1肖遙箱蓋夾具畢業設計一、三坐標測量機的國內外研究現狀及發展趨勢三坐標測量機的發展歷經半個多世紀。它的出現是工業化發展的歷史必然。一方面是由于自動機床、數控機床等高效率加工的發展以及越來越多復雜形狀零件加工需要有快速可靠的測量設備與之配套；另一方面是由于電子技術、計算機技術、數控技術以及精密加工技術的發展為其提供了技術基礎。坐標測量機的出現使得測量儀器從手動方式向現代化自動測量的轉變成為可能。三坐標測量機作為一種精密、高效的空間長度測量儀器，它能實現許多傳統測量器具所不能完成的測量工作，其效率比傳統的測量器具高出十幾倍甚至幾十倍。而且坐標測量機很容易與CAD連接，把測量結果實時反饋給設計及生產部門，借以改進產品設計或生產流程。因此坐標測量機已經并且將繼續取代許多傳統的長度測量儀器。與傳統測量儀器是將被測量和機械基準進行比較測量不同的是，坐標測量機的測量實際上是基于空間點坐標的采集和計算。目前，三坐標檢測已廣泛用于機械制造業、汽車工業、電子工業、航空航天工業和國防工業等各部門，成為現代工業檢測和質量控制不可缺少的測量設備，涉及的部門和行業非常廣泛。在應用范圍里面，三坐標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、三坐標測量機的組成及工作原理三坐標測量機是一種高效、新穎的精密測量儀器?，F代三坐標測量機不僅能在計算機控制下完成各種復雜測量，而且可以通過與數控機床交換信息，實現對加工的控制，并且還可以根據測量數據，實現反求工程。應用三坐標測量機可對直線坐標、平面坐標以及空間三維尺寸進行測量，可以測量球體直徑、球心坐標、曲線曲面輪廓、各種角度關系以及凸輪、葉片等復雜零件的幾何尺寸和形狀位置誤差。三坐標測量機測量精度高，速度快，軟件功能強大，是測量行業不可或缺的高級儀器。2三坐標測量機的組成1工作臺2移動橋架3中央滑架4Z軸5測頭6電子系統21三坐標測量機的組成三坐標測量機是典型的機電一體化設備，它由機械系統和電子系統兩大部分組成。機械系統一般由三個正交的直線運動軸構成。如圖所示結構中，X向導軌系統裝在工作臺上，移動橋架橫梁是Y向導軌系統，Z向導軌系統裝在中央滑架內。三個方向軸上均裝有光柵尺用以度量各軸位移值。人工驅動的手輪及機動、數控驅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。電子系統一般由光柵計數系統、測頭信號接口和計算機等組成，用于獲得被測坐標點數據，并對數據進行處理。22主要儀器設備三坐標測量機及其主要參數，43615X2YZ3技術配置清單名稱型號規格制造商所屬國家GLOBALCLASSICC9128橋式三坐標測量機GLOBAL控制系統主機（GLOBAL主機、控制系統、檢驗球）標準檢驗球意大利HEXAGONMETROLOGYSPA計算機系統DELL電腦美國基本軟件PCDMISCAD美國軟件系統激光掃描軟件HARK以色列RENISHAWPH10M自動分度測座；RENISHAWTP20型測頭美國測頭系統WIZPROBE非接觸光學掃描測頭以色列技術指標外形尺寸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（）130023三坐標測量機的工作原理三坐標測量機是基于坐標測量的通用化數字測量設備。它首先將各被測幾何元素的測量轉化為對這些幾何元素上一些點集坐標位置的測量，在測得這些點的坐標位置后，再根據這些點的空間坐標值，經過數學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，觸測內孔壁上三個點，則根據這三點的坐標值就可計算出孔的直徑及圓心坐標OI；如果在該截面內觸測更多的點（點1，2，N，N為測點數），則可根據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）進行測量，則根據測得點的坐標值可計算出孔的圓柱度誤差以及各截面圓的圓心坐標，再根據各圓心坐標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。三、三坐標測量機在檢測過程中的使用步驟31測頭及標準球的標定目的當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，測量機在數據處理時，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，從而得到測頭的準確數值，校正完畢，坐標機會自動補償校正后的數據。