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ZH1105 柴油机 缸体 三面粗镗 组合 机床 设计

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图2 输入字符包含非法字符图1 输入字符超过规定长度onblur =“check-num (document. form1. tel. value ,form1.tel)” E- mail : 运行以上源代码,若在 “登陆用户名” 输入框中输入超过规定字符长度的数据或输入了非法字符,程序将给出错误信息提示(见图1和图2)。4 结语表单数据实时校验方法可行性强,为企业动态网站的使用带来了便捷,保证了企业网站的安全运行。随着企业信息化的不断发展,企业动态网站的应用将深入到企业管理的各个层面,用户需求将发生巨大的变化,这些都将促使企业信息工作者不断完善和开发更加适用的应用程序。第一作者:孔 莉,高级工程师,成都工具研究所,610051成都市收稿日期:2005年3月箱体类零件钻镗组合机床夹具CAD系统咸 斌盐城工学院摘 要:针对箱体类零件钻镗组合机床夹具设计中存在的大量标准件和典型结构提出基于被加工件三维模型的箱体类组合机床夹具设计方法,研究了夹具的定位设计、 夹紧设计和导向设计。关键词:组合机床, 钻镗加工, 夹具设计,CAD系统CAD System of Fixture in Combined Machine of Turning and DrillingXian BinAbstract : Based on the large amount of standard units and prototypes in fixture design of combined machine of drilling andturning , the fixture design method based on 3D model of workpieces is presented , and the design methods of positioning , clamp2ing , and guiding device are researched.Keywords :combined machine ,drilling and turning ,fixture design ,CAD system1 引言箱体类零件是机械、 汽车、 家电、 航空、 纺织、 石化等领域产品结构的主体,其加工分为外表面铣削和孔系钻、 镗加工。在用组合机床进行箱体类零件的大批量加工时,其孔系加工质量主要由夹具保证12,因此夹具设计是保证加工精度的重要环节。本文研究和分析了箱体类零件钻镗加工用组合机床夹具的结构及功能,并提出基于被加工件三维模型的箱体类组合机床夹具设计方法。2 箱体类钻镗组合机床夹具设计分析211 夹具结构45工 具 技 术 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 11 工件导入装置21 定位装置31 工件41 导向装置51 夹紧装置图1 某柴油机机体夹具图1为三面钻镗组合机床上所使用的加工某柴油机机体夹具的爆炸视图。工件导入装置1由导轨、 导轮和支撑装置组成;定位装置2由处于工件底面的两行支承块、 后面的侧支承块和辅助定位装置组成;3为工件;4为刀具导向装置(图中仅指出左面的导向装置,实际上右面、 后面也有导向装置,根据工件的具体情况而定) ;5为液压夹紧装置(亦可根据要求的不同,选用气动夹紧装置)。212 夹具设计分析夹具结构设计过程为: 确定加工设备(立式或卧式) ; 根据给定工序图确定的定位方案进行定位设计,包括选择定位件,并设计相应结构; 导向设计,具体内容为确定导向装置与被加工件间的位置关系、 选择或设计导向部件、 设计导向板等; 根据工序图确定的夹紧方案,确定夹具力作用位置,并选择夹紧件、 设计相应夹紧机构、 选择匹配动力装置; 据加工中工件的受力特点,合理地确定辅助支承装置; 设计夹具体; 设计工件的导入装置; 其它结构的设计。