关 键 词：

工艺 夹具 毕业设计 加工 典型 工序 设计 全套 cad 图纸

资源描述：

 

内容简介：

毕业设计 (论文 )外文资料翻译 系 别： 机电信息系 专 业： 机械设计制造及其自动化专业 班 级： 姓 名： 学 号： 外文出处： 机器人和计算机集成制造 21（ 2005） 368 附 件： 1. 原文 ； 2. 译文 2013 年 3 月 夹具定位规划 中 完整性评估和修订 验室，机械工程学系，伍斯特理工学院研究院， 100 路，伍斯特，硕士 01609，美国 2004 年 9 月 14 日收稿 ;2004 年 11 月 9 日修订 ;2004 年 11 月 10 日 发表 摘 要 几何约束是夹具设计中最重要的考虑因素之一。确定位置的解析拟订已发达。然而，如何分析和修改 在 实际夹具设计实践过程中的一个非确定性的定位计划尚未深入研究。在本文中，提出了一种方法来描述 在限制 约束下的重点夹具系统的几何约束状态。 一种限制 约束 下 状态，如果它存在，可以识别给定定位计划。可 以自动识别工件的 所有限制 约束下约束状态的提案。这有助于改善逆差定位计划，并为修订提供指引，以最终实现确定性的定位。 关键词：夹具设计 ;几何约束 ;确定性定位 ;限制 约束 ;过约束 夹具是用 于 制造 工业进 行工件牢固 定 位的一种机制。在零件加工过程中规划一个关键的第一步，夹具设计需要，以确保定位精度和三维工件的精度。 3一般情况下，是最广泛使用的指导原则发展的位置计划。 一个加工夹具定位方案必须满足一些要求。最基本的要求是，必须提供工件确定的位置。 这种观点 指出 ，定位计划生产 的 确定位置，工件不能移动，而至少有一个定位不会失去联系。这一直是夹具设计的最根本的准则之一，许多研究人员关于几何约束状态的研究 表明 ，工件在任何定位计划分为以下三个类别： 1、 良好的约束（确定性）：工件在一个独特的位置 进行配合 ，工件表面 与 6个定位器取得联系。 2、 限制 约束 ：不完全约束工件的自由度。 3、 过约束：工件自由度超过 6 定位的制约。 在 1985年 ,浅田 1提出了满秩为准则雅可比矩阵的约束方程 ,基于分析形成了调研后 ,确定定位。周等 2在 1989年制定了在确定性 定位问题上使用螺旋理论。结果表明 ,定位矩阵的定位需要压力满秩达到确定的位置。该方法的确定通过无数的研究。王等 3考虑定位工件的接触的影响，而采用点接触面积。他们介绍了接触矩阵，并指出，两个接触的机构不应该有平等的，但在接触点曲率相反。卡尔森 4认为，可能没有足够的应用，如一些不是非棱柱的表面或相对误差近似 的 非小线性。他提出一个二阶泰勒展开，其中也考虑到定位误差相互作用。马林和费雷拉 5应用周 对 3定若干按照规则的规划。尽管众多的位置上的确定分析研究 很 少注意非确定性分析的位置。 在浅 田的拟定方案中 ,他们假设工件夹具元件和点之间的联络无阻力。理想的位置 q*,而应放置工件表面和分片，可微函数是 图 1)。 表面函数定义为 :gi(q*)=0是确定的 ,应该有一个独一无二的解决方案为下列所有定位方程组。 gi(q)=0,i=1,2,.,n (1) 其中 向 ,代表了工件的定位和方向。 只有考虑到目标位置 q*附近在 处 : 浅田表明 (2) 阵式所示 （ 3）。确定定位 如果雅可比矩阵满秩，可满足要求。 (2)只有 q=q*一个解决办法 (3) 在 1个 3 ，一个约束方程的雅可比矩阵的 满 秩 的 约束状态如表1所示。如果 定位 是小于 6，工件是 限制约束 的，即存在至少有一个工件 自由 定位议案不 受 限制的。如果矩阵满秩，但定位 大于 6定位，工件 是 过约束，这表明存在至少一个定位等 ;而几何约束工件被删除不影响的状态。 找出一个模型除了3以 建立基准框架提取等效的定位点。胡等 6已经发展出一种系统的方法 ,对这个用途。因此 ,这则能适用于所有的定位方案。 图 1 表 1 等级 数量的定位 地位 6 过分约束 康等 7遵循这些方法和他们实施制定的几何约束分析模块其自动化的计算机辅助夹具设计的核查制度。他们 的 统可以计算出雅可比矩阵和它的排名来确定定位的完整性。它也可以分析工件的位移和灵敏度定位错误。 熊等人 8提出的等级检查方法的定位矩阵 附件 )。他们还介绍了左 /右边的定位矩阵广义逆理论 ,分析了工件的几何误差。结果表明 ,定位及发展方向误差 X 和位置误差 r 的工件定位相关如下 : 在受限 : X=r, (4) 约束 : X=(1r, (5) 过 分 约 束 : X=1 r+(1 , (6) 是 任意一个向量。 他们还介绍了从这些矩阵的几个指标，评价定位配置，其次是通过约束非线性规划的优化。然而，他们的研究分析，不涉及非确定性定位的修订。目前，还没有就如何处理与提供确定的位置 的 夹具设计系统的研究。 如果不确定性的位置达到夹具系统设计的 要求 ，设计师知道约束状态是什么，以如何改善设计是 非常 重要的 条件 。如果夹具系统是过度约束， 是理想定位需要的 不必要的 信息 。而下约束时，所有有关知识约束工件的议案，可以引导设计师选择额外的定位或 使得 修改定位计划更有效。的总体战略定位计划表征几何约束的状态描述图 2。 