CA6140機床后托架加工工藝及夾具設計【含CAD圖紙、三維夾具模型、說明書、工藝工序卡片】

壓縮包內(nèi)含有CAD圖紙和說明書,均可直接下載獲得文件，所見所得，電腦查看更方便。咨詢Q 197216396 或 11970985 摘 要 機械加工工藝是實現(xiàn)產(chǎn)品設計，保證產(chǎn)品質量，節(jié)約能源，降低消耗的重要手段，本課題研究CA6140車床后托架加工工藝規(guī)程。首先通過對零件圖的分析，了解工件的結構形式，明確具體的技術要求，從而對工件各組成表面選擇合適的加工方法，再擬定較為合理的工藝規(guī)程，在制訂工藝過程中，需要確定各工序的安裝工位和該工序需要的工步，加工該工序的機車及機床的進給量，切削深度，主軸轉速和切削速度，該工序的夾具，刀具及量具，還有走刀次數(shù)和走刀長度，最后計算該工序的基本時間，輔助時間和工作地服務時間，以驗證達到生產(chǎn)要求。機床夾具設計是工藝裝備設計中的一個重要組成部分，在整個機械加工過程中，夾具除了夾緊固定被加工零件，所以需要選擇相應的零部件來實現(xiàn)定位；還要求保證加工零件的位置精度，提高加工生產(chǎn)率，所以需要計算夾緊裝置夾緊力，并按要求加工出零件的部分。關鍵詞: 工藝過程的制訂；工序；工步；加工余量；時間配額；夾具；定位方案； 夾緊力ABSTRACT The machining process is to realize the product design, ensure the quality of products, save energy and reduce consumption of important means, and this subject research CA6140 lathe processing procedure after bracket. Based on the analysis of the drawing, understand the structure form, to specific technical requirements, which on the surface of each component to choose the appropriate processing method, and then develop reasonable technical process, in the formulation of the technological process, you need to make sure the process of installation location and the process need to work step, processing the process of locomotive and feed of the machine tool, cutting depth, spindle speed and cutting speed, this process of fixture, cutting tools and measuring tools, and go knife times and walk the length of the sword, finally calculated the process of basic time, auxiliary time and locate service time to verify achieve production requirements. Machine tool clamp design process equipment design is an important part of in the whole process of mechanical processing, clamping fixture in addition, fixed by processing parts, so need to choose corresponding parts to realize positioning; Also requires that the position precision processing parts, increase the processing productivity, so need to calculate the clamping device clamping force, and according to the requirements of the parts processing part.Keywords: process formulation；process；work step；machining allowance；time quotas；fixture；positioning scheme；clamping force目 錄一 CA6140 機床后托架加工工藝61.1 CA6140 機床后托架的作用61.2 CA6140 機床后托架的工藝分析61.3 CA6140 機床后托架的工藝要求及技術要求71.4 確定后托架零件的生產(chǎn)類型及制造方法71.5 確定各表面加工方案71.5.1在選擇各表面及孔的加工方法時，要綜合考慮以下因素71.5.2平面的加工81.5.3 孔的加工方案81.6 工藝路線的擬訂81.6.1粗基準的選擇81.6.2精基準選擇的原則81.6.3加工經(jīng)濟精度與加工方法的選擇91.6.4工藝順序的安排91.6.5工序的集中與分散101.6.6加工階段的劃分101.7 加工工藝路線方案的比較111.8 CA6140 機床后托架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定131.8.1毛坯的結構工藝要求131.8.2 CA6140 機床后托架的偏差計算141.9 確定切削用量及基本工時（機動時間）161.9.1工序1 粗、精銑底面161.9.2工序2 粗、半精、精鏜 CA6140 側面三杠孔171.9.3工序3 鉆頂面四孔241.9.4工序4 鉆側面兩孔282.0 時間定額計算及生產(chǎn)安排302.0.1粗、精銑底面302.0.2鏜側面三杠孔302.0.3鉆頂面四孔312.0.4鉆左側面兩孔312.0.5 M 6的螺紋孔攻絲32二 機床夾具設計322.1夾具的功能322.2 機床夾具的分類322.3 機床夾具的組成332.4 常用定位方法與定位元件332.4.1六點定位原理332.4.2工件以平面定位，主要形式是支承定位。342.4.3工件以圓柱孔定位342.4.4工件以外圓表面定位342.5銑平面夾具設計342.5.1研究原始材料342.5.2定位基準的選擇342.5.3切削力及夾緊分析計算352.5.4誤差分析與計算362.6 鏜孔夾具設計372.6.1研究原始質料372.6.2定位基準的選擇372.6.3切削力及夾緊力的計算382.6.4誤差分析與計算39結論39致 謝41參考文獻421 CA6140 機床后托架加工工藝1.1 CA6140 機床后托架的作用 對于CA6140 車床后托架零件。后托架在CA6140 車床床身的尾部，三個孔分別裝絲桿、光桿、轉向開關，起加強固定作用；在與之間的孔為毛線孔，用于導通油路；旁路的螺紋孔是連接油蓋的；正面的四個孔將后托架固定于車床尾部。CA6140 車床后托架在臥式機床上，當采用雙向引導刀具時，且有較高的精度要求時，刀具和主軸之間需采用浮動卡頭連接，在動刀頭退回原位，刀具又已退離夾具刀套的情況下，必須采用托架來支撐刀桿，以防止刀桿產(chǎn)生下垂，保證在下一次工作循環(huán)中，刀具能順利的重新進入刀套，托架的結構形式同活動鉆模版相似，但其作用僅在于支撐刀桿而不作為刀具的導向，托架不起直接保證加工精度的作用，但它卻直接保證機床能順利正常的工作。1.2 CA6140 機床后托架的工藝分析CA6140 機床后托架是 CA6140 機床的一個重要零件， 因為其零件尺寸較小，結構形狀也不是很復雜，但側面三杠孔和底面的精度要求較高，此外還有頂面的四孔要求加工，但是對精度要求不是很高。后托架上的底面和側面三杠孔的粗糙度要求都是 Ra1.6 ，所以都要求精加工。其三杠孔的中心線和底平面有平面度的公差要求等。因為其尺寸精度、幾何形狀精度和相互位置精度，以及各表面的表面質量均影響機器或部件的裝配質量，進而影響其性能與工作壽命，因此它的加工是非常關鍵和重要的。1.3 CA6140 機床后托架的工藝要求及技術要求 由零件圖1-1可知：CA6140 車床后托架是鑄造件，從整體形狀來看類似長方體，其加工主要有三組加工。