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基于实例和规则推理的敏捷夹具自动构形设计方法研究

基于实例和规则推理的敏捷夹具自动构形设计方法研究
基于实例和规则推理的敏捷夹具自动构形设计方法研究

收稿日期:2002-06-26

攻关项目:山西省自然科学基金资助项目(20021068)

作者简介:贾育秦(1954-),男,太原重型机械学院机电工程分院教授,硕士研究生导师,主要研究领域为反求工程、快速成

型、CAD/CAP P/CAM 系统集成,计算机图形学等。

第24卷 第2期太原重型机械学院学报Vol.24 l 2

2003年6月

JOURNAL OF TAIYUAN H EAVY MACH INERY INST ITUTE

Jun.2003

文章编号:1000-159X(2003)02-0079-05

基于实例和规则推理的敏捷夹具自动构形

设计方法研究

贾育秦, 张彦雄, 郭 宏, 阎献国

(太原重型机械学院机电工程分院,太原030024)

摘 要:阐述了敏捷夹具的层次表示结构,研究了基于网络的敏捷夹具C&R_BR 集成推理求解模型,提出了考虑语境变量时的实例特征和检索模型,以及基于规则推理的实例改写。解决了如何进行夹具设计实例的描述、组织、调整等关键问题,实现了基于实例的夹具CAD 系统。

关键词: 敏捷夹具;自动构形设计;实例和规则推理;基于实例的设计中图分类号:TP391.7 文献标识码:A

敏捷夹具是敏捷制造系统与装备、FMS 、加工中心、计算机集成制造系统中的一个重要基础部件,是为了适应敏捷制造而产生的一种新的夹具理念和装夹系统,是传统组合夹具、柔性夹具的延伸和发展。敏捷夹具对提高制造系统快速响应产品变化的能力,缩短产品设计制造周期,增加制造系统的柔性,降低成本,提高产品质量等都具有十分重要的意义。由于我国长期以来对夹具建模与计算机辅助构形设计软件系统的研究与开发,特别是对敏捷夹具的研究重视不够,使我国的绝大部分制造企业目前还在用最原始的方式手工拼装敏捷夹具,拼装质量完全取决于拼装者的个人的经验和水平,工作效率低,质量不稳定,一致性差,某些关键零件的夹具拼装结果只能通过拍照来保存。

基于实例推理(case -based reasoning,CBR)的核

心思想是基于过去求解类似问题的成功经验和实例获取当前设计问题的一种类比推理模式,是目前人工智能领域与专家系统设计中的一种非常具有吸引力的方法。一个CBR 系统通常由实例索引机制、检索机制、实例改写和实例库4个核心功能部件构成。其基本推理步骤一般为问题描述、实例检索、实例改写、实例存储。CBR 通常适合于经验积累较为丰富的问题领域,尤其是对于难以形成规则的不完整领域理论问题的求解和变型设计,如标准化、系列化产品的设计,是一种高效的问题解决方法

[1<

基于规则推理(rule -based reasoning,RBR)是基

于产生式知识表示方法的一种推理策略。较适合于求解领域知识较为丰富、完整且定义良好的问题,尤其对于求解小规模的新问题时,效率较高,较

易在计算机上实现。

敏捷夹具的设计在很大程度上属于变型设计。设计时需要以设计经验和实例为基础,同时又需要有丰富的设计领域知识。因此,敏捷夹具的概念设计,单纯依靠CBR或RBR技术,难于解决设计活动中的智能化问题。而采用基于实例和基于规则的集成推理(C&R_BR)技术,对敏捷夹具概念设计是非常适合的[2]。

1敏捷夹具C&R_BD特点

敏捷夹具构成系统可直接获取CAD与CAPP 系统的信息,自动构成适应不同类型产品或零件的装夹系统。敏捷夹具系统具有丰富的含有标准接口的元件或单元,它们的可重构程度和范围大大超过了一般的组合夹具或柔性夹具。敏捷夹具系统采用标准接口设计思想,可根据生产需要迅速扩充夹具结构和功能,提供开放式的人机接口,用户可方便快捷地扩充、更新和修改夹具元件或单元以及有关夹具构成知识。能直接与CAD/CAPP系统、生产调度系统以及其它应用系统集成,具有高度柔性的外部设备接口(包括机、电、液接口),可用于任何类型的设备。适用于各种类型的产品或零件,即与产品或零件的类型无关。敏捷夹具计算机辅助构形设计系统的输入信息为零件3维几何信息模型(包含几何信息和特征信息等)、工艺过程模型(包含工序的加工、定位及装夹表面的几何和位置信息)、刀具尺寸信息和刀具运动轨迹信息、设备信息等。系统的输出信息为3维夹具总装图、夹具元件清单与夹具评估结果。

基于CBR和RBR集成推理技术的敏捷夹具C&R_BD方法和常规经验设计有非常相似的设计流程,是一种能取代和利用常规经验设计的现代设计方法,具有一定的先进性和可行性。

C&R_BD把以往分散的零碎的经验和知识(通常是直观的线图、数表和设计方法等)转化成集中的可供计算机直接识别和使用的设计经验和成功的设计实例。C&R_BD易于在计算机上实现快速自动设计,通过现代网络技术,易于实现异地联合虚拟设计。易于把设计产品所涉及学科领域的各类专家经验、知识和技术集中起来,无时间和地域限制,设计者对产品设计主要是对这些知识和技术的应用,这一点常规设计是无法实现的[3]。

2C&R_BR集成推理求解模型

基于网络的敏捷夹具C&R_BR集成推理求解模型见图1。CBR用于从实例库中提取与当前设计问题相似的实例,作为设计的原始目标。

(1)实例检索先提取本地实例库中的实例(标号为1),若提取到的最佳相似实例的相似度小于系统规定的某一阈值,则通过Web服务器提取数据库服务器中的敏捷夹具公用实例库(标号为o)。RBR用于系统设计流程的控制(如1、o、?、?设计流向)和对不满足设计要求的相似实例进行改写或重组,即再设计。

(2)实例改写先改写本地实例库中的不完全满足设计要求的原始设计目标,即检索到的最佳相似实例(标号为?);若本地实例改写不成功,则通过Web服务器请求协同设计,由异地客户端完成实例改写(标号为?),并将改写结果存储至敏捷夹具实例库。

如何对设计实例进行合理组织,关系到是否能有效地从实例库中找出与当前问题最相似的设计实例。在基于实例的夹具CAD系统中,对规划实例和配置实例的组织,采用逐层分解法,以层次的形式进行规划实例与配置实例的组织。抽象共性的特性位于顶层,具体个性化的特性置于下层,逐级细分。采用这种方法,将实例按不同层次划分为不同类别的结构,可以实现在实例检索和存储时,快速准确地定位相关的实例。图2所示为采用逐层分解法的配置实例组织结构简图。

3敏捷夹具C&R_BR关键技术研究

3.1敏捷夹具自动构形

敏捷夹具在自动构形模块建立夹具元件库、夹具元件装配关系库基础上,根据工件信息,装夹规划自动生成敏捷夹具装配图,其构形过程可分为以下两个步骤。

(1)选择夹具元件,生成装夹单元

首先由装夹规划中夹紧点和定位点的坐标计算出各个装夹单元的作用高度H,根据定位或夹紧的要求选择与工件直接接触的定位件或夹紧件,然后依据元件装配关系库中的约束关系依次选择定

80太原重型机械学院学报2003年

图1基于网络的敏捷夹具C&R_BR求解模型

Fig.1Solution model based on C&R_BR agile

fixture

图2配置实例的组织简图

Fig.2Framework diagram of configuration case 位件(或夹紧件)至基板之间的夹具元件。元件V1y V2y,y V n构成侯选元件组,满足式(1)。(h(V i)i =1,2,,n为装夹单元第i个元件高度)。

H=h(V1)+h(V2)+,+h(V n)(1)由于每个夹具元件可能有多个元件与之装配,因而一个装夹单元会有多个侯选元件组,这时选择元件数目较少、元件总重量较轻的元件组构成装夹单元.

