CA6140車床手柄座[831015] 工藝和鉆φ10孔夾具設(shè)計(jì)-版本2[含高清CAD圖 工序卡片 說明書]

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Jamshidi，P.G. maropoulos 英國巴斯大學(xué)機(jī)械工程學(xué)系摘要在夾具安裝階段，夾具組件的精確測量能力決定其精確性，尤其是對(duì)大尺寸的產(chǎn)品和應(yīng)用來說。大量定制一些在設(shè)計(jì)上有多樣性的小批量產(chǎn)品和零部件是十分重要的。產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)該與迅速轉(zhuǎn)換理念相互協(xié)調(diào)，對(duì)于敏感元器件及組件而言，以犧牲產(chǎn)品質(zhì)量來提高速度是不明智的，例如在航空航天工業(yè)中所看到的那些零部件。提高精確性對(duì)于夾具的安裝是很有必要的，為了要盡量少用，這可取決于夾具和夾具定位變化的耐受性預(yù)算。在航空航天工業(yè)中，靈活和可重構(gòu)夾具的概念的發(fā)展及固定裝置是夾具的主要開銷成本。吸引他們的是重構(gòu)夾具的可重用性，可持續(xù)使用是由于那些零部件也能夠被重新應(yīng)用到許多種產(chǎn)品和裝配中去。一直不佳的準(zhǔn)確性和可靠性為這類夾具的缺點(diǎn)，這篇論文主要是研究可持續(xù)夾具主要零部件的精確定位，影響夾具性能的因素在安裝階段會(huì)得以審查。本文介紹了一種在靈活?yuàn)A具中為了最大限度地減少定位和夾緊的不確定性的方法。關(guān)鍵詞:可持續(xù)性夾具；夾具安裝；校準(zhǔn)不確定性；夾具的監(jiān)測；計(jì)量；可重復(fù)使用的夾具1引言質(zhì)量和可靠性等因素早已經(jīng)轉(zhuǎn)換為新零件固有的特征。在他們的產(chǎn)品和服務(wù)范圍內(nèi)，近期市場趨勢已經(jīng)迫使制造業(yè)走向大規(guī)模定制。其次增加新陳品的多樣化設(shè)計(jì)在部件和組件級(jí)別上遵循第二次高幅度的變化。有先進(jìn)制造系統(tǒng)和技術(shù)的國家提供了更多的靈活性，能使設(shè)計(jì)師更加自由的發(fā)揮想象。例如在過去幾十年發(fā)展起來的一種新的大體積測量方法，就能測量及公丈的距離。用來檢測大尺寸零件的這些設(shè)備通常是由多個(gè)組裝部件所制造出來的。在重組和裝配期間，那些大尺寸產(chǎn)品的制造需要用到專用的夾具和固定裝置，以便于他們的零部件能夠被定位在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)上。對(duì)于大批量產(chǎn)品，在計(jì)算機(jī)輔助軟件上就能估算出其主要的花費(fèi)需求，否則，在某些情況下或以其他方式生產(chǎn)的產(chǎn)品成本可能會(huì)是非常高的。這個(gè)問題與客戶不斷用錢來尋求具有更高價(jià)值的市場需求相互矛盾。用一種典型的變化產(chǎn)品可以創(chuàng)建一個(gè)更加具有持續(xù)性的商業(yè)，因?yàn)樗軌驖M足相對(duì)比較大地市場需求。由支持產(chǎn)品變化的不同形狀的產(chǎn)品而形成的靈活和可重構(gòu)夾具及固定裝置則是應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)關(guān)鍵的解決方案。靈活?yuàn)A具的概念已經(jīng)在研究領(lǐng)域存在了幾年1。然而，它們?cè)诤艽蟪潭壬蠜]有充分利用真正的生產(chǎn)設(shè)施，尤其是大尺寸產(chǎn)品的制造，如航空航天設(shè)備。這是由于關(guān)于它們的初始安裝、校準(zhǔn)困難和可重復(fù)性等挑戰(zhàn)往往超出公差要求。這些夾具和高品質(zhì)關(guān)鍵部件裝置的制造以及大量的集成計(jì)量系統(tǒng)，都可以減少上述限制。本文包括了有關(guān)安裝的計(jì)量問題和靈活的夾具校準(zhǔn)以及檢測服務(wù)。2相關(guān)工作2.1大型零件的制造和裝配通常把要精密制造的機(jī)械零件移動(dòng)到機(jī)床工作臺(tái)是必需的，先進(jìn)行粗加工，然后精對(duì)準(zhǔn)和夾緊。在這個(gè)階段，一方面是準(zhǔn)備用于加工高精度的關(guān)鍵所在，然而，這對(duì)于一些大尺寸或重的零部件并不總是可以實(shí)現(xiàn)的。大型產(chǎn)品是指那些與一些不經(jīng)濟(jì)的可能需要處理或在工廠周圍移動(dòng)的的組件一起來達(dá)到制造和裝配的目的2。制造業(yè)和這些部件的裝配工藝包括所需機(jī)器和系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)以及這些部件的位置和方向。這些零部件通常定位在大尺寸夾具及固定裝置上該定位的位置。如果這些部件以小批量生產(chǎn)，在航空航天工業(yè)、高開銷的情況下，每個(gè)產(chǎn)品將會(huì)出現(xiàn)。在設(shè)計(jì)和制造夾具上，已經(jīng)有了許多嘗試，以便于能夠持有許多種組件的變種。然而，這方法是不可行的，因?yàn)槊舾谢蜿P(guān)鍵的零部件完全是由它們的高精度要求所決定的。與固定的夾具相比較，可調(diào)、可重構(gòu)夾具會(huì)產(chǎn)生更低的重復(fù)性。固定夾具有固定的方式，可以通過焊接或鉚接的接頭固定在一起來實(shí)現(xiàn)。這些機(jī)械故障，例如夾具和固定裝置由于疲勞和塑料變形就是一個(gè)終止其服務(wù)的主要原因，發(fā)送它們?cè)龠M(jìn)行回收。小批量制造的需求是目前常見的淘汰不合格夾具，其使用壽命取決于產(chǎn)品的生命周期。換句話說，在制造變種零件停止不久之后，與之有關(guān)聯(lián)的夾具和固定裝置將會(huì)變得多余。即使夾具有工作順序，但它們?nèi)匀挥袌?bào)廢并送往循環(huán)再造。這種方法會(huì)帶來高負(fù)擔(dān)回收的能耗。在大尺寸零件下的固定夾具和夾具的漂移以及夾具都能影響大尺寸零件組裝的精確性5。對(duì)于大尺寸的夾具已經(jīng)開發(fā)出了幾種分析夾具剛性的方法，可用來評(píng)估振動(dòng)的影響因素。在任何情況下更加可持續(xù)生產(chǎn)要通過選擇性方案才能得以實(shí)現(xiàn)。如圖2.1所示。圖2.1 典型的大型夾具元件用于制造所延誤的時(shí)間是固定夾具的又一重大缺點(diǎn)，這些夾具應(yīng)該在制造前就被訂購，在生產(chǎn)計(jì)劃和產(chǎn)品上市前還可以創(chuàng)建額外的復(fù)雜性。不管他們的類型，大型夾具有一些共同的元素，包括一個(gè)主框架、內(nèi)在的框架，有可能有一個(gè)或數(shù)多個(gè)可移動(dòng)的機(jī)制或更小的組件，如鉗、套管、皮卡和可調(diào)螺絲表1。2.2柔性夾具開發(fā)的柔性夾具的概念增加了其可持續(xù)性、快速轉(zhuǎn)換以及降低了成本?，F(xiàn)在可以使用現(xiàn)成的模塊來設(shè)計(jì)和組裝夾具。根據(jù)規(guī)定，只有極少數(shù)夾具的專用零件需要設(shè)計(jì)和制造。以這種概念看，大多數(shù)散裝部件、附件關(guān)節(jié)都應(yīng)用的很具體。一旦產(chǎn)品設(shè)計(jì)變異完全制造出來，然后就可以拆卸上述組件和重組成一種新的元件來與未來的設(shè)計(jì)變異相匹配。