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箱体类零件夹具定位机构的智能化设计

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2. 1. 2 确定定位基准对象集 X 将由 2. 1. 1 确定的候选特征组成对象集合 X = { f 1 , f 2, 式中 : f i 为第 i 个候选特征 . 2. 1. 3 确定影响候选特征做主定位基准的因素 集Y 影响因素按先后顺序主要为候选特征定位面 积相对大 小 y 1 、 定位 基准与 设计基 准重合 状态 y 2、 与候选特征有尺寸和位置关系的加工特征数 目相对值 y 3 和候选特征的表面粗糙度 y 4 [ 3] , 于是 影响因素集 , fm} .
m.
2. 2. 1 确定定位基准对象集 X
, f m} .
wi = 1
i= 1
( 2) 一面两孔定位 根据各因素对定位主基准影响的不同, 经过 该领域专家的探讨, 确定垂直度相对大小的权值 w1、 尺寸关系权值 w 2 、 尺寸精度等级权值 w 3 、 表 面粗糙度相对大小权值 w 4 和表面积相对大小权 值 w 5 , 组成权数集 W = ( w 1 , w 2 , w 3, w 4 , w 5 ) = ( 0. 3, 0. 3, 0. 15, 0 . 15, 0 . 1) , 且
摘
要 : 为提高箱体类零件夹具定位机构设计的智能 化水平 , 提出 了箱体 类零件 夹具定位 机构设 计的一 种
智能化方法 , 设计了夹具定位机构智能化设计的总体结 构 , 采用基于规则与模糊综合评判算法相结合的方 法 确定定位方案及定位基准面 , 建立了 选取箱 体类零 件定位件 的知识 库 , 并 应用知 识树通 过推 理选取 定位 元 件 . 最后给出了一个用该方法进行智能化设计的典 型实例 , 证明 该方法 实用 、 可行 , 提高了 夹具定 位机构 设 计的质量和效率 . 关键词 : 箱体零件 ; 定位机构 ; 模糊评判算法 ; 知识树 中图分类号 : TH136; TP391. 72 文献标识码 : A 文章编号 : 0367- 6234( 2003) 01- 0085- 05
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哈
尔
滨
工
业
大
学
学
报
第 35 卷
Y = { y 1 , y 2 , y3 , y4 } . 2. 1. 4 确定各因素对候选特征的影响 求得隶属度, 组成评价集 R r 11 R= r 21 r 31 r 41 度. ( 1) 候选特征定位面积相对大小取 主定位面的面积 . 与主定位面法线垂直方向上零件的最大面积 若 q 0 . 7, 取隶属度为 1; 若 q < 0. 7, 取隶属度为 q= 0. 5. 则可求出各候选特征在定位面积相对大小 上的隶属度 R 1 = ( r 11 , r 12, r 13 , , r 1m ) ( 2) 基准重合状态 主要考虑候选特征作为主定位基准时是否与
1
1. 1
定位机构智能化设计的总体结构
确定定位方案和定位基准 根据箱体类零件的 CAD 和 CAPP 信息, 确定
2
定位基准智能化选择方案
定位机构智能化设计过程的总体结构如图 1. 对于箱体类零件而言, 一般常采用三平面的
定位方案 , 然后根据定位方案和工艺信息, 采用专 家推理与模糊评判算法相结合确定定位基准 . 1. 2 选取定位元件 根据获取的定位方案和定位基准信息, 利用 定位元件选件知识库、 夹具元件库 , 通过推理选取 定位元件 . 1. 3 判断定位结果 计算定位误差, 通过定位误差分析 , 判断选件 是否能满足加工精度要求 , 合理则保存 , 否则重新 选件 , 或进行定位方案调整, 重新开始设计.
图 2 专家推理知识 Fig. 2 Expert reasoning knowledge
0 r ij = 1 - lg ( R a) / lg ( 100) 1 则由上式计算可得 R 4 = ( r 41 , r 42 , r 43 , 值集合 1. 0
R a > 100 Ra R a < 1. 0 , r 4m ) . 100
收稿日期 : 2002- 03- 13. 作者简介 : 孙中华 ( 1978- ) , 男 , 硕士研究生 ; 刘文剑 ( 1944- ) , 男 , 教授 , 博士生导师 .
定位方式或一面两孔的定位方式[ 1] . 孔特征为空 时, 应选用三面定位方式; 孔特征非空时, 如果加 工表面的定位基准为侧平面时, 应选用三平面的 定位方式, 如果加工表面的定位基准为主定位面 上的孔时, 则选择一面两孔的定位方式. 选择定 位基准时的影响因素很多 , 这给定位基准的选取 加大了难度, 本文采用专家推理和模糊评判[ 2] 相 结合进行自动地优选箱体类零件的定位表面 . 2. 1 主定位基准面的确定 2. 1. 1 专家推理知识 即利用专家的知识和经验对主定位基准进行 初步选取 . 箱体类零件加工主要分为铣削槽或平 面、 刨削槽或平面、 镗孔和钻孔 , 主定位基准初步 选取过程如图 2 所示 .
m
式中: r ij 为对象x j 在因素y i 上的评价指数, 即隶属
设计基准重合, 若加工表面与定位基准的位置尺 寸公差 0. 05, 则隶属度为 1; 若位置尺寸公 差 0. 05 < 0. 1, 则取隶属度为 0. 8; 若无公 差要求, 则取隶属度为 0. 5. 由计算可得基准重合 状态隶属度 R 2 = ( r 21 , r 22 , r 23 , , r 2m ) . ( 3) 相关加工特征数目相对值 与候选特征有尺寸、 位置关系的特征越多, 则 候选特征越适合作为主定位基准 . 当相关特征数 目为 3 以上时 , 取隶属度为 1; 为 2 时取隶属度为 0. 9; 为 1 时取0. 8; 为 0 时取 0. 5. 因此, 相关特征 数目的隶属度由计算可得 R 3 = ( r 31 , r 32, r 33 , , r 3m ) ( 4) 表面粗糙度 R a该值越小, 则隶属度越大, 用升指数型模糊分布函数来确定隶属度
