奇瑞A11转向节 机械加工工艺规程及夹具课程设计内附有图纸
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奇瑞A11转向节
机械加工工艺规程及夹具课程设计内附有图纸
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宁波大红鹰学院 毕业设计（论文）外文翻译 所在学院： 机械与电气工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 12机自3班 姓 名： 陈荣权 学 号： 1221080306 指导教师： 赵伟敏 2015 年 11 月 15 日通过夹具布局设计和夹紧力优化的变形控制Weifang Chen & Lijun Ni & Jianbin Xue收到：2007年2月2号接收：2007年7月4日上传：2007年9月11日施普林格出版社伦敦有限公司 2007年摘要：工件变形，必须在数控加工过程中进行控制。影响其程度和加工变形的分布主要有两个方面分别为夹具布局和夹紧力。在本文中，建立了一个多目标模型，以减少变形的程度和增加变形的分布均匀性。采用有限元法对变形进行分析。遗传算法的开发是为了解决优化模型。最后，通过一个例子示出了一个满意的结果，这是远优于经验之一。多目标模型可以有效缩短加工变形和完善的销售情况。关键词：夹具布局 夹紧力 遗传算法 有限元法1. 简介夹具设计是制造工程中的一个重要环节。它对加工精度是至关重要的。在夹具元件加工时，工件应被限制在夹具中，如定位器，夹具，和支架。定位器，夹具和支架的位置应在战略性的设计和适当的夹紧力上适用。该夹具元件可以放在任何地方的工件表面上的候选区域内。夹紧力必须足够大，在加工过程中保持工件不动。通常情况下，它在很大程度上依赖于设计者的经验来选择夹具元件的位置，并确定该夹紧力。因此不能保证所得解决方案对一个给定的工件来说是最佳的或接近最佳的。所以，夹具布局和夹紧力的优化成为了夹具设计中的两个主要方面。定位器和夹具的位置，以及夹紧力的值应适当选择和计算，避免工件因不当的夹紧和切削力而变形。夹具设计的目的是要找到一个围绕工件的最佳布局或位置的夹具元件和最佳的夹紧力。在本文中，提出了一种夹具设计和夹紧力优化的多目标优化设计方法。我们的目标在于两点，之一是尽量减少加工表面的最大弹性变形，而另一点是最大限度地提高变形的均匀性。ANSYS软件是用来计算在一定的夹紧力和切削力下工件的变形。遗传算法开发和MATLAB的直接搜索工具箱被用来解决优化问题。最后，一个案例研究来说明所提出的方法的应用。2.文献综述随着工业的优化方法的广泛应用，在最近几年夹具设计的优化已经获得了更多的利益。夹具设计优化包括夹具布局优化和夹紧力优化。King和Hutter提出了利用夹具工件系统的刚体模型的优化夹具布局设计的方法。DeMeter也利用一个刚体模型来对其优化夹具布局和最小夹紧力的综合分析。他提出了一种基于有限元法的支架布局优化过程，并测量其具有吸引力的优点。李和Melkote李和melkote用非线性规划方法和弹性接触模型来解决布局优化问题。两年后，他们提出了一种方法来确定最佳的夹紧力的多个夹具进行准静态的加工力。他们还提出了从夹具布局来考虑工件的动态加工过程中的最佳合成方法和锁模力。展示了一种组合夹具布局和夹紧力优化程序。其他研究人员使用了有限元法进行夹具设计和分析。蔡等人扩展menassa和DeVries工作包括薄板装配夹具布局合成。秦等人建立了一种夹和工件之间的弹性接触模型，以最大限度地优化夹紧力，以最大限度地减少工件的位置误差。邓和Melkote提出了一个模型框架，确定所需的夹紧力最小，从而保证一个固定的工件在加工过程中的动态稳定性。 上述研究大多采用非线性规划方法，很少给出全局最优解或接近全局最优解。所有的夹具布局优化程序必须从一个初始可行布局开始。此外，从这些模型中得到的解决方案是非常灵敏的初始可行的夹具布局。