肖遙箱蓋夾具畢業(yè)設(shè)計

1肖遙箱蓋夾具畢業(yè)設(shè)計一、三坐標(biāo)測量機的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢三坐標(biāo)測量機的發(fā)展歷經(jīng)半個多世紀(jì)。它的出現(xiàn)是工業(yè)化發(fā)展的歷史必然。一方面是由于自動機床、數(shù)控機床等高效率加工的發(fā)展以及越來越多復(fù)雜形狀零件加工需要有快速可靠的測量設(shè)備與之配套；另一方面是由于電子技術(shù)、計算機技術(shù)、數(shù)控技術(shù)以及精密加工技術(shù)的發(fā)展為其提供了技術(shù)基礎(chǔ)。坐標(biāo)測量機的出現(xiàn)使得測量儀器從手動方式向現(xiàn)代化自動測量的轉(zhuǎn)變成為可能。三坐標(biāo)測量機作為一種精密、高效的空間長度測量儀器，它能實現(xiàn)許多傳統(tǒng)測量器具所不能完成的測量工作，其效率比傳統(tǒng)的測量器具高出十幾倍甚至幾十倍。而且坐標(biāo)測量機很容易與CAD連接，把測量結(jié)果實時反饋給設(shè)計及生產(chǎn)部門，借以改進產(chǎn)品設(shè)計或生產(chǎn)流程。因此坐標(biāo)測量機已經(jīng)并且將繼續(xù)取代許多傳統(tǒng)的長度測量儀器。與傳統(tǒng)測量儀器是將被測量和機械基準(zhǔn)進行比較測量不同的是，坐標(biāo)測量機的測量實際上是基于空間點坐標(biāo)的采集和計算。目前，三坐標(biāo)檢測已廣泛用于機械制造業(yè)、汽車工業(yè)、電子工業(yè)、航空航天工業(yè)和國防工業(yè)等各部門，成為現(xiàn)代工業(yè)檢測和質(zhì)量控制不可缺少的測量設(shè)備，涉及的部門和行業(yè)非常廣泛。在應(yīng)用范圍里面，三坐標(biāo)檢測也基本上涵蓋了機械零件及電子元器件和各種形狀公差和位置公差。二、三坐標(biāo)測量機的組成及工作原理三坐標(biāo)測量機是一種高效、新穎的精密測量儀器?，F(xiàn)代三坐標(biāo)測量機不僅能在計算機控制下完成各種復(fù)雜測量，而且可以通過與數(shù)控機床交換信息，實現(xiàn)對加工的控制，并且還可以根據(jù)測量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)反求工程。應(yīng)用三坐標(biāo)測量機可對直線坐標(biāo)、平面坐標(biāo)以及空間三維尺寸進行測量，可以測量球體直徑、球心坐標(biāo)、曲線曲面輪廓、各種角度關(guān)系以及凸輪、葉片等復(fù)雜零件的幾何尺寸和形狀位置誤差。三坐標(biāo)測量機測量精度高，速度快，軟件功能強大，是測量行業(yè)不可或缺的高級儀器。2三坐標(biāo)測量機的組成1工作臺2移動橋架3中央滑架4Z軸5測頭6電子系統(tǒng)21三坐標(biāo)測量機的組成三坐標(biāo)測量機是典型的機電一體化設(shè)備，它由機械系統(tǒng)和電子系統(tǒng)兩大部分組成。機械系統(tǒng)一般由三個正交的直線運動軸構(gòu)成。如圖所示結(jié)構(gòu)中，X向?qū)к壪到y(tǒng)裝在工作臺上，移動橋架橫梁是Y向?qū)к壪到y(tǒng)，Z向?qū)к壪到y(tǒng)裝在中央滑架內(nèi)。三個方向軸上均裝有光柵尺用以度量各軸位移值。人工驅(qū)動的手輪及機動、數(shù)控驅(qū)動的電機一般都在各軸附近。用來觸測被檢測零件表面的測頭裝在Z軸端部。電子系統(tǒng)一般由光柵計數(shù)系統(tǒng)、測頭信號接口和計算機等組成，用于獲得被測坐標(biāo)點數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行處理。22主要儀器設(shè)備三坐標(biāo)測量機及其主要參數(shù)，43615X2YZ3技術(shù)配置清單名稱型號規(guī)格制造商所屬國家GLOBALCLASSICC9128橋式三坐標(biāo)測量機GLOBAL控制系統(tǒng)主機（GLOBAL主機、控制系統(tǒng)、檢驗球）標(biāo)準(zhǔn)檢驗球意大利HEXAGONMETROLOGYSPA計算機系統(tǒng)DELL電腦美國基本軟件PCDMISCAD美國軟件系統(tǒng)激光掃描軟件HARK以色列RENISHAWPH10M自動分度測座；RENISHAWTP20型測頭美國測頭系統(tǒng)WIZPROBE非接觸光學(xué)掃描測頭以色列技術(shù)指標(biāo)外形尺寸LWH（MM）249515103066測量行程XYZ（MM）9001200800長度測量最大允許誤差（）MPEE2933L/1000E精測指標(biāo)最大探測誤差（）MPEP28P4最大矢量速度（MM/S）517最大矢量加速度（/S）21700光柵尺分辨率（）039被測零件最大重量（）130023三坐標(biāo)測量機的工作原理三坐標(biāo)測量機是基于坐標(biāo)測量的通用化數(shù)字測量設(shè)備。它首先將各被測幾何元素的測量轉(zhuǎn)化為對這些幾何元素上一些點集坐標(biāo)位置的測量，在測得這些點的坐標(biāo)位置后，再根據(jù)這些點的空間坐標(biāo)值，經(jīng)過數(shù)學(xué)運算求出其尺寸和形位誤差。