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1、 畢業(yè)論文 機床夾具及大批量生產的實現(xiàn) 學院（系）： 機電工程系 專 業(yè)： 機械制造及自動化 學 號： 091213119 學生姓名： 指導教師： 目 錄 摘要 1 一、機床夾具的基本概況 2 1、機床夾具的概念 2 2、機床

2、夾具的分類 2 3、機床夾具的組成 2 4、機床夾具的功用 2 5、機床夾具的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 2 二、批量生產 3 1、批量生產的概況 3 2、機床大批量生產的實現(xiàn)過程 3 3、對于

3、專用夾具的設想 3 批注 4 致謝 5  摘 要 在使用機床進行加工生產的過程中，夾具是一個占著舉足輕重地位的部件，可以這么說，一臺機床夾具的好壞，直接決定著生產效率以及產品的質量。因此，夾具也成為一門獨立于機床系統(tǒng)之外的專門學科。本文借助于五菱柳機動力有限公司機加工車間缸蓋老線X52K立式改裝銑床及VA40加工中心的夾具系統(tǒng)以及相關的資料，對機床夾具進

4、行系統(tǒng)性的闡述及機床夾具對機床實現(xiàn)大批量生產過程的作用進行探討。 論文分為兩大部分，第一部分為夾具的介紹；第二部分責根據(jù)本人于五菱柳機動力有限公司的生產實習情況所學獲的知識，對使用專用夾具進行大批量生產的探討和建議。 探究的結果表明，在使用機床進行生產的過程中，夾具是一個具有決定性作用的部分，要實現(xiàn)大批量的生產，必須通過對夾具的研制，使用專用的夾具，才能實現(xiàn)這一過程。 本文的特色在于引用大量的專業(yè)資料，對夾具進行了深入性的闡述，并對機床批量生產的過程有著見解性的探討。 關鍵詞：夾具；專用夾具；批量生產  一、機床夾具的基本概況 1.機床夾具的概念 機床夾具是機床上用以裝夾工

5、件（和引導刀具）的一種裝置。其作用是將工件定位，以使工件獲得相對于機床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。 2.機床夾具的分類 （1）、按專門化程度分類 1）通用夾具 通用夾具是指已經標準化的，在一定范圍內可用于加工不同工件的夾具。例如，車床上三爪卡盤和四爪單動卡盤，銑床上的平口鉗、分度頭和回轉工作臺等。這類夾具一般由專業(yè)工廠生產，常作為機床附件提供給用戶。其特點是適應性廣，生產效率低，主要適用于單件、小批量的生產中。 2）專用夾具 專用夾具是指專為某一工件的某道工序而專門設計的夾具。其特點是結構緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產效率，但設計制造周期

6、較長、制造費用也較高。當產品變更時，夾具將由于無法再使用而報廢。只適用于產品固定且批量較大的生產中。 3）通用可調夾具和成組夾具 其特點是夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調整，以適應不同零件的加工。用于相似零件的成組加工所用的夾具，稱為成組夾具。通用可調夾具與成組夾具相比，加工對象不很明確，適用范圍更廣一些。 4）組合夾具 組合夾具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的標準元件和部件組裝而成的夾具。由專業(yè)廠家制造，其特點是靈活多變，萬能性強，制造周期短、元件能反復使用，特別適用于新產品的試制和單件小批生產。 5）隨行夾具 隨行夾具是一種在自動線上使用的夾具。該夾具

7、既要起到裝夾工件的作用，又要與工件成為一體沿著自動線從一個工位移到下一個工位，進行不同工序的加工。 （2）、按使用的機床分類 由于各類機床自身工作特點和結構形式各不相同，對所用夾具的結構也相應地提出了不同的要求。按所使用的機床不同，夾具又可分為：車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、磨床夾具、齒輪機床夾具和其他機床夾具等。 （3）、按夾緊動力源分類 根據(jù)夾具所采用的夾緊動力源不同，可分為：手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液夾具、電動夾具、磁力夾具、真空夾具等。 3.機床夾具的組成 （1）、定位元件 它與工件的定位基準相接觸，用于確定工件在夾具中的正確位置，從而保證加工時

8、工件相對于刀具和機床加工運動間的相對正確位置。如圖6-1中的定位銷6。 （2）、夾緊裝置 用于夾緊工件，在切削時使工件在夾具中保持既定位置。如圖6-1中的螺母5和開口墊圈 （3）、對刀、引導元件或裝置 這些元件的作用是保證工件與刀具之間的正確位置。用于確定刀具在加工前正確位置的元件，稱為對刀元件，如對刀塊。用于確定刀具位置并導引刀具進行加工的元件，稱為導引元件。如圖6-1中的快換鉆套 (4)、連接元件 使夾具與機床相連接的元件，保證機床與夾具之間的相互位置關系。 (5)、夾具體 用于連接或固定夾具上各元件及裝置，使其成為一個整體的基礎件。它與機床有關部件進行連接

