夾具設計文獻綜述

1、ZQ350減速器傳動軸鍵槽銃夾具設計文獻綜述機械電子工程專業(yè)機械A1321班李雪指導老師：張玉英前言夾具最早出現(xiàn)在18世紀后期，隨著人們生活水平的提高，科學的不斷發(fā)展進步，從輔助工具慢慢發(fā)展為門類齊全的加工裝備的夾具，在機械加工焊接，熱處理，裝配中有著不可取代的地位，在機械加工過程中，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的工藝裝備稱為機床夾具。具組成包括定位元件、夾緊裝置、夾具與機床之間的連接元件、對刀或?qū)蛟?、其他裝置或元件、夾具體。使用機床夾具可以保證工件的加工精度，減少輔助工時，大幅提高生產(chǎn)效率，還能擴大機床使用范圍，實現(xiàn)“一機多能”。機床夾具在機械加工中起著重

2、要的作用，它直接影響著機械加工的質(zhì)量、生產(chǎn)效率和成本。夾具不僅用于金屬切削加工，還可以應用在檢驗、裝配、焊接零件、生產(chǎn)線制造等過程中，是機械加工過程中必不可少的工藝裝備。機床夾具設計的效率和質(zhì)量對產(chǎn)品的上市時間和質(zhì)量的影響很大，在產(chǎn)品生產(chǎn)制造中具有重要的意義，各個企業(yè)都在不斷地增加人力和物力來加快其設計和生產(chǎn)速度。機床夾具的功能(1)保證加工精度工件加工過程通過機床夾具進行定位、加緊，以保證加工表面穩(wěn)定的位置精度。(2)縮短輔助時間，提高生產(chǎn)率夾具的使用，可以減少劃線、找正、對刀等輔助時間，多件，多工位的夾具及氣動、液動的夾緊裝置能進一步減少輔助時問，提高生產(chǎn)率。(3)擴大了機床的使用范圍有的

3、機床夾具實質(zhì)上對機床進行了局部改造，擴大了原來機床的功能和使用范圍。(4)降低了對工人技術水平的要求和減輕工人的勞動強度，保證生產(chǎn)安全。夾具的發(fā)展歷程，大約可以分為三個階段：第一個階段主要表現(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，使得加工過程進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，夾具成為人與機床之間的橋梁，夾具的機能發(fā)生變化，它主要用于工件的定位和夾緊。第三階段表現(xiàn)為夾具與機床的結(jié)合，夾具作為機床的一部分，成為機械加工中不可缺少的工藝裝備，夾具是實現(xiàn)工藝的手段之一。夾具分類隨著機械制造業(yè)的不斷發(fā)展，機床夾具的種類日趨繁多，常可按照應用范圍、使用

4、機床、夾具動力源來分類。(1)按夾具的應用范圍分類根據(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)標準化，無需特殊調(diào)整就可用來加工一定范圍內(nèi)的不同工件，具有一定的通用性。常用的通用夾具包括：萬能分度頭、機用虎鉗、三爪自定心卡盤、頂尖、中心架和磁力工作臺等。但該類夾具的精度較低，在裝夾、找正和夾緊過程中，要求工人的技術必須熟練，而且對于結(jié)構(gòu)和工藝較復雜的工件較難裝夾。第二，專用夾具。專用夾具是專為某一工件的某道工序設計制造的夾具。專用夾具只用于某種零件裝夾，因此無需考慮通用性，可做成整體結(jié)構(gòu)以提高夾具精度。專用

5、夾具的設計制造一般需要12個月，設計周期較長、投資較大，但生產(chǎn)率和加工精度較高，所以常用在產(chǎn)品相對穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中。第三，可調(diào)整夾具。通過調(diào)整或更換個別零部件，能適用多種工件加工的夾具，稱為可調(diào)整夾具?？烧{(diào)整夾具是針對通用夾具和專用夾具的不足而發(fā)展起來的一類新型夾具。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?？烧{(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)整部分可根據(jù)加工對象的改變，作相應的調(diào)整或調(diào)換第四，組合夾具。組合夾具由一套預先制造好的的標準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