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單擊”測頭”圖標，再單擊”定義測頭”圖標，在相應圖標中輸入定義值及測頭直徑的理論值，用鼠標單擊上圖”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號。校驗測頭用鼠標單擊”測頭”圖標，再單擊”校驗測頭”圖標，在”測頭標號”處選擇要校驗的測頭標號，再鍵盤輸入”標準球的直徑”，然后選擇”手動模式”校驗所需的測頭。當第一次校驗完畢，可看到標準球的球心坐標已自動顯示出來。此時用戶可根據測頭類型去分別用”手動模式”或”自動模式”校驗每一被定義的測頭。得到測頭的準確值，在以后的測量中即可自動進行測頭補償。測量時，應使所有定義的測頭都使用統一的基準，這樣在測量過程中使用多個測頭完成整個測量過程，就不必考慮測頭數據的不一致性問題。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。所有零件的檢測都要通過對基本幾何元素的測量來實現。通過測量得到指定被測基本元素的有關參數值。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。方法用鼠標單擊”測量”圖標，然后單擊”被測元素”圖標。工作區將顯示該測量元素的標號及測量點數，可根據工作區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坐標系的建立目的將坐標系的三個軸的方向和坐標原點建立在零件上，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系。坐標系圖標的含義是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（再測量或通過構造產生一點作為零件坐標系的原點）。方法用鼠標單擊零件坐標系的主菜單圖標，再單擊坐標系圖標，工作區會顯示零件坐標系的每一項信息，可根據需要輸入相應的元素作為新的坐標軸和原點。以上面為例，選擇坐標軸的名稱，定義二坐標軸的方向及原點的坐標，方法如下在工作區的中部有五個小方框，首先用鼠標單擊”第一軸”處，此處應變為藍色，然后用戶可根據需要，到工作區最右邊顯示”坐標軸改變區”處，選擇要建立的坐標軸的名稱和方向并單擊鼠標左鍵，藍色小窗口即顯示所選擇的坐標軸。從工作區最左邊選擇要建立”第一軸”的元素類型，并用鼠標單擊，此類元素的所有元素標號便全部顯示在工作區，從中選中所需元素的標號，用鼠標雙擊，此元素的標號便顯示在”第一軸”的方框中，此時，”第一軸”的方向便建立了。建立”第二軸”（工作區中，中間第二個小窗口），用戶可用鼠標單擊此窗口，使之變為藍色后，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，只要在第三個小窗口上單擊鼠標左鍵，該小窗口即變為藍色。在工作區最左邊，查找所需元素類型，且按下該按鈕，該類型所有元素標號都顯示在工作區，選擇所需要的元素標號，且雙擊鼠標左鍵，選擇的元素標號，即出現在藍色小窗口的右邊。此時，零件坐標系的原點的X坐標即確立了?！痹cY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，確認已建立的坐標系。此時，”COORD”窗口顯示坐標系的標號，便是此零件坐標系的名稱。34激光掃描測量逆向工程是基于已有產品設計新產品的技術手段。與一般”由設計思路產品”的設計過程不同，逆向工程是”由產品設計思路”的過程。在制造領域中，逆向工程是在沒有設計圖紙或CAD模型的情況下，利用各種數字化技術、CG/CAD技術，根據實物測量數據重構計算機模型，運用現代設計理論、方法對模型進行再設計，并與現代快速制造技術有機結合，最終制造出產品的過程。在有圖紙和CAD模型的情況下，逆向工程還可以應用于模具、樣機的檢測。逆向工程作為一種現代產品開發手段，與快速成形、快速模具以及各種數控加工技術相結合，能夠大幅度縮短現代產品的開發周期，使企業適應小批量、多品種的生產要求。逆向工程應用于產品設計時，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測量、工業CT,、層析、光學測量等，其中三坐標測量機是最早商品化的測量設備，光學測量是近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。經過激光線掃描得到物體表面的離散點集，由離散點集重構物體表面的一般分為去噪、生成點集邊界、網格化、曲面生成、數據輸出等步驟。選擇正確的測量機硬件的關鍵因素在于其效率。根據不同的應用，測量機可配備觸發或掃描測頭。