資料全套-減速器轉(zhuǎn)子軸套加工工藝和夾具設計【數(shù)控加工】【三維PROE工件圖】【含4張CAD圖紙】

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畢業(yè)設計（論文）任務書 一、學生姓名：崔嚴 學號：11413101 二、題目：轉(zhuǎn)子軸套的加工夾具設計[注：三維只要畫 工件圖的三維 PROE就可以] 三、專題題目： 四、題目來源： “真實” 、“自擬” □ 五、結(jié)業(yè)方式： “設計” 、“論文” □ 六、主要內(nèi)容： 1、根據(jù)給定的轉(zhuǎn)子軸套進行三維建模，并利用三維軟件和所學知識，做出零件模具的三維圖； 2、根據(jù)零件圖進行夾具設計，做出零件夾具的三維圖和二維圖； 3. 根據(jù)已給出的零件圖編制加工工藝，寫出工藝卡片； 七、主要(技術(shù))要求： 1、繪制三維零件圖或者裝配圖； 2、詳細零件圖(2張2號圖或4張3號圖)； 3、按照工序，編制工藝卡片，并配有相應的加工尺寸圖； 4、根據(jù)工藝卡片進行數(shù)控編程； 5、完成畢業(yè)論文2萬字左右。 八、日程安排： 2013下半學年第10周:與導師見面，分配畢設題目 第 11、12周:了解畢業(yè)題目要求，根據(jù)需要做的內(nèi)容查資料 第 13、14周:查詢相關(guān)文獻，撰寫文獻綜述和選題報告 第 15、16周:向老師提交開題報告，指導后進行修改，進行選題答辯 2014上半學年第 2周：提交英文翻譯，完善文獻綜述部分資料 第 3周：分析零件圖，繪制三維圖； 第4周：根據(jù)三維圖，制作零件模具的三維圖； 第5、6周：設計零件模具的二維圖； 第7、9周：CAD繪制模具圖，并進行尺寸和粗糙度標注； 第10、11周：根據(jù)已完成的模具圖編制工藝卡片； 第12周：選擇工序，編制數(shù)控加工程序； 第13、14周：撰寫、整理論文，打印裝訂，CAD出圖，準備答辯； 第15周：答辯。 九、主要參考文獻和書目： [1] 孫波.畢業(yè)設計寶典[M].西安：西安電子科技大學出版社，2008 [2] 賈振元，王福吉.機械制造技術(shù)基礎[M].北京：科學出版社，2011 [3] 關(guān)慧貞，馮辛安. 機械制造裝備設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2013 [4] 鄒青，呼詠.機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2011 [5] 呂廣優(yōu).淺談機械加工工藝編制的基本方法[J].有色金屬加工，2013（1） 指導教師簽字： 年 月 日 學 生 簽 字： 年 月 日 系負責人章： 年 月 日 學院 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 轉(zhuǎn)子軸套 零件名稱 轉(zhuǎn)子軸套 共 10 頁 第 1 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 30 粗車 40Cr 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 車床 CA6140 1 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 1 三爪卡盤 普通乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時/s r/min m/s mm/r mm 機動 輔助 1 粗車Φ59.5右端面，粗車外圓Φ59.5，粗車外圓Φ67.5，粗車外圓Φ127，粗車Φ175端面，留2mm精車余量 三爪卡盤， 外圓車刀，游標卡尺 220 1.27 0.8 3 1 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 學院 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 轉(zhuǎn)子軸套 零件名稱 轉(zhuǎn)子軸套 共 10 頁 第 2 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 40 粗車 40Cr 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 車床 CA6140 1 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 1 三爪卡盤 普通乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時/s r/min m/s mm/r mm 機動 輔助 1 掉頭，粗車Φ59.5左端面，粗車外圓Φ59.5，粗車外圓Φ67.5，粗車Φ175端面，留2mm精車余量 三爪卡盤， 外圓車刀，游標卡尺 220 1.27 0.8 3 1 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 學院 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 轉(zhuǎn)子軸套 零件名稱 轉(zhuǎn)子軸套 共 10 頁 第 3 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 50 精車 40Cr 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 