法蘭盤(一)機械加工工藝及其鉆7-φ9孔的夾具設計

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數鑄件11設備名稱設備型號設備編號同時加工件數臥式車床CA61401夾具編號夾具名稱切削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 容工 藝 裝 備主軸轉速切削速度進給量切削深度進給次數工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1粗車中心各孔通用夾具，內孔車刀，游標卡尺750 2000.920.06 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 王明霞2012.12.4標記處數更改文件號簽字日期標記處數更改文件號簽 字 日 期哈爾濱理工大學榮成校區(qū)機械加工工序卡片產品型號零件圖號產品名稱法蘭盤零件名稱法蘭盤共11頁第4頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號 金工6 車3x1的退刀槽毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數每 臺 件 數鑄件11設備名稱設備型號設備編號同時加工件數臥式車床CA61401夾具編號夾具名稱切削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 容工 藝 裝 備主軸轉速切削速度進給量切削深度進給次數工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1車3x1的退刀槽通用夾具，切槽刀，游標卡尺450 49.480.51.010.054 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 王明霞2012.12.4標記處數更改文件號簽字日期標記處數更改文件號簽 字 日 期哈爾濱理工大學榮成校區(qū)機械加工工序卡片產品型號零件圖號產品名稱法蘭盤零件名稱法蘭盤共11頁第5頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號 金工7精車各外圓和端面毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數每 臺 件 數鑄件11設備名稱設備型號設備編號同時加工件數臥式車床CA61401夾具編號夾具名稱切削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 容工 藝 裝 備主軸轉速切削速度進給量切削深度進給次數工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1精車左端外圓通用夾具，端面車刀，外圓車刀，游標卡尺600 940.20.70.372 精車左端面通用夾具，端面車刀，外圓車刀，游標卡尺4801350.20.50.283精車右端面通用夾具，端面車刀，外圓車刀，游標卡尺4801500.90.50.444 精車右端外圓通用夾具，端面車刀，外圓車刀，游標卡尺4802000.220.06 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 王明霞2012.12.4標記處數更改文件號簽字日期標記處數更改文件號簽 字 日 期哈爾濱理工大學榮成校區(qū)機械加工工序卡片產品型號零件圖號產品名稱法蘭盤零件名稱法蘭盤共11頁第6頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號 金工8 車內孔退刀槽3x2毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數每 臺 件 數鑄件11設備名稱設備型號設備編號同時加工件數臥式車床CA61401夾具編號夾具名稱切削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 容工 藝 裝 備主軸轉速切削速度進給量切削深度進給次數工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1車內孔退刀槽3x2通用夾具，切槽刀，游標卡尺450 49.480.51.010.054 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 王明霞2012.12.4標記處數更改文件號簽字日期標記處數更改文件號簽 字 日 期哈爾濱理工大學榮成校區(qū)機械加工工序卡片產品型號零件圖號產品名稱法蘭盤零件名稱法蘭盤共11頁第7頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號 金工9 精車內孔毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數每 臺 件 數鑄件11設備名稱設備型號設備編號同時加工件數臥式車床CA61401夾具編號夾具名稱切削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 容工 藝 裝 備主軸轉速切削速度進給量切削深度進給次數工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1精車38內孔通用夾具，端面車刀，外圓車刀，游標卡尺480 1180.50.50.442精車50內孔通用夾具，端面車刀，外圓車刀，游標卡尺4801180.20.50.173精車62內孔通用夾具，端面車刀，外圓車刀，游標卡尺4801180.50.50.26 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 王明霞2012.12.4標記處數更改文件號簽字日期標記處數更改文件號簽 字 日 期哈爾濱理工大學榮成校區(qū)機械加工工序卡片產品型號零件圖號產品名稱法蘭盤零件名稱法蘭盤共11頁第8頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號 金 工10 鉆7-9孔毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數每 臺 件 數鑄件11設備名稱設備型號設備編號同時加工件數立式鉆床Z5251夾具編號夾具名稱切削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 容工 藝 裝 備主軸轉速切削速度進給量切削深度進給次數工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1鉆7-9孔麻花鉆，游標卡尺，專用夾具102028.80.13110.11 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期）王明霞2012.12.4標記處數更改文件號簽 字 日 期標記處數更改文件號簽 字 日 