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2013屆本科生畢業(yè)論文 學號： 機床杠桿臂鉆夾具及機械加工工藝規(guī)程設計 （文獻綜述） 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 班 級： 09級機械設計（1）班 作 者： 陳偉 指導教師： 羅 偉 2013年2月8日 前言： 近年來科技的發(fā)展迅速，各種新材料、新工藝和新技術(shù)的涌出，機械制造工藝正向著高質(zhì)量、高生產(chǎn)率和低成本方向發(fā)展。各種新工藝的出現(xiàn)已突破傳統(tǒng)的依靠機械能、切削力進行切削加工的范疇，可以加工各種難加工材料、復雜的型面和某些具有特殊要求的零件。數(shù)控機床的問世，提高了更新頻率的小批量零件和形狀復雜的零件加工的生產(chǎn)率及加工精度。特別是計算方法和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，加工工藝的進步，使工藝加工零件達到一個新的高度。工具是人類文明進步的標志，自20世紀末期以來現(xiàn)代制造技術(shù)與機械制造工藝自動化都有了長足的發(fā)展。但工具，含夾具、刀具、量具與輔具等，在不斷的革新中其功能仍然十分顯著。機床夾具對零件加工的質(zhì)量、生產(chǎn)率和產(chǎn)品成本都有著直接的影響。因此無論在傳統(tǒng)制造還是現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，夾具都是重要的工藝裝備。機械加工工藝規(guī)程是規(guī)定產(chǎn)品或零部件機械加工工藝過程和指導企業(yè)生產(chǎn)管理過程和車間生產(chǎn)操作方法，質(zhì)量標準驗收等的工藝文件。因此，機械加工工藝規(guī)程在機械加工中起著重要的作用。本次我設計的杠桿臂鉆夾具及機械加工工藝規(guī)程，對今后本人從事機械方面的工作有著現(xiàn)實意義。 本論文搜集機械專業(yè)相關(guān)文獻資料，主要去學校和市區(qū)圖書館及網(wǎng)上搜集資料，在網(wǎng)上搜集資料。輸入“機械設計、杠桿臂、AutoCAD、夾具、畢業(yè)設計、加工工藝、機床”相關(guān)關(guān)鍵字，以及鄭修本、李名望、孟憲東等相關(guān)教授人名輸入，搜集到相關(guān)資料達幾十篇，對直接參考價值的信息達五成以上。我搜集的資料范圍包括：各類機床夾具設計，機械制造工藝學教材、金屬切削機床設計及加工方面的各類期刊雜志，論文。網(wǎng)上搜集有關(guān)畢業(yè)設計資料等。針對本次畢業(yè)設計，我到百度文庫中查閱了相關(guān)的資料，比如：CA6140杠桿臂工藝規(guī)程及其夾具設計畢業(yè)論文、CA6140車床杠桿臂零件的機械加工工藝規(guī)程及夾具設計（王鋼）、等。通過閱讀百度文庫中的這些內(nèi)容，我了解了畢業(yè)設計的一個總體框架，并借鑒了其中一些較為好的設計。我還到圖書館查閱了大量與本次設計相關(guān)的資料如：《機床夾具設計》主編：薛源順、《機械制造工藝學》主編：陳明、《機械工程材料》主編：王運炎、《機床夾具圖冊》孟憲東主編，《機床夾具設計實例教程》李名望主編等。特別是《機床夾具設計》主編：薛源順這本書，它對夾具設計做了詳細的講解，內(nèi)容豐富，特別是工件的定位，其定位方式、定位元件設計及其定位誤差計算講解的很是精辟、透徹，對我本次設計幫助很大。 正文： 一、夾具的發(fā)展史 夾具至今發(fā)展，可大致經(jīng)歷了三個階段: 第一階段夾具在工件加工、制造的各工序中作為基本的夾持裝置，發(fā)揮著夾固工件的最基本功用。隨著軍工生產(chǎn)及內(nèi)燃機，汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，夾具逐漸在規(guī)模生產(chǎn)中發(fā)揮出其高效率及穩(wěn)定加工質(zhì)量的優(yōu)越性，各類定位、夾緊裝置的結(jié)構(gòu)也日趨完善。夾具逐步發(fā)展成為機床—工件—工藝裝備工藝系統(tǒng)中相當重要的組成部分。 第二階段夾具發(fā)展的主要特點是高效率，在現(xiàn)代化生產(chǎn)的今天，各類高效率，自動化夾具在高效，高精度及適應性方面，已有了相當大的提高。隨著電子技術(shù)，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代夾具的自動化和高適應性，已經(jīng)使夾具與機床逐漸融為一體，使得中小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)效率逐步趨近于專業(yè)化的大批量生產(chǎn)的水平。 