序的組合：

在確定加工順序后，根據(jù)該工件的生產(chǎn)規(guī)模以及工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與技術(shù)條件，為了盡可能地減少工件的安裝次數(shù)，在一次安裝中加工多個(gè)表面，以便于保證高的表面相互位置精度，考慮使用通用機(jī)床配以專用夾具，并采用工序集中的原則來組合工序。

工序集中和分散各有特點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，技術(shù)要求，現(xiàn)場的生產(chǎn)條件和產(chǎn)品的發(fā)展情況來綜合考慮。一般情況下，單件小批生產(chǎn)適于采用工序集中的原則。而大批量生產(chǎn)則可以集中，也可以分散。由于數(shù)控機(jī)床，加工中心，柔性制造系統(tǒng)等的發(fā)展，今后發(fā)展趨向于采用工序集中且柔性較高的原則來組織生產(chǎn)。

零件法蘭由于是中批生產(chǎn)，又考慮到該零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選用通用機(jī)床配以夾具，這樣得到零件的工藝路線如下：

（1）下料；（2）鍛造毛坯；（3）正火；（4）粗車小端外圓，端面，鏜孔及倒角；（5）粗車大端外圓，端面，鏜孔及倒角；（6）調(diào)質(zhì)處理；（7）檢驗(yàn)；

（8）精車各檔外圓，端面，倒角，攻螺紋；（9）鉆?5.5mm孔，锪?5.5mm孔直到?9mm；（10）清洗；（11）檢驗(yàn)；（12）油封，入庫。

以上工藝過程詳見機(jī)械加工工藝過程卡和工序卡片。

（四）確定加工余量：

合理選擇加工余量對(duì)零件的加工質(zhì)量和整個(gè)工藝過程的經(jīng)濟(jì)性都有很大影響。余量過大，則浪費(fèi)材料及工時(shí)，增加機(jī)床和刀具的消耗；余量過小，則不能去掉加工前存在的誤差和缺陷層，影響加工質(zhì)量，造成廢品。所以合理確定加工余量是一項(xiàng)很重要的工作。故應(yīng)在保證在保證加工質(zhì)量的前提下盡量減少加工余量。確定工序加工余量的方法有以下三種：

1）分析計(jì)算法； 2）查表修正法； 3）經(jīng)驗(yàn)估算法。

工藝路線確定后，就要計(jì)算各個(gè)工序加工時(shí)所應(yīng)能達(dá)到的工序尺寸及其公差的確定與工序余量的大小，工序尺寸的標(biāo)注方法，基準(zhǔn)選8 擇中間工序安排等密切相關(guān)，是一項(xiàng)繁瑣的工作，但就其性質(zhì)和特點(diǎn)而言，一般可以歸納為以下兩大類：

a.在工藝基準(zhǔn)不變的情況下，某表面本身各次加工工序尺寸的計(jì)算。對(duì)于這類簡單的工序尺寸，當(dāng)決定了各工序間余量和工序所能達(dá)到的加工精度后，就可計(jì)算各工序的尺寸和公差。計(jì)算順序是從最后一道工序開紿，由后向前推。

b.基準(zhǔn)不重合時(shí)工序尺寸的計(jì)算。在零件的加工過程中，為了加工和檢驗(yàn)方便可靠或由于零件表面的多次加工等原因，往往不能直接采用設(shè)計(jì)

毛坯圖1-2 9 基準(zhǔn)作定位基準(zhǔn)，出現(xiàn)基準(zhǔn)不重合的情況。形狀較復(fù)雜的零件在加工過程中需要多次轉(zhuǎn)換定位基準(zhǔn)，這時(shí)工藝尺寸的計(jì)算就比較復(fù)雜，應(yīng)利用尺寸鏈原理進(jìn)行分析和計(jì)算，并對(duì)工序間余量進(jìn)行必要的驗(yàn)算，以確定工序尺寸及其公差。

機(jī)械加工余量對(duì)工藝過程有一定的影響，余量不夠，不能保證零件的加工質(zhì)量，余量過大，增加機(jī)械加工勞動(dòng)量，而且增加了材料。刀具能源的消耗，從而增加了成本，所以必須合理安排加工余量。

根據(jù)零件毛坯條件：材料為45鋼，硬度為HRC30-45，生產(chǎn)類型為中批生產(chǎn)，采用在鍛模毛坯。

1、本設(shè)計(jì)采用查表修正法和經(jīng)驗(yàn)估計(jì)法相結(jié)合確定各加工表面的機(jī)械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸。

（1）外圓表面加工余量

小端外圓長度7.5mm，加工表面公差等級(jí)為IT6-IT8，表面粗糙度Ra1.6，故鍛造時(shí)外徑加工余量按f110外圓查表得：精車?110?0.036?0.071，2Z=1.2；精車可以達(dá)到該公差等級(jí)，按照“入體原則”，粗車?111.22Z=5.8；毛坯?117?2，2Z=7±2。

0?0.63（2）軸向長度方向加工余量，左、右端面及中間臺(tái)階面的加工。余量查表得Z=3±1，故毛坯總長為26±2mm，小端臺(tái)階長為13.5±2mm。

（3）內(nèi)孔表面加工余量。工件內(nèi)孔為螺紋孔和光孔。由于?94和?90相差較小，故鍛造時(shí)取統(tǒng)一內(nèi)徑，加工余量按?94內(nèi)孔查表得：車螺紋M9031.5，2Z=0.2；精鏜內(nèi)孔?88.376，2Z=0.8；精鏜內(nèi)孔?86，10 2Z=8；毛坯?81.2±2，2Z=9±2，毛坯圖見1-2，其余各表面加工余量及工序尺寸詳見工序卡片。

2、確定各工序所用機(jī)床及工藝裝備：

零件的加工精度和生產(chǎn)率在很大程度上是由使用的機(jī)床所決定的。在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)，主要是選擇機(jī)床的種類和型號(hào)。選擇時(shí)參考有關(guān)手冊(cè)，產(chǎn)品樣本。選擇工藝裝備即選擇夾具、刀具、量具等，在選擇時(shí)應(yīng)考慮產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領(lǐng)、生產(chǎn)類型及生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)；產(chǎn)品的通用化程度及產(chǎn)品的壽命周期；現(xiàn)由設(shè)備、工藝規(guī)程的特點(diǎn)等情況。

由于該工件生產(chǎn)規(guī)模為中批生產(chǎn)，根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求，選用通用機(jī)床余專用夾具較為合適。具體的選擇如下：