夹具设计优化问题是非线性的，因为目标函数和设计变量之间没有直接的解析关系，即机械加工表面误差和夹具参数（定位器、夹紧、夹紧力）之间的关系。以前的研究人员已经表明，遗传算法是一种有用的技术，在解决这样的优化问题。吴和陈的遗传算法，以确定最静态稳定的夹具布局。Ishikawa和Aoyama应用遗传算法来确定最优弹性工件夹紧状态。Vallapuzha等人所使用的空间坐标，是基于遗传算法的夹具布局优化编码。他们还提出了一个广泛的调查的方法和结果的相对有效性的主要竞争的夹具优化方法，这表明，连续遗传算法得到最好的质量解决方案。Krishnakumar和Melkote开发的夹具布局优化技术，利用遗传算法找到的夹具布局，尽量减少由于夹在整个刀具路径的切削力的加工表面的变形。定位和钳位的位置指定用节点号。Krishnakumar等人提出了一个迭代算法最小化工件弹性变形对整个切割过程采用不同的夹具布局和夹紧力。赖等人建立了一个分析模型，将定位器和夹具作为一种柔性件变形的相同的夹具布局元件。Hamedi讨论混合学习系统，以支持相结合的人工神经网络用于非线性有限元分析（ANN）和遗传算法的人工神经网络用于计算工件弹性变形最大，采用遗传算法来确定最佳夹紧力。Kumar提出将遗传算法和人工神经网络相结合，开发出一个固定的设计系统。Kaya用遗传算法和有限元方法找到最佳的定位和夹紧工件的位置以及对二维工件的排屑效果考虑。周等人提出了一种基于遗传算法的优化方法，同时优化了夹具布局和夹紧力。一些研究并没有考虑整个刀具路径优化的布局。一些研究用节点号作为设计参数。还有一些研究解决夹具布局或夹紧力优化方法，但不是同时。而考虑到摩擦和切屑去除的研究很少。切屑和摩擦接触的影响不可忽视，为实现更真实、更精确的工件夹具的版图验证分析，因此对取切屑的去除效果和摩擦效应考虑在内，以达到更好的加工精度。在本文中，摩擦和排屑都考虑到，实现加工表面的最大变形的下夹紧和切割力和均匀变形的最小程度。一个多目标优化模型。基于遗传算法和有限元法的优化过程展现并找到了最佳夹具布局和夹紧力。最后，多目标优化模型的结果与单目标优化方法的经验方法用于低刚度工件相比较。3. 夹具设计的多目标优化模型一个可行的夹具布局必须满足三个约束。首先，对工件的定位器和夹钳不能应用拉伸力。二，库仑摩擦力约束必须满足所有夹具与工件的接触点。夹具元件工件接触点的位置必须是在候选区域。对于一个问题，涉及磷对夹具元件的工件接触和氮加工载荷的步骤，优化问题可以数学建模如下：满足在加工操作的第j个步骤使得加工区域的最大弹性变形 的平均值 在每个接触点的法向力 静摩擦系数 在每个接触点的切向力 第i个接触点 第i个接触点的候选区域在图1中示出了整体的过程，设计了一个可行的夹具布局，并优化了夹紧力。在切削模型中，计算了切削力的最大切削力，并将其力送到有限元分析模型。优化过程中创建了一些夹具布局和夹紧力，这是发送到有限元模型。在有限元分析中，在一定的夹具布局下，采用有限元法计算了切削力和夹紧力的作用下的加工变形，并将其变形为最佳的夹具方案。图1.夹具布局和夹紧力优化过程4. 夹具布局设计和夹紧力优化4.1遗传算法遗传算法是基于生物再生产过程的鲁棒性、随机性和启发式优化方法。遗传算法的基本思想是模拟“优胜劣汰”现象。每个候选人在人口中是通过健身功能的具体问题来分配一个健身的价值。然后对遗传算法进行复制，交叉和变异过程，以消除不适合的个人和人口的发展，持续到下一代。根据这些运营商的人口数量的增长，导致在全球健身的人口增加并成为优胜劣汰的个人代表的最佳解决方案。优化夹具设计的遗传程序，以夹具布局和夹紧力为设计变量，来产生代表不同布局的字符串。将字符串与自然进化的染色体进行比较，并且将遗传算法找到最佳的字符串映射到最佳的夹具设计方案。在这项研究中，采用遗传算法和MATLAB直接搜索工具箱。遗传算法的收敛性是由种群大小（Ps）控制，交叉概率（Pc）和突变概率（Pm）。只有在没有变化的适应度函数的最值在一个群体，Nchg中，达到一个预定义的值NCmax，或N的值，达到指定的最大数量的演变，Nmax。