底面、側面三孔、頂面的四個孔、以及左視圖上的兩個孔。具體特點和技術要求如下：(1).以底面為主要加工的表面，有底面的銑加工，其底面的粗糙度要求是Ra =1.6 um， 平面度公差要求是 0.03。(2).另一組加工是側面的三孔，分別為 ， ，其表面粗糙度要求 Ra = 1.6，查互換性與技術測量其要求的精度等級分別是IT = 8 ，IT = 7 ，IT = 7 。且，中心線與零件底面的平行度公差為 100：0.07；的中心線與零件底面的平行度公差為100:0.08；三孔中心線與零件底面位置偏差為0.07mm。(3).以頂面為住加工面的四個孔，分別是以和為一組的階梯孔，這組孔的表面粗糙度要求是 =50 ，Ra = 6.3 um，以及以和的階梯孔，其中是裝配鉸孔，其中孔的表面粗糙度要求 =50 ，Ra = 6.3 um，是裝配鉸孔的表面粗糙度的要求是Ra = 6.3 um。1.4 確定后托架零件的生產(chǎn)類型及制造方法因為零件材料為HT200，采用鑄造，CA6140機床后托架設計單邊余量一般在 1 3mm ，結構細密，能承受較大的壓力，占用生產(chǎn)的面積較小，且零件的年產(chǎn)量是 5000件，由機械制造工藝學表 1-5 可知是大批量生產(chǎn)。故CA6140機床后托架毛坯的選擇金屬型鑄造，因為生產(chǎn)率很高，所以可以免去每次造型。1.5 確定各表面加工方案 由以上分析可知。該箱體零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于CA6140機床后托架來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關系。1.5.1在選擇各表面及孔的加工方法時，要綜合考慮以下因素(1).要考慮加工表面的精度和表面質量要求，根據(jù)各加工表面的技術要求，選擇加工方 法及分幾次加工。 (2).根據(jù)生產(chǎn)類型選擇，在大批量生產(chǎn)中可專用的高效率的設備。在單件小批量生產(chǎn)中則常用通用設備和一般的加工方法。如、柴油機連桿小頭孔的加工，在小批量生產(chǎn)時，采用鉆、擴、鉸加工方法；而在大批量生產(chǎn)時,采用拉削加工。(3).要考慮被加工材料的性質，例如，淬火鋼必須采用磨削或電加工；而有色金屬由于 磨削時容易堵塞砂輪，一般都采用精細車削，高速精銑等。 (4).要考慮工廠或車間的實際情況，同時也應考慮不斷改進現(xiàn)有加工方法和設備，推廣 新技術，提高工藝水平。(5).此外，還要考慮一些其它因素，如加工表面物理機械性能的特殊要求，工件形狀和重量等。 選擇加工方法一般先按這個零件主要表面的技術要求選定最終加工方法，再選擇前面各工序的加工方法。1.5.2平面的加工 由參考文獻機械加工工藝手冊表 2.1-12 可以確定，底面的加工方案為底平面：粗銑精銑（ IT=7 IT= 9 ） ，粗糙度為 6.30.8，一般不淬硬的平面，精銑的粗糙度可以較小。1.5.3 孔的加工方案(1) .側面三杠孔的加工方法：由參考文獻機械加工工藝手冊表 2.1-11 確定，因為孔的表面粗糙度為Ra = 1.6，則選側孔（ ，）的加工順序為：粗鏜 精鏜。(2) .而頂面的四個孔采取的加工方法分別是：因為孔的表面粗糙度的要求不高，=50，所以我們采用一次鉆孔的加工方法，的孔選擇的加工方法是鉆，因為的孔和是一組階梯孔，所以可以在已經(jīng)鉆了 的孔基礎上再锪孔鉆锪到，所以是鉆锪。而另一組和也是一組階梯的孔，不同的是 的孔是錐孔，且表面粗糙度的要求是 Ra = 1.6 ，所以全加工的方法是鉆擴鉸精絞。2 工藝路線的擬訂 對于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準。CA6140 機床后托架的加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準。具體安排是先以孔定位粗、精加工頂平面。后續(xù)工序安排應當遵循粗精分開和先面后孔的原則。2.1粗基準的選擇 選擇粗基準時，考慮的重點是如何保證各加工表面有足夠的余量，使不加工表面與加工表面間的尺寸、位置符合圖紙要求。粗基準選擇應當滿足以下要求： (1) .粗基準的選擇應以加工表面為粗基準。目的是為了保證加工面與不加工面的相互位 置關系精度。(2).選擇加工余量要求均勻的重要表面作為粗基準。(3).應選擇加工余量最小的表面作為粗基準。這樣可以保證該面有足夠的加工余量。 (4).應盡可能選擇平整、光潔、面積足夠大的表面作為粗基準，以保證定位準確夾緊可 靠。有澆口、冒口、飛邊、毛刺的表面不宜選作粗基準，必要時需經(jīng)初加工。 (5) .粗基準應避免重復使用，因為粗基準的表面大多數(shù)是粗糙不規(guī)則的。多次使用難以保證表面間的位置精度。從 CA6140 機床后托架零件圖分析可知：零件毛坯是金屬型鑄件，且精度較高，所以選擇側面三孔作為粗基準加工表面，可以為后續(xù)工序準備好精基準。2.2精基準選擇的原則(1) .基準重合原則。即盡可能選擇被加工表面的設計基準作為定位基準。這樣可以避免 定位基準與設計基準不重合而引起的基準不重合誤差。 (2) .基準統(tǒng)一原則。應盡可能選用統(tǒng)一的定位基準，基準的統(tǒng)一有利于保證各表面間的位置精度，避免基準轉換所帶來的誤差，并且各工序所采用的夾具比較統(tǒng)一，從而可減少夾具設計和制造工作。 (3).互為基準的原則。選擇精基準時，有時兩個被加工面，可以互為基準反復加工。 (4).自為基準的原則。有些精加工或光整加工工序要求余量小而均勻，可以選擇加工表 面本身為基準。(5) .便于裝夾原則。應選擇工件上精度高。尺寸較大的表面為精基準，以保證定位穩(wěn)固可靠。并考慮工件裝夾和加工方便、夾具設計簡單等。從 CA6140 機床后托架零件圖分析可知：要從保證孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置，能保證 CA6140 機床后托架在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準定位。所以選用底面A為設計基準，選其為精基準可以實現(xiàn)設計基準和工藝基準重合，遵循“基準統(tǒng)一”原則。2.3加工經(jīng)濟精度與加工方法的選擇(1) .加工經(jīng)濟精度。在正常加工條件下所能保證的加工精度和表面粗糙度，生產(chǎn)上加工精度的高低是用其可以控制的加工誤差的大小來表示的。各種加工方法所能達到的加工精度和表面粗糙度都是一定范圍的。任何一種加工方法，只要精心操作、細心調整、選擇合適的切削用量，其加工精度就可以得到提高，其加工表面粗糙度就可以減小。但是，加工精度提的越高，表面粗糙度減小得越小，則所耗費的時間與成本也會越大。其中加工誤差與加工成本之間成反比關系。(2) .加工方法的選擇。根據(jù)零件表面、零件材料和加工精度以及生產(chǎn)率的要求，考慮本 廠現(xiàn)有的工藝條件，考慮加工經(jīng)濟精度等因素來選擇加工方法。(3) .機床的選擇。根據(jù)產(chǎn)品變換周期的長短和生產(chǎn)批量的大小以及零件表面的復雜程度和零件的精度等因素，決定選擇數(shù)控機床還是普通機床，一般來說，產(chǎn)品變換周期短生產(chǎn)批量大，易選數(shù)控機床；普通機床加工有困難或無法加工的復雜曲線、曲面應選數(shù)控機床；產(chǎn)品基本不變的大批量生產(chǎn)，易選專用組合機床。2.4工藝順序的安排 零件上的全部加工表面應該安排在一個合理的加工順序中加工，這對保證零件質量、提高生產(chǎn)率、降低加工成本都至關重要。確定工藝順序的安排原則： (1).一般情況下，先加工平面，后加工孔。這條原則的含義是： 、當零件上有較大的平面可作定位基準時，可先加工出來作定位面，以面定位， 、加工孔。這樣可以保證定位穩(wěn)定、準確，裝夾工件往往也比較方便。 、在毛坯面上鉆孔，容易使鉆頭引偏，若該平面需要加工，則應在鉆孔之前先加工 平面。(2).先加工基準面，再加工其他表面。這條原則有兩個含義： 、工藝路線開始安排的加工面應該是選作定位基準的精基準面，然后再以精基準定 位，加工其他表面。 、為保證一定的定位精度，當加工面的精度要求很高時，精加工前一半應該先精修 一下精基準。(3) .先加工主要表面，后加工次要表面。這里說的主要表面是指：設計基準面，主要加工面。而次要表面是指鍵槽、螺孔等其他表面。次要表面和主要表面之間往往有相互位置要求。