多功能组合铣夹具设计[含CAD图纸和说明书等资料]
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含CAD图纸和说明书等资料
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毕业设计(论文)开题报告题目：多功能组合铣夹具设计 系 别 机电信息系 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 姓 名 学 号 导 师 2012年12月26日1毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况）1.1课题名称 多功能组合铣夹具设计1.2课题研究背景和意义 1.2.1组合夹具是一种先进的工艺装备，它是由一套预先制造好的各种不同的形状、不同规格、不同尺寸、具有互换性、高耐磨性和高精度的标准元件组成，其结构灵活多变，适应性广，元件可长期循环使用，组合夹具分为槽系和孔系两个系列，随着科技不断发展，组合夹具的应用程度在机械行业得到了很大的提高，特别是近年来机械行业领域正朝着高精度、高质量、高效率、低成本方向发展，因此为了适应现代制造技术的发展，组合夹具的发展也达到了更高的领域，其由原来的孔系组合夹具和槽系组合夹具发展到孔槽系组合夹具。孔槽系组合夹具是采用孔和槽结合的定位结构，克服了槽系夹具刚性差、不稳定，及孔系夹具不能连续调整的缺点，将孔、槽夹具的优势合二为一，其可用几小时的组装周期代替几个月的设计制造周期，从而缩短了生产周期；节省了工时和材料、保证加工精度，提高生产率、降低了生产成本，扩大了机床的工艺范围；还可减轻工人劳动强度，减少夹具库房面积，有利于管理。 1.2.2组合夹具是一种先进的工艺装备，它是由一套预先制造好的各种不同的形状、不同规格、不同尺寸、具有互换性、高耐磨性和高精度的标准元件组成，其结构灵活多变，适应性广，元件可长期循环使用。组合夹具的元件精度高、耐磨，并且实现了完全互换，元件精度一般为IT6IT7级。用组合夹具加工的工件，位置精度一般可达IT8IT9级，若精心调整，可以达到IT7级。由于组合夹具有很多优点，又特别适用于新产品试制和多品种小批量生产，所以近年来发展迅速应用较广。组合夹具的主要缺点是体积较大，刚度较差，一次投资多，成本高，这使组合夹具的推广应用受到一定限制。随着机械制造业的飞速发展，产品的更新换代越来越快，传统的大批量生产模式逐步被中小批量生产模式所取代，机械制造系统欲适应这种变化需具备较高的柔性。国外己把柔性制造系统(FMS)作为开发新产品的有效手段，并将其作为机械制造业的主要发展方向。柔性化的着眼点主要在机床和工装两个方面，组合夹具是工装柔性化的重点。组合夹具是一种标准化、系列化、通用化程度很高的工艺装备，它是由一套预先制造好的各种不同形状、不同规格、不同尺寸、具有完全互换性的标准元件和组合件，按工件的加工要求组装而成的夹具。它可以拆卸、清洗，并可重新组装成新的夹具，其应用非常普遍，尤其适合于多品种、中小批量的生产。由于组合夹具的平均设计和组装时间是专用夹具所花时间的5%-20%，可以认为组合夹具就是柔性夹具的代名词。 一个优良的组合夹具必须满足下列基本要求：（1）保证工件的加工精度，稳定加工质量 保证加工精度的关键，首先在于正确地选定定位基准、定位方法和定位元件，必要时还要进行定位误差分析，还要注意夹具中其它零部件的结构对加工精度的影响，确保组合夹具能满足工件的加工精度要求。（2）提高生产效率，降低成本 组合夹具的复杂程度应与生产纲领相适应，应尽量采用各种快速高效的装夹机构，保证操作方便，缩短辅助时间，提高生产效率。 （3）良好的强度、刚度和结构工艺性能， 组合夹具的结构应力简单、合理、便于制造、装配、调整、检验、维修等，有利于提高组合夹具的制造精度。（4）操作性能好 组合夹具的操作方便、省力、安全可靠。在客观条件允许及又经济适用的前提下，应尽可能采用气动、液压等机械化夹紧装置，以减轻操作者的劳动强度。（5）经济性好 组合夹具应尽量采用标准件和标准结构，力求结构简单、制造容易，以降低组合夹具的成本。