，遗传算法将会停止。遗传算法、编码、适应度函数、遗传算子、控制参数和约束五个主要因素。在本文中，这些因素被选为在表1中列出。由于遗传算法很可能产生夹具设计的字符串，不完全约束夹具时，受到加工载荷。这些解决方案被认为是不可行的，罚函数法是用来驱动遗传算法的一个可行的解决方案。夹具设计方案如果在定位器的反应是消极的则被认为不可行或不受约束的，换句话说，它不满足的约束方程（2）及（3）。罚函数法实质上是把一个高的目标函数值的方案是不可实行，因此驱动它的可行区域约束的遗传算法的逐次迭代，当新个体的遗传算子或初始生成的生成，需要检查是否满足条件。真正的候选区域是那些不包括无效区域。为了简化检查，多边形被用来代表候选区域和无效区域。顶点的多边形被用来检查。MATLAB中的“内接多边形”功能可以用来帮助检查。表1遗传算法参数的选择因素描述编码实数缩放比例等级选择差数交换中间物转变一致的控制参量自适应力4.2有限元分析ANSYS软件是本研究所使用的有限元计算。有限元模型是一种考虑摩擦效应的半弹性接触模型，在这里假设材料呈线性弹性。如图2所示，每个定位器或支架由三个正交的弹簧约束提供代表在x，y和z方向各钳相似，但在正常方向定位夹紧力。正常方向的弹簧称为正常的弹簧，另一个称为切向弹簧的弹簧。接触弹簧刚度可以计算根据赫兹接触理论如下：图2 考虑摩擦的半弹性接触模型其中 是切向和法向接触刚度 是公称接触半径 是公称接触弹性模量 是第i个工件和夹具元件半径 是杨氏模量为第i个工件和夹具材料 是泊松比的第i个工件和夹具材料 是剪切模量的第i个工件和夹具的材料和技术是 反应力在z 方向上的第i个接触点 接触刚度随夹紧力的变化和夹具的布置。一个合理的线性近似的接触刚度可以得到从最小二乘拟合上述方程。连续的插值，这是用来施加边界条件对工件的有限元模型，画在图3的额定。三个固定元件位置被显示为黑色圆圈。每个元素的位置被它的四个或六个最近邻节点所包围。这些集合的节点，这是由黑色方块表示，有 37，30 ，38，31， 9，10，11，18，17，16 和 26，27，34，41，40和33 。一组弹簧元件被连接到每个节点上。对于任何一组节点，弹簧常数是其中在周围的第i个夹具元件的第j个节点的弹簧刚度是第i个夹具元件和它周围的第j个节点之间的距离在第i个夹具元件位置的弹簧刚度是周围的第i个夹具元件位置的节点数图3连续插补对于每一个加工载荷步，适当的边界条件，要应用到工件的有限元模型。在这项工作中，在三个方向的正常弹簧约束（X，Y,Z）和切向弹簧的切向方向（X,Y）的限制。夹紧力在正常方向（Z）上施加。整个刀具路径是模拟的遗传算法所产生的每个夹具设计方案，通过施加的峰值的X,Y,Z，在切削力的顺序的元素的表面，刀具经过的零件表面。在这项工作中，从刀具路径的切屑被考虑在内。在加工过程中的材料去除改变了几何形状，所以改变了工件的结构刚度。因此，它是必要考虑芯片去除影响。使用的元素死亡技术的有限元分析模型进行了分析与刀具运动和芯片去除。为了计算一个给定固定值的适合度的设计方案，位移被存储为每个负载步骤。在此夹具设计方案的最大位移为适合度。遗传算法程序和ANSYS之间的相互作用是这样实现的。两位置的定位器和夹具的夹紧力，从字符串中提取。这些参数被写入到文本文件中。ANSYS输入批处理文件可以读取这些参数并计算加工表面的变形。因此，在遗传算法程序的适应值也可以被写入当前的夹具设计方案的文本文件。在有限元模型中有大量的节点，计算其适应值是很困难的。因此，有必要加快计算遗传算法程序。随着这一代的产生，人口中的染色体也越来越相似。在这项工作中，计算适应值存储在SQL Server数据库与染色体的适应值。遗传算法程序首先检查是否当前的染色体的适应度值进行了计算，如果不是，夹具的设计方案被送到ANSYS，否则适合度直接取自数据库。工件有限元模型的网格划分在每一个计算时间都保持不变。每一个计算模型的区别是边界条件。