自動化夾緊夾具設(shè)計的設(shè)計方法

1、 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)有關(guān)外文翻譯院 系： 專 業(yè)： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 完成時間： Manuf智力J備有18:784-789工藝(2001)2001年斯普林格出版社自動化夾緊夾具設(shè)計的設(shè)計方法塞西爾虛擬企業(yè)工程實驗室(VEEL)、工業(yè)工程部門,新墨西哥州立大學(xué),拉斯克魯斯市,美國本文提出了一個創(chuàng)新的夾緊裝置的設(shè)計手段，描述了在計算機輔助夾具設(shè)計的背景下的設(shè)計。該模型設(shè)計方法包括識別表面和夾具裝夾工件點。這種方法可應(yīng)用于聯(lián)同一個定位器設(shè)計方法來維系并支持工件的期間工件加工，正確定位和對刀。給出了詳細(xì)自動化夾具設(shè)計步驟。幾何推理技術(shù)被用來確定夾具的面和可行的位置。所需的輸入

2、包括CAD模型規(guī)格、特征識別完成后的工件定位器分和元素。關(guān)鍵詞：夾緊 夾具設(shè)計;1、動機和目的：夾具設(shè)計是一項非常重要的工作,這是一種集成的鏈接設(shè)計和生產(chǎn)活動。自動化的夾具設(shè)計活動的發(fā)展及計算機輔助夾具設(shè)計(CAFD)方法為成功的詮釋解決下一代制造系統(tǒng)進行了關(guān)鍵目標(biāo)的確定。在本文中,鉗位電路的設(shè)計方法在自動化的基礎(chǔ)上討論了有利于語境中的一個綜合夾具的設(shè)計方法。夾具設(shè)計的幾種方法主要集中在研究這方面所做的努力。Chou的工作1將注意力集中在了雙標(biāo)準(zhǔn)的工件的穩(wěn)定性和總約束的要求。使用人工智能的方法在夾具設(shè)計專家系統(tǒng)的應(yīng)用已被廣泛的應(yīng)用報道2、3。部分從CAD模型幾何信息也被用于驅(qū)動夾具的設(shè)計任務(wù)。

3、Bidanda4描述了一個基于規(guī)則的專家系統(tǒng)以識別定位對旋轉(zhuǎn)部件,夾緊面。鎖模機構(gòu)都是用來完成定位和夾緊功能。其他研究人員(例如：DeVor5,6。)分析了切削力等機械的模型和建造鉆井、與其他金屬切削過程。定義的裝配約束模型的空間關(guān)系組合夾具元件之間。好些研究人員采用模塊化的夾具原理產(chǎn)生的基準(zhǔn)設(shè)計2,7 - 11。一個廣泛的審查的夾具設(shè)計相關(guān)的工作,可以在21、24中發(fā)現(xiàn),。 在第二章,不同步驟方法和整體的自動化的夾緊設(shè)計的任務(wù)進行了討論和展望。第三章介紹了工件在加工過程中如何對夾具大小進行確定的。在第四章對自動化的裝夾表面或人工區(qū)域上的工件具體的論述。第5章論述了工件裝夾點的測定。2、全面的

4、方法來夾具設(shè)計 在這一節(jié)中,對整體夾緊的設(shè)計手段進行了描述。夾緊通常是實現(xiàn)在期望的位置和抵抗切削力等的影響進行工件加工。夾持和定位問題與夾具設(shè)計的方案相關(guān)的。通常情況下,裝夾和定位可以做到在同一機制中。然而,錯誤理解的人在兩個任務(wù)是單獨的夾具設(shè)計方面可能導(dǎo)致夾具設(shè)計的不可行性。人文過程規(guī)劃者們通常摘要定位問題解決第一。該方法開發(fā)工作,聯(lián)同一個定位器的設(shè)計策略。然而,總體定位器和支持設(shè)計方法已經(jīng)超出了這篇文章的范圍。 CAD的零件模型設(shè)計(夾具設(shè)計必須發(fā)達),公差規(guī)范、過程序列,定位器分和設(shè)計,以其他因素,是這樣的的輸入與夾具設(shè)計的方法。的目的夾緊是堅守住部分對定位器和支持。使用指導(dǎo)主題是要試著

