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一、研究的现状及其意义

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3~4年就要更新50~80%左右专用夹具,而夹具的实际磨损量仅为10~20%左右.

对夹具创新设计的研究,对国内机械制造有着重要意义：

1)保证加工精度

采用夹具安装,可以准确地确定工件与机床、刀具之间的相互位置,工件的位置精度由夹具保证,不受工人技术水平的影响,其加工精度高而且稳定.2)提高生产率、降低成本

用夹具装夹工件,无需找正便能使工件迅速地定位和夹紧,显著地减少了辅助工时,用夹具装夹工件提高了工件的刚性,因此可加大切削用量,可以使用多件、多工位夹具装夹工件,并采用高效夹紧机构,这些因素均有利于提高劳动生产率.另外,采用夹具后,产品质量稳定,废品率下降,可以安排技术等级较低的工人,明显地降低了生产成本.3)扩大机床的工艺范围

使用专用夹具可以改变原机床的用途和扩大机床的使用范围,实现一机多能.例如,在车床或摇臂钻床上安装镗模夹具后,就可以对箱体孔系进行镗削加工,通过专用夹具还可将车床改为拉床使用,以充分发挥通用机床的作用.4)减轻工人的劳动强度

用夹具装夹工件方便、快速,当采用气动、液压等夹紧装置时,可减轻工人的劳动强度.

二、研究目标、研究内容和拟解决的关键问题

2.1研究目标：

近年来中国制造业快速发展,机械行业也发展的非常好,急切需要工艺装备方面的人才.根据工厂实际情况,要求工艺人员能制定合理的工艺规程,并

设计符合产品技术要求的夹具.

培养自身综合运用机械制造工艺学及相关专业课程的理论知识,结合金工实习、生产实习中学到的实践知识,独立分析和解决机械加工问题,初步具备设计中等复杂程度零件的工艺规程的能力.

2.2研究内容：

1)完成支架零件的三维造型

2)完成支架壳体零件的工艺规程及工序卡片3)完成支架壳体上一副镗夹具的设计任务4)完成夹具全部零件的三维造型及装配5)完成加工过程仿真

2.3拟解决的关键问题：

1)对于支架壳体零件的定位基准不好选择.定位基准通常应优先考虑产品设计时的设计基准,并且尽可能的选择加工面做基准,不采用过多的毛坯面定位.

2)完成零件工艺卡片时,所需采用的机床型号不好选择.可以查找机械加工手册.

3)机床夹具设计精度难以把握.可以用综合分析公式计算出来.

三、研究的基本思路和方法、技术路线、实验方案及可行性分析

3.1基本思路和方法

题目所给的零件是支架壳体,所以对密封性要求较高.零件材料是HT200.零件年产量是小批量生产,而且零件的加工尺寸不大,在考虑提高生产率,保证加工精度后可采用铸造成型.零件形状并不复杂,因此形状毛坯可与零件形状尽量接近.由技术要求可知该零件是铸件,参考机床夹具设计手册可知,根据铸件制造方法,采用金属型铸造经济精度最好.可用solidworks软件画出该零件的三维造型图进行综合分析.

3.2技术线路

支架壳体加工工序前后一般都穿插有其它普通的加工工序,如衔接的不好就容易产生矛盾.因此在熟悉整个加工工艺内容的同时,要清楚支架壳体加工工序与普通零件加工工序各自的技术要求、加工目的、加工特点,从而保证质量目标及综合以上原则.

3.3实验方案

为了提高劳动生产率,保证加工质量,降低劳动强度,需要设计专门的铣夹具和钻夹具.设计夹具时,首先要确定工件的定位方式及定位元件的结构,其次要确定工件的夹紧方式,选择合适的夹紧机构,再者要确定刀具的对刀、导向方式,选择对刀、导向元件.

3.4可行性分析：

设计专用支架壳体夹具,可以保证加工精度,提高工作效率,减低劳动强度,全面提高经济效益,最大程度的减少人力损耗.各种创新夹具的设计,既能节省材料,又能节省时间,提高劳动生产率,促进社会和谐发展.

由于铣削加工切削用量及切削力较大,又是多刃断续切削,加工时易产生振动,因此设计铣床夹具时应注意：夹紧力要足够且反行程自锁,夹具的安装要准确可靠,即安装及加工时要正确使用定向键、对刀装置,夹具体要有足够的刚度和稳定性,结构要合理.

四、总结

机械加工工艺规程是规定产品或零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件,是一切相关人员都应严格执行、认真贯彻的纪律性文件.生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺规程来体现.

预期设计成果是：支架壳体零件的三维造型,艺及工序过程卡,一副钻夹具装配图,一副镗夹具装配图,全部零件的三维造型图及装配图.

五、研究计划及进度安排

1)2011年12月～2012年1月：确定课题题目及研究的内容,收集资料,查

阅文献,做前期基础工作.

2)2012年1月～2012年2月：撰写开题报告.

3)2012年2月～2012年3月：课题研究实施阶段,完成主要内容4)2012年3月～2012年4月：撰写论文5)2012年5月,完善论文,论文答辩.

六、参考文献

[1]李名望：《机床夹具设计实例教程》[M],化学工业出版社,,2009：1-188

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[2]上海金属切削技术协会：《金属切削手册》[M],上海科学技术出版社,1984：35-45[3]东北重型机械学院、洛阳农业机械学院、长春汽车厂工人大学：《机床夹具设计手册》[M],上海科学技术出版社,1980：18-20

[4]余光国、马俊、张兴发：《机床夹具设计》[M],重庆大学出版社,1995：10-22[5]东北重型机械学院等：《机床夹具设计手册》[M],上海科学技术出版社,1979：36-40[6]刘文剑、曹天河、赵维：《夹具工程师手册》[M],黑龙江科学技术出版社,1987：60-65[7]贵州工学院机械制造工艺教研室：《机床夹具结构图册》[M],贵州人民出版社,1983：2-5

[8]孙已德：《机床夹具图册》[M],械工业出版社,1984：3-12

[9]成大先：《机械设计手册单行本连接与紧固》[M],化学工业出版社,2004：6-15[10]段明扬：《现代制造工艺设计方法》[M],广西师范大学出版社,2007：11-14[11]段明扬：《现代机械制造工艺设计实训教程》[M],广西师范大学出版社,2007：20-23[12]孟少龙：《机械加工工艺手册第1卷》[M],机械工业出版社,1991：12-13[13]李洪:《机械加工工艺手册》[M],机械工业出版社,1990：20-23

[14]金属机械加工工艺人员手册修订组:《金属机械加工工艺人员手册》[M],上海科学技术出版社,1997：30-32

[15]于骏一：《典型零件制造工艺》[M],机械工业出版社,1989：46-50

[16]王季琨、沈中伟、刘锡珍：《机械制造工艺学》[M],天津大学出版社,2004ʍ

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