圓周支座工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計(jì)【3副】（含全套CAD圖紙）,3副,圓周,支座,工藝,規(guī)程,專用,夾具,設(shè)計(jì),全套,cad,圖紙 附件1 佳木斯大學(xué)（2015）屆畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目 圓周支座工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計(jì) 學(xué)院 學(xué)號(hào) 班級(jí) 下達(dá)日期 2015.3.2 專業(yè) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 王冬 教師職稱 副教授 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的主要內(nèi)容與要求 研究?jī)?nèi)容： 支座是機(jī)械工程中最為常用的一種零件，其工作環(huán)境也相對(duì)比較復(fù)雜，可能受到各種力的的作用，在這些力中對(duì)支座影響最大的是收到了軸向的壓縮作用。而圓周支座的作用是通過(guò)上端中心孔φ22與軸類零件相配合，再利用旋入6—M4螺紋孔的螺釘對(duì)軸類零件進(jìn)行固定或松開。底座處有4—φ7及2—φ4孔，用于此支架固定。該零件為成批生產(chǎn)。 本課題通過(guò)對(duì)圓周支座的工藝性分析，制訂工藝文件，并完成主要加工工序的專用夾具設(shè)計(jì)。 任務(wù)要求： 根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書及軸承座原始零件圖，需完成下列任務(wù)： 1、撰寫開題報(bào)告（不少于3000字）； 2、制訂軸承座零件的加工工藝規(guī)程，包括工藝過(guò)程卡及工序卡； 3、完成軸承座零件主要工序的專用夾具設(shè)計(jì)：加工底平面夾具設(shè)計(jì)、加工φ13孔夾具設(shè)計(jì)及加工6—M4螺紋底孔夾具設(shè)計(jì)，共三套夾具； 4、繪制夾具裝配圖及主要零件圖（不少于3.5張零號(hào)圖）； 5、畢業(yè)論文撰寫規(guī)范，邏輯性強(qiáng)，字?jǐn)?shù)不少于2萬(wàn)字； 6、翻譯與本課題相關(guān)的外文資料，字?jǐn)?shù)不少于5000個(gè)漢字。 參考資料 [1] 姜繼海等.液壓與氣壓傳動(dòng).北京：高等教育出版社,2002 [2] 王啟平.機(jī)床夾具設(shè)計(jì).哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,1996 [3] 濮良貴.機(jī)械設(shè)計(jì).高等教育出版社出版, 1989 　　　 [4] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社出版,2004 [5] 孫麗媛.機(jī)械制造工藝學(xué)及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo).北京：治金工業(yè)出版,2003 [6] 戴曙.金屬切削機(jī)床.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2005 [7] 劉建亭 .機(jī)械制造基礎(chǔ) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2002 [8] 楊叔子 .機(jī)械加工工藝師手冊(cè) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2002 [9] 王光斗等.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三版）.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,2000 論文進(jìn)度安排 序號(hào) 工作任務(wù) 起止日期 序號(hào) 工作任務(wù) 起止日期 1 畢業(yè)課題調(diào)研，查閱資料，翻譯外文資料，撰寫開題報(bào)告 1-2周 5 中期檢查 9周 2 對(duì)零件進(jìn)行工藝性分析，編制工藝過(guò)程卡和工序卡 3-4周 6 繪制夾具裝配圖、主要零件圖 10-12周 3 專用夾具定位夾緊方案設(shè)計(jì) 5-6周 7 撰寫畢業(yè)設(shè) 13-14周 4 專用夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 7-8周 8 計(jì)論文圖紙及畢業(yè)論文修改、定稿，材料復(fù)查，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯 15周 教研室主任（簽字） 年 月 日 佳木斯大學(xué) 機(jī)械加工工序卡片 零件名稱 第 1 頁(yè) 共 8 頁(yè) 車 間 機(jī)加工 零件圖號(hào) 圓周支架 工序號(hào) 30 設(shè)備名稱 立式銑床 型號(hào) X52Ｋ 材料 機(jī)械性能 零件重量 每臺(tái)件數(shù) HT20-40 １ 單位工時(shí) 機(jī)動(dòng)工時(shí) 輔助時(shí)間 自然消耗時(shí)間 冷卻潤(rùn)滑液 工人技術(shù)等級(jí) 中 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工藝裝備 切削用量 刀 具 夾 具 量 具 U(m/min) f(mm/r) ap(mm) １ 銑底面 銑刀 專用夾具 游標(biāo)卡尺 0.6 0.2 2 工藝編制 工藝審核 標(biāo)準(zhǔn)檢查 批 準(zhǔn) 更 改 標(biāo) 記 處 數(shù) 更改文件號(hào) 簽 名 日 期 佳木斯大學(xué) 機(jī)械加工工序卡片 零件名稱 第 2頁(yè) 共 8 頁(yè) 車 間 機(jī)加工 零件圖號(hào) 圓周支架 工序號(hào) 40 設(shè)備名稱 立式銑床 型號(hào) X52Ｋ 材料 