毕业设计（论文）-涡轮盘液压立拉夹具.doc

摘 要涡轮盘是航空发动机上十分重要的零件，它的精度高、机械加工难度大，处在高速、高温的环境下工作，是关键复杂构件，在整个涡轮机加工中也是一个难点。而在涡轮盘机械加工中，工作量最大、难度最高的是涡轮盘榫槽加工。涡轮盘榫槽夹具可以保证加工精度高，提高加工效率。因此夹具设计是榫槽加工中的一个重要环节。本文通过对涡轮盘榫槽类型结构、加工工艺、夹具设计及使用情况的分析，阐述了定位基准的选择，压紧方式的确定，正确的复杂空间尺寸及角度计算和高精度的分度机构设计的过程，完成了涡轮盘榫槽重要夹具工装的设计，提出了针对整体工艺装备提高榫槽表面粗糙度的解决方法。关键词： 涡轮盘榫槽 空间角度计算 步伐式双销联动分度装置 本设计有图纸，需要找Q251133408AbstractThe turbine disk is on the aircraft engine the extremely important components, for its high precision, the hard machine-finishing, under the high speed high temperature environment works, is the key complex component, in the entire turbine processing also is a difficult point. Moreover in the turbine disk machine-finishing, the turbine disk trough processing is what the work load is biggest, the difficulty is highest. The turbine disk trough fixture may guarantee the processing precision is high, enhances the processing efficiency. Therefore the fixture design in trough processing is an important link. This article through to analysis the turbine disk trough type structure, the processing craft, the fixture design and the service condition, elaborated the localization datum choice, contracts the way the determination, the correct complex spatial size and the angle computation and the high accuracy ruling engine construction design process, has completed the designing of the turbine disk trough important fixture work clothes, proposed the solution of enhances trough the surface roughness in view of the overall craft equipment.Key words：trough the working surface spatial angle computationspeed step type double sells the linkage axial to be divided the equipment 目 录摘 要IAbstract II第1章 绪 论11.1 机床夹具及其功用 11.2 现代机床夹具的发展方向 11.3 现代工业对夹具设计的基本要求 21.4 项目提出的背景 21.5 项目研究的方法、预期结果及意义 3第2章 涡轮盘榫槽加工特点与工艺装备 42.1 涡轮盘榫槽的加工特点 42.2 拉削特点 42.3 拉削分类 42.4 拉削速度 52.5 拉削表面粗糙度 52.6 工艺装备 6第3章 涡轮盘液压立拉夹具的设计 73.1 设计方案的确定 73.1.1 任务来源与状况 73.1.2 定位机构与定位原则103.1.3 