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夾具設(shè)計(jì)說明書
目 錄
序言
一、夾具設(shè)計(jì)任務(wù)
二、夾具設(shè)計(jì)方案的確定
三、主要零件設(shè)計(jì)的說明
1、夾具體
2、壓板
3、插銷機(jī)構(gòu)主體
4、夾緊器件
四、夾具的裝配要求
六、本次課程設(shè)計(jì)小結(jié)、體會及建議
七、參考資料
序言
注意事項(xiàng)：
1、汽缸與圖紙比例應(yīng)一樣
2、汽缸不用剖開，只畫與夾具體的連接，及柱塞與連接件的連接即可；
汽缸與夾具體的連接方式（1、定位銷、螺栓；2、止口、螺栓；3、其它方式查手冊）。
3、圖紙上的夾具體在哪里？機(jī)床工作臺不能代替夾具體，夾具上的所有零件都應(yīng)該安裝在
夾具體上，并且用螺栓夾緊，銷釘定位；夾具體再安裝在工作臺上。
4、夾具體不能直接接觸工件，需要增加定位元件（定位條、定位釘、定位板等）。
5、夾具體上裝定位元件的地方凸起3～5mm，以減小加工面。
6、查夾具手冊，專門有定位元件一節(jié)，按手冊給定的標(biāo)準(zhǔn)、樣式、尺寸繪圖。
7、夾具體與本工序所用的機(jī)床如何連接？畫出連接、定位結(jié)構(gòu)，夾具體與機(jī)床接觸面要盡
量減小，以減小加工面。
8、教材或手冊、圖冊都有典型夾具，拜托看看書，看看是如何表達(dá)各部位具體結(jié)構(gòu)的?。。?
9、工件是假想透明體用雙點(diǎn)劃線畫出，不能遮擋夾具上的任何結(jié)構(gòu)的投影圖形。
10、夾緊結(jié)構(gòu)的運(yùn)動采用氣動或液動方式，典型夾緊結(jié)構(gòu)在教材、手冊、圖冊上全有！?。?
11、鏜模、鉆模、導(dǎo)向鍵、定向鍵、對刀塊、轉(zhuǎn)軸等、以及各個連接部位、配合部位均應(yīng)剖
開，并標(biāo)注配合尺寸、公差符號。
12、裝配圖標(biāo)注長寬高三個總體尺寸、所有配合處的配合尺寸、公差符號；需要的形位公差。
13、填寫明細(xì)表，包括：序號、名稱、非標(biāo)件的圖號、標(biāo)準(zhǔn)件的國標(biāo)號、材料（標(biāo)準(zhǔn)件不填）、
數(shù)量、標(biāo)準(zhǔn)件規(guī)格（寫在標(biāo)準(zhǔn)件名稱后面）。
14、標(biāo)題欄一定要按設(shè)計(jì)手冊規(guī)定的尺寸、樣式畫出（繪圖軟件直接調(diào)出即可，但應(yīng)適當(dāng)改
動，參照我發(fā)給你們的零件圖標(biāo)題欄），不能用制圖書上的非標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)題欄。
15、檢查定位原理（六點(diǎn)定則，某些工件可欠定位，某些工件可以過定位。）。
16、檢查夾緊機(jī)構(gòu)，運(yùn)動能否實(shí)現(xiàn)？（支點(diǎn)、夾緊點(diǎn)、轉(zhuǎn)軸、），一般不能用手動
一、鏜孔，刀具的確定，安裝于方法
1、鏜孔
鏜孔是對鍛出，鑄出或鉆出孔的進(jìn)一步加工，鏜孔可擴(kuò)大孔徑，提高精度，減小表面粗糙度，還可以較好地糾正原來孔軸線的偏斜。鏜孔可以分為粗鏜、半精鏜和精鏜。精鏜孔的尺寸精度可達(dá)IT8～I(xiàn)T7，表面精糙度Ra值1.6～0.8μm。
2、常用鏜刀
（1）.通孔鏜刀??鏜通孔用的普通鏜刀，為減小徑向切削分力，以減小刀桿彎曲變形，一般主偏角為45°～75°，常取60°～70°.
（2）.不通孔鏜刀??鏜臺階孔和不通孔用的鏜刀，其主偏角大于90°，一般取95°。
3、鏜刀的安裝
（1）.刀桿伸出刀架處的長度應(yīng)盡可能短，以增加剛性，避免因刀桿彎曲變形，而使孔產(chǎn)生錐形誤差。
（2）.刀尖應(yīng)略高于工件旋轉(zhuǎn)中心，以減小振動和扎刀現(xiàn)象，防止鏜刀下部碰壞孔壁，影響加工精度。
（3）.刀桿要裝正，不能歪斜，以防止刀桿碰壞已加工表面。
4、工件的安裝
（1）.鑄孔或鍛孔毛坯工件，裝夾時一定要根據(jù)內(nèi)外圓校正，既要保證內(nèi)孔有加工余時，又要保證與非加工表面的相互位置要求。
（2）.裝夾薄壁孔件，不能夾得太緊，否則，加工后的工件會產(chǎn)生變形，影響鏜孔精度。對于精度要求較高的薄壁孔類零件，在粗加工之后，精加工之前，稍將卡爪放松，但夾緊力要大于切削力，再進(jìn)行精加工。
1 分工序、定工位
生產(chǎn)類型分析
此次設(shè)計(jì)的立式軸承座鉆孔組合機(jī)床，其所加工的零件在汽車中應(yīng)用十分廣泛，應(yīng)該屬于大批量生產(chǎn)項(xiàng)目，所以在設(shè)計(jì)時應(yīng)注意到盡量使加工簡單，但又不影響加工質(zhì)量。 加工方案的制定
劃分工序要考慮到生產(chǎn)的規(guī)模、加工的精度、所用機(jī)床的特點(diǎn)、機(jī)床負(fù)荷情況等。 劃分工序可以有兩種趨向：工序集中和工序分散。 工序的集中分散各有其長處，一般說來，在大批量生產(chǎn)中以提高生產(chǎn)率為主，需廣泛采用多刀、單軸與多軸自動或半自動機(jī)床，多軸龍門銑床、組合機(jī)床等，故采取工序集中可以獲得突出的效果。
此次設(shè)計(jì)的軸承座鉆孔組合機(jī)床很大程度上使各工序盡量集中，發(fā)揮組合機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)，同時使各種誤差減小到最低限度。