5、不去抗拒或切機械加工力量中所涉及的操作。更確切的說,鉗應(yīng)定位,切割的力量在方向發(fā)展,幫助掌握的部分在一個特定的加工操作安全。定位器的切削力等,對部分(或工件)是強迫固體、固定的定位點,因此不能遠(yuǎn)離定位器。這里討論的夾具設(shè)計方法必須如是在此背景下的總體夾具的設(shè)計方法。前對從事定位器/支持和夾具設(shè)計、初步階段涉及的分析與鑒定特征,和其他相關(guān)規(guī)格公差是必要的?；谶@個初步評價的結(jié)果下定決心,定位器/支持設(shè)計和夾具設(shè)計即可得到貫徹執(zhí)行。夾具設(shè)計方法的介紹論文分析了基于假設(shè)定位器/支持早些時候已經(jīng)確定設(shè)計屬性(這包括確定合適的定位器和支持上的人面工件以及識別定位器和支持V-blocks夾具等要素、基礎(chǔ)板

6、、定位銷,等等)。2.1 輸入夾具設(shè)計模型的輸入,包括給定的產(chǎn)品設(shè)計、公差信息,提取的特征、序列和加工過程的每一個方向相關(guān)特征以給定的零件設(shè)計,其裝夾位置的面和定位裝置、加工的各個力在每個過程中要求出示相應(yīng)參數(shù)如銷,等等。圖1 、夾具設(shè)計活動2.2夾具設(shè)計策略自動化的主要步驟及夾設(shè)計課題在圖1中概述。這些步驟是的概述如下:第1步、考慮對賽車的調(diào)查配置名單隨著相關(guān)工藝特點的條目。第2步、確定了今后的研究方向和類型的裝夾設(shè)備。確定要加工方向向量,并鑒定法向量的面。如果加工方向向下(相對應(yīng)方向向量0,0,),而1的法向量支持的面是平行的方向,然后加工方向平行于夾緊方案是向下的加工0,0,方向1。如果

7、側(cè)身夾緊是必須的,而且如果沒有可行的區(qū)域,為位置鉗位電路side-clamp夾緊,然后向下方向的表達式如下。讓sv和電視的法向量的次要的(sv)和第三(電視)定位的面。然后,方向的夾緊,用于side-clamping如vblock機制這兩者都應(yīng)該是平行的法向量,如下。這法向量的每個v-surfaces在v-block平行sv和電視,分別。邊夾緊面應(yīng)該是一副面孔,平行于面sv。第3步、確定最高加工力,加工為每個特征列表(對每個力)MFi(i = 1.n)。這將鐵的有生力量,必須平衡而設(shè)計為這個組織方面的裝夾。第四步、利用計算的最高的加工力確定夾具尺寸。第5步、確定在一個給定工件裝夾的面。第6步、

8、根據(jù)實際情況確定夾盤的裝夾面。3、確定夾具的尺寸在這部作品中,使用屬于這個家庭的子夾被稱為皮帶夾。一根皮帶夾是基于同樣的原則作為杠桿(見圖2)。圖2、皮帶夾 在這一節(jié)中,這個自動化設(shè)計對這種帶夾緊裝置的夾具進行了描述。這需要的是夾緊力的大小和有關(guān)螺絲或一個螺紋裝置時,保持夾具存在的地方。鎖模力要平衡力把工件加工在適當(dāng)?shù)奈恢?。讓鎖模力是W和螺絲固定直徑是d。各種螺桿的尺寸大小可以確定各種夾緊力在下面態(tài)度。一開始,他們的極限強度(一枝獨放)資料夾(取決于可用性)直接從數(shù)據(jù)的圖書館。各種材料有不同的拉伸的強項。夾具材料的選擇也可以直接利用啟發(fā)式規(guī)則進行。圖2、皮帶夾。碳鋼或機器鋼。確定設(shè)計壓力,一枝

9、獨放的價值可劃分為安全因素(如4或5)。根區(qū)內(nèi)A1的螺釘(為夾具等一個螺絲鉗)就可以確定:鎖模力要求/設(shè)計應(yīng)力DS。隨后,全區(qū)域的。足總螺栓截面就可以計算作為等于 A1(65%)(因為根區(qū)螺桿的可能發(fā)生的地方是剪切大約65%的的總面積螺栓)。直徑螺桿的d然后可以通過均衡足總決定的(3.14 d2/4)。另一個方程,可用于涉及相關(guān)聯(lián)的寬度、高度H和跨度B的L夾螺桿直徑d(B、H、L可以計算出不同價值觀為d):d2 = 4/3 BH2 / L。4、裝夾面的確定確定所需要的輸入?yún)^(qū)域包含夾CAD產(chǎn)品的模型,對提取的信號特征信息,尺寸和表面特征,他們是會發(fā)生的,定位面和定位器的選擇?？紤]一個潛在的色散夾