定位基准的选择113.1.4 定位误差的分析和计算113.1.5 压紧方式的确定143.2 立拉夹具结构的设计153.2.1 夹具的结构及特点153.2.2 夹具底座设计173.2.3 正确的复杂空间尺寸及角度计算203.2.4 高精度的分度机构设计223.2.5 方便快捷的液压驱动系统28第4章 液压分度夹具的使用与调整304.1 液压分度夹具使用304.1.1 加工前的准备304.1.2 控制过程304.1.3 拉削试件304.2 液压分度夹具的调整314.2.1 夹具安装的调整314.2.2 分度及锁紧机构的调整31第5章 经济分析32第6章 专题论文33结论 45致谢 46参考文献 47附录 1 48附录 2 57第一章 绪论1.1机床夹具及其功用机床夹具是在机床上将工件定位、夹紧，将刀具进行导向的一种装置，简称夹具。其作用是在产品加工过程中，保持产品零部件和加工工具的相对位置，从而保证了最终产品技术要求中的位置精度。由于不同的工艺过程中使用不同的夹具。各类夹具中以机床夹具发展最早、最成熟、精度要求最高、在各类夹具中比重也最大。辅助工具是将刀具在机床上进行定位、夹紧的装置，如钻夹头，铣刀杆及镗刀杆等。工艺装备是指在加工过程中，使用的刀具、夹具、量具及其他辅助工具的总称。夹具的功用：（1）保证加工质量机床夹具的首要任务是保证加工精度，特别是保证被加工工件的加工面与定位面之间以及被加工表面互相之间的位置精度。使用夹具后，这种精度主要靠夹具和机床来保证，不再依赖与工人的技术水平。（2）提高劳动生产率和降低生产成本用夹具装夹工件，避免了工件逐渐找正和对刀，缩短了安装工件的时间；用夹具容易实现多件、多工位加工，提高了劳动生产率；且还可以边加工边安装工件，使机动时间与辅助时间重合，进一步缩短辅助时间，从而降低了生产成本。（3）扩大机床的工艺范围在机床上安装夹具可以扩大起工艺范围，如在铣床上加一个转台或分度装置，可以加工有等分要求的零件；在车床上或钻床上安放镗模后，可以进行箱体孔系镗削加工，是车床、钻床具有镗床的功能。（4）减轻工人的劳动强度可采用气动、液动及电动的夹紧机构。1.2现代机床夹具的发展方向现代工业的一个显著特点是：新产品发展快，质量要求高，品种规格多，产品更新换代周期短。反映在机械工业上，多品种、小批量生产在生产类型比例中，占了很大比重。为了适应这一要求，必须做好生产技术准备工作，而机床夹具是这一工作的重要组成部分。现代机床夹具的发展方向主要表现在：（1）标准化 完善的标准化，不仅指现有夹具零部件的标准化，而且对应各种类型夹具应有标准的结构。这样可以使夹具的设计、制造和装配工作简化，有利于缩短生产周期和降低成本。（2）可调化、组合化 这样做可以扩大专用夹具的使用范围，改变以往工艺条件稍有变化就导致专用工装报废的现象，使夹具能重复利用。实行组合化的原则设计工装，用少量元件能满足多种要求。（3）精密化 随着机械产品加工、装配精度日益提高，高精度机床大量涌现，势必要求机床夹具的精度也相应地越来越高。（4）高效自动化 为了既改善劳动条件，实现文明生产，使所设计的工装更符合人机工程学原理，以提高生产效率，又能降低加工成本，对夹具提出高效自动化的要求，以便获得良好的经济效益。（5）模块化 通过采用模块化设计，可以提高设计效率，缩短设计周期。1.3 现代工业对夹具设计的基本要求（1）稳定地保证工件的加工精度（2）提高机械制造行业的劳动生产率（3）结构简单、有良好的结构工艺性并且操作简便、能改善劳动条件（4）应能降低产品的制造成本1.4 项目提出的背景涡轮盘是航空发动机的重要零件, 涡扇发动机的外函推力完全来自于风扇 所产生的推力，风扇的好坏直接的影响到发动机的性能。其中的关键件涡轮盘与相应的轴、叶片相连接处在高速、高温的环境下工作，是关键复杂构件。其机械加工特点表现为榫槽加工精度高、空间角度复杂，材料难加工等。它们的设计、工艺和制造水平决定了发动机的经济性、安全可靠性、寿命、维修周期等性能指标。现在涡轮盘材质多采用GH698，属镍基合金，Ni含量大于70%，加工硬化严重，切削加工性非常差。机械加工难度大，在整个涡轮机加工中也是一个难点。而在整个涡轮盘的机械加工中，工作量最大、难度最高的是轮盘榫槽加工。因此本文主要是围绕在拉削涡轮盘榫槽这一工序过程中所使用的专用夹具为中心，研究了拉削涡轮盘榫槽的立式拉床夹具的结构设计、调整和使用。1.5项目研究的方法、预期结果及意义该夹具主要用于拉削航空发动机涡轮盘上的榫槽，榫槽本身精度主要由拉刀设计、制造精度和拉削方法保证；榫槽的相对精度，如榫槽至中心控制尺寸、榫槽均布误差等就主要由该夹具来保证。