平切口连杆工艺和精铣大头孔两端面工装夹具设计【含7张CAD图纸、工艺工序卡、说明书】

下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709851目 录目 录 .1绪 论 .31 连杆加工工艺 .41.1 连杆的结构特点 .41.2 连杆的主要技术要求 .41.2.1 大、小头孔的尺寸精度、形状精度 .51.2.2 大、小头孔轴心线在两个互相垂直方向的平行度 .51.2.3 大、小头孔中心距 .51.2.4 连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度 .51.2.5 大、小头孔两端面的技术要求 .61.2.6 2-15 螺栓孔的技术要求 .61.2.7 有关 2-15 螺栓孔两端面的技术要求 .61.3 连杆的材料和毛坯 .61.4 连杆的机械加工工艺过程 .81.5 连杆的机械加工工艺过程分析 .91.5.1 工艺过程的安排 .91.5.2 定位基准的选择 .101.5.3 确定合理的夹紧方法 .101.5.4 连杆两端面的加工 .111.5.5 连杆大、小头孔的加工 .111.5.6 连杆 2-15 螺栓孔的加工 .111.6 确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差 .111.7 工时定额的计算 .131.7.1粗铣连杆大小头上端面 .131.7.2粗铣连杆大小头下端面 .141.7.3粗镗、半精镗 70H7 孔、46H7 孔 .141.7.4 精铣连杆大头 70H7 孔两端面 .151.7.5、粗铣、精铣 2-15 螺栓孔两端面 .161.7.6 铣宽 60两侧面 .171.7.7 铣宽 64两侧面 .171.7.8 钻、扩、铰 2-15H8 螺栓孔并倒角 C1、C1.5 .181.7.9 钻 2-7 孔 .191.7.10 钻 2-5 孔（头部 10，角度 90） .191.7.11精镗 70H7 孔、46H7 孔 .201.7.12半精镗、精镗 40H7 铜套孔 .201.8 连杆的检验 .211.8.1 观察外表缺陷及目测表面粗糙度 .211.8.2 连杆大头孔圆柱度的检验 .211.8.3 连杆体、连杆上盖对大头孔中心线的对称度的检验 .211.8.4 连杆大小头孔平行度的检验 .22下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098522 夹具设计 .232.1 问题的指出 .232.2 夹具设计 .231) 定位基准的选择 .232) 夹紧方案 .233) 夹具体设计 .234) 切削力及夹紧力的计算 .235) 定位误差分析 .24结 论 .25致 谢 .26参考文献 .27下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709853绪 论制造业是国家或者地区经济发展的重要支柱，其发展水平标志着该国家或地区经济势力、科技水平、 生活水平和国防势力。国际市场的竞争归根到底是各国制造生产能力的竞争。机械制造业是制造业的核心，是制造机械产品的工业部门，也是为国民经济各部门提供装备的部门。机械制造也的生产能力和发展水平标志着一个国家或地区国民经济现代化的程度。而机械制造业的生产能力主要取决于机械制造装备的先进程度。装备制造业是国家国家综合制造能力的集中体现。重大装备研制能力是衡量一个国家工业化水平和综合国力的重要标准。作为新世纪的大学生，有义务为自己国家社会建设尽一份力，为制造业的发展贡献一份力量，我们要以高度的责任感和使命感，克服发展中存在的问题，推动东北老工业基地的振兴毕业设计是对我们四年学习和知识的融汇、运用和贯通，是迅速提高我们实践经验的一条重要途径。在实践中教导我们发现问题，以及怎样分析问题并最终解决问题。让我们的综合能力有所提高，扎实巩固专业基础知识。毕业设计是对学生进行工程师基本训练的重要环节。通过毕业设计我们能巩固，熟悉并综合运用所学知识；培养理论联系实际的学风；掌握零件机械加工工艺规程编制，专用工艺装备及组合机床的基本技能；学会查阅，运用各种技术资料，手册。初步掌握对专业范围的生产技术问题进行分析综合研究的能力；使学生受到比较全面的训练就个人而言，我希望通过这次毕业设计一方面能进一步培养我独立思考的能力，另一方面能提高我与同学们互助协作的能力，为以后工作打下良好基础，为伟大祖国建设贡献我的力量。由于本人能力有限，经验不足，设计过程中有不足之处，希望各位老师给予指教。下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709854下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098551 连杆加工工艺1.1 连杆的结构特点连杆是汽车发动机中的主要传动部件之一，它在柴油机中，把作用于活塞顶面的膨胀的压力传递给曲轴，又受曲轴的驱动而带动活塞压缩气缸中的气体。连杆在工作中承受着急剧变化的动载荷。为了减少磨损和便于维修，连杆的大头孔内装有薄壁金属轴瓦。轴瓦有钢质的底，底的内表面浇有一层耐磨巴氏合金轴瓦金属。连杆小头用活塞销与活塞连接。小头孔内压入青铜衬套，以减少小头孔与活塞销的磨损，同时便于在磨损后进行修理和更换。在柴油机工作过程中，连杆受膨胀气体交变压力的作用和惯性力的作用，连杆除应具有足够的强度和刚度外，还应尽量减小连杆自身的质量，以减小惯性力的作用。连杆杆身一般都采用从大头到小头逐步变小的工字型截面形状。为了保证柴油机运转均衡，同一柴油机中各连杆的质量不能相差太大，因此，在连杆部件的大、小头两端设置了去不平衡质量的凸块，以便在称量后切除不平衡质量。连杆大、小头两端对称分布在连杆中截面的两侧。考虑到装夹、安放、搬运等要求，连杆大、小头的厚度相等( 基本尺寸相同)。在连杆小头的顶端设有油孔(或油槽)，柴油机工作时，依靠曲轴的高速转动，把气缸体下部的润滑油飞溅到小头顶端的油孔内，以润滑连杆小头衬套与活塞销之间的摆动运动副。