因此，设计时应根据生产纲领对组合夹具方案进行必要的技术经济分析，以提高组合夹具在生产中的经济效益。（6）扩大机床的使用范围 使用组合夹具可以改变原机床的用途和使用范围，实现一机多能 。（7）排屑顺畅 组合夹具中积集切削会影响到工件的定位精度，切削的热量使工件和夹具产生热变形，影响加工精度。清理切削将曾加辅助时间，降低生产率。因此组合夹具设计中要给予排屑问题充分的重视。 1.2.3我国国内的组合夹具始于20世纪60 年代, 当时建立了面向机械行业的天津组合夹具厂, 和面向航空工业的保定向阳机械厂, 和面向航空工业的保定向阳机械厂, 以后又建立了数个生产组合夹具元件的工厂。当时产品均为引进前苏联乌斯贝（YC） 槽系组合夹具系统。推广应用遍及机械航空、电子轻工、造船、纺织等各类制造业, 取丰硕的社会经济效益。在使用过程中改进并修改了原系统, 建立了适合我国国情有我国特色的槽系组合夹具系统。在当时曾达到全国年产组合夹具元件800万件的水平。至今天津保定二厂仍是我国组合夹具的主要生产基地。20世纪80 年代以后,两厂又各自独立开发了适合, 机床加工中心的孔系组合夹具系统, 不仅满足了我国国内的需求,。还出口到美国等国家。当前我国每年尚需进口不少, 而由国外配套孔系夹具, 价格非常昂贵, 现大都由国内配套, 节约了大量外汇。 从国际上看俄国、德国和美国是组合夹具的主要生产国。前苏联的( YC)槽系组合夹具系统非常著名, 以后又开发了孔系组合夹具系统冲合冲模和焊接组合夹具系统, 但主要在国内应用, 出口交流较少。德国一直都重视工艺装备（包括夹具） 的设计制造及其标准化,组合夹具和各种机床附件都由专业化中小型企业生产。这些企业中具有代表性的有：Halder 是设计生产槽系组合夹具的著名公司；Bluco 是享誉世界生产完整系列孔系组合夹具系统的供应商；Kipp 生产中型和大型孔系组合夹具；Witte公司生产孔系组合检测夹具, 是为三座标准测量机（CMM） 配套的绝好的柔性检测夹具。目前在美国本土生产销售和出租组合夹具的工厂都是小型企业,分为三种类型： 一种是专门销售出租组合夹具的小型工厂! 二是工具制造厂, 同时生产或销售组合夹具# 三为某类机械厂, 在生产某一产品的同时也生产销售组合夹具。在芝加哥附近的Rockford 的Bluco公司原为德国Bluco 公司的销售代理商, 现已独立生产、销售、租赁, 16 、12 、10 三个系列的公制孔系组合夹具。Carrlane是一家工具公司, 生产夹具通用零部件, 历史悠久, 20 世纪82年代后期开始生产销售英制孔系组合夹具。TECO 公司是一家生产标准件夹具通用件和检测仪表附件的工厂, 也于10余年前生产商标为“QU.CO”的英制孔系组合夹具。西部亚利桑那州的Stevens工具公司早在20多年前开始制造组合夹具的基础件, 然后用铝板为用户制造过渡板, 以适应客户各种工件的要求。该公司目前生产有本公司特色的整套英制孔系组合夹具。别为当前国际当前国际上的夹具企业均为中小企业, 专用夹具可调整夹具主要接受本地区和国内订货, 而通用性强的组合夹具已逐步成熟为国际贸易中的一个品种。有关夹具和组合夹具的产值和贸易额尚缺乏统计资料, 但欧美市场上一套用于加工中心的夹具，通常为机床价格1/10-1/15，而组合夹具的大型基础件尤其昂贵。由于我国在组合夹具技术上有历史的积累和性能价格比的优势, 随着我国加入WTO制造业全球一体化的趋势, 特别是电子商务的日益发展, 其中蕴藏着很大的商机, 具有进一步扩大出口良好前景。 2.本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施2.1主要内容：绘制装配图、绘制全部非标零件图、主要零件工艺规程编制、说明书。 本设计的基本要求如下： 2.1.1 不少于3000字的文献综述； 2.1.2分析并确定最佳设计方案； 2.1.3确定总体方案设计，绘制装配图； 2.1.4运用AutoCAD等工具软件辅助设计完成组合夹具整体结构 ； 2.1.5查阅和专业相关的英文资料，并按要求翻译成中文；2.1.6按照要求的毕业设计说明书内容、格式及要求，撰写毕业设计说明书。 