期哈爾濱理工大學榮成校區(qū)機械加工工序卡片產品型號零件圖號產品名稱法蘭盤零件名稱法蘭盤共11頁第9頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號 金工11 锪孔7-15孔毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數每 臺 件 數鑄件11設備名稱設備型號設備編號同時加工件數立式鉆床Z5251夾具編號夾具名稱切削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 容工 藝 裝 備主軸轉速切削速度進給量切削深度進給次數工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1锪孔7-15孔麻花鉆，游標卡尺，專用夾具375 5.620.50.78 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 王明霞2012.12.4標記處數更改文件號簽 字 日 期標記處數更改文件號簽 字 日 期哈爾濱理工大學榮成校區(qū)機械加工工序卡片產品型號零件圖號產品名稱法蘭盤零件名稱法蘭盤共11頁第10頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號 金工12 鉆M12螺紋孔毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數每 臺 件 數鑄件11設備名稱設備型號設備編號同時加工件數立式鉆床Z5251夾具編號夾具名稱切削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 容工 藝 裝 備主軸轉速切削速度進給量切削深度進給次數工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1鉆底孔麻花鉆，游標卡尺，專用夾具600 18.840.280.1542鉆M12螺紋孔麻花鉆，游標卡尺，絲錐，專用夾具2007.51.250.25 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 王明霞2012.12.4標記處數更改文件號簽 字 日 期標記處數更改文件號簽 字 日 期哈爾濱理工大學榮成校區(qū)機械加工工序卡片產品型號零件圖號產品名稱法蘭盤零件名稱法蘭盤共11頁第11頁車間工序號工序名稱材 料 牌 號 金工13 鉆斜孔6毛 坯 種 類毛坯外形尺寸每毛坯可制件數每 臺 件 數鑄件11設備名稱設備型號設備編號同時加工件數立式鉆床Z5251夾具編號夾具名稱切削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 容工 藝 裝 備主軸轉速切削速度進給量切削深度進給次數工步工時r/minm/minmm/rmm機動輔助1鉆斜孔6麻花鉆，游標卡尺，專用夾具1426 26.80.130.07 設 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標準化（日期） 會 簽（日期） 王明霞2012.12.4標記處數更改文件號簽 字 日 期標記處數更改文件號簽 字 日 期哈爾濱理工大學榮成校區(qū)機械加工工藝過程卡片產品型號零件圖號產品名稱法蘭盤零件名稱法蘭盤共1頁第1頁材 料 牌 號HT150毛 坯 種 類鑄件毛坯外形尺寸每毛坯件數1每 臺 件 數1備 注工序號工 名序 稱工 序 內 容車間工段設 備工 藝 裝 備工 時準終單件1鑄造鑄造2時效處理時效處理3車粗車左端面和外圓CA6140臥式車床通用夾具，端面車刀，外圓車刀，游標卡尺4車粗車右端面和外圓CA6140臥式車床通用夾具，端面車刀，外圓車刀，游標卡尺5車粗車中心各孔CA6140臥式車床通用夾具，內孔車刀，游標卡尺6車車3x1的退刀槽CA6140臥式車床通用夾具，切槽刀，游標卡尺7車精車各外圓和端面CA6140臥式車床通用夾具，端面車刀，外圓車刀，游標卡尺8車車內孔退刀槽3x2CA6140臥式車床通用夾具，切槽刀，游標卡尺9車精車內孔CA6140臥式車床通用夾具，內孔車刀，游標卡尺10鉆鉆7-9孔Z525立式鉆床專用夾具，麻花鉆，游標卡尺11鉆锪孔7-15孔Z525立式鉆床專用夾具，锪孔鉆，游標卡尺12鉆鉆M12螺紋孔Z525立式鉆床專用夾具，麻花鉆，絲錐，游標卡尺13鉆鉆斜孔6Z525立式鉆床專用夾具，麻花鉆，游標卡尺14檢驗檢驗15入庫入庫設 計（日 期）校 對（日期）審 核（日期）標準化（日期）會 簽（日期）王明霞2012.12.4標記處數更改文件號簽 字日 期標記處數更改文件號簽 字日 期機械制造技術課程設計說明書設計題目：設計法蘭盤零件的加工工藝 及鉆7-9孔的鉆床夾具 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 班 級： 09-3 摘 要本次設計內容涉及了機械制造工藝及機床夾具設計、金屬切削機床、公差配合與測量等多方面的知識。法蘭盤的加工工藝規(guī)程及其夾具設計是包括零件加工的工藝設計、工序設計以及專用夾具的設計三部分。在工藝設計中要首先對零件進行分析，了解零件的工藝再設計出毛坯的結構，并選擇好零件的加工基準，設計出零件的工藝路線；接著對零件各個工步的工序進行尺寸計算，關鍵是決定出各個工序的工藝裝備及切削用量；然后進行專用夾具的設計，選擇設計出夾具的各個組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導元件、夾具體與機床的連接部件以及其它部件；計算出夾具定位時產生的定位誤差，分析夾具結構的合理性與不足之處，并在以后設計中注意改進。關鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。目 錄一、序言11.1 夾具的現(xiàn)狀及生產對其提出新的要求11.2 現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向2二、零件的分析42.1零件的作用42.2零件的工藝分析4三、工藝規(guī)程設計53.1 確定毛坯的制造形式53.2 基面的選擇53.3 制定工藝路線63.4 機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定93.5 確定切削用量及基本尺寸10四、夾具設計234.1問題的提出234.2定位基準的選擇234.3切削力及夾緊力計算244.4定位誤差分析244.5夾具設計及操作簡要說明25總結28致謝29參考文獻3029一、 序 言夾具最早出現(xiàn)在1787年，至今經歷了三個發(fā)展階段。第一階段表現(xiàn)為夾具與人的結合。在工業(yè)發(fā)展初期。機械制造的精度較低，機械產品工件的制造質量主要依賴勞動者個人的經驗和手藝，而夾具僅僅作為加工工藝過程中的一種輔助工具；第二階段是隨著機床、汽車、飛機等制造業(yè)的發(fā)展，夾具的門類才逐步發(fā)展齊全。