连杆的作用是把活塞和曲轴联接起来，使活塞的往复直线运动变为曲柄的回转运动，以输出动力。因此，连杆的加工精度将直接影响柴油机的性能，而工艺的选择又是直接影响精度的主要因素。反映连杆精度的参数主要有 5 个：（1）连杆大端中心面和小端中心面相对连杆杆身中心面的对称度；（2）连杆大、小头孔中心距尺寸精度；（3）连杆大、小头孔平行度；（4）连杆大、小头孔尺寸精度、形状精度；（5）连杆大头 2-15 孔与 2-15 孔端面的垂直度。1.2 连杆的主要技术要求连杆上需进行机械加工的主要表面为：大、小头孔及其两端面，连杆大头 2-15 孔和 2- 15 孔端面等。连杆零件图的主要技术要求（图 1.2-1）如下。下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709856图 1.2-1 连杆零件图1.2.1 大、小头孔的尺寸精度、形状精度为了使大头孔与轴瓦及曲轴、小头孔与活塞销能密切配合，减少冲击的不良影响和便于传热。大头孔公差等级为 IT7，表面粗糙度 Ra=1.6m；小头孔公差等级为 IT7，表面粗糙度 Ra=3.2m。1.2.2 大、小头孔轴心线在两个互相垂直方向的平行度两孔轴心线在连杆轴线方向的平行度误差会使活塞在汽缸中倾斜，从而造成汽缸壁磨损不均匀，同时使曲轴的连杆轴颈产生边缘磨损，所以两孔轴心线在连杆轴线方向的平行度公差较小；而两孔轴心线在垂直于连杆轴线方向的平行度误差对不均匀磨损影响较小，因而其公差值较大。两孔轴心线在连杆的轴线方向的平行度在100 mm 长度上公差为 0.015 mm；在垂直与连杆轴心线方向的平行度在 100 mm 长度上公差为 0.06 mm。1.2.3 大、小头孔中心距大小头孔的中心距影响到汽缸的压缩比，即影响到发动机的效率，所以规定了比较高的要求：2751 mm。1.2.4 连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度连杆大头孔两端面对大头孔中心线的垂直度，影响到轴瓦的安装和磨损，甚至下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709857引起烧伤；所以对它也提出了一定的要求：规定其垂直度公差等级应不低于IT9（大头孔两端面对大头孔的轴心线的垂直度在 100 mm 长度上公差为 0.06 mm） 。1.2.5 大、小头孔两端面的技术要求连杆大、小头孔两端面间距离的基本尺寸相同，但从技术要求是不同的，大头两端面的尺寸公差等级为 IT9，表面粗糙度 Ra=3.2m, 小头两端面的尺寸公差等级为 IT10，表面粗糙度 Ra=12.5m。这是因为连杆大头两端面与曲轴连杆轴颈两轴肩端面间有配合要求，而连杆小头两端面与活塞销孔座内档之间没有配合要求。连杆大头端面间距离尺寸的公差带正好落在连杆小头端面间距离尺寸的公差带中，这给连杆的加工带来许多方便。1.2.6 2-15 螺栓孔的技术要求在前面已经说过，连杆在工作过程中受到急剧的动载荷的作用。这一动载荷又传递到连杆的两个螺栓及螺母上。因此除了对螺栓及螺母要提出高的技术要求外，对于安装这两个动力螺栓孔及端面也提出了一定的要求。规定：螺栓孔按 IT8 级公差等级和表面粗糙度 Ra=3.2m 加工。1.2.7 有关 2-15 螺栓孔两端面的技术要求在连杆受动载荷时，2-15 螺栓孔两端面的歪斜使连杆沿着端面产生相对错位，影响到曲轴的连杆轴颈和轴瓦结合不良，从而产生不均匀磨损。结合面的平行度将影响到连杆贴合的紧密程度，因而也影响到螺栓的受力情况和曲轴、轴瓦的磨损。对于本连杆，要求 2-15 螺栓孔两端面的垂直度的公差为 0.015 mm。1.3 连杆的材料和毛坯连杆在工作中承受多向交变载荷的作用，要求具有很高的强度。因此，连杆材料一般采用高强度碳钢和合金钢；如 Cr12、45 钢、55 钢、40CrMnB 等。近年来也有采用球墨铸铁的，粉末冶金零件的尺寸精度高，材料损耗少，成本低。随着粉末冶金锻造工艺的出现和应用，使粉末冶金件的密度和强度大为提高。因此，采用粉末冶金的办法制造连杆是一个很有发展前途的制造方法。连杆毛坯制造方法的选择，主要根据生产类型、材料的工艺性（可塑性，可锻性）及零件对材料的组织性能要求，零件的形状及其外形尺寸，毛坯车间现有生产条件及采用先进的毛坯制造方法的可能性来确定毛坯的制造方法。根据生产纲领为大量生产，连杆多用模锻制造毛坯，由于锻造的连杆毛坯具有材料损耗少、锻造工时少、模具少等优点，故用得越来越多，成为连杆毛坯的一种主要形式。总之，毛下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709858坯的种类和制造方法的选择应使零件总的生产成本降低，性能提高。目前我国有些生产连杆的工厂，采用了连杆辊锻工艺。图（1.3-1）为连杆辊锻示意图毛坯加热后，通过上锻辊模具 2 和下锻辊模具 4 的型槽，毛坏产生塑性变形，从而得到所需要的形状。用辊锻法生产的连杆锻件，在表面质量、内部金属组织、金属纤维方向以及机械强度等方面都可达到模锻水平，并且设备简单，劳动条件好，生产率较高，便于实现机械化、自动化，适于在大批大量生产中应用。辊锻需经多次逐渐成形。图(1-3)、图(1-4)给出了连杆的锻造工艺过程，将棒料在炉中加热至 11401200C 0，先在辊锻机上通过四个型槽进行辊锻制坯见图(1-3)，然后在锻压机上进行预锻和终锻，再在压床上冲连杆大头孔并切除飞边见图(1-4)。锻好后的连杆毛坯需经调质处理，使之得到细致均匀的回火索氏体组织，以改善性能，减少毛坯内应力。为了提高毛坯精度，连杆的毛坯尚需进行热校正。连杆必须经过外观缺陷、内部探伤、毛坯尺寸及质量等的全面检查，方能进入机械加工生产线。图 1.3-1 连杆辊锻示意图下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098591.4 连杆的机械加工工艺过程由上述技术条件的分析可知，连杆的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求都很高，但是连杆的刚性比较差，容易产生变形，这就给连杆的机械加工带来了很多困难，必须充分的重视。