要測量零件上一圓柱孔的直徑，可以在垂直于孔軸線的截面I內(nèi)，觸測內(nèi)孔壁上三個點，則根據(jù)這三點的坐標(biāo)值就可計算出孔的直徑及圓心坐標(biāo)OI；如果在該截面內(nèi)觸測更多的點（點1，2，N，N為測點數(shù)），則可根據(jù)最小二乘法或最小條件法計算出該截面圓的圓度誤差；如果對多個垂直于孔軸線的截面圓（I，II，M，M為測量的截面圓數(shù)）進行測量，則根據(jù)測得點的坐標(biāo)值可計算出孔的圓柱度誤差以及各截面圓的圓心坐標(biāo)，再根據(jù)各圓心坐標(biāo)值又可計算出孔軸線位置；如果再在孔端面A上觸測三點，則可計算出孔軸線對端面的位置度誤差。三坐標(biāo)測量機的這一工作原理使得其具有很大的通用性與柔性。由此可見，三坐標(biāo)測量機的這一工作原理使得其具有很大的通用性與柔性，可以測量任何零件的任何幾何元素的任何參數(shù)。三、三坐標(biāo)測量機在檢測過程中的使用步驟31測頭及標(biāo)準(zhǔn)球的標(biāo)定目的當(dāng)使用測量機進行零件檢測時，跟零件直接接觸的是測頭的紅寶石球的球面，測量機在數(shù)據(jù)處理時，是以紅寶石球的球心來計算的，必須對測球的半徑和位置進行補償。因此，在測量零件之前，首先要進行測頭校正，從而得到測頭的準(zhǔn)確數(shù)值，校正完畢，坐標(biāo)機會自動補償校正后的數(shù)據(jù)。這樣，可以消除由于測頭而帶給零件測量的誤差。功能可分別用”手動模式”或”自動模式”校驗、定義測頭。方法定義測頭直徑用鼠標(biāo)單擊”測頭”圖標(biāo)，再單擊”定義測頭”圖標(biāo)，在相應(yīng)圖標(biāo)中輸入定義值及測頭直徑的理論值，用鼠標(biāo)單擊上圖”確認鍵”，即完成定義測頭功能。計算機自動提示下一個新測頭的標(biāo)號。校驗測頭用鼠標(biāo)單擊”測頭”圖標(biāo)，再單擊”校驗測頭”圖標(biāo)，在”測頭標(biāo)號”處選擇要校驗的測頭標(biāo)號，再鍵盤輸入”標(biāo)準(zhǔn)球的直徑”，然后選擇”手動模式”校驗所需的測頭。當(dāng)?shù)谝淮涡ｒ炌戤?，可看到?biāo)準(zhǔn)球的球心坐標(biāo)已自動顯示出來。此時用戶可根據(jù)測頭類型去分別用”手動模式”或”自動模式”校驗每一被定義的測頭。得到測頭的準(zhǔn)確值，在以后的測量中即可自動進行測頭補償。測量時，應(yīng)使所有定義的測頭都使用統(tǒng)一的基準(zhǔn)，這樣在測量過程中使用多個測頭完成整個測量過程，就不必考慮測頭數(shù)據(jù)的不一致性問題。532基本元素的測量目的基本元素測量是所有測量和其它工作的基礎(chǔ)。所有零件的檢測都要通過對基本幾何元素的測量來實現(xiàn)。通過測量得到指定被測基本元素的有關(guān)參數(shù)值。功能通過此功能可測量指定點、線、面、圓、弧、橢圓、圓柱、圓錐、球、鍵槽、曲線、曲面等基本元素。方法用鼠標(biāo)單擊”測量”圖標(biāo)，然后單擊”被測元素”圖標(biāo)。工作區(qū)將顯示該測量元素的標(biāo)號及測量點數(shù)，可根據(jù)工作區(qū)的提示對測量元素進行刪除點、增加點等修改，然后進行測量，即可得到被測基本元素的實際值。33坐標(biāo)系的建立目的將坐標(biāo)系的三個軸的方向和坐標(biāo)原點建立在零件上，用于一些同類零件的程序控制自動測量。功能此功能可建立一個完整的零件坐標(biāo)系。坐標(biāo)系圖標(biāo)的含義是3（測量第一平面上的三點，軟件自動將此平面的法矢作為零件坐標(biāo)系的第一軸的方向）；2（測量第二平面上的兩點直線，再將其投影到第一平面作為第二軸的方向）；1（再測量或通過構(gòu)造產(chǎn)生一點作為零件坐標(biāo)系的原點）。方法用鼠標(biāo)單擊零件坐標(biāo)系的主菜單圖標(biāo)，再單擊坐標(biāo)系圖標(biāo)，工作區(qū)會顯示零件坐標(biāo)系的每一項信息，可根據(jù)需要輸入相應(yīng)的元素作為新的坐標(biāo)軸和原點。以上面為例，選擇坐標(biāo)軸的名稱，定義二坐標(biāo)軸的方向及原點的坐標(biāo)，方法如下在工作區(qū)的中部有五個小方框，首先用鼠標(biāo)單擊”第一軸”處，此處應(yīng)變?yōu)樗{色，然后用戶可根據(jù)需要，到工作區(qū)最右邊顯示”坐標(biāo)軸改變區(qū)”處，選擇要建立的坐標(biāo)軸的名稱和方向并單擊鼠標(biāo)左鍵，藍色小窗口即顯示所選擇的坐標(biāo)軸。從工作區(qū)最左邊選擇要建立”第一軸”的元素類型，并用鼠標(biāo)單擊，此類元素的所有元素標(biāo)號便全部顯示在工作區(qū)，從中選中所需元素的標(biāo)號，用鼠標(biāo)雙擊，此元素的標(biāo)號便顯示在”第一軸”的方框中，此時，”第一軸”的方向便建立了。建立”第二軸”（工作區(qū)中，中間第二個小窗口），用戶可用鼠標(biāo)單擊此窗口，使之變?yōu)樗{色后，可用同樣的方法（建立第一軸）處理。建立”原點X值”。如果要改變原點的X坐標(biāo)，只要在第三個小窗口上單擊鼠標(biāo)左鍵，該小窗口即變?yōu)樗{色。