車床 CA6140 1 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 1 三爪卡盤 普通乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時/s r/min m/s mm/r mm 機動 輔助 1 精車Φ59.5左端面，精車外圓Φ59.5，精車外圓Φ67.5，精車Φ175端面， 其中Φ67.5留0.5mm精磨削余量，其余加工到尺寸 三爪卡盤， 外圓車刀，游標卡尺 500 19 0.8 2 1 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 學院 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 轉(zhuǎn)子軸套 零件名稱 轉(zhuǎn)子軸套 共 10 頁 第 4 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 60 精車 40Cr 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 車床 CA6140 1 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 1 三爪卡盤 普通乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時/s r/min m/s mm/r mm 機動 輔助 1 精車Φ59.5右端面，精車外圓Φ59.5，精車外圓Φ67.5，精車外圓Φ127，精車Φ175端面，其中Φ67.5留0.5mm精磨削余量，其余加工到尺寸 三爪卡盤， 外圓車刀，游標卡尺 500 19 0.8 2 1 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 學院 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 轉(zhuǎn)子軸套 零件名稱 轉(zhuǎn)子軸套 共 10 頁 第 5 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 70 粗車 40Cr 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 車床 CA6140 1 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 1 三爪卡盤 普通乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時/s r/min m/s mm/r mm 機動 輔助 1 粗車內(nèi)孔Φ46，注意留1mm的精車余量 三爪卡盤， 鏜刀，游標卡尺 220 1.27 0.8 3 1 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 學院 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 轉(zhuǎn)子軸套 零件名稱 轉(zhuǎn)子軸套 共 10 頁 第 6 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 80 精車 40Cr 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 車床 CA6140 1 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 1 三爪卡盤 普通乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時/s r/min m/s mm/r mm 機動 輔助 1 精車內(nèi)孔Φ46，達到加工精度要求 三爪卡盤， 盲孔偏刀，游標卡尺 500 19 0.8 3 1 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 學院 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 轉(zhuǎn)子軸套 零件名稱 轉(zhuǎn)子軸套 共 10 頁 第 7 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 90 車 40Cr 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 車床 CA6140 1 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 1 三爪卡盤 普通乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時/s r/min m/s mm/r mm 機動 輔助 1 車3.3XΦ53.5槽（2處） 三爪卡盤， 切槽刀，游標卡尺 500 1.27 0.8 3 1 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 學院 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 轉(zhuǎn)子軸套 零件名稱 轉(zhuǎn)子軸套 共 10 頁 第 8 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 