封蓋復(fù)合模具設(shè)計(jì)-最大直徑60【含17張CAD圖紙】

喜歡就充值下載吧，，資源目錄下展示的全都有，，下載后全都有，dwg格式的為CAD圖紙，有疑問咨詢QQ：414951605 或1304139763 一種自動(dòng)化夾具設(shè)計(jì)方法 塞西爾 美國,拉新克魯塞斯,新墨西哥州立大學(xué), 工業(yè)工程系,虛擬企業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室 在這篇論文里, 描述了一種新的計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)方法。對(duì)于一個(gè)給定的工件, 這種夾具設(shè)計(jì)方法包含了識(shí)別加緊表面和夾緊位置點(diǎn)。通過使用一種定位設(shè)計(jì)方法去夾緊和支撐工件, 并且當(dāng)機(jī)器正在運(yùn)行的時(shí)候, 可以根據(jù)刀具來正確定位工件。該論文還給出了自動(dòng)化夾具設(shè)計(jì)的詳細(xì)步驟。幾何推理技術(shù)被用來確定可行的夾緊面和位置。要識(shí)別所完成工件和定位點(diǎn)就還需要一些輸入量包括CAD模型的技術(shù)要求、特征。 關(guān)鍵詞:夾緊,夾具設(shè)計(jì) 1.動(dòng)機(jī)和目標(biāo) 夾具設(shè)計(jì)是連接設(shè)計(jì)與制造間的一項(xiàng)重要任務(wù)。自動(dòng)化夾具設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)開發(fā) (夾具CAD) 是下一代制造系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的關(guān)鍵。在這篇論文里, 討論了一種夾具設(shè)計(jì)的方法, 這種方法有利于在目前環(huán)境下夾具設(shè)計(jì)的自動(dòng)化。 夾具設(shè)計(jì)方法的研究已成為國內(nèi)多家科研工作的重點(diǎn)。 作者: 周在[l]中對(duì)工件的穩(wěn)定和總需求約束了雙重標(biāo)準(zhǔn), 突出重點(diǎn)的工作。在夾具設(shè)計(jì)中廣泛的運(yùn)用了人工智能(AI)以及專家系統(tǒng)。部分CAD模型幾何信息也被用于夾具設(shè)計(jì)。 Bidanda [4]描述了一個(gè)基于規(guī)則的專家系統(tǒng), 以確定回轉(zhuǎn)體零件的定位和夾緊。夾緊機(jī)制同時(shí)用于執(zhí)行定位和夾緊功能。其他研究者(如 DeVor等, [5,6])分析了切削力鉆井機(jī)械和建筑模型及其他金屬切削加工?？涤袨榈仍赱2]中定義了裝配約束建模的模塊化與夾具元件之間的空間關(guān)系。一些研究人員采用模塊化夾具設(shè)計(jì)原則, 用以生成[2,7-11] , 另一些夾具設(shè)計(jì)工作者已經(jīng)報(bào)告了[l,3,9,l2-23]?？梢栽赱21 ,24]中找到夾具設(shè)計(jì)相關(guān)的大量的審査工作。 在第2節(jié)中,對(duì)夾具設(shè)計(jì)任務(wù)中各種步驟進(jìn)行了概述。在第3節(jié)和第4節(jié)中描述了工件的加工過程, 要夾緊工件表面,否則將面臨工件的全面自動(dòng)測(cè)定。第5節(jié)討論了對(duì)工件的夾緊點(diǎn)的測(cè)定。 