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四川大學(xué)錦城學(xué)院
本科畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告
題 目 CA6140車床撥叉831005加工工藝及鉆22孔夾具設(shè)計
系 別 機(jī)械工程系
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化
學(xué)生姓名
學(xué) 號 年級
指導(dǎo)教師
教務(wù)部制表
二Ο一六 年 三 月 一 日
選
題
意
義
機(jī)械加工工藝主要是實現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計，保證產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約能源，降低成本的重要手段，是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備，計劃調(diào)度，加工操作，生產(chǎn)安全，技術(shù)檢測和健全勞動組織的重要依據(jù)。然而夾具在制造系統(tǒng)中也是一個非常重要的組成部分，好的夾具可以提高勞動生產(chǎn)率，保證和提高加工精度，降低生產(chǎn)成本，還可以擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，而這個撥叉主要零件的精度，材料的好壞，加工的工藝將直接影響到發(fā)動機(jī)的使用效率和壽命，所以本次設(shè)計要實現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計，保證產(chǎn)品質(zhì)量還要在保證產(chǎn)品加工精度的同時提高生產(chǎn)率，節(jié)約成本。
此課題的設(shè)計（研究）的目的：
1.提高學(xué)生通過綜合運用所學(xué)專業(yè)知識實踐分析和解決機(jī)械零件加工工藝問題的工作能力。
2．鞏固、深化和擴(kuò)大學(xué)生所學(xué)理論知識和基本技能。
3．掌握撥叉加工工藝規(guī)程及工藝裝備的總體設(shè)計及計算的方法。
4.掌握機(jī)械零件加工工藝設(shè)計的基本方法、技巧和過程,熟悉技術(shù)論文及文件的書寫方法。
5.能熟練應(yīng)用 AutoCAD等制圖軟件來設(shè)計零件及繪圖。
6.學(xué)會使用手冊及圖表資料，掌握機(jī)械設(shè)計相關(guān)資料的使用方法。
國
內(nèi)
外
研
究
現(xiàn)
狀
概
述
國內(nèi)研究現(xiàn)狀?
我國國內(nèi)的夾具始于20世紀(jì)60年代，當(dāng)時建立了面向機(jī)械行業(yè)的天津組合夾具廠，和面向航空工業(yè)的保定向陽機(jī)械廠，以后又建立了數(shù)個生產(chǎn)組合夾具元件的工廠。在當(dāng)時曾達(dá)到全國年產(chǎn)組合夾具元件800萬件的水平。20世紀(jì)80年代以后，兩廠又各自獨立開發(fā)了適合NC機(jī)床、加工中心的孔系組合夾具系統(tǒng)，不僅滿足了我國國內(nèi)的需求，還出口到美國等國家。當(dāng)前我國每年尚需進(jìn)口不少NC機(jī)床、加工中心，而由國外配套孔系夾具，價格非常昂貴，現(xiàn)大都由國內(nèi)配套，節(jié)約了大量外匯。
國外研究現(xiàn)狀??
從國際上看俄國、德國和美國是組合夾具的主要生產(chǎn)國。當(dāng)前國際上的夾具企業(yè)均為中小企業(yè)，專用夾具、可調(diào)整夾具主要接受本地區(qū)和國內(nèi)訂貨，而通用性強(qiáng)的組合夾具已逐步成熟為國際貿(mào)易中的一個品種。有關(guān)夾具和組合夾具的產(chǎn)值和貿(mào)易額尚缺乏統(tǒng)計資料，但歐美市場上一套用于加工中心的夾具，通常為機(jī)床價格的1110＄到1115＄，而組合夾具的大型基礎(chǔ)件尤其昂貴。由于我國在組合夾具技術(shù)上有歷史的積累和性能價格比的優(yōu)勢，隨著我國加入WTO和制造業(yè)全球一體化的趨勢，特別是電子商務(wù)的日益發(fā)展，其中蘊(yùn)藏著很大的商機(jī)，具有進(jìn)一步擴(kuò)大出口良好前景。德國demmeler（戴美樂）公司制造4m長、2m寬孔系列組合焊接夾具平臺，其等高誤差為±0.03mm；精密平口鉗平行度和垂直度5μm以內(nèi)；夾具重復(fù)安裝定位精度高達(dá)±5μm；瑞士EROWA柔性夾具重復(fù)定位精度高達(dá)2～5μm。機(jī)床夾具精度已提高到微米級，世界知名夾具制造公司都是精密機(jī)械制造企業(yè)。誠然，適應(yīng)不同行業(yè)需求和經(jīng)濟(jì)性，夾具有不同型號，以及不同檔次精度標(biāo)準(zhǔn)供選擇。提高機(jī)床生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾夾具產(chǎn)品越來越多。減少工件安裝時間，各種自動定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷推陳出新。新型電控永磁夾具，加緊和松開工件只用1～2秒，夾具結(jié)構(gòu)簡化，為機(jī)床進(jìn)行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件?？s短機(jī)床上安裝與調(diào)整夾具時間，瑞典3R夾具僅用一分鐘，即可完成線切割機(jī)床夾具安裝與校正。采用美國Jergens（杰金斯）公司球鎖裝夾系統(tǒng)，一分鐘內(nèi)就能將夾具定位和鎖緊機(jī)床工作臺上，球鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性生產(chǎn)線上更換夾具，起到縮短停機(jī)時間，提高生產(chǎn)效率作用。
主
要
研
究
內(nèi)
容
1、研究內(nèi)容：?
