普通机床后托架工艺及其夹具设计 开题报告Word下载.docx

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一、课题的目的意义：

机床后托架的是机床的一个重要零件，因为其零件尺寸较小，结构形状也不是很复杂，但其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它的加工是非常关键和重要的。

同时为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。

在加工机床后托架零件时，需要设计专用夹具。

本课题的主要研究目的是根据任务要求中的设计内容，设计普通机床后托架及夹具。

以提高机床和配件的装配质量，提高劳动生产效率，保证加工质量，降低劳动强度，延长机床的工作寿命。

同时通过这次设计，我们将复习巩固我们的专业技能，为以后工作打下坚实的基础。

二、文献综述（分析国内外研究现状、提出问题，找到研究课题的切入点，附主要参考文献，约2000字）：

当今各国都在努力提升本国制造业的竞争力，要提升制造业的竞争能力，就要提升机械制造业能力，提升机械制造业能力，就要提升机床的生产能力。

机床后托架的是机床的一个重要零件，因为其零件尺寸较小，结构形状也不是很复杂，但侧面三杠孔和底面的精度要求较高，此外还有顶面的四孔要求加工，但是对精度要求不是很高。

后托架上的底面和侧面三杠孔的粗糙度要求精加工。

因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响车床或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它的加工是非常关键和重要的。

在加工机床后托架零件时，需要专用夹具。

在机械加工过程中，夹具占有非常重要的地位，它可靠地保证了工件的加工精度，提高了加工效率，减轻了劳动的强度。

夹具的设计过程中，应深入生产实际，（对工件的图纸，工艺文件，生产纲领等分析），精心调查研究，吸取国内外的先进技术，制订出合理的设计方案。

国内外夹具研究现状和发展趋势与研究的主攻方向

【一】国内外对夹具的研究现状

国内外夹具的发展现状

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。

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。

【二】夹具的发展趋势

近些年来，随着数控机床、加工中心、柔性制造单元、柔性制造系统等现代或加工设备的广泛应用，使传统的机械加工的指导方法发生了重大变革，夹具的功能已经从过去的装夹、定位、引导刀具，转变为装夹、定位。

而数字化的设备加工功能的广大化。

给今后夹具的快速定位、快速装夹提出了更高的要求。

在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着高精、高效、模块、组合、通用、经济方向发展。

高精

随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度，对夹具的制造精度要求更高。

高精度夹具的定位孔距精度高达±

5μm，夹具支承面的垂直度达到0.01mm/300mm，平行度高达0.01mm/500mm。

德国demmeler（戴美乐）公司制造的4m长、2m宽的孔系列组合焊接夹具平台，其等高误差为±

0.03mm；

精密平口钳的平行度和垂直度在5μm以内；

夹具重复安装的定位精度高达±

5μm；

瑞士EROWA柔性夹具的重复定位精度高达2~5μm。

机床夹具的精度已提高到微米级，世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。

诚然，为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。

高效

为了提高机床的生产效率，双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。

减少了工件的安装时间，各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断地推陈出新。

新型的电控永磁夹具，加紧和松开工件只用1~2秒，夹具结构简化，为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件。

为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间，瑞典3R夹具仅用1分钟，即可完成线切割机床夹具的安装与校正。

采用美国Jergens（杰金斯）公司的球锁装夹系统，1分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上，球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具，起到缩短停机时间，提高生产效率的作用。

模块、组合

夹具元件模块化是实现组合化的基础。

利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点。

省工、省时，节材、节能，体现在各种先进夹具系统的创新之中。

模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础，应用CAD技术，可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具。

模拟仿真刀具的切削过程，既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不断地改进和完善夹具系统。

组合夹具分会与华中科技大学合作，正在着手创建夹具专业技术网站，为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台，争取实现夹具设计与服务的通用化、远程信息化和经营电子商务化。

通用、经济

夹具的通用性直接影响其经济性。

采用模块、组合式的夹具系统，一次性投资比较大，只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能体现出经济性好。

德国demmeler（戴美乐）公司的孔系列组合焊接夹具，仅用品种、规格很少的配套元件，即能组装成多种多样的焊接夹具。

元件的功能强，使得夹具的通用性好，元件少而精，配套的费用低，经济实用才有推广应用的价值。

机床夹具按照不同的分类标准有不同的分类

机床夹具按专门化程度分为通用、专用、组合随行夹具等

（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。

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，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。

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。

本课题以CA6140车床为例，设计其后托架及其夹具。

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度。

在加工CA6140车床后托架零件时，需要设计专用夹具。

由于该工件体积小，工件材料易切削，切削力不大等特点。

经过认真分析和比较，选用了手动夹紧方式（螺旋夹紧机构）。

这类夹紧机构结构简单、夹紧可靠、通用性大，在机床夹具中很广泛的应用。

参考文献

[1]上海金属切削技术协会．金属切削手册[M]．上海：

上海科学技术出版社，1984

[2]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：

上海科学技术出版社，1980

[3]余光国、马俊、张兴发．机床夹具设计[M]．重庆：

重庆大学出版社，1995

[4]蔡翰志. 