因此在确定该夹具的设计方案时，首先对工序图进行分析，了解本工序需要保证的尺寸精度和位置精度。为了使所设计的夹具能够保证零件所要求的精度，必须对涡轮盘进行精确地定位和准确地分度。为了能够减轻劳动强度，提高劳动生产率，尽量缩短本工序的辅助时间，动力系统采用液压装置。此液压分度夹具与移动安装座的定位是靠移动安装座上的两个定位销，通过四个M20螺栓连接固定。零件安装到分度夹具上，用螺栓压紧；将拉刀按顺序放入拉刀盒中，拉刀盒通过刀柄与拉床主轴连接。 通过采用合理的定位装置和分度机构，该夹具应该能够保证零件要求的尺寸和位置精度。涡轮盘是航空发动机上一个十分重要的零件，然而在整个涡轮盘的机械加工过程中，精度要求最高，难度最大就是涡轮盘上的榫槽的加工这一工序，因为榫槽必须要和叶片上的榫头相配合。它们之间的配合精度要求也是很高的。综以上分析，本道工序所要加工的涡轮盘榫槽对于整个发动机的质量和性能都有着十分重要的影响，所以本工序所专用的夹具的设计制造有着十分重要的意义。第二章 涡轮盘榫槽的加工特点与工艺装备2.1涡轮盘榫槽的加工特点通常周向榫槽采用精密车床、专用夹具、专用刀杆、成型刀片进行加工，而各种形状复杂的周向榫槽常用铣床铣削和拉床拉削来加工。由于燕尾式榫槽结构不规则，形状复杂，而且表面粗糙度要求在Ra0.8以上,若采用铣削加工，必须通过粗铣、半精铣、精铣三道工艺，才有可能使榫槽达到要求的表面粗糙度，并且劳动强度大，效率低，加工精度难以保证，在批量生产中已经很少采用了，故而多采用拉削加工。2.2拉削特点拉削是一种高精度、高效率的可最终成型的机械加工方法，用于加工各种形状的内、外表面，以及具有旋转运动的螺旋槽等。特别适合加工精度高、表面质量要求高的成批和大量生产的零件。现已广泛用于航空发动机各级圆盘、叶片榫头、涡轮盘、压气机盘、安装板等零部件的加工，但必须配以专用的刀具、量具、及其它辅具。拉削加工适合批量生产。生产准备周期长、复杂，费用很高。加工质量特点：精度较高，可以达到0.015mm,粗糙度较难达到Ra0.8。尺寸一致性好。2.3拉削分类拉削按拉削速度分成两种：低速拉削和高速拉削。榫槽的拉削过去常在卧式液压内拉床上进行，由于效率低、质量不稳定、劳动强度大等缺点，已逐步被淘汰。目前在航空零件上多采用高速拉床进行拉削。实践证明，在相同条件下，高速拉削的零件表面质量优于低速拉削的表面质量。有的材料如：钛合金、不锈钢等用低速拉削无法保证其表面质量，必须采用高速拉削。高速拉削或在高速拉床上低速拉削难加工材料，都有提高榫槽的尺寸精度、位置精度，并减小表面粗糙度值，是较先进的拉削方法。高速拉削所用的拉床，其结构刚性好，滑枕行程长，选用拉削速度范围广，速度快，传动平稳，精度高，分度精度高，拉刀制造和刃磨方便，锥角和螺旋角可调，自动化程度高，冷却润滑效果好。这样，不仅提高了生产率，而且大大降低了生产成本。高速拉削的拉刀大都采用超硬型高速钢，如钼-钴和钨-钴类高速钢，这种刀具材料具有良好的机械性能，抗弯强度和冲击韧性均优于其他一些材料，并具有良好的加工性能，能在高温、高压及高速下长期工作。这样有利于实现拉削自动化。2.4拉削速度 高速拉削由于在提高加工表面质量延长拉刀寿命等方面比低速拉削具有明显的优越性，因此现代拉削中多采用高速拉削。不同的零件材料，或即使相同的材料热处理工艺不同，也会影响拉削速度。实际生产中是通过试拉来确定具体零件材料高速拉削的速度。在较低的速度下拉削，拉削的表面质量还比较好，拉削速度不断提高，到一定速度后，拉削表面质量下降，甚至出现鳞刺，继续提高速度，拉削表面质量开始好转，到一定速度下，拉削面质量达到最佳，这时的速度就是这种材料的高速拉削速度。2.5 提高榫槽粗糙度方法在实际加工中，发现涡轮盘榫槽表面粗糙度达不到所要求的Ra1.6m。为提高加工质量，从整个工艺系统采取了多方面的积极措施。（1）拉刀制造中采用整形铲齿背工艺代替原磨后角的方法，保证刀齿沿整个切削刃的轮廓上都有同样的顶部后角值，可以提高榫槽尺寸精度和表面质量，减少刀具磨损。（2）在拉刀设计中，粗拉刀按渐切式方法设计，精拉刀采用分段成型式方法设计，整个型面圆滑过度。在精拉成型拉刀上设计有2-5个几何参数尺寸完全相同的校正齿，用以消除盘类件弹性变形引起的型面尺寸收缩。（3）拉削是大切削刃面，多齿强力切削过程，产生大量切削热，同时加工面被进、出口处的刀齿包容，切削热不容易被冷却液带走，需要用大流量、大热容量的冷却润滑液强制冷却，以降低温升。