因此，啮合件有限元模型的可重复使用的“恢复”命令在ANSYS。 5.案例研究 在下面的章节中展示了一个低刚度工件的铣削夹具设计优化问题的例子 16，18，22 。 5.1工件几何形状和性能该几何和特征的工件如图4所示。该空心工件的材料是铝390，泊松比为0.3，杨氏模量为71 GPa。外形尺寸为152.4毫米127毫米76.2毫米。工件的三分之一顶内壁正在经过一个端铣加工，其切割路径也在图4中显示。所采用的夹具元件的材料的泊松比0.3和杨氏模量为220 GPa的合金钢。图4中空工件5.2模拟与加工在工件上进行了外周端铣加工。在表2中给出了操作参数。基于这些参数，切削力的最大值，计算和应用作为元件表面上的工件在刀具的位置上的壁的载荷是330.94N（切向），398.11N（径向）和22.84N（轴向）。整个刀具路径被离散化为26个负载的步骤和切削力方向由刀具位置确定。 表2加工参数和条件参数描述操作类型端铣刀具直径25.4mm凹槽数量4刀转500进给速度0.1016mm/tooth切割径向深度2.54mm切屑轴向深度25.4mm径向前角10螺旋角30投影长度92.07mm5.3夹具设计方案工件在机械加工中的夹具计划如图5所示。一般地，在夹具设计中使用了3-2-1的定位原理。基地控制3度。一边控制着2度，另一边控制着1度。在这里，它使用四个定位器（L1，L2，L3和L4），面对工件位置控制2度，Y = 0 mm，两夹（C1，C2）相对的面上，Y = 127毫米，控制好它。在正交侧，一个定位器需要控制的剩余程度，这是被忽视的最佳模型。在表3中给出了定位/夹紧区域的坐标界限。因为没有一个简单的经验法则确定程序的夹紧力，最初假定作用在每个夹具的夹紧力值为6673.2 N，和法向和切向接触刚度由最小二乘法得到拟合方程（5）分别是4.43107 N / m和5.47107 N /m。图5为定位元件和夹紧元件的候选区域表3设计变量的约束最小最大X/mmZ/mmX/mmZ/mmL10076.238.1L276.20152.438.1L3038.176.276.2L476.238.1152.476.2C10076.276.2C276.20152.476.2F1/N06673.2F2/N06673.25.4遗传控制参数与罚函数对遗传算法的控制参数进行了实证检验。例如，运用下面的参数值：20F1和罚函数为可以通过F1或代表。当为6，交叉概率和变异概率将分别变为0.6和0.1。5.5优化结果连续优化步骤的收敛行为如图6所示，相应函数（1）和（2）的收敛行为如图7和图8所示。在表4中给出了最优的设计方案。图6遗传算法在夹具布局和夹紧力优化过程中的收敛性图7第一个函数值的收敛性图8二值函数值的收敛性表4多目标优化模型的结果多目标优化X/mmZ/mmL117.10230.641L2108.16925.855L321.31556.948L4127.84660.202C122.98962.659 C2117.61525.360F1/N167.614F2/N382.435f1/mm0.0065680.0026835.6比较结果设计变量和目标函数值的夹具计划从单目标优化和设计的经验，如表5所示。文中引用的单目标优化结果比较。单目标优化方法，通过这个案例的经验设计的比较优势。最大变形量减少了57.5%，变形的均匀性提高了60.4%，最大夹紧力值下降了49.4%。多目标优化方法与单目标优化方法的比较表明，最大变形量减少了50.2%，变形的均匀性提高了52.9%，最大夹紧力值下降了69.6%，沿刀具路径的变形分布图9。显然，多目标优化方法的变形在三种方法中的变形分布最为均匀。通过比较的结果，我们一定要运用最佳的定位分布及最佳夹紧力，减少工件的变形。