盡管觸發測頭通用性強，但掃描技術能夠在同樣的時間內采集到更多的點，從而適合于需要采集大量點以確定其形狀的復雜零件的逆向設計中。一般的系統配置包括采用SP600模擬掃描測頭，能夠對未知三維自由型面進行連續掃描，連續、非接觸激光測頭，能夠快速精確地完成復雜型面尤其是軟材料工件的掃描，觸發式測頭，能夠實現對于空間幾何量的精確接觸測量。四、三坐標測量機主要功能與應用范圍三坐標測量機是一種以精密機械為基礎，綜合應用電子技術、計算機技術、光柵與激光干涉技術等先進技術的檢測儀器。41三坐標測量機的主要功能可實現空間坐標點的測量，數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，還可實現主動測量和自動檢測。在模具制造工業中，三坐標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。42三坐標測量機的應用多種幾何量的測量。測量前必須根據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，當觸頭接觸零件時，計算機將存人測頭中心坐標，而不是零件接觸點的實際坐標，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能自動補償。觸頭的定義和校驗可直接調用測頭管理程序、參考點標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定的標準球或杯準塊，計算機即將各測頭測量時的坐標值計算出各觸頭的實際球徑和相互位置尺寸，并將這些數據存儲于寄存器作為以后測量時的補償值。經過校驗的不同觸頭測同一點，數控機床廠可得到同樣的測量結果。零件的找正。指在測量機上用數學方法為工件的測量建立新的坐標基準。測量時，工件任意放置在工作臺上，其基準線或基準面與測量機的坐標軸不需要精確找正，為了消除這種基準不重合對測量精度的影響，用計算機對其進行坐標轉換，根據新基準計算校正測量結果。實物程序編制。對于在數控機床上加工的形狀復雜的零件，當其形狀難于建立數學模型使程序編制困難時，常?？梢越柚跍y量機。通過對木質、塑料、數控機床廠黏土或石膏制的模型或實物的測量，得到加工面幾何形狀的各項參數，經過實物程序軟件系統的處理，輸出所需結果。輕型加工。生產型三坐標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、三坐標測量機在綜合檢驗中應用傳統的平臺檢測,檢測周期長,對復雜的零件與曲面跟本就無法處理。專用檢具如同專用生產設備一樣柔性差,不同品種不同型號的零件,就要用不同的檢具。費用高轉型又慢。而用三坐標測量機就完全沒有這個問題了。實踐證明,三坐標測量機可以用于快速綜合檢驗。一般的工夾量模具和產品,在三坐標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零件的某個基準面與平臺平行或成某一個圖紙所指定的角度。測量系統可以為零件建立合適的坐標系,使零件處于一個一定的坐標系中,然后測出各相關尺寸。（2）坐標系的轉換機器系統可以按要求將測量結果轉換成需要的格式,方便測量結果與理論結果相比較。（3）可以實現各種幾何特征的測量點,線,面,圓,橢圓,圓錐,圓柱,球。一般規則零件均是由這些基本幾何特征組合起來的。就象在CAD系統里用特征建模一樣,測量時劃分結構也基本如此。（4）可以實現各種測量數據之間的各種關系的轉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配置于柔性生產線或柔性制造系統中在柔性生產線或柔性制造系統中配置數控CMM,根據預定的程序,可以實現工件的高效,自動,在線檢測。并能利用檢測數據對零件進行全面的統計分析,找出影響零件質量的因素,從而制定措施確保零件的質量。此外若不配備CMM的話,則整個的生產線或系統就有可能需要停下來等待檢驗結果,這在生產任務緊,品種規格變化多的情況下,可能會造成巨大損失。發展出數據測量中心如同數控機床發展到加工中心一樣,三坐標測量機也可以發展演化到數控測量中心。以之解決各種復雜測量問題。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。在此其變為一種模型量數字化的設備。在工業生產中,常常碰到依據實物生產的情況。這對復雜曲面構成的零件將十分困難。而利用三坐標測量機則可以很方便的解決此問題。在具有連續掃描系統的三坐標測量機上,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,轉換為數控機床所能接受的格式,就可送入數控加工系統,進行加工。