夾具的定位、夾緊、導向（或對刀）元件的結構也日趨完善，逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)的主要工藝裝備之一；第三階段，即近代由于世界科學技術的進步及社會生產力的迅速提高，夾具在系統(tǒng)中占據相當重要的地位。這一階段的主要特征表現(xiàn)為夾具與機床的緊密結合。1.1夾具的現(xiàn)狀及生產對其提出新的要求現(xiàn)代生產要求企業(yè)制造的產品品種經常更新?lián)Q代，以適應市場激烈競爭，企業(yè)中多品種生產的工件已占工件種類數的85%左右。然而目前，一般企業(yè)習慣與采用傳統(tǒng)的專用夾具，在一個具有大批量生產的能力工廠中約擁有1300015000套專用夾具。另一方面，在多品種生產的企業(yè)中，約隔4年就要更新80%左右的專用夾具，而夾具的實際磨損量只有15%左右，特別最近年來柔性制造系統(tǒng)（FMS）、數控機床（NC），加工中心（MC）和成組加工（GT）等新技術被應用和推廣，使中小批生產的生產率逐步趨近于大批量生產的水平。綜上所述，現(xiàn)代生產對夾具提出了如下新的要求：1. 能迅速方便地裝備新產品的投產以縮短生產準備周期2. 能裝夾一組相似性特征的工件3. 適用于精密加工的高精度的機床4. 適用于各種現(xiàn)代化制造技術的新型技術5. 采用液壓汞站等為動力源的高效夾緊裝置，進一步提高勞動生產率1.2現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向現(xiàn)代夾具的發(fā)展方向表現(xiàn)為精密化、高效化、柔性化、標準化等四個方面：1. 精密化隨著機械產品精度的日益提高，勢必也相應提高對其精度要求。精密化夾具的結構類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度可達正負0.1，用于精密車削的高精度三爪卡盤，其定心精度為5um，又如用于軸承套圈磨削的電磁無心夾具，工件的圓讀可達0.20.5um。2. 高效化高效化夾具主要用來減少工件加工的機動時的和輔助時的，以提高勞動生產率，減少工人勞動強度，常見的高效化夾具有：自動化夾具、告訴化夾具、具有夾緊動力模塊的夾具等。例如使用電動虎鉗裝夾工件，可使工件效率比普通虎鉗提高了5倍左右；而高速卡盤則可保證卡爪在轉速9000r/min的條件下能正常夾緊工件，使切削速度大幅度提高。3. 柔性化夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是通過調組合等方式，以適應工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產批量、工件的形狀和尺寸等，具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調夾具、成組夾具、模塊夾具、數控夾具等，在較長時間內，夾具的柔性化趨向將是夾具發(fā)展的主要方向。4. 標準化夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面，在制造典型夾具，結構的基礎上，首先進行夾具元件和部件的通用化，建立典型尺寸系列或變型，以減少功能用途相近的夾具元件和不見的形成：舍棄一些功能低劣的結構，通用化方法包括：夾具、部件、元件、毛呸和材料的通用化夾具的標準化階段是通用化的深入并為工作圖的審查創(chuàng)造了良好的條件。目前，我國已有夾具零件、部件的國家標準：GB21482249-80，GB22622269-80以及通用夾具標準，組合夾具標準等。夾具的標準化也是夾具柔性化高效化的基礎，作為發(fā)展趨勢，這類夾具的標準化，有利于夾具的專業(yè)化生產和有利于縮短生產準備周期，降低生產總成本。二、 零 件 的 分 析2.1零件的作用 題目所給定的零件是法蘭盤， 法蘭盤起聯(lián)接作用是車床上的重要零件。零件上精度要求較高的兩個平面用以裝配。2.2零件的工藝分析 法蘭盤是一回轉體零件,有一組加工表面,這一組加工表面以38，50，62為中心 ,包括:兩個左右端面,端面上面的7-9和7-15的階梯孔. 和M12孔和斜孔6孔, 以及退刀槽。 這組加工表面是以右端面為中心,其余加工面都與它有位置關系,可以先加工它的一個端面,再借助專用夾具以這個端面為定位基準加工另一端面,然后再加工其它加工表面. 三、 工 藝 規(guī) 程 設 計3.1確定毛坯的制造形式零件材料為HT150，由于零件年產量為20000件，已達到大批生產的水平，而且零件輪廓尺寸不大，故采用金屬模鑄造。這從提高生產率，保證加工精度上考慮也是應該的。3.2基面的選擇3.2.1 粗基準的選擇粗基準選擇應當滿足以下要求：（1）粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位置關系精度。如果工件上表面上有好幾個不需加工的表面，則應選擇其中與加工表面的相互位置精度要求較高的表面作為粗基準。以求壁厚均勻、外形對稱、少裝夾等。（2） 選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。例如：機床床身導軌面是其余量要求均勻的重要表面。因而在加工時選擇導軌面作為粗基準，加工床身的底面，再以底面作為精基準加工導軌面。這樣就能保證均勻地去掉較少的余量，使表層保留而細致的組織，以增加耐磨性。（3） 應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。（4） 應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經初加工。（5） 粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度?；鶞实倪x擇是工藝規(guī)程設計中的重要工作之一，他對零件的生產是非常重要的。3.2.2 精基準的選擇精基準的選擇應滿足以下原則：（1）“基準重合”原則 應盡量選擇加工表面的設計基準為定位基準，避免基準不重合引起的誤差。（2）“基準統(tǒng)一”原則 盡可能在多數工序中采用同一組精基準定位，以保證各表面的位置精度，避免因基準變換產生的誤差，簡化夾具設計與制造。（3）“自為基準”原則 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均勻，應選擇該加工表面本身為精基準，該表面與其他表面之間的位置精度由先行工序保證。（4）“互為基準”原則 當兩個表面相互位置精度及自身尺寸、形狀精度都要求較高時，可采用“互為基準”方法，反復加工。（5）所選的精基準 應能保證定位準確、夾緊可靠、夾具簡單、操作方便。主要考慮精基準重合的問題，當設計基準與工序基準不重合的時候，應該進行尺寸換算，這在以后還要進行專門的計算，在此不再重復。3.3制定工藝路線制定工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度等技術要求能得到合理的保證。在生產綱領一確定為中批生產的條件下，可以考慮采用萬能性的機床配以專用工夾具，并盡量使工序集中來提高生產率。除此以外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。