图10显示了一个真实的案例夹具的配置图9沿刀具路径的变形分布图10一种真实的情况下的夹具结构表5各种夹具设计方案结果的比较实验优化单目标优化X/mmZ/mmX/mmZ/mmL112.70012.70016.72034.070L2139.712.700145.36017.070L312.70063.50018.40057.120L4139.70063.500146.26058.590C112.70038.1005.83056.010C2139.70038.100104.40022.740F1/N2482444.88F2/N24821256.13f1/mm0.0310120.013178/mm0.0143770.0056966结论本文提出了一种基于遗传算法和有限元法的夹具布局设计和夹紧力优化设计方法。优化过程是多目标：最大限度地减少加工表面的最大变形，并最大限度地提高变形的均匀性。ANSYS软件包已被用于适当的有限元计算。遗传算法和有限元法相结合，是一种有效的方法，为夹具设计优化问题。在这项研究中，被认为是摩擦效应和切屑的影响。为了减少计算时间，建立数据库，对染色体和适合度，和网状工件的有限元模型，并在优化过程中反复使用。基地配备重新设计方法是单目标优化方法或经验的传统。本研究结果表明，多目标优化的方法是更有效的在民目前的变形和变形的发生肯定比其他两种方法。这是加工变形控制在数控加工中的意义。传统的夹具设计方法是单目标优化方法或经验。本研究结果表明，多目标优化方法是减小变形和均匀变形比其他两种方法更有效。它是加工变形控制在数控加工中的意义。参考文献1King 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机械与电气工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 12机自3班 姓 名： 陈荣权 学 号： 1221080306 指导教师： 赵伟敏 2015 年 11 月 15 日1 调研资料的准备1. 通过Interent网搜集的文献资料。2. 通过宁波大红鹰图书馆搜集的文献资料。3. 利用原始文献（包括专业期刊、科技报告、专利文献、学位论文、会议文献、专著和标准等）搜集文献资料。2 课题的设计 1.目的A11转向节零件在普通机床设备上批量生产的加工工艺规程制定，铣削奇瑞汽车A11转向节下摆臂安装处两侧面和钻、攻挡泥板安装螺纹孔二道工序的夹具设计。 2.要求 关键技术：工艺规程的合理性，夹具结构类型；定位及定位精度；夹紧机构。 主要技术参数:要求生产率高，利用液压或气压的快速夹紧机构。 图纸数量：两套夹具装配图各一张，两套夹具的若干自制件零件图，总图量不得小于3张A0图纸。 图样质量：计算机绘图，符合最新标准；表达完整，布局匀称；装配合理、尺寸齐全、技术要求全面；零件图注意结构要素和加工工艺性。设计计算书要求：传动和夹紧方案分析选择、受力分析、强度、刚度、夹紧力和夹具误差计算，必要的运动学和动力学计算。设计推导简明扼要；计算正确可靠。避免冗长，严禁抄袭。 3.思路根据任务书要求来制定工艺规程，然后对零件结构工艺性进行分析，选择合适的毛胚，设计夹具，确定毛胚的加工工序以及加工余量。 4.预期结果制定出合理的加工工艺规程以及合适的零件夹具。并且提高了生产率，降低了成本。完成外文翻译和文献综述。三任务完成的阶段内容及时间安排序号起讫日期各阶段工作内容备注12015年10月1日-10月9日 学生选题,布置毕业设计任务.22015年10月9日2015年11月30日熟悉内容、文献检索，完成英文翻译，完成文献综述，完成开题报告,并上传至网站。42015年12月1日2015年12月30 日完成工艺设计，夹具设计方案确定，草图绘制(含计算)；52016年 1 月3日2016年1月30日两套夹具结构设计，绘图62016年2月1日2016年3月15日修改图样和整理设计计算书72016年3月16日-2016年3月30日上交所有毕业设计资料,并上传82016年4月 1日-2016年4月17日审核;修改;定稿 92016年4月23日-2016年4月24日答辩四完成设计（论文）所具备的条件因素上网设备充足的文献资料拥有丰富的阅读知识合理安排时间明确的规划指导教师审核意见：（手写）指导教师签名： 年 月 日 宁波大红鹰学院 毕业设计（论文）文献综述课题： 奇瑞A11转向节工艺过程优化 及 工 装 设 计 所在学院： 机械与电气工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 12机自3班 姓 名： 陈荣权 学 号： 1221080306 指导教师： 赵伟敏 2015 年 11 月 15 日1 前言夹具是工艺装备的主要组合部分,在机械制造中占有重要地位。