由于此設(shè)計(jì)中所加工的零件10 個孔中部分孔距離太近，不便于加工，所以分開為兩個工位完成，然后進(jìn)行零件位置轉(zhuǎn)換。
主要工位經(jīng)分析選取以下方案：1)裝卸、夾緊；2)鉆7個孔f13.5；3)鉆3個孔一個為f14，鉆2個螺紋底孔f14，孔號為8、9；4)鉆橫向孔f14；5)擴(kuò)鉸7個孔f14.5；6)攻絲。
2 復(fù)合刀具的切削用量的計(jì)算
切削用量的特點(diǎn)
組合機(jī)床的正常工作與合理地選用切削用量，即確定合理的切削速度和工作進(jìn)給量有很大的關(guān)系。 切削用量選的恰當(dāng)，能使組合機(jī)床減少停車損失，提高生產(chǎn)效率，延長刀具壽命，提高加工質(zhì)量。 導(dǎo)套設(shè)計(jì)
表1 導(dǎo)套參數(shù)表(mm)
加工孔
直徑
導(dǎo)套
長度
導(dǎo)套內(nèi)徑尺寸偏差
孔軸線理
想位置偏移
上
下
3～6
16
0.010
0.020
0.15
7～10
22
0.013
0.028
0.15
11～14
32
0.016
0.034
0.15～0.20
15～18
40
0.016
0.034
0.20
19～24
50
0.020
0.041
0.25
25～30
60
0.020
0.041
0.30
被加工7個孔直徑為14.5 ，加工孔的直徑與導(dǎo)套長度，導(dǎo)套內(nèi)徑尺寸，上下偏差以及孔軸線理想位置的偏移的關(guān)系，如表1 所示。
由表1可知1～7號孔，以及8～10號孔和底孔的直徑為14.5 mm ，它所需要的導(dǎo)套長度為(32～40)mm ，內(nèi)徑尺寸偏差為 0.016～ 0.034 ，孔軸線理想位置偏移為(0.15～0.20)mm。 孔加工切削用量計(jì)算
用高速鋼鉆頭加工此鑄件 HB=204(鉆1～7號孔，Ⅱ工位；鉆8～10號孔，Ⅲ工位)；鉆頭直徑：14.5mm；切削用量：v=(10～18)m/min，s=0.2mm/r，轉(zhuǎn)速350r/min。 用高速鋼鉆頭鉆橫向孔f16(Ⅳ工位) 加工直徑：16mm；切削用量v=(10～18)m/min；s=(0.18～0.25)mm/r；轉(zhuǎn)速350r/min。 用硬質(zhì)合金擴(kuò)孔鉆擴(kuò)鉸孔1～7號孔(Ⅴ工位) 在Ⅴ工位上，擴(kuò)鉸7個孔時，采用擴(kuò)鉸復(fù)合刀具，進(jìn)給量按擴(kuò)孔鉆選擇，切削速度按鉸刀選擇，而且進(jìn)給量應(yīng)按復(fù)合刀具最小直徑選用允許值的上限，切削速度則按復(fù)合刀具最大直徑選用允許值的上限。
加工直徑：14.5mm；切削用量：v=(8～10)m/min，s=0.25mm/r，轉(zhuǎn)速280r/min；擴(kuò)孔鉆刀桿及導(dǎo)向部分的公稱直徑d 0.08；擴(kuò)孔鉆公差：-0.036；刀桿導(dǎo)向部分公差：-0.006～-0.0017；導(dǎo)套內(nèi)徑公差： 0.024～0.006。 孔加工常用工序間余量 擴(kuò)孔直徑為10～20，直徑上的工序余量為(1.5～2.0)mm；鉸孔直徑為10～20，直徑上的工序量為(0.10～0.20)mm(以上切削用量的選擇由東風(fēng)汽車公司設(shè)備制造廠設(shè)計(jì)科提供資料)。
3 部件選用
功率選擇標(biāo)準(zhǔn)
動力部件用以實(shí)現(xiàn)切削刀具的旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給運(yùn)動或只用于進(jìn)給運(yùn)動，此機(jī)床實(shí)現(xiàn)了切削刀具旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給運(yùn)動兩項(xiàng)內(nèi)容。
每一種規(guī)格的動力頭都有一定的功率范圍，根據(jù)所計(jì)算出的切削功率及進(jìn)給功率之需要，并適當(dāng)提高切削用量的可能性，選用相應(yīng)規(guī)格的動力頭，公式如下：
N動>(N切 N進(jìn))/hkW。
式中：N動為動力頭電機(jī)功率；N切為切削功率，按各刀具選用的切削用量，由“組合機(jī)床的切削力及功率計(jì)算公式”中已求出；N進(jìn)為進(jìn)給功率，對于液壓動力頭就是進(jìn)給油泵所消耗的功率，一般為(0.8～2)kW；h為傳動效率，當(dāng)主軸箱少于15根時，h=0.7，多于15根時，h=0.65。 機(jī)床實(shí)際功率
此立式組合機(jī)床左右分兩個電機(jī)帶動兩個多軸箱進(jìn)行加工。對于左半部分多軸箱刀具，在加工1～7號孔以及Ⅲ工位加工10號孔時其功率總和：
N/kW=0.29×7 0.283=2.313
因?yàn)樽笾鬏S箱少于15跟鉆頭，所以
h=0.7，N/kW=2.313/0.7=3.3
對于右半部分多軸箱刀具，在Ⅴ工位擴(kuò)鉸1～7號孔以及攻絲，鉆頭的實(shí)際功率：
N/kW=0.1427×7=1.0
因?yàn)橛抑鬏S箱少于15根鉆頭，所以
h=0.7，N/kW=1÷0.7=1.43
選用電機(jī)
由于此機(jī)床在驅(qū)動方面沒有特殊的要求，選用普通也是最可靠的Y系列電機(jī)，它是封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動機(jī)，取代J02系列的更新?lián)Q代產(chǎn)品。