连杆机械加工工艺过程如下表(11)所示：表 1.1 连杆机械加工工艺过程工序 工序名称 工序内容 工艺装备01 备料 锻造02 热处理 调质 RC222803 铣 粗铣连杆大小头上端面 立式铣床04 铣 粗铣连杆大小头下端面 立式铣床05 镗 粗镗、半精镗 70H7 孔、46H7 孔 坐标镗床06 铣 精铣连杆大头 70H7 孔两端面 卧式铣床07 铣 粗铣、精铣 15 螺栓孔两端面 卧式铣床08 铣 铣宽 60 两侧面 卧式铣床09 铣 铣宽 64 两侧面 卧式铣床10 钻 钻、扩、铰 2-15H8 螺栓孔并倒角 C1、C1.5 立式钻床11 钻 钻 2-7 孔 摇臂钻床下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 119709851012 钻 钻 2-5 孔（头部 10，角度 90） 摇臂钻床13 镗 精镗大小头孔至尺寸并倒角 坐标镗床14 称重 称量不平衡质量 弹簧称15 钳工 按规定值去重量16 压铜套 小头压入铜套并挤压铜套孔17 镗 半精镗、精镗小头轴套孔 坐标镗床18 质检 检验至图纸要求19 探伤 无损探伤及检验硬度20 入库 入库连杆的主要加工表面为大、小头孔和两端面，较重要的加工表面为大头孔定位面，次要加工表面为小头孔、2-15 螺栓孔及其两端面及大头两侧面等。连杆的机械加工路线是围绕着主要表面的加工来安排的。连杆的加工路线可分为三个阶段：第一阶段的加工主要是为其后续加工准备精基准（端面、小头孔和大头外侧面） ；第二阶段主要是加工除精基准以外的其它表面，包括大头孔的粗加工，以及轴瓦锁口槽的加工等；第三阶段则主要是最终保证连杆各项技术要求的加工，包括连杆端面的精加工及大、小头孔的精加工。1.5 连杆的机械加工工艺过程分析1.5.1 工艺过程的安排在连杆加工中有两个主要因素影响加工精度：（1）连杆本身的刚度比较低，在外力（切削力、夹紧力）的作用下容易变形。（2）连杆是模锻件，孔的加工余量大，切削时将产生较大的残余内应力，并引起内应力重新分布。因此，在安排工艺进程时，就要把各主要表面的粗、精加工工序分开，即把粗加工安排在前，精加工安排在后面。这是由于粗加工工序的切削余量大，因此切削力、夹紧力必然大，加工后容易产生变形。粗、精加工分开后，粗加工产生的变形可以在精加工中修正。这样逐步减少加工余量，切削力及内应力的作用，逐步修正加工后的变形，就能最后达到零件的技术条件。各主要表面的工序安排如下：（1）两端面：粗铣、精铣（2）小头孔：粗镗、半精镗、精镗下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098511（3）大头孔：粗镗、半精镗、精镗一些次要表面的加工，则视需要和可能安排在工艺过程的中间或后面。1.5.2 定位基准的选择在连杆机械加工工艺过程中，大部分工序选用连杆的一个指定的端面和小头孔作为主要基面，并用大头处指定一侧的外表面作为另一基面。这是由于：端面的面积大，定位比较稳定，用小头孔定位可直接控制大、小头孔的中心距。这样就使各工序中的定位基准统一起来，减少了定位误差。具体的办法是，在安装工件时，注意将成套编号标记的一面不与夹具的定位元件接触（在设计夹具时亦作相应的考虑） 。在精镗小头孔时，也用小头孔作为基面，这时将定位销做成活动的称“假销” 。当连杆用小头孔定位夹紧后，再从小头孔中抽出假销进行加工。为了不断改善基面的精度，基面的加工与主要表面的加工要适当配合：即在粗加工大、小头孔前，先加工端面，在精镗大、小头孔前，先加工端面。由于用小头孔和大头孔外侧面作基面，所以这些表面的加工安排得比较早。在小头孔作为定位基面前的加工工序是粗镗、半精镗和精镗，这些工序对于精镗后的孔与端面的垂直度不易保证，有时会影响到后续工序的加工精度。在第一道工序中，工件的各个表面都是毛坯表面，定位和夹紧的条件都较差，而加工余量和切削力都较大，如果再遇上工件本身的刚性差，则对加工精度会有很大影响。因此，第一道工序的定位和夹紧方法的选择，对于整个工艺过程的加工精度常有深远的影响。连杆的加工就是如此，在连杆加工工艺路线中，在精加工主要表面开始前，先铣两个端面。因此，粗铣就是关键工序。在粗铣中工件如何定位呢？一个方法是以毛坯端面定位，在侧面和端部夹紧，铣一个端面后，翻身以铣好的面定位，铣另一个毛坯面。但是由于毛坯面不平整，连杆的刚性差，定位夹紧时工件可能变形，铣后，端面似乎平整了，一放松，工件又恢复变形，影响后续工序的定位精度。另一方面是以连杆的大头外形及连杆身的对称面定位。这种定位方法使工件在夹紧时的变形较小，同时可以铣工件的端面，使一部分切削力互相抵消，易于得到平面度较好的平面。同时，由于是以对称面定位，毛坯在加工后的外形偏差也比较小。1.5.3 确定合理的夹紧方法既然连杆是一个刚性比较差的工件，就应该十分注意夹紧力的大小，作用力的方向及着力点的选择，避免因受夹紧力的作用而产生变形，以影响加工精度。在加下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098512工连杆的夹具中，可以看出设计人员注意了夹紧力的作用方向和着力点的选择。在铣两端面的夹具中，夹紧力的方向与端面平行，在夹紧力的作用方向上，大头端部与小头端部的刚性高，变形小，既使有一些变形，亦产生在平行于端面的方向上，很少或不会影响端面的平面度。夹紧力通过工件直接作用在定位元件上，可避免工件产生弯曲或扭转变形。1.5.4 连杆两端面的加工采用粗铣、半精铣、精铣三道工序，并将工序安排在加工大、小头孔之前，以便改善基面的平面度，提高孔的加工精度。1.5.5 连杆大、小头孔的加工连杆大、小头孔的加工是连杆机械加工的重要工序，它的加工精度对连杆质量有较大的影响。小头孔是定位基面，在用作定位基面之前，它经过了粗镗、半精镗、精镗三道工序。镗时以小头孔外形定位，这样可以保证加工后的孔与外圆的同轴度误差较小。小头孔在粗镗、半精镗、精镗后，达到 IT7 级公差等级，然后压入衬套，再以衬套内孔定位粗镗、半精镗、精镗大头孔。