第三階段夾具的主要特點是高精度，高適應性。夾具在各個階段的主要發(fā)展趨勢將是逐步提高智能化水平。 二、夾具的發(fā)展趨勢 一般來說，使用夾具的目的可以歸納為如下四個方面：a.使用夾具可以穩(wěn)定地保證工件的加工質(zhì)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。b.使用夾具可以提高生產(chǎn)率。c.使用夾具可以擴大機床的工藝范圍。d.使用夾具可以改善操作者的勞動條件。 1 國內(nèi)外發(fā)展趨勢。 1.1 高精度 1.2 高效率 1.3 模塊化 1.4 通用化 夾具的發(fā)展方向可以歸納為以下幾個方面:a.功能柔性化；b.結(jié)構(gòu)標準化、模塊化；c.精密化d.高效、自動化。 2 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(shù)道工序的加工而專門設計的夾具。專用夾具需要根據(jù)工件的具體加工要求而專門設計和制造，故產(chǎn)品的生產(chǎn)準備周期比較長，工裝費用較高。這類夾具適用于產(chǎn)品較固定、生產(chǎn)批量較大的工件生產(chǎn)。 2.1專用夾具的設計應滿足以下要求：a.保證工件的加工精度；b.提高生產(chǎn)效率；c.工藝性好；d.使用性好；e.經(jīng)濟性好。 2.2車床夾具及其設計要求：a.找正基面的設置；b.定位元件的設置；c.夾緊裝置的設置；d.夾具的平衡； 2.3 夾具的結(jié)構(gòu)要：a.結(jié)構(gòu)要緊湊，懸伸長度要短；b.車床夾具的夾具體應制成圓形；c.夾具的結(jié)構(gòu)應便于工件在夾具上安裝和測量，切屑能順利排出或清理。 本段論述來源摘自李名望主編.《 機床夾具設計實例教程》，化學工業(yè)出版社,2009。和薛源順主編. 《機床夾具設計》，機械工業(yè)出版社，2012. 三、機械制造工藝發(fā)展 1.機械制造的重要地位與作用及其發(fā)展。 1） 在國民經(jīng)濟的各條戰(zhàn)線上，廣泛使用著大量的機械、機床、工具、儀器、儀表等工藝裝備。 2） 機械制造業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎和支柱產(chǎn)業(yè)，是向其他部門提供工具、儀器和各種機械設備的技術(shù)裝備部。 3） 發(fā)展趨勢有：常規(guī)工藝的不斷優(yōu)化、新型加工方法的不斷出現(xiàn)和發(fā)展、自動化等高新技術(shù)與工藝的緊密結(jié)合。 2、機械制造系統(tǒng)及過程。 1） 機械制造系統(tǒng)是將毛坯，刀具、夾具、量具和其他輔助物料作為原材料輸入，經(jīng)過存儲、運輸、加工、檢驗、等環(huán)節(jié)，最后輸出機械加工的成品或半成品的系統(tǒng)。 2） 機械制造過程可分為決策、設計與研究三個階段。 本段論述來源摘自鄭修本主編《機械制造工藝學》機械工業(yè)出版社，1999。 四、 金屬切削原理與刀具 1、刀具在現(xiàn)代機械制造業(yè)中的作用與地位。 1） 機械制造、特別是現(xiàn)代制造業(yè)的主要加工方法是切削加工。 2） 善于改革刀具的企業(yè)家，往往能取得事半功倍的效果。變革刀具與變更機床、夾具相比，其投入小、效果大、周期短、見效快。 3） 刀具是機床實現(xiàn)切削加工的直接執(zhí)行者，沒有刀具，機床無法工作。不重視刀具，將造成生產(chǎn)重大損失。 4） 重視刀具，首先體現(xiàn)在刀具的選項，要選擇與加工材料的新型刀具材料，有足夠的精度、先進的結(jié)構(gòu)。 2、金屬切削原理與刀具是研究金屬切削過程基本規(guī)律與應用、標準刀具的選型與使用、非標刀具設計原理與方法的一門科學，是機械制造專業(yè)的重要專業(yè)課。 金屬切削原理的學習內(nèi)容可歸納為兩個方面的問題： （1） 幾何問題 主要指刀具的幾何參數(shù)及其互相關(guān)系。 （2） 規(guī)律問題 主要指切削變形、切削力、切削溫度、刀具磨損等規(guī)律。 刀具種類繁多，有不同的分類方法。刀具通常分為兩大類： （1） 標準刀具 指專業(yè)工具廠按國標或部標生產(chǎn)的刀具。 （2） 非標準刀具 指用戶需專門設計制造的刀具。 本段論述來源摘自陸劍中、孫家寧主編.《金屬切削原理與刀具》機械工業(yè)出版社，2005。 五、機械加工制造技術(shù)的發(fā)展趨勢 1、特種加工 它是指一些物理的、化學的加工方法，如電火花加工、電解加工、超聲波加工、激光加工、離子束加工等。特種加工方法的主要對象是難加工材料的加工，如金剛石、陶瓷等超硬材料的加工，其加工精度可達分子級加工單位或原子級加工單位，所以它又常常是精密加工和超精密加工的重要手段。