在工作區(qū)最左邊，查找所需元素類型，且按下該按鈕，該類型所有元素標(biāo)號都顯示在工作區(qū)，選擇所需要的元素標(biāo)號，且雙擊鼠標(biāo)左鍵，選擇的元素標(biāo)號，即出現(xiàn)在藍色小窗口的右邊。此時，零件坐標(biāo)系的原點的X坐標(biāo)即確立了。”原點Y值”、”原點Z值”的方法都參照建立”原點X值”方法。選擇”確認鍵”按鈕，確認已建立的坐標(biāo)系。此時，”COORD”窗口顯示坐標(biāo)系的標(biāo)號，便是此零件坐標(biāo)系的名稱。34激光掃描測量逆向工程是基于已有產(chǎn)品設(shè)計新產(chǎn)品的技術(shù)手段。與一般”由設(shè)計思路產(chǎn)品”的設(shè)計過程不同，逆向工程是”由產(chǎn)品設(shè)計思路”的過程。在制造領(lǐng)域中，逆向工程是在沒有設(shè)計圖紙或CAD模型的情況下，利用各種數(shù)字化技術(shù)、CG/CAD技術(shù)，根據(jù)實物測量數(shù)據(jù)重構(gòu)計算機模型，運用現(xiàn)代設(shè)計理論、方法對模型進行再設(shè)計，并與現(xiàn)代快速制造技術(shù)有機結(jié)合，最終制造出產(chǎn)品的過程。在有圖紙和CAD模型的情況下，逆向工程還可以應(yīng)用于模具、樣機的檢測。逆向工程作為一種現(xiàn)代產(chǎn)品開發(fā)手段，與快速成形、快速模具以及各種數(shù)控加工技術(shù)相結(jié)合，能夠大幅度縮短現(xiàn)代產(chǎn)品的開發(fā)周期，使企業(yè)適應(yīng)小批量、多品種的生產(chǎn)要求。逆向工程應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計時，其首要的步驟是物體表面形狀的測量，常用的測量方法有三坐標(biāo)測量、工業(yè)CT,、層析、光學(xué)測量等，其中三坐標(biāo)測量機是最早商品化的測量設(shè)備，光學(xué)測量是近6幾年逐漸成熟的測量方法，具有非接觸性、速度快、精度高、易于自動控制、造價相對低廉的特點。經(jīng)過激光線掃描得到物體表面的離散點集，由離散點集重構(gòu)物體表面的一般分為去噪、生成點集邊界、網(wǎng)格化、曲面生成、數(shù)據(jù)輸出等步驟。選擇正確的測量機硬件的關(guān)鍵因素在于其效率。根據(jù)不同的應(yīng)用，測量機可配備觸發(fā)或掃描測頭。盡管觸發(fā)測頭通用性強，但掃描技術(shù)能夠在同樣的時間內(nèi)采集到更多的點，從而適合于需要采集大量點以確定其形狀的復(fù)雜零件的逆向設(shè)計中。一般的系統(tǒng)配置包括采用SP600模擬掃描測頭，能夠?qū)ξ粗S自由型面進行連續(xù)掃描，連續(xù)、非接觸激光測頭，能夠快速精確地完成復(fù)雜型面尤其是軟材料工件的掃描，觸發(fā)式測頭，能夠?qū)崿F(xiàn)對于空間幾何量的精確接觸測量。四、三坐標(biāo)測量機主要功能與應(yīng)用范圍三坐標(biāo)測量機是一種以精密機械為基礎(chǔ)，綜合應(yīng)用電子技術(shù)、計算機技術(shù)、光柵與激光干涉技術(shù)等先進技術(shù)的檢測儀器。41三坐標(biāo)測量機的主要功能可實現(xiàn)空間坐標(biāo)點的測量，數(shù)控機床廠可方便地測量各種零件的三維輪廓尺寸、位置精度等。測量精確可靠，萬能性強。由于計算機的引入，可方便地進行數(shù)字運算與程序控制，并具有很高的智能化程度。因此，它不僅可方便地進行空間三維尺寸的測量，還可實現(xiàn)主動測量和自動檢測。在模具制造工業(yè)中，三坐標(biāo)測量機充分顯示了在測量方面的萬能性、測量對象的多樣性。42三坐標(biāo)測量機的應(yīng)用多種幾何量的測量。測量前必須根據(jù)被測件的形狀特點選擇測頭并進行測頭的定義和校驗，并對被測件的安裝位置進行找正。觸頭的定義和校驗。在測量過程中，當(dāng)觸頭接觸零件時，計算機將存人測頭中心坐標(biāo)，而不是零件接觸點的實際坐標(biāo)，因而觸頭的定義包括觸頭半徑和測桿的長度造成的中心偏置，以及多觸頭測量時各個觸頭定義代碼。測量觸頭的校驗還包括使計算機記錄各觸頭沿測量機不同方向測同一測點時的長度差別，以便實際測量時系統(tǒng)能自動補償。觸頭的定義和校驗可直接調(diào)用測頭管理程序、參考點標(biāo)定和測頭校正程序來進行，將各觸頭分別測量固定在工作臺上已標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)球或杯準(zhǔn)塊，計算機即將各測頭測量時的坐標(biāo)值計算出各觸頭的實際球徑和相互位置尺寸，并將這些數(shù)據(jù)存儲于寄存器作為以后測量時的補償值。經(jīng)過校驗的不同觸頭測同一點，數(shù)控機床廠可得到同樣的測量結(jié)果。零件的找正。指在測量機上用數(shù)學(xué)方法為工件的測量建立新的坐標(biāo)基準(zhǔn)。測量時，工件任意放置在工作臺上，其基準(zhǔn)線或基準(zhǔn)面與測量機的坐標(biāo)軸不需要精確找正，為了消除這種基準(zhǔn)不重合對測量精度的影響，用計算機對其進行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，根據(jù)新基準(zhǔn)計算校正測量結(jié)果。