外文翻譯--自動夾具設(shè)計體系的發(fā)展 中文版【優(yōu)秀】.doc

畢業(yè)設(shè)計(論文)外文資料翻譯系別：機電信息系專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化班級：姓名：學(xué)號：外文出處：DevelopmentofAutomatedFixturePlanningSystems附件：1.原文；2.譯文2013年03月1自動夾具設(shè)計體系的發(fā)展W.Ma，J.Li，Y.Rong（伍斯特科技學(xué)院機械工程學(xué)系，伍斯特市，馬薩諸塞州，美國）夾具是制造業(yè)一項重要的部分，目前迅速發(fā)展的電腦設(shè)計夾具技術(shù)大大縮短了參與制造業(yè)的產(chǎn)品生產(chǎn)周期。一套自動設(shè)計夾具的模型已經(jīng)發(fā)展到了可以自動的選擇組成夾具的零部件以及根據(jù)它們所需的裝配關(guān)系而進行組裝。在本文中，自動夾具設(shè)計體系出現(xiàn)的夾具外觀形狀和構(gòu)造關(guān)系是基于工件的幾何形狀和操作關(guān)系而決定的。這種夾具外觀逼真、特征精細，穩(wěn)固性能跟所要達到要求的夾具十分接近。這種體系的發(fā)展，也就是夾具的設(shè)計步驟和一個具體的例子將在本文中具體出現(xiàn)。關(guān)鍵詞：準確、夾緊、夾具設(shè)計、定位1簡介夾具是生產(chǎn)周期中是一個重要的機械加工活動。計算機輔助(或自動化)夾具設(shè)計(CAFD)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到作為完整的CAD/CAM中的一部分了1。發(fā)展CAFD有助于減少生產(chǎn)準備時間，制造過程的優(yōu)化，制造過程的核查設(shè)計2。CAFD在柔性制造系統(tǒng)(FMS)和計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)中扮演著重要的角色3。圖1制造系統(tǒng)中的夾具設(shè)計圖1概括了夾具設(shè)計制造系統(tǒng)中的活動，其中包括三個主要方面：裝置設(shè)計，夾具設(shè)計，夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計4。建立裝置設(shè)計的目標是確定一些設(shè)置，每個安裝工2件的位置和方向，以及每個安裝工件的外觀形狀。夾具設(shè)計依據(jù)工件的外形確定定位和夾緊點。夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計的任務(wù)是選擇夾具零部件以及把它們進行組裝以達到定位和夾緊工件的作用。自動配置組合夾具設(shè)計系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到，只要工件模型的外表和點位確定時，夾具單元部件就會自動生成，并以夾具元件裝配關(guān)系組裝到正確的位置4，5。本中闡述了當(dāng)工件外形和點位確定后的夾具自動設(shè)計。關(guān)于夾具設(shè)計和分析的前沿性論文已經(jīng)出版，但一套完整的被用來為工業(yè)應(yīng)用的夾具設(shè)計體系卻沒有制定。以往的工作包括：自動決定夾具的定位和夾緊的方法是來自于數(shù)學(xué)模型6；一種確定定位和夾緊的能夠提供最大機械力量位置的算法7；運動學(xué)分析是以夾具設(shè)計為基礎(chǔ)8，9；夾具和附件的等級則是以夾具分析為基礎(chǔ)10；自動選擇校正夾具設(shè)計中所允許的大量方向性的錯誤11；最終的幾何分析是基于二維夾具設(shè)計體系12，在以往的研究中，我們已經(jīng)研究了，夾具功能13，裝夾精度14，15，幾何約束和裝夾表面無障礙。一個為夾具設(shè)計和裝置規(guī)劃的框架體系正在發(fā)展18。