浮動(dòng)夾頭工藝及夾具設(shè)計(jì),浮動(dòng),夾頭,工藝,夾具,設(shè)計(jì) 大連交通大學(xué)2009界本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）實(shí)習(xí)（調(diào)研）報(bào)告 實(shí)習(xí)（調(diào)研）報(bào)告 一、本課題的來(lái)源及意義 該課題是我校與遼河油田合作開(kāi)發(fā)的科研項(xiàng)目，又是來(lái)自于生產(chǎn)實(shí)習(xí)的課題。本設(shè)計(jì)題目的浮動(dòng)夾頭是夾持油管的關(guān)鍵部件，其工藝設(shè)計(jì)難度適中。參觀連續(xù)輸油機(jī)以及浮動(dòng)夾頭生產(chǎn)過(guò)程，將所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，培養(yǎng)勇于探索的創(chuàng)新精神、提高動(dòng)手能力，加強(qiáng)社會(huì)活動(dòng)能力，嚴(yán)肅認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度，為畢業(yè)設(shè)計(jì)和走上工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 二、國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 機(jī)床是機(jī)械加工的工作母機(jī)，制造機(jī)器的機(jī)器。機(jī)床工業(yè)是裝備工業(yè)的核心，其發(fā)展?fàn)顩r對(duì)一國(guó)制造業(yè)水平的提高有著決定性的意義。我國(guó)自2002年成為世界第一的機(jī)床消費(fèi)國(guó)以來(lái)，機(jī)床行業(yè)供求連續(xù)三年保持了高速增長(zhǎng)。2004年全年，我國(guó)金屬加工機(jī)床消費(fèi)額約為94.6億美元，占當(dāng)年世界機(jī)床產(chǎn)值的20.9％，繼續(xù)保持世界第一。生產(chǎn)方面，2004年金屬加工機(jī)床產(chǎn)值約合40.6億美元，同比增長(zhǎng)達(dá)36.6％，仍居世界第四位。其中，數(shù)控機(jī)床和高精機(jī)床的產(chǎn)量分別為51861臺(tái)和4354臺(tái)，增速分別高達(dá)49.84％和75.28％。加工精度、加工速度等發(fā)面有了明顯的提高，同時(shí)機(jī)床也走出了國(guó)門(mén)進(jìn)入了北美、歐洲、東南亞等世界各地。2007年世界機(jī)床行業(yè)保持景氣，中國(guó)因素顯著。Gardener統(tǒng)計(jì)的29個(gè)主要國(guó)家絕大多數(shù)產(chǎn)值保持正增長(zhǎng)；中國(guó)依然是最大消費(fèi)國(guó)家和最大進(jìn)口國(guó)，消費(fèi)產(chǎn)值占世界的約1/4，但進(jìn)口第一次實(shí)現(xiàn)減少。2007年我國(guó)金切機(jī)床工業(yè)總產(chǎn)值和產(chǎn)品銷(xiāo)售產(chǎn)值同比增長(zhǎng)28.0%和28.8%；產(chǎn)品銷(xiāo)售率97.3%，同比增長(zhǎng)了0.6個(gè)百分點(diǎn)?？梢哉f(shuō)我國(guó)機(jī)床工業(yè)目前已取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。 但從目前來(lái)看，我國(guó)高檔數(shù)控機(jī)床技術(shù)與國(guó)外先進(jìn)水平存在較大差距，導(dǎo)致我國(guó)機(jī)床行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)呈現(xiàn)兩極分化：中低檔市場(chǎng)重復(fù)建設(shè)嚴(yán)重，大量中小企業(yè)的存在使該市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)十分激烈；而高檔市場(chǎng)則基本為國(guó)外制造商所壟斷。 而目前國(guó)外機(jī)床業(yè)發(fā)展?fàn)顩r是： 1 機(jī)床的高速化 隨著汽車(chē)、航空航天等工業(yè)輕合金材料的廣泛應(yīng)用，高速加工已成為制造技術(shù)的重要發(fā)展趨勢(shì)。高速加工具有縮短加工時(shí)間、提高加工精度和表面質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)，在模具制造等領(lǐng)域的應(yīng)用也日益廣泛。 