左半部分所需功率為3.3kW，查Y系列三相異步電動機(jī)表，選用Y123S24型號的電機(jī)，額定功率為5.5kW，選用此型號電機(jī)比較合適。
右半部分所需功率為1.43kW，查Y系列三相異步電動機(jī)表，選用Y112M26型號的電機(jī)，額定功率為2.2kW，選用此型號電機(jī)比較合適。
4 夾具設(shè)計(jì)
零件加工工序
離合大軸承座的加工步驟
1、鑄造
2、回火 (消除應(yīng)力）
3、粗銑底面A（面長120，寬50，此面加工完后具體尺寸為：長346、 寬213；
厚度12；表面粗糙度均為 12.5）
4、精銑底面A （至厚度11；表面粗糙度3.2）
5、粗銑B面，厚度10粗糙度12.5
6、鉆4- Φ9孔，鉸任意對角線上的兩個孔至φ9.1+0.015，Ra1.6；
7、粗鏜 Φ48孔（至φ47，Ra6.3）；平右端面至長度24，Ra6.3；
8、半精鏜Φ48孔（至φ48+0.039，Ra3.2）；平右端面至長度23，Ra3.2；
9、粗鏜 Φ55孔 （至φ53，Ra6.3；距右端6， Ra6.3；平右端面至長度22，Ra6.3；）
10、半精鏜Φ55孔（至φ54.5，Ra3.2；距右端5， Ra3.2；）；平右端面至長度21，Ra3.2；
11、精鏜Φ55孔（至圖紙標(biāo)注的最終尺寸φ55±??，Ra1.6；）；
12、外表面打磨 （砂輪）
13、檢驗(yàn)
設(shè)計(jì)“鉆4- Φ9孔，鉸任意對角線上的兩個孔至φ9.1+0.015，Ra1.6；”工序的鉆床夾具
定位方式：采用孔定位 定位銷Φ45 并用墊圈定位端面 采用氣缸夾緊
軸承座鉆孔組合機(jī)床夾具分析
根據(jù)工件不同的生產(chǎn)條件，可以有各種不同的安裝方法：a)找正安裝法；b)夾具安裝法。 基本定位原理分析 這里討論6點(diǎn)定位中，6個自由度的消除，以便找出較合適的定位夾緊方案。一個物體在空間可以有6個獨(dú)立的運(yùn)動，即沿X、Y、Z軸的平移運(yùn)動，分別記為X1、Y1、Z1；繞X、Y、Z軸的轉(zhuǎn)動，記為X2、Y2、Z2，習(xí)慣上，把上述6個獨(dú)立運(yùn)動稱作6個自由度。如果采用一定的約束措施，消除物體的6個自由度，則物體被完全定位。例如討論長方體工件時，可以在底面布置3個不共線的約束點(diǎn)，在側(cè)面布置2個約束點(diǎn)，在端面布置一個約束點(diǎn)，則底面約束點(diǎn)可以限制X2、Y2、Z23個自由度，側(cè)面約束點(diǎn)限制X1、Z12個自由度，端面約束點(diǎn)限制Y1這個自由度，就完全限制了長方體工件6個自由度。 夾緊力“兩要素”，方向與作用點(diǎn) 夾緊力方向應(yīng)朝向定位元件，并使所需的夾緊力最小。
確定夾緊力作用點(diǎn)的位置時應(yīng)不破壞定位。夾緊力作用點(diǎn)的位置應(yīng)盡可能靠近加工部位，以減小切削力繞夾緊力作用點(diǎn)的力矩，防止工件在加工過程中產(chǎn)生轉(zhuǎn)動或震動。應(yīng)保證夾緊變形不影響加工精度。夾緊力作用點(diǎn)數(shù)目應(yīng)使工件在整個接觸面上受力均勻，接觸變形小。
2.定位夾緊方案的確定
圖1 被加工零件圖
如圖1所示，此零件屬于空心圓形鑄件，一般的定位元件有V形塊、定位套筒作半圓形定位，如果選用V形塊定位的話，在Z軸方向移動以及繞X、Y軸旋轉(zhuǎn)的自由度已經(jīng)消除，在鉆頭進(jìn)行加工時，繞Z軸轉(zhuǎn)動的自由度卻無法消除，所以用V形塊定位的方案是行不通的。如果利用半圓形定位，其結(jié)果和用V形塊是一樣的，都無法使工件在繞Z軸的方向上穩(wěn)定，最后決定利用定位套筒定位。
1.定位套筒 2.底座
圖2 夾具圖1
如圖2環(huán)形套筒以H7/K6或H7/js6的過度配合裝入夾具，零件放入套筒后，在X、Y方向的自由度消除，同時采用壓板的方法;利用球頭螺栓使壓板緊壓住工件體。
1.雙頭螺栓 2.壓板
圖3 夾具圖2
如圖3所示，在此壓板的作用下，沿X軸旋轉(zhuǎn)X2，以及沿Z軸旋轉(zhuǎn)Z2和沿Z軸方向Z1自由度都被限制。所以在此套夾具的作用下，X1、Y1、Z1、X1、Y1等自由度完全被消除，而在壓板的壓力作用下，零件和刀具之間強(qiáng)大的摩擦力，以及在加工過程中軸向力的相互抵消，在Z的自由度也被消除。當(dāng)進(jìn)行到Ⅳ工位，加工橫向孔時，X1、Y1、Z1的自由度已被消除，X2、Y2方向自由度也已被消除，在Z2方向上，由于壓板的作用使工件在Z2方向的自由度也消除了。
5 攻絲裝置
在組合機(jī)床上攻制螺紋時，根據(jù)被加工零件加工部位的分布情況和工藝要求等，常用的攻絲方法有3種：采用攻絲動力頭攻絲，采用攻絲裝置攻絲和采用活動攻絲模板攻絲。
在此設(shè)計(jì)中，右半部分完成Ⅴ、Ⅵ工位的加工。電機(jī)只有5.5kW的功率，故綜合考慮選用攻絲裝置攻絲。當(dāng)整臺機(jī)床或機(jī)床的某一面全部用于完成攻絲工序時，廣泛地采用了攻絲裝置。
攻絲裝置由攻絲主軸箱和攻絲靠模頭組成，由于靠模螺母和靠模桿是經(jīng)磨削并配研的，其螺距要求與所需加工螺孔的螺距保持一定關(guān)系，并設(shè)有螺距誤差補(bǔ)償機(jī)構(gòu)。因此利用攻絲裝置進(jìn)行攻絲可以達(dá)到較高的精度。
表2 冷卻液流量選擇(L/min)
加工方法
鋼件
可鍛鑄鐵及鋁
D
不小于
D
不小于
鉆孔(外冷)
0.40
6
0.32
5
鉆孔(內(nèi)冷)
0.25
4
0.20
3
粗鏜
0.20
6
0.16
5
精鏜
0.12
