水钻磨抛机抛盘B组专用夹具设计【文献综述】.doc

1、毕业设计开题报告 机械设计制造及自动化 水钻磨抛机抛盘 B 组专用夹具设计 1 前言 水钻是一种俗称 (又名水晶 钻石 ，莱茵石 英文名： crystal， rhinestone)其主要成分是水晶玻璃，是将人造水晶玻璃切割成钻石刻面得到的一种 饰品 辅件，这种材质因为较 经济，同时视觉效果上又有钻石般的夺目感觉。因此很受人们的欢迎，水钻一般用于中档的饰品设计中。 水钻的分类：按颜色分可分为：白钻，色钻（如粉色、红色、蓝色等），彩钻（也中 AB 钻）、彩 AB 钻（如红 AB，蓝AB 等） 。 目前，水钻的生产不能满足市场需求。仅国内服饰业的需求缺口，保守估计也有四分之一强。虽上海、浙江、广东、

2、江西等地已有多家企业在满负荷生产，并且不断增加设备，但仍难扭转当前日益增长的市场需求。究其原因，一是机械设备问题，二是磨轮磨料的匹配问题。这是制约水钻生产加工的两大瓶颈 .1 夹具工艺规程的意义和 重要性： 1、指导生产的主要技术文件机械加工车间生产计划、调度，工人的操作，零件的加工质量检验，加工成本的核算，都是以工艺规程为依据的。处理生产中的问题，也常以工艺规程作为共同的依据。 2、是生产准备的主要依据车间生产新零件时，首先要制定该零的机械加工工艺规程，再根据工艺规程进行生产准备。 3、是新建设机械厂（车间）的基本技术文件新建（扩建）批量或大批量机械加工车间（工段）时，应根据工艺规程确定所需

3、机床的种类和数量以及在车间的布置，再由此确定车间的面积大小、动力和吊装设备配置以及所需工人的工种、技术等级、数 量等。 夹具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。 1 二 .主题部分 2.1 水钻的历史以及国内外的发展现状 水 钻又称 “ 莱茵石 ” 。其主要成为是水晶玻璃，是将人造水晶玻璃切割成钻石刻面得到的一种饰品辅件，

4、产于莱茵河北岸的最做奥地利施华洛钻，简 称奥钻。它吸引阳光很充足，光泽度很好，南岸的叫捷克钻。吸收的阳光不是很充足，光泽不如奥钻。 2 钻石饰品加工最关键工序是形面的磨削和抛光，传统的手工式机械加工天然钻石，由于装夹机构、分度机构的精度较低，以及加工者的水平不一，致使成品钻石的加工精度低、费品率高，并提高了加工成本。数控磨抛机床能自动完成 钻石的装夹、分度、进给及观察多道工序，具有加工工时短，精度和自动化程度高等特点。 3 水钻加工存在污染，究其原因主要是加工技术的原因，而夹具是水钻磨抛机床的总要组成部分，所以夹具的设计在水钻加工自动化 环节尤为总要。 2.1夹具的发展现状 机械加工经过了漫长

5、的发展历程，从远古简单的石器打磨，到现代工业的数控加工 ,已经摆脱了手工作坊的作业方式，进入集团化生产、专业化协作的生产阶段 4。而夹具随着机械制造模式的改变也经历了变革。其最早出现在 18世纪后期，至今大约经历了三个阶段： 第一阶段主要表现在夹具与人的结合上，这是夹具主要是作为人的单纯的辅助工具，使得加工过程进一步提高效率和趋于完善； 第二阶段夹具成为人与机床之间的桥梁，夹具的机能发生变化，它主要用于工件的定位和夹紧； 第三阶段表现为夹具与机床的结合， 夹具作为机床的一部分，成为机械加工中不可缺少的工艺装备。 现在，各工业化国家都把制造技术视为当代科技发展为活跃的领域和国际间科技竞争的主战场

6、，制定了一系列振兴计划、建立世界级制造技术中心，纷纷把先进制造技术列为国家关键技术和优先发展领域。 机械加工工艺及夹具随着制造技术的发展也突飞猛进。机械加工工艺以各个工厂的具体情况不同，其加工的规程也有很大的不同。 3突破已往的死模式。使其随着情况的不同具有更加合理的工艺过程。也使产品的质量大大提高。制定加工工艺虽可按情况合理制定，但也要满足其基本要求： 在保证产品质量的前提下，尽可能提高劳动生产率和降低加工成本。并在充分利用本工厂现有生产条件的基础上，尽可能采用国内、外先进工艺技术和经验。还应保证操作者良好的劳动条件。但我国现阶段还是主要依赖工艺人员的经验来编制工艺，多半不规定工步和切削用量

7、，工时定额也凭经验来确定，十分粗略，缺乏科学依据，难以进行合理的经济核算。 4 机床 夹 具最早出现在 18 世纪后期。随着科学技术的不断进步，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。 国际生产研究协会的统计表明，目前中、小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的 85左右。现代生产要求企业所制造的产品品种经常更新换代，以适应市场的需求与竞争。然而，一般企业都仍习惯于大量采用传统的专用夹具，一般在具有中等生产能力的工厂里，约拥有数千甚至近万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔 3 4 年就要更新 50 80左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为 10 20左右。特别是近年来，

