CN100仪表板中间支架合件夹具设计
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、选题背景
机械制造离不开金属切削机床，而机床夹具则是保证机械加工质量、提高生产效率、减轻劳动强度、降低对工人技术的过高要求、实现生产过程自动化不可或缺的重要工艺装备之一。机床夹具被广泛用于制造业中，大量专用机床夹具的使用为大批量生产提供了必要条件。
在机床制造或修理中，常常遇到在圆柱上横穿孔的工件，这些工件的孔或螺纹孔的中心线不相交，需在车好圆柱后装配，画好孔的位置线，在按线加工孔或螺纹。以前当工件画好线后，用四爪卡盘按线进行安装，再加工内孔。在校正的过程中，调整夹在圆柱面上的两爪时，工件产生滚动，使划线孔的中心线产生角度位移，很难将工件校正，而产生加工废品。为此人们设计制造了夹具，通过30年的使用，效果很好。
制造意义：
夹具的制造在机械加工工艺中有着很重要的意义，从其作用和地位两方面可以得知。
一：机床夹具在机械加工中起着十分重要的作用，归纳起来，主要表现在一下几个方面。
1.缩短辅助时间，提高劳动生产率，降低加工成本。
2.保证加工精度稳定加工质量。
3.降低对工人的技术要求，减轻工人的劳动强度，保证安全生产。
4.扩大机床的工艺范围，实行一机多能。
5.在自动化生产和流水线生产中便于平衡生产节拍。
二：床夹具在工艺系统中的地位：
夹具不同于其他环节，他在工艺系统中有着特殊地位，夹具的整体刚度对工件加工的动态误差产生着非常特殊的影响。当夹具的整体刚度远大于其他环节，工件加工的动态误差基本上只取决于夹具的制造精度和安装精度。因此设计夹具时，对夹具的整体刚度应给予足够重视。如因工艺系统其他环节的刚度不足而引起较大的系统动态误差时，也可以采取修正夹具定位元件的方法进行补偿。这就是夹具的能动作用。
二、夹具的国内外研究现状
设计包括三个步骤:设备规划、夹具规划和夹具结构设计。目前,Joneja以及Ferreira等人在进行CAPP 方面的研究中对设备规划有详细论述。计算机辅助夹具设计(CAFD) 就夹具方面也作了一些工作:Chou YC ,Chandru V等人提出的自动夹具定位和夹紧的一种方法;De Meter EC提出的利用机械杠杆原理进行定位和夹紧位置选择的一种算法;Markus A等人提出的针对棱柱形工件进行组合夹具设计的基于规则的系统。目前,关于工件夹具的自动化配置方面的工作,自动夹具结构设计( AFCD) 中很少提及。TrappeyAJC等人提出了一个二维组合夹具元件的配置算法。几乎所有的AFCD 研究者都承认,在一个成功的AFCD 系统中, 工件的几何形状是一个关键因素。Nnaji B ,Alladin S等人也对具有复杂几何形状的工件进行尝试研究。然而其结果也仅仅适用于特定的几何体,比如多边形棱柱。Brost 和Goldberg 提出了一个“完整”的算法用来分析多边形工件的组合夹具设计[4 ,5 ] 。并开发出一个组合夹具设计系统,针对一个任意存在的工件,能自动产生所有可行的夹具设计。并且采用力球分析的方法对产生的方案进行优化。以后的许多研究者大多借鉴了Brost 和Goldberg 的算法。组合夹具在动力学方面的研究也取得了一定的进步,Yu and Goldberg 的夹具加载规划方案是把夹具的加载问题看作基于传感器的集成问题并给了一个规划算法。Cai 等提出了一种指导夹具设计的方法,此方法是缩小由于工件表面与夹具安装误差所带来的定位误差。Hockenberger 与DeMter 提出的模式是在工件加工期间工件的静态分析,这种方法是一种定性分析并且是在抓紧或夹紧物体的最坏的情况下的偏差,这种情况是由于在单位扭球的干涉扭矩。
三、发展趋势
今年来，随着数控机床、加工中心、柔性制造单元、柔性制造系统等现代化加工设备的广泛应用，使得传统的机械加工制造方法发生了重大变革。夹具的功能已经从过去的装夹、定位、引导刀具，转变为装夹、定位。而数字化的设备加工功能的扩大化，给今后夹具的快速定位、快速装夹提出了更高的要求。
夹具是机械加工不可缺少的部件，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，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。
研究的基本内容和拟解决的主要问题
研究的基本内容：
1、查阅资料分析了解国内外的夹具设备的现状
2、查阅有关焊接夹具设计方面的文献资料
3、通过查阅资料，了解焊接夹具设计的基本要求，设计步骤及容易出现的问题
4、结合具体图纸详述对夹具体选择，夹紧机构，基本要求，定位原理，设计步骤等
5、查询相关资料并进行整理和归纳加深对焊接工装夹具设计的系统了解
6、装夹元件的选择和装配
7、具体的焊接工装设计装焊方案和装备要求
8、其他机械附件的设计。
9、夹具的精度分析
解决的主要问题：
焊接工装夹具就是将焊件准确定位和可靠夹紧，便于焊件进行装配和焊接、保证焊件结构精度方面要求的工艺设备。在现代焊接生产中积极推广和使用与产品结构相适应的工装夹具，对提高产品质量，减轻工人劳动强度，加速焊接生产机械化、自动化等方面起着非常重要的作用。在焊接生产过程中焊接所需工时并不多，主要用于备料、装配及其他辅助的工作，极大影响着焊接的生产速度。因此大力推广焊接工装夹具具有重要意义，也是目前焊接工作者研究的主要课题。
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