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文獻綜述
機床夾具發(fā)展趨勢
引言
我的畢業(yè)設計題目是CA6140車床手柄座工藝規(guī)程及夾具設計,它主要包括工藝設計和夾具設計兩部分內(nèi)容,對夾具創(chuàng)新設計的研究,對國內(nèi)機械制造有著重要意義:
(1) 保證加工精度
采用夾具安裝,可以準確地確定工件與機床、刀具之間的相互位置,工件的位置精度由夾具保證,不受工人技術(shù)水平的影響,其加工精度高且穩(wěn)定。
(2) 提高生產(chǎn)率、降低成本
用夾具裝夾工件,無需找正便能使工件迅速地定位和夾緊,顯著地減少了輔助工時;用夾具裝夾工件提高了工件的剛性,因此可加大切削用量;可以使用多件、多工位夾具裝夾工件,并采用高效夾緊機構(gòu),這些因素均有利于提高勞動生產(chǎn)率。另外,采用夾具后,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,廢品率下降,可以安排技術(shù)等級較低的工人,明顯地降低了生產(chǎn)成本。
(3) 擴大機床的工藝范圍
使用專用夾具可以改變原機床的用途和擴大機床的使用范圍,實現(xiàn)一機多能。例如,在車床或搖臂鉆床上安裝鏜模夾具后,就可以對箱體孔系進行鏜削加工;通過專用夾具還可將車床改為拉床使用,以充分發(fā)揮通用機床的作用。
(4) 減輕工人的勞動強度
用夾具裝夾工件方便、快速,當采用氣動、液壓等夾緊裝置時,可減輕工人的勞動強度。
1.國內(nèi)外歷史發(fā)展
1.1 國內(nèi)歷史發(fā)展
我國國內(nèi)的夾具始于20世紀60年代,當時建立了面向機械行業(yè)的天津組合夾具廠,和面向航空工業(yè)的保定向陽機械廠,以后又建立了數(shù)個生產(chǎn)組合夾具元件的工廠。在當時曾達到全國年產(chǎn)組合夾具元件800萬件的水平。20世紀80年代以后,兩廠又各自獨立開發(fā)了NC機床、加工中心的孔系列組合夾具系統(tǒng),不僅滿足了我國國內(nèi)的需求,還出口到美國等國家。當前我國每年尚需進口不少NC機床、加工中心,而由國外配套孔系列夾具,價格非常昂貴,現(xiàn)大都由國內(nèi)配套,節(jié)約了大量外匯。
1.2 國外歷史發(fā)展
從國際上看,俄國、德國和美國是組合夾具的主要生產(chǎn)國。當前國際上的夾具企業(yè)均為中小企業(yè),專用夾具、可調(diào)整夾具主要接受本地區(qū)和國內(nèi)訂貨,而通用性強的組合夾具已逐步成為國際貿(mào)易中的一個品種。有關(guān)夾具和組合夾具的產(chǎn)值和貿(mào)易額尚缺乏統(tǒng)計資料,但歐美市場上一套用于加工中心的夾具的價格較貴,而組合夾具的大型基礎件尤其昂貴。由于我國在組合夾具技術(shù)上有歷史的積累和性能價格比的優(yōu)勢,隨著我國加入WTO和制造業(yè)全球一體化的趨勢,特別是電子商務的日益發(fā)展,其中蘊藏著很大的商機,具有進一步擴大出口良好前景。
2.國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
如今,企業(yè)為了增強市場競爭力和快速響應市場的變化而采用多種新技術(shù)的環(huán)境下,革新傳統(tǒng)的工藝設計手段,采用以計算機為工具的現(xiàn)代化工藝設計和管理方式是企業(yè)上水平、上臺階的關(guān)鍵之一,也是企業(yè)發(fā)展的必由之路。計算機輔助工藝過程設計即CAPP,通常指機械產(chǎn)品零件制造工藝過程的計算機輔助設計與文檔編制。它是為了解決手工設計工藝規(guī)程中存在的效率低下、工藝質(zhì)量不穩(wěn)定、不便于管理、柔性差等問題而提出的。應用CAPP技術(shù),可以使工藝人員從繁瑣重復的事務性工作中解脫出來,迅速編制出完整而詳盡的工藝文件,縮短生產(chǎn)準備周期,提高產(chǎn)品制造質(zhì)量,進而縮短整個產(chǎn)品的開發(fā)周期。
國際生產(chǎn)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)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3-4年就要更新50%-80%左右的專用夾具,而夾具的實際磨損量僅為10%-20%左右。特別是近年來,數(shù)控機床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)等新加工技術(shù)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(shù)的新型機床夾具;
(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。
3.發(fā)展前景預測
3.1 研究方向
