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文獻綜述 機床夾具發(fā)展趨勢 引言 我的畢業(yè)設計題目是CA6140車床手柄座工藝規(guī)程及夾具設計，它主要包括工藝設計和夾具設計兩部分內(nèi)容，對夾具創(chuàng)新設計的研究，對國內(nèi)機械制造有著重要意義： （1） 保證加工精度 采用夾具安裝，可以準確地確定工件與機床、刀具之間的相互位置，工件的位置精度由夾具保證，不受工人技術水平的影響，其加工精度高且穩(wěn)定。 （2） 提高生產(chǎn)率、降低成本 用夾具裝夾工件，無需找正便能使工件迅速地定位和夾緊，顯著地減少了輔助工時；用夾具裝夾工件提高了工件的剛性，因此可加大切削用量；可以使用多件、多工位夾具裝夾工件，并采用高效夾緊機構，這些因素均有利于提高勞動生產(chǎn)率。另外，采用夾具后，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，廢品率下降，可以安排技術等級較低的工人，明顯地降低了生產(chǎn)成本。 （3） 擴大機床的工藝范圍 使用專用夾具可以改變原機床的用途和擴大機床的使用范圍，實現(xiàn)一機多能。例如，在車床或搖臂鉆床上安裝鏜模夾具后，就可以對箱體孔系進行鏜削加工；通過專用夾具還可將車床改為拉床使用，以充分發(fā)揮通用機床的作用。 （4） 減輕工人的勞動強度 用夾具裝夾工件方便、快速，當采用氣動、液壓等夾緊裝置時，可減輕工人的勞動強度。 1．國內(nèi)外歷史發(fā)展 1.1 國內(nèi)歷史發(fā)展 我國國內(nèi)的夾具始于20世紀60年代，當時建立了面向機械行業(yè)的天津組合夾具廠，和面向航空工業(yè)的保定向陽機械廠，以后又建立了數(shù)個生產(chǎn)組合夾具元件的工廠。在當時曾達到全國年產(chǎn)組合夾具元件800萬件的水平。20世紀80年代以后，兩廠又各自獨立開發(fā)了NC機床、加工中心的孔系列組合夾具系統(tǒng)，不僅滿足了我國國內(nèi)的需求，還出口到美國等國家。當前我國每年尚需進口不少NC機床、加工中心，而由國外配套孔系列夾具，價格非常昂貴，現(xiàn)大都由國內(nèi)配套，節(jié)約了大量外匯。 1.2 國外歷史發(fā)展 從國際上看，俄國、德國和美國是組合夾具的主要生產(chǎn)國。當前國際上的夾具企業(yè)均為中小企業(yè)，專用夾具、可調(diào)整夾具主要接受本地區(qū)和國內(nèi)訂貨，而通用性強的組合夾具已逐步成為國際貿(mào)易中的一個品種。有關夾具和組合夾具的產(chǎn)值和貿(mào)易額尚缺乏統(tǒng)計資料，但歐美市場上一套用于加工中心的夾具的價格較貴，而組合夾具的大型基礎件尤其昂貴。由于我國在組合夾具技術上有歷史的積累和性能價格比的優(yōu)勢，隨著我國加入WTO和制造業(yè)全球一體化的趨勢，特別是電子商務的日益發(fā)展，其中蘊藏著很大的商機，具有進一步擴大出口良好前景。 2.國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 如今，企業(yè)為了增強市場競爭力和快速響應市場的變化而采用多種新技術的環(huán)境下，革新傳統(tǒng)的工藝設計手段，采用以計算機為工具的現(xiàn)代化工藝設計和管理方式是企業(yè)上水平、上臺階的關鍵之一，也是企業(yè)發(fā)展的必由之路。計算機輔助工藝過程設計即CAPP，通常指機械產(chǎn)品零件制造工藝過程的計算機輔助設計與文檔編制。它是為了解決手工設計工藝規(guī)程中存在的效率低下、工藝質(zhì)量不穩(wěn)定、不便于管理、柔性差等問題而提出的。應用CAPP技術，可以使工藝人員從繁瑣重復的事務性工作中解脫出來，迅速編制出完整而詳盡的工藝文件，縮短生產(chǎn)準備周期，提高產(chǎn)品制造質(zhì)量，進而縮短整個產(chǎn)品的開發(fā)周期。 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?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)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(chǎn)能力的工廠里，約有數(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%左右的專用夾具，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)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(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準備周期，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床夾具； （4） 能適用于各種現(xiàn)代化制造技術的新型機床夾具； （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(chǎn)率； （6） 提高機床夾具的標準化程度。 3.發(fā)展前景預測 3.1 研究方向 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性是相互聯(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(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總成本。 （2） 精密化 隨著機械產(chǎn)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，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達；用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為。 （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，減輕工人的勞動強度。 3.2 研究趨勢 機床夾具是機械加工不可缺少的部件，機床技術向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā)展，在其帶動下，夾具技術正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟方向研究。 （1） 高精化：高精機床加工精度提高，降低定位誤差，提高加工精度對夾具制造精度要求，機床夾具精度已提高到微米級，世界知名夾具制造公司都是精密機械制造企業(yè)。誠然，適應不同行業(yè)需求和經(jīng)濟性，夾具有不同型號，以及不同檔次精度標準供選擇。 （2） 高效化：提高機床生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾夾具產(chǎn)品越來越多。減少工件安裝時間，各種自動定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動和液壓夾緊等，快速夾緊功能部件不斷推陳出新。新型電控永磁夾具，夾緊和松開工件只需1-2秒，夾具結構簡化，為機床進行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。 （3） 模塊、組合化：夾具元件模塊化是實現(xiàn)組合化的基礎。利用模塊化設計系列化、標準化夾具元件，快速組裝成各種夾具已成為夾具技術開發(fā)基點。省工、省時，節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)各種先進夾具系統(tǒng)創(chuàng)新之中。模塊化設計為夾具計算機輔助設計與組裝打下了基礎，應用CAD技術，可建立元件庫、典型夾具庫、標準和用戶使用檔案庫，進行夾具優(yōu)化設計，為用戶三維實體組裝夾具。 （4） 通用、經(jīng)濟化：夾具通用性直接影響其經(jīng)濟性。采用模塊、組合式夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大，夾具系統(tǒng)可重組性、可重構性及可擴展性功能強，應用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟性好。德國戴美樂公司孔系列組合焊接夾具，僅用品種、規(guī)格很少的配套元件，即能組裝成多種多樣焊接夾具。元件功能強，使夾具通用性好，元件少而精，配套費用低，經(jīng)濟實用，很有推廣應用價值。 4.結束語 機械工業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)代機械制造技術是機械工業(yè)賴以生存和發(fā)展的重要保證，而機械加工工藝直接制約著機器制造業(yè)的發(fā)展。機器制造工藝及其組織形式的發(fā)展趨勢，在很大程度上取決于機器結構的發(fā)展方向及其技術應用特性。機械制造工藝是制造機械產(chǎn)品的技巧、方法和程序。機械制造中，需要加工順序、裝配順序及檢驗工序等，夾具在機械制造加工中起到著十分重要的作用，是工藝裝備的主要組成部分，使用夾具可以提高勞動生產(chǎn)率，提高加工精度，減少廢品，可以擴大機床的工藝范圍，改善操作的勞動條件，夾具的發(fā)展是各種機械安全、穩(wěn)定運轉的前提，因此，夾具是機械制造的一項重要工藝設備。一個好的夾具是加工出合格產(chǎn)品的首要條件，為了讓夾具有更好的發(fā)展，夾具行業(yè)應加快用高新技術改造和提升夾具技術水平的步伐，充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡技術，與時俱進地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術。 - 4 - 參考文獻 [1] 孫麗媛.機械制造工藝及專用夾具設計指導.[M].北京:冶金工業(yè)出版社.2010 [2] 薛順源等.機床夾具設計.[M].北京:機械工業(yè)出版社.2001 [3] 王啟平.機械制造工藝學（第5版）.[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學出版社.1999 [4] 張世昌等.機械制造技術基礎（第2版）.[M].北京：高等教育出版社.2007 [5] 周一丹、廖萍.機械加工工藝過程特征描述.[J].現(xiàn)代制造工程.2001年第12期 [6] 宗勝強，劉振宇，李軍建.CAPP技術及其發(fā)展現(xiàn)狀和方向.[J].河北建筑工程學院學報.2006年第24期 [7] 張亞明.機床夾具的分類與構成.[J].科技資訊.2008年第4期 [8] 孫瑛.先進的機床夾具.[J].現(xiàn)代制造.2005年第8期 [9] 劉杰、王成志.提高機床加工精度的可行性研究.[J].重慶工學院學報.1995年第3期 [10] 王鳳鮮.淺談組合夾具的重要作用.[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟.2008年第13期