在实际中建议使用车间以进口的含极压添加剂（如硫、氯、磷等）的高速拉削冷却润滑液进行冷却效果非常好，加工涡轮盘榫槽表面粗糙度基本可以达到产品要求。（4）提高整个工艺装备的刚性，使拉削质量稳定，保证榫槽表面精度及表面粗糙度。现有拉床及其底座和拉刀盒因长期使用已磨损，配合间隙增大，使加工不确定性增加。使用车间新购置拉床及相关配套设备。2.6工艺装备加工涡轮盘零件榫槽时，榫槽的自身精度主要由拉刀设计、制造精度和拉削方法保证；榫槽的相对精度，如榫槽至涡轮盘中心尺寸、榫槽均布误差、榫槽中心对称及榫槽的空间位置等，主要由夹具保证。榫槽的精度以及尺寸检验需要专用的测具和仪器来进行检测。拉削时所用拉刀为分段组合形式，它根据被拉型面要求，由每段拉刀分别担负一定的切削部分和切削量。这些功能不同，长短不一的分段拉刀组合，并定位压紧在拉刀盒内，成为一个完整的组合拉刀。目前常用拉刀材料为M42（W2Mo9GrCo8）。在加工零件前要进行拉刀的预调，就是先拉削试件，若试加工后的零件尺寸有偏差，操作者在拉床上微调相关的拉刀片和工作台与拉刀的距离，直至加工出合格的产品，才开始正式件的加工。拉削使用的切削液除起冷却润滑作用外，还起到一定的排屑作用，钛合金等难加工材料通常采用油基切削液，并加入添加剂（如硫、氯、磷等）来提高渗入和油膜抗压能力，从而提高冷却润滑效果。第三章 涡轮盘液压立拉夹具的设计3.1 设计方案的确定3.1.1 任务来源与状况现有条件：1.被加工零件情况涡轮盘是航空发动机的一个重要零件,它的空间角度复杂，榫槽采用拉削加工，零件产品模型见图31：图31 涡轮盘此次加工的涡轮盘榫槽为周向燕尾式榫槽，槽数22。起始榫槽与涡轮盘中心偏心11.50.15,榫槽空间角度545及15195;同时保证槽底面上的F点到涡轮盘中心线距离64.8，榫槽配合表面粗糙度Ra0.8。均布要求不大于0.07mm。涡轮盘产品机械加工精度见图32： 图32 涡轮盘榫槽加工工序简图涡轮盘材料为钛合金（TC11），钛合金具有强度高、中温性能好和耐腐蚀等优点，拉削时由于钛合金弹性模量小，加工后回弹，使零件尺寸会发生变化，其变化的大小与拉刀的材料及锋利程度有关。2.拉床现有立式拉床L720A一台，（见图33）。用于拉削平面或成型面，生产效率高，适用于大量生产及成批生产。该机床采用液压传动，工作平稳，能无级调速，并有超负荷保险装置。机床具有自动循环、半自动循环和两种分段循环等四种工作循环，主要动作可单独点动调整，能满足各种生产场合的需要。机床由一个总按钮站操纵，操作方便。图33 L720A立式拉床L720A性能参数为：额定拉力最大行程 200KN1250mm拉削速度（无级调速） 1.5-11 m/min拉刀返回速度（无级调速） 7-20 m/min工作台最大行程 155 mm工作台台面尺寸 550630 mm床台底面至工作台面距离 1620 mm流量 300 L/min最大工作压力 10 Mpa电机总容量 22.25 kw主电动机 22 kw外形尺寸（长宽高） 405024873855 mm净重（约） 10000 kg试件拉削面对基面的垂直度 0.04/300 mm3. 拉刀加工涡轮盘榫槽的拉刀为专用拉刀，采用分段组合形式，共分7段。根据被拉削榫槽型面的要求，由每段拉刀分别担负一定的切削部位和切削量。这些功能不同、长短不一的分段拉刀将被分为三组，分别定位夹紧在拉刀盒子内，成为完整的组合拉刀。3.1.2 定位机构与定位原则1.定位机构定位装置的作用是确定工件在夹具中的位置。定位元件通常采用平面、圆柱面、锥面等来实现工件的定位。工件定位时，只要将工件上定位基准与夹具上的定位表面互相接触，就可获得正确的位置，不需要任何的调整与找正。2.定位原则根据六点定位原则，任何一个刚件在三维空间内相对于三个互相垂直的坐标轴来说，都有六种运动的可能性，即可以沿着X轴、Y轴、Z轴移动，也可以绕着X轴、Y轴、Z轴转动，即有六个自由度。使工件定位，就是合理布置六个支承点来限制工件的六个自由度，使工件得到确定的位置。如何消除工件的不定度？最典型的方法就是在夹具中设置六个支承点，如下图34所示。 图34平面A放在三个支承点上，消除了 、三个不定度；B平面消除了、两个不定度；C平面消除了一个不定度；根据工件形状的不同，定位基准的不同，定位点的分布还会有其它各种布置情况。由于涡轮盘产品图上对榫齿的圆周位置具有角向要求，故设计夹具时零件需要限制六个自由度才能满足产品图纸的要求。3.1.3 定位基准的选择制定零件的加工工艺过程，定位基准的选择是个很重要的问题。