2 機(jī)床的精密化　 數(shù)控機(jī)床的定位精度即將告別微米時(shí)代而進(jìn)入亞微米時(shí)代，超精密數(shù)控機(jī)床正在向納米進(jìn)軍。在未來(lái)10年，精密化與高速化、智能化和微型化匯合而成新一代機(jī)床。 3 從工序復(fù)合到完整加工 　70年代出現(xiàn)的加工中心開(kāi)多工序集成之先河，現(xiàn)已發(fā)展到"完整加工"，即在一臺(tái)機(jī)床上完成復(fù)雜零件的全部加工工序。完整加工通過(guò)工藝過(guò)程集成，一次裝卡就把一個(gè)零件加工過(guò)程全部完成。 4 機(jī)床的信息化 　信息化具有語(yǔ)音、文本和視像等通訊功能。與生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，下載工作指令和加工程序。工件試切時(shí)，可在屏幕上觀察加工過(guò)程。信息塔實(shí)時(shí)反映機(jī)床工作狀態(tài)和加工進(jìn)度，并可以通過(guò)手機(jī)查詢。信息化同時(shí)進(jìn)行工作地?cái)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析和刀具壽命管理，以及故障報(bào)警顯示、在線幫助排除。 5 機(jī)床的微型化　　 隨著納米技術(shù)和微機(jī)電系統(tǒng)的迅速進(jìn)展，開(kāi)發(fā)加工微型零件的機(jī)床已經(jīng)提到日程上來(lái)了。微型機(jī)床同時(shí)具有高速和精密的特點(diǎn)，最小的微型機(jī)床可以放在掌心之中，一個(gè)微型工廠可以放在手提箱中。 6 新結(jié)構(gòu)和新材料 　 機(jī)床高速化和精密化要求機(jī)床的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化和輕量化，以減少機(jī)床部件運(yùn)動(dòng)慣量對(duì)加工精度的負(fù)面影響，大幅度提高機(jī)床的動(dòng)態(tài)性能。 7 直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)　　 在傳統(tǒng)機(jī)床中，電動(dòng)機(jī)和機(jī)床部件是借助耦合元件，如皮帶、齒輪和聯(lián)軸節(jié)等加以連接，實(shí)現(xiàn)部件所需的移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)，"機(jī)"和"電"是分家的。直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)是將電動(dòng)機(jī)與機(jī)械部件集成為一體，成為機(jī)電一體化的功能部件。 8 開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)　　 目前開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)有三種形式：1）全開(kāi)放系統(tǒng)，即基于微機(jī)的數(shù)控系統(tǒng)，以微機(jī)作為平臺(tái)，采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)數(shù)控系統(tǒng)的各種功能，通過(guò)伺服卡傳送數(shù)據(jù)，控制坐標(biāo)軸電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)。2）嵌入系統(tǒng)，即CNC+PC，CNC控制坐標(biāo)軸電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)，PC作為人機(jī)界面和網(wǎng)絡(luò)通信。3）融合系統(tǒng)，在CNC的基礎(chǔ)上增加PC主板，提供鍵盤(pán)操作，提高人機(jī)界面功能，如 Siemens 840Di 和 Fanuc 210i。 9 虛擬機(jī)床和虛擬制造 　　為了加快新機(jī)床的開(kāi)發(fā)速度和質(zhì)量，在設(shè)計(jì)階段借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以在機(jī)床還沒(méi)有制造出來(lái)以前，就能夠評(píng)價(jià)機(jī)床設(shè)計(jì)的正確性和使用性能，在早期發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)過(guò)程的各種失誤，減少損失，提高新機(jī)床開(kāi)發(fā)的質(zhì)量。 三、實(shí)習(xí)情況 1） 安全第一。