因?yàn)榻M裝和組件范圍上的設(shè)計(jì)都相當(dāng)接近，所以這種方法是最能降低夾具成本的。根據(jù)組件的變化水平和工作類型的需求，每一個(gè)不同比例的柔性夾具都需要被重新安排。為了增加使用這種類型夾具的效益，這個(gè)問題在設(shè)計(jì)階段考慮是十分重要的。例如，在可能的情況下，皮卡車的位置和三維定位夾具上的組件的不同變種，甚至完全不同的部分應(yīng)該是在靠近增加兼容性和夾具子系統(tǒng)間變性。夾具關(guān)鍵部件的收集在短期內(nèi)能保證所需夾具的可用性。另外，這些夾具的存儲(chǔ)需要很少空間，因?yàn)椴鸪心K是可能的，通常以腳手架的形式并把它們彼此放在一起。目前在一些汽車公司應(yīng)用到柔性夾具，因?yàn)樗鼈兊木鹊燃?jí)是足夠滿足的。大尺寸制造的夾具設(shè)施盡管沒有許多柔性夾具那樣操作靈活，比如航空航天設(shè)備。準(zhǔn)確性和定位銷的不確定性、夾具的可重復(fù)性以及夾具結(jié)構(gòu)的漂移都出現(xiàn)這樣一個(gè)事實(shí)，這些夾具在發(fā)電和航空航天等工業(yè)不能滿足公差要求。一旦它們的精度問題得以解決，這些夾具在上述的工業(yè)中將會(huì)有很高的利用價(jià)值。圖2.2 夾具與汽車行業(yè)中的可重構(gòu)組件大量的體積計(jì)量系統(tǒng)和技術(shù)一直有許多新的發(fā)展。依靠計(jì)量系統(tǒng)和技術(shù)的現(xiàn)代激光技術(shù)現(xiàn)在就能夠測量一些可接受精度的大尺寸產(chǎn)品甚至到幾公丈的產(chǎn)品。在安裝和初期安裝調(diào)試期間，這些系統(tǒng)能夠用來精確定位一些夾具的關(guān)鍵部件。夾具的安裝通常開始形成機(jī)架或主要框架，然后是那些大的部件和像皮卡和夾具那樣逐漸更小的零部件。計(jì)量系統(tǒng)能夠用于柔性夾具的主要框架和其內(nèi)部框架的安裝，從而來保證每個(gè)零部件彼此之間的準(zhǔn)確定位。表1顯示了這些大規(guī)模的測量系統(tǒng)數(shù)。跟蹤系統(tǒng)能夠測量基準(zhǔn)點(diǎn)，它是實(shí)現(xiàn)這一目的的最合適的測量系統(tǒng)。一起跟蹤球式反射鏡在三維空間內(nèi)都可以認(rèn)準(zhǔn)所要記錄的位置。球式反射鏡可以直接練習(xí)目標(biāo)對(duì)象來提供幾何位置信息或可以在機(jī)械重復(fù)的球式反射鏡下應(yīng)用，從這個(gè)角度用激光來跟蹤目標(biāo)或短期目標(biāo)。像一些其他測量儀器的激光跟蹤有時(shí)候不確定，在夾具的安裝過程中需要做以說明。此外，激光跟蹤和目標(biāo)點(diǎn)之間的光線問題還應(yīng)該考慮到。如果必要的話，多個(gè)跟蹤職位都可以使用，在實(shí)際測量活動(dòng)中，其結(jié)果必然是伴隨著一個(gè)不確定的說明。經(jīng)過測量，這些給定的分散的特征值是合理的，這個(gè)問題與一些夾具或夾具的安裝及以后的審核都是一樣的。這些知識(shí)闡明了一個(gè)給定的定位夾具的能力和裝配任務(wù)。換句話說，它表示在其相關(guān)流程中一套夾具是否能夠滿足公差要求。2.3夾具理論比較為了用于多種生產(chǎn)裝置和組裝應(yīng)用，在不同的公司也有大量不同形狀和設(shè)計(jì)的夾具。這些夾具中的某一些的形式都是標(biāo)準(zhǔn)形式，然而另一些是經(jīng)過專門設(shè)計(jì)和制造的特殊零部件。后者可以說是建立在產(chǎn)品的復(fù)雜性和大規(guī)模的基礎(chǔ)上的，所以可能會(huì)是非常昂貴的9。無論成本和目的如何，制造和組裝過程都可以完成，要么不使用夾具，要么用固定幀夾具或用可重構(gòu)或柔性夾具。表2對(duì)它們的典型應(yīng)用的這些方法做出了比較。固定框夾具通常用于重型應(yīng)用上，它們更適合于應(yīng)用在能夠減輕花費(fèi)開銷的大量產(chǎn)品上。對(duì)于制造業(yè)和大型組裝及復(fù)雜產(chǎn)品來說，柔性夾具的應(yīng)用有很多好處。特別是在研究和發(fā)展工作中，以及低容量產(chǎn)品的情況下，制造柔性夾具和夾具可能會(huì)是非常有益的。除了在時(shí)間和金錢上使利益均衡外，柔性夾具還會(huì)有一個(gè)更加靈活的設(shè)計(jì)思路。由于在夾具的制造和裝配過程中，會(huì)直接和經(jīng)常改變夾具的拓?fù)涑杀?。與傳統(tǒng)夾具相比較，這種類型的柔性夾具的可重用性和可重構(gòu)性是一個(gè)主要的優(yōu)點(diǎn)。這一點(diǎn)尤為重要，因?yàn)樗诰G色制造方面符合行業(yè)的發(fā)展方向，通過回收使用系統(tǒng)的組成部件，為相關(guān)項(xiàng)目的工裝費(fèi)用降低了項(xiàng)目成本。表2.1 用于驗(yàn)證夾具大量的例子、便攜式測量儀器儀器輔助部件測量類型接觸式 非接觸式圖像激光跟蹤儀賽立信探頭是T型探頭是激光雷達(dá)球形目標(biāo)是攝影目標(biāo)是光投影是關(guān)節(jié)臂三坐標(biāo)測量機(jī)基于激光掃描頭是接觸探頭是2.4 柔性夾具的安裝本節(jié)中描述的夾具在安裝過程中需要考慮一些問題。夾具元件安裝在合適位置可以說是一種挑戰(zhàn)，尤其是當(dāng)定位公差比較小時(shí)，柔性夾具也應(yīng)當(dāng)被監(jiān)測以便于開發(fā)和與傳統(tǒng)夾具相比較它們的剛性。給出了一個(gè)通用的描述階段根據(jù)初步夾具安裝在仿真軟件環(huán)境和利用一些尺寸為5m4m3m的大尺寸夾具的實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果來測量指令階段。這是不論這個(gè)夾具是否是第一次安裝在夾具中還是對(duì)已經(jīng)存在的夾具只做外形上的更換，其都是為了定位不同的零部件。根據(jù)其復(fù)雜性，一種典型的大尺寸夾具具有三至五個(gè)結(jié)構(gòu)。通常除了有一個(gè)主框架之外，在每一個(gè)級(jí)別的基本水平，也可以由一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)用來作為參考以便于作為夾具基準(zhǔn)來定位。在一個(gè)自動(dòng)化固定的平臺(tái)上，機(jī)器系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行多項(xiàng)任務(wù)，比如定位、加工和進(jìn)行裝配。因此機(jī)器人的工作基準(zhǔn)與夾具的工作框架相聯(lián)系。仔細(xì)考慮夾具的綜合數(shù)據(jù)，會(huì)確保后續(xù)安裝達(dá)到預(yù)期的公差要求。2.4.1 測試輔助柔性夾具的安裝柔性夾具的安裝在第一次進(jìn)行模擬仿真時(shí)有幾個(gè)安裝階段。使用模擬演習(xí)，在這個(gè)工程中可以減少一些潛在的錯(cuò)誤和返工。測量輔助安裝過程是類似的跟蹤對(duì)象位置的過程，是常見的大尺寸組件用到的。夾具的組件先用這種方法使其大致位置公差在1mm以內(nèi)，然后當(dāng)所有的夾具組件被放到所設(shè)計(jì)的位置時(shí)，在0.1mm至0.15mm公差內(nèi)，它們可以使用適當(dāng)?shù)呐ぞ厥站o。典型的計(jì)量協(xié)助柔性夾具安裝階段如下：在出廠時(shí)設(shè)置初試參考結(jié)構(gòu)；測量初始參照系；安裝基地或其位置的主框架；安裝脫機(jī)內(nèi)結(jié)構(gòu)；安裝控股和定位；在內(nèi)框和主框架位置安裝鉗、套管和皮卡。