三坐標測量機一種情況可以是這樣。先取得輪廓數據,然后送入CAD系統,生成該輪廓,并完成數字化。8六、夾具概述夾具是在檢測或是切削加工中，用以準確地確定工件位置，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）使用夾具可以穩定地保證工件的加工質量，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。根據各種生產組織形式的發展特點，機床夾具的發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、小批量生產方式成為今后的主要生產形式，夾具應能在一定范圍被適應不同形狀及尺寸的工件，又能適用于不同的生產類型和不同機床加工。近年來，組合夾具和可調夾具等在傳統應用的基礎上都有了新的發展。（2）結構標準化、模塊化。夾具標準化是生產專業化和柔性化的基礎。模塊化是在夾具的標準化和組合化的基礎上發展起來的新型夾具。組合夾具等的進一步發展將為夾具模塊化開拓廣闊的應用前景。（3）精密化。由于機械產品的加工精度日益提高，高精度機床大量出現，必然要求夾具也相應越來越精密。（4）高效、自動化。為了實現機械加工過程自動化，必須配備相應的夾具。目前除了在生產流水線、自動線上配置相應的高效、自動化夾具外，在數控機床上，尤其是帶自動換刀裝置的數控機床上，出現了各種自動裝夾工件的夾具，和自動更換夾具的裝置，充分發揮了數控機床的效率。62專用夾具及其設計要求專用夾具是指僅僅適用于某一工件的一道或數道工序的加工而專門設計的夾具。當工件結構變更或工序內容變更時，都可能使此夾具失去應用價值。由于這類夾具不需要考慮其通用性，所以夾具結構可以設計得較簡單、緊湊，且定位結構的精度可以提高，還可以采用各種省力、傳力機構，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效率。專用夾具需要根據工件的具體加工要求而專門設計和制造，故產品的生產準備周期比較長，工裝費用較高。這類夾具適用于產品較固定、生產批量較大的工件生產。專用夾具的設計應滿足以下要求（1）保證工件的加工精度。專用夾具應有合理的定位方案，標注合適的尺寸、公差和技術要求，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）提高生產效率。應根據工件生產批量的大小設計不同復雜程度的高效夾具，以縮短輔助時間，提高生產效率。（3）工藝性好。專用夾具的結構應簡單、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。當最終精度由調整或修配保證時，夾具上應設置調整或修配結構，如設置適當的調整間隙，采用可修磨的墊片等。（4）使用性好。專用夾具的操作應簡便、省力、安全可靠，排屑應方便，必要時可設置排屑9機構。（5）經濟性好。除考慮專用夾具本身結構簡單、標準化程度高、成本低廉外，還應根據生產綱領對夾具方案進行必要的濟分析，以提高夾具在生產中的經濟效益。七、箱座夾具的設計隨著科技的發展，對機械制造產品的設計要求越來越高，用于工業檢測、質量控制和反求工程等方面的三坐標測量機在汽車工業、航空航天工業及國防工業等各個領域得到了廣泛的應用，高等學校承擔著教育、科研及創新的重任，三坐標測量機也被引入了高校的實驗室環境。零部件的多樣化、復雜化對三坐標測量機的夾具提出了新的要求，設計一種簡單、實用，拆卸方便、裝夾靈活的專用夾具。數控機床、加工中心、柔性制造單元、柔性制造系統等現代化加工設備的廣泛應用,使傳統的機械加工的制造方法發生了重大變革,夾具的功能已經從過去的裝夾、定位、引導刀具,轉變為裝夾、定位。而數字化的設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。制造業中廣泛應用的夾具，是產品制造整個工藝階段中十分重要的工藝裝備之一，生產中所使用夾具的質量、工作效率及夾具的使用的可靠性，都對產品加工質量及生產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，充分發揮和擴大機床的工藝性能。因此，夾具在機械制造行業中占有十分重要的地位。71箱座的結構分析隨著我國先進制造技術的發展，越來越多的企業將原本從國外進口的高精度復雜零件，減速器箱座屬于多面多孔、高精度、高性能要求的復雜箱體類零件，空間尺寸多，機械加工難度較高，檢測工藝也比較復雜，如何高效高質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構及尺寸特點，結合現有設備制定了殼體加工的工藝規程與檢測工藝，并進行了相應的夾具設計，該夾具的設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的選擇因為是基于三坐標測量機的檢測，所以在制定檢測工藝過程時，選擇定位基準的主要目的是為了保證檢測過程中的位置精度。