（1）粗車各檔外圓、端面，鏜孔及倒角。選用CA6140普通車床。夾具：三爪卡盤。

（2）精車?134mm右端面。選用CA6140普通車床。夾具：專用心軸。

（3）精車左端面及?110心軸。

（4）鉆鉸?5.5mm孔。選用Z525。夾具：專用夾具。（5）锪?9mm孔。選用Z525。夾具：專用夾具。

另外刀具的選擇主要取決于各工序的加工方法、工件材料、加工精度、所用機(jī)床性能，生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)性等。量具主要根據(jù)生產(chǎn)類型和所要求檢驗(yàn)的精度來選擇。其選擇的型號(hào)詳見工序卡片。

3、確定切削用量及工時(shí)定額：

?0.036?0.071mm。選用CA6140普通車床。夾具：切削用量應(yīng)在機(jī)床、刀具、加工余量等確定以后，綜合考慮工序的具體內(nèi)容、加工精度、生產(chǎn)率、刀具壽命等因素正確選擇。

選擇切削用量的基本原則是：首先選取盡可能大的背吃刀量（即切削深度）?p，其次要根據(jù)機(jī)床動(dòng)力和剛性限制條件或已加工表面粗糙度的規(guī)定等，選取盡可能大的進(jìn)給量f，最后利用切削用量手冊(cè)選取或用公式計(jì)算確定最佳切削速度v。

a.估算工時(shí)定額：TP=TB+TS+Tr=Tb+Ta+TS+Tr

TP——單件時(shí)間；

TB——作業(yè)時(shí)間； TS——布置工作地時(shí)間； Tr——休息與生理需要時(shí)間； Ta——輔助時(shí)間； Tb——基本時(shí)間。

Te。b.準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間 c.單件計(jì)算時(shí)間

Tc=Tb+Ta+TS+Tr+

Ten。

其具體計(jì)算過程如下：

（1）加工條件：

工件材料：45鋼正火，sb=0.35GPa,模鍛。

加工要求：車端面?134mm,Ra3.2；粗車外圓?134mm，?110?0.071mm。Ra?0.036分別為3.2，1.6。車螺紋M90 31.5，Ra3.2。

機(jī)床：CA6140普通車床

刀具：端面車刀，刀具材料YT15，刀桿尺寸16 325 mm2，Kr=90°，r0=15°，?0=12°，rx=0.5mm，60°螺紋車刀；刀具材料：

W18Cr4v。

（2）計(jì)算切削用量：

1)粗車端面時(shí)，根據(jù)加工余量Z= 3±1，取Z=3，即?=3mm，p走刀量f=0.4 mmr（表3-13）；

計(jì)算切削速度（表3-18），耐用度t=45min，v?cvkvt?pxvfmyv?292450.18?30.15?0.40.3?0.81?0.8?1.54?163 m/s?2.72m/s

確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速

ns?1000v?dw?1000?2.723.14?134?6.46r/s(387.87r/min)

按機(jī)床選取nw=6.67

rs(400rminms)(表4-3)

mmin）所以實(shí)際切削速度v=2.57 切削I時(shí)：

l=134-902（154.4

=22mm, l1=2mm, l2=0, l3=5mm(試切長度)lm?l?l1?l2?l3nwf?29?26.67?0.4?21.7s(0.36min)

2)粗車外圓: a.切削深度：單邊余量Z=2.8mm可一次切除。

b.進(jìn)給量：考慮刀桿尺寸、工件直徑及規(guī)定的切除深度。從表3-13中選用f=0.6

mmr。

c.計(jì)算切削速度（表3-18）

v?cvt?pmxvfyvkv?292450.18?2.90.15?0.60.3?0.99?146mmin(2.4ms)d.確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：

ns?1000v?dw?1000?2.43.14?134?5.7rs(342r/min)

按機(jī)床選取nw=6.67 所以實(shí)際切削速度

vw?rs(400rmin)?dwnw1000?3.14?134?5.71000?2.4ms(144r/min)

e.切削I時(shí)：

切入長度l1=4mm，切出長度l2=0，試切長度l3=5mm tm1?l?l1?l2?l3nwfl?l1?l2?l3nwf?13.5?4?56.67?0.67.5?4?56.67?0.6?3.6s(0.06min)

tm2???4.13s(0.07min)

3）車螺紋：

a.切削速度的計(jì)算（表3-55），刀具耐用度t=60min，螺距s=1.5mm，取?p=0.15mm。

v?14.8600.11?10.3?0.50.7?35.6mmin(0.6m/s)

b.確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速

ns?1000v?dw?1000?0.63.14?134?1.43rs(85r/min)

按機(jī)床選取nw=1.67rs（100r所以實(shí)際切削速度

vw?min）

?dwnw1000?3.14?134?1.671000?0.703r/s

c.切削I時(shí)：

取粗行程次數(shù)3次，精行程2次，切入長度l1=3mm 14 tm?l?l1nwf?13.5?31.67?5?49.5s(0.82min)

4）鉆孔?5.5mm：

f?0.42ktf?0.42?0.9mm/r?0.38mm/r（表3-38）

v=0.25ms(15mmin)（表ns?1000v?1000?0.253.14?5.53-42）

?dwr/s?14.48r/s(868.6r/min)

按機(jī)床選取nw=15

rs(900 rmin)

所以實(shí)際切削速度

vw??dwnw1000?3.14?5.5?151000r/s?0.26r/s

切削I時(shí)：

切入l1=10mm，切出l2=2mm, l=13.5mm, tm?l?l1?l2nwf?13.5?10?215?0.38?4.47s(0.07min)

5）鏜孔?94mm 取刀桿直徑D= 加工余量z=2?25mm，刀桿伸出量125mm，=2mm，一次可切除完畢。94-90選用90°硬質(zhì)合金YT5鏜刀,f=0.21mmr（表3-15）

v?1.6ms?(1?20%)?1.28ms（表3-19及手冊(cè)P102“鏜孔切削用量”）

ns?1000v?1000?1.283.14?94?4.34rs(260.2rmin)

?dw按機(jī)床選取nw=5.25 所以實(shí)際切削速度: 15

rs(315 rmin)vw??dwnw1000?3.14?94?5.251000?1.55rs(92.98rmin)

切削I時(shí)：（表7-1）

l=13.5 , l1=2mm

tm?l?l1nwfi?13.5?25.25?0.21?2?28.2s

三、專用夾具設(shè)計(jì)

圖1-1所示為法蘭零件圖，生產(chǎn)規(guī)模為中等批量生產(chǎn)，零件的某些尺寸已經(jīng)在前工序按要求加工完畢，本道工序要求在Z525立式鉆床上加工?5.5mm個(gè)孔，需要設(shè)計(jì)一專用鉆床夾具以便滿足零件圖上的各項(xiàng)精度要求。