2、夾具設(shè)計(jì)的整體方法 在本節(jié)中, 描述了整體夾緊的設(shè)計(jì)方法。通常對(duì)較理想的位置的那一部分進(jìn)行夾緊, 并減低切削力的影響。夾緊的位置和夾具設(shè)計(jì)中定位的位置是高度相關(guān)的。通常,夾緊和定位可以通過同樣的方法來完成。但是,不明白這兩個(gè)是夾具設(shè)計(jì)中不同的方面, 可能導(dǎo)致夾具設(shè)計(jì)的失敗。多數(shù)人的在規(guī)劃過程中首先解決定位問題, 這樣可以使開發(fā)的定位與設(shè)計(jì)的定位相契合。不過, 整體定位及設(shè)計(jì)方法不在本文討論范文內(nèi)。 除了零件的設(shè)計(jì)(為此夾具設(shè)計(jì)有符開發(fā)),公差規(guī)格,過程序列,定位點(diǎn)和設(shè)計(jì)等因素外, 還應(yīng)投入CAD 模型到夾具設(shè)計(jì)方法中.這樣的夾具可以夾緊井支撐定位器。指導(dǎo)使用的主要內(nèi)容應(yīng)盡量不抵制切割或加工過程和中所涉及的操作。相反, 應(yīng)定位夾具, 使切削力在正確的方向, 這將有助于保持在一個(gè)特定的部分加工操作安全。通過引導(dǎo)對(duì)定位器的切割力量,部分(或工件)被固定, 固定定位點(diǎn), 因此不能移動(dòng)的定位器。 在這里討論的夾具的設(shè)計(jì)方法必須在整體夾具設(shè)計(jì)方法的范圍內(nèi)。在此之前進(jìn)行定位器/支撐和夾具設(shè)計(jì)的初步階段, 渉及到的分析和識(shí)別的功能、相關(guān)的公差和其他規(guī)范是必要的。根據(jù)初步的評(píng)估和測(cè)定, 定位/支撐設(shè)計(jì)與夾具設(shè)計(jì)結(jié)果的在此基礎(chǔ)上可以同時(shí)進(jìn)行。本文對(duì)所描述夾具設(shè)計(jì)的方法討論基于定位器/支撐設(shè)計(jì)與先前已經(jīng)確定的假設(shè) (包括適當(dāng)?shù)亩ㄎ缓椭С譁y(cè)定一個(gè)工件的定位, 以及識(shí)別和夾具,如v元素的支持面塊,基礎(chǔ)板,定位銷等)。 （1）夾具設(shè)計(jì)的輸入 輸入包括對(duì)特定產(chǎn)品的設(shè)計(jì)翼邊模型,公差信息,提取的特征,過程順序和部分在給定的每一個(gè)設(shè)計(jì)的相關(guān)特性的加工方向, 面向的位置和定位裝置, 以及加工過程中的各種工序, 須出示每個(gè)相應(yīng)的功能。 （2）夾具設(shè)計(jì)的方法 圖一是自動(dòng)化夾具設(shè)計(jì)主要步驟總結(jié)圖。對(duì)這些步驟概述如下: 第l步: 設(shè)置配置清單以及相關(guān)的[進(jìn)程_功能]條目。 第2步:確定方向和夾緊力。輸入必要的加工方向向量 mdv1, mdv2……mdvn,面對(duì)nvs的支持力,并確定法向量。如果加工方向向下(對(duì)應(yīng)的方向向量[0, 0,-l]),和面的支持向量平行于加工方向,那么,夾緊力方向平行向下加工方向[0, 0,-l]。如果必需要側(cè)面夾緊并沒有可夾緊的地方,那么在其中放置一個(gè)夾具夾緊下調(diào), 然后邊鉗方向計(jì)算如下。讓sv和tv輔助常規(guī)的向量代替次要的和三級(jí)定位孔。