1、.工藝路線方案一：1鑄造鑄造2時效處理時效處理3車粗車左端面和外圓4車粗車右端面和外圓5車粗車中心各孔6車車3x1的退刀槽7車精車各外圓和端面8車車內孔退刀槽3x29車精車內孔10鉆鉆7-9階梯孔11鉆鉆M12螺紋孔12鉆鉆斜孔613檢驗檢驗14入庫入庫2 、工藝方案二：1鑄造鑄造2時效處理時效處理3車車左端面和外圓4車車右端面和外圓5車粗車中心各孔6車車3x1的退刀槽7車車內孔退刀槽3x28車精車內孔9鉆鉆7-9階梯孔10鉆鉆M12螺紋孔11鉆鉆斜孔612檢驗檢驗13入庫入庫3、工藝方案的比較與分析： 上述兩個方案的特點在于：方案一采用粗精加工端面和外圓可以提高加工精度，而方案二直接車端面和外圓，效率雖高但精度不能保證，應把保證精度放在首位，故選用方案一。因此最后確定的加工工藝路線如下： 1鑄造鑄造2時效處理時效處理3車粗車左端面和外圓4車粗車右端面和外圓5車粗車中心各孔6車車3x1的退刀槽7車精車各外圓和端面8車車內孔退刀槽3x29車精車內孔10鉆鉆7-9階梯孔11鉆鉆M12螺紋孔12鉆鉆斜孔613檢驗檢驗14入庫入庫3.4機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定法蘭盤零件材料為HT150，硬度200HBS，毛坯重量約為1.4KG，生產類型為大批生產，采用鑄造毛坯。 根據上述原始資料及加工工藝，分別確定各加工表面的機械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸下：1.mm外圓表面外圓表面為IT6級，參照實用機械加工工藝手冊確定各工序尺寸及加工余量工序名稱工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差精車外圓150h6粗車外圓351毛坯4542.外圓表面mm參照實用機械加工工藝手冊確定各工序尺寸及加工余量工序名稱工序余量工序基本尺寸工序尺寸及公差精車外圓185粗車外圓386毛坯4893中心孔38，50，62參照實用機械加工工藝手冊確定各工序尺寸及加工余量工序名稱工序余量工序基本尺寸工序尺寸及公差精車孔13838粗車孔33939毛坯44240工序名稱工序余量工序基本尺寸工序尺寸及公差精車孔15050粗車孔35151毛坯45454工序名稱工序余量工序基本尺寸工序尺寸的公差工序尺寸及公差精車孔162K762粗車孔36363毛坯466663.5確定切削用量及基本工時 工序3： 粗車左端面和外圓工件材料：HT15-33 b=220MPa 模鑄加工要求：車左端面和外圓機床：CA6140臥式車床 刀具：采用刀片的材料為YT15，刀桿尺寸16x25mm,=90,=15,=12,=0.5mm1) 已知毛坯長度方向的加工余量為3+0.8 -0。7mm,考慮的模鑄拔模斜度，=4mm2) 進給量f 根據實用機械加工工藝手冊中表2.4-3,當刀桿尺寸為1625 mm35mm,以及工件直徑為100時，f =0.71.0mm/r按CA6140車床說明書（見切削手冊）取 f =0.9mm/r3) 計算切削速度，按切削手冊表1.27,切削速度的計算公式為(壽命T=60min) (m/min)其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。修正系數見切削手冊表1.28,即=1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 x1.44x0.8x1.04x0.81x0.97=158.6(m/min)4)確定機的主軸轉速 ns= 1010r/min按機床說明書(見工藝手冊表4.2-8),與1010r/min相近的機床轉速為1050r/min及1200r/min?，F(xiàn)選取=1050r/min。所以實際切削速度v=170r/min。5) 切削工時，按工藝手冊表6.2-1L=40mm , =2mm, =0, =0 tm=0.098(min)工序 4：粗車右端面和外圓機床：CA6140臥式車床 刀具：采用刀片的材料為YT15，刀桿尺寸1625mm,=90,=15,=12,=0.5mm1) 切削深度。單邊余量Z=2mm2) 計算切削速度其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=187m/min3) 確定機床主軸轉速ns= 700r/min與700r/min相近的機床轉速為750r/min?，F(xiàn)選取=750r/min。所以實際切削速度=4) 切削工時，按工藝手冊表6.2-1。t=i ;其中l(wèi)=25mm; =4mm; =2mm; t=i=x1=0.06(min)工序7：精車各外圓和端面精車左端外圓1) 切削深度 單邊余量為Z=0.7mm 2) 進給量 根據機械加工工藝手冊取f=0.2mm/r3) 計算切削速度其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=96m/min4) 確定機床主軸轉速 ns= 578r/min與578r/min相近的機床轉速為600r/min。現(xiàn)選取=600r/min。所以實際切削速度=5)切削工時，按工藝手冊表6.2-1。t=i ;其中l(wèi)=41mm; =4mm; =0mm; t=i=0.37(min)精車左端面1) 切削深度 單邊余量為Z=0.5mm 一次切除。2) 進給量 根據機械加工工藝手冊取f=0.2mm/r3) 計算切削速度：其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=134m/min4)確定機床主軸轉速ns= 458r/min與458r/min相近的機床轉速為480r/min?，F(xiàn)選取=480r/min。所以實際切削速度=5) 切削工時，按工藝手冊表6.2-1t=i ;其中l(wèi)=22.5mm; =4mm; =0mm; t=i=0.28(min)精車右端面：1) 切削深度，單邊余量為Z=0.5mm 一次切除。2) 進給量，根據機械加工工藝手冊取f=0.9mm/r3)計算切削速度132m/min4)確定機床主軸轉速 ns= 420r/min 與420r/min相近的機床轉速為480r/min現(xiàn)選取480r/min 所以實際切削速度= 5) 檢驗機床功率其中2985，1.0，0.65，-0.15， =0.63 =0.61 =29851.00.51500.630.89=1122.4(N) 切削時消耗功率2.81(KW) CA6140主電機功率為7.5kw.轉速為480r/min時主軸傳遞的最大功率為4.5kw.所以機床功率足夠，可以正常加工。6) 校驗機床進給系統(tǒng)強度已知主切削力1122.4N.徑向切削力其中1940，0.9，0.6，-0.3，=0.59=0.5 所以 =19401.50.51500.590.5=203(N) 而軸向切削力 其中2880，1.0，0.5，-0.4，=0.34 =1.17 軸向切削力 =28801.50.51500.341.17=442(N) 取機床導軌與床鞍之間的摩擦系數=0.1,則切削羅在縱向進給方向對進給機構的作用力為F=+ (+)=442+0.1(1122.4+203)=442+132.5=574.5N 而機床縱向進給機床可承受的最大縱向力為3530N(見切削手冊表1.30)故機床進給系統(tǒng)可正常工作。