(2)安装装夹单元,生成敏捷夹具装配图

装夹单元的安装从基板开始,安装前根据工件尺寸选择一大小合适的基板,取基板坐标为全局坐标,以基板中心为坐标原点.基板上均布着T型槽,基板上孔坐标(x,y)可用如下公式表示:

x=T@u(2)

y=T@v(3) T为两相邻T型槽间距。

(3)由装夹规划,确定了装工件表面装夹点和装夹方向,结合具体的装夹单元进行分析,可得到

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第24卷第1期贾育秦,等:基于实例和规则推理的敏捷夹具自动构形设计方法研究

一个装夹单元在基板上的安装范围,结合装夹单元底部元件实体特征、装配特征进行匹配计算,得出底部元件安装位置。

将装夹单元底部元件安装在基板上后,再依次安装其他元件.由于两夹具元件装配形式可能有多种,夹具元件的位置并不固定,因而会得到多个形式的装夹单元.两个夹具元件装配形式虽然可能有多种,但对应每种装配形式,两个夹具元件坐标系的变换矩阵A i 是固定不变的。假设此装夹单元的作用点坐标为(x ,y ,z ),已知装夹单元顶部夹紧件(或定位件)在该元件内的局部坐标(x 1,y 1,z 1),有以下公式:

(x ,y ,z ,1)=(x 1,y 1,z 1,1)A 1A 2,A N (4) A 1为底部元件与基板间的坐标变换矩阵;A i 为第i 个元件与第i -1个元件间的坐标变换矩阵;

由公式4可计算出装夹单元不同形式下的作用点坐标(x ,y ,z ),计算该点与装夹点坐标(x *,y *,z *)的间距d :

d 2=(x *-x )2+(y *-y )2+(z *-z )2 当d 2y m in,该装配方案为所求方案。

按上述方法将装夹单元安装到基板,即得到敏捷夹具装配图。

3.2 根据约定的实例特征和实例相似模型,建立敏捷夹具相似实例模型

TW_Case =C (P ,S ,Y)=C[P (P 1,P 2,,,P m ),

S (S 1,S 2,,,S n ),Y (Y 1,Y 2,,,Y x )]式中,P 、S 、Y 分别为敏捷夹具参数设计模型、结构

设计模型、语境变量;m 、n 、x 分别为定义的参数设计模型、结构设计模型和语境变量属性值数。

各特征属性权重因子分别为:u \o ,v \o ,w \0,且u +v +w =1。

其中:u =(u 1,u 2,,,u m ),E ui =

1,且u i \

0;v =(v 1,v 2,,,v n ),E v i =

1,且v j \0;w =

(w 1,w 2,,,w x ),

E w

k

=1,且w k \0。

以功能特征属性为例表示成矩阵的形式为:

P =

式中,P i 为值集,P i =(P i 1,P i 2,,,P in );u i 为P i

相应的权重因子,u i =(u i 1,u i 2,,,u in )。若有一新设计要求,寻求相似实例,实质上是对上述3类特征属性值对进行匹配(或对相应矩阵求解),结果是找到一个或一组最佳相似属性值对作为原始设计目标

[4]

。最佳相似实例检索步骤。1

本地实例库检索。包括以下步骤:输入原始设计条件,包括功能属性、结构属性和语境变量;按功能特征属性检索,并返回相似度D 1;按结构特征属性检索,并返回相似度D 2;按语境变量特征属性检索,并返回相似度D 3;对得到的3种相似实例组进行求交运算,产生最佳相似实例。o公用实例库检索。若上述求交相似度D =H (D 1,D 2,D 3)小于规定的阈值,则通过Web 服务器检索公用实例库,步骤同上。

4 结论

基于实例的夹具CAD 系统,可根据当前的夹具设计任务判断夹具库中是否有与其相似的夹具系统,若有,则在已有夹具系统的基础上进行基于实例的变形设计,否则进入装夹设计等模块进行自动构形与人机交互相结合的夹具构形设计。基于网络的敏捷夹具C&R_BR 集成推理求解模型可对敏捷夹具的元件、组件以及整体结构进行描述和表达;对敏捷夹具元件与元件、元件与工件、元件与机床之间的关系、以及敏捷夹具的整体装配关系进行

图3 夹具装配图实例Fig.3 Fixture assemble drawing

82 太原重型机械学院学报 2003年

描述,是建立敏捷夹具元件库、元件装配关系库和

敏捷夹具构形设计的重要基础。

参考文献:

[1] Brost R C,Goldberg K Y.A Complete Algor ithm for Synt hesizing M odular Fixtur es for Polygonal Parts[J].IEEE T ransactions

On Robots and Automatio n,1996;12(1):31-461

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[3] Aamodt A,Plaza E.Case-based Reasoning :Foundat ional issues,methodolog ical variatio ns and system approaches[J].European

Journal o f Ar tificial Intelligence,A ICO M ,7(1):39-591

[4] Gero J S.Design Prototypes:A K now ledge Representation Schema for Desig n[J].Al M agazine,1990,26-361

Research of Self -form Design Method on Based C&R _BR Agile Fixture

JIA Yu -qin, ZHANG Yan -xong, GUO Hong, YAN Xian -guo

(Machine and Electrician Engineering Department of Taiyuan H eavy M achinery Institute,Taiyuan 030024,China)Abstract:In this paper,the hierarchy of agile Fix ture is ex patiated,a integ ration discursion solution model is re -searched Based on C&R_BR agile Fix ture of Web.The authors give out the case feature and search model and the case overw rite based on rule discursion.T he key problems such as fixture desig n case description,org aniza -tion and adjustment are solved.T he case-based design fix ture CAD system is realized.Key words:agile fixture;sel-f forming design;C&R_BR;case -based desig n

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第24卷第1期 贾育秦,等:基于实例和规则推理的敏捷夹具自动构形设计方法研究

夹具设计实例

实验三:机床夹具设计 姓名:谢银飞班级:机制152班学号:72(22) 姓名:朱嘉俊班级:机制152班学号:73(23) 一.明确设计任务 1.设计任务 加工拨叉上?孔(工件材料45钢)。工件以?孔、叉口及槽在定位轴2、削边销1、?偏心轮3上定位,由偏心轮夹紧工件,并利用偏心轮楔面的作用限制工件一个自由度。本夹具采用铰链式钻模板,放松锁锁紧螺钉6,即可回转钻模板,以便于装卸工件。图1所示为拨叉钻孔工序图。? 设计在Z525立式钻床上钻拨叉零件上?的钻床夹具。 图 1 零件图 图 2 三维实体图