因此，一般要在主要表面達到一定的精度之后，再以主要表面定位加工次要表面，要注意的是“后加工”的含義并不一定是整個工藝過程的最后。(4) .先安排粗加工工序，后安排精加工工序。對于精度和表面質量要求較高的零件，其 粗精加工應該分開。2.5工序的集中與分散 制訂工藝路線時，應考慮工序的數(shù)目，采用工序集中或工序分散是其兩個不同的原則。所謂工序集中，就是以較少的工序完成零件的加工，反之為工序分散。(1) .工序集中的特點：工序數(shù)目少，工件裝，夾次數(shù)少，縮短了工藝路線，相應減少了操作工人數(shù)和生產(chǎn)面積，也簡化了生產(chǎn)管理，在一次裝夾中同時加工數(shù)個表面易于保證這些表面 間的相互位置精度。使用設備少，大量生產(chǎn)可采用高效率的專用機床，以提高生 產(chǎn)率。但采用復雜的專用設備和工藝裝備，使成本增高，調整維修費事，生產(chǎn)準備工作量大。 (2) .工序分散的特點：工序內(nèi)容簡單，有利選擇最合理的切削用量。便于采用通用設備。簡單的機床工藝裝備。生產(chǎn)準備工作量少，產(chǎn)品更換容易。對工人的技術要求水平不高。但需要設備和工人數(shù)量多，生產(chǎn)面積大，工藝路線長， 工序集中與工序分散各有特點，必須根據(jù)生產(chǎn)類型、加工要求和工廠的具體情況進行綜合分析決定采用那一種原則。該后托架的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，可以采用萬能型機床配以專用工、夾具，以提高生產(chǎn)率；而且運用工序集中原則使工件的裝夾次數(shù)減少，不但可縮短輔助時間，而且由于在一次裝夾中加工了許多表面，有利于保證各加工表面之阿金的相對位置精度。2.6加工階段的劃分 零件的加工質量要求較高時，常把整個加工過程劃分下列為四個階段：(1) .粗加工階段：粗加工的目的是切去絕大部分多雨的金屬，為以后的精加工創(chuàng)造較好的條件，并為半精加工，精加工提供定位基準，粗加工時能及早發(fā)現(xiàn)毛坯的缺陷，予以報廢或修補，以免浪費工時。粗加工可采用功率大，剛性好，精度低的機床，選用大的切前用量，以提高生產(chǎn)率、粗加工時，切削力大，切削熱量多，所需夾緊力大，使得工件產(chǎn)生的內(nèi)應力和變形大，所以加工精度低，粗糙度值大。一般粗加工的公差等級為 IT11IT12。粗糙度為 Ra80100m。 (2) .半精加工階段：半精加工階段是完成一些次要面的加工并為主要表面的精加工做好準備，保證合適的加工余量。半精加工的公差等級為 IT9IT10。表面粗糙度為 Ra101.25 m。 (3) .精加工階段：精加工階段切除剩余的少量加工余量,主要目的是保證零件的形狀位置精度,尺寸精度及表面粗糙度,使各主要表面達到圖紙要求.另外精加工工序安排在最后,可防止或減少工件精加工表面損傷。 精加工應采用高精度的機床小的切前用量，工序變形小，有利于提高加工精度精加工的加工精度一般為 IT6IT7，表面粗糙度為 Ra101.25m。(4) .光整加工階段 對某些要求特別高的需進行光整加工，主要用于改善表面質量，對尺度精度 改善很少。一般不能糾正各表面相互位置誤差，其精度等級一般為 IT5IT6,表面 粗糙度為 Ra1.250.32m。 此外，加工階段劃分后，還便于合理的安排熱處理工序。由于熱處理性質的不同，有的需安排于粗加工之前，有的需插入粗精加工之間。但須指出加工階段的劃分并不是絕對的。在實際生活中，對于剛性好，精度要求不高或批量小的工件，以及運輸裝夾費事的重型零件往往不嚴格劃分階段，在滿足加工質量要求的前提下，通常只分為粗、精加工兩個階段，甚至不把粗精加工分開。必須明確劃分階段是指整個加工過程而言的，不能以某一表面的加工或某一工序的性質區(qū)分。2.7 加工工藝路線方案的比較 在保證零件尺寸公差、形位公差及表面粗糙度等技術條件下，成批量生產(chǎn)可以考慮采用專用機床，以便提高生產(chǎn)率。但同時考慮到經(jīng)濟效果，降低生產(chǎn)成本，擬訂兩個加工工藝路線方案。見下表1：工序號方案I方案II工序內(nèi)容定位基準工序內(nèi)容定位基準010粗銑底面A側面與外圓粗、精銑底面A側面與外圓020精銑底面A側面與外圓粗鏜孔 ， 底面與側面030鉆、擴孔 ， 底面與側面半精鏜孔 ， 底面與側面040粗絞孔 ， 底面與側面精鏜孔 ， 底面與側面050精絞孔 ， 側面與兩孔粗銑油槽底面與側面060粗銑油槽底面與側面鉆和底面與側面070鉆孔底面與側面擴孔底面與側面080鉆、底面與側面精絞錐孔底面與側面090擴孔底面與側面鉆孔、底面與側面100精絞錐孔底面與側面去毛刺110鉆孔、底面與側面鉆 、底面與孔120鉆 、底面與孔攻螺紋底面與孔130攻螺紋底面與孔平面140平面倒角去毛刺150倒角去毛刺檢驗160檢驗加工工藝路線方案的論證：方案在 010 工序中先安排銑底平面，主要是因為底平面是以后工序的主要定位 面之一，為提高定位精度。 方案在 120 工序中按排倒角去毛刺，這不僅避免劃傷工人的手，而且給以后的 定位及裝配得到可靠的保證。 方案符合粗精加工分開原則。 由以上分析：方案為合理、經(jīng)濟的加工工藝路線方案。具體的工藝過程如下表：表 1.2 加工工藝過程表工序號工 種 工作內(nèi)容說明010鑄造金屬型鑄造鑄件毛坯尺寸：長：220 mm ，寬：60 mm ，高：70 mm 孔：020清砂除去澆冒口，鋒邊及型砂 030熱處理退火石墨化退火， 來消除鑄鐵表 層和壁厚較薄的部位可能 出現(xiàn)的白口組織 （有大量的 滲碳體出現(xiàn)） ，以便于切削 加工 工件用專用夾具裝夾； 立式 銑床 ( X 52 K )040檢驗 檢驗毛坯050銑粗銑、精銑底平面 A雙立軸圓工作臺銑床060銑粗銑油槽雙立軸圓工作臺銑床070粗鏜粗鏜鏜孔：， 工件用專用夾具裝夾； 臥式鏜床080半精鏜半精鏜鏜孔： ， 工件用專用夾具裝夾；臥式鏜床 090精鏜精鏜鏜孔：， 工件用專用夾具裝夾；臥式鏜床 100鉆將孔 和鉆到直徑 工件用專用夾具裝夾； 搖臂 鉆床 (Z 3025)110擴孔鉆 將 擴孔到要求尺寸120锪孔鉆 锪孔 、到要求尺寸130鉸精鉸錐孔 140鉗去毛刺銼刀150鉆 鉆孔 、 工件用專用夾具裝夾； 搖臂 鉆床 (Z 3025)160攻絲攻螺紋 170鉗倒角去毛刺銼刀180檢驗190入庫清洗，涂防銹油2.8 CA6140 機床后托架的偏差，加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的確定 CA6140 機床后托架的鑄造采用的是鑄鐵制造，其材料是 HT200，硬度HB為190-200，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。2.8.1毛坯的結構工藝要求CA6140 車床后托架為鑄造件，對毛坯的結構工藝有一定要求： 、鑄件的壁厚應和合適，均勻，不得有突然變化。 、鑄造圓角要適當，不得有尖角。 、鑄件結構要盡量簡化，并要有和合理的起模斜度，以減少分型面、芯子便于起模。 、加強肋的厚度和分布要合理，以免冷卻時鑄件變形或產(chǎn)生裂紋。 、鑄件的選材要合理，應有較好的可鑄性。 毛坯形狀、尺寸確定的要求 。設計毛坯形狀、尺寸還應考慮到： 、各加工面的幾何形狀應盡量簡單。 、工藝基準以設計基準相一致。 、便于裝夾、加工和檢查。 、結構要素統(tǒng)一，盡量使用普通設備和標準刀具進行加工。 在確定毛坯時，要考慮經(jīng)濟性。雖然毛坯的形狀尺寸與零件接近，可以減少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但這樣可能導致毛坯制造困難， 需要采用昂貴的毛坯制造設備，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的種類形狀及尺寸的確定一定要考慮零件成本的問題但要保證零件的使用性能。 在毛坯的種類形狀及尺寸確定后，必要時可據(jù)此繪出毛坯圖。2.8.2 CA6140 機床后托架的偏差計算底平面的偏差及加工余量計算 底平面加工余量的計算，計算底平面與孔（ ，）的中心線的尺寸為350.07。根據(jù)工序要求，頂面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下： 粗銑：由參考文獻5機械加工工藝手冊第 1 卷表 3.2-23。其余量值規(guī)定為 2.7 3.5mm ，現(xiàn)取 3.0mm 。表 3.2-27 粗銑平面時厚度偏差其余量值規(guī)定為 -0.21-0.33mm，現(xiàn)取 0.28mm 。 