1、毕业设计文献综述 机械设计制造及其自动化 CA6140 拨叉类零件加工工艺及夹具设计 前言： 在全球科技迅猛发展，世界政治经济形势瞬息万变的情况下，大力发展工业科技成为经济增长的重中之重，而一切的工业进步都离不开机械技术的支持。在我们学完大学课程后，夹具设计这个研究课题无疑是对我们大学所学只是的一个检测的标尺，同时也是帮助我们应届毕业生将理论和实践有机结合的契合点。本次我所选设计内容主要包括： CA6140 拨叉夹具工艺路线的确定，设计方案的选定和优化，相关图表的绘制，设计说明书的编写等。 本文的目的在于简述夹具 的重要性及其功用、机床夹具的分类和组成、机床夹具的发展现状，同时展望夹具的发展趋
2、势。 机床夹具的重要性及其功用： 机床夹具存机电产品制造中是必不可少的工具，是在机床上用以装夹工件的一种装置，机床夹具设计的效果直接决定着机电产品工件的质量和精度，但在实际生产中，机床夹具的效率直是制约机电产品生产快速发提的瓶颈，如何解决机床夹具设计中存在的问题。成为机床夹具设计工作者面临的大课题。 在机械加工过程中使用夹具主要具备以下功用： 1）能稳定地保证工件的加工精度 用夹具装夹工件时，工件相对于刀具及机床的位 置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，使一批工件的加工精度趋于一致。 2 ）能减少辅助工时，提高劳动生产率 使用夹具装夹工件方便、快速，工件不需要划线找正，可显著地减少辅助工
3、时；工件在夹具中装夹后提高了工件的刚性，可加大切削用量；可使用多件、多工位装夹工件的夹具，并可采用高效夹紧机构，进一步提高劳动生产率。 3）能扩大机床的使用范围，实现一机多能 根据加工机床的成形运动 ，附以不同类型的夹具，即可扩大机床原有的工艺范围。例如在车床的溜板上或摇臂钻床工作台上装上镗模，就可以进行箱体 零件的镗孔加工。 机床夹具的现状及发展方向。 机床夹具的分类及其功能： （ 1）按专门化程度分类 1）通用夹具 通用夹具是指已经标准化的，在一定范围内可用于加工不同工件的夹具。例如，车床上三爪卡盘和四爪单动卡盘，铣床上的平口钳、分度头和回转工作台等。这类夹具一般由专业工厂生产，常作为机床
4、附件提供给用户。其特点是适应性广，生产效率低，主要适用于单件、小批量的生产中。 2）专用夹具 专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计的夹具。其特点是结构紧凑，操作迅速、方便、省力，可以保证较高的加 工精度和生产效率，但设计制造周期较长、制造费用也较高。当产品变更时，夹具将由于无法再使用而报废。只适用于产品固定且批量较大的生产中。 3）通用可调夹具和成组夹具 其特点是夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加工。用于相似零件的成组加工所用的夹具，称为成组夹具。通用可调夹具与成组夹具相比，加工对象不很明确，适用范围更广一些。 4）组合夹具 组合夹具是指按零件的加工要求，由一
5、套事先制造好的标准元件和部件组装而成的夹具。由专业厂家制造，其特点是灵活多变，万能性强，制造周期 短、元件能反复使用，特别适用于新产品的试制和单件小批生产。 5）随行夹具 随行夹具是一种在自动线上使用的夹具。该夹具既要起到装夹工件的作用，又要与工件成为一体沿着自动线从一个工位移到下一个工位，进行不同工序的加工。 （ 2）按使用的机床分类 由于各类机床自身工作特点和结构形式各不相同，对所用夹具的结构也相应地提出了不同的要求。按所使用的机床不同，夹具又可分为：车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具等。 （ 3）按夹紧动力源分类 根据夹具所采用的夹紧动 力源不同
6、，可分为：手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等。 机床夹具的组成： (1)定位元件 它与工件的定位基准相接触，用于确定工件在夹具中的正确位置，从而保证加工时工件相对于刀具和机床加工运动间的相对正确位置。 (2)夹紧装置 用于夹紧工件，在切削时使工件在夹具中保持既定位置。 (3)对刀、引导元件或装置 这些元件的作用是保证工件与刀具之间的正确位置。用于确定刀具在加工前正确位置的元件，称为对刀元件，如对刀块。用于确定刀具位置并导引刀具进 行加工的元件，称为导引元件。 (4)连接元件 使夹具与机床相连接的元件，保证机床与夹具之间的相互位置关系。 (5)夹具体 用于连接
7、或固定夹具上各元件及装置，使其成为一个整体的基础件。它与机床有关部件进行连接、对定，使夹具相对机床具有确定的位置。 (6)其它元件及装置 有些夹具根据工件的加工要求，要有分度机构，铣床夹具还要有定位键等。 以上这些组成部分，并不是对每种机床夹具都是缺一不可的，但是任何夹具都必须有定位元件和夹紧装置，它们是保证工件加工精度的关键，目的是使工 件定准、夹牢。 机床夹具的发展现状： 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
8、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，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：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； 能装夹一组具有相似性特征的工件；能适用于精密加工的高精度机床夹具； 能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具；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；提高机床夹具的标准化程度。 夹具的发展趋势 : 夹具是
9、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 0.5 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。 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，夹紧和松开工件只用12 秒，夹具
10、结构简单，为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件 ,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、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
11、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、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（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。 参考文献： 1 卢秉恒 . 机械制造技术基础 M.机械工业出版 社高职教育分社机械工业出版社音像分社 .2001 2 任慕华 . 机床夹具设计
12、研究 J.机电信息 .2010（ 12）： 199 203 3 王艺树基于实例的机床夹具设计系统及其夹具库的研究与开发 : D中国优秀硕士学位论文全文数据库 .2009 4 孙卫国 . 工件在夹具中的定位 J.黑龙江科技信息 .2006（ 5）： 125 130 5 陈天河 . 刀具选择与切削用量在数控加工中的确定 J. 中国科技信息 . 2005（ 24） ： 132 138 6 李耀林 . 关于定位误差产生原因的探讨 J. 西安建筑科技大学学报 (自然科学版 ). 1992（ 02） :58 65 7 李树清 . 双工位铣双槽铣削夹具设计 J. 模具制造 .2010（ 01） 213 217 8 王德涛 . 制定机械加工工艺规程的步骤和方法 J.职业 .2010（ 24）： 334 338 9 丁晓东 . 工艺技术与加工质量 J. 机械工业标准化与质量 . 2005（ 09）： 253 257 10 Ball and Roller Screws.Engineering Material and Design. 197519(12) 11 Patton W.J. Mechanical Power Transmission.New Jersey:Printice-Hall,1980
