電子衡器內(nèi)部傳感器的夾具設(shè)計(jì),電子衡器,內(nèi)部,傳感器,夾具,設(shè)計(jì) 開題報(bào)告 一、 前言 機(jī)械加工、裝配和測(cè)量等加工工藝過程中零件的定位方案設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題是如何確定零件的側(cè)面定位元件位置問題，工件的一個(gè)側(cè)面定位方案是指在孔系組合夾具基礎(chǔ)板上找出三個(gè)定位元件的位置，使這三個(gè)元件的定位面能與工件的兩個(gè)或三個(gè)不全部平行的側(cè)面基準(zhǔn)保持相切接觸，從而完全限制了工件在基礎(chǔ)板平面內(nèi)的自由度，形成了一個(gè)定位方案。因此，為了建立最優(yōu)的定位方案，首先必須要根據(jù)工件的定位基準(zhǔn)找出全部候選定位方案，即在孔系組合夾具基礎(chǔ)板上找出定位元件的全部可行定位位置。由于孔系組合夾具的定位元件只能安裝在基礎(chǔ)板的定位孔上，定位元件的位置不能根據(jù)工件的輪廓形狀進(jìn)行無級(jí)調(diào)節(jié)，因此確定孔系組合夾具的定位方案是十分困難的。正是由于這一問題在半個(gè)多世紀(jì)以來一直沒有得到解決，使得面向孔系組合夾具的工件定位與裝夾還沒有系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。目前孔系組合夾具只適用于形狀比較簡(jiǎn)單和規(guī)則的零件的裝夾，而且難以找出全部可行的定位方案，最后還需采用各種可調(diào)定位塊來調(diào)整定位元件與工件的間隙，造成孔系組合夾具系統(tǒng)本身的優(yōu)越性能沒有得到發(fā)揮，孔系組合夾具的應(yīng)用不能普及。 1、課題題目 電子衡器內(nèi)部傳感器的夾具設(shè)計(jì) 2、課題來源、 現(xiàn)有的設(shè)計(jì)方法或系統(tǒng)之所以存在這些問題，究其原因，作者認(rèn)為主要是組合夾具設(shè)計(jì)本身還缺少基礎(chǔ)性和系統(tǒng)性的設(shè)計(jì)理論，具體體現(xiàn)在工件定位位置的選擇、夾緊力方向及夾緊點(diǎn)位置的確定都沒有通用的方法，對(duì)夾具方案的評(píng)價(jià)也缺少合理、一致和具體的評(píng)價(jià)指標(biāo)。為此，作者提出了一種面向孔系組合夾具的自動(dòng)設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)方法，解決了利用圓柱銷作為定位元件給定零件的全部可行的定位方案確定問題。并且提出了工件裝卸方便性概念和裝卸方便性分析方法，以及確定工件的側(cè)向夾緊邊及其夾緊點(diǎn)范圍的方法。本文的工作是對(duì)組合夾具自動(dòng)設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)及實(shí)施方法作進(jìn)一步完善，對(duì)定位方式作了全面的歸納，并提出了各種定位方案的實(shí)現(xiàn)算法。 3 、課題類型、課題意義、可行性分析和國(guó)內(nèi)外傳感器現(xiàn)狀 各種電子稱重儀內(nèi)部最重要的零件是傳感器，是影響電子稱測(cè)量精度的直接的原因。所以傳感器的加工要求及它的精度是非常高的。傳感器技術(shù)是現(xiàn)代科技的前沿技術(shù)，是現(xiàn)代信息技術(shù)的三大支柱之一，其水平高低是衡量一個(gè)國(guó)家科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。傳感器產(chǎn)業(yè)也是國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的具有發(fā)展前途的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，它以其技術(shù)含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、滲透能力強(qiáng)、市場(chǎng)前景廣等特點(diǎn)為世人矚目。傳感器的類型有很多種，如：壓力傳感器，濕度傳感器，光纖電流傳感器等等。 以前總是由日本和各歐美廠商在傳感器的領(lǐng)域占有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，大部分的市場(chǎng)都由他們控制。但現(xiàn)在在這一傳感器發(fā)展熱潮中，中國(guó)廠商正在扮演日趨重要的角色，分到的蛋糕越來越多。尤其是在一些新型傳感器市場(chǎng)，一些IC廠商開始擁有了能夠同國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手抗衡的能力。