安徽工程大學蕪湖職業(yè)技術(shù)學院四年一貫制本科畢業(yè)設計(論文)開題報告題目：箱體的鏜模（鏜夾具）設計DesignofBoringDie（Jig）forBox課題類型：設計實驗研究□論文□學生姓名：學號：專業(yè)班級：學院：指導教師：開題時間：年月日-1-一、本課題的研究意義、研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢（文獻綜述）1.1研究意義（1）通過分析零件圖。培養(yǎng)我們的獨立識圖能力。增強我們對零件圖的認識和了解。（2）制訂工藝規(guī)程、確定加工余量、工藝尺寸計算、工時定額計算、定位誤差分析等。在整個設計中也是非常重要的,通過這些設計,不僅讓我們更為全面地了解零件的加工過程、加工尺寸的確定,而且讓我們知道工藝路線和加工余量的重要性,這對以前學習過的知識的復習,也是以后工作的一個鋪墊。（3）在這個設計過程中,我們還必須考慮工件的安裝和夾緊。安裝的正確與否直接影響工件加工精度,安裝是否方便和迅速,又會影響輔助時間的長短,從而影響生產(chǎn)效率。夾具是加工工件時,為完成某道工序,用來正確迅速安裝工件的裝置。它對保證加工精度、提高生產(chǎn)率和減輕工人勞動量有很大作用。這是整個設計的重點,也是一個難點。所以夾具的重要性也就應運而生，因為在機械加工過程中，夾具占有非常重要的地位，它可靠地保證了工件的加工精度，提高了加工效率，減輕了勞動的強度，夾具的設計過程中，應深入生產(chǎn)實際，（對工件的圖紙，工藝文件，生產(chǎn)綱領(lǐng)等分析），精心調(diào)查研究，吸取國內(nèi)外的先進技術(shù)，制訂出合理的設計方案。1.2研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢機械制造工藝是機械制造的核心技術(shù)，現(xiàn)代機械產(chǎn)品特點是品種更新快、生產(chǎn)周期短，這就要求整個加工系統(tǒng)及制造工藝技術(shù)向著柔性化、高效、自動化方向發(fā)展。目前我國的機械制造業(yè)還處在發(fā)展階段，其中一些先進的工藝已開始應用于機械制造過程中。像精密與超精密加工技術(shù)，微細加工與納米技術(shù)，高速加工技術(shù)，特種加工技術(shù)，制造自動化技術(shù)，綠色制造技術(shù)等。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和成組技術(shù)理論的出現(xiàn)，CAD、CAM、CAPP、數(shù)控加工技術(shù)、加工中心、自動控制技術(shù)、自動制造單元、自動制造系統(tǒng)、計算機集中控制的流水線、柔性控制技術(shù)等先進技術(shù)在制造業(yè)中得到廣泛應用，大大縮短機電產(chǎn)品生產(chǎn)周期，提高了效率，保證產(chǎn)品高精度、高質(zhì)量。近些年來,隨著加工中心和數(shù)控機床以及柔性制造系統(tǒng)等新型加工技術(shù)的引進,對機床的夾具也有了更高的要求。如要求可以裝夾一組同類型的工件、要求能夠被用于高精密加工的機床所適用等等。所以,夾具在機械制造加工中起著不可或缺的作用,在機床技術(shù)朝著精密、高效、人工智能的方向發(fā)展時,夾具技術(shù)也正向高效、高速、高精度、組合化、經(jīng)濟的發(fā)展趨勢前進。二、主要設計（研究）內(nèi)容本課題是以減速器箱體為例，對該零件進行分析，編寫加工工藝，并進行工裝夾具設計，主要設計的內(nèi)容有如下幾個方面：2.1確定零件的毛坯及繪制毛坯圖2.2編寫箱體的加工工藝2.3箱體?85H7孔加工的鏜夾具結(jié)構(gòu)設計2.4繪制夾具的裝配圖、零件圖和三維模型2.5畢業(yè)論文的編寫三、研究方案及工作計劃（含工作重點與難點及擬采用的途徑）3.1研究目的本課題為理論設計型課題，通過從箱體零件的特點、機床夾具、鏜床等著手，編寫加工工藝，并對?85H7孔加工的鏜夾具結(jié)構(gòu)進行設計，以及相關(guān)零部件的設計，并用制圖軟件畫出整套圖紙（包括裝配圖和零件），鞏固我們所學的相關(guān)知識，對畢業(yè)后從事機械設計等相關(guān)工作有一定的積累作用。3.2初步方案（1）繪制箱體零件圖以及三維模型圖1-1箱體零件圖圖1-2箱體三維模型（2）對零件進行工藝方案設計難點：在箱體類零件的加中，通常平面的加工精度比較容易保證，而精度要求較高的孔的加工精度、孔和孔之間、孔和平面之間的相互位置精度較難保證，因此，如何保證孔的加工精度既是此次設計的難點也是此次設計重點。解決方案：在擬定箱體類零件的加工工藝過程的時候，根據(jù)先粗后精、先主后次、基準先行、先面后孔原則安排加工順序，裝夾時，定位基準應盡可能與被加工面的工序基準或設計基準重合，以避免基準不重合誤差的產(chǎn)生。圖2箱體加工面示意圖eq\o\ac(○,1)初步擬定工藝方案如下方案一:工序1粗銑箱體上端面，半精銑箱體上端面，精銑箱體上端面。選用X53K立式銑床工序2粗銑箱體底面，半精銑箱體底面。選用X53K立式銑床工序3粗銑40凸臺，半精銑40凸臺。選用X63W臥式銑床工序4鉆、擴4×?20孔，锪4×?40沉孔。選用Z3040搖臂鉆床工序5將箱體、箱蓋合上，鉆、擴10×?11、4×?16孔。選用Z3040搖臂鉆床工序6粗銑左側(cè)R70端面，半精銑左側(cè)R70端面。粗銑右側(cè)R70端面，半精銑右側(cè)R70端面。選用X63W臥式銑床工序7將箱體、箱蓋合打開，粗銑左側(cè)R86內(nèi)端面，精銑左側(cè)R86內(nèi)端面。