100 鉆孔攻絲 40Cr 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 鉆床 Z525 1 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 1 專用夾具 普通乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時/s r/min m/s mm/r mm 機動 輔助 1 鉆圓周鉆孔12-M12鉆底孔并進行攻絲 麻花鉆，絲錐，游標卡尺 350 10.5 0.5 2 1 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 學院 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 轉(zhuǎn)子軸套 零件名稱 轉(zhuǎn)子軸套 共 10 頁 第 9 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 110 拉花鍵 40Cr 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 拉床 1 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 1 專用夾具 普通乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時/s r/min m/s mm/r mm 機動 輔助 1 拉花鍵 花鍵刀，游標卡尺 190 13.57 0.8 2 1 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 學院 機械加工工序卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 轉(zhuǎn)子軸套 零件名稱 轉(zhuǎn)子軸套 共 10 頁 第 10 頁 車間 工序號 工序名稱 材 料 牌 號 機加工 120 磨削 40Cr 毛 坯 種 類 毛坯外形尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每 臺 件 數(shù) 鍛造 1 1 設備名稱 設備型號 設備編號 同時加工件數(shù) 外圓磨床 M6132 1 1 夾具編號 夾具名稱 切削液 1 專用夾具 普通乳化液 工位器具編號 工位器具名稱 工序工時 (分) 準終 單件 工步號 工 步 內(nèi) 容 工 藝 裝 備 主軸轉(zhuǎn)速 切削速度 進給量 切削深度 進給次數(shù) 工步工時/s r/min m/s mm/r mm 機動 輔助 1 磨Φ67.5 砂輪，游標卡尺 500 1.27 0.8 3 1 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 轉(zhuǎn)子軸套 零件名稱 轉(zhuǎn)子軸套 共 2 頁 第 1 頁 材 料 牌 號 40Cr 毛 坯 種 類 鍛造 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每 臺 件 數(shù) 1 備 注 工 序 號 工序 名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設 備 工 藝 裝 備 工時/min 準終 單件 10 鍛造 鍛造出毛坯 鍛造車間 20 熱處理 毛坯熱處理，時效處理 鍛造車間 30 粗車 粗車Φ59.5右端面，粗車外圓Φ59.5，粗車外圓Φ67.5，粗車外圓Φ127，粗車Φ175端面，留2mm精車余量 機加工車間 CA6140 三爪卡盤， 外圓車刀，游標卡尺 15min 15min 40 粗車 掉頭，粗車Φ59.5左端面，粗車外圓Φ59.5，粗車外圓Φ67.5，粗車Φ175端面，留2mm精車余量 機加工車間 CA6140 三爪卡盤， 外圓車刀，游標卡尺 14min 14min 50 精車 精車Φ59.5左端面，精車外圓Φ59.5，精車外圓Φ67.5，精車Φ175端面， 其中Φ67.5留0.5mm精磨削余量，其余加工到尺寸 機加工車間 CA6140 三爪卡盤， 外圓車刀，游標卡尺 8min 8min 60 精車 精車Φ59.5右端面，精車外圓Φ59.5，精車外圓Φ67.5，精車外圓Φ127，精車Φ175端面，其中Φ67.5留0.5mm精磨削余量，其余加工到尺寸 機加工車間 CA6140 三爪卡盤， 外圓車刀，游標卡尺 9min 9min 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 產(chǎn)品名稱 轉(zhuǎn)子軸套 零件名稱 轉(zhuǎn)子軸套 共 2 頁 第 2 頁 材 料 牌 號 40Cr 毛 坯 種 類 鍛造 毛坯外形尺寸 每毛坯件數(shù) 1 每 臺 件 數(shù) 1 備 注 工 序 號 工序 名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設 備 工 藝 裝 備 工時/min 準終 單件 70 粗車 粗車內(nèi)孔Φ46，注意留1mm的精車余量 機加工車間 CA6140 三爪卡盤， 鏜刀，游標卡尺 18min 18min 80 精車 精車內(nèi)孔Φ46，達到加工精度要求 機加工車間 CA6140 三爪卡盤， 盲孔偏刀，游標卡尺 10min 10min 90 車 車3.3XΦ53.5槽（2處） 機加工車間 CA6140 三爪卡盤， 切槽刀，游標卡尺 15min 15min 100 鉆孔攻絲 