現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標準化、精密化、高效化和柔性化等四個方面。
(1) 標準化
機床夾具的標準化與通用性是相互聯(lián)系的兩個方面。目前我國已有夾具零件及部件的國家標準:GB/T2148-T2259-91以及各類通用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化,有利于夾具的商品化生產(chǎn),有利于縮短生產(chǎn)準備周期,降低生產(chǎn)總成本。
(2) 精密化
隨著機械產(chǎn)品精度的日益提高,勢必相應提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結(jié)構(gòu)類型很多,例如用于精密分度的多齒盤,其分度精度可達;用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤,其定心精度為。
(3) 高效化
高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間,以提高勞動生產(chǎn)率,減輕工人的勞動強度。
3.2 研究趨勢
機床夾具是機械加工不可缺少的部件,機床技術(shù)向高速、高效、精密、復合、智能、環(huán)保方向發(fā)展,在其帶動下,夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟方向研究。
(1) 高精化:高精機床加工精度提高,降低定位誤差,提高加工精度對夾具制造精度要求,機床夾具精度已提高到微米級,世界知名夾具制造公司都是精密機械制造企業(yè)。誠然,適應不同行業(yè)需求和經(jīng)濟性,夾具有不同型號,以及不同檔次精度標準供選擇。
(2) 高效化:提高機床生產(chǎn)效率,雙面、四面和多件裝夾夾具產(chǎn)品越來越多。減少工件安裝時間,各種自動定心夾緊、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推陳出新。新型電控永磁夾具,夾緊和松開工件只需1-2秒,夾具結(jié)構(gòu)簡化,為機床進行多工位、多面和多件加工創(chuàng)造了條件。
(3) 模塊、組合化:夾具元件模塊化是實現(xiàn)組合化的基礎。利用模塊化設計系列化、標準化夾具元件,快速組裝成各種夾具已成為夾具技術(shù)開發(fā)基點。省工、省時,節(jié)材、節(jié)能,體現(xiàn)各種先進夾具系統(tǒng)創(chuàng)新之中。模塊化設計為夾具計算機輔助設計與組裝打下了基礎,應用CAD技術(shù),可建立元件庫、典型夾具庫、標準和用戶使用檔案庫,進行夾具優(yōu)化設計,為用戶三維實體組裝夾具。
(4) 通用、經(jīng)濟化:夾具通用性直接影響其經(jīng)濟性。采用模塊、組合式夾具系統(tǒng),一次性投資比較大,夾具系統(tǒng)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。德國戴美樂公司孔系列組合焊接夾具,僅用品種、規(guī)格很少的配套元件,即能組裝成多種多樣焊接夾具。元件功能強,使夾具通用性好,元件少而精,配套費用低,經(jīng)濟實用,很有推廣應用價值。
4.結(jié)束語
機械工業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè),現(xiàn)代機械制造技術(shù)是機械工業(yè)賴以生存和發(fā)展的重要保證,而機械加工工藝直接制約著機器制造業(yè)的發(fā)展。機器制造工藝及其組織形式的發(fā)展趨勢,在很大程度上取決于機器結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向及其技術(shù)應用特性。機械制造工藝是制造機械產(chǎn)品的技巧、方法和程序。機械制造中,需要加工順序、裝配順序及檢驗工序等,夾具在機械制造加工中起到著十分重要的作用,是工藝裝備的主要組成部分,使用夾具可以提高勞動生產(chǎn)率,提高加工精度,減少廢品,可以擴大機床的工藝范圍,改善操作的勞動條件,夾具的發(fā)展是各種機械安全、穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的前提,因此,夾具是機械制造的一項重要工藝設備。一個好的夾具是加工出合格產(chǎn)品的首要條件,為了讓夾具有更好的發(fā)展,夾具行業(yè)應加快用高新技術(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)絡技術(shù),與時俱進地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù)。
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參考文獻
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