夹具上的定位机构就是根据定位基准的形状、数量和精度而具体进行设计的。定位基准和定位方法不但影响工件的加工精度，而且直接影响夹具结构的繁简、制造的难易和使用的方便程度。因此，设计夹具时，首先应对定位基准进行必要的分析。定位基准的选择原则（1）遵循基准重合原则，选择工件图纸上的设计基准作为定位基准。如果违背这一原则，将会产生定基误差，在加工中，这一误差将成为加工误差的一部分，从而缩小制造公差，提高对夹具的精度的要求。（2）选择的定位基准，应能保证定位稳定，并便于夹紧。（3）当基准不重合时，尽量减小基准不重合误差的影响。选择定位基准时，除应该限制必要的自由度外，还应确保零件的精度要求。事实上，由于定位基准面都存在着制造误差，它们若是相互配合的表面，还存在着配合间隙，因此定位基准除了尽可能选择和零件原始基准一致外，还应选择那些形位公差要求严格、光度好的表面作为定位基准面。根据选择定位基准的基准重合原则和所选基准应保证定位稳定、便于夹紧的条件，选取涡轮盘的大端面和孔124为主定位基准。两定位基准在前道工序是一刀加工而成，跳动在0.01mm之内且为涡轮盘原始加工基准，故而产生的加工误差相对较小，根据零件的特点选取大端面为支承面使得定位稳定、压紧状态较好。选取6孔为角向定位，来确定起始榫槽的位置。这样的定位方式完全限制了零件的自由度，满足六点定位原理和定位基准的选择原则。3.1.4 定位误差的分析和计算使用夹具时，造成表面位置的加工误差的因素可以归纳为以下三个方面：（1）与工件在夹具中装夹有关的加工误差，称为工件装夹误差，其中包括工件在夹具中由于定位不准确所造成的加工误差即定位误差，以及在工件夹紧时由于工件和夹具变形所造成的加工误差夹紧误差。（2）与夹具相对刀具及切削成行运动和夹具变形所造成的加工误差，称为夹具的对订误差， 其中包括夹具相对刀具位置有关的加工误差,就是对刀误差，和夹具相对成形位置有关的加工误差夹具位置误差。（3）与加工过程有关的加工误差，称为过程误差。其中包括工艺系统的受力变形、热变形及磨损等因素所造成的加工误差。为了得到合格零件，必须使上述各项误差之和等于或小于规定零件的工序此处省略NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN字。如需要完整说明书和CAD图纸等.请联系扣扣 二五一一三三四零八 另提供全套机械设计地址。国外制造技术先进国家已在20世纪80年代末对“智能夹具”开始进行研制。并认为:“夹具的柔性取决于清除固定的机械定位器”，并提出了一些新的概念。智能夹具的研制与应用已经开始，且发展的目标十分明确。而这一新颖的具有全新概念的夹具系统的出现，完全是基于柔性化的FMC, FMS机床影响的产物。可以看到这种柔性化的智能夹具在某一机械制造行业中是能够得以实现，但若要在各种行业中的机械制造中广泛得以实现，还需一个漫长的过程，甚至难以实现。除非夹具结构的制造形式发生革命性的变化，或则有更为先进的“全新定位理念”来取代现今的以刚性定位为本质的“六点定则”，以及夹具制造材料的非金属化、夹具的制作非机械化，甚至会有更为先进的夹具制造理念和更为先进的制造手段，才能够实现真正意义上的夹具智能化和柔性化。但是亦有相当的业内人士认为，在柔性制造技术中，夹具是影响其柔性得以发挥的关键因素之一，工件在夹具上的安装仍然需要靠人工才能实现这是一种很现实的观点，而且也抓住了柔性制造中的一个关键环节，即工件如何与机床的对接，这一环节的中心问题就是夹具的柔性化。从狭义上讲，组合夹具的万能性具体地体现在夹具结构的变化上，即形成夹具结构的各类元件可重复使用，并在重复使用的过程中，根据不同形状的加工零件、不同的加工形式，组成结构形式迥然不同的各类夹具。从理论七说，夹具的根本任务就是要确定工件的六个空间自由度。若要用组合夹具来担当确定一切工件的六个自由度的任务，则组合夹具的定位联接要素必须能够沿其笛卡尔坐标轴任意平移和旋转，以产生各种结构安装定位元件和夹紧元件。能够解决这一问题，组合夹具系统就具备了全柔性。传统的组合夹具就是基于这种平移和旋转的可调原理，实现了夹具结构的万能性。但是传统的组合夹具由于在其自身的发展历史中，早期所面对的是各种普通机床。要想具有其柔性化，就不得不设计各种具有各种功能的单个元件和针对性极强的单个合件，以至发展到今天形成一个较为庞大的组合夹具元件系统。组合夹具的原理较为先进，庞大的元件系统及复杂的组装技术却与现代化的机床难以匹配。故在传统的组合夹具的基础上发展起来了一种更为简练、更适于现代机床的新型组合夹具系统柔性组合夹具系统。