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開題報告
設(shè)計題目：發(fā)動機箱體左右兩側(cè)面孔鉆削加工
專用夾具設(shè)計
學(xué) 生：
指 導(dǎo) 教 師：
專 業(yè) 班 級：
年 月 日
1. 課題名稱：
發(fā)動機箱體左右兩側(cè)面孔鉆削加工專用夾具設(shè)計
2.課題研究背景：
1.國內(nèi)外發(fā)展趨勢
1.1國內(nèi)機床夾具發(fā)展歷史
我國國內(nèi)的夾具始于20 世紀60 年代，當(dāng)時建立了面向機械行業(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)時曾達到全國年產(chǎn)組合夾具元件800萬件的水平。20 世紀80 年代以后，兩廠又各自獨立開發(fā)了適合 NC 機床、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)前我國每年尚需進口不少NC 機床、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。
1.2 國外機床夾具發(fā)展歷史
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，其中蘊藏著很大的商機， 具有進一步擴大出口良好前景。
1.3 國內(nèi)外機床夾具發(fā)展現(xiàn)狀
國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85％左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場的需求與競爭。 然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3~4 年就要更新 50~80％左右專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為10~20％左右。特別是近年來，數(shù)控機床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對機床夾具提出了如下新 的要求：（1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)成本；（2）能裝夾一組具有相似性特征的工件；（3）能適用于精密加工的高精度機床夾具；（4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機床夾具；（5）采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置，以進一步減輕勞動強度和提高勞動生產(chǎn) 率；（6）提高機床夾具的標(biāo)準化程度。
2．研究方向：現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標(biāo)準化、精密化、高效化和柔性化等四個方面。
2.1 標(biāo)準化 機床夾具的標(biāo)準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面。目前我國已有夾具零件及部件的國家標(biāo)準：GB/T2148~T2259－91 以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準等。機床夾具的標(biāo)準化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總成本。
2.2 精密化 隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應(yīng)提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達±0.1"；用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為5μm。
2.3 高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度。
3．研究趨勢：夾具是機械加工不可缺少部件，機床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展帶動下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟方向研究。
3.1 高精化 高精機床加工精度提高，降低定位誤差，提高加工精度對夾具制造精度要求更高高精度 夾具定位孔距精度高達±5μ m，夾具支承面垂直度達到0.01mm/300mm，平行度高達 0.01mm/500mm。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5μ m以內(nèi)；夾具重復(fù)安裝定位精度高 達±5μ m；瑞士EROWA 柔性夾具重復(fù)定位精度高達2～5μ m。機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械制造企業(yè)。誠然，適應(yīng)不同行業(yè)需求和經(jīng)濟性，夾具有不同型號，以及不同檔次精度標(biāo)準供選擇。
3.2 高效化 提高機床生產(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，為機床進行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件?？s短機床上安裝與調(diào)整夾具時間，瑞典3R夾具僅用1分鐘，即可完成線切割機床夾具安裝與校正。采用美國Jergens（杰金斯）公司球鎖裝夾系統(tǒng)，1分鐘內(nèi)就能將夾具定位和鎖緊機床工作臺上，球鎖裝夾系統(tǒng)用于柔性生產(chǎn)線上更換夾具，起到縮短停機時間，提高生產(chǎn)效率作用。