夹具对保证产质量,提高生产率,减轻劳动强度,扩大机床使用范围,缩短产品试制周期等都具有重要意义10。目前国外工业基础扎实，发展好，再加上汽车工业也是相当发达的，经验也比较丰富，并且在转向节生产上也都有各自的特点。但是我国与国外技术相比，国内工业明显基础薄弱，转向节加工技术起步晚，也缺少其相关经验。因此尽管在上世纪末，国内已开始生产转向节加工专机，但在实际加工中，往往难以达到产品图纸的技术要求、也难以保证生产节拍。本文主要讲述转向节的夹具设计以及其研究现状。2 夹具设计 1.夹具的国内外现状及发展现状 1.1夹具的发展现状目前,单件、小批量生产正逐渐成为现代机械制造业新的生产模式。在这种模式中,要求加工机床和夹具装备具有更好的柔性,以缩短生产准备时间、降低生产成本,所以,按单一品种设计专用夹具的方法已不能满足生产发展的要求,而组合夹具正是适应这一生产模式的柔性工装设备。它对缩短工艺装备的设计、制造周期,以及产品换型后对原有工装夹具延续使用起到至关重要的作用。而国外为了适应这种生产模式,也把柔性制造系统作为开发新产品的有效手段,并将其作为机械制造业的主要发展。 1.2国外的研究现状夹具的设计包括三个步骤: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。NnajiB,AlladinS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。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 andGoldberg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。 1.3国内的研究现状我国于80年代末开始对组合夹具元件的设计与管理进行了研究和开发,在总结和吸取我国应用和发展槽系夹具经验的基础上,根据现代机械加工特征及夹具的发展趋势,研制了新一代孔系组合夹具系统。此系统发挥了槽系平移可调性和孔的旋转可调性的优势,可直接组装获得任何直线尺寸和角度尺寸。此系统把大中小三个系列的元件有机融为一体,可在一块多夹具基础板上,既能组装单个大工件夹具,又能组装多个中小零件夹具,有利于装夹具基础板长期固定在机床工作台上,此系统还设有孔系和槽系过渡元件,便于实现孔、槽系夹具元件混合使用。北京工商大学麻建东和刘璇开发的组合夹具元件库,元件库模块的核心程序用ObjectARXSDK2.02工具包开发,界面程序用AUTOCAD提供的对话框控制语言DCL(DialogControlLanguage)语言开发,在VC+6.0下编译和联接,生成的ARX可执行程序在AUTOCADR14下直接加载运行。元件库可为使用者提供7类组合夹具元件三维图形的浏览以及交互设计功能,并生成三维组合夹具构形图,在CAD环境中可进行修改或删除山东工业大学的徐志刚在“广义映射原理”的指导下,开发了支持“top-down”风范的夹具设计软件自动化系统。吴玉光博士在这个领域取得了较大的突破。提出孔系基础板组合夹具设计的系统方法。该方法利用连杆机构原理自动确定由直线和圆弧组成定位边界的零件的全部候选定位方案。并提出定位销可见锥概念和定位销转动支点的概念,进行定位方案的装卸方便性分析。进一步提出瞬心三角形和同向边的概念,对工件进行可夹紧性分析,确定工件边界的可夹紧范围。其理论水平在国内外相关领域内开拓了新的局面。 2.