鉆圓周鉆孔12-M12鉆底孔并進行攻絲 機加工車間 Z525 麻花鉆，絲錐，游標卡尺 5min 5min 110 拉花鍵 拉花鍵 機加工車間 拉床 花鍵刀，游標卡尺 10min 10min 120 磨削 磨Φ67.5 機加工車間 外圓磨床 砂輪，游標卡尺 12in 12in 130 鉗 去毛刺，清洗 金工 鉗工臺 絲錐，銼刀，游標卡尺 140 終檢 終檢入庫 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 北京科技大學天津?qū)W院本科生畢業(yè)設計（論文） 目 錄 1文獻綜述 3 1.1本課題國外研究進展 3 1.2本課題國內(nèi)研究進展 5 2課題背景及研究意義 6 2.1課題背景 6 2.2研究意義 7 3研究方法、內(nèi)容及預期目的 9 3.1研究方法及內(nèi)容 9 3.1.1 CAD技術(shù)概述 9 3.2完成工作 10 4.1夾具設計方案 10 4.2夾緊方案及元件確定 11 5進度安排 14 參考文獻 15 指導教師意見 16 前 言 機床夾具是我國國民經(jīng)濟的基礎工業(yè)，是制造業(yè)的重要基礎工藝裝備，隨著社會的不斷進步、經(jīng)濟的不斷發(fā)展，各種各樣的商品被不斷生產(chǎn)出來，其中大多數(shù)商品的生產(chǎn)都依賴于模具的多樣化。國民經(jīng)濟的五大支柱產(chǎn)業(yè)機械、電子、汽車、石化、建筑業(yè)的發(fā)展也要求模具工業(yè)的發(fā)展與之相適應。? 機床夾具在制造業(yè)中所具有的重要地位，使得機床夾具的制造能力和技術(shù)水平已成為衡量國家制造業(yè)水平和創(chuàng)新能力的重要標志。近年來隨著機床夾具制造能力的不斷提高，使得機床夾具有著高精度、長壽命、高生產(chǎn)率、型腔形狀和機床夾具結(jié)構(gòu)復雜的特點。如今機床夾具的生產(chǎn)方式廣乏采用CAD/CAM/CAE技術(shù)，采用高速切削加工技術(shù)，快速成型技術(shù)和快速制模技術(shù)的一系列的先進技術(shù)。機床夾具未來的加工也向著粗加工向高速加工發(fā)展，成型表面的加工向精密、自動化發(fā)展，光整加工向自動化發(fā)展，快速成型加工技術(shù)的發(fā)展，機床夾具CAD/CAM/CAE正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡化發(fā)展，機床夾具的標準化程度將不斷提高。但我國機床夾具的發(fā)展存在著一些不足：發(fā)展不平衡，工藝裝備落后，組織協(xié)調(diào)能力差，供需矛盾短期難以緩解，大多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱，創(chuàng)新能力明顯不足，以上的這些缺點嚴重阻礙了我國機床夾具的發(fā)展，以上缺點成為我國當前機床夾具工業(yè)首要解決的問題。? 四年學習的結(jié)束，使自己對機床夾具的認識有了清晰的了解。這次設計的題目是轉(zhuǎn)子軸套的加工夾具設計，通過pro/E進行造型分析，最后用Auto/CAD軟件對主要的零部件與裝配圖進行繪制，雖然對機床夾具的結(jié)構(gòu)有一些感性的認識和理性的認識，也進行過實踐和相應的課程設計，但這次設計是對四年學習的一個總結(jié)，由于缺乏真正的實踐經(jīng)驗，使這次畢業(yè)設計的過程中遇到了很多困難，但是通過老師的指導和詳細的查閱資料，以及和同學們的討論，解決了不少的問題。相信這次設計能夠符合設計的要求，完成設計的任務。由于自身知識的不夠完善，在設計的過程中存在著一些不足和不完善的地方，懇請老師指正。 1文獻綜述 在制造業(yè)尤其是機械制造業(yè)的產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，按照特定工藝,不論其生產(chǎn)規(guī)模如何，都需要種類繁多的工藝裝備,而制造業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)率、成本以及柔性化無不受工藝裝備的制約。 夾具和模具是最復雜和隨產(chǎn)品不同而專用化程度最高的工藝裝備。隨著科學技術(shù)的迅速發(fā)展，機械制造業(yè)由傳統(tǒng)的機械制造加工轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代化的柔性制造系統(tǒng)中數(shù)控加工，機械制造業(yè)發(fā)生了巨大的變化，其主要特征表現(xiàn)在產(chǎn)品的生產(chǎn)制造由傳統(tǒng)的單一化、大批量類型向個性化、多品種、復雜性高的中小批量類型方向發(fā)展。但無論是傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造，最終都是保證產(chǎn)品零件的加工表面相對其他表面的尺寸精度、形位精度等，加工前所要考慮的裝夾問題。 1.1本課題國外研究進展 早期的機床夾具,如車床的雞心夾頭和卡盤、刨床的虎鉗,是和機床同時誕生和發(fā)展起來的。由于他們是與機床配套供應用戶，一般也稱為機床附件,是通用機床夾具的鼻祖。現(xiàn)代的專用夾具是伴隨著大批大量生產(chǎn)的發(fā)展而發(fā)展出現(xiàn)的，特別是和汽車工業(yè)的發(fā)展密切相關(guān)。專用夾具的使用，一方面縮短了工序時間,降低了加工成本；另一方面，夾具本身的設計制造工時、材料消耗等又增加了工件的成本。