制訂撥叉主要零件加工工藝規(guī)程，關(guān)鍵是工序的劃分和定位基準(zhǔn)的選擇。在設(shè)計開始的過程中，我們必須要認(rèn)真分析零件圖，了解其撥叉主要零件的結(jié)構(gòu)特點和相關(guān)的技術(shù)要求，對撥叉主要零件的每一個細(xì)節(jié)，都應(yīng)仔細(xì)的分析，如撥叉主要零件加工表面的平行度、粗糙度、垂直度，特別是要注意撥叉主要零件各孔系自身精度（同撥叉主要零件度、圓度、粗糙度等）和它們的相互位置精度（撥叉主要零件線之間的平行度、垂直度以及撥叉主要零件線與平面之間的平行度、垂直度等要求），撥叉主要零件的尺寸是整個零件加工的關(guān)鍵，必須弄清撥叉主要零件的每一個尺寸。繪制零件圖是一個重點，同時因為撥叉主要零件比較復(fù)雜,所以也是一個難點。我們采用autoCAD軟件繪制零件圖，一方面增加我們對零件的了解認(rèn)識，另一方面增加我們對autoCAD軟件的熟悉。
確定加工順序和工序內(nèi)容，安排工序的集中和分散程度，劃分工序階段，這項工作與生產(chǎn)綱領(lǐng)有密切關(guān)系，具體可以根據(jù)生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè)備等。生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序次數(shù)；如批量小時可采用在通用機(jī)床上工序集中原則，批量大時即可按工序分散原則，組織流水線生產(chǎn)，也可利用高生產(chǎn)率的通用設(shè)備，按工序集中原則組織生產(chǎn)。
2、研究方法與過程：?
（1）調(diào)研、消化原始資料；收集整理有關(guān)機(jī)械零件設(shè)計、裝配工藝、機(jī)械加工工藝、制造技術(shù)等有關(guān)資料，供設(shè)計時使用；消化零件制件圖，了解零件的用途，分析零件的工藝性、尺寸精度等技術(shù)要求；分析工藝資料，了解所用材料性能、零件特性以及工藝參數(shù)；??
（2）熟悉工廠實際情況，生產(chǎn)車間的加工能力與水平；理化室的檢測手段等。以便能密切聯(lián)系工廠實際，既方便又經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行設(shè)計工作。根據(jù)任務(wù)書的研究內(nèi)容查閱相關(guān)專業(yè)資料，進(jìn)行總體和具體的分析、設(shè)計和計算，完成該制品的工藝分析及造型設(shè)計，包括裝配圖和零件圖繪制，完成零件圖、裝配圖的制作。
（3）確定工藝方案，制定加工工藝文件；??