精銑：由參考文獻7 機械加工工藝手冊 2.3-59， 表其余量值規(guī)定為 1.5mm 。 鑄 造毛坯的基本尺寸為 35 + 3.0 + 1.0 = 39 ，又根據(jù)參考文獻5機械加工工 藝手冊第 1 卷表 3.1-21,鑄件尺寸公差等級選用 CT7，再查表 3.1-21 可得 鑄件尺寸公差為 1.1mm。 毛坯的名義尺寸為： 35 + 3.0 + 1.0 = 39 毛坯最小尺寸為： 39 0.55 = 38.45mm 毛坯最大尺寸為： 39 + 0.55 = 39.55mm粗銑后最大尺寸為： 35 + 1.0 = 36mm 粗銑后最小尺寸為： 36 0.28 = 35.72mm精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，即與側面三孔（ ， ）的中心線的尺寸為 35 0.07 。正視圖上的三孔的偏差及加工余量計算參照參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.3-59 和參考文獻15互換性與技術測量表 1-8，可以查得： 孔 ： 粗鏜的精度等級： IT = 12 ，表面粗糙度 Ra = 15um ，尺寸偏差是 0.21mm ；半精鏜的精度等級：IT = 10 ，表面粗糙度 Ra = 2.5um ，尺寸偏差是 0.084mm ；精鏜的精度等級： IT = 7 ，表面粗糙度 Ra = 1.6um ，尺寸偏差是 0.021mm ?？?粗鏜的精度等級： IT = 12 ，表面粗糙度 Ra = 15um ，尺寸偏差是 0.21mm ；半精鏜的精度等級：IT = 10 ，表面粗糙度 Ra = 2.5um ，尺寸偏差是 0.084mm ；精鏜的精度等級： IT = 7 ，表面粗糙度 Ra = 1.6um ，尺寸偏差是 0.021mm ?？?粗鏜的精度等級： IT = 12 ，表面粗糙度 Ra = 15um ，尺寸偏差是 0.25mm； 半精鏜的精度等級： IT = 10 ，表面粗糙度 Ra = 2.5um ，尺寸偏差是 0.1mm ；精鏜的精度等級： IT = 7 ，表面粗糙度 Ra = 1.6um ，尺寸偏差是 0.025 。根據(jù)工序要求，側面三孔的加工分為粗鏜、半精鏜、精鏜三個工序完成，各工序余量如下： 參照7機械加工工藝手冊表 2.3-48,粗鏜: 孔,其余量值為 2mm ；孔,其余量值為 2mm ； 孔,其余量值為 2mm 。半精鏜:孔，其余量值為 1.2mm ；孔，其余量值為 1.2mm ； 孔,其余量值為 1.2mm 。精鏜: 孔，其余量值為 0.8mm ；孔，其余量值為 0.8mm ； 孔，其余量值為 0.8mm 。 鑄件毛坯的基本尺寸分別為： 孔毛坯基本尺寸為 ： 25.5 2 1.2 0.8 = 21.5mm ； 孔毛坯基本尺寸為 ： 30.2 2 1.2 0.8 = 26.2mm ； 孔毛坯基本尺寸為 ： 40 2 1.2 0.8 = 36mm 。根據(jù)參考文獻5機械加工工藝手冊第 1 卷表 3.1-21，鑄件尺寸公差等級選用 CT7，再查表 2.3-9 可得鑄件尺寸公差分別為： 0.9mm、0.9mm、0.9mm。 表3：各孔的加工尺寸：孔 孔孔毛坯名義尺寸為： 25.5 2 1.2 0.8 = 21.5mm ；毛坯最大尺寸為： 21.5 + 0.45 = 21.95mm ；毛坯最小尺寸為： 21.5 0.45 = 21.05mm ；粗鏜工序尺寸為： 半精鏜工序尺寸為：精鏜后尺寸是為： ，已達到零件圖尺寸要求： 毛坯名義尺寸為：30.2 2 1.2 0.8 = 26.2mm ；毛坯最大尺寸為： 26.2 + 0.45 = 26.65mm ； 毛坯最小尺寸為： 26.2 0.45 = 25.75mm ；粗鏜工序尺寸為 ： ；半精鏜工序尺寸為 ：精鏜后尺寸滿足： 毛坯名義尺寸為 ： 40 2 1.2 0.8 = 36mm ； 毛坯最大尺寸為 ： 36 + 0.45 = 36.45mm ； 毛坯最小尺寸為 ： 36 0.45 = 35.55mm ；粗鏜工序尺寸為 ： 半精鏜工序尺寸為 ：精鏜后尺寸滿足 ： 頂面兩組孔和，以及另外一組的錐孔和毛坯為實心，不沖孔。兩孔精度要求為 IT 1 ，表面粗糙度要求為 = 50 。參照參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.3-47，表 2.3-48。確定工序尺寸及加工余量為： 第一組： 和 ；加工該組孔的工藝是：鉆擴锪 鉆孔： 擴孔： 2Z = 3mm （Z 為單邊余量）锪孔： 2Z = 7mm （Z 為單邊余量）第二組： 的錐孔和 ；加工該組孔的工藝是：鉆锪鉸 鉆孔： 锪孔： 2Z = 4mm （Z 為單邊余量）鉸孔： 2.9 確定切削用量及基本工時（機動時間）2.9.1工序1 粗、精銑底面機床：雙立軸圓工作臺銑床刀具： 硬質合金端銑刀 （面銑刀）。 材料： 齒數(shù) （1） 粗銑：銑削深度 ： ,毛坯孔徑 每齒進給量：根據(jù)參考文獻5機械加工工藝手冊第1卷表9.4-5，取 工作臺每分進給量 ： 銑銷寬度：參照參考文獻5機械加工工藝手冊第1卷表 9.4-13，取銑削速度 ：參照參考文獻5機械加工工藝手冊第1卷表 9.4-13，取 機床主軸轉速 ： = （1.9.11） = ,取 實際銑削速度 ： = （1.9.12） = 進給速度 ： = （1.9.13） =6370/60被切削部分長度 ：由毛坯尺寸可知 刀具切入行程長度： （1.9.14） = ，取=刀具切出行程長度 ： 取= 走刀次數(shù)為 ：=1機動時間 ： = （1.9.15） =精銑：銑削深度 ： ,毛坯孔徑 銑銷寬度：參照參考文獻5機械加工工藝手冊第1卷表 9.4-13，取每齒進給量 ：根據(jù)參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.4-73，取 工作臺每分進給量 ： = =銑削速度 ：參照參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.4-81，取 機床主軸轉速 ： = （1.9.16） =，取=實際銑削速度 ： = （1.9.17） =進給速度 ： = （1.9.18） =被切削層長度 ：由毛坯尺寸可知 = 刀具切入行程長度 ：刀具切出行程長度 ：走刀次數(shù)為 ：=1 機動時間 ： = （1.9.19） =本工序機動時間=+2.9.2工序2 粗、半精、精鏜 CA6140 側面三杠孔機床：臥式鏜床 刀具：硬質合金鏜刀， 鏜刀材料： 粗鏜 孔切削深度 ： ，毛坯孔徑 。 進給量 ：根據(jù)參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.4-66，取進給量 =切削速度：參照參考文獻7機械加工工藝手冊表2.4-66取機床主軸轉速 ，有： = （1.9.21） = 311.06 r/min ，取 =320 r/min實際銑削速度 ： = （1.9.22） =工作臺每分進給量 ： （1.9.23） 被切削層長度 ： 刀具切入行程長度 ： = （1.9.24） =刀具切出行程長度 ：，取= 行程次數(shù)為 ：=1 機動時間 ： = （1.9.25） =（2）粗鏜 孔切削深度 ： ，毛坯孔徑 = 。 進給量：根據(jù)參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.4-66取進給量 切削速度 ：參照參考文獻7機械加工工藝手冊表2.4-66取機床主軸轉速 ，有： = （1.9.26） = 255.3 r/min，取=260 r/min實際銑削速度 ： = （1.9.27） =0.36 m/s工作臺每分進給量 ： = （1.9.28） 被切削層長度 ： 刀具切入行程長度 ： = （1.9.29） =刀具切出行程長度 ：，取= 行程次數(shù)為 ：=1 機動時間 ： = （1.9.210） =粗鏜 孔切削深度 ： ，毛坯孔徑 。 