實物程序編制。對于在數(shù)控機床上加工的形狀復(fù)雜的零件，當(dāng)其形狀難于建立數(shù)學(xué)模型使程序編制困難時，常常可以借助于測量機。通過對木質(zhì)、塑料、數(shù)控機床廠黏土或石膏制的模型或?qū)嵨锏臏y量，得到加工面幾何形狀的各項參數(shù)，經(jīng)過實物程序軟件系統(tǒng)的處理，輸出所需結(jié)果。輕型加工。生產(chǎn)型三坐標(biāo)測量機除用于零件的測量外，還可用于劃線、打沖眼、鉆孔、微量銑削及末道工序精加工等輕型加工，在模具制造中可用于模具的安裝、裝配。7五、三坐標(biāo)測量機在綜合檢驗中應(yīng)用傳統(tǒng)的平臺檢測,檢測周期長,對復(fù)雜的零件與曲面跟本就無法處理。專用檢具如同專用生產(chǎn)設(shè)備一樣柔性差,不同品種不同型號的零件,就要用不同的檢具。費用高轉(zhuǎn)型又慢。而用三坐標(biāo)測量機就完全沒有這個問題了。實踐證明,三坐標(biāo)測量機可以用于快速綜合檢驗。一般的工夾量模具和產(chǎn)品,在三坐標(biāo)測量機上檢測時不需要任何裝夾裝置。51在綜合檢驗上，三坐標(biāo)測量機具有以下功能（1）能對零件進行自動找正零件在工作臺上的放置,沒有特別的要求,不需要象平臺測量那樣找準(zhǔn)零件的某個基準(zhǔn)面與平臺平行或成某一個圖紙所指定的角度。測量系統(tǒng)可以為零件建立合適的坐標(biāo)系,使零件處于一個一定的坐標(biāo)系中,然后測出各相關(guān)尺寸。（2）坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換機器系統(tǒng)可以按要求將測量結(jié)果轉(zhuǎn)換成需要的格式,方便測量結(jié)果與理論結(jié)果相比較。（3）可以實現(xiàn)各種幾何特征的測量點,線,面,圓,橢圓,圓錐,圓柱,球。一般規(guī)則零件均是由這些基本幾何特征組合起來的。就象在CAD系統(tǒng)里用特征建模一樣,測量時劃分結(jié)構(gòu)也基本如此。（4）可以實現(xiàn)各種測量數(shù)據(jù)之間的各種關(guān)系的轉(zhuǎn)換可以求得各測量特征之間的距離,角度,交點,等等。（5）可以實現(xiàn)各種形狀位置公差的自動計算與比較只需測量出所需要檢測的特征,給出公差要求,機器將自動計算形位公差的值,并作出比較。52配置于柔性生產(chǎn)線或柔性制造系統(tǒng)中在柔性生產(chǎn)線或柔性制造系統(tǒng)中配置數(shù)控CMM,根據(jù)預(yù)定的程序,可以實現(xiàn)工件的高效,自動,在線檢測。并能利用檢測數(shù)據(jù)對零件進行全面的統(tǒng)計分析,找出影響零件質(zhì)量的因素,從而制定措施確保零件的質(zhì)量。此外若不配備CMM的話,則整個的生產(chǎn)線或系統(tǒng)就有可能需要停下來等待檢驗結(jié)果,這在生產(chǎn)任務(wù)緊,品種規(guī)格變化多的情況下,可能會造成巨大損失。發(fā)展出數(shù)據(jù)測量中心如同數(shù)控機床發(fā)展到加工中心一樣,三坐標(biāo)測量機也可以發(fā)展演化到數(shù)控測量中心。以之解決各種復(fù)雜測量問題。53運用于逆向工程其實前面三種用途都可以歸為質(zhì)量檢驗一類。運用于逆向工程是其另一類重要用途。在此其變?yōu)橐环N模型量數(shù)字化的設(shè)備。在工業(yè)生產(chǎn)中,常常碰到依據(jù)實物生產(chǎn)的情況。這對復(fù)雜曲面構(gòu)成的零件將十分困難。而利用三坐標(biāo)測量機則可以很方便的解決此問題。在具有連續(xù)掃描系統(tǒng)的三坐標(biāo)測量機上,利用三向變位測頭,按照需要的步長與行距對成型面進行掃描,轉(zhuǎn)換為數(shù)控機床所能接受的格式,就可送入數(shù)控加工系統(tǒng),進行加工。三坐標(biāo)測量機一種情況可以是這樣。先取得輪廓數(shù)據(jù),然后送入CAD系統(tǒng),生成該輪廓,并完成數(shù)字化。8六、夾具概述夾具是在檢測或是切削加工中，用以準(zhǔn)確地確定工件位置，并將其牢固地夾緊的工藝裝備。它的主要作用是可靠的保證工件的檢測精度和加工精度，提高加工效率，減輕勞動強度，充分發(fā)揮和擴大機床的工藝性能和檢測性能。因此，夾具在機械制造中占有重要的地位。61使用夾具的目的及夾具的發(fā)展方向一般來說，使用夾具的目的可以歸納為如下四個方面（1）使用夾具可以穩(wěn)定地保證工件的加工質(zhì)量，減少廢品具體地說，使用夾具所能保證的只是工件加工表面的位置精度。（2）使用夾具可以提高生產(chǎn)率。（3）使用夾具可以擴大機床的工藝范圍。（4）使用夾具可以改善操作者的勞動條件。根據(jù)各種生產(chǎn)組織形式的發(fā)展特點，機床夾具的發(fā)展方向可以歸納為以下幾個方面（1）功能柔性化。由于多品種、小批量生產(chǎn)方式成為今后的主要生產(chǎn)形式，夾具應(yīng)能在一定范圍被適應(yīng)不同形狀及尺寸的工件，又能適用于不同的生產(chǎn)類型和不同機床加工。