夹具设计开题报告

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1、开题报告 一、 选题的依据及意义： 在科学技术迅猛发展的今天，人类文明已经达到了空前的飞跃，机械化取代手工生产已成为全球公认的趋势，社会的各行各业，包括交通、农牧、石油、化工、煤炭、电力、轻纺、电子、通信、医疗、军事等，都离不开各种各样的机械设备，而所有的这些设备都是由机械制造工业提供的，在机械制造学科领域的知识体系中，以机械制造过程中的工艺技术问题为研究对象的一门技术科学，即是机械制造工艺学：以工件在机床上的装夹为对象的一门技术科学，即是机床夹具设计。 在这个市场经济竞争如此激烈的年代，企业若要生存发展就必须 不断地改进，用最廉价的生产成本创造出最高的利润，这必然跟我们的工艺过程有着千丝万缕

2、的联系，如何合理地安排工艺路线是提高生产效率降低生产成本的最有效方法之一，当然夹具的利用也是提高生产效率的有效手段。传统的手工装夹不仅增加了工人的劳动强度，而且大大降低了生产效率。本课题主要是对连杆加工工艺规程和连杆大小头孔精镗夹具的设计。 连杆是发动机内部的重要零件， 连杆的作用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动 ， 并把作用在活塞组上的燃气压力传给曲轴 。 所以 ， 连杆除上下运动外 ， 还左右摆动作复杂的平面运动 。 连杆工作时 ，主要承受气 体压力和往复惯性力所产生的交变载荷 ， 要求它应有足够的疲劳强度和结构刚度 。 同时 ， 由于连杆既是传力零件 ， 又是运动件 ， 不能单靠加

3、大连杆尺寸来提高其承载能力 ，须综合材料选用 、 结构设计、热处理及表面强化等因素来确保连杆的可靠性 。连杆在机器中应用之广以及它在机器中的作用和地位不言而喻。因此，本课题所研究的连杆加工工艺和夹具设计都是非常有意义的。 二、 国内外研究现状及发展趋势： 夹具最早出现在 18 世纪后期。随着科学技术的不断进步，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。 1 机床夹具的现状 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

4、有中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 34 年就要更新 5080左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为 1020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： 1）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； 2）能装夹一组具有相似性特征的工件； 3）能适用于精密加工的高精度机床夹具； 4）能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具； 5）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； 6）提高机床夹具的标准化程度

5、。 2 现代机床夹具的发展方向 现代机床夹具的发展方向主要表现为标准化、精密化、高效化和柔性化等四个方面。 （ 1）标准化 机床夹具的标准化与通用化是相互联系的两个方面。目前我国已有夹具零件及部件的国家标准： GB/T2148T2259 91 以及各类通用夹具、组合夹具标准等。机床夹具的标准化，有利于夹具的商品化生产，有利于缩短生产准备周期，降低生产总成本。 （ 2）精密化 随着机械产品精度的日益提高，势必相应提高了对夹具的精度要求。精密化夹具的结构类型很多，例如用于精密分度的多齿盘，其分度精度可达 0.1；用于精密车削的高精度三爪自定心卡盘，其定心精度为 5 m。 （ 3）高效化 高效化夹具

6、主要用来减少工件加工的基本时间和辅助时间，以提高劳动生产率，减轻工人的劳动强度。常见的高效化夹具有自动化夹具、高速化夹具和具有夹紧力装置的夹具 等。例如，在铣床上使用电动虎钳装夹工件，效率可提高 5 倍左右；在车床上使用高速三爪自定心卡盘，可保证卡爪在试验转速为 9000r/min 的条件下仍能牢固地夹紧工件，从而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生产流水线、自动线配置相应的高效、自动化夹具外，在数控机床上，尤其在加工中心上出现了各种自动装夹工件的夹具以及自动更换夹具的装置，充分发挥了数控机床的效率。 （ 4）柔性化 机床夹具的柔性化与机床的柔性化相似，它是指机床夹具通过调整、组合等方式，以适

7、应工艺可变因素的能力。工艺的可变因素主要有：工序特征、生产批量、 工件的形状和尺寸等。具有柔性化特征的新型夹具种类主要有：组合夹具、通用可调夹具、成组夹具、模块化夹具、数控夹具等。为适应现代机械工业多品种、中小批量生产的需要，扩大夹具的柔性化程度，改变专用夹具的不可拆结构为可拆结构，发展可调夹具结构，将是当前夹具发展的主要方向。 三、本课题研究内容 在 较 传统的机床上对连杆进行中批量生产， 研究内容： 1、 要求设计连杆 机械加工工艺过程。 2、 对 连杆 大小头孔精镗工序用夹具进行设计。 设计过程中 需要主要解决的问题是处理好质量、生产率和经济性之间的关系。 四 、 本课题研究方案： （

8、一） 、连杆机械加工工艺规程的设计 设计连杆机械加工工艺过程与夹具，要对质量、生产率和经济性三类问题要辩证地进行分析。以优质、高效、低耗的工艺去完成零件的加工，这样的工艺才是合理的和先进的工艺。工艺设计以保证质量稳定、生产可靠为原则 。在保证质量要求的前提下设计出最优的工艺方案以提高生产效率、降低生产成本、降低工人劳动强度使企业产生最高的利润。 1、在设计连杆机械加工工艺过程中，预期需要涉及到的技术有以下几个方面： 1）对连杆零件进行工艺审查，找出主要技术要求和分析关键的技术问题，审查零件的结构工艺性； 2）拟定工艺路线：零件的机械加工工艺过程是工艺规程设计的核心问题。设计时通常应初拟 23 个较为 不同 的该零件的加工工艺路线，经技术经济分析后取其中的最佳方案实施