在本文中 ,定位矩阵秩的几何约束的施加评价状态 (见附件为获得的定位矩阵 )。确定需要六个定位器定位提供矩阵的满秩定位 如图 3 所示 ,在给定的定位器数量 n,定位法向量 ai,bi,定位的位置 xi,yi,每一个定位器 ,i=1,2,.,n,n*6 定位矩阵可以确定如下 : （ 7） 当等级（ =6， n=6 时，是工件良好约束。 当等 级（ =6， n6 时 ;是工件过约束。 这意味着（ 不必要的定位在定位方案上。工件将不存在限制（ 位器。这种状态的数学表示方法 ,那就是（ 定位向量矩阵 ,可表示为线性组合的其他六行向量。 图 2 几何约束状态描述 图 3 一个简化的定位方案。 定位方案，提供了确定性的位置。发达国家的算法使用下列方法确定不必要的定位： 1、找到所有的（ 合定位的。 2、为每个组合 ,从（ 位器确定定位方案。 3、重新计算矩阵秩的定位为左六个定位器。 4、如果等级不变 ,被删除的 (位器是负责过约束状态。 这种方法可能会产生多种解决方案，并要求设计师来决定哪一套不必要的定位应该被删除 以 最佳定位性能。 当等级（ 6,工件的 限制 约束。 3。算法的开发和实施 在这里待开发的算法，将致力于提供信息的不受限运动工件在不足的约束状态。假设有 n 个定位器之间的关系的工件的位置 /定向误差和定位误差可以表示为如下 其中， X， Y， Z 轴和 X， Y， Z 轴的旋转，分别是位移。直 接还原铁 第 i 个定位器的几何误差。 定义是正确的广义逆的定位矩阵 了找出所有未受限运动的工件， V = 绍了 V 0. 由于 X） 6 必须存在有非零 V 满足式 ， 每个非零的解决方案的 V 代表一个无约束 运动。每学期的 V 代表该运动的一个组成部分。例如， 0; 0; 0; 3; 0; 0 说 绕 置 ， 0; 1; 1; 0; 0; 0 工件可以沿着由下式给出的方向向量 0; 1; 1 有可能是无限的解决方案。解空间， 然而， 可以构造 6- 基本的解决方案 ， 致力于以下分析，找出基本的解决方案。 示出， 行向量之间的依赖关系：在特殊情况下，例如，所有 于零， V 具有一个明显的解决方案， 1， 0， 0， 0， 0， 0，表示沿 x 轴的位移还没有限制。这是很容易 理解，因为 =0 在此情况下，这意味着相应的工件的位置误差是不依赖任何定位错误。因此，相关的动议未约束的定位器。此外，结合 动议不约束，如果是 X 的元素之一，可以作为其他元素的线性组合表示。然而，它 可以移动向量 定义的 为了找到解决办法一般情况下，以下策略： 1. 在定位矩阵消除依赖的行（ S）。 2。计算 6 不正确的修改后的定位矩阵的广义逆 3 4 规范的自由运动空间。 5 计算未定的 V 6. 基于该算法，一个 C +程序的目的是为了查明受限的状态下，不受约束的 运动。 实施例 1。在一个表面的磨削操作中，位于一个工件的夹具系统上，如示于图。 正常矢量和每个定位器的位置如下： 因此，定位矩阵被确定。 在有限的定位方案 这种定位系统提供了根据有限的定位因为 =5 6， 该程序，然后计算 正确的定位矩阵的广义逆 第一行是公认的依赖行，因为这一行的去除不影响矩阵的秩。“其他五排是独立的行。发现根据独立的行的线性组合规定下约束状态的程序的步骤 5。这种特殊情况下的解决方案是显而易见的，所有系数均为零。因此，所述 =100000这表明，工件可沿 x 方向移动。基于这个结果，一个额外的定位器应该是采用约束沿 x 轴的工件位移。 实施例 2。 图 5 示出了铰接 3位系统。的法线矢量和每个定位器的位置，在这最初的设计如下： 这种配 置的定位矩阵是 610 真正的设计修改 修改定位矩阵变为 修改后的定位矩阵是正确的广义逆 检查的程序依赖行，每一行是依赖其它五个行。不失概括性的，第一行被视为依赖行。 5 5 改进的逆矩阵 根据第 5 步中，计算五个未确定的 V 条件 该矢量表示的位移的组合定义的自由运动，沿 1， 0， 向结合旋转要修改这个定位的配置，另一种定位器被添加到限制这种自由运动的工件，假设定位 除在步骤 1 中。该程序可以也算自由运动的工件，如果一个定位器以外 除在步骤 1 中。这提供了多的设计师的修订选项。 确定性的位置是一个重要的要求夹具定位方案设计。分析标准决定性的地位已经确立。为了进一步研究非确定性状态，提出了一种用于检查几何约束的状态已经研制成功。该算法可以识别欠约束状态，并指示不受限运动的工件。它也承认过约束的状态和不必要的定位器。输出信息，可以帮助设计师来分析和改进现有的定位方案。 参考文献 1 , B.。自动重构夹具的柔性装配夹具的运动学分析。 机器人 6 2 C， ， M。加工装置的自动配置的数学方法分析和综合。反 英工业 1989;111:299 3 Y, , M.。 夹具运动学分析的基础上充分接触刚体模型。 J 制造业 科学与工程 2003;125： 316 4 S。刚性零件的装夹和定位计划的二次灵敏度分析 “。 制造业 2001 年科学与工程 ;123（ 3）： 462 5 , 位计划的运动学分析和综合加工装置 。 制造业 科学与工程 2001 年 ;123:708 6 士论文中，伍斯特理工学院 ;2001 年。 