粗銑右側(cè)R86內(nèi)端面，精銑右側(cè)R86內(nèi)端面。選用X53K立式銑床工序8將箱體、箱蓋合上，粗鏜?90H7孔，半精鏜?90H7孔，精鏜?90H7孔。選用T68臥式鏜床工序9粗鏜左側(cè)?100H8孔，半精鏜左側(cè)?100H8孔。粗鏜右側(cè)?100H8孔，半精鏜右側(cè)?100H8孔。選用T68臥式鏜床工序10粗銑155端面，半精銑155端面，精銑155端面。粗銑170端面，半精銑170端面，精銑170端面。選用X63W臥式銑床工序11鉆155端面4×M10螺紋底孔，攻M10螺紋,深25mm。鉆170端面4×M10螺紋底孔，攻M10螺紋,深25mm。選用Z3040搖臂鉆床工序12粗鏜?78孔，粗鏜?85H7孔，半精鏜?85H7孔，精鏜?85H7孔。選用T68臥式鏜床工序13粗鏜?120H7孔，半精鏜?120H7孔，精鏜?120H7孔，粗鏜?124槽，粗鏜?140端面，粗鏜?115端面。選用T68臥式鏜床工序14鉆M15排油孔螺紋底孔，攻M15螺紋，深15mm。選用Z3040搖臂鉆床方案二:工序1粗銑箱體底面，半精銑箱體底面。選用X53K立式銑床工序2粗銑箱體上端面，半精銑箱體上端面，精銑箱體上端面。選用X53K立式銑床工序3粗銑40凸臺，半精銑40凸臺。選用X63W臥式銑床工序4鉆、擴4×?20孔，锪4×?40沉孔。選用Z3040搖臂鉆床工序5粗銑155端面，半精銑155端面，精銑155端面。粗銑170端面，半精銑170端面，精銑170端面。選用X63W臥式銑床工序6粗鏜?78孔。粗鏜?85H7孔，半精鏜?85H7孔，精鏜?85H7孔。選用T68臥式鏜床工序7粗鏜?120H7孔，半精鏜?120H7孔，精鏜?120H7孔。粗鏜?124槽。粗鏜?140端面。粗鏜?115端面。選用T68臥式鏜床工序8鉆155端面4×M10螺紋底孔，攻M10螺紋，深25mm。鉆170端面4×M10螺紋底孔，攻M10螺紋，深25mm。選用Z3040搖臂鉆床工序9將箱體、箱蓋合上，鉆、擴10×?11、4×?16孔。選用Z3040搖臂鉆床工序10粗銑左側(cè)R70端面，半精銑左側(cè)R70端面。粗銑右側(cè)R70端面，半精銑右側(cè)R70端面。選用X63W臥式銑床工序11將箱體、箱蓋合打開，粗銑左側(cè)R86內(nèi)端面，精銑左側(cè)R86內(nèi)端面。粗銑右側(cè)R86內(nèi)端面，精銑右側(cè)R86內(nèi)端面。選用X53K立式銑床工序12將箱體、箱蓋合上，粗鏜?90H7孔，半精鏜?90H7孔，精鏜?90H7孔。選用T68臥式鏜床工序13粗鏜左側(cè)?100H8孔，半精鏜左側(cè)?100H8孔。粗鏜右側(cè)?100H8孔，半精鏜右側(cè)?100H8孔。選用T68臥式鏜床工序14鉆M15排油孔螺紋底孔，攻M15螺紋，深15mm。選用Z3040搖臂鉆床eq\o\ac(○,2)工藝方案的比較與分析上述兩個方案都按照先面后孔，先粗后精的原則加工，方案一先加工箱體箱蓋結(jié)合面，再加工底面，方案二則先加工底面，再加工箱體箱蓋結(jié)合面，由于底面為基準面，按照基準先行的原則，應先加工基準面。并且方案二先加工?85H7、?120H7孔及其端面，再通過尺寸鏈的換算得到?90H7位置，這樣更容易保證?90H7孔的加工精度，因此，優(yōu)先選擇方案二。（3）鏜夾具方案設計難點：與?85孔對應的孔尺寸為?120且?85的孔帶有尺寸為?78的臺階孔，因此，在一次裝夾中很難將?85的孔與?120的孔一起鏜出來，所以，兩孔的同軸度就不易保證。解決方案：由于?85孔為基準孔，因此，先鏜?85的孔。重新裝夾工件后使用已經(jīng)鏜好的?85的孔做為導向孔來鏜?120的孔，以保證兩孔的同軸度。eq\o\ac(○,1)初步擬定?85H7孔加工鏜夾具方案如下方案一：(i)定位方案根據(jù)該箱體的設計基準和加工基準，選擇箱體底面做為定位基準，并采用一面兩孔的定位方案。(ii)件夾緊方式初步選擇夾緊方式為移動式壓板夾緊機構(gòu)（如圖3-1所示）。圖3-1箱體夾緊機構(gòu)示意圖(iii)刀具導向機構(gòu)采用固定式鏜套進行導向（如圖3-2所示）。圖3-2鏜桿導向機構(gòu)方案二：(i)定位方案根據(jù)該箱體的設計基準和加工基準，選擇箱體底面做為定位基準，并采用一面兩孔的定位方案。(ii)件夾緊方式初步選擇夾緊方式為鉸鏈壓板夾緊機構(gòu)（如圖3-3所示）。圖3-3箱體夾緊機構(gòu)示意圖(iii)刀具導向機構(gòu)采用固定式鏜套進行導向eq\o\ac(○,2)夾具設計方案的分析比較方案一和方案二都采用一面兩孔的方式定位，不僅能保證定位精度，而且有利于工件的裝夾。但是方案二采用的鉸鏈式壓板相比于方案一，夾緊力更大，夾緊更加方便，因此，優(yōu)先選擇方案二。工作計劃第一周查閱資料，完成開題報告，開題答辯第二周分析零件，繪制零件毛坯圖，完成工藝方案設計第三周編寫加工工藝卡片第四周編寫加工工藝卡片第五周分析零件，確定夾具的夾緊和定位方案第六周確定夾具結(jié)構(gòu)設計方案第七周夾具整體結(jié)構(gòu)設計第八周夾具整體結(jié)構(gòu)設計第九周繪制夾具裝配圖、零件圖以及三維模型第十周繪制夾具裝配圖、零件圖以及三維模型第十一周完成論文初稿編寫第十二周修改整理論文，準備查重第十三周修改完善論文，準備畢業(yè)答辯四、閱讀的主要參考文獻期刊[1]祁正梅.氣動銑孔夾具的設計[J].金屬加工(冷加工),2019(12):51-52.[2]陳天武,黃昌文.長臂轉(zhuǎn)向節(jié)上球銷孔加工夾具設計[J].鍛壓裝備與制造技術(shù),2019,54(05):38-40.[3]蔡雄峰,陳正堂.零件加工中機床夾具設計作用分析[J].