6、的設計、制造、使用、報廢的過程變?yōu)榻M裝、拆散、清洗入庫、再組裝的循環(huán)利用過程。這樣可用幾個小時的組裝周期代替幾個月的設計制造周期，從而可縮短生產(chǎn)準備周期，并且元件能重復多次使用，節(jié)省了工時和材料，特別適用于新產(chǎn)品試制和多品種小批量生產(chǎn)。(2)按使用機床分類夾具按使用機床不同，可分為車床夾具、銃床夾具、鉆床夾具、鏈床夾具、磨床夾具、齒輪機床夾具、數(shù)控機床夾具以及其他機床夾具等。(3)按夾具動力源分類按夾具動力源分類，可分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、電動夾具、磁力夾具以及真空夾具等。國內(nèi)外機床夾具發(fā)展現(xiàn)狀研究協(xié)會的統(tǒng)計表明，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)

7、要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應市場的需求與競爭。然而，一般企業(yè)都仍習慣于大量采用傳統(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，而夾具的實際磨損量僅為1020%左右。特別是近年來，數(shù)控機床、加工中心、成組技術、柔性制造系統(tǒng)、(FMS)等新加工技術的應用，對機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床夾具；(4)能適用于各種現(xiàn)代化制造技術的新型機床夾具；

8、(5)采用以液壓站等為動力源的高效夾緊裝置，以進一步減輕勞動強度和提高勞動生產(chǎn)率；(6)提高機床夾具的標準化程度。夾具是機械加工中不可缺少的部件，在機床技術向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動下，夾具技術正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟方向發(fā)展。高精隨著機床加工精度的提高，為了降低定位誤差，提高加工精度，對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土5m,夾具支承面的垂直度達到0.01mm/300mm,平行度高達0.01mm/500mm0德國demmeler（戴美樂）公司制造的4m長，2m寬的孔系列組合焊接夾具平臺，具等高誤差為土0.03mm；精密平口鉗的平行

9、度和垂直度在5m以內(nèi)；夾具重復安裝的定位精度高達土5仙m；瑞士EROWA柔性夾具的重復定位精度高達25仙m。機床夾具的精度已提高到微米級，世界知名的夾具制造公司都是精密機械制造企業(yè)。局效為了提高機床的生產(chǎn)效率，雙面、四面和多件裝夾的夾具產(chǎn)品越來越多。為了減少工件的安裝時間，各種定心夾緊、精密平口鉗、杠桿夾緊、凸輪夾緊、氣動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，夾緊和松開工件只用12秒，夾具結(jié)構(gòu)簡單，為機床進行多工位、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現(xiàn)組合化的基礎。利用模塊化設計的系列化、標準化夾具元件，快速組裝成各種夾具，已成為夾具技術開發(fā)點的基點

10、。省工、省時、節(jié)材、節(jié)能，體現(xiàn)在各種先進夾具系統(tǒng)的創(chuàng)新之中。模塊化設計為夾具的計算機輔助設計與組裝打下基礎，應用CAD技術，可建立元件庫、典型夾具庫、標準和用戶使用檔案庫，進行夾具設計優(yōu)化設計，為用戶三維實體組裝夾具。模擬仿真道具的切削過程，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，了解市場需求，不斷改進和完善夾具系統(tǒng)。組合家具分會與華中科技大學合作，正在著手創(chuàng)建夾具專業(yè)技術網(wǎng)站，為夾具行業(yè)提供信息交流、產(chǎn)品咨詢與開發(fā)的公共平臺，爭取實現(xiàn)夾具設計與服務的通用化、遠程信息化和經(jīng)營電子商務化。通用、經(jīng)濟夾具的通用性直接影響其經(jīng)濟性。采用模塊、組合式的夾具系統(tǒng)，一次性投資比較大

11、，只有夾具系統(tǒng)的可重組性、可重構(gòu)性及可擴展性功能強，應用范圍廣，通用性好，夾具利用率高，收回投資快，才能體現(xiàn)出經(jīng)濟性好。夾具設計中采用高精、高效、模塊、組合、通用經(jīng)濟方向發(fā)展的思路，在組合夾具行業(yè)加強產(chǎn)、學、研協(xié)作的力度，加快用高新技術改造和提升夾具技術水平的步伐，充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡媒體，引進技術，爭取合資與合作，與時俱進地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術，這是改造和發(fā)展我國組合夾具行業(yè)較為行之有效的途徑。現(xiàn)代機床夾具發(fā)展方向縱觀夾具的發(fā)展歷史以及提升夾具品質(zhì)的技術發(fā)展，過去常用的工藝規(guī)程已慢慢地適應不了現(xiàn)代市場的要求，全球化市場進程的加快促使夾具硬件必將朝著以下幾方面發(fā)展：標準化對現(xiàn)有夾具的零部件，各