（一）零件的加工工藝分析： 零件對(duì)?5.5mm孔的要求如下：

a.四個(gè)孔需要均布排列； b.兩孔的中心距為?120?0.1； c.孔的表面粗糙度Ra為3.2；

加工面的凸臺(tái)面積較小，故需要專用夾具，又由于上下端面均已經(jīng)加工完畢，所以精基準(zhǔn)選上下端面，側(cè)面或者中心孔。

（二）定位加緊方案的確定及論證：

根據(jù)工序加工要求分析，工件定位時(shí)只需限制六個(gè)自由度，沿法蘭方向的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度也必須予以限制?，F(xiàn)在有三種定位夾緊方案可供選擇。三種夾緊定位方案簡圖如下： 方案1圖示：

圖3-1

方案2圖示：

圖3-2 方案3圖示：

圖3-3

A 工件以右端面為第一定位基準(zhǔn)，限制3個(gè)自由度，可知法蘭右端臺(tái)階較小，相當(dāng)于短圓柱銷。其中右端面作為基準(zhǔn)，限制的自由度為Z，X和Y短圓柱銷限制Y和Z，共有 X，Y，Y和Z四個(gè)自由度受到限制，V

???形塊限制X???????????????和Z，這樣便可以保證孔的正確位置。

根據(jù)主要夾緊力由V形塊和削邊銷提供，當(dāng)削邊銷發(fā)生磨損后，主要加緊力由V形塊提供，由于是側(cè)面提供夾緊力，故需要對(duì)V形塊施加較大的力。為使工件穩(wěn)定，防止產(chǎn)生共振現(xiàn)象等不穩(wěn)定現(xiàn)象，可以進(jìn)行自定位支承，在鉆削過程中，容易產(chǎn)生較大的軸向力，下面設(shè)一輔助支承，以減少工件產(chǎn)生變形，圖3-1為該定位夾緊方案的圖示。

B 工件以右端面為第一定位基準(zhǔn)，分別限制了4個(gè)自由度，其18

???小平面和長圓柱銷供限制里個(gè)自由度即X，X，??Y，Y

??和Z。又由于短V形塊限制了Z，故6個(gè)自由度全部被限制。

根據(jù)主要夾緊力由短V形塊提供，且V形塊的面積和法蘭的接觸面積較小，故需提供較大的預(yù)緊力。為確定加工過程中工件的加工穩(wěn)定性，需設(shè)置輔助支承；為防止過定位情況的出現(xiàn)，可以采用自位支承。3-2為該定位夾緊方案示意圖，但此方案需將加工路線中車螺紋放到了后面。

C 由于該工件的形狀和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，該定位基準(zhǔn)仍采用右端面，??該端面屬于大平面與法蘭的右端面接觸，分別限制了Z?????，X和Y三個(gè)方向上自由度。又V形塊限制了X，Z和Y三個(gè)方向上自由度，這樣保證零件的定位可靠。

根據(jù)主要夾緊力作用于定為基準(zhǔn)面的原則，主要夾緊力由V形塊和開口墊圈來提供，其中V形塊上的受力較大，又由于鉆孔處的的零件較薄弱，為防止工件過大變形，需設(shè)置輔助支承，圖3-3所示為定位夾緊方案。

比較上述的三種方案，可以看出它們的優(yōu)缺點(diǎn)。三種方案都可以滿足定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)相重合的原則，這是它們的主要優(yōu)點(diǎn)。方案一和方案二分別在中心軸線處采用了削邊銷和長圓柱銷，均出現(xiàn)了局部過定位現(xiàn)象，但還是可以滿足加工要求的，但需要加上自位支承，增加了專用夾具的復(fù)雜性。前兩種方案中的V形塊都需要提供較大的夾緊力，而方案三的夾緊力由開口墊圈和V形塊分擔(dān)，且有輔助支承存在，沒出現(xiàn)過定位現(xiàn)象，也不需要提供自定位支承來解除過定19 位的自由度，且方案三結(jié)構(gòu)緊湊操作方便，定位誤差較小，并且可以滿足加工精度的要求。根據(jù)孔的位置要求，該夾具上安裝有分度裝置，從而提高了生產(chǎn)效率，使一次安裝能同時(shí)加工出四個(gè)孔.。(三)定位誤差分析：

首先，在對(duì)夾具進(jìn)行定位誤差分析之前，對(duì)已經(jīng)選定的方案工作原理做一下說明：

該夾具用于立式鉆床，鉆削法蘭上四個(gè)孔。工件以端面，止口和凸臺(tái)圓弧在夾具體7和V形塊9上定位。轉(zhuǎn)動(dòng)手柄10，在彈簧作用下使V形塊9向右運(yùn)動(dòng)，起角向定位作用，擰緊螺母2，通過開口墊圈3將工件壓緊。當(dāng)一個(gè)孔鉆好后，拉動(dòng)手柄10并旋轉(zhuǎn)900，使V形塊9脫離工件再向上推動(dòng)手柄5，對(duì)髽脫離分度盤8，轉(zhuǎn)動(dòng)夾具體7至相應(yīng)位置時(shí)，對(duì)定爪6在彈簧銷4的作用下，插入分度盤8的槽中分度對(duì)定，鉆削另一個(gè)孔。其余各孔按同樣的方法依次加工。了解了該專用夾具的工作原理之后，將對(duì)此夾具在使用過程中的定位誤差做如下分析: 1.四個(gè)孔均不排列：

該誤差主要存在于分度裝置的精度問題，在加工完畢一個(gè)孔后，090需轉(zhuǎn)動(dòng)夾具體的角度來加工下一個(gè)孔，定位夾緊后，通過鉆頭產(chǎn)生的軸向力會(huì)使工件發(fā)生傾斜現(xiàn)象，即便有輔助支承的存在，而輔助支承產(chǎn)生的外力很小，本身就會(huì)使工件產(chǎn)生傾斜，故需要在設(shè)置輔助支承時(shí)應(yīng)注意到這一方面，對(duì)均布的?5.5mm的四個(gè)孔有很重要的意義。2.兩孔心距?120?0.1：

為保證兩孔中心距，需要可靠的夾緊力，開口墊圈上的夾緊力應(yīng)足夠大，以防止工件產(chǎn)生傾斜或加工過程中的扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。由于加工的公差較大，在夾具制造過程中應(yīng)稍加注意，將會(huì)消除這方面的問題，將產(chǎn)生的誤差為?，其夾角為?，鉆孔平面的尺寸為22mm，具體參照?qǐng)D3-3。定位誤差為：

?=22?tan?