（4）完成零件圖和夾具裝配圖。
擬采用
的研究
思 路
（方法、
技術(shù)路
線、可
行性論
證等）
研究思路：確定加工順序和工序內(nèi)容，安排工序的集中和分散程度，劃分工序階段，這項工作與生產(chǎn)綱領(lǐng)有密切關(guān)系，具體可以根據(jù)生產(chǎn)類型、零件的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求和機(jī)床設(shè)備等。生產(chǎn)條件確定工藝過程的工序次數(shù)；如批量小時可采用在通用機(jī)床上工序集中原則，批量大時即可按工序分散原則，組織流水線生產(chǎn)，也可利用高生產(chǎn)率的通用設(shè)備，按工序集中原則組織生產(chǎn)。
課題研究的主要方法：
(1)搜集資料，了解并掌握撥叉主要零件加工工藝結(jié)構(gòu)和工作原理。
(2)確定設(shè)計大體思路，撰寫開題報告，要求完成具體的設(shè)計內(nèi)容及計算。
(3)根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，熟悉相關(guān)軟件AutoCAD，確定設(shè)計方法及設(shè)計要點。按要求完成完整的設(shè)計計劃及預(yù)期達(dá)到的結(jié)果，進(jìn)行相關(guān)設(shè)計及計算。
(4)對所設(shè)計夾具設(shè)計相關(guān)校核，準(zhǔn)備相關(guān)資料。
(5)對設(shè)計說明書初稿進(jìn)行相關(guān)格式修改，對設(shè)計圖紙并進(jìn)行修改。
技術(shù)路線、可行性論證：
制訂撥叉主要零件加工工藝規(guī)程，關(guān)鍵是工序的劃分和定位基準(zhǔn)的選擇。在設(shè)計開始的過程中，我們必須要認(rèn)真分析零件圖，了解其撥叉主要零件的結(jié)構(gòu)特點和相關(guān)的技術(shù)要求，對撥叉主要零件的每一個細(xì)節(jié)，都應(yīng)仔細(xì)的分析，如撥叉主要零件加工表面的平行度、粗糙度、垂直度，特別是要注意撥叉主要零件各孔系自身精度（同撥叉主要零件度、圓度、粗糙度等）和它們的相互位置精度（撥叉主要零件線之間的平行度、垂直度以及撥叉主要零件線與平面之間的平行度、垂直度等要求），撥叉主要零件的尺寸是整個零件加工的關(guān)鍵，必須弄清撥叉主要零件的每一個尺寸。繪制零件圖是一個重點，同時因為撥叉主要零件比較復(fù)雜,所以也是一個難點。我們采用autoCAD軟件繪制零件圖，一方面增加我們對零件的了解認(rèn)識，另一方面增加我們對autoCAD軟件的熟悉。
研究
工作
安排
及進(jìn)
度
第一周到第四周收集資料，閱讀文獻(xiàn)；
第五周編制開題報告；
第六周外文翻譯；
第七周總體方案設(shè)計；
第八周進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的計算；
第九周進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的計算；
第十周進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的計算；
第十一周進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的計算；
第十二周根據(jù)計算結(jié)果畫出要求的圖紙草圖；
第十三周根據(jù)計算結(jié)果畫出要求的圖紙草圖；
第十四周根據(jù)計算結(jié)果畫出要求的圖紙草圖；
第十五周整理說明書；
第十六周整理說明書；
第十七周編寫計算說明書，形成畢業(yè)設(shè)計全部文件，準(zhǔn)備答辯；
第十八周畢業(yè)答辯；
參
考
文
獻(xiàn)
目
錄
[1]KHURMIRS,GUPTAJK.TheoryofMachines.FirstMulticolorRevisedandUpdatedEdition,publishedbyEuras-IaPublishingHouseLtd.,2005.
[2]YeZhonghe,LanZhaohui,Smith.MR.MechanismsandMachineTheory.
Beijing:HigherEfucation
[3]徐鴻本.機(jī)床夾具設(shè)計手冊[M].遼寧：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2004.
[4]聞邦椿.機(jī)械設(shè)計手冊，北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2010.
[5]徐名聰.機(jī)床夾具三維計算機(jī)輔助設(shè)計[J].現(xiàn)代制造工程，2004,101～102.
[6]周海寶.提高機(jī)床夾具精度的實用方法[J].機(jī)械工程師，2000.16～17.
[7]鄭文偉.機(jī)械原理[M].北京：高等教育出版社，2010.
[8]張克猛.理論力學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2008.
[9]薛源順.機(jī)床夾具設(shè)計[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.
[10]陳旭東.機(jī)床夾具設(shè)計[M].北京：清華大學(xué)出版社，2010.
[11]李華.機(jī)械制造技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997.
[12]朱正心.機(jī)械制造技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.
[13]范孝良.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008.