近年來，組合夾具和可調(diào)夾具等在傳統(tǒng)應(yīng)用的基礎(chǔ)上都有了新的發(fā)展。（2）結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化。夾具標(biāo)準(zhǔn)化是生產(chǎn)專業(yè)化和柔性化的基礎(chǔ)。模塊化是在夾具的標(biāo)準(zhǔn)化和組合化的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型夾具。組合夾具等的進一步發(fā)展將為夾具模塊化開拓廣闊的應(yīng)用前景。（3）精密化。由于機械產(chǎn)品的加工精度日益提高，高精度機床大量出現(xiàn)，必然要求夾具也相應(yīng)越來越精密。（4）高效、自動化。為了實現(xiàn)機械加工過程自動化，必須配備相應(yīng)的夾具。目前除了在生產(chǎn)流水線、自動線上配置相應(yīng)的高效、自動化夾具外，在數(shù)控機床上，尤其是帶自動換刀裝置的數(shù)控機床上，出現(xiàn)了各種自動裝夾工件的夾具，和自動更換夾具的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機床的效率。62專用夾具及其設(shè)計要求專用夾具是指僅僅適用于某一工件的一道或數(shù)道工序的加工而專門設(shè)計的夾具。當(dāng)工件結(jié)構(gòu)變更或工序內(nèi)容變更時，都可能使此夾具失去應(yīng)用價值。由于這類夾具不需要考慮其通用性，所以夾具結(jié)構(gòu)可以設(shè)計得較簡單、緊湊，且定位結(jié)構(gòu)的精度可以提高，還可以采用各種省力、傳力機構(gòu)，使操作快捷、方便。采用專用夾具，可以得到較高的定位精度和較高的生產(chǎn)效率。專用夾具需要根據(jù)工件的具體加工要求而專門設(shè)計和制造，故產(chǎn)品的生產(chǎn)準(zhǔn)備周期比較長，工裝費用較高。這類夾具適用于產(chǎn)品較固定、生產(chǎn)批量較大的工件生產(chǎn)。專用夾具的設(shè)計應(yīng)滿足以下要求（1）保證工件的加工精度。專用夾具應(yīng)有合理的定位方案，標(biāo)注合適的尺寸、公差和技術(shù)要求，并進行必要的精度分析，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。（2）提高生產(chǎn)效率。應(yīng)根據(jù)工件生產(chǎn)批量的大小設(shè)計不同復(fù)雜程度的高效夾具，以縮短輔助時間，提高生產(chǎn)效率。（3）工藝性好。專用夾具的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單、合理，便于加工、裝配、檢驗和維修。專用夾具的制造屬于單件生產(chǎn)。當(dāng)最終精度由調(diào)整或修配保證時，夾具上應(yīng)設(shè)置調(diào)整或修配結(jié)構(gòu)，如設(shè)置適當(dāng)?shù)恼{(diào)整間隙，采用可修磨的墊片等。（4）使用性好。專用夾具的操作應(yīng)簡便、省力、安全可靠，排屑應(yīng)方便，必要時可設(shè)置排屑9機構(gòu)。（5）經(jīng)濟性好。除考慮專用夾具本身結(jié)構(gòu)簡單、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、成本低廉外，還應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)對夾具方案進行必要的濟分析，以提高夾具在生產(chǎn)中的經(jīng)濟效益。七、箱座夾具的設(shè)計隨著科技的發(fā)展，對機械制造產(chǎn)品的設(shè)計要求越來越高，用于工業(yè)檢測、質(zhì)量控制和反求工程等方面的三坐標(biāo)測量機在汽車工業(yè)、航空航天工業(yè)及國防工業(yè)等各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，高等學(xué)校承擔(dān)著教育、科研及創(chuàng)新的重任，三坐標(biāo)測量機也被引入了高校的實驗室環(huán)境。零部件的多樣化、復(fù)雜化對三坐標(biāo)測量機的夾具提出了新的要求，設(shè)計一種簡單、實用，拆卸方便、裝夾靈活的專用夾具。數(shù)控機床、加工中心、柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)等現(xiàn)代化加工設(shè)備的廣泛應(yīng)用,使傳統(tǒng)的機械加工的制造方法發(fā)生了重大變革,夾具的功能已經(jīng)從過去的裝夾、定位、引導(dǎo)刀具,轉(zhuǎn)變?yōu)檠b夾、定位。而數(shù)字化的設(shè)備加工功能的擴大化,給今后夾具的快速定位、快速裝夾提出了更高的要求。制造業(yè)中廣泛應(yīng)用的夾具，是產(chǎn)品制造整個工藝階段中十分重要的工藝裝備之一，生產(chǎn)中所使用夾具的質(zhì)量、工作效率及夾具的使用的可靠性，都對產(chǎn)品加工質(zhì)量及生產(chǎn)效率有著決定性的影響。夾具是在切削加工或是有檢測過程中，用以準(zhǔn)確地定位工件位置，并將其牢固地夾緊的工藝裝備。