因此,在何種生產(chǎn)條件下使用哪種類型的夾具才是經(jīng)濟合理的,也就是夾具的經(jīng)濟性，一直都是夾具結(jié)構(gòu)發(fā)展和設計的一個主要問題。 早在 20 世紀七 70 年代，前蘇聯(lián)科學家已經(jīng)開始嘗試著把 CAD 技術(shù)和夾具設計技術(shù)進行融合，但由于軟硬件的原因，該技術(shù)的發(fā)展受到了較大的阻礙。 到了 20 世紀 80 年代，歐美專家也對此方面進行了有效的研究。比較有代表性的包括： 80 年代初，法國科學家 Latombe 和 Ingrand 做出了關(guān)于自動化夾具設計推理方面的研究。 80 年代初期，由科學家 Markus 和 Miller 等人對半自動化夾具設計方法方面的研究，雖然該研究設計的系統(tǒng)是半自動化的，但其研究的內(nèi)容卻包括交互確定夾具的夾緊點，定位部位和輔助支撐部位等功能。 93年，由科學家NEE等人研發(fā)的用于孔隙組合夾具的基于特征的夾具設計系統(tǒng)。 到了八十年代中期，基于成組技術(shù)及基于知識的夾具設計系統(tǒng)的研發(fā)成為了夾具設計系統(tǒng)的新方向。由 Hou Jl 和 P.M.Grippo 等人研發(fā)的槽系組合夾具設計系統(tǒng)，該系統(tǒng)是基于成組技術(shù)和知識庫進行了交互式夾具設計。由 Davishi 與 Gill 等人研發(fā)的關(guān)于知識表達的夾具設計系統(tǒng)。由 Sakurai 等人研發(fā)的運用算法和知識來確定夾具裝夾順序和夾具結(jié)構(gòu)的夾具設計系統(tǒng)。 由 Cou 等人研發(fā)的基于零件穩(wěn)定性及夾具設計全約束的夾具設計系統(tǒng)，該系統(tǒng)重點研究夾具夾緊過程中的穩(wěn)定性和全約束。 九十年代以后，隨著以上技術(shù)的發(fā)展，夾具設計系統(tǒng)在九十年代開始向著多源化的方向發(fā)展。 1990 年由 Pham 等人開發(fā)的夾具 CAD 系統(tǒng)。 90 年代初，由 Y.Rong.等研發(fā)的側(cè)重于夾具設計精度、剛性及校驗等方面的功能比較全面的夾具設計系統(tǒng)。 90 年代初由 Lazaroa 等人研發(fā)的基于零件庫的，能自動生成組合夾具的夾具設計系統(tǒng)；該系統(tǒng)還在夾具加工構(gòu)成中精度方面的內(nèi)容進行了研究。 90 年代后期由美國 W.MA 和 Z.lei 等人研發(fā)的夾具設計系統(tǒng)，該系統(tǒng)在夾具設計完成后可以自動生成夾具轉(zhuǎn)配圖。 1995 年，由 Rong 等人從裝夾方案到夾具結(jié)構(gòu)設計，對夾具設計系統(tǒng)進行比較全面深入的研究，研發(fā)出了基于孔系組合夾具的自動夾具設計系統(tǒng)。 2000 年由 Kulankara 等人從夾具布局方面進行了研究，并由此開發(fā)出了一種基于遺傳算法的關(guān)于夾具布局方面的優(yōu)化技術(shù)，這種技術(shù)可以減少因加工時產(chǎn)生的切削力和夾緊力所引起的加工變形。 2004年-2005年由Satyanarayana等人與Amaral等人分別用有限元的方法對零件彈性變形和作用力的預測以及夾具設計優(yōu)化等方面進行了有效的研究 2005 年由 Song 等人在定位方法確定的基礎上，進一步研究了非確定定位方案，用數(shù)學的算法來驗證零件的約束狀態(tài)，并用這種方法確定零件的約束狀態(tài)，并基于該方法指出工件的非約束運動，也可基于該方法檢測出過約束及非必要的定位，利用這種方法可以使設計者改善已有的定位方案。 2004年-2005年由Satyanarayana等人與Amaral等人分別用有限元的方法對零件彈性變形和作用力的預測以及夾具設計優(yōu)化等方面進行了有效的研究 2005 年由 Song 等人在定位方法確定的基礎上，進一步研究了非確定定位方案，用數(shù)學的算法來驗證零件的約束狀態(tài)，并用這種方法確定零件的約束狀態(tài)，并基于該方法指出工件的非約束運動，也可基于該方法檢測出過約束及非必要的定位，利用這種方法可以使設計者改善已有的定位方案。 1.2本課題國內(nèi)研究進展 我國的夾具輔助設計系統(tǒng)始于二十世紀八十年代，由中國航空技術(shù)進出口公司設計的一款二維計算機輔助組裝軟件開啟了我國 CAFD 技術(shù)的先河。我國對計算機輔助夾具系統(tǒng)的研究主要集中在國內(nèi)大學及科研院所，比較著名的包括西北工業(yè)大學、中國工程物理研究院、哈爾濱工業(yè)大學、南京航空航天大學等，其成果包括曾翠華等人研究的基于 ADAMS 的交互式夾具設計系統(tǒng)。萬洪強等人設計的基于 Solidworks夾具設計系統(tǒng)，吳祿甚等人設計的基于 NX 軟件的夾具設計系統(tǒng)等等。這些系統(tǒng)極大的滿足了市場的需求，但不可避免的存在這樣或那樣的不足，雖然早在 20 世紀 70 年代就開始出現(xiàn)了研究工作，20 世紀 80 年代以后夾具設計理論的研究和 CAD 系統(tǒng)的開發(fā)變成國際上制造研究的一個熱點。但是由于當時計算機硬件和軟件比較落后，其發(fā)展受到很大的阻礙，離真能用于生產(chǎn)實際的商品化軟件尚有不小的距離。隨著柔性制造系統(tǒng)（FMS）的應用，計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）的興起，對實用化夾具設計軟件提出了更為迫切的需求。 