9、、對定，使夾具相對機床具有確定的位置。 (6)、其它元件及裝置 有些夾具根據(jù)工件的加工要求，要有分度機構，銑床夾具還要有定位鍵等。 以上這些組成部分，并不是對每種機床夾具都是缺一不可的，但是任何夾具都必須有定位元件和夾緊裝置，它們是保證工件加工精度的關鍵，目的是使工件定準、夾牢。 4、機床夾具的功用 (1)、能穩(wěn)定地保證工件的加工精度 用夾具裝夾工件時，工件相對于刀具及機床的位置精度由夾具保證，不受工人技術水平的影響，使一批工件的加工精度趨于一致。 (2)、能減少輔助工時，提高勞動生產率 使用夾具裝夾工件方便、快速，工件不需要劃線找正，可顯著地減少輔助工時；工件在夾具中

10、裝夾后提高了工件的剛性，可加大切削用量；可使用多件、多工位裝夾工件的夾具，并可采用高效夾緊機構，進一步提高勞動生產率。 (3)、能擴大機床的使用范圍，實現(xiàn)一機多能 根據(jù)加工機床的成形運動 ，附以不同類型的夾具，即可擴大機床原有的工藝范圍。例如在車床的溜板上或搖臂鉆床工作臺上裝上鏜模，就可以進行箱體零件的鏜孔加工。 5、機床夾具的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 夾具最早出現(xiàn)在18世紀后期。隨著科學技術的不斷進步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備。 (1)．機床夾具的現(xiàn)狀 國際生產研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產的工件品種已占工件種類總數(shù)的85%左右?，F(xiàn)代生產要求企業(yè)所制

11、造的產品品種經常更新?lián)Q代，以適應市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬套專用夾具；另一方面，在多品種生產的企業(yè)中，每隔3~4年就要更新50~80%左右專用夾具，而夾具的實際磨損量僅為10~20%左右。特別是近年來，數(shù)控機床、加工中心、成組技術、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術的應用，對機床夾具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地裝備新產品的投產，以縮短生產準備周期，降低生產成本； 2）能裝夾一組具有相似性特征的工件； 3）能適用于精密加工的高精度機床夾具； 4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術的新型機

12、床夾具； 5）采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置，以進一步減輕勞動強度和提高勞動生產率； 6）提高機床夾具的標準化程度。 （2）．現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標準化、精密化、高效化和柔性化等四個方面。 1）標準化 機床夾具的標準化與通用化是相互聯(lián)系的兩個方面。目前我國已有夾具零件及部件的國家標準：GB/T2148~T2259－91以及各類通用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產，有利于縮短生產準備周期，降低生產總成本。 2）精密化 隨著機械產品精度的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結構類型很多

13、，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達0.1"；用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為5μm。 3）高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有自動化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在試驗轉速為9000r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生產流水線、自動線配置相應的高效、自動化夾具外，在數(shù)控機床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動裝夾工件的夾具以及自動更換夾具的

14、裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機床的效率。 4）柔性化 機床夾具的柔性化與機床的柔性化相似，它是指機床夾具通過調整、組合等方式，以適應工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾具種類主要有：組合夾具、通用可調夾具、成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應現(xiàn)代機械工業(yè)多品種、中小批量生產的需要，擴大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結構為可拆結構，發(fā)展可調夾具結構，將是當前夾具發(fā)展的主要方向。 二、批量生產 這一板塊參考于五菱柳機動力有限公司機加工車間老線缸蓋生產線60及80號工序（以下簡稱柳機）的加工工藝進生產過程。 1、批量

15、生產的概況 企業(yè)生產幾種產品，但不是同時生產這幾種產品，而是一次一種分批次批量生產的一種企業(yè)生產組織方式。批量是指企業(yè)(或車間)在一定時期內，一次出產的、在質量、結構和制造方法上完全相同產品(或零部件)的數(shù)量。具有多品種加工能力，成批輪番加工制造產品的生產類型，其批量大小不一，一般同時采用專用設備及通用設備進行生產，按每種產品每次投入生產的數(shù)量，分為大批量生產、中批量生產和小批量生產三種。 一種生產方法，指不考慮實際的需求，而大批量的生產，導致半產品堆積在下一個生產工序，造成大量庫存（包括在制品與成品）。 正確選擇批量大小和合理確定批量的間隔生產期，對提高批量生產的經濟效益十分重要大