由于衬套的内孔与外圆存在同轴度误差，这种定位方法有可能使精镗后的衬套孔与大头孔的中心距超差。大头孔经过粗镗、半精镗、精镗达到 IT7 级公差等级。表面粗糙度 Ra =为 1.6m。1.5.6 连杆 2-15 螺栓孔的加工连杆的螺栓孔经过钻、扩、铰工序。加工时以大头端面、小头孔及大头一侧面定位。为了使两螺栓孔在两个互相垂直方向平行度保持在公差范围内，在扩和铰两个工步中用上下双导向套导向。从而达到所需要的技术要求。粗铣螺栓孔端面采用工件翻身的方法，这样铣夹具没有活动部分，能保证承受较大的铣削力。精铣时，为了保证螺栓孔的两个端面与连杆大头端面垂直，使用两工位夹具。连杆在夹具的工位上铣完一个螺栓孔的两端面后，夹具上的定位板带着工件旋转 1800 ，铣另一个螺栓孔的两端面。这样，螺栓孔两端面与大头孔端面的垂直度就由夹具保证。1.6 确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差用查表法确定机械加工余量：下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098513根据机械制造工艺设计简明手册表 2.225（已知工件重 2.85+0.085 范围内）1、连杆大头两端面的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-25 得锻件的单边加工余量 Z=2.2mm,锻件尺寸公差为 CT7 级，表面粗糙度 Ra 为 3.2，加工余量为 MA-E 级。根据机械制造工艺设计简明手册表 1.4-8，两步铣削即粗铣精铣方可满足其精度要求。粗铣 单边余量 Z=2.0mm精铣 单边余量 Z=0.2mm2.连杆小头两端面的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-25 得锻件的单边加工余量 Z=2.0mm,锻件尺寸公差为 CT9 级，表面粗糙度 Ra 为 12.5，加工余量为 MA-E 级。根据机械制造工艺设计简明手册表 1.4-8，一步铣削即可满足其精度要求。3.连杆大头 70H7 孔的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-25 得锻件的单边加工余量 Z=2.0mm,锻件尺寸公差为 CT7 级，表面粗糙度 Ra 为 1.6，加工余量为 MA-E 级。根据机械制造工艺设计简明手册表 1.4-8，三步镗削即粗镗半精镗精镗方可满足其精度要求。4.连杆小头 46H7 孔的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-25 得锻件的单边加工余量 Z=2.0mm,锻件尺寸公差为 CT7 级，表面粗糙度 Ra 为 1.6，加工余量为 MA-E 级。根据机械制造工艺设计简明手册表 1.4-7，三步镗削即粗镗半精镗精镗方可满足其精度要求。粗镗 单边余量 Z=1.5mm半精镗 单边余量 Z=0.4mm精镗 单边余量 Z=0.1mm5. 2- 15 螺栓孔两端面的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-25 得锻件的单边加工余量 Z=2.2mm,锻件尺寸公差为 CT7 级，表面粗糙度 Ra 为 3.2，加工余量为 MA-E 级。根据机械下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098514制造工艺设计简明手册表 1.4-8，二步铣削即粗铣精铣方可满足其精度要求。粗铣 单边余量 Z=2.0mm精铣 单边余量 Z=0.2mm6. 2- 15 螺栓孔两端面的加工余量因孔的尺寸比较小，故采用实心锻造，孔的表面粗糙度分别为 Ra6.3、Ra3.2 ，根据机械制造工艺设计简明手册表 1.4-7，三步加工即钻扩铰方可满足其精度要求。钻孔 14扩孔 14.8铰孔 15H87.宽 60 两侧面的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-25 得锻件的单边加工余量 Z=2.0mm,锻件尺寸公差为 CT9 级，表面粗糙度 Ra 为 12.5，加工余量为 MA-E 级。根据机械制造工艺设计简明手册表 1.4-8，一步铣削即可满足其精度要求。8.宽 64 两侧面的加工余量查机械制造工艺设计简明手册表 2.2-25 得锻件的单边加工余量 Z=2.0mm,锻件尺寸公差为 CT9 级，表面粗糙度 Ra 为 12.5，加工余量为 MA-E 级。根据机械制造工艺设计简明手册表 1.4-8，一步铣削即可满足其精度要求。9. 2-7 孔的加工余量因孔的尺寸比较小，故采用实心锻造，孔的表面粗糙度没有特别要求，一步钻削即可满足其精度要求。10. 2-5 孔（头部 10，角度 90 ）的加工余量0因孔的尺寸比较小，故采用实心锻造，孔的表面粗糙度没有特别要求，一步钻削即可满足其精度要求。11.其他不加工表面，锻造即可满足其精度要求。1.7 工时定额的计算1.7.1粗铣连杆大小头上端面选用 X52K 立式铣床根据机械制造工艺设计手册表 2.481 选取数据下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098515铣刀直径 D = 100 mm 切削速度 Vf = 200 m/min切削宽度 a e= 85 mm 铣刀齿数 Z = 6 切削深度 ap = 2.0 mm则主轴转速 n = 1000v/ D = 637 r/min根据表 3.131 按机床选取 n = 600 /min则实际切削速度 V = Dn/1000=188.4 m/min 铣削工时为：按表 2.510 L= 1.0 mm L1 = +1.5 =37.2mm L2 = 3 mm)(eead基本时间 tj = L/fm z = (1.0+37.2+3) 2/(6000.186) = 0.064min=7.68s按表 2.546 辅助时间 ta = 0.47.68 = 3.1s 1.7.2粗铣连杆大小头下端面选用 X52K 立式铣床根据机械制造工艺设计手册表 2.481 选取数据铣刀直径 D = 100 mm 切削速度 Vf = 200 m/min切削宽度 a e=85mm 铣刀齿数 Z = 6 切削深度 ap = 2.0 mm则主轴转速 n = 1000v/ D=637 r/min根据表 3.131 按机床选取 n = 600 /min则实际切削速度 V = Dn/1000=188.4 m/min 铣削工时为：按表 2.510 L= 1.0 mm L1 = +1.5 =37.2mm L2 = 3 mm)(eead基本时间 tj = L/fm z = (1.0+37.2+3) 2/(6000.186) = 0.064min=7.68s按表 2.546 辅助时间 ta = 0.47.68 = 3.10s 1.7.3粗镗、半精镗 70H7 孔、46H7 孔1.粗镗 66 孔至 69选用坐标镗床根据机械制造工艺设计手册表 2.466 选取数据镗刀直径 D = 69mm 切削速度 V = 12 m/min进给量 f = 0.2 mm/r 切削深度 ap = 1.5 mm 根据表 3.139 按机床选取 n = 1000 r/min镗削工时为： 按表 2.53L = 40 mm L1 = 1.5 mm L2 = 5 mm下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098516基本时间 tj= Li/fn = (40+1.5+5)/(0.21000) = 0.233 min=13.95s按表 2.546 辅助时间 ta = 0.413.95s= 5.58s2.半精镗 69 孔至 69.8选用坐标镗床根据机械制造工艺设计手册表 2.466 选取数据镗刀直径 D = 69.8mm 切削速度 V = 12 m/min进给量 f = 0.2 mm/r 切削深度 ap = 0.4 mm 根据表 3.139 按机床选取 n = 1000 r/min镗削工时为： 按表 2.53L = 40 mm L1 = 0.4 mm L2 = 5 mm基本时间 tj= Li/fn = (40+0.4+5)/(0.201000) = 0.227 min=13.62s按表 2.546 辅助时间 ta = 0.413.62s=5.45s3.粗镗 42 孔至 45选用坐标镗床根据机械制造工艺设计手册表 2.466 选取数据镗刀直径 D = 45mm 切削速度 V = 12 m/min进给量 f = 0.2 mm/r 切削深度 ap = 1.5 mm 根据表 3.139 按机床选取 n = 1000 r/min镗削工时为： 按表 2.53L = 40 mm L1 = 1.5 mm L2 = 5 mm基本时间 tj= Li/fn = (40+1.5+5)/(0.21000) = 0.233 min=13.95s按表 2.546 辅助时间 ta = 0.413.95s= 5.58s4.半精镗 45 孔至 45.8选用坐标镗床根据机械制造工艺设计手册表 2.466 选取数据镗刀直径 D = 45.8mm 切削速度 V = 12 m/min进给量 f = 0.2 mm/r 切削深度 ap = 0.4 mm 根据表 3.139 按机床选取 n = 1000 r/min镗削工时为： 按表 2.53L = 40 mm L1 = 0.4 mm L2 = 5 mm下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098517基本时间 tj= Li/fn = (40+0.4+5)/(0.201000) = 0.227 min=13.62s按表 2.546 辅助时间 ta = 0.413.62s=5.45s1.7.4 精铣连杆大头 70H7 孔两端面选用 X52K 立式铣床根据机械制造工艺设计手册表 2.481 选取数据铣刀直径 D = 100 mm 切削速度 Vf = 200 m/min切削宽度 ae= 85 mm 铣刀齿数 Z = 6 切削深度 ap = 0.4 mm则主轴转速 n = 1000v/ D = 637 r/min根据表 3.131 按机床选取 n = 600 /min则实际切削速度 V = Dn/1000 = 188.4 m/min铣削工时为：按表 2.510 L= 0.2 mm L1 = +1.5 =37.2mm L2 = 0 mm)(eead基本时间 tj = L/fm z = (0.2+37.2+0)/(6000.186) = 0.058 min=3.46s按表 2.546 辅助时间 ta = 0.43.46s =1.39s 1.7.5、粗铣、精铣 2-15 螺栓孔两端面1. 粗铣 2-15 螺栓孔两端面选用铣床 X62W根据机械制造工艺设计手册表 2.477(88)选取数据铣刀直径 D = 200 mm 切削速度 V = 500m/min铣刀齿数 Z = 24 切削深度 ap = 2.0 mm af = 0.35mm/r则主轴转速 n = 1000v/ D = 796 r/min根据表 3.174 按机床选取 n=800 r/min则实际切削速度 V = Dn/1000 =502.4m/min 铣削工时为：按表 2.510 L=40 mm L1= +1.5=81.5mm L2=2.0 mm)(eead基本时间 tj = L/fmz = (40+81.5+2.0) 2/(8000.35)=0.882 min=52.93s按表 2.546 辅助时间 ta = 0.452.93s= 21.17s2. 