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沈陽(yáng)理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 摘 要 本設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)共分兩部分，內(nèi)容包括工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，其中包括零件的分析，分析毛坯余量，工藝規(guī)程設(shè)計(jì)以及一些常用的公式和表格等；另一部分是工藝裝備設(shè)計(jì)，包括夾具設(shè)計(jì)，專用刀具設(shè)計(jì)，專用量具設(shè)計(jì)等。 本論文理論觀點(diǎn)清晰，設(shè)計(jì)特點(diǎn)突出，內(nèi)容詳盡，簡(jiǎn)單易懂。論文的每一部分都是經(jīng)過(guò)我的詳細(xì)分析論證和計(jì)算，每一種設(shè)計(jì)都是有據(jù)可依的。此論文是在催老師的指導(dǎo)下，又經(jīng)過(guò)我的查閱資料，分析計(jì)算，編排匯總而來(lái)。 此論文能夠體現(xiàn)出我的獨(dú)特設(shè)計(jì)風(fēng)格，也能表現(xiàn)出我設(shè)計(jì)此套方案的價(jià)值觀。這也說(shuō)明了我所學(xué)知識(shí)，說(shuō)明我能夠?qū)⒆约旱闹R(shí)更好更充分的運(yùn)用與實(shí)際的工作實(shí)踐中。經(jīng)過(guò)了４年的大學(xué)學(xué)習(xí)，我們是否有所收獲很大程度上都體現(xiàn)在了此次設(shè)計(jì)中，在我們即將走出校門的時(shí)候，我將充分發(fā)揮自己的才能，運(yùn)用自己的知識(shí)為培育我的老師，栽培我的學(xué)校留下自己的設(shè)計(jì)作品。 目錄 緒論――――――――――――――――――――――――（2） 1、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)――――――――――――――――――――（３） １.１ 零件分析―――――――――――――――――――――（３） １.１.１零件的作用―――――――――――――――――――――――― (３) １.１.２零件的工藝分析――――――――――――――――――――――（３） １.２確定毛坯――――――――――――――――――――――（3） １.３工藝規(guī)程設(shè)計(jì)――――――――――――――――――――（5） １.３.１定位基準(zhǔn)的選擇―――――――――――――――――――――――（5） １.３.２制定工藝路線――――――――――――――――――――――――（６） １.３.３選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具―――――――――――――――――（８） １.３.４確定加工余量和主要表面的工序尺寸――――――――――――――（8） １.３.５加工工序設(shè)計(jì)――――――――――――――――――――――――（９） １.３.５.１工序1粗銑底面和工序2精銑底面―――――――――――――（９） １.３.５.２時(shí)間定額計(jì)算――――――――――――――――――――――（９） ２ 、工藝裝備設(shè)計(jì)―――――――――――――――――――（１０） ２.１夾具設(shè)計(jì)――――――――――――――――――――――――――（１０） ２.１.１銑底面夾具設(shè)計(jì)――――――――――――――――――――――（10） ２.１.１. １夾具設(shè)計(jì)的目的和條件―――――――――――――――――（10） 2 .１.１.２ 確定設(shè)計(jì)方案―――――――――――――――――――――（10） ２.１.１.３ 確定并設(shè)計(jì)對(duì)刀元件――――――――――――――――――（１１） ２.１.１.４. 夾緊力的計(jì)算和設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)―――――――――――――（１１） ２.１.１.５ 加工精度分析―――――――――――――――――――――（１１） ２.１.１.６ 夾具體的設(shè)計(jì)――――――――――――――――――――――（１２） ２.１.１.７ 繪制夾具裝配總圖――――――――――――――――――――（１２） ２.１.２鉆底面孔夾具設(shè)計(jì)―――――――――――――――――――――－（１２） ２.１.２.１ 研究原始材料，明確設(shè)計(jì)任務(wù)―――――――――――――――（１２） ２.１.２.２ 確定夾具設(shè)計(jì)方案，結(jié)構(gòu)，繪制結(jié)構(gòu)草圖――――――――――（１２） ２.１.２.２.１ 確定零件的定位方式，選擇定位元件――――――――――（１２） ２.１.２.２.２ 確定并設(shè)計(jì)導(dǎo)向元件―――――――――――――――――（１３） ２.１.２.２.３ 計(jì)算所需夾緊力，設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)――――――――――――（１３） ２.２專用刀具設(shè)計(jì)――――――――――――――――――――――――――（１４） ２.２.１ 設(shè)計(jì)條件和要求――――――――――――――――――――――（１４） ２.２.２ 初選主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)―――――――――――――――――――――（１４） ２.３專用量具設(shè)計(jì)――――――――――――――――――――（１６） ２.３.１ 工件螺紋的牙型尺寸――――――――――――――――――――（１６） ２.３.２ 自文獻(xiàn)(8)表6.4.3查的環(huán)規(guī)公差及截形有關(guān)尺寸――――――――（１６） ２.３.３ 計(jì)算螺紋環(huán)規(guī)的大,中,小徑尺寸―――――――――――――――（１６） 畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)論――――――――――――――――――――――――――――（１７） 致謝―――――――――――――――――――――――――――――――――（1８） 畢業(yè)設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)――――――――――――――――――――――――――(１８) 緒論 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)到了許多課堂上學(xué)不到的知識(shí)，增強(qiáng)了我的實(shí)踐能力和空間想象能力。