Intelligent design of box part fixture locating devices
SUN Zhong - hua, LIU Wen - jian, CHEN Guang - feng
( School of Mechanic and Electronic, Harbin Iin 150001, China)
Abstract: In order to improve the design of box part fixture locating devices, an intelligent design of box part f ixture locating devices based on a fuzzy evaluating algorithm is proposed to ensure the selection of locat ing components is accomplished by using the knowledge tree and reasoning. Finally a typical example of intelligent design is given to illustrate the application of this design to improve the quality and eff iciency of such a design. Key words: box part ; locating device; fuzzy evaluation algorithm; knowledge tree
图 1 定位机构智能化设计总体结构 Fig. 1 Overall structure of intelligent design of box part fixture locating device
r 12 r 22 r 32 r 42
r 1m r 2m r 3m r 4m = ( r ij ) 4
2. 1. 5 确定各个影响因素对候选特征影响的权 根据各因素对定位主基准影响的不同, 经过 该领域专家的探讨, 确定候选特征定位面积相对 大小的权值 w 1 、 候选特征基准重合状态权值 w 2、 与候选特征相关加工特征数目权值 w 3 和候选特 征表面粗糙度权值 w 4 . 组成权数集
第1期
孙中华 , 等 : 箱体类零件夹具定位机构的智能化设计
第 35 卷
第 1期
2 0 0 3 年1 月
哈 尔 滨 工 业 大 学 学 报 JOURNAL OF HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY
Vol 35 No 1 Jan. , 2003
箱体类零件夹具定位机构的智能化设计
孙中华, 刘文剑, 陈广锋
( 哈尔滨工业大学 机电学院 , 黑龙江 哈尔滨 150001)
5
w i = 1.
i= 1
2. 2. 5 合成运算 求得最佳对象, 采用加权平均算法 , 求得决策 集 B= W 确定最优对象
m
R = ( b1 , b2 , b3 ,
, bm ) ,
b l = max { bj } . j= 1 则第 l 个候选特征即为第二定位基准 . 2. 3 第三定位基准的选取 若为三面的定位 , 第三定位基准的选取主要 考虑与主定位基准和第二定位基准垂直的平面; 若为一面两孔定位 , 则第三定位基准的选取主要 考虑候选孔特征与第二定位基准之间的距离, 因 此很容易评判出第三定位基准 .
87
W = ( w 1, w 2 , w 3 , w 4 ) = ( 0. 4, 0. 3, 0. 2, 0. 1 ) , 且
4
R1 R2 R= R3 = R4
r 11 r 21 r 31 r 41
r 12 r 22 r 32 r 42
r1m r2m r 3 m = ( r ij ) 5 r4m
m.
4
R = ( b1 , b2 , b3 ,
, bm ) ,
bk = max { bj } . j=1 则第 k 个候选特征即为主定位基准 . 2. 2 第二定位基准的选取 对于三平面的定位, 选出所有与主定位基准 垂直的平面作为候选特征 ; 对于一面两孔定位 , 选 出与主定位基准法线平行的孔作为候选特征. 组 成对象集合 X = {f 1, f 2, 式中 : f i 为第 i 个候选特征 . 2. 2. 2 确定影响候选特征作为第二定位基准的 因素集合 Y . ( 1) 三平面的定位 影响第二定位基准面的因素按先后顺序主要 为候选特征与主定位基准平行方向的长度 y 1、 候 选特征与主定位基准的垂直度相对大小 y 2 、 候选 特征表面粗糙度 y 3 和候选特征与加工特征有无 尺寸关系 y 4 , 于是 Y = { y 1 , y 2 , y 3 , y 4} . ( 2) 一面两孔定位 影响第二定位基准面的因素按先后顺序主要 为候选特征与主定位基准的垂直度相对大小 y 1、 候选特征与加工特征有无尺寸关系 y 2 、 候选特征 尺寸精度等级 y 3、 候选特征表面粗糙度 y 4 和候选 特征表面积相对大小 y 5, 于是因数集 Y = { y 1, y 2, y , y 4, y 5 } . 3 2. 2. 3 与主定位基准各因素评价集确定方法类 似, 可求得评价矩阵 ( 1) 三平面的定位 R1 R2 R= R3 R4 = r 31 r 41 r 32 r 42 r3m r4m r 11 r 21 r 12 r 22 r1m r2m = ( r ij ) 4