精铣 2-15 螺栓孔两端面选用铣床 X62W根据机械制造工艺设计手册表 2.477(88)选取数据下载后包含有 CAD 图纸和说明书,咨询 Q 197216396 或 1197098518铣刀直径 D = 200 mm 切削速度 V = 500m/min铣刀齿数 Z = 24 切削深度 ap = 0.2 mm af = 0.35mm/r则主轴转速 n = 1000v/ D = 796 r/min根据表 3.174 按机床选取 n=800 r/min则实际切削速度 V = Dn/1000 =502.4m/min 铣削工时为：按表 2.510 L=40 mm L1= +1.5=81.5mm L2=0.2mm)(eead基本时间 tj = L/fmz = (40+81.5+0.2) 2/(8000.35)=0.869 min=52.16s按表 2.546 辅助时间 ta = 0.452.16s= 20.86s1.7.6 铣宽 60两侧面 选用铣床 X62W根据机械制造工艺设计手册表 2.477(88)选取数据铣刀直径 D = 100 mm 切削速度 V = 200m/min铣刀齿数 Z = 24 切削深度 ap = 2.0 mm af = 0.35mm/r则主轴转速 n = 1000v/ D =637 r/min根据表 3.174 按机床选取 n=600 r/min则实际切削速度 V = Dn/1000 =18.8m/min 铣削工时为：按表 2.510 L=40 mm L1= +1.5=50.5mm L2=2.0 mm)(eead基本时间 tj = L/fmz = (40+50.5+2.0) /(6000.35)=0.440 min=26.43s按表 2.546 辅助时间 ta = 0.4可持续夹具及固定装置的高精度安装的方法论J. Jamshidi，P.G. maropoulos英国巴斯大学机械工程学系摘要在夹具安装阶段，夹具组件的精确测量能力决定其精确性，尤其是对大尺寸的产品和应用来说。大量定制一些在设计上有多样性的小批量产品和零部件是十分重要的。产品质量应该与迅速转换理念相互协调，对于敏感元器件及组件而言，以牺牲产品质量来提高速度是不明智的，例如在航空航天工业中所看到的那些零部件。提高精确性对于夹具的安装是很有必要的，为了要尽量少用，这可取决于夹具和夹具定位变化的耐受性预算。在航空航天工业中，灵活和可重构夹具的概念的发展及固定装置是夹具的主要开销成本。吸引他们的是重构夹具的可重用性，可持续使用是由于那些零部件也能够被重新应用到许多种产品和装配中去。一直不佳的准确性和可靠性为这类夹具的缺点，这篇论文主要是研究可持续夹具主要零部件的精确定位，影响夹具性能的因素在安装阶段会得以审查。本文介绍了一种在灵活夹具中为了最大限度地减少定位和夹紧的不确定性的方法。关键词:可持续性夹具；夹具安装；校准不确定性；夹具的监测；计量；可重复使用的夹具1引言质量和可靠性等因素早已经转换为新零件固有的特征。在他们的产品和服务范围内，近期市场趋势已经迫使制造业走向大规模定制。其次增加新陈品的多样化设计在部件和组件级别上遵循第二次高幅度的变化。有先进制造系统和技术的国家提供了更多的灵活性，能使设计师更加自由的发挥想象。例如在过去几十年发展起来的一种新的大体积测量方法，就能测量及公丈的距离。用来检测大尺寸零件的这些设备通常是由多个组装部件所制造出来的。在重组和装配期间，那些大尺寸产品的制造需要用到专用的夹具和固定装置，以便于他们的零部件能够被定位在设计基准上。对于大批量产品，在计算机辅助软件上就能估算出其主要的花费需求，否则，在某些情况下或以其他方式生产的产品成本可能会是非常高的。这个问题与客户不断用钱来寻求具有更高价值的市场需求相互矛盾。用一种典型的变化产品可以创建一个更加具有持续性的商业，因为它能够满足相对比较大地市场需求。由支持产品变化的不同形状的产品而形成的灵活和可重构夹具及固定装置则是应对上述挑战关键的解决方案。灵活夹具的概念已经在研究领域存在了几年 1。然而，它们在很大程度上没有充分利用真正的生产设施，尤其是大尺寸产品的制造，如航空航天设备。这是由于关于它们的初始安装、校准困难和可重复性等挑战往往超出公差要求。这些夹具和高品质关键部件装置的制造以及大量的集成计量系统，都可以减少上述限制。本文包括了有关安装的计量问题和灵活的夹具校准以及检测服务。2相关工作2.1大型零件的制造和装配通常把要精密制造的机械零件移动到机床工作台是必需的，先进行粗加工，然后精对准和夹紧。在这个阶段，一方面是准备用于加工高精度的关键所在，然而，这对于一些大尺寸或重的零部件并不总是可以实现的。大型产品是指那些与一些不经济的可能需要处理或在工厂周围移动的的组件一起来达到制造和装配的目的 2。制造业和这些部件的装配工艺包括所需机器和系统的运动以及这些部件的位置和方向。这些零部件通常定位在大尺寸夹具及固定装置上该定位的位置。如果这些部件以小批量生产，在航空航天工业、高开销的情况下，每个产品将会出现。在设计和制造夹具上，已经有了许多尝试，以便于能够持有许多种组件的变种。然而，这方法是不可行的，因为敏感或关键的零部件完全是由它们的高精度要求所决定的。与固定的夹具相比较，可调、可重构夹具会产生更低的重复性。固定夹具有固定的方式，可以通过焊接或铆接的接头固定在一起来实现。这些机械故障，例如夹具和固定装置由于疲劳和塑料变形就是一个终止其服务的主要原因，发送它们再进行回收。小批量制造的需求是目前常见的淘汰不合格夹具，其使用寿命取决于产品的生命周期。换句话说，在制造变种零件停止不久之后，与之有关联的夹具和固定装置将会变得多余。即使夹具有工作顺序，但它们仍然有报废并送往循环再造。这种方法会带来高负担回收的能耗。在大尺寸零件下的固定夹具和夹具的漂移以及夹具都能影响大尺寸零件组装的精确性 5。对于大尺寸的夹具已经开发出了几种分析夹具刚性的方法，可用来评估振动的影响因素。在任何情况下更加可持续生产要通过选择性方案才能得以实现。如图 2.1所示。图 2.1 典型的大型夹具元件用于制造所延误的时间是固定夹具的又一重大缺点，这些夹具应该在制造前就被订购，在生产计划和产品上市前还可以创建额外的复杂性。不管他们的类型，大型夹具有一些共同的元素，包括一个主框架、内在的框架，有可能有一个或数多个可移动的机制或更小的组件，如钳、套管、皮卡和可调螺丝 表 1。2.2柔性夹具开发的柔性夹具的概念增加了其可持续性、快速转换以及降低了成本。现在可以使用现成的模块来设计和组装夹具。根据规定，只有极少数夹具的专用零件需要设计和制造。以这种概念看，大多数散装部件、附件关节都应用的很具体。