=22?(0.015?0.05)70?17.5

=0.016 由于?=0.016<0.05，故可以滿足其加工精度。

3.孔表面粗糙度Ra3.2：

由于鉆孔的公差等級(jí)能達(dá)到IT12-IT11，其中Ra值為Ra25~Ra12.5，故鉆孔遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到Ra3.2，故需進(jìn)一步采用鉸孔，而該孔又是一個(gè)沉孔，需要在鉸孔后锪鉆進(jìn)行锪孔。定位方案仍為帶凸緣的夾具定位，進(jìn)行鉸孔后便能滿足要求。

四、結(jié)束語

要掌握零件制造過程中的共同性規(guī)律和解決具體工藝問題的知識(shí)和能力，其復(fù)雜性就不是一門課程所能解決的，通過多門相關(guān)知識(shí)學(xué)科的學(xué)習(xí)，掌握其內(nèi)在的基本規(guī)律。多門學(xué)科的綜合組成全面地分析和運(yùn)用機(jī)械制造工藝過程的基本內(nèi)容，圓滿完成了這次課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容。

通過本次課程設(shè)計(jì)，讓我了解到生產(chǎn)零件過程中需要解決很多問題，從中發(fā)現(xiàn)了很多自己的不足，老師和同學(xué)的熱心幫助，讓我屢次樹立信心，決心完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)，在設(shè)計(jì)的最后，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中仍存在有問題，反復(fù)糾正，最終完成本次課程設(shè)計(jì)。

對(duì)本次設(shè)計(jì)中，幫助過指導(dǎo)過我的老師和同學(xué)最真誠的謝意！

五、參考文獻(xiàn):

《機(jī)械制造工藝學(xué)基礎(chǔ)》

傅水根主編

清華大學(xué)出版社2000.9 《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》

馮辛安主編

機(jī)械工業(yè)出版設(shè) 2004.1 《機(jī)械制造工藝學(xué)》

顧崇銜主編

西科學(xué)技術(shù)出版社

2006.8 《機(jī)械制造工藝手冊(cè)》 王紹俊主編

哈爾濱工業(yè)大學(xué)

1981.8 《機(jī)械設(shè)計(jì)》

濮良貴主編

高等教育出版社

2006.12 《金屬切削機(jī)床夾具圖冊(cè)》

南京機(jī)械研究所主編加工

1984.12 《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》編委會(huì)主編

機(jī)械工業(yè)出版社

2002 23

第四篇：機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)

成都紡織高等?？茖W(xué)校

機(jī)械制造工藝學(xué)

課程設(shè)計(jì)說明書

設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)“法蘭盤”零件的機(jī)械加工

工藝規(guī)程及工藝裝備

班

級(jí)： 設(shè) 計(jì) 者： 指導(dǎo)教師： 評(píng)定成績：

設(shè)計(jì)日期

****年**月**日至

月

日 目錄

設(shè)計(jì)任務(wù)書········································1

課程設(shè)計(jì)說明書正文································2

序言··············································2

一、零件的分析·····································2

二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)···································2

（一）、確定毛坯的制造形式·····························2

（二）、基面的選擇·····································2

（三）、制定工藝路線···································3

（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定··········3

（五）確定切削用量及基本工時(shí)··························4

三、課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)···························6

四、結(jié)論········································7

五、參考文獻(xiàn)······································7

成都紡織高等?？茖W(xué)校

機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

設(shè)計(jì)題目 設(shè)計(jì)“法蘭盤”零件的機(jī)械加工及工藝規(guī)程

設(shè)計(jì)內(nèi)容 1.產(chǎn)品零件圖

1張

2.產(chǎn)品毛坯圖

1張

3.機(jī)械加工工藝過程卡

1張

4.機(jī)械加工工序卡片

1套

5.課程設(shè)計(jì)說明書

1張

班

別：

設(shè)

計(jì) 者 ：

指 導(dǎo) 教 師 ：

****年**月**日

序言

機(jī)械設(shè)計(jì)制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)是我們學(xué)完了大學(xué)里的全部課程、技術(shù)基礎(chǔ)課以及大部分專業(yè)課之后進(jìn)行的。這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的鏈接，也是一次理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。因此，它在我們的大學(xué)學(xué)習(xí)生活中占有十分重要的地位。

就我個(gè)人而言，我希望能通過這次課程設(shè)計(jì)對(duì)自己未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)性的訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后參加祖國現(xiàn)代化建設(shè)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。

由于能力有限，設(shè)計(jì)尚有不足之處，懇請(qǐng)各位老師給予指教。

一．零件的分析

（一）零件的作用

我所設(shè)計(jì)的零件是法蘭盤，它的作用是使管件連接處固定并密封，它連接于管端，法蘭上有3個(gè)直徑為20mmEQS的孔眼，可穿螺栓，使兩法蘭緊密連接，壓緊兩法蘭間的襯墊以達(dá)到密封效果，還有三組直徑為12mm的斜孔與水平孔組合的通油孔。因此，法蘭盤承受較大的壓力，所以采用鍛件，提高零件致密性，以使承受壓力的能力增強(qiáng)。

（二）零件的工藝分析

此法蘭盤共有兩組加工表面

1）直徑為90mm的孔的軸線為基準(zhǔn)加工的表面

本組表面包括直徑為 320mm、248mm、190mm的外圓的輪廓表面及左右端面，表面粗糙度為12.5。

直徑為90mm的孔的表面粗糙度為3.2，尺寸上偏差為+0.054,下偏差為0 2）直徑為12mm的孔的加工

包括平行于軸線的三組孔及斜孔的加工，其表面粗糙度為2.5，直徑為20的三個(gè)均布孔，表面粗糙度為6.3，直徑為17.5mm的孔的加工，表面粗糙度為6.3。

二．工藝規(guī)程設(shè)計(jì)

（一）確定毛坯的制造形勢

零件材料為45鋼，鍛造，考慮到法蘭盤在連接兩管的工作過程中，要承受螺釘連緊時(shí)的壓力，要有一定的韌性，因此選用鍛件，盡可能使金屬纖維不被切斷，保證零件工作可靠。零件為大批量生產(chǎn)。

（二）基面的選擇

基面的選擇是工藝規(guī)程設(shè)計(jì)中的重要工作之一?；孢x擇的正確合理，可以保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率。否則，就會(huì)使加工工藝過程問題百出，嚴(yán)重的還會(huì)使零件大批量報(bào)廢，使生產(chǎn)無法進(jìn)行。1.粗基準(zhǔn)的選擇