這次設(shè)計(jì)是為了適應(yīng)本專業(yè)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐的需要，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)，獨(dú)立解決一般機(jī)械類技術(shù)問(wèn)題的能力，樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想和工作作風(fēng)，為社會(huì)培養(yǎng)更多的人才。 本設(shè)計(jì)論文中包括工藝規(guī)程設(shè)計(jì)和工藝裝備設(shè)計(jì)兩大部分。并主要以閥體的工藝規(guī)程設(shè)計(jì)和工藝裝備設(shè)計(jì)為重點(diǎn)，闡述其設(shè)計(jì)原理和方案。我還設(shè)計(jì)了一套與之配套的專用刀具和量具及兩套夾具。在整個(gè)設(shè)計(jì)方案中，力求以經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)來(lái)指導(dǎo)設(shè)計(jì)，并掌握一般夾具，刀具，量具的設(shè)計(jì)方法，使工藝科學(xué)性強(qiáng)，并在此基礎(chǔ)上貫穿了自己的整個(gè)設(shè)計(jì)思想。 在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我得到了催廣臣等老師的熱情指導(dǎo)和幫助，及廣大同學(xué)提出了寶貴的意見(jiàn)，在此對(duì)他們的關(guān)心和幫助表示最衷心的感謝。 　　　　　　　　　　　　　　　　　編者：吳飛 １工藝規(guī)程設(shè)計(jì) １ .１ 零件分析 １.１.１ 零件的作用: 　閥體是東風(fēng)汽車等內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)主要零件, 內(nèi)燃機(jī)通過(guò)該零件的安裝平面既低面與閥體相連,用四個(gè)螺栓固定,實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)車的正確連接,底面上4個(gè)直徑11毫米孔為螺栓連接孔,由于沒(méi)有定位銷定位,故對(duì)它的位置要求0.25毫米。 １.１.２ 零件的工藝分析： 　　　有零件圖可知，其材料為ＱＴ４０－１０，該材料具有較高的韌性、塑性，在低溫下有較低的韌性——脆性轉(zhuǎn)變，溫度及較高的低溫沖擊值，且有一定抗溫度急發(fā)性，耐腐蝕性。適用于承受較好韌性，要求耐腐蝕的零件。該零件的主要加工面為直徑４３、４５、２７、４１的錐孔，Ｍ４８Ｘ２螺紋，直徑２６、２０，Ｍ３２Ｘ２螺紋，直徑３６，２—Ｍ１２螺紋孔，４個(gè)直徑１１孔的底面。底面的加工精度直接影響閥體與其他零件的接觸精度及密封，在加工底面時(shí)，應(yīng)有一定的精度要求。直徑４３凸臺(tái)面是與其他零件的接觸表面，直接影響該零件與其他工件之間的接觸精度。２－Ｍ１２ＭＭ，４個(gè)直徑１１毫米的孔是用于鏈接的表面，在加工它們時(shí)，應(yīng)有一定的精度要求?！? 　　　直徑４１的錐孔是該零件中精度要求最高的表面，因而具有較高的加工精度要求。 　　　由參考文獻(xiàn)１中有關(guān)面和孔加工經(jīng)濟(jì)精度及機(jī)床能達(dá)到的位置精度可知，上述技術(shù)要求是可以達(dá)到的，零件的結(jié)構(gòu)工藝性也是可行的。 １.２ 確定毛坯： 根據(jù)零件材料確定毛坯為鑄件又由設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)已知零間的生產(chǎn)綱領(lǐng)為５０００－１００００件/年，該零件質(zhì)量約為２.８５千克，由參考文獻(xiàn)２表１－４，表１－３可知，其生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，毛坯的鑄造方法選用砂型及其造型。又由于閥體零件的內(nèi)腔及內(nèi)孔均需鑄出，故應(yīng)安放型芯。此外，為消除殘余應(yīng)力，鑄造后應(yīng)安排人工時(shí)效和檢驗(yàn)。參考文獻(xiàn)２表１２－５、表１２－３可知，該種鑄件的尺寸公差等級(jí)ＣＴ為８－１０級(jí)，加工余量等級(jí)ＭＡ為Ｇ級(jí)，?。茫詾椋保凹?jí)，ＭＡ為Ｇ級(jí)?！? 鑄件分型面選擇通過(guò)直徑２６毫米，直徑２７毫米孔軸線且與底面垂直的面，澆冒口位置分別位于底面和直徑４３毫米凸臺(tái)兩側(cè)。參考文獻(xiàn)２表１２－２，用查表法確定各表面的總余量如下表所示： 加工表面 基本尺寸（mm） 加工余量等級(jí) 加工余量數(shù)值(mm) 說(shuō)明 安裝平面 10 G 3.0 側(cè)面：?jiǎn)蝹?cè)加工 直徑26端面 107 G 3.5 側(cè)面：?jiǎn)蝹?cè)加工 直徑27孔 27 H 2.5 孔降一級(jí)，雙側(cè)加工 凸臺(tái)面 10 G 3.0 側(cè)面：?jiǎn)蝹?cè)加工 直徑41孔端面 22 G 3.0 側(cè)面：?jiǎn)蝹?cè)加工 M42X2螺紋 48 G 3.0 側(cè)面：?jiǎn)蝹?cè)加工 直徑35孔 30 H 2.5 孔降一級(jí)，雙側(cè)加工 M33X2螺紋 33 G 3.0 側(cè)面：雙側(cè)加工 直徑20孔 20 H 2.5 孔降一級(jí)，雙側(cè)加工 直徑36外圓 36 G 2.5 側(cè)面：雙側(cè)加工 參考文獻(xiàn)3表12-4得主要毛坯尺寸及公差 主要面尺寸 零件尺寸（MM） 總余量(MM) 毛坯尺寸(MM) 公差CT N底面輪廓尺寸 10 10 1 N底面直徑26 孔端面尺寸 107 3.5 110.5 2 C面距直徑26孔端面尺寸 21 3.0 24.0 1 凸臺(tái)面表面距直徑43空軸線中心尺寸 10 3.0 13.0 1 大孔深 22 3.0 25 1 直徑27孔 27 2.5+2.5 22 1 直徑20孔 20 2.5+2.5 15 1 直徑35孔 35 2.5+2.5 30 1.5 M42X2外徑尺寸 48 3.0+3.0 54 1.5 M33X2外徑尺寸 33 3.0+3.0 39 1.5 直徑36外徑尺寸 36 3.0+3.0 42 1.5 １.３ 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)： １.３.