3.3 模塊、組合化 夾具元件模塊化是實現(xiàn)組合化基礎(chǔ)。利用模塊化設(shè)計系列化、標(biāo)準化夾具元件，快速組裝 成各種夾具，已成為夾具技術(shù)開發(fā)基點。省工、省時，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)各種先進夾具系統(tǒng) 創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計為夾具計算機輔助設(shè)計與組裝打下基礎(chǔ)，應(yīng)用CAD 技術(shù)，可建立元件 庫、典型夾具庫、標(biāo)準和用戶使用檔案庫，進行夾具優(yōu)化設(shè)計，為用戶三維實體組裝夾具。模擬仿真刀具切削過程，既能為用戶提供正確、合理夾具與元件配套方案，又能積累使用經(jīng) 驗，了解市場需求，不斷改進和完善夾具系統(tǒng)。組合夾具分會與華中科技大學(xué)合作，正著手創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，為夾具行業(yè)提供信息交流、夾具產(chǎn)品咨詢與開發(fā)公共平臺，爭取實現(xiàn)夾具設(shè)計與服務(wù)通用化、遠程信息化和經(jīng)營電子商務(wù)化。
3.4 通用、經(jīng)濟化 夾具通用性直接影響其經(jīng)濟性。采用模塊、組合式夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，夾具系統(tǒng)可重組性、可重構(gòu)性及可擴展性功能強，應(yīng)用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟性好。德國demmeler（戴美樂）公司孔系列組合焊接夾具，僅用品種、規(guī)格很少配套元件，即能組裝成多種多樣焊接夾具。元件功能強，使夾具通用性好，元件少而精，配套費用低，經(jīng)濟實用才有推廣應(yīng)用價值。
4．結(jié)束語 機械工業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)代機械制造技術(shù)是機械工業(yè)賴以生存和發(fā)展的重要保證。機械制造工藝是制造機械產(chǎn)品的技巧、方法和程序。機械制造中，需要加工順序、裝 配工序及檢驗工序等，使用大量的夾具，可以提高勞動生產(chǎn)率，提高加工精度，減少廢品，可以擴大機床的工藝范圍，改善操作的勞動條件。因此，夾具是機械制造的一項重要工藝設(shè)備。
3. 課題研究意義：
畢業(yè)設(shè)計是在完成立大學(xué)的全部課程之后進行的一次理論聯(lián)系實際的綜合運用，是我對專業(yè)知識技能有了進一步的提高，為以后從事專業(yè)技術(shù)的工作打下基礎(chǔ)，本次設(shè)計題目為發(fā)動機箱體左右側(cè)面孔鉆削加工專用夾具設(shè)計，與大學(xué)學(xué)習(xí)的課程（機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、機械制造裝備設(shè)計、機械原理、機械設(shè)計等）密切相關(guān)，綜合各科目所需使用的知識點進行一次完整知識與實踐的檢驗。
夾具：機械制造過程中用來固定加工對象，使之占有正確的位置，以接受施工或檢測的裝置，又稱卡具。從廣義上說，在工藝過程中的任何工序，用來迅速、方便、安全地安裝工件的裝置，都可稱為夾具。例如焊接夾具、檢驗夾具、裝配夾具、機床夾具等。其中機床夾具最為常見，常簡稱為夾具 。在機床上加工工件時，為使工件的表面能達到圖紙規(guī)定的尺寸、幾何形狀以及與其他表面的相互位置精度等技術(shù)要求 ，加工前必須將工件裝好（定位）、夾牢（夾緊）。夾具通常由定位元件（確定工件在夾具中的正確位置）、夾緊裝置 、對刀引導(dǎo)元件(確定刀具與工件的相對位置或?qū)б毒叻较?、分度裝置（使工件在一次安裝中能完成數(shù)個工位的加工，有回轉(zhuǎn)分度裝置和直線移動分度裝置兩類）、連接元件以及夾具體（夾具底座）等組成。
夾具最早出現(xiàn)在1787年，其發(fā)展歷程大約可分為三個階段：第一階段主要表現(xiàn)在夾具與人的結(jié)合上，這時夾具主要是作為人的單純的輔助工具，使得加工過程進一步提高效率和趨于完善;第二階段，夾具成為人與機床之間的橋梁，隨著機床，汽車，飛機等制造業(yè)的發(fā)展，家具的門類才逐步發(fā)展齊全，夾具的定位，加緊，導(dǎo)向元件的結(jié)構(gòu)也日趨完善，逐漸發(fā)展成為系統(tǒng)的主要工藝裝備之一；第三階段是近代由于世界科學(xué)技術(shù)的進步及社會生產(chǎn)力的迅速，夾具在系統(tǒng)中占據(jù)相當(dāng)重要的地位，該階段的主要特征表現(xiàn)為家具與機床的緊密結(jié)合。
夾具是機械加工不可缺少的部件在機床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下,夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟方向發(fā)展。