2.杠杆臂加工工艺分析 (1)加工要求 加工φ10 和φ13 两孔;孔距为78±;U型槽14.20+0.1对称轴线与?轴线的水平尺寸为±,垂直尺寸为两孔垂直;?对?轴线平行度公差为;φ13对φ22 轴线垂直度公差为。Φ10 孔Ra 值为,Φ13 孔Ra 值为。 (2)加工工艺由于该工序中两个孔的位置关系为相互垂直,且不在同一个平面里,要钻完 一个孔后翻转90°再钻削另一个孔,因此要设计成翻转式钻夹具。分析零件图可知,该拔叉的叉角两端面厚度薄于连接的表面,但减少了加工面,使用淬火处理提供 局部的接触硬度。叉角两端面面积相对较大,可防止加工过程中钻头钻偏,保证 孔的加工精度,及孔与叉角两端面的垂直度。其它表面加工精度较低,通过铣削、钻床的粗加工就可达到加工要求;而主要工作表面虽然加工精度相对较高,但也 可以在正常的生产条件下,采用较经济的方法保质保量地加工出来,可见该零件 工艺性好。 二.定位方案与定位元件 1.夹具设计要求 已知工件材料为45钢,毛坯为模锻件,所用机床为Z525型立式钻床,大 批生产规模。试为该工序设计一钻床夹具。 2、夹具的设计方案? 分析:? ①孔?为自由尺寸,可一次钻削保证。该孔在轴线方向的设计基准距离槽 14.20+0.1mm的对称中心线为±;在径向方向的设计基准是孔?的中心线,其对称 度要求为,该尺寸精度可以通过钻模保证。 ②孔:、槽14.20+0.1mm和拨叉槽口510+0.1mm是已完成的尺寸,钻孔?。 ③立钻Z525的最大钻孔直径为?25mm,主轴端面到工作台面的最大距离H 为700mm,工作台面尺寸为375mm×500mm,其空间尺寸完全能够满足夹具的布 置和加工范围的要求。 ④本工序为单一的孔加工,夹具可采用固定式。 方案设计:? 1、定位基准的选择:为了保证孔?对基准孔?垂直并对该孔中心线的对称度 符合要求,应当限制工件X的平移、Y轴旋转、Z轴旋转,三个自由度;为保证孔?处于拨叉的对称面内且不发生扭斜,应当限制Y轴旋转自由度; 根据零件的构造,最容易想到的是以Φ22mm 的孔为定位基准,这样可以 避免基准不重合误差,同时可以限定四个自由度;用Φ22 孔口端面(底面) 限定零件的上下移动的自由度;用φ10 孔附近圆柱表面限定零件沿Φ22 中心 线转动的自由度就可以实现完全定位。 φ10 孔附近为悬壁梁结构,加工时容易变形,在φ10 孔口端面(底面)设辅助 支承,用来增加零件的刚性。

机床夹具设计期末考试试卷A,B卷答案完整版

机床夹具设计期末考试试卷A,B卷答案 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

2009—2010学年第二学期《机床夹具设计》期末考试试卷 A 卷答 案 一、 填空题:(每空2分,共计 30分) 1、工件六个自由度完全限制称为完全定位,按加工要求应限制的自由度没有被限制的定位称为欠定位,夹具上的两个或两个以上的定位元件重复约束同一个自由度的现象,称为过定位。 2、夹紧机构被称为基本夹紧机构的有 斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构和偏心轮夹紧机构。 3、工件在夹具中造成定位误差的原因为基准位移误差和基准不重合误差两种。 4、工件的装夹指的是工件的 定位 和 夹紧。 5、斜楔自锁条件是:21Φ+Φ<α 手动夹紧机构一般取α=6度~8 度。 6、夹紧装置主要由动力源装置、 传力机构、夹紧元件 三部分组 成。 二、 判断题:(每题1分,共计 10分) 1、零件在加工工艺过程中采用的基准称为工艺基准。 (√) 2、在零件图上,用以表达相关尺寸的基准称为设计基准。 (×) 3、欠定位在实际生产中是允许出现的 (×) 4、辅助支撑可以提高工件的装夹 5、定位误差是由于夹具定位元件制造不准确所造成的加工误差 (×) 6、夹具装夹广泛应用于各种生产类型 (√) 7、组合夹具特别适用于新产品的试制 (√) 8、专用夹具是专为某一工件的某 道工序的加工而设计制造的夹具 (√) 姓名-----------------------------班级--------- --------------学号-----------------

机床夹具设计试题

江苏XX 学院2007/2008学年第1学期期末考试 《机床夹具设计》 期末试卷(A ) 出卷人: 校对人: 考试时间:100分钟 一、 选择题(每题2分,共30分) 1.在金属切削机床上使用的夹具统称为( ) A 机床装备 B 机床夹具 C 安全设施 D 机床本体 2.( )是确定工件在夹具中的占有正确位置的过程。 A 定位 B 夹紧 C 辅助 D 导向 3.用合理分布的六个支承点限制工件的六个自由度称为( )。 A 自由原则 B 夹紧原则 C 六点定位规则 D 不确定 4.长方体大表面由的三个支承点(不在同一直线)定位可限制( )个自由度。 A 一个 B 两个 C 三个 D 四个 5.一个尚未定位的工件其位置是不确定的,空间直角坐标系中有( )自由度。 A 一个 B 两个 C 三个 D 六个 6.下列定位方法中属于不正确的定位方式是( ) A 不完全定位 B 完全定位 C 欠定位 D 自动定心定位 7.在各种类型的固定支承钉中( )适合于较大型的机体的粗基准面定位。 A B 型钉 B C 型钉 C A 型钉 D E 型钉 8.支承板比较适合于工件以( )平面定位。 姓名:______________ 班级:________________ 学号:_____________________ …………………………………………………………密……封……线……内……不……要……答……

A精基准B粗基准C铸造基准D不确定 9.关于浮动支承的说法正确的是() A容易出现欠定位。 B对工件既起到支承作用又限制工件运动自由度。 C采用浮动支承会产生过定位。 D与工件的接触点虽然是两点或三点,但仍只限制工件的一个自由度。 10.工件以两孔一面组合定位时可限制工件()个自由度。 A六个B两个C三个D四个 11.关于磁力夹紧装置说法正确的是() A主要适用于铁磁性薄件加工和高精度的磨削。 B 适用于各种材质的工件夹紧。 C夹紧动作很慢,但稳定性好。 D结构复杂,安全性低。 12.关于径向分度说法正确的是() A径向分度机构对定销运动方向与分度盘回转轴线平行。 B径向分度机构对定销运动方向与分度盘回转轴线垂直。 C径向分度机构对定销运动方向与分度盘回转轴线相交。 D不能确定。 13.下列对定机构中对定精度最低的结构型式是() A双斜面楔形槽对定B单斜面楔形槽对定C钢球对定结构D正多面体对定 14.斜楔夹紧装置的自锁条件是() A.斜楔的升角大于斜楔与工件、斜楔与夹具体之间的摩擦角之和。 B.斜楔的升角等于斜楔与工件、斜楔与夹具体之间的摩擦角之和。 C.斜楔的升角略大于斜楔与工件、斜楔与夹具体之间的摩擦角之和。 D.斜楔的升角小于斜楔与工件、斜楔与夹具体之间的摩擦角之和。 15.成组夹具中不属于可调部分的机构是() A定位元件B动力装置C夹紧元件D分度装置 二、判断题(每题1分,共10分,正确用“√”错误用“Χ”)

专用夹具毕业设计论文案例

专用钻床夹具的设计 专用夹具的设计过程包括: 1、准备阶段 2、设计阶段 3、绘图阶段 4、标注尺寸、技术要求 5、编写零件明细表 6、绘制非标准夹具零件图 下面以某麦稻联合收割机中的一零件为例,介绍钻床专用夹具的设计过程。 1.1准备阶段 该零件的零件图见图1。 生产类型:中批生产。 毛坯类型:棒料:φ110X15 零件的加工工艺流程见表1。 现要求设计第30道工序的专用钻床夹具。 第30道工序的机械加工工艺卡片见表.2。 机床:Z5125 刀具:φ7钻头(W18Cr4V) 1.2设计阶段 1.根据零件图和工艺过程确定零件定位夹紧方案 根据零件特点,按照工艺过程要求,确定工件定位夹紧方案,设计夹具的总体结构。结果见图2所示。 图 2 根据夹紧方案设计的夹具总体结构