7 , , , 会2:350 8 Y, H, 士顿：爱思唯尔 ;2005 年。 1 (2005) 368378a of 989. It is to be by as et 3 N r 2005 +15088316092; +H. 1. of of of of by 985, y 1 of as a of et 2 is a in to a in a in to of a In 3is a 1. a at of by is of of to a In a to on is An if it be to to 005 100 d, 1609, 4 004; in 004; 0 004Y. of a at 4a be as 5 s on to ys is q*, at a is to be is gi(as 1)as : To be be a ; i 1;2; .; n, (1)n is of q z0;y0;f0;of of q y N Y. 1 (2005) 368378 369(2)of as by q. (3). be if q. (2) to :9=; 6. (3). If is is at of is by If is at be of a be to 6a be to Z O X Y Z O (x0,y0,1. to N of is no on to a to is by it is as to is to If is is of a to or A to of a is of is to of L:As 3, n; i 1;2; .; n; n be as : : : :2637et 7 to a to It et 8 an to of L( of to of It X of r of as (4) (5) (6)l is an of 6 6 6 46 Y. 1 (2005) 368378370WL: : : :7) n 6; is is n be of n n of to N Y. 1 (2005) 368378 371n n of n to of is to be to on of in n a s 2. Y (a1,b1,2,b2,(x1,y1,(x2,y2,(ai,bi,(xi,yi,(3. A N V X 0. (9) q. (9). an a of 0;0;0;3;0;00;1;1;0;0;00;1;1be be C0 is nd (8) 9) V0. 10(10) q. (11) is 0. (11)(11) r: In to an 1, 0, 0, 0, 0, 0, is is x 0 in of is of is by a is if of X be as of 90j: by 1, 1, 0nd . s) r n of If a n C0 r 0 r; 1r of s) to r : : : : : : :be as X (8)e y;Dz;ax;ay;x, y, z x, y, z of w is by of r Y. 1 (2005) 368378i 1;2; :; .N 0, 0, 10, 2, 1, 00,0, 1, 00, 3, 0, 20,0, 1, 00, 1, 0, 2is 01 3 :s 1;2; :;6l 1;2; :;6 () 6C0 r on a C+ to In a a is on a as 4. of as : 0, 0, 10, 1, 3, 00,2: 0, 0, 10,3,3,00,: V is a q. (11). r be 66637776663777:l 1;2; :;6 is of q. (10) a 101;0 j 1;2; :;6C0 r; 2. C2 n of to a r C2 r a 6C0 r r; 1r of s) to r C2 r :26663777H. Y. 1 (2005) 368378 373010N of 0 0000:50:5 00:51:50:75 5 1:50 00:25 0:25 0 00:5 0000000:5 is as a of of ve A of is of be 0; 0; 0; 0; 0x on an to of 4. Y. 1 (2005) 3683783745 a of in as 1: 0, 1, 00, 896, ,0, 1, 00, 1060, ,0, 1, 00, 1010, , 977, , 977, , 1034, of 1 0 515:000:896001 0378: 1:06000 1 0 612:00:01000:9955 349 0:0880 445 664 0:86380:9955 349 0:0880 728 664 0:82800:0880 0:0170 960 866:6257998 :2466 0:093626666666643777777775,o6 is It is of ve of 1is L; N 10378:001:06000 1 0 612: :01000:9955 349 0:0880 445 664 0:86380:9955 349 0:0880 728 664 0:82800:0880 0:0170 96 866:6257998 :2466 0:of :8768 607 665 21:3716 0:49953:0551 551 448 32:4448 0956 1:0862 12:0648 764 916044 0:0044 0:0061 061 00:0025 025 0:0065 069 0:0007004 0:0004 0:0284 284 is on ve is as 5. 