夾具設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述

1、WORD格式ZQ350 減速器傳動(dòng)軸鍵槽銑夾具設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述機(jī)械電子工程專業(yè)機(jī)械 A1321 班 李雪 指導(dǎo)老師：張玉英 前言?shī)A具最早出現(xiàn)在 18 世紀(jì)后期，隨著人們生活水平的提高，科學(xué)的不斷發(fā)展 進(jìn)步，從輔助工具慢慢發(fā)展為門(mén)類齊全的加工裝備的夾具， 在機(jī)械加工焊接， 熱 處理，裝配中有著不可取代的地位，在機(jī)械加工過(guò)程中，為了保證加工精度，固 定工件，使之占在正確位置以接受加工或檢測(cè)的工藝裝備稱為機(jī)床夾具。 其組成包括定位元件、 夾緊裝置、夾具與機(jī)床之間的連接元件、對(duì)刀或?qū)蛟⑵渌?裝置或元件、夾具體。使用機(jī)床夾具可以保證工件的加工精度，減少輔助工時(shí)， 大幅提高生產(chǎn)效率，還能擴(kuò)大機(jī)床使用范圍

2、，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多能” 。機(jī)床夾具在機(jī)械加工中起著 重要的作用， 它直接影響著機(jī)械加工的質(zhì)量、 生產(chǎn)效率和成本。 夾具不僅用于金屬切削加工， 還可以應(yīng)用在檢驗(yàn)、裝配、焊接零件、生產(chǎn)線制造等 過(guò)程中，是機(jī)械加工過(guò)程中必不可少的工藝裝備。 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量對(duì)產(chǎn)品的上市時(shí) 間和質(zhì)量的影響很大， 在產(chǎn)品生產(chǎn)制造中具有重要的意義， 各個(gè)企業(yè)都在不斷地增加人力和 物力來(lái)加快其設(shè)計(jì)和生產(chǎn)速度。機(jī)床夾具的功能（1）保證加工精度工件加工過(guò)程通過(guò)機(jī)床夾具進(jìn)行定位、加緊，以保證加工表面穩(wěn) 定的位置精度。（2）縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率夾具的使用，可以減少劃線、找正、對(duì)刀等輔助時(shí)間， 多件，多工位的夾具及氣動(dòng)、 液

3、動(dòng)的夾緊裝置能進(jìn)一步減少輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率。（3）擴(kuò)大了機(jī)床的使用范圍有的機(jī)床夾具實(shí)質(zhì)上對(duì)機(jī)床進(jìn)行了局部改造，擴(kuò)大了原 來(lái)機(jī)床的功能和使用范圍。（ 4）降低了對(duì)工人技術(shù)水平的要求和減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證生產(chǎn)安全。夾具的發(fā)展歷程 , 大約可以分為三個(gè)階段 :第一個(gè)階段主要表現(xiàn)在夾具與人的結(jié)合上 , 這是夾具主要是作為人的單純的輔助工具 , 使得加工過(guò)程進(jìn)一步提高效率和趨于完善 . 這一階段使用夾具旨在提高生產(chǎn)率。第二階段 , 夾具成為人與機(jī)床之間的橋梁 , 夾具的機(jī)能發(fā)生變化 , 它主要用于工件的定 位和夾緊。第三階段表現(xiàn)為夾具與機(jī)床的結(jié)合 , 夾具作為機(jī)床的一部分 , 成為機(jī)械加工中不可缺