它的主要作用是可靠地保證工件的加工精度及其檢測過程中更為方便而快捷，從而提高加工效率，減輕勞動強度，充分發(fā)揮和擴大機床的工藝性能。因此，夾具在機械制造行業(yè)中占有十分重要的地位。71箱座的結(jié)構(gòu)分析隨著我國先進制造技術(shù)的發(fā)展，越來越多的企業(yè)將原本從國外進口的高精度復(fù)雜零件，減速器箱座屬于多面多孔、高精度、高性能要求的復(fù)雜箱體類零件，空間尺寸多，機械加工難度較高，檢測工藝也比較復(fù)雜，如何高效高質(zhì)量地完成這類零件的加工與檢測工作，通過分析了減速器殼體零件的結(jié)構(gòu)及尺寸特點，結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備制定了殼體加工的工藝規(guī)程與檢測工藝，并進行了相應(yīng)的夾具設(shè)計，該夾具的設(shè)計使減速器箱座的檢測效率提高，降低工人的勞動強度，從而增強了企業(yè)的競爭力。10減速器箱座三維圖減速器箱座二維圖1172箱座檢測時定位基準(zhǔn)的選擇因為是基于三坐標(biāo)測量機的檢測，所以在制定檢測工藝過程時，選擇定位基準(zhǔn)的主要目的是為了保證檢測過程中的位置精度。因此選擇定位基準(zhǔn)的總原則應(yīng)該是從有較高位置精度要求的表面中進行選擇。因為檢測過程只是對箱座進行檢測其平面度、垂直度、同軸度，并沒有涉及到加工，因此可以直接選擇箱座底面做為基準(zhǔn)。73設(shè)計方案一因為此夾具的設(shè)計是基于三坐標(biāo)測量機的檢測，沒有的涉及到加工，所以相對于專用的加工夾具設(shè)計比較簡單一些，以箱座底盤的四個螺栓孔作為定位基準(zhǔn)，采用導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)、螺栓緊固件作為夾緊結(jié)構(gòu)，夾具結(jié)構(gòu)如下圖所示，但是考慮到箱座底盤的四個螺栓孔作為基準(zhǔn)進行檢測，所產(chǎn)生的誤差比較大，所以此方案不可行。夾具設(shè)計方案一74設(shè)計方案二以箱座的側(cè)面作為夾具檢測的基準(zhǔn)，同樣采用導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)、螺栓緊固件作為夾緊結(jié)構(gòu)，只是螺栓從側(cè)邊加緊緊固，就是夾緊了箱座的左右定位，但是箱座的前后定位比較麻煩，考慮到夾具結(jié)構(gòu)的設(shè)計可能比較復(fù)雜，因此該方案實施也比較困難，所以也不是最優(yōu)方案。1275設(shè)計方案三（最優(yōu)方案）因為此夾具的設(shè)計是基于三坐標(biāo)測量機的檢測，沒有的涉及到加工，所以相對于專用的加工夾具設(shè)計比較簡單一些，只要能保證三坐標(biāo)測量機的測頭能夠檢測到箱座所要檢測的部位就可以了，保證測頭不碰到夾具就可以，此方案采用箱座的定位銷作為定位基準(zhǔn)，由于定位銷的加工精度比較高，常被作為定位基準(zhǔn)，同樣也采用導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)、螺栓緊固件作為夾緊結(jié)構(gòu)，夾具兩側(cè)用支撐的筋板上兩個凸起的小圓柱作為定位，這樣只要箱座一放下去就可以定位，方便而又便捷的實現(xiàn)檢測的目的，可以大大的減輕工作的勞動量，提高檢測的工作效率。其具體結(jié)構(gòu)如下夾具設(shè)計方案三（最優(yōu)方案）76具體設(shè)計方案761夾具設(shè)計遵循的原則（1）定位裝置要確保工件檢測定位準(zhǔn)確可靠，因為檢測過程只是對箱座進行檢測其平面度、垂直度、同軸度，并沒有涉及到加工，因此可以直接選擇箱座底面做為基準(zhǔn)，只需對三個方向進行定位就可以了。（2）定位精度能保證工件的精度要求。（3）夾具結(jié)構(gòu)盡量簡單操縱力盡量小而可靠，力爭造價低。13夾具裝配圖1六角螺母2壓板3導(dǎo)柱4夾具底座5壓柄6彈簧7銷釘762夾具設(shè)計三維設(shè)計箱座夾具的尺寸大?。ㄩL470MMX寬430MMX高204MM）此方案采用箱座的定位銷作為定位基準(zhǔn)，由于定位銷的加工精度比較高，常被作為定位基準(zhǔn)，同樣也采用導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)、螺栓緊固件作為夾緊結(jié)構(gòu)，夾具兩側(cè)用支撐的筋板上兩個凸起的小圓柱作為定位，這樣只要箱座一放下去就可以定位，方便而又便捷的實現(xiàn)檢測的目的，可以大大的減輕工作的勞動量，提高檢測的工作效率。夾具立體三維圖14763夾具結(jié)構(gòu)分析按設(shè)計步驟，先在各視圖部位用雙點劃線畫出工件的外形，然后圍繞工件的布置定位，夾緊和導(dǎo)向元件再進一步考慮零件的裝卸，各部件結(jié)構(gòu)單元的劃分，檢測時操作的方便和結(jié)構(gòu)工藝性的問題使整個夾具設(shè)計形成一個整體。1、夾具采用分鑄式鑄件組合的結(jié)構(gòu)。鑄造簡單，剛性較好。為保證鑄件壁厚均勻，內(nèi)腔掏空；為減少加工面，各部件的結(jié)合面處設(shè)置鑄件凸臺。