图1 零件图

表1 零件的加工工艺流程

(续)

表 2 第30道工序机械加工工艺卡片

2.定位方案设计 (1)在本设计方案中,工序尺寸为φ85±0.27、φ7 1 .00+,工序基准为孔的中心线。要满足加工要求理 论应限制的自由度为:。 (2)根据工序基准选择φ72孔中心线及工件大端面为定位基准,结合第2章的内容,确定内孔采用 φ72 6 8 g H 的孔轴配合定位,工件大端面用平面定位。通过定位实际限制了工件的五个自由度。 定位元件布置如图3所示。 图 7-3 布置定位元件 (3)定位误差分析 对尺寸φ85±0.27而言,工序尺寸为42.5±0.135。 Δjb : 定位基准为φ72孔中心线,工序基准为φ72孔中心线,基准重合。 故Δjb=0; Δdb : 工件以φ72圆孔定位,为任意边接触。 Δdb =ΔD+Δd+Δmin ΔD=0.046 Δd=0.019 Δmin=0.010 Δdb =0.075 Δdw =Δjb+Δdb =0+0.075=0.075 ΔT=0.27 ΔT/3=0.090 Δdw =0.075<ΔT/3=0.090 对φ71 .00 +而言,因为是钻孔加工,属定尺寸刀具加工,故其由刀具保证。 经校核,该定位方案可行。 3.布置导引元件 (1)确定钻套形式 根据零件的加工特点,钻套形式选用固定钻套,钻套以H7/n6固定在钻模板上。

机床夹具设计步骤和实例

机床夹具设计步骤和实例 Prepared on 22 November 2020

第2节机床夹具设计实例 一、钻夹具的设计实例 图2-2-20所示为杠杆类零件图样。图2-2-21所示为本零件工序图。 1.零件本工序的加工要求分析 ①钻、扩、铰φ10H9孔及φ11孔。 ②φ10H9孔与φ28H7孔的距离为(80±0. 2)mm;平行度为。 ③φ11孔与φ28H7孔的距离为(15±0. 25)mm。 ④φ11孔与端面K距离为14mm。 本工序前已加工的表面如下。 ①φ28H7孔及两端面。 ②φ10H9两端面。 本工序使用机床为Z5125立钻,刀具为通用标准工具。 2.确定夹具类型 本工序所加工两孔(φ10H9和φ11),位于互成90°的两平面内,孔径不大,工件质量较小、轮廓尺寸以及生产量不是很大,因此采用翻转式钻模。 3.拟定定位方案和选择定位元件 (1)定位方案。根据工件结构特点,其定位方案如下。 ①以φ28H7孔及一组合面(端面K和φ10H9一端面组合而成)为定位面,以φ10H9孔端外缘毛坯面一侧为防转定位面,限制六个自由度。这一定位方案,由于尺寸885.0 mm 公差大,定位不可靠,会引起较大的定位误差。如图2-2-22(a)所示。

②以孔φ28H7孔及端面K 定位,以φ11孔外缘毛坯一侧为防转定位面,限制工件六个自由度。为增加刚性,在φ10H9的端面增设一辅助支承,如图2-2-22 (b)所示。 比较上述两种定位方案,初步确定选用图2-2-22(b)所示的方案。 (2)选择定位元件。 ①选择带台阶面的定位销,作为以φ28H7孔及其端面的定位元件,如图2-2-23所示。定位副配合取6 7 28 g H φ。 ②选择可调支承钉为φ11孔外缘毛坯一侧防转定位面的定位元件,如图2-2-24(a)所示。也可选择如图2-2-24 (b)所示移动V 形块。考虑结构简单,现选用图2-2-24(a)所示结构。 (3)定位误差计算 ①加工φ10H9孔时孔距尺寸(80±mm 的定位误差计算。 由于基准重合,故ΔB =0。 基准位移误差为定位孔(φ38021.00+mm)与定位销(φ38007 .0002.0--mm)的最大间隙,故ΔY =+0. 007+mm =。 由此可知此定位方案能满足尺寸(80±mm 的定位要求。 ②加工φ10H9孔时轴线平行度的定位误差计算。 由于基准重合,故ΔB =0。 基准位移误差是定位孔φ28H7与定位面K 间的垂直度误差。故ΔY =0. 03mm 。 此方案能满足平行度0. 3mm 的定位要求。 ③加工φ11孔时孔距尺寸(15±mm 。加工φ11孔时与加工φ10H9孔时相同。

《机床夹具设计》期终试卷A

《机床夹具设计》期终考试试卷A卷 班级学号姓名 一、填空题(共20分,每空1分) 1、造成定位误差的原因有基准位移误差和基准不重误差 2 、采用布置恰当的六个支承点限制工件六个自由度的法则,称为六点定则。 3、工件的实际定位点数,如不能满足加工要求,少于应有的定位点数,称为欠定位。这在加工中是不允许的。 4、机床夹具由定位装置、夹紧装置、对刀或导向装置连接元件、夹具体和其它装置或元件组成) 5、主要支承用来限制工件的自由度起定位作用。辅助支承用来提高工件的装夹刚度和稳定性,不起定位作用。。 6、定位和夹紧两个过程综合称为装夹,完成工件装夹的工艺装备称为机床夹具。 7、夹具体的结构形式分为开式结构、半开式结构和框架式结构。 8、夹具总图上标注公差值的原则是:在满足加工要求的前提下,尽量降低夹具的制造精度。 9、影响加工精度的因素有定位误差、对刀误差、安装误差、夹具误差和加工方法误差组成. 10、斜楔的自锁条件是斜楔的升角小于斜楔与工件、斜楔与夹具体之间的摩擦角之和。 二、选择题(共20分,每小题2分) 1、机床上的卡盘,中心架等属于( A )夹具。 A.通用 B. 专用 C. 组合、 2、在夹具中,用一个平面对工件进行定位,可限制工件的( B )自由度。 A.两个 B. 三个 C. 四个 3、决定某种定位方法属几点定位,主要根据( B )。 A 、有几个支承点与工件接触 B 、工件被消除了几个自由度 C 、工件需要消除几个自由 D 、夹具采用几个定位元件 4、确定夹紧力方向时,应该尽可能使夹紧力方向垂直于( A )基准面。 A 、主要定位 B 、辅助定位 C 、止推定位 5、在车床上加工轴,用三爪卡盘安装工件,相对夹持较长,它的定位是:( C ) A、六点定位 B、五点定位 C、四点定位 D、三点定位 6、在保证夹紧的前提下,夹紧行程最大的基本夹紧机构是( B ) A、斜楔夹紧机构 B、螺旋夹紧机构 C、偏心夹紧机构 7、工件以短锥孔在活动顶针上定位,被限制的自由度是( A )自由度 A、二个转动 B、三个移动 C、一个移动及二个转动 8、绘制夹具总装配图时尽量采用( A)的比例。 A、1:1 B、2:1 C、1:2 9、工件被夹紧后不能发生位置变动时,即说明工件( C )完全定位

设计夹具步骤和实例

一、钻夹具的设计实例 图2-2-20所示为杠杆类零件图样。图2-2-21所示为本零件工序图。 1.零件本工序的加工要求分析 ①钻、扩、铰φ10H9孔及φ11孔。 ②φ10H9孔与φ28H7孔的距离为(80±0. 2)mm;平行度为0.3mm。 ③φ11孔与φ28H7孔的距离为(15±0. 25)mm。 ④φ11孔与端面K距离为14mm。 本工序前已加工的表面如下。 ①φ28H7孔及两端面。 ②φ10H9两端面。 本工序使用机床为Z5125立钻,刀具为通用 标准工具。 2.确定夹具类型 本工序所加工两孔(φ10H9和φ11),位于互 成90°的两平面内,孔径不大,工件质量较小、 轮廓尺寸以及生产量不是很大,因此采用翻转式 钻模。 3.拟定定位方案和选择定位元件 (1)定位方案。根据工件结构特点,其定位方 案如下。 ①以φ28H7孔及一组合面(端面K和φ10H9一端面组合而成)为定位面,以φ10H9孔端外缘毛坯面一侧为防转定位面,限制六个自由度。这一定位方案,由于尺寸885.00 mm公