進給量：根據(jù)參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.4-66，取進給量 切削速度 ：參照參考文獻7機械加工工藝手冊表2.4-66取 機床主軸轉速 ，有： = （1.9.211） = 212.3r/min，取=220 r/min實際銑削速度 ： = （1.9.212） =0.41 m/s工作臺每分進給量： （1.9.213） 被切削層長度 ： 刀具切入行程長度 ： = （ 1.9.214） =刀具切出行程長度 ：，取= 行程次數(shù)為 ：=1 機動時間 ： = （1.9.215） =半精鏜 孔 切削深度 ： ，粗鏜后孔徑 進給量：根據(jù)參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.4-66，取進給量 = 切削速度 ：參照參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.4-66，取： 機床主軸轉速 ，有 = （1.9.216） = 268.3 r/min ，取=270 r/min實際銑削速度 ： = （1.9.217） =0.33 m/s工作臺每分進給量 ： = （1.9.218） 被切削層長度 ：刀具切入行程長度 ： = （1.9.219） =刀具切出行程長度 ：，取= 行程次數(shù)為 ：=1 機動時間 ： = （1.9.220） =半精鏜 孔 切削深度 ： ，粗鏜后孔徑 進給量：根據(jù)參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.4-66，取進給量 切削速度 ：參照參考文獻7機械加工工藝手冊表2.4-66取： 機床主軸轉速 ，有 = （1.9.221） = 230.4 r/min，取 =250 r/min實際銑削速度 ： = （1.9.222） =0.36 m/s工作臺每分進給量 ： = （1.9.223） =0.35250=87.5 mm/min被切削層長度 ： 刀具切入行程長度 ： = （1.9.224） =刀具切出行程長度 ： ，取= 行程次數(shù)為 ：=1 機動時間 ： = （1.9.225） =半精鏜 孔 切削深度 ： ，粗鏜后孔徑 進給量：根據(jù)參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.4-66，取進給量 切削速度 ：參照參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.4-66，取 機床主軸轉速 ，有： = （1.9.226） = 201.4 r/min，取 n=200 r/min實際銑削速度 ： = （1.9.227） =0.39 m/s工作臺每分進給量 ： = （1.9.228） =0.42200=84 mm/min被切削層長度 ： 刀具切入行程長度 ： = （1.9.229） =刀具切出行程長度 ：，取= 行程次數(shù)為 ：=1機動時間 ： = （1.9.230） =精鏜 孔 切削深度 ： ，半精鏜后孔徑 進給量：根據(jù)參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.4-66，取進給量 切削速度 ：參照參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.4-66，取 =機床主軸轉速 ，有： = （1.9.231） = 232.1 r/min，取 =250 r/min實際銑削速度 ： = （1.9.232） =0.32 m/s工作臺每分進給量 ： = （1.9.233） =0.28250=70 mm/min被切削層長度： 刀具切入行程長度 ： = （1.9.234） =刀具切出行程長度 ：，取= 行程次數(shù)為 ：=1機動時間 ： = （1.9.235） =精鏜 孔 切削深度 ： ，半精鏜后孔徑 進給量：根據(jù)參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.4-66，取進給量= 切削速度 ：參照參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.4-66，取 = 機床主軸轉速 ，有： = （1.9.236） = 220.98r/min，取 =250 r/min實際銑削速度 ： = （1.9.237） =0.38 m/s工作臺每分進給量 ： = （1.9.238） =0.3250=75 mm/min被切削層長度 ： 刀具切入行程長度 ： = （1.9.239） =刀具切出行程長度 ：，取= 行程次數(shù)為 ：=1機動時間 ： = （1.9.240） =精鏜 孔 切削深度 ： ，半精鏜后孔徑 = 進給量：根據(jù)參考文獻7機械加工工藝手冊表 2.4-66，取進給量= 切削速度 ：參照參考文獻7機械加工工藝編號： 畢業(yè)設計(論文)外文翻譯（原文）學 院： 機電工程學院 專 業(yè)：機械設計制造及其自動化學生姓名：學 號： 指導教師單位： 姓 名：職 稱：編號： 畢業(yè)設計(論文)外文翻譯（譯文）院 （系）： 機電工程學院 專 業(yè)：機械設計制造及其自動化學生姓名：學 號： 指導教師單位： 姓 名：職 稱：計算機輔助夾具設計:在開發(fā)的自動裝置設計系統(tǒng)中使用環(huán)形多功能集約型信息函數(shù)模型J. Cecil,助理教授,虛擬企業(yè)工程實驗室(VEEL)、工業(yè)工程部門,新墨西哥州立大學,新墨西哥拉斯克魯塞斯,美國摘要 在本文中,主要發(fā)展一個信息密集函數(shù)模型(IIFM)討論了夾具的設計。這個函數(shù)模型的開發(fā)利用及IDEF-0(集成的定義)的方法和主要設計是在夾具專家相互交流后設計的。此外,主要參考了從夾具設計,模具設計,金屬切削手冊和期刊論文以及IDEF-0模型。一個IDEF-0建模軟件工具,AI0 Win,主要是被用來創(chuàng)建這個模型各種層次的分解。本文還討論了IIFMs當前和未來的設計計算機輔助夾具設計(CAFD)系統(tǒng)的重要性在。關鍵詞:夾具設計、計算機輔助夾具設計,函數(shù)建模、CAD / CAM、信息密集函數(shù)模型介紹 夾具設計是一項復雜的任務,一直被工業(yè)從業(yè)人員和研究人員作為一個重要的設計和制造活動之間的聯(lián)系(1990年的Sakurai;1997的Senthil Kumar,Subramaniam,Seow)。計算機輔助夾具設計(CAFD)是一個重要功能的實現(xiàn)是在現(xiàn)代制造業(yè)環(huán)境，將啟用集成完成的計算機輔助設計(CAD)和計算機輔助制造(CAM)活動。其中包含有許多致力于夾具設計的自動化活動和發(fā)展方法對旋轉和棱鏡CAFD部分制造業(yè)(請參閱參考資料,24-39 l-22,41,42,45,46頁)。然而,一直缺乏有效的CAFD技術來填補空其中的缺陷，CAD和凸輪自動化的夾具設計技術為制造業(yè)的研究的工作中心。在夾具設計中有必要更好地理解復雜的任務和子任務，活動是將通過開發(fā)一個函數(shù)模型的整體活動。這樣一個模型在夾具設計中不僅會幫助理解復雜的功能和任務，而且會成就一個模型如何被完成各種功能的。一般來說,一個函數(shù)模型可以被描述為代表的活動(在一個目標集中地區(qū)或系統(tǒng))和關系之間。一個函數(shù)模型也可以根據(jù)啟用的理解和作用的影響不同的信息輸入和控制的成就的活動。 過去的研究也沒有強調使用正式的模型或表示,作為一種設計的基礎和發(fā)展CAFD系統(tǒng)。研究活動在這里討論探索信息的作用密集的功能模型(IIFM),它可以用一個有價值的工具從而獲得更好的理解以及復雜的活動和任務,一個域,比如夾具設計。此外,這些模型提供了一個結構化的依據(jù)以及并行工程的交流(CE)團隊,他們將影響活動夾具的設計。函數(shù)模型還可以當作一個需求定義地圖上由軟件工程師的支持軟件系統(tǒng)的實現(xiàn),完成CAFD。 一個式的結構化模型可以更多有效的傳達復雜的關系和子之間的依賴關系。其他工程師(如產(chǎn)品設計師或機械師)參與進來在產(chǎn)品的生命周期中,那些不熟悉的與夾具設計活動,能找到更好的理解的相互關系的和需要對于反饋(和及時的溝通)他們各自的CE團隊之間不可行設計思想進步其他的活動。IIFMs的力量在于他們可以描述可以或會被完成一個系統(tǒng),人類的團隊成員,和其他資源。IIFMs顯式地捕捉錯綜復雜的關系之間的信息來源，適應障礙約束(例如,數(shù)據(jù)的可用性或一些其他內(nèi)部屬性)和軟件或硬件機制,合作完成一個給定的活動。在今天的信息技術導向型制造環(huán)境,設計的機械制造相關的軟件系統(tǒng)必須考慮到這些信息完成屬性(所捕獲在IIFMs)。夾具設計是一項復雜的任務,和理解明確關系的IIFM并建立的這些屬性用于實現(xiàn)奠定了基礎有效的CAFD方法。它還提供了一個共同的語言以推理特定方法,使CE團隊成員了解和溝通的潛在問題(信息更有效的可用性),并提出了方法來實現(xiàn)一組核心的活動在一個更集成方式。