底座上安裝內(nèi)框；重點(diǎn)定位元件的精細(xì)調(diào)整和緊固；核查參照系和夾具；對(duì)于夾具關(guān)鍵位置的服務(wù)監(jiān)測。這些階段是從無到有夾具的完整安裝。更不用說，在設(shè)計(jì)變化略有變化的情況下，一些下面的操作將被忽略。 表2.2 不同夾具理念之間簡明的比較典型特征固定框架柔性夾具夾具應(yīng)用大批量產(chǎn)品小批量產(chǎn)品樣機(jī)優(yōu)點(diǎn)唯一性可重復(fù)性可重構(gòu)性成本效益耐用性非常高高低剛度非常高剛性不確定低缺點(diǎn)重量重中低可移植性不可移植難以在每一個(gè)安裝中定位難以進(jìn)行成本非常高中等低生產(chǎn)時(shí)間長中等短2.4.2 柔性夾具的安裝柔性夾具安裝過程中采取了以下階段：安裝夾具的主框架；移動(dòng)單元和子系統(tǒng)組裝；夾具內(nèi)框架在夾具裝配中的安裝；皮卡和夾具的裝配。主框架通常是夾具的骨干。因此，它一般不會(huì)改變外形，和內(nèi)框架及較小的元素如襯套、皮卡和夾具一樣具有規(guī)律性。慎重考慮制造過程可以減少夾具元件較大元素的重新排列，也會(huì)更進(jìn)一步節(jié)約時(shí)間和成本。圖3顯示了三組不同活動(dòng)小組對(duì)于柔性夾具的安裝過程。在這個(gè)過程中，假定夾具的標(biāo)準(zhǔn)件是從可供選擇的現(xiàn)成的部件和組件中選出來的，然后提前在大量的物理安裝測試和調(diào)試時(shí)以降低測量不確定度來進(jìn)行一次夾具安裝。一旦達(dá)到可接受水平的不確定性的物理安裝才能進(jìn)行。圖2.3 柔性夾具的測量輔助安裝程序在夾具安裝過程中，它可能需要用到多個(gè)測量系統(tǒng)或用到包括一套完整夾具安裝關(guān)鍵點(diǎn)的測量系統(tǒng)。這應(yīng)該包括在夾具維修期間放在工廠的地板和墻壁上的穩(wěn)定性及漂移檢查的目標(biāo)參考點(diǎn)。在夾具上定位的關(guān)鍵點(diǎn)、測量儀器的不確定性應(yīng)該予以考慮。作為一個(gè)經(jīng)驗(yàn)法則，每個(gè)夾具關(guān)鍵位置的定位的準(zhǔn)確性應(yīng)該是在10倍，甚至比所需的耐受性更好。換句話說，如果組件公差指定至0.1mm，則夾具定位精度至少應(yīng)為0.01mm。柔性夾具安裝的最佳做法如下：一個(gè)工廠的墻壁和地板上的初始參考點(diǎn)的位置是首選，以減少測量的不確定性；應(yīng)驗(yàn)證該儀器所在位置上經(jīng)常使用初始參考點(diǎn)的基地；在每個(gè)夾具的大節(jié)上，為更好地具有跟蹤和可重復(fù)性，可以附加多個(gè)球式反射跟蹤系統(tǒng)；夾具大型組件有關(guān)于彎曲或扭曲的測量應(yīng)集中在角梁的中央部分，以減少定位誤差；內(nèi)框架參考點(diǎn)應(yīng)選擇盡可能遠(yuǎn)的創(chuàng)建框的坐標(biāo)系統(tǒng)。這可能會(huì)導(dǎo)致在內(nèi)框坐標(biāo)系時(shí)的較小的不確定性。3.不確定性由于評(píng)估的結(jié)果旨在對(duì)于所描述物體真正價(jià)值范圍內(nèi)的評(píng)估定位，則不確定性被定義為膠8。這里的不確定性來自兩方面的審查，首先是與測量過程中有關(guān)的，其次是與夾具定位的不確定性有關(guān)。測量不確定性的一些因素，如灰塵、重力、溫度、氣壓、濕度、測量儀器和相關(guān)軟件中的系統(tǒng)誤差、操作人員的技能、接觸探針或球式反射跟蹤儀。基于膠8的定義，測量結(jié)果應(yīng)伴隨著它的不確定性說明，這些錯(cuò)誤詳細(xì)來源的討論超出了本文的范圍。已經(jīng)有多項(xiàng)研究來建立真正的不確定性的一些測量儀器10、11。夾具關(guān)鍵點(diǎn)的測量結(jié)果應(yīng)該包括相關(guān)的置信水平。除了最初的不確定性上升的測量儀器，夾具的不確定性還有其他方面的影響。夾具框架方面的應(yīng)用由于產(chǎn)品重量以及制造工藝過程在夾具框架中能創(chuàng)建一些彈性變形。夾具有了集成化、自動(dòng)化和移動(dòng)部分，是這個(gè)問題變得更加復(fù)雜。仔細(xì)考慮夾具設(shè)計(jì)階段不確定性的來源可以在一個(gè)給定的情況下減少過度使用公差預(yù)算的風(fēng)險(xiǎn)。夾具的精度和夾具的成本之間有著直接的關(guān)系。然而，整體的成本也應(yīng)該被考慮在內(nèi)。高數(shù)額的零部件有更長的使用壽命。換句話說，質(zhì)量特征接近平均值是，在使用過程中會(huì)很少失效。朝六個(gè)方向靠近在安裝時(shí)是很必要的，然后是在高精度夾具和敏感部位上的可重構(gòu)、柔性夾具及夾具的監(jiān)測。4.討論柔性夾具適用于組裝和在加工部分有不同的設(shè)計(jì)和幾何參數(shù)。尤其是當(dāng)這些部件之間的設(shè)計(jì)變化小時(shí)，這種類型的夾具被證明是具有成本效益和快速的解決方案，這是因?yàn)樗赡軙?huì)通過夾具重新配置到一個(gè)新的產(chǎn)品或組件的變種上。然而，當(dāng)所需的零件盒裝配的設(shè)計(jì)完全不同時(shí)，可能需要不同尺寸夾具組件的完整地重排，因此，在設(shè)計(jì)一個(gè)新的零件和重組夾具的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)該考慮到要便于減少夾具的安裝和重新配置的時(shí)間以及成本，并最大限度的重用現(xiàn)在的組件在當(dāng)前的裝配中。一個(gè)柔性夾具有許多種裝配方式，是由于其靈活性。在正確的安裝順序下選擇合適的組件，可以最大限度的節(jié)約成本和時(shí)間。本次選擇的過程中應(yīng)該對(duì)未來產(chǎn)品的夾具的潛在的重用予以考慮。在產(chǎn)品不斷變化的情況下，計(jì)劃和設(shè)計(jì)夾具框架是很重要的。使用定制的夾具、緊固件、軸套和其他夾具元件都是降低成本的關(guān)鍵問題。仿真軟件和工具的廣泛使用，可以減少返工和浪費(fèi)夾具材料相關(guān)的成本。例如測量儀器，其目標(biāo)點(diǎn)之間的視線檢查就會(huì)使用這些軟件來輔助。圖4顯示了柔性夾具安裝在測量仿真軟件中的第一個(gè)階段。由于夾具正在興建的模擬的效益越來越明顯，因此它可以突出儀器與目標(biāo)測量點(diǎn)的水平視線的問題和不確定性。由于關(guān)于夾具操作中重量和力使夾具元件的電位漂移和變形，則可以提前在仿真中分析以及在購買夾具元件方面的財(cái)政。更重要的是，這種工具允許更好的裝配和制造等操作，因?yàn)樗鼈兡芴崆胺治龀鰥A具的長處和弱點(diǎn)，揭示其物理設(shè)置。選擇合適的測量儀器最重要的是要協(xié)助夾具安裝的的計(jì)量。一個(gè)連貫的計(jì)量系統(tǒng)，其測量結(jié)果的不確定性能夠決定夾具的不確定性，也暴露了夾具和是否符合一個(gè)給定的公差范圍內(nèi)所需任務(wù)的能力。圖4.1 測量輔助夾具安裝的模擬過程由于關(guān)于夾具操作中重量和力使夾具元件的電位漂移和變形，則可以提前在仿真中分析以及在購買夾具元件方面的財(cái)政。更重要的是，這種工具允許更好的裝配和制造等操作，因?yàn)樗鼈兡芴崆胺治龀鰥A具的長處和弱點(diǎn)，揭示其物理設(shè)置。選擇合適的測量儀器最重要的是要協(xié)助夾具安裝的的計(jì)量。