隨著機床加工精度的提高,為了降低定位誤差,提高加工精度對夾具的制造精度要求,更高精度夾具的定位孔距精度高達±5μm , 夾具支承面的垂直度達到0. 01mm/300mm ,平行度高達0. 01mm/ 500mm。德國demmeler 公司制造的4m 長、2m 寬的孔系列組合焊接夾具平臺,其等高誤差為±0. 03mm ,精密平口鉗的平行度和垂直度在5μm 以內(nèi),夾具重復(fù)安裝的定位精度高達±5μm;瑞士EROWA 柔性夾具的重復(fù)定位精度高達2 - 5μm。機床夾具的精度已提高到微米級。
為了提高機床的生產(chǎn)效率,雙面、四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來越多。新型的電控永磁夾具,加緊和松開工件只用1 - 2 秒,夾具結(jié)構(gòu)簡化,為機床進行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。為了縮短在機床上安裝與調(diào)整夾具的時間,瑞典3R 夾具僅用1 分鐘,即可完成線切割機床夾具的安裝與校正。采用美國Jergens (杰金斯) 公司的球鎖裝夾系統(tǒng),1 分鐘內(nèi)就能將夾具定位和鎖緊在機床工作臺上。
組合夾具元件模塊化是實現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。省工、省時、節(jié)材、節(jié)能,體現(xiàn)在各種先進夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設(shè)計為夾具的計算機輔助設(shè)計與組裝打下基礎(chǔ)。應(yīng)用CAD 技術(shù),可建立元件庫、典型夾具庫、標(biāo)準和用戶使用檔案庫,進行夾具優(yōu)化設(shè)計。組合夾具分會與華中科技大學(xué)合作,正在著手創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站,為夾具行業(yè)提供信息交流、夾具產(chǎn)品咨詢與開發(fā)的公共平臺,爭取實現(xiàn)夾具設(shè)計與服務(wù)的通用化、遠程信息化和經(jīng)營電子商務(wù)化。
經(jīng)濟夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟性。夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu)性及可擴展性功能強,應(yīng)用范圍廣,通用性好,夾具利用率高。德國demmeler 公司的孔系列組合焊接夾具,僅用品種、規(guī)格很少的配套元件即能組裝成多種多樣的焊接夾具。元件的功能強,使得夾具的通用性好,元件少而精,配套的費用低,經(jīng)濟實用才有推廣應(yīng)用的價值。隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展,社會對機械產(chǎn)品需求多樣化的趨勢也越來越明顯。為此,制造技術(shù)的研究者提出了成組技術(shù)的科學(xué)理論及實踐方法,它能從根本上解決生產(chǎn)由于品種多,產(chǎn)量小帶來的矛盾。成組技術(shù)GT ( Group T2echnology) 是一門生產(chǎn)技術(shù)科學(xué),它研究如何識別和發(fā)掘生產(chǎn)活動中有關(guān)事務(wù)的相似性,并對其進行充分利用。即把相似的問題歸類成組,尋求解決這一組問題相對統(tǒng)一的最優(yōu)方案,以取得所期望的經(jīng)濟效益。成組技術(shù)應(yīng)用與機械加工方面,乃是將多種零件按其工藝的相似性分類成組以形成零件族,把同一零件族中零件分散的小生產(chǎn)量匯集成較大的成組生產(chǎn)量,從而使小批量生產(chǎn)能獲得接近于大批量生產(chǎn)的經(jīng)濟效果。
1.降低生產(chǎn)成本：在如今人力成本高漲的情況下夾具的成本是最低的；可以解決需多人配合完成的步驟由夾具一次完成。
?2.提高工作效率：夾具在使用上沒有疲勞一說，再者夾具的運動可以通過氣動或電動來控制，其速度和工作時間人類無法比擬的。
? 3.保證產(chǎn)品的一致性：用夾具測試的判定標(biāo)準是通過設(shè)定條件來判斷的，其不存在人為的干擾因素；對輔助裝配夾具就更能保證產(chǎn)品的一致性了。
? 4.提高公司形象：在生產(chǎn)線上擺著一排排的夾具，一進到車間就能感覺到生產(chǎn)的現(xiàn)代化和產(chǎn)品質(zhì)量控制的精確化，能感覺出產(chǎn)品的質(zhì)量好壞不是靠人說的而是靠數(shù)據(jù)得出來的。
5. 相對價格高昂的功能測試儀、ICT?等大型設(shè)備來說，工裝夾具是一款性價比最高的一款設(shè)備。
4. 文獻查閱概況
（1）?李銀玉，吳敬；車床鉆削加工連桿零件小端孔夾具設(shè)計及應(yīng)用；?機床與液壓；2015年第16期第43卷；P187-204。
摘要：為提高加工效率,采用車床加工連桿零件小端孔,設(shè)計夾具實現(xiàn)六點定位,確保定位精度,刀具安裝在刀架上,實現(xiàn)刀具軸向進給。該夾具結(jié)構(gòu)簡單,使用方便。
（2）?于東林，?高路；異形盤件鉆削加工專用夾具設(shè)計；吉林化工學(xué)院學(xué)報；2013年第11期第30卷；P50-54。
摘要：硬鋁異形盤件在壓鑄成型后,需要在加工中心上進行二次鉆孔加工,以滿足裝配使用要求.本文通過對硬鋁異形盤件二次加工時夾持方案的設(shè)計與分析,夾持動力分析與計算,夾具體零件設(shè)計與校核,論證了專用夾具的設(shè)計方法。
（3）崔麗娟，?郭建東；汽車剎車鉗自動化鉆孔工藝研究；?制造技術(shù)與機床；2016年第12期；P126-128.
