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1、 毕业论文机床夹具及大批量生产的实现学院（系）： 机电工程系 专 业： 机械制造及自动化 学 号： 091213119 学生姓名： 指导教师： 目 录摘要 1一、机床夹具的基本概况 21、机床夹具的概念 22、机床夹具的分类 23、机床夹具的组成 24、机床夹具的功用 25、机床夹具的现状及发展方向 2二、批量生产 31、批量生产的概况 32、机床大批量生产的实现过程 33、对于专用夹具的设想 3批注 4致谢 5摘 要在使用机床进行加工生产的过程中，夹具是一个占着举足轻重地位的部件，可以这么说，一台机床夹具的好坏，直接决定着生产效率以及产品的质量。因此，夹具也成为一门独立于机床系统之外的专门学
2、科。本文借助于五菱柳机动力有限公司机加工车间缸盖老线X52K立式改装铣床及VA40加工中心的夹具系统以及相关的资料，对机床夹具进行系统性的阐述及机床夹具对机床实现大批量生产过程的作用进行探讨。 论文分为两大部分，第一部分为夹具的介绍；第二部分责根据本人于五菱柳机动力有限公司的生产实习情况所学获的知识，对使用专用夹具进行大批量生产的探讨和建议。探究的结果表明，在使用机床进行生产的过程中，夹具是一个具有决定性作用的部分，要实现大批量的生产，必须通过对夹具的研制，使用专用的夹具，才能实现这一过程。本文的特色在于引用大量的专业资料，对夹具进行了深入性的阐述，并对机床批量生产的过程有着见解性的探讨。关键
3、词：夹具；专用夹具；批量生产一、机床夹具的基本概况1.机床夹具的概念机床夹具是机床上用以装夹工件（和引导刀具）的一种装置。其作用是将工件定位，以使工件获得相对于机床和刀具的正确位置，并把工件可靠地夹紧。 2.机床夹具的分类（1）、按专门化程度分类1）通用夹具 通用夹具是指已经标准化的，在一定范围内可用于加工不同工件的夹具。例如，车床上三爪卡盘和四爪单动卡盘，铣床上的平口钳、分度头和回转工作台等。这类夹具一般由专业工厂生产，常作为机床附件提供给用户。其特点是适应性广，生产效率低，主要适用于单件、小批量的生产中。 2）专用夹具 专用夹具是指专为某一工件的某道工序而专门设计的夹具。其特点是结构紧凑，
4、操作迅速、方便、省力，可以保证较高的加工精度和生产效率，但设计制造周期较长、制造费用也较高。当产品变更时，夹具将由于无法再使用而报废。只适用于产品固定且批量较大的生产中。 3）通用可调夹具和成组夹具 其特点是夹具的部分元件可以更换，部分装置可以调整，以适应不同零件的加工。用于相似零件的成组加工所用的夹具，称为成组夹具。通用可调夹具与成组夹具相比，加工对象不很明确，适用范围更广一些。 4）组合夹具 组合夹具是指按零件的加工要求，由一套事先制造好的标准元件和部件组装而成的夹具。由专业厂家制造，其特点是灵活多变，万能性强，制造周期短、元件能反复使用，特别适用于新产品的试制和单件小批生产。 5）随行夹
5、具 随行夹具是一种在自动线上使用的夹具。该夹具既要起到装夹工件的作用，又要与工件成为一体沿着自动线从一个工位移到下一个工位，进行不同工序的加工。 （2）、按使用的机床分类由于各类机床自身工作特点和结构形式各不相同，对所用夹具的结构也相应地提出了不同的要求。按所使用的机床不同，夹具又可分为：车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具等。 （3）、按夹紧动力源分类根据夹具所采用的夹紧动力源不同，可分为：手动夹具、气动夹具、液压夹具、气液夹具、电动夹具、磁力夹具、真空夹具等。 3.机床夹具的组成（1）、定位元件 它与工件的定位基准相接触，用于确定工件在夹具中的正确位
6、置，从而保证加工时工件相对于刀具和机床加工运动间的相对正确位置。如图6-1中的定位销6。 （2）、夹紧装置 用于夹紧工件，在切削时使工件在夹具中保持既定位置。如图6-1中的螺母5和开口垫圈 （3）、对刀、引导元件或装置 这些元件的作用是保证工件与刀具之间的正确位置。用于确定刀具在加工前正确位置的元件，称为对刀元件，如对刀块。用于确定刀具位置并导引刀具进行加工的元件，称为导引元件。如图6-1中的快换钻套 (4)、连接元件 使夹具与机床相连接的元件，保证机床与夹具之间的相互位置关系。 (5)、夹具体 用于连接或固定夹具上各元件及装置，使其成为一个整体的基础件。它与机床有关部件进行连接、对定，使夹具
7、相对机床具有确定的位置。 (6)、其它元件及装置 有些夹具根据工件的加工要求，要有分度机构，铣床夹具还要有定位键等。 以上这些组成部分，并不是对每种机床夹具都是缺一不可的，但是任何夹具都必须有定位元件和夹紧装置，它们是保证工件加工精度的关键，目的是使工件定准、夹牢。 4、机床夹具的功用(1)、能稳定地保证工件的加工精度用夹具装夹工件时，工件相对于刀具及机床的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，使一批工件的加工精度趋于一致。(2)、能减少辅助工时，提高劳动生产率使用夹具装夹工件方便、快速，工件不需要划线找正，可显著地减少辅助工时；工件在夹具中装夹后提高了工件的刚性，可加大切削用量；可使用
8、多件、多工位装夹工件的夹具，并可采用高效夹紧机构，进一步提高劳动生产率。(3)、能扩大机床的使用范围，实现一机多能根据加工机床的成形运动 ，附以不同类型的夹具，即可扩大机床原有的工艺范围。例如在车床的溜板上或摇臂钻床工作台上装上镗模，就可以进行箱体零件的镗孔加工。 5、机床夹具的现状及发展方向夹具最早出现在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