在國內(nèi)，從事CAFD方面研究最早，成果最大，唯一開發(fā)出具有夾具規(guī)劃功能和結(jié)構(gòu)生成功能的準商品化軟件的，是北京機械工業(yè)學院的朱耀祥教授以及后來與之合作的美國吳士托工學院的融亦鳴(Y Rong)教授。朱耀祥教授主編的《組合夾具組裝、應用、理論》可謂是組合夾具領域的經(jīng)典文獻;融亦鳴、朱耀祥等合編的《計算機輔助夾具設計》及更早期間出版的該書的英文版則是CAFD方面的經(jīng)典,代表了最成熟的研究成果；從20世紀60年代開始,朱耀祥就從槽系組合夾具到孔系組合夾具進的理論和生產(chǎn)應用行了研究和開發(fā)，促進了我國組合夾具應用和行業(yè)的發(fā)展;結(jié)合我國七五計劃“數(shù)控機床CAD”攻關(guān)項目，開始了以微機為平臺的槽系組合夾具CAD軟件的研究開發(fā)工作。 2課題背景及研究意義 2.1課題背景 夾具作為一種特殊的產(chǎn)品,需要豐富的設計經(jīng)驗，設計人員的經(jīng)驗與技能將直接影響著設計結(jié)果。而現(xiàn)有的一些通用CAD軟件只能完成一些諸如繪圖,三維建模等方面的工作，計算機對輔助設計人員進行夾具設計非常有限，設計的自動化程度也很低,要實現(xiàn)夾具設計的智能化，所開發(fā)的夾具設計系統(tǒng)必須能夠繼承夾具設計人員優(yōu)秀的設計知識、經(jīng)驗與技能。運用知識工程可以將這些設計經(jīng)驗進行綜合，提煉,改進和組合，以形成智能化的設計系統(tǒng)。 夾具的快速設計與制造,已經(jīng)成為產(chǎn)品快速變換和制造系統(tǒng)新建成或重構(gòu)后運行的 瓶頸，嚴重地影響制造系統(tǒng)的設計建造周期、系統(tǒng)生產(chǎn)率、質(zhì)量和成本。目前國內(nèi)外主 要研究和開發(fā)的是基于CAD技術(shù)的柔性夾具的設計和各種相關(guān)的分析和校核。它們不 同于組合夾具的CAFD之處是不僅能用于標準的組合夾具中，而且也能用于通/專用夾 具的CAFD中。這些夾具設計方法在汽車、摩托車、縫紉機和計算機行業(yè)中將會得到廣 泛應用。 通過對計算機輔助夾具設計系統(tǒng)的研究、相關(guān)企業(yè)的調(diào)研以及計算機輔助夾具設計類文獻的查閱，論文課題擬定在以下幾個方面作出研究： 1）夾具設計需要大量的理論知識進行指導 機床夾具的概念設計、結(jié)構(gòu)（構(gòu)形）設計、以及性能評估中都需要大量的理論知識進行指導，在機械加工中影響零件加工精度的機床夾具定位方案設計的定位誤差分析更加依靠這些理論知識，特別是利用計算機技術(shù)的強大邏輯運算能力和管理能力對定位誤差分析也需要大量理論知識指導。為此，本課題研究的定位方案設計與定位原理及其算法的研究需要大量理論知識的指導。 2）夾具設計是一個高度依賴經(jīng)驗的設計問題 設計師在構(gòu)思新工件的夾具設計方案時，往往是根據(jù)個人的設計或者制造經(jīng)驗來設計夾具。對于夾具設計的定位誤差分析是其核心要素也是設計中的難點問題，人類對其擁有大量的寶貴經(jīng)驗。為此，本課題的研究對其定位方案資源庫建立和定位誤差檢驗分析需要歸納、整合大量的經(jīng)驗知識資源。 3）運用計算機技術(shù)建立機床夾具定位方案資源庫及其定位誤差校驗系統(tǒng) 計算機輔助夾具設計（CAFD）克服了傳統(tǒng)夾具設計的缺點，減少了設計人員勞動。由于計算機技術(shù)的強大功能的應用，現(xiàn)代機床夾具的設計也越來越依賴于計算機輔助設計技術(shù)，對于機床夾具定位方案資源庫的建立和夾具設計定位誤差的分析校驗將建立在理論與經(jīng)驗知識的基礎上，利用計算機技術(shù)建立資源庫并開發(fā)相應的定位誤差校驗系統(tǒng)，從而實現(xiàn)良好的人機交互方式，進一步完善計算機輔助夾具設計系統(tǒng)。 4、實現(xiàn)完善的計算機輔助夾具設計系統(tǒng)還需要長時間的研究 計算機輔助夾具設計經(jīng)歷的時間較短，還有很多的問題還待進一步研究和實現(xiàn)，文章只是對機床夾具設計中定位方案設計、定位合理性、定位準確性、定位誤差分析校驗以及定位方案質(zhì)量評價的研究作出了一定的探索與研究，并開發(fā)了定位誤差校驗系統(tǒng)，旨在完善了計算機輔助夾具設計系統(tǒng)的一部分內(nèi)容，還有大量的微觀和宏觀上的知識研究仍需要更長一段時間去探索與實現(xiàn)。 根據(jù)以上幾個方面的分析，文章將從傳統(tǒng)的機床夾具設計經(jīng)驗知識和現(xiàn)代機床夾具設計方法知識，并結(jié)合 CAFD 技術(shù)的發(fā)展，進行夾具定位方案的定位規(guī)劃設計、夾具定位誤差原理分析和定位誤差算法研究，從而建立夾具定位方案資源庫與定位誤差校驗系統(tǒng)的開發(fā)，并對未來計算機輔助夾具設計系統(tǒng)進行展望和探討。 2.2研究意義 通過以上對計算機輔助夾具設計的背景、發(fā)展歷程、研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢以及關(guān)中區(qū)域制造業(yè)企業(yè)的具體情況的研究思路指導下提出了本文重點的研究內(nèi)容如下：(1)基于實例和基于知識的夾具設計方法研究。重點研究夾具實例的表示問題，夾具設計實例的檢索與相似度計算算法，夾具實例的修改等技術(shù)；研究夾具設計知識的表示方法，夾具設計的推理機制以及基于知識的夾具方案自動選取技術(shù)。(2)基于實例和知識的混合推理機制研究及其在夾具設計中的實現(xiàn)。重點研究夾具設計的混合推理模型以及混合推理過程的實現(xiàn)問題。