對(duì)于任何機(jī)械廠，安全始終是重中之重，雖然已經(jīng)歷過(guò)金工實(shí)習(xí)和專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)，進(jìn)場(chǎng)前還是對(duì)我們進(jìn)行了安全教育，首先對(duì)我們進(jìn)行了一些安全教育和以及在實(shí)習(xí)過(guò)程中的安全事項(xiàng)和需注意的項(xiàng)目。比如在進(jìn)加工車(chē)間時(shí)了，不允許穿涼鞋進(jìn)廠；進(jìn)廠必須穿長(zhǎng)褲；禁止在廠里吸煙，進(jìn)廠后衣服不準(zhǔn)敞開(kāi)，外套不準(zhǔn)亂掛在身上，不得背背包進(jìn)廠；人在廠里不要成堆，不要站在生產(chǎn)主干道上；在沒(méi)有實(shí)習(xí)老師的允許情況下，不準(zhǔn)亂按按扭、開(kāi)關(guān)； 2） 毛胚的選擇。首先我來(lái)到了零件的原是毛坯加工車(chē)間，在師傅的指導(dǎo)下，我們了解到在現(xiàn)有的生產(chǎn)條件下，毛坯主要有鑄件，鍛件和沖壓件等幾種。鑄件是把熔化的金屬液澆注到預(yù)先制作的鑄型腔中，待其冷卻凝固后獲得的零件毛胚。在一般機(jī)械中，鑄件的重量大都占總機(jī)重量的50%以上，它是零件毛胚的最主要來(lái)源。鑄件的突出優(yōu)點(diǎn)是它可以是各種形狀復(fù)雜的零件毛胚，特別是具有復(fù)雜內(nèi)腔的零件毛胚，此外，鑄件成本低廉。但其缺點(diǎn)是在其生產(chǎn)過(guò)程中，工序多，鑄件質(zhì)量難以控制，鑄件機(jī)械性能較差。而鍛件是利用沖擊力或壓力使用，加熱后的金屬胚料產(chǎn)生塑性變形，從而獲得的零件毛胚。鍛件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度往往不及鑄件。但是，鍛件具有良好的內(nèi)部組織，從而具有良好的機(jī)械性能。所以用于做承受重載和沖擊載荷的重要機(jī)器零件和工具的毛胚，沖壓件是利用沖床和專(zhuān)用模具，使金屬板料產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得的制體。沖壓通常是在常溫下進(jìn)行，沖壓件具有重量輕，剛性好，尺寸精度高等優(yōu)點(diǎn)，在很多情況下沖壓件可直接作為零件使用。浮動(dòng)夾頭的毛坯件所采用鑄件，采用的材料為ZG270-500. 3） 加工車(chē)間。來(lái)到加工車(chē)間，這里給我的第一感覺(jué)就是太大了車(chē)間共分為五部分，分別為車(chē)削加工，銑削及其他加工，鉗工，數(shù)控加工，焊接，幾乎是涵蓋機(jī)械加工的各個(gè)方面，大概有五六百人同時(shí)在里面進(jìn)行各種零件加工，雖然我們?cè)趯W(xué)校的時(shí)候也進(jìn)行過(guò)金工實(shí)習(xí)，做過(guò)一些零件，對(duì)機(jī)床也有一定認(rèn)識(shí)，但是真的處于那種加工零件的氣氛下，有很大的不同，一是我們學(xué)校的機(jī)床都是有一定年代的，很少近年出來(lái)的新型加工機(jī)床二是在速度上，我們的加工速度也太慢了，加工同一個(gè)零件，我們需要的時(shí)間大概是這些加工師傅的五六倍，根本不能進(jìn)行工業(yè)化的生產(chǎn)。在此次對(duì)加工車(chē)間的認(rèn)識(shí)過(guò)程中，我更加明白了機(jī)械加工一些流程：木工做木模---鑄造（造砂型，澆注）------熱處理------拋丸----噴底漆----焊---畫(huà)中心線-----鉆孔-----車(chē)孔------銑平面------鉆鉸----鉗工清理組裝。齒輪零件加工工藝:粗車(chē)--熱處理--精車(chē)--磨內(nèi)孔--磨芯,軸端面--磨另一端面--滾齒--鉗齒--剃齒--鍘鍵槽--鉗工--完工。車(chē)間有三個(gè)用于加工磨頭體的加工中心和幾臺(tái)數(shù)控機(jī)床，數(shù)控機(jī)床的體積小，價(jià)格相對(duì)比較便宜，加工比較方便，加工中心有一個(gè)刀床和多個(gè)工作臺(tái)同時(shí)對(duì)多個(gè)工作面進(jìn)行加工，不僅避免了由于基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生的誤差，提高了加工精度，而且也大大提高了加工效率，但是加工中心體積大，價(jià)格昂貴，而且對(duì)環(huán)境要求較高，這就提高了產(chǎn)品的成本，一般選擇加工經(jīng)濟(jì)性較高的零件或者精度要求高的關(guān)鍵零件。 4） 裝配車(chē)間。任何機(jī)器都是有一個(gè)又一個(gè)零件裝配而來(lái)，在裝配車(chē)間，這里大概有接近一百多人在進(jìn)行零件的收集和裝配，以及包裝，再發(fā)送至儲(chǔ)貨廠，在這個(gè)車(chē)間，工人師傅首先將起所收集的零件進(jìn)行飛類(lèi)，一便于進(jìn)行組裝，確定裝配方法，裝配順序，所需工具；再進(jìn)行清洗零件，去除油污，銹蝕，涂油，確保機(jī)器組裝以后，表面整潔美觀。