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机床夹具定位机构的设计

机床夹具定位机构的设计


⑵如下2.34图采用自位支承结构，消除定位元件限制绕某个(或两个) 坐标轴转动方向的自由度的作用。
⑶改变定位元件的结构，消除重复限制自由度的支承， 把圆柱销改为削边销就是典型的例子。 ⑷提高定位基准之间、定位元之间的位置精度，避免重 复定位的干涉。
第三节
机床夹具定位机构的设计3 ---定位误差的分析计算
②当加工要素位于两孔之外时，转动θ1后误差最大；
tan1 D1 d1 1min D2 d2 2 min 2L
③当加工要素位于两孔之间时，转动θ2后误差最大；
tan2 D2 d 2 2 min D1 d1 1min 2L
③定位心轴与圆孔过盈配合时：
Y 0
以定位心轴水平放置时为例：
d 1 Td1
0
d0 Td
例：如图加工通槽，保证30°±20′计算定位误差
18H 8(
0.027 0
) / f 7(
0.016 0.034
)
3.以外圆在V形块上定位时的定位误差：
基准位移误差：
" ' Y H1 H1 O'O"
z x 2次重复限制， 3次重复限制
V3
限制了：x z 限制了： x z 限制了： y z
xz
OO
' "
O ' A' sin

2

O " A" sin


TD 2 sin

2
0.707TD
2
Y 0.707 TD
3.以外圆在V形块上定位时的定位误差：
对于尺寸H1：
3.以外圆在V形块上定位时的定位误差：
《机械制造技术(第2版)》思考与练习答案15