然后,使用夾緊機(jī)構(gòu)夾緊一個(gè)方向,例如, av應(yīng)平行于這兩個(gè)法向量, 即,正常向量應(yīng)分別與每塊表面的 sv和tv 向量平行。側(cè)面夾緊面應(yīng)該是一對(duì)分別平行于面sv和tv的平面孔。 第三步: 從列表中選出最大有效加工力。這樣能夠有效的平衡各加工力 。 第四步: 利用計(jì)算出的最高有效加工力, 才能確定用來支撐工件加工的面積的夾具尺寸(例如, 一個(gè)帶夾子可以作為一個(gè)夾緊機(jī)構(gòu)使用)。 第五步: 確定給定工件的夾緊面。 這一步在第4步中所述過。 第六步:該夾具的夾緊面的實(shí)際位置自動(dòng)在第五節(jié)中確定?？紤]接下來的步驟并返回第一步。 圖1 夾具設(shè)計(jì)方法圖 3.判斷夾具尺寸 在這項(xiàng)工作中所用到的夾具都來自一個(gè)系列。夾具的原理與圖2相同。在這一節(jié)里, 描述了一個(gè)自動(dòng)化夾具。鎖模力所需的有關(guān)螺桿的螺教裝置大小或保存到位鉗.夾緊力平衡加工工件使工件保持恰當(dāng)?shù)奈恢?。讓鎖模力為w和螺桿直徑為D。各種螺絲夾緊力大小,可以按以下方式確定:最初,極限拉伸強(qiáng)度(抗拉強(qiáng)度)和該夾具的材料(供應(yīng)情況而定)可以從數(shù)據(jù)檢索庫檢索。各種材料有不同的拉伸強(qiáng)度。該夾具材料的選擇, 也可直接采用啟發(fā)式規(guī)則進(jìn)行。例如, 如果部分材料是低碳鋼, 那么鉗材料可低碳銅或機(jī)器銅。為了確定設(shè)計(jì)應(yīng)力, 抗拉強(qiáng)度值應(yīng)除以安全系數(shù)(如4或5)。根區(qū)的螺絲格A1 (如一個(gè)螺絲鉗)可以被確定: [鎖模力/設(shè)計(jì)應(yīng)力]。隨后,螺栓截面全面積可以計(jì)算為等于{格 Al / (65%)} , (因?yàn)槁萁z的地方可能會(huì)發(fā)生根切面積約為65%螺栓的總面積)。螺釘?shù)闹睆?D可以被確定等同于(D2的3.l4/4) 。另一項(xiàng)涉及可用于方程有關(guān)的寬度 B,高度H和跨度的鉗 L的螺絲直徑為 D(B, H和 L可以為不同的值計(jì)算D) : d2=4/3 BH2/L. 圖2 4.判斷夾緊表面 確定夾具經(jīng)常出現(xiàn)的相關(guān)參數(shù)包括了產(chǎn)品的CAD 模型, 提取的特征信息, 特征尺寸,定位面和定位器的選擇?？紤]所有措在的加緊面,如圖3。最關(guān)鍵的是夾緊表面不應(yīng)重疊或與該面相交,如圖4所示。夾緊面積是與工件表面(或PCF) 接觸的是一個(gè)二維輪廓線段組成的(見圖6)。利用線段相交測(cè)試,可以測(cè)定在給定的光子晶體光纖的任何范圍內(nèi)是否可能有接觸面夾緊面重疊 。 夾緊面的確定可以如下所示: 圖3 潛在的夾緊力和功能的介紹 圖4 潛在的夾緊和夾鉗箱輪廓 第l步:鑒別平行于二級(jí)和三級(jí)定位面(lf1和lf2)是分別到1fl和tcj最遠(yuǎn)的距離的面。如下所示: (一)鑒別面tci,tcj,使面 tci和tcj平行1f1和tcj平行1f2a。(二)在 TCF中列出面對(duì)tci的面。(三)通過檢査所有TCF中面對(duì)tci的面,確定的面對(duì)tci和t」cj的面是到1f1和lf2 分別最遠(yuǎn)的面,并舍棄所有其他TCF 中的面。 第2步:鑒別平行面的位置,除了不相鄰的附加面。最好是選擇一個(gè)不與其他定位面垂直相鄰的面。