特種加工與傳統(tǒng)加工相結(jié)合的復合加工有較大的發(fā)展前途。 2、快速成形 利用離散、堆積成形概念，可將一個三維實體分解為若干二維實體制造出來，再經(jīng)堆積而構(gòu)成三維實體。 3、精密工程 它包括精密加工的超精密加工技術(shù)、微細加工和超微細加工技術(shù)、微型機械和納米技術(shù)等方面。當前，以納米技術(shù)為代表的超精密加工技術(shù)和以微細加工為手段的微型機械技術(shù)有重要意義，它們代表了這一時期精密工程的方向。 4、傳統(tǒng)加工工藝的改造和革新 這一方面的技術(shù)潛力很大，如高速切削、超高速切削、強力磨削、超硬材料磨具的出現(xiàn)都對加工理論的發(fā)展、加工質(zhì)量和效率的提高有重要意義。另一方面，舊設備的改造和挖潛，如普通機床改造成數(shù)控機床等，對機械工業(yè)的發(fā)展和提高是不容忽視的。本段論述來源摘自鄭修本主編《機械制造工藝學》機械工業(yè)出版社，1999。 六、總結(jié) 通過以上的文獻資料可以了解到，夾具的歷史、發(fā)展趨勢。夾具的種類，夾具加工時應該注意的一些問題。夾具可實現(xiàn)零件的大批量生產(chǎn)，夾具調(diào)整準確可靠，加工質(zhì)量好，很好地利用臺鉆，降低了操作者的勞動強度。一項優(yōu)秀的夾具結(jié)構(gòu)設計，往往可以使得生產(chǎn)效率大幅度提高并使產(chǎn)品的加工質(zhì)量得到極大地穩(wěn)定。尤其是那些外形輪廓結(jié)構(gòu)較復雜的不規(guī)則的拔叉類，桿類工件，幾乎各道工序都離不開專門設計的高效率夾具。機械制造工藝學最終目的達到以最少的經(jīng)濟投入、最短的生產(chǎn)周期，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)零件和產(chǎn)品，以滿足市場需求，服務于市場發(fā)展。目前，中等生產(chǎn)規(guī)模的機械加工生產(chǎn)企業(yè)，其夾具的設計，制造工作量,占新產(chǎn)品工藝準備工作量的50%—80%。生產(chǎn)設計階段，對夾具的選擇和設計工作的重視程度，絲毫也不壓于對機床設備及各類工藝參數(shù)的慎重選擇。夾具的設計，制造和生產(chǎn)過程中對夾具的正確使用，維護和調(diào)整，對產(chǎn)品生產(chǎn)的優(yōu)劣起著舉足輕重的作用。 機械加工工藝及夾具隨著科技的發(fā)展都使計算機技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、控制論及系統(tǒng)工程與制造技術(shù)的結(jié)合為制造系統(tǒng)，形成現(xiàn)代制造工程學。而物料流、能量流、信息流是組成制造系統(tǒng)的三個基本要素。現(xiàn)代加工都為集成化的系統(tǒng)加工，這雖減輕了工人的勞動強度，但同時對工人的知識水平要求較高，這需要我們?nèi)轿坏恼J知現(xiàn)代科技知識。因此，在以后的學習中需要我們?nèi)轿坏膶W習其各個相關(guān)領(lǐng)域的知識，不能只注重一點，要全面發(fā)展，提高自身的綜合素質(zhì)，為將來的社會需求提前做好準備。 七、參考文獻 ［1］李名望主編.機床夾具設計實例教程[M]．北京：化學工業(yè)出版社2009. ［2］ 陸劍中、孫家寧主編.金屬切削原理與刀具[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2005. ［3］許德珠主編.機械工程材料[M]．北京：高等教育出版社，2001. ［4］陳榕林主編.機械設計應用手冊[M]．北京：科學技術(shù)文獻出版社，1995. ［5］陳立德主編.機械設計基礎[M]．北京：高等教育出版社，2002. ［6］李益明主編.機械制造工藝設計簡明手冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社,1993. ［7］陳旭東主編.機床夾具設計[M]．北京：清華大學出版社，2010. ［8］孟憲東主編.機床夾具圖冊[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1991. [9] 王鳳鮮.淺談組合夾具的重要作用[J].北京：科技情報開發(fā)與經(jīng)濟.2008. [10] 張亞明主編.機床夾具的分類與構(gòu)成[J].北京：科技資訊.2008. [11] 鄭修本主編.機械制造工藝學[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1999. [12] 趙如福主編.金屬機械加工工藝人員手冊（第四版）[M]．上海：上?？茖W技術(shù)出版社，2006.