１定位基準(zhǔn)的選擇： 精基準(zhǔn)的選擇：閥體底面是裝配基準(zhǔn)，又是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，用它做精基準(zhǔn)，遵循基準(zhǔn)重合原則，實(shí)現(xiàn)閥體零件一面二孔的定位方式，其余各面和孔的加工也能用它定位，這樣就遵循了基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。此外，底面的面積較大，定位比較穩(wěn)定，夾緊也比較簡(jiǎn)單，可靠，操作方便。 粗基準(zhǔn)的選擇：選擇底面的對(duì)面D面作為粗基準(zhǔn)；1.保證各加工表面均有加工余量的前提下，使重要孔的加工余量盡可能均勻；2.其他零件與閥體有足夠的間隙。 兩定位夾緊方案： 方案一：用D面定位限制3個(gè)自由度，側(cè)面用一個(gè)支撐板限制2個(gè)自由度，這種夾緊方案簡(jiǎn)單，但不適合大批量生產(chǎn)，加工穩(wěn)定性不高。 方案二;在小孔處以銷定位限制兩個(gè)自由度，側(cè)面用3個(gè)支撐釘限制3個(gè)自由度，底面本生限制一個(gè)自由度，這種定位準(zhǔn)確、可靠、隨行夾具簡(jiǎn)單，適用于大批量生產(chǎn)，所以該方案可行。 １.３.２ 制定工藝路線 方案一：根據(jù)各表面加工要求和各種加工方法能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，確定各表面的加工方法如下： 底面： 粗銑——精銑 兩側(cè)面：粗銑 直徑35孔：粗銑 底面孔4-11、4-20： 鉆——锪 直徑41內(nèi)錐孔: 粗車-－半精車－精車 直徑２７大孔：　粗鏜　　　　　?。停矗福兀玻捍周嚕刖嚕嚕ヂ菁y 直徑２０小孔：　粗鏜　　　　　直徑２６孔：　粗鏜　 Ｍ３３Ｘ２：　粗車－半精車－精車－攻螺紋 凸臺(tái)面直徑４３、直徑３５孔：　粗車－半精車 ２－Ｍ１２：　鉆孔－攻螺紋 根據(jù)先面后孔，先主要表面后次要表面，先粗加工后精加工的原則，將底面，兩側(cè)面級(jí)底面空的加工放前面，后鉆４－１１孔，２－１０.２孔，螺紋孔Ｍ４８Ｘ２、Ｍ３３Ｘ２、２－Ｍ１２等次要表面放在最后加工。 工序過(guò)程排列如下： 方案一： 工序號(hào) 工序內(nèi)容 鑄造 時(shí)效 涂漆 1 粗銑底面 2 精銑底面 3 銑兩側(cè)面 4 鉆底面孔4——11，锪盤4——22 5 車大孔，車端面，車直徑27內(nèi)孔，車直徑41錐孔，粗車直徑48外圓，半精車直徑48外圓，精車直徑48外圓，倒1.5X45度角，車半徑3毫米圓弧，車M48X2螺紋 6 車小孔（車端面，車直徑20內(nèi)孔，車直徑36外圓，車直徑33外圓，車3.5溝槽，倒1X45度角，倒1.5X45度角，車M33X2螺紋） 7 車凸臺(tái)面（車直徑43端面，車直徑43外圓，車直徑35內(nèi)孔） 8 鉆凸臺(tái)面孔（鉆2——10.2孔） 9 攻絲2——M12 10 成品檢查 方案二： 工序號(hào) 工序內(nèi)容 鑄造 時(shí)效 涂漆 1 車底面 2 銑兩側(cè)面 3 鉆底面孔4——11，锪盤4——22 4 車大孔，車端面，車直徑27內(nèi)孔，車直徑41錐孔，倒1.5X45度角，車半徑3毫米圓弧 5 粗車直徑48外圓，車M48X2螺紋 6 車小孔（車端面，車直徑20內(nèi)孔，車直徑36外圓，車3.5溝槽，倒1X45度角，倒1.5X45度角） 7 粗車直徑33外圓，車M33X2螺紋 8 車凸臺(tái)面（車直徑43孔，車直徑35孔） 9 鉆凸臺(tái)面孔） 10 攻絲2——M12 11 成品檢查 方案二所制定的工序存在許多問(wèn)題，，須進(jìn)一步討論。如車底面，因工件和夾具的寸較大，在臥式車床上加工時(shí)，它們的慣性力較大，平衡較空難，又由于底面不是連續(xù)的圓環(huán)面，車削中出現(xiàn)斷續(xù)切削，容易引起工藝系統(tǒng)的震動(dòng)，故改用銑削加工較好。工序4、5、6、7都分別采用車削，它們應(yīng)該采用工序集中原則，因此方案一比較好。 １.３.３ 選擇加工設(shè)備及刀、夾、量具： 由于生產(chǎn)類型為大批生產(chǎn)，所以加工設(shè)備以通用機(jī)床為主，工件在各機(jī)床上的裝卸及各機(jī)床間的傳送均由人工完成。 銑底面：考慮到工件的定位夾緊方案及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等問(wèn)題，采用立銑，選擇X53K立銑床，參考文獻(xiàn)2表4——3，選擇直徑50毫米的立銑刀，專用夾具和游標(biāo)卡尺。 銑兩側(cè)面：采用立銑，選擇銑床X53K，直徑53毫米的立銑刀，銑夾具和游標(biāo)卡尺。 鉆底面孔：采用搖臂鉆床Z35,選擇直徑11毫米的錐柄麻花鉆，锪盤專用夾具、專用夾具和游標(biāo)卡尺。 車大孔:采用CA6140,選擇端面車刀，45度彎頭車刀，外圓車刀，螺紋車刀，游標(biāo)卡尺，螺紋量規(guī)和專用夾具。 車小孔：采用CA6140,選擇端面車刀，45度彎頭車刀，外圓車刀，螺紋車刀，游標(biāo)卡尺，螺紋量規(guī)和專用夾具。 車凸臺(tái)面：采用CA6140,選擇端面車刀，45度彎頭車刀，外圓車刀，螺紋車刀，游標(biāo)卡尺，專用夾具。 鉆凸臺(tái)面孔：采用搖臂鉆床Z35，選擇直徑10.2毫米鉆頭，游標(biāo)卡尺，專用夾具。 攻絲2——M12：采用搖臂鉆床Z35，選擇M12X1的機(jī)用絲錐，選擇螺紋量規(guī)，絲錐專用夾具。 成品檢查：檢查主要尺寸,選擇游標(biāo)卡尺，螺紋量規(guī)和角度尺。 １.３.４ 確定加工余量和主要表面的工序尺寸 根據(jù)參考文獻(xiàn)1 直徑41錐孔，半精膛，工序余量Z=1.7mm 直徑27mm孔，粗鏜，工序余量Z=2.5mm 直徑26mm孔，粗鏜，工序余量Z=6mm 直徑20mm孔：粗車，工序余量Z=5mm 直徑35mm孔：粗車，工序余量Z=5mm 直徑43mm凸臺(tái)面：粗車，工序余量Z=7mm 平面：粗車，工序余量Z=2mm １.３.５ 加工工序設(shè)計(jì) １.３.５.１工序1粗銑底面和工序2精銑底面： 查文獻(xiàn)1表13——27平面加工余量，的精加工余量Z1JING WEI 1.0mm,知1面總余量Z1總為3mm故粗加工Z1粗=3-1=2mm 查文獻(xiàn)1表4—21得粗加工公差等級(jí)為T11,其公差T粗=0.24mm 校核精銑余量：Z1精 Z1精min=X1粗min-X1精min=(11-0.24)-(10+0.035)=0.725mm＜1mm―――――１．１ 故余量足夠。 參考文獻(xiàn)1表14-69，取粗銑的每齒進(jìn)給量Fｚ為０.３ｍｍ/r,粗銑走刀一次，Ａｐ＝３ｍｍ，精銑走刀一次，Ａｐ＝１．