4、少 的工藝裝備，夾具是實(shí)現(xiàn)工藝的手段之一。夾具分類隨著機(jī)械制造業(yè)的不斷發(fā)展， 機(jī)床夾具的種類日趨繁多， ?？砂凑諔?yīng)用范圍、 使用機(jī)床、夾具動(dòng)力源來(lái)分類。（ 1 ）按夾具的應(yīng)用范圍分類根據(jù)夾具在不同生產(chǎn)類型中的通用特性， 機(jī)床夾具可分為通用夾具、 專用夾具、可調(diào)整 夾具和組合夾具等。第一，通用夾具。通用夾具的結(jié)構(gòu)、尺寸已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，無(wú)需特殊調(diào)整就可用 來(lái)加工一定范圍內(nèi)的不同工件， 具有一定的通用性。 常用的通用夾具包括： 萬(wàn)能 分度頭、機(jī)用虎鉗、三爪自定心卡盤(pán)、頂尖、中心架和磁力工作臺(tái)等。但該類夾具的精度 較低，在裝夾、找正和夾緊過(guò)程中，要求工人的技術(shù)必須熟練，而且對(duì)于結(jié)構(gòu)和工藝較復(fù) 雜的工件較難

5、裝夾。第二，專用夾具。專用夾具是專為某一工件的某道工序設(shè)計(jì)制造的夾具。 專用夾具只用 于某種零件裝夾， 因此無(wú)需考慮通用性， 可做成整體結(jié)構(gòu)以提高夾具精度。專用夾具的設(shè)計(jì) 制造一般需要 1 2 個(gè)月，設(shè)計(jì)周期較長(zhǎng)、投資較大，但生產(chǎn)率和加工精度較高，所以常用在 產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中。第三，可調(diào)整夾具。 通過(guò)調(diào)整或更換個(gè)別零部件， 能適用多種工件加工的夾 具，稱為可調(diào)整夾具。 可調(diào)整夾具是針對(duì)通用夾具和專用夾具的不足而發(fā)展起來(lái) 的一類新型夾具。 它與專用夾具的根本區(qū)別在于， 它適用于不同工件的安裝。 可 調(diào)整夾具分為兩部分： 基本部分和可調(diào)整部分。 基本部分是不變的， 但可調(diào)整部 分可根

6、據(jù)加工對(duì)象的改變，作相應(yīng)的調(diào)整或調(diào)換第四，組合夾具。組合夾具由一套預(yù)先制造好的的標(biāo)準(zhǔn)元件及部件組裝而成，一般是為 某一工件的某一工序組裝的。 夾具用完可拆卸， 清洗后留待組裝新的夾具。因此，它把專用 夾具的設(shè)計(jì)、制造、使用、報(bào)廢的過(guò)程變?yōu)榻M裝、拆散、清洗入庫(kù)、再組裝的循環(huán)利用過(guò)程。 這樣可用幾個(gè)小時(shí)的組裝周期代替幾個(gè)月的設(shè)計(jì)制造周期， 從而可縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期， 并且 元件能重復(fù)多次使用， 節(jié)省了工時(shí)和材料，特別適用于新產(chǎn)品試制和多品種小批量生產(chǎn)。（ 2 ）按使用機(jī)床分類 夾具按使用機(jī)床不同，可分為車(chē)床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、 磨床夾具、齒輪機(jī)床夾具、數(shù)控機(jī)床夾具以及其他機(jī)床夾具等。

7、（ 3 ）按夾具動(dòng)力源分類 按夾具動(dòng)力源分類，可分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、電動(dòng)夾具、磁 力夾具以及真空夾具等。國(guó)內(nèi)外機(jī)床夾具發(fā)展現(xiàn)狀研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明， 目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的 85 左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市 場(chǎng)的需求與競(jìng)爭(zhēng)。 然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具， 一般在具有中等生 產(chǎn)能力的工廠， 里約擁有數(shù)千甚至近萬(wàn)套專用夾具； 另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每 隔 34 年就要更新 5080 左右專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為 1020 左右。特別是近 年來(lái)，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)、

8、（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求：（1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本；（2）能裝夾一組具有相似性特征的工件；（3）能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具；（ 4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具；（5）采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng) 生產(chǎn)率；（6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。 夾具是機(jī)械加工中不可缺少的部件， 在機(jī)床技術(shù)向高速、 高效、精密、復(fù)合、 智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下， 夾具技術(shù)正朝著高精、 高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向 發(fā)展。高精隨著機(jī)床加工精度的提高， 為了降低定位誤差， 提高加