機(jī)械性能 零件重量 每臺(tái)件數(shù) HT20-40 １ 單位工時(shí) 機(jī)動(dòng)工時(shí) 輔助時(shí)間 自然消耗時(shí)間 冷卻潤(rùn)滑液 工人技術(shù)等級(jí) 中 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工藝裝備 切削用量 刀 具 夾 具 量 具 U(m/min) f(mm/r) ap(mm) １ 銑4-φ7孔端面 銑刀 專用夾具 游標(biāo)卡尺 0.6 0.2 2 工藝編制 工藝審核 標(biāo)準(zhǔn)檢查 批 準(zhǔn) 更 改 標(biāo) 記 處 數(shù) 更改文件號(hào) 簽 名 日 期 佳木斯大學(xué) 機(jī)械加工工序卡片 零件名稱 第 3頁(yè) 共 8 頁(yè) 車 間 機(jī)加工 零件圖號(hào) 圓周支架 工序號(hào) 50 設(shè)備名稱 立式銑床 型號(hào) X52Ｋ 材料 機(jī)械性能 零件重量 每臺(tái)件數(shù) HT20-40 １ 單位工時(shí) 機(jī)動(dòng)工時(shí) 輔助時(shí)間 自然消耗時(shí)間 冷卻潤(rùn)滑液 工人技術(shù)等級(jí) 中 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工藝裝備 切削用量 刀 具 夾 具 量 具 U(m/min) f(mm/r) ap(mm) １ 銑φ36凸臺(tái)、φ20凸臺(tái)一側(cè)端面 銑刀 專用夾具 游標(biāo)卡尺 0.6 0.2 2 工藝編制 工藝審核 標(biāo)準(zhǔn)檢查 批 準(zhǔn) 更 改 標(biāo) 記 處 數(shù) 更改文件號(hào) 簽 名 日 期 佳木斯大學(xué) 機(jī)械加工工序卡片 零件名稱 第 4頁(yè) 共 8 頁(yè) 車 間 機(jī)加工 零件圖號(hào) 圓周支架 工序號(hào) 60 設(shè)備名稱 立式銑床 型號(hào) X52Ｋ 材料 機(jī)械性能 零件重量 每臺(tái)件數(shù) HT20-40 １ 單位工時(shí) 機(jī)動(dòng)工時(shí) 輔助時(shí)間 自然消耗時(shí)間 冷卻潤(rùn)滑液 工人技術(shù)等級(jí) 中 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工藝裝備 切削用量 刀 具 夾 具 量 具 U(m/min) f(mm/r) ap(mm) １ 銑φ36凸臺(tái)、φ20凸臺(tái)另外一側(cè)端面 銑刀 專用夾具 游標(biāo)卡尺 0.6 0.2 2 工藝編制 工藝審核 標(biāo)準(zhǔn)檢查 批 準(zhǔn) 更 改 標(biāo) 記 處 數(shù) 更改文件號(hào) 簽 名 日 期 佳木斯大學(xué) 機(jī)械加工工序卡片 零件名稱 第 5頁(yè) 共 8 頁(yè) 車 間 機(jī)加工 零件圖號(hào) 圓周支架 工序號(hào) 70 設(shè)備名稱 鉆床 型號(hào) Ｚ525 材料 機(jī)械性能 零件重量 每臺(tái)件數(shù) HT20-40 １ 單位工時(shí) 機(jī)動(dòng)工時(shí) 輔助時(shí)間 自然消耗時(shí)間 冷卻潤(rùn)滑液 工人技術(shù)等級(jí) 中 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工藝裝備 切削用量 刀 具 夾 具 量 具 U(m/min) f(mm/r) ap(mm) １ 鉆擴(kuò)鉸φ13孔（2處）、φ17孔 麻花鉆，鉸刀，擴(kuò)孔刀 專用夾具 游標(biāo)卡尺 0.19 0.5 1 工藝編制 工藝審核 標(biāo)準(zhǔn)檢查 批 準(zhǔn) 更 改 標(biāo) 記 處 數(shù) 更改文件號(hào) 簽 名 日 期 佳木斯大學(xué) 機(jī)械加工工序卡片 零件名稱 第 6頁(yè) 共 8 頁(yè) 車 間 機(jī)加工 零件圖號(hào) 圓周支架 工序號(hào) 80 設(shè)備名稱 鉆床 型號(hào) Ｚ525 材料 機(jī)械性能 零件重量 每臺(tái)件數(shù) HT20-40 １ 單位工時(shí) 機(jī)動(dòng)工時(shí) 輔助時(shí)間 自然消耗時(shí)間 冷卻潤(rùn)滑液 工人技術(shù)等級(jí) 中 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工藝裝備 切削用量 刀 具 夾 具 量 具 U(m/min) f(mm/r) ap(mm) １ 鉆4Xφ7孔 麻花鉆 專用夾具 游標(biāo)卡尺 0.19 0.5 1 工藝編制 工藝審核 標(biāo)準(zhǔn)檢查 批 準(zhǔn) 更 改 標(biāo) 記 處 數(shù) 更改文件號(hào) 簽 名 日 期 佳木斯大學(xué) 機(jī)械加工工序卡片 零件名稱 第 7頁(yè) 共 8 頁(yè) 車 間 機(jī)加工 零件圖號(hào) 圓周支架 工序號(hào) 90 設(shè)備名稱 鉆床 型號(hào) Z525 材料 機(jī)械性能 零件重量 每臺(tái)件數(shù) HT20-40 １ 單位工時(shí) 機(jī)動(dòng)工時(shí) 輔助時(shí)間 自然消耗時(shí)間 冷卻潤(rùn)滑液 工人技術(shù)等級(jí) 中 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工藝裝備 切削用量 刀 具 夾 具 量 具 U(m/min) f(mm/r) ap(mm) １ 鉆2Xφ4孔 麻花鉆 專用夾具 游標(biāo)卡尺 0.19 0.5 1 工藝編制 工藝審核 標(biāo)準(zhǔn)檢查 批 準(zhǔn) 更 改 標(biāo) 記 處 數(shù) 更改文件號(hào) 簽 名 日 期 佳木斯大學(xué) 機(jī)械加工工序卡片 零件名稱 第８頁(yè) 共 8 頁(yè) 車 間 機(jī)加工 零件圖號(hào) 圓周支架 工序號(hào) 100 設(shè)備名稱 鉆床 型號(hào) Z525 材料 機(jī)械性能 零件重量 