一旦产品设计变异完全制造出来，然后就可以拆卸上述组件和重组成一种新的元件来与未来的设计变异相匹配。因为组装和组件范围上的设计都相当接近，所以这种方法是最能降低夹具成本的。根据组件的变化水平和工作类型的需求，每一个不同比例的柔性夹具都需要被重新安排。为了增加使用这种类型夹具的效益，这个问题在设计阶段考虑是十分重要的。例如，在可能的情况下，皮卡车的位置和三维定位夹具上的组件的不同变种，甚至完全不同的部分应该是在靠近增加兼容性和夹具子系统间变性。夹具关键部件的收集在短期内能保证所需夹具的可用性。另外，这些夹具的存储需要很少空间，因为拆除所有模块是可能的，通常以脚手架的形式并把它们彼此放在一起。目前在一些汽车公司应用到柔性夹具，因为它们的精度等级是足够满足的。大尺寸制造的夹具设施尽管没有许多柔性夹具那样操作灵活，比如航空航天设备。准确性和定位销的不确定性、夹具的可重复性以及夹具结构的漂移都出现这样一个事实，这些夹具在发电和航空航天等工业不能满足公差要求。一旦它们的精度问题得以解决，这些夹具在上述的工业中将会有很高的利用价值。图 2.2 夹具与汽车行业中的可重构组件大量的体积计量系统和技术一直有许多新的发展。依靠计量系统和技术的现代激光技术现在就能够测量一些可接受精度的大尺寸产品甚至到几公丈的产品。在安装和初期安装调试期间，这些系统能够用来精确定位一些夹具的关键部件。夹具的安装通常开始形成机架或主要框架，然后是那些大的部件和像皮卡和夹具那样逐渐更小的零部件。计量系统能够用于柔性夹具的主要框架和其内部框架的安装，从而来保证每个零部件彼此之间的准确定位。表 1显示了这些大规模的测量系统数。跟踪系统能够测量基准点，它是实现这一目的的最合适的测量系统。一起跟踪球式反射镜在三维空间内都可以认准所要记录的位置。球式反射镜可以直接练习目标对象来提供几何位置信息或可以在机械重复的球式反射镜下应用，从这个角度用激光来跟踪目标或短期目标。像一些其他测量仪器的激光跟踪有时候不确定，在夹具的安装过程中需要做以说明。此外，激光跟踪和目标点之间的光线问题还应该考虑到。如果必要的话，多个跟踪职位都可以使用，在实际测量活动中，其结果必然是伴随着一个不确定的说明。经过测量，这些给定的分散的特征值是合理的，这个问题与一些夹具或夹具的安装及以后的审核都是一样的。这些知识阐明了一个给定的定位夹具的能力和装配任务。换句话说，它表示在其相关流程中一套夹具是否能够满足公差要求。2.3夹具理论比较为了用于多种生产装置和组装应用，在不同的公司也有大量不同形状和设计的夹具。这些夹具中的某一些的形式都是标准形式，然而另一些是经过专门设计和制造的特殊零部件。后者可以说是建立在产品的复杂性和大规模的基础上的，所以可能会是非常昂贵的 9。无论成本和目的如何，制造和组装过程都可以完成，要么不使用夹具，要么用固定帧夹具或用可重构或柔性夹具。表 2对它们的典型应用的这些方法做出了比较。固定框夹具通常用于重型应用上，它们更适合于应用在能够减轻花费开销的大量产品上。对于制造业和大型组装及复杂产品来说，柔性夹具的应用有很多好处。特别是在研究和发展工作中，以及低容量产品的情况下，制造柔性夹具和夹具可能会是非常有益的。除了在时间和金钱上使利益均衡外，柔性夹具还会有一个更加灵活的设计思路。由于在夹具的制造和装配过程中，会直接和经常改变夹具的拓扑成本。与传统夹具相比较，这种类型的柔性夹具的可重用性和可重构性是一个主要的优点。这一点尤为重要，因为它在绿色制造方面符合行业的发展方向，通过回收使用系统的组成部件，为相关项目的工装费用降低了项目成本。表 2.1 用于验证夹具大量的例子、便携式测量仪器仪器 辅助部件测量类型接触式 非接触式图像赛立信探头 是激光跟踪仪T型探头 是激光雷达 球形目标 是目标 是摄影光投影 是基于激光扫描头 是关节臂三坐标测量机接触探头 是2.4 柔性夹具的安装本节中描述的夹具在安装过程中需要考虑一些问题。夹具元件安装在合适位置可以说是一种挑战，尤其是当定位公差比较小时，柔性夹具也应当被监测以便于开发和与传统夹具相比较它们的刚性。给出了一个通用的描述阶段根据初步夹具安装在仿真软件环境和利用一些尺寸为 5m4m3m的大尺寸夹具的实际实验结果来测量指令阶段。这是不论这个夹具是否是第一次安装在夹具中还是对已经存在的夹具只做外形上的更换，其都是为了定位不同的零部件。根据其复杂性，一种典型的大尺寸夹具具有三至五个结构。通常除了有一个主框架之外，在每一个级别的基本水平，也可以由一个或多个结构。这些结构用来作为参考以便于作为夹具基准来定位。在一个自动化固定的平台上，机器系统会进行多项任务，比如定位、加工和进行装配。因此机器人的工作基准与夹具的工作框架相联系。仔细考虑夹具的综合数据，会确保后续安装达到预期的公差要求。2.4.1 测试辅助柔性夹具的安装柔性夹具的安装在第一次进行模拟仿真时有几个安装阶段。使用模拟演习，在这个工程中可以减少一些潜在的错误和返工。测量辅助安装过程是类似的跟踪对象位置的过程，是常见的大尺寸组件用到的。夹具的组件先用这种方法使其大致位置公差在 1mm以内，然后当所有的夹具组件被放到所设计的位置时，在 0.1mm至 0.15mm公差内，它们可以使用适当的扭矩收紧。典型的计量协助柔性夹具安装阶段如下：在出厂时设置初试参考结构；测量初始参照系；安装基地或其位置的主框架；安装脱机内结构；安装控股和定位；在内框和主框架位置安装钳、套管和皮卡。底座上安装内框；重点定位元件的精细调整和紧固；核查参照系和夹具；对于夹具关键位置的服务监测。这些阶段是从无到有夹具的完整安装。更不用说，在设计变化略有变化的情况下，一些下面的操作将被忽略。表 2.2 不同夹具理念之间简明的比较典型特征 固定框架 柔性夹具 夹具应用 大批量产品 小批量产品 样机唯一性 可重复性 可重构性 成本效益耐用性 非常高 高 低优点刚度 非常高 刚性不确定 低重量 重 中 低可移植性 不可移植 难以在每一个安装中定位难以进行成本 非常高 中等 低缺点生产时间 长 中等 短2.4.2 柔性夹具的安装柔性夹具安装过程中采取了以下阶段：安装夹具的主框架；移动单元和子系统组装；夹具内框架在夹具装配中的安装；皮卡和夹具的装配。