雖然我國(guó)的傳感器技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快，但是與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍然存在很大差距。主要表現(xiàn)為：一是產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)還很薄弱，各大類傳感器發(fā)展不均衡；二是產(chǎn)品技術(shù)檔次低，品種規(guī)格不齊全；三是技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱，投資強(qiáng)度低，關(guān)鍵技術(shù)受制于人；四是市場(chǎng)占有率低，相當(dāng)一部分中、高檔產(chǎn)品被國(guó)外公司占領(lǐng)；五是企業(yè)經(jīng)營(yíng)機(jī)制不活，經(jīng)濟(jì)效益低下。我國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)在科技投入(經(jīng)費(fèi)、高級(jí)人才資源)、產(chǎn)業(yè)環(huán)境(世界市場(chǎng)占有率、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、企業(yè)規(guī)模、行銷能力)以及科技實(shí)力(專利件數(shù)、新品開發(fā)周期、關(guān)鍵材料與零組件、量產(chǎn)能力)三大方面的綜合競(jìng)爭(zhēng)能力遠(yuǎn)低于美國(guó)、日本、歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家。 現(xiàn)在先進(jìn)的傳感器有法國(guó)生產(chǎn)的三軸加速傳感器，這種技術(shù)以微型技術(shù)與真實(shí)世界產(chǎn)生互動(dòng)，能反應(yīng)方向、速度、加速度，以及極微小的運(yùn)動(dòng)變化。這種加速傳感器的尺寸很小，有利于大幅度降低便于用戶使用的電視控制器形狀的手持控制器的體積和重量。組件具備超低功耗特性，可延長(zhǎng)控制器的電池壽命，而高度熱穩(wěn)定性則可在多種溫度條件下避免多余的運(yùn)動(dòng)感測(cè)。該傳感器的強(qiáng)韌設(shè)計(jì)具有極高的抗振性，能夠抵抗高達(dá)10,000g的撞擊。 今后大約80%的傳感器/制動(dòng)器采用微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)來執(zhí)行轉(zhuǎn)換的功能。傳感器主要是用于測(cè)量溫度、壓力、加減速與其它物理參數(shù)的改變；而制動(dòng)器則是用于執(zhí)行動(dòng)作，例如在紙張上印出墨水、在顯示屏中反映出光線，或是在人體中施予藥物。 傳統(tǒng)的大規(guī)模、專業(yè)化單一生產(chǎn)的硬性組織形式和生產(chǎn)手段，也逐漸被以數(shù)控加工中心為核心的柔性生產(chǎn)組織形式所代替。同樣，舊有的單一功能夾具，由于標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，以及夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)手段的不斷完善和推廣作用，而逐步地向拼裝夾具和通用夾具發(fā)展，極大縮短了夾具設(shè)計(jì)、制造周期，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)的工藝準(zhǔn)過程，強(qiáng)化了夾具結(jié)構(gòu)的典型化、標(biāo)準(zhǔn)化和夾具設(shè)計(jì)的精確性和計(jì)算性。夾具如何更好地適應(yīng)高速發(fā)展的市場(chǎng)需求，已成為夾具發(fā)展的新課題。 隨著微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)在機(jī)械制造中逐步得到普及和應(yīng)用，為機(jī)械制造業(yè)注入了新的活力。機(jī)電產(chǎn)品的生產(chǎn)受到市場(chǎng)需要的極大促動(dòng)。各類新型產(chǎn)品激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)及對(duì)老產(chǎn)品市場(chǎng)的擠占，使舊有產(chǎn)品被迅速淘汰，而有性能更好、質(zhì)量更高、成本更加低廉的新產(chǎn)品所代替。 