０ｍｍ ｉｎ，相應(yīng)切削速度分別為： Ｖ粗＝3.14D/1000=3.14X125X150/1000=58.88ｍ／ｍｉｎ――――――――――１．２ Ｖ精＝３.１４ＮＤ/1000=3.14X125X300/1000=117.75m/min―――――――――１．３ １.３.５.２時(shí)間定額計(jì)算 (1)機(jī)動(dòng)時(shí)間： 粗銑：T1=(L+L1+L2)/FmI――――――――――――――――――――１．４ 取L1=3min L2=32min T1=115+32+3/0.3X1500=0.33mim 精銑：T2=(L+L1+L2)/FmI―――――――――――――――――――１．５ 取L1=3min L2=32min T2=115+32+3/0.5X300=1min 所以機(jī)動(dòng)時(shí)間T=T1+T2=0.33+1=1.33min (2)輔助時(shí)間 參考文獻(xiàn)4表2-5確定如下： 操作內(nèi)容 每次所需時(shí)間 粗銑 精銑 操作次數(shù) 時(shí)間min 操作次數(shù) 時(shí)間min 主軸變速 0.025 1 0.025 變換進(jìn)給量 0.025 1 0.025 1 0.025 卡尺測(cè)量 0.1 1 0.1 1 0.1 開(kāi)停車 0.015 主軸運(yùn)轉(zhuǎn) 0.02 清除銑削 0.04 各工步輔助時(shí)間分別為:粗銑:0.125min,精銑:0.15min裝卸工件時(shí)間參數(shù)取1.5min。 所以輔助時(shí)間： Ta=0.125+0.15+1.5X2=3.275min (3)作業(yè)時(shí)間: Tb=Ta+T1=3.275+1.33=4.605min (4)布置工地時(shí)間Ts,參考文獻(xiàn)(1)取a=3% 則:Ts=Tb*a=4.608x3%=0.138min (5)休息與生理需要時(shí)間Tr: 參考文獻(xiàn)(1)取B=3%,則Tr=Tb*B=4.608X3%=0.138min (6)準(zhǔn)備與終結(jié)時(shí)間Te,取各部分時(shí)間為: 中等件:33min 對(duì)刀:7min ２工藝裝備設(shè)計(jì) ２.１ 夾具設(shè)計(jì) ２.１.１ 銑底面夾具設(shè)計(jì) ２.１.１.１ 夾具設(shè)計(jì)的目的和條件: 設(shè)計(jì)第五道工序粗銑、精銑安裝平面的銑夾具。該夾具選擇用機(jī)床型號(hào)為X30K。 ２.１.１.２ 確定設(shè)計(jì)方案： 由于該道工序是機(jī)械加工的第一道工序，要進(jìn)行粗基準(zhǔn)的選擇。夾具設(shè)計(jì)必須遵循夾具設(shè)計(jì)方案的原則即“在確保加工質(zhì)量的前提下，結(jié)構(gòu)竟可能簡(jiǎn)單，操作省力，高效，安全，經(jīng)濟(jì)合理，并盡量采用標(biāo)準(zhǔn)元件”。 根據(jù)以上，擬定方案如下： 方案一：選用D面作為主要定位表面限制3個(gè)自由度，再以側(cè)面輔以定位，限制2個(gè)自由度，再在前后方向上用一個(gè)支撐釘限制1個(gè)自由度。主軸順時(shí)針正轉(zhuǎn)進(jìn)行銑削加工。在側(cè)面用一壓板壓緊，運(yùn)用聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)一次加工兩個(gè)工件，夾緊力由液壓缸通過(guò)拉桿提供。 方案二：以小孔內(nèi)圓毛坯面及端面定位，再輔以側(cè)面定位。其中長(zhǎng)定位心軸及小孔端面限制了4個(gè)自由度，側(cè)面定位限制2個(gè)自由度，在側(cè)面方向上采用螺栓施加夾緊力。 對(duì)以上兩種方案進(jìn)行分析比較如下： 方案一：由于定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，沒(méi)有基準(zhǔn)不從合誤差，當(dāng)毛坯鑄造精度不高時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生安裝平面與小孔軸線不垂直的缺陷，不易保證孔加工余量均勻，定位元件尺寸較小，剛性較差，手動(dòng)夾緊，輔助時(shí)間長(zhǎng)，工人勞動(dòng)強(qiáng)度高，生產(chǎn)率較低，但便于設(shè)計(jì)和制造，成本較低，適用于小批量生產(chǎn)。 方案二：所選定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合，存在的不重合誤差不易保證，各孔的加工余量均勻，由于心軸定位并承受主要切削力，心軸尺寸不大，易變形，但采用液壓夾緊時(shí)，輔助時(shí)間短，一次加工兩個(gè)元件減少了作業(yè)時(shí)間，工人勞動(dòng)強(qiáng)度低，生產(chǎn)率也高，其設(shè)計(jì)制造較復(fù)雜，要求較高，適用于大批量生產(chǎn)。 綜上，優(yōu)先選用方案一。 ２.１.１.３ 確定并設(shè)計(jì)對(duì)刀元件： 為迅速正確地確定銑刀與工件的相對(duì)位置，設(shè)置了塊。借助平塞尺進(jìn)行對(duì)刀，控制端銑刀的中心位置和銑削深度，對(duì)刀塊安裝在夾具體上。 ２.１.１.４ 夾緊力的計(jì)算和設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)： （1）夾具選用液壓裝置夾緊，用一根定位心軸連接液壓缸缸桿，帶動(dòng)連接在心軸上的壓板夾緊工件。 （2）夾緊力的計(jì)算： 粗銑時(shí)切向切削力Py為最大 銑削切削力，由參考文項(xiàng)（5）表1-29得： Py=490TSzDBZ T－銑削深度 取T=2 S－每齒進(jìn)給量 S=0.3 D－銑刀直徑 D=120 B－銑削寬度 B=115 Z－齒數(shù) Z=12 所以：Py=2876.89N ２.１.１.５ 加工精度分析： （1）夾具外形的最大輪廓尺寸為：605X196X233mm （2）與安裝有關(guān)的技術(shù)要求△A： 由于銑床夾具是依靠夾具體底面和定位鍵側(cè)面與機(jī)穿工作臺(tái)的平面T形槽連接，對(duì)安裝平面的加工尺寸無(wú)影響故△A=0 （3）對(duì)刀誤差△T： △T=△S+△h △S-塞尺的制造誤差 △h-對(duì)刀塊工作到定位元件的尺寸公差 △T=0.018=0.036=0.054mm (4)制造誤差△Z: 由夾具總圖的技術(shù)要求可知: △Z=0.05mm ２.１.１.６ 夾具體的設(shè)計(jì): 由于工件形狀復(fù)雜且不規(guī)則,夾緊選用的是液壓連動(dòng)夾緊,故選擇鑄造夾具體為宜底座設(shè)有兩個(gè)耳座槽,用T形螺栓固定與銑床工作臺(tái)上,在中間最遠(yuǎn)距離處安裝有兩個(gè)定向件,用以確定夾具與刀具的正確位置。 ２.１.１.７ 繪制夾具裝配總圖： 此銑床夾具的裝配總圖上應(yīng)將定位襯套，液壓夾緊裝置，輔助支撐與夾具體的連接表達(dá)清楚。 ２.１.２鉆底面孔夾具設(shè)計(jì) ２.１.２.１ 研究原始材料，明確設(shè)計(jì)任務(wù)： 根據(jù)任務(wù)書(shū)可知此零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為5000-10000件/年，根據(jù)零件的工藝規(guī)程和本工序的具體要求及前后工序的相互聯(lián)系，可知本工序所選用的刀具為鉆頭，要選用一把平挫，量具用游標(biāo)卡尺，由于被加工孔是均勻分布在同一圓周上的平行孔系，所以采用固定式鉆模在搖臂鉆床在Z35上進(jìn)行加工。 ２.１.２.２ 確定夾具設(shè)計(jì)方案，結(jié)構(gòu)，繪制結(jié)構(gòu)草圖： 在確定夾具設(shè)計(jì)方案時(shí)應(yīng)根據(jù)夾具設(shè)計(jì)的基本原則：在確保零件的加工質(zhì)量基礎(chǔ)上，結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單，操作方便高效，制造成本低廉，綜合分析。 ２.１.２.２.１ 確定零件的定位方式，選擇定位元件： 在分析零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，尺寸，精度，數(shù)量的基礎(chǔ)上，根據(jù)6點(diǎn)定位原則，結(jié)合實(shí)際加工精度的要求，選擇以工件的外圓表面，所加工的4個(gè)小孔中心軸線所在的平面及側(cè)面作為定位基面。在工件的外圓表面用一V型塊實(shí)現(xiàn)定位，由于所用的是短V型快，因而用它定位限制了兩個(gè)自由度，定位支撐板用圓銑刀銑成圓形，由于該支撐板圓環(huán)部分較大，因而用它定位限制了3個(gè)自由度，為使該夾緊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)完全定位，再在側(cè)面用一支撐釘定位限制另一自由度，從而實(shí)現(xiàn)工件的完全定位。 ２.１.２.２.２ 確定并設(shè)計(jì)導(dǎo)向元件： 為了迅速，準(zhǔn)確地確定刀具與夾具的相對(duì)位置，鉆模上設(shè)計(jì)引導(dǎo)刀具且防止其在加工過(guò)程中發(fā)生偏移的元件——鉆套，由于所加工的孔為均布于同一圓表面的4個(gè)孔，故選用4個(gè)鉆套，用以保證被加工孔的位置精度及提高工藝系統(tǒng)的剛度。 ２.１.２.２.３計(jì)算所需夾緊力，設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)： （1） 由于工件質(zhì)量不大，產(chǎn)量為批量生產(chǎn)，所以采用手動(dòng)夾緊裝置。 選擇用夾角成120度的V型塊夾緊工作，為了裝卸工件方便，需要V型塊在X方向上能夠平移，所以采用壓緊螺釘與V型塊相連，在支撐的槽內(nèi)實(shí)現(xiàn)X方向的平移，把帶孔滾花螺母與壓緊螺釘相連，承受主要夾緊力，在側(cè)面輔助夾緊的支撐釘定位方向上用一球形夾緊螺栓夾緊，從而實(shí)現(xiàn)工件的手動(dòng)夾緊。 （2） 計(jì)算夾緊力： W=2QL/［Dtg(a+&)+rtga2］―――――――――――２．１ W－夾緊力 Ｑ－原始作用力一般?。福埃保埃埃? Ｌ－作用力臂，一般?。蹋剑保磀 D－螺紋中徑 a－螺紋升角，?。扯? ＆－螺紋處摩擦角，?。玻岸? a2－螺釘端部與Ｖ型塊的摩擦角 r－螺釘端部與Ｖ型塊的當(dāng)量摩擦半徑 把以上數(shù)據(jù)代入公式得：Ｗ＝３４４００Ｎ 為了保證工件裝夾可靠，因?qū)⒗碚搳A緊力乘以安全系數(shù)Ｋ，Ｋ值由手冊(cè)查得，一般?。?５－２.５．所以Ｋ２＝２.５Ｘ３４４００＝８６０００Ｎ 滿足夾緊力要求,所以此裝置可行。 （3） 夾具體的設(shè)計(jì)： 夾具體須將定位，導(dǎo)向，夾緊裝置連接成一體，并能正確地安裝在機(jī)床上。此方案采用鑄造夾具體的鉆床夾具。此方案安裝穩(wěn)定，成本較低，生產(chǎn)率高，夾緊可靠。 （４） 繪制夾具裝配總圖： 鉆模的裝配總圖上應(yīng)將定位V型塊，定位支撐板及鉆模板與夾具體的連接及夾緊部分的連接表達(dá)清楚。 裝配總圖中定位用的V型快，用兩個(gè)螺釘與夾具體連接，定位支撐板用3個(gè)螺釘與夾具體相連，并且支撐板用圓銑刀銑成圓弧形起防轉(zhuǎn)作用，鉆模板與夾具體用4個(gè)內(nèi)六角圓柱頭螺釘和4個(gè)銷釘連接。夾緊裝置用V型塊夾緊工作，用壓緊螺釘伸入V型塊內(nèi)，可使V型塊在支板的槽內(nèi)沿X方向平移，以至于裝卸工件。夾具裝配時(shí)，待轉(zhuǎn)模板位置調(diào)整準(zhǔn)確后再擰緊螺釘，然后配鉆，鉸銷釘孔，打入銷釘定位。 裝配總圖中鉆套孔徑的尺寸和公差應(yīng)根據(jù)刀具的種類和被加工孔的尺寸精度而定。由于此工序中選用的刀具是由于此工序中選用的刀具是標(biāo)準(zhǔn)的尺寸刀具，所以鉆套內(nèi)徑按及軸制選取。刀具與鉆套為間隙配合，鉆套孔徑按F7制造。 （５） 加工精度分析： （1） 夾具外形的最大輪廓尺寸為： 347X242X189mm (2)夾局的的定位誤差△D: △D=0.1XCOS45/2SIN60=0.0408mm (3)夾具安裝誤差△A: 由于鉆模的安裝基面為平面,所以△A=0 (4)夾具制造誤差△Z: 由夾具裝配總圖中的技術(shù)要求可知△Z=0.006mm ２.２ 專用刀具設(shè)計(jì)： ２.２.１ 設(shè)計(jì)條件和要求： 工件材料：QT42-10,工作寬度a=115mm,加工余量是3-4 mm,表面粗糙度Ra=3.2um,銑床功率足夠,要求設(shè)計(jì)硬質(zhì)合金右切端銑刀。 ２.２.２ 初選主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 孔徑D根據(jù)銑刀受力大小及主軸尺寸，取D=30mm。 