不同箱体类零件的加工对应不同的夹具,但其中存在大量的典型结构和通用件、 标准件。典型结构是指一组零件组合在一起、 完成特定功能的子装配体,如钻削中用到的快换钻套与衬套及钻套固定螺钉的组合、 镗削中卧轴镗孔用滑动导套的组合等。又如箱体零件在夹具中的定位方式一般为一面两销或三个平面(六点定位) ,箱体类零件组合夹具的夹具体一般都采用支架式、 为提高工件效率并夹紧工件一般采用液压夹紧等。这些结构都可采用标准化处理,将这些结构做成参数化的典型结构库,在设计中进行调用,避免重复劳动,提高设计效率。由于工件形状、 尺寸不同,夹具结构会发生相应变化,如何有效地快速响应工件变化是箱体类零件组合机床夹具CAD的一个难题。本文针对不同的结构组成采用不同的设计方法予以处理。3箱体类零件组合机床夹具设计系统研究311 定位方案设计箱体类零件组合机床的定位方案一般有一面两销定位和三平面定位两种34。一面两销定位:其中一面为支承面,由于加工孔系是决定箱体类零件精度的关键加工工序,之前对其所用定位面已进行过精加工,故支承件一般选取与工件接触面较大的支承板;如考虑工件的导入,则支承板与导向板配合使用,或合二为一。支承板与导向板在夹具体中的布局有其典型格式,可针对工件定位面的大小,总结支承件的选择条件,利用条件语句实现支承件的选择。而两销的选择则完全由工件中定位孔的尺寸来确定。由于组合机床是高效的加工设备,故对一般工件的装卸速度要求较高,在一面两销定位方式中一般采用插拔销机构,以适应快速装卸要求。采用三平面定位时,支承件的选择方法与一面两销定位相同。而其它定位件及相应机构的选择则有所不同:一般用侧导板来限制两个自由度,用后定位板(或圆柱销)来限制剩下的一个自由度。312 夹紧方案设计钻、 镗组合机床夹具中,夹紧机构一般为气动或液压机构,易于实现自动控制,且形式比较简单,易于设计。在组合机床夹具CAD系统中,不仅要考虑把使用液压夹紧、 气动夹紧的典型结构纳入其中,使其能被方便地调用,并针对不同的工件根据设计需要进行定位、 定向。还应考虑把相关的液压气动装置的设计计算、 相关标准件的选用、 与夹具体的联接及其它相关验算纳入其中,根据加工工艺的要求,辅助进行相关的设计估算。313 导向机构设计孔对于基准的定位精度由定位方案来保证,而孔系中孔间位置关系则由导向机构来保证,其设计随被加工孔系的变化而变化。具体的导向结构是一块包容了针对不同孔加工用的导向套或镗套的模板(其中导向套或镗套应可更换)。在夹具CAD系统中,应能针对工件的孔系自动生成这样的装置和相应的模板,同时能尽量自动从标准件库中选择标准的导向套和衬套、 避免过多的人工调整。552005年第39卷 11 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 314 工件导入、 导出机构设计工件的导入、 导出机构是为了便于工件的装入、粗限位、 取出以及大卧式组合机床中承载过重、 过大的工件质量而设计的。工件的导入、 导出机构的设计要根据工件质量、 生产率要求、 加工自动化程度和工件具体形态确定。如工件较轻、 生产率要求较低、加工自动化程度要求不高,也可采用人工方式装卸工件,只需简易的导入、 导出机构。315 夹具体设计夹具体是夹具的主体,直接或间接地把夹具中定位装置、 夹紧装置、 导向装置等连成一个能使工件在其中导入、 定位、 夹紧、 取出、 使夹具具备对刀能力并能在机床中进行定位和固定的整体。基于三维CAD技术进行设计,可充分运用其几何链接工具,把直接与夹具体关联的定位件、 夹紧件、 导向件的与夹具体的定位面、 联接面直接或间接相关的面链接到夹具体部件中,使之成为夹具体设计的链接特征。这样夹具体的设计始终与相关的定位件、 夹紧件、 导向件等关联,当这些结构的形式、 规格、 方位在设计中需调整时,则夹具体的设计随之变更。当工件结构有所调整时,夹具相关结构也会随之调整,以避免大量的重复劳动。316 标准件、 通用件及合成组件库的设计标准件、 通用件及合成组件的应用使夹具设计变得更为快捷、 有效。在夹具CAD系统中,使用这些结构应遵循夹具设计的内在规律,即系统中要支持用户选择标准件、 通用件、 组合件在工件上的作用面,能在作用面上确定作用位置,能定义其相对于工件的方向和位置。