在產(chǎn)品裝配完成以后，還要對(duì)零件各方面進(jìn)行調(diào)試，檢查運(yùn)動(dòng)件的靈活性，密封性等性能。 5） 質(zhì)保，銷(xiāo)售和售后處理。最后，我們來(lái)到質(zhì)檢部門(mén)，他們主要是對(duì)所生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品進(jìn)行隨機(jī)性的抽查，記錄其數(shù)據(jù)，并返回到加工車(chē)間，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行修正和修改，更好的生產(chǎn)儲(chǔ)合格產(chǎn)品。至于銷(xiāo)售部分，據(jù)銷(xiāo)售相關(guān)部門(mén)介紹，由于該企業(yè)采取的訂單式生產(chǎn)，所以銷(xiāo)路一路看好。當(dāng)然機(jī)械制造業(yè)的四個(gè)發(fā)展趨勢(shì)不是單獨(dú)的，它們是有機(jī)的結(jié)合在一起的，是相互依賴(lài)，相互促進(jìn)的。同時(shí)由于科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，也將會(huì)使它出現(xiàn)新的發(fā)展方向。前面我們看到的是機(jī)械制造行業(yè)其自身線上的發(fā)展。然而，作為社會(huì)發(fā)展的一個(gè)部分，它也將和其它的行業(yè)更廣泛的結(jié)合。21世紀(jì)機(jī)械制造業(yè)的重要性表現(xiàn)在它的全球化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化以及環(huán)保協(xié)調(diào)的綠色制造等。它將使人類(lèi)不僅要擺脫繁重的體力勞動(dòng)，而且要從繁瑣的計(jì)算、分析等腦力勞動(dòng)中解放出來(lái)，以便有更多的精力從事高層次的創(chuàng)造性勞動(dòng)，智能化促進(jìn)柔性化，它使生產(chǎn)系統(tǒng)具有更完善的判斷與適應(yīng)能力。當(dāng)然這一切還需要我們大家進(jìn)一步的努力。 四、本課題研究目的和內(nèi)容 本課題研究的目的是設(shè)計(jì)切實(shí)可行的工藝規(guī)程，以及設(shè)計(jì)與成產(chǎn)綱領(lǐng)相一致的鉆兩個(gè)孔的專(zhuān)用工裝夾具，并以此鍛煉今后從事自動(dòng)化工藝裝備設(shè)計(jì)工作所具備的基本技能，培養(yǎng)查閱科技資料和選用正確技術(shù)參數(shù)的能力；另外，有助于提高分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，通過(guò)運(yùn)用AutoCAD工具進(jìn)一步提高計(jì)算機(jī)繪圖能力。具體內(nèi)容是根據(jù)所給零件圖部分圖樣進(jìn)行復(fù)原設(shè)計(jì)加工零件工作圖，根據(jù)參考資料設(shè)計(jì)加工該零件的工藝規(guī)程和鉆兩個(gè)孔工裝夾具1套，并合理選取加工機(jī)床、刀具、量具；計(jì)算機(jī)繪制零件圖1張和工裝總裝配圖1張；計(jì)算機(jī)拆畫(huà)有關(guān)工裝零件圖1套。 五、本課題研究的方法和手段 該浮動(dòng)夾頭的生產(chǎn)加工可通過(guò)多種方式完成。例如：1、采用立式加工中心通過(guò)編寫(xiě)輸入加工程序一次裝夾就可以完成大部分加工內(nèi)容，而且能保證較高加工精度并且不需要專(zhuān)用夾具，提高了生產(chǎn)率但加工成本高。2、采用傳統(tǒng)加工法，運(yùn)用銑床、鉆床等并設(shè)計(jì)運(yùn)用專(zhuān)用夾具，也可以完成加工并滿足其設(shè)計(jì)要求，此種方法需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具，與前者相比其加工精度和生產(chǎn)率較低但成本卻大大降低。 但通過(guò)實(shí)際的實(shí)習(xí)調(diào)研，根據(jù)工件為大批量生產(chǎn)和工廠的現(xiàn)狀和需求，了解目前現(xiàn)場(chǎng)工件的加工工藝過(guò)程，了解國(guó)內(nèi)外刀具廠的各種刀具產(chǎn)品以及選用和所加工部位的技術(shù)要求。我覺(jué)得本零件的加工應(yīng)選用第二種方法，因?yàn)楸玖慵鳛橛凸苓B續(xù)作業(yè)機(jī)中的一個(gè)小零件其形狀并不復(fù)雜、技術(shù)要求也不是很高，在滿足其技術(shù)要求的同時(shí)應(yīng)兼顧生產(chǎn)成本。 