2.2拟采用的研究方案： 该夹具为铣工件上50H7mm直槽的组合夹具。工件以大平面及 40H7mm孔为定位基准，用支撑件限制工件的转动自由度。通过平板和圆形压板夹紧工件。夹具的定位、压紧装置均安装在由长方形基础板所组成的弯板上，该夹具结构简单，使用方便。 2.3研究步骤、方法及措施： 2.3.1对组合夹具零件进行工艺分析，包括零件的技术要求、表面尺寸、形状及位置精度、表面糙度等； 2.3.2分析课题中所涉及的机械原理、机械传动和机构；2.3.3在图书馆查阅相关的书籍、文献、资料、论文等；2.3.4寻求导师的指导和帮助； 2.3.5网上搜索最新的期刊，了解相关的动态。 3.本课题研究的重点及难点，前期已开展工作3.1重点及难点: 本课题所研究的重点在于如何经济、快速而又简单准确地完成组合夹具的组装和加工过程，并要求其结构设计合理, 性能优良, 满足工艺要求, 通用性强, 应用范围广。难点在于工件的装夹和固定，必须确保其各个自由度都能固定。 同时我们还需要Auto CAD等作图工具来配合完成夹具设计过程，而Auto CAD作为以CAD技术为内核的辅助设计软件，Auto CAD具备了CAD技术能够实现的基本功能。作为一个通用的工种设计平台，Auto CAD还拥有强大的人机交互能力和简便的操作方法，十分方便广大普通用户3.2前期工作：3.2.1查阅了相关专业资料为设计做好准备；3.2.2完成和分析最佳方案、文献综述；3.2.3完成了总体零件图的测绘及其工艺性分析；3.2.4进行了组合夹具结构的分析，拟订了备选结构方案。4.完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写）12周：熟悉课题，根据老师给的资料运用Auto CAD等软件绘制零件图，翻译外文资料； 34周：确定组合夹具类型及结构，绘制组合夹具结构草图，准备开题答辩； 58周：对夹具工作部分尺寸及公差进行设计计算，并运用Auto CAD辅助设计完成部分夹具零件，准备中期答辩； 914周：运用Auto CAD完成夹具整体结构图，完成夹具零件的选材、工艺规程的编制、装配图及零件图的 绘制等工作； 1517周：对所有图纸进行校核，编写设计说明书，所有资料提请指导教师检。 参考文献1 朱耀祥，融亦鸣.柔性夹具与计算机辅助夹具设计技术的进展.制造技术与机床，2000年第8期 2 杨 杰.基于WEB的夹具系统设计J.煤矿机械，2004，(2):35-36. 3 宋冬芳.组合夹具CAD技术的研究进展。应用研究。太原科技2004年10月第5 4 马贤智.夹具与附具标准应用手册M.北京:机械工业出版社，1996. 5 许生蛟.组合夹具图册.上册.北京:机械工业出版社，1996，12. 6 6 王光斗，王春福.机床夹具设计手册.第三版.上海:上海科学技术出版社，2005 7 李德信，任建亭，等.Solid WorksV18基础篇.北京:化学工业出版社，2007 8 付永忠.中文Solid Works9.0零件设计教程.北京:北京希望电子出版社，20029 林文焕，陈本通. 机床夹具设计.北京:国防工业出版社，1987，1. 10 孙玲玲，王秀伦，马自勤.组合夹具管理及辅助设计系统J.组合机床与自动化加工技术，2005 11 刘守勇.机械制造工艺与机床夹具.北京：机械工业出版社，2003 12 刘文剑主编.夹具工程师手册.尔滨：黑龙江出版社，200 13 李增志.组合夹具组装技术手册Z.中国航空工业总公司第三O一研究所，1997. 14 徐志刚.基于广义映射原理的组合夹具结构设计自动化.工程设计，2000(1):31一36. 15 金天国，刘文剑.支持并行工程的夹具TOP一DOWN设计系统.计算机集成制造系统一CIMS，2001年第10期 16 柏合民，金天国，聂英华，刘文剑.半智能化夹具设计工程数据库的研究.组合机床与自动化技术，2000年第2期 17 Cai-Hua Xionga， You-Fu Lib， Y Kevin Rongc， You LunXionga. 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