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號
零件名稱
零件號
831005
撥叉
831005
工序名稱
銑右端面
工序號
10/20
技檢要求
基準(zhǔn)面
材料
同時加工零件數(shù)
設(shè)備
牌號
硬度
名稱
型號
HT200
1
銑床
X52K
夾具
定 額
代號
名稱
單件時間（分）
每班次數(shù)
每臺件數(shù)
工人等級
專用夾具
工步號
工步內(nèi)容
走刀長度(毫米）
走刀次數(shù)
切削深度(毫米）
切削速度（米/秒）
主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）
進(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)）
機(jī)動時間（分）
輔助時間（分）
刀具
輔具
量具
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
1
粗銑右端面A面
10
1
3
25
135
0.53
0.1
0.41
高速鋼端銑刀
1
通用夾具
1
游標(biāo)卡尺
2
精銑右端面A面
8
1
2.8
40.8
200
0.53
0.1
0.5
高速鋼端銑刀
1
通用夾具
1
游標(biāo)卡尺
擬制
日期
審核
日期
批準(zhǔn)
日期
共 7 頁
第 1 頁
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號
零件名稱
零件號
831005
撥叉
831005
工序名稱
鉆花鍵孔，擴(kuò)孔，倒角
工序號
30/40/50
技檢要求
基準(zhǔn)面
材料
同時加工零件數(shù)
設(shè)備
牌號
硬度
名稱
型號
HT200
1
立式擴(kuò)床
ZQ5035
夾具
定 額
代號
名稱
單件時間（分）
每班次數(shù)
每臺件數(shù)
工人等級
專用夾具
工步號
工步內(nèi)容
走刀長度(毫米）
走刀次數(shù)
切削深度(毫米）
切削速度（米/秒）
主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）
進(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)）
機(jī)動時間（分）
輔助時間（分）
刀具
輔具
量具
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
1
鉆花鍵孔
80
30
475
0.5
0..35
1.55
Ф20中心鉆
1
通用夾具
1
游標(biāo)卡尺
2
擴(kuò)花鍵孔
80
30
475
0.5
0.32
1.55
Ф21擴(kuò)孔鉆
1
通用夾具
1
游標(biāo)卡尺
3
倒角2x15°
80
30
475
0.5
45度偏刀
1
通用夾具
1
擬制
日期
審核
日期
批準(zhǔn)
日期
共 7 頁
第 2 頁
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號
零件名稱
零件號
831005
撥叉
831005
工序名稱
拉六齒方型花鍵
工序號
60
技檢要求
基準(zhǔn)面
材料
同時加工零件數(shù)
設(shè)備
牌號
硬度
名稱
型號
HT200
1
立式拉床
L5110是立式
夾具
定 額
代號
名稱
單件時間（分）
每班次數(shù)
每臺件數(shù)
工人等級
專用夾具
工步號
工步內(nèi)容
走刀長度(毫米）
走刀次數(shù)
切削深度(毫米）
切削速度（米/秒）
主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）
進(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)）
機(jī)動時間（分）
輔助時間（分）
刀具
輔具
量具
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
1
拉六齒方型花鍵
91
1
15
33
30
2.4
0.85
0.41
高速鋼拉刀
1
專用夾具
1
游標(biāo)卡尺
2
擬制
日期
審核
日期
批準(zhǔn)
日期
共 7 頁
第 3 頁
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號
零件名稱
零件號
831005
撥叉
831005
工序名稱
銑B面
工序號
70/80
技檢要求
基準(zhǔn)面
材料
同時加工零件數(shù)
設(shè)備
牌號
硬度
名稱
型號
HT200
1
銑床
X52K
夾具
定 額
代號
名稱
單件時間（分）
每班次數(shù)
每臺件數(shù)
工人等級
專用夾具
工步號
工步內(nèi)容
走刀長度(毫米）
走刀次數(shù)
切削深度(毫米）
切削速度（米/秒）
主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）
進(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)）
機(jī)動時間（分）
輔助時間（分）
刀具
輔具
量具
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
1
粗銑B面
10
1
3
25
135
0.53
0.1
0.41
高速鋼面銑刀
1
通用夾具
1
游標(biāo)卡尺
2
精銑B面
8
1
2.8
40.8
200
0.53
0.1
0.5
高速鋼面銑刀
1
通用夾具
1
游標(biāo)卡尺
3
擬制
日期
審核
日期
批準(zhǔn)
日期
共 7 頁
第 4 頁
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號
零件名稱
零件號
831005
撥叉
831005
工序名稱
銑800。03mm的槽
工序號
90
技檢要求
基準(zhǔn)面
材料
同時加工零件數(shù)
設(shè)備
牌號
硬度
名稱
型號
HT200