10 (H. Y. 1 (2005) 368378 375:0551 551 448 32:4448 0956 1:0862 12:0648 764 916044 0:0044 0:0061 061 00:0025 025 0:0065 069 0:0007004 0:0004 0:0284 284 o ve to ,1:876860766521:37160:499526666666643777777775551 551 448 32:4448 0956 1:0862 12:0648 764 916044 0:0044 0:0061 061 00:0025 025 0:0065 069 0:0007004 0:0004 0:0284 284 0266666666437777777750; 13; 432; 706; 0: ; 13; 432; 706; 0:04a by of a 0, a To to of 1in . of if a 1in . is an To an an N Y. 1 (2005) 36837837614wof It an locat 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零（部）件图号 共 8 页 产品名称 托板 零（部）件名称 托板 第 1 页 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 机加工 、精铣 坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 每台件数 铸造 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件 数 铣床 夹 具 编 号 夹 具 名 称 切 削 液 用夹具 工序工时 准终 单件 序 号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴 转速 (r/切 削 速度 (m/进给 量 (mm/r) 切 削 深度 (走刀次数 时间定额 机动 辅助 30 粗铣 170部大端面 铣夹具，量具，铣刀 1 1550 精铣 170部大端面 铣夹具，量具，铣刀 1 155制（日期） 审核（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 更改文件号 签字 日期 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零（部）件图号 共 8 页 产品名称 托板 零（部）件名称 托板 第 2 页 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 机加工 、精车 坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 每台件数 铸造 1 1 设 备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 车床 夹 具 编 号 夹 具 名 称 切 削 液 用夹具 工序工时 准终 单件 序号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴 转速 (r/切削 速度 (m/进给 量 (mm/r) 切削 深度 (走刀次数 时间定额 机动 辅助 50 粗车 73 端面及外圆台阶 三爪卡盘， 90 度偏刀，游标卡尺 0 1 1550 精车 73 端面及外圆台阶倒角 三爪卡盘， 90 度偏刀，游标卡尺 0 1 1550 粗车 45 内孔 三爪卡盘， 90 度偏刀，游标卡尺 0 1 1550 精车 45 内孔及倒角 三爪卡盘， 90 度偏刀，游标卡尺 0 1 155制（日期） 审核（日期） 会签（日期） 标记 处 数 更改文件号 签字 日期 标记 更改文件号 签字 日期 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零（部）件图号 共 8 页 产品名称 托板 零（部）件名称 托板 第 3 页 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 机加工 、精铣 坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 每台件数 铸造 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 车床 夹 具 编 号 夹 具 名 称 切 削 液 用夹具 工序工时 准终 单件 