使用函數(shù)模型的夾具設計活動,初步版本的一個CAFD系統(tǒng)稱為泰米爾(走向制造集成鏈接)已經(jīng)被開發(fā)(塞西爾2001)。IIFM提供了基本的依據(jù)去理解和地圖復雜的關系,研究信息流動,然后設計和建立一個系統(tǒng)來自動化夾具設計活動。IDEF-0方法。 用于構建IIFM。IDEF-0模型的使用這種結果方法提供了一個基礎的理解這個復雜的活動,在夾具設計和便利活動和信息的定義周圍這些函數(shù)。在其他項目,IDEF-0方法已被用作強大的建模工具分析、規(guī)范和設計制造和其他系統(tǒng)(1995的Cecil;1990年的Mayer,Keen,Blinn)。 四個基本屬性建模為每個活動(和子任務)包括輸入、控制輸出,和機制(稱為ICOMs,參見圖我)。IDEF-0的方法包括一個圖形化的語言這允許用戶描述的活動的在一個強大的分層的方式建模。根還是在這個層次結構的最高水平低水平,或孩子,節(jié)點詳細說明析活動建模。這種層次的遍歷孩子的細節(jié)展開活動和對象組成,這些活動之間的關系。圖1在一個IDEF-0國際博協(xié)屬性說明模型函數(shù)模型開發(fā)和描述IDEF-0函數(shù)模型的討論是建造在研究了夾具設計的成就活動由專家夾具設計者和過程規(guī)劃者。知識和信息從夾具設計、模具設計、和金屬切削手冊以及從期刊論文已經(jīng)被用于開發(fā)一個更全面的IDEF-0模型。額外的討論信息所IDEF-0模型部分中提供了名為IDEF-0功能模型的夾具設計。領域專家包括一個過程規(guī)劃師(專家A),一個工具工程師(專家B),和一個工程教練(專家C)。專家A工作在一個機器商店,擁有超過20年的經(jīng)驗執(zhí)行流程規(guī)劃、夾具設計,和加工工藝在一個工作車間,這既產(chǎn)生旋轉和棱形的部分。專家B是一種工具工程師在汽車行業(yè)在經(jīng)歷了十年的工業(yè)經(jīng)驗設計工裝夾具對于部分用于生產(chǎn)的汽車和卡車。專家C是一個機械工程講師教夾具設計相關課程和之前當過夾具設計的汽車行業(yè)。 口頭協(xié)議分析被用來作為方法獲得詳細的知識領域專家。在被給定一個產(chǎn)品設計和設計夾具,每個專家提供了解釋一列可能的設計(或結論)。專家經(jīng)過完成必要的解釋,該模型開發(fā)人員審查描述協(xié)議(或步驟進行到達夾具設計),并加入了更多如果有必要細節(jié)(塞西爾2000)。在一個IDEF-0國際博協(xié)屬性說明模型另一個協(xié)議用于獲取知識對夾具設計活動是盲人問題的討論(1990年的Tuthill)。 夾具的設計,從另一個知識的專家,以及來自書籍和論文,在討論中使用。每個夾具設計專家給出了一個部分設計(設計)并被要求設計一個固定該部分的設計。每個專家的組織的知識,假設認為多種因素影響在分析和判定的詳細記錄了總體設計。這個記錄方法是比較的方法其他專家所描述的夾具設計同一部分設計。通過比較和對比這些夾具設計的方法,一個更好的夾具設計活動的理解是獲得。這項技術被重復進行方法在書本和手冊詳細。許多問題被要求解釋為什么某些任務表演,具體什么角色因素或輸入踢了夾具設計。這個目的是要獲得一個理解分析標準在夾具設計。典型問題的探究該模型開發(fā)人員包括:什么類型的信息必須確定問題界限。什么級別的詳細的解決方案(或設計)是必需的;如何分解成子問題的問題;什么類型的分析和啟發(fā)式規(guī)則通常是使用或需要驗證最終設計解決方案(而不需要構建一個實際的夾具發(fā)達夾具設計)。領域專家的結論進行了分析進一步通過提出“假設”場景來理解更多關于這個問題的解決方案。一個后續(xù)帖子討論幫助探索每個因素和屬性,似乎會影響發(fā)展的這個問題的解決方案。這個討論幫助建立個人貢獻的各種輸入或因素(如公差,功能屬性,等等)整個夾具設計活動。IDEF-0函數(shù)模型夾具設計提出并簡要討論每個活動在夾具設計提供執(zhí)行。一般來說,一個IDEF-0模型包括一個總結(目的,觀點,上下文)、分解圖,建?；顒拥拿枋?和一個詞匯表國際博協(xié)的屬性模型中捕獲。在這個紙,頂級和分解圖見圖2、3、4、6、8、9和13。 圖2A-O級圖表夾具設計的活動為了構建這個IDEF-0模型提供一個更好的理解不同活動(和子和任務)表現(xiàn)在夾具設計和捕獲復雜的相互關系在這些活動中,他們的分解。這個函數(shù)模型被用來建立一個自動化的夾具設計系統(tǒng)作為CAD / CAM之間的聯(lián)系的活動。建模從工業(yè)工程師的論點擁有一個強大的背景的設計和制造執(zhí)行了夾具設計活動嗎和熟悉基本的夾具設計任務。上下文構建任何IDEF-0函數(shù)模型,建立了一個圖表稱為上下文圖(如圖1所示)。特定的語境-水平圖建模的夾具設計活動圖2所示。夾具設計的活動,輸入假設可用夾具設計師包括產(chǎn)品設計信息(如設計圖紙/ CAD模型、寬容規(guī)格,等等)和工件材料。輸入可以真正的對象或數(shù)據(jù)需要做成一個函數(shù)。信息如流程序列,加工刀具路徑信息,和制造業(yè)資源能力(影響夾具設計任務)被建模為控制。夾具設計師開始了初步夾具設計任務過程的計劃。產(chǎn)出的夾具設計任務包括驗證夾具設計和反饋流程規(guī)劃師和設計師。這個完整的模型,以及范例,是在以下部分中討論。 為了構建這個IDEF-0模型提供一個更好的理解不同活動(和子和任務)表現(xiàn)在夾具設計和捕獲復雜的相互關系在這些活動中,他們的分解。這個函數(shù)模型被用來建立一個自動化的夾具設計系統(tǒng)作為CAD / CAM之間的聯(lián)系的活動。建模從工業(yè)工程師的論點擁有一個強大的背景的設計和制造執(zhí)行了夾具設計活動嗎和熟悉基本的夾具設計任務。上下文構建任何IDEF-0函數(shù)模型,建立了一個圖表稱為上下文圖(如圖1所示)。特定的語境-水平圖建模的夾具設計活動圖2所示。夾具設計的活動,輸入假設可用夾具設計師包括產(chǎn)品設計信息(如設計圖紙/ CAD模型、寬容規(guī)格,等等)和工件材料。輸入可以真正的對象或數(shù)據(jù)需要做成一個函數(shù)。信息如流程序列,加工刀具路徑信息,和制造業(yè)資源能力(影響夾具設計任務)被建模為控制。夾具設計師開始了初步夾具設計任務過程的計劃。產(chǎn)出的夾具設計任務包括驗證夾具設計和反饋流程規(guī)劃師和設計師。這個完整的模型,以及范例,是在以下部分中討論。環(huán)境圖開發(fā)夾具設計這個A0級圖表,作為上下文圖建模的任務(用于修飾或說明開發(fā)夾具設計),如圖2所示。這個活動有五個主要子(A1,A2,A3,A4,A5)(圖3)。其中每個活動是下面幾節(jié)將詳細描述。研究產(chǎn)品設計(Al)第一個活動(阿爾圖3所示)執(zhí)行的夾具設計是研究零件圖。這是一個重要的活動,使夾具設計理解設計。這種理解有主要影響每個剩余的活動執(zhí)行的夾具設計。分析加工需求(A2)使用吸收信息給定的產(chǎn)品設計,進而夾具設計分析加工所需的(活動A2圖3所示)。這使夾具設計識別加工約束,如特殊芯片去除注意事項和相關支持和定位器設計。另一個輸出活動是一代的設置機器鑒于部分設計,考慮到它的設計、流程序列,可用的加工功能。開發(fā)夾具設計框架(A3) 第三,活動(A3)是進化的框架夾具設計的夾具設計生產(chǎn)的大綱整體夾具設計(圖3)。這樣一個大綱包含暫時支持,位置和夾緊方法。任何沖突在這三種方法都解決了在下次活動(細節(jié)設計和鞏固夾具設計)被執(zhí)行。有趣的是,一些經(jīng)驗豐富的夾具設計者偶爾會跳過這任務(執(zhí)行初步的夾具設計)。他們經(jīng)驗使他們能夠執(zhí)行詳細的支持,位置和夾具的設計通常是可行的。圖3分解的開發(fā)夾具設計的活動細節(jié)和鞏固夾具設計(A4) 在這個活動(圖3),工裝設計執(zhí)行支持,定位器,和夾具設計。在完成這個活動,支持、位置,壓緊與面孔時確定工件。相關的支持、位置和夾緊設備選擇執(zhí)行各自的函數(shù)確定(包括材料和所選的每一個維度上的設備)。最后,夾具設計執(zhí)行一個粗略的檢查確?？傮w設計的支持,定位器和夾子是兼容的。后面的這個活動用于識別和糾正這種情況下嗎當一個夾子被放置在平板上定位器對額外的面定位等。夾具設計也保證了每個定位器用來定位基準（plf)和二次定位面(slf),有一個夾或定位器使用在另一個的臉(稱為附加位置的面和平行與定位的面lf)來保證工件是克制沿X,y,和z軸。