4
0.10
3
锪孔
0.15
2.5
0.12
2
擴(kuò)孔
0.05
1
0.04
1
鉸孔
0.12
2
0.10
1.5
D為按加工直徑計(jì)算；表中數(shù)據(jù)為每一把刀需要的流量
6 組合機(jī)床冷卻裝置
機(jī)床冷卻液除對刀具和工件起冷卻作用外，還能在金屬表面形成潤滑薄膜，起到潤滑作用。一些冷卻液中含有碳酸鈉，亞硝酸鈉等防銹劑，它們在金屬表面形成膠狀吸附膜或氧化物薄膜，又能使金屬免受腐蝕的作用。因而選擇冷卻液時，應(yīng)根據(jù)組合機(jī)床完成工藝、加工方法、刀具材料以及被加工零件的材料來決定。
在加工鑄鐵件時，由于鑄鐵本身含有石墨能自身潤滑，一般都不加冷卻液。在大量生產(chǎn)中有時為了減少加工中的鐵粉飛揚(yáng)，也增加冷卻系統(tǒng)，以改善操作條件。有時可采用蘇打水，5%的乳化液，其乳化劑的主要成分可以是氧化油膏或硫化切削油。其配方為：油膏2%～5%，粗加工取低值，精加工取高值;亞硝酸鈉0.2%～0.25%;無水碳酸鈉0.2%～0.3%。在鑄鐵工件上攻絲時，則都采用潤滑液，以提高表面光滑度，減少功率的消耗。通常采用煤油，亦可采用硫化切削液及混合油等。
冷卻液的流量應(yīng)根據(jù)刀具的形式、直徑的大小、加工方法、切削用量等具體條件確定，組合機(jī)床的設(shè)計(jì)使用經(jīng)驗(yàn)表明，對鏜刀、鉆頭以及銑刀一類刀具，每根刀具冷卻液的平均流量約為(2～6)L/min。國外資料推薦按加工直徑選擇，每把刀具的冷卻液流量，值見表2。
7 工作循環(huán)說明
一臺組合機(jī)床，其工作循環(huán)常常是比較復(fù)雜的，不僅有好幾個動力頭按不同的循環(huán)進(jìn)行工作，而且這些循環(huán)還需其他部件，如移動工作臺，回轉(zhuǎn)工作臺以及鼓輪等配合動作。各動力部件借助程序控制擋鐵，按規(guī)定順序進(jìn)行工作。工作循環(huán)應(yīng)當(dāng)盡可能的簡單而且控制元件應(yīng)該少，否則機(jī)床的制造成本加大，安全性能也會降低。
本組合機(jī)床適合在大批量生產(chǎn)中使用，生產(chǎn)效率大大提高。為了降低成本，應(yīng)多選用復(fù)合刀具，盡量做到一次成形，減少裝夾次數(shù)。選擇合適的電機(jī)和動力頭，選擇恰當(dāng)?shù)那邢饔昧亢颓邢魉俣取?
一、夾具設(shè)計(jì)任務(wù)
1、焊接產(chǎn)品（復(fù)合件）“撐桿焊接組合”的產(chǎn)品圖
撐桿焊接組合由撐桿、喇叭支座、螺母M6和發(fā)動機(jī)襯管構(gòu)成；撐桿的材料是20鋼，喇叭支座的材料是10鋼，發(fā)動機(jī)襯管的材料是35鋼，螺母M6??GB121－86；撐桿焊接組合的總體尺寸是300×60×45；附“撐桿焊接組合”產(chǎn)品圖
2、焊接產(chǎn)品“撐桿焊接組合”的重點(diǎn)技術(shù)要求分析
1、公差要求
（1）序4發(fā)動機(jī)襯管兩件的中心線之間平行度要求
（2）序4發(fā)動機(jī)襯管兩件的中心線距離和右邊反動機(jī)襯管中心線與序1撐桿右端面距離為25±0.5
（3）序3螺母M6和序2喇叭支座的組件的中心線與序1撐桿右端面距離為200±1.0
2、焊接要求
（1）序4發(fā)動機(jī)襯管兩件與序1撐桿之間有四處周圍角焊縫；
（2）序3螺母M6和序2喇叭支座的組件與序1撐桿之間有兩處三面角焊縫；
（3）序3螺母M6和序2喇叭支座之間有周圍焊縫。
二、“撐桿焊接組合”裝焊夾具設(shè)計(jì)方案的確定
1、基準(zhǔn)面的選擇（夾具體方式的確定）
夾具體是夾具的基本件，它既要把夾具的各種元件、機(jī)構(gòu)、裝置連接成一個整體，而且還要考慮工件裝卸的方便。因此，夾具體的形狀和尺寸主要取決于夾具各組成件的分布位置、工件的外形輪廓尺寸以及加工的條件等。在設(shè)計(jì)夾具體時應(yīng)滿足以下基本要求。
①、具有足夠的強(qiáng)度和剛度。
②、結(jié)構(gòu)簡單、輕便，在保證強(qiáng)度和剛度前提下結(jié)構(gòu)盡可能簡單緊湊，體積小、質(zhì)量輕和便于工件裝卸。
③、安裝穩(wěn)定牢靠。
④、結(jié)構(gòu)的工藝性好，便于制造、裝配和檢驗(yàn)
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⑤、尺寸要穩(wěn)定且具有一定精度。
⑥、清理方便。
夾具體毛坯制造方法的選擇??綜合考慮結(jié)構(gòu)合理性、工藝性、經(jīng)濟(jì)型、標(biāo)準(zhǔn)化以及各種夾具體的優(yōu)缺點(diǎn)等，選擇夾具體毛坯制造方法為鑄造夾具體；
夾具體的外形尺寸??在繪制夾具總圖時，根據(jù)工件、定位元件、夾緊裝置及其輔助機(jī)構(gòu)在總體上的配置，夾具體的外形尺寸便已大體確定。然后進(jìn)行造型設(shè)計(jì)，再根據(jù)強(qiáng)度和剛度要求選擇斷面的結(jié)構(gòu)形狀和壁厚尺寸。夾具體的壁厚20mm，長度326mm，寬度128mm；根據(jù)設(shè)計(jì)要求，夾具體上設(shè)計(jì)有螺孔、銷孔，并且要求定位定位器和夾緊器的銷孔在裝配時配作。
2、定位方式及元器件選擇
1）、定位器的作用是要使工件在夾具中具有準(zhǔn)確和確定不便的位置，在保證加工要求的情況下，限制足夠的自由度。
工件的定位原理