在夹具CAD系统设计中,要充分运用三维CAD软件的功能和二次开发工具,使得设计过程中的每个环节设置合理、 便于用户操作和拓展功能。参考文献1 谢家瀛.组合机床设计简明手册.北京:机械工业出版社,19942 杨黎明.机床夹具设计手册.北京:国防工业出版社,19963 孙大涌.先进制造技术.北京:机械工业出版社,1999(12) :31444 肖人彬,周 济,查建中.智能设计:概念、 发展与实践.中国机械工程,1997 ,8(2) :7476作者:咸 斌,盐城工学院机械工程系,224003江苏省盐城市3原机械工业部技术基金资助项目(项目编号:93J4002)辽宁省科学技术基金资助项目(项目编号:96216067)收稿日期:2004年12月大型齿轮在机测量中精密测角装置的研究3李启东1 李文龙2 丁广峰2 何韶君21沈阳工业大学 2大连民族学院摘 要:基于滚动摩擦传动机理,研究了大型齿轮在机测量中的摩擦盘精密测角原理与技术;从保证传动精度的角度,分析了精密测角装置中几何误差和 “弹性蠕滑” 等因素导致的传动误差,并给出了精密测角装置传动比的标定结果。关键词:滚动摩擦传动, 摩擦盘, 大型齿轮, 在机测量Study on Precision Angle2Measuring Equipmentin Large Gear On2machine MeasuringLi Qidong1Li Wenlong2Ding Guangfeng2et alAbstract :Based on the theoryof the rollingfriction transmission , the principle and techniques of obtaining an accurate anglebetween friction discs in on2machine measuring large gears are studied. In the condition of obtaining high transmission precision ,the transmission errors are analyzed , which are resultedfrom geometry errors and“elastic creep”of the two friction discs in the ac2curate angle measurement apparatus. The calibrating result of the transmission ratio is also presented.Keywords :roll friction transmission ,friction disc ,large gear ,on2machine measurement1 引言滚动运动通常可分解为自由滚动或纯滚动、 具有较大切向力的滚动和由于几何形状造成的接触区固有滑动的滚动等三种基本运动,常见的滚动运动多为这三种运动的不同组合。产生滚动摩擦力的机理主要有微观滑动、 弹性滞后、 塑性变形和粘着效65工 具 技 术 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 组合机床模块化设计 !# 系统河南科技大学机电工程学院（洛阳河南科技大学机电工程学院（洛阳!#$%!#$%）李春梅崔凤奎）李春梅崔凤奎一、组合机床 !# 系统总体模块化设计过程组合机床模块化设计就是根据用户的需求，在功能分析的基础上，设计出性能、结构各异而功能相同的一系列可互换功能性单元和一些专用、独立部件，然后将其组合成单台机床或者柔性加工单元。利用模块化设计的方法，建立组合机床模块化设计!#系统分为如下几个步骤：（$）组合机床功能分析首先需要进行市场调查，分析用户需要，根据组合机床的加工要求，总结出组合机床应该实现的功能，建立起组合机床的总体功能模型，并且将机床的功能分解为不同级别、不同层次的子功能。（%）总体结构设计在组合机床功能模型的基础上，实现功能结构映射。根据组合机床的功能层次，寻求实现功能的结构载体，产生机床结构布局方案，同时进行机床结构、外形尺寸的初步规划。