差大,定位不可靠,会引起较大的定位误差。如图2-2-22(a)所示。 ②以孔φ28H7孔及端面K 定位,以φ11孔外缘毛坯一侧为防转定位面,限制工件六个自由度。为增加刚性,在φ10H9的端面增设一辅助支承,如图2-2-22 (b)所示。 比较上述两种定位方案,初步确定选用图2-2-22(b)所示的方案。 (2)选择定位元件。 ①选择带台阶面的定位销,作为以φ28H7孔及其端面的定位元件,如图2-2-23所示。定位副配合取6 7 28 g H 。

②选择可调支承钉为φ11孔外缘毛坯一侧防转定位面的定位元件,如图2-2-24(a)所示。 构简单,现选用图2-2-24(a)所示结构。 (3)定位误差计算 ①加工φ10H9孔时孔距尺寸(80±0.2)mm的 定位误差计算。 由于基准重合,故ΔB=0。

机床夹具设计期末考试题

课程名称 机床夹具设计期末考试题 试卷卷别 A 卷 3、 定位元件的材料一般选(A D F ) A 、20钢渗碳淬火; B 、铸铁; D 合金钢; E 、T7A 钢; 4、 工件在夹具中安装时,绝对不允许采 用, A 、完全定位 B 、不完全定位 (多选,3分) 、中碳钢; 、中碳钢淬火; C ) 、欠定位 D 、判断题(对的画0,错的画X )(共10分,每小题1分)。 1、长的V 形块可限制四个自由度。短的 V 形块可限制二个自由度。 2、为了防止工件变形,夹紧部位要与支承对应,不能在工件悬空处夹 紧。 3、组合夹具是由一套完全标准化的元件,根据工件的加工 要求拼装成的不同结构和用途的夹具。 4、如右图所示定位方式是合理的。 5、浮动支承是为了增加工件的刚性和定位稳定性,并不 限制工件的自由度。 V ) V ) ) ) f 2 _ ,斗 6在车床上用三爪自定心卡盘多次装夹同一工件时,三爪 定心卡盘的对中精度将直接影响工件上被加工表面的位置精度 7、采用欠定位的定位方式,既可保证加工质量,又可简化夹具结 构。 8、为了保证工件达到图样所规定的精度和技术要求,夹具上的定位基准应与工件上设计 基准、测量基准尽可能重合。 9、固定式普通钻模主要用于加工直径小于 10mm 勺孔。 10、成组夹具是成组工艺中为一组零件的某一工序而专门设计的夹 具。 分 得 、选择题(共24分,除注明分数外,每小题2分)。 1、 在夹具中,用一个平面对工件进行定位,可限制工件的( B )自由度。 A 、两个 B 、三个 C 、四个 2、 三爪自定心卡盘夹住一端,另一端搭中心架钻中心孔时,如果夹住部分较短, 属于(A )。 A 、部分定位 B 、完全定位 C 、重复定位 P1 5、 下列工件定位面与定位元件一般限制两个自由度的是:( A 、外圆柱面与长支承平板 C 圆柱孔与固定锥销 D 6、 决定某种定位方法属几点定位, A 、有几个支承点与工件接触 C 工件需要消除几个自由度 、过定位 A 、C 、E )(多选、3 B 、外圆柱面与一短V 型铁 、圆柱 孔与短圆柱销 E 、 主要根据( B )。 、工件被消除了几个自由 度 、夹具采用几个定位元件 C )个自由度。 D 长轴与两个半圆孔定位座 B D 7、轴类零件用双中心孔定位,能消除( A 、三 B 、四 C 8在简单夹紧机构中,(E )夹紧机构一般不考虑自锁;( D )夹紧机构既可增力 又可( C )夹紧机构实现工件定位作用的同时,并将工件夹紧; (A )夹紧机构 夹紧行程与自锁性能有矛盾。(4分) A 、斜楔; B 、螺旋; C 、定心; D 杠杆; E 、铰链; F 、偏心 9、 基准不重合误差的大小主要与哪种因素有关: A 、本工序要保证的尺寸大小 B C 工序基准与定位基准间的位置误差 D 10、 铣床上用的平口钳属于( A 、通用夹具 、四 、五 、六 (C ) 、本工序要保证的尺寸精度 、定位元件和定位基准本身的制造精度 A )。 专用夹具C 、成组夹具 三、填空题(共20分,每小题2分) 1、夹具按夹紧的动力源可分为 手动夹具 、气动夹具、一液压夹具 具、 电磁夹具 以及 真空夹具 等。 、气液增 2、机床夹具设计主要研究的是 P2 专用 夹具的设计。

毕业设计_机械制造工艺及其夹具设计实例

本设计所需图纸请联系QQ380752645 加Q时请说明是一柱香推荐 机械制造技术基础课程设计说明书 设计者:06405100319 指导教师:机设064 2009年12月10日

. 目录 机械制造工艺及夹具课程设计任务书 (3) 序言 (4) 零件的分析 (4) 零件的作用 (5) 零件的工艺分析 (5) 工艺规程设计 (6) 确定毛坯的制造形式 (6) 基准面的选择 (6) 制定工艺路线 (6) 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (7) 确定切削用量及基本工时 (8) 夹具设计 (9) 问题提出 (9) 夹具设计 (9) 参考文献 (11)

课程设计任务书 2009—2010学年第一学期 机械工程学院(系、部)机械设计制造及自动化专业机设063 班级 课程名称:《机械制造装备设计》 设计题目:金属切削机床夹具设计 起止日期:自2010 年 1 月 3 日至2010 年 1 月9 日共 1 周 内容及任务一、设计任务: 底板座架零件,如图所示,进行夹具设计,生产批量为中等批量生产。 二、要求: 1、加工图中标注为“III”的部位,应保证相关的技术和精度要求; 2、加工机床根据需要自己选择 3、如图形不够清晰,请查阅《机械制造装备设计课程设计》(陈立德编,高等教育出版社, ISBN978-7-04-022625-6) 三、设计工作量

1、设计计算说明书一份, 非标准零件图1-2张,专用夹具装配总图1张,夹具爆炸图1张 (3D图);图纸工作量应大于一张A0图; 2、设计说明书及图纸必须为计算机输出稿; 3、上交作业应包括电子稿以及打印稿,设计说明书文件格式为word2003版本,平面图纸 文件格式为autocad2007或以下版本文件格式,3D图为step文件格式(图纸要求包括原始零件模型数据)。 *3D图可根据学生个体情况选择。 进度安排(仅供参考)起止日期工作内容 2010.1.3 1、设计准备工作:熟悉设计任务书,明确设计的内容 与要求;2、熟悉设计指导书、有关资料、图纸等 3、结构方案分析; 2010.1.4 机构(夹具)草图设计; 2010.1.5 机构(夹具)分析计算; 2010.1.6 装配图绘制; 2010.1.7 夹具零件图绘制; 2010.1.8 编写设计计算说明书; 2010.1.9-16 答辩 主要参考资料1.《机械制造装备设计》冯辛安等著机械工业出版社 2.《机械制造装备设计课程设计》陈立德编高等教育出版社 3.《机械制造装备设计》陈立德编高等教育出版社 4.《金属切削机床夹具设计手册》浦林详等编机械工业出版社 5.《金属切削机床设计》戴曙著机械工业出版社 指导教师(签字):2009 年12月02日 系(教研室)主任(签字):年月日