10、緊的面,如圖3所示。這個關(guān)鍵的指標(biāo)應(yīng)滿足是鎖模表面不應(yīng)該重疊或交叉的特點,在那張面,如圖4。裝夾表面區(qū)域,其中有接觸的工件表面(或色散)是一種二維剖面組成的線段(見圖6)。利用線段相交測試,它可以確定潛在的夾緊面積任何一種功能聯(lián)系重疊在給定的色散。測定鎖模面能夠自動如下:圖3、潛在的夾緊的面和特征面。 圖4。夾夾緊的面和潛在盒子側(cè)面。第1步。分辨面孔,第二、平行面(lf1第三定位器和lf2)和在最遠(yuǎn)的距離從lf1和tcj,分別。這是表現(xiàn)如圖所示如下:(a)分辨面孔tci,這樣,tcj平行于lf1 tci和tcj lf2平行。(b)插入候選人的名單中面臨tci綜述。(c)通過檢查都將面臨tci在

11、綜述,確定上市的面tci和tcj面部,lf1 lf2最遠(yuǎn),分別為:并放棄其它面臨來自列表綜述。第2步。識別的面上,平行的位置的面但不是毗鄰附加定位器的面。更可取的選擇一個夾面沒有分享相鄰垂直的面定位器。這一步可能被自動化(a)考慮每一面tci綜述和取得相應(yīng)的名單中那是鄰近面臨fci與垂直彼此tci。然后,將每一張面fci在列表FCF。(b)檢查每個fci和執(zhí)行以下測試:如果fci毗鄰,垂直于lf1或lf2,然后將它從表FCF NTCF而且插入它的名單中。第三步。確定夾緊的面孔,基于可用性潛在的夾緊的面孔,如下所述。例(a)。如果沒有參賽名單上,然后用NTCF綜述了面的名單中,進行第4步。如果任

12、何的面,發(fā)現(xiàn)是垂直于第二、第三lf1 lf2位置,這樣,面面就是下一個可行的選擇用于裝夾。在這種情況下,唯一剩下的選擇是重新審視NTCF面臨的名單中。例(b)。如果在列表的入口數(shù)目是1,NTCF面是fci可行夾緊方案集合。正常的向量的面對tci相應(yīng)的接近,垂直軸的是夾緊。例(c)。如果在列表的入口數(shù)目大于1的正NTCF,面對tci確定面積較大,進行第4步。第四步。不同方向上的夾緊,要么是(+或)1、0,0或(+或)0、1、0,夾緊即可沿著中心位置的面tci。這位候選人幾何位置的夾具,可以確定使用部分幾何和拓?fù)湫畔?進行了描述在接下來的部分。圖5、確定夾具輪廓尺寸。 5、夾緊點的確定 在夾緊的面

13、夾面后,已確定的實際夾緊在那面位置必須要被確定。投入是夾鉗輪廓尺寸、方向(x,y,z,及潛力夾緊的面的自由度。夾具剖面尺寸(如在案件得到(g)使用CF幾何如下。第一步是要確定尺寸,這是一盒測試它包含任何特征決定是否在里面。剖面十字路口也可以進行測試的方法前面所提到的。如果十字路口測試返回一個負(fù)面的結(jié)果,就沒有特征的夾具盒子側(cè)面相交,如圖所示,如圖4。如果十字路口測試返回一個積極的結(jié)果,以下步驟,可以進行:1、劃分成小矩形框型材夾隔間。2、交叉路口測試執(zhí)行以特征的一個側(cè)面發(fā)生在表面上的特徵,對于給定的零件設(shè)計創(chuàng)造力。3、矩形貼片,這里沒有特征相交發(fā)生,是可行的夾緊地區(qū)。如果有不止一個候選人矩形鎖

14、緊,長方形的型材是往中心點的CF面部順著夾緊嗎軸和夾具夾緊的外表(點)。如果沒有剖面Pi可以發(fā)現(xiàn)不相交的特征剖面、夾具寬度可降低一半和數(shù)量增加到兩夾在那面上。使用這些改性夾尺寸、執(zhí)行功能的十字路口測試前面所提到的。如果這個測試也失敗了,那么側(cè)面毗鄰色散可以用作裝夾表面完成側(cè)裝夾。側(cè)面便成為色散以及特征的交叉口檢測方法可重復(fù)了一遍。圖6、交叉口的特點及型材測試夾具區(qū)域35條1的交叉口型材的測試所需的輸入包括二維剖面P1另一個2D簡介了第二位。交叉的型材可確定的一個自動化的方式使用下列方法。每個輸入Pi由一個輪廓線提取Lij封閉循環(huán)中。這在該剖面測試步驟如下:(T1)考慮直線段L(我:1)在P1和