进行总体结构设计的时候，应该合理地划分结构模块。每一个模块都应该具有独立的结构，对应一定的功能。（&）详细结构设计利用三维造型工具，将结构概念模型细化，确定机床每一层模块部件的详细结构，对模块进行标准化、系统化详细设计。针对组合机床的每一层模块都建立相应的全参数化控制三维模型库，用户在这个库中调用需要模块的三维模型进行装配。（）建立 !#系统主控界面和数据库等除了建立各级模块的相应三维模型库之外，本 !# 系统还要建立存放设计过程中所需要数据的数据库，以及设计过程!中的数据处理和分析程序。在三维模型库、数据库和$(机械工人为制造业创造价值机械工人冷加工$%&年第期!#$!%$!& 应用!#$%&$() (* +!, - +!. - +!/程序库之上，需要建立一个友好的人机交互界面。用户通过这个主控界面和模块造型库进行交互，在系统引导下完成设计过程中的模块选择、模块调用、模块组合和设计计算等过程。组合机床 !# 系统的设计过程中，模块化设计的思想贯穿始终。其中最重要的一步就是根据模块化设计理论，在设计模块的基础上建立组合机床产品模板库。模块的设计分为模块的划分和模块综合两部分。本系统主要在功能分析的基础上划分各级模块，采用面向装配的原则来设计模块的接口，实现模块综合的柔性和多样性。! 在功能分析的基础上划分组合机床的各级模块模块的划分是一个复杂的分析过程：模块划分太细，虽然可以组成较多的变型产品，但是模块的综合较为困难；模块划分过粗，模块的综合性较好，但是导致产品性能上的不合理，柔性太差。因此在划分组合机床模块的时候，需要综合考虑各方面的因素。组合机床具有明显的分级特性，因此我们按照分级划分的原则，从粗到细划分了不同级别、不同层次的模块，每一级的模块都可以划分为更小的模块。这样用户可以根据自己的需要选择合适级别的模块来进行设计。模块的分级划分建立在功能分析的基础上。每一级的模块都对应一定的功能，具有独立的结构。首先进行功能分析市场需求，将用户需求转化为机床的功能需求，然后分析组合机床的功能。建立组合机床总体的功能模型，并且将机床的功能分解为不同级别、不同层次的子功能。根据组合机床的整机功能，首先建立机床的总体功能模型，抽象出组合机床的总功能。组合机床整机的功能反映在它所完成的加工工艺内容上。组合机床整机可以完成钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、切槽、切削内外螺纹、车削、铣削、磨削、滚压以及冲压、焊接、热处理、装配、自动测量等工序，可以实现单面钻孔、双面钻孔、三面钻孔等加工内容。因此在整机层次上，可以划分实现不同加工工艺内容的整机模块，例如单面钻孔组合机床模块、单面铣削组合机床模块、双面钻组合机床模块等。在整机功能之下，我们对组合机床的功能进行进一步划分。为了实现加工内容，组合机床需要对工件进行装夹、切削加工，加工过程中需要对工件冷却、照明等。对应于实现这些功能，组合机床可以分解为下面几部分：实现某种加工工艺内容的加工单元、工件装夹单元、控制单元、照明、冷却等辅助部分。例如一台三面钻单工位组合机床，可以将其分解为三个进行钻削加工的加工单元、工件装夹单元、冷却与润滑装置、机械扳手等。因此，这一层上可以划分为加工单元、装夹单元、控制单元等模块，如钻削加工单元模块、铣削加工单元模块等。对组合机床部件功能还可以做进一步细化。例如，对一个加工单元，要实现刀具的切削主运动、刀具的进给运动；对工件装夹单元，要实现工件的装夹、工件的进给等功能。与这些功能对应，可以把组合机床部件模块分为动力部件模块、输送部件模块、支撑部件模块、控制部件模块、辅助部件模块等。例如钻削头模块、液压滑动模块等。# 按照面向装配设计的原则设计模块接口面向装配设计是指在概念设计阶段就考虑装配中可能存在的问题，以确保零件快速有效地进行装配，从而支持自顶向下的设计过程。模块的划分和设计应该遵循面向装配设计的原则，需要解决的一个主要问题就是模块应该具有易于装配的互换性接口，以保证模块组合的快速准确。模块接口是有着相互结合关系的模块在结合部分存在的具有一定几何形状、尺寸和精度的边界结合表面。模块接口模型包括：接口形状、接口方位、接口功能。