摘要：常規(guī)的剎車鉗鉆孔工藝雖然是在數(shù)控鉆削加工中心上進行的,但是由于需要人工上下料、裝夾工件,因此工人勞動強大,同時存在效率低、節(jié)拍長的弊端。為此,根據(jù)剎車鉗的結(jié)構(gòu)特點,設(shè)計了利用機器人和專用夾具進行上下料和裝夾工件的自動化鉆孔工藝,并介紹了自動化單元的結(jié)構(gòu)組成和設(shè)備配置。
? （4）熊旭平，?孫慧峰；用搖臂鉆床鉆削閥體雙角度斜孔的夾具設(shè)計；?機床與液壓；2013年第22期第41卷；P64-66.
摘要：分析閥體零件加工工藝,從加工方案選擇、零件定位方案的確定、鉆模板類型選擇、夾緊機構(gòu)的設(shè)計等介紹閥體零件雙角度斜孔夾具的設(shè)計,并介紹了夾具的工作原理。通過檢測加工零件的誤差,可知該夾具設(shè)計合理,能滿足零件的尺寸公差和形位公差的要求。
（5）?胡運林；多工位圓錐面鉆削專用夾具的設(shè)計；?機械制造；2011年第5期第49卷；P66-68。
摘要：通過對高壓管道入口法蘭的鉆削夾具的設(shè)計，解決了在錐面上進行多工位鉆孔的加工難點，使工件在鉆削加工時，能準確的定位、可靠的夾緊和快捷的定位調(diào)整。并將鉆模板設(shè)計成鉸鏈式，方便工件的裝卸。
? （6）屈大偉，?齊東海，?朱彥正；面向?qū)ο蟮你@削類夾具方案設(shè)計專家系統(tǒng)，；機械設(shè)計；1996年第4期第13卷；P20-22+41+43。
摘要：采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)開發(fā)的“鉆削類機床夾具方案設(shè)計專家系統(tǒng)”是一套實用型的應(yīng)用系統(tǒng)，它采用最新的知識表達方法表達了夾具設(shè)計的完整過程，而且知識庫便于維護，系統(tǒng)便于開發(fā)新的功能，該系統(tǒng)已經(jīng)過實踐檢驗。
（7）崔斌；鉆削類組合機床夾具的計算機輔助設(shè)計；?組合機床與自動化加工技術(shù)；1994年第1期；P2-7.
摘要：本文介紹了鉆削類組合機床夾具ＣＡＤ系統(tǒng)的研制意義、軟硬件開發(fā)環(huán)境、總體方案制定及主要模塊功能。提出了“三維問題二維解決”的新思路，既發(fā)揮了圖形軟件的優(yōu)勢，又符合設(shè)計人員的設(shè)計習(xí)慣。采用體素拼合與圖層控制技術(shù)實現(xiàn)專用件ＣＡＤ。最后以系統(tǒng)運行實例說明其可靠性與實用性。
（8）陳鵬?；機床夾具設(shè)計；四川省示范性高職院校建設(shè)項目成果；2014年2月；共212頁。
摘要：本書共分七個學(xué)習(xí)情境，其內(nèi)容主要包括：工件的裝夾；工件的定位與夾緊；機床夾具設(shè)計的基本方法；車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具鏜床夾具的設(shè)計；現(xiàn)代夾具及其應(yīng)用。各項目均布置典型任務(wù)和參考工作過程，并提供思考題與習(xí)題以鞏固相關(guān)知識。
（9）?侯昌輝，?樊紅麗，?盧繼平，?朱海波；發(fā)動機箱體夾具參數(shù)化設(shè)計；?新技術(shù)新工藝；2014年第1期,；P12-15.