序号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴 转速 (r/切削 速度 (m/进给 量 (mm/r) 切削 深度 (走刀次数 时间定额 机动 辅助 90 粗铣中部耳环端面 铣夹具，量具，铣刀 95 15 1 100 精铣中部耳环端面 铣夹具，量具，铣刀 95 15 1 编制（日期） 审核（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 更改文件号 签字 日期 A 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零（部）件图号 共 8 页 产品名称 托板 零（部）件名称 托板 第 4 页 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 机加工 、精铣 坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 每台件数 铸造 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 铣 床 夹 具 编 号 夹 具 名 称 切 削 液 用夹具 工序工时 准终 单件 序号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴 转速 (r/切削 速度 (m/进给 量 (mm/r) 切削 深度 (走刀次数 时间定额 机动 辅助 110 粗铣中部耳环端面 铣夹具，量具，铣刀 95 15 1 120 精铣中部耳环端面 铣夹具，量具，铣刀 95 15 1 编制（日期） 审核（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 更改文件号 签字 日期 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零（部）件图号 共 8 页 产品名称 托板 零（部）件名称 托板 第 5 页 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 机加工 孔 坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 每台件数 铸造 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 镗 床 夹 具 编 号 夹 具 名 称 切 削 液 用夹具 工序工时 准终 单件 序号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴 转速 (r/切削 速度 (m/进给 量 (mm/r) 切削 深度 (走刀次数 时间定额 机动 辅助 130 镗孔 36夹具，量具，镗刀 500 25140 镗孔 25夹具，量具，镗刀 500 25编制（日期） 审核（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 更改文件号 签字 日期 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零（部） 件图号 共 8 页 产品名称 托板 零（部）件名称 托板 第 6 页 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 机加工 、精铣 坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 每台件数 铸造 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 铣床 夹 具 编 号 夹 具 名 称 切 削 液 用夹具 工序工时 准终 单件 序号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴 转速 (r/切削 速度 (m/进给 量 (mm/r) 切削 深度 (走刀次数 时间定额 机动 辅助 150 粗铣底部大端面腰形孔 铣夹具，量具，铣刀 95 15 1 160 精铣底部大端面腰形孔 铣夹具，量具，铣刀 95 15 1 编制（日期） 审核（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 更改文件号 签字 日期 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零（部）件图号 共 8 页 产品名称 托板 零（部）件名称 托板 第 7 页 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 机加工 170 钻孔攻丝 坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 每台件数 铸造 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 钻 床 夹 具 编 号 夹 具 名 称 切 削 