對(duì)于一般的盤類零件，可以以外圓作為粗基準(zhǔn)。對(duì)零件來說，按照粗基準(zhǔn)的選擇原則（即當(dāng)零件有不加工表面時(shí)，應(yīng)以這些不加工表面作粗基準(zhǔn)，若零件有若干個(gè)不加工表面時(shí)，則應(yīng)以與加工表面要求相對(duì)位置精度較高的不加工表面作為粗基準(zhǔn)），現(xiàn)選取直徑為320mm的外圓作為粗基準(zhǔn)的，（三爪卡盤夾持，自動(dòng)定心，限制x、y、z三個(gè)方向的移動(dòng)自由度及y、z方向上的旋轉(zhuǎn)自由度，不完全定位，但不影響加工）。粗基準(zhǔn)的選擇應(yīng)保證足夠的加工余量，且應(yīng)避免粗基準(zhǔn)的重復(fù)使用。2.精基準(zhǔn)的選擇 精基準(zhǔn)的選擇主要應(yīng)該考慮基準(zhǔn)重合的問題，當(dāng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合時(shí)，應(yīng)進(jìn)行尺寸換算。精基準(zhǔn)的選擇原則有：基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一、自為基準(zhǔn)、互為基準(zhǔn)等。精基準(zhǔn)選擇應(yīng)保證工件定位準(zhǔn)確、加緊可靠、操作方便。

（三）制定工藝路線

制定工藝路線的出發(fā)點(diǎn)應(yīng)該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)已確定為大批生產(chǎn)的條件下，可以采用萬能機(jī)床配有專用夾具，并盡量使工序集中來提高生產(chǎn)率。除此之外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以便降低生產(chǎn)成本。工藝路線方案如下：

工序1.粗車A面，粗車直徑320mm的外圓表面

工序2.粗車直徑248mm、190mm、147mm的外圓，右端面及輪廓上的圓弧，倒角7mm。

工序3.粗鏜直徑為90mm的孔（不到尺寸）工序4.半精鏜直徑為90mm的孔

工序5.鉆3x直徑12mm的孔及斜孔，3x直徑17.5mm的孔及3x20mm的均布孔。（均6到尺寸）

工序7鉸3x直徑12mm的孔及斜孔

工序8.擴(kuò)3x直徑17.5mm的孔及3x20mm的均布孔。工序9.鉗工修銳邊毛刺及倒角C1。工序10.檢驗(yàn)

以上工藝過程詳見附表的機(jī)械加工工藝過程卡片和機(jī)械加工工序卡片。

（四）機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定

法蘭盤零件材料為45鋼，硬度為207-241HBW，毛坯重量約10kg，生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，毛坯采用鍛件。

確定鍛件的加工余量和公差的主要因素有如下5種：

1.鍛件的質(zhì)量、按圖樣尺寸加上其尺寸上偏差的一般進(jìn)行計(jì)算得到

鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)S S=m鍛件/m外輪廓包容體

（式中m鍛為鍛件的質(zhì)量，m外包容體為鍛件外廓包容體的質(zhì)量）

2.分模線形狀

有平分直分模線和對(duì)稱彎曲分模線、不對(duì)稱彎曲分模線兩類 3.鍛件的質(zhì)量系數(shù)分M1和M2兩級(jí) 4.零件加工表面粗糙度，適用于機(jī)械加工表面粗糙度Ra>=1.6um的表面，當(dāng)加工表面粗糙度Ra<1.6um時(shí)，其余量要加大 5.鍛件法蘭的余量a的計(jì)算公式

a=0.25H0.2D0.5（本法蘭孔取0.75a，外表面取0.5a）

式中H為總高，D為直徑 根據(jù)以上原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：

1.外圓表面（直徑320mm外圓及直徑248mm、190mm、147mm的外圓表面）

考慮其長度為150mm，表面粗糙度值均為12.5，只要求粗加工，此時(shí)直徑余量2Z=3mm已能滿足加工要求。

2.外圓表面沿軸線長度方向上的加工余量及公差（A面及右端面）

查《實(shí)用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》（以下簡稱《工藝手冊(cè)》）得，鍛件質(zhì)量為10kg，鍛件復(fù)雜形狀系數(shù)為S1，鍛件輪廓尺寸（長度方向）大于0小于等于315mm,故長度方向偏差為+1.5-0.7mm，長度方向加工余量為2.0~2.5mm，徑向?yàn)?.0~2.5mm(均為鍛件單面余量)，均取2mm。3.直徑為90mm的孔（中心孔）

孔徑為90mm，可鍛出，孔的精度為IT8，參照《工藝手冊(cè)》確定其加工的工序尺寸及余量為

直徑90mm

2Z=1.3mm（1.5mm）

直徑88.7mm(88.5)

2Z=2mm

（2.5mm）4.3x直徑12mm的孔及斜孔

鉸孔12mm

2Z=0.2mm 鉆孔11.8mm

5.3x直徑17.5mm的孔（與同軸線平行的直徑12mm的孔相通）

擴(kuò)孔17.5mm

2Z=1mm

鉆孔16.5mm 5.3x20mmEQS（三孔均布）

擴(kuò)孔20mm

2Z=1.2mm 鉆孔18.8mm

五）確定切削用量及基本工時(shí)

在已經(jīng)選擇了刀具材料和幾何角度的基礎(chǔ)上，用查表法按如下步驟合理的選擇切削用量，首先用工序余量確定被吃刀量ap，全部余量盡可能在一次進(jìn)給中去除，也可以多次進(jìn)給完成，而后，在切削力允許的條件下選擇大的進(jìn)給量f（粗加工）或按本工序的加工表面粗糙度確定進(jìn)給量f（精加工），在機(jī)床允許的情況下，選擇大的切削速度v（粗加工）或按刀具使用壽命確定切削速度（精加工），選擇機(jī)床所具有的主軸轉(zhuǎn)速中最接近的速度，最后驗(yàn)算機(jī)床的功率是否足夠。

工序1.車削外圓、端面。本工序采用計(jì)算法確定切削用量。1.加工條件

工件材料：45鋼，鍛件，時(shí)效處理。

加工要求：粗車直徑320mm端面及外圓，表面粗糙度為12.5um。機(jī)床：CA6140臥式機(jī)床

刀具：刀具材料為硬質(zhì)合金刀，刀桿尺寸為20mmx25mm，kr=90°，r0=15°，a0=8°。

2.計(jì)算切削用量

1）粗車直徑320mm的外圓及端面

1)確定外圓及端面最大加工余量：已知毛坯長度方向的加工余量為2上偏差為1.5，下偏差為0.7mm，故毛坯長度方向上的最大加工余量為7mm，因?yàn)閮啥嗣嬉蟛桓撸灰淮诬囅骷纯蛇_(dá)到要求，可取加工余量為6mm，取ap=3mm，長度加工公差按IT12級(jí)，取-0.46mm（入體方向）.2)確定進(jìn)給量f：查《工藝手冊(cè)》得

ap小于等于3mm時(shí)，f取0.8~1.2mm/r 按CA6140車床說明書取f=0.91mm/r 3)計(jì)算切削速度v：

車削速度不限,此處取vc=1.2m/s。

4）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：

ns=1000vc/πdw=1.2r/s=72r/min 按機(jī)床說明書，與之接近的轉(zhuǎn)速為80r/min，現(xiàn)取ns=80r/min，所以實(shí)際切削速度v=1.34m/s。