1
銑床
X52K
夾具
定 額
代號
名稱
單件時間（分）
每班次數(shù)
每臺件數(shù)
工人等級
專用夾具
工步號
工步內(nèi)容
走刀長度(毫米）
走刀次數(shù)
切削深度(毫米）
切削速度（米/秒）
主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）
進(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)）
機(jī)動時間（分）
輔助時間（分）
刀具
輔具
量具
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
1
銑800。03mm的槽
10
1
3
25
135
0.53
0.1
0.41
高速鋼直齒精密級三面刃銑刀
1
通用夾具
1
游標(biāo)卡尺
2
3
擬制
日期
審核
日期
批準(zhǔn)
日期
共 7 頁
第 5 頁
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號
零件名稱
零件號
831005
撥叉
831005
工序名稱
銑1800。12mm槽
工序號
100
技檢要求
基準(zhǔn)面
材料
同時加工零件數(shù)
設(shè)備
牌號
硬度
名稱
型號
HT200
1
銑床
X52K
夾具
定 額
代號
名稱
單件時間（分）
每班次數(shù)
每臺件數(shù)
工人等級
專用夾具
工步號
工步內(nèi)容
走刀長度(毫米）
走刀次數(shù)
切削深度(毫米）
切削速度（米/秒）
主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）
進(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)）
機(jī)動時間（分）
輔助時間（分）
刀具
輔具
量具
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
1
銑1800。12mm槽
10
1
3
25
135
0.53
0.1
0.41
高速鋼直齒精密級三面刃銑刀
1
通用夾具
1
量塊
2
3
擬制
日期
審核
日期
批準(zhǔn)
日期
共 7 頁
第 6 頁
機(jī) 械 加 工 工 序 卡
產(chǎn)品型號
零件名稱
零件號
831005
撥叉
831005
工序名稱
磨寬為1800。12mm的槽
工序號
110
技檢要求
基準(zhǔn)面
材料
同時加工零件數(shù)
設(shè)備
牌號
硬度
名稱
型號
HT200
1
磨床
M114W
夾具
定 額
代號
名稱
單件時間（分）
每班次數(shù)
每臺件數(shù)
工人等級
專用夾具
工步號
工步內(nèi)容
走刀長度(毫米）
走刀次數(shù)
切削深度(毫米）
切削速度（米/秒）
主軸轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）
進(jìn)給量（毫米/轉(zhuǎn)）
機(jī)動時間（分）
輔助時間（分）
刀具
輔具
量具
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
數(shù)量
名稱規(guī)格
1
磨寬為1800。12mm的槽
10
1
0.5
2.5
50
0.53
3.1
GZ46KV6P350×40×127磨刀
1
專用夾具
1
量塊
2
3
擬制
日期
審核
日期
批準(zhǔn)
日期
共 7 頁
第 7 頁
附錄1 外文翻譯
基于事例推理的夾具設(shè)計研究與應(yīng)用
摘要:根據(jù)基于事例的設(shè)計方法,提出采用工序件的特征信息和夾具的結(jié)構(gòu)特征信息來描述夾具的相似性,并建立了包括這2方面主要特征信息為基礎(chǔ)的事例索引碼,設(shè)計了事例庫的結(jié)構(gòu)形式,創(chuàng)建了層次化的事例組織方式;同時,提出了基于知識引導(dǎo)的夾具事例檢索算法,以及事例的修改和采用同族事例碼進(jìn)行相似事例的存貯,形成了基于事例推理的夾具設(shè)計.所開發(fā)的原型系統(tǒng)在型號工程夾具設(shè)計等項目的設(shè)計過程中得到了應(yīng)用,并取得了令人滿意的使用效果.
關(guān)鍵詞: 基于事例的推理 夾具設(shè)計 CAD
夾具是以確定工件安全定位準(zhǔn)確為目的的裝置，并在加工過程中保持工件與刀具或機(jī)床的位置一致不變。因為夾具的結(jié)構(gòu)依賴于產(chǎn)品的特點和在企業(yè)規(guī)劃中加工工序的地位,所以它的設(shè)計是制造過程中的瓶頸,制約著效率的提高. 夾具設(shè)計是一個復(fù)雜的過程,需要有從大量的設(shè)計論文中了解質(zhì)量知識的經(jīng)驗，這些設(shè)計論文包括工件的結(jié)構(gòu)設(shè)計、涉及加工工藝，和加工環(huán)境。當(dāng)用這些擅長繪制詳細(xì)設(shè)計圖的傳統(tǒng)的CAD工具（如Unigraphics、CATIA、Pro/E)時,這仍然是一項非常耗時的工作，但是利用以往的設(shè)計經(jīng)驗和資源也不能提供一些益處,而這正是提高效率的關(guān)鍵因素. 基于事例推理 (CBR) 的方法適應(yīng)以往個案解決的辦法,建立一個新問題的方法,主要有以下四步驟:檢索、利用、修改,并保留.這是一個比用專業(yè)系統(tǒng)模仿人類思維有用的使用方法，因為提出一個類似的情況,和采用一些修改,似乎不言自明,而且比人類更直觀.所以支持不同事例的設(shè)計工具已經(jīng)在諸多領(lǐng)域中發(fā)展起來，如在注射成型及設(shè)計、建筑設(shè)計、模具設(shè)計投死, 規(guī)劃過程中,還有夾具設(shè)計. 孫用六個數(shù)字組成代碼參數(shù),包括工件的形狀、機(jī)械部分、軸襯,第一定位裝置,第二定位裝置和夾緊裝置. 但這個系統(tǒng)不能用于除鉆床夾具外的其他夾具類型,不能解決儲存需要保留的同一參數(shù)代碼的問題,這在CBR中是非常重要的.