進給量f 根據實用機械加工工藝手冊表2.4-2.取f0.2mm/r機床主軸轉速480r/min所以切削工時tm=0.44（min）精車右端外圓粗精加工的切削用量除了進給量和切削深度外都相同，故其余在此省略進給量f 根據機械加工工藝手冊表2.4-2 取f=0.2mm/r 主軸轉速 n=480r/min 所以切削工時t=0.33 min工序9：精車各內孔1) 切削深度 單邊余量為Z=0.5mm 2) 進給量根據機械加工工藝手冊取f=0.2mm/r3) 計算切削速度其中：=342, =0.15, =0.35, m=0.2。即 =1.44 , =0.8 , =1.04 , =0.81 , =0.97。所以 1.440.81.040.810.97=187m/min4) 確定機床主軸轉速ns= 553r/min與553r/min相近的機床轉速為600r/min?，F(xiàn)選取=600r/min。所以實際切削速度 = (1)精車38內孔粗精加工的切削用量除了進給量和切削深度外其它都相同，故在此省略。.取f0.5mm/r機床主軸轉速480r/min所以切削工時tm=0.44（min）(2)精車50內孔粗精加工的切削用量除了進給量和切削深度外都相同，故其余在此省略進給量f 根據機械加工工藝手冊表2.4-2 取f=0.2mm/r 主軸轉速 n=480r/min 所以切削工時t=0.17min (3)精車62內孔5) 切削工時，按工藝手冊表6.2-1t=i ;其中l(wèi)=25mm; =4mm; =2mm; t=i=1=0.26(min)工序10 鉆7-9孔機床：Z525立式鉆床 刀具：根據機械加工工藝手冊表10-61選取高速鋼麻花鉆9.1) 給量 查機械加工工藝師手冊表28-13，取f=0.13mm/r2) 削速度根據機械加工工藝手冊表10-70,及10-66,查得V=30m/min.3) 定機床主軸轉速ns= 1061r/min,與1061r/min相近的機床轉速為1020r/min?，F(xiàn)選取=1020r/min。所以實際切削速度=5) 削工時，按工藝手冊表6.2-1。 t=i ;其中l(wèi)=8mm; =4mm; =3mm; t= =0.11(min)工序11：锪孔7-15孔根據有關資料介紹，利用鉆頭進行擴鉆時，其進給量與切削速度與鉆同樣尺寸的實心孔時的進給量與切削速度之關系為 式中的、加工實心孔進的切削用量. 現(xiàn)已知 =0.36mm/r (切削手冊)表2.7 =42.25m/min (切削手冊)表2.131) 給量 取f=1.50.36=0.51mm/r 按機床選取0.5mm/r2) 削速度v=0.442.25=16.9m/min. 3) 定機床主軸轉速ns= 358.5r/min與358.5r/min相近的機床轉速為375r/min?，F(xiàn)選取=375r/min。4) 所以實際切削速度=5) 削工時，按工藝手冊表6.2-1。t=i ;其中l(wèi)=91mm; =10mm; =4mm; t= =0.78(min)工序12：鉆底孔，攻螺紋M12mm （1）鉆底孔選用高速鋼錐柄麻花鉆（工藝表3.16） 由切削表2.7和工藝表4.216查得 （切削表2.15） 按機床選取 基本工時： min （2）攻螺紋M12mm： 選擇M12mm高速鋼機用絲錐 等于工件螺紋的螺距，即 按機床選取 基本工時： 工序13： 鉆斜孔6的孔刀具：根據機械加工工藝手冊表10-61選取高速鋼麻花鉆6.1) 進給量 查機械加工工藝師手冊表28-13，取f=0.13mm/r2) 切削速度V=2434m/min. 取V=30m/min3) 確定機床主軸轉速ns= 1592r/min與1592r/min相近的機床轉速為1592r/min?，F(xiàn)選取=1426r/min。所以實際切削速度=5) 切削工時，按工藝手冊表6.2-1 t=i ;其中l(wèi)=7mm; =4mm; =3mm; t= =0.07(min)四、 夾具設計為了提高勞動生產率，保證加工質量，降低勞動強度，需要設計專用夾具。由指導老師的分配，決定設計第10道工序鉆7-9孔。4.1 問題的提出 本夾具主要用于鉆7-9孔，精度要求不高，為此，只考慮如何提高生產效率上，精度則不予考慮。因為M12螺紋孔和62K7中心孔有垂直度要求，因此我們要以已加工的62K7孔為定位基準。采用蓋板式鉆模板加工，用固定套定位，另外用一擋銷，即可實現(xiàn)完全定位。4.2 定位基準的選擇擬定加工路線的第一步是選擇定位基準。定位基準的選擇必須合理，否則將直接影響所制定的零件加工工藝規(guī)程和最終加工出的零件質量?；鶞蔬x擇不當往往會增加工序或使工藝路線不合理，或是使夾具設計更加困難甚至達不到零件的加工精度（特別是位置精度）要求。因此我們應該根據零件圖的技術要求，從保證零件的加工精度要求出發(fā)，合理選擇定位基準。此零件圖沒有較高的技術要求，也沒有較高的平行度和對稱度要求，所以我們應考慮如何提高勞動效率，降低勞動強度，提高加工精度。62的孔已加工好，為了使定位誤差減小，選擇已加工好的62孔和其端面作為定位基準，來設計本道工序的夾具，以兩銷和已加工好的62孔及其端面作為定位夾具。為了提高加工效率，縮短輔助時間，決定用簡單的螺母作為夾緊機構。4.3切削力和夾緊力的計算由于本道工序主要完成工藝孔的鉆孔加工，鉆削力。由切削手冊得：鉆削力 式（5-2）鉆削力矩 式（5-3）式中： 代入公式（5-2）和（5-3）得 本道工序加工工藝孔時，夾緊力方向與鉆削力方向相同。因此進行夾緊立計算無太大意義。只需定位夾緊部件的銷釘強度、剛度適當即能滿足加工要求。4.4定位誤差分析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，故此時的徑向基準位移誤差僅存在Z軸方向，且向下，見下圖。式中 定位副間的最小配合間隙（mm）； 工件圓孔直徑公差（mm）； 定位銷外圓直徑公差（mm）。定位銷水平放置時定位分析圖4.5 夾具設計及操作簡要說明 如前所述，在設計夾具時，應該注意提高勞動生產率避免干涉。應使夾具結構簡單，便于操作，降低成本。提高夾具性價比。本道工序為鉆床夾具選擇了螺母夾緊方式。我們采用蓋板式鉆模板，本工序為鉆切削余量小，切削力小，所以一般的手動夾緊就能達到本工序的要求。本夾具的最大優(yōu)點就是結構簡單緊湊。夾具的夾緊力不大，故使用手動夾緊。為了提高生產力，使用快速螺旋夾緊機構。裝配圖：夾具體：總 結這次設計即將結束了，時間雖然短暫但是它對我們來說受益菲淺的，通過這次的設計使我們不再是只知道書本上的空理論，不再是紙上談兵，而是將理論和實踐相結合進行實實在在的設計，使我們不但鞏固了理論知識而且掌握了設計的步驟和要領，使我們更好的利用圖書館的資料，更好的更熟練的利用我們手中的各種設計手冊和AUTOCAD等制圖軟件，為我們踏入設計打下了好的基礎。這次設計使我們認識到了只努力的學好書本上的知識是不夠的，還應該更好的做到理論和實踐的結合。