机床夹具设计(实例)

机床夹具设计(实例) 图3-2所示为CA6140车床上接头的零件图。该零件系大批量生 产,材料为45号钢,毛坯采用模锻件。现要求设计加工该零件上尺 寸为28H11的槽口所使用的夹具。 图3-2 CA6140车床上接头的零件图 零件上槽口的加工要求是:保证宽度28H11,深度40mm,表面粗糙度侧面为Ra3.2μm,底面为Ra6.3μm。并要求两侧面对孔ф20H7的轴心线对称,公差为0.1mm;两侧面对孔ф10H7的轴心线垂直,其公差为0.1mm。 零件的加工工艺过程安排是在加工槽口之前,除孔ф10H7尚未进行加工外,其他各面均已加工达到图纸要求。槽口的加工采用三面 刃铣刀在卧式铣床上进行。 工件装夹方案的确定,首先应考虑满足加工要求。槽口两侧面之 间的宽度28H11取决于铣刀的宽度,与夹具无关,而深度40mm则由调整刀具相对夹具的位置保证。两侧面对孔ф10H7轴心线的垂直度要求,因该孔尚未进行加工,故可在后面该孔加工工序中保证。为此, 考虑定位方案,主要应满足两侧面与孔ф20H7轴心线的对称度要求。 根据基准重合的原则,应选孔ф20H7的轴心线为第一定位基准。由 于要保证一定的加工深度,故工件沿高度方向的不定度也应限制。此 外,从零件的工作性能要求可知,需要加工的两侧面应与已加工过的 两外侧面互成90度,因此在工作定位时还必须限制绕孔ф20H7的轴心线的不定度。故工件的定位基准的选择如图3.3所示,除孔ф20H7(限制沿x,y轴和绕x,y轴的不定度)之外,还应以一端面(限制 沿z轴的不定度)和一外侧面(限制绕z轴的不定度)进行定位,共

限制六个不定度,属于完全定位。 工件定位方案的确定除了考虑加工要求外,还应结合定位元件的 结构及夹紧方案实现的可能性而 予以最后确定。 Z对接头这个零件,铣槽口工序 的夹紧力方向,不外乎是沿径向 或沿轴向两种。如采用如图3.4 (a)所示的沿径向夹紧的方案,X由于ф20H7孔的轴心线是定位基 准,故必须采用定心夹紧机构, X Y 以实现夹紧力方向作用于主要定位基面。但孔ф20H7的直径较小,受结构限制不易实现,因此,采用如图3.4(b)所示的沿轴向夹紧的方案较为合适。 在一般情况下,为满足夹紧力应主要作用于第一定位基准的要求, 就应将定位方案改为以上端面A作为第一定位基准。此时,ф20H7孔轴心线以及另一外侧面则为第二,第三定位基准。若以上端面A为主要定位基准,虽然符合“基准重合”原则,但由于夹紧力需自下而 上布置,将导致夹具结构复杂化。 考虑到孔ф20H7下端面B及端台C均是在 一次装夹下加工的,它们之间有一定的位置 精度,且槽口深度尺寸40mm为一般公差,故 改为以B或C面为第一定位基准,也能满足 加工要求。为使定位稳定可靠,故宜选取面 积较大的C面为第一定位基准。定位元件则可相应选取一个平面(限

《机床夹具设计》期末考试试卷答案

2009—2010学年第二学期《机床夹具设计》期末考试试卷A 卷答 案 一、 填空题:(每空2分,共 计30分) 1、工件六个自由度完全限制称为完全定位,按加工要求应限制的自由度没有被限制的定位称为欠定位,夹具上的两个或两个以上的定位元件重复约束同一个自由度的现象,称为过定位。 2、夹紧机构被称为基本夹紧机构的有斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构和偏心轮夹紧机构。 3、工件在夹具中造成定位误差的原因为基准位移误差和基准不重合误差两种。 4、工件的装夹指的是工件的定位和夹紧。 5、斜楔自锁条件是: 21Φ+Φ<α手动夹紧机构一般取α=6度~8度。 6、夹紧装置主要由动力源装置、传力机构、夹紧元件三部分组成。 二、 判断题:(每题1分,共 计10分) 1、零件在加工工艺过程中采用的基准称为工艺基准。(√) 2、在零件图上,用以表达相关 尺寸的基准称为设计基准。(×) 3、欠定位在实际生产中是允许出现的(×) 4、辅助支撑可以提高工件的装 5、定位误差是由于夹具定位元件制造不准确所造成的加工误差(×) 6、夹具装夹广泛应用于各种生产类型(√) 7、组合夹具特别适用于新产品的试制(√) 8、专用夹具是专为某一工件的某道工序的加工而设计制造的夹具(√) 9、圆偏心轮夹紧机构,夹紧行程大、自锁可靠性强。(×) 10、螺旋夹紧机构,夹紧可靠, 自锁性能好,夹紧力和夹紧行程大。(√) 三、多项选择(每题2分共20分) 1、造成定位误差的原因是:(ac )。 a 、定位基准与工序基准不 姓名 ----------------------------- 班级 -----------------------学 号

机床夹具设计步骤和实例

第2节机床夹具设计实例 一、钻夹具的设计实例 图2-2-20所示为杠杆类零件图样。图2-2-21所示为本零件工序图。 .零件本工序的加工要求分析1 11孔。孔及φ①钻、扩、铰φ10H90. ±(8010H9孔与φ28H7孔的距离为②φ 0.3mm。2)mm;平行度为0. ±孔与φ③φ1128H7孔的距离为(15 。25)mm 距离为14mm。11④φ孔与端面K 本工序前已加工的表面如下。孔及两端面。①φ28H7 ②φ10H9两端面。立钻,刀具为通用标准工具。Z5125本工序使用机床为 2.确定夹具类型°的两平面内,孔径不大,工φ本工序所加工两孔(10H9,位于互成11)和φ90 件质量较小、轮廓尺寸以及生产量不是很大,因此采用翻转式钻模。. 3.拟定定位方案和选择定位元件 (1)定位方案。根据工件结构特点,其定位方案如下。10H9为定位面,以φK和φ10H9一端面组合而成)(①以φ28H7孔及一组合面端面孔端外缘毛坯面一侧为防转定位面,限制六个自由度。这一定位方案,由于尺寸 2-2-22(a)所示。mm公差大,定位不可靠,

会引起较大的定位误差。如图 5.?0880孔外缘毛坯一侧为防转定位面,限制工1128H7孔及端面K定位,以φ②以孔φ2-2-22 (b)的端面增设一辅助支承,如图件六个自由度。为增加刚性,在φ10H9 所示。比较上述两种定位方案,初步确定选用图2-2-22(b)所示的方案。 (2)选择定位元件。 2-2-2328H7孔及其端面的定位元件,如图①选择带台阶面的定位销,作为以φH7。所示。定位副配合取?28g6②选择可调支承钉为φ11孔外缘毛坯一侧防转定位面的定位元件,如图 2-2-24(a)所示。也可选择如图2-2-24 (b)图形块。考虑结构简单,现选用所示移动V 2-2-24(a)所示结构。定位误差计算(3)±(80孔时孔距尺寸10H9①加工φ. 0.2)mm的定位误差计算。 由于基准重合,故Δ=0。B0.007?0210.?mm)的最大间隙,故Δφ与定位销(38基准位移误差为定位孔(φ38mm)Y00020.?=(0.021+0. 007+0.013)mm= 0.041rnm。 由此可知此定位方案能满足尺寸(80±0.2)mm的定位要求。 ②加工φ10H9孔时轴线平行度0.3mm的定位误差计算。 由于基准重合,故Δ=0。B基准位移误差是定位孔φ28H7与定位面K间的垂直度误差。故Δ=0. 03mm。Y此方案能满足平行度0. 3mm的定位要

