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1、 畢業(yè)論文 機(jī)床夾具及大批量生產(chǎn)的實現(xiàn) 學(xué)院（系）： 機(jī)電工程系 專 業(yè)： 機(jī)械制造及自動化 學(xué) 號： 091213119 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 目 錄 摘要 1 一、機(jī)床夾具的基本概況 2 1、機(jī)床夾具的概念 2 2、機(jī)床

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

3、專用夾具的設(shè)想 3 批注 4 致謝 5  摘 要 在使用機(jī)床進(jìn)行加工生產(chǎn)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(jī)床夾具的好壞，直接決定著生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，夾具也成為一門獨立于機(jī)床系統(tǒng)之外的專門學(xué)科。本文借助于五菱柳機(jī)動力有限公司機(jī)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(guān)的資料，對機(jī)床夾具進(jìn)

4、行系統(tǒng)性的闡述及機(jī)床夾具對機(jī)床實現(xiàn)大批量生產(chǎn)過程的作用進(jìn)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(zé)根據(jù)本人于五菱柳機(jī)動力有限公司的生產(chǎn)實習(xí)情況所學(xué)獲的知識，對使用專用夾具進(jìn)行大批量生產(chǎn)的探討和建議。 探究的結(jié)果表明，在使用機(jī)床進(jìn)行生產(chǎn)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(chǎn)，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(jìn)行了深入性的闡述，并對機(jī)床批量生產(chǎn)的過程有著見解性的探討。 關(guān)鍵詞：夾具；專用夾具；批量生產(chǎn)  一、機(jī)床夾具的基本概況 1.機(jī)床夾具的概念 機(jī)床夾具是機(jī)床上用以裝夾工

5、件（和引導(dǎo)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(jī)床和刀具的正確位置，并把工件可靠地夾緊。 2.機(jī)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(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的，在一定范圍內(nèi)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(zhuǎn)工作臺等。這類夾具一般由專業(yè)工廠生產(chǎn)，常作為機(jī)床附件提供給用戶。其特點是適應(yīng)性廣，生產(chǎn)效率低，主要適用于單件、小批量的生產(chǎn)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(shè)計的夾具。其特點是結(jié)構(gòu)緊湊，操作迅速、方便、省力，可以保證較高的加工精度和生產(chǎn)效率，但設(shè)計制造周期

6、較長、制造費用也較高。當(dāng)產(chǎn)品變更時，夾具將由于無法再使用而報廢。只適用于產(chǎn)品固定且批量較大的生產(chǎn)中。 3）通用可調(diào)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(diào)整，以適應(yīng)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(diào)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(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)，制造周期短、元件能反復(fù)使用，特別適用于新產(chǎn)品的試制和單件小批生產(chǎn)。 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(jìn)行不同工序的加工。 （2）、按使用的機(jī)床分類 由于各類機(jī)床自身工作特點和結(jié)構(gòu)形式各不相同，對所用夾具的結(jié)構(gòu)也相應(yīng)地提出了不同的要求。按所使用的機(jī)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(jī)床夾具和其他機(jī)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(jī)床夾具的組成 （1）、定位元件 它與工件的定位基準(zhǔn)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(jī)床加工運(yùn)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(dǎo)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(dǎo)引刀具進(jìn)行加工的元件，稱為導(dǎo)引元件。如圖6-1中的快換鉆套 (4)、連接元件 使夾具與機(jī)床相連接的元件，保證機(jī)床與夾具之間的相互位置關(guān)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(chǔ)件。它與機(jī)床有關(guān)部件進(jìn)行連接

9、、對定，使夾具相對機(jī)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(jī)構(gòu)，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(jī)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(guān)鍵，目的是使工件定準(zhǔn)、夾牢。 4、機(jī)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(jī)床的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)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(chǎn)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(jī)構(gòu)，進(jìn)一步提高勞動生產(chǎn)率。 (3)、能擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍，實現(xiàn)一機(jī)多能 根據(jù)加工機(jī)床的成形運(yùn)動 ，附以不同類型的夾具，即可擴(kuò)大機(jī)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(jìn)行箱體零件的鏜孔加工。 5、機(jī)床夾具的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 夾具最早出現(xiàn)在18世紀(jì)后期。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)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(jī)床夾具的現(xiàn)狀 國際生產(chǎn)研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85%左右。現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制

11、造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)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(chǎn)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(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對機(jī)床夾具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)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(jī)床夾具； 4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)

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(jìn)一步減輕勞動強(qiáng)度和提高勞動生產(chǎn)率； 6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。 （2）．現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向 現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化、精密化、高效化和柔性化等四個方面。 1）標(biāo)準(zhǔn)化 機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148~T2259－91以及各類通用夾具、組合夾具標(biāo)準(zhǔn)等。機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。 2）精密化 隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應(yīng)提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多