自由物體在空間直角坐標(biāo)系中有六個自由度，即沿OX,OY,OZ三個軸向的平動自由度和三個繞軸的轉(zhuǎn)動自由度。要使工件在夾具體中具有準(zhǔn)確和確定不變的位置，則必須限制六個自由度。工件的六個自由度均被限制的定位叫做完全定位；工件被限制的自由度少于六個，但仍然能保證加工要求的定位叫不完全定位。在焊接生產(chǎn)中，為了調(diào)整和控制不可避免產(chǎn)生的焊接應(yīng)力和變形，有些自由度是不必要限制的，故可采用不完全定位的方法。在焊接夾具設(shè)計(jì)中，按加工要求應(yīng)限制的自由度而沒有被限制的欠定位是不允許的；而選用兩個或更多的支撐點(diǎn)限制一個自由度的方法稱為過定位，過定位容易位置變動，夾緊時造成工件或定位元件的變形，影響工件的定位精度，過定位也屬于不合理設(shè)計(jì)。
①、以工件的平面為基準(zhǔn)進(jìn)行定位時，常采用擋鐵、支撐釘進(jìn)行定位
②、工件以圓孔內(nèi)表面為基準(zhǔn)進(jìn)行定位時常采用銷定位器
③、工件以圓柱外表面為基準(zhǔn)進(jìn)行定位時常采用V形鐵定位器
④、利用以定位工件的輪廓對被定位工件進(jìn)行定位可采用樣板定位器主焊件“撐桿”用擋板和擋銷定位。擋銷限制了X方向的平動自由度，擋板限制了Y方向的平動自由度，夾具體限制了Z方向的平動自由度，擋鐵螺旋夾緊器件限制了Z方向的轉(zhuǎn)動自由度，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)限制了X、Y方向的轉(zhuǎn)動自由度，共限制了6個自由度。件“發(fā)動機(jī)襯管”兩件用插銷機(jī)構(gòu)定位。插銷機(jī)構(gòu)限制了X、Y、Z方向的平動自由度，快撤式螺旋夾緊器件限制了Y、Z方向的轉(zhuǎn)動自由度，共限制了5個自由度。
螺母M6和喇叭支座的組件用錐頭銷釘和螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的壓板上的開的凹槽來定位“撐桿”限制了Z方向的平動自由度，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的壓板上的開的凹槽限制了Z方向的平轉(zhuǎn)動自由度，錐頭銷釘限制了X、Y方向的平動自由度，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)限制了X、Y方向的轉(zhuǎn)動自由度，共限制了5個自由度。
3、夾緊方式及元器件選擇
夾緊機(jī)構(gòu)的三要素是夾緊力方向的確定、夾緊力作用點(diǎn)的確定、夾緊力大小的確定。
對夾緊機(jī)構(gòu)的基本要求如下：
①、夾緊作用準(zhǔn)確，處于夾緊狀態(tài)時應(yīng)能保持自鎖，保證夾緊定位的安全可靠。
②、夾緊動作迅速，操作方便省力，夾緊時不應(yīng)損害零件表面質(zhì)量
③、夾緊件應(yīng)具備一定的剛性和強(qiáng)度，夾緊作用力應(yīng)是可調(diào)節(jié)的。
④、結(jié)構(gòu)力求簡單，便于制造和維修。
夾緊序1撐桿選用擋板式螺旋夾緊器件；
夾緊序4發(fā)動機(jī)襯管兩件選用快撤式螺旋夾緊器件；
夾緊序3螺母M6和序2喇叭支座的組件選用螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。
4、裝焊方案
從焊接件產(chǎn)品圖中看出，序4、序3和序2的組件分別與序1進(jìn)行焊接。序1為主焊零件同時也是主體件，它的長度方向可用擋板定位，端面可采用擋銷。裝焊方案初擬為：
序4發(fā)動機(jī)襯管兩件與序1撐桿先在夾具上裝配、點(diǎn)固、取出焊接，然后在夾具上進(jìn)行序3螺母M6和序2喇叭支座的組件與序1撐桿的裝配、完成三面焊。
5、裝焊夾具結(jié)構(gòu)
裝焊夾具采用夾具體，再在夾具體上裝上定位和夾緊序
1撐桿的擋板、擋銷、螺旋夾緊器件，定位和夾緊序4發(fā)動機(jī)襯管兩件的插銷機(jī)構(gòu)、快撤式螺旋夾緊器件，定位和夾緊序3螺母M6和序2喇叭支座的組件的錐頭銷釘、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，構(gòu)成整個焊接夾具。
“撐桿焊接組合”裝焊夾具結(jié)構(gòu)見“撐桿焊接組合”裝焊夾具圖
三、主要零件設(shè)計(jì)的說明
1、夾具體
綜合考慮了結(jié)構(gòu)合理性、工藝性、經(jīng)濟(jì)型、標(biāo)準(zhǔn)化以及各種夾具體的優(yōu)缺點(diǎn)等，選擇夾具體毛坯制造方法為鑄造夾具體；考慮到定位的精確度，要求定位定位器和夾緊器的銷孔在裝配時配作；考慮到焊件小，夾具體的強(qiáng)度要求以及夾具體的結(jié)構(gòu)要求，沒有在夾具體上設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋。
2、壓板
考慮到定位錐頭銷釘需垂直取出焊件才能保證順利脫離焊件，在壓板下邊設(shè)置了彈簧；考慮到對螺母M6和喇叭支座的組件的定位，在壓板上開了凹槽起到定位作用；考慮到快速并順利取出焊件，將壓板設(shè)計(jì)成可退式壓板。
3、插銷機(jī)構(gòu)主體
插銷機(jī)構(gòu)主體作為插銷的支座，考慮到發(fā)動機(jī)襯管兩件之間距離小，將兩個插銷的插銷機(jī)構(gòu)主體做成一體；并且為了保證發(fā)動機(jī)襯管兩件中心線的距離和平行度將在設(shè)計(jì)一體的插銷機(jī)構(gòu)主體的插銷孔時要求兩孔中心線的距離和平行度。