机床夹具设计步骤和实例

机床夹具设计步骤和实例

第2节机床夹具设计实例 一、钻夹具的设计实例 图2-2-20所示为杠杆类零件图样。图2-2-21所示为本零件工序图。 nhuH?> 36-訂 ^5 0 0 +£* 出 ? 外 一 一 益 殳 」 ? 16 逹," _ . 一 T P25H?\ 图2-?-21杠杆工序图

1零件本工序的加工要求分析 ①钻、扩、铰? 10H9 孔及? 11孔。 ②? 10H9 孔与? 28H7 孔的距离为(80 ± 0. 2)mm ;平行度为0.3mm。 ③0 11孔与0 28H7孑L的距离为(15 ± 0. 25)mm。 ④0 11孔与端面K距离为14mm。 本工序前已加工的表面如下。 ①0 28H7孔及两端面。 ②0 10H9两端面。 本工序使用机床为Z5125立钻,刀具为通用标准工具。 2?确定夹具类型 本工序所加工两孔(0 10H9和0 11),位于互 成90°的两平面内,孔径不大,工件质量较小、 轮廓尺寸以及生产量不是很大,因此采用翻转式 钻模。 3 .拟定定位方案和选择定位元件 (1)定位方案。根据工件结构特点,其定位方案如下。 ①以0 28H7孔及一组合面(端面K和0 10H9 一端面组合而成)为定位面,以0 10H9孔端外缘毛坯面一侧为防转定位面,限制六个自由度。这

一定位方案,由于尺寸8&"5mm公差大,定位不可靠,会引起较大的定位误差。如图2-2- 22(a) 所示。 011 y ■■I I 耳■ I BE) 2-2-22定位夹蛍方秦 ②以孔$ 28H7孔及端面K定位,以? 11孔外 缘毛坯一侧为防转定位面,限制工件六个自由 度。为增加刚性,在$ 10H9的端面增设一辅助支承,如图2-2-22 (b)所示。 比较上述两种定位方案,初步确定选用图 2-2-22(b)所示的方案。 (2)选择定位元件。 ①选择带台阶面的定位销,作为以 $ 28H7孔 及其端面的定位元件,如图2-2-23所示。定位副配合取28竺。 g6

《机床夹具设计》期末考试试卷 A卷

98工艺《机床夹具设计》期末考试试卷 A卷 一、名词解释(12分): 1.调整法加工 2.基准 3.六点定位原则 4.欠定位 二、填空题: 1.夹具主要由、、、及翻转装卸装置等五部分组成,主要完成对工件的、。 2. 限制工件自由度最多的定位元件是,可同时限制工件的个自由度。 3. 定位误差是指 。产生定位误差的两个主要原因是, 。 4. 楔块夹紧机构的夹紧力计算公式为,为满足自锁,楔块的楔角在设计时应满足的条件为。 5.螺旋夹紧机构的工作特点为、、、。 6.偏心夹紧机构的压力角α最大为,最小为,其自锁条件为。 7.快换钻套与衬套见的配合代号一般为、,它们属于配合。 三、分析图示工件在加工时,必须限制的自由度是哪几个?并说明理由。 1.在一长方体上用成型铣刀铣一V形槽。 2.在一轴端铣一键槽。 四、说明题 1、在图示压板上依次钻两φ8的孔,试确定定位方案,并说明理由。 2、图示定位方案中有无过定位、欠定位?若有,试说明之。 3、图示夹紧方案有无错误之处?若有,试改正之。 五、计算题 1、如图所示,在一轴端钻一直径为φ6的孔,已知=φ30,V形块夹角=120,要求保证=10 , 试计算图示三种定位方案的定位误差,并判定哪些定位方案合理。 2、如图所示,一工件采用一面两孔定位,在其上表面要求加工一φ10 的孔。已知圆柱销与孔之间的配合为φ12,第Ⅱ孔直径为φ20,采用菱形销与之配合,两孔中心距为L =100 试完成如下内容: (1)确定菱形销与孔之间的最小配合间隙及菱形销的尺寸。(已知菱形销宽度为)

(2)确定φ10孔加工时的定位误差,并判断此定位方式是否合理。(3)试提出一些减少定位误差的措施。

专用夹具的设计方法

专用夹具的设计方法 夹具设计一般是在零件的机械加工工艺过程制订之后按照某一工序的具体要求进行的。制订工艺过程,应充分考虑夹具实现的可能性,而设计夹具时,如确有必要也可以对工艺过程提出修改意见。夹具的设计质量的高低,应以能否稳定地保证工件的加工质量,生产效率高,成本低,排屑方便,操作安全、省力和制造、维护容易等为其衡量指标。 第一节专用夹具设计的基本要求 一个优良的机床夹具必须满足下列基本要求: (1)保证工件的加工精度保证加工精度的关键,首先在于正确地选定定位基准、定位方法和定位元件,必要时还需进行定位误差分析,还要注意夹具中其他零部件的结构对加工精度的影响,确保夹具能满足工件的加工精度要求。 (2)提高生产效率专用夹具的复杂程度应与生产纲领相适应,应尽量采用各种快速高效的装夹机构,保证操作方便,缩短辅助时间,提高生产效率。 (3)工艺性能好专用夹具的结构应力求简单、合理,便于制造、装配、调整、检验、维修等。 专用夹具的制造属于单件生产,当最终精度由调整或修配保证时,夹具上应设置调整和修配结构。 (4)使用性能好专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠。在客观条件允许且又经济适用的前提下,应尽可能采用气动、液压等机械化夹紧装置,以减轻操作者的劳动强度。专用夹具还应排屑方便。必要时可设置排屑结构,防止切屑破坏工件的定位和损坏刀具,防止切屑的积聚带来大量的热量而引起工艺系统变形。 (5)经济性好专用夹具应尽可能采用标准元件和标准结构,力求结构简单、制造容易,以降低夹具的制造成本。因此,设计时应根据生产纲领对夹具方案进行必要的技术经济分析,以提高夹具在生产中的经济效益。 第二节专用夹具设计的规范化程序 一、夹具设计规范化概述 1.夹具设计规范化的意义 研究夹具设计规范化程序的主要目的在于: (1)保证设计质量,提高设计效率夹具设计质量主要表现在: 1)设计方案与生产纲领的适应性; 2)高位设计与定位副设置的相容性; 3)夹紧设计技术经济指标的先进性;