夹具类型及作用 2.1组合夹具的类型及孔系组合夹具的优势按元件定位联接形式不同,当前国内外组合夹具分成槽系组合夹具和孔系组合夹具两大类型。槽系组合夹具元件之间定位联接是采用高精度的槽、键定位,螺栓紧固。孔系组合夹具元件之间的定位联接是采用高精度的孔、销定位,螺栓紧固。组合夹具元件按其用途不同,可分为八大类:基础件、支承件、定位件、导向件、压紧件、紧固件、合件和其它件。每一类元件都有其基本用途,但也没有严格的界限,在某种情况下也可起到其它类元件的作用。孔系组合夹具的特点是旋转调整方便,精度和刚度都高于槽系夹具。其间的定位联接是采用高精度的孔、定位销,螺栓紧固。由于孔系基础板夹具具有刚性好,夹具元件定位精度和可靠性高,组装时间短和灵活机动以及夹具元件加工工艺性好等优点,使得孔系基础板组合夹具成为当前CNC系统使用中最有发展前途的组合夹具2。 2.2组合夹具的作用 柔性制造系统(FMS)的扩大应用,计算机集成制造的兴起,促进了组合夹具的发展,组合夹具也在其中起到了至关重要的作用1。它的作用是: (1)保证精度。夹具设计的首要任务是保证工件上被加工表面的位置精度,同时对相关的尺寸精度和表面粗糙度的改善也起到一定的作用; (2)提高生产率,降低成本。在单件小批量生产中,为了保证产品质量,同时也为及时生产,降低产品成本中夹具的费用,组合夹具是非常理想的选择; (3)扩大机床工艺范围。使用组合夹具可方便加工,并可扩大工艺范围; (4)减轻工人劳动强度,保证生产安全。 三总结 机床夹具是机械加工必不可少的工艺装备。机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测。从广义上说，夹具是在工艺过程中的任何工序，用来迅速，方便，安全地安装工件的装置。因此，机床夹具在机械加工中能保证工件的加工精度，提高生产率，扩大机床工艺范围，减轻工人劳动强度。随着市场竞争日渐激烈，制造企业受到了前所未有的挑战，为快速适应内，外部环境的快速变化，利用APS和MES等先进的企业生产管理模式和先进信息系统，充分利用企业的制造资源，优化企业车间生产的计划和调度算法，通过改变企业传统的生产模式来提高生产率，进而快速响应客户需求，是提高企业竞争力的重要手段。参考文献1 .浅谈组合夹具的重要作用-王凤鲜主编.20082 机床夹具的分类与构成-张亚明主编.20083 国外汽车制造概况- 19724 汽车金属材料应用手册 （上册） 汽车用钢的要求、性能和选择 - 姚贵升主编 20005 实用热锻模具设计与制造 - 洪慎章，金龙建等编著 20116 模锻工艺及其设备使用特性 - 王乐安主编 20117 虚拟现实在CAD/CAM中应用-陈正鸣，吴玉光，范永法等编著 19998 金属切削机床夹具设计手册-浦林祥. 北京：机械工业出版社，1995.129 先进制造技术手册-孙大涌. 北京：机械工业出版社，2002.210 机床夹具设计哈尔滨工业大学, 北京理工大学. 北京，科学技术出版社, 1980. 11汽车制造工艺学 （机械加工工艺） - 侯家驹主编 199112锻造工艺模拟 - 周杰主编 200913金属塑性成形过程无网格数值模拟方法 - 赵国群，王卫东著 201314 Markus A，Markusek E，Farkas J.Fixture Design using Prologan Expert System J。Int J Robotics CIMS，1984，1(2)-167-72.15Ferreira PM，Liu CR. Generation of Work Piece Orientations for Machining Using a Rule-based System. Int J Robotics CIMS，1988，5.指导教师意见 指导教师： 年 月 日专业教研室审查意见 负责人： 年 月 日宁波大红鹰学院毕业设
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