每臺(tái)件數(shù) HT20-40 １ 單位工時(shí) 機(jī)動(dòng)工時(shí) 輔助時(shí)間 自然消耗時(shí)間 冷卻潤(rùn)滑液 工人技術(shù)等級(jí) 中 工步號(hào) 工 步 內(nèi) 容 工藝裝備 切削用量 刀 具 夾 具 量 具 U(m/min) f(mm/r) ap(mm) １ 鉆6-M4螺紋底孔，然后進(jìn)行攻絲 麻花鉆，絲錐 專用夾具 游標(biāo)卡尺 0.22 3 1 工藝編制 工藝審核 標(biāo)準(zhǔn)檢查 批 準(zhǔn) 更 改 標(biāo) 記 處 數(shù) 更改文件號(hào) 簽 名 日 期 佳木斯大學(xué) 零件工藝過(guò)程卡 產(chǎn)品型號(hào) 第1 頁(yè) 零件圖號(hào) 共 1 頁(yè) 零件名稱 圓周支架 卡片編號(hào) 每臺(tái)件數(shù) 1 坯料種類 鑄造 坯料尺寸 坯料重量 公斤 單件凈重 公斤 單件工時(shí) 坯料材質(zhì) HT20-40 坯料制件數(shù) 材料利用率 % 單件毛重 公斤 工 序 號(hào) 車 間 工 序 內(nèi) 容 設(shè) 備 工 藝 裝 備 時(shí)間定額 刀具 量具 夾具 10 鑄造 鑄造毛坯 20 時(shí)效 時(shí)效處理 30 銑 銑底面 X52K銑床 銑刀 游標(biāo)卡尺 專用夾具 40 銑 銑4-φ7孔端面 X52K銑床 銑刀 游標(biāo)卡尺 專用夾具 50 銑削 銑φ36凸臺(tái)、φ20凸臺(tái)一側(cè)端面 X52K銑床 銑刀 游標(biāo)卡尺 專用夾具 60 銑削 銑φ36凸臺(tái)、φ20凸臺(tái)另外一側(cè)端面 X52K銑床 銑刀 游標(biāo)卡尺 專用夾具 70 鉆擴(kuò)鉸 鉆擴(kuò)鉸φ13孔（2處）、φ17孔 Z525鉆床 麻花鉆，擴(kuò)孔刀，鉸刀 游標(biāo)卡尺 專用夾具 80 鉆孔 鉆4Xφ7孔 Z525鉆床 麻花鉆 游標(biāo)卡尺 專用夾具 90 鉆孔 鉆2Xφ4孔 Z525鉆床 麻花鉆，絲錐 游標(biāo)卡尺 專用夾具 100 鉆孔攻絲 鉆6-M4螺紋底孔，然后進(jìn)行攻絲 Z525鉆床 110 去毛刺 鉗工去毛刺 120 終檢 按圖樣要求檢驗(yàn) 130 入庫(kù) 入庫(kù) 更改 備 注 定額編制 工藝編制 時(shí)虎 車間代號(hào) 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 名 日 期 定額審核 工藝審核 批 準(zhǔn) 附件 3 佳 木 斯 大 學(xué) （ 2015 ） 屆 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 開 題 報(bào) 告 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目 圓周支座工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計(jì) 學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院 學(xué)號(hào) 班級(jí) 開題日期 2015.3.16 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 王冬 教師職稱 副教授 本課題的研究意義 （選題依據(jù),課題來(lái)源,學(xué)術(shù)價(jià)值及對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步的意義）：圓周支座零件加工工 藝及夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì) 中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)， 設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的 工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元 件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的 定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。 本課題的基本內(nèi)容簡(jiǎn)介 （擬解決的主要學(xué)術(shù)或技術(shù)問(wèn)題和關(guān)鍵技術(shù)及難點(diǎn),擬采取的技術(shù)手段及實(shí)施方案、預(yù)計(jì)可獲得的成果,可能取得的創(chuàng)新之處）：圓周支座零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)是在學(xué)完了機(jī)械制圖、機(jī)械制造 技術(shù)基礎(chǔ)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料等的基礎(chǔ)下，進(jìn)行的一個(gè)全面的考核。正確地解決一個(gè)零件 在加工中的定位，夾緊以及工藝路線安排，工藝尺寸確定等問(wèn)題，并設(shè)計(jì)出專用夾具，保證尺寸 證零件的加工質(zhì)量。本次設(shè)計(jì)也要培養(yǎng)自己的自學(xué)與創(chuàng)新能力。因此本次設(shè)計(jì)綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、 涉及知識(shí)面廣。所以在設(shè)計(jì)中既要注意基本概念、基本理論，又要注意生產(chǎn)實(shí)踐的需要，只有將 各種理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，才能很好的完成本次設(shè)計(jì)。 論文提綱 第 1 章 緒論 .....................................................................................................................1 第 2 章 加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) .............................................................................................2 2.1 零件的分析 ............................................................................................................2 2.1.1 零件的作用 .....................................................................................................2 2.1.2 零件的工藝分析 .............................................................................................3 2.2 圓周支座零件加工的主要問(wèn)題和工藝過(guò)程設(shè)計(jì)所應(yīng)采取的相應(yīng)措施 ............3 2.2.1 孔和平面的加工順序 .....................................................................................3 2.2.2 孔系加工方案選擇 .........................................................................................3 2.3 圓周支座零件加工定位基準(zhǔn)的選擇 ....................................................................4 2.3.1 粗基準(zhǔn)的選擇 .................................................................................................4 2.3.2 精基準(zhǔn)的選擇 .................................................................................................4 2.4 圓周支座零件加工主要工序安排 ........................................................................4 2.5 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 ....................................................6 2.6 確定切削用量及基本工時(shí)（機(jī)動(dòng)時(shí)間） .............................................................6 第 3 章 銑底面夾具設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) .......................................................................................13 3.1 研究原始質(zhì)料 ......................................................................................................13 3.2 定位、夾緊方案的選擇 ......................................................................................14 3.3 切削力及夾緊力的計(jì)算 ......................................................................................14 3.4 誤差分析與計(jì)算 ..................................................................................................15 3. 5 定向鍵與對(duì)刀裝置設(shè)計(jì) ......................................................................................16 3.6 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) ..............................................................................18 3.7 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 ...............................................................................19 第 4 章 鉆 13 孔夾具設(shè)計(jì) ..........................................................................................20 4.1 夾具的夾緊裝置和定位裝置 ..............................................................................20 4.2 夾具的導(dǎo)向 ..........................................................................................................20 4.3 切削力及夾緊力的計(jì)算 ......................................................................................21 4.4 鉆孔與工件之間的切屑間隙 ..............................................................................23 4.5 鉆模板 ..................................................................................................................23 4.6 定位誤差的分析 ...................................................................................................23 4.7 鉆套、襯套、鉆模板設(shè)計(jì)與選用 ......................................................................24 4.8 確定夾具體結(jié)構(gòu)和總體結(jié)構(gòu) ..............................................................................25 4.9 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 ..............................................................................26 第 5 章 鉆 6-M4 螺紋底孔夾具設(shè)計(jì) ..........................................................................27 5.1 夾具的設(shè)計(jì) ..........................................................................................................27 5.1.1 定位分析 .......................................................................................................27 5.1.2 定位原理 .......................................................................................................27 5.1.3 定位元件的分析 ...........................................................................................28 5.1.4 夾緊元件的選擇 ...........................................................................................28 5.1.5 定位誤差的分析 ............................................................................................29 5.1.6 切削力及夾緊力的計(jì)算 ................................................................................30 5.2 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說(shuō)明 ..............................................................................31 結(jié) 論 .............................................................................................................................33 參考文獻(xiàn) .........................................................................................................................34 致 謝 .............................................................................................................................35 主要參考文獻(xiàn) 1機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 第 2 版 肖繼德 陳寧平主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 孫麗媛主編 冶金工業(yè)出版社 3機(jī)械制造工藝學(xué) 周昌治、楊忠鑒等 重慶大學(xué)出版社 4機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)李益民 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 5工藝師手冊(cè) 楊叔子主編 機(jī)械工業(yè)出版社 6機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)王光斗、王春福主編 上?？