中外企業(yè)家,2019(32):118.[4]陳正堂,蔡雄峰.機床夾具設計方法探討[J].中外企業(yè)家,2019(31):110.[5]趙建軍.數(shù)控銑床工裝夾具設計的研究[J].裝備維修技術(shù),2019(04):70.[6]徐年富,翁秀奇,高梅,江濤.對開螺母的機械加工工藝分析與鏜孔夾具設計[J].煤礦機械,2018,39(02):76-77.[7]徐春華,任小中.差速器殼體鏜孔夾具設計[J].組合機床與自動化加工技術(shù),2016(05):120-122.[8]徐俊杰.典型箱體類零件的加工工藝分析[J].中國管理信息化,2015,18(02):112.[9]于新宇,舒啟林,王軍.基于TX1600G鏜銑加工中心的復雜箱體類零件加工工藝研究[J].機床與液壓,2017,45(10):1-4.[10]ChetankumarM.Patel,G.D.Acharya.DesignandManufacturingof8CylinderHydraulicFixtureforBoringYokeonVMC-1050[J].ProcediaTechnology,2014,14.[11]AlexeyLutov,YuriRyabov,RinatShaydullin.IntelligentMethodoftheAutomatedDesignofTechnologicalProcessesofMachining[P].Proceedingsofthe7thScientificConferenceonInformationTechnologiesforIntelligentDecisionMakingSupport(ITIDS2019),2019.五、指導教師意見（簽名）年月日Designandmanufacturingof8cylinderhydraulicfixtureforboringyokeonVMC-1050AbstractJigsandfixturesarethespecialproductiontoolswhichmakethestandardmachinetool,moreversatiletoworkasspecializedmachinetools.Theyarenormallyusedinlargescaleproductionbysemi-skilledoperators;howevertheyarealsousedinsmallscaleproductionbywheninterchangeabilityisimportant.Variousareasrelatedtodesignoffixturearealreadybeenverywelldescribedbyvariousrenownedauthors,butthereisaneedtocoupleandapplyalltheseresearchworkstoanindustrialapplication.Thispaperon“Designandmanufacturingof8cylinderhydraulicfixtureforboringyokeonVMC–1050”whichintegratesalltheseaspectsandtheevolutionaryfunctionalapproachofdesignedfixtureisprovedfromthefactthatarealindustrialcomponentisconsideredforfixturedesigning.Inadditionofthefixturebeinghydraulictype,itisalsocollettypeandhasexpandingcustomizedcolletasitsmainfixturingelement.Thefixtureshowsgreattimesavingintheproduction.Keywords:Hydraulicfixture;ExpandingCollet1IntroductionThereisanincreasingneedforimprovedmethodsofdeterminingthereliabilityandpredictingthelifetimeofmachinesandproductionsystemsmoreaccurately.Thepaperpresentsuniquedesignof&manufacturingof8cylinderhydraulicfixtureforboringyokeonVMC–1050withexpandingcustomisedcollet.Theimportantdetailsofthepartandfixtureareincludedineachfixturedesignsectionforclarifyingdoubtsinadditiontocomponentdrawing&fixturedrawing.Theresearchworkincludesthe3Dassembled&explodedviewoffixtureusingCreoElements/Pro5.0.Fixtureisnotonlydesignedbutmanufacturedalso,thepresentresearchworksetstheclassicalexampleofdesignformanufacturing.2RelatedWorkThefixturedesigningandmanufacturingisconsideredascomplexprocessthatdemandstheknowledgeofdifferentareas,suchasgeometry,tolerances,dimensions,proceduresandmanufacturingprocesses.Thespecifications&limitationsofthemachinelimittheideasofdesigning.Todesignafixtureandcollet,adesignermustknowmanufacturingprocedures.Hemustbeabletovisualizeexactlyhowtheworkpieceistobemade.Heshouldbecompetenttojudgethemeritsofdifferentmethods.Hemusthaveknowledgeofstandardsandprocedures.Hemustbeinventiveandoriginal.Hemustbeabletoincorporatehisideasindesignlayouts.Hemustunderstandhowtoolsperformtheirfunction.Heneedsagoodbackgroundinmechanicsandmathematics.Heshouldalsoknowhowthephysicalpropertiesofmaterialsusedinmakingtools.Amasteryofdraftingtechniquesisanessentialtothetooldesignerasabilitytoreadandwrite.Whiledesigningthiswork,agoodnumberofliteratureandtitleswrittenonthesubjectbyrenownedauthorsarereferred.Allfindingsandconclusionsobtainedfromtheliteraturereviewandtheinteractionwithfixturedesignersareusedasguidetodesignthepresentresearchwork.Thedesignofmachiningfixturesandcolletreliesondesignerexperienceandhis/herimplicitknowledgetoachieveagooddesign.Inordertofacilitateitsapplication,theexplicitdefinitionofthecolletdesignprocessandtheknowledgeinvolvedisapriorandafundamentaltasktoundertake.Additionally,afundamentalandwell-knownengineeringprincipleshouldbeconsidered:thefunctionalrequirementsandtheirassociatedconstraintsshouldbethefirstinputtoanydesignprocess.Arelevantissuewhenconsideringrequirements,takingthisasageneralconcept,istomakeexplicitthemeaningoftwomainterms:FunctionalRequirement(FR)andConstraint(C).FunctionalRequirement(FR),asitstatedbydifferentauthors,‘representswhattheproducthastoormustdoindependentlyofanypossiblesolution’.Constraint(C)canbedefinedas‘a(chǎn)restrictionthatingeneralaffectssomekindofrequirement,anditlimitstherangeofpossiblesolutionswhilesatisfyingtherequirements’[2].Variousareasrelatedtodesignoffixturelikemachiningfixtureknowledge,optimizingworkpiecesetups,modelingofforces,improvingworkpiecelocationandhighefficiencytools[3-7]arealreadybeenverywelldescribedbyvariousrenownedauthors.Hunter,R.,Vizan,A.,Perez,J.,RiosJProposedthemethodologyfordesignofafixturewhichincludestherealizationoftwostages[3].Animportantcharacteristicofaworkpiece-fixturesystemisthatlocatorsarepassiveelementsandcanonlyreacttoclampingforcesandexternalloads,whereasclampsareactiveelementsandapplyapredeterminednormalloadtothesurfaceofworkpiecetopreventitfromlosingcontactwiththelocators[4].X.PLi,A.Y.CNee,Y.SWong,H.QZhengdevelopedatheoreticalmodelforforcesinmillingbasedonapredictivemachiningtheoryandthemechanicsofmilling[5].Inthemodel,theactionofamillingcutterisconsideredasthesimultaneousworkofanumberofsingle-pointcuttingtools,andmillingforcesarepredictedfrominputdataoftheworkpiecematerialproperties,thecutterparametersandtoothgeometry,thecuttingcondition,andthetypesofmilling.3StatementofProblem“Designandmanufacturingof8cylinderhydraulicfixtureforboringYOKEonVMC–1050.Theoperationstobeperformedaredrillingandboring.Reliabilityistobeimprovedandlossofenergyistobereducedthroughreductioninnon-productivetime.”4ComponentDetailsThemethodologyproposedfordesignofafixtureincludestherealizationoftwostages.Thefirststagerepresentstheknowledgeoftheobjectslikepartgeometry,machiningprocess,functionalanddetailedfixturedesign,andfixtureresources.Thesecondstagedescribestheinferenceprocess(designandinterpretationrules)neededtoobtainafirstsolutionforthemachiningfixture[3].Asapartoffirststage,componentgeometryisdiscussedhere[Fig.1-2].ThecomponentisYOKE,madeupofmaterialCastIron,weighing1.9kg.Theoperationstobeperformedoncomponent,usingdesignedfixturesetup,aredrillingandboring.Figure1(a)isthecastingdrawing.Thisistheparttobemachinedandclampedinthefixture.Figure1(b)shows3Dviewoffinishedcomponent.Drillingandboringoperationsareperformedonbothsidesonebyoneafterrotatingby1800.a bFig1(a)3DviewofRawComponent(b)3DviewoffinishedParta bFig2(a)3Dcross-sectionalviewoffinishedpart(b)2DDrawingoffinishedComponent5Designoffixture–locationandclampingconsiderationsInmachining,workholdingisakeyaspect,andfixturesaretheelementsresponsibletosatisfythisgeneralgoal.Usually,afixturesolutionismadeofoneorseveralphysicalelements,asawholethedesignedfixturesolutionmustsatisfytheentireFRsandtheassociatedCs.Centering,locating,orientating,clamping,andsupporting,canbeconsideredthefunctionalrequirementsoffixtures.Intermsofconstraints,therearemanyfactorstobeconsidered,mainlydealingwith:shapeanddimensionsoftheparttobemachined,tolerances,sequenceofoperations,machiningstrategies,cuttingforces,numberofset-ups,set-uptimes,volumeofmaterialtoberemoved,batchsize,productionrate,machinemorphology,machinecapacity,cost,etc.Attheend,thesolutioncanbecharacterizedbyits:simplicity,rigidity,accuracy,reliability,andeconomy[4].S.K.HargroveandA.Kusiak[5]recognizefourgeneralrequirementsofafixture:(i)Accuratelocationoftheworkpiece,(ii)Totalrestraintoftheworkpieceduringmachining,(iii)Limiteddeformationoftheworkpiece,(iv)Nomachininginterference.Inaddition,assetforthbyR.