摘要：對發(fā)動機箱體夾具參數(shù)化設(shè)計進行了研究,構(gòu)建了工裝設(shè)計系統(tǒng)構(gòu)架,定義了夾具參數(shù)化設(shè)計流程,詳細介紹了Pro/E二次開發(fā)夾具的參數(shù)化設(shè)計方法,建立了發(fā)動機箱體夾具的參數(shù)化模型庫,并開發(fā)了發(fā)動機箱體夾具的工裝設(shè)計系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠完成發(fā)動機箱體加工的夾具設(shè)計,提高了夾具的設(shè)計效率。
（10）?唐玉潔；渦輪盤組件鉆削加工；?新技術(shù)新工藝；2016第4期；P1-3。
摘要：渦輪盤組件加工困難較大,特別是組件中高溫合金零件輪箍的材料硬度高,在鉆削加工過程中存在冷硬現(xiàn)象嚴重、切削力大、導(dǎo)熱性差和刀具易磨損等問題,造成產(chǎn)品加工質(zhì)量不穩(wěn)定。經(jīng)過分析和試制,以現(xiàn)有設(shè)備及刀具,從零件裝夾、鉆頭選擇、鉆頭修磨和切削參數(shù)選擇等方面對鉗工鉆削加工高溫合金零件進行了技術(shù)分析。采用這些加工技術(shù)和方法,保證了產(chǎn)品的加工質(zhì)量。
? (11) K. R. Wardak;?U.Tasch;?P. G. Charalambides；?Optimal fixture design for drilling through deformable plate workpieces part II: results；Journal of Manufacturing Systems；Vol20，No1，2001，P33-43.
Abstract :This is the second of two manuscripts which employ finite element analysis and optimization algorithms to design optimal fixtures for drilling through deformable work-pieces. Part I has addressed the problem formulation, suggesting five different obj%ective functions that capture different geometric characteristics of the machined surface. The performance of the five obtained fixture layouts under different drilling conditions is studied in this paper. The drilling studies include single, sequential, and simultaneous (gang) drilling. These studies demonstrate the known fact that more frequent setups and longer machining time periods result in higher workpiece accuracies. The simulations also suggest that the proposed optimal fixturing modeldeveloped in this study can be used to command greater control over the drilling process, resulting in elevated drilling quality. The numerical value of the latter is captured by the objective function values. The computer simulations further identify optimal fixturing layouts that can be implemented in an industrial environment.
（12）H. Xiong;?J. Zhang;?M. W. Degner;?C. Rong;?F. Liang;?W. Li；Permanent Magnet Demagnetization Test Fixture Design and Validation；?IEEE Transactions on Industry Applications；2016；P1.
Abstract：This paper investigates demagnetization characteristics of rare-earth permanent magnets used in electric machines. A test fixture was designed and built to induce controllable local demagnetization in the magnet sample under test. A range of demagnetizing magneto motive force (MMF) was applied to force the magnet samples to operate at various points along their B-H curves. The degree of demagnetization in the magnet samples was measured with a computer-controlled 2- dimensional flux mapping device. The measurements are compared with 3D finite element analysis (FEA) simulations. This study results in greater insight into the capability of magnets to withstand various demagnetization forces and how spatially varying material properties affect this capability. The understanding gained from this study can be applied to the test and validation of the magnetic properties of the permanent magnets used in the electric machines.
? (13)Wentao Fu;?Matthew I. Campbell;Concurrent fixture design for automated manufacturing process planning;?The International Journal of Advanced Manufacturing Technology;Vol76,No1-4,2015;P375-389.