9、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
10、）提高机床夹具的标准化程度。 （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/T2148T225991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5m。 3）高效化 高效化
11、夹具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，以适应工艺可变
12、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。二、批量生产这一板块参考于五菱柳机动力有限公司机加工车间老线缸盖生产线60及80号工序（以下简称柳机）的加工工艺进生产过程。1、批量生产的概况企业生产几种产品，但不是同时生产这几种产品，而是一次一种分批次批量生产的一种企业生产组织方式。批量是指企业(或车间)在一定时期内，一次出产的
13、、在质量、结构和制造方法上完全相同产品(或零部件)的数量。具有多品种加工能力，成批轮番加工制造产品的生产类型，其批量大小不一，一般同时采用专用设备及通用设备进行生产，按每种产品每次投入生产的数量，分为大批量生产、中批量生产和小批量生产三种。 一种生产方法，指不考虑实际的需求，而大批量的生产，导致半产品堆积在下一个生产工序，造成大量库存（包括在制品与成品）。 正确选择批量大小和合理确定批量的间隔生产期，对提高批量生产的经济效益十分重要大批量生产比小批量生产可以节约原材物料，减少机器设备和工夹具的更换时间，可以大批购进原材料：工人能够比较长期地从事一种作业，易于提高劳动的熟练程度，因而劳动生产率较
14、高、经济效益较好。但是，批量并不是越大越好。如果批量过大，会造成生产周期长，原材料、半成品存储量过多，从而要占用较多的资金和较大的生产面积，影响经济效益的提高。企业要经济合理地组织批量生产，必须根据社会需求，市场预测、产品成本、机器设备利用状况等多种因素，确定合适的批量生产，确定批量生产的方法很多，最主要、最常用的有： 最小批量法、经济批量法和间隔生产周期法三种。2、机床大批量生产的实现过程 大批量生产类型往往用倒冲法来计算原材料的使用。所谓倒冲法是根据已生产的装配件产量，通过展开物料清单，将用于该装配件或子装配件的零部件或原材料数量从库存中冲减掉。它基于通过计算得出的平均值，而不是实际值。大
15、批量生产类型需要计划生产的批次，留出适当的间隔，以便对某些设备进行修理。 使用机床生产大批量的工件，使用常规的夹具进行装夹加工是不科学的，因为使用普通通用夹具生产的过程中，必须每次进行对刀操作，不但浪费时间是，生产效率低下；而且更重要的是在操作过程中增大了误差，影响加工质量，可谓费时又费力，又不能得到我们想要的生产效果。 所以，在这种情况下，就必须经由专门的人员部门研制对应产品的夹具，进行装夹加工。柳机60号工序的加工内容是半精铣气缸盖罩底面，使用X52K立式改装铣床进行加工，如果按照常规的方法加工，将会非常耗时好事。所以，经过技术部门的研究，该铣床使用具有两个定位基准的专用虎口钳气动夹具进行
16、装夹，即省时省力又能保证加工质量。3、关于专用夹具的一些想法 在柳机实习的几个月中，通过实践学习，我对C52K立式改装铣床以及VA40加工中心的操作和原理有了一定的了解。在生产过程中，发现要保证工件的加工质量的最重要的步骤就是装夹过程中需把夹具装夹面的杂质铁屑清楚干净。这是一项细致活，对于年产量要求60万件的大企业来说，有点费时，但不得不做！所以，若果能在气动夹具的装置上再添加一道自动除屑装置，那操作起来将会事半功倍。这一自动除屑装置，可以是与家具启动装置连接在一起的气枪，也可以通过且血液对夹具夹面的冲洗装置完成。参考文献【1】朱耀祥，浦林祥。现代夹具设计手册：机械工业出版社，2010版【2】
17、国家机械工业委员会。机制工艺基础与夹具：机械工业出版社，1998版【3】谢增文，钟德奎，陈成瑞等。五菱柳机老线缸盖加工工艺；五菱柳机动力有限公司，2006年致 谢毕业论文即将完成，我的学生生涯也要告一段落了。借此机会，我要对三年来帮助过我的人表示深深的感谢。 三年的大学学习生活中，首先，通过系统专业的学习，在个学科老师悉心的教导之下，我对于机械制造及自动化这一学科有了一定的掌握，掌握了相关的专业知识，也有了自己一些相对而言比较独到的见解。同时，也对机械行业的发展现状有了初步的认识，意识到自己若想要在这个行业有所作为，现阶段所欠缺的知识技能还很多，仍需要通过不断地实践学习来完善自我。另外，更重要
18、的，通过这三年的大学生活，我对社会的认知有了质的提高，不再像高中那般懵懵懂懂。自我素质修养和精神层面的言行得到了质的提炼，我相信自己一定可以在进入社会后创出自己的一番事业。最后，我忘不了刚刚入学时班主任杨美娜老师对我的批评和鼓励，感谢您给我打了一针大学生活的兴奋剂，上了人生重要的一课。忘不了在实训课上因为觉得简单而不重视，以致被蒙超华老师成功“刁难”和“叼杠”，感谢您让我明白事无巨细的道理。更忘不了曾宪明老师说过的话：“这是一个靠本事说话的社会！”，感谢您的金玉良言。别了桂电，别了我的大学生活，别了我的学生时代！我的每一位老师，感谢你们！感谢你们在我人生最需要光明的时候送我一盏盏明灯！此致敬礼