萍汲霭嫔?7機(jī)床專用夾具設(shè)計(jì)圖冊(cè)南京市機(jī)械研究所 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 8機(jī)械原理畢業(yè)設(shè)計(jì)手冊(cè) 鄒慧君主編 機(jī)械工業(yè)出版社 9金屬切削手冊(cè)第三版 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì) 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 10幾何量公差與檢測(cè)第五版 甘永立 主編 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 11機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 第三版 陳立德主編 高等教育出版社 12工程材料 丁仁亮主編 機(jī)械工業(yè)出版社 13機(jī)械制造工藝學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 ， 機(jī)械工業(yè)出版社 14機(jī)床夾具設(shè)計(jì) 王啟平主編 哈工大出版社 15現(xiàn)代機(jī)械制圖 呂素霞 何文平主編 機(jī)械工業(yè)出版社 序號(hào) 工作任務(wù) 起止日期 序號(hào) 工作任務(wù) 起止日期 1 5 2 6 3 7 論文進(jìn)度安排 4 8 意見審閱 指導(dǎo)教師(簽名)： 年 月 日 注：學(xué)生查閱資料的參考文獻(xiàn)應(yīng)在 10 篇及以上，其中外文參考文獻(xiàn)不少于 2 篇。 外文翻譯 譯文題目 一種自動(dòng)化夾具設(shè)計(jì)方法 原稿題目A Clamping Design Approach for Automated Fixture Design 原稿出處 Int J Adv Manuf Technol (2001)18:784–789 一種自動(dòng)化夾具設(shè)計(jì)方法 塞西爾 美國(guó)，拉斯克魯塞斯，新墨西哥州立大學(xué)，，工業(yè)工程系，虛擬企業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室（VEEL） 在這片論文里，描述了一種新的計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)方法。對(duì)于一個(gè)給定的工件，這種夾具設(shè)計(jì)方法包含了識(shí)別加緊表面和夾緊位置點(diǎn)。通過(guò)使用一種定位設(shè)計(jì)方法去夾緊和支撐工件，并且當(dāng)機(jī)器正在運(yùn)行的時(shí)候，可以根據(jù)刀具來(lái)正確定位工件。該論文還給出了自動(dòng)化夾具設(shè)計(jì)的詳細(xì)步驟。幾何推理技術(shù)被用來(lái)確定可行的夾緊面和位置。要識(shí)別所完成工件和定位點(diǎn)就還需要一些輸入量包括CAD模型的技術(shù)要求、特征。 關(guān)鍵詞：夾緊；夾具設(shè)計(jì) 1. 動(dòng)機(jī)和目標(biāo) 夾具設(shè)計(jì)是連接設(shè)計(jì)與制造間的一項(xiàng)重要任務(wù)。自動(dòng)化夾具設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)開發(fā)（夾具CAD）是下一代制造系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的關(guān)鍵。在這片論文里，討論了一種夾具設(shè)計(jì)的方法，這種方法有利于在目前環(huán)境下夾具設(shè)計(jì)的自動(dòng)化。 夾具設(shè)計(jì)方法的研究已成為國(guó)內(nèi)多家科研工作的重點(diǎn)。作者：周在[1]中對(duì)工件的穩(wěn)定和總需求約束了雙重標(biāo)準(zhǔn)，突出重點(diǎn)的工作。在夾具設(shè)計(jì)中廣泛的運(yùn)用了人工智能（AI）以及專家系統(tǒng)。部分CAD模型幾何信息也被用于夾具設(shè)計(jì)。Bidanda [4]描述了一個(gè)基于規(guī)則的專家系統(tǒng)，以確定回轉(zhuǎn)體零件的定位和夾緊。夾緊機(jī)制同時(shí)用于執(zhí)行定位和夾緊功能。其他研究者（如DeVor等，[5,6]）分析了切削力鉆井機(jī)械和建筑模型及其他金屬切削加工?？涤袨榈仍赱2]中定義了裝配約束建模的模塊化與夾具元件之間的空間關(guān)系。一些研究人員采用模塊化夾具設(shè)計(jì)原則，用以生成[2,7-11]，另一些夾具設(shè)計(jì)工作者已經(jīng)報(bào)告了[1,3,9,12-23]?？梢栽赱21,24]中找到夾具設(shè)計(jì)相關(guān)的大量的審查工作。 在第二節(jié)中，對(duì)夾具設(shè)計(jì)任務(wù)中各種步驟進(jìn)行了概述。在第3節(jié)和第四節(jié)中描述了工件的加工過(guò)程，要夾緊工件表面，否則將面臨工件的全面自動(dòng)測(cè)定。第5節(jié)討論了對(duì)工件的夾緊點(diǎn)的測(cè)定。 2. 夾具設(shè)計(jì)的整體方法 在本節(jié)中，描述了整體夾緊的設(shè)計(jì)方法。通常對(duì)較理想的位置的那一部分進(jìn)行夾緊，并減低切削力的影響。夾緊的位置和夾具設(shè)計(jì)中定位的位置是高度相關(guān)的。通常，夾緊和定位可以通過(guò)同樣的方法來(lái)完成。但是，不明白這兩個(gè)是夾具設(shè)計(jì)中不同的方面，可能導(dǎo)致夾具設(shè)計(jì)的失敗。多數(shù)人的在規(guī)劃過(guò)程中首先解決定位問(wèn)題，這樣可以使開發(fā)的定位與設(shè)計(jì)的定位相契合。不過(guò)，整體定位及設(shè)計(jì)方法不在本文討論范文內(nèi)。 除了零件的設(shè)計(jì)（為此夾具設(shè)計(jì)有待開發(fā)），公差規(guī)格，過(guò)程序列，定位點(diǎn)和設(shè)計(jì)等因素外，還應(yīng)投入CAD模型到夾具設(shè)計(jì)方法中。這樣的夾具可以?shī)A緊并支撐定位器。指導(dǎo)使用的主要內(nèi)容應(yīng)盡量不抵制切割或加工過(guò)程和中所涉及的操作。相反，應(yīng)定位夾具，使切削力在正確的方向，這將有助于保持在一個(gè)特定的部分加工操作安全。