1、 毕业论文文献综述 机械设计制造及其自动化 齿轮磨孔夹具设计 近些年来，随着数控机床、加工中心、柔性制造单元、柔性制造系统等现代化加工设备的广泛应用，使传统的机械加工的制造方法发生了重大变革，由一次装夹多面加工，代替了传统的多次装夹和多次加工，由大批量生产转变为多品种小批量的生产。夹具的功能已经从过去的装夹、定位、引导刀具，转变为装夹、定位。而数字化的设备加工功能的扩大化，已经装夹具的引导刀具的功能完全替代，给今后夹具的快速定位、快速装夹提出了更高的要求。 齿轮磨孔夹具的作用有保证加工精度，提高生产率，扩大机 床的使用范围，降低生产成本。现在广泛的应用于机械制造工艺工程，在现代生产中是一种不可
2、缺少的工艺装备。 机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置。又称卡具。从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。例如焊接夹具、检验夹具、装配夹具、机床夹具等。其中机床夹具最为常见，常简称为夹具 。在机床上加工工件时，为使工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求 ，加工前必须将工件装好（定位）、夹牢（夹紧）。夹 具通常由定位元件（确定工件在夹具中的正确位置）、夹紧装置 、对刀引导元件 (确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向 )、分度装置（使工件在一次安装中能完成数个工位的加工，
3、有回转分度装置和直线移动分度装置两类）、连接元件以及夹具体（夹具底座）等组成。夹具种类按使用特点可分为：万能通用夹具。如机用虎钳、卡盘、分度头和回转工作台等，有很大的通用性，能较好地适应加工工序和加工对象的变换，其结构已定型，尺寸、规格已系列化，其中大多数已成为机床的一种标准附件。专用性夹具。为某种产品零件在某道工序上的装夹需要而专门设计制 造，服务对象专一，针对性很强，一般由产品制造厂自行设计。常用的有车床夹具、铣床夹具、钻模 (引导刀具在工件上钻孔或铰孔用的机床夹具 )、镗模 (引导镗刀杆在工件上镗孔用的机床夹具 )和随行夹具（用于组合机床自动线上的移动式夹具）。可调夹具。可以更换或调整元
4、件的专用夹具。组合夹具。由不同形状、规格和用途的标准化元件组成的夹具，适用于新产品试制和产品经常更换的单件、小批生产以及临时任务。 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。 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 5 m，夹具支承面的垂直度达到 0.01mm/300mm，平行度高达1 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
5、高误差为 0.03mm；精密平口钳的平行度和垂直度在 5 m 以内；夹具重复安装的定位精度高达 5 m；瑞士 EROWA 柔性夹具的重复定位精度高达 25 m。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。 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 12 秒，夹具结构简化，为机床进行多工位、
6、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。 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、
7、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。 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 demmele
8、r(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。 专家们建议组合夹具行业加强产、学、研协作的力度，加快用高新技术改造和提升夹具技术水平的步伐，创建夹具专业技术网站，充分利用现代信息和网络技术，与时俱进地创新和发展夹具技术。主动与国外夹具厂商联系，争取合资与合作，引进技术，这是改造 和发展我国组合夹具行业较2 为行之有效的途径。 研究成果 ： 随着制造技术的发展，产品的设计周期缩短，更新换代增快。传统的大批量生产模式逐步被中小批量生产模式所取代。机械制造业欲
9、适应这种变化须具备较高的柔性，国外已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方向。柔性化的着眼点主要在机床和工装两个方面，而夹具又是工装柔性化的重点。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。由于组合夹具应变能力强、设计和制造周期短、成本低、适应产品更 新换代的要求，提高了企业的竞争力，所以日益受到厂家的青睐。应用组合夹具的一项关键技术就是 CAFD 技术。我国从 20 世纪 80 年代中期就已经开始研究这项技术，并对如何将人工智能的理论应用到组合夹具计算机辅助设计 (CAD)过程进行了探索。 存在问题： 通
10、过本次设计，留给我印象最深的是要设计一个成功的夹具，必须要有耐心，要有坚持的毅力。在整个将加剧的设计过程中，花费时间最多的是夹具结构的设计上，要在尽可能合理的情况下设计出符合设计要求的夹具。我也查阅了不少资料，最后还是在老师的耐心指导下，使我的夹具可以正常的 投入到生产中去。实习过程中，我深刻的体会到在设计过程中，需要有耐心，细心。有时候一个很小的设计上都会导致整个夹具设计出错。通过这次设计能够更好的将在学校中所学习到的知识和实际生产密切结合起来。深化我们对理论知识的学习，从而为以后的实际生产带来更大的帮助。 参考文献 1 朱派龙 , 孙永红 . 机械制造工艺装备 . M出版社：西安电子科技大
11、学 . 2006 年 8 月 . 2 王平嶂 .机械制造工艺与刀具 M清华大学出版社 .2005 年 3 月 . 3 王小彬 .机械制造技术 .M 出版社：电子工业出版社 .2005 年 12 月 . 4 王先逵 .机械加工工艺规程制定 .M机械工业出版社 . 2009 年 1 月 . 5 周世学 .机械制造工艺与夹具 .M 北京理工大学出版社 .2006 年 6 月 . 6 陈洪涛 .数控加工工艺与编程 .M 高等教育出版社 .2008 年 4 月 . 7 陈立德 .机械设计基础 .M高等教育出版社 .2008 年 5 月 . 8 龚定安 .机床夹具设计 M.西安交通大学出版社 ,1992.
12、 9 T.Ohata， Y.Nakamura， et al.Development of optimum process design system by numerical simulationJ.Journal Of Materials Processing Technology， 1996， 60(5). 10 T.Ohata.Improvement of optimum process design system by numerical simulation discredited optimization method/C.Proceedings of NUMISHEET99， Besancon， France， 1999， 9： 299 304.
