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工艺 55 夹具 设计

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1 河南科技学院本科生毕业论文（设计）开题报告 题目名称 CA6140拨叉加工工艺及夹具设计 学生姓名 任耀亮 院系 机电学院 学号 20040315008 导师姓名 田峰 所学专业 机械制造及其自动化 职称 讲师 完成期限 2009年 2 月 25 日至 2009年 5 月 25 日 一、选题的目的意义 机械的加工工艺及夹具设计是我们在完成了大学的全部课程之后，进行的一次理论联系实际的综合运用，使我对专业知识、技能有了进一步的提高，为从事专业的工作打下基础。机械加工工艺是实现产 品设计，保证产品质量、节约能源、降低成本的重要手段，是企业进行生产准备，计划调度、加工操作、生产安全、技术检测和健全劳动组织的重要依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。然而夹具又是制造系统的重要组成部分，不论是传统制造，还是现代制造系统，夹具都是十分重要的。因此，好的夹具设计可以提高产品劳动生产率，保证和提高加工精度，降低生产成本等，还可以扩大机床的使用范围，从而使产品生产在保证精度的前提下提高效率、降低成本。当今激烈的市场竞争和企业信息化的要求 ,企业对夹具的设计及制造 提出了更高的要求。 二、国内外研究现状 改革开放以来，机械工业充分利用国内外两方面的技术资源，有计划地进行企业的技术改造，引导企业走依靠科技进步的道路，使制造技术、产品质量和水平以及经济效益有了很大的提高，为繁荣国内市场、扩大出口创汇、推动国民经济的发展起了重要作用。 制造业是国民经济的基础，随着以计算机技术为主导的现代科学技术的迅速发展，以 “时间驱动 ”为特征的市场竞争、产品更新换代的加快、商品需求的多样化等使制造业面临着巨大的挑战，特别是像拨叉类不规则零件的加工就出现了重大问题，在现阶段拨叉类零件的加工还 没有达到现代自动化的加工水平。在批量的生产中，它的加工工艺还需要人工画线的方法来保证其精度，而对工件的装夹也是通过人工的方法进行的。因此，我国对拨叉类不规则零件的加工还处于效率低、加工成本高的阶段。 随着机械工业的迅速发展，对产品的品种和生产率提出了愈来愈高的要求，使多品种，中小批生产作为机械生产的主流，为了适应机械生产的这种发展趋势，必然对机床 nts 2 夹具提出更高的要求。 目前，大批量生产正逐渐成为现代机械制造业新的生产模式。在这种模式中，要求加工机床和夹具装备具有更好的柔性，以缩短生产准备时间、降低生产成 本，所以，按手动夹紧的方法已不能满足生产发展的要求，而气动、液压夹紧等夹具正是适应这一生产模式的工装设备。它对缩短工艺装备的设计、制造周期起到至关重要的作用。国外为了适应这种生产模式 ,也把柔性制造系统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。 2.2发展趋势 加工工艺作为制造技术的主要基础工艺，随着制造技术的发展，在 20世纪末也取得了很大的进步，进入了以发展高速切削、开发新的加工工艺和加工方法、提供成套技术为特征的发展新阶段。它是制造业中重要工业部门，如汽车工业、航空航天工业、能源工业、军事 工业和新兴的模具工业、电子工业等部门主要的加工技术，也是这些工业部门迅速发展的重要因素。因此，在制造业发达的美、德、日等国家保持着快速发展的势头。 夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。 1.高精 随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度对夹具的制造精度要求更高高精度夹具的定位孔距精度高达 5m，夹具支承面的垂直度达到0.01mm/300mm，平行度高达 0.01mm/500mm。德 国 demmeler（戴美乐）公司制造的 4m长、 2m宽的孔系列组合焊接夹具平台，其等高误差为 0.03mm；精密平口钳的平行度和垂直度在 5m以内；夹具重复安装的定位精度高达 5m；瑞士 EROWA柔性夹具的重复定位精度高达 2 5m。机床夹具的精度已提高到微米级，世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。诚然，为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。 2.高效 为了提高机床的生产效率，双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。为了减少工件的安装时间，各种自动定心夹紧、 精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电控永磁夹具，加紧和松开工件只用 1 2秒，夹具结构简化，为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间，瑞典 3R夹具仅用 1分钟，即可完成线切割机床夹具的安装与校正。采用美国 Jergens（杰金斯）公司的球锁装夹系统， 1 分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上，球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具，起到缩短停机时间，提高生产效率的作用。 nts 3 3.模块、组合夹具元件模块化是实现组合化的基础。利 用模块化设计的系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点。省工、省时，节材、节能，体现在各种先进夹具系统的创新之中。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础，应用 CAD技术，可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具。模拟仿真刀具的切削过程，既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不断地改进和完善夹具系统。组合夹具分会与华中科技大学合作，正在着手创建夹具专业技术网站，为夹具行业提供信息交流、夹 具产品咨询与开发的公共平台，争取实现夹具设计与服务的通用化、远程信息化和经营电子商务化。 4.通用、经济夹具的通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹具系统，一次性投资比较大，只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能体现出经济性好。德国 demmeler（戴美乐）公司的孔系列组合焊接夹具，仅用品种、规格很少的配套元件，即能组装成多种多样的焊接夹具。元件的功能强，使得夹具的通用性好，元件少而精，配套的费用低，经济实用才有推广 应用的价值。 三、主要研究内容 本设计是 CA6140 拨叉零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。CA6140拨叉零件的主要加工表面是平面及孔。因此主要研究内容为基准的选择，加工工艺和零件主要部位的专用夹具的设计。 四、毕业论文（设计）的研究方法或技术路线 1.文献资料法：通过各种途径，翻阅大量文献资料，扩展自己知识，掌握一定的专业理论，为毕业论文打下理论基础。 2.数据分析法：通过一定的数据，分析存在的现象情况，对结果做出定性和定量分析，说明现象出现的条件及其可行性。 3.案例分析法：通过具体 的实例，来说明论证自己得出的结论，这样 可以更形象，客观的来论证论文的观点。 4.资料引用法：通过对大量资料的阅读掌握，引用其中有用的内容来证论文的观点。 nts 4 五 主要参考文献与资料 1 陈宏钧实用金属切削手册北京：机械工业出版社， 2005 2 赵家齐机械制造工艺学课程设计指导书 .第二版北京：机械工业出版社， 2008 3 陈宏钧实用机械加工工艺手册北京：机械工业出版社， 2003 4 杨黎明机床夹具设计手册国防工业出版社， 1996 5 李旦，邵东 向机床专用夹具图册哈尔滨工业大学出版社， 2005 6 赵云娥镗床可转位刀盘夹具设计 科技信息， 2008， (26)： 340341 7 毛淑兰，徐晓奇铣槽专用夹具设计煤炭技术， 2002， 21(6)： 45 8 王力行专用机床夹具安装精度分析装备制造技术， 2008， (9)： 163164 9 李超平面加工专用夹具的设计机械工程师 2006， (12)： 130 10 李建江简易对中找正镗夹具金属加工， 2008， (20)： 59 11 赵 生虎夹具的优化设计及经济性分析研究煤矿机械， 2006， 27(1)： 6667 12 崔丽娟多功能可转位钻孔夹具砖瓦， 2006， (1