模块接口的设计中，应该考虑接口的的统一性，即具有相同功能的模块接口应该采用相同的接口几何形状，接口方位应该一致，模块接口材料、几何尺寸的精度、表面粗糙度应该尽可能统一。为了保证模块之间可以实现良好的互换性，接口的系列化是重要的途径。在模块接口系列化的基础上，对于同一系列的接口，提供标准化的接口几何尺寸系列数系。二、系统的模块化三维造型模板库本系统是以三维设计软件 $%&()*+&,-（简称 $.）作为开发平台，采用 $./0123 14 开发接口，5&-6)7 ! 88 编译环境，开发出组合机床 !# 系统。该系统包括组合机床加工示意图设计模块、切削用量计算模块、主轴箱设计模块和组合机床各级模块装配模型模板库。利用 $. $4-9:7;( 开发出与 $.风格完全一致的用户界面，采用数据库技术管理设计计算和模板库中的标准数据。本系统根据模块化设计的原则，将概念模型细化为=机械工人!为制造业创造价值#$%年第&期机械工人!冷加工!#$%&$() (* +!, - +!. - +!/!#$!%$!& 应用!具体的三维装配模型。系统的装配模型模板库是根据上述模块的划分而设定的。系统采用了三维参数化造型技术，为每一级模块都建立对应的三维模型。在设计模块的三维造型模板库的时候，遵循模块化设计的原则，系统具有下面的特点：! 采用参数化三维造型技术建立模块库参数化建模采用尺寸驱动技术，以约束造型为核心。三维模型通过参数来控制。控制三维模型的参数分为三种：（!）控制零件轮廓尺寸的参数对于通用件和标准件，零件的轮廓尺寸分为主要轮廓尺寸和次要轮廓尺寸。主要轮廓尺寸已经标准化、系列化，次要轮廓尺寸与主要轮廓尺寸有确定的约束关系。主要轮廓尺寸的标准化数据存放在数据库中，用户从界面输入所选标准件或者通用件的型号，系统在数据库中得到相应的标准数据，并且根据主要轮廓尺寸计算出次要轮廓尺寸，赋予三维模型并对模型进行更新。例如，组合机床中的立柱是通用件，它的外形尺寸已经标准化。在本系统中，将立柱的名义尺寸设为主参数，用户只需输入立柱的名义尺寸，系统以这个数据为查询参数，向数据库中查得立柱的底长、高度等参数，并根据系统中设定的一定尺寸关系计算出所有控制参数，赋予三维模型并更新。（）装配约束参数零件进行装配时，与其他部件间形成一定的装配约束关系，并可由装配参数控制。装配约束包括配合、对齐、平行、垂直等。（#）接口参数控制模块之间接口的形状、方位关系等参数。对于通用件和标准件，接口参数已经标准化，相应数据可以由数据库中自动获取。对于非通用件模块的接口设计，为了保证模块的互换性，也实行标准化系列化设计。例如主轴箱，因为与动力箱存在固定的装配关系，因此主轴箱的接口设计也实现了标准化。用户通过输入模块主参数，直接或者间接地控制模型参数，更新三维模型，生成需要的零部件。# 遵循面向对象的模块化设计原则系统设计模块时，采用面向对象的设计原则。对于每一个模块而言，包括两方面的信息，一方面是模块的内部信息，包括模块功能、内部结构尺寸等；另一方面是模块的外部信息，即接口信息，包括形状、方位、结合面属性等信息。系统将模块内部信息全部封装，内部信息对用户是一个黑箱，用户只需关心接口信息。例如，用户选择一个钻削加工单元时，只需输入钻削头名义尺寸，选择滑台类型，钻削加工单元模块内部的信息由系统在后台处理，如钻削头尺寸，相应滑台和侧底座尺寸，钻削头、滑台、侧底座之间的装配约束、接口尺寸都由系统在数据库查询并赋予三维模型并更新模型。$ 利用 %&(技术控制模块内部装配结构在模块的设计中，功能设计映射为结构设计是以装配模型作为表达设计功能的全局结构。装配模型由部件结构、部件之间的装配关系和装配约束组成，需要考虑部件之间功能结构上的关系以及零部件之间的装配顺序、装配方向等。组合机床设计模块对应的各级装配模型，不仅包括部件结构，还包括部件之间的装配关系和装配约束。在$%中，部件之间的装配约束可以由三种方法实现：尺寸驱动、约束驱动和 &()全相关设计。尺寸约束可以用来控制部件间的尺寸相关，约束驱动用来建立装配体中零部件之间在空间位置上的连接关系。&()（&*+,-./ 0,123+,.41 (+05+601 )37.3112.37）技术是 $% 实现全相关