4、快撤式螺旋夾緊器件
同插銷機(jī)構(gòu)主體一樣，快撤式螺旋夾緊器件主體也做成一體并且要求兩孔中心線的距離。
快撤式螺旋夾緊器件工作過程：螺母套筒不直接固定在主體上，而是以它外圓上的L形槽沿著主體上的定位銷來回移動；工件裝入后推動手柄使螺母套筒連同螺栓快速接近工件；轉(zhuǎn)動手柄使定位銷進(jìn)入螺母套筒的圓周槽內(nèi)，螺母不能軸向移動，再旋轉(zhuǎn)螺栓便可夾緊工件；卸下焊件時，只要稍松螺栓，再用手柄轉(zhuǎn)動螺母套筒使銷釘進(jìn)入螺母套筒外圓的直槽位置，便可快速撤回螺栓，取出焊件。
四、夾具的裝配要求
(1)、擋銷裝配到夾具體上時，需要保證基面與夾具體橫向中心線垂直
（2）、定位和夾緊序1撐桿的擋板、螺旋夾緊器件裝配到夾具體上時，需要保證基面與夾具體橫向中心線平行；定位和夾緊序4發(fā)動機(jī)襯管兩件的插銷機(jī)構(gòu)、快撤式螺旋夾緊器件裝配到夾具體上時，需要保證其中心線與夾具體橫向中心線垂直。
（3）、定位和夾緊序4發(fā)動機(jī)襯管兩件的插銷機(jī)構(gòu)、快撤式螺旋夾緊器件的裝配，裝上螺釘，配做銷釘孔并由銷釘保證插銷機(jī)構(gòu)和快撤式螺旋夾緊器件右邊中心線與擋銷基面的距離和公差
（4）、定位和夾緊序3螺母M6和序2喇叭支座的組件的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)裝配時，裝上螺柱底座螺釘，配做銷釘孔并由銷釘保證螺旋夾緊機(jī)構(gòu)定位錐頭銷釘中心線與擋銷基面的距離和公差。
（5）、定位和夾緊序1撐桿的擋板、螺旋夾緊器件的裝配，裝上螺釘，配做銷釘孔并由銷釘保證擋板和螺旋夾緊器件右端面與擋銷基面的距離
（6）、裝上彈簧、壓板等其他零件，完成整個裝配。
五、裝焊夾具使用說明
1、夾具的操作步驟
（1）、將序4發(fā)動機(jī)襯管兩件按照“撐桿焊接組合”圖裝配到序1撐桿上，并將其放置于夾具體上，由擋銷、擋板將序1撐桿定位，由螺旋夾緊器夾緊序1撐桿；同時由插銷將序4發(fā)動機(jī)襯管兩件定位，由快撤式螺旋夾緊器件將其夾緊。
（2）、點(diǎn)固焊后，松開快撤式螺旋夾緊器件，拔出插銷，取下進(jìn)行焊接
（3）、將焊件再放置于夾具體上，由擋銷、擋板將焊件定位，由螺旋夾緊器夾緊焊件；之后將螺母M6和喇叭支座的組件放置焊件之上并由螺旋夾緊機(jī)構(gòu)上的錐頭銷釘和螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的壓板上的開的凹槽來定位由螺旋夾緊機(jī)構(gòu)夾緊
（4）、對螺母M6和喇叭支座的組件與撐桿進(jìn)行三面焊，然后松開所有螺旋夾緊器，夾緊螺母M6和喇叭支座的組件的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的壓板被彈簧彈起，其上的定位錐頭銷釘隨之脫離焊件，然后將壓板推出使一端脫離螺旋夾緊機(jī)構(gòu)螺柱，將壓板旋轉(zhuǎn)到焊件一邊，之后取出焊件。
2、夾具使用注意事項(xiàng)、保養(yǎng)及維護(hù)
（1）使用前對限位尺寸檢查是否還保持正確位置；
（2）如果擋銷磨損超差，可以進(jìn)行打磨修復(fù)；如果擋板、插銷、定位錐頭銷磨損超差，可以重新組裝，錯開磨損部位后繼續(xù)使用。
（3）使用后需要涂防繡油。
六、本次課程設(shè)計(jì)小結(jié)、體會及建議
大多數(shù)焊接工裝是為某種焊接組合件的裝配焊接工藝而專門設(shè)計(jì)的，屬于非標(biāo)準(zhǔn)裝置，往往需要根據(jù)產(chǎn)品機(jī)構(gòu)特點(diǎn)、生產(chǎn)條件和你實(shí)際需要自行設(shè)計(jì)制造。焊接工裝設(shè)計(jì)是生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的重要內(nèi)容之一，也是焊接生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)的主要任務(wù)之一。對于汽車、摩托車和飛機(jī)等制造業(yè)，可以毫不夸張地說，沒有焊接工裝就沒有產(chǎn)品。通過在工藝設(shè)計(jì)時，提出所需要的工裝類型、結(jié)構(gòu)草圖和簡要說明，在此基礎(chǔ)上完成詳細(xì)的結(jié)構(gòu)和零件設(shè)計(jì)及全部圖樣。
工裝設(shè)計(jì)的質(zhì)量，對生產(chǎn)效率、加工成本、產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)安全等有直接的影響，為此，設(shè)計(jì)焊接工裝時必須考慮實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、藝術(shù)性等。
在機(jī)械設(shè)計(jì)和制造過程中，普遍存在尺寸鏈問題。在把零件組裝成機(jī)器的過程中，也就是將零件上有關(guān)的尺寸進(jìn)行組合和積累。由于零件尺寸存在制造誤差，因此裝配時也就會有誤差的綜合和積累。累積后形成的總誤差將會影響機(jī)器的工作性能和質(zhì)量。這就形成了零件的尺寸誤差和綜合誤差之間的相互影響關(guān)系。設(shè)計(jì)工裝夾具也不例外。合理地確定零件的尺寸公差和形位公差顯得很重要。