一個(gè)連貫的計(jì)量系統(tǒng)，其測量結(jié)果的不確定性能夠決定夾具的不確定性，也暴露了夾具和是否符合一個(gè)給定的公差范圍內(nèi)所需任務(wù)的能力?？偨Y(jié)零件和裝配體應(yīng)該以盡量減少夾具成本的方式來設(shè)計(jì)，以滿足使用標(biāo)準(zhǔn)組件。如果在夾具更新至下一產(chǎn)品時(shí)提前思考，則其速度和成本可能會(huì)增加。在夾具和固定裝置的設(shè)計(jì)上有強(qiáng)大的總成本、碳足跡及其可持續(xù)性。它往往要求生產(chǎn)出只有極少數(shù)的典型設(shè)計(jì)或產(chǎn)品，子系統(tǒng)或組件，以滿足產(chǎn)品的變化和客戶的需求。對(duì)于大型產(chǎn)品的幾何尺寸超出幾米夾具的可能會(huì)造成重大的開銷。此外，一旦所需的零部件倍制造出來，這些夾具則會(huì)變得多余。常規(guī)回收多余夾具是不經(jīng)濟(jì)的。因此，找到增加夾具的靈活性才是所需求的方法。柔性夾具和夾具的概念已存于二十余年。然而它們的潛能還沒有真正發(fā)揮，是由于其精度可可重復(fù)性的不確定性。高精度計(jì)量系統(tǒng)現(xiàn)在能夠用來對(duì)夾具進(jìn)行初始安裝和服務(wù)。然后使用該系統(tǒng)有可能重新設(shè)定夾具元素使其精確到一個(gè)新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以便于定位不同幾何位置的組件，允許幾次使用夾具。本文提出了一種對(duì)于大規(guī)模柔性夾具及夾具初始定位和安裝的通用的算法。計(jì)量輔助夾具安裝的新概念被證明對(duì)復(fù)雜的設(shè)置和夾具的安裝是有益的。當(dāng)完全裝配好時(shí)，夾具的穩(wěn)定性可以通過慎重考慮和選擇夾具幾何位置上的關(guān)鍵點(diǎn)來予以保證。這種方法將應(yīng)用于大尺寸元件和產(chǎn)品的制造以及裝配件，尤其是應(yīng)用于航空航天和發(fā)電工業(yè)中。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期報(bào)告 題目：手柄座零件機(jī)械加工工藝及典型 夾具設(shè)計(jì)系 別 機(jī)電信息系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 導(dǎo) 師 2013年3月17日1 設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展?fàn)顩r1.1 針對(duì)課題在網(wǎng)上搜集資料，在圖書館查閱書籍，熟悉機(jī)械制造工程學(xué)中對(duì)機(jī)械加工工藝和夾具設(shè)計(jì)部分內(nèi)容的講解1.2 根據(jù)導(dǎo)師所給的零件圖、機(jī)械制造工程學(xué)中的加工準(zhǔn)則（先粗后精、先主后次、先基面后孔），對(duì)零件進(jìn)行了工藝分析，主要確定零件各個(gè)加工表面的位置要求；另外，制定出兩套工藝方案，為了保證加工精度和裝夾次數(shù)，經(jīng)過對(duì)比后確定出最終方案如下： 工序一：備料； 工序二：鑄造毛坯；工序三：粗銑、半精銑凸臺(tái)端面，選用X51立式銑床；工序四：銑，半精銑大端面；工序五：鉆，擴(kuò)，鉸內(nèi)孔，選用Z535立式鉆床；工序六：鉆，粗鉸，精鉸孔，選用Z525立式鉆床；工序七：銑槽mm，選用X63臥式銑床；工序八：鉆、粗鉸、精鉸螺紋孔，選用Z525立式鉆床；工序九：鉆底孔，攻螺紋孔M10-H7mm，選用Z525立式鉆床；工序十：鉆錐銷通孔，選用Z525立式鉆床；工序十一：拉鍵槽6H9mm；工序十二：鉆槽底通孔鉆，選用Z525立式鉆床；工序十三：終檢。1.3 查機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)簡明手冊(cè)各加工表面的機(jī)械加工余量、計(jì)算切削用量，根據(jù)切削速度和主軸的轉(zhuǎn)速選取合適的機(jī)床1.4 對(duì)第IV道工序（鉆孔14H7）進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)，包括定位分析、（選取孔的下端面作為粗基準(zhǔn)，利用一組共兩塊V形塊分別支承和作主要定位面，限制5個(gè)自由度，再以一個(gè)銷釘限制最后1個(gè)自由度，達(dá)到完全定位）、夾具的定位誤差計(jì)算本工序選用的工件以圓孔在定位銷上定位，定位銷為水平放置，由于定位副間存在徑向間隙，因此必將引起徑向基準(zhǔn)位移誤差。在重力作用下定位副只存在單邊間隙，即工件始終以孔壁與心軸上母線接觸，故此時(shí)的徑向基準(zhǔn)位移誤差僅存在Z軸方向，且向下。1.5 在數(shù)據(jù)庫中查找外文翻譯并準(zhǔn)確翻譯為中文1.6 初步繪制二維夾具裝配圖、書寫工序卡片、工藝卡片2 存在問題及解決措施2.1 存在問題：夾具的選取、裝配圖的繪制2.2 解決措施：查閱相關(guān)資料書籍熟悉夾具設(shè)計(jì)、積極向老師和同學(xué)交流、溝通；加強(qiáng)練習(xí)，熟練二維CAD裝配圖繪制3 后期工作安排3.1 完善前期所有的零件分析和計(jì)算，零件圖、按照導(dǎo)師要求設(shè)計(jì)所有夾具，完成裝配圖繪制等 （第10周第13周）3.2 整理檢查計(jì)算過程，撰寫畢業(yè)論文 （第14周第15周）3.3 準(zhǔn)備最后答辯 （第16周） 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日注：1）正文：宋體小四號(hào)字，行距20磅，單面打印；其他格式要求與畢業(yè)論文相同。2）中期報(bào)告由各系集中歸檔保存，不裝訂入冊(cè)。工 藝 規(guī) 程（機(jī)械加工）零部件代號(hào) C6140-10 零部件名稱 手柄座 編制 2013.5.1 校核 審查 共12張機(jī)械加工過程卡片產(chǎn)品型號(hào)CA6140-10零（部）件圖號(hào)1共（1）頁產(chǎn)品名稱CA6140車床手柄座零（部）件名稱CA6140車床手柄座第（1）頁材料牌號(hào)HT200毛坯種類鑄件毛坯外型尺寸85.568.548每毛坯可制件數(shù)1每臺(tái)件數(shù)備注工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容車間工段設(shè)備工藝裝備工時(shí)（min）準(zhǔn)終單件1銑銑，半精銑凸臺(tái)端面金立式銑床X51專用夾具，高速鋼端銑刀1.082銑銑，半精銑大端面金立式銑床X51專用夾具，高速鋼端銑刀1.633銑鉆，擴(kuò)，鉸內(nèi)孔金立式鉆床Z535專用夾具，高速鋼錐柄麻花鉆擴(kuò)孔鉆鉸刀2.394鉆、鉸鉆，粗鉸，精鉸孔金立式鉆床Z525專用夾具，高速鋼錐柄麻花鉆，鉸刀0.85銑銑槽金臥式銑床X63專用夾具，高速鋼圓柱形銑刀1.886鉆、鉸鉆粗鉸精鉸孔金立式鉆床Z525專用夾具，高速鋼錐柄麻花鉆，鉸刀1.077鉆、攻鉆底孔，攻螺紋M10mm金立式鉆床Z525專用夾具，高速鋼錐柄麻花鉆,絲錐0.58鉆鉆圓錐孔金立式鉆床Z525專用夾具，高速鋼麻花鉆0.369拉拉鍵槽6H9mm金臥式拉床L6120專用夾具0.4210鉆鉆槽底通孔5.5mm金立式鉆床Z525高速鋼麻花鉆1.0111終檢設(shè)計(jì)（日期）審核（日期）標(biāo)準(zhǔn)化（日期）會(huì)簽（日期）標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號(hào)CA6140-10零件圖號(hào)1 