研究基于知識的推理技術(shù)在夾具實例檢索過程中的應用。設計實現(xiàn)基于實例和知識的夾具設計系統(tǒng)。 1）進一步了解國內(nèi)外夾具的發(fā)展 2）聯(lián)系課本及所學知識，掌握計算機輔助夾具的結(jié)構(gòu)及運行機理 3）鍛煉查閱文獻、整理數(shù)據(jù)與分析及擬定設計方案的能力 4）熟練掌握操作CAD和Inveror等繪圖常用軟件的能力 5）熟悉零件的工藝性、機器裝配和安全技術(shù)方面的知識 6）培養(yǎng)分析和解決問題的實際能力，對知識的綜合運用能力等 3研究方法、內(nèi)容及預期目的 3.1研究方法及內(nèi)容 由于國內(nèi)外投入和研究的夾具很多，根據(jù)國內(nèi)外的研究成果進一步了解所選夾具的各項性能，并繪制相關(guān)零、部件圖。本次作業(yè)從所給題目要求和所查資料中選出適合的零件為轉(zhuǎn)子軸承軸套，也即，之后的研究內(nèi)容將圍繞轉(zhuǎn)子軸承的加工和夾具的加工設計展開。 具體研究內(nèi)容： 1）對實際零件進行測繪，畫出零件圖，進行尺寸和粗糙度標注； 2）根據(jù)零件圖進行三維建模，并利用三維軟件和所學知識，做出零件模具的三維圖； 3）根據(jù)已給出的零件圖設計相應加工夾具，并編制加工工藝，寫出工藝卡片； 4）將其中一道工序進行數(shù)控編程，寫出數(shù)控加工程序。 3.1.1 CAD技術(shù)概述 CAD（ComputerAidedDesign）的含義是指計算機輔助設計，是計算機技術(shù)的一個重要的應用領域，它是利用計算機軟、硬件系統(tǒng)輔助設計者對產(chǎn)品進行設計、修改及顯示、輸出的一種設計方法。AutoCAD則是美國Autodesk公司推出的，在國內(nèi)外很受歡迎的微機平臺CAD軟件包。 CAD技術(shù)產(chǎn)生于本世紀50年代后期，其發(fā)展與工業(yè)實際應用和需求密切相關(guān)，隨著實際應用和CAD技術(shù)的廣泛應用，新的需求又不斷出現(xiàn)，一些計算機應用的新技術(shù)和一些新的算法在CAD中不斷出現(xiàn)和發(fā)展。隨著國際經(jīng)濟的飛速發(fā)展，世界銷售市場對產(chǎn)品需求量的不斷增加，使產(chǎn)品制造企業(yè)在生產(chǎn)中更多地采用先進設計技術(shù)、自動設備去提高勞動生產(chǎn)率。 CAD技術(shù)包括設計和分析兩個方面。設計是指構(gòu)造零件的幾何形狀、選擇零件的材料，為保證整個設計的統(tǒng)一性而對零件提出的功能要求和技術(shù)要求等。分析是指運用數(shù)學建模技術(shù)，如有限元、優(yōu)化設計技術(shù)等；從理論上對產(chǎn)品性能進行模擬、分析和測試，以保證產(chǎn)品設計的可靠性。總之，一個好的計算機輔助設計系統(tǒng)既能充分發(fā)揮人的創(chuàng)造性作用，又能充分利用計算機的高速分析計算能力。 3.2完成工作 （1）完成三維零件圖； （2）A1零件圖2張，毛坯圖1張； （3）完成加工工藝分析，工藝尺寸計算，定位誤差計算，切削用量等計算，并按照工序，編制工藝卡片； 4.1夾具設計方案 4.1.1定位基準的選擇 4.1.2定位方案的確定 夾具參數(shù)的選擇，在加工中的夾具參數(shù)確定時，要和工件的質(zhì)量相適應，從加工中的主軸運行轉(zhuǎn)速、切削的進給量、背吃刀量、切削力，一般是切削加工速度和質(zhì)量適當，而切削力較小為佳，以免劇烈的切削力對工件和夾具造成加大的傷害，而又會造成加工中的表面質(zhì)量的不均勻，影響加工質(zhì)量。在夾具的參數(shù)選擇時，必須要和加工零件的表面尺寸相適應，如果夾具加持力過小，則零件容易松動，加工中的跳動情況比較嚴重，易出現(xiàn)質(zhì)量問題，如果夾持力過大，又有可能對零件表面形成傷害，導致零件的破損或應力集中等情況，影響使用性能。夾具的參數(shù)要考慮零件材料的強度和塑性等因素，在保證加工穩(wěn)定的情況下，要盡量減少對加工零件表面的影響。此外，加工的夾具的制造中，其參數(shù)還與夾具使用的材料、力學性能相關(guān)，在保證可使用的情況下，即夾具符合耐用性和精度的情況，盡少夾具的成本預算，以節(jié)約生產(chǎn)成本，保證加工的經(jīng)濟效益。 為了保證工件被加工表面的技術(shù)要求，必須使工件相對刀具和機床的加工位置。在使用夾具的情況下，就要使機床、刀具、夾具和工件之間保持正確的加工位置。顯然，工件的定位是其中極為重要的一個環(huán)節(jié)。 要使工件完全定位，就必須限制工件在空間的六個自由度，此即為工件的“六個定位原則”。 在定位設計中，會遇到以下幾種情況： （1） 完全定位：限制工件全部的六個自由度，稱為工件的“完全定位” （2） 不完全定位：在對工件的加工精度沒有影響的情況下，允許少于六個的定位 稱“不完全定位” （3）欠定位：工件的定位支承點數(shù)少于應限制的自由度數(shù)，這種工件定位點不足 的情況，稱為“欠定位”，欠定位在實際生產(chǎn)中是不允許的。 （4）過定位：工件的某一個自由度同時被兩個或多個定位支承點重復限制，這1種情況稱為“過定位”，也叫“重復定位”。 4.2夾緊方案及元件確定 4.2.1工件的夾緊設計 機械加工過程中，為保持工件定位時所確定加工位置，防止工件在切削力、慣性力、離心力及重力等作用下發(fā)生位移和振動，一般機床夾具應有一定的夾緊裝置，以將工作壓緊。因此，夾緊裝置的合理、可靠和安全性，對工件加工的技術(shù)和經(jīng)濟效果有重大影響，故提出下列基本要求： 1） 夾緊過程中，不改變工件定位后占據(jù)的正確位置。 