因此同學們非常感謝老師給我們的辛勤指導，使我們學到了好多，也非常珍惜學院給我們的這次設計的機會，它將是我們畢業(yè)設計完成的更出色的關鍵一步。致 謝這次設計使我收益不小，為我今后的學習和工作打下了堅實和良好的基礎。但是，查閱資料尤其是在查閱切削用量手冊時，數據存在大量的重復和重疊，由于經驗不足，在選取數據上存在一些問題，不過我的指導老師每次都很有耐心地幫我提出寶貴的意見，在我遇到難題時給我指明了方向，最終我很順利的完成了畢業(yè)設計。這次設計成績的取得，與指導老師的細心指導是分不開的。在此，我衷心感謝我的指導老師，特別是每次都放下她的休息時間，耐心地幫助我解決技術上的一些難題，她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，她都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，她不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩指導老師的專業(yè)水平外，她的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向指導老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。參 考 文 獻1. 切削用量簡明手冊,艾興、肖詩綱主編,機械工業(yè)出版社出版，1994年2.機械制造工藝設計簡明手冊，李益民主編，機械工業(yè)出版社出版，1994年3.機床夾具設計，哈爾濱工業(yè)大學、上海工業(yè)大學主編，上?？茖W技術出版社出版，1983年4.機床夾具設計手冊，東北重型機械學院、洛陽工學院、一汽制造廠職工大學編，上?？茖W技術出版社出版，1990年5.金屬機械加工工藝人員手冊，上?？茖W技術出版社，1981年10月6.機械制造工藝學，郭宗連、秦寶榮主編，中國建材工業(yè)出版社出版，1997年中國.北京.2006.10.9-152006年電氣和電子工程師協(xié)會/型鋼的會議錄討論智能機器人和操作系統(tǒng)的國際會議 新穎的夾具設計和基于虛擬現(xiàn)實的裝配系統(tǒng) 彭高亮 劉文建 哈爾濱工業(yè)大學機械電子工程學院 中國.哈爾濱150001.pg17782hit.edu.cn摘要模塊化的裝配是工業(yè)制造中很重要的一個方面，這篇論文討論的是桌面虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)對模塊化裝配設計的作用。對于虛擬環(huán)境設計，論文提出了設計方法，這種方法可以幫助設計師，使他們的設計可行有效。論文在層次數據模型的基礎上，提出了組合夾具裝配的方法。在這些結構的基礎上，在虛擬環(huán)境中，用戶可以在設計和裝配過程中操縱虛擬模型。此外，人們正在討論如何實施在加工仿真生產經行檢測，最后，案例研究證明了該系統(tǒng)的功能。與虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)相比，論文中還為模塊化裝配提出了一個合理的便攜式解決方案設計。 指數計算組合夾具，桌面虛擬現(xiàn)實，裝配設計，加工模擬結果一覽表 .介 紹模塊化裝配是工業(yè)制造的一個重要方面，準確的設計夾具對確保產品質量，精度，準確性，以及完成部分加工是非常重要的。組合夾具是在安全，準確位置，為交匯處和高標準組件提供支持的一種系統(tǒng)，并支持整個加工過程中的工件【1】。一般來講，夾具設計者通過經驗或反復試驗的方法就能確定夾具計劃是不是合適。隨著計算機技術，計算機輔助設計的出現(xiàn)，計算機已在組合夾具設計領域普遍應用。一般情況下，與夾具設計相關的活動，即裝配刨，夾具元件設計，夾具布局設計，是在機床發(fā)展的下游才會去考慮。這些古老的做法對銜接設計和制造都是很不利的。例如，很少有系統(tǒng)能合并機械檢測的一系列功能。這就導致了在夾具設計和制造之間產生了一個缺口，這個缺口使得人們不能在設計階段【2】考慮刀具路徑。因此，在制造設計中，人們重新設計也無法避免刀具被夾具元件妨礙的問題。所以，為了把機系列夾具領入柔性制造的舞臺，更系統(tǒng)，更自然的設計環(huán)境是人們必須去研究的。一個綜合的，立體的，互動的環(huán)境通常由計算機來實現(xiàn)。在數十年之內【4】，虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)都是能起到很大作用的人機接口。在制造業(yè)中，虛擬現(xiàn)實也有很大的應用潛力，它可以在實際生產之前解決很多問題，從而避免出現(xiàn)一些代價高昂的錯誤。在過去的十年，虛擬現(xiàn)實技術的進步，為虛擬現(xiàn)實技術在不同的工程中的應用提供了推動作用，例如產品設計【5】，裝配【6】，加工仿真【7】，培訓【8】。本文的目的要闡述如何建立一個基于虛擬現(xiàn)實的模塊化夾具設計系統(tǒng)（VMJFDS）。第一步就是為模塊化設計裝置制定一個綜合的，擬真的環(huán)境。這種應用程序在運用了自然和啟發(fā)性的方式，這種方式在設計夾具方面是有優(yōu)勢的，它可以在使用條件，縮短交貨時間，提高夾具生產力和經濟性等諸多方面形成良好的匹配。.擬議系統(tǒng)的概敘擬議的桌面虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的結構體系是基于系統(tǒng)功能要求的模塊，由圖1所示。在系統(tǒng)水平上，有3個擬議模塊的設計，即圖形界面（GUI），虛擬環(huán)境（VE）和文獻數據庫模塊。對于任何一個模塊，某種功能要求由一組對象來實現(xiàn)。在這篇論文中，詳細的對象設計和實施都省略了。相反，這三個模塊的概簡要說明如下：1） 圖形界面（GUI）：大體上說圖形用戶界面是一個友好界面，它用于整合虛擬環(huán)境，組合夾具設計。2） 虛擬環(huán)境（VE）：虛擬環(huán)境用三維模型把組合夾具系統(tǒng)、虛擬環(huán)境及其組成部分的導航和操作步驟顯示給用戶，如圖所示1，虛擬環(huán)境模塊包括兩部分，即裝配設計環(huán)境和加工仿真環(huán)境。用戶選擇適當的元件，把這些元件寫在裝配設計方面的辦公區(qū)域內，然后，用執(zhí)導系統(tǒng)把最終的夾具系統(tǒng)建立起來，人們就能把選中的元件逐個的組合起來。圖1，概述基于組合夾具設計系統(tǒng)的桌面虛擬現(xiàn)實3） 數據庫：數據庫存放著所有模型的環(huán)境和夾具模塊元件以及該領域的知識和一些典型的例子。如圖1所示，顯示了5個數據庫，其中知識和規(guī)則單元是該系統(tǒng)最重要的地方，它管轄著所有夾具設計的原則。 . 程序化組合夾具設計在本節(jié)中，作者提出了在虛擬環(huán)境中有啟發(fā)性的組合夾具設計程序。除了三維技術的深入，用戶擁有和真實世界一樣的操作感覺，這個過程還有情報功能。在設計過程中，采用智能推理的方法把一些典型的案件和建議提供給用戶作參考，如實例推理（CBR）和常規(guī)推理（RBR）。