三通接頭零件的車(chē)床組合夾具設(shè)計(jì)【加工Φ20、Φ14孔夾具】【優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計(jì)+含9張CAD圖紙+帶開(kāi)題報(bào)告+中期檢查表+外文翻譯+30頁(yè)加正文1.7萬(wàn)字】

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車(chē)床組合夾具設(shè)計(jì)

一種自動(dòng)化夾具設(shè)計(jì)方法外文翻譯.zip

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車(chē)床組合夾具的設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告.doc

車(chē)床組合夾具的設(shè)計(jì)論文.doc

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車(chē)床組合夾具設(shè)計(jì)

摘  要

              

根據(jù)六點(diǎn)定位原理和定位基準(zhǔn)的選擇原則，采用長(zhǎng)V型塊，支承塊和定位擋鐵定位。長(zhǎng)V型塊置于拱形肋板后限制x軸的兩自由度和z軸的兩自由度，擋鐵置于孔端限制繞y軸旋轉(zhuǎn)的自由度，支承塊置于肋板下方限制沿y軸移動(dòng)的自由度。依據(jù)相關(guān)原理計(jì)算定位誤差。根據(jù)夾緊方式的選擇原則，選擇夾緊元件為壓板壓頭和V型塊，然后通過(guò)切削力進(jìn)行夾緊力的計(jì)算。夾緊的動(dòng)力裝置選用手動(dòng)壓緊裝置。按照定位元件和夾緊元件設(shè)計(jì)連接件。

以所選元件和裝置為基礎(chǔ)確定夾具總體布局和夾具體的結(jié)構(gòu)形式，并確定好定位元件在夾具體上的位置。繪制夾具方案設(shè)計(jì)，進(jìn)行工序精度分析。對(duì)以上設(shè)計(jì)進(jìn)行審核。最后設(shè)計(jì)夾具總裝配圖。

 關(guān)鍵詞：組合夾具；定位；夾緊；三通接頭

Lathe modular jig and fixture design

Abstract

  According to six localizations principles and selection principle of the localization datum, using the long V block, the supporting block and the localization comes true the hard localization. The long V block putted in the arch ribbed plate to limit two degrees of freedom in the x axis and the z axes two degrees of freedom, the iron putted in the hole end limit to the degree of freedom which circle the y rotation of axis, the supporting block putted under the ribbed plate to limit degree of freedom along the y axis migration. Position error is reckoned by the correlation principle. According to the way of the selection principle, discharge head and V block is selected to clamp the part. Then computation of the strength is achieved by carrying on through the cutting force clamps. The power of clamps is from the hydraulic unit. Design of bridge piece is according to the location part and the clamp part. The guide part designing in this topic is not requested because the cutter bar is short. Other parts and equipment are designed following last process. 

    The jig overall arrangement and concrete structure of the body clamp are determined with the above part and the equipment. The position of the components in the kits specific location must be guaranteed, and then design the jig, carry on the working procedure precision analysis. The design review is following. Finally the jig assembly drawing is achieved.

Keywords: Modular jig and fixture; location; clamp; union tee

目  錄

1緒論…………………………………………………………………………………1

 1.1概述…………………………………………………………………………………1

  1.1.1車(chē)床夾具的分類(lèi)………………………………………………………………1

  1.1.2夾具的組成……………………………………………………………………2

  1.1.3夾具體…………………………………………………………………………3

  1.1.4車(chē)床夾具在機(jī)械加工中的作用………………………………………………3

  1.1.5車(chē)床夾具在車(chē)床中的地位及作用……………………………………………3

  1.1.6國(guó)內(nèi)外夾具的發(fā)展與趨勢(shì)……………………………………………………4

 1.2夾具研究現(xiàn)狀………………………………………………………………………5

  1.2.1機(jī)床夾具的現(xiàn)狀………………………………………………………………5

  1.2.2現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向……………………………………………………6