12、類型的夾具結(jié)構(gòu)及專用夾具的零部件實行統(tǒng)一的標準化、系列化、通用化，是原來單件生產(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。柔性化加強專用夾具與同一類零件加工的夾具之間的可調(diào)性；加強專用夾具的重復利用，實行組合化后，減少因工藝的不同造成的夾具的報廢情況。精密化機械產(chǎn)品的不斷精密使得高精度機床的大量涌現(xiàn)，勢必要求機床夾具跟隨時代發(fā)展步伐實現(xiàn)精密化。高效自動化未獲得良好的效益，機械加工在不斷的提高生產(chǎn)率、降低成本、改善勞動強度，同樣要求著機床夾具的發(fā)展要滿足自動流水線的生產(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化。研究目的及意義隨著市場競爭的日趨激烈，

13、數(shù)控機床夾具如何快速適應產(chǎn)品變化并充分發(fā)揮數(shù)控加工設備的加工效能，成為企業(yè)關注的重要問題。眾所周知，工裝夾具是工藝裝備的重要組成部分，是工藝過程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。隨著科學技術的不斷步，數(shù)控加工設備已經(jīng)飛速發(fā)展起來，與之相適應的數(shù)控機床夾具也在不斷發(fā)展變化。國內(nèi)數(shù)控加工設備已具有相當規(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)擴大，而與之對應的數(shù)控機床夾具卻并未受到足夠的重視。國內(nèi)企業(yè)對傳統(tǒng)工裝夾具歷來比較重視，但對數(shù)控機床夾具的應用卻缺乏足夠的認識和規(guī)劃。由于缺乏選用數(shù)控機床夾具系統(tǒng)的考慮，因而出現(xiàn)了在先進的加工設備上采用相對落后的通用夾具或?qū)Ｓ?/p>

14、夾具的情況，以至于不能充分發(fā)揮此類設備的效能。如何提高夾具的快速反應能力，以充分發(fā)揮數(shù)控機床和加工中心的加工效能，是目前夾具設計所面臨的課題20總結(jié)夾具設計中采用高精、高效、模塊、組合、通用經(jīng)濟方向發(fā)展的思路，在組合夾具行業(yè)加強產(chǎn)、學、研協(xié)作的力度，加快用高新技術改造和提升夾具技術水平的步伐，充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡媒體，引進技術，爭取合資與合作，與時俱進地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術，這是改造和發(fā)展我國組合夾具行業(yè)較為行之有效的途徑。參考文獻1孫麗媛.機械制造工藝及專用夾具設計指導M北京：冶金工業(yè)出版社，2010.2張金生等.機械制造工藝與夾具設計指導M.北京：機械工業(yè)出版社，2009.3張亞明等.機床

15、夾具的分類與構(gòu)成J.科技資訊，2008.4王鳳鮮.淺談組合夾具的重要作用J.科技情報開發(fā)與經(jīng)濟.2008,(13).5盧克超.周利平.計算機輔助專用夾具CA晾統(tǒng)開發(fā)和研究J.數(shù)控機床市場.2006,(7).6張偉淺論機床夾具的類型和加工特點J.中國新技術新產(chǎn)品，2011(14).7隋聚艷.夾具的發(fā)展及其趨勢分析J.現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2009(19).8王啟平.機械制造工藝學M.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，1999.9王啟平.機床夾具設計M.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，1996.0210陳杰，范文學，李林喜，等.淺談臥式加工中心專用夾具(胎具)的設計J.機電工程技術，2011(11).11張湮湮，劉春雨.關于機床夾具的發(fā)展前景的探討J.科技創(chuàng)新導報，2011(26).12鄒家華.國內(nèi)外機床夾具及其發(fā)展趁勢一一機床研究所所長鄒家華在全國先進工具經(jīng)驗交流會上的報告J.機械加工，1965(1).13劉志偉，張偉文，李會玲，機床夾具設計案例教學的研究J.現(xiàn)代制造技術與裝備，2013(6).14楊曉君，楊楚民.機床夾具設