2、定位板和定位釘安裝在夾具體的底面與側(cè)面并通過夾具體的孔與底面的平行度，保證工件底面與夾具底面的平行度。3、為了便于裝卸零件，夾具采用了鉸鏈?zhǔn)降你@模板結(jié)構(gòu)。以保證鉆套的位置精度，用瑣緊螺釘鎖緊。764定位機構(gòu)的設(shè)計及誤差分析檢測零件的位置精度取決于工件在機床或夾具中定位的準(zhǔn)確性，所以夾具定為基準(zhǔn)的選擇，既要保證本身的定位精度。又要保證被零件的各種精度要求。定位機構(gòu)的設(shè)計是非常重要的。該夾具是基于三坐標(biāo)測量機而設(shè)計的，采用導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)、螺栓緊固件作為夾緊結(jié)構(gòu)，夾具兩側(cè)用支撐的筋板上兩個凸起的小圓柱作為定位，也就是使用定位銷進行定位。夾具裝配圖1箱座2六角螺母3壓板4導(dǎo)柱5夾具底座6壓柄7彈簧8銷釘15夾具裝配三維效果圖765確定定位元件，計算定位誤差由于定位方案為一面兩銷定位，一兩個圓柱銷作為定位元件，則會產(chǎn)生重復(fù)定位現(xiàn)象，即一銷套上工件孔以后，另一個銷很難同時套上。為了避免這種定位干涉，補償工件兩定位孔直徑和中心距誤差及夾距兩定位銷直徑和中心距誤差。1、確定定位銷中心距及尺寸公差銷間距的基本尺寸和孔間距的基本尺寸相同，1L銷尺寸公差一般取為（71）1L53L銷孔間距的計算MM14639211YXLSINCOLM0714639501由于取3LL）（銷L0124銷MM6391銷銷16圖71定位元件距離2確定圓柱銷的基本尺寸是該孔的最小極限尺寸，其中，為基準(zhǔn)孔。最小直徑公差取1DD11D，配合取為7F7/8FH由表中查的MIT25F的基本偏差為ES36IEI1MM8502611D，BB3確定補償距離72MIN12XLI銷式中為夾具圓柱銷與其配合的工件定位孔間的最小間隙。MIN1X由于零件圓柱孔銷的尺寸為03812HM75204736MIN14確定定位銷圓弧部分與其相配合得工件定位孔的最小間隙DBX013852MIN式中為與定位銷相配合的工件定位孔的最小直徑。2175定位銷的最大直徑2D公差配合取，其下偏差為EI0021MM7H73MIN22XDD013401322D6確定轉(zhuǎn)角誤差由于定位孔和定位銷作上下銷移接觸，造成工件兩定位孔連心線相對夾具上量定位銷連心線發(fā)生偏移，產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)角誤差，其式可按下面公式計算74LXTG2/MAXAX1其中為夾具圓柱銷與其配合的工件定位孔間的最大間隙。MAX1X為夾具體定位銷與其配合的工件定位孔間的最大間隙。2X0936054MAX1M720712346399TG7確定基準(zhǔn)定位誤差1這一誤差取決于定位孔和圓柱銷之間的最大間隙，工件在平面內(nèi)任何方向上的基準(zhǔn)位移誤差為7511TDD式中為工件孔直徑的公差1TD為圓柱銷直徑的公差D為圓柱銷與工件孔最小間隙1其中M027MTD0341MTD03619727766定位誤差的分析與計算18為保證定位精度，所以需定期檢查定位銷的磨損情況，及時更換定位銷，以利于準(zhǔn)確定位，所以選擇可換定位銷。該銷通過螺紋與其導(dǎo)向銷相連，以便更換。其具體計算步驟如下圖72定位誤差分析見圖72在使用夾具安裝工件并按調(diào)整法檢測一批工件時，由于工件在夾具中定位所產(chǎn)生的定位誤差。必然要反映到工件的加工精度上，因此在設(shè)計夾具定位機構(gòu)時，應(yīng)對定位誤差加以控制，使其不超過允許的范圍，一般情況下，工件的定位誤差與工件上相應(yīng)公差的關(guān)系為TG（76）513產(chǎn)生定位誤差的原因有以下兩個方面一是定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)不重合，產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差，用符號表示另一主要誤差是由工件的定位基面與定位元件的工作表面的制造誤差及配合的最小B間隙的存在，引起定位基準(zhǔn)產(chǎn)生位移，即基準(zhǔn)位移誤差，用符號來表示。W（77）11TDDW其中式中工件孔直徑的公差1TDM034圓柱銷直徑公差D61圓柱銷與工件孔最小間隙1由以上計算可知M0271MW097186根據(jù)圖中計算可知19130970SIN97CO81463/2SI09580COTGXYX水平方向八、夾具設(shè)計技術(shù)的發(fā)展無論是在傳統(tǒng)制造業(yè)還是現(xiàn)代柔性制造系統(tǒng)中，由于大量的加工操作需要裝夾，夾具設(shè)計在制造系統(tǒng)中就顯得非常重要，它直接影響加工質(zhì)量，生產(chǎn)效率和制造成本在一個柔性制造系統(tǒng)中，夾具設(shè)計制造的費用占到整個系統(tǒng)費用的一,夾具在單件、成批、大量生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用,它是在制造加工過程中根據(jù)設(shè)計說明書,在合理的位置定位和牢固裝夾工件,從而完成所要求的加工過程的一種裝置柔性夾具是隨柔性制造系統(tǒng)和計算機集成制造系統(tǒng)的發(fā)展而應(yīng)運而生的沒有柔性夾具,就不可能實現(xiàn)真正意義上的柔性,而隨著的提出,多品種中小批生產(chǎn)日益受到重視。