六、本課題可行性分析 該零件可通過(guò)采用多種機(jī)械加工工藝生產(chǎn)，現(xiàn)制定以下兩種方案。選擇較好的 方案： 工序一：木工做木模 工序二：鑄造 工序三：熱處理，退火處理 工序四：拋丸處理 工序五：噴底漆 非加工面噴涂耐油底漆 工序六：銑冒口面，與毛胚面大致平行。 工序七：焊工藝夾頭 工序八：劃線， 劃孔68，30十字中心線及車(chē)線；劃尺寸120，160面線。 工序九：鉆大孔68底孔，至60 工序十: 車(chē) 四爪工藝夾頭，用劃針找正，平面尺寸160一面車(chē)孔68（0/+0.03），70；棱角倒鈍，將工藝夾頭打托；清理飛刺毛邊。 工序十一：銑以160左面為基準(zhǔn)裝夾找正。銑尺寸160另一面，允許誤差（0/-0.5）， 粗糙度6.3.以68孔和160的車(chē)面定位裝夾 銑尺寸120（0/+0.1）雙面粗超度3.2. 工序十二：劃線4個(gè)30孔位置 工序十三：鉆 專(zhuān)用鉆模 工序十四：鏜孔 工序十五：清理 銳邊修鈍；清飛刺，毛邊。 工序十六：組裝 用于夾緊浮動(dòng)夾頭 工序十七：按圖樣要求檢驗(yàn)入庫(kù) 七、進(jìn)度安排 第一周： 熟悉給定參考資料和翻譯外文 第二周： 查閱參考資料和分析給定參考資料 第三周： 復(fù)原加工零件工作圖和寫(xiě)調(diào)研實(shí)習(xí)報(bào)告 第四周： 設(shè)計(jì)加工工藝過(guò)程卡和加工工序卡 第五周: 用pro/E設(shè)計(jì)繪制加工件零件圖 第六周： 工裝夾具方案設(shè)計(jì)與選擇 第七周： 設(shè)計(jì)工裝夾具裝配圖 第八周： 設(shè)計(jì)工裝夾具裝配圖 第九周： 設(shè)計(jì)工裝夾具裝配圖 第十周： 拆畫(huà)工裝零件圖 第十一周： 拆畫(huà)工裝零件圖 第十二周： 編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)提交初稿 第十三周： 修改說(shuō)明書(shū)和圖紙并打印 第十四周: 論文整理、裝訂和參加答辯 八、主要參考文獻(xiàn) 1.曾志新 呂明.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).武漢:武漢理工大學(xué)出版社,2007.7 2.郭愛(ài)蓮.新編機(jī)械工程技術(shù)手冊(cè).北京:經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)出版社,1991 3.張耀寰.機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè).北京:航空工業(yè)出版社,1993 4.上海柴油機(jī)廠工藝設(shè)備研究所.金屬切削機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1984 5.大連鐵道學(xué)院 趙永成.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì).北京:中國(guó)鐵道出版社,2002 6.曲寶章.黃光燁.機(jī)械加工工藝基礎(chǔ).哈爾濱哈:爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2002 7.鞏云鵬 田萬(wàn)祿 張祖立 黃秋波.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).沈陽(yáng):東北大學(xué)出版社,2000 8.甘登岱.AutoCAD2004中文版機(jī)械制圖實(shí)用教程.北京:人民郵電出版社,2004 9.陳立德.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).北京:高等教育出版社,2007 10. Span Michael R.Sr.Design of Flexible Manufacturing System. Computer in Industry 1993,21(2) 1、李益民主編，機(jī)械加工工藝簡(jiǎn)明手冊(cè)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.7 11.李洪主編，機(jī)械加工工藝手冊(cè)，北京：北京出版社，1990 12.廖念釗等主編，互換性與技術(shù)測(cè)量（第四版），北京：中國(guó)計(jì)量出版社，1990.2 13.于駿一、鄒青主編，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.1 14.劉華明主編，刀具設(shè)計(jì)手冊(cè)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999 6