這一步如下所示: (a) 考慮TCF列表中的tci面,獲得與每個(gè)tci面垂直或相鄰的面然后,在FCF列表中插入每個(gè)fci面。 (b) 檢査每個(gè)FCI面,并執(zhí)行以下測(cè)試:如果 FCI是相鄰、垂直于1f1或lf2, 然后從列表中舍棄它并插入NTCF列表中。 第3步:確定加緊面都在有效的加緊面上, 如下所述夾緊面: 例l:如果沒有條目在列表NTCF中,就使用TCF中的面并繼續(xù)執(zhí)行步驟4。如果任何面發(fā)現(xiàn),垂直于第二,第三位置的面孔lfl和lf2,這將要面臨的是下次選擇可行的夾具。在這種情況下,唯一剩下的選擇是重新審視在列表NTCF的面。 例2:如果列表中NTCF條目數(shù)為l時(shí),可行夾緊面為FCI。與TCI的法向量垂直相鄰的相應(yīng)軸是夾緊軸。 例3:如果在列表NTCF項(xiàng)數(shù)大于l,確定最大的TCI加緊面再進(jìn)行步驟4。 例4:夾緊力的方向可以是[l,0,0]或[0,1,0],可以夾緊TCI面的中心位置。 在其他幾何位置可確定使用零件幾何形狀和拓?fù)湫畔? 這在下一節(jié)中描述。 圖5 :測(cè)定夾具外形尺寸 5. 判斷夾緊表面上的夾緊點(diǎn) 確定夾緊面后,必須確定實(shí)際夾緊位置。輸入夾具側(cè)面積,沿著[X,Y,Z]和糖在的夾緊面CF方向。使用CF幾何獲得夾具側(cè)面積: 第一步是確定一個(gè)箱體的大小, 這是用來測(cè)試它是否包含在它里面的任何部分。相交測(cè)試也可以在前面介紹的方法使用。如果相交測(cè)試返回一個(gè)負(fù)的結(jié)果, 那么有部分箱體與夾具相交,如圖4所示。如果相交測(cè)試返回一個(gè)正的結(jié)果,可以執(zhí)行下列步驟: 1.劃分成更小的矩形大小條(1*w)夾框輪廓(圖5和圖6)。 2.執(zhí)行指定與功能配置文件出現(xiàn)在 CF面的零件設(shè)計(jì)的相交測(cè)試。 3.沒有功能相交的條形區(qū)域,都是可行夾緊區(qū)域。如果有一個(gè)以上的長方形候選面,矩形配置文件,向中沿軸夾緊CF面點(diǎn)的是夾緊配置文件(夾點(diǎn)) 。 如果沒有發(fā)現(xiàn)配置文件,夾具寬度可減少一半,夾具數(shù)可以增加兩個(gè)。使用這些修改過的夾具尺寸, 執(zhí)行前面描述的特征相交測(cè)試。如果此測(cè)試也失敗了, 那么可以用相鄰的面作為夾緊面用于執(zhí)行端夾緊。這面可以重復(fù)迸行PCF和功能相交測(cè)試。 圖6 配置文件夾的功能和區(qū)域相交測(cè)試 5.l試驗(yàn)曲線的交點(diǎn) 輸入需要的二維輪廟P1、 P2, 使用下列方法可以自動(dòng)確定該配置文件的交集。每一個(gè)輸入的資料組成一個(gè)封閉環(huán)。此配置文件測(cè)試的步驟如下: (Tl)考慮P1線段中的L(i,l)和P2線段中的L(2,j)。 (T2)采用L(i,1)線段和L(2,j)線段的相交段。如果邊緣相交測(cè)試返回一個(gè)正値,那么特征面和潛在面相交。如果它返回一個(gè)負(fù)値,繼續(xù)執(zhí)行步驟3。 (T3)重復(fù)與步驟(T1)相同的部分或者緩慢走過其余P1中的(Li,1)段直到P2中的[(L2,j1)till1j_n-1]段。 (T4)其余部分邊和P1中的Ll2、 L13到Lln段重復(fù)(T1)和(T2)步驟。 如果特征面與夾緊面重復(fù), 線相交測(cè)試將決定該事件。