5）計(jì)算切削工時(shí)：按《工藝手冊(cè)》，取

l=（D-d）/2=3mm l1=17,l2=0 ,l3=0 t=l+l1+l2+l3)i/nwf=0.31min

（2）粗車外圓輪廓表面

1）被吃刀量：單邊余量1.5mm，可一次切除。

2)進(jìn)給量與切削速度: 查《工藝手冊(cè)》得外圓切削速度計(jì)算，查《工藝手冊(cè)》得ap=2~6mm時(shí)，f=0.3~0.6mm/r，vc=1.167-1.500m/s，取f=0.5mm/r vc=1.5m/s。3）確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：

ns=1000vc/πdw=2r/s=120r/min 按機(jī)床說明書，與之接近的轉(zhuǎn)速為120r/min，現(xiàn)取ns=120r/min，所以實(shí)際切削速度v=1.5m/s

4）計(jì)算切削工時(shí)：按《工藝手冊(cè)》，取

l=（D-d）/2=3mm l1=17,l2=0 ,l3=0 t=l+l1+l2+l3)i/nwf=0.3min（3）鏜直徑90mm的孔

查表得臥式鏜床的鏜削余量如下：

粗鏜

vc=0.3~0.66m/s 現(xiàn)取vc=0.6m/s

fc=0.3~1.0mm/r

半精鏜

vj=0.5~0.8m/s 現(xiàn)取vj=0.8m/s

fj=0.2~0.8mm/r

由工藝手冊(cè)查得fc=0.27mm/r , f=0.74mm/r

(鏜桿懸伸時(shí)vc取小值，加工孔徑較大時(shí)，ap取大值，孔徑小且加工精度要求高時(shí)，ap取小值。

確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：

nsc=1000vc/πdw=129.55r/min nsj=1000vc/πdw=169.85r/min 查工藝手冊(cè)得機(jī)床轉(zhuǎn)速為nsc=125r/min, nsj=160r/min, 所以實(shí)際切削速度 vc=0.58m/s ,vj=0.75m/s。

時(shí)間定額的計(jì)算

Tj=Li/fb=(l+l1+l2)i/fn(i為進(jìn)給次數(shù))式中l(wèi)1=ap/tankr+（2~3）=7 l2=（3~5）取4，l=2mm 經(jīng)計(jì)算的tjc=0.14min，tjj=0.11mi（4）鉆孔（高速鋼鉆頭）立鉆Z535查《工藝手冊(cè)》得

1)進(jìn)給量

鉆頭直徑>10-13mm

f=0.19~0.23mm/r查表取f=0.2mm/r 鉆頭直徑>16-20

f=0.26~0.32mm 查表取f=0.32mm/r 2）切削速度

V=0.25m/s

3)主軸轉(zhuǎn)速

直徑12mm孔

ns1=1000vc/πdw=398r/min 直徑17.5mm孔

ns2=1000vc/πdw=272r/min 直徑20mm孔

ns3=1000vc/πdw=239r/min 查工藝手冊(cè)得機(jī)床轉(zhuǎn)速為ns1=400r/min, ns2=ns3=275r/min,所以實(shí)際切削速度v1=0.25m/s, v2=v3=0.29m/s 4)計(jì)算切削工時(shí)

由tj=Li/fn=(l+l1+l2)/fn得tj1=1.5min, tj2=0.38min, tj3=0.38min

(5)擴(kuò)孔切削用量

查《工藝手冊(cè)》得

1)進(jìn)給量

f=（2.2~2.4）f鉆（f鉆

為鉆孔的進(jìn)給量）

直徑小于等于15mm時(shí)，f=0.5-0.6mm/r取f=0.46mm/r

直徑大于15~20mm時(shí)，f=0.6-0.7mm/r 取f=0.7mm/r

2）被吃刀量

ap=0.05D（加工孔直徑）

擴(kuò)直徑20mm的孔ap=1mm

擴(kuò)直徑17.5mm的孔 ap=0.9mm 3）切削速度v V=（1/2~1/3）V鉆（V鉆

為鉆孔的切削速度）=0.15m/s

4)計(jì)算切削工時(shí)

由tj=Li/fn=(l+l1+l2)/fn得tj1=0.4min, tj2=0.4min，（6）鉸孔的切削用量

1）進(jìn)給量f 加工不通孔時(shí)，進(jìn)給量取0.2-0.5mm/r 取f=0.5mm/r

2)切削速度

孔直徑大于10-20時(shí)，v=0.65-1.4m/s 取v=1.0m/s

4)計(jì)算切削工時(shí)

由tj=Li/fn=(l+l1+l2)/fn得tj=1.56min

注：

鉆擴(kuò)鉸圓柱孔時(shí)，tj=Li/fn=(l+l1+l2)/fn

式中l(wèi)1=（D-d）cotkr/2+(1~2)1.鉆擴(kuò)鉸不通孔時(shí)，l2=0 2.擴(kuò)鉆，擴(kuò)孔時(shí)l2=2~4，鉸圓柱孔時(shí)l1=0.56，l2=22 3.d為擴(kuò)、鉸孔前的直徑，D為擴(kuò)、鉸孔后的孔徑，l為板厚。

輔助時(shí)間（min）確定：

1.清掃工件或清掃夾具定位基面

0.1~0.2

2.變換刀架或轉(zhuǎn)換方位

0.95

3.拿取工件并放在夾具上

0.5~1.0

4.啟動(dòng)機(jī)床、變速或變換進(jìn)給量、放下清掃工具

0.02

5.工件或刀具退離并復(fù)位

0.04~0.05

6．在鉆頭鉸刀上刷油

0.1

7.在工作臺(tái)上用手翻轉(zhuǎn)鉆模，用游標(biāo)卡尺測孔深度

0.2

三． 課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)面

課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，快要完成這項(xiàng)艱巨的任務(wù)時(shí)，內(nèi)心充滿驚喜與期待，驚喜的是自己終于完成了一份課程設(shè)計(jì)，過程雖然有些復(fù)雜曲折，但看著自己的小小成果，還是忍不住的興奮，期待的是想看看自己的設(shè)計(jì)有哪些不足，希望老師能予以指正，好讓我能更進(jìn)一步。