二、 方案論證 1、 設(shè)計(jì)及制造方案（設(shè)計(jì)和制造所使用的方法） (1)提高夾具的精度——提高定位元件、對(duì)刀元件及配合表面 與機(jī)床、置不準(zhǔn)確——對(duì)刀誤差△T。 ③夾具在機(jī)床安裝不準(zhǔn)確——安裝誤差△T。 ④定位元件、對(duì)刀導(dǎo)向元件及安裝基面三者位置不準(zhǔn)確——制造誤差△Z ⑤ 加工方法誤差△G △ D ≤ ≤ 2.定位誤差分析 （1）產(chǎn)生定位誤差的原因 1）基準(zhǔn)不重合誤差?B——工序基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)不重合，工序基準(zhǔn)相對(duì)于定位 基準(zhǔn)在加工尺寸方向上的最大變動(dòng)范圍，△ B 2）基準(zhǔn)位移誤差?Y——定位副制造誤差，定位基準(zhǔn)相對(duì)于刀具在加工 尺寸方向上的最大變動(dòng)范圍，△ Y （2）定位誤差的計(jì)算方法（合成法） ① △ Y≠0、△ B=0時(shí)，則△ D=△ Y ② △ B≠0、△ Y=0時(shí)，則△ D=△ B ③ △ Y≠0、△ B≠0時(shí)，判斷相關(guān)性： 若工序基準(zhǔn)不在定位基面上，△ B與△ Y不相關(guān)，則 ④ 若工序基準(zhǔn)在定位基面上，△ B與△ Y相關(guān)，判斷方向性： ⑤ 若工序基準(zhǔn)和定位接觸點(diǎn)在定位基準(zhǔn)的異側(cè)，方向相同， 若工序基準(zhǔn)和定位接觸點(diǎn)在定位基準(zhǔn)的同側(cè)，方向相反， (3)各種定位方法的基準(zhǔn)位移誤差 ① 平面定位 一般△Y=0 ② 孔銷定位 單方向位移， 任意方向位移，△ Y = X max = ③ V形塊定位 水平方向，△ Y =0 垂直方向，△ Y = 3.減少夾具及定位誤差的措施 (1)提高夾具的精度——提高定位元件、對(duì)刀元件及配合表面 與機(jī)床連接表面的制造精度，提高精度、安裝精度 調(diào)整夾具，刀具與夾具位置，提高對(duì)刀精度 (2)減少定位誤差——基準(zhǔn)重合，誤差小的定位方式（如定心夾緊裝置等） 提高定位面與定位件加工精度，減少間隙，減少基準(zhǔn)位移誤差 (3)減少夾具的磨損——提高夾具易磨件耐磨性?？蓳Q裝置，及時(shí)更換 1．機(jī)床夾具的作用 ①保證加工精度 ②提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 ③擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍 ④改善勞動(dòng)條件、保證生產(chǎn)安全 2．機(jī)床夾具的分類 按應(yīng)用范圍：通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、成組夾具、組合夾具、隨行夾具 按使用機(jī)床：車夾具、銑夾具、鉆夾具、鏜夾具、磨夾具等 按動(dòng)力源：手動(dòng)、氣動(dòng)、液壓、電動(dòng)、磁力、真空等 3．夾具的組成 ①定位元件——確定工件的正確位置 ②夾緊裝置——保證工件正確位置不變。 ③對(duì)刀及導(dǎo)向裝置——確定刀具與工件的相對(duì)位置 ④夾具體——基礎(chǔ)件 ⑤其他裝置或元件——如分度裝置，聯(lián)接元件等。 三、 進(jìn)度安排 每周完成那部分內(nèi)容，定期回報(bào) 第1周 進(jìn)行調(diào)研及文獻(xiàn)資料的檢索與閱讀，提出課題總體設(shè)計(jì)方案，撰寫開題報(bào)告。 第2周 進(jìn)行系統(tǒng)分析，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)方案。 第3～4周 完成詳細(xì)設(shè)計(jì)，繪制機(jī)械總裝圖、零件圖、模具結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理圖的草圖。 第5~6周 完成機(jī)械設(shè)計(jì)的全套圖紙。 第7～8周 進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)修改及完善 第9~10周 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。 第11周 交畢業(yè)設(shè)計(jì)全套資料 附錄：參考文獻(xiàn) [1] <<機(jī)床夾具>> 中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社 [2] 吳明友，<<數(shù)控機(jī)床加工技術(shù)（編寫與操作）>> 東南大學(xué)出版社 [3] 王志平，<<機(jī)床數(shù)控技術(shù)應(yīng)用>> 高等教育出版社 共 5 頁 第 5 頁