因此選擇定位基準的總原則應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。73設計方案一因為此夾具的設計是基于三坐標測量機的檢測，沒有的涉及到加工，所以相對于專用的加工夾具設計比較簡單一些，以箱座底盤的四個螺栓孔作為定位基準，采用導柱導套結構、螺栓緊固件作為夾緊結構，夾具結構如下圖所示，但是考慮到箱座底盤的四個螺栓孔作為基準進行檢測，所產生的誤差比較大，所以此方案不可行。夾具設計方案一74設計方案二以箱座的側面作為夾具檢測的基準，同樣采用導柱導套結構、螺栓緊固件作為夾緊結構，只是螺栓從側邊加緊緊固，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，考慮到夾具結構的設計可能比較復雜，因此該方案實施也比較困難，所以也不是最優方案。1275設計方案三（最優方案）因為此夾具的設計是基于三坐標測量機的檢測，沒有的涉及到加工，所以相對于專用的加工夾具設計比較簡單一些，只要能保證三坐標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，由于定位銷的加工精度比較高，常被作為定位基準，同樣也采用導柱導套結構、螺栓緊固件作為夾緊結構，夾具兩側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。其具體結構如下夾具設計方案三（最優方案）76具體設計方案761夾具設計遵循的原則（1）定位裝置要確保工件檢測定位準確可靠，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，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）夾具結構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導柱4夾具底座5壓柄6彈簧7銷釘762夾具設計三維設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，由于定位銷的加工精度比較高，常被作為定位基準，同樣也采用導柱導套結構、螺栓緊固件作為夾緊結構，夾具兩側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夾具結構分析按設計步驟，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，夾緊和導向元件再進一步考慮零件的裝卸，各部件結構單元的劃分，檢測時操作的方便和結構工藝性的問題使整個夾具設計形成一個整體。1、夾具采用分鑄式鑄件組合的結構。鑄造簡單，剛性較好。為保證鑄件壁厚均勻，內腔掏空；為減少加工面，各部件的結合面處設置鑄件凸臺。2、定位板和定位釘安裝在夾具體的底面與側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，夾具采用了鉸鏈式的鉆模板結構。以保證鉆套的位置精度，用瑣緊螺釘鎖緊。764定位機構的設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確性，所以夾具定為基準的選擇，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。定位機構的設計是非常重要的。該夾具是基于三坐標測量機而設計的，采用導柱導套結構、螺栓緊固件作為夾緊結構，夾具兩側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，則會產生重復定位現象，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生偏移，產生最大轉角誤差，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，工件在平面內任何方向上的基準位移誤差為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，以利于準確定位，所以選擇可換定位銷。該銷通過螺紋與其導向銷相連，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整法檢測一批工件時，由于工件在夾具中定位所產生的定位誤差。