1事例參數(shù)和事例圖書館的建立
1.1事例參數(shù)
事例參數(shù)應(yīng)該由工件的所有的特征組成，來區(qū)別不同的夾具. 使用他們能夠使操作方便. 因為零件的形狀是多種多樣的, 在生產(chǎn)企業(yè)中制造的技術(shù)要求也不斷發(fā)展,許多特征作被用做事例參數(shù)將會使搜索速度降低,其主要特征是不重要的,因為分配給每個特征的比重必須減少. 另一方面,事例參數(shù)包含所有的特征是困難的。
因此,考慮到實際和快速設(shè)計的需求,事例參數(shù)要包含工件的主要特征和夾具的結(jié)構(gòu)。事例參數(shù)代碼由16位數(shù)組成：13位數(shù)是事例特征 3位數(shù)是事例識別數(shù)字。
前13位數(shù)代表13個特征。 每個數(shù)字與特征的一個屬性相一致,這可能是"*"、"？"、"1"、"2"，…，"A"、"B",…，"Z"，…，等其中的一個。其中，"*"是指任何一個,"?"代表不確定,"0"代表沒有。
系統(tǒng)規(guī)定:夾具的類型，工件的形狀，位置模式不能是"*"和"?"。在設(shè)計系統(tǒng)時,三個項目的屬性信息沒有這些選擇,這就意味著必須選擇確定的屬性。
最后三位數(shù)是事例識別號碼,如果事例特征的13位數(shù)是一樣的,這三個數(shù)字就用來區(qū)別他們。
該系統(tǒng)還規(guī)定:"000"是用于修正的一個典型事例,其他事例"001"、"002"、…,這些是用于設(shè)計師查找參考事例的. 如果其中一個偶爾需要改變成典型事例,首先它必須要求改成"000",前面的自動變成參考事例.
事例索引碼的結(jié)構(gòu)如圖1所示。
1—夾具類型； 6—工件重量； 11—夾緊模型；
2—工件形狀； 7—工件剛度； 12—夾具體；
3—工件材料； 8—加工內(nèi)容； 13—其他；
4—批 量； 9—過程所有物； 14到16—事例識別碼；
5—工件比例； 10—定位模型；
圖1 事例索引碼的結(jié)構(gòu)
1.2事例庫
事例庫由許多預(yù)定義的事例組成。事例的描述是基于事例推理的最重要的問題之一。所以由索引碼復(fù)合。
1.3 事例的層次化
夾具的結(jié)構(gòu)相似被認(rèn)為是整個夾具，成分和內(nèi)容相似。所以，整個夾具事例庫，成分事例庫，夾具的成分事例庫形成相同。整個夾具的設(shè)計資料通常是由工件資料和工件加工資料組成,這就意味著夾具的設(shè)計應(yīng)滿足特別功能的需求.全部夾具事例是由功能成分組成，它是用功能成分的名字和數(shù)字來進(jìn)行描述的。成分事例代表成員（成分功能和其他結(jié)構(gòu)成分，主要驅(qū)動參數(shù)，數(shù)字，和它們的約束關(guān)系）。成分事例（夾具的最低層）是功能成分和和其他成分的結(jié)構(gòu)。在現(xiàn)代夾具設(shè)計中有很多參數(shù)化準(zhǔn)件和普通非標(biāo)準(zhǔn)件。所以成分事例圖書館應(yīng)記錄特殊參數(shù)和保持它們的方法。
2事例修改的策略
在基于事例的夾具設(shè)計中，最重要的是相似點的修改，這樣能有助于獲得最相似的事例，以及縮短適應(yīng)時間。根據(jù)夾具設(shè)計的需求，事例修改的策略使最接近的事例方法和知識指導(dǎo)結(jié)合起來。首先在深度上查找，然后在寬度上；知識指導(dǎo)策略意味著在來自客觀事物根源的知識規(guī)則上查找，這就要首先查找固定類型，然后查找工件的形狀，第三查找定位方法。例如，如果事例索引碼包括夾具類型的磨削夾具，就只查找所有的磨削夾具，然后查找工件形狀的盒子，第三查找一個平面兩個銷的定位方法。如果沒有合適的，就查找深度標(biāo)點，然后回到最上層，然后再找所有與寬度相關(guān)的事例。
修改方法：
1） 根據(jù)夾具事例庫的事例索引信息，查找有關(guān)事例庫。
2） 將事例索引碼與事例庫的每個事例碼匹配，然后計算相似尺寸的價值。
3） 整理相似尺寸的次序，最大的架子是最類似的事例。