共（11）頁產(chǎn)品名稱CA6140車床手柄座零件名稱CA6140車床手柄座 第（1）頁車間工序號(hào)工序名稱材 料 牌 號(hào)1 銑HT200毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺(tái) 件 數(shù)鑄件85.568.54811設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù)立式銑床X511夾具編號(hào)夾具名稱切削液專用夾具 亞硝酸鈉工位器具編號(hào)工位器具名稱工序工時(shí) (分)準(zhǔn)終單件1.08工步號(hào)工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時(shí)r/minm/minmm/rmm機(jī)動(dòng)輔助1粗銑45端面專用夾具，高速鋼立銑刀16025.12144110.432半精銑45端面專用夾具，高速鋼立銑刀16020144210.65 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì)簽（日期）標(biāo)記數(shù)量更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號(hào)CA6140-10零件圖號(hào)1 共（11）頁產(chǎn)品名稱CA6140車床手柄座零件名稱CA6140車床手柄座 第（2）頁車間工序號(hào)工序名稱材 料 牌 號(hào)2銑HT200毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺(tái) 件 數(shù)鑄件85.568.54811設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù)立式銑床X511夾具編號(hào)夾具名稱切削液專用夾具 亞硝酸鈉工位器具編號(hào)工位器具名稱工序工時(shí) (分)準(zhǔn)終單件1.14工步號(hào)工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時(shí)r/minm/minmm/rmm機(jī)動(dòng)輔助1粗銑大端面專用夾具，高速鋼立銑刀16025.12144320.652半精銑大端面專用夾具，高速鋼立銑刀16020100210.49 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期）會(huì)簽（日期）標(biāo)記數(shù)量更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號(hào)CA6140-10零件圖號(hào)1 共（11）頁產(chǎn)品名稱CA6140車床手柄座零件名稱CA6140車床手柄座 第（3）頁車間工序號(hào)工序名稱材 料 牌 號(hào)3 銑HT200毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺(tái) 件 數(shù)鑄件85.568.54811設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù)立式鉆床Z5351夾具編號(hào)夾具名稱切削液專用夾具 亞硝酸鈉工位器具編號(hào)工位器具名稱工序工時(shí) (分)準(zhǔn)終單件1.74工步號(hào)工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時(shí)r/minm/smm/rmm機(jī)動(dòng)輔助1鉆孔至專用夾具，高速鋼錐柄麻花鉆銑刀19514.080.43210.642擴(kuò)孔至專用夾具，高速鋼錐柄擴(kuò)孔鉆銑刀685.290.72111.1 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì)簽（日期）標(biāo)記數(shù)量更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號(hào)CA6140-10零件圖號(hào)1 共（11）頁產(chǎn)品名稱CA6140車床手柄座零件名稱CA6140車床手柄座 第（4）頁 車間工序號(hào)工序名稱材 料 牌 號(hào)4 鉆、鉸HT200毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺(tái) 件 數(shù)鑄件85.568.54811設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù)立式鉆床Z5251夾具編號(hào)夾具名稱切削液專用夾具 亞硝酸鈉工位器具編號(hào)工位器具名稱工序工時(shí) (分)準(zhǔn)終單件0.50工步號(hào)工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時(shí)r/minm/minmm/rmm機(jī)動(dòng)輔助1鉆9.8mm孔專用夾具，高速鋼錐柄麻花鉆96029.540.17110.312粗鉸9.96mm孔專用夾具，高速鋼機(jī)用鉸刀1956.10,251.510.19 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì)簽（日期）標(biāo)記數(shù)量更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號(hào)CA6140-10零件圖號(hào)1 共（11）頁產(chǎn)品名稱CA6140車床手柄座零件名稱CA6140車床手柄座 第（5）頁車間工序號(hào)工序名稱材 料 牌 號(hào)5 鉆、擴(kuò)、鉸HT200毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺(tái) 件 數(shù)鑄件85.568.54811設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù)臥式銑床X631夾具編號(hào)夾具名稱切削液專用夾具 亞硝酸鈉工位器具編號(hào)工位器具名稱工序工時(shí) (分)準(zhǔn)終單件1.88工步號(hào)工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時(shí)r/minm/minmm/rmm機(jī)動(dòng)輔助1銑12mm槽專用夾具，高速鋼圓柱形銑刀37515.3156.250.510.942銑14mm槽專用夾具，高速鋼圓柱形銑刀3451556.250.42510. 