8、数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（ FMS）等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求： 1）能迅速而方便地装备新产品的投产，以缩短生产准备周期，降低生产成本； 2）能装夹一组具 有相似性特征的工件； 3）能适用于精密加工的高精度机床夹具； 4）能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具； 5）采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率； 6）提高机床夹具的标准化程度 5. 2.2夹具的未来发展趋势 长期以来，加工工艺编制是由工艺人员凭经验进行的。如果由几位工艺员各自编制同一个零件的工艺规程，其方案一般各不相同，而且很可能都不是最佳方案。这是因为工

9、艺设计涉及的因素多，因果关系错综复杂。 CAPP 将是机械加工工艺的发展趋势，它不仅提高了工艺设计的质量，而且 使工艺人员从繁琐重复的工作中摆脱出来，集中精力去考虑提高工艺水平和产品质量问题。 3 现代机床夹具的发展趋势主要表现为标准化、高效化、精密化和柔性化等四个方面。 （ 1）标准化 机床夹具的目的就在于提高生产效率，这样也就必使其具有标准化和通用化，而机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准： GB/T2148 T2259 91 以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。

10、7 （ 2）高效化 高效 化夹具主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高 5 倍左右；在车床上使用高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在试验转速为 9000r/min 的条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外，在数控机床上，尤其在加工中心上出现了各种自动装夹工件的夹具以及自动更换夹具的装置，充分发挥了数控机床的效率。 （ 3）精 密化 机床夹具的精度会直接影响到零件的加工精度，而

11、随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达 0.1“；用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘，其定心精度为 5 m。这些精密化的夹具为以后零件加工的精度提供了保证。 （ 4）柔性化 机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、组合等方式，以适应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合 夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等。为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大夹具的柔性化程度，改变专用夹具的

12、不可拆结构为可拆结构，发展可调夹具结构，将是当前夹具发展的主要方向。8 三 、 总结部分 本文简单介绍了水钻的成分及国内水钻的发展现状及需求，以及夹具在国内外的发展现状及趋势。 随着数控机床等不断的发展，从原先对机床操作人员的高要求，逐渐的改变为对机床自动化能力、高精度、高速化的发展方向；同时对零部件的质量要求也越来越高。为了提高产品精度，减少劳动强度，降低成本，提高效益， 夹具的设计是至关重要的。虽然它与产品品质没有直接关系，但是在这个讲究科技的时代没有性能优良的夹具是万万不行的。这需要我们全方位的认知现代科技知识。多多学习国外的一些先进的知识、技术、管理经验。 水钻属于劳动密集型产业 ,而

13、且有污染， 随着 国外 的加工 全部转移到劳动力便宜的发展中国家生产 ,比如我国 产品大多 用于出口 。 2009 年的 金融危机也使水钻行业有了不小的冲击。 但是 国家出台了不少对于中小企业和饰品行业利好的政策 ，对水钻行业有了一定的促进。就像在国外一篇计算机辅助夹具设计上说的一样，自动化夹具设计很重要。随着柔性制造 系统的作为开发新产品的有效手段，其着眼点又是在工装和机床两方面上，夹具将是工装柔性化的重点。结合计算机辅助夹具设计优化，拥有以液压等动力源的自动夹具应用到水钻磨抛机上的，将使生产更加高效，性能更加稳定。 4 参考文献 1.谈耀麟著 .金刚石磨抛工艺在石材装修中的应用 J.石材，

14、 2002（ 9）：06-07. 2.夏永发 ,陈述平著 . 钻石饰品数控磨抛机床设计 A.机械设计与制造 ,2001(02):01 02 3.方和平 .柔性夹具的发展与应用 J .现代制造工程 2002,（ 1） :55-57. 4.陈正童著 .两种新型夹具在石材加工中的应用 J.石材， 2001（ 10）： 28-29. 5.李忠明著 . 磨床工夹具设计及应用 J.设计与开发， 2009（ 2） :32-34. 6.徐发仁主编机床夹具设计 M重庆：重庆大学出版社， 1996， 7 7.黄玉美主编机械制造装备设计 M北京：高等教育出版社， 2008， 6. 8.夏永发 , 陈述平，赵新品著

15、. 钻石饰品数控磨抛机床设计 A. 机械设计及制造， 2001（ 02）： 13-14。 9.刘博著 . 多功能立式磨床的控制系统 的研究与开发 R. 上海大学 .2009:8-15. 10.中国经济网综合 .领略水晶玻璃的发展历史掌握市场动态 . http:/ 2011-1-9. 11.潘卫平，孙宇宁，魏乐林 .自动转为研磨抛光夹具的设计 B .40（ 456） :47. 12.袁培峰 .磨床高精度夹具的设计 J .汽车工艺与材料， 2009，（ 2）： 49-50. 13.范晋伟，关佳亮，王文超，周顺生，董广谱，岳中军，曹美宁 .SMART CNC超精密数控曲面磨床综合误差补偿技术 J .

16、北京工业大学学报， 2006， 32（ 4） :306-310. 14.J. Cecil. Computer-Aided Fixture Design A Review and Future TrendsJ.Int J Adv Manuf Technol,2001(18):790-793. 15.thil kumar, V. Subramaniam and K. C. Seow. Conceptual Design of Fixtures using Genetic AlgorithmsJ. Int J Adv Manuf Technol， 1999（ 15）： 79-84 16.V Subramaniam， A.Senthil.Kumar， K.C.Seow.A multi-agent approach to fixture design J .Journal of Intelligent Manufacturing， 2001，（ 12）：31-42. .