13、，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達(dá)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(chǎn)率，減輕工人的勞動強(qiáng)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(zhuǎn)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(chǎn)流水線、自動線配置相應(yīng)的高效、自動化夾具外，在數(shù)控機(jī)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(jī)床的效率。 4）柔性化 機(jī)床夾具的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指機(jī)床夾具通過調(diào)整、組合等方式，以適應(yīng)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(chǎn)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(diào)夾具、成組夾具、模塊化夾具、數(shù)控夾具等。為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴(kuò)大夾具的柔性化程度，改變專用夾具的不可拆結(jié)構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu)，發(fā)展可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)，將是當(dāng)前夾具發(fā)展的主要方向。 二、批量生產(chǎn) 這一板塊參考于五菱柳機(jī)動力有限公司機(jī)加工車間老線缸蓋生產(chǎn)線60及80號工序（以下簡稱柳機(jī)）的加工工藝進(jìn)生產(chǎn)過程。 1、批量

15、生產(chǎn)的概況 企業(yè)生產(chǎn)幾種產(chǎn)品，但不是同時生產(chǎn)這幾種產(chǎn)品，而是一次一種分批次批量生產(chǎn)的一種企業(yè)生產(chǎn)組織方式。批量是指企業(yè)(或車間)在一定時期內(nèi)，一次出產(chǎn)的、在質(zhì)量、結(jié)構(gòu)和制造方法上完全相同產(chǎn)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(chǎn)品的生產(chǎn)類型，其批量大小不一，一般同時采用專用設(shè)備及通用設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)，按每種產(chǎn)品每次投入生產(chǎn)的數(shù)量，分為大批量生產(chǎn)、中批量生產(chǎn)和小批量生產(chǎn)三種。 一種生產(chǎn)方法，指不考慮實際的需求，而大批量的生產(chǎn)，導(dǎo)致半產(chǎn)品堆積在下一個生產(chǎn)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(chǎn)期，對提高批量生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益十分重要大

16、批量生產(chǎn)比小批量生產(chǎn)可以節(jié)約原材物料，減少機(jī)器設(shè)備和工夾具的更換時間，可以大批購進(jìn)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(chǎn)率較高、經(jīng)濟(jì)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(chǎn)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(chǎn)面積，影響經(jīng)濟(jì)效益的提高。企業(yè)要經(jīng)濟(jì)合理地組織批量生產(chǎn)，必須根據(jù)社會需求，市場預(yù)測、產(chǎn)品成本、機(jī)器設(shè)備利用狀況等多種因素，確定合適的批量生產(chǎn)，確定批量生產(chǎn)的方法很多，最主要、最常用的有： 最小批量法、經(jīng)濟(jì)批量法和間隔生產(chǎn)周期法三種。 2、機(jī)床大批量生產(chǎn)的實現(xiàn)過程 大批量生產(chǎn)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(chǎn)的裝配件產(chǎn)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(chǎn)類型需要計劃生產(chǎn)的批次，留出適當(dāng)?shù)拈g隔，以便對某些設(shè)備進(jìn)行修理。 使用機(jī)床生產(chǎn)大批量的工件，使用常規(guī)的夾具進(jìn)行裝夾加工是不科學(xué)的，因為使用普通通用夾具生產(chǎn)的過程中，必須每次進(jìn)行對刀操作，不但浪費時間是，生產(chǎn)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(zhì)量，可謂費時又費力，又不能得到我們想要的生產(chǎn)效果。 所以，在這種情況下，就必須經(jīng)由專門的人員部門研制對應(yīng)產(chǎn)品的夾具，進(jìn)行裝夾加工。柳機(jī)60號工序的加

18、工內(nèi)容是半精銑氣缸蓋罩底面，使用X52K立式改裝銑床進(jìn)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(jīng)過技術(shù)部門的研究，該銑床使用具有兩個定位基準(zhǔn)的專用虎口鉗氣動夾具進(jìn)行裝夾，即省時省力又能保證加工質(zhì)量。 3、關(guān)于專用夾具的一些想法 在柳機(jī)實習(xí)的幾個月中，通過實踐學(xué)習(xí)，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(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)要保證工件的加工質(zhì)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(zhì)鐵屑清楚干凈。這是一項細(xì)致活，對于年產(chǎn)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(xiàn) 【1】→朱耀祥，浦林祥?！冬F(xiàn)代夾具設(shè)計手冊》：機(jī)械工業(yè)出版社，2010版 【2】→國家機(jī)械工業(yè)委員會。《機(jī)制工藝基礎(chǔ)與夾具》：機(jī)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(jī)老線缸蓋加工工藝》；五菱柳機(jī)動力有限公司，2006年  致 謝 畢業(yè)論文即將完成，我的學(xué)生生涯也要告一段落了。借此機(jī)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(xué)學(xué)習(xí)生活中，首先，通過系統(tǒng)專業(yè)的學(xué)習(xí)，在個學(xué)科老師悉心的教導(dǎo)之下，我對于機(jī)械制造

20、及自動化這一學(xué)科有了一定的掌握，掌握了相關(guān)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(jī)械行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀有了初步的認(rèn)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(xué)習(xí)來完善自我。 另外，更重要的，通過這三年的大學(xué)生活，我對社會的認(rèn)知有了質(zhì)的提高，不再像高中那般懵懵懂懂。自我素質(zhì)修養(yǎng)和精神層面的言行得到了質(zhì)的提煉，我相信自己一定可以在進(jìn)入社會后創(chuàng)出自己的一番事業(yè)。 最后，我忘不了剛剛?cè)雽W(xué)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(xué)生活的興奮劑，上了人生重要的一課。忘不了在實訓(xùn)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(xì)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(xué)生活，別了我的學(xué)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