 1.3國(guó)內(nèi)外對(duì)組合夾具的發(fā)展及研究狀況……………………………………………7

  1.3.1國(guó)內(nèi)對(duì)組合夾具的發(fā)展?fàn)顩r…………………………………………………7

  1.3.2國(guó)外對(duì)組合夾具的發(fā)展?fàn)顩r…………………………………………………8

 1.4本文主要研究?jī)?nèi)容…………………………………………………………………9

2零件分析…………………………………………………………………………10

 2.1零件的選擇與分析………………………………………………………………10

 2.2工藝路線(xiàn)的確定…………………………………………………………………10

 2.3總體設(shè)計(jì)中對(duì)夾具設(shè)計(jì)的重要的參數(shù)………………………………………… 11

3車(chē)床組合的夾具設(shè)計(jì)…………………………………………………………  12 

 3.1夾具設(shè)計(jì)要求與選型……………………………………………………………12

  3.1.1夾具設(shè)計(jì)要求…………………………………………………………………12

  3.1.2夾具的選型……………………………………………………………………13

 3.2定位和夾緊方案的確定…………………………………………………………13

  3.2.1定位和夾緊方案的選擇分析…………………………………………………14

 3.3定位元件和夾緊元件的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………15

  3.3.1定位元件的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………………… 15

  3.3.2夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………………16

 3.4誤差分析計(jì)算……………………………………………………………………17

  3.4.1影響加工精度的因素…………………………………………………………17

  3.4.2誤差的計(jì)算……………………………………………………………………17

 3.4.3保證加工精度………………………………………………………………… 18

 3.5夾具結(jié)構(gòu)的確定…………………………………………………………………19

  3.5.1夾具體的確定…………………………………………………………………19

 3.6夾緊力的確定……………………………………………………………………21

  3.6.1夾緊力的計(jì)算公式……………………………………………………………21

  3.6.2夾緊力的計(jì)算…………………………………………………………………22

4 結(jié)論……………………………………………………………………………… 24

參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………25

致謝……………………………………………………………………………………26

畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )外文資料翻譯 系 別： 機(jī)電信息系 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 外文出處： 附 件： 1. 原文 ； 2. 譯文 2013 年 03 月 1 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（ 本文描述了一種新的計(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 型的技術(shù)要求、特征。 關(guān)鍵詞：夾緊；夾具設(shè)計(jì) 夾具設(shè)計(jì)是連接設(shè)計(jì)與制造的一項(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(kāi)發(fā) （ 夾具 是下一代制造系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的關(guān)鍵。在這篇論文里， 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)中廣泛地運(yùn)用了人工智能 （ 以及專(zhuān)家系統(tǒng)。部分 型幾何信息也被用于夾具設(shè)計(jì)。4]描述了一個(gè)基于規(guī)則的專(zhuān)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 ， [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。 康有為等在 [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 另一 些夾具設(shè)計(jì)工作者已經(jīng)報(bào)告了 [1,3,9,12可以在 [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 第三節(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。 第五節(jié)討論了對(duì)工件的夾緊點(diǎn)的測(cè)定。 2 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，則可能導(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(kāi)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圍內(nèi)。 除了零件的設(shè)計(jì)（ 為此夾具設(shè)計(jì)有待開(kāi)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 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)程和其中所涉及的操作。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(xiāo)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： 第一步：設(shè)置配置清單以及相關(guān)的 [進(jìn)程 _功能 ]條目。 第二步： 確定方向和夾緊力。 輸入必要的加工方向向量 面對(duì) 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， ，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， 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 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， 平行于這 3 兩個(gè)法向量，即，正常向量應(yīng)分別與每塊表面的 量平行。側(cè)面夾緊面應(yīng)該是一對(duì)分別平行于面 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。這一步在第四步中所述過(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。考慮接下來(lái)的步驟并返回第一步。 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)奈恢谩?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 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 （ 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?D 可以被確定等同于（ 4）。另一項(xiàng)涉及可用于方 程有關(guān)的 4 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）： ，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（或觸的是一個(gè)二維輪廓線(xiàn)段組成的（見(jiàn)圖 6）。 利用線(xiàn)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： 5 第 1 步：鑒別平行于二級(jí)和三級(jí)定位面 （ 是分別到 遠(yuǎn)的距離的面。如下所示：（一）鑒別面 面 行 行（二）在 列出面對(duì) 面。 （三）通過(guò)檢查所有 面對(duì) 面，確定的面對(duì) 面是到 別最遠(yuǎn)的面，并舍棄所有其他 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 表中的 ，獲得與每 個(gè) 垂直或相鄰的面然后，在表中插入每個(gè) 。 (b) 檢查每個(gè) ，并執(zhí)行以下測(cè)試：如果 相鄰、垂直于 后從列表中舍棄它并插入 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 ，就使用 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 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 面。 例 2：如果列表中 目數(shù)為 1 時(shí)，可行 夾緊面為 法向量垂直相鄰的相應(yīng)軸是夾緊軸。 例 3： 如果在列表 數(shù)大于 1，確定最大的 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 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。 6 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 向。 容下使用 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 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 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 功能相交測(cè)試。 7 輸入需要的二維輪廓 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： (考慮 段中的 L（ i， 1） 和 段中的 L（ 2， j） 。 (采用 L（ i， 1） 線(xiàn)段和 L（ 2， j） 線(xiàn)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。 （ 重復(fù)與步驟 （ 相同的部分或者緩慢走過(guò)其余 的 ()段直到的 [(j+1) j=n–1]段。 (其余部分邊和 的 重復(fù) （ 和 （ 步驟。 如果特征面與夾緊面重復(fù)，線(xiàn)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 接 (和 (和接 (和 (。 方程的可表示為： F(x,y) =0 （ 1） H(x,y) =0 （ 2） 8 第一步：使用等式 （ 1） 計(jì)算 (用 取代 3； 計(jì)算 F(用 取代 4。 第二步：如果 4都與 0不相等，但 4結(jié)果相同（ 2在相同的一邊），則邊 34不相交。如果這樣不滿(mǎn)足條件，那么進(jìn)行第三步。 第三步：使用等式 （ 2） 計(jì)算 (接著，計(jì)算 (進(jìn)行第四步。 第四步：如果 2都不等于 0，且 2的結(jié)果相同，那么把 2放在相同的一邊并輸入不相交。如果，這個(gè)也不滿(mǎn)足條件，那么進(jìn)行第五步。 第五步：給定相交線(xiàn)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(pán)（放在 ）和二級(jí)和三級(jí)定位器面臨 應(yīng)到定位面 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) 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 遙遠(yuǎn)的距離）是面對(duì) 。 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 。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。 9 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 ，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)。 本文在一個(gè)夾具設(shè)計(jì)方法的總體框架之下進(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。各種自動(dòng)化步驟也有涉及。