T.MeyerandF.W.Liou[6],dynamicmachiningconditionsoccurwhenaworkpartissubjecttomachiningforcesthatmovethroughtheworkpartoralongitssurface.Aviablefixturedesignedforaworkpartexperiencingdynamicmachiningmustensure:theworkpartisrestrainedforalltime,theclampingforcesarenottoolargeorsmall,deterministicpositioning,accessibility,stabilityoftheworkpartinthefixturewhileundernoexternalforces,andapositiveclampingsequence.Consideringallabovementionedfacts,thecompletelocating&clampingisaccomplishedbyusingcollet,stopperandV–block[Fig.3-7].4work-stationswith8cylindersareusedforcompletehydraulicfixtureassembly.Tostartwith,componentisloadedkeepingitinhorizontalpositionintocolletsidemanually.Afterloading,componentislocatedusingstopper,clampedbyactivatingcolletsidecylinderandalignedbyusingV-blockcylinders.AsV-blockcylindersarebiggerthancolletsidecylinders,thejobispushedfromV-blocksideandmaintainsthecentralaxistobeperfectlyalignedwithrespecttothecolletaxis. bFig3(a)3DviewofFixturewithoutComponent(b)3DviewofFixturewithComponentFig43DrearviewofFixtureDistinguishedfeatureoffixturedesign–colletandmanufacturingoffixture.Inadditiontothehydraulicnatureoffixture,anotherexclusivefeatureofthefixtureisdesignofcollet[Fig.7].Itworksinthefollowingmanner:Whenthepistonrodisretracted,pullerroadandexpanderalongwithcolletwillalsomovefromrighttoleftasasingleunit.Asmandrelisfixedwiththerestpad,thecolletmusthavetoexpandwhichwillfixthejobrestingoveritfirmly.Fig53DExplodedviewoffixtureassemblyFig.62DDrawingofFixturePULLERPULLERRODCYLINDERBLOCKMANDRELLPISTONRODCOLLETRESTPADEXPANDERFig7WorkingofCollet6HydraulicCircuitFigure8showssimplifiedhydrauliccircuitforthisfixture.Fig.8HydraulicCircuitwithPowerPackSmallvariablevolumevanepump(Capacity:8cm2/rev,Dischargerate:15litre/minandPessure:7MPa–Nachi)isusedtomaintainrequiredpressureof35kg/cm2inthecircuit.VolumeofDiaphragmtypeAccumulatoris0.75litres.Directioncontrolvalvesaresolenoidactuatedwhichhaspressurecapacityupto35MPa.FixtureisnotonlydesignedbutmanufacturedalsoasshowninFig9Fig.9Photographsofmanufacturedfixture7ConclusionPaperprovesutilityofhydraulicsinfixturedesigninthreedifferentways:(i)reducescycletime,(ii)reducesoperatorfatigueandincreasesproductivityand(iii)reduceswearandtearoffixturecomponents.ReductionincycletimeManualclampinganddeclampingrequires15to20secondsperclamp.Forafixturewithmultipleclampingpoints,thetotaltimeforclampingwillbemorethanoneminuteandtoachieveuniformclamping,thistimewillbestillmore,whichcanbesavedbyautomaticclamping.Thepaybackperiodforthecostofautomationcanbeestimatedconsideringthenetsavingperjob.