柔性组合夹具虽然仍然带有明显的传统组合夹具的色彩，其元件的结构要素亦与组合夹具的结构要素相同，但简单的元件系统和强调功能部件为夹具主要结构形式，已不同于传统的组合夹具。由此来看，组合夹具、柔性夹具、智能夹具，这是目前夹具发展的方向，三者当中，后者更为高级并是现阶段与现代化机床相匹配的最佳追求。但从综合机加行业总体因素来看，组合夹具仍然可在FMC, FMS机床中发挥一定的作用，柔性组合夹具却不失为最为理想的工艺装备。综合上述观点，可以看出机械制造业中机床制造技术的发展必然促使作为相关行业工艺装备技术的发展。而无论从何种角度来看，新一代的柔性组合夹具都将在夹具发展史上承担着承上启下的作用，这种基于“组合”的原理仍将要走一段漫长的路。除非机床夹具的概念发生全新的具有“革命”性的变化，否则，必当如此。3.柔性数控组合夹具的发展趋势组合夹具的发展方向朝着更加适应现代机械加工的要求，柔性数控组合夹具将逐步取代传统的组合夹具，这已经是既成事实的趋势。柔性数控组合夹具将发展为:基础板元件于FMC, FMS工作台结合得更紧密，甚至可直接成为“托板化”的基础件，实现与其快速、精确的定位对接，其他组件直接在托板上组成夹具结构，减少基础板与机床连接的环节，使夹具更直接成为机床上的一个附件。在形成夹具支承、定位、夹紧等基本结构中的基本元件则朝着对工件实现“定位夹紧一体化”的方向发展，支承件将融化在定位件的“基体”之中，多功能的组合件将以“虎钳原理”来实现夹具结构整体的组合，夹具的结构更为简单，形成系列的组合件。在一个系统的元件中，系列元件要减缩到最合理的程度，定位部分的元件可灵活更换，其余元件则向通用件的方向发展。从形成的夹具结构上来看，要走出传统组合夹具“封闭式”的组合，而走向博采众家机床附件，形成“大组合”。各部元件之间的定位连接实现快速、精确的“定位自锁”连接方式，改变传统的螺纹紧固的方式。实现简单的“三步组装”程序:定位夹紧组合件对工件定位部分与其定位夹紧组合件基体部分的调整并对接;定位夹紧组合件与基础件的定位连接;基础件与机床的定位连接。进而向“智能夹具”这一更具柔性化和智能化方向发展。柔性数控组合夹具在其结构形式上将会以下述三种形式为主要的结构方式。(1)以定位夹紧一体化的系列组合件形成夹具的基本结构，即定位夹紧一体化结构。这种结构通常在工件的定位面为已加工面时采用。这一种结构是目前柔性数控组合夹具发展的一个主要方向。定位件通常为基体，夹紧件分布其上形成一个合件。有的还在其“基体”上附有可安装液压元件的位置和结构要素。几组合件就可形成一套夹具结构。(2)采用各种“定位点组合件”辅以夹紧合件形成夹具的基本结构(各种定位点采用各种可更换的支承钉、自适应支承钉、螺母等组成，定位点组合件的基体部分中的支承杆可根据定位高度的需要进行更换)。这种结构通常在工件为锻铸件时采用。对锻铸件由于其外形的结构特点，采用分布定位点的方法比其他方法更具柔性，也更为灵活。(3)简化的“传统式”结构，采用少量的组合夹具支承件、带有孔类的定位件等元件组合而成。这一种形式虽然“古老”，但由于结构变化丰富，更易于解决一些工件外形复杂的定位结构。在前两种结构形式不能适用的情况下，采用这种结构仍不失为一种较好的办法。但是这种结构在组装的结构比较高的时候，仍有时显露出结构上刚性不足的弱点，这是组装时需要注意的。前两种夹具结构形式，是目前组成柔性组合夹具的主要结构形式，在传统的组合夹具向柔性数控组合夹具的发展中，其开始“柔性”的概念只是指“夹具结构的适用性”，概念是比较模糊的，现在可以说发展的目标是清晰明了的，这就是定位、夹紧系统柔性化、高效率、高精度，夹具实现快速形成匹配生产的能力。虽然定位与夹紧的柔性化目前仍然是靠人为调整来实现或只是具备局部柔性，可以相信在不远的将来更完备的柔性数控组合夹具必将在现代机械制造中发挥出应有的作用，并在向“智能夹具”的发展中，起到过渡与借鉴的作用。结论涡轮盘是航空发动机的重要零件, 涡扇发动机的外函推力完全来自于风扇 所产生的推力，风扇的的好坏直接的影响到发动机的性能。其中的关键件涡轮盘与相应的轴、叶片相连接处在高速、高温的环境下工作，是关键复杂构件。其机械加工特点表现为榫槽加工精度高、空间角度复杂，材料难加工等。它们的设计、工艺和制造水平决定了发动机的经济性、安全可靠性、寿命、维修周期等性能指标。我这次设计的是涡轮盘榫槽夹具，它可以保证加工精度高，提高加工效率。因此夹具设计是榫槽加工中的一个重要环节。