CA6140杠杆加工工艺及夹具设计[J]. 

机械制造与自动化. 

2011（01）：

20-80.

[5]杨长宗车床夹具的设计方法和步骤[J].中国新技术新产品.2011（02）：

1-5.

[6]谢宴，周定照，黄同林，陆英那CA6140车床后托架的夹具设计[J].科技信息.2011（02）:

3-33.

[7]大连理工大学工程图学教研室编机械制图第六版.高等教育出版社，2007

[8]冯之敬机械制造工程原理第二版.清华大学出版社，2008

[9]孟少龙．机械加工工艺手册第1卷[M]．北京：

机械工业出版社，1991

[10]李洪．机械加工工艺手册[M]．北京：

机械工业出版社，1990

[11]《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册[M]．上海：

上海科学技术出版社，1997

[12]成大先，机械设计手册/第二卷.[M]第四版.北京:

化学工业出版社,2002

[13]成大先，机械设计手册/第三卷.[M]第四版.北京:

三、课题研究的内容、方法和预期目标：

研究内容：

本课题的基本内容：

普通机床后托架及夹具设计

1、普通机床后托架设计

普通机床后托架设计，在认真分析零件图的基础上进行工序的划分和定位基准的选择。

工序的设计

确定加工顺序和工序内容，安排工序的集中和分散程度，划分工序阶段，这项工作与生产纲领有密切关系，具体可以根据生产类型、零件的结构特点、技术要求和机床设备等而确定。

定位基准的选择

根据粗基准，精基准的选择原则；

遵循基准统一、基准重合。

2、夹具设计

夹具设计是否良好将对加工的零件精度产生重要影响，因此机床夹具设计不可大意。

研究方法：

根据不同的研究对象拟采用不同的研究手段（途径），本课题包括

普通机床后托架设计和夹具设计。

1、机床后托架的设计

（1）毛坯的选择

根据生产纲领和零件结构选择毛坯，毛坯的类型一般在零件图上已有规定。

毛坯的种类和其质量对机械加工的质量有密切的关系。

同时对提高劳动生产率、节约材料、降低成本有很大的影响。

（2）零件加工步骤

零件的加工顺序及加工方法，分出工序，安装或工位及工步等。

并选择各工序所使用的机床型号、刀具、夹具及量具等。

拟订工艺路线从实际出发，理论联系实际和工人结合起来。

2、夹具设计的研究方法

普通机床后托架镗、铣、钻等工序使用的专用夹具，此类夹具的特点是针对性强、结构紧凑、操作简便、生产率高。

夹具设计最关键是要求对工件定位正确，且满足定位精度要求。

为了解决此问题，首先得了解影响定位精度的因素，如夹具的制造精度，定位基准与定位元件的配合状况等。

然后采取措施解决具体的问题，如减小配合间隙就能提高夹具在机床上的定位精度。

除此之外，选择夹具的类型与结构型式必须与零件生产批量大小相适应，夹具结构与零部件应具有足够的刚度和强度，从而保证夹具操作方便、夹紧可靠、使用安全、并有合理的装卸空间。

预期目标：

能明确设计内容，设计要求，完成以CA6140车床为例，设计其后托架及其夹具，掌握典型零件加工工艺设计方法，掌握夹具的设计方法，在今后学习和工作中能够解决实际问题。

四、所需仪器设备、材料情况：

1.机床及其相关零件；

2.机床后托架及夹具结构图；

3.个人计算机；

4.软件AutoCAD；

五、

课

题

分

阶

段

的

进

度

计

划

序号

起止日期

工作内容

阶段成果

1

2014.2.24-3.9

选题，查阅文献，写出毕业设计开题报告，开始外文翻译

完成开题报告，准备外文文献资料

2

2014.3.10-3.23

开题报告定稿，并初步确定总体设计方案和章节和实验方案

确定总体方案、实验方案

3

2014.3.24-4.6

开展实验，着手撰写毕业设计初稿

开展实验

4

2014.4.7-4.20

继续实验，完成毕业设计初稿和外文翻译

完成实验、外文翻译和毕业设计初稿

5

2014.4.21-5.4

完善初稿，形成二稿

完善毕业设计

6

2014.5.5-5.18

毕业设计基本可定稿

7

2014.5.19-6.1

毕业设计和外文翻译定稿

毕业论文定稿

8

2014.6.2-6.15

提交答辩材料，准备答辩

完成答辩

指导教师意见

（详细填写指导教师意见）

签字：

年月日

系主任意见

签字（公章）：

年月日