(TimesavedxMachinehourrate).Advantageoftimesavingisincreaseinproductioncapacityofbottleneckmachines.ReductioninoperatorfatigueandincreaseinproductivityInmanualclamping,theefficiencyoftheoperatordecreasesduetofatigue.Thismayresultinlessclampingtorqueattheendoftheshift,specificallyfortheelderoperators,causingreductioninsafety.Ahumaneapproachismoreimportantthantheclampingefficiency.Byintroducingautomaticclampingsystem,oneoperatorcanhandletwoormoremachinessimultaneously.ReductioninwearandtearoffixturecomponentsOnlyonepointcanbeclampedatatimeduringmanualclamping.Toreducewearandtearoffixturecomponents,uniformclampingmustbeassuredbyclampingalltheboltswithalightclampingforceinitiallyandthenwithaheavyclampingforce.Butinthiscase,clampingforceateachboltmayvary.Howeverwithuseofhydraulic,allclampscanbeoperatedatthesametime,thereisnoneedofalightandheavyclampingforceandalsoclampingforcecanbecontrolledaspertherequirement,altogethertheseresultintoconsistentclampingforce,betterdimensionalaccuracy,reductioninwearandtearoffixturecomponents.8AcknowledgementsTheauthorswishtoacknowledgethesupportofMr.SudhirThakarandMr.PradipThanki,SupraTechnology,Rajkot,Gujarat,Indiaforthisresearchwork.References[1]K.Teramoto,M.Anasoto,K.Iwata,CoordinativeGenerationofMachiningandFixturingPlansbyaModularizedProblemSolver,CIRPAnnals-ManufacturingTechnology,1998,47(1),pp.437-440.[2]R.J.Rios,J.M.Perez,andA.Vizan,Afunctionalapproachfortheformalizationofthefixturedesignprocess,InternationalJournalofmachinetoolsandmanufacture,46,2006,683–697[3]R.A.Vizan,J.Perez,andJ.Rios,Knowledgemodelasanintegralwaytoreusetheknowledgeforfixturedesignprocess,Journalofmaterialprocessingtechnology,164–165,2005,1510–1518.[4]C.Xiong,M.Xiong,OnClampingPlanninginWorkpiece-FixtureSystems.IEEEtransactionsonautomationscienceandengineering,July2008,vol.5,no.38[5]X.Li,A.Nee,S.Q.Zheng,Theoreticalmodellingandsimulationofmillingforces,JournalofMaterialsProcessing1999,89-90,pp.266-272.Bo,S.Melkote,Improvedworkpiecelocationaccuracythroughfixturelayouttoptimization,InternationalJournalofMachineandManufacture,1999,39,pp.871-883.[7]S.Hargrove,A.Kusiak,Computer-aidedfixturedesign:aInternationalJournalofProductionResearch,32,1994,733–753.VMC-1050上用于鏜孔的八缸液壓夾具的設計與制造摘要夾具和固定裝置是使標準機床更通用的專用生產(chǎn)工具。它們通常由半熟練的操作員用于大規(guī)模生產(chǎn)，但是，當互換性很重要時，它們也可用于小規(guī)模生產(chǎn)。