我设计的榫槽立拉夹具的分度及夹紧操作系统所需动力来源采用了液压驱动夹紧系统，改变了过去传统的手动操作。这也是本次设计的创新之处。通过近三个月的资料收集、整理、实习和设计，我所设计的涡轮盘榫槽立式夹具已经完成了。在这三个月中，我通过对资料的搜集、查找，找到了很多对设计有用的参考资料，从而保证了设计的顺利进行。可以说这次设计是对我大学四年所学知识的一次综合检验和全面总结，在这个过程中我学会了独立思考、在实践中找到答案、在前人的基础上求创新。通过这次毕业设计，我的综合能力大大的提高，为我将来的学习和工作打下了坚实的基础。致谢将近三个月的毕业设计已经进入尾声了，在毕业设计的过程中，我完成了涡轮盘榫槽立式拉床夹具的设计。我在牡丹江北方工具厂和牡丹江木工机械长实习时，分别得到了于叔叔与王哥的热情接待与大力支持，在此向他们表示深深的感谢。我还要感谢我的设计指导教师张志平老师，若没有他的指导，我的毕业设计绝对不可能如此顺利地完成。在整个设计过程中我在老师的指导下学到了很多有关专业方面的知识，在一些探索性问题上得到了深层次的理解，更在老师的身上学到了许多为人处事的道理，我想这些都是我人生中最宝贵的财富，在我以后的学习和工作中一定会受益匪浅。 由于本人所掌握的知识技能水平有限，在设计中难免存在一些问题，在此恳请广大的老师和同学们给予批评与指正，以便我在今后的工作和学习中获得更大的提高。参考文献 1 姜雪梅主编.盘轴制造技术.科学出版社， 20022 庞怀玉主编.机械制造工程学.机械工业出版社，19983 合著.发动机机械加工.航空工业出版社，19984 合著.金属材料切削加工.航空工业出版社，19975 王春福，王光斗主编.机床夹具设计手册.上海科学技术出版社，19886 徐坚主编.机床夹具设计.机械工业出版社， 19987 濮良贵主编.机械零件.高等教育出版社，19808 孙恒主编.机械原理.人民教育出版社，19899 庞怀玉主编.机械制造工程学.机械工业出版社，1998 9 成大先主编. 机械设计手册. 北京：化学工业出版社，200410 赵志修主编.机械制造工艺学.机械工业出版社，198511 王宪军，赵存友主编.液压传动.哈尔滨工程大学出版社，200212 李文双主编.机械制造工程学.黑龙江科学技术出版社，200413 吴善元主编.金属切削原理与刀具.机械工业出版社，200314 蔡光起主编.机械制造工艺学.东北大学出版社，199415 周伟平主编.机械制造技术.华中科技大学出版社，200216 李庆寿主编.机床夹具设计.机械工业出版社，198317 郑涣文主编.机械制造工艺学.高等教育出版社，199418 卢玉明主编.机械零件可靠性设计.高等教育出版社，198919 庞滔主编.超精密加工技术.国防工业出版社，200020 刘晋春等主编.各种加工.机械工业出版社，199921 王道平主编.现代生产管理学.湖南大学出版社，199922 陈佳贵主编.企业经营管理.经济科学技术出版社，199823汪永超，张保根主编.绿色产品原则初探.机械设计与研究，199924 陈芨矽主编.绿色制造.中国机械工程出版社，1997附录1 外文翻译基于事例推理的夹具设计研究与应用摘要:根据基于事例的设计方法,提出采用工序件的特征信息和夹具的结构特征信息来描述夹具的相似性,并建立了包括这2方面主要特征信息为基础的事例索引码,设计了事例库的结构形式,创建了层次化的事例组织方式;同时,提出了基于知识引导的夹具事例检索算法,以及事例的修改和采用同族事例码进行相似事例的存贮,形成了基于事例推理的夹具设计.所开发的原型系统在型号工程夹具设计等项目的设计过程中得到了应用,并取得了令人满意的使用效果.关键词: 基于事例的推理 夹具设计 CAD夹具是以确定工件安全定位准确为目的的装置，并在加工过程中保持工件与刀具或机床的位置一致不变。因为夹具的结构依赖于产品的特点和在企业规划中加工工序的地位,所以它的设计是制造过程中的瓶颈,制约着效率的提高. 夹具设计是一个复杂的过程,需要有从大量的设计论文中了解质量知识的经验，这些设计论文包括工件的结构设计、涉及加工工艺，和加工环境。当用这些擅长绘制详细设计图的传统的CAD工具（如Unigraphics、CATIA、Pro/E)时,这仍然是一项非常耗时的工作，但是利用以往的设计经验和资源也不能提供一些益处,而这正是提高效率的关键因素. 基于事例推理 (CBR) 的方法适应以往个案解决的办法,建立一个新问题的方法,主要有以下四步骤:检索、利用、修改,并保留.