2） 夾緊力的大小要可靠和適當，既要保證工件在整個加工過程中位置穩(wěn)定不變、 振動小，又要使工件不產(chǎn)生過大的夾緊變形。 3） 夾緊裝置的自動化和復雜程度應與生產(chǎn)綱領相適應，在保證生產(chǎn)效率的前提 下，其結(jié)構(gòu)要力求簡單，以便于制造和維修。 4}夾緊裝置的操作應當方便、安全、省力。 4.2.2鉆削時給進和轉(zhuǎn)矩的計算 4.2.3定位誤差分析 （1）定位元件尺寸及公差的確定。本夾具的主要定位元件為短圓柱銷（限制2個自由度）和一塊面板（限制3個自由度）。 （2）計算Φ10mm兩互相垂直孔中心線與Φ36外圓端面的最大誤差為0.1 4.2.4夾具設計及操作說明 專業(yè)夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設計的夾具。其特點是結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方便。省力，可以保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率，但設計制造周期較長、制造費用也較高。當產(chǎn)品變更時，夾具將由于無法使用而報廢。只適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。 所述，在設計夾具時，為了提高勞動生產(chǎn)率和零件精度要求，在最后一道工序應用專用夾具。本工序由于要保證兩孔的中心線互相垂直。鉆孔時直接一次性鉆孔，而Φ36外圓壁厚為5mm，鉆削力不大軸向力不大，所以用機動夾緊即可。 夾具上裝有對刀塊，可使夾具在一批零件加工之前與塞尺配合使用很好地對刀：同時，夾具體低面上的一對定位鍵可使整個夾具在機床工作臺上有一正確的安裝位置，以利于洗削加工 4.2.4專業(yè)夾具的標注有關(guān)尺寸及技術(shù)要求  4進度安排 2014下半學年第10周:與導師見面，分配畢設題目 第 11、12周:了解畢業(yè)題目要求，根據(jù)需要做的內(nèi)容查資料 第 13、14周:查詢相關(guān)文獻，撰寫文獻綜述和選題報告 第 15、16周:向老師提交開題報告，指導后進行修改，進行選題答辯 2015上半學年第 2周：提交英文翻譯，完善文獻綜述部分資料 第 3周：分析零件圖，繪制三維圖； 第4周：根據(jù)三維圖，制作零件模具的三維圖； 第5、6周：設計零件模具的二維圖； 第7、9周：CAD繪制模具圖，并進行尺寸和粗糙度標注； 第10、11周：根據(jù)已完成的模具圖編制工藝卡片； 第12周：選擇工序，編制數(shù)控加工程序； 第13、14周：撰寫、整理論文，打印裝訂，CAD出圖，準備答辯； 第15周：答辯。 參考文獻 [1] 陳長年.迎接中國制造時代的到來[J].制造技術(shù)與機床,2003(5):23~29 [2]]融亦鳴、朱耀祥、羅振壁.計算機輔助夾具設計[M].機械工業(yè)出版社.2002(2) [3]蔡瑾、段國林、李翠玉、李德紅.夾具設計技術(shù)發(fā)展綜述,河北工業(yè)大學學報,2002(5) [4]潘云鶴.智能CAD方法與模型[M].科學出版社,1997 [5]曹智雄等.CATIA制作范例[M].中國水利水電出版社,2001(3) [6]陳汝鈴.世紀之交的知識工程與知識科學[M].清華大學出版社2001(9) [7]田錫天.機床夾具智能化設計系統(tǒng)[J].機械科學與技術(shù)(西安).1997(5):12~21 [8]王兆輝,李明宇.計算機輔助夾具編碼系統(tǒng)設計[J].機械制造.1997(5):23~46 [9]邵維忠、楊芙清.面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析設計[M].清華大學出版社.廣西科技大學出版社.1998 [10]劉潤東.UML對象設計與編程[M].北京希望電子出版社.2001年川王先連、吳月一制造技術(shù)中的模糊邏輯決策研究.中國機械工程,2000(11) [11]朱耀祥、融亦鳴、羅振壁.計算機輔助組合夾具設計系統(tǒng)的研究.機械工程學報.第30卷第5期 [12]朱耀祥、融亦鳴、羅振壁.計算機輔助組合夾具設計系統(tǒng)的研究.機械工程學報.第30卷第5期.1994 [13]Sun,S.H.Chen,J.L,Index system of rmodul arfixture design:aPPliedtoease basedreasoning,InternationalJournalofProduetionReseareh,199634(12) [14 ]Li.W,Li,.PRong,YCase一basedagilefixturedesignHighTechnoloygLetters,2001,7(3) [15] ShuHuang.SunandJahauLewisChen,AFixtureDesignSystemUsingCase一basedReasoningEngineeringAPPlieationofArtifieialIntelligenee,1996(9) 指導教師意見 本論文選題合理，研究內(nèi)容較為明確，研究思路清晰，具有一定的難度和深度。所擬定的研究內(nèi)容、研究方法和技術(shù)路線符合本科畢業(yè)設計要求，工作量適中。開題報告結(jié)構(gòu)較完整，論述層次清晰，結(jié)構(gòu)較合理，技術(shù)路線正確，具有一定的研究基礎，能達到預期目的。 指導教師簽字： 年 月 日 17- -