通過本次課程設(shè)計(jì)，不僅增強(qiáng)了對焊接工藝裝備專業(yè)性知識的系統(tǒng)化，而且將專業(yè)知識、設(shè)計(jì)能力和實(shí)踐能力的有機(jī)的結(jié)合在一起。收獲更深的應(yīng)該是夯實(shí)并拓寬了設(shè)計(jì)工裝夾具的思路以及對設(shè)計(jì)的思維原則性和靈活性的鍛煉。
七、參考資料
1、賈安東.焊接結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)設(shè)計(jì).天津:天津大學(xué)出版社,1989
2、王政.焊接工裝夾具及變位機(jī)械.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001
3、陳煥明.焊接工裝設(shè)計(jì)基礎(chǔ).北京：航空工業(yè)出版社，2004
4、中國機(jī)械工程學(xué)會焊接學(xué)會.焊接手冊（第2版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001
5、胡家秀.簡明機(jī)械零件設(shè)計(jì)使用手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999
6、祖業(yè)發(fā).現(xiàn)代機(jī)械制圖.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2002；
7、許杏根等.簡明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999
8、甘肅工業(yè)大學(xué)焊接教研室.焊接機(jī)械裝備圖冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1982
9、曾樂.焊接工程學(xué).北京：新時代出版社，1986
一、夾具設(shè)計(jì)任務(wù)
1、焊接產(chǎn)品（復(fù)合件）“撐桿焊接組合”的草圖
見“撐桿焊接組合”圖
2、焊接產(chǎn)品“撐桿焊接組合”的重點(diǎn)技術(shù)要求分析
（1）序4發(fā)動機(jī)襯管兩件的中心線之間平行度要求
（2）序4發(fā)動機(jī)襯管兩件的中心線距離和右邊反動機(jī)襯管中心線與序1撐桿右端面距離為25±0.5
（3）序3螺母M6和序2喇叭支座的組件的中心線與序1撐桿右端面距離為200±1.0
二、“撐桿焊接組合”裝焊夾具設(shè)計(jì)方案的確定
1、裝焊方案
從焊接件產(chǎn)品圖中看出，序4、序3和序2的組件分別與序1進(jìn)行焊接。序1為主焊零件同時也是主體件，它的長度方向可用擋板定位，端面可采用擋銷。裝焊方案初擬為：
序4發(fā)動機(jī)襯管兩件與序1撐桿先在夾具上裝配、點(diǎn)固、取出焊接，然后在夾具上進(jìn)行序3螺母M6和序2喇叭支座的組件與序1撐桿的裝配、完成三面焊。
2、裝焊夾具結(jié)構(gòu)
裝焊夾具采用夾具體，再在夾具體上裝上定位和夾緊序1撐桿的擋板、擋銷、螺旋夾緊器件，定位和夾緊序4發(fā)動機(jī)襯管兩件的插銷機(jī)構(gòu)、快撤式螺旋夾緊器件，定位和夾緊序3螺母M6和序2喇叭支座的組件的錐頭銷釘、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)，構(gòu)成整個焊接夾具。
“撐桿焊接組合”裝焊夾具結(jié)構(gòu)見“撐桿焊接組合”裝焊夾具圖
3、夾具的定位原理及特點(diǎn)
主焊件“撐桿”用擋板和擋銷定位，限制了5個自由度，件“發(fā)動機(jī)襯管”兩件用插銷機(jī)構(gòu)定位，限制了5個自由度。
螺母M6和喇叭支座的組件用錐頭銷釘和螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的壓板上的開的凹槽來定位，限制了5個自由度。
4、主要零件設(shè)計(jì)的說明
（1）、壓板
考慮到定位錐頭銷釘需垂直取出焊件才能保證順利脫離焊件，在壓板下邊設(shè)置了彈簧；考慮到對螺母M6和喇叭支座的組件的定位，在壓板上開了凹槽起到定位作用；考慮到快速并順利取出焊件，將壓板設(shè)計(jì)成可退式壓板。
（2）、插銷機(jī)構(gòu)主體
插銷機(jī)構(gòu)主體作為插銷的支座，考慮到發(fā)動機(jī)襯管兩件之間距離小，將兩個插銷的插銷機(jī)構(gòu)主體做成一體；并且為了保證發(fā)動機(jī)襯管兩件中心線的距離和平行度將在設(shè)計(jì)一體的插銷機(jī)構(gòu)主體的插銷孔時要求兩孔中心線的距離和平行度。
??(3)、快撤式螺旋夾緊器件
同插銷機(jī)構(gòu)主體一樣，快撤式螺旋夾緊器件主體也做成一體并且要求兩孔中心線的距離。
快撤式螺旋夾緊器件工作過程：螺母套筒不直接固定在主體上，而是以它外圓上的L形槽沿著主體上的定位銷來回移動；工件裝入后推動手柄使螺母套筒連同螺栓快速接近工件；轉(zhuǎn)動手柄使定位銷進(jìn)入螺母套筒的圓周槽內(nèi)，螺母不能軸向移動，再旋轉(zhuǎn)螺栓便可夾緊工件；卸下焊件時，只要稍松螺栓，再用手柄轉(zhuǎn)動螺母套筒使銷釘進(jìn)入螺母套筒外圓的直槽位置，便可快速撤回螺栓，取出焊件。
5、夾具的裝配要求
(1)、擋銷裝配到夾具體上時，需要保證基面與夾具體橫向中心線垂直
（2）、定位和夾緊序1撐桿的擋板、螺旋夾緊器件裝配到夾具體上時，需要保證基面與夾具體橫向中心線平行；定位和夾緊序4發(fā)動機(jī)襯管兩件的插銷機(jī)構(gòu)、快撤式螺旋夾緊器件裝配到夾具體上時，需要保證其中心線與夾具體橫向中心線垂直。