94 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì)簽（日期）標(biāo)記數(shù)量更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號(hào)CA6140-10零件圖號(hào)1 共（11）頁產(chǎn)品名稱CA6140車床手柄座零件名稱CA6140車床手柄座 第（6）頁車間工序號(hào)工序名稱材 料 牌 號(hào)6鉆精鉸孔HT200毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺(tái) 件 數(shù)鑄件85.568.54811設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù)立式鉆床Z5251夾具編號(hào)夾具名稱切削液專用夾具 亞硝酸鈉工位器具編號(hào)工位器具名稱工序工時(shí) (分)準(zhǔn)終單件1.07工步號(hào)工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時(shí)r/minm/minmm/rmm機(jī)動(dòng)輔助1鉆孔至專用夾具，高速鋼麻花錐柄鉆27211.100.36510.362粗鉸至專用夾具，高速鋼機(jī)用鉸刀1406.130.817.510.313精鉸至專用夾具，高速鋼機(jī)用鉸刀1406.150.620.42510.40 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì)簽（日期）標(biāo)記數(shù)量更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號(hào)CA6140-10零件圖號(hào)1 共（11）頁產(chǎn)品名稱CA6140車床手柄座零件名稱CA6140車床手柄座 第（7）頁車間工序號(hào)工序名稱材 料 牌 號(hào)7 鉆鉸 HT200毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺(tái) 件 數(shù)鑄件85.568.54811設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù)立式鉆床Z5251夾具編號(hào)夾具名稱切削液專用夾具 亞硝酸鈉工位器具編號(hào)工位器具名稱工序工時(shí) (分)準(zhǔn)終單件0.50工步號(hào)工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時(shí)r/minm/minmm/rmm機(jī)動(dòng)輔助1鉆9.8孔 專用夾具，高速鋼麻花錐柄鉆960230.17310.312粗鉸9.96mm孔專用夾具，高速鋼機(jī)用鉸刀19561.3220.19 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì)簽（日期）標(biāo)記數(shù)量更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號(hào)CA6140-10零件圖號(hào)1 共（11）頁產(chǎn)品名稱CA6140車床手柄座零件名稱CA6140車床手柄座 第（8）頁車間工序號(hào)工序名稱材 料 牌 號(hào)8 鉆HT200毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺(tái) 件 數(shù)鑄件85.568.54811設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù)鉆床Z5251夾具編號(hào)夾具名稱切削液專用夾具 亞硝酸鈉工位器具編號(hào)工位器具名稱工序工時(shí) (分)準(zhǔn)終單件0.36工步號(hào)工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時(shí)r/minm/minmm/rmm機(jī)動(dòng)輔助1鉆圓錐孔專用夾具，高速鋼麻花鉆27211.10.36310.36 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì)簽（日期）標(biāo)記數(shù)量更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號(hào)CA6140-10零件圖號(hào)1 共（11）頁產(chǎn)品名稱CA6140車床手柄座零件名稱CA6140車床手柄座 第（9）頁車間工序號(hào)工序名稱材 料 牌 號(hào)9 鑄HT200毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺(tái) 件 數(shù)鑄件85.568.54811設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù)臥式拉床L61201夾具編號(hào)夾具名稱切削液專用夾具 亞硝酸鈉工位器具編號(hào)工位器具名稱工序工時(shí) (分)準(zhǔn)終單件0.42工步號(hào)工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時(shí)r/minm/minmm/rmm機(jī)動(dòng)輔助1拉鍵槽專用夾具，高速鋼拉刀3.61.510.42 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì)簽（日期）標(biāo)記數(shù)量更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號(hào)A5069零件圖號(hào)1 共（11）頁產(chǎn)品名稱CA6140車床手柄座零件名稱CA6140車床手柄座 第（10）頁車間工序號(hào)工序名稱材 料 牌 號(hào)10 鉆、鉸HT200毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺(tái) 件 數(shù)鑄件85.568.54811設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù) 立式鉆床Z5251夾具編號(hào)夾具名稱切削液專用夾具 亞硝酸鈉工位器具編號(hào)工位器具名稱工序工時(shí) (分)準(zhǔn)終單件1.01工步號(hào)工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時(shí)r/minm/minmm/rmm機(jī)動(dòng)輔助1鉆孔專用夾具，高速鋼麻花鉆1360200.100.510.752鉸孔至5.5mm專用夾具，高速鋼機(jī)用鉸刀3926.150.6110.26 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì)簽（日期）標(biāo)記數(shù)量更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期機(jī)械加工工序卡片產(chǎn)品型號(hào)CA6140-10零件圖號(hào)1 共（11）頁產(chǎn)品名稱CA6140車床手柄座零件名稱CA6140車床手柄座 第（11）頁車間工序號(hào)工序名稱材 料 牌 號(hào)10 終檢HT200毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數(shù)每 臺(tái) 件 數(shù)鑄件85.568.54811設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)設(shè)備編號(hào)同時(shí)加工件數(shù) 1夾具編號(hào)夾具名稱切削液專用夾具 工位器具編號(hào)工位器具名稱工序工時(shí) (分)準(zhǔn)終單件工步號(hào)工 步 內(nèi) 容工 藝 裝 備主軸轉(zhuǎn)速切削速度進(jìn)給量切削深度進(jìn)給次數(shù)工步工時(shí)r/minm/minmm/rmm機(jī)動(dòng)輔助1按圖紙要求檢查 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì)簽（日期）標(biāo)記數(shù)量更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 題目：手柄座零件機(jī)械加工工藝及典型夾具設(shè)計(jì)系 別 機(jī)電信息系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 導(dǎo) 師 2012年12月23日1 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）綜述（題目背景、研究意義及國內(nèi)外相關(guān)研究情況）1.1 題目背景機(jī)械加工工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，也是一個(gè)國家發(fā)展的重要經(jīng)濟(jì)來源。