序號(hào) 項(xiàng)目 數(shù)據(jù)來(lái)源或公司計(jì)算 結(jié)果 1 銑刀直徑D D=(1.4-1.6)Ae=1.4X115=161mm 參考文獻(xiàn)（7）表3.5.15 D=160mm 2 銑刀厚度B 參考文獻(xiàn)（7）表3.5.15 B=60mm 3 銑刀齒數(shù)Z Z=(0.04-0.062)D=0.05X160=8 Z=8 4 刀齒尺寸、截面 尺寸HXB、伸出量h、 刀片型號(hào) 參考文獻(xiàn)（7）表3.5.15 HXB=14X20 h=12mm D115Z 5 確定端銑刀的幾何角度； 前角r后角a1副后角a; 刀傾角J; 主偏角K,負(fù)偏角K1 參考文獻(xiàn)（7）表3.5.18 R=5 a1= a=10 J=-15 K=60;K1=10 6 計(jì)算刀槽位置參數(shù)；刀槽斜角B; 偏距e;刀槽傾角S;刀體端面上刀槽底距銑刀軸線的距離H Tgr=tgr1*sink-tgl*cosk= tg5*sin60-tg(-15)*cos60=0.2097; Tgr=tgr1*cosk-tgl*sink= tgr5*cos60-tg(-15)*sin60=-0.1883 TgB=tgr2*cosr3 =tgr(-10.66)*cosr11.85=-0.1842 E=2/dsir3+htgB+H/cosB=160/2sin11.85+12tg(-10.44)+14/cos(-10.44)= 28.453 參考文獻(xiàn)（7）表3.5.18 M=B/2=20/2=10mm H=(D/2cosr3-h/cosBtgs-m/coss)coss1-(d/2sinr3+tgb)sins1=(160/2cos11.85-12/cos(-10.44)tg10-10/cos10)cos1.83-(160/2sin11.85+12tg(-10.44))sin1.83=65.5mm K=60; K1=10; R3=11.85; R2=-10.66 B=10.44; E=28.453mm; S=10; S1=1.83; m=10mm; h=63.5mm 7 刀齒幾何角度的計(jì)算 8 刀體外直徑 9 刀齒夾固形式及尺寸 ２.３ 專用量具設(shè)計(jì): ２.３.１ 工件螺紋的牙型尺寸: 螺距P=3mm es=-0.048mm Td=0.2mm Td1=0.375mm ２.３.２ 自文獻(xiàn)(8)表6.4.3查的環(huán)規(guī)公差及截形有關(guān)尺寸: Tr=14um Tcp=8um m=15um Zr=2um Wgo=16um Wng=12um Tpl=9um 自表4.6.4查得 Ta/2=9分 Ta1/2=13分 自表4.6.5中查得:Tp=0.005mm 自表4.6.6中查得:bmax=0.4mm Rmax=0.217mm 自表4.6.7中查得:F1=0.3mm F2=0.45mm b3=1±0.08mm 自表4.6.8中查得S=0.08mm(偏移量) 自表4.6.9中查得:h3=0.73±0.208 同一齒槽兩牙側(cè)面牙型高度的最大差值0.28mm Tr---通端和止端螺紋環(huán)規(guī)的中徑公差 Tcp---校對(duì)環(huán)規(guī)的中徑公差 m--- 由通端和止端螺紋環(huán)規(guī)的中徑公差帶的中心線分別到ZT,TT中徑公差帶中心線間的距離 Zr由通端螺紋環(huán)規(guī)公差帶的中心線到ZT,到工件外螺紋中徑上偏差之間的距離 Td---工件外螺紋大徑公差 Wgo---由通端螺紋公差帶的中心線到其磨損極限之間的距離 Wng---由止端螺紋公差帶的中心線到其磨損極限之間的距離 Tpl---通端和止端螺紋環(huán)規(guī)的中徑公差 ２.３.３ 計(jì)算螺紋環(huán)規(guī)的大,中,小徑尺寸 自文獻(xiàn)(8)表4.6.10查得通端螺紋環(huán)規(guī):大徑≥D+es+Tpl=33-0.048+0.009=32.961mm 具有間隙槽寬Bmax=0.4mm 中徑≥(D2+es-ZR)±TR/2=(32-0.048-0.002)±0.014/2=31.95±0.007mm 磨損極限尺寸： (D2+es-ZR)+Wgo=31.95+0.016=31.966mm――――――――――２．２ 小徑≥(D1+es-ZR)±TR/2=（31-0.048）±0.014/2=30.952±0.007mm 止端螺紋環(huán)規(guī): 大徑≥d+es+Tpl=33-0.048+0.009=32.961mm 具有間隙槽寬b3=1±0.08mm 中徑≥(d2+es-Td2-Tr/2) ±TR/2=(32-0.048-0.2-0.014/2) ±0.014/2=31.745±0.007mm 磨損極限尺寸： (d2+es-Td2-Tr/2 中徑≥(D2+es-ZR)±TR/2=(32-0.048-0.002)±0.014/2=31.95±0.007mm 畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)論 經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的努力，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了，它是我們4大學(xué)生活的尾聲，但也是非常重要的結(jié)局。畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)學(xué)生而言是我們對(duì)4年所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用和實(shí)踐，對(duì)學(xué)校，對(duì)老師而言是對(duì)學(xué)生的全面考察。 這些日子的畢業(yè)設(shè)計(jì)使我對(duì)設(shè)計(jì)工作有了一個(gè)更深刻，更全面的認(rèn)識(shí)，也使我深深的愛(ài)上了設(shè)計(jì)工作。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我開(kāi)始真正的設(shè)計(jì)工作的第一步，它不僅培養(yǎng)了我對(duì)設(shè)計(jì)工作的興趣，也使我有了一個(gè)好的設(shè)計(jì)開(kāi)端。機(jī)械設(shè)計(jì)工作復(fù)雜煩瑣，是一項(xiàng)有高深難度的腦力勞動(dòng)，不僅要求設(shè)計(jì)工作者有非常豐富的設(shè)計(jì)知識(shí)，還要求設(shè)計(jì)工作者有積極創(chuàng)新的空間想象能力，同時(shí)設(shè)計(jì)者也必須在設(shè)計(jì)工作中能夠做到認(rèn)真負(fù)責(zé)。 通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我提高了自身分析和解決問(wèn)題的能力，使我實(shí)現(xiàn)了從理論向?qū)嵺`的過(guò)度，同時(shí)也進(jìn)一步加深了我對(duì)以前所學(xué)知識(shí)的理解。在以后走出校門的歲月里我會(huì)更加努力的，我一定會(huì)做一名合格的設(shè)計(jì)者的。 