必然要反映到工件的加工精度上，因此在設計夾具定位機構時，應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公差的關系為TG（76）513產生定位誤差的原因有以下兩個方面一是定位基準與工序基準不重合，產生基準不重合誤差，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，引起定位基準產生位移，即基準位移誤差，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根據圖中計算可知19130970SIN97CO81463/2SI09580COTGXYX水平方向八、夾具設計技術的發展無論是在傳統制造業還是現代柔性制造系統中，由于大量的加工操作需要裝夾，夾具設計在制造系統中就顯得非常重要，它直接影響加工質量，生產效率和制造成本在一個柔性制造系統中，夾具設計制造的費用占到整個系統費用的一,夾具在單件、成批、大量生產中得到了廣泛的應用,它是在制造加工過程中根據設計說明書,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和計算機集成制造系統的發展而應運而生的沒有柔性夾具,就不可能實現真正意義上的柔性,而隨著的提出,多品種中小批生產日益受到重視。適應于這種產品和生產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計到自動夾具設計,在國際上普遍受到重視,同時正在發展成為一個獨立的制造軟件系統。81柔性夾具的研究和發展制造過程的工藝設備包括刀具、夾具、檢測設備及模具的選擇和設計為了降低裝夾費用和生產準備時間,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,夾具還能適應這種變化并繼續使用的應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分為兩大方向。82計算機輔助夾具設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展和改善諸如計算機輔助設計計算機輔助制造和計算機輔助工藝規劃等方面只是在最近20年來,CAFD才發展成為集成技術的一個重要組成部分,并且成為CAPP的一個重要方面。它是CIMS環境下設計和制造之間的連接紐帶隨著CAD/CAM系統在工業中的建立,CAFD很自然地應用到了夾具設計當中。領域的主要研究方面有1夾具設計時基于成組技術的分類方法及基于案例的推理；2通過運動學分析確定定位點和夾緊點；3利用基于知識的專家系統選擇定位面和夾緊面；4基于幾何分析的夾具規劃；（5）用于定位基準選擇的精度關系分析；（6）組合夾具的構形設計。從技術的角度看，計算機輔助夾具設計中標準件庫應具有以下特點20具有模塊化分層結構每種類型的標準件都應具有基本輸入模塊、數據檢索模塊和圖形繪制模塊；具有獨立的數據結構數據應獨立于程序，在管理方式上采用數據庫、數據文件和內存變量等多種方法；圖元參數化一般情況下，不應把圖元做成BLOCK類，而應做成參數化的繪圖程序資源的開放性不同類型的標準件在標準件庫中處于平行地位，應允許卸掉不同的標準件子庫或裝入其它的標準件子庫；界面形象直觀操作界面應使用對話框，做到圖文并茂，用戶在眾多的標準件庫中準確快速地挑選出自己所希望的結果；函數化在不同種類的標準件或同一種類但不同規格的標準件中，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、繪圖環境的設置等等，都應使用通用函數的形式來完成。83自動化夾具設計近年來組合夾具系統的設計受到了夾具行業的普遍關注,并且在一些文獻中對該領域的最新發展成果進行了回顧，通過幾何計算的方法驗證了夾具構形中力的鎖合問題,在確定優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，并在自動夾具設計原型系統中貫徹了這樣的推理機制該系統提供了一種智能化的自動夾具設計環境系統由個主要模塊構成完全信息化的產品模型知識庫推理機制最終的夾具構型。按照自動化程度區分,夾具設計系統分為交互式,半自動化式和自動化式交互式的夾具。設計系統是計算機為使用者提供一種信息化的用戶界面,基于設計者的知識,輔助用戶選擇合適夾具元件的一種系統系統由于要由用戶根據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