15、另一個L(2段,j)在第二位。(T2)為輸入L(我:1)和L(2,j),交叉的邊緣能被使用。如果該邊的作用是:返回一個十字路口陽性。試驗值,那么特征剖面與候選人或交集評估潛在的鉗剖面下。如果它返回一個負(fù)面的價值,進行第三步。(T3)重復(fù)步驟(T1)為同一段或邊緣處(李,1)與所有殘存的片段P1(L2,j + 1)直到j(luò) = n-1在第二位。(T4)重復(fù)步驟(T1)、(T2)對余下的邊或L13 L12型,段.,L1n,在剖面上的活動。如果特征剖面重疊的夾緊型材、線相交測試會認(rèn)定的發(fā)生。十字路口的邊緣檢測方法可進行自動檢測兩個邊緣相交時是否相互的關(guān)系。投入這個測試是所需的L12型線提取連接(x1,

16、x2)和(y1,y2)和連接好,穗(x3)和(x4、y4)。讓這個方程的L12棟代表:F(x,y)= 0(1)那么:H(x,y)= 0(2)第1步。使用的情緒智商。(1)計算出r3 = F(x3)所造成的不便,穗x3和穗為x和y并計算出表型(= F(x4、y4)所造成的不便和y4 x4為x和y。第2步。如果r3不等于0,表型不等于0,r3和表型的跡象,都是一樣的,(r1和r2提示躺在同一側(cè)的邊緣),那么好吧,不要L12型和交叉。如果這是不滿意,于是一步(3)被執(zhí)行。第三步。使用的情緒智商。(2),計算x1 = H(r1,y1)。然后,計算出r2 =克(x2,y2),進行第4步。第四步。如果r1

17、不等于零,r2不等于零,r1的征兆,r2都是一樣的,那么r1、r2 躺臥圖7 、為了說明樣品的夾緊部分的設(shè)計方法。同一陣營和輸入線提取不相交。別的,如果這種狀況不滿意,進入第5步。第5步。給定的線提取做交叉。這就完成測試。考慮同一樣品部分如圖。7、 特點產(chǎn)生了一步,孔。最初,定位器設(shè)計也就完成了。支持定位器(或主要定位器)是一種底盤(放置在面對f4)和次要的和高等教育面臨功能定位器放置在和f5(lf1對應(yīng)定位和lf2面臨章討論4)。也可以用于輔助定位器,這是一種v-block(定位在輔助面臨f3和f5),顯示如圖圖8、夾具設(shè)計的步驟圖8為樣品的夾具設(shè)計的一部分,在圖7方法,候選人面前面討論的(

18、這是平行,并于從lf1最遠(yuǎn)的距離)和lf2面f3和f5。這是沒有面平行于定位器他們的面孔,但不是毗鄰。在這樣的優(yōu)先使用規(guī)則例(作為討論在步驟3的4節(jié)),剩下的候選人面面f2。夾緊方向向下;v-block徑向定位器和其他的定位器提供需要的地點與夾緊抱著工件的下滑對各種性能。夾緊的位置的基礎(chǔ)上,確定的步驟第5節(jié)中所描述的。由于沒有為周期性的面對f2,就不需要測試特征相交確定碰撞裝夾。夾的位置應(yīng)遠(yuǎn)離v-locator(定位沿著嗎面)作為輔助定位夾緊的面是相鄰的輔助定位的面(這保證了更好的訪問權(quán)限快速夾緊)。最后位置,夾緊設(shè)計如圖：8。 本文討論了方法的價格相比,是較為便宜的與其他夾具設(shè)計方法在文獻中

19、討論。討論了方法的獨特性是一種系統(tǒng)的夾緊面孔識別的基于部分幾何,拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),并發(fā)生特征加工。而其他的方法也沒剝削的定位器的位置該方法充分利用了,定位器扶著工件在加工過程中對小學(xué)、中學(xué),和高等教育的定位器。這種方法的另一個好處確定位置的候選人可行夾利用檢測的面輪廓的十字路口測試(描述早些時候,迅速和有效率地識別潛在的下游夾緊過程中出現(xiàn)的問題和機械加工等6、結(jié)論 本文在設(shè)計方面的整體夾的語境夾具設(shè)計的方法進行了探討。定位器設(shè)計、零件設(shè)計規(guī)格,以及其他投入認(rèn)為在辨識夾緊面孔和方向。各種各樣的步驟自動化這個方法也進行了討論。參考文獻 1、Y. C. Chou, V. Chandru和B. Barash,

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