（3）、定位和夾緊序4發(fā)動機(jī)襯管兩件的插銷機(jī)構(gòu)、快撤式螺旋夾緊器件的裝配，裝上螺釘，配做銷釘孔并由銷釘保證插銷機(jī)構(gòu)和快撤式螺旋夾緊器件右邊中心線與擋銷基面的距離和公差
（4）、定位和夾緊序3螺母M6和序2喇叭支座的組件的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)裝配時，裝上螺柱底座螺釘，配做銷釘孔并由銷釘保證螺旋夾緊機(jī)構(gòu)定位錐頭銷釘中心線與擋銷基面的距離和公差。
（5）、定位和夾緊序1撐桿的擋板、螺旋夾緊器件的裝配，裝上螺釘，配做銷釘孔并由銷釘保證擋板和螺旋夾緊器件右端面與擋銷基面的距離
（6）、裝上彈簧、壓板等其他零件，完成整個裝配。
三、裝焊夾具使用說明
1、夾具的操作步驟
（1）、將序4發(fā)動機(jī)襯管兩件按照“撐桿焊接組合”圖裝配到序1撐桿上，并將其放置于夾具體上，由擋銷、擋板將序1撐桿定位，由螺旋夾緊器夾緊序1撐桿；同時由插銷將序4發(fā)動機(jī)襯管兩件定位，由快撤式螺旋夾緊器件將其夾緊。
（2）、點(diǎn)固焊后，松開快撤式螺旋夾緊器件，拔出插銷，取下進(jìn)行焊接
（3）、將焊件再放置于夾具體上，由擋銷、擋板將焊件定位，由螺旋夾緊器夾緊焊件；之后將螺母M6和喇叭支座的組件放置焊件之上并由螺旋夾緊機(jī)構(gòu)上的錐頭銷釘和螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的壓板上的開的凹槽來定位由螺旋夾緊機(jī)構(gòu)夾緊
（4）、對螺母M6和喇叭支座的組件與撐桿進(jìn)行三面焊，然后松開所有螺旋夾緊器，夾緊螺母M6和喇叭支座的組件的螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的壓板被彈簧彈起，其上的定位錐頭銷釘隨之脫離焊件，然后將壓板推出使一端脫離螺旋夾緊機(jī)構(gòu)螺柱，將壓板旋轉(zhuǎn)到焊件一邊，之后取出焊件。
2、夾具使用注意事項(xiàng)、保養(yǎng)及維護(hù)
（1）使用前對限位尺寸檢查是否還保持正確位置；
（2）如果擋銷磨損超差，可以進(jìn)行打磨修復(fù)；如果擋板、插銷、定位錐頭銷磨損超差，可以重新組裝，錯開磨損部位后繼續(xù)使用。
（3）使用后需要涂防繡油。
四、本次課程設(shè)計(jì)小結(jié)、體會及建議
心得體會： 通過這次設(shè)計(jì) 我感慨良多 ！ 知道學(xué)習(xí)設(shè)計(jì) 對我們來說 是多么得 重要啦 當(dāng)老師 把課題發(fā)下來得 時候 腦子一片空白！ 不知道從何處入手！ 老師 給 發(fā)啦 很多 資料 讓大家去看會去 參考 但我也看不懂什么只能試著 設(shè)計(jì) 邊查資料 邊設(shè)計(jì) 和畫圖 老師 告訴讓 電腦繪制 這個 更事 難壞 我 自己啦 本來 也不回什么卡薩制 雖然學(xué)啦 但都忘記啦我 又事看別人 弄又事一邊學(xué)習(xí)一天天 就事忙這個啦 沒當(dāng)有不會得 就 用 郵箱 給老師 發(fā) 郵件 問問他 我得圖 那有錯誤 那需要 改進(jìn)什么得 老師也 事很負(fù)責(zé)得 耐心得 告訴我 這讓我更有信心去 弄好 設(shè)計(jì)啦 設(shè)計(jì)得夾具體 夾具 都事 我 從書上一遍遍找得 從書上 看到得 再試著 用自己得想法 去 改進(jìn)它 但我 學(xué)得有限 水平不是很高 所以有很多錯誤 希望 通過這次設(shè)計(jì) 把 自己 能力 提高上去 老師也說 跟我 設(shè)計(jì) 就事一個能力得提高 雖然我得設(shè)計(jì)不能算 很好 但 我也 努力過 認(rèn)真過 將來這也是 我所在單位得 工作內(nèi)容 不學(xué)精 在那 也干不好得 現(xiàn)在 我對 這門課程 產(chǎn)生很大得 興趣 從 零件圖 到夾具圖 再到 裝配圖 所有得 圖 都 是自己努力畫上去得每一條線 都事 經(jīng)過思考 畫上去得 希望 自己得努力 會給自己一個 滿意得 成績讓自己 在今后得 學(xué)習(xí) 和工作 中 能 更出色 更能勝任 工作 帶給我得挑戰(zhàn)也會去面對 困難 ！~ 這 就 是 我在 這次 設(shè)計(jì) 得 心得 體會 不是 很 華麗得語言 但卻是我內(nèi)心得話語在這次 設(shè)計(jì) 中 我 收獲 很多！ 也 懂得 很多 ！ 以前沒 學(xué)到得 東西 現(xiàn)在撿起來啦 .對我們 來說 真得 是 值得 高興 得 事 ！
五、參考資料
《機(jī)械設(shè)計(jì)》徐錦康 主編 機(jī)械工業(yè)出版社
《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》陸玉 何在洲 佟延偉 主編
《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》 徐弘本 主編 遼寧科學(xué)技術(shù)出本社
《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊》第二版 洛陽工學(xué)院 第一汽車制造廠職工大學(xué) 主編 上?？萍汲霭嫔?
《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》 王啟平 主編 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出