兩個事例之間的相似點是基于兩個事例特征之間的相似點。相似點尺寸的計算依靠特征的類型。相似點的價值可以通過數(shù)字化的價值來計算，例如比較重量分別是50kg 和 20kg的工件。非數(shù)字化的價值也能計算，例如，現(xiàn)在前13位索引碼都是非數(shù)字化的價值。一個夾具的相似尺寸的計算公式如下：
其中S表示通用夾具的相似尺寸，n表示索引特性數(shù)，表示每個特性的重量，表示事例庫中特性和相關(guān)夾具的特性的相似尺寸。同時， ，數(shù)值計算如下：
其中表示第i個特征的索引特性值，表示事例庫中第j個事例的第i個特征的特性值。
所以有兩種方法選擇相似夾具。一個方法是建立數(shù)值。如果通用事例的相似尺寸值比給定的數(shù)值小，這些事例就不能選來作相似事例。事例庫最初建立的時候，只有一些事例，數(shù)值可以建小一點。如果有大量的相似事例，數(shù)值就應(yīng)該建的大一些。另外一個方法是只建立相似事例的數(shù)字（例如10），這是類型單里相似尺寸的最大值。
3 事例的修改和存儲
3.1事例的修改
夾具設(shè)計中相似事例的修改包括以下三個階段：
1） 成分的替代
2） 保持形式不變，調(diào)整成分的特性
3） 模型重新設(shè)計
如果夾具的成分是普通的物品，它們能通過使用工具被修改，代替以及刪除，這些已經(jīng)被設(shè)計好了。
3.2事例的存儲
在將一個新的事例保存到事例庫之前，設(shè)計者必須考慮保存是否有價值。如果這個事例不能增加系統(tǒng)的知識，就沒有必要把它保存到事例庫里。如果它有價值的話，設(shè)計者在保存之前必須分析一下，看看這個事例是否作為標(biāo)準(zhǔn)事例或參考事例被存儲了。一個標(biāo)準(zhǔn)事例是一個描述同族事例主要特征的標(biāo)準(zhǔn)。一個同族事例是有事例庫中索引碼前13位相同而最后三位不同的那些事例組成的。一個標(biāo)準(zhǔn)事例的最后三位通常是“000”。一個參考事例屬于同族標(biāo)準(zhǔn)事例，最后三位用不同數(shù)字區(qū)分。
從被解釋的概念中，可采用以下方法：
1）如果一個新的事例和任何一個存在的事例族一致，和一個存在的標(biāo)準(zhǔn)事例的前13位數(shù)相同，那么這個事例就不能存儲因為已經(jīng)這種標(biāo)準(zhǔn)事例了?；蛘咧荒茏鳛橐粋€參考事例保存（最后三位不是“000”，而且和其它的不一樣）在事例庫中。
2）如果一個新的事例和任何一個存在的事例族一致，并且被認(rèn)為代替這個事例族要比以前的標(biāo)準(zhǔn)事例好，那么這個標(biāo)準(zhǔn)事例就被這個新的事例代替，以前的標(biāo)準(zhǔn)事例作為一個參考事例保存。
3）如果一個新的事例和任何一個存在的事例族不一致，一個新的事例族將會自動產(chǎn)生，并作為標(biāo)準(zhǔn)事例保存到事例庫中。
4夾具設(shè)計中基于事例推理的過程
根據(jù)夾具設(shè)計的特性，夾具設(shè)計的基本信息，例如夾具的名字，零件，生產(chǎn)和設(shè)計者等等，必須先輸入。然后，輸入或設(shè)計工件的模型。輸入有關(guān)工件的細(xì)節(jié)信息，建立事例索引碼，然后CBR開始依靠相似尺寸查找相似事例，選出最相似的事例。如果需要的話，事例要滿足通用性設(shè)計，再存儲到事例庫中。程序流程圖如圖2所示
圖2 基于事例推理的夾具設(shè)計流程圖
5基于事例推理的夾具設(shè)計說明
這是一個工件如圖3所示。材料是45鋼，底座，形狀為塊狀，生產(chǎn)批量為中批等。需要設(shè)計成一個用來旋轉(zhuǎn)孔的旋轉(zhuǎn)夾具。
圖3 需要設(shè)計夾具的一個工件
（最大尺寸80mmx49mmx22mm）
工件的特征值，屬性值，事例索引碼和重量在表1中列出。
表1 工件的事例索引碼和重量
特征名稱 特性值 索引碼 重量
夾具類型 車床夾具 1 100
工件形狀 塊狀 9 90
工件材料 中碳鋼 3 70