在機(jī)械零件的加工過程中，機(jī)械加工工藝是相當(dāng)重要的一環(huán)；因?yàn)闄C(jī)械工藝對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量控制起著重要作用，直接影響到產(chǎn)品的生產(chǎn)成本和生產(chǎn)效率，以及價(jià)格的高低。所以作為一名機(jī)械設(shè)計(jì)者，應(yīng)該具備以下基本要求：零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本合理；制定良好的加工工藝路線；在此基礎(chǔ)上盡可能優(yōu)化結(jié)構(gòu)，降低成本，提高生產(chǎn)率1.2 研究意義 1)對(duì)于機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)可以從到零件到裝配有一個(gè)完整的了解和初步的掌握。以進(jìn)一步的熟練掌握Pro/E和CAD的運(yùn)用。2)鍛煉自己的獨(dú)立思考能力和創(chuàng)造能力，進(jìn)一步將所學(xué)知識(shí)和實(shí)踐結(jié)合，為更好更快的適應(yīng)工作作準(zhǔn)備。1.3 國內(nèi)外相關(guān)研究情況1.3.1 國內(nèi)發(fā)展情況 目前國內(nèi)機(jī)械行業(yè)的基本情況是，隨著工業(yè)及汽車制造業(yè)的迅發(fā)展，機(jī)械設(shè)計(jì)制造日漸受到人們的廣泛關(guān)注，已形成一個(gè)熱門行業(yè)。但是我國機(jī)械加工行業(yè)缺乏技術(shù)人員，存在制造周期長、壽命短、供不應(yīng)求。目前存在的主要問題是： 1）從設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上看，我們的設(shè)計(jì)還不夠細(xì)致，許多細(xì)節(jié)考慮的欠周到，以至于零件使用受命不長，特別是加工工藝和熱處理技術(shù)，在這方面與國外的差距更大。 2）從零件材料看，我國的機(jī)械加工行業(yè)起步時(shí)間不長，而國際上產(chǎn)品的材料品種則有很多可供選擇。目前，我國雖然也有個(gè)別品種諸如高速鋼具有較好的質(zhì)量，但應(yīng)用較少，主要是國產(chǎn)的鉆頭、端銑刀等切削工具難以切削諸如HRC40等很硬的鋼。 3）從加工工藝水平看，主要是設(shè)備水平不高，專門設(shè)備使用的少，加工出來的零件表面精度很難達(dá)到國外水平，檢測手段落后，裝配水平不高，導(dǎo)致容易出現(xiàn)報(bào)廢或裂痕現(xiàn)象。為了提高企業(yè)的設(shè)計(jì)水平和加工能力，國家推薦適合于機(jī)械企業(yè)用的CAD/CAM系統(tǒng)。但國內(nèi)優(yōu)秀的CAD/CAM系統(tǒng)很少，只有少數(shù)適合應(yīng)用。而國外購買的雖有強(qiáng)大的三維曲面造型能力、強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)有限元分析能力、強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)輔助制造能力、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理能力等，但價(jià)格昂貴，一般企業(yè)難以支持。1.3.2 國外的發(fā)展情況 進(jìn)入21世紀(jì)，發(fā)達(dá)國家把機(jī)械制造工藝裝置于更為優(yōu)先發(fā)展的重要地位，機(jī)械制造工藝的基礎(chǔ)地位毫不動(dòng)搖。機(jī)械制造工藝位居工業(yè)的核心地位，擔(dān)負(fù)著為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防建設(shè)提供技術(shù)裝備的責(zé)任，是工業(yè)化國家的主導(dǎo)地位。工業(yè)發(fā)達(dá)國家不斷加大對(duì)機(jī)械制造工藝的研發(fā)投入，持續(xù)加強(qiáng)核心技術(shù)創(chuàng)新，增強(qiáng)高技術(shù)在機(jī)械制造工藝發(fā)展的影響力和滲透力，從而更加凸顯了現(xiàn)代機(jī)械制造工藝對(duì)于推動(dòng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要性。2 本課題的研究內(nèi)容、要求、目的及擬采用的工藝路線2.1 本課題的研究內(nèi)容：課程設(shè)計(jì)題目通常定為：設(shè)計(jì)手柄座零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及專用夾具設(shè)計(jì)。零件圖樣、生產(chǎn)綱領(lǐng)和生產(chǎn)條件是設(shè)計(jì)的主要原始資料，由指導(dǎo)教師提供給學(xué)生。零件復(fù)雜程度以中等為宜，生產(chǎn)類型為成批生產(chǎn)。學(xué)生根據(jù)教師設(shè)計(jì)任務(wù)書中規(guī)定的設(shè)計(jì)題目，按照所給零件編寫出相應(yīng)的加工工藝規(guī)程，設(shè)計(jì)出其中由教師指定的一道重要工序（如：工藝規(guī)程中所要求的車、銑、鉆夾具中的一種）的專用夾具，并撰寫說明書。學(xué)生在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，參考設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，認(rèn)真地、有計(jì)劃地、獨(dú)立按時(shí)完成設(shè)計(jì)任務(wù)。具體設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：1對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，擬定工藝方案，繪制零件工作圖1張（如下圖1、圖2）。2確定毛坯種類及制造方法，繪制毛坯圖1張。3擬定零件的機(jī)械加工工藝過程，選擇各工序加工設(shè)備及工藝裝備（刀具、夾具、量具、輔具），確定某一代表工序的切削用量及工序尺寸。編制機(jī)械加工工藝規(guī)程卡片（工藝過程卡片和工序卡片）1套。4設(shè)計(jì)重要工序中的一種專用夾具，繪制夾具裝配總圖和大件零件圖（通常為夾具體）各1張。5撰寫設(shè)計(jì)說明書1份。