主框架通常是夹具的骨干。因此，它一般不会改变外形，和内框架及较小的元素如衬套、皮卡和夹具一样具有规律性。慎重考虑制造过程可以减少夹具元件较大元素的重新排列，也会更进一步节约时间和成本。图 3显示了三组不同活动小组对于柔性夹具的安装过程。在这个过程中，假定夹具的标准件是从可供选择的现成的部件和组件中选出来的，然后提前在大量的物理安装测试和调试时以降低测量不确定度来进行一次夹具安装。一旦达到可接受水平的不确定性的物理安装才能进行。图 2.3 柔性夹具的测量辅助安装程序在夹具安装过程中，它可能需要用到多个测量系统或用到包括一套完整夹具安装关键点的测量系统。这应该包括在夹具维修期间放在工厂的地板和墙壁上的稳定性及漂移检查的目标参考点。在夹具上定位的关键点、测量仪器的不确定性应该予以考虑。作为一个经验法则，每个夹具关键位置的定位的准确性应该是在 10倍，甚至比所需的耐受性更好。换句话说，如果组件公差指定至 0.1mm，则夹具定位精度至少应为0.01mm。柔性夹具安装的最佳做法如下：一个工厂的墙壁和地板上的初始参考点的位置是首选，以减少测量的不确定性；应验证该仪器所在位置上经常使用初始参考点的基地；在每个夹具的大节上，为更好地具有跟踪和可重复性，可以附加多个球式反射跟踪系统；夹具大型组件有关于弯曲或扭曲的测量应集中在角梁的中央部分，以减少定位误差；内框架参考点应选择尽可能远的创建框的坐标系统。这可能会导致在内框坐标系时的较小的不确定性。3.不确定性由于评估的结果旨在对于所描述物体真正价值范围内的评估定位，则不确定性被定义为胶 8。这里的不确定性来自两方面的审查，首先是与测量过程中有关的，其次是与夹具定位的不确定性有关。测量不确定性的一些因素，如灰尘、重力、温度、气压、湿度、测量仪器和相关软件中的系统误差、操作人员的技能、接触探针或球式反射跟踪仪。基于胶 8的定义，测量结果应伴随着它的不确定性说明，这些错误详细来源的讨论超出了本文的范围。已经有多项研究来建立真正的不确定性的一些测量仪器 10、11 。夹具关键点的测量结果应该包括相关的置信水平。除了最初的不确定性上升的测量仪器，夹具的不确定性还有其他方面的影响。夹具框架方面的应用由于产品重量以及制造工艺过程在夹具框架中能创建一些弹性变形。夹具有了集成化、自动化和移动部分，是这个问题变得更加复杂。仔细考虑夹具设计阶段不确定性的来源可以在一个给定的情况下减少过度使用公差预算的风险。夹具的精度和夹具的成本之间有着直接的关系。然而，整体的成本也应该被考虑在内。高数额的零部件有更长的使用寿命。换句话说，质量特征接近平均值是，在使用过程中会很少失效。朝六个方向靠近在安装时是很必要的，然后是在高精度夹具和敏感部位上的可重构、柔性夹具及夹具的监测。4.讨论柔性夹具适用于组装和在加工部分有不同的设计和几何参数。尤其是当这些部件之间的设计变化小时，这种类型的夹具被证明是具有成本效益和快速的解决方案，这是因为它可能会通过夹具重新配置到一个新的产品或组件的变种上。然而，当所需的零件盒装配的设计完全不同时，可能需要不同尺寸夹具组件的完整地重排，因此，在设计一个新的零件和重组夹具的拓扑结构时应该考虑到要便于减少夹具的安装和重新配置的时间以及成本，并最大限度的重用现在的组件在当前的装配中。一个柔性夹具有许多种装配方式，是由于其灵活性。在正确的安装顺序下选择合适的组件，可以最大限度的节约成本和时间。本次选择的过程中应该对未来产品的夹具的潜在的重用予以考虑。在产品不断变化的情况下，计划和设计夹具框架是很重要的。使用定制的夹具、紧固件、轴套和其他夹具元件都是降低成本的关键问题。仿真软件和工具的广泛使用，可以减少返工和浪费夹具材料相关的成本。例如测量仪器，其目标点之间的视线检查就会使用这些软件来辅助。图 4显示了柔性夹具安装在测量仿真软件中的第一个阶段。由于夹具正在兴建的模拟的效益越来越明显，因此它可以突出仪器与目标测量点的水平视线的问题和不确定性。由于关于夹具操作中重量和力使夹具元件的电位漂移和变形，则可以提前在仿真中分析以及在购买夹具元件方面的财政。更重要的是，这种工具允许更好的装配和制造等操作，因为它们能提前分析出夹具的长处和弱点，揭示其物理设置。选择合适的测量仪器最重要的是要协助夹具安装的的计量。一个连贯的计量系统，其测量结果的不确定性能够决定夹具的不确定性，也暴露了夹具和是否符合一个给定的公差范围内所需任务的能力。图 4.1 测量辅助夹具安装的模拟过程由于关于夹具操作中重量和力使夹具元件的电位漂移和变形，则可以提前在仿真中分析以及在购买夹具元件方面的财政。更重要的是，这种工具允许更好的装配和制造等操作，因为它们能提前分析出夹具的长处和弱点，揭示其物理设置。选择合适的测量仪器最重要的是要协助夹具安装的的计量。一个连贯的计量系统，其测量结果的不确定性能够决定夹具的不确定性，也暴露了夹具和是否符合一个给定的公差范围内所需任务的能力。总结零件和装配体应该以尽量减少夹具成本的方式来设计，以满足使用标准组件。如果在夹具更新至下一产品时提前思考，则其速度和成本可能会增加。在夹具和固定装置的设计上有强大的总成本、碳足迹及其可持续性。它往往要求生产出只有极少数的典型设计或产品，子系统或组件，以满足产品的变化和客户的需求。对于大型产品的几何尺寸超出几米夹具的可能会造成重大的开销。此外，一旦所需的零部件倍制造出来，这些夹具则会变得多余。常规回收多余夹具是不经济的。因此，找到增加夹具的灵活性才是所需求的方法。柔性夹具和夹具的概念已存于二十余年。然而它们的潜能还没有真正发挥，是由于其精度可可重复性的不确定性。高精度计量系统现在能够用来对夹具进行初始安装和服务。然后使用该系统有可能重新设定夹具元素使其精确到一个新的拓扑结构，以便于定位不同几何位置的组件，允许几次使用夹具。本文提出了一种对于大规模柔性夹具及夹具初始定位和安装的通用的算法。计量辅助夹具安装的新概念被证明对复杂的设置和夹具的安装是有益的。当完全装配好时，夹具的稳定性可以通过慎重考虑和选择夹具几何位置上的关键点来予以保证。这种方法将应用于大尺寸元件和产品的制造以及装配件，尤其是应用于航空航天和发电工业中。