驗證夾具設計（A5)綜述了夾具設計在這最后的活動的驗證(A5圖3所示)。在實際生產(chǎn)的部分中，這個問題解決包括確保位置的可行性表面使用,確保芯片積累不影響工件的穩(wěn)定性,和確保機床刀具路徑不相交期間使用在夾具中,等等。如果夾具設計是無效的,(或方面的因素設計)導致失效問題必須得到解決(這是建模為一個反饋回路的A3和A4)。基于失效的性質,另一個設計可能產(chǎn)生。如果一個備用設計無法產(chǎn)生,夾具設計通知過程規(guī)劃師關于這個問題的(例子,不能履行地點,或無法確定一個夾緊點上工件,等等)。分解的活動Al(“研究給定產(chǎn)品設計”) 在這個活動中,“研究給定產(chǎn)品設計”(圖4),幾何形狀和拓撲結構的一部分研究了設計(所有),這個特性發(fā)生在部分設計標識(A12),分析了公差規(guī)范(A13)。一般的形狀和尺寸設計部分現(xiàn)狀,綜述了夾具設計窗體圖片的困難或提前減輕夾具設計任務。這個類型的特征然后確定部分設計和物理出現(xiàn)(或幾何位置)的不同特性的不同面孔部分設計是仔細觀察。中出現(xiàn)的特性交叉口是還指出(精神)。接下來,夾具設計研究給定的寬容規(guī)范各種功能的部分設計;夾具設計者識別寬容的平面或基準面參考平面為每個特性。(這活動是一個前兆識別數(shù)據(jù)或在每個設置參考平面,后來被執(zhí)行。)圖5展示了一個示例的一個部分設計與公差(單位:mm)和兩個主要步驟和一個盲孔。 基準的平面朝向f5,f7,和f1。圖5部分設計的一個例子活性分解A2（“分析加工要求”） 屬于“分析加工需求”(圖6)第一個活動涉及到識別加工需求(A2 1)。夾具設計研究的加工要求每個特性在給定的部分設計。任何可能會影響夾具設計的加工約束能夠被識別。加工約束的影響夾具設計取決于類型的特性制造。這的一個例子將是無論是加工的特性(例如一個通孔或插槽)影響設計的支持或定位器。通孔加工需要小心謹慎,而設計一個支持。一個關鍵方面需要解決的是確保機器切割工具(如鉆機)能夠鉆底部的臉(和“明確”的底部的臉在引用)。這將要求支持設備使用被設計來提供一個救援訓練工具清除底部時面臨加工通孔在參考。一個槽的加工或任何其他功能,橫跨兩副面孔(或情況發(fā)生在兩個臉)也需要被研究。需要一種加工槽一側高度間隙允許銑刀機器入口的插槽。面對擁有的入口的一個插槽可以用作定位或額外的定位表面只要定位裝置不會阻礙槽的加工(圖7)。相關問題的加工特性確認在此活動時是有用的夾具設計執(zhí)行詳細的定位器,支持,和夾具設計在隨后的階段。圖6分解的“分析加工需求活動A2 下一個活動,識別芯片去除要求(圖6所示),是密切相關的A21活動。期間積累的芯片加工的特性,比如通孔需要被定位。機器的類型的工具也使用過影響芯片積累的問題。對于示例,如果一臺機器工具如槍鉆是使用,芯片積累并不是一個問題,因為一個槍鉆收集與使用的芯片冷卻劑在鉆井過程中,并在他們使用吸入機制。其他鉆機工具都用來,工裝設計師已經(jīng)把一個救援設計支持設備的積累來最小化芯片在加工過程中。另一個活動涉及到分組可能的操作(A23圖6所示)。主要的加工約束定位夾具設計是在一代的設置,目的在此活動中來使加工的盡可能多的特色在一個設置。主要的約束是能力可用的機器在車間(計劃進程指定策劃者;參見圖2)。各種設置機器的特性鑒于部分設計的生成是基于方向加工,流程序列,加工能力的可用的機器車間。夾具設計者識別加工方向產(chǎn)生的每個特性在給定部分的設計。特性,具有同一加工方向(可以在加工一個指定的機器每進程序列提供)被組合在一起,形成一個整體。對于這個部分設計如圖5所示,兩種功能可以加工相同的設置。最后的活動A2(參見圖6)是識別潛在的參考平面(A24)。在確定各種加工裝置,裝置的設計師嘗試識別引用的平面(或特性)對于每個設置。指導主題在此活動精確定位加工各種特性在一個設置。一般來說,夾具設計者喜歡使用預先制造的（或預先存在的)和一對相鄰垂直的面孔。柱針插入通孔位置工件準確、堅持這個姿勢”期間加工。一雙平板定位器冷鋒對一個相應的一對直角的表面嚴格保證準確的工件位置在加工。這些特點在加工圖5中,面1、5和7可以作為潛在的參考。圖7分析加工需求分解的活動A3(“執(zhí)行骨骼夾具設計”) 該活動的執(zhí)行骨骼夾具設計”(活動A3圖3所示)可以分解如圖所示在圖8。術語“骨骼夾具設計”是指一般的設計思想來支持、定位、和夾具中一個工件在機構中。 例如,一個固定的設計師最初可能決定:(1)使用一個支持反對嗎底面的一部分;(2)用一個預先制造的孔來找到所有特性中加工,設置;(3)采用一側夾緊方法來保存一個工件。這最初的設計是基于夾具設計的特性的理解產(chǎn)生平面在此設置基準,而自然,的基礎和側臉(即,他們是平面的,他們擁有足夠的地方一鉗是用于其他問題)。正如前面提到的,經(jīng)驗豐富的夾具設計師通常關注詳細的夾具設計沒有發(fā)展中瘦骨嶙峋的夾具設計。這個領域專家認為,在他們的最初幾年他們做了骨骼夾具設計的詳細之前設計;然而,隨著他們的經(jīng)驗增加他們變得更加擅長生產(chǎn)一種可行的夾具在他們的第一次嘗試,逐漸停止了發(fā)展整個骨骼夾具設計。圖8分解的“執(zhí)行骨骼夾具設計”(A3) 正如所指出的活動A3 1,A32,和A33型的圖8,其他夾具設計者喜歡更有條理方法。他們最初形成一副畫面每個支持、定位和夾緊他們認為是可行的技術持有,支持,和定位工件在加工過程中(2000年的Cecil,1995的Cecil)。 一個通用的輪廓夾具丟棄后不可行設計或生產(chǎn)解決沖突的設計問題(如A34)。沖突的設計問題包括之類的問題確定初步選定下來夾緊方法(在A33)同意位置方法(在A32),如使用徑向位置技術。如果他們是不可行的,那么這個沖突迭代地解決所顯示的反饋循環(huán)(“分析反饋”)從A34活動。作為表示在活動A3,控制影響這一術語指的是夾具設計原則”。這是指嵌入式夾具的知識設計師(包括啟發(fā)式和獲得經(jīng)驗在這個區(qū)域)當執(zhí)行夾具設計任務。知識基礎的夾具設計,加上啟發(fā)式基地,是一個重要的影響(或控制因素)在成就的夾具設計。這樣的知識包括識別的首選定位表面和是否需要進行徑向位置,熟悉不同的夾緊方法(從下夾緊到另一邊夾緊),等等。分解的活動A4(“細節(jié)和鞏固夾具設計”)活動A4,這是對細節(jié)和鞏固夾具設計,分解成四子(如圖9所示)。圖9分解的細節(jié)和鞏固夾具設計(A4)執(zhí)行支持設計在第一subactivity(建立相互支持的平面并選擇支持A41),工裝設計決定支撐暖被在每個設置和選擇類型的支持設備中使用的裝置。影響這個活動包括部分設計、類型加工的特性,設置,和加工約束。如果要執(zhí)行的加工沿z軸,然后夾具設計者喜歡使用一個平坦的表面,外表幾何信封在直角坐標系中包含幾何的資料加工的特性在此設置(圖IO)。這增加了工件的穩(wěn)定性在加工(這是一個支持設計啟發(fā)式)。如果一個通孔鉆,需要在創(chuàng)建時,那么加工約束信息,將影響夾具設計選擇平板上有一個救援成立于它。在圖10中,一個支持塊一個救援使得工具在鉆井的間隙一個通孔。成立于它。在圖10中,一個支持塊一個救援使得工具在鉆井的間隙一個通孔。執(zhí)行定位器設計 第二subactivity在A4(圖9)是建立位置平面和選擇定位器(A42)。夾具設計者使用標識的引用平面,部分設計信息,和位置設計啟發(fā)式(得到他或她的經(jīng)驗)確定一個可行的位置的臉對著工件。定位裝置,然后選擇的基礎上和工件的材料。平板(或三個定位銷)通常被選中作為次要和三級定位面孔。如果任何加工約束存在盲目的槽等特性,平板尺寸一定不能影響切割的路徑工具。通過選擇平板上,其高度不重疊的入口槽(加工),機床的碰撞與定位器是阻止了(參見圖7)。V-block一般用于當一對相鄰,垂直的面孔作為額外的面孔識別定位。對于部分設計如圖5所示,可以使用一個V-block執(zhí)行位置顯示在圖11中。 圖10考慮到加工約束圖11使用定位器設計部分如圖5所示 圖12鉗頭寸就定位器的位置和功能執(zhí)行夾具設計第三subactivity在A4是執(zhí)行夾緊設計(A43在圖9)。在這一步中,加工涉及的力量被認為和夾緊面對被選中來應用鎖模力。夾具設計師的目的是確?；顒蛹庸げ筷牪荒芘e起或移動工件從它的位置對刀具。夾緊協(xié)助位置的任務。一般來說,夾具設計器使用一個夾在臉上平行到一個位置或支持的臉。它的意圖是要舉行位置,對機床,是由控股工件相對于固定支撐。分析了設計部分,以確保夾緊地區(qū)在面對既不包含也夾緊重疊的任何功能。