液 用 夹具 工序工时 准终 单件 序号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴 转速 (r/切削 速度 (m/进给 量 (mm/r) 切削 深度 (走刀次数 时间定额 机动 辅助 170 钻孔攻丝 夹具，丝锥，钻头 250 18 编制（日期） 审核（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 更改文件号 签字 日期 机 械 加 工 工 序 卡 产品型号 零（部）件图号 共 8 页 产品名称 托板 零（部）件名称 托板 第 8 页 车 间 工序号 工序名称 材料牌号 机加工 180 钻孔攻丝 坯种类 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 每台件数 铸造 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 钻床 夹 具 编 号 夹 具 名 称 切 削 液 用夹具 工序工时 准终 单件 序号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴 转速 (r/切削 速度 (m/进给 量 (mm/r) 切削 深度 (走刀次数 时间定额 机动 辅助 180 钻孔攻丝 夹具，丝锥，钻头 250 18 编制（日期） 审核（日期） 会签（日期） 标记 处数 更改文件号 签字 日期 标记 更改文件号 签字 日期 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 片 产品型号 零（部）件图号 第 1 页 产品名称 托板 零（部）件名称 托板 共 页 材料牌号 坯种类 铸造 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 1 每台件数 1 备注 工序号 工序名称 工 序 内 容 车间 工段 设备 工艺装备 工时 准终 单件 10 铸造 铸造 20 时效 时效处理 30 粗铣 粗铣 170部大端面 机加工 二 铣床 铣夹具，量具，铣刀 40 精铣 精铣 170部大端面 机加工 二 铣床 铣夹具，量具，铣刀 50 粗车 粗车 73 端面及外圆 台阶 机加工 二 车床 三爪卡盘， 90 度偏刀，游标卡尺 60 精车 精车 73 端面及外圆台阶倒角 机加工 二 车床 三爪卡盘， 90 度偏刀，游标卡尺 70 粗车 粗车 45 内孔 机加工 二 车床 三爪卡盘， 90 度偏刀，游标卡尺 80 精车 精车 45 内孔及倒角 机加工 二 车床 三爪卡盘， 90 度偏刀，游标卡尺 90 粗铣 粗铣中部耳环端面 机加工 二 铣床 铣夹具，量具，铣刀 100 精铣 精铣中部耳环端面 机加工 二 铣床 铣夹具，量具，铣刀 110 粗铣 粗铣 上部小 耳环端面 机加工 二 铣床 铣夹具，量具，铣刀 120 精铣 精铣 上部小耳环 端面 机加工 二 铣床 铣夹具，量具，铣刀 130 镗 孔 镗 孔 36加工 二 镗 床 镗夹具，量具，镗刀 140 镗 孔 镗 孔 25加工 二 镗 床 镗夹具，量具，镗刀 编制 （日期） 审核 （日期） 会签 （日期）处 数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 片 产品型号 零（部）件图号 第 1 页 产品名称 托板 零（部）件名称 托板 共 页 材料牌号 坯种类 铸造 毛坯外形尺寸 每毛坯件数 1 每台件数 1 备注 工序号 工序名称 工 序 内 容 车间 工段 设备 工艺装备 工时 准终 单件 150 粗铣 粗铣底部大端面腰形孔 机加工 二 铣床 铣夹具，量具 ，铣刀 160 精铣 精铣底部大端面腰形孔 机加工 二 铣床 铣夹具，量具，铣刀 170 钻孔攻丝 钻孔攻丝 加工 二 钻床 钻夹具， 丝锥 ，钻头 180 钻孔攻丝 钻孔攻丝 加工 二 钻床 钻夹具，丝锥 ，钻头 190 检验 检验 200 入库 入库 编制 （日期） 审核 （日期） 会签 （日期）处 数 更改文件号 签字 日期 标记 处数 更改文件号 签字 日期 哈尔滨理工大学荣成学院 毕业设计（论文） 开 题 报 告 学生姓名 学 号 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 指导教师 2014 年 03 月 9 日 课题题目及来源： 题目： 托板加工工艺及典型工序夹具设计 题目来源： 生产实际 课题研究的意义和国内 外研究现状： 课题研究的意义： 现代机械制造技术是一个国家制造业水平的重要标志 ,是现代技术和工业创新的集成 1,是一个国家工业的支柱和基础。各个国家之间科技竞争力的重点是机械制造业 ,分析机械制造技术的现状和特点 ,可以探究未来机械制造技术的发展方向。 夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和 提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。 