通過這次的課程設(shè)計(jì)，我了解到工藝設(shè)計(jì)是一門復(fù)雜、繁瑣、需要耐心、細(xì)心與恒心的工作，尤其計(jì)算部分，過程十分繁瑣，稍不注意便會(huì)出錯(cuò)，每逢此處，我便有些心煩，便拖到第二天在做，因此花費(fèi)了大量的時(shí)間，把作業(yè)拖到了最后。但該來的早晚要來，一味的推遲不僅沒有任何收益，反而因時(shí)間逼近而更加手忙腳亂。所以在以后的生活中，我一定養(yǎng)成今日事今日畢的好習(xí)慣。

這次課程設(shè)計(jì)也使我深深地受了打擊，知道了自己學(xué)識(shí)的局限、狹窄。當(dāng)遇到問題時(shí)才曉得自己的知識(shí)是多么的貧乏?！皶接脮r(shí)方恨少”，此刻，我深深地體會(huì)到了這句名言的真理。但我知道，從現(xiàn)在努力為時(shí)不晚，我一定更加努力的充實(shí)自己。

最后，希望老師能認(rèn)真的提出修改意見，我將不勝感激。

四． 結(jié)論

我的課程設(shè)計(jì)雖完成了，但還有許多不足之處。如使用鏜床，成本比較高；加工右端外圓輪廓表面時(shí)對(duì)工人技術(shù)要求很高等等。

五． 參考文獻(xiàn)

吳拓、方瓊珊主編的《機(jī)械制造工藝與機(jī)床夾具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》

機(jī)械工業(yè)出版社

王凡主編《使用機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》

機(jī)械工藝出版社

倪森壽主編《機(jī)械制造基礎(chǔ)》

高等教育出版社

第五篇：機(jī)械制造課程設(shè)計(jì)

先進(jìn)制造技術(shù)論文 院系：機(jī)械工程系

專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化姓名：

學(xué)號(hào)：

班級(jí)：

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工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展和應(yīng)用

摘要：

在當(dāng)今這個(gè)工業(yè)時(shí)代，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用范圍越來越廣泛，各個(gè)企業(yè)對(duì)工業(yè) 機(jī)器人的需求也逐日增加。顯而易見，工業(yè)機(jī)器人各個(gè)方面的技術(shù)也必須迅速地 發(fā)展，這將提高社會(huì)生產(chǎn)率和產(chǎn)品的質(zhì)量，為社會(huì)創(chuàng)造巨大的財(cái)富！

關(guān)鍵詞：

工業(yè) 機(jī)器人 應(yīng)用領(lǐng)域 性能 關(guān)鍵技術(shù)

正文：我曾經(jīng)進(jìn)行過機(jī)器人的實(shí)習(xí)，雖然只是根據(jù)圖紙進(jìn)行機(jī)器人簡單的組裝，然后在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)其特定的功能，這之間進(jìn)行了反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，最終達(dá)到了實(shí)驗(yàn)的目的。所以自此對(duì)機(jī)器人有了濃厚的興趣，所以下面簡單說一下關(guān)于機(jī)器人的發(fā)展及應(yīng)用。

不負(fù)所望，自從20 世紀(jì) 50 年代末英格爾伯格和德沃爾聯(lián)手制造的第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人面世以后，工業(yè)機(jī)器人就顯示出了它極為強(qiáng)大的生命力，在短短幾十年的時(shí)間中，工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)不但得到了迅速的發(fā)展，而且工業(yè)機(jī)器人廣泛的應(yīng)用于了很多工業(yè)發(fā)達(dá)國家的各種生產(chǎn)中。目前，廣泛應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人的行業(yè)有汽車及汽車零部件制造業(yè)、機(jī)械加工行業(yè)、橡膠及塑料工業(yè)、電子電氣行業(yè)、食品工業(yè)、木材與家具制造業(yè)等等。

工業(yè)機(jī)器人不一定像人，大部分工業(yè)機(jī)器人的形狀都是以機(jī)械臂的形式制造，但它一定能在某方面可以替代人工作。除此之外，工業(yè)機(jī)器人還有對(duì)環(huán)境狀態(tài)快速反應(yīng)和分析判斷的能力，和可長時(shí)間持續(xù)工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境等能力?？偟膩碚f，工業(yè)機(jī)器人是一種擬人的，結(jié)合了人的特長和機(jī)器特長的電子機(jī)械裝置。工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)是綜合了計(jì)算器、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)，涉及面非常廣，不同的工業(yè)機(jī)器人 的關(guān)鍵技術(shù)都有所區(qū)別。但是，各種各樣的技術(shù)有其共同的幾個(gè)特點(diǎn)，它們都集 精密化、柔性化、智能化、軟件應(yīng)用開發(fā)等先進(jìn)制造技術(shù)于一體，是工業(yè)自動(dòng)化水平的最高體現(xiàn)。

工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的發(fā)展

在工業(yè)機(jī)器人的誕生地美國，自 1959 年研制出世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人開始，由于 60 年代到 70 年代只在幾所大學(xué)和少數(shù)公司等小范圍中研究用于軍事、宇宙、海洋、核工程等特殊領(lǐng)域高級(jí)機(jī)器人，一直未能高速發(fā)展工業(yè)機(jī)器人，進(jìn)入80 年代以后，美國才開始研制帶有視覺、觸覺的第二代機(jī)器人，目前美國的機(jī)器人技術(shù)具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

一、性能可靠，功能全面，精確度高；

二、機(jī)器 人語言類型多、應(yīng)用廣，水平高居世界之首；

三、智能技術(shù)發(fā)展快，其視覺、觸 覺等人工智能技術(shù)已在航天、汽車工業(yè)廣泛應(yīng)用；

四、高智能、高難度的軍用機(jī) 器人、太空機(jī)器人等發(fā)展迅速，在國際上處于領(lǐng)先地位。

日本在 1967 年由川崎重工業(yè)公司從美國 Unimation 公司引進(jìn)機(jī)器人及其技 術(shù)，1968 年的時(shí)候，日本試制出了第一臺(tái)川崎的“尤尼梅特”機(jī)器人。80 年代 中期，日本生產(chǎn)的工業(yè)機(jī)器人在數(shù)量、種類方面則居世界首位，號(hào)稱“機(jī)器人王國”。

德國機(jī)器人的總數(shù)占世界第三位。70 年代中后期，德國政府在“改善勞動(dòng)條件計(jì)劃”中規(guī)定，對(duì)于一些有危險(xiǎn)、有毒、有害的工作崗位，必須以機(jī)器人來代替人的勞動(dòng)。這個(gè)計(jì)劃推動(dòng)了機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展。德國除了將機(jī)器人應(yīng)用在汽車工業(yè)外，還在紡織工業(yè)使用機(jī)器人，使紡織業(yè)重新振興。目前，其智能機(jī)器人的研究和應(yīng)用方面，在世界上處于公認(rèn)的領(lǐng)先地位。