適應(yīng)于這種產(chǎn)品和生產(chǎn)變化需要的柔性夾具更是必不可少的年代中期開始,從計算機輔助夾具設(shè)計到自動夾具設(shè)計,在國際上普遍受到重視,同時正在發(fā)展成為一個獨立的制造軟件系統(tǒng)。81柔性夾具的研究和發(fā)展制造過程的工藝設(shè)備包括刀具、夾具、檢測設(shè)備及模具的選擇和設(shè)計為了降低裝夾費用和生產(chǎn)準(zhǔn)備時間,柔性裝夾是必不可少的一般說來,柔性夾具是指工件的形狀和尺寸有一定變化后,夾具還能適應(yīng)這種變化并繼續(xù)使用的應(yīng)變能力但是工件變化可以在小范圍,即在相似的形狀和尺寸變動不大的范圍,也可在大范圍,即零件形狀完全不同,尺寸變化也很大所以,柔性夾具還是模糊的,沒有明確的定義和界限籠統(tǒng)地說,就是指與機床、加工中心配合使用的、具有夾持多種不同工件能力的夾具。柔性夾具包括組合夾具、可編程夾具、通用柔性夾具、相變材料柔性夾具及其它夾具,使用不同的相變材料可得到多種類型的夾具,相變材料柔性夾具,而相變材料柔性夾具適合于裝夾具有復(fù)雜曲面和剛度較弱容易變形的工件朱耀祥和融易鳴中將年代后期柔性夾具的研究開發(fā)分為兩大方向。82計算機輔助夾具設(shè)計在過去的十幾年中,制造研究團體將研究的重點放在了發(fā)展和改善諸如計算機輔助設(shè)計計算機輔助制造和計算機輔助工藝規(guī)劃等方面只是在最近20年來,CAFD才發(fā)展成為集成技術(shù)的一個重要組成部分,并且成為CAPP的一個重要方面。它是CIMS環(huán)境下設(shè)計和制造之間的連接紐帶隨著CAD/CAM系統(tǒng)在工業(yè)中的建立,CAFD很自然地應(yīng)用到了夾具設(shè)計當(dāng)中。領(lǐng)域的主要研究方面有1夾具設(shè)計時基于成組技術(shù)的分類方法及基于案例的推理；2通過運動學(xué)分析確定定位點和夾緊點；3利用基于知識的專家系統(tǒng)選擇定位面和夾緊面；4基于幾何分析的夾具規(guī)劃；（5）用于定位基準(zhǔn)選擇的精度關(guān)系分析；（6）組合夾具的構(gòu)形設(shè)計。從技術(shù)的角度看，計算機輔助夾具設(shè)計中標(biāo)準(zhǔn)件庫應(yīng)具有以下特點20具有模塊化分層結(jié)構(gòu)每種類型的標(biāo)準(zhǔn)件都應(yīng)具有基本輸入模塊、數(shù)據(jù)檢索模塊和圖形繪制模塊；具有獨立的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)應(yīng)獨立于程序，在管理方式上采用數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)文件和內(nèi)存變量等多種方法；圖元參數(shù)化一般情況下，不應(yīng)把圖元做成BLOCK類，而應(yīng)做成參數(shù)化的繪圖程序資源的開放性不同類型的標(biāo)準(zhǔn)件在標(biāo)準(zhǔn)件庫中處于平行地位，應(yīng)允許卸掉不同的標(biāo)準(zhǔn)件子庫或裝入其它的標(biāo)準(zhǔn)件子庫；界面形象直觀操作界面應(yīng)使用對話框，做到圖文并茂，用戶在眾多的標(biāo)準(zhǔn)件庫中準(zhǔn)確快速地挑選出自己所希望的結(jié)果；函數(shù)化在不同種類的標(biāo)準(zhǔn)件或同一種類但不同規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)件中，往往具有許多相同或相似的功能，如選擇集操作、對話框常用欄目的處理、繪圖環(huán)境的設(shè)置等等，都應(yīng)使用通用函數(shù)的形式來完成。83自動化夾具設(shè)計近年來組合夾具系統(tǒng)的設(shè)計受到了夾具行業(yè)的普遍關(guān)注,并且在一些文獻中對該領(lǐng)域的最新發(fā)展成果進行了回顧，通過幾何計算的方法驗證了夾具構(gòu)形中力的鎖合問題,在確定優(yōu)化的夾緊點和夾緊順序中提出了幾何推理的方法,這種方法在考慮到力的鎖合后,從候選的夾緊點布局中確定最優(yōu)化的夾緊點,是非常簡單并行之有效的。通過變形一種是由于裝夾所產(chǎn)生的接觸變形,另一種是由于切割力所引起的工件的彎曲變形分析,對支撐和夾緊位置進行所需的重新布置,以在給定的工件上設(shè)計出最好的支撐、定位和夾緊位置,完成加工過程中牢固精確地夾緊工件的功能，并在自動夾具設(shè)計原型系統(tǒng)中貫徹了這樣的推理機制該系統(tǒng)提供了一種智能化的自動夾具設(shè)計環(huán)境系統(tǒng)由個主要模塊構(gòu)成完全信息化的產(chǎn)品模型知識庫推理機制最終的夾具構(gòu)型。按照自動化程度區(qū)分,夾具設(shè)計系統(tǒng)分為交互式,半自動化式和自動化式交互式的夾具。設(shè)計系統(tǒng)是計算機為使用者提供一種信息化的用戶界面,基于設(shè)計者的知識,輔助用戶選擇合適夾具元件的一種系統(tǒng)系統(tǒng)由于要由用戶根據(jù)工件的幾何形狀及加工要求來選擇裝夾表面、裝夾點及夾具元件,所以是非常耗時的