一项优秀的夹具结构设计，往往可以使生产效率大幅度提高，并使产品的加工质量得到极大的稳定 2。尤其是那些外形轮廓结构较复杂的，不规则的拔叉类，杆类工件，几乎各道工序都离不开专门设计的高效夹具。目前中等生产规模的机械加工生产企业，其夹具的设计，制造工作量，占新产品工艺准备工作量的50%生产设计阶段，对夹具的选择和设计工作的重视程度，丝毫也不亚于对机床设备及各类工艺参数的慎重选择。夹具的设计，制造和生产过程中 对夹具的正确使用，维护和调整，对产品的优劣起着举足轻重的作用。 机械制造基础毕业设计是我们学完了大学的机械制造基础课程、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。毕业设计对我们未来的工作有着很大的帮助。 国内外发展状况： 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， 以及 人在进行 面的研究中对设备规划有详细论述。计算机辅助家居设计（ 夹具方面也做了一些工作； C 等人提出的自动夹具定位和夹紧的一种方法； de C 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。目前，关于工件夹具的自动化配置方面的工作，自动化结构设计 很少提及。 提出了一种指导夹具设计的方法，此方案是缩小由于工件表面与夹具安装误差所带来的定位误差。 与 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，这种情况是由于干涉扭矩。 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 5。 高 精 随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度，对夹具的制造精度要求更高。高精度夹具的定位孔距精度高达 5 m，夹具支承面的垂直度达到 00行度高达 00国 美乐 )公司制造的 4m 长、 2m 宽的孔系列组合焊接夹具平台，其等高误差为 密平口钳的平行度和垂直度在 5 m 以内；夹具重复安装的定位精度高达 5 m；瑞士 性夹具的重复定位精度高达 25 m。机床夹具的精度已提高到微米级，世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然，为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。 高 效 为了提高机床的生产效率，双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间，各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电控永磁夹具，加紧和松开工件只用 12 秒，夹具结构简化，为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间，瑞 典 3R 夹具仅用 1分钟，即可完成线切割机床夹具的安装与校正。采用美国 金斯 )公司的球锁装夹系统， 1 分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上，球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具，起到缩短停机时间，提高生产效率的作用。 模块、组合夹具元件模块化是实现组合化的基础 6。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点。省工、省时，节材、节能，体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础，应用 术，可建立元件库、 典型夹具库、标准和用户使用档案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程，既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不断地改进和完善夹具系统。组合夹具分会与华中科技大学合作，正在着手创建夹具专业技术网站，为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台，争取实现夹具设计与服务的通用化、远程信息化和经营电子商务化。通用、经济夹具的通用性直接影响其经济性 7。采用模块、组合式的夹具系统，一次性投资比较大，只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展 性功能强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能体现出经济性好。德国 美乐 )公司的孔系列组合焊接夹具，仅用品种、规格很少的配套元件，即能组装成多种多样的焊接夹具。元件的功能强，使得夹具的通用性好，元件少而精，配套的费用低，经济实用才有推广应用的价值 8。 专家们建议组合夹具行业加强产、学、研协作的力度，加快用高新技术改造和提升夹具技术水平的步伐，创建夹具专业技术网站，充分利用现代信息和网络技术，与时俱进地创新和发展夹具技术。