《机床夹具设计》期终试卷A

. 《机床夹具设计》期终考试试卷A卷 班级学号姓名 一、填空题(共20分,每空1分) 1、造成定位误差的原因有基准位移误差和基准不重误差 2 、采用布置恰当的六个支承点限制工件六个自由度的法则,称为六点定则。 3、工件的实际定位点数,如不能满足加工要求,少于应有的定位点数,称为欠定位。这在加工中是不允许的。 4、机床夹具由定位装置、夹紧装置、对刀或导向装置连接元件、夹具体和其它装置或元件组成) 5、主要支承用来限制工件的自由度起定位作用。辅助支承用来提高工件的装夹刚度和稳定性,不起定位作用。。 6、定位和夹紧两个过程综合称为装夹,完成工件装夹的工艺装备称为机床夹具。 7、夹具体的结构形式分为开式结构、半开式结构和框架式结构。 8、夹具总图上标注公差值的原则是:在满足加工要求的前提下,尽量降低夹具的制造精度。 9、影响加工精度的因素有定位误差、对刀误差、安装误差、夹具误差和加工方法误差组成. 10、斜楔的自锁条件是斜楔的升角小于斜楔与工件、斜楔与夹具体之间的摩擦角之和。 二、选择题(共20分,每小题2分) 1、机床上的卡盘,中心架等属于( A )夹具。 A.通用 B. 专用 C. 组合、 2、在夹具中,用一个平面对工件进行定位,可限制工件的( B )自由度。 A.两个 B. 三个 C. 四个 3、决定某种定位方法属几点定位,主要根据( B )。 A 、有几个支承点与工件接触 B 、工件被消除了几个自由度 C 、工件需要消除几个自由 D 、夹具采用几个定位元件 4、确定夹紧力方向时,应该尽可能使夹紧力方向垂直于( A )基准面。 A 、主要定位 B 、辅助定位 C 、止推定位 5、在车床上加工轴,用三爪卡盘安装工件,相对夹持较长,它的定位是:( C ) A、六点定位 B、五点定位 C、四点定位 D、三点定位 6、在保证夹紧的前提下,夹紧行程最大的基本夹紧机构是( B ) A、斜楔夹紧机构 B、螺旋夹紧机构 C、偏心夹紧机构 7、工件以短锥孔在活动顶针上定位,被限制的自由度是( A )自由度 A、二个转动 B、三个移动 C、一个移动及二个转动 8、绘制夹具总装配图时尽量采用( A)的比例。 A、1:1 B、2:1 C、1:2 9、工件被夹紧后不能发生位置变动时,即说明工件( C )完全定位

夹具第7章夹具设计步骤(2006)

机床夹具设计讲稿 目录 1 机床夹具概述 1.1 工件的装夹与机床夹具 1.2 夹具的分类与作用 1.3 机床夹具设计研究的容 2 工件在夹具中的定位 2.1 工件定位原理 2.2 定位元件的选择与设计 2.3 定位误差的分析与计算 2.4 工件定位方案设计及定位误差计算举例 3 工件在夹具中的夹紧 3.1 夹紧装置的组成及其设计要求 3.2 夹紧力的确定 3.3 夹紧机构设计 3.4 夹紧动力装置设计 3.5 夹紧装置设计实例 4 夹具在机床上的定位、对刀和分度 4.1 夹具在机床上的定位 4.2 夹具在机床上的对刀 4.3 夹具的转位和分度装置 5 各类机床夹具的结构特点 5.1 钻床夹具 5.2 镗床夹具

5.3 铣床夹具 5.4 车床和圆磨床夹具 5.5 齿轮加工机床夹具 6 可调夹具及组合夹具设计 6.1 概述 6.2 通用可调夹具和成组夹具 6.3 组合夹具 7 机床夹具的设计方法及步骤 7.1 机床夹具设计的一般步骤 7.2 机床夹具设计举例 7.3 机床夹具计算机辅助设计简介 7.4 夹具体的设计 7.5 夹具结构的工艺性

7机床夹具的设计方法与步骤 7.1机床夹具设计的一般步骤 本章主要介绍专用夹具的设计方法与步骤,并讨论与此有关的一些问题。 7.1.1专用夹具设计的基本要求 机床专用夹具设计的基本要求可概括为以下几个方面: 1)保证工件的加工精度;这是家具夹具设计的最基本要求,其关键是正确地确定定位方案、夹紧方案、刀具导向方式及合理制定夹具的技术要求。必要时应进行误差分析与计算。 2)夹具总体方案应与生产纲领相适应; 3)操作方便,工作安全,能减轻工人劳动强度; 4)便于排屑; 5)有良好的结构工艺性。 7.1.2专用夹具设计的一般步骤 (1)研究原始资料,明确设计要求 (2)拟定夹具结构方案,绘制夹具结构草图 (3)绘制夹具总图,标注有关尺寸及技术要求 夹具总图应按国家标准绘制,比例尽量取1:1,这样可使所绘制的夹具图有良好的直观性。对于很大的夹具,可使用1:2和1:5的比例,夹具很小时可使用2:1的比例。夹具总图在清楚表达夹具工作原理和结构的情况下,视图应尽可能少,主视图应取操作者实际工作位置。 绘制夹具总图可参照如下顺序进行:用假想线(双点划线)画出工件轮廓(注意将工件视为透明体,不挡夹具),并应画出定位面、夹紧面和加工面;画出定位元件及刀具引导元件;按夹紧状态画出夹紧元件及夹紧机构(必要时用假想线画出夹紧元件的松开位置);绘制夹具体和其它元件,将夹具各部分连成一体;标注必要的尺寸、配合、技术条件;对零件进行编号,填写零件明细表和标题栏。 (4)绘制零件图 对夹具总图中的非标准件均应绘制零件图,零件图视图的选择应尽可能与零件在总图上的工作位置相一致。 7.2机床夹具设计举例 7.2.1 设计实例 下图所示为一夹具设计过程示例。该夹具用于加工连杆零件的小头孔。零件材料为45钢,毛坯为模锻件,年产量为500件,所用机床为立式钻床Z525。设计的主要过程如下:1)精度与批量分析。本工序有一定位置精度要求,属于中批生产,使用夹具加工是适

《机床夹具设计与应用》课程标准

《机床夹具设计与应用》课程标准 课程编码: 适用专业:模具、数控专业 学时:64 开课学期:2014年下学期(大二上学期) 一、课程性质 《机床夹具设计与应用》是高等职业技术学院数控技术与模具设计与制造的核心课程之一,本课程属于职业能力必修课,是在学生掌握机械图样的表达知识、常用的工程材料与热处理知识、公差相关理论知识、机构知识、机械加工方法和设备知识、模具制造工艺知识以及识图和制图技能、材料识别与选择技能、机构设计技能、金属切削加工技能和钳工技能的基础上,为培养学生的正确选择和设计模具加工所需夹具的能力而开设的。其目的是为今后在实际工作中从事模具零件加工工种的工作打下基础。 本课程适用对象:高职院校数控技术与模具设计与制造(3年制)学生。 二、课程培养目标 本课程的培养目标是 通过理论与实训教学相结合的教学方式,使学生以基本概念、专业术语为切入口,进一步拓宽自己在计算、设计、应用方面的知识面。 (一)知识目标 1.掌握夹具的组成及功用。 2.掌握工件的定位原理,掌握夹具定位元件的结构及应用,初步掌握定位误差的分析方法,能设计定位方案。 3.掌握夹紧装置的组成和设计要求,了解常用夹紧机构的结构及应用,能设计夹紧方案。 4.了解各类普通机床夹具的结构特点,了解专用夹具的设计要求.方法和步骤,能设计简单的专用夹具。 (二)素质目标 通过理论实践一体化课堂学习,使学生获得较强的实践动手能力,使学生具备必要的基本知识,具有一定的查阅图书资料进行自学、分析问题、提出问题的能力。

(三)能力目标 1.了解各类普通机床夹具的结构特点,了解专用夹具的设计要求.方法和步骤,能设计简单的专用夹具。 2.了解数控机床夹具等现代机床夹具的特点,能根据模具零件加工加工要求,合理选用或设计相应夹具。 3.能根据工件的结构特点.加工要求.加工中的受力状况,合理确定夹紧方案。 4.初步具备根据工件的加工要求,合理选择或设计夹具的能力。 三、与前后课程的联系 (一)与前续课程的联系 在大一学习的基础上的深入再学习 (二)与后续课程的联系 是为后面学习其他专业核心课的基础,是进行实践的关键。 四、课程内容标准和要求 根据专业课程目标和涵盖的工作任务要求,确定课程内容和要求,说明学生应获得的知识、技能与态度。

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