本文中，自動夾具設(shè)計體系中當(dāng)工件模型和裝置設(shè)計的資料輸入到系統(tǒng)中，只要工件的外形和點位是已知的，一套自動設(shè)計的夾具體系，也就是夾緊定位裝置就產(chǎn)生了。2夾具設(shè)計的基本要求在工程實踐中，夾具設(shè)計被一些因素所影響，其中包括工件的關(guān)系和公差，建立設(shè)計規(guī)劃，例如機械功能，和在每次加工中用到的機床和刀具，每個毛坯件和加工后的工件形狀，與現(xiàn)有的夾具零部件，對一個可行的夾具設(shè)計，為了確保夾具可以把工件容納在一個可以接受的方位，以便生產(chǎn)過程可以按設(shè)計規(guī)范來執(zhí)行，應(yīng)該滿足下列條件。1)當(dāng)工件的位置確定后，此時工件的自由度（DOF）被完全約束。2)在當(dāng)前設(shè)置中確定加工精度指標。3）設(shè)計的夾具要穩(wěn)固的不受任何外力和扭矩的影響。4）夾具的外形和點位能夠被提供的夾具元件很容易的接納。5)在工件和夾具與刀具和夾具之間沒有干涉。在此調(diào)查中，我們側(cè)重于前四個要求，夾具設(shè)計的執(zhí)行，基于以下考慮：盡管工件幾何形狀在工業(yè)生產(chǎn)中可以是復(fù)雜的，但是，在大多數(shù)夾具設(shè)計中，用平面和圓柱表面（內(nèi)部和外部）來定位和夾緊表面，這是因為在固定工件時，這些特征易于獲取和測量。在此研究中，在夾具設(shè)計中用平面和圓柱表面。在一個設(shè)定中，許多數(shù)控機床，特別是加工中心可執(zhí)行各種操作。在大多數(shù)情況下，機床的刀具軸是固定不動的。當(dāng)考慮裝夾的穩(wěn)定性的話，定位面最好與3正常方向相反或垂直于刀具軸。就夾緊功能而言，正常的方向應(yīng)平行或垂直于刀具軸，因為在夾具設(shè)計中，夾緊力應(yīng)該對著定位。對于表面加工，應(yīng)該存在基準面表面，并作為位置和方向的參考，從這些參考來測量其他的尺寸和公差。在夾具設(shè)計時，表面精度高的應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選擇定位面，以便使遺留下來的加工誤差最小化和所需加工的公差容易實現(xiàn)。在夾具設(shè)計中，不止一個工件的表面為了定位和夾緊而限制工件在設(shè)定的自由度。因此，除了個別表面外，結(jié)合現(xiàn)有的定位面也是為精確定位具有同等的重要性。由于定位和夾緊裝置是接觸工件，夾具的分布點發(fā)揮了關(guān)鍵作用，確保裝夾穩(wěn)定。對一個可行的夾具設(shè)計，在裝夾表面必須可供夾具元件。裝夾表面的可用（有效）面積應(yīng)足夠大，以適應(yīng)特征表面的定位和夾具。除了考慮裝夾表面，表面上的無障礙潛在的裝夾點對確定最終裝夾點的分布，也是重要的。3裝夾表面功能的概念已廣泛應(yīng)用于設(shè)計和制造業(yè)，一個工件的加工可以看做是各項功能的結(jié)合，如飛機，太陽熱離子電源系統(tǒng)，口袋，插槽，和洞。在一個特定的操作設(shè)置中，使用裝夾工件的功能可以被定義為夾具功能或裝夾表面。在一個特定的操作設(shè)置中，使用裝夾工件的功能可以被定義為夾具功能或裝夾表面。在實踐中，很多夾具功能是平面和柱面。根據(jù)夾具的作用，裝夾表面可分為定位，夾緊，和支持功能。不同于設(shè)計和制造的特點，裝夾表面具有取向依賴性。在生產(chǎn)過程中它們發(fā)揮著不一樣的作用。一套表面在一個設(shè)置中可作為裝夾表面，但是不能用于裝夾或著在另一設(shè)置中有不同的夾具作用。裝夾特征的概念允許夾具要求應(yīng)與工件幾何特征相關(guān)聯(lián)?；谔卣鞴ぜ哪Ｐ吞卣餍畔⒁部芍苯佑糜趭A具設(shè)計的目的。對于制造功能，描述夾具功能所需要的信息包括幾何和非幾何方面。前者包括功能類型，形狀和尺寸參數(shù)，位置和方向的工件。后者包括表面光潔度，精度水平和加工特征的關(guān)系，容易得到的表面。3.1夾緊面的分離在大多數(shù)夾具設(shè)計中，夾具的特點，尤其是定位表面，是平面和表面。為了評價裝夾表面無障礙和確定