通過(guò)引導(dǎo)對(duì)定位器的切割力量，部分（或工件）被固定，固定定位點(diǎn)，因此不能移動(dòng)的定位器。 在這里討論的夾具的設(shè)計(jì)方法必須在整體夾具設(shè)計(jì)方法的范圍內(nèi)。在此之前進(jìn)行定位器/支撐和夾具設(shè)計(jì)的初步階段，涉及到的分析和識(shí)別的功能、相關(guān)的公差和其他規(guī)范是必要的。根據(jù)初步的評(píng)估和測(cè)定，定位/支撐設(shè)計(jì)與夾具設(shè)計(jì)結(jié)果的在此基礎(chǔ)上可以同時(shí)進(jìn)行。本文對(duì)所描述夾具設(shè)計(jì)的方法討論基于定位器/支撐設(shè)計(jì)與先前已經(jīng)確定的假設(shè)（包括適當(dāng)?shù)亩ㄎ缓椭С譁y(cè)定一個(gè)工件的定位，以及識(shí)別和夾具，如V元素的支持面塊，基礎(chǔ)板，定位銷等）。 （1） 夾具設(shè)計(jì)的輸入 輸入包括對(duì)特定產(chǎn)品的設(shè)計(jì)翼邊模型，公差信息，提取的特征，過(guò)程順序和部分在給定的每一個(gè)設(shè)計(jì)的相關(guān)特性的加工方向，面向的位置和定位裝置，以及加工過(guò)程中的各種工序，須出示每個(gè)相應(yīng)的功能。 （2）夾具設(shè)計(jì)的方法 圖一是自動(dòng)化夾具設(shè)計(jì)主要步驟總結(jié)圖。對(duì)這些步驟概述如下： 第1步：設(shè)置配置清單以及相關(guān)的[進(jìn)程_功能]條目。 第2步：確定方向和夾緊力。輸入必要的加工方向向量mdv1，mdv2……mdvn，面對(duì)nvs的支持力，并確定法向量。如果加工方向向下（對(duì)應(yīng)的方向向量[0，0，-1]），和面的支持向量平行于加工方向，那么，夾緊力方向平行向下加工方向[0，0，-1]。如果必需要側(cè)面夾緊并沒(méi)有可夾緊的地方，那么在其中放置一個(gè)夾具夾緊下調(diào)，然后邊鉗方向計(jì)算如下。讓sv和tv輔助常規(guī)的向量代替次要的和三級(jí)定位孔。然后，使用夾緊機(jī)構(gòu)夾緊一個(gè)方向，例如，av應(yīng)平行于這兩個(gè)法向量，即，正常向量應(yīng)分別與每塊表面的sv和tv向量平行。側(cè)面夾緊面應(yīng)該是一對(duì)分別平行于面sv和tv的平面孔。 第三步：從列表中選出最大有效加工力。這樣能夠有效的平衡各加工力。 第四步：利用計(jì)算出的最高有效加工力，才能確定用來(lái)支撐工件加工的面積的夾具尺寸（例如，一個(gè)帶夾子可以作為一個(gè)夾緊機(jī)構(gòu)使用）。 第五步：確定給定工件的夾緊面。這一步在第4步中所述過(guò)。 第六步：該夾具的夾緊面的實(shí)際位置自動(dòng)在第5節(jié)中確定?？紤]接下來(lái)的步驟并返回第一步。 3. 判斷夾具尺寸 在這項(xiàng)工作中所用到的夾具都來(lái)自一個(gè)系列。夾具的原理與圖二相同。在這一節(jié)里，描述了一個(gè)自動(dòng)化夾具。鎖模力所需的有關(guān)螺桿的螺紋裝置大小或保存到位鉗。夾緊力平衡加工工件使工件保持恰當(dāng)?shù)奈恢?。讓鎖模力為W和螺桿直徑為D。各種螺絲夾緊力大小，可以按以下方式確定：最初，極限拉伸強(qiáng)度（抗拉強(qiáng)度）和該夾具的材料（供應(yīng)情況而定）可以從數(shù)據(jù)檢索庫(kù)檢索。各種材料有不同的拉伸強(qiáng)度。該夾具材料的選擇，也可直接采用啟發(fā)式規(guī)則進(jìn)行。例如，如果部分材料是低碳鋼，那么鉗材料可低碳鋼或機(jī)器鋼。為了確定設(shè)計(jì)應(yīng)力，抗拉強(qiáng)度值應(yīng)除以安全系數(shù)（如4或5）。根區(qū)的螺絲格A1（如一個(gè)螺絲鉗）可以被確定：[鎖模力/設(shè)計(jì)應(yīng)力]。隨后，螺栓截面全面積可以計(jì)算為等于{格A1 /（65％），}（因?yàn)槁萁z的地方可能會(huì)發(fā)生根切面積約為65％螺栓的總面積） 。螺釘?shù)闹睆紻可以被確定等同于（D2的3.14 / 4）。另一項(xiàng)涉及可用于方程有關(guān)的寬度B，高度H和跨度的鉗L的螺絲直徑為D（B，H和L可以為不同的值計(jì)算D）：d2 =4/3 BH2/L. 4. 判斷夾緊表面 確定夾具經(jīng)常出現(xiàn)的相關(guān)參數(shù)包括了產(chǎn)品的CAD模型，提取的特征信息，特征尺寸，定位面和定位器的選擇?？紤]所有潛在的加緊面，如圖3。最關(guān)鍵的是夾緊表面不應(yīng)重疊或與該面相交，如圖4所示。夾緊面積是與工件表面（或PCF）接觸的是一個(gè)二維輪廓線段組成的（見圖6）。利用線段相交測(cè)試，可以測(cè)定在給定的光子晶體光纖的任何范圍內(nèi)是否可能有接觸面夾緊面重疊。 夾緊面的確定可以如下所示： 第1步：鑒別平行于二級(jí)和三級(jí)定位面（lf1和lf2）是分別到lf1和tcj最遠(yuǎn)的距離的面。如下所示：（一）鑒別面tci,tcj,使面tci和 tcj平行l(wèi)f1和tcj平行l(wèi)f2。（二）在TCF中列出面對(duì)tci的面。（三）通過(guò)檢查所有TCF中面對(duì)tci的面，確定的面對(duì)tci和tcj的面是到lf1和lf2分別最遠(yuǎn)的面，并舍棄所有其他TCF中的面。 第2步：鑒別平行面的位置，除了不相鄰的附加面。最好是選擇一個(gè)不與其他定位面垂直相鄰的面。這一步如下所示： (a) 考慮TCF列表中的tci面，獲得與每個(gè)tci面垂直或相鄰的面然后，在FCF列表中插入每個(gè)fci面。 (b) 檢查每個(gè)FCI面，并執(zhí)行以下測(cè)試：如果FCI是相鄰、垂直于lf1或lf2，然后從列表中舍棄它并插入NTCF列表中。 第3步:確定加緊面都在有效的加緊面上，如下所述夾緊面： 例1:如果沒(méi)有條目在列表NTCF中，就使用TCF中的面并繼續(xù)執(zhí)行步驟4。如果任何面發(fā)現(xiàn)，垂直于第二，第三位置的面孔lf1和lf2，這將要面臨的是下次選擇可行的夾具。在這種情況下，唯一剩下的選擇是重新審視在列表NTCF的面。 例2：如果列表中NTCF條目數(shù)為1時(shí)，可行夾緊面為FCI。