16、批量生產比小批量生產可以節(jié)約原材物料，減少機器設備和工夾具的更換時間，可以大批購進原材料：工人能夠比較長期地從事一種作業(yè)，易于提高勞動的熟練程度，因而勞動生產率較高、經濟效益較好。但是，批量并不是越大越好。如果批量過大，會造成生產周期長，原材料、半成品存儲量過多，從而要占用較多的資金和較大的生產面積，影響經濟效益的提高。企業(yè)要經濟合理地組織批量生產，必須根據(jù)社會需求，市場預測、產品成本、機器設備利用狀況等多種因素，確定合適的批量生產，確定批量生產的方法很多，最主要、最常用的有： 最小批量法、經濟批量法和間隔生產周期法三種。 2、機床大批量生產的實現(xiàn)過程 大批量生產類型往往用倒沖法來計算原

17、材料的使用。所謂倒沖法是根據(jù)已生產的裝配件產量，通過展開物料清單，將用于該裝配件或子裝配件的零部件或原材料數(shù)量從庫存中沖減掉。它基于通過計算得出的平均值，而不是實際值。大批量生產類型需要計劃生產的批次，留出適當?shù)拈g隔，以便對某些設備進行修理。 使用機床生產大批量的工件，使用常規(guī)的夾具進行裝夾加工是不科學的，因為使用普通通用夾具生產的過程中，必須每次進行對刀操作，不但浪費時間是，生產效率低下；而且更重要的是在操作過程中增大了誤差，影響加工質量，可謂費時又費力，又不能得到我們想要的生產效果。 所以，在這種情況下，就必須經由專門的人員部門研制對應產品的夾具，進行裝夾加工。柳機60號工序的加

18、工內容是半精銑氣缸蓋罩底面，使用X52K立式改裝銑床進行加工，如果按照常規(guī)的方法加工，將會非常耗時好事。所以，經過技術部門的研究，該銑床使用具有兩個定位基準的專用虎口鉗氣動夾具進行裝夾，即省時省力又能保證加工質量。 3、關于專用夾具的一些想法 在柳機實習的幾個月中，通過實踐學習，我對C52K立式改裝銑床以及VA—40加工中心的操作和原理有了一定的了解。在生產過程中，發(fā)現(xiàn)要保證工件的加工質量的最重要的步驟就是裝夾過程中需把夾具裝夾面的雜質鐵屑清楚干凈。這是一項細致活，對于年產量要求60萬件的大企業(yè)來說，有點費時，但不得不做！所以，若果能在氣動夾具的裝置上再添加一道自動除屑裝置，那操作起來將

19、會事半功倍。這一自動除屑裝置，可以是與家具啟動裝置連接在一起的氣槍，也可以通過且血液對夾具夾面的沖洗裝置完成。 參考文獻 【1】→朱耀祥，浦林祥?！冬F(xiàn)代夾具設計手冊》：機械工業(yè)出版社，2010版 【2】→國家機械工業(yè)委員會。《機制工藝基礎與夾具》：機械工業(yè)出版社，1998版 【3】→謝增文，鐘德奎，陳成瑞等?！段辶饬鴻C老線缸蓋加工工藝》；五菱柳機動力有限公司，2006年  致 謝 畢業(yè)論文即將完成，我的學生生涯也要告一段落了。借此機會，我要對三年來幫助過我的人表示深深的感謝。 三年的大學學習生活中，首先，通過系統(tǒng)專業(yè)的學習，在個學科老師悉心的教導之下，我對于機械制造

20、及自動化這一學科有了一定的掌握，掌握了相關的專業(yè)知識，也有了自己一些相對而言比較獨到的見解。同時，也對機械行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀有了初步的認識，意識到自己若想要在這個行業(yè)有所作為，現(xiàn)階段所欠缺的知識技能還很多，仍需要通過不斷地實踐學習來完善自我。 另外，更重要的，通過這三年的大學生活，我對社會的認知有了質的提高，不再像高中那般懵懵懂懂。自我素質修養(yǎng)和精神層面的言行得到了質的提煉，我相信自己一定可以在進入社會后創(chuàng)出自己的一番事業(yè)。 最后，我忘不了剛剛入學時班主任楊美娜老師對我的批評和鼓勵，感謝您給我打了一針大學生活的興奮劑，上了人生重要的一課。忘不了在實訓課上因為覺得簡單而不重視，以致被蒙超華老師成功“刁難”和“叼杠”，感謝您讓我明白事無巨細的道理。更忘不了曾憲明老師說過的話：“這是一個靠本事說話的社會！”，感謝您的金玉良言。 別了桂電，別了我的大學生活，別了我的學生時代！我的每一位老師，感謝你們！感謝你們在我人生最需要光明的時候送我一盞盞明燈！ 此致 敬禮