《机械制造技术(第2版)》思考与练习答案15

思考与练习项目一一、填空题1．机械制造工艺过程一般包括和机械装配工艺过程。

2．工作地点、工人、和连续作业是构成工序的四个要素，其中任何一个要素发生改变即成为新的工序。

3．工件经一次装夹后所完成的那一部分工艺过程称为。

4．如果同时用几把刀具（或复合刀具）加工不同的几个表面，也可以看作是一个工步，称为。

5．在原材料或毛坯制造成为零件过程中，按照其质量m的变化，零件的成形方法可分为、材料累加方法和材料去除方法。

6．冲压是指利用冲模和冲压设备对材料施加压力，使其产生或分离，获得所需形状和尺寸的工件（冲压件）的加工方法。

7．刨削是指刨刀与工件在水平方向做运动的切削加工方法。

8．钻孔后常用和来进行半精加工和精加工。

二、选择题1．划分生产类型是根据产品的（）。

A．尺寸大小和特征B．批量C．用途D．生产纲领2．在同一台钻床上对工件上的孔进行钻—扩—铰，应划分为（）。

A．三次走刀B．三个工步C．三个工位D．一个复合工步3．（）是构成机械加工工艺过程的最小单元。

A．工序B．工步C．安装D．走刀4．在实心材料上加工孔，应选择（）。

A．钻孔B．扩孔C．铰孔D．镗孔5．车削加工方法最适于加工的零件是（）零件。

A．平板类B．轴类C．箱体类D．轮齿成形类三、判断题1．加工工件时，一次安装只能有一个工位。

（）2．刨削加工每个往复行程中的回程不进行切削，所以其加工过程不连续。

（）3．车、铣、钻、铸、锻均属于金属切削加工。

（）4．粉末冶金是一种材料累加的成形方法。

（）5．插削主要用于加工工件的内表面，如键槽、花键、多边形孔等。

（）四、问答题1．简述工序、安装、工位、工步、走刀之间的关系。

2．简述镗削与车削的异同点。

3．简述特种加工的特点。

项目二一、填空题1．根据零件表面发生线形成的方式不同，零件表面的形成方法可分为、成形法、和相切法四种。

2．在多余材料不断被刀具切除的过程中，工件上通常存在三个依次变化着的表面，即待加工表面、已加工表面和。

箱体部件自动化装配工装夹具设计

箱体部件自动化装配工装夹具设计


实施效果：通过自动 化装配，提高了生产 效率，降低了人工成 本，并保证了产品质 量。
经验总结：在设计中 注重细节，充分考虑 实际生产需求，不断 优化设计方案，以达 到最佳效果。
案例背景：某工厂在箱体部件自动化装配过程中，遇到了生产效率低下、产品质量不稳定等问
01
题。为了解决这些问题，该工厂决定设计一套自动化装配工装夹具。
单击此处添加文本具体内容，简明扼要地阐述您的观点。根据需要可酌情增减
文字，以便观者准确地理解您传达的思想
工装夹具设计：该工厂根据箱体部件的特点和生产工艺要求，设计了一套自动化装配工装夹具。该夹具采
02
用了高精度的气动元件和传感器，实现了对箱体部件的快速、准确、稳定的定位和夹紧。
单击此处添加文本具体内容，简明扼要地阐述您的观点。根据需要可酌情增减
自动化装配可 以提高生产效
率和质量。
工装夹具是实 现自动化装配 的关键设备。
设计合理的工 装夹具能够保 证箱体部件的 精度和稳定性。
提高生产效率：通过自动化装配工装夹具的设计，提高箱体部件的生产效率，减少人工操作的时间和成本。
保证产品质量：工装夹具的设计可以确保箱体部件在装配过程中的稳定性和精度，从而提高产品质量。
定义：夹紧装置是箱体部件自动化装配工装夹具的重要组成部分，它的作用是固定工件，防 止工件在加工过程中产生位移。
组成：夹紧装置通常由动力源、传动机构和夹紧元件组成。
类型：根据动力源的不同，夹紧装置可分为手动夹紧、气动夹紧、液压夹紧和电动夹紧等类 型。
性能要求：夹紧装置的性能直接影响到加工质量和效率，因此需要具备结构简单、操作方便、 夹紧力稳定、反应速度快等特点。
夹具的设计需要符合公司的标准和规范 夹具的设计需要满足生产工艺的要求 夹具的设计需要考虑到生产效率的提高 夹具的设计需要考虑到产品的质量和稳定性
机械加工工艺规程设计—机床夹具与工件定位

机械加工工艺规程设计—机床夹具与工件定位

（3）夹紧元件：是执行夹紧的最终元件，直接与工 件接触的元件。如各种螺钉、压板等。
一般情况把夹紧元件和中间传动机构统称为夹 紧机构。有的时候以上三者也会混在一起，很难区 别。
对夹紧装置的基本要求
1) 夹紧时应保证工件的定位，而不能破坏工件的定位。 2) 夹紧力的大小应适宜，既要保证工件在整个加工过程 中位置稳定不变，还不能产生振动、变形和表面损伤。 3) 应根据生产类型设计相应的夹紧机构。 4) 为防止夹紧后自动脱开，夹紧机构须具备良好的自锁 性能。
只考虑切削力（或切削矩）对夹紧的影响，并假设工艺系 统是刚性的，切削过程是稳定不变的，然后找出加工过程中对 夹紧最不利的状态，按静力平衡原理求出夹紧力，最后乘上安 全系数（粗加工取2.5-3，精加工取1.5-2）。
在实际夹具设计中，对于夹紧力的大小并非所有情况都要 用计算确定。如手动夹紧用经验法或类比法。
有些重、大、复杂的工件，往往先在待加 工处划线，然后装上机床，按所划的线进行找 正定位。
适用场合：生产批量较小，毛坯精度较低， 以及大型工件等不宜使用夹具的粗加工中。图4-6 工件划线找正装夹工件的装夹方法
2．机床专用夹具装夹法 所谓机床专用夹具，是 指为某零件的某道工序而专门设计制造的夹具。
2）经验类比法。前面说过，精确计算夹紧力的大小是件很 不容易的事，因此在实际夹具设计中，有时不用计算的方法 来确定夹紧力的大小。如手动夹紧机构，常根据经验或用类 比的方法确定所需夹紧力的数值。但对于需要比较准确地确 定夹紧力大小的，如气动、液压传动装置或容易变形的工件 等，仍有必要对夹紧状态进行受力分析，估算夹紧力的大小。
图4-20 辅助支承应用 1—加工面 2—辅助支承
图4-21 推式辅助支承 1—支承滑柱 2—推杆 3—半圆键 4—手柄 5—钢球