主动与国外夹具厂商联系，争取合资与合作，引 进技术，这是改造和发展我国组合夹具行业较为行之有效的途径 9。 改革开放以来，随着中国与世界的接轨，中国不断的引进了西方先进的加工技术，而且随着世界科技的飞速发展，数控机床，加工中心，柔性制造单元，柔 性制造系统等一系列高端设备得以广泛的运用，使得我国的加工精度和加工方法也发生了革命性的改变。产品更新换代的加快，产品需求的多样化，是制造业面临巨大挑战，特别像 托板 这种不规则零件就出现了重大问题，现阶段 托板 零件加工还打不到自动化加工，它的工艺好需要人工画线的方法来保证，而零件的装夹也是通过人工来完成的，所以现阶 段我国对 托板 这种不规则零件的加工的效率还是比较低的阶段。夹具方面人们也从过去传统的夹具的装夹，定位，刀具的引导定位为夹具的装夹和定位，随着数字化加工设备的扩大化，已经将夹具的引导刀具功能完全替代，给今后的夹具的快速装夹与定位提出了更高的要求。 课题研究的内容： 通过网络、期刊、教材、厂家资料及国内外相关文献查阅。根据要求完成对托板 加工工艺和夹具设计 系统设计 。完成设计图纸的绘制并进行相关校核工作，完成设计说明书的编写。 加工工艺 1、制订 托板 加工工艺规程，关键是工序的划分和定位基准的选择。在设计开始的过程中， 我们必须要认真分析零件图，了解其 托板 零件的结构特点和相关的技术要求，对 托板 零件的每一个细节，都应仔细的分析，如 托板 加工表面的平行度、粗糙度、垂直度，特别是要注意 托板 零件各孔系自身精度（同 托板 度、圆度、粗糙度等）和它们的相互位置精度（ 托板 线之间的平行度、垂直度以及 托板线与平面之间的平行度、垂直度等要求）， 托板 零件的尺寸是整个零件加工的关键，必须弄清 托板 零件的每一个尺寸。绘制零件图是一个重点，同时因为 托板 零件比较复杂 ,所以也是一个难点。我们采用 件绘制零件图，一方面增加我们对零件的了解认识，另一方 面增加我们对 件的熟悉。 工序的划分 确定加工顺序和工序内容，安排工序的集中和分散程度，划分工序阶段，这项工作与生产纲领有密切关系，具体可以根据生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等。生产条件确定工艺过程的工序次数；如批量小时可采用在通用机床上工序集中原则，批量大时即可按工序分散原则，组织流水线生产，也可利用高生产率的通用设备，按工序集中原则组织生产。 2、夹具设计可能遇到的问题： 工件定位是否正确，定位精度是否满足要求，工件夹紧牢固是否可靠等等。 工件在夹具中的定位精度，主要与定位基准是否与工序基准重合、定位基准与定位元件的配合状况等因素有关，可提高夹具的制造精度，减少配合间隙，就能提高夹具在机床上的定位精度，夹具中出现过定位时，可通过撤消多余定位元件，使多余定位元件失去限制重复自由度的能力，增加过定位元件与定位基准的配合间隙等办法来解决。 夹紧必须可靠，但夹紧力不可过大，以免工件或夹具产生过大变形。可采用多点夹紧或在工件钢性薄弱部位安放适当的辅助支撑。夹具的设计必须要保证夹具的定位准确和机构合理 ,考虑夹具的定位误差和安装误差。我们将通过对工件与夹具 的认真分析 ,结合一些夹具的具体设计事例 ,查阅相关的夹具设计资料 ,联系在工厂看到的一些 托板 零件加工的夹具来解决这些问题 . 上述即为遇到困难的解决措施 3、 本课题拟采用的研究手段（途径）和可行性分析 根据不同的研究对象拟采用不同的研究手段（途径），本课题包括两方面内容： 托板 加工工艺的设计和夹具设计 制定工艺规程的研究途径和可行性分析 毛坯的选择： 根据生产纲领和零件结构选择毛坯，毛坯的类型一般在零件图上已有规定。对于铸件和锻件应了解其分模面、浇口、冒口位置和拔模率，以便在选择定位基准和计算加工余量时有所考虑 。如果毛坯是棒料或型材，则按其标准确定尺寸规格，并决定每批加工件数。 毛坯的种类和其质量对机械加工的质量有密切的关系。同时对提高劳动生产率、节约材料、降低成本有很大的影响。拟订工艺路线： 表示零件的加工顺序及加工方法，分出工序，安装或工位及工步等。并选择各工序所使用的机床型号、刀具、夹具及量具等。拟订工艺路线从实际出发，理论联系实际和工人结合起来。常常需要提出几个方案，进行分析比较后再确定。 计算切削用量、加工余量及工时定额： 查阅切削用量手册等资料并进行计算确定。目前，对单件小批量生产不规定切削用量， 而是由操作工人根据经验自行选定，但对于自动线和流水线，为保证生产的节拍，必须规定切削用量，并不能随意改变。计算加工余量、工序尺寸及公差是要控制各工序的加工质量以保证最终加工质量。工时定额一般按各工厂的实际经验积累起来的统计资料来估算。随着生产的发展，工艺的改进，新工艺，新技术的不断出现，工时定额应进行相应的修改。 对机械加工工艺规程基本要求可归结为质量、生产率和经济性。虽然有时互相矛盾，但只要把它们处理好，就会成为一个统一体。在三个要求中，质量是首要的。质量表现在机械产品的各项技术性能指标，质量不能保证，根 本谈不上数量；质量和生产率之间是密切联系的，在保证质量的前提下，应该不断地最大限度地提高生产率，满足生产量的要求。如果两者矛盾，则生