9、工精度， 對(duì)夾具的制 造精度要求更高。高精度夾具的定位孔距離精度高達(dá)±5 m，夾具支承面的垂直度達(dá)到 0.01/300 ，平行度高達(dá) 0.01 /500 。德國(guó) demmeler （戴美樂(lè)）公司制造的 4m 長(zhǎng)， 2m 寬的孔系列組合焊接夾具平臺(tái)， 其等高誤差為± 0.03 ；精密平口鉗的平行度和垂直度在 5m 以內(nèi)；夾具重復(fù)安裝的定位精度高達(dá)±5 m；瑞士 EROWA柔性?shī)A具的重復(fù)定位精度高達(dá) 25 m 。機(jī)床夾具的精度已提高到微米級(jí)， 世界知名的夾具制造公司都是精密機(jī)械制造企業(yè)。高效為了提高機(jī)床的生產(chǎn)效率， 雙面、四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來(lái)越多。 為了減少工

10、件 的安裝時(shí)間，各種定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣 動(dòng)和液壓夾緊等快速夾緊功能部件不斷地推陳出新。 新型的電控用詞夾具， 夾緊和松開(kāi)工件 只用 12 秒，夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，為機(jī)床進(jìn)行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。模塊組合夾具元件模塊化是實(shí)現(xiàn)組合化的基礎(chǔ)。 利用模塊化設(shè)計(jì)的系列化、 標(biāo)準(zhǔn)化夾具元件，快 速組裝成各種夾具，已成為夾具技術(shù)開(kāi)發(fā)點(diǎn)的基點(diǎn)。省工、省時(shí)、節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先 進(jìn)夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。 模塊化設(shè)計(jì)為夾具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與組裝打下基礎(chǔ)，應(yīng)用 CAD 技 術(shù)，可建立元件庫(kù)、典型夾具庫(kù)、標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用檔案庫(kù)， 進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)， 為用戶 三維實(shí)體組裝夾具。 模擬

11、仿真道具的切削過(guò)程， 既能為用戶提供正確、 合理的夾具與元件配 套方案， 又能積累使用經(jīng)驗(yàn)，了解市場(chǎng)需求， 不斷改進(jìn)和完善夾具系統(tǒng)。 組合家具分會(huì)與華 中科技大學(xué)合作，正在著手創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站， 為夾具行業(yè)提供信息交流、 產(chǎn)品咨詢與 開(kāi)發(fā)的公共平臺(tái)， 爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)夾具設(shè)計(jì)與服務(wù)的通用化、 遠(yuǎn)程信息化和經(jīng)營(yíng)電子商務(wù)化。通用、經(jīng)濟(jì)夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟(jì)性。 采用模塊、 組合式的夾具系統(tǒng)， 一次性投資比較大， 只有夾具系統(tǒng)的可重組性、 可重構(gòu)性及可擴(kuò)展性功能強(qiáng)， 應(yīng)用范圍廣，通用性好，夾具利用 率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)性好。夾具設(shè)計(jì)中采用高精、高效、模塊、組合、通用經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展的思路，在

12、組合夾具行 業(yè)加強(qiáng)產(chǎn)、 學(xué)、研協(xié)作的力度， 加快用高新技術(shù)改造和提升夾具技術(shù)水平的步伐，充分利 用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)媒體，引進(jìn)技術(shù)，爭(zhēng)取合資與合作，與時(shí)俱進(jìn)地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù)， 這是改造和發(fā)展我國(guó)組合夾具行業(yè)較為行之有效的途徑?，F(xiàn)代機(jī)床夾具發(fā)展方向縱觀夾具的發(fā)展歷史以及提升夾具品質(zhì)的技術(shù)發(fā)展， 過(guò)去常用的工藝規(guī)程已慢慢地適應(yīng)不了現(xiàn)代市場(chǎng)的要求， 全球化市場(chǎng)進(jìn)程的加快促使夾具硬件必將朝著以下幾方面發(fā)展：標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)現(xiàn)有夾具的零部件， 各類型的夾具結(jié)構(gòu)及專用夾具的零部件實(shí)行統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn) 化、系列化、通用化，是原來(lái)單件生產(chǎn)的夾具，轉(zhuǎn)變?yōu)閷I(yè)化的生產(chǎn)，以降低成本，保證質(zhì) 量，縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期。柔性化加強(qiáng)專用