這確保了機器工具不會撞上夾固定裝置。在圖12中,夾的臉是并行的支持臉和夾具職位不重疊的任何功能位置。夾具的大小取決于級的加工力和類型的夾具材料。不同的夾具材料有不同的抗拉強度值來抵御切削力。鞏固詳細的夾具設計 最后subactivity(顯示在圖9)是鞏固詳細的夾具設計(A44)。這個夾具設計評審后生成的設計詳細的支持,定位器,和夾具設計有被完成。夾具設計者(最喜歡的人類)很容易犯的錯誤。對于實例中,選擇的支撐板可能不是很大足夠的位置也鉗和定位器;因此,一個規(guī)模更大的支撐板將被要求。在在某些情況下(零件的尺寸很小,那里是不夠的地區(qū)使用一個夾子),工裝嗎設計師可能改變類型的夾緊方式。例如,一邊夾緊可能優(yōu)于夾具設計(正本)下來。反饋回路“設計沖突”(在A44)反映了這個事件?；谶@樣的反饋,改變了整體夾具設計,可以進行。圖13分解的驗證夾具設計的活動A5分解的活動A5(“驗證夾具設計”) 在詳細的夾具設計已經(jīng)產(chǎn)生,夾具設計評價和批判驗證所生成的設計(A5在圖3);這次活動的分解圖13。 第一個問題就是,確保工具路徑的方法不相交或重疊夾鉗、定位器位置(A5 1)。的可行性位置的表面(或特性)進行分析尊敬的特性的加工在每個設置52)。夾具設計研究了寬容的規(guī)范每個特性來決定它是否能夠坐落在關系定位準確的表面。在活動A53,支持設計進行研究確保救援設計已合并,尤其是當多個小孔需要加工在一個給定的設置(塞西爾2000)。夾緊面臨進行研究,為確保他們的平面自然和不重疊的任何特性加工機構A54圖13)。 如果任何驗證條件不滿意,夾具設計師重新設計的問題相關的標準并進行必要的設計變化。這個反饋回路的骨骼設計和從每個活動的詳細設計活動在A5反映了這一行動。重新設計的基礎上,驗證再次執(zhí)行任務,直到所有的驗證標準感到滿意。最終的輸出是一個驗證夾具設計夾具,如圖12所示)。如果夾具設計是無法確定一個可行的夾緊或定位面臨盡管一再嘗試,這個過程計劃通知了這個困境。解決這些問題超出了本書范疇這個模型和不是本文中介紹。結論 本文提出了一個IDEF-0模型進行了討論描述執(zhí)行的主要活動專家而設計一個固定夾具設計者對于一個給定的部分設計。開發(fā)的功能的模型闡明了復雜的活動的夾具設計和提供了一個更好的理解功能性活動期間完成的夾具設計。進一步的研究工作可以擴展結果通過建造更多的描述詳細分解的夾具設計活動沒有得到解決,在這個研究努力。另外,當IDEF-0模型提供了理解什么是被完成它將有助于開發(fā)其他模型,將更多的注意力放在顳優(yōu)先級任務和活動在夾具設計(不能被顯式地在一個IDEF-0捕獲模型)。使用的語言(如企業(yè)建模語言(EML)將會幫助促進捕獲這樣的基于時間序列所建模的任務和子任務以及提供一個信息豐富的功能描述任務和活動(VET1 2001)。 基于開發(fā)的功能模型,一些重要的觀察結果可以得出結論。給定的產(chǎn)品設計和相關的加工要求之前,必須加以分析執(zhí)行實際的夾具設計。這些活動可以被看作是一個集執(zhí)行的任務的初步設計夾具設計師(請參見圖3和4)。等活動加工分析(沒有得到足夠的解決的最CAFD-based技術)重要的活動執(zhí)行的夾具設計確保適當?shù)难a貼提供工具間隙和方法。為了促進早期鑒定這個問題和與溝通問題在CAFD上下文、虛擬原型基于分析技術可以是有益的。使用虛擬原型、自動化的夾具設計技術(受雇于跨功能的產(chǎn)品/流程設計團隊在一個工廠)能突出問題在很久以前夾具設計/過程的計劃釋放至下游業(yè)務,如加工或夾具組裝。虛擬樣機將使識別碰撞的嗎工具和夾具元件,能夠更好的理解路徑的問題的工具,并確定需要對于工具的間隙在加工過程中(可能否則被忽略)。幾何推理方法,自動特征提取技術,和刀具路徑生成技術支持這樣的設計基于虛擬樣機的方法,這可以看作是下一代的CAFD技術。 在產(chǎn)品設計和相關的加工需求被分析的初步設計任務,第二個主要活動是執(zhí)行支持,定位器,和夾具設計的裝置。設計的支持,定位器和夾子可以通過自動化的使用矢量微積分,學習(削減)force-balancing關系(尤其是夾具設計,采用幾何推理方法(確定最可行的地區(qū)鉗,支持和定位一個工件)。其他研究人員有相似的結論也抵達了關于哪方面的公差的角色(Nee et al。1992;Sakurai 1990;Senthil I&mar,Subramaniam,蕭振義1999)。公差發(fā)揮重要的戰(zhàn)略角色定位器設計。識別數(shù)據(jù)的表面和功能定位工件在加工過程中是至關重要的。這個任務可以自動使用各種各樣的技術,使分析的關系間特性加工和平面的存在在每個設置基準。 基于該模型開發(fā)的第三個主要中活動的驗證設計夾具(之前交還給中國進程計劃表或首席過程工程師,在一些情況下,審查)。檢測的側面的十字路口鉗區(qū)域和特性的地點,驗證的位置的可行性的面孔,其他問題都可以自動使用幾何推理算法和分析技術(來執(zhí)行任務,回答這樣的問題“是鉗區(qū)域概要重疊與工具路徑配置文件”和其他人) 總之,工裝的設計任務,可組成幾個階段,即:一個初步階段中重點是研究給定的產(chǎn)品設計;一個功能性分析階段的支持,定位器,和夾具設計是執(zhí)行;最后一個階段設計夾具,驗證?；诶斫鈯A具設計的活動研究這一模型,一個初步的系統(tǒng)泰米爾(向制造集成連接）完成了實現(xiàn)的夾具設計任務在不同的階段(2001年的Cecil)。圖14 基于互聯(lián)網(wǎng)的框架用于分布式夾具設計 IIFMs將繼續(xù)發(fā)揮重要作用在理解荷蘭國際集團復雜的制造相關領域,以及服務之間的通信基礎并發(fā)工程團隊可能配置或分布式。在迅速出現(xiàn)的場景的分布式虛擬制造,需要建立IIFMs所有生命周期活動在不同的抽象級別將計算機輔助夾具設計成為一種必需品可能不再是由一個單獨的系統(tǒng);相反,各種活動和子將被執(zhí)行通過分布式資源或模塊(在各種各樣的編程語言執(zhí)行)和heterogeneousco 計算機上運行平臺(從Unix”Windows)?；ヂ?lián)網(wǎng)通信機制鏈接各種函數(shù)(和相關的軟件實體實現(xiàn)這些函數(shù))在地理上分布在世界各地設立。圖14演示了一個分布式架構,異構軟件和信息資源將協(xié)作每個其他綜合的方法。一個以軟件為基礎的夾具設計管理員與一個以軟件為基礎的生命周期產(chǎn)品發(fā)展管理員相互影響來指導對夾具設計的完成提出部分設計。然后,這個夾具設計經(jīng)理這些結果的分布式通信成員和其他相關的軟件組件。在這樣一個不斷發(fā)展的虛擬場景中,IIFMs將作為通信地圖,使分布式團隊功能模型：1.什么樣的活動會被完成它軟件實體(或并行工程團隊成員);2.影響約束來完成一個特定的子任務。一些問題將變得至關重要整個方法的發(fā)展。例如,獲得有關的信息的可用性夾具元件,如夾或定位器,通過一個虛擬客戶位于一個遙遠的國家變得重要,將數(shù)據(jù)的性質格式這個信息是可用的;3.哪種結果或決策需要相互交流嗎軟件實體或團隊成員,等等。IIFMs可以看成是一個基礎的概念化和細節(jié)”是“或”是“協(xié)作分布式團隊和他們有關的活動資源。IIFMs也可以用于建模其他的生命周期活動從產(chǎn)品設計、工藝規(guī)劃和生產(chǎn)控制(其中),這可以作為依據(jù)完成虛擬企業(yè)的活動。為了支持更好的溝通,跨職能理解在夾具設計者、工具設計師、工藝規(guī)劃人員和其他制造業(yè)人員,基于虛擬樣機技術可以開發(fā)夾具設計允許候選人提出、分析、修改(如果需要),和驗證。這將使早期識別問題部分設計之前釋放至下游操作。重要的是要意識到,對于CAFD作為CAD及CAM，凸輪必須執(zhí)行方式上游和下游的參與者可以理解問題和有效交流;使用可視化和陷入虛擬現(xiàn)實的基礎環(huán)境(虛擬樣機技術支持)將促進有效的溝通在分布式跨職能團隊成員。見解從函數(shù)模型描述在本文中可以用來探索設計和未來的發(fā)展CAFD方法。這模型可作為依據(jù)構建先進的夾具所設計的系統(tǒng)的上下文環(huán)境中今天的進化分布式制造環(huán)境。謝辭 作者想感謝夾具設計的專家(尤其是Umesh IIari)在共享他們的專業(yè)技能花的時間和興趣在此模型研究。R.Mayer教授（德州農(nóng)工大學)是有幫助的審查的功能模型和建議修改。參考文獻1. 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