與夾具設計有關(guān)的各個領(lǐng)域已經(jīng)被許多著名作者很好地描述過，但是有必要將所有這些研究成果結(jié)合起來并應用于工業(yè)應用。這篇論文結(jié)合了所有這些方面，在“VMC–1050上的用于鏜孔的8缸液壓夾具的設計和制造”一文中，從一個真正的工業(yè)組件用于夾具設計的事實證明了所設計夾具的進化功能方法。除了是液壓型夾具之外，它也是筒夾類型，并且具有擴展的定制色度作為其主要夾具的固定元件。該夾具顯示出在生產(chǎn)上節(jié)省了很多時間。關(guān)鍵詞：液壓夾具；膨脹夾頭1簡介越來越需要先進的方法來更可靠地確定可靠性并預測機器和生產(chǎn)系統(tǒng)的壽命。本文介紹了VMC–1050上帶有可擴展定制夾頭的用于鏜孔的8缸液壓夾具的獨特設計和制造。零件和固定裝置的重要細節(jié)包含在每個固定裝置設計部分中，以澄清組件圖和固定裝置圖之外的疑問。研究工作包括使用CreoElements/Pro5.0進行夾具的3D組裝和分解圖。夾具不僅是設計，而且是制造，目前的研究工作為制造設計樹立了典范。2相關(guān)工作夾具的設計和制造被認為是復雜的過程，需要了解不同領(lǐng)域的知識，例如幾何形狀，公差，尺寸，過程和制造過程。機器的規(guī)格和限制，限制了設計思路。要設計固定裝置和筒夾，設計人員必須了解制造程序。他必須能夠準確地可視化工件的制造方式。他應該有能力判斷不同方法的優(yōu)點。他必須具有標準和程序知識。他必須具有創(chuàng)造力和獨創(chuàng)性。他必須能夠?qū)⒆约旱南敕{入設計版圖。他必須了解工具如何執(zhí)行其功能。他需要機械和數(shù)學方面的良好背景。他還應該知道制作工具中所用材料的物理特性。熟練的繪圖技術(shù)對于工具設計者來說是必不可少的，因為它具有讀寫能力。在設計此作品時，會引用大量由著名作者撰寫的有關(guān)該主題的文學作品和標題。從文獻綜述中獲得的所有發(fā)現(xiàn)和結(jié)論以及與夾具設計者的互動均被用作設計本研究工作的指南。加工夾具和筒夾的設計依賴于設計師的經(jīng)驗以及他/她的內(nèi)隱知識來實現(xiàn)??良好的設計。為了促進其應用，筒夾設計過程的明確定義和所涉及的知識是要進行的首要任務和基本任務。此外，應考慮一個基本的，眾所周知的工程原理：功能要求及其相關(guān)的約束條件應是任何設計過程的首要輸入。在考慮需求時，將其作為一個總的概念，一個相關(guān)的問題是明確兩個主要術(shù)語的含義：功能需求（FR）和約束（C）。正如不同作者所指出的，功能需求（FR）“表示產(chǎn)品必須或必須執(zhí)行的操作，與任何可能的解決方案無關(guān)”。約束（C）可以定義為“通常會影響某種需求的限制，它在滿足需求的同時限制了可能的解決方案的范圍”[2]。與夾具設計相關(guān)的各個領(lǐng)域，例如加工夾具知識，優(yōu)化工件設置，力建模，改善工件位置和高效工具[3-7]，已經(jīng)被許多知名作者很好地描述過。Hunter，R.，Vizan，A.，Perez，J.，RiosJ提出了一種夾具設計方法，其中包括兩個階段的實現(xiàn)[3]。工件夾具系統(tǒng)的一個重要特征是定位器是被動元件，只能對夾緊力和外部負載產(chǎn)生反作用，而夾具是有源元件，可以向工件表面施加預定的法向載荷，以防止工件與工件表面失去接觸。定位器[4]。李小平，A.Y.CNee，WongY.S，鄭宏基基于預測加工理論和銑削力學[5]，建立了銑削力的理論模型。在該模型中，銑刀的動作被認為是許多單點切削刀具的同時工作，銑削力是根據(jù)工件材料屬性，刀具參數(shù)和齒的幾何形狀以及切削條件的輸入數(shù)據(jù)來預測的，以及銑削的類型。3問題陳述在“VMC–1050上用于鏜軛的8缸液壓夾具的設計和制造。要執(zhí)行的操作是鉆孔和鏜孔。要通過減少非生產(chǎn)時間來提高可靠性并減少能量損失。”4組件細節(jié)所提出的用于夾具設計的方法論包括兩個階段的實現(xiàn)。第一階段表示對象的知識，例如零件的幾何形狀，加工過程，功能和詳細的夾具設計以及夾具資源。第二階段描述獲得加工夾具[3]的第一個解決方案所需的推理過程（設計和解釋規(guī)則）。作為第一階段的一部分，此處討論了零件的幾何形狀[圖1-2]。組件是YOKE，由重1.9千克的鑄鐵材料制成。使用設計好的夾具設置，要在組件上執(zhí)行的操作是鉆孔和鏜孔。圖1（a）是鑄件圖。這是要在夾具中加工并夾緊的零件。圖1（b）顯示了成品組件的3D視圖。旋轉(zhuǎn)1800后，在兩側(cè)進行鉆孔和鏜孔操作。 b圖1（a）原始組件的3D視圖（b）成品零件的3D視圖a b圖2（a）成品零件的3D剖視圖（b）成品零件的2D圖5夾具設計–位置和夾緊注意事項在機加工中，工件保持是關(guān)鍵方面，而夾具是滿足這一總體目標的要素。通常，夾具解決方案由一個或幾個物理元素組成，總體而言，設計的夾具解決方案必須滿足整個FR和相關(guān)的C。對中，定位，定向，夾緊和支撐，可以認為是燈具的功能要求。在約束方面，有許多因素需要考慮，主要涉及：要加工的零件的形狀和尺寸，公差，操作順序，加工策略，切削力，設置次數(shù)，設置時間，最后，解決方案的特點是：簡單，堅固，準確，可靠和經(jīng)濟[4]。SKHargrove和A.Kusiak[5]認識到夾具的四個一般要求：（i）工件的精確位置；（ii）加工過程中工件的完全約束；（iii）工件的變形有限；（iv）否加工干擾。此外，如RTMeyer和FWLiou[6]所述，當工件受到沿工件運動或沿工件表面移動的加工力時，就會出現(xiàn)動態(tài)加工條件。專為進行動態(tài)加工的工件而設計的可行夾具必須確保：始終受約