圖1圖22.2 本課題的研究要求： （1）繪圖要求（用AutoCAD和Pro/E軟件）繪制零件圖（二維及三維圖） （2）編寫15000字左右論文一篇 （3）工藝分析，計(jì)算編寫加工工藝；各夾具的定位分析，設(shè)計(jì)計(jì)算2.3 本課題的研究目的（1）鞏固與擴(kuò)充“機(jī)械制造、機(jī)械設(shè)計(jì)”等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握夾具設(shè)計(jì)的方法和步驟。檢驗(yàn)理論知識(shí)掌握情況，將理論與實(shí)踐結(jié)合。（2）掌握進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)的方法、過程，為將來走向工作崗位進(jìn)行科技開發(fā)工作和撰寫科研論文打下基礎(chǔ)。 （3）掌握零件及夾具設(shè)計(jì)的基本技能，如計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。2.4 本課題擬采用的工藝路線。2.4.1 工藝路線一： 工序一：備料； 工序二：鑄造毛坯；工序三：粗銑上、下表面，精銑下表面；工序四：鉆孔；工序五：插鍵槽6H9；工序六：銑槽1443mm；工序七：鉆、拉孔； 工序八：鉆孔；工序九：鉆、擴(kuò)螺紋孔；工序十：鉆、鉗錐銷通孔、M10-7H；工序十一：終檢。2.4.2 工藝路線方案二： 工序一：備料； 工序二：鑄造毛坯；工序三：鉆；工序四：粗銑上、下表面； 工序五：精銑下表面；工序六：插鍵槽6H9mm； 工序七：銑槽14 mm 43mm； 工序八：鉆孔； 工序九：鉆、拉孔； 工序十：鉆、擴(kuò)； 工序十一：鉆、鉗錐銷通孔、M10-7H； 工序十二：終檢。2.4.3 工藝方案的分析比較：上述兩個(gè)工藝方案的特點(diǎn)在于：方案一是先加工上下表面為中心的一組工藝，然后加工的孔，再以的孔的孔為基準(zhǔn)加工的孔。方案二則是先加孔后再加工上下表面，再加工孔，此時(shí)方案二采用車床加工工序一，這樣有利提高效率，節(jié)省成本。經(jīng)比較可知，先加工上下表面，再以上下表面為基準(zhǔn)加工及插鍵槽，最后完成對(duì)的孔的定位。顯然方案一比方案二的裝夾次數(shù)減少了，同時(shí)也更好的保證了精度要求。綜上所述，零件的具體工藝過程如下： 工序一：備料； 工序二：鑄造毛坯；工序三：粗銑、半精銑凸臺(tái)端面，選用X51立式銑床；工序四：銑，半精銑大端面；工序五：鉆，擴(kuò)，鉸內(nèi)孔，選用Z535立式鉆床；工序六：鉆，粗鉸，精鉸孔，選用Z525立式鉆床；工序七：銑槽mm，選用X63臥式銑床；工序八：鉆、粗鉸、精鉸螺紋孔，選用Z525立式鉆床；工序九：鉆底孔，攻螺紋孔M10-H7mm，選用Z525立式鉆床；工序十：鉆錐銷通孔，選用Z525立式鉆床；工序十一：拉鍵槽6H9mm；工序十二：鉆槽底通孔鉆，選用Z525立式鉆床；工序十三：終檢。2.5 夾具初步設(shè)計(jì)：氣缸聯(lián)動(dòng)夾緊裝置，比較高效和省力，故采用了氣缸推動(dòng)壓塊夾緊裝置。3 本課題研究的重點(diǎn)及難點(diǎn)，前期已開展工作3.1 本課題研究的重點(diǎn)及難點(diǎn)：本課題的重點(diǎn)是：CA6140手柄座的機(jī)械加工工藝與工裝設(shè)計(jì)。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，全面復(fù)習(xí)、鞏固機(jī)械制造工藝學(xué)、機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)以及相關(guān)課程的基本知識(shí)，并運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決機(jī)械加工中的工藝、工藝裝備等實(shí)際設(shè)計(jì)問題，提高分析問題、解決問題的能力。難點(diǎn)包括：機(jī)械制造工藝規(guī)程的設(shè)計(jì)方法，切削用量的確定、刀具與機(jī)床的選用、熱處理方法的確定；夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法；用CAD軟件進(jìn)行模具設(shè)計(jì)；鏜模夾具裝配圖與零件圖設(shè)計(jì)等等。3.2 前期已開展的工作：深入理解課題的內(nèi)涵；廣泛搜集國內(nèi)外相關(guān)的文獻(xiàn)資料，進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究，了解國內(nèi)外機(jī)械加工工藝現(xiàn)狀；借閱相關(guān)書籍，對(duì)這次設(shè)計(jì)將要用到的基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)和了解；初步制定設(shè)計(jì)的方案。4 設(shè)計(jì)進(jìn)度安排和周計(jì)劃排列： （1）1-3周：查閱資料學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，完成基礎(chǔ)知識(shí)的積累和開題報(bào)告 （2）4-6周：典型工件的工藝分析，計(jì)算、編寫各工件加工工藝 （3）7-8周：各夾具的設(shè)計(jì)計(jì)算，定位分析，設(shè)計(jì)中存在的問題 （4）第9周：中期檢查 （5）10-13周：繪制各夾具的裝配圖、部分零件工程圖 （6）14-15周：完成畢業(yè)論文 （7）第16周：答辯5 指導(dǎo)教師意見（對(duì)課題的深度、廣度及工作量的意見）指導(dǎo)教師： 年 月 日 6 所在系審查意見： 系主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日參考文獻(xiàn)1 唐增寶,何永然,劉安俊,機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)(第二版),華中科技大學(xué)出版社,1995.32 施平,機(jī)械工程專業(yè)英語(第五版),哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2003.103 王洪潢,成本會(huì)計(jì),中國農(nóng)業(yè)出版社,1993.34 聶桂平,錢可強(qiáng),工業(yè)設(shè)計(jì)表現(xiàn)技法,機(jī)械工業(yè)出版社,1998.125 李貴軒,設(shè)計(jì)方法學(xué),世界圖書出版社,1989.76 周忠龍,工業(yè)設(shè)計(jì)模型制作工藝,北京理工大學(xué)出版社,19957 鐘志華,周彥偉,現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法,武漢理工大學(xué)出版社,2001.88 東北重型機(jī)械學(xué)院,洛陽農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)院,長春汽車廠工人大學(xué),機(jī)床夾具手冊(cè),上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,1980.19 濮良貴,紀(jì)名剛,機(jī)械設(shè)計(jì)(第六版),高等教育出版社,199610 薛源順,機(jī)床夾具設(shè)計(jì)(第二版),機(jī)械工業(yè)出版社,2003.111 哈爾濱工業(yè)大學(xué),哈爾濱市教育局,專用機(jī)床夾具設(shè)計(jì)與制造,黑龍江人民出版社,1979.1212 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