在 20 世紀(jì)八十年代的高技術(shù)浪潮的沖擊下，隨著改革開放的不斷深入，我 國機(jī)器人技術(shù)的開發(fā)與研究得到了政府的重視與支持，并且在“七五”計(jì)劃中把 機(jī)器人列為國家重點(diǎn)科研規(guī)劃內(nèi)容。于是第一個(gè)機(jī)器人研究示范工程在沈陽建 立，全面展開了機(jī)器人基礎(chǔ)理論與基礎(chǔ)元器件研究。十多年來，相繼研制出示教 再現(xiàn)型的搬運(yùn)、點(diǎn)焊、弧焊、噴漆、裝配等門類齊全的機(jī)器人及水下作業(yè)、軍用 和特種機(jī)器人。中國自行研制的機(jī)器人噴漆流水線在長春第一汽車廠及東風(fēng)汽車 廠已投入運(yùn)行。但總的來看，雖然

中國的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在不斷的進(jìn)步中，但和 國際同行相比，我國的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平還存在著一定的距 離，如：可靠性低于國外并產(chǎn)品，機(jī)器人應(yīng)用工程起步較晚，應(yīng)用領(lǐng)域窄，生產(chǎn)線系統(tǒng)技術(shù)與國外比有差距。從市場占有率來說，更無法相提還沒論。主要原因是我國有形成規(guī)范的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，當(dāng)前我國的工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)都是 “一個(gè) 客戶，一次重新設(shè)計(jì)”，品種規(guī)格多、批量小、零部件通用化程度低、供貨周期 長、成本也不低，而且質(zhì)量、可靠性不穩(wěn)定。因此我國現(xiàn)階段的工業(yè)機(jī)器人的研 究，迫切需要解決的是產(chǎn)業(yè)化前期的關(guān)鍵技術(shù)，并且要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行全面規(guī)劃，搞 好系列化、通用化、模型化設(shè)計(jì)，積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

工業(yè)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展趨勢

工業(yè)機(jī)器人的性能正向高速度、高精度、高可靠性、低價(jià)格、便于操作和維 修方面發(fā)展；機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)正向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展，例如關(guān)節(jié)模塊中的 伺服電機(jī)、減速機(jī)、檢測系統(tǒng)三位一體化。目前，工業(yè)機(jī)器人研究機(jī)構(gòu)正在研究 由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機(jī)器人整機(jī)的技術(shù)，在國外，已經(jīng)有模塊 化裝配機(jī)器人產(chǎn)品問巿。隨著技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)近十年來發(fā)展變化很快。

工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)正在向基于 PC 機(jī)的開放型控制器方向發(fā)展，便于標(biāo) 準(zhǔn)化和網(wǎng)絡(luò)化。目前，機(jī)器人的器件集成度的提高，控制柜日見小巧，機(jī)器人控 制網(wǎng)絡(luò)化已成為發(fā)展趨勢。工業(yè)機(jī)器人的傳感器作用十分重要，除了釆用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等 傳感器外，裝配、焊接機(jī)器人還應(yīng)用了視覺、觸覺等傳感器，而遙控機(jī)器人則釆 用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術(shù)來進(jìn)行環(huán)境建模及決策控制。多傳感器融合配置技術(shù)在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應(yīng)用。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)器人的作用也在不斷發(fā)展，已從仿真、預(yù)演發(fā)展到用于過 程控制，如使遙控機(jī)器人操作者產(chǎn)生置身于遠(yuǎn)程作業(yè)環(huán)境中的感覺來操縱機(jī)器 人。當(dāng)代遙控機(jī)器人系統(tǒng)的發(fā)展特點(diǎn)不是追求全自治系統(tǒng)，而是致力于操作者與 機(jī)器人的人機(jī)交互控制，即遙控加局部自主系統(tǒng)構(gòu)成完

整的監(jiān)控遙控操作系統(tǒng)，使智能機(jī)器人走出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入實(shí)用化階段。美國發(fā)射到火星上的“索杰納（Sojanor）”機(jī)器人就是成功應(yīng)用的最著名的實(shí)例。

工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用 當(dāng)前，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域主要有弧焊、點(diǎn)焊、裝配、搬運(yùn)、噴漆、檢測、碼垛、研磨拋光和激光加工等復(fù)雜作業(yè)。在眾多制造業(yè)領(lǐng)域中，應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人 最廣泛的領(lǐng)域是汽車及汽車零部件制造業(yè)。多年來，我國汽車零部件生產(chǎn)一直是 手工焊、專機(jī)焊占據(jù)焊接生產(chǎn)的主導(dǎo)地位。這使得生產(chǎn)過程中，勞動(dòng)強(qiáng)度大，作 業(yè)環(huán)境惡劣，焊接質(zhì)量不易保證，而且生產(chǎn)的柔性也很差，無法適應(yīng)現(xiàn)代汽車生 產(chǎn)的需要。近年來由于焊接機(jī)器人的大量應(yīng)用，提高了零部件生產(chǎn)的自動(dòng)化水平及生產(chǎn)效率，同時(shí)使生產(chǎn)更具有柔性，焊接質(zhì)量也得到了保證。工業(yè)機(jī)器人還廣泛應(yīng)用于電子電氣行業(yè)、金屬制品業(yè)、橡膠及塑料工業(yè)和食 品工業(yè)等領(lǐng)域。隨著科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大。目前，工業(yè)機(jī)器人不僅應(yīng)用于傳統(tǒng)制造業(yè)如采礦、冶金、石油、化學(xué)、船舶等領(lǐng)域，同時(shí)也已開始擴(kuò)大到核能、航空、航天、醫(yī)藥、生化等高科技領(lǐng)域。而且，隨著 人類生活水平的提高及文化生活的日益豐富多彩，未來各種專業(yè)服務(wù)機(jī)器人和家 庭用消費(fèi)機(jī)器人將不斷貼近人類生活，其市場將繁榮興旺。工業(yè)機(jī)器人在未來的工業(yè)領(lǐng)域仍然有著很大的發(fā)展空間，而我國情 況相對(duì)于全球范圍而言，面臨更多的是機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

參考文獻(xiàn)

1.先進(jìn)制造技術(shù)劉忠偉 編國防工業(yè)出版社2006

2.機(jī)械制造技術(shù)李華編高等教育出版社1989

3.工業(yè)機(jī)器人吳振彪 編華中科技大學(xué)出版 1986