Abstract:In computer-aided manufacturing process planning, the determination of fixtures is often completed after a process plan is generated. This strategy does not consider the manufacturing dependency between the process planning and the fixture design, which in fact needs to be thoroughly assessed before any conclusion regarding the optimality of a plan or the quality of a proposed fixture can be made. In this paper, a concurrent approach is presented in which the fixture design and machine planning are combined in an automated search process that starts with simply a CAD model. First, a rule-based algorithm is used to define all feasible manufacturing operations for the given CAD model. Then, a hierarchical search technique is developed to discern which operations are best in terms of manufacturing time, cost, and fixture quality. The fixture quality is a quantitative measure derived based on a collection of fixture design guidelines from manufacturing experiences and engineering handbooks and is intended to give a consistent and complete assessment of a fixture design. Cases studies and discussion are provided to showcase distinct characteristics of our algorithm. A real implementation of one suggested plan is also presented in order to validate the effectiveness and practicality of our approach.
? (14)Jokin Munoaac;?Alex Iglesiasa;?Aitor Olarrab;?Zoltan Dombovaric;?Mikel Zataraina;?Gabor Stepanc;Design of self-tuneable mass damper for modular fixturing systems;?CIRP Annals - Manufacturing Technology;Vol65,No1,2016;P389-392.
Abstract:Enhancing dynamic characteristics of fixtures for large workpieces is essential to assure chatter free machining of heavy-duty milling operations. Variable stiffness tuned mass dampers (VSTMD) can effectively improve the dynamic stiffness of modular fixtures by changing their dynamic characteristics. The theory of a new VSTMD concept is presented. Their realisable optimal tuning is determined and the results are compared to the standard constant stiffness TMDs. By means of the developed automatic tuning procedure, stiffness is varied via a rotary spring, while damping is provided by eddy currents. The prototype and the effectiveness of the concept are experimentally validated by heavy-duty milling tests on a modular fixture.
? (15)Tyagi, Satish1( eh7958@Wayne.edu);?Shukla, Nagesh2;?Kulkarni, Sumant3;Optimal design of fixture layout in a multi-station assembly using highly optimized tolerance inspired heuristic; Applied Mathematical Modelling;Vol40,No11-12,2016;P6134-6147.
Abstract:The multi-station assembly (MSA) process requires auxiliary devices such as fixtures and clamps to accurately locate and firmly hold the workpiece in a desired position. Improper positioning of these fixtures and clamps affects the dimensional integrity of final product. This study determines the optimal design of fixture layout that minimizes the product dimensional variations caused by the manhandling and aging of auxiliaries. In order to model variation propagation from one assembly station to another in the MSA, a state space model is employed. Further, an E-optimality based sensitivity criterion is proposed to mathematically formulate and measure the quality of the fixture layout design. In order to solve the mathematical formulation, a highly optimized tolerance inspired heuristic is proposed. The proposed approach takes its governing traits from local incremental algorithm (LIA) which was initially exploited to maximize the design parameter (yield) in the percolation model. LIA analogous to the evolution by natural selection schema, assists in suitably exploring the search space of the underlying problem. The assembly of Sports Utility Vehicle side frame has been used to illustrate the concepts and test the performance the proposed solution methodology. Further, robustness of the proposed heuristic is demonstrated by comparing its results with that of obtained from Basic Exchange Algorithm used in the literature.
5. 設(shè)計（論文）的主要內(nèi)容
（1） 明確本設(shè)計的目的及意義
（2） 工作過程分析
（3） 機械部分計算設(shè)計
（4） 結(jié)合課題和研究方向，翻譯1萬英文字符的外文文獻或資料
（5） 編寫設(shè)計說明書
6. 設(shè)計（論文）提交形式
(1).說明書：字數(shù)不少于2萬字（打?。?
(2).圖紙：機械裝配圖A0 張
零件圖 A1 張
零件圖 A2 張
7. 進度安排
第五周???查閱相關(guān)文獻，收集資料，確定題目。
第六周???查找一篇相關(guān)的外文資料，翻譯成中文；整理文獻，撰寫開題
報告。
?????
第七周???根據(jù)課題的任務(wù)書，結(jié)合查找的資料，確定整體方案。
第八周???完成指定工序，工序圖。
第九周?---第十一周???完成加工示意圖、擬定多軸箱傳動方案。
第十二周---第十四周???完成多軸箱展開圖，相關(guān)計算，完成機床聯(lián)系尺
寸圖。
第十五周??完善計算說明書。
第十六周??準備答辯。
8. 指導(dǎo)教師意見
簽名：
年 月 日
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