與TCI的法向量垂直相鄰的相應(yīng)軸是夾緊軸。 例3：如果在列表NTCF項(xiàng)數(shù)大于1，確定最大的TCI加緊面再進(jìn)行步驟4。 例4：:夾緊力的方向可以是[1，0，0]或[0，1，0]，可以?shī)A緊TCI面的中心位置。 在其他幾何位置可確定使用零件幾何形狀和拓?fù)湫畔?，這在下一節(jié)中描述。 5. 判斷夾緊表面上的夾緊點(diǎn) 確定夾緊面后，必須確定實(shí)際夾緊位置。輸入夾具側(cè)面積，沿著[x，Y，Z]和潛在的夾緊面CF方向。容下使用CF幾何獲得夾具側(cè)面積： 第一步是確定一個(gè)箱體的大小，這是用來(lái)測(cè)試它是否包含在它里面的任何部分。相交測(cè)試也可以在前面介紹的方法使用。如果相交測(cè)試返回一個(gè)負(fù)的結(jié)果，那么有部分箱體與夾具相交，如圖4所示。如果相交測(cè)試返回一個(gè)正的結(jié)果，可以執(zhí)行下列步驟： 1． 劃分成更小的矩形大小條（1 W）夾框輪廓(圖5和圖6)。 2． 執(zhí)行指定與功能配置文件出現(xiàn)在CF面的零件設(shè)計(jì)的相交測(cè)試。 3． 沒(méi)有功能相交的條形區(qū)域，都是可行夾緊區(qū)域。如果有一個(gè)以上的長(zhǎng)方形候選 面，矩形配置文件，向中沿軸夾緊CF面點(diǎn)的是夾緊配置文件（夾點(diǎn)）。 如果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)配置文件，夾具寬度可減少一半，夾具數(shù)可以增加兩個(gè)。使用這些修改過(guò)的夾具尺寸，執(zhí)行前面描述的特征相交測(cè)試。如果此測(cè)試也失敗了，那么可以用相鄰的面作為夾緊面用于執(zhí)行端夾緊。這面可以重復(fù)進(jìn)行PCF和功能相交測(cè)試。 : 5.1試驗(yàn)曲線的交點(diǎn) 輸入需要的二維輪廓P1、P2，使用下列方法可以自動(dòng)確定該配置文件的交集。每一個(gè)輸入的資料組成一個(gè)封閉環(huán)。此配置文件測(cè)試的步驟如下： (T1) 考慮P1線段中的L（i，1）和P2線段中的L（2，j）。 (T2) 采用L（i，1）線段和L（2，j）線段的相交段。如果邊緣相交測(cè)試返回一個(gè)正值，那么特征面和潛在面相交。如果它返回一個(gè)負(fù)值，繼續(xù)執(zhí)行步驟3。 （T3）重復(fù)與步驟（T1）相同的部分或者緩慢走過(guò)其余P1中的(Li,1)段直到P2中的 [(L2, j+1) till j =n–1]段。 (T4) 其余部分邊和P1中的L12、L13到L1n段重復(fù)（T1）和（T2）步驟。 如果特征面與夾緊面重復(fù)，線相交測(cè)試將決定該事件。相交的邊可以進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)兩個(gè)面是否相互交叉。輸入所需的邊L12{連接 (x1, y1) 和 (x2, y2)}和L34{連接 (x3, y3) 和(x4, y4)}。 L12型方程的可表示為： F(x,y) =0 (1) L34型方程的可表示為： H(x,y) =0 (2) . 第一步：使用等式（1）計(jì)算R3 =F(x3, y3)，用X和Y取代X3和Y3;計(jì)算R4 =F(x4, y4)，用X和Y取代X4和Y4。 第二步：如果R3和R4都與0不相等，但R3與R4結(jié)果相同（R1與R2在相同的一邊），則邊L12與L34不相交。如果這樣不滿足條件，那么進(jìn)行第三步。 第三步：使用等式（2）計(jì)算R1 =H(x1, y1)。接著，計(jì)算R2 =G(x2, y2)再進(jìn)行第四步。 第四步：如果R1與R2都不等于0，且R1與R2的結(jié)果相同，那么把R1與R2放在相同的一邊并輸入不相交。如果，這個(gè)也不滿足條件，那么進(jìn)行第五步。 第五步：給定相交線段。這樣就完成了測(cè)試?？紤]如圖7所示的一部分樣品。將要生產(chǎn)一個(gè)盲孔。起初，完成定位設(shè)計(jì)。定位器的（或主要定位器）是一個(gè)基盤（放在F4面）和二級(jí)和三級(jí)定位器面臨F6和F5（對(duì)應(yīng)到定位面lf1和lf2在第4節(jié)中討論）。一個(gè)輔助定位器也被使用，這是一個(gè)V型塊（對(duì)F3和F5面輔助定位），如圖8所示。在前面討論的夾具設(shè)計(jì)方法中所述的步驟的基礎(chǔ)上，候選面孔（這是平行的，并在從lf1和lf2最遙遠(yuǎn)的距離）是面對(duì)F3和F5面。沒(méi)有面孔，這是平行到定位面，但他們不相鄰。在這種情況下使用的優(yōu)先權(quán)規(guī)則（如步驟3第4步討論），剩余的候選面面對(duì)的是F2面。夾具方向向下的V型塊徑向定位器和其他與對(duì)工件夾緊底面提供所需位置。 根據(jù)第五步選擇夾具的位置。如果沒(méi)有功能發(fā)生在面F2上，那么也沒(méi)有必要進(jìn)行相交測(cè)試確定夾具優(yōu)美加緊。夾具位置應(yīng)遠(yuǎn)離V型定位器（這是輔助定位位置）的夾緊面毗鄰輔助定位面（這確保了更好的快速夾緊）。最終位置和夾具的設(shè)計(jì)如圖8所示。 本文討論的方法，毫不遜色于其他夾具設(shè)計(jì)文獻(xiàn)中討論的方法。本文所討論的方法的獨(dú)特性是零件的夾緊面的幾何形狀，拓?fù)浜凸δ馨l(fā)生了被加工為基礎(chǔ)的系統(tǒng)鑒定。其他方法都沒(méi)有利用了定位器的位置，該方法使用定位器在對(duì)持有一級(jí)，二級(jí)和三級(jí)定位器加工的工件。這種方法的另一個(gè)好處是在可行的候選面上確定在面上用夾具面交點(diǎn)測(cè)試（如前所述），并迅速和有效地確定潛在的下游過(guò)程中可能出現(xiàn)問(wèn)題，夾緊和加工的功能檢測(cè)。 6. 總結(jié) 在這篇論文中，對(duì)在一個(gè)夾具設(shè)計(jì)方法的總體框架內(nèi)進(jìn)行了夾具設(shè)計(jì)方面的討論。 設(shè)計(jì)定位器，規(guī)范零件設(shè)計(jì)，和其他相關(guān)被用來(lái)確定夾緊面和夾緊方向。并討論了各種自動(dòng)化步驟。