相交的邊可以進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)兩個(gè)面是否相互交又。輸入所需的邊 L12{連接(xl, yl)和(x2, y2)}和L34{連接(x3,y3)和(x4,y4)}。 L12型方程的可表示為: F(x,y) =0 （1） L34型方程的可表示為: H(x,y)=0 （2） 第一步:使用等式(1)計(jì)算R3=F(x3,y3),用X和Y取代X3和Y3;計(jì)算R4=F(x4, y4), 用X和Y取代X4和Y4。 第二步: 如果R3和R4都與0不相等, 但R3與R4結(jié)果相同 (R1與R2在相同的一邊) ,則邊L12與L34不相交。如果這樣不満足條件,那么進(jìn)行第三步。 第三步:使用等式(2)計(jì)算R1=H(x1,yl)。接著,計(jì)算R2=G(x2,y2)再進(jìn)行第四步 。 第四步.如果R1與R2都不等于0,且R1與R2的結(jié)果相同,那么把R1與R2放在相同的一邊并輸入不相交。如果, 這個(gè)也不滿足條件,那么進(jìn)行第五步。 圖7 示例夾具設(shè)計(jì)其中一部分方法 第五步:給定相交線段。這樣就完成了測(cè)試?？紤]如圖7所示的一部分樣品。將要生產(chǎn)一個(gè)盲孔。起初,完成定位設(shè)計(jì)。定位器的(或主要定位器)是一個(gè)基盤(放在 F4面)和二級(jí)和三級(jí)定位器面臨 F6和F5(對(duì)應(yīng)到定位畫1fl和1f2 在第4節(jié)中討論)。一個(gè)輔助定位器也被使用,這是一個(gè)v型塊(對(duì) F3和 F5面輔助定位) ,如圖8所示。在前面討論的夾具設(shè)計(jì)方法中所述的步驟的基礎(chǔ)上,候選面孔(這是平行的,并在從1f1和1f2 最通述的距離)是面對(duì)F3和 F5面.沒有面孔,這是平行到定位面,但他們不相鄰。在這種情況下使用的優(yōu)先權(quán)規(guī)則(如步驟3第4步討論) ,剩余的候選面面對(duì)的是F2面。夾具方向向下的v型塊徑向定位器和其他與對(duì)工件夾緊底面提供所需位置。 圖8 圖7關(guān)于夾具設(shè)計(jì)一部分樣品 根據(jù)第五步選擇夾具的位置。如果投有功能發(fā)生在面F2上, 那么也沒有必要進(jìn)行相交測(cè)試確定夾具加緊。夾具位置應(yīng)遠(yuǎn)離v型定位器(這是輔助定位位置) 的夾緊面毗鄰輔助定位面 (這確保了更好的快速夾緊)。最終位置和夾具的設(shè)計(jì)如圖8所示。 本文討論的方法, 毫不遜色于其他夾具設(shè)計(jì)文獻(xiàn)中討論的方法。本文所討論的方法的獨(dú)特性是零件的夾緊面的幾何形狀,拓?fù)浜凸δ馨l(fā)生了被加工為基礎(chǔ)的系統(tǒng)鑒定。其他方法都投有利用了定位器的位置, 該方法使用定位器在對(duì)持有一 級(jí), 二級(jí)和三級(jí)定位器加工的工件。這種方法的另一個(gè)好處是在可行的候選面上確定在面上用夾具面交點(diǎn)測(cè)試(如前所述) ,并迅速和有效地確定潛在的過程中可能出現(xiàn)的問題, 夾緊和加工的功能檢測(cè)。 6.總結(jié) 在這篇論文中, 對(duì)在一個(gè)夾具設(shè)計(jì)方法的總體框架內(nèi)進(jìn)行了夾具設(shè)計(jì)方面的討論。 設(shè)計(jì)定位器,規(guī)范零件設(shè)計(jì),和其他相關(guān)被用來確定夾緊面和夾緊方向。并討論了各種自動(dòng)化步驟。