批量 中批 2 60
工件比例 小 5 60
工件重量 輕 5 60
工件剛度 硬度強(qiáng) 1 60
加工內(nèi)容 孔 3 80
程序要求 完成加工 3 70
定位方法 三個平面 1 100
夾緊方法 不確定 ？ 90
夾具體 復(fù)合 4 80
其他 沒有 0 60
通過查找和計算相似點，最相似的事例的事例索引碼是19325513321402000，細(xì)節(jié)信息在表2中列出。
表2 最相似事例的事例索引碼
特征名稱 特性值 索引碼
夾具類型 車床夾具 1
工件形狀 塊狀 9
工件材料 中碳鋼 3
批量 中批 2
工件比例 小 5
工件重量 輕 5
工件剛度 硬度強(qiáng) 1
加工內(nèi)容 孔 3
程序要求 完成加工 3
定位方法 三個平面 1
夾緊方法 不確定 ？
夾具體 復(fù)合 4
其他 沒有 0
相似點的計算如下：
所以夾具的相似尺寸值是0.806，這是在事例庫中用于設(shè)計的最相似的事例，最相似的事例的結(jié)構(gòu)如圖4所示
圖4 最相似的夾具
當(dāng)成分替代，修改定位模型和夾緊模型，以及調(diào)節(jié)相關(guān)尺寸之后，新的夾具被設(shè)計出來，圖形如圖6所示
圖5 需要設(shè)計的新夾具
因為在事例庫中沒有相似夾具，新夾具被儲存到事例庫中。事例索引碼是19325523311402000。
6 結(jié)論
基于事例推理，作為一個問題解決的方法，是一個比模仿人類思想的專業(yè)系統(tǒng)更有效的方法，已經(jīng)在很多難獲取知識的領(lǐng)域里得到發(fā)展?；谑吕评淼膬?yōu)點如下：它和人類的思想很相似；一個事例庫通過保存新事例獲得自學(xué)能力，它比有慣例庫更快更容易，它可以更好的傳遞和解釋新的知識，這和慣例庫有很大的不同。基于事例推理中提出的一個夾具設(shè)計的框架已經(jīng)被實行了，使用的是支持基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的VC++，UG電腦繪圖軟件。這個框架也已經(jīng)和普通成分庫和典型夾具庫結(jié)合起來。這個發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)，用于航空項目，幫助夾具設(shè)計者提高設(shè)計效率和重新使用先前的設(shè)計資源。
9
機(jī)械加工工藝過程卡
產(chǎn)品型號
CA6140
零（部）圖號
共 1 頁
產(chǎn)品名稱
機(jī)床
零（部）名稱
撥叉
第 1 頁
材料牌號
HT200
毛坯種類
鑄件
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(shè) 備
工 藝 裝 備
工 時
準(zhǔn)終
單件
10
銑
粗銑右端面A面
銑床車間
2
X52K型銑床
高速鋼端銑刀、游標(biāo)卡尺
20
銑
精銑右端面A面
銑床車間
2
X52K型銑床
高速鋼端銑刀、游標(biāo)卡尺
30
鉆孔
鉆花鍵孔
銑床車間
2
立式擴(kuò)床
Ф20中心鉆、游標(biāo)卡尺
40
孔
擴(kuò)花鍵孔
鉆床車間
2
立式擴(kuò)床
Ф21擴(kuò)孔鉆、游標(biāo)卡尺
50
倒角
倒角2x15°
車床車間
2
轉(zhuǎn)塔式六角車床
45度偏刀、游標(biāo)卡尺
60
拉
拉六齒方型花鍵
拉床車間
2
立式拉床
高速鋼拉刀
70
銑
粗銑上端面B面
銑床車間
2
X62W銑床
高速鋼面銑刀、量塊
80
銑
精銑上端面B面
銑床車間
2
X62W銑床
高速鋼面銑刀、量塊
90
銑
銑800。03mm的槽
鉆床車間
1
X62W銑床
高速鋼直齒精密級三面刃銑刀、量塊
100
銑
銑1800。12mm槽
鉗工車間
1
X62W銑床
高速鋼直齒精密級三面刃銑刀、量塊
110
磨
磨寬為1800。12mm的槽
檢驗車間
磨床
量塊
設(shè)計（日期）
審核（日期）
標(biāo)準(zhǔn)化（日期）
會簽（日期）
標(biāo)記
處記
更改文件號
簽字
日期