此外，相關知識和規(guī)則作為幫助頁面展現(xiàn)給用戶，用戶就可以在設計過程中輕松瀏覽了。概述組合夾具設計過程總結，如圖2。虛擬環(huán)境之后就是草簽和工件加載，第一步是夾具規(guī)劃。在這個步驟中，首先用戶決定了夾具計劃，即指定交互夾具要面臨的工件。 為了幫助用戶成功決策，一些有用的個案，以及他們的夾具計劃將通過自動推理檢索方法提供給用戶。一旦選定了要使用的夾具，用戶到就能指定的夾具點。在這這項任務中，計算機還給出了一些建議和規(guī)則。夾具規(guī)劃后，下一步就是夾具元件選擇、設計階段。在這個階段，用戶可以選擇合適的夾具元件和組裝成夾具需要的特殊部分。根據該夾具點的空間信息與基本夾具和工件的關系，一些典型的夾具元件的選擇和建議可以自動提交給用戶，這些都將有助于為用戶服務。經過規(guī)劃和夾具元件選擇這個設計階段后，下一階段就是把選擇的夾具元件連接到基板上經行交互裝配設計。當外形裝配完成，在加工范圍內對結果進行檢查和評估。在這種環(huán)境中執(zhí)行的任務包括裝配規(guī)劃，加工仿真和夾具評價。裝配規(guī)劃是用于獲得最佳的裝配順序和得到裝配各組件準確的路徑。加工仿真負責制造時的交互檢測。夾具評價是將檢查和評估設計的結果。最后，整個設計過程是在很自然的方式下進行，這都得益于虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。此外，展示的內容和知識可以告訴用戶怎樣才能選擇最好的設計決策。. 組合夾具建模a. 組合夾具結構分析夾具元件組合起來的一個功能是為了在基板和工件【11】之間創(chuàng)造連接點。一般來說，根據其結構的基本特征，組合夾具結構可分為3個功能單元，即定位裝置，夾緊裝置，和支持單位。許多夾具元件可能由一個或多個元件組成，其中只有一個元件作為一個定位器，支持器或夾鉗。組合夾具裝配的主要任務是選擇的支持，定位，夾緊及附件生成夾具，使他們能夠將工件連接到基板。 通過分析模塊化裝置的實際應用，人們發(fā)現(xiàn)，模塊化裝置通過選擇合適的夾具元件構造成夾具，然后把這些夾具安裝到基板上。因此，這些夾具可視為組合夾具系統(tǒng)的部件。此外，組合夾具系統(tǒng)的層次結構在結構圖3中表現(xiàn)出來。圖 2，擬議組合夾具系統(tǒng)程序設計b.在虛擬現(xiàn)實中，用分層數據結構模型代表組合夾具相應的虛擬環(huán)境可能含有數以百萬計的幾何多邊形圖元，這是很正常的。在過去的幾年中，若干個模型計劃，例如作為BSP樹10和八叉樹，已提議組成多邊形模型。然而，模塊化設計的應用，相互作用的影響,現(xiàn)場也是動態(tài)變化。例如，在設計過程中，部分模塊可能改變其空間位置，方向和裝配關系。圖3.模塊化夾具系統(tǒng)的分層結構這表明一個靜態(tài)的畫面，如BSP樹，是不夠的。此外，上述模型只能在系統(tǒng)組件的水平上表現(xiàn)夾具布局結構。然而，關于夾具元件之間的裝配關系，是指裝配特征之間的嚙合關系，這些都不會去關注。在本節(jié)中，為了描繪組合夾具系統(tǒng)，我們提出一個層次化結構和基于約束的數據模型，實時可視化和精確的3D操縱的虛擬環(huán)境。 圖4所示，在高級別的元件模型用于涉及交互式裝配的拆散操作。它證明了拓撲結構和鏈接組件之間的關系。以高級別模型為代表的信息可分為兩種類型，即組件對象和裝配關系。組件對象可以是一個組件或一個部分。一個組件包括各個部分之間的零件和他們的組裝的關系。 圖. 4層次結構數據模型的虛擬環(huán)境中層基礎模型特征的是建立功能和限制功能。在一般的情況下，在裝配中，裝配關系往往被視為交配關系。因此，基礎特征模型用來描述裝配關系，在裝配操作中，為精確的空間關系提供必要的信息。在這個模型中，只考慮兩個不同元件之間的特征關系。下面專題討論，在夾具元件模塊化建模在一個元素之間的功能關系。低級別的多邊形基礎模型對應以上兩個級別的模型：實時可視化和層次模型。它描述了以一個相互聯(lián)系的三角曲面網格作為整個表面，更多關于如何將一個元素組織成多邊形，將在下一節(jié)討論，。C.夾具元件模塊化建模 眾所周知，在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中，夾具元件模塊化建模只是表示為多邊形的數目。將CAD系統(tǒng)模型轉換到VR系統(tǒng)中，拓撲關系和參數信息中的結果將會丟失。為了避免這些問題出現(xiàn)，本節(jié)我們將討論夾具元件建模的計劃。 夾具元件模塊化是以標準尺寸為依據預先制造的部件。計劃夾具設計完之后，接下來的任務是選擇合適標準的元件，裝配這些元件以形成一個可行的夾具系統(tǒng)。因此，在建議的制度下，需要考慮夾具元件裝配功能。在這篇論文中，裝配特征是作為一個夾具的屬性，這個屬性提供相關的確切信息來保證夾具的模塊化設計和組裝/拆卸。以下八個功能被定義為組合夾具元件的裝配特征：支持面，被支持面，定位孔，擴孔孔，螺紋孔，固定槽，和螺栓。除了類型和尺寸等特征信息外，其他參數，如相對位置，元素在局部坐標系統(tǒng)中的定位特征等，在夾具元件的數據庫中都用幾何模型記錄下來。當一個元件和另一個元件組裝起來時候的，檢索出來的交配功能信息可以決定兩個元件的空間關系。更多關于裝配特征及其交配關系的資料進行了討論參考詳情11。D.在虛擬環(huán)境中以約束為基礎的夾具裝配 1）夾具元件之間的裝配關系交配關系是在裝配現(xiàn)場組裝是被定義的。根據上一節(jié)總結的裝配特征，交配夾具元件有五種關系類型。即依賴關系，擬合關系，螺紋嚙合，交叉關系，和 T型槽配合關系，如圖 5所示?；谶@些交配關系，我們可以推斷，任何兩個元件夾具可能的裝配關系。2）裝配關系的推理一般來說，兩個組裝零件的裝配關系是代表著它們的組裝交配功能。上面的部分，我們定義了夾具元件之間五個基本交配關系。因此，通過可能出現(xiàn)的裝配關系決定啟用那種可能的交配特征。為了在下一階段的裝配，把這些可能的夾具裝配關系存放在關系數據庫中（ARDB）。然而，當夾具復雜，復合夾具元件的數量多時，要花費很多時間來推斷和處理這些可能的裝配關系。為了避免這種情況，首先我們要確定可能的組裝元件對。但是為了避免推理夾具和底板的之間的裝配關系，我們絕對不能將他們組裝在一起。在這個階段，人們利用一些規(guī)則來尋找可能的元件組裝對。組裝的推理算法類似于在文獻12中討論的。因此，詳細的算法描述在這篇論文中被忽略了。3）基于約束的夾具裝配進行裝配關系推理的之后，所有被選擇的可能的裝配關系都建立在ARDB中，并被保存起來。在這些關系的基礎上，人們可以把單個零件組裝成夾具系統(tǒng)。這部分是討論關于在虛擬環(huán)境中互動裝配的操作。單一的裝配過程如圖5所示，并介紹了兩個簡單的部件裝配如圖6所示。一般來說，裝配操作過程分為三個步驟，即裝配關系的認識，約束的分析和應用，基于約束的議案。首先，技師選擇一個元件，將它移動給組裝組件。在移動過程中，一旦推理組裝和組裝組件的被檢測到，推斷特征就能選中了。如果這兩個特征是在ARDB數據庫中的儲存的裝配關系之一，他們將突出顯示，并等待用戶確認。