这是一个比用专业系统模仿人类思维有用的使用方法，因为提出一个类似的情况,和采用一些修改,似乎不言自明,而且比人类更直观.所以支持不同事例的设计工具已经在诸多领域中发展起来，如在注射成型及设计、建筑设计、模具设计投死, 规划过程中,还有夹具设计. 孙用六个数字组成代码参数,包括工件的形状、机械部分、轴衬,第一定位装置,第二定位装置和夹紧装置. 但这个系统不能用于除钻床夹具外的其他夹具类型,不能解决储存需要保留的同一参数代码的问题,这在CBR中是非常重要的. 1事例参数和事例图书馆的建立1.1事例参数事例参数应该由工件的所有的特征组成，来区别不同的夹具. 使用他们能够使操作方便. 因为零件的形状是多种多样的, 在生产企业中制造的技术要求也不断发展,许多特征作被用做事例参数将会使搜索速度降低,其主要特征是不重要的,因为分配给每个特征的比重必须减少. 另一方面,事例参数包含所有的特征是困难的。 因此,考虑到实际和快速设计的需求,事例参数要包含工件的主要特征和夹具的结构。事例参数代码由16位数组成：13位数是事例特征 3位数是事例识别数字。 前13位数代表13个特征。 每个数字与特征的一个属性相一致,这可能是*、？、1、2，A、B,，Z，等其中的一个。其中，*是指任何一个,?代表不确定,0代表没有。 系统规定:夹具的类型，工件的形状，位置模式不能是*和?。在设计系统时,三个项目的属性信息没有这些选择,这就意味着必须选择确定的属性。最后三位数是事例识别号码,如果事例特征的13位数是一样的,这三个数字就用来区别他们。该系统还规定:000是用于修正的一个典型事例,其他事例001、002、,这些是用于设计师查找参考事例的. 如果其中一个偶尔需要改变成典型事例,首先它必须要求改成000,前面的自动变成参考事例. 事例索引码的结构如图1所示。 1夹具类型； 6工件重量； 11夹紧模型； 2工件形状； 7工件刚度； 12夹具体； 3工件材料； 8加工内容； 13其他； 4批 量； 9过程所有物； 14到16事例识别码； 5工件比例； 10定位模型； 图1 事例索引码的结构1.2事例库事例库由许多预定义的事例组成。事例的描述是基于事例推理的最重要的问题之一。所以由索引码复合。1.3 事例的层次化夹具的结构相似被认为是整个夹具，成分和内容相似。所以，整个夹具事例库，成分事例库，夹具的成分事例库形成相同。整个夹具的设计资料通常是由工件资料和工件加工资料组成,这就意味着夹具的设计应满足特别功能的需求.全部夹具事例是由功能成分组成，它是用功能成分的名字和数字来进行描述的。成分事例代表成员（成分功能和其他结构成分，主要驱动参数，数字，和它们的约束关系）。成分事例（夹具的最低层）是功能成分和和其他成分的结构。在现代夹具设计中有很多参数化准件和普通非标准件。所以成分事例图书馆应记录特殊参数和保持它们的方法。2事例修改的策略在基于事例的夹具设计中，最重要的是相似点的修改，这样能有助于获得最相似的事例，以及缩短适应时间。根据夹具设计的需求，事例修改的策略使最接近的事例方法和知识指导结合起来。首先在深度上查找，然后在宽度上；知识指导策略意味着在来自客观事物根源的知识规则上查找，这就要首先查找固定类型，然后查找工件的形状，第三查找定位方法。例如，如果事例索引码包括夹具类型的磨削夹具，就只查找所有的磨削夹具，然后查找工件形状的盒子，第三查找一个平面两个销的定位方法。如果没有合适的，就查找深度标点，然后回到最上层，然后再找所有与宽度相关的事例。 修改方法：1） 根据夹具事例库的事例索引信息，查找有关事例库。2） 将事例索引码与事例库的每个事例码匹配，然后计算相似尺寸的价值。3） 整理相似尺寸的次序，最大的架子是最类似的事例。两个事例之间的相似点是基于两个事例特征之间的相似点。相似点尺寸的计算依靠特征的类型。相似点的价值可以通过数字化的价值来计算，例如比较重量分别是50kg 和 20kg的工件。非数字化的价值也能计算，例如，现在前13位索引码都是非数字化的价值。一个夹具的相似尺寸的计算公式如下：其中S表示通用夹具的相似尺寸，n表示索引特性数，表示每个特性的重量，表示事例库中特性和相关夹具的特性的相似尺寸。同时， ，数值计算如下： 其中表示第i个特征的索引特性值，表示事例库中第j个事例的第i个特征的特性值。 所以有两种方法选择相似夹具。一个方法是建立数值。如果通用事例的相似尺寸值比给定的数值小，这些事例就不能选来作相似事例。事例库最初建立的时候，只有一些事例，数值可以建小一点。如果有大量的相似事例，数值就应该建的大一些。另外一个方法是只建立相似事例的