致謝 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我學(xué)到了很多書(shū)本上無(wú)法學(xué)到的知識(shí)，鍛煉了我獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)，獨(dú)立解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)了我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的濃厚興趣。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我更堅(jiān)定了自己對(duì)設(shè)計(jì)工作的信念，我相信此次設(shè)計(jì)工作對(duì)我的一生都會(huì)有深遠(yuǎn)的影響。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我得到的催廣臣老師的熱情指導(dǎo)，催老師不遺余力的幫助使我能夠順利完成此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，在此我向催老師表示最忠心的感謝，同時(shí)我也感謝學(xué)校為我們的設(shè)計(jì)工作提供了便利的條件。 畢業(yè)設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn) （1）鄭修本，馮冠大主編 《機(jī)械制造工藝學(xué)》 機(jī)械工業(yè)出版社 （2）許堅(jiān)，張崇德主編 《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》 東北大學(xué)出版社 （3）張龍勛主編 《機(jī)械制造工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)及習(xí)題》機(jī)械工業(yè)出版社 （4趙如福主編 《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》 上?？萍汲霭嫔? （５）文廣成主編《刀具課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》 東北大學(xué)出版社 （６）李慶壽編 《機(jī)械制造工藝裝備設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》 寧夏人民出版社 （７）《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》修訂組編《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》　上?？萍汲霭嫔? （８）周誦明編　《畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》　　華中理工人學(xué)出版社　 19 夾具定位規(guī)劃中完整性評(píng)估和修訂 CAM實(shí)驗(yàn)室，機(jī)械工程學(xué)系，伍斯特理工學(xué)院研究院，100路，伍斯特，碩士01609，美國(guó) 2004年9月14日收稿;2004年11月9日修訂;2004年11月10日發(fā)表 摘 要 幾何約束是夾具設(shè)計(jì)中最重要的考慮因素之一。確定位置的解析擬訂已發(fā)達(dá)。然而，如何分析和修改在實(shí)際夾具設(shè)計(jì)實(shí)踐過(guò)程中的一個(gè)非確定性的定位計(jì)劃尚未深入研究。在本文中，提出了一種方法來(lái)描述在限制約束下的重點(diǎn)夾具系統(tǒng)的幾何約束狀態(tài)。一種限制約束下?tīng)顟B(tài)，如果它存在，可以識(shí)別給定定位計(jì)劃?？梢宰詣?dòng)識(shí)別工件的所有限制約束下約束狀態(tài)的提案。這有助于改善逆差定位計(jì)劃，并為修訂提供指引，以最終實(shí)現(xiàn)確定性的定位。 關(guān)鍵詞：夾具設(shè)計(jì);幾何約束;確定性定位;限制約束;過(guò)約束 1.介紹 夾具是用于制造工業(yè)進(jìn)行工件牢固定位的一種機(jī)制。在零件加工過(guò)程中規(guī)劃一個(gè)關(guān)鍵的第一步，夾具設(shè)計(jì)需要，以確保定位精度和三維工件的精度。 3-2-1原則，在一般情況下，是最廣泛使用的指導(dǎo)原則發(fā)展的位置計(jì)劃。 V型塊和銷孔定位原則也常用。 一個(gè)加工夾具定位方案必須滿足一些要求。最基本的要求是，必須提供工件確定的位置。這種觀點(diǎn)指出，定位計(jì)劃生產(chǎn)的確定位置，工件不能移動(dòng)，而至少有一個(gè)定位不會(huì)失去聯(lián)系。這一直是夾具設(shè)計(jì)的最根本的準(zhǔn)則之一，許多研究人員關(guān)于幾何約束狀態(tài)的研究表明，工件在任何定位計(jì)劃分為以下三個(gè)類別： 1、良好的約束（確定性）：工件在一個(gè)獨(dú)特的位置進(jìn)行配合，工件表面與6個(gè)定位器取得聯(lián)系。 2、限制約束：不完全約束工件的自由度。 3、過(guò)約束：工件自由度超過(guò)6定位的制約。 在1985年,淺田[1]提出了滿秩為準(zhǔn)則雅可比矩陣的約束方程,基于分析形成了調(diào)研后,確定定位。周等[2]在1989年制定了在確定性定位問(wèn)題上使用螺旋理論。結(jié)果表明,定位矩陣的定位需要壓力滿秩達(dá)到確定的位置。該方法的確定通過(guò)無(wú)數(shù)的研究。王等[3]考慮定位工件的接觸的影響，而采用點(diǎn)接觸面積。他們介紹了接觸矩陣，并指出，兩個(gè)接觸的機(jī)構(gòu)不應(yīng)該有平等的，但在接觸點(diǎn)曲率相反?？柹璠4]認(rèn)為，可能沒(méi)有足夠的應(yīng)用，如一些不是非棱柱的表面或相對(duì)誤差近似的非小線性。他提出一個(gè)二階泰勒展開(kāi)，其中也考慮到定位誤差相互作用。馬林和費(fèi)雷拉[5]應(yīng)用周對(duì)3-2-1的位置擬訂，制定若干按照規(guī)則的規(guī)劃。盡管眾多的位置上的確定分析研究很少注意非確定性分析的位置。 在淺田的擬定方案中,他們假設(shè)工件夾具元件和點(diǎn)之間的聯(lián)絡(luò)無(wú)阻力。理想的位置q*,而應(yīng)放置工件表面和分片，可微函數(shù)是gi(見(jiàn)圖1)。 表面函數(shù)定義為:gi(q*)=0是確定的,應(yīng)該有一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的解決方案為下列所有定位方程組。 gi(q)=0,i=1,2,...,n (1) 其中n是定位器的位置與方向,代表了工件的定位和方向。 