一旦被用戶確認，這種被確認的裝配關系將運用約束理論來分析和解決問題，這是為了平移調整組裝元件的方向，以滿足這兩個組件的位置關系，以及應用新的約束來組裝元件。當應用了新的約束，對裝配元件的運動將被映射到一個約束空間。這樣做的目的，可以通過3D移動數據，把物體的輸入裝置轉換成允許的移動?；诩s束的運動不但保證了組件的可獲得確切位置，而且還保證了在將來的運動中，現(xiàn)有的約束不會受到侵犯。繼續(xù)運用確認和約束的裝配關系，這種裝配元件將能到達最終的位置。.加工仿真a. 制造的相互影響在加工過程中，與夾具有關的有多種類型的制造交互作用都有可能發(fā)生。這些相互作用可以分為兩大類別如下圖所示，即靜態(tài)的相互作用和動態(tài)的相互作用。1）靜態(tài)的相互作用是指夾具部件之間的干擾、夾具組件和機器工具之間的干涉、在工件安裝中夾具元件和機械加工工件之間的干擾.2）動態(tài)交互是指參考夾具的相互作用，它發(fā)生在一個單一的工具和操作時的夾具用在切割過程中操作可能會發(fā)生碰撞。一般來說，加工過程和刀具路徑等方面是沒有考慮在夾具設計階段的。因此，這些相互作用可能常常發(fā)生在實際制造過程中。所以，機械師們必須花很多時間去查明和解決這些相互作用, 它往往導致夾具系統(tǒng)修改或重新設計，這是繁瑣和昂貴工程。b. 干擾檢測但是目前的商業(yè)軟件，如VERICUT軟件，在實際加工工件之前，這些軟件可以模擬數控加工來檢測刀具路徑錯誤和低效率的運動。在部分編程階段，它可用于避免一些錯誤，如損壞燈具，打斷刀具，或撞毀機器等. 然而，這些軟件價格昂貴，而且面向數控編程，不適合的夾具設計。在夾具的設計階段，應確保避免相關的夾具之間的相互作用。在這個系統(tǒng)中，當夾具配置齊全后，加工仿真模塊是提交給用戶識別，讓用戶來解決他們之間的相互作用。在加工仿真環(huán)境中，提供了機床的三維數字模型。人們可在工作臺上組裝工件和安裝夾具組件，正如加工工程師做的實際的網站上一樣。在安裝過程，組件和夾具工件移動到它們的裝配位置。干擾檢查模塊被執(zhí)行。如果發(fā)生干擾，推斷的對象將被顯現(xiàn)。它可以調整裝配順序或裝配路徑這樣可避免的干擾。但是，如果不能避免干擾，用戶就必須更改元件或夾具單元。安裝后的工件，刀具的運動是在CAM系統(tǒng)中，根據模擬生成的刀具路徑。對于虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，穩(wěn)固，動態(tài)，優(yōu)越的三維圖形允許刀具運動在屏幕上可視化的表現(xiàn)出來。因此，模擬刀具路徑允許用戶關閉檢查，如果發(fā)生的干擾，并提供干擾信息。.建議制度的執(zhí)行情況與個案研究A. 桌面虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)接口 為了裝備最后的部分，夾具設計工程師用一個自然界面來實現(xiàn)更有效的設計。在圖形用戶界面參考了虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)軟件，通過隱藏窗口的大多數內容來實現(xiàn)設計的。在圖形用戶界面（圖7）包括虛擬現(xiàn)實顯示一個主窗口，一個右手組成工具欄和狀態(tài)欄底部的輸出按鈕。系統(tǒng)和用戶之間的交互鼠標和鍵盤輸入通過實現(xiàn)。該工具欄為開發(fā)的系統(tǒng)提供的所有的功能。圖七.圖形用戶界面組合夾具設計系統(tǒng)B研究案例 在模塊化夾具設計系統(tǒng)的基礎上開發(fā)出桌面虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)用一個個例完美的闡述。工件加工過程如圖 6。面銑刀在頂面執(zhí)行，隨后就完成了來那個臺階孔。為了工件步驟和指導步驟，用戶設計了這是一個模塊化的夾具系統(tǒng)。該夾具規(guī)劃模塊已應用于一個可行的設計方案。在這個模塊中，定位，夾緊和支持的面，以及定位，支持和夾緊點，則取決于相應的的知識基礎和夾具啟發(fā)式規(guī)則。在此之后，用戶在元素存放區(qū)探索并選擇適當的夾具元件完成夾具上各點的空間要求。當完成后，用戶移動到裝配設計區(qū)域，把選定的元素放在在書桌上，如圖所示 8（a）。下一個的任務是選定元件來完成夾具結構分布。在虛擬環(huán)境中，用戶可以自然的方式裝配夾具元件。如圖所示圖。 8（b）項，例如模塊化的夾具系統(tǒng)的最后配置，工件的形成。當夾具配置完成后，下一階段是加工推理的模擬檢測。如圖9（a）和圖9（b）項所示，夾具系統(tǒng)的構建安裝在一臺數控機床并且模擬了刀具路徑執(zhí)行情況。 .結論對于組合夾具的設計制造，我們已經提出并制定了桌面虛擬現(xiàn)實的環(huán)境 。提供了該建議的系統(tǒng)結構和虛擬現(xiàn)實環(huán)境，即裝配設計環(huán)境和加工仿真環(huán)境的設計。通過分析組合夾具結構，層次結構數據模塊，以及XML提出了基礎夾具元件。從而準確在虛擬現(xiàn)實模型中操作，實現(xiàn)組合夾具設計和裝配。此外，還要總結夾具元件之間的裝配關系和描述在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中的裝配操作過程的。加工制造業(yè)的模擬檢查中，使用該方法。最后一個案例研究的提出，用來說明我們的集成系統(tǒng)。參考文獻【1】 候江亮，特拉皮猶太委員會，“計算機輔助夾具設計系統(tǒng)”，詮釋。39（16），2001年，第3703 3725頁。【2】 A.Senthi l庫馬爾，J.Y.H.Fuh，T.S.Kow，“一個自動化的設計和對無干擾的組合夾具設計”，計算機輔助設計32（2000）第583-596頁?！?】 JRDai，AYCNee，JY H FUH 和A Senthil Kumar,“模塊化設計和組裝夾具的自動化方法”，代理機械工程師，1997年第211卷，第509 521頁?！?】 Burdea GC，Coiffet P，虛擬現(xiàn)實技術。威利，新澤西州，2003。【5】 Kan H.Y, Duffy V.G，“互聯(lián)網的虛擬現(xiàn)實協(xié)同產品設計的效益”，“在工業(yè)計算機。v 45，n2，2001年6月， 第197-213頁?！?】 Jayaram Sankar,，“VADE：虛擬裝配設計環(huán)境”，IEEE計算機圖形和應用，6（19），1999年，第44 - 50頁。【7】 Maiteh Bilal Y， Leu，Ming C， Blackmore Denis ，劉光裕，, Abdel-Malek Layek，“計算機的虛擬現(xiàn)實在數控加工仿真中的應用，“美國機械學會工程師，物流部，磁流體，v5，1999，第3-10頁?！?】 Q.H.王，J.R.黎，“桌面虛擬現(xiàn)實在工業(yè)中應用，“虛擬實境”，第一卷。七，2004年，187 - 197頁?！?】 Zhong Y. 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