13、夾具與同一類零件加工的夾具之間的可調(diào)性； 加強(qiáng)專用夾具的重復(fù)利用， 實(shí)行組合化后，減少因工藝的不同造成的夾具的報(bào)廢情況。精密化機(jī)械產(chǎn)品的不斷精密使得高精度機(jī)床的大量涌現(xiàn)， 勢(shì)必要求機(jī)床夾具跟隨時(shí)代發(fā) 展步伐實(shí)現(xiàn)精密化。高效自動(dòng)化未獲得良好的效益，機(jī)械加工在不斷的提高生產(chǎn)率、降低成本、改善勞動(dòng)強(qiáng)度， 同樣要求著機(jī)床夾具的發(fā)展要滿足自動(dòng)流水線的生產(chǎn)要求， 中小 批量的產(chǎn)品生產(chǎn)同樣需要考慮適合自身程度的高效自動(dòng)化。研究目的及意義隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈， 數(shù)控機(jī)床夾具如何快速適應(yīng)產(chǎn)品變化并充分發(fā)揮數(shù)控加工 設(shè)備的加工效能，成為企業(yè)關(guān)注的重要問(wèn)題。眾所周知，工裝夾具是工藝裝備的重要組成部分， 是工藝過(guò)程

14、中最活躍的因素之一，并直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)效率及加工成本 1 。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷步，數(shù)控加 工設(shè)備已經(jīng)飛速發(fā)展起來(lái)， 與之相適應(yīng)的數(shù)控機(jī)床夾具也在不斷發(fā)展變化。國(guó)內(nèi)數(shù)控加工設(shè)備 已具有相當(dāng)規(guī)模， 數(shù)控加工在生產(chǎn)中已占有較大的比重并將繼續(xù)擴(kuò)大， 而與之對(duì)應(yīng)的數(shù)控機(jī) 床夾具卻并未受到足夠的重視。 國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)傳統(tǒng)工裝夾具歷來(lái)比較重視， 但對(duì)數(shù)控機(jī)床夾具 的應(yīng)用卻缺乏足夠的認(rèn)識(shí)和規(guī)劃。由于缺乏選用數(shù)控機(jī)床夾具系統(tǒng)的考慮， 因而出現(xiàn)了在先進(jìn) 的加工設(shè)備上采用相對(duì)落后的通用夾具或?qū)Ｓ脢A具的情況， 以至于不能充分發(fā)揮此類設(shè)備的效 能。如何提高夾具的快速反應(yīng)能力， 以充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床和加工中心的加工效能

15、， 是目前夾 具設(shè)計(jì)所面臨的課題 2 。總結(jié)夾具設(shè)計(jì)中采用高精、高效、模塊、組合、通用經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展的思路，在組合夾具行 業(yè)加強(qiáng)產(chǎn)、 學(xué)、研協(xié)作的力度， 加快用高新技術(shù)改造和提升夾具技術(shù)水平的步伐，充分利 用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)媒體，引進(jìn)技術(shù)，爭(zhēng)取合資與合作，與時(shí)俱進(jìn)地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù)， 這是改造和發(fā)展我國(guó)組合夾具行業(yè)較為行之有效的途徑。專業(yè)資料整理參考文獻(xiàn)M 北京：冶金工業(yè)出版社，1 孫麗媛 . 機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)2010.2 張金生等 . 機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo) M . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.3張亞明等. 機(jī)床夾具的分類與構(gòu)成J .科技資訊， 2008.4王鳳鮮 .淺談

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