只有考慮到目標(biāo)位置q*附近在處: 淺田表明 (2) hi是幾何函數(shù)的雅可比矩陣，矩陣式所示（3）。確定定位 如果雅可比矩陣滿秩，可滿足要求。 (2)只有q=q*一個(gè)解決辦法 (3) 在1個(gè)3-2-1定位計(jì)劃中，一個(gè)約束方程的雅可比矩陣的滿秩的約束狀態(tài)如表1所示。如果定位是小于6，工件是限制約束的，即存在至少有一個(gè)工件自由定位議案不受限制的。如果矩陣滿秩，但定位大于6定位，工件是過(guò)約束，這表明存在至少一個(gè)定位等;而幾何約束工件被刪除不影響的狀態(tài)。找出一個(gè)模型除了3-2-1,可以建立基準(zhǔn)框架提取等效的定位點(diǎn)。胡等[6]已經(jīng)發(fā)展出一種系統(tǒng)的方法,對(duì)這個(gè)用途。因此,這則能適用于所有的定位方案。 圖1 .夾具系統(tǒng)模型。 表1 等級(jí) 數(shù)量的定位 地位 <6 - Under-constrained =6 =6 Well-constrained =6 >6 Over-constrained 康等[7]遵循這些方法和他們實(shí)施制定的幾何約束分析模塊其自動(dòng)化的計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)的核查制度。他們的CAFDV系統(tǒng)可以計(jì)算出雅可比矩陣和它的排名來(lái)確定定位的完整性。它也可以分析工件的位移和靈敏度定位錯(cuò)誤。熊等人[8]提出的等級(jí)檢查方法的定位矩陣WL(見(jiàn)附件)。他們還介紹了左/右邊的定位矩陣廣義逆理論,分析了工件的幾何誤差。結(jié)果表明,定位及發(fā)展方向誤差ΔX和位置誤差Δr的工件定位相關(guān)如下: Under-constrained:ΔX=WLΔr, (4) Well-constrained :ΔX=(WTLWL)-1WLTΔr, (5) Over-constrained:ΔX=WLT(WTLWL)-1Δr+(I6*6-WLT(WTLWL)-1WL)λ, (6) λ是任意一個(gè)向量。 他們還介紹了從這些矩陣的幾個(gè)指標(biāo)，評(píng)價(jià)定位配置，其次是通過(guò)約束非線性規(guī)劃的優(yōu)化。然而，他們的研究分析，不涉及非確定性定位的修訂。目前，還沒(méi)有就如何處理與提供確定的位置的夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研究。 2.定位完整性評(píng)價(jià) 如果不確定性的位置達(dá)到夾具系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，設(shè)計(jì)師知道約束狀態(tài)是什么，以如何改善設(shè)計(jì)是非常重要的條件。如果夾具系統(tǒng)是過(guò)度約束，是理想定位需要的不必要的信息。而下約束時(shí)，所有有關(guān)知識(shí)約束工件的議案，可以引導(dǎo)設(shè)計(jì)師選擇額外的定位或使得修改定位計(jì)劃更有效。的總體戰(zhàn)略定位計(jì)劃表征幾何約束的狀態(tài)描述圖 2。 在本文中,定位矩陣秩的幾何約束的施加評(píng)價(jià)狀態(tài)(見(jiàn)附件為獲得的定位矩陣)。確定需要六個(gè)定位器定位提供矩陣的滿秩定位WL: 如圖3所示,在給定的定位器數(shù)量n,定位法向量[ai,bi,ci]和定位的位置[xi,yi,zi] 每一個(gè)定位器,i=1,2,.....,n,n*6定位矩陣可以確定如下: （7） 當(dāng)?shù)燃?jí)（WL）=6，n=6時(shí)，是工件良好約束。 當(dāng)?shù)燃?jí)（WL）=6，n>6時(shí);是工件過(guò)約束。 這意味著（n-6）有不必要的定位在定位方案上。工件將不存在限制（n-6）定位器。這種狀態(tài)的數(shù)學(xué)表示方法,那就是（n-6）在定位向量矩陣,可表示為線性組合的其他六行向量。 圖2 幾何約束狀態(tài)描述 圖3一個(gè)簡(jiǎn)化的定位方案。 定位方案，提供了確定性的位置。發(fā)達(dá)國(guó)家的算法使用下列方法確定不必要的定位： 1、找到所有的（n-6）組合定位的。 2、為每個(gè)組合,從（n-6）定位器確定定位方案。 3、重新計(jì)算矩陣秩的定位為左六個(gè)定位器。 4、如果等級(jí)不變,被刪除的(n-6)定位器是負(fù)責(zé)過(guò)約束狀態(tài)。 這種方法可能會(huì)產(chǎn)生多種解決方案，并要求設(shè)計(jì)師來(lái)決定哪一套不必要的定位應(yīng)該被刪除以最佳定位性能。 當(dāng)?shù)燃?jí)（WL）<6,工件的限制約束。 參考文獻(xiàn) [1] Asada H, By AB.。自動(dòng)重構(gòu)夾具的柔性裝配夾具的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。 IEEE J機(jī)器人autom1985; RA-1:86-93。 [2] zhou YC，Chandru V，Barash MM。加工裝置的自動(dòng)配置的數(shù)學(xué)方法分析和綜合。反ASME J英工業(yè)1989;111:299-306。 [3] Wang MY, Liu T, Pelinescu DM.。夾具運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的基礎(chǔ)上充分接觸剛體模型。 J制造業(yè)│科學(xué)與工程2003;125：316-24。 [4] Carlson JS。剛性零件的裝夾和定位計(jì)劃的二次靈敏度分析“。 ASME J制造業(yè)│2001年科學(xué)與工程;123（3）：462-72。 [5] Marin R, Ferreira P.確定性3-2-1定位計(jì)劃的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和綜合加工裝置。 ASME J制造業(yè)│科學(xué)與工程2001年;123:708-19。 [6] Hu W.設(shè)置規(guī)劃和公差分析。博士論文中，伍斯特理工學(xué)院;2001年。 [7] Kang Y, Rong Y, Yang J, Ma W.計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)驗(yàn)證。大會(huì)Autom2002;22:350-9。 [8] Rong KY, Huang SH, Hou Z.先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)。波士頓：愛(ài)思唯爾;2005年。